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高中物理教案

时间：2024-07-05 07:26:29 物理教案我要投稿

高中物理教案【精品】

　　作为一名默默奉献的教育工作者，总归要编写教案，通过教案准备可以更好地根据具体情况对教学进程做适当的必要的调整。优秀的教案都具备一些什么特点呢？下面是小编精心整理的高中物理教案，希望能够帮助到大家。

高中物理教案【精品】

高中物理教案1

　　【教学目标】

　　1、了解什么是热辐射及热辐射的特性。

　　2、了解黑体辐射，了解黑体热辐射的强度与波长的关系。

　　3、了解能量子的概念及提出的科学过程，领会这一科学突破过程中科学家的思想。

　　4、了解宏观物体和微观粒子的能量变化特点，体会量子论的建立深化了人们对于物质世界的认识。

　　【教学重点】

　　能量子的'概念。

　　【教学难点】

　　黑体辐射的实验规律。

　　【教学方法】

　　讲授为主，启发、引导。

　　【教学用具】

　　多媒体辅助教学设备。

　　【教学过程】

　　一、引入新课

　　师：19世纪末，牛顿定律在各个领域里都取得了很大的成功：在机械运动方面不用说，在分子物理方面，成功地解释了温度、压强、气体的内能。在电磁学方面，建立了一个能推断一切电磁现象的Maxwell方程。另外还找到了力、电、光、声等都遵循的规律———能量转化与守恒定律。当时许多物理学家都沉醉于这些成绩和胜利之中。他们认为物理学已经发展到头了。

　　1900年在英国皇家学会的新年庆祝会上，著名物理学家开尔文作了展望新世纪的发言：“科学的大厦已经基本完成，后辈的物理学家只要做一些零碎的修补工作就行了。” “但是，在物理学晴朗天空的远处，还有两朵令人不安的乌云。”

　　这两朵乌云是指什么呢？一朵与黑体辐射有关，另一朵与迈克尔逊实验有关。然而，事隔不到一年（1900年底），就从第一朵乌云中降生了量子论，紧接着（1905年）从第二朵乌云中降生了相对论。经典物理学的大厦被彻底动摇，物理学发展到了一个更为辽阔的领域。正可谓“山重水复疑无路，柳暗花明又一村”。

　　我们这节课就来学习“能量量子化的发现——物理学新纪元的到来”。

　　二、进行新课

　　1、黑体与黑体辐射

　　师：请同学们阅读教材27第一段，思考：什么是热辐射，物体的热辐射有什么特性？（学生阅读教材、思考问题）

　　（1）热辐射现象

　　师：我们周围的一切物体都在辐射各种波长的电磁波，这种辐射与由于物体中的分子、原子受到激发而造成的，它与温度有关，因此称为热辐射。

　　所辐射电磁波的特征与温度有关。当温度升高时，热辐射中较短波长的成分越来越强。例如：在给铁块加热使其温度升高时，从看不出发光到暗红到橙色到黄白色，这表明辐射强度按波长的分布情况随物体的温度而有所不同。

　　课件展示：铁块在温度升高时颜色的变化（下图）。

　　（板书）1热辐射

　　①定义

　　②特性

　　辐射强度按波长的分布情况随物体的温度而有所不同。

　　（2）黑体

　　教师：除了热辐射之外，物体表面还会吸收和反射外界射来的电磁波。不同的物体吸收和反射电磁波的能力是不一样的。

　　（板书）能全部吸收各种波长的电磁波而不发生反射的物体，称为绝对黑体，简称黑体。

　　教师：课件展示黑体模型（如下图）并进行阐释。

　　不透明的材料制成带小孔的空腔，那么射入小孔的电磁波在空腔内表面会发生多次反射和吸收，最终不能从空腔射出。这个小孔可近似看作黑体。

　　2、黑体辐射的实验规律

　　教师：一般材料的物体和黑体辐射电磁波的情况有什么不同呢？

高中物理教案2

　　课题：碰撞

　　教学目标：

　　1、使学生了解碰撞的特点，物体间相互作用时间短，而物体间相互作用力很大。

　　2、理解弹性碰撞和非弹性碰撞，了解正碰、斜碰及广义碰撞散射的概念。

　　3、初步学会用动量守恒定律解决一维碰撞问题。

　　重点：

　　强性碰撞和非弹性碰撞

　　难点：

　　动量守恒定律的应用

　　教学过程：

　　1、碰撞的特点：

　　物体间互相作用时间短，互相作用力很大。

　　2、弹性碰撞：

　　碰撞过程中，不仅动量守恒、机械能也守恒，碰撞前后系统动能之和不变

　　3、非弹性碰撞

　　碰撞过程中，仅动量守恒、机械能减少，碰撞后系统动能和小于碰撞前系统动能和，若系统结合成一个整体，则机械能损失最大。

　　4、对心碰撞和非对心碰撞

　　5、广义碰撞散射

　　6、例题

　　例1、在气垫导轨上，一个质量为600g的滑块以15cm/s的速度与另一个质量为400g、速度为10cm/s方向相反的滑块迎面相撞，碰撞后两个滑块并在一起，求碰撞后的.滑块的速度大小和方向。

　　例2、质量为m速度为υ的A球跟质量为3m静止的B球发生正碰。碰撞可能是弹性的，也可能是非弹性的，因此，碰撞后B球的速度允许有不同的值。请你论证：碰撞后B球的速度可能是以下值吗？

　　（1）0.6υ（2）0.4υ（3）0.2υ。

　　7、小结：略

　　8、学生作业P19 ③⑤

高中物理教案3

　　一、教学目标

　　1．物理知识方面：

　　(1)理解匀速圆周运动是变速运动；

　　(2)掌握匀速圆周运动的线速度、角速度、周期的物理意义及它们间的数量关系；

　　(3)初步掌握向心力概念及计算公式。

　　2．通过匀速圆周运动、向心力概念的建立过程，培养学生观察能力、抽象概括和归纳推理能力。

　　3．渗透科学方法的教育。

　　二、重点、难点分析

　　向心力概念的建立及计算公式的得出是教学重点，也是难点。通过生活实例及实验加强感知，突破难点。

　　三、教具

　　1．转台、小伞；

　　2．细绳一端系一个小球(学生两人一组)；

　　3．向心力演示器。

　　四、主要教学过程

　　(一)引入新课

　　演示：将一粉笔头分别沿竖直向下、水平方向、斜向上抛出，观察运动轨迹。

　　复习提问：粉笔头做直线运动、曲线运动的条件是什么？

　　启发学生回答：速度方向与力的方向在同一条直线上，物体做直线运动；不在同一直线上，做曲线运动。

　　进一步提问：在曲线运动中，有一种特殊的运动形式，物体运动的轨迹是一个圆周或一段圆弧(用单摆演示)，称为圆周运动。请同学们列举实例。

　　(学生举例教师补充)

　　电扇、风车等转动时，上面各个点运动的轨迹是圆大到宇宙天体如月球绕地球的运动，小到微观世界电子绕原子核的运动，都可看做圆周运动，它是一种常见的运动形式。

　　提出问题：你在跑400米过弯道时身体为何要向弯道内侧微微倾斜？铁路和高速公路的转弯处以及赛车场的`环形车道，为什么路面总是外侧高内侧低？可见，圆周运动知识在实际中是很有用的。

　　引入：物理中，研究问题的基本方法是从最简单的情况开始。

　　板书：匀速圆周运动

　　(二)教学过程设计

　　思考：什么样的圆周运动最简单？

　　引导学生回答：物体运动快慢不变。

　　板书：1．匀速圆周运动

　　物体在相等的时间里通过的圆弧长相等，如机械钟表针尖的运动。

　　思考：匀速周圆运动的一个显著特点是具有周期性。用什么物理量可以描述匀速圆周运动的快慢？

　　(学生自由发言)

　　板书：2．描述匀速圆周运动快慢的物理量恒量。

　　当t很短，s很短，即为某一时刻的瞬时速度。线速度其实就是物体做圆周运动的瞬时速度。当物体做匀速圆周运动时，各个时刻线速度大小相同，而方向时刻在改变。那么，线速度方向有何特点呢？

　　演示：水淋在小伞上，同时摇动转台。观察：水滴沿切线方向飞出。

　　思考：说明什么？

　　师生分析：飞出的水滴在离开伞的瞬间，由于惯性要保持原来的速度方向，因而表明了切线方向即为此时刻线速度的方向。

　　板书：方向：沿着圆周各点的切线方向。如图3。单位：rad/s。

　　(3)周期：质点沿圆周运动一周所用的时间。如：地球公转周期约365天，钟表秒针周期60s等，周期长，表示运动慢。(角速度、周期可由学生自己说出并看书完成)

　　板书：(师生共同完成)

　　思考：物体做匀速圆周运动时，v、ω、T是否改变？(ω、T不变，v大小不变、方向变。)讲述：匀速周周运动是匀速率圆周运动的简称，它是一种变速运动。

　　提出问题：匀速圆周运动是一种曲线运动，由物体做曲线运动的条件可知，物体必定受到一个与它的速度方向不在同一条直线上的合外力作用，这个合外力的方向有何特点呢？

　　学生小实验(两人一组)：

　　线的一端系一小球，使小球在水平面内做匀速圆周运动。小球质量很小(可用橡皮塞等替代)，甩动时线速度尽量大，小球重力与拉力相比可忽略，以保证拉线近似在水平方向。

　　观察并思考：

　　①小球受力？

　　②线的拉力方向有何特点？

　　③一旦线断或松手，结果如何？

　　(提问学生后板书并图示)

　　概括：要使物体做匀速圆周运动，必须使物体受到与速度方向垂直而指向圆心的力作用，故名向心力。

　　板书：3．向心力：物体做匀速圆周运动所需要的力。

　　提出问题：向心力的大小跟什么因素有关？

高中物理教案4

　　教学目标

　　知识目标

　　（1）通过演示实验认识加速度与质量和和合外力的定量关系；

　　（2）会用准确的文字叙述牛顿第二定律并掌握其数学表达式；

　　（3）通过加速度与质量和和合外力的定量关系，深刻理解力是产生加速度的原因这一规律；

　　（4）认识加速度方向与合外力方向间的矢量关系，认识加速度与和外力间的瞬时对应关系；

　　（5）能初步运用运动学和牛顿第二定律的知识解决有关动力学问题。

　　能力目标

　　通过演示实验及数据处理，培养学生观察、分析、归纳总结的能力；通过实际问题的处理，培养良好的书面表达能力。

　　情感目标

　　培养认真的科学态度，严谨、有序的思维习惯。

　　教学建议

　　教材分析

　　1、通过演示实验，利用控制变量的方法研究力、质量和加速度三者间的关系：在质量不变的前题下，讨论力和加速度的关系；在力不变的前题下，讨论质量和加速度的关系。

　　2、利用实验结论总结出牛顿第二定律：规定了合适的力的单位后，牛顿第二定律的表达式从比例式变为等式。

　　3、进一步讨论牛顿第二定律的确切含义：公式中的表示的是物体所受的合外力，而不是其中某一个或某几个力；公式中的和均为矢量，且二者方向始终相同，所以牛顿第二定律具有矢量性；物体在某时刻的加速度由合外力决定，加速度将随着合外力的变化而变化，这就是牛顿第二定律的瞬时性

　　教法建议

　　1、要确保做好演示实验，在实验中要注意交代清楚两件事：只有在砝码质量远远小于小车质量的前题下，小车所受的拉力才近似地认为等于砝码的重力（根据学生的实际情况决定是否证明）；实验中使用了替代法，即通过比较小车的位移来反映小车加速度的大小。

　　2、通过典型例题让学生理解牛顿第二定律的确切含义。

　　3、让学生利用学过的重力加速度和牛顿第二定律，让学生重新认识出中所给公式

　　教学设计示例

　　教学重点：牛顿第二定律

　　教学难点：对牛顿第二定律的理解

　　示例：

　　一、加速度、力和质量的关系

　　介绍研究方法（控制变量法）：先研究在质量不变的前题下，讨论力和加速度的关系；再研究在力不变的前题下，讨论质量和加速度的关系。介绍实验装置及实验条件的保证：在砝码质量远远小于小车质量的条件下，小车所受的拉力才近似地认为等于砝码的重力。介绍数据处理方法（替代法）：根据公式可知，在相同时间内，物体产生加速度之比等于位移之比。

　　以上内容可根据学生情况，让学生充分参与讨论。本节书涉及到的演示实验也可利用气垫导轨和计算机，变为定量实验。

　　1、加速度和力的.关系

　　做演示实验并得出结论：小车质量相同时，小车产生的加速度与作用在小车上的力成正比，即，且方向与方向相同。

　　2、加速度和质量的关系

　　做演示实验并得出结论：在相同的力F的作用下，小车产生的加速度与小车的质量成正比，即。

　　二、牛顿第二运动定律（加速度定律）

　　1、实验结论：物体的加速度根作用力成正比，跟物体的质量成反比。加速度方向跟引起这个加速度的力的方向相同。即，或。

　　2、力的单位的规定：若规定：使质量为1kg的物体产生1m/s2加速度的力叫1N。则公式中的＝1。（这一点学生不易理解）

　　3、牛顿第二定律：

　　物体的加速度根作用力成正比，跟物体的质量成反比。加速度方向跟引起这个加速度的力的方向相同。

　　数学表达式为：

　　4、对牛顿第二定律的理解：

　　（1）公式中的是指物体所受的合外力。

　　举例：物体在水平拉力作用下在水平面上加速运动，使物体产生加速度的合外力是物体

　　所受4个力的合力，即拉力和摩擦力的合力。（在桌面上推粉笔盒）

　　（2）矢量性：公式中的和均为矢量，且二者方向始终相同。由此在处理问题时，由合外力的方向可以确定加速度方向；反之，由加速度方向可以找到合外力的方向。

　　（3）瞬时性：物体在某时刻的加速度由合外力决定，加速度将随着合外力的变化而变化。

　　举例：静止物体启动时，速度为零，但合外力不为零，所以物体具有加速度。

　　汽车在平直马路上行驶，其加速度由牵引力和摩擦力的合力提供；当刹车时，牵引力突然消失，则汽车此时的加速度仅由摩擦力提供。可以看出前后两种情况合外力方向相反，对应车的加速度方向也相反。

　　（4）力和运动关系小结：

　　物体所受的合外力决定物体产生的加速度：

　　当物体受到合外力的大小和方向保持不变、合外力的方向和初速度方向沿同一直线且方向相同——→物体做匀加速直线运动

　　当物体受到合外力的大小和方向保持不变、合外力的方向和初速度方向沿同一直线且方向相反——→物体做匀减速直线运动

　　以上小结教师要带着学生进行，同时可以让学生考虑是否还有其它情况，应满足什么条件。

　　探究活动

　　题目：验证牛顿第二定律

　　组织：2－3人小组

　　方式：开放实验室，学生实验。

　　评价：锻炼学生的实验设计和操作能力。

高中物理教案5

　　【学习目标】

　　l. 知道曲线运动中速度的方向，理解曲线运动是一种变速运动．

　　2．知道物体做曲线运动的条件是所受的合外力与它的速度方向不在一条直线上．

　　【学习重点】

　　1．什么是曲线运动．

　　2．物体做曲线运动的方向的确定．

　　3．物体做曲线运动的条件．

　　【学习难点】

　　物体做曲线运动的条件．

　　【学习过程】

　　1．什么是曲线的切线？阅读教材33页有关内容，明确切线的

　　概念。

　　如图1，A、B为曲线上两点，当B无限接近A时，直线AB叫做

　　曲线在A点的__________ A B 图

　　2．速度是矢量，既有大小，又有方向，那么速度的变化包含哪几层含义？

　　3．质点做曲线运动时，质点在某一点的速度，沿曲线在这一点的____________。

　　4．曲线运动中，_________时刻在变化，所以曲线运动是__________运动，做曲线运动的物体运动状态不断发生变化。

　　5．如果物体所受的合外力跟其速度方向____________，物体就做直线运动。如果物体所受的合外力跟其速度方向__________________，物体就做曲线运动。

　　【同步导学】

　　1．曲线运动的特点

　　⑴ 轨迹是一条曲线

　　⑵ 曲线运动速度的方向

　　① 质点在某一点（或某一时刻）的速度方向是沿曲线的这一点的切线方向。

　　② 曲线运动的.速度方向时刻改变。

　　⑶ 是变速运动，必有加速度

　　⑷ 合外力一定不为零（必受到外力作用）

　　例1 在砂轮上磨刀具时可以看到，刀具与砂轮接触处有火星沿砂轮的切线飞出，为什么由此推断出砂轮上跟刀具接触处的质点的速度方向沿砂轮的切线方向?

　　2．物体作曲线运动的条件

　　当物体所受的合力的方向与它的速度方向在同一直线时，物体做直线运动；当物体所

　　1 专心爱心用心

　　受合力的方向与它的速度方向不在同一直线上时，物体就做曲线运动.

　　例2 关于曲线运动，下面说法正确的是（）

　　A．物体运动状态改变着，它一定做曲线运动

　　B．物体做曲线运动，它的运动状态一定在改变

　　C．物体做曲线运动时，它的加速度的方向始终和速度的方向一致

　　D．物体做曲线运动时，它的加速度方向始终和所受到的合外力方向一致

　　3．关于物体做直线和曲线运动条件的进一步分析

　　① 物体不受力或合外力为零时，则物体静止或做匀速直线运动

　　② 合外力不为零，但合外力方向与速度方向在同一直线上，则物体做直线运动，当合外力为恒力时，物体将做匀变速直线运动（匀加速或匀减速直线运动），当合外力为变力时，物体做变加速直线运动。

　　③ 合外力不为零，且方向与速度方向不在同一直线上时，则物体做曲线运动；当合外力变化时，物体做变加速曲线运动，当合外力恒定时，物体做匀变速曲线运动。

　　例3．一质量为m的物体在一组共点恒力F1、F2、F3作用下而处于平衡状态，如撤去F1，试讨论物体运动情况怎样？

　　【巩固练习】

　　1．关于曲线运动速度的方向，下列说法中正确的是 ( )

　　A．在曲线运动中速度的方向总是沿着曲线并保持不变

　　B．质点做曲线运动时，速度方向是时刻改变的，它在某一点的瞬时速度的方向与这—点运动的轨迹垂直

　　C．曲线运动中速度的方向是时刻改变的，质点在某一点的瞬时速度的方向就是在曲线上的这—点的切线方向

　　D．曲线运动中速度方向是不断改变的，但速度的大小保持不变

　　2．如图所示的曲线为运动员抛出的铅球运动轨迹(铅球视为质点)，A、B、C为曲线上的三点，关于铅球在B点的速度方向，说法正确的是 ( )

　　A．为AB的方向 B．为BC的方向

　　C．为BD的方向 D．为BE的方向

　　3．物体做曲线运动的条件为 ( )

　　A．物体运动的初速度不为零 B．物体所受的合外力为变力

　　C．物体所受的合外力的方向上与速度的方向不在同一条直线上

　　D．物体所受的合外力的方向与加速度的方向不在同—条直线上（第2题）

　　专心爱心用心 2

　　A．变速运动—定是曲线运动 B．曲线运动—定是变速运动

　　C．速率不变的曲线运动是匀速运动 D．曲线运动也可以是速度不变的运动

　　5．做曲线运动的物体，在其轨迹上某一点的加速度方向 ( )

　　A．为通过该点的曲线的切线方向 B．与物体在这一点时所受的合外力方向垂直

　　C．与物体在这一点速度方向一致 D．与物体在这一点速度方向的夹角一定不为零

　　6．下面说法中正确的是（）

　　A．做曲线运动的物体的速度方向必变化 B．速度变化的运动必是曲线运动

　　C．加速度恒定的运动不可能是曲线运动 D．加速度变化的运动必定是曲线运动

　　7．一质点在某段时间内做曲线运动，则在这段时间内（）

　　A．速度一定不断改变，加速度也一定不断改变； B．速度一定不断改变，加速度可以不变；

　　C．速度可以不变，加速度一定不断改变； D．速度可以不变，加速度也可以不变。

　　8．下列说法中正确的是（）

　　A．物体在恒力作用下不可能做曲线运动 B．物体在变力作用下一定做曲线运动

　　C．物体在恒力或变力作用下都可能做曲线运动

　　D．做曲线运动的物体，其速度方向与加速度方向一定不在同一直线上

　　9．如图所示，物体在恒力F作用下沿曲线从A运动到B，这时突然使它所受的力方向改变而大小不变（即由F变为-F），在此力作用下物体以后的运动情况，下列说法正确的是（）

　　A．物体不可能沿曲线Ba运动；

　　B．物体不可能沿曲线Bb运动；

　　C．物体不可能沿曲线Bc运动；

　　D．物体可能沿原曲线由B返回A。 b 10．一个做匀速直线运动的物体，突然受到一个与运动方向不在同一直线上的恒力作用时，物体运动为 ( )

　　A．继续做直线运动 B．一定做曲线运动

　　C．可能做直线运动，也可能做曲线运动 D．运动的形式不能确定

高中物理教案6

　　知识目标

　　1、知道产生的条件;

　　2、能在简单的问题中，根据物体的运动状态，判断静的有无、大小和方向;知道存在着静;

　　3、掌握动摩擦因数，会在具体问题中计算滑动，掌握判定方向的方法;

　　4、知道影响动摩擦因数的因素;

　　能力目标

　　1、通过观察演示实验，概括出产生的条件以及的特点，培养学生的观察、概括能力.通过静与滑动的区别对比，培养学生的分析综合能力.

　　情感目标

　　渗透物理方法的教育在分析物体所受时，突出主要矛盾，忽略次要因素及无关因素，总结出产生的条件和规律.

　　教学建议

　　一、基本知识技能：

　　1、两个互相接触且有相对滑动或的物体，在它们的接触面上会产生阻碍相对运动的，称为滑动;

　　2、两个物体相互接触，当有相对滑动的趋势，但又保持相对静止状态时，在它们接触面上出现的阻碍相对滑动的作用力

　　3、两个物体间的滑动的大小跟这两个物体接触面间的压力大小成正比.

　　4、动摩擦因数的大小跟相互接触的两个物体的材料有关.

　　5、的方向与接触面相切，并且跟物体相对运动或相对运动趋势相反.

　　6、静存在值——静.

　　二、重点难点分析：

　　1、本节课的内容分滑动和静两部分.重点是产生的条件、特性和规律，通过演示实验得出关系.

　　2、难点是在理解滑动计算公式时，尤其是理解水平面上运动物体受到的时，学生往往直接将重力大小认为是压力大小，而没有分析具体情况.

　　教法建议

　　一、讲解有关概念的教法建议

　　介绍滑动和静时，从基本的事实出发，利用二力平衡的知识使学生接受的存在.由于的内容是本节的难点，所以在讲解时不要求“一步到位”，关于的概念可以通过实验、学生讨论来理解.

　　1、可以让学生找出生活和生产中利用的例子;

　　2、让学生思考讨论，如：

　　(1)、一定都是阻力;

　　(2)、静止的物体一定受到静;

　　(3)、运动的物体不可能受到静;

　　主要强调：是接触力，是阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势的，但不一定阻碍物体的运动，即在运动中也可以充当动力，如传送带的`例子.

　　二、有关讲解的大小与什么因素有关的教法建议

　　1、滑动的大小，跟相互接触物体材料及其表面的光滑程度有关;跟物体间的正压力有关;但和接触面积大小无关.注意正压力的解释.

　　2、滑动的大小可以用公式：，动摩擦因数跟两物体表面的关系，并不是表面越光滑，动摩擦因数越小.实际上，当两物体表面很粗糙时，由于接触面上交错齿合，会使动摩擦因数很大;对于非常光滑的表面，尤其是非常清洁的表面，由于分子力起主要作用，所以动摩擦因数更大，表面越光洁，动摩擦因数越大.但在力学中，常称“物体表面是光滑的”这是忽略物体之间的的一种提法，实际上是一种理想化模型，与上面叙述毫无关系.

　　3、动摩擦因数()是一个无单位的物理量，它能直接影响物体的运动状态和受力情况.

　　4、静的大小，随外力的增加而增加，并等于外力的大小.但静不能无限度的增大，而有一个值，当外力超过这个值时，物体就要开始滑动，这个限度的静叫做静().实验证明，静由公式所决定，叫做静摩擦因数，为物体所受的正压力.的大小变化随着外力的变化关系如图：滑动的大小小于静，但一般情况下认为两者相等.

高中物理教案7

　　本节教材分析

　　这节课通过对一些天体运动的实例分析，使学生了解：通常物体之间的万有引力很小，常常觉察不出来，但在天体运动中，由于天体的质量很大，万有引力将起决定性作用，对天文学的发展起了很大的推动作用，其中一个重要的应用就是计算天体的质量.

　　在讲课时，应用万有引力定律有两条思路要交待清楚.

　　1.把天体（或卫星）的运动看成是匀速圆周运动，即F引=F向，用于计算天体（中心体）的质量，讨论卫星的速度、角速度、周期及半径等问题.

　　2.在地面附近把万有引力看成物体的重力，即F引=mg.主要用于计算涉及重力加速度的问题.

　　一、教学目标

　　1．通过对行星绕恒星的运动及卫星绕行星的运动的研究，使学生初步掌握研究此类问题的基本方法：万有引力作为物体做圆周运动的向心力。

　　2．使学生对人造地球卫星的发射、运行等状况有初步了解，使多数学生在头脑中建立起较正确的图景。

　　二、重点、难点分析

　　1．天体运动的向心力是由万有引力提供的，这一思路是本节课的重点。

　　2．第一宇宙速度是卫星发射的最小速度，是卫星运行的最大速度，它们的统一是本节课的难点。

　　三、教具

　　自制同步卫星模型。

　　四、教学过程

　　(一)引入新课

　　1．复习提问：

　　(1)物体做圆周运动的向心力公式是什么？分别写出向心力与线速

　　(2)万有引力定律的内容是什么？如何用公式表示？(对学生的回答予以纠正或肯定。)

　　(3)万有引力和重力的关系是什么？重力加速度的决定式是什么？(学生回答：地球表面物体受到的重力是物体受到地球万有引力的一个分力，但这个分力的大小基本等于物体受到地球的万有引力。如不全面，教师予以补充。)

　　2．引课提问：根据前面我们所学习的知识，我们知道了所有物体之间都存在着相互作用的万有引力，而且这种万有引力在天体这类质量很大的物体之间是非常巨大的。那么为什么这样巨大的引力没有把天体拉到一起呢？(可由学生讨论，教师归纳总结。)

　　因为天体都是运动的，比如恒星附近有一颗行星，它具有一定的速度，根据牛顿第一定律，如果不受外力，它将做匀速直线运动。现在它受到恒星对它的万有引力，将偏离原来的运动方向。这样，它既不能摆脱恒星的控制远离恒星，也不会被恒星吸引到一起，将围绕恒星做圆周运动。此时，行星做圆周运动的向心力由恒星对它的万有引力提供。(教师边讲解，边画板图。)

　　可见万有引力与天体的运动密切联系，我们这节课就要研究万有引力定律在天文学上的应用。

　　板书：万有引力定律在天文学上的应用人造卫星

　　(二)教学过程

　　1．研究天体运动的基本方法

　　刚才我们分析了行星的运动，发现行星绕恒星做圆周运动，此时，恒星对行星的万有引力是行星做圆周运动的向心力。其实，所有行星绕恒星或卫星绕行星的运动都可以基本上看成是匀速圆周运动。这时运动的行星或卫星的受力情况也非常简单：它不可能受到弹力或摩擦力，所受到的力只有一种——万有引力。万有引力作为其做圆周运动的向心力。

　　板书：F万=F向

　　下面我们根据这一基本方法，研究几个天文学的问题。

　　(1)天体质量的计算

　　如果我们知道了一个卫星绕行星运动的周期，知道了卫星运动的轨道半径，能否求出行星的质量呢？根据研究天体运动的基本方法：万有引力做向心力，F万=F向

　　(指副板书)此时知道卫星的圆周运动周期，其向心力公式用哪个好呢？

　　等式两边都有m，可以约去，说明与卫星质量无关。我们就可以得

　　(2)卫星运行速度的比较

　　下面我们再来看一个问题：某行星有两颗卫星，这两颗卫星的质量和轨道半径都不相同，哪颗卫星运动的速度快呢？我们仍然利用研究天体运动的基本方法：以万有引力做向心力

　　F万=F向

　　设行星质量为M，某颗卫星运动的轨道半径为r，此卫星质量为m，它受到行星对它的万有引力为

　　(指副板书)于是我们得到

　　等式两边都有m，可以约去，说明与卫星质量无关。于是我们得到

　　从公式可以看出，卫星的运行速度与其本身质量无关，与其轨道半径的平方根成反比。轨道半径越大，运行速度越小；轨道半径越小，运行速度越大。换句话说，离行星越近的卫星运动速度越大。这是一个非常有用的结论，希望同学能够给予重视。

　　(3)海王星、冥王星的发现

　　刚才我们研究的问题只是实际问题的一种近似，实际问题要复杂一些。比如，行星绕太阳的运动轨道并不是正圆，而是椭圆；每颗行星受到的引力也不仅由太阳提供，除太阳的引力最大外，还要受到其他行星的引力。这就需要更复杂一些的运算，而这种运算，导致了海王星、冥王星的发现。

　　200年前，人们认识的太阳系有7大行星：水星、金星、地球、火星、土星、木星和天王星，后来，人们发现最外面的行星——天王星的运行轨道与用万有引力定律计算出的有较大的偏差。于是，有人推测，在天王星的轨道外侧可能还有一颗行星，它对天王星的引力使天王星的轨道发生偏离。而且人们计算出这颗行星的可能轨道，并且在计算出的位置终于观测到了这颗新的行星，将它命名为海王星。再后，又发现海王星的轨道也与计算值有偏差，人们进一步推测，海王星轨道外侧还有一颗行星，于是用同样的方法发现了冥王星。可见万有引力定律在天文学中的应用价值。

　　2．人造地球卫星

　　下面我们再来研究一下人造地球卫星的`发射及运行情况。

　　(1)卫星的发射与运行

　　最早研究人造卫星问题的是牛顿，他设想了这样一个问题：在地面某一高处平抛一个物体，物体将走一条抛物线落回地面。物体初速度越大，飞行距离越远。考虑到地球是圆形的，应该是这样的图景：(板图)

　　当抛出物体沿曲线轨道下落时，地面也沿球面向下弯曲，物体所受重力的方向也改变了。当物体初速度足够大时，物体总要落向地面，总也落不到地面，就成为地球的卫星了。

　　从刚才的分析我们知道，要想使物体成为地球的卫星，物体需要一个最小的发射速度，物体以这个速度发射时，能够刚好贴着地面绕地球飞行，此时其重力提供了向心力。

　　其中，g为地球表面的重力加速度，约9.8m/s2。R为地球的半径，约为6.4×106m。代入数据我们可以算出速度为7.9×103m/s，也就是7.9km/s。这个速度称为第一宇宙速度。

　　板书：第一宇宙速度v=7.9km/s

　　第一宇宙速度是发射一个物体，使其成为地球卫星的最小速度。若以第一宇宙速度发射一个物体，物体将在贴着地球表面的轨道上做匀速圆周运动。若发射速度大于第一宇宙速度，物体将在离地面远些的轨道上做圆周运动。

　　现在同学思考一个问题：刚才我们分析卫星绕行星运行时得到一个结论：卫星轨道离行星越远，其运动速度越小。现在我们又得到一个结论：卫星的发射速度越大，其运行轨道离地面越远。这两者是否矛盾呢？

　　其实，它们并不矛盾，关键是我们要分清发射速度和运行速度是两个不同的速度：比如我们以10km/s的速度发射一颗卫星，由于发射速度大于7.9km/s，卫星不可能在地球表面飞行，将会远离地球表面。而卫星远离地球表面的过程中，其在垂直地面方向的运动，相当于竖直上抛运动，卫星速度将变小。当卫星速度减小到7.9km/s时，由于此时卫星离地球的距离比刚才大，根据万有引力定律，此时受到的引力比刚才小，仍不能使卫星在此高度绕地球运动，卫星还会继续远离地球。卫星离地面更远了，速度也进一步减小，当速度减小到某一数值时，比如说5km/s时，卫星在这个位置受到的地球引力刚好满足卫星在这个轨道以这个速度运动所需向心力，卫星将在这个轨道上运动。而此时的运行速度小于第一宇宙速度。所以，第一宇宙速度是发射地球卫星的最小速度，是卫星地球运行的最大速度。

　　板书：第一宇宙速度是发射地球卫星的最小速度，是卫星绕地球运行的最大速度。

　　如果物体发射的速度更大，达到或超过11.2km/s时，物体将能够摆脱地球引力的束缚，成为绕太阳运动的行星或飞到其他行星上去。11.2km/s这个速度称为第二宇宙速度。

　　板书：第二宇宙速度v=11.2km/s

　　如果物体的发射速度再大，达到或超过16.7km/s时，物体将能够摆脱太阳引力的束缚，飞到太阳系外。16.7km/s这个速度称为第三宇宙速度。

　　板书：第三宇宙速度v=16.7km/s

　　(2)同步通讯卫星

　　下面我们再来研究一种卫星——同步通信卫星。这种卫星绕地球运动的角速度与地球自转的速度相同，所以从地面上看，它总在某地的正上方，因此叫同步卫星。这种卫星一般用于通讯，又叫同步通讯卫星。我们平时看电视实况转播时总听到解说员讲：正在通过太平洋上空或印度洋上空的通讯卫星转播电视实况，为什么北京上空没有同步卫星呢？大家来看一下模型(出示模型)：

　　若在北纬或南纬某地上空真有一颗同步卫星，那么这颗卫星轨道平面的中心应是地轴上的某点，而不是地心，其需要的向心力也指向这一点。而地球所能够提供的引力只能指向地心，所以北纬或南纬某地上空是不可能有同步卫星的。另外由于同步卫星的周期与地球自转周期相同，所以此卫星离地球的距离只能是一个定值。换句话说，所有地球的同步卫星只能分布在赤道正上方的一条圆弧上，而为了卫星之间不相互干扰，大约3度角左右才能放置一颗卫星，地球的同步通讯卫星只能有120颗。可见，空间位置也是一种资源。(可视时间让学生推导同步卫星的高度)

　　五、课堂小结

　　本节课我们学习了如何用万有引力定律来研究天体运动的问题；掌握了万有引力是向心力这一研究天体运动的基本方法；了解了卫星的发射与运行的一些情况；知道了第一宇宙速度是卫星发射的最小速度，是卫星绕地球运行的最大速度。最后我们还了解了通讯卫星的有关情况，本节课我们学习的内容较多，希望及时复习。

　　六、说明

　　1．设计思路：本节课是一节知识应用与扩展的课程，所以设计时注意加大知识含量，引起学生兴趣。同时注意方法的培养，让学生养成用万有引力是天体运动的向心力这一基本方法研究问题的习惯，避免套公式的不良习惯。围绕第一宇宙速度的讨论，让学生形成较正确的卫星运动图景。

　　2．同步卫星模型是用一地球仪改制而成，用一个小球当卫星，小球与地球仪用细线相连，细线的一端可在地球仪的不同纬度处固定。

　　第六章万有引力定律（四、万有引力定律在天文学上的应用）

　　教材分析

　　这节课通过对一些天体运动的实例分析，使学生了解：通常物体之间的万有引力很小，常常觉察不出来，但在天体运动中，由于天体的质量很大，万有引力将起决定性作用，对天文学的发展起了很大的推动作用，其中一个重要的应用就是计算天体的质量。

　　在讲课时，应用万有引力定律有两条思路要交待清楚。

　　1．把天体（或卫星）的运动看成是匀速圆周运动，即F引=F向，用于计算天体（中心体）的质量，讨论卫星的速度、角速度、周期及半径等问题。

　　2．在地面附近把万有引力看成物体的重力，即F引=mg.主要用于计算涉及重力加速度的问题。

　　这节内容是这一章的重点，这是万有引力定律在实际中的具体应用.主要知识点就是如何求中心体质量及其他应用，还是可发现未知天体的方法。

　　教学目标

　　一知识目标

　　1．了解行星绕恒星运动及卫星绕行星的运动的共同点：万有引力作为行星、卫星圆周运动的向心力。

　　2．了解万有引力定律在天文学上有重要应用。

　　3．会用万有引力定律计算天体的质量。

　　二能力目标

　　通过万有引力定律在实际中的应用，培养学生理论联系实际的能力。

　　教学重点

　　1．人造卫星、月球绕地球的运动；行星绕太阳的运动的向心力是由万有引力提供的。

　　2．会用已知条件求中心天体的质量。

　　教学难点

　　根据已有条件求中心天体的质量。

　　教学步骤

　　一导入新课

　　复习旧课：

　　1．卡文迪许实验测万有引力常量的原理是什么？

　　答：利用引力矩与金属丝的扭转力矩的平衡来求得。

　　2．万有引力常量的测出的物理意义。

　　答：使万有引力定律有了其实际意义，可以求得地球的质量等。

　　对了，万有引力常量一经测出，万有引力定律对天文学的发展起了很大的推动作用，这节课我们来学习万有引力定律在天文学上的应用。

　　二新课教学

　　(一）天体质量的计算

　　提出问题引导学生思考：在天文学上，天体的质量无法直接测量，能否利用万有引力定律和前面学过的知识找到计算天体质量的方法呢？

　　1．基本思路：在研究天体的运动问题中，我们近似地把一个天体绕另一个天体的运动看作匀速圆周运动，万有引力提供天体作圆周运动的向心力。

　　2．计算表达式：

　　例如：已知某一行星到太阳的距离为r，公转周期为T，太阳质量为多少？

　　分析：设太阳质量为M，行星质量为m，由万有引力提供行星公转的向心力得：

　　，∴

　　提出问题引导学生思考：如何计算地球的质量？

　　分析：应选定一颗绕地球转动的卫星，测定卫星的轨道半径和周期，利用上式求出地球质量。因此上式是用测定环绕天体的轨道半径和周期方法测被环绕天体的质量，不能测定环绕天体自身质量。

　　对于一个天体，M是一个定值.所以，绕太阳做圆周运动的行星都有。即开普勒第三定律。

　　老师总结：应用万有引力定律计算天体质量的基本思路是：根据行星（或卫星）运动的情况，求出行星（或卫星）的向心力，而F向=F万有引力。根据这个关系列方程即可。

　　例如：已知月球到地球的球心距离为r=4×108m,月亮绕地球运行的周期为30天，求地球的质量。

　　解：月球绕地球运行的向心力即月地间的万有引力即有：

　　F向=F引=

　　得：

　　求某星体表面的重力加速度

　　例：一个半径比地球大2倍，质量是地球的36倍的行星，它表面的重力加速度是地球表面的重力加速度的

　　A．6倍B．18倍C．4倍D．13.5倍

　　分析：在星体表面处，F引≈mg.所以，在地球表面处：

　　在某星球表面处：

　　∴

　　即正确选项为C

　　学生自己总结：求某星球表面的重力加速度，一般采用某物体在星体表面受到的重力等于其万有引力.一般采用比例计算法。

　　练习：金星的半径是地球的0.95倍，质量是地球的0.82倍，金星表面的重力加速度是多大？

　　3．发现末知天体

　　用万有引力定律计算天体的质量是天文学上的重要应用之一，一个科学的理论，不但要能说明已知事实，而且要能预言当时不知道的事实，请同学们阅读课本并思考：科学家是如何根据万有引力定律发现海王星的？

　　请同学们推导：已知中心天体的质量及绕其运动的行星的运动情况，在太阳系中，行星绕太阳运动的半径r为：

　　根据F万有引力=F向=,而F万有引力=,两式联立得：

　　在18世纪发现的第七个行星──天王星的运动轨道，总是同根据万有引力定律计算出来的有一定偏离。当时有人预测，肯定在其轨道外还有一颗未发现的新星。后来，亚当斯和勒维列在预言位置的附近找到了这颗新星。后来，科学家利用这一原理还发现了许多行星的卫星，由此可见，万有引力定律在天文学上的应用，有极为重要的意义。

　　海王星和冥王星的发现，显示了万有引力定律对研究天体运动的重要意义，同时证明了万有引力定律的正确性。

　　三例题分析

　　例1．木星的一个卫星运行一周需要时间1.5×104s，其轨道半径为9.2×107m，求木星的质量为多少千克？

　　解：木星对卫星的万有引力提供卫星公转的向心力：

　　，例2．地球绕太阳公转，轨道半径为R，周期为T。月球绕地球运行轨道半径为r，周期为t，则太阳与地球质量之比为多少？

　　解：⑴地球绕太阳公转，太阳对地球的引力提供向心力

　　则，得：

　　⑵月球绕地球公转，地球对月球的引力提供向心力

　　则,得：

　　⑶太阳与地球的质量之比

　　例3．一探空箭进入绕太阳的近乎圆形的轨道运行，轨道半径是地球绕太阳公转半径的9倍，则探空火箭使太阳公转周期为多少年？

　　解：方法一：设火箭质量为m1，轨道半径R，太阳质量为M，地球质量为m2，轨道半径为r。

　　⑴火箭绕太阳公转，则

　　得：………………①

　　⑵地球绕太阳公转，则

　　得：………………②

　　∴∴火箭的公转周期为27年。

　　方法二：要题可直接采用开普勒第三定律求解，更为方便。

　　四巩固练习

　　1．将一物体挂在一弹簧秤上，在地球表面某处伸长30mm,而在月球表面某处伸长5mm.如果在地球表面该处的重力加速度为9.84m/s2,那么月球表面测量处相应的重力加速度为

　　A．1.64m/s2B．3.28m/s2

　　C．4.92m/s2D．6.56m/s2

　　2．地球是一个不规则的椭球，它的极半径为6357km，赤道半径为6378km，物体在两极所受的引力与在赤道所受的引力之比为

　　参考答案：

　　1．A2．1.0066

　　五小结（用投影片出示）

　　这节课我们主要掌握的知识点是：

　　1．万有引力定律在天文学中的应用，一般有两条思路：

　　(1)F万有引力=环绕体所需的向心力

　　(2)地面（或某星球表面）的物体的重力=F万有引力。

　　2．了解万有引力定律在天文学中具有的重要意义。

　　五作业

高中物理教案8

　　一、教学目标

　　1、在开普勒第三定律的基础上，推导得到万有引力定律，使学生对此规律有初步理解。

　　2、介绍万有引力恒量的测定方法，增加学生对万有引力定律的感性认识。

　　3、通过牛顿发现万有引力定律的思考过程和卡文迪许扭秤的设计方法，渗透科学发现与科学实验的方法论教育。

　　二、重点、难点分析

　　1、万有引力定律的推导过程，既是本节课的重点，又是学生理解的难点，所以要根据学生反映，调节讲解速度及方法。

　　2、由于一般物体间的万有引力极小，学生对此缺乏感性认识，又无法进行演示实验，故应加强举例。

　　三、教具

　　卡文迪许扭秤模型。

　　四、教学过程

　　（一）引入新课

　　1、引课：前面我们已经学习了有关圆周运动的知识，我们知道做圆周运动的物体都需要一个向心力，而向心力是一种效果力，是由物体所受实际力的合力或分力来提供的。另外我们还知道，月球是绕地球做圆周运动的，那么我们想过没有，月球做圆周运动的向心力是由谁来提供的呢？（学生一般会回答：地球对月球有引力。）

　　我们再来看一个实验：我把一个粉笔头由静止释放，粉笔头会下落到地面。

　　实验：粉笔头自由下落。

　　同学们想过没有，粉笔头为什么是向下运动，而不是向其他方向运动呢？同学可能会说，重力的方向是竖直向下的，那么重力又是怎么产生的呢？地球对粉笔头的引力与地球对月球的引力是不是一种力呢？（学生一般会回答：是。）这个问题也是300多年前牛顿苦思冥想的问题，牛顿的结论也是：yes。

　　既然地球对粉笔头的引力与地球对月球有引力是一种力，那么这种力是由什么因素决定的，是只有地球对物体有这种力呢，还是所有物体间都存在这种力呢？这就是我们今天要研究的万有引力定律。

　　板书：万有引力定律

　　（二）教学过程

　　1、万有引力定律的推导

　　首先让我们回到牛顿的年代，从他的角度进行一下思考吧。当时“日心说”已在科学界基本否认了“地心说”，如果认为只有地球对物体存在引力，即地球是一个特殊物体，则势必会退回“地球是宇宙中心”的说法，而认为物体间普遍存在着引力，可这种引力在生活中又难以观察到，原因是什么呢？（学生可能会答出：一般物体间，这种引力很小。如不能答出，教师可诱导。）所以要研究这种引力，只能从这种引力表现比较明显的物体——天体的问题入手。当时有一个天文学家开普勒通过观测数据得到了一个规律：所有行星轨道半径的3次方与运动周期的2次方之比是一个定值，即开普勒第

　　其中m为行星质量，R为行星轨道半径，即太阳与行星的距离。也就是说，太阳对行星的引力正比于行星的质量而反比于太阳与行星的距离的平方。

　　而此时牛顿已经得到他的第三定律，即作用力等于反作用力，用在这里，就是行星对太阳也有引力。同时，太阳也不是一个特殊物体，它

　　用语言表述，就是：太阳与行星之间的引力，与它们质量的乘积成正比，与它们距离的平方成反比。这就是牛顿的万有引力定律。如果改

　　其中G为一个常数，叫做万有引力恒量。（视学生情况，可强调与物体重力只是用同一字母表示，并非同一个含义。）

　　应该说明的是，牛顿得出这个规律，是在与胡克等人的探讨中得到的。

　　2、万有引力定律的理解

　　下面我们对万有引力定律做进一步的说明：

　　（1）万有引力存在于任何两个物体之间。虽然我们推导万有引力定律是从太阳对行星的引力导出的，但刚才我们已经分析过，太阳与行星都不是特殊的物体，所以万有引力存在于任何两个物体之间。也正因为此，这个引力称做万有引力。只不过一般物体的质量与星球相比过于小了，它们之间的万有引力也非常小，完全可以忽略不计。所以万有引力定律的表述是：

　　板书：任何两个物体都是相互吸引的，引力的大小跟两个物体的质

　　其中m1、m2分别表示两个物体的质量，r为它们间的距离。

　　（2）万有引力定律中的距离r，其含义是两个质点间的距离。两个物体相距很远，则物体一般可以视为质点。但如果是规则形状的均匀物体相距较近，则应把r理解为它们的几何中心的距离。例如物体是两个球体，r就是两个球心间的距离。

　　（3）万有引力是因为物体有质量而产生的引力。从万有引力定律可以看出，物体间的万有引力由相互作用的两个物体的质量决定，所以质量是万有引力的产生原因。从这一产生原因可以看出：万有引力不同于我们初中所学习过的电荷间的引力及磁极间的引力，也不同于我们以后要学习的分子间的`引力。

　　3、万有引力恒量的测定

　　牛顿发现了万有引力定律，但万有引力恒量G这个常数是多少，连他本人也不知道。按说只要测出两个物体的质量，测出两个物体间的距离，再测出物体间的引力，代入万有引力定律，就可以测出这个恒量。但因为一般物体的质量太小了，它们间的引力无法测出，而天体的质量太大了，又无法测出质量。所以，万有引力定律发现了100多年，万有引力恒量仍没有一个准确的结果，这个公式就仍然不能是一个完善的等式。直到100多年后，英国人卡文迪许利用扭秤，才巧妙地测出了这个恒量。

　　这是一个卡文迪许扭秤的模型。（教师出示模型，并拆装讲解）这个扭秤的主要部分是这样一个T字形轻而结实的框架，把这个T形架倒挂在一根石英丝下。若在T形架的两端施加两个大小相等、方向相反的力，石英丝就会扭转一个角度。力越大，扭转的角度也越大。反过来，如果测出T形架转过的角度，也就可以测出T形架两端所受力的大小。现在在T形架的两端各固定一个小球，再在每个小球的附近各放一个大球，大小两个球间的距离是可以较容易测定的。根据万有引力定律，大球会对小球产生引力，T形架会随之扭转，只要测出其扭转的角度，就可以测出引力的大小。当然由于引力很小，这个扭转的角度会很小。怎样才能把这个角度测出来呢？卡文迪许在T形架上装了一面小镜子，用一束光射向镜子，经镜子反射后的光射向远处的刻度尺，当镜子与T形架一起发生一个很小的转动时，刻度尺上的光斑会发生较大的移动。这样，就起到一个化小为大的效果，通过测定光斑的移动，测定了T形架在放置大球前后扭转的角度，从而测定了此时大球对小球的引力。卡文迪许用此扭秤验证了牛顿万有引力定律，并测定出万有引力恒量G的数值。这个数值与近代用更加科学的方法测定的数值是非常接近的。

　　卡文迪许测定的G值为6。754×10—11，现在公认的G值为6。67×10—11。需要注意的是，这个万有引力恒量是有单位的：它的单位应该是乘以两个质量的单位千克，再除以距离的单位米的平方后，得到力的单位牛顿，故应为Nm2/kg2。

　　板书：G=6。67×10—11Nm2/kg2

　　由于万有引力恒量的数值非常小，所以一般质量的物体之间的万有引力是很小的，我们可以估算一下，两个质量50kg的同学相距0。5m时之间的万有引力有多大（可由学生回答：约6。67×10—7N），这么小的力我们是根本感觉不到的。只有质量很大的物体对一般物体的引力我们才能感觉到，如地球对我们的引力大致就是我们的重力，月球对海洋的引力导致了潮汐现象。而天体之间的引力由于星球的质量很大，又是非常惊人的：如太阳对地球的引力达3。56×1022N。

　　五、课堂小结

　　本节课我们学习了万有引力定律，了解了任何两个有质量的物体之间都存在着一种引力，这个引力正比于两个物体质量的乘积，反比于两个物体间的距离。其大小的决定式为：

　　其中G为万有引力恒量：G=6。67×10—11Nm2/kg2

　　另外，我们还了解了科学家分析物体、解决问题的方法和技巧，希望对我们今后分析问题、解决问题能够有所借鉴。

　　六、说明

　　1、设计思路：本节课由于内容限制，以教师讲授为主。为能够吸引学生，引课时设计了一些学生习以为常的但又没有细致思考过的问题。讲授过程中以物理学史为主线，让学生以科学家的角度分析、思考问题。力争抓住这节课的有利时机，渗透“没有绝对特殊的物体”这一引起物理学几次革命性突破的辩证唯物主义观点。

　　2、卡文迪许扭秤模型为自制教具，可仿课本插图用金属杆等焊制，外面可用有机玻璃制成外壳，并可拆卸。

高中物理教案9

　　教学目标

　　知识目标

　　（1）通过演示实验认识加速度与质量和和合外力的定量关系。

　　（2）会用准确的文字叙述牛顿第二定律并掌握其数学表达式。

　　（3）通过加速度与质量和和合外力的定量关系，深刻理解力是产生加速度的原因这一规律。

　　（4）认识加速度方向与合外力方向间的矢量关系，认识加速度与和外力间的瞬时对应关系。

　　（5）能初步运用运动学和牛顿第二定律的知识解决有关动力学问题。

　　能力目标

　　通过演示实验及数据处理，培养学生观察、分析、归纳总结的能力；通过实际问题的处理，培养良好的书面表达能力。

　　情感目标

　　培养认真的科学态度，严谨、有序的思维习惯。

　　教材分析

　　2、利用实验结论总结出牛顿第二定律：规定了合适的力的单位后，牛顿第二定律的表达式从比例式变为等式、

　　3、进一步讨论牛顿第二定律的确切含义：公式中的表示的是物体所受的合外力，而不是其中某一个或某几个力；公式中的和均为矢量，且二者方向始终相同，所以牛顿第二定律具有矢量性；物体在某时刻的加速度由合外力决定，加速度将随着合外力的`变化而变化，这就是牛顿第二定律的瞬时性。

　　教法建议

　　2、通过典型例题让学生理解牛顿第二定律的确切含义。

　　3、让学生利用学过的重力加速度和牛顿第二定律，让学生重新认识出中所给公式。

　　教学重点：

　　牛顿第二定律

　　教学难点：

　　对牛顿第二定律的理解

　　教学过程：

　　示例：

　　一、加速度、力和质量的关系

　　介绍研究方法（控制变量法）：先研究在质量不变的前题下，讨论力和加速度的关系；再研究在力不变的前题下，讨论质量和加速度的关系、介绍实验装置及实验条件的保证：在砝码质量远远小于小车质量的条件下，小车所受的拉力才近似地认为等于砝码的重力、介绍数据处理方法（替代法）：根据公式可知，在相同时间内，物体产生加速度之比等于位移之比、

　　以上内容可根据学生情况，让学生充分参与讨论、本节书涉及到的演示实验也可利用气垫导轨和计算机，变为定量实验。

　　二、牛顿第二运动定律（加速度定律）

　　1、实验结论：物体的加速度根作用力成正比，跟物体的质量成反比、加速度方向跟引起这个加速度的力的方向相同。

　　2、力的单位的规定：若规定：使质量为1kg的物体产生1m/s2加速度的力叫1N、则公式中的＝1。（这一点学生不易理解）

　　3、牛顿第二定律：

　　物体的加速度根作用力成正比，跟物体的质量成反比、加速度方向跟引起这个加速度的力的方向相同。

高中物理教案10

　　一、教学目标

　　1、通过抽象概括的过程，理解加速度的概念，知道加速度的定义式、方向和单位。

　　2、理解加速度的矢量性，会根据速度变化的方向判断加速度的方向并结合速度的方向判断运动性质。

　　3、学习并体会用物理量之比定义新物理量的方法。

　　4、理解加速度与速度、速度变化量和速度变化率之间的区别与联系，并会分析生活中的运动实例。初步体会变化率对描述变化过程的意义。

　　5、通过生活中有关加速度的利用和危害防止的`实例，体会物理与生活实际的紧密联系，激发物理学习兴趣。

　　二、教学重点

　　建立和理解加速度的概念。

　　三、教学难点

　　熟练应用加速度，解决实际问题。

　　四、教学过程

　　（一）导入

　　图片展示电动自行车与汽车的起步与刹车的数据表格，学生回答如下几个问题：

　　1、是否能用谁的速度大描述上述过程中汽车和电车运动的不同；

　　2、是否能用谁的速度变化大描述上述过程中汽车与电车运动的不同？

　　3、应该用什么方法描述它们运动的不同？通过学生的回答，引入课题。

　　（二）新授

　　1、加速度概念的引入

　　针对上述遗留问题，继续引导学生思考：对于起步和刹车过程，都涉及到了哪些物理量？进一步通过观察速度变化量与时间的关系，让学生联想到速度的定义，并根据类比的方法，采用比值定义的方式，得到加速度的定义式。与此同时给出单位，介绍其物理意义，拓展变化率的含义。

　　2、加速度的方向

　　通过计算表格中各组的加速度，引导学生发现加速度的正负值，从而引入方向的判断。结合运动速度的变大或减小，建立加速度的方向与运动变化之间的联系。

　　引入矢量表示的形式，并对起步加速过程进行矢量作图演示。学生根据演示，尝试用矢量作图方式解决刹车减速过程的加速度。同时提醒学生，矢量计算要先设定正方向。

　　在综合代数与矢量作图的基础上，对加速度的方向作出明确说明，即加速度的方向与速度变化方向一致。

　　3、加速度的含义

　　学生思考以下几个问题：

　　1、速度大，则加速度大？

　　2、速度变化量大，则加速度大？

　　3、速度变化快，则加速度大？学生回答总结，明确加速度的大小只表示速度变化的快慢，而与速度的大小或速度变化的大小无因果关系。

　　（三）巩固

　　出示练习题，已知汽车末速度、运行时间和加速度，求其初速度。

　　（四）小结

　　学生自主总结本课所学，教师适时归纳补充。并引用电车数据，解释引入“国标”的必要性。

　　（五）作业

　　搜集资料，关于飞机、高铁、赛车、猎豹等不同物体的速度数据，并计算其加速度大小进行比较。

　　五、板书设计

高中物理教案11

　　一、教学目标

　　1、使学生认识物理学概况，了解物理学的研究范围。知道学习物理学的重要意义。

　　2、培养学生的观察能力、分析、概括能力和自学能力。

　　3、激发、探索的兴趣和积极性。

　　二、重点

　　物理学的.研究范围和学习方法

　　三、难点

　　物体重心的确定。

　　四、能力训练点

　　培养学生设计实验的能力、动手能力

　　五、德育渗透点

　　培养学生科学探索科学实验的方法素质。

　　六、教学方法

　　实验法、阅读教学法、归纳法

　　七、教具准备

　　投影仪、投影片、砖（三块）、泡沫塑料、瓦、四个生鸡蛋、金属屏蔽罩、感应起电机机、小鸟

高中物理教案12

　　教学目标

　　知识目标

　　1、在开普勒第三定律的基础上，推导得到万有引力定律，使学生对此定律有初步理解;

　　2、使学生了解并掌握万有引力定律;

　　3、使学生能认识到万有引力定律的普遍性(它存在宇宙中任何有质量的物体之间，不管它们之间是否还有其它作用力).

　　能力目标

　　1、使学生能应用万有引力定律解决实际问题;

　　2、使学生能应用万有引力定律和圆周运动知识解决行星绕恒星和卫星绕行星运动的天体问题.

　　情感目标

　　1、使学生在学习万有引力定律的过程中感受到万有引力定律的发现是经历了几代科学家的不断努力，甚至付出了生命，最后牛顿总结了前人经验的基础上才发现的让学生在应用万有引力定律的过程中应多观察、多思考.

　　教学建议

　　万有引力定律的内容固然重要，让学生了解发现万有引力定律的过程更重要.建议教师在授课时，应提倡学生自学和查阅资料.教师应准备的资料应更广更全面.通过让学生阅读“万有引力定律的发现过程”，让学生根据牛顿提出的几个结果自己去猜测万有引力与那些量有关.教师在授课时可以让学生自学，也可由教师提出问题让学生讨论，也可由教师展示出开普勒三定律和牛顿的一些故事引导学生讨论.

　　教学目的：

　　1、了解万有引力定律得出的思路和过程;

　　2、理解万有引力定律的含义并会推导万有引力定律;

　　3、掌握万有引力定律，能解决简单的万有引力问题;

　　教学难点：万有引力定律的.应用

　　教学重点：万有引力定律

　　教具：

　　展示第谷、哥白尼，伽利略、开普勒和牛顿等人图片.

　　教学过程

　　(一)新课教学(20分钟)

　　1、引言

　　展示第谷、哥白尼，伽利略、开普勒和牛顿等人照片并讲述物理学史：

　　十七世纪中叶以前的漫长时间中，许多天文学家和物理学家(如第谷、哥白尼，伽利略和开普勒等人)，通过了长期的观察、研究，已为人类揭示了行星的运动规律.但是，长期以来人们对于支配行星按照一定规律运动的原因是什么.却缺乏了解，更没有人敢于把天体运动与地面上物体的运动联系起来加以研究.

　　伟大的物理学家牛顿在哥白尼、伽利略和开普勒等人研究成果的基础上，进一步将地面上的动力学规律推广到天体运动中，研究、确立了《万有引力定律》.从而使人们认识了支配行星按一定规律运动的原因，为天体动力学的发展奠定了基础.那么：

　　(1)牛顿是怎样研究、确立《万有引力定律》的呢

　　(2)《万有引力定律》是如何反映物体间相互作用规律的

　　以上两个问题就是这节课要研究的重点.

　　2、通过举例分析，引导学生粗略领会牛顿研究、确立《万有引力定律》的科学推理的思维方法.

　　苹果在地面上加速下落：(由于受重力的原因)：

　　月亮绕地球作圆周运动：(由于受地球引力的原因);

　　行星绕太阳作圆周运动：(由于受太阳引力的原因)，(牛顿认为)

　　牛顿将上述各运动联系起来研究后提出：这些力是属于同种性质的力，应遵循同一规律;并进一步指出这种力应存在于宇宙中任何具有质量的物体之间.

　　3、引入课题.

　　板书：第二节、万有引力定律

　　(1)万有引力：宇宙间任何有质量的物体之间的相互作用.(板书)

　　(2)万有引力定律：宇宙间的一切物体都是相互吸引的两个物体间的引力大小，跟他们之间质量的乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比.(板书)

　　式中：为万有引力恒量;为两物体的中心距离.引力是相互的(遵循牛顿第三定律).

　　(二)应用(例题及课堂练习)

　　学生中存在这样的问题：既然宇宙间的一切物体都是相互吸引的，哪为什么物体没有被吸引到一起(请学生带着这个疑问解题)

　　例题1、两物体质量都是1kg，两物体相距1m，则两物体间的万有引力是多少

　　解：由万有引力定律得：

　　代入数据得：

　　通过计算这个力太小，在许多问题的计算中可忽略

　　例题2.已知地球质量大约是，地球半径为km，地球表面的重力加速度.

　　求：

　　(1)地球表面一质量为10kg物体受到的万有引力

　　(2)地球表面一质量为10kg物体受到的重力

　　(3)比较万有引力和重力

　　解：(1)由万有引力定律得：

　　(2)代入数据得：

　　(3)比较结果万有引力比重力大.原因是在地球表面上的物体所受万有引力可分解为重力和自转所需的向心力.

　　(三)课堂练习：

　　教师请学生作课本中的练习，教师引导学生审题，并提示使用万有引力定律公式解题时，应注意因单位制不同，值也不同，强调用国际单位制解题.请学生同时到前面，在黑板上分别作1、2、3题.其它学生在座位上逐题解答.此时教师巡回指导学生练习随时注意黑板上演算的情况.

　　(四)小结：

　　1、万有引力存在于宇宙中任何物体之间(天体间、地面物体间、微观粒子间).天体间万有引力很大，为什么留学生去想(它是支配天体运动的原因).地面物体间，微观粒子间：万有引力很小，为什么它不足以影响物体的运动，故常常可忽略不计.

　　2、应用万有引力定律公式解题，值选，式中所涉其它各量必须取国际单位制.

　　(五)布置作业(3分钟)：教师可根据学生的情况布置作业.

　　探究活动

　　组织学生编写相关小论文，通过对资料的收集，了解万有引力定律的发现过程，了解科学家们对知识的探究精神，下面就是相关的题目.

　　1、万有引力定律发现的历史过程.

　　2、第谷在发现万有引力定律上的贡献.

高中物理教案13

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　　●重点与剖析

　　一、自由落体运动

　　1.定义：物体只在重力作用下从静止开始下落的运动.

　　思考：不同的物体，下落快慢是否相同？为什么物体在真空中下落的情况与在空气中下落的情况不同？

　　在空气中与在真空中的区别是，空气中存在着空气阻力.对于一些密度较小的物体，例如降落伞、羽毛、纸片等，在空气中下落时，受到的空气阻力影响较大；而一些密度较大的物体，如金属球等，下落时，空气阻力的影响就相对较小了.因此在空气中下落时，它们的快慢就不同了.

　　在真空中，所有的物体都只受到重力，同时由静止开始下落，都做自由落体运动，快慢相同.

　　2.不同物体的下落快慢与重力大小的关系

　　（1）有空气阻力时，由于空气阻力的影响，轻重不同的物体的下落快慢不同，往往是较重的物体下落得较快.

　　（2）若物体不受空气阻力作用，尽管不同的物体质量和形状不同，但它们下落的快慢相同.

　　3.自由落体运动的特点

　　（1）v0=0

　　（2）加速度恒定（a=g）.

　　4.自由落体运动的性质：初速度为零的匀加速直线运动.

　　二、自由落体加速度

　　1.自由落体加速度又叫重力加速度，通常用g来表示.

　　2.自由落体加速度的方向总是竖直向下.

　　3.在同一地点，一切物体的自由落体加速度都相同.

　　4.在不同地理位置处的自由落体加速度一般不同.

　　规律：赤道上物体的重力加速度最小，南（北）极处重力加速度最大；物体所处地理位置的纬度越大，重力加速度越大.

　　三、自由落体运动的运律动规

　　因为自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动，所以匀变速直线运动的基本公式及其推论都适用于自由落体运动.

　　1.速度公式：v=gt

　　2.位移公式：h= gt2

　　3.位移速度关系式：v2=2gh

　　4.平均速度公式： =

　　5.推论：Δh=gT2

　　●问题与探究

　　问题1 物体在真空中下落的情况与在空气中下落的情况相同吗？你有什么假设与猜想？

　　探究思路：物体在真空中下落时，只受重力作用，不再受到空气阻力，此时物体的加速度较大，整个下落过程运动加快.在空气中，物体不但受重力还受空气阻力，二者方向相反，此时物体加速度较小，整个下落过程较慢些.

　　问题2 自由落体是一种理想化模型，请你结合实例谈谈什么情况下，可以将物体下落的运动看成是自由落体运动.

　　探究思路：回顾第一章质点的概念，谈谈我们在处理物理问题时，根据研究问题的性质和需要，如何抓住问题中的主要因素，忽略其次要因素，建立一种理想化的模型，使复杂的问题得到简化，进一步理解这种重要的科学研究方法.

　　问题3 地球上的不同地点，物体做自由落体运动的加速度相同吗？

　　探究思路：地球上不同的地点，同一物体所受的重力不同，产生的重力加速度也就不同.一般来讲，越靠近两极，物体做自由落体运动的加速度就越大;离赤道越近，加速度就越小.

　　●典题与精析

　　例1 下列说法错误的是

　　A.从静止开始下落的物体一定做自由落体运动

　　B.若空气阻力不能忽略，则一定是重的物体下落得快

　　C.自由落体加速度的方向总是垂直向下

　　D.满足速度跟时间成正比的下落运动一定是自由落体运动

　　精析：此题主要考查自由落体运动概念的理解，自由落体运动是指物体只在重力作用下从静止开始下落的运动.选项A没有说明是什么样的物体，所受空气阻力能否忽略不得而知；选项C中自由落体加速度的方向应为竖直向下，初速度为零的'匀加速直线运动的速度都与时间成正比，但不一定是自由落体运动.

　　答案：ABCD

　　例2 小明在一次大雨后，对自家屋顶滴下的水滴进行观察，发现基本上每滴水下落的时间为1.5 s，他由此估计出自家房子的大概高度和水滴落地前瞬间的速度.你知道小明是怎样估算的吗？

　　精析：粗略估计时，将水滴下落看成是自由落体，g取10 m/s2，由落体运动的规律可求得.

　　答案：设水滴落地时的速度为vt，房子高度为h，则：

　　vt=gt=10×1.5 m/s=15 m/s

　　h= gt2= ×10×1.52 m=11.25 m.

　　绿色通道：学习物理理论是为了指导实践，所以在学习中要注重理论联系实际.分析问题要从实际出发，各种因素是否对结果产生影响都应具体分析.

　　例3 一自由下落的物体最后1 s下落了25 m，则物体从多高处自由下落？（g取10 m/s2）

　　精析：本题中的物体做自由落体运动，加速度为g=10 N/kg，并且知道了物体最后1 s的位移为25 m，如果假设物体全程时间为t，全程的位移为s，该物体在前t－1 s的时间内位移就是s－25 m，由等式h= ggt2和h－25= g（t－1）2就可解出h和t.

　　答案：设物体从h处下落，历经的时间为t.则有：

　　h= gt2 ①

　　h－25= g（t－1）2 ②

　　由①②解得：h=45 m，t=3 s

　　所以，物体从离地45 m高处落下.

　　绿色通道：把物体的自由落体过程分成两段，寻找等量

高中物理教案14

　　教学目的：

　　1、了解电能输送的过程。

　　2、知道高压输电的道理。

　　3、培养学生把物理规律应用于实际的能力和用公式分析实际问题的能力。

　　教学重点：培养学生把物理规律应用于实际的能力和用公式分析实际问题的能力。

　　教学难点：高压输电的道理。

　　教学用具：电能输送过程的挂图一幅（带有透明胶），小黑板一块（写好题目）。

　　教学过程：

　　一、引入新课

　　讲述：前面我们学习了电磁感应现象和发电机，通过发电机我们可以大量地生产电能。比如，葛洲坝电站通过发电机把水的机械能为电能，发电功率可达271。5万千瓦，这么多的电能当然要输到用电的地方去，今天，我们就来学习输送电能的有关知识。

　　二、进行新课

　　1、输送电能的过程

　　提问：发电站发出的电能是怎样输送到远方的呢？如：葛洲坝电站发出的电是怎样输到武汉、上海等地的呢？很多学生凭生活经验能回答：是通过电线输送的。在教师的启发下学生可以回答：是通过架设很高的、很粗的高压电线输送的。

　　出示：电能输送挂图，并结合学生生活经验作介绍。

　　板书：第三节电能的'输送

　　输送电能的过程：发电站→升压变压器→高压输电线→ 降压变压器→用电单位。）

　　2、远距离输电为什么要用高电压？

　　提问：为什么远距离输电要用高电压呢？学生思考片刻之后，教师说：这个实际问题就是我们今天要讨论的重点。

　　板书：（高压输电的道理）

　　分析讨论的思路是：输电→导线（电阻）→发热→损失电能→减小损失

　　讲解：输电要用导线，导线当然有电阻，如果导线很短，电阻很小可忽略，而远距离输电时，导线很长，电阻大不能忽略。列举课本上的一组数据。电流通过很长的导线要发出大量的热，请学生计算：河南平顶山至湖北武昌的高压输电线电阻约400欧，如果能的电流是1安，每秒钟导线发热多少？学生计算之后，教师讲述：这些热都散失到大气中，白白损失了电能。所以，输电时，必须减小导线发热损失。

　　3、提问：如何减小导线发热呢？

　　分析：由焦耳定律，减小发热，有以下三种方法：一是减小输电时间，二是减小输电线电阻，三是减小输电电流。

　　4、提问：哪种方法更有效？

　　第一种方法等于停电，没有实用价值。第二种方法从材料、长度、粗细三方面来说都有实际困难。适用的超导材料还没有研究出来。排除了前面两种方法，就只能考虑第三种方法了。从焦耳定律公式可以看出。第三种办法是很有效的：电流减小一半，损失的电能就降为原来的四分之一。通过后面的学习，我们将会看到这种办法了也是很有效的。

　　板书结论：（A：要减小电能的损失，必须减小输电电流。）

　　讲解：另一方面，输电就是要输送电能，输送的功率必须足够大，才有实际意义。

　　板书：（B：输电功率必须足够大。）

　　5、提问：怎样才能满足上述两个要求呢？

　　分析：根据公式，要使输电电流减小，而输送功率不变（足够大），就必须提高输电电压。

　　板书：（高压输电可以保证在输送功率不变，减小输电电流来减小输送电的电能损失。）

　　变压器能把交流电的电压升高（或降低）

　　讲解：在发电站都要安装用来升压的变压器，实现高压输电。但是我们用户使用的是低压电，所以在用户附近又要安装降压的变压器。

　　讨论：高压电输到用电区附近时，为什么要把电压降下来？（一是为了安全，二是用电器只能用低电压。）

　　板书：（3。变压器能把交流电的电压升高或降低）

　　三、引导学生看课本，了解我国输电电压，知道输送电能的优越性。

　　四、课堂小结：

　　输电过程、高压输电的道理。

　　五、作业布置：

　　某电站发电功率约271。5万千瓦，如果用1000伏的电压输电，输电电流是多少？如果输电电阻是200欧，每秒钟导线发热损失的电能是多少？如果采用100千伏的高压输电呢？

　　探究活动

　　考察附近的变电站，学习日常生活中的电学知识和用电常识。

　　了解变压器的工作原理

　　调查生活中的有关电压变换情况。

　　调查：

　　在电能的传输过程中，为了减小能量损耗而采用提高电压的方法，可是在提高电压后相应的对一些设备的要求也会提高，请调查在高压输电和低压输电过程中的投入产出比。

高中物理教案15

　　1、知识与技能

　　（1）知道波面和波线，以及波传播到两种介质的界面时同时发生反射和折射

　　（2）知道波发生反射现象时，反射角等于入射角，知道反射波的频率，波速和波长与入射波相同

　　（3）知道折射波与入射波的频率相同，波速与波长不同，理解波发生折射的原因是波在不同介质中速度不同，掌握入射角与折射角的关系

　　2、过程与方法：

　　3、情感、态度与价值观：

　　教学重点：惠更斯原理，波的反射和折射规律

　　教学难点：惠更斯原理

　　教学方法：课堂演示，flash课件

　　一.引入新课

　　1．蝙蝠的“眼睛”：18世纪，意大利教士兼生物学家斯帕兰扎尼研究蝙蝠在夜间活动时，发现蝙蝠是靠高频率的尖叫来确定障碍物的位置的。这种尖叫声在每秒2万到10万赫兹之间，我们的耳朵对这样频率范围内的声波是听不到的。这样的声波称为超声波。蝙蝠发出超声波，然后借助物体反射回来的回声，就能判断出所接近的`物体的大小、形状和运动方式。

　　2．隐形飞机F—117：雷达是利用无线电波发现目标，并测定其位置的设备。由于无线电波具有恒速、定向传播的规律，因此，当雷达波碰到飞行目标(飞机、导弹）等时，一部分雷达波便会反射回来，根据反射雷达波的时间和方位便可以计算出飞行目标的位置。

　　雷达确定目标示意图

　　由于一般飞机的外形比较复杂，总有许多部分能够强烈反射雷达波，因此整个飞机表面涂以黑色的吸收雷达波的涂料。

　　一.波面和波线

　　波面：同一时刻，介质中处于波峰或波谷的质点所构成的面叫做波面．

　　波线：用来表示波的传播方向的跟各个波面垂直的线叫做波线．

　　二.惠更斯原理

　　荷兰物理学家惠更斯

　　1.惠更斯原理：介质中任一波面上的各点，都可以看作发射子波的波源，而后任意时刻，这些子波在波前进方向的包络面便是新的波面。

　　2.根据惠更斯原理，只要知道某一时刻的波阵面，就可以确定下一时刻的波阵面。

　　二.波的反射

　　1.波遇到障碍物会返回来继续传播，这种现象叫做波的反射．