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高中物理教案
作为一名无私奉献的老师,常常需要准备教案,教案是保证教学取得成功、提高教学质量的基本条件。那么你有了解过教案吗?下面是小编整理的高中物理教案,欢迎阅读,希望大家能够喜欢。
高中物理教案1
课前预习
一、安培力
1.磁场对通电导线的作用力叫做___○1____.
2.大小:(1)当导线与匀强磁场方向________○2_____时,安培力最大为F=_____○3_____.
(2)当导线与匀强磁场方向_____○4________时,安培力最小为F=____○5______.
(3) 当导线与匀强磁场方向斜交时,所受安培力介于___○6___和__○7______之间。
3.方向:左手定则:伸开左手,使大拇指跟其余四个手指__○8____,并且都跟手掌在___○9___,把手放入磁场中,让磁感线___○10____,并使伸开的四指指向 _○11___的方向,那么,拇指所指的方向,就是通电导线在磁场中的__○12___方向.
二、磁电式电流表
1.磁电式电流表主要由___○13____、____○14___、____○15____、____○16_____、_____○17_____构成.
2.蹄形磁铁的磁场的方向总是沿着径向均匀地分布的,在距轴线等距离处的磁感应强度的大小总是相等的,这样不管线圈转到什么位置,线圈平面总是跟它所在位置的磁感线平行,I与指针偏角θ成正比,I越大指针偏角越大,因而电流表可以量出电流I的大小,且刻度是均匀的,当线圈中的电流方向改变时,安培力的方向随着改变,指针偏转方向也随着改变,又可知道被测电流的方向。
3、磁电式仪表的优点是____○18________,可以测很弱的电流,缺点是绕制线圈的导线很细,允许通过的电流很弱。
课前预习答案
○1安培力○2垂直○3BIL○4平行○50○60○7BIL○8垂直○9同一个平面内○10垂直穿入手心○11电流○12受力○13蹄形磁铁 ○14 铁芯○15绕在线框上的线圈○16螺旋弹簧○17指针○18灵敏度高
重难点解读
一、 对安培力的认识
1、 安培力的性质:
安培力是磁场对电流的作用力,是一种性质力。
2、 安培力的作用点:
安培力是导体中通有电流而受到的力,与导体的中心位置无关,因此安培力的作用点在导体的几何中心上,这是因为电流始终流过导体的所有部分。
3、安培力的方向:
(1)安培力方向用左手定则判定:伸开左手,使大拇指和其余四指垂直,并且都跟手掌在同一个平面内,把手放入磁场中,让磁感线垂直穿入手心,并使伸开的四指指向电流方向,那么大拇指所指的方向就是通电导体在磁场中的受力方向。
(2)F、B、I三者间方向关系:已知B、I的方向(B、I不平行时),可用左手定则确定F的唯一方向:F⊥B,F⊥I,则F垂直于B和I所构成的平面(如图所示),但已知F和B的方向,不能唯一确定I的方向。由于I可在图中平面α内与B成任意不为零的夹角。同理,已知F和I的方向也不能唯一确定B的方向。
(3)用“同向电流相吸,反向电流相斥”(反映了磁现象的电本质)。只要两导线不是互相垂直的,都可以用“同向电流相吸,反向电流相斥”判定相互作用的磁场力的方向;当两导线互相垂直时,用左手定则判定。
4、安培力的大小:
(1)安培力的计算公式:F=BILsinθ,θ为磁场B与直导体L之间的夹角。
(2)当θ=90°时,导体与磁场垂直,安培力最大Fm=BIL;当θ=0°时,导体与磁场平行,安培力为零。
(3)F=BILsinθ要求L上各点处磁感应强度相等,故该公式一般只适用于匀强磁场。
(4)安培力大小的特点:①不仅与B、I、L有关,还与放置方式θ有关。②L是有效长度,不一定是导线的实际长度。弯曲导线的有效长度L等于两端点所连直线的长度,所以任意形状的闭合线圈的有效长度L=0
二、通电导线或线圈在安培力作用下的运动判断方法
(1)电流元分析法:把整段电流等效为多段很小的直线电流元,先用左手定则判断出每小段电流元所受安培力的方向,从而判断出整段电流所受合力方向,最后确定运动方向.
(2)特殊位置分析法:把通电导体转到一个便于分析的特殊位置后判断其安培力方向,从而确定运动方向.
(3)等效法:环形电流可等效成小磁针,通电螺线管可以等效成条形磁铁或多个环形电流,反过来等效也成立。
(4)转换研究对象法:因为电流之间,电流与磁体之间相互作用满足牛顿第三定律,这样,定性分析磁体在力的作用下如何运动的问题,可先分析电流在磁场中所受的安培力,然后由牛顿第三定律,再确定磁体所受作用力,从而确定磁体所受合力及运动方向.
典题精讲
题型一、安培力的方向
例1、电视机显象管的偏转线圈示意图如右,即时电流方向如图所示。该时刻由里向外射出的电子流将向哪个方向偏转?
解:画出偏转线圈内侧的电流,是左半线圈靠电子流的一侧为向里,右半线圈靠电子流的一侧为向外。电子流的等效电流方向是向里的,根据“同向电流互相吸引,反向电流互相排斥”,可判定电子流向左偏转。(本题用其它方法判断也行,但不如这个方法简洁)。
答案:向左偏转
规律总结:安培力方向的判定方法:
(1)用左手定则。
(2)用“同性相斥,异性相吸”(只适用于磁铁之间或磁体位于螺线管外部时)。
(3)用“同向电流相吸,反向电流相斥”(反映了磁现象的电本质)。可以把条形磁铁等效为长直螺线管(不要把长直螺线管等效为条形磁铁)。
题型二、安培力的大小
例2、如图,一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中,且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直。线段ab、bc和cd的长度均为L,且 。流经导线的电流为I,方向如图中箭头所示。导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力
A. 方向沿纸面向上,大小为
B. 方向沿纸面向上,大小为
C. 方向沿纸面向下,大小为
D. 方向沿纸面向下,大小为
解析:该导线可以用a和d之间的直导线长为 来等效代替,根据 ,可知大小为 ,方向根据左手定则.A正确。
答案:A
规律总结:应用F=BILsinθ来计算时,F不仅与B、I、L有关,还与放置方式θ有关。L是有效长度,不一定是导线的实际长度。弯曲导线的有效长度L等于两端点所连直线的长度,所以任意形状的闭合线圈的有效长度L=0
题型三、通电导线或线圈在安培力作用下的运动
例3、如图11-2-4条形磁铁放在粗糙水平面上,正中的正上方有一导线,通有图示方向的电流后,磁铁对水平面的压力将会__(增大、减小还是不变?)水平面对磁铁的摩擦力大小为__。
解析:本题有多种分析方法。⑴画出通电导线中电流的磁场中通过两极的那条磁感线(如图中粗虚线所示),可看出两极受的磁场力的合力竖直向上。磁铁对水平面的压力减小,但不受摩擦力。⑵画出条形磁铁的磁感线中通过通电导线的那一条(如图中细虚线所示),可看出导线受到的安培力竖直向下,因此条形磁铁受的反作用力竖直向上。⑶把条形磁铁等效为通电螺线管,上方的电流是向里的,与通电导线中的电流是同向电流,所以互相吸引。
答案:减小 零
规律总结:分析通电导线或线圈在安培力作用下的运动常用方法:(1)电流元分析法,(2)特殊位置分析法, (3)等效法,(4)转换研究对象法
题型四、安培力作用下的导体的平衡问题
例4、 水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ,它们之间的宽度为L,M和P之间接入电动势为E的电源(不计内阻).现垂直于导轨搁一根质量为m,电阻为R的金属棒ab,并加一个范围较大的匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向与水平面夹角为θ且指向右斜上方,如图8-1-32所示,问:
(1)当ab棒静止时,受到的支持力和摩擦力各为多少?
(2)若B的大小和方向均能改变,则要使ab棒所受支持力为零,B的大小至少为多少?此时B的方向如何?
解析:从b向a看侧视图如图所示.
(1)水平方向:F=FAsin θ①
竖直方向:FN+FAcos θ=mg②
又 FA=BIL=BERL③
联立①②③得:FN=mg-BLEcos θR,F=BLEsin θR.
(2)使ab棒受支持力为零,且让磁场最小,可知安培力竖直向上.则有FA=mg
Bmin=mgREL,根据左手定则判定磁场方向水平向右.
答案:(1)mg-BLEcos θR BLEsin θR (2)mgREL 方向水平向右
规律总结:对于这类问题的求解思路:
(1)若是立体图,则必须先将立体图转化为平面图
(2)对物体受力分析,要注意安培力方向的确定
(3)根据平衡条件或物体的运动状态列出方程
(4)解方程求解并验证结果
巩固拓展
1. 如图,长为 的直导线拆成边长相等,夹角为 的 形,并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中,磁感应强度为 ,当在该导线中通以电流强度为 的电流时,该 形通电导线受到的安培力大小为
(A)0 (B)0.5 (C) (D)
答案:C
解析:导线有效长度为2lsin30°=l,所以该V形通电导线收到的安培力大小为 。选C。
本题考查安培力大小的计算。
2..一段长0.2 m,通过2.5 A电流的直导线,关于在磁感应强度为B的匀强磁场中所受安培力F的情况,正确的是( )
A.如果B=2 T,F一定是1 N
B.如果F=0,B也一定为零
C.如果B=4 T,F有可能是1 N
D.如果F有最大值时,通电导线一定与B平行
答案:C
解析:当导线与磁场方向垂直放置时,F=BIL,力最大,当导线与磁场方向平行放置时,F=0,当导线与磁场方向成任意其他角度放置时,0 3. 首先对电磁作用力进行研究的是法国科学家安培.如图所示的装置,可以探究影响安培力大小的因素,实验中如果想增大导体棒AB摆动的幅度,可能的操作是( ) A.把磁铁的N极和S极换过来 B.减小通过导体棒的电流强度I C.把接入电路的导线从②、③两条换成①、④两条 D.更换磁性较小的磁铁 答案:C 解析:安培力的大小与磁场强弱成正比,与电流强度成正比,与导线的长度成正比,C正确. 4. 一条形磁铁放在水平桌面上,它的上方靠S极一侧吊挂一根与它垂直的导电棒,图中只画出此棒的截面图,并标出此棒中的电流是流向纸内的,在通电的一瞬间可能产生的情况是( ) A.磁铁对桌面的压力减小 B.磁铁对桌面的压力增大 C.磁铁受到向右的摩擦力 D.磁铁受到向左的`摩擦力 答案:AD 解析:如右图所示.对导体棒,通电后,由左手定则,导体棒受到斜向左下方的安培力,由牛顿第三定律可得,磁铁受到导体棒的作用力应斜向右上方,所以在通电的一瞬时,磁铁对桌面的压力减小,磁铁受到向左的摩擦力,因此A、D正确. 5..质量为m的通电细杆ab置于倾角为θ的平行导轨上,导轨宽度为d,杆ab与导轨间的动摩擦因数为μ.有电流时ab恰好在导轨上静止,如图右所示.,下图是沿b→a方向观察时的四个平面图,标出了四种不同的匀强磁场方向,其中杆与导轨间摩擦力可能为零的是 A.①② B.③④ C.①③ D.②④ 答案: A 解析: ①中通电导体杆受到水平向右的安培力,细杆所受的摩擦力可能为零.②中导电细杆受到竖直向上的安培力,摩擦力可能为零.③中导电细杆受到竖直向下的安培力,摩擦力不可能为零.④中导电细杆受到水平向左的安培力,摩擦力不可能为零.故①②正确,选A. 6.如图所示,两根无限长的平行导线a和b水平放置,两导线中通以方向相反、大小不等的恒定电流,且Ia>Ib.当加一个垂直于a、b所在平面的匀强磁场B时;导线a恰好不再受安培力的作用.则与加磁场B以前相比较( ) A.b也恰好不再受安培力的作用 B.b受的安培力小于原来安培力的2倍,方向竖直向上 C.b受的安培力等于原来安培力的2倍,方向竖直向下 D.b受的安培力小于原来安培力的大小,方向竖直向下 答案:D 解析:当a不受安培力时,Ib产生的磁场与所加磁场在a处叠加后的磁感应强度为零,此时判断所加磁场垂直纸面向外,因Ia>Ib,所以在b处叠加后的磁场垂直纸面向里,b受安培力向下,且比原来小.故选项D正确. 7. 如图所示,在绝缘的水平面上等间距固定着三根相互平行的通电直导线a、b和c,各导线中的电流大小相同,其中a、c导线中的电流方向垂直纸面向外,b导线电流方向垂直纸面向内.每根导线都受到另外两根导线对它的安培力作用,则关于每根导线所受安培力的合力,以下说法中正确的是( ) A.导线a所受合力方向水平向右 B.导线c所受合力方向水平向右 C.导线c所受合力方向水平向左 D.导线b所受合力方向水平向左 答案:B 解析:首先用安培定则判定导线所在处的磁场方向,要注意是合磁场的方向,然后用左手定则判定导线的受力方向.可以确定B是正确的. 8.如图所示,在空间有三根相同的导线,相互间的距离相等,各通以大小和方向都相同的电流.除了相互作用的磁场力外,其他作用力都可忽略,则它们的运动情况是______. 答案: 两两相互吸引,相聚到三角形的中心 解析:根据通电直导线周围磁场的特点,由安培定则可判断出,它们之间存在吸引力. 9.如图所示,长为L、质量为m的两导体棒a、b,a被置在光滑斜面上,b固定在距a为x距离的同一水平面处,且a、b水平平行,设θ=45°,a、b均通以大小为I的同向平行电流时,a恰能在斜面上保持静止.则b的电流在a处所产生的磁场的磁感应强度B的大小为 . 答案: 解析: 由安培定则和左手定则可判知导体棒a的受力如图,由力的平衡得方程: mgsin45°=Fcos45°,即 mg=F=BIL 可得B= . 10.一劲度系数为k的轻质弹簧,下端挂有一匝数为n的矩形线框abcd.bc边长为l.线框的下半部处在匀强磁场中,磁感应强度大小为B,方向与线框平面垂直.在下图中,垂直于纸面向里,线框中通以电流I,方向如图所示.开始时线框处于平衡状态,令磁场反向,磁感强度的大小仍为B,线框达到新的平衡.在此过程中线框位移的大小Δx______,方向______. 答案: ;位移的方向向下 解析:设线圈的质量为m,当通以图示电流时,弹簧的伸长量为x1,线框处于平衡状态,所以kx1=mg-nBIl.当电流反向时,线框达到新的平衡,弹簧的伸长量为x2,由平衡条件可知 kx2=mg+nBIl. 所以k(x2-x1)=kΔx=2nBIl 所以Δx= 电流反向后,弹簧的伸长是x2>x1,位移的方向应向下. 教学目标: 1、理解麦克斯韦电磁场理论的两个支柱:变化的磁场产生电场、变化的电场产生磁场。了解变化的电场和磁场相互联系形成同一的电磁场。 2、 了解电磁场在空间传播形成电磁波。 3、 了解麦克斯韦电磁场理论以及赫兹实验在物理学发展中的贡献。体会两位科学家研究物理问题的思想方法。 教学过程: 一、伟大的预言 说明:法拉第发现电磁感应现象那年,麦克斯韦在苏格兰爱丁堡附近诞生,从小就表现出了惊人的数学和物理天赋,他从小热爱科学,喜欢思考,1854年从剑桥大学毕业后,精心研读了法拉第的著作,法拉第关于“场”和“力线”的思想深深吸引了麦克斯韦,但麦克斯韦也发现了法拉第定性描述的弱点,那就是不能定量的描述电场和磁场的关系。因此,这位初出茅庐的科学家决定用他的数学才能来弥补。1860年初秋,麦克斯韦特意去拜访法拉第,两人虽然在年龄上相差四十岁,在性情、爱好、特长方面也迥然各异,可是对物质世界的看法却产生了共鸣。法拉第鼓励麦克斯韦:“你不应停留在数学解释我的观点”,而应该突破它。 说明:麦克斯韦学习了库仑、安培、奥斯特、法拉第、亨利的研究成果,结合了自己的创造性工作,最终建立了经典电磁场理论。 说明:法拉第电磁感应定律告诉我们:闭合线圈中的磁通量发生变化就能产生感应电流,我们知道电荷的定向移动形成电流,为什么会产生感应电流呢?一定是有了感应电场,因此,麦克斯韦认为,这个法拉第电磁感应的实质是变化的磁场产生电场,电路中的电荷就在这个电场的作用下做定向移动,产生了感应电流。即使变化的磁场周围没有闭合电路,同样要产生电场。变化的磁场产生电场,这是一个普遍规律 说明:自然规律存在着对称性与和谐性,例如有作用力就有反作用力。既然变化的磁场能够产生电场,那么变化的电场能否产生磁场呢?麦克斯韦大胆地假设,变化的电场能够产生磁场。 问:什么现象能够说明变化的电场能够产生磁场?(例如通电螺线管中的电流发生变化,那么螺线管内部的磁场要发生变化) 说明:根据这两个基本论点,麦克斯韦推断:如果在空间在空间某区域中有不均匀变化的电场,那么这个变化的电场能够引起变化的磁场,这个变化的磁场又引起新的变化的`电场.........这样变化的电场引起变化的磁场,变化的磁场又引起变化的电场,变化的电场和磁场交替产生,由近及远传播就形成了电磁波。 二、电磁波 问:在机械波的横波中,质点的振动方向和波的传播方向之间有何关系?(两者垂直) 说明:根据麦克斯韦的理论,电磁波中的电场强度和磁感应强度互相垂直,而且两者均与电磁波的传播方向垂直,电磁波是横波。 问:电磁波以多大的速度传播呢?(以光速C传播) 问:在机械波中是位移随时间做周期性变化,在电磁波中是什么随时间做周期性变化呢?(电场强度E和磁感应强度B) 三、赫兹的电火花 说明:德国科学家赫兹证明了麦克斯韦关于电磁场的理论 板书设计 一、伟大的预言 1、变化的磁场产生电场 变化的电场产生磁场 2、变化的电场和磁场交替产生,由近及远传播形成电磁波 二、电磁波 1、电磁波是横波,E和B互相垂直,而且两者均与电磁波的传播方向垂直÷ 2、电磁波以光速C传播) 3、电磁波中电场强度E和磁感应强度B随时间做周期性变化 三、赫兹的电火花 赫兹证明了麦克斯韦关于电磁场的理论 热力学第一定律 能量守恒定律 教学 目标 (1)知道热力学第一定律 ,理解能量守恒定律 (2)对热力学第一定律的数学表达式有简单认识 (3)知道永动机是不可能的 教学 建议 教材分析 分析一:本节由改变物体内能的两种方式引出热力学第一定律及其数学表达式,在此基础上结合以往的知识总结出能量守恒定律,最后通过能量守恒定律阐述永动机是不可能的. 分析二:根据热力学第一定律知,物体内能的改变量 ,运用此公式时,需要注意各物理量的符号:物体内能增加时, 为正,物体内能减少时, 为负;外界对物体做功时, 为正,物体对外界做功时, 为负;物体吸收热量时, 为正,物体放出热量. 分析三:各种形式的能量在转化和转移过程中保持总量不变,无任何附加条件,而某种或几种能的守恒是要有条件的(例如机械能守恒需要对于系统只有重力或弹力做功). 教法建议 建议一:在讲完热力学第一定律后,给出其表达式,为增进学生对其理解,最好能举出实际例子,应用热力学第一定律计算或解释. 建议二:在讲能量守恒定律后,最好能用它对以往所学知识进行一个简单的总结.要使学生认识到能量守恒定律是一个普遍的规律,热力学第一定律是其一个具体表达形式.另外,为激发学生学习兴趣,阐述能量守恒定律的重要意义,可以简单介绍一下19世纪自然科学的三大发现. 教学 设计示例 教学 重点:热力学第一定律和能量守恒定律 教学 难点:永动机 一、热力学第一定律 改变物体内能的方式有两种:做功和热传递. 运用此公式时,需要注意各物理量的符号:物体内能增加时, 为正,物体内能减少时, 为负;外界对物体做功时, 为正,物体对外界做功时, 为负;物体吸收热量时, 为正,物体放出热量时, 为负. 例1:下列说法中正确的是: A、物体吸收热量,其内能必增加 B、外界对物体做功,物体内能必增加 C、物体吸收热量,同时对外做功,其内能可能减少 D、物体温度不变,其内能也一定不变 答案:C 评析:在分析问题时,要求考虑比较周全,既要考虑到内能包括分子动能和分子势能,又要考虑到改变内能也有两种方式:做功和热传递. 例题2:空气压缩机在一次压缩中,空气向外界传递的'热量2.0 ×10 5 J,同时空气的内能增加了1.5 ×10 5 J. 这时空气对外做了多少功? 解:根据热力学第一定律 知 1.5 ×10 5 J - 2.0 ×10 5 J = -0.5 ×10 5 J 所以此过程中空气对外做了0.5 ×10 5 J的功. 二、能量守恒定律 1、复习各种能量的相互转化和转移 2、能量守恒定律:能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式转化为别的形式,或者从一个物体转移到别的物体,在转化或转移的过程中其总量不变.(学生看书学习能量守恒定律内容). 3、能量守恒定律的历史意义. 三、永动机 永动机的原理违背了能量守恒定律,所以是不可能的. 举例说明几种永动机模型 四、作业 探究活动 题目:永动机 组织:分组 方案:收集有关永动机的材料,并运用所学知识说明永动机是不可能的 评价:材料的丰富性 知识目标 1、进一步理解向心力的概念。 2、理解向心力公式,进一步明确匀速圆周运动的产生条件,掌握向心力公式的应用。 能力目标 1、培养在实际问题中分析向心力来源的能力。 2、培养运用物理知识解决实际问题的能力。 情感目标 1、激发学生学习兴趣,培养学生关心周围事物的习惯。 教学建议 教材分析 教材首先明确提出向心力是按效果命名的力,任何一个力或几个力的合力只要它的作用效果是使物体产生向心加速度,它就是物体所受的向心力,接着详细介绍了火车转弯和汽车过拱桥两个常见的实际问题。后面又附有思考与讨论,开拓学生的思维。 教法建议 1、培养学生分析向心力来源的能力,分析问题时,要首先引导学生对做周围运动的物体进行受力情况分析,并让学生清楚地认识到求出物体沿半径方向受到的合外力,就是提供给物体做圆周运动的向心力。 2、培养学生运用物体知识解决实际问题的能力。通过例题的分析与讨论(结合动画或课件),引导学生从中领悟掌握运用向心力公式的思路和方法。即:第一:根据物体受力情况分析向心力的来源,做匀速圆周运动的物体。 第二:运用向心力公式计算做圆周运动所需的向心力。 第三:由物体实际受到的力提供了它所需要的向心力,列出方程求解。 3、可多举一些实例让学生分析。向心力可由重力、弹力、摩擦力等单独提供,也可由它们的'合力提供。 4、在讲述汽车过拱桥的问题时,汽车做的是变速圆周运动,对此要根据牛顿第二定律的瞬时性向学生指出:在变速圆周运动中,物体在各位置受到的向心力分别产生了物体通过各位置的向心加速度,向心力公式仍是适用的。但要注意,对于物体做匀速圆周运动的情况,只有在物体通过最高点和最低点时,向心力才是合外力。同时,还可以向学生指出:此问题中出现的汽车对桥面的压力大于或小于车重的现象,是发生在圆周运动中的超重或失重现象。 一、教学目标 知识与技能: 1、理解力的分解概念。 2、知道力的分解是合成的逆运算,并知道力的分解遵循平行四边形定则。 3、学会按力的实际作用效果分解力。 4、学会用力的分解知识解释一些简单的物理现象。 过程与方法: 1、通过生活情景的再现和实验模拟体会物理与实际生活的密切联系。 3、通过对力的实际作用效果的分析,理解按实际作用效果分解力的意义,并感受具体问题具体分析的方法。情感、态度与价值观: 1、通过联系生活实际情景,激发求知欲望和探究的兴趣。 2、通过对力的分解实际应用的分析与讨论,养成理论联系实际的自觉性,培养解决生活实际问题的能力。 二、教学重点难点 教学重点:理解力的分解的概念,利用平行四边形定则按力的作用效果进行力的分解。 教学难点:力的实际作用效果的分析。 三、教学过程 (一)引入: 1、观察一幅打夯的图片,分析为什么需要那么多人一起打夯。 2、模拟打夯,指出用多个力的共同作用来代替一个力的作用的实际意义,突出等效替代的思想。 3、引出力的分解的概念:把一个力分解成几个分力的方法叫力的分解。 (二)一个力可分解为几个力? 由打夯的例子可以看出一个力的作用可以分解为任意几个力,最简单的情况就是把一个力分解为两个力。 (三)一个力分解成两个力遵循什么规则? 力的分解是力的合成的逆运算,因此把一个力分解为两个分力也遵循平行四边形定则。 (四)力的分解实例分析 以一个力为对角线作平行四边形可以作出无数个平行四边形,因此把一个力分解为两个力有无数组解,但如果已知两个分力的方向,那力的分解就只有唯一解了。如何确定两个分力的方向呢?在解决实际问题时要根据力的实际作用效果确定分力的方向。 一、斜面上重力的分解 [演示]用薄塑料片做成斜面,将物块放在斜面上,斜面被压弯,同时物块沿斜面下滑. [结论]重力G产生两个效果:使物体沿斜面下滑和压紧斜面. [分析]重力的两个分力大小跟斜面的倾斜角有何关系? [结论]通过作图和实验演示可看出倾角越大,下压分力越小而下滑分力越大。 [问题]游乐场的滑梯为什么倾角很大?山路为什么要修成盘山状? [分析]斜面倾角越大,使物体下滑的力越大,物体越容易下滑,故公园滑梯倾角较大,但山路若直接从山脚往山顶修,则倾角太大,车辆上坡艰难而下坡又不安全,是不可行的,修成盘山状则可解决这个问题。 二、直角支架所受拉力的分解 [实验模拟]同学甲用一手撑腰,同学乙用力向下拉甲同学的肘部,让同学谈体会,即分析向下拉肘部的力产生的作用效果。 [实验演示]在支架上挂一重物,观察橡皮膜的.变化,分析重物对支架的拉力产生的作用效果。 [分析]支架所受拉力一方面挤压水平杆,另一方面拉伸倾斜杆。 [分解]按效果分解拉力并作出平行四边形法。 三、劈木柴刀背上力的分解 [观察图片]为什么一斧头下去,木桩被劈开了?作用在斧头上的力实际产生了什么效果? [小实验]同学甲双手合十,同学乙用一只手试图从甲的两手中间劈下去,体会手上的感觉。 [分析]乙同学的手向两侧挤压甲同学的两只手,因此刀背上的力的作用效果也是使得刀的两个侧面去挤压木柴。 [分解]按力的作用效果分解刀背上的力,作出平行四边形,并比较分力与合力的大小关系。 [思考]由生活经验可知砍柴的刀越锋利越容易把柴劈开,为什么?分析分力大小跟分力夹角的关系。 [体验]通过小实验体会在合力一定的情况下,分力大小随其夹角变化而变化的规律: ○用一根羊绒线,中间吊一个砝码,观察当抓住线的两手距离不断增大时线有何变化。 ○用两个弹簧秤共同拉一个砝码,拉的夹角逐渐增大,观察弹簧秤示数的变化。 [规律总结]在合力一定的情况下,对称分布的两个分力的夹角越大,分力越大。 [应用] ○如何把陷进泥潭的汽车拉出来? ○如何移动一只很重的箱子? (五)小结: 1、知道什么叫力的分解 2、知道力的分解遵循平行四边形定则 3、掌握在解决实际问题时按力的实际作用效果分解的方法。 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? 教学目标 一、知识目标 1、知道电磁驱动现象。 2、知道三相交变电流可以产生旋转磁场,知道这就是感应电动机的原理。 3、知道感应电动机的基本构造:定子和转子。 4、知道感应电动机的优点,知道能使用感应电动机是三相交变电流的突出优点。 二、能力目标 1、培养学生对知识进行类比分析的能力。 2、培养学生接受新事物、解决新问题能力。 3、努力培养学生的实际动手操作能力。 三、情感目标 1、通过让学生了解我国在磁悬浮列车方面的研究进展,激发他们的爱国热情和立志学习、报效祖国的情感。 2、在观察电动机的构造的过程中,使学生养成对新知识和新事物的探索热情。 教学建议 1、由于感应电动机的突出优点,使它应用十分广泛、本节对它做了简单的介绍,以开阔学生眼界,增加实际知识。但作为选学内容,对学生没有太高的要求,做些介绍就可以了。 2、可以通过回忆前一章习题中提到的电磁驱动现象,本节的关键是通过演示、讲解使学生明白三相交变电流也可以产生旋转磁场,做到电磁驱动,这就是感应电动机的原理。这有利于新旧知识的联系和加强学生学以致用的意识。有条件的可以看实物或带学生参观,以增加实际知识。 3、课本中的感应电动机的内容,简要地介绍了感应电动机的转动原理,其中的核心内容是旋转磁场概念。建议教师如果可能的话,应找一台电动机,拆开了让学生看一看各个部分的形状。三相感应电动机在工农业生产中的`应用很广泛,最好能让学生看一些实际例子。 教学准备: 幻灯片、感应电动机模型、学生电源、旋转磁铁 教学过程: 一、知识回顾 电磁驱动现象说明 二、新课教学: 1、过回忆绍电磁驱动现象:在U形磁铁中间放一个铝框,如果转动磁铁,造成一个旋转磁场。铝框就随着转动。这种电磁驱动现象。告诉学生感应电动机就是应用该原理来工作的。 2、旋转磁场的产生方法:旋转磁铁可以得到旋转磁场,在线圈中通入三相交流电也可以得到旋转磁场。 3、感应电动机的结构介绍 定子:固定的电枢称为定子 转子:中间转动的铁心以及铁心上镶嵌的铜条叫转子 4、鼠笼式电动机模型介绍:感应电动机的转子是由铁芯和嵌在铁芯上的闭合导体构成的。闭合导体是由嵌在铁芯凹槽中的铜条(或铝条)和两个铜环(或铝环)连在一起制成的,形状像个鼠笼,所以这种电动机也叫鼠笼式感应电动机。 5、感应电动机的转动方向控制:由于感应电动机的构造简单,因此如果要改变转子的转动方向,只需要把定子上的任意两组线圈的电流互换一下就就可以通过改变旋转磁场的旋转方向来改变转子的转动。这种电动机在制造、使用和保养上都比较简单,被广泛应用在工农业生产上。 【学习目标】 1、能熟练说出平抛运动的概念、性质、物体做平抛运动的条件 2、理解平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向自由落体运动 3、用分解的思想处理平抛运动问题,探究平抛运动的基本规律。 【重点难点】 重点:解决平抛运动问题的基本思路 难点:用分解的思想理解平抛运动 预习案 【使用说明及学法指导】 1、通读教材,熟记本节基本概念、规律,然后完成问题导学中问题和预习自测。2、问题导学中 “处理平抛运动问题的'基本思路”是本节内容的核心和基础,是解决平抛运动问题的前提和关键,应重点理解和熟练把握。3、如有不能解决的问题,可再次查阅教材或其他参考书。4、记下预习中不能解决的问题,待课堂上与老师同学共同探究。5、限时15分钟。 【问题导学】 1、什么是平抛运动? 2、物体做平抛运动的条件是什么? 3、什么是匀变速运动?平抛运动是匀变速运动吗? 4、处理平抛运动问题的基本思路:平抛运动可分解为水平方向的 和竖直方向的 。物体从O点开始平抛,t时间后到达P点。在图中画出t时间内位移S、t时刻的速度v如图。把速度、位移沿x、y方向分解如上图,则 水平方向分速度vx= ,水平方向分位移x = 。 竖直方向分速度vy= , 竖直方向分位移y = 。 合速度公式V = ,其方向tanα = (α为v与水平方向夹角); 合位移公式S = ,其方向tanβ = (α为v与水平方向夹角)。 学习目标: 1. 理解质点的概念,知道它是一种科学抽象,知道实际物体在什么条件下可看作质点,知道这种科学抽象是一种常用的研究方法。 2. 知道参考系的概念和如何选择参考系。 学习重点: 质点的概念。 主要内容: 一、机械运动 1.定义:物体相对于其他物体的位置变化,叫做机械运动,简称运动。 2.运动的绝对性和静止的相对性:宇宙中的一切物体都在不停地运动,无论是巨大的天体,还是微小的原子、分子,都处在永恒的运动之中。运动是绝对的,静止是相对的。 二、物体和质点 1.定义:用来代替物体的有质量的点。 ①质点是用来代替物体的具有质量的点,因而其突出特点是“具有质量”和“占有位置”,但没有大小,它的质量就是它所代替的物体的质量。 ②质点没有体积,因而质点是不可能转动的。任何转动的物体在研究其自转时都不可简化为质点。 ③质点不一定是很小的物体,很大的物体也可简化为质点。同一个物体有时可以看作质点,有时又不能看作质点,要具体问题具体分析。 2.物体可以看成质点的条件:如果在研究的问题中,物体的形状、大小及物体上各部分运动的'差异是次要或不起作用的因素,就可以把物体看做一个质点。 3.突出主要因素,忽略次要因素,将实际问题简化为物理模型,是研究物理学问题的基本思维方法之一,这种思维方法叫理想化方法。质点就是利用这种思维方法建立的一个理想化物理模型。 问题: 1.能否把物体看作质点,与物体的大小、形状有关吗? 2.研究一辆汽车在平直公路上的运动,能否把汽车看作质点?要研究这辆汽车车轮的转动情况,能否把汽车看作质点? 3.原子核很小,可以把原子核看作质点吗? 【例一】下列情况中的物体,哪些可以看成质点() A.研究绕地球飞行时的航天飞机。 B.研究汽车后轮上一点的运动情况的车轮。 C.研究从北京开往上海的一列火车。 D.研究在水平推力作用下沿水平地面运动的木箱。 课堂训练: 1.下述情况中的物体,可视为质点的是() A.研究小孩沿滑梯下滑。 B.研究地球自转运动的规律。 C.研究手榴弹被抛出后的运动轨迹。 D.研究人造地球卫星绕地球做圆周运动。 2.下列各种情况中,可以所研究对象(加点者)看作质点的是( ) A. 研究小木块的翻倒过程。 B.研究从桥上通过的一列队伍。 C.研究在水平推力作用下沿水平面运动的木箱。 D.汽车后轮,在研究牵引力来源的时。 三、参考系 1.定义:宇宙中的一切物体都处在永恒的运动之中,在描述一个物体的运动时,必须选择另外的一个物体作为标准,这个被选来作为标准的物体叫做参考系。一个物体一旦被选做参考系就必须认为它是静止的。 2.选择不同的参考系来观察同一个运动,得到的结果会有不同。 【例二】人坐在运动的火车中,以窗外树木为参考系,人是_______的。以车厢为参考系,人是__________的。 3.参考系的选择:描述一个物体的运动时,参考系可以任意选取,选取参考系时要考虑研究问题的方便,使之对运动的描述尽可能的简单。在不说明参考系的情况下,通常应认为是以地面为参考系的。 4.绝对参考系和相对参考系: 【例三】对于参考系,下列说法正确的是() A.参考系必须选择地面。 B.研究物体的运动,参考系选择任意物体其运动情况是一样的。 C.选择不同的参考系,物体的运动情况可能不同。 D.研究物体的运动,必须选定参考系。 课堂训练: 1.甲物体以乙物体为参考系是静止的,甲物体以丙物体为参考系是运动的,那么,以乙物体为参考系,丙物体是( ) A. 一定是静止的。 B.一定是运动的。 C.有可能是静止的或运动的 D.无法判断。 2.关于机械运动和参照物,以下说法正确的有() A. 研究和描述一个物体的运动时,必须选定参照物。 B. 由于运动是绝对的,描述运动时,无需选定参照物。 C. 一定要选固定不动的物体为参照物。 D. 研究地面上物体的运动时,必须选地球为参照物。 教学目标 知识目标 1、了解形变的概念,了解弹力是物体发生弹性形变时产生的. 2、能够正确判断弹力的有无和弹力的方向,正确画出物体受到的弹力. 3、掌握运用胡克定律计算弹簧弹力的方法. 能力目标 1、能够运用二力平衡条件确定弹力的大小. 2、针对实际问题确定弹力的大小方向,提高判断分析能力. 教学建议 一、基本知识技能: (一)、基本概念: 1、弹力:发生形变的物体,由于要回复原状,对跟它接触的物体会产生力的作用,这种力叫做弹力. 2、弹性限度:如果形变超过一定限度,物体的形状将不能完全恢复,这个限度叫做弹性限度. 3、弹力的大小跟形变的大小有关,形变越大,弹力也越大. 4、形变有拉伸形变、弯曲形变、和扭转形变. (二)、基本技能: 1、应用胡克定律求解弹簧等的产生弹力的大小. 2、根据不同接触面或点画出弹力的图示. 二、重点难点分析: 1、弹力是物体发生形变后产生的,了解弹力产生的原因、方向的判断和大小的确定是本节的教学重点. 2、弹力的有无和弹力方向的判断是教学中学生比较难掌握的知识点. 教法建议 一、关于讲解弹力的产生原因的教法建议 1、介绍弹力时,一定要把物体在外力作用时发生形状改变的事实演示好,可以演示椭圆形状玻璃瓶在用力握紧时的形状变化,也可以演示其它明显的形变实验,如矿泉水瓶的形变,握力器的形变,钢尺的形变,也可以借助媒体资料演示一些研究观察物体微小形变的方法.通过演示,介绍我们在做科学研究时,通常将微小变化“放大”以利于观察. 二、关于弹力方向讲解的教法建议 1、弹力的方向判断是本节的重点,可以将接触面的关系具体为“点——面(平面、曲面)”接触和“面——面”接触.举一些例子,将问题简单化.往往弹力的方向的判断以“面”或“面上接触点的切面”为准. 如所示的简单图示: 2、注意在分析两物体之间弹力的作用时,可以分别对一个物体进行受力分析,确切说明,是哪一个物体的形变对其产生弹力的作用.配合教材讲解绳子的拉力时,可以用具体的例子,画出示意图加以分析. 第三节 弹力 教学方法:实验法、讲解法 教学用具:演示形变用的钢尺、橡皮泥、弹簧、重物(钩码). 教学过程设计 (一)、复习提问 1、重力是的产生原因是什么?重力的方怎样? 2、复习初中内容:形变;弹性形变. (二)、新课教学 由复习过渡到新课,并演示说明 1、演示实验1:捏橡皮泥,用力拉压弹簧,用力弯动钢尺,它们的形状都发生了改变,教师总结形变的概念. 形变:物体的形状或体积的变化叫做形变,形变的原因是物体受到了力的作用.针对橡皮泥形变之后形状改变总结出弹性形变的概念:能够恢复原来形状的形变叫做弹性形变.不能恢复原来形状的形变叫做塑性形变. 2、将钩码悬挂在弹簧上,弹簧另一端固定,弹簧被拉长,提问: (1)钩码受哪些力?(重力、拉力、这二力平衡) (2)拉力是谁加给钩码的?(弹簧) (3)弹簧为什么对钩码产生拉力?(弹簧发生了弹性形变) 由此引出弹力的概念: 3、弹力:发生弹性形变的物体,会对跟它直接接触的物体产生力的作用.这种力就叫弹力. 就上述实验继续提问: (1)弹力产生的条件:物体直接接触并发生弹性形变. (2)弹力的方向 提问:课本放在桌子上.书给桌子的压力和桌子对书的支持力属于什么性质的力?其受力物体、施力物体各是什么?方向如何? 与学生讨论,然后总结: 4、压力的方向总是垂直与支持面而指向受力物体(被压物体). 5、支持力的方向总是垂直与支持面而指向受力物体(被支持物体). 继续提问:电灯对电线产生的拉力和电线对电灯产生的拉力又是什么性质的力? 其受力物体、施力物体各是谁?方向如何? 分析讨论,总结. 6、绳的拉力是绳对所拉物体的弹力,方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向. 7、胡克定律 弹力的大小与形变有关,同一物体,形变越大,弹力越大.弹簧的弹力,与 形变的关系为: 在弹性限度内,弹力的大小 跟弹簧的伸长(或缩短)的长度 成正比,即: 式中 叫弹簧的倔强系数,单位:N/m.它由弹簧本身所决定.不同弹簧的倔强系数一般不相同.这个规律是英国科学家胡克发现的,叫胡克定律. 胡克定律的适用条件:只适用于伸长或压缩形变. 8、练习使用胡克定律,注意强调 为形变量的大小. 弹力高中物理教学反思 本节课注意了对学生开放性、创新性思维的培养。开放性创新性思维的培养不是一句口号,而应该落到实处,这是基础教育课程改革的要求,也是在教学实际中很难落实的一个问题。 一般情况下,教师在组织学生学习塑性和弹性的时候,往往是通过举出生活中或者学生能够接触的弹性物体和非弹性物体若干实例,通过归纳的方法得出塑性和弹性。在这个问题的处理上并没有按照往常的方法,而是让学生对教师给出的`若干物体进行分类,潜移默化的对学生进行了方法教育。分类的标准不同,分类结果也就不同,学生的兴奋点就非常多,都试图依照不同的分类标准进行分类,学生的思维随着分类的翅膀在飞翔。 从学生的生活出发,关注学生的体验。物理不是独立和抽象于生活之外的,尤其在初中阶段来看更是如此。在组织教学的时候没有过分关注基本的知识和概念,而是从学生生活中常见的橡皮筋、海绵、弹簧、减震等学生常见常听的事物出发,学生在对物体的弹性和塑性有充分的感性基础上,总结出什么是塑性和弹性。关注学生自己的体验,让两位同学在拉测力计的活动中体验拉力的不同,认识到弹力的大小与弹性形变的物体的形变大小有关的。学生亲自参与到了物理知识的建构中,认识当然是非常深刻的。师生关系融洽和谐,这也是本节课的一个闪光点。 主要缺点: 学生在进行分类的时候没有充分放开学生的思维。为什么学生的分类答案都是与本节内容是对应的?为什么没有学生按照物质的组成去分?为什么没有按照物质的导电性能或者密度大小去分?这是受到了思维定势的影响,既然本节学习弹性和塑性,当然就是这一种分类方法。在以后的教学中应该让学生在充分分类的基础上,从中挑出一组依照弹性和塑性分类的一组,让学生分析这一种分类的标准是什么,同样回到了环节的主题。 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。 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 一、教材内容分析 本节学习了一种新的处理问题的方法:即根据实验数据作出图像,图像反映物理规律,这是我们通过实验探求自然规律的一要重要的基本的途径。应在学生充分预习的基础上,真正让学生自己能画出图像,并练习分析图像所代表的过程或规律。 瞬时速度概念的建立,是学生在高中阶段第一次接触“极限”的思想,如何正确地理解此概念,一方面应从平均速度的概念延伸到瞬时速度;另一方面从物体运动的s—t图象上采用无限分割的思想帮助学生理解图像的斜率表示物体的瞬时速度。 二、教学目标(知识,技能,情感态度、价值观) 1、知识与技能 (1)理解匀速直线运动的s-t图像的意义 (2)知道瞬时速度是精确描述变速运动快慢和方向的物理量 (3)理解用比值法定义物理量的方法 (4)知道公式和图像都是描述物理量之间的关系的数学工具,它们各也所长,可以相互补充。 (5)培养学生用多种手段处理问题的能力 (6)培养自主学习的能力及思维想象能力 2、过程与方法:实验讨论、启发式 3、情感、态度与价值观 (1)培养学生严肃认真的学习态度 (2)从知识是相互关联、相互补充的思想中,培养学生建立事物是相互联系的唯物主义观点。 三、学习者特征分析 高一学生男女比例相当,由于是普通高中生,抽象思维能力比较差,而且基础差,但是学生比较刻苦,学习物理的兴趣还是很浓厚。 四、教学策略选择与设计 讲授法、实验演示法、启发式,随机通达式 五、教学环境及资源准备 多媒体教室、视频、、动画、投影仪 六、教学过程 教学过程教师活动学生活动设计意图及资源准备 一、引入新课播放:刘易斯百米赛跑视频前面作业中我们已经算过的刘易斯在百米赛跑过程中每个10m内的平均速度,只能大体反映刘易斯在百米赛跑中的快慢变化情况.为了对变速运动作精确的描述,还需要引入瞬时速度的概念。 学生讨论总结:平均速度只能粗略地描述运动的快慢,不能精确地描述 为真实情境进行设计:刘易斯百米赛跑视 二、新课教学 运动物体在某一瞬间或经过某一位置时的速度,叫做瞬时速度(instantaneous velocity)。平时说到的百米赛跑运动员冲线的速度,子弹飞出枪口的速度、飞船与运载火箭分离时的速度等,都是瞬时速度。 瞬时速度的方向跟物体经过某一位置时的运动方向相同。瞬时速度的大小,叫做瞬时速率(instantaneous speed,简称速率)。汽车行驶中速度计上指示的`数值就是瞬时速率(如课本P32图1—21)。 实验探究——用光电门测量瞬时速度 实验装置如课本P33图1—22,使一辆小车从一端垫高的木板上滑下,木板旁装有光电门,其中A管发出光线,B管接收光线。当固定在车上的遮光板通过光电门时,光线被阻挡,记录仪上可以直接读出光线被阻挡的时间。这段时间就是遮光板通过光电门的时间。根据遮光板的宽度Δs和测出的时间Δt,就可以算出遮光板通过光电门的平均速度(v=Δs/Δt)。由于遮光板的宽度Δs很小,因此可以认为,这个平均速度就是小车通过光电门的瞬时速度。 学生理解瞬时速度是矢量,既有大小(叫速率),又有方向(物体的运动方向)。 播放实验视频 真是情境 播放实验视频 讨论与思考(课本P33)之后学习S-T图像讨论与思考(课本P33)物体的运动情况,除了用语言文字和数学公式描述外,还可以直观地用图像来描述,给出了一辆汽车在平直公路上作匀速直线运动时在不同时刻的位移。 时间 t/s04.910.015.119.9 位移 s/m0100200300400 提问:请同学以上面图表所给出的数据,以横轴为(t)轴,纵轴为位移(s)轴,用描点法作图,看是一个什么样的图像,s与t存在一个什么函数关系? 教师边看边指导,然后把同学所画的图像在投影仪(实物)上打出。 总结:可以看出几个点几乎都在过原点的一条直线上。s与t成正比。 提问:图像如何反映汽车运动的速度? 总结:图像的斜率反映物体运动的速度。 物理量之间的关系可以用公式来表示,也可以用图像来表示,利用图像可以比较方便地处理实验(或观测)结果,找出事物的变化规律。以后我们还会遇到更多的用图像来处理物理量之间的变化规律,所以,现在我们就要重视图像的学习。 学生模拟现场 投影仪 案例分析请把龟兔赛跑的过程粗略地用s—t图像表示出来。(提示:乌龟和兔子从同一地点出发,假定跑动过程都是匀速直线运动。) 分析与解答: 开始时,兔子的速度大,反映在图像上,是它的斜率比较大(比较陡),在同一时间内,兔子通过的位移大。接着,骄傲的兔子打瞌睡了,时间不停地流逝,兔子的位移没有变化。乌龟的速度虽然小,却一直不停地向前做匀速直线运动。等到兔子猛然醒来,发现乌龟已快接近终点了,于是,兔子以更大的速度向前奔(图像的斜率更大),可为时已晚,最后乌龟取得了胜利。(s—t图像如下图。) 学生进行讨论分析。得出结论播放龟兔赛跑的动画 教学流程图 七、教学评价设计 知识点教学目标评价方法备注 瞬时速度知道课堂检测 位移-时间图像理解课堂作业 八、帮助和总结 本节学习了一种新的处理问题的方法:即根据实验数据作出图像,图像反映物理规律,这是我们通过实验探求自然规律的一要重要的基本的途径。应在学生充分预习的基础上,真正让学生自己能画出图像,并练习分析图像所代表的过程或规律。 瞬时速度概念的建立,是学生在高中阶段第一次接触“极限”的思想,如何正确地理解此概念,一方面应从平均速度的概念延伸到瞬时速度;另一方面从物体运动的s—t图象上采用无限分割的思想帮助学生理解图像的斜率表示物体的瞬时速度。 本节教学主要采用自己动手、类比对照等方法,使图像中的物理意义便的很简单,很清楚,使学生从简单入手,激发学生的学生兴趣,多角度处理物理问题,为以后讲述图像打下较扎实的基础。 一、教材分析 本节教材选自人民教育出版社全日制普通高中课程标准实验教科书(物理2·必修)第五章《曲线运动》第六节《向心力》。 教材的内容方面来看,本章节主要讲解了向心力的定义、定义式、方向及验证向心力的表达式,变速圆周运动和一般曲线运动。前面几节已经学习了曲线运动、圆周运动、向心加速度,这节讲的是描述使物体做圆周运动的合外力,是对物体运动认识上的升华,为接下来万有引力的的学习奠定了基础。所以在整个教材体系中起了承上启下的作用,并且这样的安排由简单到复杂,符合学生的认知规律。 从教材的地位和作用方面来看,本章节是运动学中的重要概念,也是高一年级物理课程中比较重要的概念之一,是对物体运动认识上的升华,它把运动学和动力学联系在了一起,具有承上启下的桥梁作用,也是学生知识系统中不可或缺的重要组成部分。 二、学情分析 【知识基础方面】在学习本节课前学生已经学习了曲线运动、圆周运动、向心加速度,具备了探究向心力的基本知识和基本技能,这为本节课的探究性学习起到了铺垫作用。 【思维基础方面】高一的学生通过初中科学和第一学期的学习,具有了一定的物理思维方法和较强的计算能力,但接受能力尚欠缺,需要教师正确的引导和启发。 【情感态度方面】在学生的生活经验中,与向心力有关的现象有,但是有一些是错误的这就给学生理解向心力的概念带来困难。 三、教学目标 【知识技能目标】理解向心力的定义; 能说出向心力的定义、写出向心力的定义式和单位理解向心力的作用效果;用圆锥摆粗略验证向心力的表达式; 【过程方法目标】 通过对向心力,向心加速度,圆周运动,牛顿第二定律的理解与学习,相互联系,体验对物理概念的学习方法 【情感态度与价值观目标】 通过用概念前后联系的方法得出加速度的概念,感悟到探索问题解决问题的兴趣和学无止境的'观点; 通过向心力的教学引导学生从现实的生活经历与体验出发,激发学生的学习兴趣;通过一些有趣的实验实验,加深学生的印象,容易让学生理解,引起学生兴趣; 四、重点与难点 重点:向心力表达式验证,向心力来源与作用效果。设定一定运动情景,来验证向心力表达式。来源进行举例说明,进行受力分析。(重点如何落实) 难点:向心力表达式的验证。通过用圆锥摆粗滤验证表达式,通过圆锥摆做匀速圆周运动解释原理,分析其在运动角度和手里角度的合外力,测量数据与测量器材,一步步得出表达式的正确。(难点咋么突破) 五、教学方法与手段 教学方法:演示法,讲授法,讨论法教学手段:多媒体,口述 六、教学过程 1.引入 回顾本章内容,复习向心加速度,放一个有关视屏,向同学提问物体为甚么做圆周运动? 2.新课教学(熟悉一下过渡) 一、做小球做圆周运动的实验,多问题进行思考,得出向心力特点进行总结 二、教授有关向心力的有关知识并进行一定补充。 三、用圆锥摆粗滤验证向心力表达式小结:向心力定义表达式 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】相关文章: 高中物理教案动量守恒定律02-26 电压物理教案08-18 大气压的变化物理教案02-25 高中故乡的云高中作文01-28 关于高中的作文:走进高中的感想01-17 高中作文精选01-28 高中作文01-17 高中的日记10-26 高中的日记03-25 诚信高中作文02-19高中物理教案2
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