高中教案物理
教案可以帮助教师明确教学目标和内容,从而更好地组织教学。写好高中教案物理不是那么简单,下面给大家分享高中教案物理,供大家参考。
高中教案物理篇1
教学目标
知识目标
1、知道曲线运动是一种变速运动,它在某点的瞬时速度方向在曲线这一点的切线上。
2、理解物体做曲线运动的条件是所受合外力与初速度不在同一直线上。
能力目标
培养学生观察实验和分析推理的能力。
情感目标
激发学生学习兴趣,培养学生探究物理问题的习惯。
教材分析
本节教材主要有两个知识点:曲线运动的速度方向和物体做曲线运动的条件。教材一开始提出曲线运动与直线运动的明显区别,引出曲线运动的速度方向问题,紧接着通过观察一些常见的现象,得到曲线运动中速度方向是时刻改变的,质点在某一点(或某一时刻)的速度方向是曲线的这一点(或这一时刻)的切线方向。再结合矢量的特点,给出曲线运动是变速运动。关于物体做曲线运动的条件,教材从实验入手得到:当运动物体所受合外力的方向跟它的速度方向不在同一直线上时,物体就做曲线运动。再通过实例加以说明,最后从牛顿第二定律角度从理论上加以分析。教材的编排自然顺畅,适合学生由特殊到一般再到特殊的认知规律,感性知识和理性知识相互渗透,适合对学生进行探求物理知识的训练:创造情境,提出问题,探求规律,验证规律,解释规律,理解规律,自然顺畅,严密合理。本节教材的知识内容和能力因素,是对前面所学知识的重要补充,是对运动和力的关系的进一步理解和完善,是进一步学习的`基础。
教法建议
“关于曲线运动的速度方向”的教学建议是:首先让学生明确曲线运动是普遍存在的,通过图片、动画,或让学生举例,接着提出问题,怎样确定做曲线运动的物体在任意时刻速度的方向呢?可让学生先提出自己的看法,然后展示录像资料,让学生总结出结论。接着通过分析速度的矢量性及加速度的定义,得到曲线运动是变速运动。
“关于物体做曲线运动的条件”的教学建议是:可以按照教材的编排先做演示实验,引导学生提问题:物体做曲线运动的条件是什么?得到结论,再从力和运动的关系角度加以解释。如果学生基础较好,也可以运用逻辑推理的方法,先从理论上分析,然后做实验加以验证。
教学设计方案
教学重点:曲线运动的速度方向;物体做曲线运动的条件
教学难点:物体做曲线运动的条件
主要教学过程设计:
一、曲线运动的速度方向:
(一)让学生举例:物体做曲线运动的一些实例
(二)展示图片资料
1、上海南浦大桥
2、导弹做曲线运动
3、汽车做曲线运动
(三)展示录像资料:
1、弯道上行驶的自行车通过以上内容增强学生对曲线运动的感性认识,紧接着提出曲线运动的速度方向问题:
(四)让学生讨论或猜测,曲线运动的速度方向应该怎样?
(五)展示录像资料
1:火星儿沿砂轮切线飞出
2:沾有水珠的自行车后轮原地运转
(六)让学生总结出曲线运动的方向
(七)引导学生分析推理:速度是矢量→速度方向变化,速度矢量就发生了变化→具有加速度→曲线运动是变速运动。
二、物体做曲线运动的条件:
[方案一]
(一)提出问题,引起思考:沿水平直线滚动的小球,若在它前进的方向或相反方向施加外力,小球的运动情况将如何?若在其侧向施加外力,运动情况将如何?
(二)演示实验;钢珠在磁铁作用下做曲线运动的情况,或钢珠沿水平直线运动之后飞离桌面的情况。
(三)请同学分析得出结论,并通过其它实例加以巩固。
(四)引导同学从力和运动的关系角度从理论上加以分析。
[方案二]
(一)由物体受到合外力方向与初速度共线时,物体做直线运动引入课题,教师提出问题请同学思考:如果合外力垂直于速度方向,速度的大小会发生改变吗?进而将问题展开,运用力的分解知识,引导学生认识力改变运动状态的两种特殊情况:
1、当力与速度共线时,力会改变速度的大小;
2、力与速度方向垂直时,力只会改变速度方向。
最后归结到:当力与初速度成角度时,物体只能做曲线运动,确定物体做哪一种运动的依据是合外力与初速度的关系。
(二)通过演示实验加以验证,通过举生活实例加以巩固:
展示课件三,人造卫星做曲线运动,让学生进一步认识曲线运动的相关知识。
课件2,抛出的手榴弹做曲线运动,加强认识。
探究活动
观察并思考,现实生活中物体做曲线运动的实例,并分析物体所受合外力的情况与各点速度的关系。
高中教案物理篇2
教学目标
1、知识与技能
(1)了解地球表面物体的万有引力两个分力的大小关系,计算地球质量;
(2)行星绕恒星运动、卫星的运动的共同点:万有引力作为行星、卫星圆周运动的向心力,会用万有引力定律计算天体的质量;
(3)了解万有引力定律在天文学上有重要应用。
2.过程与方法:
(1)培养学生根据数据分析找到事物的主要因素和次要因素的一般过程和方法;
(2)培养学生根据事件的之间相似性采取类比方法分析新问题的能力与方法;
(3)培养学生归纳总结建立模型的能力与方法。
3.情感态度与价值观:
(1)培养学生认真严禁的科学态度和大胆探究的心理品质;
(2)体会物理学规律的简洁性和普适性,领略物理学的优美。
教学重难点
教学重点
地球质量的计算、太阳等中心天体质量的计算。
教学难点
根据已有条件求中心天体的质量。
教学工具
多媒体、板书
教学过程
一、计算天体的质量
1.基本知识
(1)地球质量的计算
①依据:地球表面的物体,若不考虑地球自转,物体的重力等于地球对物体的万有引力,即
②结论:
只要知道g、R的值,就可计算出地球的质量.
(2)太阳质量的计算
①依据:质量为m的行星绕太阳做匀速圆周运动时,行星与太阳间的万有引力充当向心力,即
②结论:
只要知道卫星绕行星运动的周期T和半径r,就可以计算出行星的质量.
2.思考判断
(1)地球表面的物体,重力就是物体所受的万有引力.(×)
(2)绕行星匀速转动的卫星,万有引力提供向心力.(√)
(3)利用地球绕太阳转动,可求地球的质量.(×)
3.探究交流
若已知月球绕地球转动的周期T和半径r,由此可以求出地球的质量吗?能否求出月球的质量呢?
【提示】能求出地球的质量.利用
为中心天体的质量.做圆周运动的月球的质量m在等式中已消掉,所以根据月球的周期T、公转半径r,无法计算月球的质量.
二、发现未知天体
1.基本知识
(1)海王星的发现
英国剑桥大学的学生亚当斯和法国年轻的天文学家勒维耶根据天王星的观测资料,利用万有引力定律计算出天王星外“新”行星的轨道.1846年9月23日,德国的加勒在勒维耶预言的位置附近发现了这颗行星——海王星.
(2)其他天体的发现
近100年来,人们在海王星的轨道之外又发现了冥王星、阋神星等几个较大的天体.
2.思考判断
(1)海王星、冥王星的发现表明了万有引力理论在太阳系内的正确性.(√)
(2)科学家在观测双星系统时,同样可以用万有引力定律来分析.(√)
3.探究交流
航天员翟志刚走出“神舟七号”飞船进行舱外活动时,要分析其运动状态,牛顿定律还适用吗?
【提示】适用.牛顿将牛顿定律与万有引力定律综合,成功分析了天体运动问题.牛顿定律对物体在地面上的运动以及天体的运动都是适用的.
三、天体质量和密度的计算
【问题导思】
1.求天体质量的思路是什么?
2.有了天体的质量,求密度还需什么物理量?
3.求天体质量常有哪些方法?
1.求天体质量的思路
绕中心天体运动的其他天体或卫星做匀速圆周运动,做圆周运动的天体(或卫星)的向心力等于它与中心天体的万有引力,利用此关系建立方程求中心天体的质量.
2.计算天体的质量
下面以地球质量的计算为例,介绍几种计算天体质量的方法:
(1)若已知月球绕地球做匀速圆周运动的周期为T,半径为r,根据万有引力等于向心力,即
(2)若已知月球绕地球做匀速圆周运动的半径r和月球运行的线速度v,由于地球对月球的引力等于月球做匀速圆周运动的向心力,根据牛顿第二定律,得
(3)若已知月球运行的线速度v和运行周期T,由于地球对月球的引力等于月球做匀速圆周运动的向心力,根据牛顿第二定律,得
(4)若已知地球的半径R和地球表面的重力加速度g,根据物体的重力近似等于地球对物体的引力,得
解得地球质量为
3.计算天体的密度
若天体的半径为R,则天体的密度ρ
误区警示
1.计算天体质量的方法不仅适用于地球,也适用于其他任何星体.注意方法的拓展应用.明确计算出的是中心天体的质量.
2.要注意R、r的区分.R指中心天体的半径,r指行星或卫星的轨道半径.以地球为例,若绕近地轨道运行,则有R=r.
例:要计算地球的质量,除已知的一些常数外还需知道某些数据,现给出下列各组数据,可以计算出地球质量的有哪些?()
A.已知地球半径R
B.已知卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径r和线速度v
C.已知卫星绕地球做匀速圆周运动的线速度v和周期T
D.已知地球公转的周期T′及运转半径r′
【答案】ABC
归纳总结:求解天体质量的技巧
天体的质量计算是依据物体绕中心天体做匀速圆周运动,万有引力充当向心力,列出有关方程求解的,因此解题时首先应明确其轨道半径,再根据其他已知条件列出相应的方程.
四、分析天体运动问题的思路
【问题导思】
1.常用来描述天体运动的物理量有哪些?
2.分析天体运动的主要思路是什么?
3.描述天体的运动问题,有哪些主要的公式?
1.解决天体运动问题的基本思路
一般行星或卫星的运动可看做匀速圆周运动,所需要的向心力都由中心天体对它的万有引力提供,所以研究天体时可建立基本关系式:
2.四个重要结论
设质量为m的天体绕另一质量为M的中心天体做半径为r的匀速圆周运动
以上结论可总结为“越远越慢,越远越小”.
误区警示
1.由以上分析可知,卫星的an、v、ω、T与行星或卫星的质量无关,仅由被环绕的天体的质量M和轨道半径r决定.
2.应用万有引力定律求解时还要注意挖掘题目中的隐含条件,如地球的公转周期是365天,自转一周是24小时,其表面的重力加速度约为9.8m/s2.
例:)据报道,天文学家近日发现了一颗距地球40光年的“超级地球”,名为“55Cancrie”,该行星绕母星(中心天体)运行的周期约为地球绕太阳运行周期的480(1),母星的体积约为太阳的60倍.假设母星与太阳密度相同,“55Cancrie”与地球均做匀速圆周运动,则“55Cancrie”与地球的()
【答案】B
归纳总结:解决天体运动的关键点
解决该类问题要紧扣两点:一是紧扣一个物理模型:就是将天体(或卫星)的运动看成是匀速圆周运动;二是紧扣一个物体做圆周运动的动力学特征,即天体(或卫星)的向心力由万有引力提供.还要记住一个结论:在向心加速度、线速度、角速度和周期四个物理量中,只有周期的值随着轨道半径的变大而增大,其余的三个都随轨道半径的变大而减小
五、双星问题的分析方法
例:天文学家将相距较近、仅在彼此的引力作用下运行的两颗恒星称为双星.双星系统在银河系中很普遍.利用双星系统中两颗恒星的运动特征可推算出它们的总质量.已知某双星系统中两颗恒星围绕它们连线上的某一固定点分别做匀速圆周运动,周期均为T,两颗恒星之间的距离为r,试推算这个双星系统的总质量.(引力常量为G)
归纳总结:双星系统的特点
1.双星绕它们共同的圆心做匀速圆周运动,它们之间的距离保持不变;
2.两星之间的万有引力提供各自需要的向心力;
3.双星系统中每颗星的角速度相等;
4.两星的轨道半径之和等于两星间的距离.
高中教案物理篇3
教学目标
知识与技能
1.掌握牛顿第二定律的文字内容和数学公式.
2.理解公式中各物理量的意义及相互关系.
3.知道在国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的.
4.会用牛顿第二定律的公式进行有关的计算.
过程与方法
1.通过对上节课实验结论的总结,归纳得到物体的加速度跟它的质量及所受外力的关系,进而总结出牛顿第二定律,体会大师的做法与勇气.
2.培养学生的概括能力和分析推理能力.
情感态度与价值观
1.渗透物理学研究方法的教育.
2.认识到由实验归纳总结物理规律是物理学研究的重要方法.
3.通过牛顿第二定律的应用能深切感受到科学源于生活并服务于生活,激发学生学习物理的兴趣.
教学重难点
教学重点
牛顿第二定律的特点.
教学难点
1.牛顿第二定律的理解.
2.理解k=1时,F=ma.
教学工具
多媒体、板书
教学过程
一、牛顿第二定律
1.基本知识
(1)内容
物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比,跟它的质量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同.
(2)表达式
F=kma,F为物体所受的合外力,k是比例系数.
2.思考判断
(1)牛顿第一定律是牛顿第二定律在合外力为零时的特例.(×)
(2)我们用较小的力推一个很重的箱子,箱子不动,可见牛顿第二定律不适用于较小的力.(×)
(3)加速度的方向跟作用力的方向没必然联系.(×)
探究交流
如图所示的赛车,为什么它的质量比一般的小汽车质量小的多,而且还安装一个功率很大的发动机?
【提示】为了提高赛车的灵活性,由牛顿第二定律可知,要使物体有较大的加速度,需减小其质量或增大其所受到的作用力,赛车就是通过增加发动机动力,减小车身质量来增大启动、刹车时的加速度,从而提高赛车的机动灵活性的,这样有益于提高比赛成绩.
二、力的单位
1.基本知识
(1)国际单位
牛顿,简称牛,符号N.
(2)1N的定义
使质量为1kg的物体产生1_m/s2的加速度的力叫1N,即1N=1kg·m/s2.
(3)比例系数的意义
①在F=kma中,k的选取有一定的任意性.
②在国际单位制中k=1,牛顿第二定律的表达式为F=ma,式中F、m、a的单位分别为牛顿、千克、米每二次方秒.
2.思考判断
关于牛顿第二定律表达式F=kma中的比例系数k
(1)只要力F的单位取N就等于1.(×)
(2)在国际单位制中才等于1.(√)
(3)只要加速度单位用m/s2就等于1.(×)
探究交流
在一次讨论课上,甲说:“由a=Δt(Δv)可知物体的加速度a与Δv成正比,与Δt成反比”,乙说:“由a=m(F)知物体的加速度a与F成正比,与m成反比”.你认为哪一种说法是正确的?
【提示】乙的说法正确.物体的加速度的大小是由物体所受合力的大小和物体的质量共同决定的,与速度的变化量及所用时间无关.其中a=Δt(Δv)定义了加速度的大小为速度变化量与所用时间的比值,而a=m(F)则揭示了加速度取决于物体所受合力与物体的质量.
三、牛顿第二定律的几个性质
【问题导思】
1.加速度的方向与合力的方向有什么关系?
2.作用在物体上的力发生变化时,加速度是否变化?
3.作用在物体上的各个分力也能产生加速度吗?
牛顿第二定律揭示了加速度与力和质量的定量关系,指明了加速度大小和方向的决定因素,对牛顿第二定律,还应从以下几个方面深刻理解.
是加速度的定义式,它给出了测量物体的加速度的方法,这是物理上用比值定义物理量的方法.
是加速度的决定式,它揭示了物体产生加速度的原因及影响物体加速度的因素.
例:如图所示,一辆有动力驱动的小车上有一水平放置的弹簧,其左端固定在小车上,右端与一小球相连,设在某一段时间内小球与小车相对静止且弹簧处于压缩状态,若忽略小球与小车间的摩擦力,则在此段时间内小车可能是()
A.向右做加速运动B.向右做减速运动
C.向左做加速运动D.向左做减速运动
【审题指导】解答该题注意应用以下程序
力和运动关系的定性分析
根据牛顿第二定律先由受力情况分析加速度,再由加速度与速度的关系分析运动性质,即同向加速运动,反向减速运动.
四、牛顿第二定律的简单应用
【问题导思】
1.如果物体受到力的作用,就一定有加速度吗?
2.求物体的加速度的方法有哪些?
3.应用牛顿第二定律解题的一般步骤是什么?
应用牛顿第二定律解题的方法一般有两种:矢量合成法和正交分解法.
1.矢量合成法:若物体只受两个力作用时,应用平行四边形定则求这两个力的合力,再由牛顿第二定律求出物体的加速度的大小及方向.加速度的方向就是物体所受合力的方向.反之,若知道加速度的方向也可应用平行四边形定则求物体所受的合力.
2.正交分解法:当物体受多个力作用时,常用正交分解法求物体的合外力.应用牛顿第二定律求加速度,在实际应用中常将受力分解,且将加速度所在的方向选为x轴或y轴,有时也可
例:质量为m的木块,以一定的初速度沿倾角为θ的斜面向上滑动,斜面静止不动,木块与斜面间的动摩擦因数为μ,如图所示.
(1)求向上滑动时木块的加速度的大小和方向.
(2)若此木块滑到最大高度后,能沿斜面下滑,求下滑时木块的加速度的大小和方向.
【审题指导】解答本题时可按以下思路进行分析:
【解析】(1)以木块为研究对象,因木块受到三个力的作用,故采用正交分解法求解,建立坐标系时,以加速度的方向为x轴的正方向.木块上滑时其受力分析如图甲所示,根据题意,加速度的方向沿斜面向下,将各个力沿斜面和垂直斜面方向正交分解.根据牛顿第二定律有
mgsinθ+f=ma,N-mgcosθ=0
高中教案物理篇4
教学目标
1、知道两列频率相同的波才能发生干涉现象;知道干涉现象的特点。
2、知道现象是特殊条件下的叠加现象,知道干涉现象是波特有的现象。
3、通过观察波的独立前进,波的叠加和水现象,认识条件及干涉现象的特征。
教学建议
本节重点是对干涉概念的理解和产生稳定干涉条件的应用。学习中要注意两列波的波峰、波峰相遇处是振动最强的地方,波谷、波谷相遇处也是振动最强的地方;而波峰、波谷或波谷、波峰相遇处则是振动最弱的地方。干涉的图样是稳定的,振动加强的地方永远加强,振动减弱的地方永远减弱。
为什么频率不同的两列波相遇,不发生干涉现象?
因为频率不同的两列波相遇,叠加区各点的合振动的振幅,有时是两个振动的振幅之和,有时是两个振动的振幅之差,没有振动总是得到加强或总是减弱的区域,这样的两个波源不能产生稳定的干涉现象,不能形成稳定干涉图样。而是波叠加中的一个特例,即产生稳定的干涉图样.
请教师阅读下表:
项目
备注
概念
频率相同的两列波叠加,使某些区域的振动始终加强,某些区域的振动始终减弱,并且振动的加强区和减弱区相互间隔的现象是波特有的现象。
产生稳定干涉条件
(1)两列波的频率相同;
(2)振动情况相同.
产生的原因
波叠加的结果
教学设计
示例教学重点:
波的叠加及发生的条件。教学难点:对稳定的图样的理解。教学方法:实验讨论法教学仪器:水槽演示仪,长条橡胶管,计算机多媒体新课引入:问题1:上节课我们研究了波的衍射现象,什么是波的衍射现象呢?(波绕过障碍物的现象)问题2:发生明显的衍射现象的条件是什么?(障碍物或孔的大小比波长小,或者与波长相差不多)这节课我们研究现象,如果同时投入两个小石子,形成了两列波,当它们相遇在一起时又会怎样?请学生注意观察演示实验。
一、观察现象:
①在水槽演示仪上有两个振源的条件下,单独使用其中的一个振源,水波按该振源的振动方式向外传播;再单独使用另一个振源,水波按该振源的振动方式向外传播。现象结论:每一个波源都按其自己的方式,在介质中产生振动,并能使介质将这种振动向外传播
②找两个同学拉着一条长绳,让他们同时分别抖动一下绳的端点,则会从两端各产生一个波包向对方传播。当两个波包在中间相遇时,形状发生变化,相遇后又各自传播。(由于这种现象一瞬间完成,学生看不清楚,教师可用计算机多媒体演示)现象结论:波相遇时,发生叠加。以后仍按原来的方式传播,是独立的。
1.波的叠加:在前面的现象的观察的基础上,向学生说明什么是波的叠加。教师板书:两列波相遇时,在波的重叠区域,任何一个质点的总位移都等于两列波分别引起的位移的矢量和。
结合图下图解释此结论。
解释时可以这样说:在介质中选一点为研究对象,在某一时刻,当波源l的振动传播到点时,若恰好是波峰,则引起点向上振动;同时,波源2的振动也传播到了点,若恰好也是波峰,则也会引起点向上振动;这时,点的振动就是两个向上的振动的叠加,点的振动被加强了。(当然,在某一时刻,当波源1的振动传播到点时,若恰好是波谷,则引起户点向下振动;同时,波源2的振动传播到了点时,若恰好也是波谷,则也会引起点向下振动;这时,点的振动就是两个向下的振动的叠加,点的振动还是被加强了。)用以上的分析,说明什么是振动加强的区域。
波源l经过半周期后,传播到P点的振动变为波谷,就会使P点的振动向下,但此时波源2传过来的振动不一定是波谷(因为两波源的周期可能不同),所以,此时P点的振动可能被减弱,也可能是被加强的。(让学生来说明原因)
问题:如果希望P点的振动总能被加强,应有什么条件?如果在介质中有另一质点Q,希望Q点的振动总能被减弱,应有什么条件?
总结:波源1和波源2的周期应相同。
观察现象:
③水槽中的水。对水波干涉图样的解释中,特别要强调两列水波的频率是相同的,所以产生了在水面上有些点的振动加强,而另一些点的振动减弱的现象,加强和减弱的点的分布是稳定的。
详细解释教材中给出的插图,如下图所示。在解释和说明中,特别应强调的几点是:
①此图是某时刻两列波传播的情况;
②两列波的频率(波长)相等;
③当两列波的波峰在某点相遇时,这点的振动位移是正的最大值,过半周期后,这点就是波谷和波谷相遇,则这点的振动位移是负的最大值;
④振动加强的点的振动总是加强的,振动减弱的点的振动总是减弱的。
让学生思考和讨论,并在分析的基础上,给出干涉的定义:
(教师板书)频率相同的两列波叠加,使某些区域的振动加强,某些区域的振动减弱,并且振动加强和振动减弱的区域互相间隔,这种现象叫,形成的图样叫做图样。
请学生反复观察水槽中的水,分清哪些区域为振动加强的区域,哪些区域为振动减弱的区域。
最后应帮助学生分析清楚:介质中某点的振动加强,是指这个质点以较大的振幅振动;而某点的振动减弱,是指这个质点以较小的振幅振动,这与只有一个波源的振动在介质中传播时,各质点均按此波源的振动方式振动是不同的。
问题:任何两列波进行叠加都可以产生干涉现象吗?(不可以)为什么?(干涉是一种特殊的叠加。任何两列波都可以进行叠加,但只有两列频率相同)
总结:干涉是波特有的现象。
二、应用
请学生思考和讨论在我们生活中是否遇到过现象,举例说明:
例1、水现象。
例2、声现象。
三、课堂小结
高中教案物理篇5
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。
高中教案物理篇6
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=FAsinθ①
竖直方向:FN+FAcosθ=mg②
又FA=BIL=BERL③
联立①②③得:FN=mg-BLEcosθR,F=BLEsinθR.
(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-BLEcosθRBLEsinθR(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0.2m,通过2.5A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=2T,F一定是1N
B.如果F=0,B也一定为零
C.如果B=4T,F有可能是1N
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<f<bil,a、d两项不正确,c项正确;磁感应强度是磁场本身的性质,与受力f无关,b不正确.<p="">
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.①②B.③④C.①③D.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.
高中教案物理篇7
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。
高中教案物理篇8
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。
高中教案物理篇9
一、教学目标
1.在学习机械能守恒定律的基础上,研究有重力、弹簧弹力以外其它力做功的情况,学习处理这类问题的方法。
2.对功和能及其关系的理解和认识是本章教学的重点内容,本节教学是本章教学内容的总结。通过本节教学使学生更加深入理解功和能的关系,明确物体机械能变化的规律,并能应用它处理有关问题。
3.通过本节教学,使学生能更加全面、深入认识功和能的关系,为学生今后能够运用功和能的观点分析热学、电学知识,为学生更好理解自然界中另一重要规律——能的转化和守恒定律打下基础。
二、重点、难点分析
1.重点是使学生认识和理解物体机械能变化的规律,掌握应用这一规律解决问题的方法。在此基础上,深入理解和认识功和能的关系。
2.本节教学实质是渗透功能原理的观点,在教学中不必出现功能原理的名称。功能原理内容与动能定理的区别和联系是本节教学的难点,要解决这一难点问题,必须使学生对“功是能量转化的量度”的认识,从笼统、肤浅地了解深入到十分明确认识“某种形式能的变化,用什么力做功去量度”。
3.对功、能概念及其关系的认识和理解,不仅是本节、本章教学的重点和难点,也是中学物理教学的重点和难点之一。通过本节教学应使学生认识到,在今后的学习中还将不断对上述问题作进一步的分析和认识。
三、教具
投影仪、投影片等。
四、主要教学过程
(一)引入新课
结合复习机械能守恒定律引入新课。
提出问题:
1.机械能守恒定律的内容及物体机械能守恒的条件各是什么?
评价学生回答后,教师进一步提问引导学生思考。
2.如果有重力、弹簧弹力以外其它力对物体做功,物体的机械能如何变化?物体机械能的变化和哪些力做功有关呢?物体机械能变化的规律是什么呢?
教师提出问题之后引起学生的注意,并不要求学生回答。在此基础上教师明确指出:
机械能守恒是有条件的。大量现象表明,许多物体的机械能是不守恒的。例如从车站开出的车辆、起飞或降落的飞机、打入木块的子弹等等。
分析上述物体机械能不守恒的原因:从车站开出的车辆机械能增加,是由于牵引力(重力、弹力以外的力)对车辆做正功;射入木块后子弹的机械能减少,是由于阻力对子弹做负功。
重力和弹力以外的其它力对物体做功和物体机械能变化有什么关系,是本节要研究的中心问题。
(二)教学过程设计
提出问题:下面我们根据已掌握的动能定理和有关机械能的知识,分析物体机械能变化的规律。
1.物体机械能的变化
问题:质量m的小滑块受平行斜面向上拉力F作用,沿斜面从高度h1上升到高度h2处,其速度由v1增大到v2,如图所示,分析此过程中滑块机械能的变化与各力做功的关系。
引导学生根据动能定理进一步分析、探讨小滑块机械能变化与做功的关系。归纳学生分析,明确:
选取斜面底端所在平面为参考平面。根据动能定理∑W=ΔEk,有
由几何关系,有sinθ•L=h2-h1
即FL-fL=E2-E1=ΔE
引导学生理解上式的物理意义。在学生回答的基础上教师明确指出:
(1)有重力、弹簧弹力以外的其它力对物体做功,是使物体机械能发生变化的原因;
(2)重力和弹簧弹力以外其它力对物体所做功的代数和,等于物体机械能的变化量。这是物体机械能变化所遵循的基本规律。
2.对物体机械能变化规律的进一步认识
(1)物体机械能变化规律可以用公式表示为W外=E2-E1或W外=ΔE
其中W外表示除重力、弹簧弹力以外其它力做功的代数和,E1、E2分别表示物体初、末状态的机械能,ΔE表示物体机械能变化量。
(2)对W外=E2-E1进一步分析可知:
(i)当W外>0时,E2>E1,物体机械能增加;当W外<0时,E2
(ii)若W外=0,则E2=E1,即物体机械能守恒。由此可以看出,W外=E2-E1是包含了机械能守恒定律在内的、更加普遍的功和能关系的表达式。
(3)重力、弹簧弹力以外其它力做功的过程,其实质是其它形式的能与机械能相互转化的过程。
例1.质量4.0×103kg的汽车开上一山坡。汽车沿山坡每前进100m,其高度升高2m。上坡时汽车速度为5m/s,沿山坡行驶500m后速度变为10m/s。已知车行驶中所受阻力大小是车重的0.01倍,试求:(1)此过程中汽车所受牵引力做功多少?(2)汽车所受平均牵引力多大?取g=10m/s2。本题要求用物体机械能变化规律求解。
引导学生思考与分析:
(1)如何依据W外=E2-E1求解本题?应用该规律求解问题时应注意哪些问题?
(2)用W外=E2-E1求解本题,与应用动能定理∑W=Ek2-Ek1有什么区别?
归纳学生分析的结果,教师明确给出例题求解的主要过程:
取汽车开始时所在位置为参考平面,应用物体机械能变化规律W外=E2-E1解题时,要着重分析清楚重力、弹力以外其它力对物体所做的功,以及此过程中物体机械能的变化。这既是应用此规律解题的基本要求,也是与应用动能定理解题的重要区别。
例2.将一个小物体以100J的初动能从地面竖直向上抛出。物体向上运动经过某一位置P时,它的动能减少了80J,此时其重力势能增加了60J。已知物体在运动中所受空气阻力大小不变,求小物体返回地面时动能多大?
引导学生分析思考:
(1)运动过程中(包括上升和下落),什么力对小物体做功?做正功还是做负功?能否知道这些力对物体所做功的比例关系?
(2)小物体动能、重力势能以及机械能变化的关系如何?每一种形式能量的变化,应该用什么力所做的功量度?
归纳学生分析的结果,教师明确指出:
(1)运动过程中重力和阻力对小物体做功。
(2)小物体动能变化用重力、阻力做功的代数和量度;重力势能的变化用重力做功量度;机械能的变化用阻力做功量度。
(3)由于重力和阻力大小不变,在某一过程中各力做功的比例关系可以通过相应能量的变化求出。
(4)根据物体的机械能E=Ek+Ep,可以知道经过P点时,物体动能变化量大小ΔEk=80J,机械能变化量大小ΔE=20J。
例题求解主要过程:
上升到点时,物体机械能损失量为
由于物体所受阻力大小不变,下落过程中物体损失的机械能与上升过程相同,因此下落返回地面时,物体的动能大小为
E′k=Ek0-2ΔE′=50J
本例题小结:
通过本例题分析,应该对功和能量变化有更具体的认识,同时应注意学习综合运用动能定理和物体机械能变化规律解决问题的方法。
思考题(留给学生课后练习):
(1)运动中物体所受阻力是其重力的几分之几?
(2)物体经过P点后还能上升多高?是前一段高度的几分之几?
五、课堂小结
本小结既是本节课的第3项内容,也是本章的小结。
3.功和能
(1)功和能是不同的物理量。能是表征物理运动状态的物理量,物体运动状态发生变化,物体运动形式发生变化,物体的能都相应随之变化;做功是使物体能量发生变化的一种方式,物体能量的变化可以用相应的力做功量度。
(2)力对物体做功使物体能量发生变化,不能理解为功变成能,而是通过力做功的过程,使物体之间发生能量的传递与转化。
(3)力做功可以使物体间发生能的传递与转化,但能的总量是保持不变的。自然界中,物体的能量在传递、转化过程中总是遵循能量守恒这一基本规律的。
六、说明
本节内容的处理应根据学生具体情况而定,学生基础较好,可介绍较多内容;学生基础较差,不一定要求应用物体机械能变化规律解题,只需对功和能关系有初步了解即可。
高中教案物理篇10
一、预习目标 预习“光的干涉”,初步了解产生光的明显干涉的条件以及出现明暗条纹的规律。 二、预习内容 1、请同学们回顾机械波的干涉现象以及产生的条件; 2、对机械波而言,振动加强的点表明该点是两列波的,该点的位移随时间(填变化或者不变化);振动减弱的点表明该点是两列波的; 3、不仅机械波能发生干涉,电磁波等一切波都能发生干涉,所以光若是一种波,则光也应该能发生干涉 4、相干光源是指: 5、光的干涉现象: 6、光的干涉条件是: 7、杨氏实验证明: 8、光屏上产生亮条纹的条件是 ;光屏上产生暗条纹的条件是 9、光的干涉现象在日常生活中很少见的,这是为什么? 三、提出疑惑 同学们,通过你的自主学习,你还有哪些疑惑,请把它填在下面的表格中 疑惑点疑惑内容 课内探究学案 一、学习目标 1.说出什么叫光的`干涉 2.说出产生明显干涉的条件 3.准确记忆产生明暗条纹的规律 学习重难点:产生明暗条纹规律的理解 二、学习过程 (一)光的干涉 探究一:回顾机械波的干涉 1.干涉条件: 2.干涉现象: 3.规律总结 探究二:光的干涉条件及出现明暗条纹的规律 1.光产生明显干涉的条件是什么? 2.产生明暗条纹时有何规律: (1)两列振动步调相同的光源: (2)两列振动步调正好相反的光源: (三)课堂小结 (四)当堂检测 1、在杨氏双缝实验中,如果(BD) A、用白光做光源,屏上将呈现黑白相间的条纹 B、用红光做光源,屏上将呈现红黑相间的条纹. C、用红光照射一条狭缝,用紫光照射另一条狭缝,屏上将呈现彩色条纹 D、用紫光作为光源,遮住其中一条狭缝,屏上将呈现间距不等的条纹. 2、20__年诺贝尔物理学家将授予对激光研究做处杰出贡献的三位科学家。如图所示是研究激光相干性的双缝干涉示意图,挡板上有两条狭缝S1、S2,由S1和S2发出的两列波到达屏上时会产生干涉条纹。已知入射激光波长为λ,屏上的P点到两缝S1和S2的距离相等,如果把P处的亮条纹记做0号亮 条纹,由P向上数与0号亮纹相邻的是1号亮纹,与 1号亮纹相邻的亮纹为2号亮纹,设P1处的亮纹恰好 是10号亮纹,直线S1P1的长度为r1,S2P1的长度为 r2,则r2-r1等于(B) A、5λB、10λ.C、20λD、40λ 课后练习与提高 1.在双缝干涉实验中,入射光的波长为λ,若双缝处两束光的振动情况恰好相同,在屏上距两缝波程差d1=地方出现明条纹;在屏上距两缝波程差d2= 地方出现暗条纹;若双缝处两束光的振动情况恰好相反,在屏上距两缝波程差d3=地方出现明条纹;在屏上距两缝波程差d4= 地方出现暗条纹。 2. 用白光光源进行双缝实验,若用一个纯红色的滤光片遮盖一条缝,用一个纯蓝色的滤光片遮盖另一条缝,则 (A)干涉条纹的宽度将发生改变. (B)产生红光和蓝光的两套彩色干涉条纹. (C)干涉条纹的亮度将发生改变. (D)不产生干涉条纹[D】 3.双缝干涉中屏幕E上的P点处是明条纹.若将缝S2盖住,并在S1S2连线的垂直平分面处放一高折射率介质反射面M,如图所示,则此时[A] (A)P点处仍为明条纹. (B)P点处为暗条纹. (C)不能确定P点处是明条纹还是暗条纹. (D)无干涉条纹. 一、教学目标 1.物理知识方面的要求: (1)掌握牛顿第二定律的文字内容和数学公式; (2)理解公式中各物理量的意义及相互关系; (3)知道在国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的。 2.以实验为基础,通过观察、测量、归纳得到物体的.加速度跟它的质量及所受外力的关系,进而总结出牛顿第二定律。培养学生的实验能力、概括能力和分析推理能力。 3.渗透物理学研究方法的教育。实验采用控制变量的方法对物体的a、F、m三个物理量进行研究;运用列表法处理数据,使学生知道结论是如何得出的;认识到由实验归纳总结物理规律是物理学研究的重要方法。 二、重点、难点分析 1.本节的重点内容是做好演示实验。让学生观察并读取数据,从而有说服力地归纳出a与F和m的关系,即可顺理成章地得出牛顿第二定律的基本关系式。因此,熟练且准确地操作实验就是本课的关键点。同时,也只有讲清实验装置、原理和圆满地完成实验才能使学生体会到物理学研究的方法,才能达到掌握方法、提高素质的目标。 2.牛顿第二定律的数学表达式简单完美,记住并不难。但要全面、深入理解该定律中各物理量的意义和相互关联;牢固掌握定律的物理意义和广泛的应用前景,对学生来说是较困难的。这一难点在本课中可通过定律的辨析和有针对性的巩固练习加以深化和突破,另外,还有待在后续课程的学习和应用过程中去体会和理解。 三、教具 文件大小:48K文件格式:doc下载地址:击本地免费下载地址 一、教学目标 1。知识目标 (1)掌握牛顿第二定律的文字资料和数学公式; (2)理解公式中各物理量的好处及相互关系; (3)明白在国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的。 2。潜力目标: 以实验为基础,透过观察、测量、归纳得到物体的加速度跟它的质量及所受外力的关系,进而总结出牛顿第二定律。培养学生的实验潜力、概括潜力和分析推理潜力。 3。方法目标 渗透物理学研究方法的教育。实验采用控制变量的方法对物体的a、F、m三个物理量进行研究;运用列表法处理数据,使学生明白结论是如何得出的;认识到由实验归纳总结物理规律是物理学研究的重要方法。 二、学法引导 1。以分组实验的方法,让学生带着问题去研究。 2。“控制变量法”是我们经常用来分析问题、解决问题的有效途径。 3。归纳总结,构成规律性认识。 三、重点?难点?疑点及解决办法 1。重点 师生协作,在完成实验基础上,讨论得出牛顿第二定律。并掌握牛顿第二定律的初步应用。 2。难点 物理公式在确定物理量的数量关系的同时也确定了物理量的因果及相互关系。 3。疑点 1)。从牛顿第二定律可知,无论怎样小的力都能够使物体产生加速度,但是当用力推一个停在地面上的较大的物体时,却推不动,这是什么原因呢? 2)。运用牛顿第二定律应注意的关键问题是什么? 4。解决办法 对实验分析、剖析、讲解例题及师生互动等方式加以解决。 四、教具学具准备 1。展示平台、多媒体背投。 2。带滑轮的长木板两块、小车两辆、细线、砝码盘、砝码、铁夹、直尺等 五、主要教学过程 一)引入新课 由牛顿第必须律可知,力是改变物体运动状态的原因。而物体运动状态的改变是物体运动速度发生变化,即加速度不为零。因而力又是产生加速度的原因,加速度与力有关。 由牛顿第必须律还可知:一切物体总持续静止或匀速直线运动状态,这种性质叫惯性。而质量是物体惯性大小的量度,因而加速度跟质量有关。 那么物体运动的加速度跟物体质量及受力之间存在什么样的关系?我们透过实验来探求。 二)教学过程设计 1。实验设计 (1)启发学生按如下思路得出实验方法:对于一个物体(使m不变),不受力时加速度为零→受力后加速度不为零→受力越大则加速度越大。 用同样的力(使F不变)作用于不一样物体→质量小的易被拉动→质量越小加速度越大。 就是说,在研究三个变量的关系时,要使其中一个量不变,即控制变量的方法。 (2)启发学生按如下思路得出实验原理:测定物体加速度的方法有多种,如利用打点计时器、分析纸带等,这些方法较精确但费时→寻找一种用其它物理量直观反应加速度大小的办法→由运动学公式S=1/2st2可知,在相同的时光内位移与加速度成正比 我们的实验就是由两个小车在相同时光内的位移来反映加速度大小跟力和质量的关系 2。实验装置 在图1中a、b、c三个位置加装光滑金属环以控制线绳位置不使脱落;另外透过环a将两绳合并在一齐可直接用手操作,以避免铁夹操作的困难。这样虽然增大了阻力,但只需使木板稍前倾平衡摩擦力即可。木板侧面的刻度用以读出位移大小。 3。实验过程 (1)加速度跟力的关系 使用两个相同的小车,满足m1=m2,在连小车前的绳端分别挂一个钩码和两个钩码。将二小车拉至同一齐点处,记下位置。放手后经一段时光使二小车同时停止,满足时光t相同。读出二小车的位移填入表1:(投影) 表1 M/K 第一次 第二次 0。2K F/N S/m F/N S/m 0。2K 0。2 0。3 0。2K 0。1 0。1 将挂一个钩码的小车不变,将挂两个钩码的小车前换为三个钩码,重复实验。 引导学生分析力的比值和位移的比值,透过比较可得,在误差允许的范围内,。 (2)加速度跟质量的关系 将小车1上加0。2kg砝码,使m1=2m2;二小车前面绳端都挂一个钩码,使F1=F2。将二小车拉至同一齐点处放开经一段时光使其同时停止,读出各小车位移记入表2:(投影) 表2 MF/N 第一次 第二次 0。1K M/K S/m F/N S/m 0。1K 0。4 0。6 0。1K 0。2 0。2 引导学生分析质量的比值和位移的比值,透过比较可得,在误差允许的范围内, a1/a2=m2/m1 或 a∝ 4。定律导出 成正比,跟物体的质量成反比,即牛顿第二定律的基本关系。写成数学 (2)上式可写为等式F=kma,式中k为比例常数。如果公式中的物理量选取适宜的单位,就能够使k=1,则公式更为简单。 在国际单位制中,力的单位是牛顿。牛顿这个单位就是根据牛顿第二定律来定义的:使质量是1kg的物体产生1m/s2的加速度的力为1N,即1N=1kg?m/s2。 可见,如果都用国际单位制中的单位,就能够使k=1,那么公式则简化为F=ma,这就是牛顿第二定律的数学公式。 (3)当物体受到几个力的作用时,牛顿第二定律也是正确的,但是这时F代表的是物体所受外力的合力。牛顿第二定律更一般的表述是: 物体的加速度跟所受的外力的合力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。 数学公式是:F合=ma。 5。定律的理解 牛顿第二定律是由物体在恒力作用下做匀加速直线运动的情形下导出的,但由力的独立作用原理可推广到几个力作用的状况,以及应用于变力作用的某一瞬时。还应注意到定律表述的最后一句话,即加速度与合外力的方向关系,就是说,定律具有矢量性、瞬时性和独立性,所以掌握牛顿第二定律还要注意以下几点: (1)定律中各物理量的好处及关系 F合是物体(研究对象)所受的合外力,m是研究对象的质量,如果研究对象是几个物体,则m为几个物体的质量和。a为研究对象在合力F合作用下产生的加速度;a与F合的方向一致。 (2)定律的物理好处 从定律可看到:一物体所受合外力恒定时,加速度也恒定不变,物体做匀变速直线运动;合外力随时光改变时,加速度也随时光改变;合外力为零时,加速度也为零,物体就处于静止或匀速直线运动状态。 牛顿第二定律以简单的数学形式证明了运动和力的关系。 6。例题 在光滑的水平桌面上,有一个质量为2K的物体,用两个互为1200的两个10N的水平方向上的力作用在物体上,求物体的加速度是多少? (1)学生阅读例题 (2)解答: 如图所示,建立平面直角坐标系,把力F1和F2分别沿x轴和y轴的方向分解,F1的两个分力为: F2的&39;两个分力为: F1y和F2y大小相等,方向相反,相互抵消,F1x和F2x的方向相同,所以: 已知合力F合和质量m,据F合=ma,即可求得: 透过上方的例题,引导学生总结出用牛顿第二定律解题的一般步骤 1)选对象 2)分析力(画受力图) 3)建坐标 4)分解力 5)列方程 6)解联立(联立方程,求解结果) 7。总结、扩展: 1。学习用控制变量法研究问题,解决问题。 2。掌握牛顿第二定律及公式。牛顿第必须律确定了力的涵义,指出力是改变物体运动状态的原因,牛顿第二定律则描述出力是怎样改变物体运动状态的即力与物体加速度成正比,物体加速度方向与力的方向相同。 3。掌握牛顿第二定律的矢量性、同时性和独立性原理。 4。掌握运用牛顿第二定律解题的一般步骤。 研究性实验:(1)研究匀变速运动练习使用打点计时器: 1.构造:见教材。 2.操作要点:接50HZ,4---6伏的交流电S1S2S3S4 正确标取记:在纸带中间部分选5个点。T。T。T。T。 3.重点:纸带的分析01234 a.判断物体运动情况: 在误差范围内:如果S1=S2=S3=......,则物体作匀速直线运动。 如果?S1=?S2=?S3=.......=常数,则物体作匀变速直线运动。 b.测定加速度: 公式法:先求?S,再由?S=aT2求加速度。 图象法:作v-t图,求a=直线的斜率 c.测定即时速度:V1=(S1+S2)/2TV2=(S2+S3)/2T 测定匀变速直线运动的加速度: 1.原理::?S=aT2 2.实验条件: a.合力恒定,细线与木板是平行的。 b.接50HZ,4-6伏交流电。 3.实验器材:电磁打点计时器、纸带、复写纸片、低压交流电源、小车、细绳、一端附有滑轮的长木板、刻度尺、钩码、导线、两根导线。 4.主要测量: 选择纸带,标出记数点,测出每个时间间隔内的位移S1、S2、S3。。。。图中O是任一点。 5.数据处理:0123456 根据测出的S1、S2、S3.......。S1。S2。S3。S4。S5。S6。 用逐差法处理数据求出加速度: S4-S1=3a1T2,S5-S2=3a2T2,S6-S3=3a3T2 a=(a1+a2+a3)/3=(S4+S5+S6-S1-S2-S3)/9T2 测匀变速运动的即时速度:(同上) (2)研究平抛运动 1.实验原理: 用一定的方法描出平抛小球在空中的轨迹曲线,再根据轨迹上某些点的位置坐标,由h=求出t,再由x=v0t求v0,并求v0的平均值。 2.实验器材: 木板,白纸,图钉,未端水平的斜槽,小球,刻度尺,附有小孔的卡片,重锤线。 3.实验条件: a.固定白纸的木板要竖直。 b.斜槽未端的切线水平,在白纸上准确记下槽口位置。 c.小球每次从槽上同一位置由静止滑下。 (3)研究弹力与形变关系 方法归纳: (1)用悬挂砝码的方法给弹簧施加压力 (2)用列表法来记录和分析数据(如何设计实验记录表格) (3)用图象法来分析实验数据关系 步骤: 1以力为纵坐标、弹簧伸长为横坐标建立坐标系 2根据所测数据在坐标纸上描点 3按照图中各点的分布和走向,尝试作出一条平滑的曲线(包括直线) 4以弹簧的伸重工业自变量,写出曲线所代表的函数,首先尝试一次函数,如不行则考虑二次函数,如看似象反比例函数,则变相关的量为倒数再研究一下是否为正比关系(图象是否可变为直线)----化曲为直的方法等。 5解释函数表达式中常数的意义。 2.注意事项:所加砝码不要过多(大)以免弹簧超出其弹性限度 一、教材分析 ?1.教学大纲要求:楞次定律:Ⅱ级,为较高要求层次。 ?2.教材的地位与作用:楞次定律是电磁感应规律的重要组成部分,它与法拉第电磁感应定律一样也是本章的一个教学重点,是分析和处理电磁感应现象问题的两个重要支柱之一。 ?3.教学重点与难点:感应电流的方向与引起感应电流的磁通量变化之间的关系是本节的教学重点;根据目标,进行实验设计与操作是本节的教学难点。 ?4.教材处理:由于楞次定律的内容较多,可将该部分内容分两节来上,这节课主要让学生通过实验探究,分析归纳总结得出楞次定律,并学会利用楞次定律判断简单的电磁感应现象中感应电流的方向。第二节课主要讲解从不同的角度加深对楞次定律理解以及右手定则的推导与运用。 ?二、教学目标 ?1.知识与技能 ?(1)会表述感应电流的方向与引起感应电流的磁通量的变化之间的关系。 ?(2)会用自己的语言组织表述“感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化”中的“阻碍”的意义。 (3)会用楞次定律判断电磁感应现象中感应电流的方向。 ?2.过程与方法 ?(1)通过探究过程体会提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、分析论证、验证等科学探究要素。 ?(2)通过楞次定律的学习过程,了解物理学的研究方法,认识物理实验在物理学发展过程中的作用。 ?(3)通过实验探究,学会用实验探究的方法研究物理问题。 ?3.情感态度与价值观 ?通过楞次对法拉第研究成果的关注到发现感应电流方向的规律的介绍,让学生发展对科学的好奇心与求知欲,能体验探索自然规律的艰辛与喜悦。 ?三、学情分析 ?1.学生已经掌握了磁通量的概念,并会分析磁通量的变化。 ?2.已经知道了条形磁铁的磁感线的分布。 ?3.学生已经有利用(条形磁铁、电流计、线圈等)实验器材研究感应电流产生的条件。 ?四、教学器材 教师演示用器材:灵敏电流计,旧干电池一节,标明导线绕向的线圈,条形磁铁电阻,电键,导线若干。 多媒体 五、课时安排 1课时 六、教学过程 ?新课引入(提出问题) ?我们在上节课里已经探究了在闭合回路中产生感应电流的条件,现在来回顾一下 教师提问: ?第一问:闭合电路中产生感应电流的条件是什么? 答:穿过闭合电路的磁通量发生变化 第二问:课本第5页图4.2-2,磁铁怎么运动才在线圈中产生感应电流? 答:磁铁上下运动时有,静止时没有 第三问:上面的实验中,线圈的磁通量发生怎样的变化? 答:磁铁插入时,线圈中磁通量增加,拔出时,磁通量减少。 第四问:产生感应电流时闭合电路中有几个磁场? 答:两个磁场条形磁铁的磁场及感应电流的磁场 第五问:在第一节的实验中,电流表的指针为什么有时向右偏转?有时向左偏转? 答:表示在不同情况下感应电流的方向是不同的。 第六问:那么,怎样确定感应电流的方向呢? 这节课我们就来“探究感应电流的方向与引起感应电流的磁场之间的关系。” ?2.假设与猜想 ?教师提问:我们已经知道在电磁感应中的三个因素:引起感应电流的磁场(原磁场),感应电流及感应电流的磁场(感生磁场)且用右手定则可以判断感应电流的方向和感生磁场的方向关系。由此我们联想:感应电流的磁场(感生磁场)与引起感应电流的磁场(原磁场)之间是否有关系呢?如果确定了它们之间的关系是否就可以用来判断感应电流的方向? (留2到3分钟时间让学生讨论) ?学生猜想: ①感应电流的磁场方向与原磁场的方向相同。 ?②感应电流的磁场方向与原磁场的方向相反。 ?③感应电流是由线圈中磁场变化引起的,所以感应电流的磁场方向与原磁场的变化有关。 ?3.实验方案的设计与制定 教师:“为了检验各自猜想的正确性,我们现在利用手中的实验器材(线圈、条形磁铁、灵敏电流计、导线)设计一个实验方案,画出实验原理图。”教师可以利用以下几个问题进行引导: (1)如何判断原磁场的方向及磁通量的变化? 我们可以仍用条形磁铁进入和离开螺线管来表示原磁场的方向及磁通量的变化。 (2)如何知道感应电流的方向?(教师演示说明灵敏电流计指针偏转方向与电流流向的关系。请学生用一节旧电池与滑动变阻器串联后与灵敏电流计相连,观察电流分别从a、b流入电流计时,指针的偏转方向,确定所用电流计的电流方向与指针偏转方向的关系。同时提醒学生不同的电流计电流方向与指针的偏转方向关系不同) (3)如何知道感应电流激发的磁场的方向? 我们可以用右手螺旋定则 教学目标 知识与技能 1.理解平抛运动是匀变速运动,其加速度为g. 2.掌握抛体运动的位置与速度的关系. 过程与方法 1.掌握平抛运动的特点,能够运用平抛规律解决有关问题. 2.通过例题分析再次体会平抛运动的规律. 情感、态度与价值观 1.有参与实验总结规律的热情,从而能更方便地解决实际问题. 2.通过实践,巩固自己所学的知识. 教学重难点 教学重点 分析归纳抛体运动的规律 教学难点 应用数学知识分析归纳抛体运动的规律. 教学过程 [新课导入] 上一节我们已经通过实验探究出平抛运动在竖直方向和水平方向上的运动规律,对平抛运动的特点有了感性认识.这一节我们将从理论上对抛体运动的规律作进一步分析,学习和体会在水平面上应用牛顿定律的方法,并通过应用此方法去分析没有感性认识的抛体运动的规律. [新课教学] 一、抛体的位置 我们以平抛运动为例来研究抛体运动所共同具有的性质. 首先我们来研究初速度为。的平抛运动的位置随时间变化的规律.用手把小球水平抛出,小球从离开手的瞬间(此时速度为v,方向水平)开始,做平抛运动.我们以小球离开手的位置为坐标原点,以水平抛出的方向为x轴的方向,竖直向下的方向为y轴的方向,建立坐标系,并从这一瞬间开始计时. 师:在抛出后的运动过程中,小球受力情况如何? 生:小球只受重力,重力的方向竖直向下,水平方向不受力. 师:那么,小球在水平方向有加速度吗?它将怎样运动? 生:小球在水平方向没有加速度,水平方向的分速度将保持v不变,做匀速直线运动. 师:我们用函数表示小球的水平坐标随时间变化的规律将如何表示? 生:x=vt 师:在竖直方向小球有加速度吗?若有,是多大?它做什么运动?它在竖直方向有初速度吗? 生:在竖直方向,根据牛顿第二定律,小球在重力作用下产生加速度g.做自由落体运动,而在竖直方向上的初速度为0. 师:那根据运动学规律,请大家说出小球在竖直方向的坐标随时间变化的规律. 生:y=1/2gt2 师:小球的位置能否用它的坐标(x,y)描述?能否确定小球在任意时刻t的位置? 生:可以. 师:那么,小球的运动就可以看成是水平和竖直两个方向上运动的合成.t时间内小球合位移是多大? 生: 师:若设s与+x方向(即速度方向)的夹角为θ,如图6.4—1,则其正切值如何求? 生: [例1]一架飞机水平匀速飞行.从飞机上海隔ls释放一个铁球,先后释放4个,若不计空气阻力,从地面上观察4个小球() A.在空中任何时刻总是捧成抛物线,它们的落地点是等间距的 B.在空中任何时刻总是排成抛物线,它们的落地点是不等间距的 C.在空中任何时刻总在飞机正下方,排成竖直的直线,它们的落地点是等间距的 D.在空中任何时刻总在飞机的正下方,捧成竖直的直线,它们的落地点是不等间距的。 解析:因为铁球从飞机上释放后做平抛运动,在水平方向上有与飞机相同的速度.不论铁球何时从飞机上释放,铁球与飞机在水平方向上都无相对运动.铁球同时还做自由落体运动,它在竖直方向将离飞机越来越远.所以4个球在落地前始终处于飞机的正下方,并排成一条直线,又因为从飞机上每隔1s释放1个球,而每个球在空中运动的时间又是相等的,所以这4个球落地的时间也依次相差1s,它们的落地点必然是等间距的.若以飞机为参考系观察4个铁球都做自由落体运动.此题把曲线运动利用分解的方法“化曲为直”,使其成为我们所熟知的直线运动,则据运动的独立性,可以分别在这两个方向上用各自的运动规律研究其运动过程. 二、抛体的速度 师:由于运动的等时性,那么大家能否根据前面的结论得到物体做平抛运动的时间? 生:由y=1/2gt2得到,运动时间 师:这说明了什么问题? 生:这说明了做平抛运动的物体在空中运动的时间仅取决于下落的高度,与初速度无关. 师:那么落地的水平距离是多大? 生:落地的水平距离 师:这说明了什么问题? 生:这说明了平抛运动的水平位移不仅与初速度有关系,还与物体的下落高度有关. 师:利用运动合成的知识,结合图6.4—2,求物体落地速度是多大?结论如何? 生:落地速度,即落地速度也只与初速度v和下落高度h有关. 师:平抛运动的速度与水平方向的夹角为a,一般称为平抛运动的偏角.实际上,常称为平抛运动的偏角公式,在一些问答题中可以直接应用此结论分析解答 [例2]一个物体以l0m/s的速度从10m的水平高度抛出,落地时速度与地面的夹角θ是多少(不计空气阻力)? [例3]在5m高的地方以6m/s的初速度水平抛出一个质量是10kg的物体,则物体落地的速度是多大?从抛出点到落地点发生的位移是多大?(忽略空气阻力,取g=10m/s2) [交流与讨论] 应用运动的合成与分解的方法我们探究了做平抛运动的物体的位移和速度.请大家根据我们探究的结果研究一下平抛运动的物体位移和速度之间存在什么关系. 参考解答:根据前面的探究结果我们知道,物体的位移,与x轴的夹角的正切值为tanθ=gt/2v.物体的速度,与x轴的夹角的正切值为tanθ=gt/v.可以看到位移和速度的大小没有太直接的关系,但它们的方向与x轴夹角的正切是2倍关系.利用这个关系我们就可以很方便地计算物体速度或位移的方向了.师:在(2)中,与匀变速直线运动公式vt2=v02+2as,形式上一致的,其物理意义相同吗?生:物理意义并不相同,在中的h,并不是平抛运动的位移,而是竖直方向上的位移,在 中的s就是表示匀速直线运动的位移.对于平抛运动的位移,是由竖直位移和水平位移合成而得的. 师:平抛运动的轨迹是曲线(抛物线),某一时刻的速度方向即为曲线上物体所在位置的切线方向.设物体运动的时间为t,则这一时刻的速度与竖直方向夹角的正切值tanβ=v0/gt,而物体下落的高度为h==1/2gt2.如图6.4—3. 图中的A点为速度的切线与抛出点的水平线的交点,C点为物体所在位置的竖直线与水平线的交点,从图中可以看出A为水平线段OC的中点.平抛运动的这一重要特征,对我们分析类平抛运动,特别是带电粒子在电场中偏转是很有帮助的. 平抛运动常分解成水平方向和竖直方向的两个分运动来处理,由于竖直分运动是初速度为零的匀加速直线运动,所以初速度为零的匀加速直线运动的公式和特点均可以在此应用.另外,有时候根据具体情况也可以将平抛运动沿其他方向分解. 三、斜抛运动 师:如果物体抛出时的速度不是沿水平方向,而是斜向上方或斜向下方的(这种情况称为斜抛),它的受力情况是什么样的?加速度又如何? 生:它的受力情况与平抛完全相同,即在水平方向仍不受力,加速度仍是0;在竖直方向仍只受重力,加速度仍为g. 师:实际上物体以初速度v沿斜向上或斜向下方抛出,物体只在重力作用下的运动,如何表示?与平抛是否相同? 生:斜抛运动沿水平方向和竖直方向初速度与平抛不同,分别是vx=vcosθ和vy=sinθ. 由于物体运动过程中只受重力,所以水平方向速度vx=vcosθ保持不变,做匀速直线运动;而竖直方向上因受重力作用,有竖直向下的重力加速度J,同时有竖直向上的初速度vy=sinθ,因此做匀减速运动(是竖直上抛运动,当初速度向斜下方,竖直方向的分运动为竖直下抛运动),当速度减小到。时物体上升到点,此时物体由于还受到重力,所以仍有一个向下的加速度g,将开始做竖直向下的加速运动.因此,斜抛运动可以看成是水平方向速度为vx=vcosθ的匀速直线运动和竖直方向初速度为vy=sinθ的竖直上抛或竖直下抛运动的合运动. 师:斜抛运动分斜上抛和斜下抛(由初速度方向确定)两种,下面以斜上抛运动为例讨论. 师:斜抛运动的特点是什么? 生:特点:加速度a=g,方向竖直向下,初速度方向与水平方向成一夹角θ斜向上,θ=90°时为竖直上抛或竖直下抛运动θ=0°时为平抛运动. 师:常见的处理方法: ①将斜上抛运动分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的竖直上抛运动,这样有由此可以得到哪些特点? 生:由此可得如下特点:a.斜向上运动的时间与斜向下运动的时间相等;b.从轨道点将斜抛运动分为前后两段具有对称性,如同一高度上的两点,速度大小相等,速度方向与水平线的夹角相同. 师:②将斜抛运动分解为沿初速度方向的斜向上的匀速直线运动和自由落体运动两个分运动,用矢量合成法则求解. ③将沿斜面和垂直斜面方向作为x、y轴,分别分解初速度和加速度后用运动学公式解题. [交流与讨论] 对于斜抛运动我们只介绍下船上抛和斜下抛的研究方法,除了平抛、斜上抛、斜下抛外,抛体运动还包括竖直上抛和竖直下抛,请大家根据我们研究前面几种抛体运动的方法来研究一下竖直上抛和竖直下抛. 参考解答:对于这两种运动来说,它们都是直线运动,但这并不影响用运动的合成与分解的方法来研究它们.这个过程我们可以仿照第一节中我们介绍的匀加速运动的分解过程.对竖直上抛运动,设它的初速度为v0,那么它的速度就可以写成v=v0—gt的形式,位移写成x=v0t—gt2/2的形式.那这样我们就可以进行分解了.把速度写成v1=v0,v2=—gt的形式,把位移写成xl=v0t,x2=—gt2/2的形式,这样我们可以看到,竖直上抛运动被分解成了一个竖直向上的匀速直线运动和一个竖直向上的匀减速运动.对于竖直下抛运动可以采取同样的方法进行处理. 课后小结 1.具有水平速度的物体,只受重力作用时,形成平抛运动. 2.平抛运动可分解为水平匀蓬运动和竖直自由落体运动.平抛位移等于水平位移和竖直位移的矢量和;平抛瞬时速度等于水平速度和竖直速度的矢量和. 3.平抛运动是一种匀变速曲线运动. 4.如果物体受到恒定合外力作用,并且合外力跟初速度垂直,形成类似平抛的匀变速曲线运动,只需把公式中的g换成a,其中a=F合/m. 说明: 1.干抛运动是学生接触到的第一个曲线运动,弄清其成固是基础,水平初速度的获得是同题的关键,可归纳众两种; (1)物体被水平加速:水平抛出、水干射出、水平冲击等; (2)物体与原来水平运动的载体脱离,由于惯性而保持原来的水平速度. 2.平抛运动的位移公式和速度公式中有三个含有时间t,应根据不同的已知条件来求时间.但应明确:平抛运动的时间完全由抛出点到落地点的竖直高度确定(在不高的范国内g恒定),与抛出的速度无关.高中教案物理篇11
高中教案物理篇12
高中教案物理篇13
高中教案物理篇14
高中教案物理篇15