高中物理教案
作为一位无私奉献的人民教师,时常需要编写教案,教案是教材及大纲与课堂教学的纽带和桥梁。那要怎么写好教案呢?以下是小编为大家整理的高中物理教案,供大家参考借鉴,希望可以帮助到有需要的朋友。
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
教学目标:
一、知识目标
1、掌握匀变速直线运动的速度、位移公式
2、会推出匀变速直线运动的位移和速度的关系式,并会应用它进行计算二、能力目标提高学生灵活应用公式解题的能力三、德育目标本部分矢量较多,在解题中要依据质点的运动情况确定出各量的方向,不要死套公式而不分析实际的客观运动。
教学重点:
匀变速直线运动规律的应用
教学难点:
据速度和位移公式推导得到的速度和位移关系式的正确使用
教学方法:
讲练法、推理法、归纳法
教学用具:投影仪、投影片、CAI课件
课时安排1课时
教学过程:
一、导入新课
上节课我们学习了匀变速直线运动的速度、位移和时间之间的关系,本节课我们来学生上述规律的应用。
二、新课教学
(一)用投影片出示本节课的学生目标1、会推导匀变速直线运动的位移和速度的关系式2、能应用匀变速直线运动的规律求解有关问题。3、提问灵活应用公式解题的能力
(二)学生目标完成过程:1、匀变速直线运动的规律(1)学生在白纸上书写匀变速直线运动的速度和位移公式:(2)在实物投影仪上进行检查和评析(3)据,消去时间,同学们试着推一下,能得到一个什么关系式。(4)学生推导后,抽查推导过程并在实物投影仪上评析。(5)教师说明:一般在不涉及时间的前提下,我们使用刚才得到的推论求解。(6)在黑板上板书上述三个公式:2、匀变速直线运动规律的应用(1)a.用投影片出示例题1:发射炮弹时,炮弹在枪筒中的运动可以看作是匀加速运动,如果枪弹的加速度是,枪筒长0.64m,枪弹射出枪口时的速度是多大b:用CAI课体模拟题中的物理情景,并出示分析思考题:1)枪筒的长度对应于枪弹做匀加速运动的哪个物理量2)枪弹的初速度是多大3)枪弹出枪口时的速度对应于枪弹做匀加速运动的什么速度4)据上述分析,你准备选用哪个公式求解C:学生写出解题过程,并抽查实物投影仪上评析。(2)用投影片注视巩固练习I:物体做匀加速运动,初速度为v0=2m/s,加速度a=0.1,求A:前4s内通过的位移B:前4s内的平均速度及位移。(3)a.用投影片出示例题2一个滑雪的人,从85米长的.山坡上匀变速滑下,初速度是1.8m/s,末速度系5.0m/s,他通过这段山坡需要多长时间b:用CAI课件模拟题中的物理情景。c:据物理情景,同学们思考1)该滑雪人的运动可当做哪一种匀变速运动2)你认为所给的已知条件等效为匀变速直线运动的哪些物理量3)要求得时间t,你准备用什么方法求d:经同学们讨论后,用投影片展示课本上的解题过程:解:滑雪的人做匀加速直线运动,由e:说明:对于匀变速直线运动也就是说:对于变速直线运动,平均速度的求解有两个途径:(1)(2)这两个公式综合使用往往可使问题简化。
三、巩固练习做匀加速直线运动的物体,速度从v增加到2v时结果的位移是s,测它的速度从2v增加到4v经过的位移是多少
四、小结本节课我们主要是应用匀变速直线运动的下述公式解决了一些实际问题:vt=v0+at;s=v0t+at2;=2ass=这些公式共涉及v0、vt、a、s、t五个物理量,对于一段直线运动,只要已知三个物理量,总可以就出另外两个物理量。四、作业课后习题五、板书设计
高中物理教案3
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。
高中物理教案4
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5
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)
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6
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7
一、设计实验
让学生阐述自己进行实验的初步构想。
①器材。
②电路。
③操作。
对学生的实验方法提出异议,促使学生思索实验的改进。
锁定实验方案,板书合理的器材选择、电路图、数据记录方法、操作过程。学生按照学案的过程,补充实验器材,画电路图,并且简单陈述自己的实验操作过程。
学生根据老师提出的异议,讨论实验的改进方案,并修正器材、电路图、操作方法。设计实验部分是一个难点,教师要进行引导,不要轻易否定学生的想法,在设计过程中教师可以提出启发性的问题,让学生自我发现问题。
二、进行实验
教师巡视指导,帮助困难学生。学生以小组为单位进行实验。
实验数据之间的关系非常明显,要让学生从分析数据的过程中感受欧姆定律发现的逻辑过程,传授学生控制变量法。
三、分析论证
传授学生观察数据的方法,投影问题,让学生通过观察数据找到问题的答案,最终得到结论。学生根据教师投影出的问题观察数据,在回答问题的过程中发现规律。
四、评估交流
让学生讨论在实验中遇到的'问题以及自己对问题的看法和解决办法,教师引领回答几个大家普遍遇到的问题。学生小组内讨论。
使学生意识到共同讨论可以发现自己的不足,借鉴别人的经验。
反思总结、当堂检测
扩展记录表格,让学生补充。
投影一道与生活有关的题目。学生补充表格。
学生在作业本上完成。这个练习很简单,但能使学生沿着前面的思维惯性走下去,强化学生对欧姆定律的认识。
这一道练习主要是让学生了解欧姆定律在生活中的应用。
课堂小结
让学生归纳这节课学到的知识,回顾实验的设计和操作过程,既强化了知识又锻炼了学生归纳整理知识的能力。学生归纳。
让学生意识到课堂回顾的重要性,并培养学生归纳整理的能力,对提高学生的自学能力有重要的作用。
五、教学反思
学生对实验方法的掌握既是重点也是难点,这个实验难度比较大,主要在实验的设计、数据的记录以及数据的分析方面。由于实验的难度比较大,学生出现错误的可能性也比较大,所以实验的评估和交流也比较重要。这些方面都需要教师的引导和协助,所以这次课采用启发式综合的教学方法。
初中物理新课程强调实现学生学习方式的根本变革,转变学生学习中这种被动的学习态度,提倡和发展多样化学习方式,特别是提倡自主、探究与合作的学习方式,让学生成为学习的主人,使学生的主体意识、能动性、独立性和创造性不断得到发展,发展学生的创新意识和实践能力。
一、要充分发挥学生的主体作用。
教师在教学中就要敢于“放”,让学生动脑、动手、动口、主动积极的学,要充分相信学生的能力。但是,敢“放”并不意味着放任自流,而是科学的引导学生自觉的完成探究活动。当学生在探究中遇到困难时,教师要予以指导。当学生的探究方向偏离探究目标时,教师也要予以指导。作为一名物理教师,如何紧跟时代的步伐,做新课程改革的领跑人呢?这对物理教师素质提出了更高的要求,向传统的教学观、教师观提出了挑战,迫切呼唤教学观念的转变和教师角色的再定位。
二,注重学法指导。
中学阶段形成物理概念,一是在大量的物理现象的基础上归纳、总结出来的;其次是在已有的概念、规律的基础上通过演绎出来的。所以,在课堂教学中教师应该改变以往那种讲解知识为主的传授者的角色,应努力成为一个善于倾听学生想法的聆听者。而在教学过程中,要想改变以往那种以教师为中心的传统观念就必须加强学生在教学这一师生双边活动中的主体参与。
三、教学方式形式多样,恰当运用现代化的教学手段,提高教学效率。
科技的发展,为新时代的教育提供了现代化的教学平台,为“一支粉笔,一张嘴,一块黑板加墨水”的传统教学模式注入了新鲜的血液。在新形势下,教师也要对自身提出更高的要求,提高教师的科学素养和教学技能,提高自己的计算机水平,特别是加强一些常用教学软件的学习和使用是十分必要的。
最后,在教学过程中应有意向学生渗透物理学的常用研究方法。例如理想实验法、控制变量法、转换法、等效替代法、以及模型法等。学生如果对物理问题的研究方法有了一定的了解,将对物理知识领会的更加深刻,同时研究物理问题的思维方法,增强了学习物理的能力。
思考。
高中物理教案8
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9
一、核式结构模型与经典物理的矛盾
(1)根据经典物理的观点推断:①在轨道上运动的电子带有电荷,运动中要辐射电磁波。②电子损失能量,它的轨道半径会变小,最终落到原子核上。
③由于电子轨道的变化是连续的,辐射的电磁波的频率也会连续变化。
事实上:①原子是稳定的;②辐射的电磁波频率也只是某些确定值。
二、玻尔理论
①轨道量子化:电子绕核运动的轨道半径只能是某些分立的数值。对应的氢原子的轨道半径为:rn=n2r1(n=1,2,3,),r1=0.5310-10m。
②能量状态量子化:原子只能处于一系列不连续的能量状态中,这些状态的能量值叫能级,能量最低的状态叫基态,其它状态叫激发态。原子处于称为定态的能量状态时,虽然电子做加速运动,但并不向外辐射能量.
氢原子的各能量值为:
③跃迁假说:原子从一种定态跃迁到另一种定态要辐射(或吸收)一定频率的光子,即:h=Em-En
三、光子的发射和吸收
(1)原子处于基态时最稳定,处于较高能级时会自发地向低能级跃迁,经过一次或几次跃迁到达基态,跃迁时以光子的形式放出能量。
(2)原子在始末两个能级Em和Enn)间跃迁时发射光子的频率为,其大小可由下式决定:h=Em-En。
(3)如果原子吸收一定频率的光子,原子得到能量后则从低能级向高能级跃迁。
(4)原子处于第n能级时,可能观测到的不同波长种类N为:
考点分析:
考点:波尔理论:定态假设;轨道假设;跃迁假设。
考点:h=Em-En
考点:原子处于第n能级时,可能观测到的`不同波长种类N为:
考点:原子的能量包括电子的动能和电势能(电势能为电子和原子共有)即:原子的能量En=EKn+EPn.轨道越低,电子的动能越大,但势能更小,原子的能量变小。
电子的动能: ,r越小,EK越大。
高中物理教案10
教学目标
(一)知识与技能
1.知道弹力产生的条件。
2.知道压力、支持力、绳的拉力都是弹力,能在力的示意图中画出它们的方向。
3.知道弹性形变越大弹力越大,知道弹簧的弹力跟弹簧的形变量成正比,即胡克定律.会用胡克定律解决有关问题。
(二)过程与方法
1.通过在实际问题中确定弹力方向的能力。
2.自己动手进行设计实验和操作实验的能力。
3.知道实验数据处理常用的方法,尝试使用图象法处理数据。
(三)情感态度与价值观
1.真实准确地记录实验数据,体会科学的精神和态度在科学探究过程的重要作用。
2.在体验用简单的工具和方法探究物理规律的`过程中,感受学习物理的乐趣,培养学生善于把物理学习与生活实践结合起来的习惯。
教学重点
1.弹力有无的判断和弹力方向的判断。
2.弹力大小的计算。
3.实验设计与操作。
教学难点
弹力有无的判断及弹力方向的判断.
教学方法
探究、讲授、讨论、练习
教学手段
教具准备
弹簧、钩码、泡沫塑料块、粉笔、烧瓶(内装红墨水瓶塞上面插细玻璃管)、
演示胡克定律用的铁架台、刻度尺、弹簧、钩码等等.
高中物理教案11
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 S1 S2 S3 S4
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 0 1 2 3 4
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)/2T V2=(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: 0 1 2 3 4 5 6
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
高中物理教案12
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.
2.反射规律
反射定律:入射线、法线、反射线在同一平面内,入射线与反射线分居法线两侧,反射角等于入射角。
入射角(i)和反射角(i’):入射波的波线与平面法线的夹角i叫做入射角.反射波的波线与平面法线的夹角i’ 叫做反射角.
反射波的波长、频率、波速都跟入射波相同.
波遇到两种介质界面时,总存在反射
三.波的折射
1.波的折射:波从一种介质进入另一种介质时,波的 传播方向发 生了改变的现象叫做波的折射.
2.折射规律:
(1).折射角(r):折射波的波线与两介质界面法线的夹角r叫做折射角.
2.折射定律:入射线、法线、折射线在同一平面内,入射线 与折射线分居法线两侧.入射角的正弦跟折射角的正弦之比等于波在第一种介质中的速度跟波在第二种介质中的速度之比:
当入射速度大于折射速度时,折射角折向法线.
当入射速度小于折射速度时,折射角折离法线.
当垂直界面入射时,传播方向不改变,属折射中的特例.
在波的折射中,波的频率不改变,波 速和波长都发生改变.
波发生折射的原因:是波在不同介质中的速度不同.
由惠更斯原理,A、B为同一波面上的两点,A、B点会发射子波,经⊿t后, B点发射的子波到达界面处D点, A点的到达C点,
高中物理教案13
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 【知识与能力】 探究得出滑动摩擦力产生的条件和影响滑动摩擦力大小的因素以及计算公式。 【过程与方法】 通过观察,了解滑动摩擦力的存在,实验探究产生滑动摩擦力的条件以及影响其大小的因素,提高实验技能和探索能力。 【情感、态度和价值观】 学生能提高实事求是的科学实验态度,锻炼思维能力、抽象能力,运用物理知识解释生活现象。 教学重难点 【重点】 滑动摩擦力产生条件和计算式。 【难点】 实验探究的过程。 教学方法 观察法、实验法、讨论法、问答法等。 教学过程 (一)新课导入 展示几个情景:孩子玩滑梯、火车急刹车、冰壶运动等。 通过提问这些情景中的现象,引导学生思考,从而得出滑动摩擦力的概念,导出新课。 (二)科学探究 问题1:滑动摩擦力什么情况下才会出现?结合前面学的静摩擦力条件进行讨论。 学生讨论:需要有压力、粗糙的接触面以及相对运动。 问题2:为什么冰壶、火车、孩子受到的`滑动摩擦力不同呢? 实验探究:影响滑动摩擦力大小的因素: 1.猜想:与压力有关,与速度有关,与质量有关,与粗糙程度有关等等。 2.设计实验:用弹簧秤拉动木块,可通过加减砝码改变压力,改变拉动速度,更换接触面,例如玻璃、木板、石板、毛巾等。弹簧秤示数便是滑动摩擦力示数,设计表格进行记录。 3.进行实验:6人一组进行实验,注意小组内部的分工问题,教师巡视。 4.得出结论:滑动摩擦力与压力和接触面的粗糙程度有关。 5.交流讨论:分享实验中的数据和实验细节,误差处理等;讨论控制变量法的注意事项,即控制无关变量相同,只改变探究的物理量等;实验安全问题、保护器材问题等等。 6.总结:结合实验结论和教材,得出滑动摩擦力的计算公式,f=μN 问题3:滑动摩擦力的方向如何判断呢?结合示例分析并讨论。 示例:木块在地面上滑动、木块在木板上滑动并带动木板一起滑动。 学生讨论:滑动摩擦力方向与相对运动方向相反,相对运动方向有时并不是运动方向。 问题4:滑动摩擦力有什么作用呢?举例说明。 回答:生活中有很多地方可以见到滑动摩擦力,车辆的刹车系统是利用滑动摩擦力进行减速,打磨东西也是利用了滑动摩擦力,同时机器中的滑动摩擦力会损耗器材,所以需要使用润滑油来减小滑动摩擦力等等。 (三)巩固提高 给出适当例题,运用公式求解摩擦力大小,判断摩擦力方向。 (四)小结作业 小结:浅谈本节课收获。 作业:课下继续探索,拓展科学知识。 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、20xx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S1 P1的长度为r1, S2 P1的长度为 r2, 则r2-r1等于( B ) A、5λ B、10λ. C、20λ D、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S1 S2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. 【高中物理教案】相关文章: 高中物理教案01-04 弹力高中物理教案11-17 高中物理教案:《弹力》01-11 高中物理教案(精选16篇)04-08 高中物理教案14篇01-09 高中物理教案设计11-08 高中物理教案(15篇)11-09 高中物理教案(精选15篇)12-29 高中物理教案精选15篇01-08高中物理教案14
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