高一物理教案【熱】
作為一名優(yōu)秀的教育工作者,編寫教案是必不可少的,編寫教案有利于我們弄通教材內(nèi)容,進而選擇科學、恰當?shù)慕虒W方法。那么問題來了,教案應該怎么寫?下面是小編精心整理的高一物理教案,希望對大家有所幫助。
高一物理教案1
一、目的要求
1、理解勻速直線運動,變速直線運動的概念
2、理解位移—時間圖象的含義,知道勻速直線運動的位移圖象及其意義。
3、理解用圖象表示物理量之間的關系的數(shù)學方法。
二、重點難點
重點:勻速直線運動的位移—時間圖象。
難點:理解圖象的意義。
三、教學過程:
。ㄒ唬┒嗝襟w顯示,引出勻速直線運動
1、觀測一輛汽車在一段平直公路上運動
時間t/s 0 4.9 10.0 15.1 19.9
位移s/m 0 100 200 300 400
觀測結(jié)果如下
可以看出,在誤差允許的范圍內(nèi),在相等的時間里汽車的位移相等。
2、物體在一條直線上運動,如果在相等的.時間里位移相等,這種運動就叫做勻速直線運動。
。1)在勻速直線運動中,位移s跟發(fā)生這段位移所用的時間t成正比。
。2)用圖象表示位移和時間的關系
在平面直角坐標系中
縱軸表示位移s
橫軸表示時間t
作出上述汽車運動的s—t圖象如右圖所示
可見勻速直線運動的位移和時間的關系圖象是一條傾斜直線
這種圖象叫做位移—時間圖象(s—t圖象)
圖象的含義
①表明在勻速直線運動中,s∝t
、趫D象上任一點的橫坐標表示運動的時間,對應的縱坐標表示位移
、蹐D象的斜率k=Δs/Δt=v
。3)學生閱讀課文第23頁方框里面的文字
討論:下面的s—t圖象表示物體作怎樣的運動?(投影顯示)
。ǘ┳兯僦本運動
舉例:(1)飛機起飛
。2)火車進站
2、物體在一條直線上運動,如果在相等的時間里位移不相等,這種運動就叫做變速直線運動。
3、變速直線運動的位移圖象不是直線而是曲線(投影顯示)
四、課堂小結(jié)
勻速直線運動(s ∝ t)
變速直線運動(s與t不成正比)
高一物理教案2
學習目標
1、會用左手定則來判斷安培力的方向,
2、通過磁感應強度的定義得出安培力的計算公式,應會用公式F=BIL解答有關問題、
3、知道磁電式電流表的工作原理。
學習重、難點用左手定則判定安培力方向;用安培力公式計算
學法指導自主、合作、探究
知識鏈接1.磁感應強度的定義式: 單位:
2.磁通量計算式: 單位:
3.磁通密度是指: 計算式為 。
學習過程用案人自我創(chuàng)新
【自主學習】
1、安培力的方向
(1)左手定則:伸開左手,使拇指與其余四指垂直,并且都與手掌在同一平面內(nèi),讓磁感線從掌心進入,并使四指指向 ,這時拇指所指的方向就是通電導線在磁場中所受 。
(2)安培力的方向特點:盡管磁場與電流方向可以不垂直,但安培力肯總是直于電流方向、同時也垂直于磁場方向,即垂直于_____方向和_______方向所構(gòu)成的平面.
2、安培力的大小:
(1)當長為L的直導線,垂直于磁場B放置,通過電流為I時,F(xiàn)= ,此時電流受力最 。
(2)當磁場與電流平行時,安培力F= 。
(3)當磁感應強度B的方向與通電導線的方向成時,F(xiàn)=
說明:以上是在勻強磁場中安培力的計算公式,非勻強磁場可以看成是很多個大小、方向不同的勻強磁場的組合,通電導線在非勻強磁場中受到的安培力,是每一小段受到的安培力的合力.
3、磁電式電流表:
(1)用途: 。
(2)依據(jù)原理: 。
(3)構(gòu)造: 。
(4)優(yōu)缺點:
電流表的靈敏度很高,是指通過很小的電流時,指針就可以偏轉(zhuǎn)較大的角度。在使用電流表時,允許通過的電流一般都很小,使用時應該特別注意。
【范例精析】
例1、試用電流的磁場及磁場對電流的作用力的原理,證明通有同向電流的導線相互吸引,通有異向電流的導線相互推斥力.
解析:
例2、如圖3-4-3所示,質(zhì)量為m的導體棒AB靜止在水平導軌上,導軌寬度為L,已知電源的電動勢為E,內(nèi)阻為r,導體棒的電阻為R,其余接觸電阻不計,磁場方向垂直導體棒斜向上與水平面的夾角為,磁感應強度為B,求軌道對導體棒的支持力和摩擦力.
解析:
拓展:本題是有關安培力的典型問題,必須作好受力分析圖,原題給出的是立體圖是很難進行受力分析,應畫出投影圖,養(yǎng)成良好的受力習慣是能力培養(yǎng)過程中的一個重要環(huán)節(jié).
達標檢測1.關于安培力的說法中正確的是( )
A.通電導線在磁場中一定受安培力的作用
B.安培力的大小與磁感應強度成正比,與電流成正比,而與其他量無關
C.安培力的方向總是垂直于磁場和通電導線所構(gòu)成的平面
D.安培力的方向不一定垂直于通電直導線
2.下圖所示的四種情況,通電導體均置于勻強磁場中,其中通電導線不受安培力的是( )
3.如圖3-4-5所示,一根質(zhì)量為m的金屬棒AC用軟線懸掛在磁感強度為B的勻強磁場中,通入AC方向的電流時,懸線張力不為零,欲使懸線張力為零,可以采用的辦法是( )
A、不改變電流和磁場方向,適當增大電流
B、只改變電流方向,并適當減小電流
C、不改變磁場和電流方向,適當減小磁感強度
D、同時改變磁場方向,并適當增大磁感強度
4.一根長直導線穿過載流金屬環(huán)中心且垂直與金屬環(huán)的平面,導線和環(huán)中的電流方向如圖3-4-6所示,那么金屬環(huán)受的力:( )
A.等于零 B.沿著環(huán)半徑向外 C.向左 D.向右
5.如上左3圖所示,一位于xy平面內(nèi)的矩形通電線圈只能繞ox軸轉(zhuǎn)動,線圈的四個邊分別與x、y軸平行,線圈中電流方向如圖,當空間加上如下所述的哪種磁場時,線圈會轉(zhuǎn)動起來?( )
A.方向沿x軸的恒定磁場 B.方向沿y軸的恒定磁場
C.方向沿z軸的恒定磁場 D.方向沿z軸的變化磁場
6.如圖3-4-7所示的'天平可用來測定磁感應強度B.天平的右臂下面掛有一個矩形線圈,寬為L,共N匝,線圈的下部懸在勻強磁場中,磁場方向垂直紙面.當線圈中通有電流I(方向如圖)時,在天平左、右兩邊加上質(zhì)量各為m1、m2的砝碼,天平平衡.當電流反向(大小不變)時,右邊再加上質(zhì)量為m的砝碼后,天平重新平衡.由此可知( )
A、B方向垂直紙面向里,大小為(m1-m2)g/NI L
B、B的方向垂直紙面向里,大小為mg/2NI L
C、B的方向垂直紙面向外,大小為(m1-m2)g/NI L
D、B的方向垂直紙面向外,大小為mg/2NI L
7.如圖3-4-8所示,條形磁鐵放在水平桌面上,在其正中央的上方固定一根長直導線,導線與磁鐵垂直,給導線通以垂直紙面向外的電流,則( )
A、磁鐵對桌面壓力減小,不受桌面的摩擦力作用
B、磁鐵對桌面壓力減小,受到桌面的摩擦力作用
C、磁鐵對桌面壓力增大,不受桌面的摩擦力作用
D、磁鐵對桌面壓力增大,受到桌面的摩擦力作用
8.在磁感應強度B=0.3T的勻強磁場中,放置一根長=10cm的直導線,導線中通過I=2A的電流.求以下情況,導線所受的安培力:(1)導線和磁場方向垂直;(2)導線和磁場方向的夾角為30(3)導線和磁場方向平行.
9.在兩個傾角均為的光滑斜面上,放有一個相同的金屬棒,分別通以電流I1和I2,磁場的磁感應強度大小相同,方向如圖3-4-9中(a)、(b)所示,兩金屬棒均處于平衡狀態(tài),則兩種情況下的電流強度的比值I1:I2為多少?
10.如圖3-4-10所示,兩根平行放置的長直導線a和b載有大小相同、方向相反的電流,a受到的磁場力大小為F1.當加入一與導線所在平面垂直的勻強磁場后,a受到磁場力大小變?yōu)镕2,則此時b受到的磁場力大小變?yōu)? )
A、F2
B、F1-F2
C、F1+F2
D、2F1-F2
11.如圖3-4-11所示,長為L的導線AB放在相互平行的金屬導軌上,導軌寬度為d,通過的電流為I,垂直于紙面的勻強磁場的磁感應強度為B,則AB所受的磁場力的大小為( )
A.BIL B. BIdcos C.BId/sin D.BIdsin
高一物理教案3
學習目標:
1。 知道位移的概 念。知道它是表示質(zhì)點位置變動的物理量,知道它是矢量,可以用 有向線段來表示。
2。 知道路程和位移的區(qū)別。
學習重點: 質(zhì)點的概念
位移的矢量性、概念。
學習難點:
1。對質(zhì)點的理解。
2。位移和路程的區(qū)別。
主要內(nèi)容:
一、質(zhì)點:
定義:用來代替物體的具有質(zhì)量的點,叫做質(zhì)點。
質(zhì)點是一種科學的抽象,是在研究物體運動時,抓住主要因素,忽略次要因素,是對實際物體的近似,是一個理想化模型。一個物體是否可以視為質(zhì)點,要具體的研究情況具體分析 。
二、路程和位移
2。路程:質(zhì)點實際運動軌跡的長度,它只有大小沒
有方向,是標量。
3。位移:是表示質(zhì)點位置變動的物理量,有大小和方向,是矢量。它是用一條自初始位置指向末位置的有向線段表示,位移的大小等于質(zhì)點始末位置間的距離,位移的方向由初位置指 向末位置,位移只取決于初末位置,與運動路徑無關。
4。 位移和路程的區(qū)別:
5。一般來說,位移的大小不等于路程。只有質(zhì)點做方向不變的直線運動時大小才等于路程。
【例一】下列幾種運動中的物體,可以看作質(zhì)點的是( )
A。研究從廣州飛往北京時間時的飛機
B。繞地軸做自轉(zhuǎn)的地球
C。繞太陽公轉(zhuǎn)的地球
D。研究在平直公路上行駛速度時的汽車
【例二】中學的壘球場的內(nèi)場是一個邊長為16。77m的正方形,在它的四個角分別設本壘和一、二、三壘。一位球員擊球后,由本壘經(jīng)一壘、一壘二壘跑到三壘。他運動的路程是多大?位移是多大?位移的方向如何?
課堂訓練:
1。以下說法中正確的是( )
A。兩個物體通過的路程相同,則它們的位移的大小也一 定相同。
B。兩個物體通過的路程不相同,但位移的大小和方向可能相同。
C。一個物體在某一運動中,位移大小可能大于所通過的路程。
D。若物體做單一 方向的直線運動,位移的大小就等于路程。
2。如圖甲,一根細長的彈簧系著一個小球,放在光滑的桌面 上。手握小球把彈簧拉長,放手后小球便左右來回運動,B為小球向右到達的最遠位置。小球向右經(jīng)過中間位置O時開始計時,其經(jīng)過各點的時刻如圖乙所示。若測得OA=OC=7cm,AB=3cm,則自0時刻開始:
a。0。2s內(nèi)小球發(fā)生的位移大 小是____,方向向____,經(jīng)過的路程是_____。
b。0。6s內(nèi)小球發(fā)生的位移大小是_____,方向向____,經(jīng)過的路程是____。
c。0。8s 內(nèi)小球發(fā)生的位移是____,經(jīng)過的路程是____。
d。1。0s內(nèi)小球發(fā)生的位移大小是____,方向向______,經(jīng)過的路程是____。
3。關于質(zhì)點運動的位移和路程,下列說法正確的是( )
A。質(zhì)點的位移是從初位置指向末位置的有向線段,是矢量。
B。路程就是質(zhì)點運動時實際軌跡的長度,是標量。
C。任何質(zhì)點只要做直線運動,其位移的大小就和路程相等。
D。位移是矢量,而路程是標量,因而位移不可能和路程相等。
4。下列關于路程和位移的說法,正確的是( )
A。位移就是路程。 B。位移的大小永遠不等于路程。
C。若物體作單一方向的直線運動,位移的大小就等于路程。
D。位移是矢量,有大小而無方向,路程是標量,既有大小,也有方向。
5。關于質(zhì)點的位移和路程,下列說法正確的是( )
A。位移是矢量,位移的方向就是質(zhì)點運動的方向。
B。路程是標量,也是位移的大小。
C。質(zhì)點做直線運動時,路程等于其位移的大小。
D。位移的數(shù)值一定不會比路程大。
6。下列關于位移和路程的說法,正確的是( )
A。位移和路程的大小總相等,但位移是矢量,路程是標量。
B。位移描述的是直線運動,路程描述的是曲線運動。
C。位移取決于始、末位置,路程取決于實際運動路徑。
D。運動物體的路程總大于位移。
7。以下運動物體可以看成質(zhì)點的是:( )
A。研究地球公轉(zhuǎn)時的地球 B。研究自行車在公路上行駛速度時的自行車
C。研究地 球自轉(zhuǎn)時的.地球 D。研究列車通過某座大橋所用時間時的列車
三、矢量和標量
四、直線運動的位置和位移
課堂訓練
課后作業(yè):
閱讀材料: 我國古代關于運動的知識
我國在先秦的時候,對于運動就有 熱烈的爭論,是戰(zhàn)國時期百家爭鳴的一個題目!肚f子》書上記載著,公孫龍曾提出一個奇怪的說法,叫做飛 鳥之影未嘗動也。按常識說,鳥在空中飛,投到地上的影當然跟著鳥的移動而移動。但公孫龍卻說鳥影并沒有動。無獨有偶,當時還有人提出鏃矢之疾;有不行不止之時,一支飛速而過的箭,哪能不行不止呢?既說不行,又怎能不止呢?乍看起來,這些說法實在是無稽之談,也可以給它們戴一頂詭辯的帽子。
但是事情并不這么簡單。這個說法不但不是詭辯,而且還包含著辯證法的正確思想。恩格斯曾經(jīng)指出,運動本身就是矛盾,甚至簡單的機械的位移之所以能夠?qū)崿F(xiàn),也只是因為物體在同一 瞬間既在一個地方又在另一個地方,既在同一個地方又不在同一個地方。這種矛盾的連續(xù)產(chǎn)生和同時解決正好就是運動。因為運動體的位置隨時間而變化,某一時刻在A點,在隨之而來的另一時刻,就在相鄰的B點,因此,也就有一個時刻,它既在A點又不在A點,既在B點又不在B點。在這時刻,物體豈不是不行不止嗎?再者,在一定的時間t內(nèi),物體前進一段距離s,當這時間變小,s隨之變小;當t趨近于零時,s也趨近于零。也就是說,在某一瞬間,即某一時刻,運動體可以看作是靜止的,所以飛鳥之影確實有未 嘗動的時候,對于運動的這種觀察和分析實在是十分深刻的。這同他們能夠區(qū)分時間與時刻的觀念很有關系!赌(jīng)》對于鳥影問題又有他們自己的理解,說那原因在于改為。認為鳥在A點時,影在A點,當鳥到了相鄰的B點,影也到了相鄰的B點。此時A上的影已經(jīng)消失,而在B處另成了一個影,并非A上的影移 動到B上來,這也是言之有理的。
機械運動只能在空間和時間中進行,運動體在單位時間內(nèi)所經(jīng)歷的空間長度,就是速率。《墨經(jīng)下》第65條之所述就包含著這方面的思想!督(jīng)說》云:行,行者必先近而后遠。遠近,修也;先后,久也。民行修必以久也。這里的文字是明明白白的,修指空間距離的長短。那意思是,物體運動在空間里必由近及遠。其所經(jīng)過的空間長度一定隨時間而定。這里已有了路程隨時間正變的樸素思想,也隱隱地包含著速率的觀念了。
東漢時期的著作《尚書緯考靈曜》中記載地球運動時說:地恒動不止而人不知,譬如人在大舟中,閉牖(即窗戶)而坐,舟行不覺也。
這是對機械運動相對性的十分生動和淺顯的比喻。哥白尼①在敘述地球運動時 也不謀而合地運用了十分類似的比喻*。
高一物理教案4
高一物理教案 功和能教案
功和能
一、教學目標
1.在學習機械能守恒定律的基礎上,研究有重力、彈簧彈力以外其它力做功的情況,學習處理這類問題的方法。
2.對功和能及其關系的理解和認識是本章教學的重點內(nèi)容,本節(jié)教學是本章教學內(nèi)容的總結(jié)。通過本節(jié)教學使學生更加深入理解功和能的關系,明確物體機械能變化的規(guī)律,并能應用它處理有關問題。
3.通過本節(jié)教學,使學生能更加全面、深入認識功和能的關系,為學生今后能夠運用功和能的觀點分析熱學、電學知識,為學生更好理解自然界中另一重要規(guī)律能的轉(zhuǎn)化和守恒定律打下基礎。
二、重點、難點分析
1.重點是使學生認識和理解物體機械能變化的規(guī)律,掌握應用這一規(guī)律解決問題的方法。在此基礎上,深入理解和認識功和能的關系。
2.本節(jié)教學實質(zhì)是滲透功能原理的觀點,在教學中不必出現(xiàn)功能原理的名稱。功能原理內(nèi)容與動能定理的區(qū)別和聯(lián)系是本節(jié)教學的難點,要解決這一難點問題,必須使學生對功是能量轉(zhuǎn)化的量度的認識,從籠統(tǒng)、膚淺地了解深入到十分明確認識某種形式能的變化,用什么力做功去量度。
3.對功、能概念及其關系的認識和理解,不僅是本節(jié)、本章教學的重點和難點,也是中學物理教學的重點和難點之一。通過本節(jié)教學應使學生認識到,在今后的學習中還將不斷對上述問題作進一步的分析和認識。
三、教具
投影儀、投影片等。
四、主要教學過程
(一)引入新課
結(jié)合復習機械能守恒定律引入新課。
提出問題:
1.機械能守恒定律的內(nèi)容及物體機械能守恒的條件各是什么?
評價學生回答后,教師進一步提問引導學生思考。
2.如果有重力、彈簧彈力以外其它力對物體做功,物體的機械能如何變化?物體機械能的變化和哪些力做功有關呢?物體機械能變化的規(guī)律是什么呢?
教師提出問題之后引起學生的注意,并不要求學生回答。在此基礎上教師明確指出:
機械能守恒是有條件的。大量現(xiàn)象表明,許多物體的機械能是不守恒的。例如從車站開出的車輛、起飛或降落的飛機、打入木塊的子彈等等。
分析上述物體機械能不守恒的原因:從車站開出的車輛機械能增加,是由于牽引力(重力、彈力以外的力)對車輛做正功;射入木塊后子彈的機械能減少,是由于阻力對子彈做負功。
重力和彈力以外的其它力對物體做功和物體機械能變化有什么關系,是本節(jié)要研究的中心問題。
(二)教學過程設計
提出問題:下面我們根據(jù)已掌握的動能定理和有關機械能的知識,分析物體機械能變化的規(guī)律。
1.物體機械能的變化
問題:質(zhì)量m的小滑塊受平行斜面向上拉力F作用,沿斜面從高度h1上升到高度h2處,其速度由v1增大到v2,如圖所示,分析此過程中滑塊機械能的變化與各力做功的關系。
引導學生根據(jù)動能定理進一步分析、探討小滑塊機械能變化與做功的關系。歸納學生分析,明確:
選取斜面底端所在平面為參考平面。根據(jù)動能定理W=Ek,有由幾何關系,有sinL=h2-h1即FL-fL=E2-E1=E
引導學生理解上式的物理意義。在學生回答的基礎上教師明確指出:
(1)有重力、彈簧彈力以外的其它力對物體做功,是使物體機械能發(fā)生變化的原因;
(2)重力和彈簧彈力以外其它力對物體所做功的代數(shù)和,等于物體機械能的變化量。這是物體機械能變化所遵循的基本規(guī)律。
2.對物體機械能變化規(guī)律的進一步認識
(1)物體機械能變化規(guī)律可以用公式表示為W外=E2-E1或W外=E
其中W外表示除重力、彈簧彈力以外其它力做功的代數(shù)和,E1、E2分別表示物體初、末狀態(tài)的機械能,E表示物體機械能變化量。
(2)對W外=E2-E1進一步分析可知:
(i)當W外0時,E2E1,物體機械能增加;當W外0時,E2
(ii)若W外=0,則E2=E1,即物體機械能守恒。由此可以看出,W外=E2-E1是包含了機械能守恒定律在內(nèi)的、更加普遍的功和能關系的表達式。
(3)重力、彈簧彈力以外其它力做功的過程,其實質(zhì)是其它形式的能與機械能相互轉(zhuǎn)化的過程。
例1.質(zhì)量4.0103kg的汽車開上一山坡。汽車沿山坡每前進100m,其高度升高2m。上坡時汽車速度為5m/s,沿山坡行駛500m后速度變?yōu)?0m/s。已知車行駛中所受阻力大小是車重的0.01倍,試求:(1)此過程中汽車所受牽引力做功多少?(2)汽車所受平均牽引力多大?取g=10m/s2。本題要求用物體機械能變化規(guī)律求解。
引導學生思考與分析:
(1)如何依據(jù)W外=E2-E1求解本題?應用該規(guī)律求解問題時應注意哪些問題?
(2)用W外=E2-E1求解本題,與應用動能定理W=Ek2-Ek1有什么區(qū)別?
歸納學生分析的結(jié)果,教師明確給出例題求解的主要過程:
取汽車開始時所在位置為參考平面,應用物體機械能變化規(guī)律W外=E2-E1解題時,要著重分析清楚重力、彈力以外其它力對物體所做的功,以及此過程中物體機械能的變化。這既是應用此規(guī)律解題的.基本要求,也是與應用動能定理解題的重要區(qū)別。
例2.將一個小物體以100J的初動能從地面豎直向上拋出。物體向上運動經(jīng)過某一位置P時,它的動能減少了80J,此時其重力勢能增加了60J。已知物體在運動中所受空氣阻力大小不變,求小物體返回地面時動能多大?
引導學生分析思考:
(1)運動過程中(包括上升和下落),什么力對小物體做功?做正功還是做負功?能否知道這些力對物體所做功的比例關系?
(2)小物體動能、重力勢能以及機械能變化的關系如何?每一種形式能量的變化,應該用什么力所做的功量度?
歸納學生分析的結(jié)果,教師明確指出:
(1)運動過程中重力和阻力對小物體做功。
(2)小物體動能變化用重力、阻力做功的代數(shù)和量度;重力勢能的變化用重力做功量度;機械能的變化用阻力做功量度。
(3)由于重力和阻力大小不變,在某一過程中各力做功的比例關系可以通過相應能量的變化求出。
(4)根據(jù)物體的機械能E=Ek+Ep,可以知道經(jīng)過P點時,物體動能變化量大小Ek=80J,機械能變化量大小E=20J。
例題求解主要過程:
上升到最高點時,物體機械能損失量為
由于物體所受阻力大小不變,下落過程中物體損失的機械能與上升過程相同,因此下落返回地面時,物體的動能大小為
Ek=Ek0-2E=50J
本例題小結(jié):
通過本例題分析,應該對功和能量變化有更具體的認識,同時應注意學習綜合運用動能定理和物體機械能變化規(guī)律解決問題的方法。
思考題(留給學生課后練習):
(1)運動中物體所受阻力是其重力的幾分之幾?
(2)物體經(jīng)過P點后還能上升多高?是前一段高度的幾分之幾?
五、課堂小結(jié)
本小結(jié)既是本節(jié)課的第3項內(nèi)容,也是本章的小結(jié)。
3.功和能
(1)功和能是不同的物理量。能是表征物理運動狀態(tài)的物理量,物體運動狀態(tài)發(fā)生變化,物體運動形式發(fā)生變化,物體的能都相應隨之變化;做功是使物體能量發(fā)生變化的一種方式,物體能量的變化可以用相應的力做功量度。
(2)力對物體做功使物體能量發(fā)生變化,不能理解為功變成能,而是通過力做功的過程,使物體之間發(fā)生能量的傳遞與轉(zhuǎn)化。
(3)力做功可以使物體間發(fā)生能的傳遞與轉(zhuǎn)化,但能的總量是保持不變的。自然界中,物體的能量在傳遞、轉(zhuǎn)化過程中總是遵循能量守恒這一基本規(guī)律的。
六、說明
本節(jié)內(nèi)容的處理應根據(jù)學生具體情況而定,學生基礎較好,可介紹較多內(nèi)容;學生基礎較差,不一定要求應用物體機械能變化規(guī)律解題,只需對功和能關系有初步了解即可。
高一物理教案5
教學目標
知識目標
(1)認識物體間的作用是相互的;
。2)會用準確的文字敘述牛頓第三定律;
(3)理解作用力和反作用力的關系與兩個物體相互作用的方式、相互作用時的運動狀態(tài)均無關;
。4)理解作用力和反作用力是分別作用在兩個不同的物體上或分別作用在一個物體的兩部分上.這兩個力之間不存在平衡的問題,兩個力各自引起的效果一般是不同的.
。5)理解作用力與反作用力是同時產(chǎn)生、同時消失、同樣變化、同一性質(zhì)的力.
。6)能區(qū)分相互平衡的兩個力與一對作用力、反作用力.
。7)能綜合運用牛頓第二、第三定律綜合解決有關問題.
能力目標
培養(yǎng)語言表達能力、觀察能力.
情感目標
與實際問題相結(jié)合,培養(yǎng)學習興趣.
教學建議
教材分析
先通過大量的實例和分析,讓學生再一次體會力是物體間的相互作用,建立作用力和反作用力的概念.然后通過小實驗給出牛頓第三定律,并討論牛頓第三定律在生活和生產(chǎn)中的廣泛應用.
教法建議
1、本節(jié)內(nèi)容學生在初中已有一定基礎.教學中要利用實驗、視頻資料或課件,多舉例子,讓學生觀察、體會力是物體間的相互作用,并讓學生描述物體間的相互作用,這樣不僅鍛煉了學生的'口頭表達能力,而且養(yǎng)成在分析問題時選取誰做研究對象的好習慣.
2、通過典型例子的分析,讓學生總結(jié)出相互作用力與二力平衡的異同之處,能夠很好的區(qū)別它們.
教學設計示例
教學重點:牛頓第三定律;作用力和反作用力與二力平衡的異同
教學難點:相互作用力與二力平衡的異同
示例:
一、力是物體間的相互作用
1、舉例并分析:
例1、實驗:水槽中兩個軟木塞上的鐵條和磁鐵的相互作用.(視頻資料)
問題:觀察到什么現(xiàn)象?如何解釋?(表述中要明確受力物和施力物)
例2、實驗:坐在椅子上用手推桌子,會感覺到桌子也在推我們.(具體體驗)
問題:感覺到什么?如何解釋?(表述中要明確受力物和施力物)
讓學生看書上的例子或舉例.
2、作用力和反作用力的定義.
3、作用力和反作用力的關系:
實驗:做書55頁實驗,讀出彈簧秤示數(shù),看兩個彈簧秤示數(shù)是否相等?
結(jié)論:兩個彈簧秤示數(shù)相等.改變手拉彈簧的力,兩個彈簧秤示數(shù)也隨著改變,但兩個示數(shù)總相等.說明作用力和反作用力大小相等,方向相反.
二、牛頓第三定律(反作用定律)
1、牛頓第三定律:兩個物體之間的作用力和反作用力總是大小相等,方向相反,作用在一條直線上.用公式表示為
2、區(qū)分相互作用力與平衡力
例題:粉筆盒靜止在講臺上.請分析粉筆盒受到哪幾個力的作用?它們的反作用力是什么力?作用在誰身上?(畫出示意圖)
在學生能夠正確回答后,繼續(xù)提問:粉筆盒所受到的平衡力和粉筆盒與桌子間的相互作用力有什么共同特點?有什么不同點?(以上問題根據(jù)學生情況設問)
相同點
不同點
相互作用力
大小相等,方向相反,作用在一條直線上.
兩力必性質(zhì)相同;
同時出現(xiàn),同時消失;
分別作用在兩個物體上(互為施力物和受力物);
與運動狀態(tài)及參考系無關.
平衡力
同上.
性質(zhì)可以不相同;
可以不同時消失;
同時作用在一個物體上;(研究對象)
3、牛頓第三定律在生活和生產(chǎn)中的應用:根據(jù)學生情況處理.
提供直升機螺旋槳轉(zhuǎn)動的視頻資料.
探究活動
題目:如何在拔河比賽中獲勝
組織:以自然組為小組
方式:研究方案并進行比賽
評價:可操作性、引起興趣、與實際結(jié)合.
高一物理教案6
教學目標
知識目標
。1)知道什么是單位制,知道力學中的三個基本單位;
(2)認識單位制在物理計算中的作用.
能力目標:培養(yǎng)自學能力.
情感目標:體驗自主學習.
教學建議
教材分析
本節(jié)用較短的篇幅介紹了什么是單位制、什么是基本單位、什么是導出單位.
介紹了力學中的三個基本單位.明確了物理公式在確定物理量的數(shù)量關系的同時,也確定了物理量的單位關系.
教法建議
如何確定一個物理量的單位和如何使用單位的問題已經(jīng)滲透在平日的`教學當中了,這里可以采用自學的方法學習.
探究活動
題目:研究某一物理基本單位的由來
組織:個人
形式:查閱資料,撰寫文章.
高一物理教案7
教學目標
1. 知道聲音是由物體振動發(fā)生的。
2. 知道聲音傳播需要介質(zhì),聲音在不同介質(zhì)中傳播的速度不同,知道聲音在空氣中的傳播速度。
3.知道回聲現(xiàn)象和回聲測距離。
重點 聲音發(fā)生和傳播
難點 回聲測距離
教具演示
音叉,乒乓球
學生 橡皮筋
一引入新課我們有兩只耳朵,能聽到各種各樣的聲音,聽老師講課,可以獲得各種知識,聽電臺廣播可以知道天下大事,聲音是我們了解周圍事物的重要渠道,那么,聲音是怎樣發(fā)生的?它是怎么傳到我們耳朵?
教學過程設計
一.聲音的發(fā)生
。1)演示課本圖3-1,引導學生觀察音叉發(fā)生時叉股在振動。
。2)隨堂學生實驗:做課本圖3-1撥動張緊的橡皮筋。
。3)隨堂學生實驗:做課本圖3-1用手指摸著頸前喉頭部分,同時發(fā)聲。 小結(jié):歸納以上實驗,引導學生自己總結(jié)出“聲音的發(fā)生是由于物體的振動”。指出鳥、蟋蟀和其他一些昆蟲發(fā)聲也是由于振動。
二.聲音的傳播
(1)課本圖3-2實驗 問:右邊音叉的振動通過什么傳給了左邊的音叉?-(空氣)
。2)游泳時,潛入水中也能聽到聲音,說明液體也能傳聲。
(3)隨堂實驗:把耳朵貼近桌面,用手敲桌板,可聽見清晰的敲擊聲,說明固體也能傳聲。小結(jié):聲音能靠任何氣體、液體、固體物體作媒介傳播出去,這些作為傳播媒介的物質(zhì)稱為介質(zhì)。而真空不能傳聲。
三.聲音的'傳播速度學生對比表中的一些聲速并找出空氣中15攝氏度的聲速。聲音在固體、液體中比在空氣中傳播得快。觀察音叉振動觀察橡皮筋振動感覺喉頭振動歸納觀察左邊乒乓球思考回想實驗查表,并比較
四.回聲
。1)回聲:回聲是聲音在傳播中遇到障礙物反射回來的現(xiàn)象。講述為什么有時候能聽到回聲,有時又不能。原聲與回聲要隔0.1s以上我們才能聽見回聲。請同學們算一算我們要聽見回聲,離障礙物體至少要多遠。(17米)
。2)利用回聲測距離 例題:某同學站在山崖前向山崖喊了一聲,經(jīng)過1.5秒后聽見回聲,求此同學離山崖多遠?已知:v=340m/s ; t=1.5s求:S解:s=vt1=340m/s×1/2×1.5s=255m答:略
五.小結(jié) 計算練習學生解題
六.思考與作業(yè) P43-3
七. 板書
第四章聲現(xiàn)象
第一節(jié)聲音的發(fā)生和傳播
一.發(fā)生
1. 一切發(fā)聲的物體都在振動。
2. 振動停止,發(fā)聲也停止。
二.聲音傳播
1. 聲音靠介質(zhì)(任何氣體、液體和固體)傳播。
2. 聲速(15℃)340m/s
3. 聲速由大到小排列:固體、液體、氣體。
三.回聲
1.回聲是聲音在傳播中遇到障礙物反射回來的現(xiàn)象。(聽到回聲條件:0.1s以上,17米)
2.利用回聲測距離:s=1/2s總=1/2vt。
高一物理教案8
一、教學目標
1。在機械能守恒定律的基礎上,研究有重力、彈簧彈力以外其它力做功的情況,處理這類問題的。
2。對功和能及其關系的理解和認識是本章教學的重點內(nèi)容,本節(jié)教學是本章教學內(nèi)容的總結(jié)。通過本節(jié)教學使更加深入理解功和能的關系,明確物體機械能變化的規(guī)律,并能應用它處理有關問題。
3。通過本節(jié)教學,使學生能更加全面、深入認識功和能的關系,為學生今后能夠運用功和能的觀點分析熱學、電學,為學生更好理解自然界中另一重要規(guī)律——能的轉(zhuǎn)化和守恒定律打下基礎。
二、重點、難點分析
1。重點是使學生認識和理解物體機械能變化的規(guī)律,掌握應用這一規(guī)律解決問題的方法。在此基礎上,深入理解和認識功和能的關系。
2。本節(jié)教學實質(zhì)是滲透功能原理的觀點,在教學中不必出現(xiàn)功能原理的名稱。功能原理內(nèi)容與動能定理的區(qū)別和聯(lián)系是本節(jié)教學的難點,要解決這一難點問題,必須使學生對“功是能量轉(zhuǎn)化的量度”的認識,從籠統(tǒng)、膚淺地了解深入到十分明確認識“某種形式能的變化,用什么力做功去量度”。
3。對功、能概念及其關系的認識和理解,不僅是本節(jié)、本章教學的重點和難點,也是物理教學的重點和難點之一。通過本節(jié)教學應使學生認識到,在今后的學習中還將不斷對上述問題作進一步的分析和認識。
三、教具
投影儀、投影片等。
四、主要教學過程
(一)引入新課
結(jié)合機械能守恒定律引入新課。
提出問題:
1。機械能守恒定律的內(nèi)容及物體機械能守恒的條件各是什么?
評價學生回答后,進一步提問引導學生思考。
2。如果有重力、彈簧彈力以外其它力對物體做功,物體的機械能如何變化?物體機械能的變化和哪些力做功有關呢?物體機械能變化的規(guī)律是什么呢?
教師提出問題之后引起學生的注意,并不要求學生回答。在此基礎上教師明確指出:
機械能守恒是有條件的。大量現(xiàn)象表明,許多物體的機械能是不守恒的。例如從車站開出的車輛、起飛或降落的.飛機、打入木塊的子彈等等。
分析上述物體機械能不守恒的原因:從車站開出的車輛機械能增加,是由于牽引力(重力、彈力以外的力)對車輛做正功;射入木塊后子彈的機械能減少,是由于阻力對子彈做負功。
重力和彈力以外的其它力對物體做功和物體機械能變化有什么關系,是本節(jié)要研究的中心問題。
(二)教學過程設計
提出問題:下面我們根據(jù)已掌握的動能定理和有關機械能的知識,分析物體機械能變化的規(guī)律。
1。物體機械能的變化
問題:質(zhì)量m的小滑塊受平行斜面向上拉力F作用,沿斜面從高度h1上升到高度h2處,其速度由v1增大到v2,如圖所示,分析此過程中滑塊機械能的變化與各力做功的關系。
引導學生根據(jù)動能定理進一步分析、探討小滑塊機械能變化與做功的關系。歸納學生分析,明確:
選取斜面底端所在平面為參考平面。根據(jù)動能定理∑W=ΔEk,有
由幾何關系,有sinθL=h2-h1
即FL-fL=E2-E1=ΔE
引導學生理解上式的物理意義。在學生回答的基礎上教師明確指出:
(1)有重力、彈簧彈力以外的其它力對物體做功,是使物體機械能發(fā)生變化的原因;
(2)重力和彈簧彈力以外其它力對物體所做功的代數(shù)和,等于物體機械能的變化量。這是物體機械能變化所遵循的基本規(guī)律。
2。對物體機械能變化規(guī)律的進一步認識
(1)物體機械能變化規(guī)律可以用公式表示為W外=E2-E1或W外=ΔE
其中W外表示除重力、彈簧彈力以外其它力做功的代數(shù)和,E1、E2分別表示物體初、末狀態(tài)的機械能,ΔE表示物體機械能變化量。
(2)對W外=E2-E1進一步分析可知:
(i)當W外>0時,E2>E1,物體機械能增加;當W外<0時,E2
(ii)若W外=0,則E2=E1,即物體機械能守恒。由此可以看出,W外=E2-E1是包含了機械能守恒定律在內(nèi)的、更加普遍的功和能關系的表達式。
(3)重力、彈簧彈力以外其它力做功的過程,其實質(zhì)是其它形式的能與機械能相互轉(zhuǎn)化的過程。
例1。質(zhì)量4。0×103kg的汽車開上一山坡。汽車沿山坡每前進100m,其高度升高2m。上坡時汽車速度為5m/s,沿山坡行駛500m后速度變?yōu)?0m/s。已知車行駛中所受阻力大小是車重的0。01倍,試求:(1)此過程中汽車所受牽引力做功多少?(2)汽車所受平均牽引力多大?取g=10m/s2。本題要求用物體機械能變化規(guī)律求解。
引導學生思考與分析:
(1)如何依據(jù)W外=E2-E1求解本題?應用該規(guī)律求解問題時應注意哪些問題?
(2)用W外=E2-E1求解本題,與應用動能定理∑W=Ek2-Ek1有什么區(qū)別?
歸納學生分析的結(jié)果,教師明確給出例題求解的主要過程:
取汽車開始時所在位置為參考平面,應用物體機械能變化規(guī)律W外=E2-E1解題時,要著重分析清楚重力、彈力以外其它力對物體所做的功,以及此過程中物體機械能的變化。這既是應用此規(guī)律解題的基本要求,也是與應用動能定理解題的重要區(qū)別。
例2。將一個小物體以100J的初動能從地面豎直向上拋出。物體向上運動經(jīng)過某一位置P時,它的動能減少了80J,此時其重力勢能增加了60J。已知物體在運動中所受空氣阻力大小不變,求小物體返回地面時動能多大?
引導學生分析思考:
(1)運動過程中(包括上升和下落),什么力對小物體做功?做正功還是做負功?能否知道這些力對物體所做功的比例關系?
(2)小物體動能、重力勢能以及機械能變化的關系如何?每一種形式能量的變化,應該用什么力所做的功量度?
歸納學生分析的結(jié)果,教師明確指出:
(1)運動過程中重力和阻力對小物體做功。
(2)小物體動能變化用重力、阻力做功的代數(shù)和量度;重力勢能的變化用重力做功量度;機械能的變化用阻力做功量度。
(3)由于重力和阻力大小不變,在某一過程中各力做功的比例關系可以通過相應能量的變化求出。
(4)根據(jù)物體的機械能E=Ek+Ep,可以知道經(jīng)過P點時,物體動能變化量大小ΔEk=80J,機械能變化量大小ΔE=20J。
例題求解主要過程:
上升到最高點時,物體機械能損失量為
由于物體所受阻力大小不變,下落過程中物體損失的機械能與上升過程相同,因此下落返回地面時,物體的動能大小為
E′k=Ek0-2ΔE′=50J
本例題小結(jié):
通過本例題分析,應該對功和能量變化有更具體的認識,同時應注意學習綜合運用動能定理和物體機械能變化規(guī)律解決問題的方法。
思考題(留給學生課后練習):
(1)運動中物體所受阻力是其重力的幾分之幾?
(2)物體經(jīng)過P點后還能上升多高?是前一段高度的幾分之幾?
五、小結(jié)
本小結(jié)既是本節(jié)課的第3項內(nèi)容,也是本章的小結(jié)。
3。功和能
(1)功和能是不同的物理量。能是表征物理運動狀態(tài)的物理量,物體運動狀態(tài)發(fā)生變化,物體運動形式發(fā)生變化,物體的能都相應隨之變化;做功是使物體能量發(fā)生變化的一種方式,物體能量的變化可以用相應的力做功量度。
(2)力對物體做功使物體能量發(fā)生變化,不能理解為功變成能,而是通過力做功的過程,使物體之間發(fā)生能量的傳遞與轉(zhuǎn)化。
(3)力做功可以使物體間發(fā)生能的傳遞與轉(zhuǎn)化,但能的總量是保持不變的。自然界中,物體的能量在傳遞、轉(zhuǎn)化過程中總是遵循能量守恒這一基本規(guī)律的。
六、說明
本節(jié)內(nèi)容的處理應根據(jù)學生具體情況而定,學生基礎較好,可介紹較多內(nèi)容;學生基礎較差,不一定要求應用物體機械能變化規(guī)律解題,只需對功和能關系有初步了解即可。
高一物理教案9
[教學要求]
1、力的示意圖
2、力的分類
[重點難點]
1、力的分類
[教學要求]
1、力的示意圖:(表示力的意思的圖,一為逗樂,二為揭示物體名詞的命名方式)
用有向線段表示力的方向和作用點的圖,叫做力的示意圖。(力的圖示和力的示意圖的區(qū)別在于,力的圖示除表示力的方向和作用點外,還表示力的大小。即力的大小、方向、作用點,正好是力的三要素。而力的示意圖中并不表示力的大小)
2、力的分類(力有許多種分類方式,比如力可以分成接觸力和非接觸力。但今天我們學習的是其它的分類方法)
①按力的性質(zhì)分--重力、摩擦力;彈力、電場力、磁場力、分子力等(性質(zhì)力)
②按力的效果分--引力、斥力;壓力、支持力、浮力、動力、阻力、拉力等
(每個分類前兩個力的后面之所以用分號分開,目的`是說,前面的兩個力老師直接給出它們是什么力,也通過這四個力讓同學們知道什么是“性質(zhì)力”什么是“效果力”。后面的力,告訴同學們名稱,讓同學們試著自己分析是性質(zhì)力還是效果力。以增強同學們的分析能力。這比直接把幾個力都寫出來效果好多了。)
(這里還有兩個沒有學過的知識,老師可以提前簡單地做一下介紹。第一個是“彈力”,我告訴同學們說,“彈力”這一概念是中學物理中同學們遇到的第一個難理解的概念,它包括三層含義,先是“變形”二是“恢復原狀”,三是“產(chǎn)生彈力”,然后敘述:發(fā)生形變的物體,由于要恢復原狀,對跟它接觸的物體產(chǎn)生力的作用,這個力就是彈力。第二個是“電場力”,讓同學們想象小學學到的“摩擦起電”中帶電體吸引輕小物體,初中學到的“同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引”,實際上物理學上把這種力叫做電場力;同理,磁體間的作用力就叫磁場力。)
(實際上到目前為止,我們所見到的性質(zhì)力一般不超過這六種)
鞏固練習(練習時間:三分鐘)
把下列的力按“性質(zhì)力”和“效果力”進行分類
彈力、重力、動力、摩擦力、磁力、阻力、壓力、支持力、拉力、斥力、引力。
高一物理教案10
主要內(nèi)容:
一、單位制
1。基本物理量:反映物理學基本問題的物理量。如力學中有三個基本物理量質(zhì)量、時間和長度。因為世界是由運動著的物質(zhì)組成的,物理學的研究對象是物質(zhì)的帶有普遍性的運動,首先應考察物質(zhì)的多少和運動的最簡單的形式(物質(zhì)的空間位置隨時間的變化),抓住質(zhì)量(物質(zhì)的多少)、時間和長度(空間改變的量度)這三個物理量,就抓住了力學的基本問題,才可進一步討論其他力學問題。
2;締挝唬核x定的基本物理量的(所有)單位都叫做基本單位,如在力學中,選定長度、質(zhì)量和時間這三個基本物理量的單位作為基本單位:
長度一一cm、m、km等;
質(zhì)量一g、kg等;
時間s、min、h等。
3。導出單位:根據(jù)物理公式和基本單位,推導出其它物理量的單位叫導出單位。
物理公式在確定物理量的數(shù)量關系的同時,也確定了物理量的單位關系,如位移用m作單位,時間用s作單位,由速度公式v=s/t推導出來的速度的單位就是m/s。若位移用km作單位,時間用h作單位,由速度公式v=s/t推導出來的速度的單位就是km/h。
4。單位制:基本單位和導出單位一起組成了單位制。
由基本單位和導出單位一起組成了單位制。選定基本物理量的不同單位作為基本單位,可以組成不同的單位制,如歷史上力學中出現(xiàn)了厘米克秒制和米千克秒制兩種不同的單位制,工程技術(shù)領域還有英尺秒磅制等。
二、力學中的國際單位制
1。由于基本物理量的選取和基本單位的規(guī)定都帶有一定程度的任意性,中外歷史上曾出現(xiàn)過許多單位制(如我國在單位中出現(xiàn)的斤、兩、尺、寸等),這就阻礙了國際及社會交往。為了建立一種簡單、科學、實用的計量單位制,國際米制公約各成員國(我國1997年加入)于1960年通過采用一種以米制為基礎發(fā)展起來的國際單位制(國際代號為SI),F(xiàn)有82個國家與地區(qū)采用,國際上許多經(jīng)濟組織和科學技術(shù)組織都宣布采用。國際單位制的推行,對世界計量科學的進步、世界科學技術(shù)的交流和發(fā)展起了非常重大的作用;隨著經(jīng)濟全球化,越來越顯示出其重要意義。我們要掌握好國際單位制。
2。力學中的國際單位制
、倩締挝
長度的單位:m(米),
質(zhì)量的單位:kg(千克),
時間的單位:s(秒)。
②導出單位
速度的.單位:m/s(米/秒),
加速度的單位:m/s2(米/秒2,讀作米每二次方秒),
力的單位:N(kgm/s2,牛頓)等等。
、圩⒁猓
A。物理學中國際單位制的基本單位共有七個:已學過的有米(m)、千克(kg)、秒(s);今后將陸續(xù)學到安培(A)、開(K)、摩爾(mo1)、坎(cd)。
B。注意書寫方式的規(guī)范化:凡表示物理量的符號一律用斜體(如位移、路程符號用s),凡表示單位的符號一律用正體(如時間的單位s)。另外注意符號有大寫、小寫之分等。
【說明】
(1)力學中還有采用厘米(長度單位)、克(質(zhì)量單位)、秒(時間單位)作為基本單位組成了一種單位制厘米克秒制。
(2)在物理計算中所有各量都應化為同一單位制中。在中學物理計算中一般采用國際單位制。
三、單位制在物理計算中的作用
1?蓪τ嬎憬Y(jié)果的正、誤進行檢驗。如用力學國際單位制計算時,只有所求物理量的計算結(jié)果的單位和該物理量在力學國際單位制中的單位完全一致時,該運算過程才可能是正確的。若所求物理量的單位不對,則結(jié)果一定錯。
2。用同一單位制進行計算時,可以不必一一寫出各個已知量的單位(但各已知量的數(shù)字必須是用同一單位制中單位換算出來的數(shù)字,如題給條件是v=54km/h,用力學國際單位制時一定要換算成v=15m/s,數(shù)字是15,而非54),只在計算結(jié)果的數(shù)字后面寫出所求物理量在該單位制下的單位即可,這樣可以簡化計算。
3。注意:高中學習階段,要求計算時一律用力學國際單位制,故一定要掌握好力學國際單位制中物理量的單位(名稱和符號)。
課堂訓練:
課后作業(yè):
1。下列關于單位制及其應用的說法中,正確的是:( )
A;締挝缓推鋵С鰡挝灰黄鸾M成了單位制。
B。選用的基本單位不同,構(gòu)成的單位制也不同。
C。在物理計算中,如果所有已知量都用同一單位制中的單位表示,只要正確應用物理公式其結(jié)果就一定是用這個單位制中的單位來表示的。
D。一般說來,物理公式主要確定各物理量間的數(shù)量關系,并不一定同時確定單位關系。
2。在國際單位制中,力學的三個基本單位是________、_______、_______。
3。試根據(jù)有關物理公式,由國際單位制中力學的基本單位推導出速度、加速度、力等物
理量的單位。在厘米、克、秒制中,力的單位是達因,試證明l牛頓=105達因。
4,F(xiàn)有下列的物理量或單位,按下面的要求把相關字母填空;
A。密度;B。m/s;C。N;D。加速度;E。質(zhì)量;F。s;G。cm;H。長度;I。時間;J。kg;
(1)屬于物理量的是______________。
(2)在國際單位制中,作為基本單位的物理量有______________。
(3)在國際單位制中基本單位是______________, 屬于導出單位的是____________。
閱讀材料:米制、國際單位制和法定計量單位
米制起源較早。自1791年法國國民議會通過建立以長度單位米為基礎的計量單位以來,迄今已有二百年的歷史。米制單位是十進位的,又有專門的詞頭構(gòu)成主單位的倍數(shù)單位和分數(shù)單位,而且基本單位都具有比較科學的、能以較高精度復現(xiàn)的基準器。由于它有這些優(yōu)點,逐漸為其他國家所接受。但是,隨著科學技術(shù)的發(fā)展,又由米制中派生出各種不同的單位制,如厘米、克、秒制,米,千克,秒制等等。這樣一來,米制已經(jīng)不是一個單一的單位制了,而且出現(xiàn)了一些具有專門名稱的單位,它們之間缺乏科學的聯(lián)系,并且存在著相互矛盾的現(xiàn)象。
國際單位制誕生于1960年,它來源于米制,繼承了米稍的優(yōu)點(如十進位,用專門詞頭構(gòu)成十進倍數(shù)與分數(shù)單位等),同時克服了米制的缺點(如多種單位并存),是米制的現(xiàn)代形式。國際單位制以米、千克、秒、安培、開爾文、坎德拉、摩爾七個單位作為基本單位,并把詞頭擴大到從10-18到1018的范圍,同時保留了少數(shù)廣泛使用的國際制以外的單往,以適應各個學科的需要,它比米制更科學、更完善了。
我國政府于19114年2月27日發(fā)布了《中華人民共和國法定計量單位》和統(tǒng)一實行法定計量單位的命令;這個法定計量單位是在國際制單位的基礎上:增加了十五個非國際制單位構(gòu)成的。增加的十五個非國際制單位中,有十個(其中包括三個時間單位、三個平面角單位、兩個質(zhì)量單位、一個體積單位和一個能量單位)是國際計量局規(guī)定可以與圈際制單位并用的單位;有二個(其中包括一個長度單位和一個速度單位)是國際計量局規(guī)定可以暫時與國際制單位并用的單位;只有三個是根據(jù)我國情況選用的單位。
高一物理教案11
教學目標
知識目標
1、初步理解速度—時間圖像。
2、理解什么是勻變速直線運動。
能力目標
進一步訓練用圖像法表示物理規(guī)律的能力。
情感目標
滲透從簡單問題入手及理想化的思維方法。
教材分析
本節(jié)內(nèi)容是本單元的基礎,是進一步學習加速度概念及勻變速運動規(guī)律的重要前提.教材主要有兩個知識點:速度—時間圖像和勻變速直線運動的定義.教材的編排自然順暢,便于學生接受,先給出勻速直線運動的速度—時間圖像,再根據(jù)具體的實例(汽車做勻加速運動),進一步突出了“圖像通常是根據(jù)實驗測定的數(shù)據(jù)作出的”這一重要觀點,并很自然地給出勻變速直線運動的定義,最后,闡述了從簡單情況入手,及理想化的處理方法,即有些變速運動通?山瓶醋鲃蜃兯龠\動來處理.
教法建議
對速度——時間圖像的學習,要給出物體實際運動的情況,讓學生自己建立圖像,體會建立圖像的一般步驟,并與位移圖像進行對比.對勻變速直線運動的概念的學習,也要通過分析具體的實例,認真體會“在相等的時間內(nèi)速度變化相等”的特點,教師也可以給出速度變化相同,但是所用時間不等的.例子,或時間相同,速度變化不等的例子,讓學生判斷是否是勻變速直線運動。
教學設計示例
教學重點:速度——時間圖像,勻變速直線運動的定義.
教學難點:對圖像的處理.
主要設計:
1、展示課件:教材圖2—15的動態(tài)效果(配合兩個做勻速運動的物體)體會速度——時間圖像的建立過程.
2、提問:如何從速度——時間圖像中求出物體在一段時間內(nèi)的位移?
3、上述兩個運動的位移——時間圖像是怎樣的?
。ㄗ屚瑢W自己畫出,并和速度——時間圖像進行對比)
4、展示課件圖2—17的動態(tài)效果〔配合做勻加速運動的汽車運行情況(顯示速度計)
引導同學:采集實驗數(shù)據(jù),建立坐標系,描點做圖.
5、展示課件圖2—18的動態(tài)效果(配合做勻減速運動的汽車)
引導同學:畫出它的速度——時間圖像.
6、提問:上述兩個汽車運動過程有什么特點?
引導同學發(fā)現(xiàn)“在相等的時間內(nèi)速度的改變相等”的特點.
7、舉例:
、偎俣雀淖兿嗟,所用時間不等的情況.
、诮(jīng)過相同時間,速度改變不相等的情況.
8、小結(jié):什么是勻變速直線運動?什么是勻加速直線運動?什么是勻減速直線運動?
探究活動
請你坐上某路公共汽車(假設汽車在一條直線上行駛)觀察汽車的速度表和自己的手表,采集數(shù)據(jù),即記錄汽車在不同時刻的速度,之后把你采集的數(shù)據(jù)用速度——時間圖像表示出來,并將你的結(jié)果講給周圍人聽。
高一物理教案12
(一)教學目的
初步認識與非門可以代替與門、非門。
。ǘ⿲嶒炂鞑
T065或74LS00型二輸入端四與非門集成電路兩塊,100歐定值電阻1只,GD55—2型發(fā)光二極管1只,常閉按鈕開關兩個,一號干電池三節(jié)(附電池盒),MG42—20A型光敏電阻1只。
(三)教學過程
1.復習
我們已經(jīng)學過了與門、非門、與非門三種門電路,同學們還記得與門、非門、與非門使電路閉合的條件嗎?同學們邊回答,老師邊板書:
(與門輸入端都是高電位時非門輸入端是低電位時與非門只要有一個輸入端是低電位)
與非門是最常見的門電路,這是因為不但它本身很有用而且在沒有專用的非門、與門時(為了生產(chǎn)、調(diào)試的方便與規(guī)范,在集成電路產(chǎn)品中沒有與門、非門,而只供應與非門),可以用與非門來分別代替它們。今天我們就學習如何把與非門作為與門、非門使用。板書:
(第六節(jié)與非門作為與門、非門)
2.進行新課
(1)用與非門作為非門
同學們,現(xiàn)在我們研究只應用與非門的一個輸入端A(或B),另一個輸入端B(或A)空著,這個與非門的開關條件。
問:把這個與非門的A與低電位相接時,它的輸出端是高電位還是低電位?把它當作一個電路的開關,此時電路是開的.,還是關的?(高電位,關的)
問:把這個與非門的A與高電位相接時,它的輸出端是高電位還是低電位?這個開關電路是開的,還是關的?(低電位,開的)
問:這樣使用與非門,這個與非門可不可以看作是個非門(與本節(jié)課復習中的板書呼應)?(可以)
板書:
高一物理教案13
學習目標:
1。知道滑動摩擦產(chǎn)生的條件,會正確判斷滑動摩擦力的方向。
2。會用公式F=μFN計算滑動摩擦力的大小,知道影響動摩擦因數(shù)的大小因素。
3。知道靜摩擦力的產(chǎn)生條件,能判斷靜摩擦力的有無以及大小和方向。
4。理解最大靜摩擦力。能根據(jù)二力平衡條件確定靜摩擦力的大小。
學習重點:1;瑒幽Σ亮Ξa(chǎn)生的條件及規(guī)律,并會用F摩=μFN解決具體問題。
2。靜摩擦力產(chǎn)生的條件及規(guī)律,正確理解最大靜摩擦力的概念。
學習難點:
1。正壓力FN的確定。
2。靜摩擦力的有無、大小的判定。
主要內(nèi)容:
一、摩擦力
一個物體在另一個物體上滑動時,或者在另一個物體上有滑動的趨勢時我們會感到它們之間有相互阻礙的作用,這就是摩擦,這種情況下產(chǎn)生力我們就稱為摩擦力。固體、液體、氣體的接觸面上都會有摩擦作用。
二、滑動摩擦力
1。產(chǎn)生:一個物體在另一個物體表面上相對于另一個物體發(fā)生相對滑動時,另一個物體阻礙它相對滑動的力稱為滑動摩擦力。
2。產(chǎn)生條件:相互接觸、相互擠壓、相對運動、表面粗糙。
、賰蓚物體直接接觸、相互擠壓有彈力產(chǎn)生。
摩擦力與彈力一樣屬接觸作用力,但兩個物體直接接觸并不擠壓就不會出現(xiàn)摩擦力。擠壓的效果是有壓力產(chǎn)生。壓力就是一個物體對另一個物體表面的垂直作用力,也叫正壓力,壓力屬彈力,可依上一節(jié)有關彈力的知識判斷有無壓力產(chǎn)生。
、诮佑|面粗糙。當一個物體沿另一物體表面滑動時,接觸面粗糙,各凹凸不平的部分互相嚙合,形成阻礙相對運動的力,即為摩擦力。凡題中寫明“接觸面光滑”、“光滑小球”等,統(tǒng)統(tǒng)不考慮摩擦力(“光滑”是一個理想化模型)。
③接觸面上發(fā)生相對運動。
特別注意:“相對運動”與“物體運動”不是同一概念,“相對運動”是指受力物體相對于施力物體(以施力物體為參照物)的位置發(fā)生了改變;而“物體的運動”一般指物體相對地面的位置發(fā)生了改變。
3。方向:總與接觸面相切,且與相對運動方向相反。
這里的“相對”是指相互接觸發(fā)生摩擦的物體,而不是相對別的物體。滑動摩擦力的方向跟物體的相對運動的方向相反,但并非一定與物體的運動方向相反。
4。大。号c壓力成正比F=μFN
①壓力FN與重力G是兩種不同性質(zhì)的力,它們在大小上可以相等,也可以不等,也可以毫無關系,用力將物塊壓在豎直墻上且讓物塊沿墻面下滑,物塊與墻面間的壓力就與物塊重力無關,不要一提到壓力,就聯(lián)想到放在水平地面上的物體,認為物體對支承面的壓力的大小一定等于物體的重力。
、讦淌潜壤(shù),稱為動摩擦因數(shù),沒有單位,只有大小,數(shù)值與相互接觸的______、接觸面的______程度有關。在通常情況下,μ<1。
③計算公式表明:滑動摩擦力F的大小只由μ和FN共同決定,跟物體的運動情況、接觸面的大小等無關。
5;瑒幽Σ亮Φ淖饔命c:在兩個物體的接觸面上的受力物體上。
問題:1。相對運動和運動有什么區(qū)別?請舉例說明。
2。壓力FN的值一定等于物體的重力嗎?請舉例說明。
3。滑動摩擦力的大小與物體間的接觸面積有關嗎?
4。滑動摩擦力的大小跟物體間相對運動的速度有關嗎?
三、靜摩擦力
1。產(chǎn)生:兩個物體滿足產(chǎn)生摩擦力的條件,有相對運動趨勢時,物體間所產(chǎn)生的阻礙相對運動趨勢的力叫靜摩擦力。
2。產(chǎn)生條件:
、賰晌矬w直接接觸、相互擠壓有彈力產(chǎn)生;
②接觸面粗糙;
、蹆晌矬w保持相對靜止但有相對運動趨勢。
所謂“相對運動趨勢”,就是說假設沒有靜摩擦力的存在,物體間就會發(fā)生相對運動。比如物體靜止在斜面上就是由于有靜摩擦力存在;如果接觸面光滑。沒有靜摩擦力,則由于重力的作用,物體會沿斜面下滑。
跟滑動摩擦力條件的區(qū)別是:
3。大小:兩物體間實際發(fā)生的靜摩擦力F在零和最大靜摩擦力Fmax之間
實際大小可根據(jù)二力平衡條件判斷。
4。方向:總跟接觸面相切,與相對運動趨勢相反
、偎^“相對運動趨勢的方向”,是指假設接觸面光滑時,物體將要發(fā)生的相對運動的方向。比如物體靜止在粗糙斜面上,假沒沒有摩擦,物體將沿斜面下滑,即物體靜止時相對(斜面)運動趨勢的方向是沿斜面向下,則物體所受靜摩擦力的方向沿斜面向上,與物體相對運動趨勢的方向相反。
、谂袛囔o摩擦力的方向可用假設法。其操作程序是:
A。選研究對象----受靜摩擦力作用的物體;
B。選參照物體----與研究對象直接接觸且施加靜摩擦力的物體;
C。假設接觸面光滑,找出研究對象相對參照物體的運動方向即相對運動趨勢的方向
D。確定靜摩擦力的方向一一與相對運動趨勢的方向相反
、垤o摩擦力的方向與物體相對運動趨勢的方向相反,但并非一定與物體的運動方向相反。
5。靜摩擦力的作用點:在兩物體的接觸面受力物體上。
【例一】下述關于靜摩擦力的說法正確的是:()
A。靜摩擦力的方向總是與物體運動方向相反;
B。靜摩擦力的大小與物體的正壓力成正比;
C。靜摩擦力只能在物體靜止時產(chǎn)生;
D。靜摩擦力的方向與接觸物體相對運動的趨勢相反。
D
【例二】用水平推力F把重為G的黑板擦緊壓在豎直的墻面上靜止不動,不計手指與黑板擦之間的摩擦力,當把推力增加到2F時,黑板擦所受的摩擦力大小是原來的幾倍?
摩擦力沒變,一直等于重力。
四、滑動摩擦力和靜摩擦力的比較
滑動摩擦力靜摩擦力符號及單位
產(chǎn)生原因表面粗糙有擠壓作用的物體間發(fā)生相對運動時表面粗糙有擠壓作用的物體間具有相對運動趨勢時摩擦力用f表示
單位:牛頓
簡稱:牛
符號:N
大小f=μN始終與外力沿著接觸面的分量相等
方向與相對運動方向相反與相對運動趨勢相反
問題:1。摩擦力一定是阻力嗎?
2。靜摩擦力的大小與正壓力成正比嗎?
3。最大靜摩擦力等于滑動摩擦力嗎?
課堂訓練:
1。下列關于摩擦力的說法中錯誤的是()
A。兩個相對靜止物體間一定有靜摩擦力作用。B。受靜摩擦力作用的物體一定是靜止的。
C。靜摩擦力對物體總是阻力。D。有摩擦力一定有彈力
2。下列說法中不正確的是()
A。物體越重,使它滑動時的摩擦力越大,所以摩擦力與物重成正比。
B。由μ=f/N可知,動摩擦因數(shù)與滑動摩擦力成正比,與正壓力成反比。
C。摩擦力的方向總是與物體的運動方向相反。
D。摩擦力總是對物體的運動起阻礙作用。
3。如圖所示,一個重G=200N的物體,在粗糙水平面上向左運動,物體和水平面間的摩擦因數(shù)μ=0。1,同時物體還受到大小為10N、方向向右的水平力F作用,則水平面對物體的摩擦力的大小和方向是()
A。大小是10N,方向向左。B。大小是10N,方向向右。
C。大小是20N,方向向左。D。大小是20N,方向向右。
4。粗糙的水平面上疊放著A和B兩個物體,A和B間的接觸面也是粗糙的,如果用水平力F拉B,而B仍保持靜止,則此時()
A。B和地面間的靜摩擦力等于F,B和A間的靜摩擦力也等于F。
B。B和地面間的'靜摩擦力等于F,B和A間的靜摩擦力等于零。
C。B和地面間的靜摩擦力等于零,B和A間的靜摩擦力也等于零。
D。B和地面間的靜摩擦力等于零,B和A間的靜摩擦力等于F。
答案:1。ABC2。ABCD3。D4。B
閱讀材料:從經(jīng)典力學到相對論的發(fā)展
在以牛頓運動定律為基礎的經(jīng)典力學中,空間間隔(長度)S、時間t和質(zhì)量m這三個物理量都與物體的運動速度無關。一根尺靜止時這樣長,當它運動時還是這樣長;一只鐘不論處于靜止狀態(tài)還是處于運動狀態(tài),其快慢保持不變;一個物體靜止時的質(zhì)量與它運動時的質(zhì)量一樣。這就是經(jīng)典力學的絕對時空觀。到了十九世紀末,面對高速運動的微觀粒子發(fā)生的現(xiàn)象,經(jīng)典力學遇到了困難。在新事物面前,愛因斯坦打破了傳統(tǒng)的絕對時空觀,于1905年發(fā)表了題為《論運動物體的電動力學》的論文,提出了狹義相對性原理和光速不變原理,創(chuàng)建了狹義相對論。狹義相對論指出:長度、時間和質(zhì)量都是隨運動速度變化的。長度、時間和質(zhì)量隨速度變化的關系可用下列方程來表示:,(通稱“尺縮效應”)、(通稱“鐘慢效應”)、(通稱“質(zhì)—速關系”)
上列各式里的v是物體運動的速度,C是真空中的光速,l0和l分別為在相對靜止和運動系統(tǒng)中沿速度v的方向測得的物體長度;t0和t分別為在相對靜止和運動系統(tǒng)中測得的時間;m0和m分別為在相對靜止和運動系統(tǒng)中測得的物體質(zhì)量。
但是,當宏觀物體的運動速度遠小于光速時(v<
繼狹義相對論之后,1915年愛因斯坦又建立了廣義相對論,指出空間——時間不可能離開物質(zhì)而獨立存在,空間的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)取決于物體的分布,使人類對于時間、空間和引力現(xiàn)象的認識大大深化了!蔼M義相對論”和“廣義相對論”統(tǒng)稱為相對論。
高一物理教案14
教學目標
知識與技能
1.了解人造衛(wèi)星的有關知識,正確理解人造衛(wèi)星做圓周運動時,各物理量之間的關系.
2.知道三個宇宙速度的含義,會推導第一宇宙速度.
過程與方法
通過用萬有引力定律來推導第一宇宙速度,培養(yǎng)學生運用知識解決問題的能力.
情感、態(tài)度與價值觀
1.通過介紹我國在衛(wèi)星發(fā)射方面的情況,激發(fā)學生的愛國熱情.
2.感知人類探索宇宙的夢想,促使學生樹立獻身科學的人生價值觀.
教學重難點
教學重點
1.第一宇宙速度的意義和求法.
2.人造衛(wèi)星的線速度、角速度、周期與軌道半徑的關系.
教學難點
1.近地衛(wèi)星、同步衛(wèi)星的區(qū)別.
2.衛(wèi)星的變軌問題.
教學工具
多媒體、板書
教學過程
一、宇宙航行
1.基本知識
(1)牛頓的“衛(wèi)星設想”
如圖所示,當物體的初速度足夠大時,它將會圍繞地球旋轉(zhuǎn)而不再落回地面,成為一顆繞地球轉(zhuǎn)動的人造衛(wèi)星.
(2)原理
一般情況下可認為人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動,向心力由地球?qū)λ娜f有引力提供,
(3)宇宙速度
(4)夢想成真
1957年10月,蘇聯(lián)成功發(fā)射了第一顆人造衛(wèi)星;
1969年7月,美國“阿波羅11號”登上月球;
20xx年10月15日,我國航天員楊利偉踏入太空.
2.思考判斷
(1)繞地球做圓周運動的人造衛(wèi)星的速度可以是10km/s.(×)
(2)在地面上發(fā)射人造衛(wèi)星的最小速度是7.9km/s.(√)
(3)要發(fā)射一顆月球人造衛(wèi)星,在地面的發(fā)射速度應大于16.7km/s.(×)
探究交流
我國于20xx年10月發(fā)射的火星探測器“螢火一號”.試問這個探測器應大約以多大的速度從地球上發(fā)射
【提示】火星探測器繞火星運動,脫離了地球的束縛,但沒有掙脫太陽的束縛,因此它的發(fā)射速度應在第二宇宙速度與第三宇宙速度之間,即11.2km/s
二、第一宇宙速度的理解與計算
【問題導思】
1.第一宇宙速度有哪些意義?
2.如何計算第一宇宙速度?
3.第一宇宙速度與環(huán)繞速度、發(fā)射速度有什么聯(lián)系?
1.第一宇宙速度的定義
又叫環(huán)繞速度,是人造衛(wèi)星在地面附近繞地球做勻速圓周運動所具有的速度,是人造地球衛(wèi)星的最小發(fā)射速度,v=7.9km/s.
2.第一宇宙速度的計算
設地球的質(zhì)量為M,衛(wèi)星的質(zhì)量為m,衛(wèi)星到地心的距離為r,衛(wèi)星做勻速圓周運動的線速度為v:
3.第一宇宙速度的推廣
由第一宇宙速度的兩種表達式可以看出,第一宇宙速度之值由中心星體決定,可以說任何一顆行星都有自己的第一宇宙速度,都應以
式中G為萬有引力常量,M為中心星球的質(zhì)量,g為中心星球表面的重力加速度,r為中心星球的半徑.
誤區(qū)警示
第一宇宙速度是最小的發(fā)射速度.衛(wèi)星離地面越高,衛(wèi)星的發(fā)射速度越大,貼近地球表面的衛(wèi)星(近地衛(wèi)星)的發(fā)射速度最小,其運行速度即第一宇宙速度.
例:某人在一星球上以速率v豎直上拋一物體,經(jīng)時間t物體以速率v落回手中,已知該星球的半徑為R,求這個星球上的第一宇宙速度.
方法總結(jié):天體環(huán)繞速度的計算方法
對于任何天體,計算其環(huán)繞速度時,都是根據(jù)萬有引力提供向心力的思路,衛(wèi)星的'軌道半徑等于天體的半徑,由牛頓第二定律列式計算.
1.如果知道天體的質(zhì)量和半徑,可直接列式計算.
2.如果不知道天體的質(zhì)量和半徑的具體大小,但知道該天體與地球的質(zhì)量、半徑關系,可分別列出天體與地球環(huán)繞速度的表達式,用比例法進行計算.
三、衛(wèi)星的線速度、角速度、周期與軌道半徑的關系
【問題導思】
1.衛(wèi)星繞地球的運動通常認為是什么運動?
2.如何求v、ω、T、a與r的關系?
3.衛(wèi)星的線速度與衛(wèi)星的發(fā)射速度相同嗎?
為了研究問題的方便,通常認為衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動,向心力由萬有引力提供.
衛(wèi)星的線速度v、角速度ω、周期T與軌道半徑r的關系與推導如下:
由上表可以看出:衛(wèi)星離地面高度越高,其線速度越小,角速度越小,周期越大,向心加速度越小.
誤區(qū)警示
1.在處理衛(wèi)星的v、ω、T與半徑r的關系問題時,常用公式“gR2=GM”來替換出地球的質(zhì)量M會使問題解決起來更方便.
2.人造地球衛(wèi)星發(fā)射得越高,需要的發(fā)射速度越大,但衛(wèi)星最后穩(wěn)定在繞地球運動的圓形軌道上時的速度越小.
高一物理教案15
一、應用解法分析動態(tài)問題
所謂解法就是通過平行四邊形的鄰邊和對角線長短的關系或變化情況,作一些較為復雜的定性分析,從形上就可以看出結(jié)果,得出結(jié)論.
例1 用細繩AO、BO懸掛一重物,BO水平,O為半圓形支架的圓心,懸點A和B在支架上.懸點A固定不動,將懸點B從1所示位置逐漸移到C點的過程中,試分析OA繩和OB繩中的拉力變化情況.
[方法歸納]
解決動態(tài)問題的一般步驟:
(1)進行受力分析
對物體進行受力分析,一般情況下物體只受三個力:一個是恒力,大小方向均不變;另外兩個是變力,一個是方向不變的力,另一個是方向改變的力.在這一步驟中要明確這些力.
(2)畫三力平衡
由三力平衡知識可知,其中兩個變力的合力必與恒力等大反向,因此先畫出與恒力等大反向的力,再以此力為對角線,以兩變力為鄰邊作出平行四邊形.若采用力的分解法,則是將恒力按其作用效果分解,作出平行四邊形.
(3)分析變化情況
分析方向變化的力在哪個空間內(nèi)變化,借助平行四邊形定則,判斷各力變化情況.
變式訓練1 如2所示,一定質(zhì)量的物塊用兩根輕繩懸在空中,其中繩OA固定不動,繩OB在豎直平面內(nèi)由水平方向向上轉(zhuǎn)動,則在繩OB由水平轉(zhuǎn)至豎直的過程中,繩OB的張力的大小將( )
A.一直變大
B.一直變小
C.先變大后變小
D.先變小后變大
二、力的正交分解法
1.概念:將物體受到的所有力沿已選定的兩個相互垂直的方向分解的方法,是處理相對復雜的多力的合成與分解的常用方法.
2.目的:將力的合成化簡為同向、反向或垂直方向的分力,便于運用普通代數(shù)運算公式解決矢量的運算,“分解”的目的是為了更好地“合成”.
3.適用情況:適用于計算三個或三個以上力的合成.
4.步驟
(1)建立坐標系:以共點力的作用點為坐標原點,直角坐標系x軸和y軸的選擇應使盡量多的力在坐標軸上.
(2)正交分解各力:將每一個不在坐標軸上的力分解到x軸和y軸上,并求出各分力的大小,如3所示.
(3)分別求出x軸、y軸上各分力的矢量和,即:
Fx=F1x+F2x+…
Fy=F1y+F2y+…
(4)求共點力的合力:合力大小F=F2x+F2y,合力的方向與x軸的夾角為α,則tan α=FyFx,即α=arctan FyFx.
4
例2 如4所示,在同一平面內(nèi)有三個共點力,它們之間的夾角都是120°,大小分別為F1=20 N,F(xiàn)2=30 N,F(xiàn)3=40 N,求這三個力的合力F.
5
變式訓練2 如5所示,質(zhì)量為m的木塊在推力F的作用下,在水平地面上做勻速運動.已知木塊與地面間的動摩擦因數(shù)為μ,那么木塊受到的滑動摩擦力為( )
A.μmg
B.μ(mg+Fsin θ)
C.μ(mg-Fsin θ)
D.Fcos θ
三、力的分解的實際應用
例3 壓榨機結(jié)構(gòu)如6所示,B為固定鉸鏈,A為活動鉸鏈,若在A處施另一水平力F,輕質(zhì)活塞C就以比F大得多的力壓D,若BC間距為2L,AC水平距離為h,C與左壁接觸處光滑,則D所受的壓力為多大?
例4 如7所示,是木工用鑿子工作時的截面示意,三角形ABC為直角三角形,∠C=30°.用大小為F=100 N的力垂直作用于MN,MN與AB平行.忽略鑿子的重力,求這時鑿子推開木料AC面和BC面的力分別為多大?
變式訓練3 光滑小球放在兩板間,如8所示,當OA板繞O點轉(zhuǎn)動使 θ角變小時,兩板對球的壓力FA和FB的變化為( )
A.FA變大,F(xiàn)B不變
B.FA和FB都變大
C.FA變大,F(xiàn)B變小
D.FA變小,F(xiàn)B變大
例5 如9所示,在C點系住一重物P,細繩兩端A、B分別固定在墻上,使AC保持水平,BC與水平方向成30°角.已知細繩最大只能承受200 N的拉力,那么C點懸掛物體的重量最
多為多少,這時細繩的哪一段即將被拉斷?
參考答案
解題方法探究
例1 見解析
解析 在支架上選取三個點B1、B2、B3,當懸點B分別移動到B1、B2、B3各點時,AO、BO中的.拉力分別為FTA1、FTA2、FTA3、和FTB1、FTB2、FTB3,從中可以直觀地看出,F(xiàn)TA逐漸變小,且方向不變;而FTB先變小,后變大,且方向不斷改變;當FTB與FTA垂直時,F(xiàn)TB最小.
變式訓練1 D
例2 F=103 N,方向與x軸負向的夾角為30°
解析 以O點為坐標原點,建立直角坐標系xOy,使Ox方向沿力F1的方向,則F2與y軸正向間夾角α=30°,F(xiàn)3與y軸負向夾角β=30°,如甲所示.
先把這三個力分解到x軸和y軸上,再求它們在x軸、y軸上的分力之和.
Fx=F1x+F2x+F3x
=F1-F2sin α-F3sin β
=20 N-30sin 30° N-40sin 30° N=-15 N
Fy=F1y+F2y+F3y
=0+F2cos α-F3cos β
=30cos 30° N-40cos 30° N=-53 N
這樣,原來的三個力就變成互相垂直的兩個力,如乙所示,最終的合力為:
F=F2x+F2y=-152+-532 N=103 N
設合力F與x軸負向的夾角為θ,則tan θ=FyFx=-53 N-15 N=33,所以θ=30°.
變式訓練2 BD
例3 L2hF
解析 水平力F有沿AB和AC兩個效果,作出力F的分解如甲所示,F(xiàn)′=h2+L22hF,由于夾角θ很大,力F產(chǎn)生的沿AB、AC方向的效果力比力F大;而F′又產(chǎn)生兩個作用效果,沿水平方向和豎直方向,如乙所示.
甲 乙
Fy=Lh2+L2F′=L2hF.
例4 1003 N 200 N
解析 彈力垂直于接觸面,將力F按作用效果進行分解如所示,由幾何關系易得,推開AC面的力為F1=F/tan 30°=1003 N.
推開BC面的力為F2=F/sin 30°=200 N.
變式訓練3 B [利用三力平衡判斷如下所示.
當θ角變小時,F(xiàn)A、FB分別變?yōu)镕A′、FB′,都變大.]
例5 100 N BC段先斷
解析 方法一 力的合成法
根據(jù)一個物體受三個力作用處于平衡狀態(tài),則三個力的任意兩個力的合力大小等于第三個力大小,方向與第三個力方向相反,在甲中可得出F1和F2的合力F合豎直向上,大小等于F,由三角函數(shù)關系可得出F合=F1sin 30°,F(xiàn)2=F1cos 30°,且F合=F=G.
甲
設F1達到最大值200 N,可得G=100 N,F(xiàn)2=173 N.
由此可看出BC繩的張力達到最大時,AC繩的張力還沒有達到最大值,在該條件下,BC段繩子即將斷裂.
設F2達到最大值200 N,可得G=115.5 N,F(xiàn)1=231 N>200 N.
由此可看出AC繩的張力達到最大時,BC繩的張力已經(jīng)超過其最大能承受的力.在該條件下,BC段繩子早已斷裂.
從以上分析可知,C點懸掛物體的重量最多為100 N,這時細繩的BC段即將被拉斷.
乙
方法二 正交分解法
如乙所示,將拉力F1按水平方向(x軸)和豎直方向(y軸)兩個方向進行正交分解.由力的平衡條件可得F1sin 30°=F=G,F(xiàn)1cos 30°=F2.
F1>F2;繩BC先斷, F1=200 N.
可得:F2=173 N,G=100 N.
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