高中物理教案

时间:2022-12-30 13:18:51 教案 我要投稿

高中物理教案15篇

  作为一位优秀的人民教师,通常需要用到教案来辅助教学,教案有助于学生理解并掌握系统的知识。那么应当如何写教案呢?下面是小编整理的高中物理教案,希望对大家有所帮助。

高中物理教案15篇

高中物理教案1

  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2

  一、教学目标

  知识与技能:

  1、理解力的分解概念。

  2、知道力的分解是合成的逆运算,并知道力的分解遵循平行四边形定则。

  3、学会按力的实际作用效果分解力。

  4、学会用力的分解知识解释一些简单的物理现象。

  过程与方法:

  1、通过生活情景的再现和实验模拟体会物理与实际生活的密切联系。

  3、通过对力的实际作用效果的分析,理解按实际作用效果分解力的意义,并感受具体问题具体分析的方法。情感、态度与价值观:

  1、通过联系生活实际情景,激发求知欲望和探究的兴趣。

  2、通过对力的分解实际应用的分析与讨论,养成理论联系实际的自觉性,培养解决生活实际问题的能力。

  二、教学重点难点

  教学重点:理解力的分解的概念,利用平行四边形定则按力的作用效果进行力的分解。

  教学难点:力的实际作用效果的分析。

  三、教学过程

  (一)引入:

  1、观察一幅打夯的图片,分析为什么需要那么多人一起打夯。

  2、模拟打夯,指出用多个力的共同作用来代替一个力的作用的实际意义,突出等效替代的思想。

  3、引出力的分解的概念:把一个力分解成几个分力的方法叫力的分解。

  (二)一个力可分解为几个力?

  由打夯的例子可以看出一个力的作用可以分解为任意几个力,最简单的情况就是把一个力分解为两个力。

  (三)一个力分解成两个力遵循什么规则?

  力的分解是力的合成的逆运算,因此把一个力分解为两个分力也遵循平行四边形定则。

  (四)力的分解实例分析

  以一个力为对角线作平行四边形可以作出无数个平行四边形,因此把一个力分解为两个力有无数组解,但如果已知两个分力的方向,那力的分解就只有唯一解了。如何确定两个分力的方向呢?在解决实际问题时要根据力的实际作用效果确定分力的方向。

  一、斜面上重力的分解

  [演示]用薄塑料片做成斜面,将物块放在斜面上,斜面被压弯,同时物块沿斜面下滑.

  [结论]重力G产生两个效果:使物体沿斜面下滑和压紧斜面.

  [分析]重力的两个分力大小跟斜面的倾斜角有何关系?

  [结论]通过作图和实验演示可看出倾角越大,下压分力越小而下滑分力越大。

  [问题]游乐场的'滑梯为什么倾角很大?山路为什么要修成盘山状?

  [分析]斜面倾角越大,使物体下滑的力越大,物体越容易下滑,故公园滑梯倾角较大,但山路若直接从山脚往山顶修,则倾角太大,车辆上坡艰难而下坡又不安全,是不可行的,修成盘山状则可解决这个问题。

  二、直角支架所受拉力的分解

  [实验模拟]同学甲用一手撑腰,同学乙用力向下拉甲同学的肘部,让同学谈体会,即分析向下拉肘部的力产生的作用效果。

  [实验演示]在支架上挂一重物,观察橡皮膜的变化,分析重物对支架的拉力产生的作用效果。

  [分析]支架所受拉力一方面挤压水平杆,另一方面拉伸倾斜杆。

  [分解]按效果分解拉力并作出平行四边形法。

  三、劈木柴刀背上力的分解

  [观察图片]为什么一斧头下去,木桩被劈开了?作用在斧头上的力实际产生了什么效果?

  [小实验]同学甲双手合十,同学乙用一只手试图从甲的两手中间劈下去,体会手上的感觉。

  [分析]乙同学的手向两侧挤压甲同学的两只手,因此刀背上的力的作用效果也是使得刀的两个侧面去挤压木柴。

  [分解]按力的作用效果分解刀背上的力,作出平行四边形,并比较分力与合力的大小关系。

  [思考]由生活经验可知砍柴的刀越锋利越容易把柴劈开,为什么?分析分力大小跟分力夹角的关系。

  [体验]通过小实验体会在合力一定的情况下,分力大小随其夹角变化而变化的规律:

  ○用一根羊绒线,中间吊一个砝码,观察当抓住线的两手距离不断增大时线有何变化。

  ○用两个弹簧秤共同拉一个砝码,拉的夹角逐渐增大,观察弹簧秤示数的变化。

  [规律总结]在合力一定的情况下,对称分布的两个分力的夹角越大,分力越大。

  [应用]

  ○如何把陷进泥潭的汽车拉出来?

  ○如何移动一只很重的箱子?

  (五)小结:

  1、知道什么叫力的分解

  2、知道力的分解遵循平行四边形定则

  3、掌握在解决实际问题时按力的实际作用效果分解的方法。

高中物理教案3

  一、教学目标

  1.知道非纯电阻电路中的能量转化情况,并能进行相关计算。

  2.通过纯电阻电路和非纯电阻电路在能量转化过程中的对比,提高归纳总结、对比分析的能力。

  3.提高物理学习兴趣,发现生活中的物理知识。

  二、教学重难点

  【重点】非纯电阻电路中的能量转化。

  【难点】纯电阻、非纯电阻电路的区分,纯电阻电路和非纯电阻电路在能量转化过程中的区别。

  三、教学过程

  (一)新课导入

  复习导入:提问焦耳定律讨论的是电路中怎样的能量转化情况?学生回答电能完全转化为内能的`情况。

  进一步提问:实际中有些电路除含有电阻外还含有其他负载,如电动机,那电动机的能量转化情况又是如何呢?进而引入新课——《电路中的能量转化》。

  (二)新课讲授

  1.非纯电阻电路中的能量转化

  提问:结合生活经验,电动机是将消耗的电能全部转化成机械能了吗?

  学生回答:电动机除了将电能转化成机械能以外,还有一部分电能转化成了内能。

  小组讨论:当电动机接上电源后,会带动风扇转动,这里涉及哪些功率?功率间的关系又如何?

高中物理教案4

  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。

高中物理教案5

  【教学目标】

  (一)知识与技能

  1.知道两种电荷及其相互作用.知道电量的概念.

  2.知道摩擦起电,知道摩擦起电不是创造了电荷,而是使物体中的正负电荷分开.

  3.知道静电感应现象,知道静电感应起电不是创造了电荷,而是使物体中的电荷分开.

  4.知道电荷守恒定律.

  5.知道什么是元电荷.

  (二)过程与方法

  1、通过对初中知识的复习使学生进一步认识自然界中的两种电荷

  2、通过对原子核式结构的学习使学生明确摩擦起电和感应起电不是创造了电荷,而是使物体中的电荷分开.但对一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的代数和不变。

  (三)情感态度与价值观

  通过对本节的学习培养学生从微观的角度认识物体带电的本质

  重点:电荷守恒定律

  难点:利用电荷守恒定律分析解决相关问题摩擦起电和感应起电的相关问题。

  预习导学→引导点拨→突出重点,突破难点→典型例题分析→巩固知识→达标提升

  【自主预习】

  1.自然界中存在两种电荷,即 电荷和 电荷.

  2.原子核的正电荷数量与核外电子的负电荷的数量一样多,所以整个原子对 表现为电中性.

  3.不同物质的微观结构不同,核外电子的多少和运动情况也不同。在金属中离原子核最远的电子往往会脱离原子核的束缚而在金属中自由活动,这种电子叫做自由电子。失去这种电子的原子便成为带正电的离子,离子都在自己的平衡位置上振动而不移动,只有自由电子穿梭其中。所以金属导电时只有 在移动.

  4.物体的带电方式:(1)摩擦起电:两个不同的物体相互摩擦,失去电子的带 电,获得电子的带 电.(2)感应起电:导体接近(不接触)带电体,使导体靠近带电体一端带上与带电体相 的电荷,而另一端带上与带电体相 的电荷.

  5.电荷守恒定律:电荷既不能 ,也不会 ,只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物体的一部分转移到另一部分;在转移的过程中,电荷量的总量保持不变.

  6.电子和质子带有等量的异种电荷,电荷量e= C.实验指出,所有带电体的电荷量都是电荷量e的 .所以,电荷量e称为 .电荷量e的数值最早是由美国物理学家 测得的。

  7.下列叙述正确的是( )

  A.摩擦起电是创造电荷的过程

  B.带等量异种电荷的两个导体接触后电荷会消失,这种现象叫电荷的湮没

  C.接触起电是电荷转移的过程

  D.玻璃棒无论和什么物体摩擦都会带正电

  8.关于元电荷的理解,下列说法正确的是 ( )

  A.元电荷就是电子 B.元电荷是表示跟电子所带电量数值相等的电量

  C.元电荷就是质子 D.物体所带的电量只能是元电荷的整数倍

  【互动交流】

  思考问题

  1、初中学过自然界有几种电荷,两种电荷是怎样定义的`?它们间的相互作用如何?电荷的多少用什么表示?

  2、电荷的基本性质是什么呢?

  一.电荷

  1.电荷的种类:自然界中有 种电荷

  ①.用丝绸摩擦过的玻璃棒上所带的电荷,叫 电荷;

  ②.用毛皮摩擦过的橡胶棒上所带的电荷,叫 电荷。

  2.电荷间相互作用的规律:同种电荷相互 ,异种电荷相互 。

  二.使物体带电的三种方法

  问题一:

  思考a:一般情况下物体不带电,不带电的物体内是否存在电荷?物质的微观结构是怎样的?

  思考b:什么是摩擦起电,为什么摩擦能够使物体带电呢?实质是什么呢?

  (1)原子的核式结构及摩擦起电的微观解释(原子:包括原子核(质子和中子)和核外电子。)

  (2)摩擦起电的原因:不同物质的原子核束缚电子的能力不同.

  实质:电子的转移. 结果:两个相互摩擦的物体带上了等量异种电荷.

  1. 摩擦起电

  产生?结果?

  实质:摩擦起电实质是电子从一个物体 到另一个物体上。得到电子,带 ;失去电子,带

  例1.毛皮与橡胶棒摩擦后,毛皮带正电,这是因为( )

  A.毛皮上的一些电子转移到橡胶棒上了 B.毛皮上的一些正电荷转移到了橡胶棒上了

  C.橡胶棒上的一些电子转移到了毛皮上了 D.橡胶棒上的一些正电荷转移到毛皮上了

  问题二:

  思考a:接触带电的实质是什么呢?

  思考b:两个完全相同的带电导体,接触后再分开,二者所带电量怎样分配呢?

  电中和现象及电荷均分原理:

  a.两个带 电荷的物体相互接触后都不显电性,这种现象叫做电中和现象。

  b.两个相同的带电金属导体接触后,电荷要重新 分配,这种现象叫做电荷均分原理。

  2. 接触带电

  产生?结果?

  实质:自由电子在 的转移。

  例2. 两个完全相同的金属球,一个带+6×10-8C的电量,另一个带-2×10-8C的电量。把两球接触后再分开,两球分别带电多少?

  问题三:

  (1)思考a:金属为什么能够成为导体?

  (2)【演示】

  思考a:把带正电荷的球C移近导体A,箔片有什么变化,现象说明了什么呢?然后又移走C呢?

  思考b:如果先把A和B分开,然后移开C,箔片什么变化,这种现象又说明什么呢?

  思考c:在上一步的基础上,再让A和B接触,又会看到什么现象呢?这个现象说明了什么呢?

  (3)什么是静电感应和感应起电?感应起电的实质什么呢?

  3. 感应起电

  ⑴静电感应:当一个带电体 导体时,可以使导体带电的现象,叫做静电感应。

  ⑵感应起电:利用静电感应使金属导体带电的过程。

  实质:自由电子从 物体的一部分转移到另一部分。

  规律:近端感应 种电荷,远端感应 种电荷。

  静电感应的原因?

  分析物质的微观分子结构,分析起电的本质原因:把带电的球C移近金属导体A和B时,由于同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,使导体上的自由电子被吸引过来,因此导体A和B带上了等量的异种电荷.感应起电也不是创造了电荷,而是使物体中的正负电荷分开,是电荷从物体的一部分转移到另一部分。

  得出电荷守恒定律.

  例3. 如图所示,将用绝缘支柱支持的不带电金属导体A和B 接触,再将带负电的导体C移近导体A,然后把导体A、B分开,再移去C,则 ( )

  A.导体A带负电,B带正电

  B.导体A带正电,B带负电

  C.导体A失去部分负电荷,导体C得到负电荷

  D.导体A带正电是由于导体B的部分电子转移到A上,故A、B带等量异种电荷

  小结:使物体带电的方式及本质

  三.电荷守恒定律

  1、电荷守恒定律的两种表述:

  表述一:

  表述二:一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的代数和总是保持不变。

  例4.关于电荷守恒定律,下列叙述正确的是: ( )

  A.一个物体所带的电量总是守恒的;

  B.在与外界没有电荷交换的情况下,一个系统所带的电量总是守恒的;

  C.在一定的条件下,一个系统内的等量的正负电荷即使同时消失,但是这并不违背电荷守恒定律;

  D.电荷守恒定律并不意味着带电系统一定和外界没有电荷交换;

  四.元电荷

  阅读课本并回答

  (1)电荷的多少如何表示?它的单位是什么?

  (2)什么是元电荷?一个电子就是一个元电荷吗?

  (3)元电荷的数值是多少?它的数值最早是由哪位物理学家测定的?

  (4)什么是比荷?电子的比荷是多少?

  1. 电荷量( ):电荷的多少,简称电量。单位: ,符号:

  2. 元电荷是一个电子或质子所带的电荷量,它是电荷量的最 单位。

  元电荷的值:e= ,最早由美国物理学家 测定。

  注意:所有带电体的电荷量或者等于e,或者等于e的整数倍。就是说,电荷量是不能连续变化的物理量。

  3. 比荷(荷质比):带电体的 与其 的比值。

  比荷:电子的电荷量e和电子的质量me的比值,为 C/㎏

  例5.关于物体的带电荷量,以下说法中正确的是( )

  A.物体所带的电荷量可以为任意实数

  B.物体所带的电荷量应该是某些特定值

  C.物体带电+1.60×10-9C,这是因为该物体失去了1.0×1010个电子

  D.物体带电荷量的最小值为1.6×10-19C

  例6.5个元电荷的电量是________, 16 C电量等于________元电荷.

  五.验电器和静电计

  1、人们选用什么仪器来判断物体是否带电?它的工作原理是什么?

  阅读课本了解验电器和静电计的结构和功能 静电计(指针式验电器)

  2、思考:是否只有当带电体与导体棒的上端直接接触时,金属箔片才开始张开?解释看到的现象.

  【随堂检测】

  1.下列说法正确的是 ( )

  A.摩擦起电和静电感应都是使物体正负电荷分开,而总电荷量并未变化

  B.毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,摩擦过程中橡胶棒上正电荷转移到毛皮上

  C.用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电是摩擦过程中玻璃棒得到电子

  D.物体不带电,表明物体中没有电荷

  2.带电微粒所带电量不可能是下列值中的 ( )

  A.2.4×10-19C B.-6.4×10-19C C.-1.6×10-18C D.4.0×10-17C

  .3.关于摩擦起电和感应起电的实质,下列说法中正确的是 ( )

  A.摩擦起电说明机械能可以转化为电能,也说明通过做功可以创造出电荷

  B.摩擦起电说明电荷可以从一个物体转移到另一个物体

  C.感应起电说明电荷可以从物体的一部分转移到另一个部分

  D.感应起电说明电荷可以从带电的物体转移到原来不带电的物体

  4.如图所示,原来不带电的绝缘金属导体MN,在其两端下面都悬挂着金属验电箔.若使带负电的绝缘金属球A靠近导体的M端,可能看到的现象是( )

  A.只有M端验电箔张开,且M端带正电

  B.只有N端验电箔张开,且N端带负电

  C.两端的验电箔都张开,且左端带负电,右端带正电

  D.两端的验电箔都张开,且左端带正电,右端带负电

  5. 如图所示,A.B是被绝缘支架分别架起的金属球,并相隔一定距离,其中A带正电,B不带电,则以下说法中正确的是( )

  A.导体B带负电

  B.导体B左端出现负电荷,右端出现正电荷,并且电荷量大小相等

  C.若A不动,将B沿图中虚线分开,则左边的电荷量小于右边的电荷量

  D.若A、B接触一下,A、B金属体所带总电荷量保持不变

  6科学家在研究原子、原子核及基本粒子时,为了方便,常常用元电荷作为电量的单位,关于元电荷,下列论述正确的是:( )

  A.把质子或电子叫元电荷. B.电子带有最小的负电荷,其电量的绝对值叫元电荷.

  C.1.60×10-19C的电量叫元电荷 D.质子带有最小的正电荷,其电量的绝对值叫元电荷.

  教后记:

  1、 学生对三种起电方式展开了激烈的讨论,还例举了生活中的静电现象。

  对点电荷、元电荷、质子电量、电子电量之间关系下节课还要复习。

  1.用毛皮摩擦橡胶棒时,橡胶棒带 电荷,毛皮带 电荷.当橡胶棒带有3.2×10-9库仑的电量时,电荷量为1.6 ×10-19库仑的电子有 个从 移到 上.

  2.绝缘细线上端固定,下端悬挂一轻质小球a,a的表面镀有铝膜.在a的近旁有一绝缘金属球b,开始时a、b都不带电,如图所示.现使b带电,则 ( )

  A.ab之间不发生相互作用 B.b将吸引a,吸在一起不分开

  C.b立即把a排斥开 D.b先吸引a,接触后又把a排斥开

  3.关于电现象的叙述,正确的是 ( )

  A.玻璃棒无论与什么物体摩擦都带正电,胶木棒无论与什么物体摩擦都带负电.

  B.摩擦可以起电,是普遍存在的现象,相互摩擦的两个物体总是同时带等量异种电荷.

  C.带电现象的本质是电子的转移,物体得到多余电子就一定显负电性,失去电子就一定显正电性.

  D.当一种电荷出现时,必然有等量异号的电荷出现,当一种电荷消失时,必然有等量异号电荷同时消失

高中物理教案6

  一、教学目标

  1.在物理知识方面理解作用力和反作用力的关系,掌握牛顿第三定律的内容.

  2.牛顿第三定律是通过实验得到的,在这一节课中要充分让学生体会到这一点.通过本节课的教学,要让学生在学习物理知识的同时,学会物理学研究现象、总结规律的方法.

  二、重点、难点分析

  1.本节教学的重点是认识并理解作用力和反作用力的关系,学生不应把对它们的认识只停留在大小和方向上.学生应该掌握对作用力和反作用力的正确判断.

  2.作用力和反作用力的关系与平衡力的关系有相同之处,也有不同之处,学生常常把这两种力混淆.两个相互作用力是大小相等的,但对两个物体产生的效果往往也是不同的,要通过对问题的分析解决学生头脑中不正确的认识.

  三、教具

  1.演示两物体间的相互作用力为弹力的小车、弹簧片、细线;

  2.演示两物体间的相互作用力为摩擦力的三合板、遥控玩具汽车、玻璃棒;

  3.演示两物体间的相互作用力为静电力的通草球、橡胶棒、毛皮、玻璃棒、丝绸;

  4.演示两物体间的相互作用力为磁场力的小车、磁铁等;

  5.演示两个学生间相互作用力的小车、绳;

  6.演示相互作用力大小关系的弹簧秤.

  四、主要教学过程

  (一)引入新课

  人在划船时用桨推河岸,发生了什么现象呢?船离开了岸.这个问题在初中已经研究过,当时对这个问题的解释是:物体间力的作用是相互的当一个物体对另一个物体施加力的作用时,这个物体同样会受到另一个物体对它的力的作用,我们把这个过程中出现的两个力分别叫做作用力和反作用力.下面进一步来研究两个物体之间的作用力和反作用力的关系.

  (二)教学过程设计

  第六节牛顿第三定律

  1.物体间力的作用是相互的

  我们通过几个实验来研究今天的内容.通过实验大家要总结出作用力跟反作用力的特点及其关系.在实验中大家要注意观察现象,分析现象所说明的问题.

  实验1.在桌面上放两辆相同的小车,两车用细线套在一起,两车间夹一弹簧片.当用火烧断线后,两车被弹开,所走的距离相等.

  实验2.在桌面上并排放上一些圆杆,可用静电中的.玻璃棒.在棒上铺一块三合板,板上放一辆遥控电动玩具小车.用遥控器控制小车向前运动时,板向后运动;当车向后运动时板向前运动.

  实验3.用细线拴两个通草球,当两个通草球带同种电荷时,相互推斥而远离;当带异种电荷时,相互吸引而靠近.

  实验4.在两辆小车上各固定一根条形磁铁,当磁铁的同名磁极靠近时,放手小车两车被推开;当异名磁极接近时,两辆小车被吸拢.

  实验5.把两辆能站人的小车放在地面上,小车上各站一个学生,每个学生拿着绳子的一端.当一个学生用力拉绳时,两辆小车同时向中间移动.

  实验分析:

  ①相互性:两个物体间力的作用是相互的施力物体和受力物体对两个力来说是互换的,分别把这两个力叫做作用力和反作用力.

  ②同时性:作用力消失,反作用力立即消失.没有作用就没有反作用.

  ③同一性:作用力和反作用力的性质是相同的这一点从几个实验中可以看出,当作用力是弹力时,反作用力也是弹力;作用力是摩擦力,反作用力也是摩擦力等等.

  ④方向:作用力跟反作用力的方向是相反的,在一条直线上.

  实验6.用两个弹簧秤对拉,观察两个弹簧秤间的作用力和反作用力的数量关系可以得到以下结论.

  ⑤大小:作用力和反作用力的大小在数值上是相等的

  由此得出结论:

  2.牛顿第三定律:两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在一条直线上.

  教师举几个作用力和反作用力的实例.

  提问:学生举例说明.

  既然两个物体间的作用力和反作用力是大小相等的,为什么会出现这种情况:鸡蛋与石头相碰时,鸡蛋破碎而石头不破碎;马拉车时,车会向前走而马不后退呢?

  鸡蛋碰石头和石头碰鸡蛋的都是鸡蛋破碎,同样大小的力作用在两个物体上会产生不同的效果.效果不同是什么原因呢?

  这个效果由物体本身的特性和物体受到其它力的情况有关.物体能够承受的压强大就不易损坏;物体是否发生运动状态的变化还要看物体受到的其它力的情况.

  3.作用力、反作用力跟平衡力的区别

  前面学习物体受到的平衡力的关系时曾提到,它们大小相等、方向相反、作用在一条直线上,平衡力跟作用力和反作用力有什么不同呢?下面通过列表的方式加以比较.

  在列表的同时用相应的例子加以说明.

  (三)小结本节内容和布置作业

  五、说明

  1.牛顿第三定律是从实验中得出的这里设计的几个实验除实验5外都体现了作用力跟反作用力间的关系,实验5是为提高课堂的活跃程度而设计的每做一个实验都应把实验装置画在黑板上,并讲清实验装置,留在黑板上的图是为后面分析实验总结出规律用的

  2.牛顿第三定律的教学除了让学生掌握定律的内容外,还应通过教学使学生体会研究物理规律的方法.在教学中要培养学生的思考能力,让学生多发表自己的看法.在学生的积极性调动起来后,教师要注意对课堂的控制

高中物理教案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。

高中物理教案8

  教学目标

  知识目标

  1、知道什么是机械运动,什么是参考系,知道运动和静止的相对性.

  2、理解质点的概念,知道质点是用来代替实际物体的有质量的点,是一种理想化的物理模型,知道是否能把研究对象看作质点要根据研究的问题决定.

  3、知道时间和时刻的区别与联系.

  4、理解位移的概念,知道位移是表示质点位置变化的物理量,是矢量,能够区别位移和路程.

  能力目标

  1、培养学生自主学习的能力,训练学生发现问题,提出问题,解决问题的能力.

  2、培养学生的实验能力,学会使用打点计时器,并会通过分析纸带上的数据得出相应的结论.

  情感目标

  1、激发学生学习兴趣,培养学生良好的意志品质.

  教材分析

  本节教材主要有以下一些概念:机械运动,参考系,质点,时刻和时间间隔,位移和路程,重点是质点和位移的概念,难点是位移概念.教材在本章开始处列举了大量的实例,给出机械运动的概念,在本节一开始,也是通过生动的实例,给出参考系的概念,接着从研究对象的角度,学习质点的概念,渗透理想化思维方法;再进一步学习时刻与时间,位移和路程等概念.每一小节重点突出,又相互关联,实例鲜明,配图恰当,便于学生的接受,是进一步学习的基础.

  教法建议

  本节教材的特点是概念较多,很多知识初中时学过,并且这些知识与生活实际密切相关,建议让同学自学讨论的方法进行,可让同学提前预习或课上给出时间看书,教师提出一些问题,或让同学看书后提出问题,展开讨论,达到掌握知识,提高能力的目的,并结合多媒体资料加深理解和巩固.

  教学设计示例

  教学重点:质点和位移的概念

  教学难点:位移概念的引入与理解

  主要设计:

  一、参考系:

  (一)提出问题,引起思考和讨论.

  1、什么叫机械运动?请举一些实例说明.

  2、描述物体是否运动,先要选定什么?看什么量是否在改变?什么叫参考系?为什么说运动是绝对的,静止是相对的?

  3、同一运动,如果选取的参考系不同,运动情况一般不同,请举例说明.

  4、选择参考系的原则是什么?(虽然参考系可以任意选取,但实际上总是本着观测方便和使运动的描述尽可能简单的原则选取)

  (二)展示多媒体资料,加深理解(穿插在讨论问题之间进行)

  1、太阳系资料:行星绕太阳运转情况.

  2、银河系资料:星系旋转情况.

  3、电子绕原子核运转情况.

  4、飞机空投物资情况.

  二、质点:

  (一)提出问题,引起思考和讨论:

  1、投掷手榴弹时怎样测量投掷距离?把教室的椅子从第五排移到第一排怎样测量椅子移动的距高?汽车绕操场一周怎样测量它经过的距离?以上几种情况用不用考虑这些物体的.形状和大小?

  2、什么叫质点?

  3、小物体一定能看成质点吗?大物体一定不能看成质点吗?请举例说明?

  4、什么叫轨迹?什么叫直线运动?什么叫曲线运动?

  (二)展示多媒体资料,加深理解.

  1、火车(200米长)穿山洞(100米长)情况.

  2、地球公转及自转情况.

  (三)总结提高:

  1、对于什么样的物体才可以看成质点的问题,关键在于对物体的运动情况进行具体分析,在我们研究的问题中,物体的形状、大小,各部分运动的差异等,如果对我们研究的问题影响不大,就可以把该物体看成一个质点.

  2、学习质点概念时,要有意识地向学生介绍一种科学抽象的方法,我们抓住问题中物体的主要特征,简化对物体的研究,把物体看成一个点,这是实际物体的一种理想化模型,是实际物体的一种近似.

  三、时刻和时间间隔

  提出问题,引起思考和讨论.

  1、“上午8时开始上课”,到“8时45分下课”,这里“8时”和“8时45分”的含义各是什么?“每一节课45分”的含义又是什么?

  2、“现在是北京时间8点整”中“8点”的含义是什么?

  3、校百米纪录是10.21s、第2s末、第2s内的含义各是什么?

  四、位移和路程

  (一)提出问题引起思考和讨论:

  1、说“物体由A点移动500米到达B点”,清楚吗?

  2、如何描述物体位置的变化?

  3、什么叫位移?为什么说位移是矢量?

  4、位移和路程有什么区别?它们之间有关系吗?

  (二)展示多媒体资料,加深理解.

  1、从天津到上海,海、陆、空三种路线抵达情况.

  2、在400米跑道上进行200米跑和400米跑情况.

  探究活动

  1、请你手托一石子水平匀速前进,突然释放石子,观察石子的运动情况?再请站在路边的人观察石子的运动情况.二者观察到的运动轨迹一样吗?请解释原因.

  2、找一份《旅客列车时刻表》分析一下趟列车全程运行的总时间?各站点的停留时间?相邻两站间的运行时间?

高中物理教案9

  教学目标

  知识目标

  1、认识匀速圆周运动的概念.

  2、理解线速度、角速度和周期的概念,掌握这几个物理量之间的关系并会进行计算.

  能力目标

  培养学生建立模型的能力及分析综合能力.

  情感目标

  激发学生学习兴趣,培养学生积极参与的意识.

  教材分析

  教材首先明确要研究圆周运动中的最简单的情况,匀速圆周运动,接着从描述匀速圆周运动的快慢的角度引入线速度、角速度的概念及周期、频率、转速等概念,最后推导出线速度、角速度、周期间的关系,中间有一个思考与讨论做为铺垫.

  教法建议

  关于线速度、角速度、周期等概念的教学建议是:通过生活实例(齿轮转动或皮带传动装置)或多媒体资料,让学生切实感受到做圆周运动的物体有运动快慢与转动快慢及周期之别,有必要引入相关的物理量加以描述.学习线速度的概念,可以根据匀速圆周运动的概念(结合课件)引导学生认识弧长 与时间 比值保持不变的特点,进而引出线速度的大小与方向.同时应向学生指出线速度就是物体做匀速圆周运动的瞬时速度.学习角速度和周期的概念时,应向学生说明这两个概念是根据匀速圆周运动的特点和描述运动的需要而引入的.即物体做匀速圆周运动时,每通过一段弧长都与转过一定的圆心角相对应,因而物体沿圆周转动的快慢也可以用转过的圆心角 与时间t比值来描述,由此引入角速度的概念.又根据匀速圆周运动具有周期性的特点,物体沿圆周转动的快慢还可以用转动一圈所用时间的长短来描述,为此引入了周期的概念.讲述角速度的概念时,不要求向学生强调角速度的矢量性.在讲述概念的同时,要让学生体会到匀速圆周运动的特点:线速度的大小、角速度、周期和频率保持不变的圆周运动.

  关于“线速度、角速度和周期间的关系”的教学建议是:结合课件引导学生认识到这几个物理量在对圆周运动的描述上虽有所不同,但它们之间是有联系的,并引导学生从如下思路理解它们之间的关系:

  教学重点:线速度、角速度、周期的概念

  教学难点 :各量之间的关系及其应用

  主要设计:

  一、描述匀速圆周运动的有关物理量.

  (一)让学生举一些物体做圆周运动的实例.

  (二)展示课件1、齿轮传动装置

  课件2、皮带传动装置

  为引入概念提供感性认识,引起思考和讨论

  (三)展示课件3:质点做匀速圆周运动

  可暂停.可读出运行的时间 ,对应的弧长 ,转过的圆心角 ,进而给出线速度、角速度、周期、频率、转速等概念.

  二、线速度、角速度、周期间的关系:

  (一)重新展示课件

  1、齿轮传动装置.让学生体会到有些不同的点线速度大小相同,但角速度、周期不同,有些不同的点角速度、周期相同,但线速度大小不同;进而此导同学去分析它们之间的关系

  圆周运动是一种特殊的曲线运动,也是牛顿定律在曲线运动中的综合应用。描述圆周运动的物理量多,且许多物理量(力、加速度、线速度)在时刻变化,因此,本单元是必修教材中的重点、难点、和学生的学困点。教师如何根据自己的学生把握教材的难易,设计好教案,对顺利完成好本单元教学就显得非常重要。

  1、向心力:一本参考资料给向心力下了如下定义:做圆周运动的物体所受到指向圆心的合外力,叫向心力。我认为这个定义是不确切的,其一是容易给学生产生误导,认为做圆周运动的物体要受到一个向心力的作用,其二、向心力是按力的作用效果命名的',它可以是某一个力、或几个力的合力、还可以是某种力的分力。鲁科版在本知识点教材处理比较好,先通过细绳栓一小球在光滑水平面做圆周运动的演示实验,分析其受力,得出:做圆周运动的物体一定要受到一个始终指向圆心等效力的作用,这个力叫做向心力。这个定义也比较科学,学生容易接受,且给等效力留了拓展空间,教师在后面的教学中,再通过圆周运动的实例引导学生逐渐认知向心力。在新课教学中,对有些复杂问题应循序渐进,不可一步到位。人教版教材是先学习向心加速度,根据牛顿第二定律,这个加速度一定是由于它受到了指向圆心的合力,这个合力叫向心力。这样给出向心力显得有点抽象,学生不容易接受。

  2、向心加速度:人教版教材是通过质点做匀速圆周运动,找出△t时间内的速度变化量△v,△v△t求出平均加速度,当△t趋近零时,△v垂直于速度v,且指向圆心,既为质点在该位置的加速度,称向心加速度向心力向心加速度,然后给出加速度的公式。按此教学方案,逻辑性强,学生能知道向心加速度的来龙去脉,但由于用到了速度的失量差和极限概念,大部分学生感到学习困难,从课堂效果上看并不好,因此本教学方案适宜优秀学生。鲁科版教教材是通过圆周运动物体的受力分析,总结出做圆周运动的物体受到向心力的作用,那么它必然存在一个由向心力产生的加速度,这个加速度叫向心加速,方向与向心力方向一致,始终指向圆心,然后直接给出向心加速度的数学表达式,省去了复杂的数学推导,使教学难度大大降低,从课堂教学效果看:学生感觉容易接受,师生互动较为活跃。

高中物理教案10

  知识目标

  (1)伽利略理想实验;

  (2)惯性概念;

  (3)掌握牛顿第一定律的内容;

  (4)理解力是改变物体运动状态的原因;

  (5)能用牛顿第一定律解释惯性现象.

  能力目标

  培养学生严谨的逻辑推理能力;培养学生的口头表达能力.学习科学的实验方法.

  情感目标

  对任何现象的发生不能够想当然,要有严谨、认真的科学态度.

  教学建议

  教材分析

  本节内容是分两块内容介绍的,先是介绍了人类对力和运动关系的发展历史,并着重讲述了伽俐略的理想实验及其重要的实验思想.然后引入了牛顿第一定律,引入了惯性概念,并由此分析出力不是维持物体速度的原因,而是改变物体速度的原因.

  教法建议

  1、本节所述内容在初中课本上已涉及到,初中课本中用到的标题是惯性定律,所以学生已有一定的基础.

  2、适当介绍一些学史的知识,让学生意识到:一个规律的发现并不是一帆风顺的,或者是一开始的认识就是对的,而是需要人类不断探索才能形成的,它们的学习也是这样.

  3、重点讲述伽利略理想实验的科学思想,让学生学会一种科学思维方法.

  4、通过对大量实例的分析,让学生真正理解力不是维持物体速度的原因,而是改变物体速度的原因.

  教学设计示例

  教学重点:对伽利略理想实验的理解;牛顿第一运动定律.

  教学难点:对伽利略理想实验的理解.

  示例:

  一、历史的.回顾

  1、人类对力和运动关系的最初认识及亚里士多德其人.(见扩展资料)

  2、伽利略理想实验:

  (1)动画模拟该实验,并指出不能够真正试验的原因.或做课本所讲的气垫导轨实验(有视频资料),并指出为什么只是近似验证.由实验结果推出亚里士多德观点的错误,矛盾的焦点蚀是试实验条件的不同.

  (2)分析伽利略理想实验:它是一个理想化的过程,但并不是凭空想象的来的,而在抽象思维过程中所创造出的一种科学推理,理想化实验是物理学中重要的研究方法.

  (3)介绍伽利略.

  二、牛顿第一运动定律

  1、牛顿第一运动定律(惯性定律):一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止.

  2、惯性:物体保持原来的匀速直线运动或静止状态的性质.

  3、注意:(通过实例分析)

  (1)惯性与惯性定律不同.

  (2)惯性是物体的固有性质,任何时候物体都具有惯性,这与物体处于什么状态无关.

  (3)力和运动的关系:力不是维持物体速度的原因,而是改变物体速度的原因.

  4、实例参考(要让学生充分参与讨论):

  分析刹车时人往前倾;启动时人往后仰.

  做小实验:惯性实验器演示惯性现象,并分析.

  让学生举例分析,并指出哪些惯性现象有利,哪些惯性现象有害.

  探究活动

  题目:可以观察的惯性现象

  组织:小组或个人

  方案:自己设计小实验并展示、讲解,由同学互相评判

  评价:具有可操作性,让学生把学过的知识灵活应用

高中物理教案11

  教学目标

  知识目标

  (1)通过演示实验认识加速度与质量和和合外力的定量关系。

  (2)会用准确的文字叙述牛顿第二定律并掌握其数学表达式。

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

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

  (5)能初步运用运动学和牛顿第二定律的知识解决有关动力学问题。

  能力目标

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

  情感目标

  培养认真的科学态度,严谨、有序的思维习惯。

  教材分析

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

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

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

  教法建议

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

  2、通过典型例题让学生理解牛顿第二定律的确切含义。

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

  教学重点:

  牛顿第二定律

  教学难点:

  对牛顿第二定律的理解

  教学过程:

  示例:

  一、加速度、力和质量的关系

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

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

  二、牛顿第二运动定律(加速度定律)

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

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

  3、牛顿第二定律:

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

高中物理教案12

  教学目标

  一、知识目标

  1、知道什么是反冲运动,能举出几个反冲运动的实例;

  2、知道火箭的飞行原理和主要用途。

  二、能力目标

  1、结合实际例子,理解什么是反冲运动;

  2、能结合动量守恒定律对反冲现象做出解释;

  3、进一步提高运用动量守恒定律分析和解决实际问题的能力

  三、德育目标

  1、通过实验,分析得到什么是反冲运动,培养学生善于从实验中总结规律和热心科学研究的兴趣、勇于探索的品质。

  2、通过介绍我国成功地研制和发射长征系列火箭的事实,结合我国古代对于火箭的发明和我国的现代火箭技术已跨入世界先进先烈,激发学生热爱社会主义的情感。

  教学重点

  1、知道什么是反冲。

  2、应用动量守恒定律正确处理喷气式飞机、火箭一类问题。

  教学难点

  如何应用动量守恒定律分析、解决反冲运动。

  教学方法

  1、通过观察演示实验,总结归纳得到什么是反冲运动。

  2、结合实例运用动量守恒定律解释反冲运动。

  教学用具

  反冲小车、玻璃棒、气球、酒精、反冲塑料瓶等

  课时安排

  1课时

  教学步骤

  导入新课

  [演示]拿一个气球,给它充足气,然后松手,观察现象。

  [学生描述现象]释放气球后,气球内的气体向后喷出,气球向相反的方向飞出。

  [教师]在日常生活中,类似于气球这样的运动很多,本节课我们就来研究这种。

  新课教学

  (一)反冲运动 火箭

  1、教师分析气球所做的运动

  给气球内吹足气,捏紧出气孔,此时气球和其中的气体作为一个整体处于静止状态。松开出气孔时,气球中的气体向后喷出,气体具有能量,此时气体和气球之间产生相互作用,气球就向前冲出。

  2、学生举例:你能举出哪些物体的运动类似于气球所作的运动?

  学生:节日燃放的礼花。喷气式飞机。反击式水轮机。火箭等做的运动。

  3、同学们概括一下上述运动的特点,教师结合学生的叙述总结得到:

  某个物体向某一方向高速喷射出大量的液体,气体或弹射出一个小物体,从而使物体本身获得一反向速度的现象,叫反冲运动

  4、分析气球。火箭等所做的反冲运动,得到:

  在反冲现象中,系统所受的合外力一般不为零;

  但是反冲运动中如果属于内力远大于外力的情况,可以认为反冲运动中系统动量守恒。

  (二)学生课堂用自己的装置演示反冲运动。

  1、学生做准备:拿出自己的在课下所做的反冲运动演示装置。

  2、学生代表介绍实验装置,并演示。

  学生甲:

  装置:在玻璃板上放一辆小车,小车上用透明胶带粘中一块浸有酒精的棉花。

  实验做法:点燃浸有酒精的棉花,管中的酒精蒸气将橡皮塞冲出,同时看到小车沿相反方向运动。

  学生乙:

  装置:二个空摩丝瓶,在它们的底部用大号缝衣针各钻一个小洞,这样做成二个简易的火箭筒,在铁支架的立柱端装上顶轴,在放置臂的两侧各装一只箭筒,再把旋转系统放在顶轴上,往火箭筒内各注入约4 mL的酒精,并在火箭筒下方的棉球上注入少量酒精。点燃酒精棉球,片刻火箭筒内的酒精蒸气从尾孔中喷出,并被点燃,这时可以看到火箭旋转起来。

  学生丙:用可乐瓶做一个水火箭,方法是用一段吸管和透明胶带在瓶上固定一个导向管,瓶口塞一橡皮塞,在橡皮塞上钻一孔,在塞上固定一只自行车车胎上的进气阀门,并在气门芯内装上小橡皮管,在瓶中先注入约1/3体积的水,用橡皮塞把瓶口塞严,将尼龙线穿过可乐瓶上的导向管,使线的一端拴在门的上框上,另一端拴在板凳腿上,要使线拉直,将瓶的进气阀与打气筒相接,向筒内打气到一定程度时,瓶塞脱开,水从瓶口喷出,瓶向反方向飞去。

  过渡引言:同学们通过自己设计的实验装置得到并演示了什么是反冲运动,那么反冲运动在实际生活中有什么应用呢?下边我们来探讨这个问题。

  (三)反冲运动的应用和防止

  1、学生阅读课文有关内容。

  2、学生回答反冲运动应用和防止的实例。

  学生:反冲有广泛的应用:灌溉喷水器、反击式水轮机、喷气式飞机、火箭等都是反冲的重要应用。

  学生:用枪射击时,要用肩部抵住枪身,这是防止或减少反冲影响的实例。

  3、用多媒体展示学生所举例子。

  4、要求学生结合多媒体展示的物理情景对几个物理过程中反

  冲的应用和防止做出解释说明:

  ①对于灌溉喷水器,

  当水从弯管的喷嘴喷出时,弯管因反冲而旋转,可以自动地改变喷水的方向。

  ②对于反击式水轮机:当水从转轮的叶片中流出时,转轴由于反冲而旋转带动发电机发电。

  ③对于喷气式飞机和火箭,它们靠尾部喷出气流的反冲作用而获得很大的速度。

  ④用枪射击时,子弹向前飞去枪身向后发生反冲,枪身的反冲会影响射击的'准确性,所以用步枪时我们要把枪身抵在肩部,以减少反冲的影响。

  教师:通过我们对几个实例的分析,明确了反冲既有有利的一面,同时也有不利的一面,在看待事物时我们要学会用一分为二的观点。

  我们知道:反冲现象的一个重要应用是火箭,下边我们一认识火箭:

  (四)火箭:

  1、演示:把一个废旧白炽灯泡敲碎取出里面的一根细玻璃管,往细玻璃管装由火柴刮下的药粉,把细管放在支架上,用火柴或其他办法给细管加热。

  现象:当管内的药粉点燃时,生成的燃气从细口迅速喷出,细管便向相反方向飞去。教师讲述:上述装置就是火箭的原理模型。

  2、多媒体演示古代火箭,现代火箭的用途及多级火箭的工作过程,同时学生边看边阅读课文。

  3、用实物投影仪出示阅读思考题:

  ①介绍一下我国古代的火箭。?

  ②现代的火箭与古代火箭有什么相同和不同之处?

  ③现代火箭主要用途是什么?

  ④现代火箭为什么要采用多级结构?

  4、学生解答上述问题:

  ①我国古代的火箭是这样的:

  在箭上扎一个火药筒,火药筒的前端是封闭的,火药点燃后生成的燃气以很大速度向后喷出,火箭由于反冲而向前运动。

  ②现代火箭与古代火箭原理相同,都是利用反冲现象来工作的。

  但现代火箭较古代火箭结构复杂得多,现代火箭主要由壳体和燃料两大部分组成,壳体是圆筒形的,前端是封闭的尖端,后端有尾喷管,燃料燃烧产生的高温高压燃气从尾喷管迅速喷出,火箭就向前飞去。

  ③现代火箭主要用来发射探测仪器、常规弹头或核弹头,人造卫星或宇宙飞船,即利用火箭作为运载工具。

  ④在现代技术条件下,一级火箭的最终速度还达不到发射人造卫星所需要的速度,发射卫星时要使用多级火箭。

  用CAI课件展示多级火箭的工作过程:

  多级火箭由章单级火箭组成,发射时先点燃第一级火箭,燃料用完工以后,空壳自动脱落,然后下一级火箭开始工作。

  教师介绍:多级火箭能及时把空壳抛掉,使火箭的总质量减少,因而能够达到很高的温度,可用来完成洲际导弹,人造卫星、宇宙飞船等的发射工作,但火箭的级数不是越多越好,级数越多,构造越复杂,工作的可靠性越差,目前多级火箭一般都是三级火箭。

  那么火箭在燃料燃尽时所能获得的最终速度与什么有关系呢?

  5、出示下列问题:

  火箭发射前的总质量为M、燃料燃尽后的质量为m,火箭燃气的喷射速度为v1,燃料燃尽后火箭的飞行速度v为多大?

  [学生分析并解答]:

  解:在火箭发射过程中,由于内力远大于外力,所以动量守恒。

  发射前的总动量为0,发射后的总动量为(M-m)v-mv1(以火箭的速度方向为正方向)则:(M-m)v-mv1=0

  师生分析得到:燃料燃尽时火箭获得的最终速度由喷气速度及质量比M/m决定。

  巩固训练 水平方向射击的大炮,炮身重450 kg,炮弹射击速度是450 m/s,射击后炮身后退的距离是45 cm,则炮受地面的平均阻力是多大?

  小结

  1、当物体的一部分以一定的速度离开物体时,剩余部分将获得一个反向冲量而向相反方向运动,这种向相反方向的运动,通常叫做反冲运动。

  2、对于反冲运动,所遵循的规律是动是守恒定律,在具体的计算中必须严格按动量守恒定律的解题步骤来进行。

  3、反冲运动不仅存在于宏观低速物体间,也存在于微观高速物体。

高中物理教案13

  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14

  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15

  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.

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