A.
B.
C.
D.
【】D
第Ⅱ卷(非选择题共192分)
必考部分
第Ⅱ卷必考部分共9题,共157分。
19.(18分)
(1)(6分)某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率,所用的玻璃砖两面平行。正确作后,做出的光路图及测出的相关角度如图所示。①次玻璃的折射率计算式为n=__________(用图中的 表示);②如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择,为了减少误,应选用宽度_____(填“大”或“小”)的玻璃砖来测量。
(2)(6分)某实验小组研究橡皮筋伸长与所受拉力的关系。实验时,将原长约200mm的橡皮筋上端固定,在竖直悬挂的橡皮筋下端逐一增挂钩码(质量均为20g),每增挂一只钩码均记下对应的橡皮筋伸长量;当挂上10只钩码后,再逐一把钩码取下,每取下一只钩码,也记下对应的橡皮筋伸长量。根据测量数据,作出增挂钩码和减挂钩码时的橡皮筋伸长量 l与拉力F关系的图像如图所示。从图像中可以得出_______。(填选项前的字母)
A.增挂钩码时 l与F成正比,而减挂钩码时 l与F不成正比
B.当所挂钩码数相同时,增挂钩码时橡皮筋的伸长量比减挂钩码时的大
C.当所挂钩码数相同时,增挂钩码时橡皮筋的伸长量与减挂钩码时的相等
D.增挂钩码时所挂钩码数过多,导致橡皮筋超出弹性限度
(3)(6分)如图所示是一些准备用来测量待测电阻 阻值的实验器材,器材及其规格列表如下
为了能正常进行测量并尽可能减少测量误,实验要求测量时电表的读数大于其量程的一半,而且调节滑动变阻器能使电表读数有较明显的变化。请用实线代表导线,在所给的实验器
20.(15分)
如图所示的装置,左半部为速度选择器,右半部为匀强的偏转电场。一束同位素离子流从狭缝 射入速度选择器,能够沿直线通过速度选择器并从狭缝 射出的离子,又沿着与电场垂直的方向,立即进入场强大小为 的偏转电场,打在照相底片 上。已知同位素离子的电荷量为 ( >0),速度选择器内部存在着相互垂直的场强大小为 的匀强电场和磁感应强度大小为 的匀强磁场,照相底片D与狭缝 、 连线平行且距离为L,忽略重力的影响。
(2)若打在照相底片上的离子在偏转电场中沿速度 方向飞行的距离为 ,求出 与离子质量 之间的关系式(用 、 、 、 、 、L表示)。
21.(19分)
如图所示,两条平行的光滑金属导轨固定在倾角为θ的绝缘斜面上,导轨上端连接一个定值电阻。导体棒a和b放在导轨上,与导轨垂直开良好接触。斜面平虚线PQ以下区域内,存在着垂直穿过斜面向上的匀强磁场。现对a棒施以平行导轨斜向上的拉力,使它沿导轨匀速向上运动,此时放在导轨下端的b棒恰好静止。当a棒运动到磁场的上边界PQ处时,撤去拉力,a棒将继续沿导轨向上运动一小段距离后再向下滑动,此时b棒已滑离导轨。当a棒再次滑回到磁场上边界PQ处时,又恰能沿导轨匀速向下运动。已知a棒、b棒和定值电阻的阻值均为R,b棒的质量为m,重力加速度为g,导轨电阻不计。求
(1)a棒在磁场中沿导轨向上运动的过程中,a棒中的电流强度Ia与定值电阻中的电流强度Ic之比;
(2)a棒质量ma;
(3)a棒在磁场中沿导轨向上运动时所受的拉力F。
【解析】
(1) 棒沿导轨向上运动时, 棒、 棒及电阻 中放入电流分别为 ,有
,,
解得: 。
,当 棒沿斜面向上运动时,
,,
向上匀速运动时, 棒中的电流为 ,则
,,
由以上各式联立解得: 。
(3)由题可知导体棒 沿斜面向上运动时,所受拉力
。22.(20分)
如图所示,物体A放在足够长的木板B上,木板B静止于水平面。t=0时,电动机通过水平细绳以恒力F拉木板B,使它做初速度为零,加速度aB=1.0m/s2的匀加速直线运动。已知A的质量mA和B的质量mg均为2.0kg,A、B之间的动摩擦因数 =0.05,B与水平面之间的动摩擦因数 =0.1,静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等,重力加速度g取10m/s2。求
(1)物体A刚运动时的加速度aA
(2)t=1.0s时,电动机的输出功率P;
(3)若t=1.0s时,将电动机的输出功率立即调整为P`=5W,并在以后的运动过程中始终保持这一功率不变,t=3.8s时物体A的速度为1.2m/s。则在t=1.0s到t=3.8s这段时间内木板B的位移为多少?
【解析】
(1)物体 在水平方向上受到向右的摩擦力,由牛顿第二定律得
,代入数据解得
(2) 时,木板 的速度大小为
,木板 所受拉力 ,由牛顿第二定律有
,解得: ,
电动机输出功率 。
(3)电动机的输出功率调整为 时,设细绳对木板 的拉力为 ,则
,解得 ,
木板 受力满足 ,
所以木板 将做匀速直线运动,而物体 则继续在 上做匀加速直线运动直到 速度相等。设这一过程时间为 ,有
,这段时间内片的位移 ,
,由以上各式代入数据解得:
木板 在 到 这段时间内的位移 。
选考部分
第Ⅱ卷选考部分共5题,共35分。其中第28、29题为物理题,第30、31题为化学题,考生从两道物理题、两道化学题中各任选一题作答,若第28、29题都作答,则按第28题计分,若么30、31题都作答,则按第30题计分;第32题为生物题,是必答题。请将都填写在答题卡选答区域的指置上。
28.[物理选修3-3](本题共2小题,第小题6分,共12分。第小题只有一个选项符合题意)
(1)1859年麦克斯韦从理论上推导出了气体分子速率的分布规律,后来有许多实验验证了这一规律。若以横坐标 表示分子速率,纵坐标 表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比。下面国幅图中能正确表示某一温度下气体分子速率分布规律的是 。(填选项前的字母)
【解析】图象突出中间多两边少的特点,选D。¥高#考#资%源网
(2)如图所示,一定质量的理想气体密封在绝热(即与外界不发生热交换)容器中,容器内装有一可以活动的绝热活塞。今对活塞施以一竖直向下的压力F,使活塞缓慢向下移动一段距离后,气体的体积减小。若忽略活塞与容器壁间的摩擦力,则被密封的气体 。(填选项前的字母)
A.温度升高,压强增大,内能减少
B.温度降低,压强增大,内能减少
D.温度降低,压强减小,内能增加
【解析】外力 做正功, ;绝热, ;由热力学定律 ,内能增加,温度升高;另外,由 可以判断出压强增大
【】C。
29.[物理选修3-5](本题共2小题,每小题6分,共12分。每小题只有一个选项符合题意)
(1) 测年法是利用 衰变规律对古生物进行年代测定的方法。若以横坐标t表示时间,纵坐标m表示任意时刻 的质量, 为t=0时 的质量。下面四幅图中能正确反映 衰变规律的是 。(填选项前的字母)
【解析】由公式 可知C正确。
(2)如图所示,一个木箱原来静止在光滑水平面上,木箱内粗糙的底板上放着一个小木块。木箱和小木块都具有一定的质量。现使木箱获得一个向右的初速度 ,则 。(填选项前的字母)
A.小木块和木箱最终都将静止
B.小木块最终将相对木箱静止,二者一起向右运动
C.小木块在木箱内壁将始终来回往复碰撞,而木箱一直向右运动
D.如果小木块与木箱的左壁碰撞后相对木箱静止,则二者将一起向左运动
【解析】系统不受外力,系统动量守恒,最终两个物体以相同的速度一起向右运动,B正确。
14.火星探测项目是我国继神舟载人航天工程、嫦娥探月工程之后又一个重大太空探索项目。设火星探测器在火星表面附近圆形轨道运行的周期 ,神舟飞船在地球表面附近的圆形轨道运行周期为 ,火星质量与地球质量之比为p,火星半径与地球半径之比为q,则 与 之比为
A. B. C. D.
【命题特点】本题关注我国航天事业的发展,考查万有引力在天体运动中的应用,这也几乎是每年中必考的题型。
【高中物理教材中涉及的规律有很多,比如“牛顿第二定律”、“力的平行四边形定则”、“自由落体运动”、“机械能守恒定律”、“动量守恒定律”、“单摆的等时性”、“胡克定律”、“电阻定律”、“闭合电路欧姆定律”、“楞次定律”等等。对于这些规律课,由于以前受到实验条件的限制,及“做实验不如讲实验”观念的影响,物理教师大多的处理方法是采用“老师讲解或演示探究过程或方法,学生听、记”的模式,也就是人们常说的“填鸭式”教学。这种教学方法在很大程度上扼杀了学生的创造性和主动思考的能力。解析】设中心天体的质量为 ,半径为 ,当航天器在星球表面飞行时,由
和 解得 ,即 ;又因为 ,所以 , 。
【】D。
【启示】本类型要求考生熟练掌握万有引力定律在处理有关宇宙速度、天体质量和密度、周期与距离及同步卫星的方法,特别要关注当年度航天。
15.一列简谐横波在t=0时刻的波形如图中的实线所示,t=0.02s时刻
的波形如图中虚线所示。若该波的周期T大于0.02s,则该波的传
播速度可能是
A.2m/s
B.3m/s
C.4m/s
D.5m/s
【命题特点】本题考查机械波传播过程中的双向性。
【解析】这类问题通常有两种解法。
解法一:质点振动法
(1)设波向右传播,则在0时刻 处的质点往上振动,
设经历 时间时质点运动到波峰的位置,则 ,即 。
当 时, ,符合要求,此时 ;
当 时, ,不符合要求。
(2)设波向左传播,则在0时刻 处的质点往下振动,
设经历 时间时质点运动到波峰的位置,则 ,即 。
当 时, ,符合要求,此时 ;
当 时, ,不符合要求。
综上所述,只有B选项正确。
解法二:波的平移法
(1)设波向右传播,只有当波传播的距离为 时,实线才会和虚线重合,即0时刻的波形才会演变成 时的波形, ,
所以 ,
,当 时, ,符合要求,此时 ;
当 时, ,不符合要求。
(2)设波向左传播,只有当波传播的距离为 时,实线才会和虚线重合,即0时刻的波形才会演变成 时的波形, ,
所以 ,
,当 时, ,符合要求,此时 ;
当 时, ,不符合要求。
综上所述,只有B选项正确。
【】B
2020高中物理向心力教案
P=W/t 功率是标量 功率单位:瓦特(w)向心力的大小与物体的质量(m)、物体运动圆周半径的长度(r)和角速度(ω)有着密切关系。接下来是我为大家整理的2020高中物理向心力教案,希望大家喜欢!
(2)由于 棒在上方滑动过程中机械能守恒,因而 棒在磁场中向上滑动的速度大小 与在磁场中向下滑动的速度大小 相等,即 ,设磁场的磁感应强度为 ,导体棒长为 ,在磁场中运动时产生的感应电动势为 2020高中物理向心力教案一
本节教材选自 教育 出版社全日制普通高中课程标准实验教科书(物理2·必修)第五章《曲线运动》第六节《向心力》。
教材的内容方面来看,本章节主要讲解了向心力的定义、定义式、方向及验证向心力的表达式,变速圆周运动和一般曲线运动。前面几节已经学习了曲线运动、圆周运动、向心加速度,这节讲的是描述使物体做圆周运动的合外力,是对物体运动认识上的升华,为接下来万有引力的的学习奠定了基础。所以在整个教材体系中起了承上启下的作用,并且这样的安排由简单到复杂,符合学生的认知规律。
从教材的地位和作用方面来看,本章节是运动学中的重要概念,也是高一年级物理课程中比较重要的概念之一,是对物体运动认识上的升华,它把运动学和动力学联系在了一起,具有承上启下的桥梁作用,也是学生知识系统中不可或缺的重要组成部分。
学情分析
【知识基础方面】在学习本节课前学生已经学习了曲线运动、圆周运动、向心加速度,具备了探究向心力的基本知识和基本技能,这为本节课的探究性学习起到了铺垫作用。
【思维基础方面】高一的学生通过初中科学和学期的学习,具有了一定的物理思维 方法 和较强的计算能力,但接受能力尚欠缺,需要教师正确的和启发。
【情感态度方面】在学生的生活 经验 中,与向心力有关的现象有,但是有一些是错误的这就给学生理解向心力的概念带来困难。
教学目标
【知识技能目标】
理解向心力的定义;
能说出向心力的定义、写出向心力的定义式和单位
理解向心力的作用效果;
用圆锥摆粗略验证向心力的表达式;
【过程方法目标】
通过对向心力,向心加速度,圆周运动,牛顿第二定律的理解与学习,相互联系,体验对物理概念的 学习方法
【情感态度与价值观目标】
通过用概念前后联系的方法得出加速度的概念,感悟到探索问题解决问题的兴趣和学无止境的观点;
通过向心力的教学学生从现实的生活经历与体验出发,激发学生的学习兴趣;
通过一些有趣的实验实验,加深学生的印象,容易让学生理解,引起学生兴趣;
四、重点与难点
重点:向心力表达式验证,向心力来源与作用效果。设定一定运动情景,来验证向心力表达式。来源进行举例说明,进行受力分析。(重点如何落实)
难点:向心力表达式的验证。通过用圆锥摆粗滤验证表达式,通过圆锥摆做匀速圆周运动解释原理,分析其在运动角度和手里角度的合外力,测量数据与测量器材,一步步得出表达式的正确。(难点咋么突破)
五、 教学方法 与手段
教学方法:演示法,讲授法,讨论法
教学手段:多媒体,口述
六、教学过程
引入
回顾本章内容,复习向心加速度,放一个有关视屏,向同学提问物体为甚么做圆周运动?
新课教学(熟悉一下过渡)
一、做小球做圆周运动的实验,多问题进行思考,得出向心力特点进行 总结
二、有关向心力的有关知识并进行一定补充。
三、用圆锥摆粗滤验证向心力表达式
小结
向心力定义
表达式
方向
作用效果
教学任务
知识回顾
教师活动
列出3.中间时刻速度 Vt/2=V平=(Vt+Vo)/2 4.末速度Vt=Vo+at知识的联系曲线运动——匀速圆周运动--受到力--向心加速度,提问向心加速度定义、方向、表达式 学生活动
A.回答
方向:指向圆心
表达式:a=v2/r 设计意义
回顾旧知识,温故而知新,为向心力表达式做准备
新课引入 【播放视频】
利用课件视频资源,在大屏幕上播放笼中摩托车的视频,学生分析摩托车为什么做匀速圆周运动?
【提问、】
1、摩托车做什么运动?
为什么做匀速圆周运动?
模拟小球在光滑桌面上做匀速圆周运动,提问:
1、小球为什么做匀速圆周运动?
2、小球受到哪些力作用?
3、合外力是哪个力?这个力的方向有什么特点?这个力起什么作用?
4、一旦断线与松手,结果如何?
【观看视频】
认真观看视频,观察运动员的运动状态
【积极回答、讨论】
匀速圆周运动
受到力的作用
A学生回答:
受到力的作用。
重力,支持力,绳子的拉力。
绳子的拉力,方向指向圆心。使物体做匀速圆周运动。
2020高中物理向心力教案二
一、设计思路
以高中物理新课改的基本理念为指导,基于高一学生的实际和与向心力相关的学习任务,注重在教学中体现科学探究精神,使学生尽可能完整地经历科学探究的过程。通过学生探究式的大胆的设和猜想以及科学的分析,不仅仅获取科学知识,同时能将物理理论应用生活实际之中。
鉴于教材根据牛顿第二定律直接推导出向心力的表达式的教学方法,本节课突破该教学方法,采用“探究”式教学法,该教学法以解决问题为中心,注重学生的钻研,着眼于 创新思维 的培养,充分发挥学生主动性。其主要程序是:
不仅重视知识的获得,而且更重视学生获得知识的过程及方法,更加突出了学生的主动学习。学生活动约占课时的一半,力求体现“以教师为主导,以学生为主体”的教学思想。
1.学习任务
向心力是高中物理新课程必修2的内容,本节课是从动力学的角度研究匀速圆周运动的,这部分知识是本章的重点和难点,也是学好圆周运动的关键点,学好这部分知识,可以为后面的天体运动和带电粒子在匀强磁场中的运动打好基础。教材的编排思路很清晰,先是从身边的事例出发,让学生体验到做圆周运动的物体需要有一个指向圆心的力,从而引出向心力的概念。由于上一节中,已经从一般性的结论入手,利用矢量运算,在普遍情况下得出匀速圆周运动的物体的加速度方向指向圆心的结论,进一步得到了向心加速度的大小。于是根据牛顿第二定律,就可以得到做匀速圆周运动的物体受到的合外力方向和大小,即向心力的大小和方向。
接着,教材为了让学生对向心力有一个感性的认识,设计了“实验”栏目——“用圆锥摆验证向心力的表达式”。实际上,这个实验除了要验证向心力表达式以外,另外一个目的就是可以让学生体验到“向心力不是一个新的性质力,而是一个效果力”,也即让学生初步学会分析向心力的来源。
本节中又讨论了变速圆周运动和一般的曲线运动。这样安排的目的是从生活实际出发,在更广阔的背景下让学生认识到什么情况下物体将做匀速圆周运动,什么情况下会做变速圆周运动,以及知道如何处理一般曲线运动的方法。
2.学习者
学生通过前一节《向心加速度》的学习,已经知道了向心加速度的方向指向圆心,它描述了物体速度方向变化的快慢。于是根据牛顿第二定律可知,这个加速度一定是由于它受到了指向圆心的力。因此将向心加速度的表达式代入牛顿第二定律即可得到向心力的表达式。
但由于错误的经验或者说是思维定势,学生往往认为向心力是一种新的力,因此“向心力不是一种新的力,而是根据作用效果命名的力”(即向心力的来源)对学生来说,将是个难点。
三、教学目标
1.知识与技能
(1)能结合实例分析,知道向心力是一种效果力以及方向;
(2)能够用自己的语言归纳向心力公式的确切含义,并能用来进行简单的计算;
(3)知道变速圆周运动中向心力是合外力的一个分力,能够描述合外力的作用效果。
2.过程与方法
(1)通过对向心力概念的探究体验,能够用自己的语言说出其概念;
(2)在探究向心力的表达式的过程中,体会控制变量法在解决问题中的作用;
(3)经历从匀速圆周运动到变速圆周运动再到一般曲线运动的研究过程,领会解决问题从特殊到一般的思维方法。
3.情感、态度与价值观
实例、实验紧密联系生活,拉近与科学的距离,感受到科学就在身边,发展自己对学习的积极性和学习兴趣。
综上(前期分析及教学目标),可见本节课的重点和难点:
四、教学准备
1.教具与学具
飞机拐弯视频、花样滑冰转圈视频、地球绕太阳公转动画、轻绳牵引小球在光滑面上的实验小装置、自制的探究向心力与哪些因素有关的仪器、自制的橡皮泥纱布袋等。
2.教学策略
本课基于建构主义学习理论,具体以探究式教学模式为主,结合问题法、演示法、启发法、归纳法、多媒体辅助法等教学方法。
五、教学过程设计
1.实验或视频激疑,导入新课——向心力
(1)引入:欣赏视频:飞机拐弯、花样滑冰转圈、地球绕太阳公转
通过以上视频和动画的观看,让学生体会并重温什么样的运动是匀速圆周运动。更为重要的是,圆周运动的概念也比较自然地在学生头脑中回忆起来。
(2)迷你小实验1:向心力与圆周运动
取一根细绳,一端系上一小球,另一端固定在一枚图钉上。将图钉定在
光滑的板上,如图所示:
a.用手指沿小球与图钉连线的垂直方向轻轻弹击小球,当绳子未伸直前,小 球做 运动
b.用手指沿小球与图钉连线的垂直方向加大力弹击小球,当绳子伸直后,
小球做 运动
:学生分析、讨论:
a:绳绷紧前,小球为什么做匀速直线运动?
b:绳绷紧后,小球为何做匀速圆周运动?小球此时受到哪些力的作用?合外力是哪个力?这个力的方向有什么特点?这个力起什么作用?
过程:实验模拟——受力分析——力与运动分析——结论
总结:向心力(效果力)
(1)概念:做匀速圆周运动的物体受到一个指向圆心的等效力的作用,这个力叫向心力。
(2)方向:向心力总是指向圆心,方向不断变化。
(3)作用效果:不改变速度大小,只改变运动物体的速度方向。
对向心力实例分析:
a:让学生讨论汽车急转弯时,乘客向心力的来源(结合感觉)。
b:分析转盘上物体所做的圆周运动。(动画)
c:手抡动细绳,使小物体做圆周运动。(如图)
分析:向心力的来源(性质)
总结:
(1)向心力是根据效果命名的力,并不是一种新的性质力。
(2)向心力的来源:可以是重力、弹力、摩擦力等各种性质的力,也可以是几个力的合力,还可以是某个力的分力。
物体做匀速圆周运动时,由合力提供向心力F向= F合。
(3)向心力不是物体真实受到的一个力,不能说物体受到向心力的作用 ,只能说某个力或某几个力提供了向心力。
通过对以上视频、动画、迷你小实验,在物体做圆周运动基础上,引出本课主题——向心力。
2.亲身体验,感受向心力存在
迷你小实验2:感受向心力与什么因素有关
在一根结实的细绳的一端拴一个橡皮泥纱布袋或其他小物体,抡动细绳,使小物体做圆周运动(如图),依次改变转动的角速度、半径和小物体的质量,拉力如何变化。
猜想:向心力可能与m、w、r有关。
向心力概念建立之后,不急于进行向心力大小及其计算公式的推导,而是进一步强化学生对于向心力存在的真实体验。
2020高中物理向心力教案三
一、教材分析
“向心力”编排在曲线运动倒数第二节,这部份知识是本章的重点,学好这部份知识,可以为学习下一章万有引力应用部份的内容做好必要的准备。
圆周运动是生活中一种典型的曲线运动,匀速圆周运动更是一种特殊运动,匀速圆周运动的运动规律在实际生活中有着广泛的具体应用。而匀速圆周运动的向心力与向心加速度的关系其实又是牛顿第二定律的具体应用。因此,本节课采用理论与实际相结合的教学方式,既能使教学过程变得生动有趣又能有效激发学生学习物理的兴趣。
教材在处理这部份知识时,改变原有教材的方法:新教材在前面一节已经利用矢量推导的方式得出向心加速度的公式,这节课利用牛顿第二定律由向心加速度的公式得出向心力公式,再通过实验验证做匀速圆周运动的物体受到的向心力公式,然后再简单介绍向心力公式也适用于非匀速圆周运动。这样的编排通过学生观察生活发现问题,通过实验探究规律,利用规律解决生活实际问题,让学生充分参与模型的形成、概念的建立和规律的探究,这种教学方式非常有利于学生科学思维的形成,并可以有效地激发学生学习匀速圆周运动的学习动机。
二、学生分析
向心力的学习是在学生已经掌握了匀速圆周运动的向心加速度公式和牛顿运动的基础之上进行的。
学生已经学习了牛顿运动定律,初步掌握了牛顿第二定律的数学表达式 ,并且学习了匀速圆周运动的向心加速度公式 ,所以,学生具有了理论推导匀速圆周运动的向心力公式的知识储备和方法储备。
匀速圆周运动是生活中一种典型的运动形式,在实际生活中有很多实际应用,在本节的学习过程中,学生通过观察生活实例发现问题,初步认识圆周运动的向心力,通过理论探究,学生分组实验验证来探究规律,利用规律解决生活实际问题,通过这个过程,激发学生学习物理的热情和兴趣,培养科学的 思维方式 和良好的实验动手能力。
在本节教学中,体验性实验与分组实验相结合,理论与实际生活相结合,采用科学灵活的授课方式和方法,为学生思维的形成和能力的培养提供了有力保障。
三、教学目标设计
1.知识与技?
(1)知道什么是向心力,理解它是一种效果力。
(2)理解向心力公式的确切含义,并能用来进行简单的计算。
(3)知道变速圆周运动中向心力是合外力的一个分力,知道合外力的作用效果。
2.过程与方法
(1)通过对向心力概念的探究体验,让学生理解其概念。并掌握处理问题的一般方法:提出问题,分析问题,解决问题。
(2)在验证向心力的表达式的过程中,体会控制变量法在解决问题中的作用。
(3)经历从匀速圆周运动到变速圆周运动再到一般曲线运动的研究过程,让学生领会解决问题从特殊到一般的思维方法。并学会用运动和力的观点分析、解决问题。
3.情感态度与价值观
(1)经历从自己提出问题到自己解决问题的过程,培养学生的问题意识及思维能力。
(2)经历从特殊到一般的研究过程,培养学生分析问题、解决问题的能力。
(3)实例、实验紧密联系生活,拉近科学与学生的距离,使学生感到科学就在身边,调动学生学习的积极性,培养学生的学习兴趣。
四、重点难点分析
1.教学重点
(1)理解向心力的概念和公式的建立。
(2)理解向心力的公式。
(3)理解向心力只改变速度的方向,不改变速度的大小。
2.教学难点
(1)向心力的来源。
(2)理解向心力只改变速度的方向,不改变速度的大小。
五、教学流程设计
1.展示情景,提出问题
通过简单的实验,创设情景,引出向心力的概念。
2. 科学猜想,思维发散
鼓励学生大胆猜测,提出自己想要研究的问题,鼓励学生共同解决自己提出的一部分问题。
3. 实验验证
(1)用圆锥摆粗略验证向心力公式;
(2)用向心力演示仪验证向心力表达式。
4.变速圆周运动和研究一般曲线运动的方法。
5.课堂小结。
六、教学过程设计
(一)情景设疑,引入新课
通过多媒体课件展示几个圆周运动是实例,让先生思考:这些做圆周运动的物体为什么不会飞出去,而是老老实实地绕着一个中心点做圆周运动?
(物理就在我们的身边。匀速圆周运动是生活中一种典型的运动。匀速圆周运动在实际生活中有很多实际应用,因此,通过学生观察生活实例,可以有效地激发学生学习匀速圆周运动的学习动机,并为学生学习匀速圆周运动创设了良好学习情境。)
(二)感性认识,启发思维
自己动手制作一个圆周运动(用手抡一个被绳系着的小球)
由学生得出结论:做圆周运动的物体受到了拉力的作用
让学生分析这些力的指向有什么特点,并进一步归纳得出向心力的概念。
(体会媒体演示的内容,思考老师的问题。领会向心力的概念)
(三)科学猜想,思维发散
学生提出问题(可预设问题)
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探究活动高一物理公式总结 (必修1、2)
一、质点的运动(1)------直线运动
1)匀变速直线运动
1.平均速度V平=S/t (定义式) 2.有用推论Vt^2 –Vo^2=2as
5.中间位置速度Vs/2=[(Vo^2 +Vt^2)/2]1/2 6.位移S= V平t=Vot + at^2/2=Vt/2t
7.加速度a=(Vt-Vo)/t 以Vo为正方向,a与Vo同向(加速)a>0;反向则a<0
8.实验用推论ΔS=aT^2 ΔS为相邻连续相等时间(T)内位移之
9.主要物理量及单位:初速(Vo):m/s
加速度(a):m/s^2 末速度(Vt):m/s
时间(t):秒(s) 位移(S):米(m) 路程:米 速度单位换算:1m/s=3.6Km/h
注:(1)平均速度是矢量。(2)物体速度大,加速度不一定大。(3)a=(Vt-Vo)/t只是量度式,不是决定式。(4)其它相关内容:质点/位移和路程/s--t图/v--t图/速度与速率/
2) 自由落体
1.初速度Vo=0
2.末速度Vt=gt
3.下落高度h=gt^2/2(从Vo位置向下计算) 4.推论Vt^2=2gh
注:(1)自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,遵循匀变速度直线运动规律。
(2)a=g=9.8 m/s^2≈10m/s^2 重力加速度在赤道附近较小,在高山处比平地小,方向竖直向下。
3) 竖直上抛
1.位移S=Vot- gt^2/2 2.末速度Vt= Vo- gt (g=9.8≈10m/s2 )
3.有用推论Vt^2 –Vo^2=-2gS 4.上升高度Hm=Vo^2/2g (抛出点算起)
5.往返时间t=2Vo/g (从抛出落回原位置的时间)
注:(1)全过程处理:是匀减速直线运动,以向上为正方向,加速度取负值。(2)分段处理:向上为匀减速运动,向下为自由落体运动,具有对称性。(3)上升与下落过程具有对称性,如在同点速度等值反向等。
二、质点的运动(2)----曲线运动 万有引力
1)平抛运动
1.水平方向速度Vx= Vo 2.竖直方向速度Vy=gt
3.水平方向位移Sx= Vot 4.竖直方向位移(Sy)=gt^2/2
5.运动时间t=(2Sy/g)1/2 (通常又表示为(2h/g)1/2)
6.合速度Vt=(Vx^2+Vy^2)1/2=[Vo^2+(gt)^2]1/2
合速度方向与水平夹角β: tgβ=Vy/Vx=gt/Vo
7.合位移S=(Sx^2+ Sy^2)1/2 ,
位移方向与水平夹角α: tgα=Sy/Sx=gt/2Vo
注:(1)平抛运动是匀变速曲线运动,加速度为g,通常可看作是水平方向的匀速直线运动与竖直方向的自由落体运动的合成。(2)运动时间由下落高度h(Sy)决定与水平抛出速度无关。(3)θ与β的关系为tgβ=2tgα 。(4)在平抛运动中时间t是解题关键。(5)曲线运动的物体必有加速度,当速度方向与所受合力(加速度)方向不在同一直线上时物体做曲线运动。
2)匀速圆周运动
1.线速度V=s/t=2πR/T 2.角速度ω=Φ/t=2π/T=2πf
3.向心加速度a=V^2/R=ω^2R=(2π/T)^2R 4.向心力F心=Mv^2/R=mω^2R=m(2π/T)^2R
5.周期与频率T=1/f 6.角速度与线速度的关系V=ωR
7.角速度与转速的关系ω=2πn (此处频率与转速意义相同)
8.主要物理量及单位: 弧长(S):米(m) 角度(Φ):弧度(rad) 频率(f):赫(Hz)
周期(T):秒(s) 转速(n):r/s 半径(R):米(m) 线速度(V):m/s
角速度(ω):rad/s 向心加速度:m/s2
注:(1)向心力可以由具体某个力提供,也可以由合力提供,还可以由分力提供,方向始终与速度方向垂直。(2)做匀速度圆周运动的物体,其向心力等于合力,并且向心力只改变速度的方向,不改变速度的大小,因此物体的动能保持不变,但动量不断改变。
3)万有引力
1.开普勒第三定律T2/R3=K(=4π^2/GM) R:轨道半径 T :周期 K:常量(与行星质量无关)
2.万有引力定律F=Gm1m2/r^2 G=6.67×10^-11N·m^2/kg^2方向在它们的连线上
3.天体上的重力和重力加速度GMm/R^2=mg g=GM/R^2 R:天体半径(m)
4.卫星绕行速度、角速度、周期 V=(GM/R)1/2 ω=(GM/R^3)1/2 T=2π(R^3/GM)1/2
5.(二、三)宇宙速度V1=(g地r地)1/2=7.9Km/s V2=11.2Km/s V3=16.7Km/s
6.地球同步卫星GMm/(R+h)^2=m4π^2(R+h)/T^2 h≈3.6 km h:距地球表面的高度
注:(1)天体运动所需的向心力由万有引力提供,F心=F万。(2)应用万有引力定律可估算天体的质量密度等。(3)地球同步卫星只能运行于赤道上空,运行周期和地球自转周期相同。(4)卫星轨道半径变小时,势能变小、动能变大、速度变大、周期变小。(5)地球卫星的环绕速度和最小发射速度均为7.9Km/S。
机械能
1.功
(1)做功的两个条件: 作用在物体上的力.
物体在里的方向上通过的距离.
(2)功的大小: W=Fscosa 功是标量 功的单位:焦耳(J)
1J=1Nm
当 0<= a <派/2 w>0 F做正功 F是动力
当 a=派/2 w=0 (cos派/2=0) F不作功
当 派/2<= a <派 W<0 F做负功 F是阻力
(3)总功的求法:
W总=W1+W2+W3……Wn
W总=F合Scosa
2.功率
(1) 定义:功跟完成这些功所用时间的比值.
此公式求的是平均功率
1w=1J/s 1000w=1kw
(2) 功率的另一个表达式: P=Fvcosa
当F与v方向相同时, P=Fv. (此时cos0度=1)
此公式即可求平均功率,也可求瞬时功率
1)平均功率: 当v为平均速度时
2)瞬时功率: 当v为t时刻的瞬时速度
(3) 额定功率: 指机器正常工作时输出功率
实际功率: 指机器在实际工作中的输出功率
正常工作时: 实际功率≤额定功率
(4) 机车运动问题(前提:阻力f恒定)
P=Fv F=ma+f (由牛顿第二定律得)
汽车启动有两种模式
1) 汽车以恒定功率启动 (a在减小,一直到0)
P恒定 v在增加 F在减小 尤F=ma+f
当F减小=f时 v此时有值
2) 汽车以恒定加速度前进(a开始恒定,在逐渐减小到0)
a恒定 F不变(F=ma+f) V在增加 P实逐渐增加
此时的P为额定功率 即P一定
P恒定 v在增加 F在减小 尤F=ma+f
当F减小=f时 v此时有值
3.功和能应尽量利用视频资源来呈现,给学生一个真实感,没有视频的也可以利用多媒体进行科学模拟。例如《弹力与形变的关系》中引入一段蹦极的视频比用计算机模拟更能让学生接受。再如《作用力与反作用力》就可以用一段湖面上两船相互作用的视频,而不一定要用模拟来帮助学生分析和理解。
(1) 功和能的关系: 做功的过程就是能量转化的过程
功是能量转化的量度
(2) 功和能的区别: 能是物体运动状态决定的物理量,即过程量
功是物体状态变化过程有关的物理量,即状态量
这是功和能的根本区别.
4.动能.动能定理
(1) 动能定义:物体由于运动而具有的能量. 用Ek表示
表达式 Ek=1/2mv^2 能是标量 也是过程量
单位:焦耳(J) 1kgm^2/s^2 = 1J
(2) 动能定理内容:合外力做的功等于物体动能的变化
表达式 W合=ΔEk=1/2mv^2-1/2mv0^2
适用范围:恒力做功,变力做功,分段做功,全程做功
5.重力势能
(1) 定义:物体由于被举高而具有的能量. 用Ep表示
表达式 Ep=mgh 是标量 单位:焦耳(J)
(2) 重力做功和重力势能的关系
W重=-ΔEp
重力势能的变化由重力做功来量度
(3) 重力做功的特点:只和初末位置有关,跟物体运动路径无关
重力势能是相对性的,和参考平面有关,一般以地面为参考平面
重力势能的变化是的,和参考平面无关
(4) 弹性势能:物体由于形变而具有的能量
弹性势能存在于发生弹性形变的物体中,跟形变的大小有关
弹性势能的变化由弹力做功来量度
6.机械能守(1)根据对两物体的运动过程分析,画出物体运动示意图恒定律
(1) 机械能:动能,重力势能,弹性势能的总称
总机械能:E=Ek+Ep 是标量 也具有相对性
机械能的变化,等于非重力做功 (比如阻力做的功)
ΔE=W非重
机械能之间可以相互转化
(2) 机械能守恒定律: 只有重力做功的情况下,物体的动能和重力势能
发生相互转化,但机械能保持不变
表达式: Ek1+Ep1=Ek2+Ep2 成立条件:只有重力做功
楼主要我的把,我是个回答的哦~~
急!我想问问大家,上海黄浦学校[黄浦区大吉路200号(近南路)附近有什么旅馆或酒店?
(1C.小球运动速度减小,但保持直线)求从狭缝 射出的离子速度 的大小;朋友 不超过300的宾馆可多勒
南京中路 山西中路 福昌宾馆 168元 标准间 的位移 ⑤ 交点的纵坐标表示三个运动质点的共同速度独卫
南京中路 天津路 188元 独卫
肇嘉浜路制造局路上有个mo的~价钱服务名气都有^_^
我记得对面陆家浜路上有个"会景楼"是宾馆,很近的
如何运用多媒体技术打造高效课堂:在课堂上如何运用多媒体技术
区别:时刻在时间轴上表示一点,时间间隔在时间轴上表示一段。运用多媒体技术培养学习兴趣,突破重点、难点,打造高效课堂,让学生在有限时间内获取更多的知识,使学生能力全面提高,让学生养成良好的习惯,为学生终身发展奠定基础。随着新课程标准实施的不断深入,作为一名新课程的实践者,就必须尽快行动起来,为新课程的实施做好相应的准备工作。如今多媒体技术辅助物理教学应用已进入成熟阶段,运用多媒体技术打造高效课堂,改变传统的教学模式,多媒体技术在物理教学中的应用大大提高了课堂教学的效益。因此,教育工作者要不断探究,让多媒体在教学中发挥更大的作用。笔者就如何运用多媒体技术打造高效物理课堂,谈几点体会。
4、“总”指:物体不受力时,原来静止的总保持静止,原来运动的就总保持力消失时的速度和方向一直匀速直线运动下去。1 运用多媒体技术,培养学习兴趣,打造高效课堂
兴趣是的老师,兴趣是学生自主学习力量的源泉,故激发学生的学习兴趣,是培养学生自主学习能力的前提,是教学中最重要的手段之一。学生只有对所学知识产生兴趣和充满好奇心,才会主动去探究它,才能主动设法去知道其所以然。多媒体集文字、图形、图像、声音、动画、影视等各种信息传输手段为一体,具有很强的感染力和表现力。多媒体技术在物理课堂教学中的应用,极大地激发了学生学习兴趣,加深了对学习知识的记忆,还可以化抽象为具体,使教学更加形象、直观,便于学生理解和掌握知识。特别是在一些抽象物理模型建立方面更有其优越性,它能够动静结合地演示一些物理现象,有效地控制变化的过程,从而便于学生观察和思维,很好地突出重点、突破难点,增大课堂容量,极大地增强课堂的效果。
如在讲波的干涉现象时,学生只能根据两个频率相同波源发出的波的叠加示意图,认识到凡是两列波相遇时,波谷和波谷相遇的地方振动最强,而波峰和波谷相遇的地方振动最弱。这还只是停留在静态分析的层面上,至于对每一个振动加强的点是否永远振动最强,对每一个振动最弱的点是否永远振动最弱,像这样的问题学生往往搞不清楚。为此,教师可运用Flas功能做出两列波在叠加时某些质点的振动合成图像,这样学生就能清楚地看到在产生干涉现象时,对每一个振动加强的点来说,由于两列波传到这里,使质点产生的振动都是同相的,因而合振动的振幅就可以达到。不仅可得到静态波型叠加图,还可得到一幅清晰的动态波型叠加图像。
在教学中恰当地使用Flash模拟动画,就可使瞬息万变的物理过程以静止状态去观察理解,有利于学生认识物理现象及其规律。若是学生自己动手用计算机设计出波形图,在脑海中产生深刻的印象,就同时加深对物理学习的兴趣。课堂上运用多媒体技术充分激发了学生的学习兴趣,使学生产生强烈的学习欲望,从而形成良好的学习动机,主动地参与教学活动,转变了传统的以教师为导向、以课堂为中心的教育模式,大大提高授课效率。
现代革命家、教育家陶行知先生说:教育只有通过生活场景才能产生作用并真正成为教育。确实,让学生置身于有生活情趣的情境中,在轻松愉快的气氛中掌握知识,提高能力,得到情感的升华。物理规律一般比较抽象且理论性较强,教师若照本宣科,仍然按照传统的一支粉笔、一块黑板的教学模式讲课,学生就会觉得枯燥无味,昏昏欲睡,课堂缺乏生命力。在高中物理教学中有很多的疑难点,用传统的教学方法很难让学生理解和突破它们,因此,运用多媒体技术创设模拟的教学情境,可以提高学生学习的兴趣,增强课堂活力,有利于重难点的突破。而且往往能取得良好效果,更加形象化。
楞次定律是高中物理选修教材第三册内容,这在高中物理教材中占有重要地位,讲述的是感应电流(感应电动势)方向的规律。运用传统教学方法,学生很难理解楞次定律这个规律,在突破由实验得出楞次定律和具体应用这个重点、难点时,学生总感到力不从心。运用多媒体技术化抽象为具体,突破教学难点。通过计算机模拟把象的磁感线生动具体地表现出来,把“阻碍”作用通过动画模拟,演示原磁场方向、原磁场磁通量的变化以及感应电流的磁场方向,就能较好地化抽象为形象,极大地克服学生的思维障碍,使学生容易理解,易于建立物理模型,难点也就容易突破,有助于他们理解和掌握定律。
又如在讲天体运动时,可以播放神九发射视频和模拟动画,加深学生应用万有引力定律和牛顿第二定律解决天体运动问题,掌握万有引力定律的应用、飞船和空间站的运动、动量知识和机械能知识的应用(包括碰撞、反冲、火箭)、航天技术的发展和宇宙航行、宇宙速度等知识点,很好突破飞船变轨和对接的难点,使物理知识在应用中得到升华。
3 运用多媒体技术,习题精选精炼,打造高效课堂
习题课的重点是通过习题来理解知识、运用知识的。所以习题的讲解和分析是习题课的重点,而学生在分析一些抽象物理情景和过程时难以理解,重点很难突破。在传统课堂中,为了突出重点、突破难点,教师在选题和讲题上要花费大量的时间和精力,即使如此,学生仍然感触不深,易产生疲劳感和厌烦情绪。突出重点、突破难点的有效方法是改变陈旧的教学手段。由于多媒体具有形象直观、动静结合、图文并茂的特点,若恰当地加以运用,可以解决教学中的困境,取得传统教学方法无法比拟的教学效果。在物理习题课的教学中,解题过程要清晰直观,往往要在黑板上演练,但由于书写速度慢,浪费了课堂宝贵的时间,课堂效率低。要提高习题课教学质量,就要提高习题课效率,才能解决习题课时间紧、内容多的矛盾。因此,教师要运用多媒体技术精心备课,精选习题,设计制作成多媒体课件。多媒体课件信息容量大,表现形式快速、形象、丰富、多样。图形不是语言,但比语言更形象和直观,比语言包容的信息量更大;动画又比图形更高级地输出信息,利用文字闪动、图像缩放与移动、颜色变换的手段,不仅容量更大,速度更快,课堂效果也更好。
在练习巩固中,运用多媒体教学,省去板书的时间。利用展示台能在较短的时间内向学生提供大量的习题,练习容量大大增加。同时也可展示学生不同解题方法,可以有效地突出重点。利用多媒体还可以在课前拟好分析过程,对重点的问题可全方位、多角度地进行剖析。在有限时间内加大教学密度并非难事,这是因为40分钟的课堂时空被计算机拓宽和加长了,利用计算机多媒体技术可以做到高密度的知识传授,大大提高了课堂效率。而传统教学由于媒体单一,只能教师讲,学生听,以教为主,导致学生厌学。多媒体教学一改这些弊端,能充分调动学生的各种感官,让学生主动参与到学习的全过程,成为课堂主人。要让学生主动地参与到学习中来,必须让学生有足够的时间和空间参与,并且要及时反馈。以往的做法是课堂练习和学生黑板演练,受时空的限制,其范围只能限制在很少的一部分学生且习题覆盖率低。利用多媒体后,可以让每一个小组讨论并在白纸上做出解题过程,用实物展台投影展示,请学生共同“挑刺”。这样学生不仅学会了应该掌握的方法,还自行找出许多其他的方法和技巧,将原来学生认为枯燥无味的习题课融入活泼、积极的氛围中,提高了课堂效率。
总之,构建高效课堂是推进素质教育、深化课程改革的关键和根本要求。教师要投入其中,从自身做起,从每节课做起,从每讲课的每一个环节做起,在教学实践中认真学习、积极探索、深入研究。此外,学校可设置交互式的多媒体网络教学平台,教师和学生将自己的 心得体会 放到多媒体网络教学平台上,供师生交流学习,让多媒体在物理教学中发组织:以自然组为小组挥更大的作用,运用多媒体技术打造高效课堂就会指日可待。
(作者单位:河北省邢台市内丘中学)
牛顿第三定律高中一年级教案
2 运用多媒体技术,突破疑点难点,打造高效课堂牛顿运动定律,简称牛顿定律。又称惯性定律、惰性定律。常见的完整表述:任何物体都要保持匀速直线运动或静止状态,直到外力迫使它改变运动状态为止。那么你知道牛顿定律教案改如何去写吗?下面是由我为大家整理的“牛顿第三定律高中一年级教案”,欢迎大家阅读,仅供大家参考,希望对您有所帮助。
,v=at=6m/s,牛顿第三定律高中一年级教案(一)
教学目标
知识目标
(1)认识物体间的作用是相互的;
(2)会用准确的文字叙述牛顿第三定律;
(3)理解作用力和反作用力的关系与两个物体相互作用的方式、相互作用时的运动状态均无关;
(4)理解作用力和反作用力是分别作用在两个不同的物体上或分别作用在一个物体的两部分上。这两个力之间不存在平衡的问题,两个力各自引起的效果一般是不同的;
(5)理解作用力与反作用力是同时产生、同时消失、同样变化、同一性质的力;
(6)能区分相互平衡的两个力与一对作用力、反作用力;
(7)能综合运用牛顿第二、第三定律综合解决有关问题。
能力目标
培养语言表达能力、观察能力。
情感目标
与实际问题相结合,培养学习兴趣。
先通过大量的实例和分析,让学生再一次体会力是物体间的相互作用,建立作用力和反作用力的概念.然后通过小实验给出牛顿第三定律,并讨论牛顿第三定律在生活和生产中的广泛应用。
教法建议
1、本节内容学生在初中已有一定基础.教学中要利用实验、视频资料或课件,多举例子,让学生观察、体会力是物体间的相互作用,并让学生描述物体间的相互作用,这样不仅锻炼了学生的口头表达能力,而且养成在分析问题时选取谁做研究对象的好习惯。
2、通过典型例子的分析,让学生总结出相互作用力与二力平衡的异同之处,能够很好的区别它们。
教学设计示例
教学重点:牛顿第三定律;作用力和反作用力与二力平衡的异同
教学难点:相互作用力与二力平衡的异同
示例:
一、力是物体间的相互作用
1、举例并分析:
例1、实验:水槽中两个软木塞上的铁条和磁铁的相互作用。(视频资料)
问题:观察到什么现象?如何解释?(表述中要明确受力物和施力物)
例2、实验:坐在椅子上用手推桌子,会感觉到桌子也在推我们。(具体体验)
问题:感觉到什么?如何解释?(表述中要明确受力物和施力物)
让学生看书上的例子或举例。
2、作用力和反作用力的定义。
3、作用力和反作用力的关系:
实验:做书55页实验,读出弹簧秤示数,看两个弹簧秤示数是否相等?
结论:两个弹簧秤示数相等。改变手拉弹簧的力,两个弹簧秤示数也随着改变,但两个示数总相等。说明作用力和反作用力大小相等,方向相反。
二、牛顿第三定律(反作用定律)
1、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。用公式表示为
2、区分相互作用力与平衡力
例题:粉笔盒静止在讲台上。请分析粉笔盒受到哪几个力的作用?它们的反作用力是什么力?作用在谁身上?(画出示意图)
在学生能够正确回答后,继续提问:粉笔盒所受到的平衡力和粉笔盒与桌子间的相互作用力有什么共同特点?有什么不同点?(以上问题根据学生情况设问)
class=教材分析Normal vAlign=center align=middle width=87> class=Normal vAlign=center align=middle width=130>
相同点
class=Normal vAlign=center align=middle width=286>
不同点
class=Normal vAlign=center align=middle width=87>
相互作用力
class=Normal vAlign=top width=130>
大小相等,方向相反,作用在一条直线上。
class=Normal vAlign=top width=286>
两力必性质相同;
同时出现,同时消失;
分别作用在两个物体上(互为施力物和受力物);
与运动状态及参考系无关。
class=Normal vAlign=center align=middle width=87>
平衡力
class=Normal vAlign=top width=130>
同上.
class=Normal vAlign=top width=286>
性质可以不相同;
可以不同时消失;
同时作用在一个物体上;(研究对象)
3、牛顿第三定律在生活和生产中的应用:根据学生情况处理。
提供直升机螺旋桨转动的视频资料。
题目:如何在拔河比赛中获胜
方式:研究方案并进行比赛
评价:可作性、引起兴趣、与实际结合。
牛顿第三定律高中一年级教案(二)
一、教材分析
牛顿定律是人教版高中物理第四章节的内容,它破除了长达近两千年的亚里士多德的错误,改变了人类的自然观和世界观;它本身包含着力、惯性和参考系这些极富成果的科学概念,是物理学理论的基石和支柱,同时,为牛顿第二定律、第三定律的学习做下铺垫。另外,伽利略的研究蕴涵了重要的科学方法,教材在学生领会牛顿定律含义的过程中,充分说明了伽利略“理想实验”及其推理过程,展示了伽利略理想斜面实验的猜想依据、推断结果这一思维过程。因而,通过教师和问题探究,让学生认识物体固有的惯性现象,进一步理解运动、力、质量等基本概念,成为学生理解“运动与力”关系的基础,“惯性”因其抽象、难懂而成为难点。
重点:伽利略理想实验、牛顿定律内容、惯性概念。
难点:理想实验方法、惯性概念。
关键:在没有给定质量大小与否时,基于物体的加速度来对惯性的大小进行判断。
二、学情分析
知识基础:教学对象为重庆市城镇中学的高一年级学生。他们已经学过运动学和静力学的相关知识,但对“运动与力”之间的关系还是次正式涉及到,由于日常生活经验的认知偏,学生往往不容易理解“运动与力的关系”。
心里特点:高一学生思维活跃,对不知其所以然的现象有较强的求知欲。
认知障碍:(1)生活经验中,“运动需要力”的前概念;(2)高一学生已经具备了一定的分析、推理、逻辑思维能力,但是,自主探究、归纳和作出结论的能力不强。
所以,本节课要注意学生通过前人对力与运动关系的探究的过程,学习相应的物理思想和方法,以克服认知困难和偏等引发的难于理解“运动与力的关系”。
三、教学方法
1、实验探究法
物理是一门以实验为基础的科学。将理论与实验融为一体,突出实验在教学中的基础地位是新课标的一大特点。在本节课中,通过对伽利略的理想探究实验,从而逐步掌握在实验
的基础上加之推理得到结论的方法。
2、谈话讲探究法
老师通过实验演示和媒体展示,学生学习牛顿定律和惯性概念,并注重对抽象的惯性概念等进行讲解,以疏通课程难点内容。
3、问题讨论法
结合新课程理念,为学生逐步习得科学探究的方法和掌握、应用方法,同时树立交流与合作的意识,于是,设计了学生讨论的问题,强调学生在问题讨论中亲身参与实践和合作学习方式,以理解和应用所学方法。
四、教学目标
1、知识与技能
(1)理解力与运动的关系;
(2)掌握伽利略的理想实验;
(3)认识质量与惯性大小的关系。
2、过程与方法
(1)通过伽利略的理想实验,学习在实验基础上通过推理得到结论的方法。
(2)通过对惯性大小因素的探究,体会控制变量法。
3、情感态度与价值观
(1)通过历史回顾,感悟前人认识事物本质的曲折性。
(2)通过对伽利略的介绍,学习坚持不懈的科学探究精神,敢于创新、挑战权威的科学态度。
五、实验设计与媒体结合
物理学是一门实验科学,实验是的科学论证,能够使抽象、空洞的概念更加具体、直观地展现出来,从而将感性认识提升到理性认识的高度,而运用媒体信息更能为实验锦上添花,它将复杂的物理过程形象生动地展现给学生。由于本堂课的概念多且抽象,所以,基于高一学生的心里特点及认知水平,尊重循序渐进的规则,我主要设计了以下实验。
(1)运用伽利略的斜塔实验培养学生在实验的基础之上,通过推理得出结论的方法。
(2)通过模拟汽车突然启动和急刹车,从静止和运动两个侧面来说明物体都有惯性现象,指出惯性是物体的一种属性。
(3)我用弹簧同时弹击质量不同的小车来有效说明质量是物体惯性大小的量度观点。并让学生体会控制变量法在实验探究中的作用。
(4)由于学生常常想当然地走向经验误区,以为速度越大惯性就越大。所以,为了弄清这个问题,我设置了直观的媒体展示,以一个交通的案例来说明速度与惯性大小无关。
六、探究教学过程
本节课的教学过程主要分为三个部分。
(1)情境展示,引出新课;
(2)师生互动,探究新知;
(3)交流总结,活学活用。
七、课后作业
(1)课后完成课本75页“问题与练习”中的习题。
(2)将生活中的惯性现象记录下来。
(3)完成课外阅读,思考讨论惯性参考系。
(4)以惯性运用、冰壶运动等上网或图书馆查阅资料。
八、教学组织形式
新课程提倡以自主、合作、探究的教学组织形式来进行课堂教学,本节采用教师,学生观察、探究的教学组织形式,让学生经历部分的科学发现之探究过程,来获取物理知识和方法。
九、教学设计回顾与反思
思维方法是解决问题的灵魂,是物理教学的根本;亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键,离开了思维方法和实践活动,物理教学就成了无源之水、无本之木。
学生素质的培养就成了镜中花,水中月。为了主学生尽快走进新课程,教学设计中,我在转变教师教学行为和学生学习行为方式上进行了大胆构想:
(1)教师把主动权交给学生,让学生自己总结所学内容,允许内容的顺序不同,从而构建他们自己的知识框架,培养学生概括总结能力。
(2)给学生时间与空间放手学生实践,由课堂实验到概念的得出,教师始终关注每一位学生参与探索问题的全过程,完成教师角色的转变,教师真正成为学生学习的组织者、参与者,咨询者与合作者。只有完成这种转换,才能更好的培养学生的创新意识和实践能力。
(3)物理教学是物理思维活动的教学,本节课,力求做到在教学活动中研究,在研究中体验,在体验中提高。在探究活动中,通过生活中的物理现象学生提出问题,进行猜想设,在进行实验之前,先让学生明确在多个因素影响物理量变化时,他们学习和运用重要的物理研究方法——控制变量法,来控制物理变量、设计实验,通过学生的实验展示,交流与讨论,总结得出探究结论:牛顿定律的内涵、惯性概念以及质量越大惯性越大等结论。从而层层深入,启发学生思维,使学生在分析归纳中充分发挥主动性,但要求学生例举生活实例,阐释惯性与速度无关,有效突破这一难点不是一蹴而就的,还需要后续知识“牛顿第二定律”等知识的学习。
牛顿第三定律高中一年级教案(三)
教学目标:
知识与技能:知道牛顿定律的内容
过程与方法:探究摩擦力对物体运动的影响,经历比较、分析、综合和推理的思维过程 重点与难点:对牛顿定律实验的比较、分析、综合和推理是本节的核心 教学过程:
复习:1、什么是力?2、力的作用效果是什么?(学生回答)
板书:(1)力改变物体的运动状态 (2)力改变物体的形状
有生活现象学生思考:
生活中我们用力踩踏板,则平地上的自行车就会由静止变为运动。这说明什么问题呢?但如果没有继续用力,自行车最终还是要停下来,这又是什么原因呢?学生思考并回答 还能举出力改变物体运动状态的例子吗?
那么,力与运动有什么样的关系呢?学生回答不好,则:力是不是维物体运动的原因呢?
板书 亚里士多德的观点:力是维持物体运动的原因
有没有不同意见呢?伽利略意见不同:
板书 伽利略的观点: 运动的物体不需要力来维持
伽利略用一系列的实验来支持自己的观点。
教师演示实验,同时用课件展示次实验。
比较小球在不同的水平面上运动的距离并回答课件中针对实验提出的几个问题。
1、小球为什么会停下来? 受到阻力
2、小球在三种表面运动的距离为什么不同? 阻力大小不同
3 既然研究小球水平运动距离与所受阻力的关系,则小球在水平方向开始时的速度应怎样?相同
4、在此实验中,怎样做到让小球水平初始速度相同的?让小球从斜面的同一高度下滑 由实验得出的结论:水平面越光滑,小球受到的阻力越小,则小球水平运动距离越长,速度减小的越慢。
我们想像一下,设小球是在光滑的水平表面上(没有了阻力)运动,推理一下,小球会如何运动下去?学生讨论
经过推理有: 如果运动物体不受力,它将以恒定不变的速度永远运动下去。 实验结论:物体的运动不需要力来维持!
牛顿总结了前人研究成果,概括出一条重要的物理规律,即:
板书 牛顿定律:一切物体在没有受到力的作用时,总保持匀速直线运动状态或静止状态。
如何理解牛顿定律呢?学生阅读课本牛顿定律及下面的内容,回答问题:
1、 牛顿定律是怎样得出的?是在实验的基础上,经推理概括得出的一种理想状态。
2、适用范围是什么?一切物体都适用
3、成立的条件是什么?
A、完全不受任何力的作用。
B、物体受多个外力,但效果互相抵消,这种状态等效于不受力(合力为零)。
5、“或”指:两种情况必具其一,不能同时存在。
6、板书 牛顿定律说明了力和运动的关系:
力不是维持物体运动状态的原因,而是改变物体运动状态的原因。 练习:
(1)、 正在运动的物体,如果受到的外力突然全部消失,则它将( )。
A. 立即停止
B. 速度减小,停止
C. 运动方向变为与原来相反
D. 做匀速直线运动
(2)、如果物体不受外力作用,下列说法中错误的是( )。
A.静止的物体永远保持静止
B.运动的物体是不会停下来的
C.物体的运动状态发生改变
D.物体将保持匀速直线运动或静止状态
(3)、 一个物体,在力F的作用下,在水平面上由静止开始运动,当速度达到3m/s时,作用在它上面的力突然全部消失,则物体将( )。
A、慢慢停下来
B、做匀速直线运动,但速度小于3m/s
C、立即停下来
D、做匀速直线运动,且速度为3m/s
(4) 、用绳子栓住一个小球在光滑的水平面上作圆周运动,当绳子突然断裂,小球将( )
A.保持原来的圆周运动状态
B.保持绳断时的速度和方向作匀速直线运动
D.以上三种都有可能.
(5)、忽略一切阻力,原来静止在水平面上的大石头被另一块小石头水平撞击,大石头的运动情况是( )
(6)判断:
1.物体不受力的作用时运动就一定静止。
2.物体不受力的作用时一定是匀速直线运动。
3.如果物体受到的合力为0N,物体一定静止。
想一想:一个物体做匀速直线运动,突然受到一个外力的作用,它的运动状态是否一定会改变?
解析: 物体原来的运动状态是匀速直线运动,对应的受力情况是“不受力”或“多个外力互相抵消(即合力为零)”。在此基础上再施加给此物体一个外力,此时物体受合力一定不为零,故物体的运动状态一定会发生改变。
作业:1、网上查阅亚里士多德与伽利略的主要功绩和主张
如何促进高中物理自助式实验的开展
二、前期分析一、案例研究的背景和目的
考点四:纸带问题的分析物理学是一门以实验为基础的自然科学,高中物理课程在提高学生的科学素养方面起着无可替代的作用,而其中的实验教学更是实施素质教育的重要途径。加强实验教学,培养学生创新能力和实践能力,在推进素质教育的今天,显得尤为重要。
本案例的研究将结合本校的实际情况,体现时代发展对中学物理实验教学的要求。其中以中学物理教学大纲为准绳,以新课改的高中物理教材中的演示实验、学生实验为基础,坚持理论与实验相结合的原则,灵活贯彻学以致用、实事求是、因材施教、突出个性的教学方法,使学生通过实验获得物理学基础知识,形成基本的物理学观点,初步掌握研究自然科学的方法之一——实验法,为学生的终生学习和工作奠定良好的基础。
二、案例过程的总结及认识
1.建议增加演示实验,优化实验过程
要持久地保持学生学习物理的兴趣,光靠课本上的演示实验是不够的,应充分挖掘身边现有器材甚至是很不起眼的器材,结合特定的物理情境(如新课引入、巩固概念规律、评讲习题等),增加实验的趣味性、直观性、新颖性、科学性,激发学生的好奇心和求知欲,引发学生思维,学生发现问题,解决问题。
教材有一些内容或实验只作为“做一做”或课外实验来处理,实际上,很多内容都可以通过仪器和方法的改进来优化为演示实验。
比如在“超重和失重”一节中,课后的“做一做”就可以改进为演示实验。找一个用过的易拉罐、金属罐头盒或塑料瓶,在靠近底部的侧面打一个洞,用手指按住洞,在里面装。移开手指,水就从洞中。如果放开手,让罐子自由落下,在下落过程中,水将不再从洞中射出。
对于演示超重失重现象还可以做如下的改进:
(1)在易拉罐底部开一个出水孔(开得小一点),在罐中水位较低时,由于表面张力的作用,水不从小孔流出。若使罐子突然向上加速运动,水就会从孔中喷出,由此可以说明超重现象。
(2)用透明的塑料可乐瓶,里面装入大半瓶水,盖上瓶塞,由于重力的作用,空气在水面的上方,水面是平的。将塑料瓶向上抛出,可以看到,瓶中的空气在水中形成了一个或几个大小不同的空气泡,呈球形。
(3)在悬挂的木板上放一块砖,在砖和木板之间放一条纸带。静止时抽动纸带,由于有比较大的压力而使纸带断裂。如果剪断吊砖的悬挂线,而使砖块和木板自由下落(下方放置减撞垫),则抓住纸带的手可以不费力地把纸带完好地抽出。
教材的有些章节对于公式或定律的导出几乎是灌输式的,在这种地方,我们完全有必要加入一些形象而又简单的演示实验来说明定律或公式得出的原因或用以说明验证。
2.变部分演示实验为学生实验,培养学生创新的能力
把演示实验改为学生实验,让学生去做、去观察、去想、去感悟,提高学生主动参与探究的热情。这样在整个教学过程中,不仅可使学生的观察、实验能力得到培养和提高,而且能充分展现物理课教学的特点和魅力。
(1)将部分规律课由老C.温度升高,压强增大,内能增加师演示探究过程改为学生分组探究体验
我们曾经做过这样的改革:请三位学生(二男一女)到讲台上演示探究某个规律的全过程,并将实验所得数据全都记录在黑板上。目的是想体现学生主体探究地位。但是我们发现这样的模式还是存在一个很大的弊端——效率太低。对于演示的同学来讲,真正是得到了主人翁式的探索体验,但是对占更多数的讲台底下的同学,效率则是很低的。从整体来讲,这种模式收到的效果仍然不理想。为此我们尝试采取了学生分组探究的模式进行尝试,做到没有观众,人人动手参与。实践证明,这种“全员参与”的方式是成功的,她收到了很好的效果——学生和老师达到了“双赢”。
(2)将部分课堂演示实验改为学生分组探究实验
“百闻不如一见,百见不如一练”。变部分演示实验为分组实验,就是在教师的启发指导下将演示的过程转化为学生自己地运用实验去探求知识,从而自己去总结得出结论的过程。这样做的好处是可以在课堂上增加学生动手动脑的机会,加强实验基本功的训练。对学生来说,按照思维发展获取新知识的过程,本身就是创造的过程。变部分演示实验为分组实验,增加的就是学生的创造体验。这种效果是单纯的演示实验所不能达到的。
(3)将部分验证性实验改为学生分组探究实验
新课改教材中把很多以前属于验证性、测量性的实验改成了探究性实验,例如以前“验证牛顿第二定律”、“验证机械能守恒定律”……传统的物理实验教学常常是教师把实验目的、内容、步骤详细而周密地安排好,甚至连结论也预先说给学生听,学生只得依葫芦画瓢地被动实验。这样做的结果是,学生失去对实验的“神秘”和探索欲望。如果教师能选取一些灵活性、变通性大的问题,积极创设情境,鼓励学生发散思维,进行多方位、多角度观察、思考、探索、想象,从而提出多种设想和解决问题的方案,并在此基础上,再学生进行收敛思维,确定解决问题的方案。这不仅能培养学生的基本作技能,而且能训练学生思维的流畅性、变通性和独创性(发散思维的三个维度),从而激活创造思维。
教材中的“探究力的平行四边形定则”“探究碰撞中的动量守恒”“验证机械能守恒定律”“探究小灯泡的伏安特性曲线”等验证性实验都可以采用此法进行分组探究。
3.变学生实验为学生动手设计实验,提高学生的实验能力
实验教学中学生实验能力的培养十分重要。实验能力是一种综合能力的表现,从实验前的设计,实验中的作和观测,实验后的数据处理分析等,都是实验能力的表现。
在抓好演示实验和分组实验的同时,努力开拓实验教学的新构想,探索设计性实验教学的新思路,这对培养学生的实验创新能力非常重要。
设计物理实验不仅需要学生综合地运用所学的物理以及相关学科的知识和技能,而且需要学生:(1)查阅相关资料,设计该实验的原理和方法;(2)根据实验要求,正确选择实验器材和实验条件;(3)设计独特的实验构思;(4)或协同进行实验作;(5)完成实验数据处理和实验报告。因而利用设计性实验能有效地培养学生实验创新能力及正确对待实验的态度。
在实验教与学过程中刻意加入方法、能力的渗透式培养,这样就会通过老师的“变教为导”,来实现学生的“变学为思”“变学为悟”,从而使实验教学深入到“以诱达思”的境界。
例如在用单摆测定重力加速度这个实验中,除了书上介绍的这种方法,学生还设计了几种测定重力加速度的方法。如1.用平衡法测“g”,分别用天平和弹簧测力计测出某物体的质量m 和重力G,则有G=mg。2.用自由落体运动规律测“g”,方法一:用落体法,将钢球从某一高度h处自由下落,用秒表计时为t,则有g=■;方法二:用打点计时器和纸带,将打点计时器竖直固定放置,让重锤带动纸带自由下落,利用打点计时器打出一系列自然点,测出相邻的等时间内的位移分别为s1,s2,s3,则有g=■。3.用气垫导轨测“g”,调节好气垫导轨的倾角,使得滑块m沿导轨运动时满足mgsinθ=ma①,用计时器测得滑块在导轨上从静止开始移动S距离的时间t.s=■at■②,由①②式联立可得: g=■。 4.用平抛运动规律测“g”,用闪光照相机对小球做平抛运动的全过程进行拍照,当闪光的快慢为每秒30次时,由于小球在竖直方向上做匀加速直线运动,设 △y为连续相等时间T=■s内竖直方向上的位移,若算得物、像比例为 时,则有g=■。5.用滴水法测“g”调节水龙头,让水一滴一滴地流出,调整盘子的高度,使得耳朵刚好听到前一个水滴滴在盘上的声音的同时,下一个水滴刚好开始下落。首先量出水龙头口离盘子的高度h,再用秒表计时,计时方法是:当听到某一水滴滴在盘子上的声音的同时,开始计时,并数“1”,以后每听到一声水滴声,依次数“2、3、4……直数到“n”时,按下秒表按钮,读出秒表的示数为t,则有 g=■。6.用圆周运动测“g”,取一根细线穿过光滑的细直管,细线一端拴一质量为m的砝码,另一端连接在一固定的测力计上,手握细直管转动砝码,使它在竖直平面内做完整的圆周运动,停止转动细直管,砝码可继续在同一竖直平面内做完整的圆周运动,如图1所示此时观察测力计,得到当砝码运动到圆周的点和点两位置时读数分别为F1和F2,则根据机械能守恒定律有:
■mu■=■mu■■■+mg·2R {1} 点时:F1-mg=m■ {2}
点时:F2+mg=m■ {3} 由{1}{2}{3}可得:g=■
7.用连接体测“g”,利用图2所示的装置,已知砝码P和Q的质量都为M,小砝码的质量为m,把小砝码放在P上系统平衡被打破,设P和小砝码下降的加速度大小为 ,Q上升的加速度大小也为 ,测出时间T内砝码P通过的距离S,则有
□ (M+m)g-T=(M+m)a {1}T-Mg=Ma {2}s=■at■ {3}
联立①②③可得:g=■
4.正确处理好现代教育技术与实验教学的关系
现代信息技术的迅猛发展促使现代教育技术的飞速发展,作为高科技产物的计算机辅助教学(Comr Assisted Instruction--CAI)也正逐步融入物理课堂教学。勿庸置疑,这种现代化教学手段的使用增强了物理课堂教学的直观性、趣味性,充分调动了学生学习的积极性。
计算机辅助教学(CAI)为物理教学提供了有利的条件。由于受物理实验条件的限制,某些物理实验在中学实验室根本无法完成,学生不能获得完整的感性材料,容易造成感知上的障碍,从而影响物理知识的学习。若利用计算机辅助教学在某种程度上可以弥补这些不足,现列举几种情况加以说明:
(1)拓展和超越物理时空
在现代物理的教学中,存在一些高难技术和有危险性的物理实验,这些实验不适于或根本无法在课堂上演示。例如a粒子散射实验、高能加速器、核裂变等,都可以通过计算机模拟的方式,完整、安全地呈现在屏幕上,从而起到拓展和超越物理时空的作用,使学生有身临其境的感觉。
(2)对物体适度地缩小或放大
例如行星之大、离我们之遥远,是不可能搬迁到实验室的;像电子等微观粒子无法用肉眼直接观察。但是,人们可以利用计算机动画技术模拟出太阳系中行星的运动情况,从而比较生动地讲述万有引力定律。同样,也可利用多媒体技术模拟出电子等微观粒子的运动。通过对物体适度地缩小或放大,模拟宏观天体、微观粒子的运动,增强学生对这些素材的感观认识,提高教学效果。
(3)使抽象的问题或物理过程形象化
由此可见,计算机辅助教学走进物理教学,不仅能再现或模拟各类物理实验现象,而且还能通过各种手段使复杂的、抽象的问题简单化、形象化,将漫长或瞬间的物理演变过程变成可控、有序的演化过程,能把物理现象、规律生动地、形象地展示在学生面前,使学生完整、形象、清晰地感知物理现象,给学生的思维过程提供必需的感性材料。
唯物辩证法告诉我们,事物是一分为二的,计算机辅助教学也不例外。计算机辅助教学对物理实验教学有积极的一方面,也有消极的一方面。比如在实际教学过程中,有的人滥用教学课件,轻视动手做实验,追求动画模拟实验的完美、奢华、大容量,轻视实际实验的真实、简洁;如学习《弹力》一节时,用精美的课件在探究弹簧的伸长量与弹力的关系,而不去做真实的实验,学生就会对课件中取得的“实验结论”的真实性表示怀疑,这种做法是十分不可取的,也是不科学的。
还可充分利用数码相机、数码捕捉与物理课堂教学相关的动态、静态素材。做到平时多留心、多方位、多渠道地搜集。
综上所述,在物理实验教学中应用现代教育技术,应正确处理好以下三个关系:正确处理计算机辅助教学与传统实验教学模式的关系;正确处理计算机软件的形象效果与科学性、真实性的关系;正确处理计算机模拟实验与实物实验的关系。因此,在设计物理实验教学过程中,教师要根据实验内容、目标和学生的实际情况来选择教学媒体和教学素材,做到适时、适量、协调、兼容、互补,追求教学效果的化、化。
求全高中人教版物理知识点
A. 时刻小球动能物理(必修一)——知识考点归纳
(4) 摩擦力不一定越小越好,因为摩擦力既可用作阻力,也可以作动力章.运动的描述
考点一:时刻与时间间隔的关系
时间间隔能展示运动的一个过程,时刻只能显示运动的一个瞬间。对一些关于时间间隔和时刻的表述,能够正确理解。如:
第4s末、4s时、第5s初……均为时刻;4s内、第4s、第2s至第4s内……均为时间间隔。
考点二:路程与位移的关系
位移表示位置变化,用由初位置到末位置的有向线段表示,是矢量。路程是运动轨迹的长度,是标量。只有当物体做单向直线运动时,位移的大小等于路程。一般情况下,路程≥位移的大小。
考点三:速度与速率的关系
速度 速率
物理意义 描述物体运动快慢和方向的物理量,是矢
量 描述物体运动快慢的物理量,是
标量
分类 平均速度、瞬时速度 速率、平均速率(=路程/时间)
决定因素 平均速度由位移和时间决定 由瞬时速度的大小决定
方向 平均速度方向与位移方向相同;瞬时速度
方向为该质点的运动方向 无方向
联系 它们的单位相同(m/s),瞬时速度的大小等于速率
考点四:速度、加速度与速度变化量的关系
速度 加速度 速度变化量
意义 描述物体运动快慢和方向的物理量 描述物体速度变化快
慢和方向的物理量 描述物体速度变化大
小程度的物理量,是
一过程量
定义式
单位 m体验一下手拉细绳的力(使小球运动的向心力由物体受的拉力和重力的合力提供),大小有什么不同:/s m/s2 m/s
决定因素 v的大小由v0、a、t
决定 a不是由v、△v、△t
决定的,而是由F和
m决定。 由v与v0决定,
而且 ,也
由a与△t决定
方向 与位移x或△x同向,
即物体运动的方向 与△v方向一致 由 或
决定方向
大小 ① 位移与时间的比值
② 位移对时间的变化
率③ x-t图象中图线
上点的切线斜率的大
小值 ① 速度对时间的变
化率
② 速度改变量与所
用时间的比值
③ v—t图象中图线
上点的切线斜率的大
小值
考点五:运动图象的理解及应用
由于图象能直观地表示出物理过程和各物理量之间的关系,所以在解题的过程中被广泛应用。在运动学中,经常用到的有x-t图象和v—t图象。
1. 理解图象的含义
(1) x-t图象是描述位移随时间的变化规律
(2) v—t图象是描述速度随时间的变化规律
2. 明确图象斜率的含义
(1) x-t图象中,图线的斜率表示速度
(2) v—t图象中,图线的斜率表示加速度
第二章.匀变速直线运动的研究
考点一:匀变速直线运动的基本公式和推理
1. 基本公式
(1) 速度—时间关系式:
(2) 位移—时间关系式:
(3) 位移—速度关系式:
三个公式中的物理量只要知道任意三个,就可求出其余两个。
利用公式解题时注意:x、v、a为矢量及正、负号所代表的是方向的不同,
解题时要有正方向的规定。
2. 常用推论
(1) 平均速度公式:
(2) 一段时间中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度:
(3) 一段位移的中间位置的瞬时速度:
(4) 任意两个连续相等的时间间隔(T)内位移之为常数(逐相等):
考点二:对运动图象的理解及应用
1. 研究运动图象
(1) 从图象识别物体的运动性质
(2) 能认识图象的截距(即图象与纵轴或横轴的交点坐标)的意义
(3) 能认识图象的斜率(即图象与横轴夹角的正切值)的意义
(4) 能认识图象与坐标轴所围面积的物理意义
(5) 能说明图象上任一点的物理意义
2. x-t图象和v—t图象的比较
如图所示是形状一样的图线在x-t图象和v—t图象中,
x-t图象 v—t图象
①表示物体做匀速直线运动(斜率表示速度) ①表示物体做匀加速直线运动(斜率表示加速度)
②表示物体静止 ②表示物体做匀速直线运动
③表示物体静止 ③表示物体静止
④ 表示物体向反方向做匀速直线运动;初
位移为x0 ④ 表示物体做匀减速直线运动;初速度为
v0
⑤ 交点的纵坐标表示三个运动的支点相遇时
⑥t1时间内物移为x1 ⑥ t1时刻物体速度为v1(图中阴影部分面积表
示质点在0~t1时间内的位移)
考点三:追及和相遇问题
1.“追及”、“相遇”的特征
“追及”的主要条件是:两个物体在追赶过程中处在同一位置。
两物体恰能“相遇”的临界条件是两物体处在同一位置时,两物体的速度恰好相同。
2.解“追及”、“相遇”问题的思路
(2)根据两物体的运动性质,分别列出两个物体的位移方程,注意要将两物体的运动时间的关系反映在方程中
(3)由运动示意图找出两物移间的关联方程
(4)联立方程求解
3. 分析“追及”、“相遇”问题时应注意的问题
(1) 抓住一个条件:是两物体的速度满足的临界条件。如两物体距离、最小,恰好追上或恰好追不上等;两个关系:是时间关系和位移关系。
(2) 若被追赶的物体做匀减速运动,注意在追上前,该物体是否已经停止运动
4. 解决“追及”、“相遇”问题的方法
(1) 数学方法:列出方程,利用二次函数求极值的方法求解
(2) 物理方法:即通过对物理情景和物理过程的分析,找到临界状态和临界条件,然后列出方程求解
1. 判断物体的运动性质
(1) 根据匀速直线运动特点x=vt,若纸带上各相邻的点的间隔相等,则可判断物体做匀速直线运动。
(2) 由匀变速直线运动的推论 ,若所打的纸带上在任意两个相邻且相等的时间内物体的位移之相等,则说明物体做匀变速直线运动。
2. 求加速度
(1) 逐法
(2)v—t图象法
利用匀变速直线运动的一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度的推论,求出各点的瞬时速度,建立直角坐标系(v—t图象),然后进行描点连线,求出图线的斜率k=a.
第三章 相互作用
考点一:关于弹力的问题
1. 弹力的产出
条件:(1)物体间是否直接接触
(2) 接触处是否有相互挤压或拉伸
2.弹力方向的判断
弹力的方向总是与物体形变方向相反,指向物体恢复原状的方向。弹力的作用线总是通过两物体的接触点并沿其接触点公共切面的垂直方向。
(1) 压力的方向总是垂直于支持面指向被压的物体(受力物体)。
(2) 支持力的方向总是垂直于支持面指向被支持的物体(受力物体)。
(3) 绳的拉力是绳对所拉物体的弹力,方向总是沿绳指向绳收缩的方向(沿绳背离受力物体)。
补充:物体间点面接触时其弹力方向过点垂直于面,点线接触时其弹力方向过点垂直于线,两物体球面接触时其弹力的方向沿两球心的连线指向受力物体。
3. 弹力的大小
(1) 弹簧的弹力满足胡克定律: 。其中k代表弹簧的劲度系数,仅与弹簧的材料有关,x代表形变量。
(2) 弹力的大小与弹性形变的大小有关。在弹性限度内,弹性形变越大,弹力越大。
考点二:关于摩擦力的问题
1. 对摩擦力认识的四个“不一定”
(1) 摩擦力不一定是阻力
(2) 静摩擦力不一定比滑动摩擦力小
(3) 静摩擦力的方向不一定与运动方向共线,但一定沿接触面的切线方向
2. 静摩擦力用二力平衡来求解,滑动摩擦力用公式 来求解
3. 静摩擦力存在及其方向的判断
存在判断:设接触面光滑,看物体是否发生相当运动,若发生相对运动,则说明物体间有相对运动趋势,物体间存在静摩擦力;若不发生相对运动,则不存在静摩擦力。
方向判断:静摩擦力的方向与相对运动趋势的方向相反;滑动摩擦力的方向与相对运动的方向相反。
考点三:物体的受力分析
1.物体受力分析的方法
(1) 方法
(2) 选择
2.受力分析的顺序
先重力,再接触力,分析其他外力
3.受力分析时应注意的问题
(1) 分析物体受力时,只分析周围物体对研究对象所施加的力
(2) 受力分析时,不要多力或漏力,注意确定每个力的实力物体和受力物体,在力的合成和分解中,不要把实际不存在的合力或分力当做是物体受到的力
(3) 如果一个力的方向难以确定,可用设法分析
(4) 物体的受力情况会随运动状态的改变而改变,必要时根据学过的知识通过计算确定
(5) 受力分析外部作用看整体,互相作用要隔离
考点四:正交分解法在力的合成与分解中的应用
1. 正交分解时建立坐标轴的原则
(1) 以少分解力和容易分解力为原则,一般情况下应使尽可能多的力分布在坐标轴上
第四章 牛顿运动定律
考点一:对牛顿运动定律的理解
1. 对牛顿定律的理解
(1) 揭示了物体不受外力作用时的运动规律
(2) 牛顿定律是惯性定律,它指出一切物体都有惯性,惯性只与质量有关
(3) 肯定了力和运动的关系:力是改变物体运动状态的原因,不是维持物体运动的原因
(4) 牛顿定律是用理想化的实验总结出来的一条的规律,并非牛顿第二定律的特例
(5) 当物体所受合力为零时,从运动效果上说,相当于物体不受力,此时可以应用牛顿定律
2. 对牛顿第二定律的理解
(1) 揭示了a与F、m的定量关系,特别是a与F的几种特殊的对应关系:同时性、同向性、同体性、相对性、性
(2) 牛顿第二定律进一步揭示了力与运动的关系,一个物体的运动情况决定于物体的受力情况和初始状态
(3) 加速度是联系受力情况和运动情况的桥梁,无论是由受力情况确定运动情况,还是由运动情况确定受力情况,都需求出加速度
3. 对牛顿第三定律的理解
(1) 力总是成对出现于同一对物体之间,物体间的这对力一个是作用力,另一个是反作用力
(2) 指出了物体间的相互作用的特点:“四同”指大小相等,性质相等,作用在同一直线上,同时出现、消失、存在;“三不同”指方向不同,施力物体和受力物体不同,效果不同
考点二:应用牛顿运动定律时常用的方法、技巧
1. 理想实验法
2. 控制变量法
3. 整体与隔离法
4. 图解法
5. 正交分解法
6. 关于临界问题
处理的基本方法是:
根据条件变化或过程的发展,分析引起的受力情况的变化和状态的变化,找到临界点或临界条件(更多类型见错题本)
考点三:应用牛顿运动定律解决的几个典型问题
1. 力、加速度、速度的关系
(1) 物体所受合力的方向决定了其加速度的方向,合力与加速度的关系 ,合力只要不为零,无论速度是多大,加速度都不为零
(2) 合力与速度无必然联系,只有速度变化才与合力有必然联系
(3) 速度大小如何变化,取决于速度方向与所受合力方向之间的关系,当二者夹角为锐角或方向相同时,速度增加,否则速度减小
2. 关于轻绳、轻杆、轻弹簧的问题
(1) 轻绳
① 拉力的方向一定沿绳指向绳收缩的方向
② 同一根绳上各处的拉力大小都相等
③ 认为受力形变极微,看做不可伸长
④ 弹力可做瞬时变化
① 作用力方向不一定沿杆的方向
② 各处作用力的大小相等
③ 轻杆不能伸长或压缩
④ 轻杆受到的弹力方式有:拉力、压力
⑤ 弹力变化所需时间极短,可忽略不计
(3) 轻弹簧
① 各处的弹力大小相等,方向与弹簧形变的方向相反
② 弹力的大小遵循 的关系
③ 弹簧的弹力不能发生突变
3. 关于超重和失重的问题
(1) 物体超重或失重是物体对支持面的压力或对悬挂物体的拉力大于或小于物体的实际重力
(2) 物体超重或失重与速度方向和大小无关。根据加速度的方向判断超重或失重:加速度方向向上,则超重;加速度方向向下,则失重
(3) 物体出于完全失重状态时,物体与重力有关的现象全部消失:
① 与重力有关的一些仪器如天平、台秤等不能使用
② 竖直上抛的物体再也回不到地面
③ 杯口向下时,杯中的水也不流出
1)平抛运动
1.水平方向速度Vx= Vo 2.竖直方向速度Vy=gt 3.水平方向位移Sx= Vot 4.竖直方向位移(Sy)=gt^2/2
5.运动时间t=(2Sy/g)1/2 (通常又表示为(2h/g)1/2) 6.合速度Vt=(Vx^2+Vy^2)1/2=[Vo^2+(gt)^2]1/2 合速度方向与水平夹角β: tgβ=Vy/Vx=gt/Vo 7.合位移S=(Sx^2+ Sy^2)1/2 , 位移方向与水平夹角α: tgα=Sy/Sx=gt/2Vo
注:(1)平抛运动是匀变速曲线运动,加速度为g,通常可看作是水平方向的匀速直线运动与竖直方向的自由落体运动的合成。(2)运动时间由下落高度h(Sy)决定与水平抛出速度无关。(3)θ与β的关系为tgβ=2tgα 。(4)在平抛运动中时间t是解题关键。(5)曲线运动的物体必有加速度,当速度方向与所受合力(加速度)方向不在同一直线上时物体做曲线运动。
2)匀速圆周运动
1.线速度V=s/t=2πR/T 2.角速度ω=Φ/t=2π/T=2πf 3.向心加速度a=V^2/R=ω^2R=(2π/T)^2R 4.向心力F心=Mv^2/R=mω^2R=m(2π/T)^2R 5.周期与频率T=1/f 6.角速度与线速度的关系V=ωR 7.角速度与转速的关系ω=2πn (此处频率与转速意义相同) 8.主要物理量及单位: 弧长(S):米(m) 角度(Φ):弧度(rad) 频率(f):赫(Hz) 周期(T):秒(s) 转速(n):r/s 半径(R):米(m) 线速度(V):m/s 角速度(ω):rad/s 向心加速度:m/s2
注:(1)向心力可以由具体某个力提供,也可以由合力提供,还可以由分力提供,方向始终与速度方向垂直。(2)做匀速度圆周运动的物体,其向心力等于合力,并且向心力只改变速度的方向,不改变速度的大小,因此物体的动能保持不变,但动量不断改变。
3)万有引力
1.开普勒第三定律T2/R3=K(=4π^2/GM) R:轨道半径 T :周期 K:常量(与行星质量无关)
2.万有引力定律F=Gm1m2/r^2 G=6.67×10^-11N?m^2/kg^2方向在它们的连线上
3.天体上的重力和重力加速度GMm/R^2=mg g=GM/R^2 R:天体半径(m)
4.卫星绕行速度、角速度、周期 V=(GM/R)1/2 ω=(GM/R^3)1/2 T=2π(R^3/GM)1/2
5.(二、三)宇宙速度V1=(g地r地)1/2=7.9Km/s V2=11.2Km/s V3=16.7Km/s
6.地球同步卫星GMm/(R+h)^2=m4π^2(R+h)/T^2 h≈3.6 km h:距地球表面的高度
注:(1)天体运动所需的向心力由万有引力提供,F心=F万。(2)应用万有引力定律可估算天体的质量密度等。(3)地球同步卫星只能运行于赤道上空,运行周期和地球自转周期相同。(4)卫星轨道半径变小时,势能变小、动能变大、速度变大、周期变小。(5)地球卫星的环绕速度和最小发射速度均为7.9Km/S。
1.功
(1)做功的两个条件: 作用在物体上的力.
物体在里的方向上通过的距离.
(2)功的大小: W=Fscosa 功是标量 功的单位:焦耳(J)
1J=1Nm
当 0<= a <派/2 w>0 F做正功 F是动力
当 a=派/2 w=0 (cos派/2=0) F不作功
当 派/2<= a <派 W<0 F做负功 F是阻力
(3)总功的求法:
W总=W1+W2+W3……Wn
W总=F合Scosa
2.功率
(1) 定义:功跟完成这些功所用时间的比值.
此公式求的是平均功率
1w=1J/s 1000w=1kw
(2) 功率的另一个表达式: P=Fvcosa
当F与v方向相同时, P=Fv. (此时cos0度=1)
此公式即可求平均功率,也可求瞬时功率
1)平均功率: 当v为平均速度时
2)瞬时功率: 当v为t时刻的瞬时速度
(3) 额定功率: 指机器正常工作时输出功率
实际功率: 指机器在实际工作中的输出功率
正常工作时: 实际功率≤额定功率
(4) 机车运动问题(前提:阻力f恒定)
P=Fv F=ma+f (由牛顿第二定律得)
汽车启动有两种模式
1) 汽车以恒定功率启动 (a在减小,一直到0)
P恒定 v在增加 F在减小 尤F=ma+f
当F减小=f时 v此时有值
2) 汽车以恒定加速度前进(a开始恒定,在逐渐减小到0)
a恒定 F不变(F=ma+f) V在增加 P实逐渐增加
此时的P为额定功率 即P一定
P恒定 v在增加 F在减小 尤F=ma+f
当F减小=f时 v此时有值
3.功和能
(1) 功和能的关系: 做功的过程就是能量转化的过程
功是能量转化的量度
(2) 功和能的区别: 能是物体运动状态决定的物理量,即过程量
功是物体状态变化过程有关的物理量,即状态量
这是功和能的根本区别.
4.动能.动能定理
(1) 动能定义:物体由于运动而具有的能量. 用Ek表示
表达式 Ek=1/2mv^2 能是标量 也是过程量
单位:焦耳(J) 1kgm^2/s^2 = 1J
(2) 动能定理内容:合外力做的功等于物体动能的变化
表达式 W合=ΔEk=1/2mv^2-1/2mv0^2
适用范围:恒力做功,变力做功,分段做功,全程做功
5.重力势能
(1) 定义:物体由于被举高而具有的能量. 用Ep表示
表达式 Ep=mgh 是标量 单位:焦耳(J)
(2) 重力做功和重力势能的关系
W重=-ΔEp
重力势能的变化由重力做功来量度
(3) 重力做功的特点:只和初末位置有关,跟物体运动路径无关
重力势能是相对性的,和参考平面有关,一般以地面为参考平面
重力势能的变化是的,和参考平面无关
(4) 弹性势能:物体由于形变而具有的能量
弹性势能存在于发生弹性形变的物体中,跟形变的大小有关
弹性势能的变化由弹力做功来量度
6.机械能守恒定律
(1) 机械能:动能,重力势能,弹性势能的总称
总机械能:E=Ek+Ep 是标量 也具有相对性
机械能的变化,等于非重力做功 (比如阻力做的功)
ΔE=W非重
机械能之间可以相互转化
(2) 机械能守恒定律: 只有重力做功的情况下,物体的动能和重力势能
发生相互转化,但机械能保持不变
表达式: Ek1+Ep1=Ek2+Ep2 成立条件:只有重力做功
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