◍ 高一物理教案 ◍
一、教学目的:
1.理解重力势能的概念,会用重力势能的定义式进行计算.
2.理解重力势能的变化和重力做功的关系.知道重力做功与路径无关.
3.知道重力势能的相对性.
4.了解弹性势能.
二、重点难点:
1.重力势能以及重力势能的变化与重力做功的关系.
2.理解重力势能的相对性.
三、教学方法:
演示实验、分析推理、讲授讨论.
四、教具:
轻重不同的重锤一个、木桩、沙箱、橡皮筋.
五、教学过程:
(一)引入新课:
大家知道水力发电站是利用水来发电的,水是利用什么能来发电的呢?学习这节课后,我们将会了解这个问题。
通过前面对功和能的关系的学习,我们知道怎样判断一个物体具有能量:一个物体能够对外做功,我们就说这个物体具有能量。
演示重锤从高处落下,把木桩打进沙箱中,说明重锤对木桩做了功,举高的重锤具有能量。我们把重锤由于被学举高而具有的能量叫做重力势能。本节课将学习重力势能的有关知识。
(二)进行新课:
重力势能的大小与什么因素有关呢?
演示实验1:演示由质量不同的重锤从相同高度落下,木桩被打进沙箱的深度不同,引导学生分析得出:质量越大的重锤具有的重力势能越大。
演示实验2:演示用同一重锤从不同高度落下,木桩被打进沙箱的深度不同,引导学生得出:重锤高度越大,具有的重力势能越大。
怎样定量地表示重力势能呢?
把一个物体举高,要克服重力做功,同时物体的重力势能增加。一个物体从高处下落,重力做功,同时重力势力能减小。可见重力势能跟重力做功有密切关系。
如图1所示,设一个质量为的物体,从高度为h1的A点下落到高度为h2的B点,重力所做的功为:
WG=gΔh=gh1-gh2
我们可以看出WG等于gh这个量的变化。在物理学中就用这个物理量表示物体的重力势能。重力势能用EP来表示。
1.重力势能
1定义:由于物体被举高而具有的能量。
2重力势能的计算式:EP=gh.
即物体的重力势能等于物体的重量和它的高度的乘积。
3重力势能是标量,其单位与功的单位相同,在国际单位中 都是焦耳()
2.对EP=gh的理解:
1式中h应为物体重心的高度。
2重力势能具有相对性,是相对于选取的参考面而言的。因此在计算重力势能时,应该明确选取零势面。
3重力势能可正可负,在零势面上方重力势能为正值,在零势面下方重力势能为负值。
4选取不同的零势面,物体的势能值是不同的,但势能的变化量不会因零势面的不同而不同。
例题1:边长为L,质量为的立方体物体静止放在地面,在其旁边有一高为H的水平桌面,如图2所示.
1若选地面为零势点,立方体物体的重力势能为多少?
2若选桌椅面为零势点,立方体物体的重力势能为多少?
学生先做,老师再讲。
解析:
1EP=gL/2.
2 EP= -g(H-L/2).
3.重力势能的变化和重力做功的关系
引导学生进一步分析:图1中,重力做正功,重力势能减少,减少的重力势能转化为物体的动能了。重力势能的变化是否在任意情况下都等于重力所做的功?重力做功有什么特点?
讨论1:物体从A点下落到B点过程中,如果受阻力作用,重力做的功与重力势能变化之间的关系是怎样的?
物体下落受到阻力,只影响物体动能的变化,不影响重力的功,重力势能的变化只与A、B两点的高度差有关。
WG=gh1-gh2=EP1-EP2.
物体减少的重力势能等于重力所做的功,但由于要克服阻力做功,减少的重力势能没有全部转化为动能。
讨论2:若物体从A点下落到B点后,再平移到与B点等高的C点,重力做的功是多少?重力做功与重力势能之间的关系又如何?如图3所示。
物体由B到C过程中重力不做功,重力势能也不变化,因此物体由A运动到C点过程中,重力的功仍是WG=gh1-gh2=EP1-EP2. 物体减少的重力势能等于重力所做的功。
讨论3:若物体是从A点沿斜面滑到与B点等高的C点,上述关系是否成立?
设AC之间长为S,且与水平方向成θ角。
重力做功WG=Fssinθ=gh1-gh2
由此发现重力做功与路径无关,只跟初末位置高度有关,物体减少的重力势能仍等于重力所做的功。
讨论4:物体从B点分别匀速、加速、减速上升到A点,上述关系又是如何呢?
无论物体从B点上升到A点是匀速、加速、减速,重力都做负功,且都等于物体重力与初末位置高度差的乘积。而重力势能都增加,增加的重力势能等于克服重力所做的功。但这三种情况中,由于所受拉力不同,物体动能的变化量等于合外力的功,动能变化量不相同。
师生共同总结出重力势能变化只与重力做的功有关,两者关系如下:
当物体由高处运动到低处时,重力做正功,重力势能减少。减少的重力势能等于重力所做的功。
当物体由低处运动到高处时,重力做负功,即物体克服重力做功,重力势能增加。增加的重力势能等于克服重力所做的功。
引导学生总结出重力做功的特点:
4.重力做功的特点:重力所做的功只跟初始位置的高度和末位置的高度有关,跟物体的运动路径无关。
演示实验3:演示张紧的橡皮筋把纸团射出去,说明发生弹性形变的橡皮筋能够做功,因而具有能量------这种能量称为弹性势能。
5.弹性势能:发生弹性形变的物体,在恢复原状时能够对外界做功,我们把物体因发生弹性形变而具有的势能叫弹性势能。
引导学生举些具有弹性势能物体的实例。如张紧的弓、卷紧的发条、位伸或压缩的弹簧、击球时的网球拍等都具有弹性势能。初步了解弹簧所具有弹性势能的大小与什么因素有关。
分析:弹簧被拉伸或压缩的长度越大,恢复原状时对外做的功就越多,弹簧的弹性势能就越大。弹簧的弹性势能不跟弹簧的劲度有关,被拉伸或压缩的长度相同时,劲度越大的弹簧弹性势能越大。
重力势能和弹性势能是由相互作用物体的相对位置决定的,所以势能又叫位能。今后还将学习其它形式的势能。
例题2:沿着高度相同,坡度不同,粗糙程度也不同的斜面向上拉同一物体到顶端,以下说法中正确的是:
A.沿着坡度小、长度大的斜面上升克服重力做的功多;
B.沿长度大、粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功多;
C.沿长度大、粗糙程度小的斜面上升克服重力做的功多;
D.上述几种情况重力做功同样多。
学生先做,老师再评讲。正确答案为D。
(三)、课堂小结:
1.重力势能:由于物体被举高而具有的能量;重力势能的计算式:EP=gh.,即物体的重力势能等于物体的重量和它的高度的乘积;重力势能是标量,其单位与功的单位相同,在国际单位中都是焦耳。
2. 重力做功的特点:重力所做的功只跟初始位置的高度和末位置的高度有关,跟物体的运动路径无关。
3. 弹性势能:发生弹性形变的物体,在恢复原状时能够对外界做功,我们把物体因发生弹性形变而具有的势能叫弹性势能。
(四)、课外作业:
1.复习归纳本节课内容。
2.思考课本练习四第(1)、(3)题。
3.把练习四第(2)、(4)、(5)题做在作业本上。
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【学习目标】
1.掌握质点的概念,能够判断什么样的物体可视为质点。
2.知道参考系的概念,并能判断物体在不同参考系下的运动情况。
3.认识坐标系,并能建立坐标系来确定物体的位置及位置变化。
4.认清时刻与时间的区别和联系。
5.掌握位移和路程两个概念及他们的区别。
6.知道什么是矢量和标量。
【自主学习】
1、质点:
⑴们在研究物体的运动时,在某些特定情况下,可以不考虑物体的 和 ,把它简化为一个 ,称为质点
⑵它是一种科学的抽象,一种理想化的物理模型,客观并不存在。
2、参考系:
⑴定义:为了研究物体的运动而 的物体。
⑵同一个运动,如果选不同的物体作参考系,观察到的运动情况可能不相同。例如:甲、乙两辆汽车由西向东沿同一直线,以相同的速度15m/s并列行驶着.若两车都以路旁的树木作参考系,则两车都是以15m/s速度向东行驶;若甲、乙两车互为参考系,则它们都是 的.
⑶参考系的选取原则上是任意的,但在实际问题中,以研究问题方便、对运动的描述尽可能简单为原则;研究地面上运动的物体,一般选取 为参考系。
3.时刻和时间间隔 时刻和时间间隔既有联系又有区别,在表示时间的数轴上,时刻用 表示,时间间隔用 表示,时刻与物体的 相对应,表示某一瞬间;时间间隔与物体的 相对应,表示某一过程(即两个时刻的间隔)。
注意区分时刻和时间:
如:第4s末、第5s初(也为第4s末)等指的是4s内(0至第4s末)、第4s内(第3s末至4s末)、第2s至第4s内(第2s末至第4s末)等指的是 。
4.路程和位移 路程是物体运动轨迹的 ,位移是用来表示物体(质点)的 的物理量,位移只与物体的 有关,而与质点在运动过程中所经历的 无关,物体的位移可以这样表示:从 到 作一条有向线段,有向线段的长度表示位移的 ,有向线段的方向表示位移的 。
注意区分位移和路程:
5.矢量和标量 既有 又有 的物理量叫做矢量,只有大小没有方向的物理量叫做 。矢量相加与标量相加遵守不同的法则,两个标量相加遵从 的法则,矢量相加的法则与此不同。
知识点一:质点、参考系和坐标系
【思考与交流】
A级1.下列关于质点的说法中,正确的是( )
A.质点就是质量很小的物体
B.质点就是体积很小的物体
C. 因为质点没有大小,所以与几何中心的点没有区别
D.如果物体的大小和形状对所研究的问题是无关紧要的因素时,即可把物体看成质点
2.在以下的哪些情况中可将物体看成质点( )
A.研究某学生骑车由学校回家的速度
B.对这名学生骑车姿势进行生理学分析
C.研究火星探测器从地球到火星的飞行轨迹
D.研究火星探测器降落火星后如何探测火星的表面
3. 关于参考系的选取,下列说法正确的是 ( )
A. 参考系必须选取静止不动的物体B. 参考系必须是和地面联系在一起的
C. 在空中运动的物体不能作为参考系D. 任何物体都可以作为参考系
4.下列关于参考系的描述中,正确的是 ( )
A.参考系必须是和地面连在一起的物体
B.被研究的物体必须沿与参考系的连线运动
C.参考系必须是正在做匀速直线运动的物体或是相对于地面静止的物体
D.参考系是为了研究物体的运动而假定为不动的那个物体
5.两辆汽车在平直公路上行驶,甲车内的人看见窗外树木向东移动,乙车内的人发现甲车没有运动.如果以大地为参考系.上述事实说明( )
A、甲车向西运动,乙车不动 B、乙车向西运动,甲车不动
C、甲车向西运动,乙车向东运动 D、甲,乙两车以相同的速度都向西运动
6.关于坐标系,下列说法正确的是( )
A.建立坐标系是为了定量描写物体的位置和位置变化
B.坐标系都是建立在参考系上的
C.坐标系的建立与参考系无关
D.物体在平面内做曲线运动,需要用平面直角坐标系才能确定其位置
7.一物体从O点出发,沿东偏北30度的方向运动10 m至A点,然后又向正南方向运动5 m至B点。
(sin30=0.5)
(1)建立适当坐标系,描述出该物体的运动轨迹;
(2)依据建立的坐标系,分别求出A、B两点的坐标。
【总结与反思】
知识点二:时间和位移
【思考与交流】
1.以下的计时数据,指时间间隔的是( )
A.学校每天7:30准时上课 B.每节课45 min
C.物理考试9:40结束 D.周末文艺晚会18:40开始
2.第5秒内表示的是_____秒的时间,第5秒末和第6秒初表示的是__________时刻,5秒内和第5秒内表示的是___________的时间。
3.下列关于位移和路程的说法,正确的是( )
A.位移和路程总是大小相等,但位移是矢量,路程是标量
B.位移是描述直线运动的,路程是描述曲线运动的
C.位移只取决于始末位置,而路程还与实际运动的路线有关
D.物体的路程总大于或等于位移的大小
4.以下说法中正确的是 ( )
A、两个物体通过的路程相同,则它们的位移大小也一定相同。
B、两个物体通过的路程不相同,但位移的大小和方向可能都相同。
C、一个物体在某一方向运动中,其位移大小可能大于所通过的路程。
D、如物体做单一方向的直线运动,位移的大小就等于路程。
5.关于质点的位移和路程,下列说法正确的是 ()
A.位移是矢量,位移的方向即质点的运动方向
B.路程是标量,路程即位移的大小
C.质点做单向直线运动时,路程等于位移的大小
D.位移大小不会比路程大
6.下列关于矢量(位移)和标量(温度)的说法中,正确的是( )
A.两运动物体的位移大小均为30 m,这两个位移不一定相同
B.做直线运动的两物体的位移X甲=3 m,X乙=-5 m,则X甲X乙
C.温度计读数有正有负,其正负号表示方向
D.温度计读数的正负号表示温度高低,不能说表示方向
【总结与反思】
【基础训练】
1.下列情况中的物体,可以看作质点的是( )
A.研究地球的自转 B.研究旋转中的乒乓球
C. 研究花样滑冰运动员 D. 研究从斜面上下滑的物体
2.如图所示,一物体沿3条不同的路径由A运动到B,则沿哪条路径运动时的位移较大( )
A.沿1较大
B.沿2较大
C.沿3较大
D.都一样大
3.甲、乙、丙三个观察者,同时观察一个物体的运动。甲说:它在做匀速运动。乙说:它是静止的。丙说:它在做加速运动。这三个人的说法( )
A、在任何情况下都不对B、三个中总有一人或两人是讲错的
C、如果选择同一参照系,那么三人的说法就都对了
D、如果各自选择自己的参照系,那么三人的说法就都对了
4.对位移和路程的正确说法是( )
A.位移是矢量,位移的方向即质点运动的方向。B.路程是标量,即位移的大小
C.质点作直线运动,路程等于位移的大小D.质点位移的大小不会比路程大
5.关于时间与时刻,下列说法正确的是( )
A.作息时间表上标出上午8:00开始上课,这里的8:00指的是时间
B.上午第一节课从8:00到8:45,这里指的是时间
C.电台报时时说:现在是北京时间8点整,这里实际上指的是时刻
D.在有些情况下,时间就是时刻,时刻就是时间
6、在研究下列哪些运动时,指定的物体可以看作质点 ( )
A.从广州到北京运行中的火车 B.研究车轮自转情况时的车轮.
C.研究地球绕太阳运动时的地球 D.研究地球自转运动时的地球
7.从高为5 m处以某一初速度竖直向下抛出一个小球,在与地面相碰后弹起,上升到高为2 m处被接住,则这一段过程中( )
A.小球的位移为3 m,方向竖直向下,路程为7 m
B.小球的位移为7 m,方向竖直向上,路程为7 m
C.小球的位移为3 m,方向竖直向下,路程为3 m
D.小球的位移为7 m,方向竖直向上,路程为3 m
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一、教学目标
1、知识目标
(1)理解动能的概念,会用动能的定义式进行计算。
(2)理解动能定理及其推导过程。
(3)知道动能定理的适用条件,会用动能定理进行计算。
2、过程与方法
(1)灵活运用动能定理。
(2)培养学生演绎推理的能力。
(3)培养学生的创造能力和创造性思维。
3、情感、态度与价值观
(1)激发学生对物理问题进行理论探究的兴趣。
(2)激发学生用不同方法处理同一问题的兴趣,会选择用最优的方法处理问。
(3)培养学生领会自然规律的严谨的科学态度。
(4)培养学生正确的科学思维方法,提高学生的学习兴趣。
二、教材的地位与作用
动能定理实际上是一个质点的功能关系,它处于《高中物理新课标必修2》第七章第七节,它贯穿于这一章,是这一章的重点,也是整个高中物理的重点。新课标在讲授动能和动能定理时,没有把二者分开讲述,而是一功能关系为线索,同时引入了动能的定义式和动能定理。这样讲述,思路简明,能充分体现功能关系这一线索。考虑到初中已经讲过动能的概念,这样讲述,学生接受起来更容易,而且可以提高学习效率,老师讲的轻松,学生学的明白。
三、教学重点
1、动能概念的理解。
2、动能定的推导。
3、动能定理及其应用。
四、教学难点
1、用动能定理解决力学问题的思路和方法。
2、对动能定理的理解。
考虑到所讲授的学生已达到高二,在高一一年的学习锻炼中已基本掌握了高中物理的学习方法。也有较好的抽象思维和逻辑推断能力。讲授这节课应该比较容易。学生在前面分别学过做功和动能的概念,动能定理常用于解决运动学的问题,学习好动能定理非常重要,并为后一节的《机械能守恒定律》的学习打下基础。在学习过程中,学生已经知道实验探究和理论推导相结合的科学探究方法,在这里采用这种方法,是学生进一步掌握,也更加容易理解。
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2.提问:本文体现了怎样的科学精神?
明确:本文三个主要部分,并不是简单地叙述成长的故事,而是具有深刻的科学精神内涵,可以从中看到哪些方面的“教育”对成为优秀科学家最为重要。
(1)想像力:科学是需要想像力的,想像力能带来创造力。作者正是从对鲤鱼世界的想像中,认识到人类观察空间的局限性,间接感悟到高维空间存在的可能。由感性的想像上升到理性的创造,体现了创新意识和探索精神。
(2)乐趣:科学不应该是枯燥的,而是应该充满乐趣的。探寻自然的奥秘,对真正的科学工作者来说,是和自然做的近似于捉迷藏的“游戏”,也是人生的“境界”。“游戏”使他们乐此不疲,充满__,不受外界的__和干扰;而“境界”使他们不顾功利,不畏强权,只求真理。
(3)实验精神:丁肇中说过:“现代学术的基础就是实地的探察,就是我们现在所谓的实验。”“科学发展的历史告诉我们,新的知识只能通过实地实验而得到,不是由自我检讨或哲理的清谈就可求到的。”(《应有格物致知精神》)有了想像力,有了乐趣,那只是成为科学家的最基础的因素,不去踏踏实实地做实验,就不能得到基本数据,假说就不能确立。一味地空想,不去做基础工作,不可能达到真理的彼岸。作者从事的高维空间理论,虽然还停留在纸面上,但是科学家们已经在做许多基础的实验工作,努力使理论得到证明。即使如科学家霍金靠睿智的头脑创建黑洞理论,也要有数学和天体物理学的实验基础,也不是空想出来的。
3.【提问】“鲤鱼科学家”对“世界”的认识是怎样的?
明确:主要有以下几点:
(1)“水池之外看不见的世界没有科学意义。”
(2)“它们为睡莲自己能够运动而困惑不解”——它们以神秘的“力”来掩盖自己的无知。
(3)“鲤鱼科学家”的“消失”和“重现”——它们认为是“奇迹”,是“可怖的事情”,而不肯去探究原因。
(4)“鲤鱼科学”的“传奇故事”,真实地证明另一个世界的存在,而它们却认为“胡说八道”,荒谬绝伦,违背它们的“自然规律”。
4.提问:作者想通过“鲤鱼科学家”对世界的认识说明什么?
明确:说明“自以为是”的人类和“鲤鱼科学家”有相似之处。
(1)人类“一生就在我们自己的‘池子’里度过”,只要“超出我们的理解力”的自然存在,他们就“拒绝承认”。
(2)“科学家发明像力这样一些概念……”,是因为他们只愿意承认“那些看得见摸得着的事物”,不肯改变思考问题的方式。
(3)“不能在实验室里便利地验证”的理论,他们就加以“鄙视”,表现出思想上的保守和固执。
5.提问:课文中阅读__空间历险故事和统一场理论书籍两小段内容,对“教育历程”的叙述有什么作用?
明确:课文的重点是童年趣事和建立实验室,这三个事例已经把“教育历程”完整地勾画出来。而夹杂在其中的两个小事例,主要起补充和衔接的作用。历险故事加深作者对高维空间的想像,激发兴趣;而阅读统一场理论书籍,既表现高中阶段作者求知的热情,也衔接起由理论到实验的探究过程。
6.提问:作者说“我决定要对这一问题刨根问底,纵然为此而必须成为一名理论物理学家也在所不辞。”在作者心中“理论物理学家”应该是怎样的人?
明确:理论物理学家的工作是抽象、枯燥的,受实验条件的限制,自己的学说很难得到实验的证明,甚至可能到死也得不到成就。这样的人必须耐得住寂寞,必须有奉献精神。“在所不辞”意味着“理论物理学家”道路的艰辛。
7.提问:作者建立实验室的事例,对我们现实生活有怎样的意义?
明确:科学是建立在基础实验之上的,科学理论要经过实验的检验才能得到论证。实验不是简单的操作,要有理论指导,要有实验的设计,要有策划组织能力,要有耐力和恒心等等,实验考验的是实验者的综合能力。而我们当前存在的问题是,重视理论,轻视基础实验,表现为动手能力和实践能力差,思想上浮躁,急功近利。对教育而言,重知识,轻能力的现象很普遍。这些都是一名理论物理学家重视实验给我们现实生活的启迪。
五、布置作业:
完成“研讨与练习一、二”。
板书设计
教学反思:
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一、受力分析
1、受力分析:
要根据力的概念,从物体所处的环境(与多少物体接触,处于什么场中)和运动状态着手,其常规如下:
(1)确定研究对象,并隔离出来;
(2)先画重力,然后弹力、摩擦力,再画电、磁场力;
(3)检查受力图,找出所画力的施力物体,分析结果能否使物体处于题设的运动状态(静止或加速),否则必然是多力或漏力;
(4)合力或分力不能重复列为物体所受的力
2、整体法和隔离体法
(1)整体法:就是把几个物体视为一个整体,受力分析时,只分析这一整体之外的物体对整体的作用力,不考虑整体内部之间的相互作用力。
(2)隔离法:就是把要分析的物体从相关的物体系中假想地隔离出来,只分析该物体以外的物体对该物体的作用力,不考虑物体对其它物体的作用力。
(3)方法选择
所涉及的物理问题是整体与外界作用时,应用整体分析法,可使问题简单明了,而不必考虑内力的作用;当涉及的物理问题是物体间的作用时,要应用隔离分析法,这时原整体中相互作用的内力就会变为各个独立物体的外力。
3、注意事项:
正确分析物体的受力情况,是解决力学问题的基础和关键,在具体操作时应注意:
(1)弹力和摩擦力都是产生于相互接触的两个物体之间,因此要从接触点处判断弹力和摩擦力是否存在,如果存在,则根据弹力和摩擦力的方向,画好这两个力
(2)画受力图时要逐一检查各个力,找不到施力物体的力一定是无中生有的.同时应只画物体的受力,不能把对象对其它物体的施力也画进去
易错现象:
1. 不能正确判定弹力和摩擦力的有无;
2. 不能灵活选取研究对象;
3. 受力分析时受力与施力分不清。
二、共点力作用下物体的平衡
1、物体的平衡:
物体的平衡有两种情况:一是质点静止或做匀速直线运动;二是物体不转动或匀速转动(此时的物体不能看作质点)
2、共点力作用下物体的平衡:
①平衡状态:静止或匀速直线运动状态,物体的加速度为零
②平衡条件:合力为零,亦即F合=0或Fx=0,Fy=0
a、二力平衡:这两个共点力必然大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。
b、三力平衡:这三个共点力必然在同一平面内,且其中任何两个力的合力与第三个力大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,即任何两个力的合力必与第三个力平衡
c、若物体在三个以上的共点力作用下处于平衡状态,通常可采用正交分解,必有:
F合x= F1x+ F2x + + Fnx =0
F合y= F1y+ F2y + + Fny =0 (按接触面分解或按运动方向分解)
③平衡条件的推论:
当物体处于平衡状态时,它所受的某一个力与所受的其它力的合力等值反向;
当三个共点力作用在物体(质点)上处于平衡时,三个力的矢量组成一封闭的三角形按同一环绕方向。
3、平衡物体的临界问题:
当某种物理现象(或物理状态)变为另一种物理现象(或另一物理状态)时的转折状态叫临界状态。可理解成恰好出现或恰好不出现。
临界问题的分析方法:
极限分析法:通过恰当地选取某个物理量推向极端(极大、极小、极左、极右)从而把比较隐蔽的临界现象(各种可能性)暴露出来,便于解答。
易错现象:
(1)不能灵活应用整体法和隔离法;
(2)不注意动态平衡中边界条件的约束;
(3)不能正确制定临界条件。
三、牛顿运动三定律
1、牛顿第一定律:
(1)内容: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)理解:
①它说明了一切物体都有惯性,惯性是物体的固有性质.质量是物体惯性大小的量度(惯性与物体的速度大小、受力大小、运动状态无关)
②它揭示了力与运动的关系:力是改变物体运动状态(产生加速度)的原因,而不是维持运动的原因
③它是通过理想实验得出的,它不能由实际的实验来验证
2、牛顿第二定律:
内容:物体的加速度a跟物体所受的合外力F成正比,跟物体的质量m成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同
公式:
理解:
①瞬时性:力和加速度同时产生、同时变化、同时消失
②矢量性:加速度的方向与合外力的方向相同
③同体性:合外力、质量和加速度是针对同一物体(同一研究对象)
④同一性:合外力、质量和加速度的单位统一用SI制主单位⑤相对性:加速度是相对于惯性参照系的
3、牛顿第三定律:
(1)内容:
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
(2)理解:
①作用力和反作用力的同时性。它们是同时产生,同时变化,同时消失,不是先有作用力后有反作用力。
②作用力和反作用力的性质相同,即作用力和反作用力是属同种性质的力。
③作用力和反作用力的相互依赖性:它们是相互依存,互以对方作为自己存在的前提。
④作用力和反作用力的不可叠加性。作用力和反作用力分别作用在两个不同的物体上,各产生其效果,不可求它们的合力,两力的作用效果不能相互抵消。
4、牛顿运动定律的适用范围:
对于宏观物体低速的运动(运动速度远小于光速的运动),牛顿运动定律是成立的,但对于物体的高速运动(运动速度接近光速)和微观粒子的运动,牛顿运动定律就不适用了,要用相对论观点、量子力学理论处理。
易错现象:
(1)错误地认为惯性与物体的速度有关,速度越大惯性越大,速度越小惯性越小;另外一种错误是认为惯性和力是同一个概念。
(2)不能正确地运用力和运动的关系分析物体的运动过程中速度和加速度等参量的变化。
(3)不能把物体运动的加速度与其受到的合外力的瞬时对应关系正确运用到轻绳、轻弹簧和轻杆等理想化模型上。
◍ 高一物理教案 ◍
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.
激发学生学习兴趣,培养学生积极参与的意识.
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.
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:
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.
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:
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:
观察与测量:请研究一下自行车飞轮与中轴_过链条的连接关系:测量一下各自的半径,并思考验证两轮的角速度关系,边缘点的线速度大小关系;有条件的话研究一下“变速自行车”的变速原理.
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物理试卷测试题参考
一、单项选择题(下列各小题均有四个选项,其中只有一个选项符合题意。共24分,每小题2分)
1. 下列物理量中,以科学家的名字瓦特作为单位的物理量是
A.电压 B.电功 C.电功率 D.电流
2.图1所示的四种现象中,属于光的直线传播现象的是
3.图2所示的下列用品中,通常情况下属于导体的是
4.下列自然现象中,属于凝华现象的是
A.霜的形成 B.露的形成C.雾的形成 D.冰的熔化
5.下列家用电器中,利用电流热效应工作的是
A.电视机 B.电风扇 C.电熨斗 D.电冰箱
6.图3所示的四个实例中,目的是为了增大摩擦的是
7.图4所示的四种用具中,属于费力杠杆的是
8.对下列物理量的估测,最接近实际的是
A.分子的直径约为3~4mm B.课桌的高度约为80cm
C.初中生的体重约为50N D.行驶的自行车的速度约为50m/s
9. 下列属于用热传递的方法改变物体内能的事例是
A.汽油机的做功冲程
B.锯木头时锯条发烫
C.打气筒打气时筒壁发热
D.冬天用热水袋取暖
10. 按照图5所示电路图连接好电路,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向a端移动时,电路中电表的示数和灯的亮度均发生了变化,下列说法正确的是
A.电流表示数增大,电压表示数减小,灯变暗
B.电流表示数增大,电压表示数增大,灯变亮
C.电流表示数减小,电压表示数减小,灯变暗
D.电流表示数减小,电压表示数减小,灯变亮
11. 击剑比赛中,当甲方运动员的剑(图中用S甲表示)击中乙方的导电服时,电路导通,乙方指示灯亮。当乙方运动员的剑(图中用S乙表示)击中甲方的导电服时,电路导通,甲方指示灯亮。在图6所示的四个电路图中,符合上述要求的是
12. A和B是密度为=5103kg/m3的某种合金制成的两个小球,A球的质量为mA=100g;甲和乙是两个完全相同的木块,其质量为m甲=m 乙=320g。若用细线把球和木块系住,则在水中平衡时如图7所示,甲有一半体积露出水面,乙浸没水中(g取10N/kg)。则下列计算正确的是
A. 木块的密度为0.6103 kg /m3
B. 如果剪断木块乙和B球之间的细线,B球静止后,所受重 力和浮力的合力的大小为4.8N
C. 如果剪断木块乙和B球之间的细线,乙木块露出水面的体积为4.610-4m3
D. 如果剪断木块甲和A球之间的细线,A球静止后,所受重力和浮力的合力为0.2N
二、多项选择题(下列各小题均有四个选项,其中符合题意的选项均多于一个。共12分,每小题3分。每小题选项全选对的得3分,选对但不全的得2分,有错选的不得分)
13.下面哪项措施的目的是为了加快水的蒸发
A.用电热吹风机将湿头发吹干
B.用扫帚把地面的积水向周围扫开
C.将湿衣服撑开晾到向阳、通风的地方
D.将水果用保鲜膜包好后再放入冰箱的冷藏室内
14.如图8所示,物体运动状态没有发生改变的是
15.下列说法中正确的是
A.奥斯特实验说明了电流周围存在磁场
B.利用撒在磁体周围的铁屑可以判断该磁体周围各点的磁场方向
C.电动机是利用通电导体在磁场中受力的作用的原理制成的
D.用电高峰时,家庭里的白炽灯泡比正常发光时要暗一些,这是因为,在用电高峰时并联的用电器增多,电路的总电流减小
16. 下列说法中正确的是
A. 闻其声而知其人主要是根据音色来判断的
B. 课堂上能听到老师讲课声,是由于空气能够传声
C.轮船从河里行驶到海里所受浮力增大
D.将人的血液滴入硫酸铜溶液中,如果血液恰好悬浮,则说明两者密度相同
三、填空题(共14分,每小题2分)
17.小刚站在竖直放置的平面镜前2m处,他在镜中的像到镜面的距离是________m。
18.清晨,小林同学背着书包骑自行车行驶在上学的路上,我们以小林背着的书包为参照物,则小林是 的。(选填运动或静止)
19.炎热的夏天,人站在海水中时感觉凉爽,而当人赤脚走在沙土上时却感到烫脚,这主要是因为水的比热容比沙土的比热容 。(选填大或小)
20.锤头松了,将锤柄在石墩上撞击几下,松动的锤头就紧 套在锤柄上,这是利用了 的惯性。 (选填锤头或锤柄)
21.一根阻值为30的电阻丝,通电100s,通过的电流为0.2A,则电流通过电阻丝产生的热量为 J.
22.有一台电烤箱,其内部简化电路如图9所示,R1和R2均为电热丝。电烤箱说明书中的.铭牌如下表所示,根据表格中的参数,电烤箱在低温档正常工作时,R2的功率是 W.
XX牌电烤箱
额定电压220V
额定功率高温档 1100W
低温档440W
电源频率50 Hz
23.为了测量某种液体的密度,小青找到一支平底试管,在试管中放少许细砂,如图10所示,刻线A在平底上某一位置,小青将平底试管放在水中,试管直立漂浮在水面上,在水面和试管相平处记下刻线B,如果在试管上方作用一个竖直向上的拉力F1,可以将试管提升到水面与刻线A 相平。如果将平底试管放到某种液体中,需要对试管施加一个竖直向下的压力F2,才能使液面与刻线A 相平,量出刻线A和B 到试管底部的距离比 .则用F1、F2和水表示这种液体的密度是 。(设水的密度为水)
四、实验与探究题(共34分,24~28、31、33题各2分,29、30、34题各3分,32题5分,35题6分)
24.如图11所示,物体A的长度是________cm。
25.如图12所示,AO为入射光线,ON为法线。请画出入射光线AO的反射光线。
26. 图13所示的电阻箱的示数是________。
27. 如图 14所示的实验中,抽去中间的玻璃板,过一会儿下方玻璃杯中的二氧化氮气体颜色变浅,上方玻璃杯中的空气颜色变深,由此现象主要说明气体分子 。
28.图15所示,是家庭电路的连接示意图, A、B是两条进户线,为了用电安全,其中 是火线(填A或B)。
29.小佳在实验室测量盐水密度。小佳先将盐水倒入量筒,如图16甲所示,则盐水的体积为 cm3。接着小佳用天平测出空烧杯的质量为20g,然后她将量筒中的盐水全部倒入烧杯,用天平测量烧杯和盐水的总质量,天平平衡时的情景如图16乙所示,则烧杯和盐水的总质量为 g。请你根据以上实验数据计算出盐水的密度为_______kg/m3。
30. 在探究海波和石蜡熔化规律时,小娜记录的实验数据如下表所示。请根据表中的实验数据解答下列问题。
时间/min01234567891 01112
海波的温度/℃40424446484848484848505356
石蜡的温度/℃40414244464748495152545659
(1)在海波和石蜡这两种物质中,属于晶体的是________;
(2)该晶体的熔点是________℃;
(3)当该晶体的温度为53℃时,它处于______态。(选填固或液)
31.小峰探究凸透镜成像规律的实验装置如图17所示,其中焦距为10cm的凸透镜固定在光具座上,位于50cm刻线处,光屏和点燃的蜡烛位于凸透镜两侧。小峰将蜡烛移至35cm刻度线处,移动光屏,直到光屏上出现了烛焰清晰的像,则该像是倒立、(选填:放大、缩小或等大)的实像。此时的实验现象可以说明的成像特点。(选填照相机、幻灯机或放大镜)
32. 在进行测量小灯泡的电功率实验时,实验室所提供的器材有:电压为6V的电源1个,额定电压是3.8V、灯丝电阻约为l0的小灯泡1个,电流表(0~0.6A、0~3A)、电压表(0~3V、0~ 15V)、滑动变阻器、开关各1个,导线若干。
(1)如图18甲所示,是小明在实验时连接的实验电路,此电路中存在的错误之处
是 (至少写出一处错误),如果此时闭合开关,看到的现象
是 (至少写出一种现象)。
(2)小明改正了电路连接中的错误之处后,在闭合开关前,还应该将滑动变阻器的滑片移动到最____端(选填A或B)。
(3)请在 图18乙所示虚线框中画出该实验正确的电路图。
(4)若要测量小灯泡的额定功率,应先调节滑动变阻器,使小灯泡正常发光,测出电路中的电流如图18丙所示,则小灯泡的额定功率约为______W。
33.如图19所示,是某种物质的质量与体积之间的关系图像,由图像可知该种物质质量与体积的关系表达式为 。根 据表一提供的几种常见物质的密度可知此种物质是 。
34.小红认为电池的作用就是给用电器供电,电路中如果没有电池就不会有电流,请你选择适当器材,设计一个实验证明小红的观点是错误的。请你写出选择的器材、主要实验步骤和相应的实验现象。
35. 实验台上有组装好的测滑轮组机械效率的实验装置,如图20所示,其中弹簧测力计的量程为0~5N,动滑轮的质量为100g。另外还有质量均为200g的钩码六个(图中未画出)。要求利用上述组装的实验装置和钩码设计一个实验证明:用滑轮组提升重物时,如果滑轮组的装置和组装都不变,则所提重物的质量越大,滑轮组的机械效率越高。请按要求完成下列各小题:
(1)写出主要实验步骤。
(2)设计出实验数据记录表。
五、计算题(共16分,36题3分,37题6分,38题7分)
36.质量为0.5kg的热水,温度从80℃降低到30℃,放出的热量是多少?
[水的比热容为4.2103 J/(kg℃)]
37.如图21所示,电源电压保持不变,滑动变阻器R2的滑片P置于a点,此时滑动变阻器接入电路的电阻为Ra,当开关S、S1闭合,S2断开时,电流表的示数是0.5A;当开关S、S1、S2全部闭合时,滑动变阻器的滑片P置于a点不变,电流表的示数是1.5A;当开关S、S1断开,S2闭合时,滑动 变阻器的滑片P置于a点不变,小灯泡正常发光,滑动变阻器消耗的电功率是4W;开关S、S1断开,S2闭合时,移动滑动变阻器的滑片使滑动变阻器接入电路的电阻为2Ra,电流表的示数是0.4A。(忽略温度对灯丝电阻的影响)
求:(1)Ra的阻值;(2)小灯泡的额定功率。
38.干簧管(也叫干簧继电器)具有比一般机械开关结构简单、体积小、工作寿命长等优点,如图22为干簧管的结构示意图。 其外壳是一根密封的玻璃管,管中装有两个铁质的弹性簧片电板,还灌有一种惰性气体。平时,玻璃管中的两个由特殊材料制成的磁簧片是分开的。当有磁性物质靠近玻璃管时,在磁场的作用下,管内的两个簧片被磁化而互相吸引接触,簧片就会吸合在一起,使结点所接的电路连通。外磁力消失后,两个簧片由于本身的弹性而分开,线路也就断开了。因此,作为一种利用磁场信号来控制的线路开关器件。小美同学想用干簧管制作水位自动报警装置,设计了一个装置,其结构简图如图23甲所示,当水面有微小变化,经装置后都会将变化放大,进行报警。在调整过程中,当在绳子自由端施加一竖直向下的力F,使物体A浸没在水中被匀速竖直向上吊起时,滑轮组装置的机械效率为80%,已知物体A的体积为200cm3。小东同学为了使小美设计的装置更稳定,在小美设计的装置基础上,增加了一个杠杆,其设计简图如图23乙所示 (干簧管所在电路此处没有画出),当杠杆水平时,物体A有一半体积露在水面外,绳子自由端悬挂重3N的永磁铁能使装置平衡,磁铁处于干簧管1和干簧管2水位报警器之间,当永磁铁沿竖直方向离平衡位置,到达上或下干簧管时,电路报警器就响起,已知 。当水箱内换盛其它某液体x时,要想使杠杆仍能在原液面处处于平衡状态,起到报警作用,小东调节绳子自由端所挂永磁铁的质量,当永磁铁的质量为0.316 Kg时,杠杆水平,装置处于平衡状态。本题中细绳和杠杆的质量、滑轮与轴的摩擦、液体对物体的阻力均忽略不计,g取10N/kg。求:
(1)物体A的密度是多少?
(2)所盛液体x的密度为多少?
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知识与技能:
1、初步了解做功与能量变化的关系。
2、知道做功的两个要素,理解功的概念,正确应用功的公式计算。
3、知道功是标量,正确理解正功和负功的本质含义。
4、知道总功的两种计算方法。过程与方法:
1、通过推导功的公式,让学生体会由特殊到一般,再由一般到特殊的研究方法,培养学生的逻辑推理能力和科学论证能力。
2、通过求解分力做功、总功和变力做功等问题,让学生在熟练掌握公式的同时,初步接受“微元法”处理问题的思想。
情感、态度与价值观:
1、通过分析日常生活中的物理现象,让学生体会物理与生活、生产、科技的密切联系,激发学生的学习兴趣。
2、工作、学习都要讲效率,“正功”“负功”可以促使学生的勤奋向上思想意识,合作式学习可以培养学生善于发表见解的意识和与他人交流的愿望。
二、教学重点、难点
重点:明确引入功的物理定义,掌握功的概念和功的计算公式。
难点:
1、理解功的公式的使用条件,体会处理变力功的思想方法。
2、理解正功与负功的含义,体会功是标量。
三、课前准备
ppt课件、小钢球、纸巾
四、教学过程
(一)情境导入
在上课之前我请同学们和我一起完成一个小实验,有请两位同学。教师将小钢球放在纸巾上,小钢球静止。教师将小钢球举高,请同学们观察小钢球落下后纸巾有无损坏。
通过这个实验,同学们受到什么启发?
被举高的物理具有穿过纸张的能力,也就是具有了能量。
实际上人们在研究能量的过程中往往涉及到做功,这节课我们来看第七章第二节功。
(二)功的定义
1、功的两个要素
在刚才的例子当中,同学们说我将小球举高了,我对小球做了功,你是怎么知道的?因为我对小球有力,并且向上移动了一段距离。那么,在生活当中你还能不能举出做功的例子?
对学生所举例子进行分析,都有两点值得注意,一个是存在力的作用,还有就是一定要发生一段位移。显然这是做功不可缺少的两个因素。那么有力有位移,这个力就一定对物体做功吗?显然不是,而应该在力的方向上存在位移。那么我们就得到了做功的两个要素:力和力方向上的位移。
2、功的定义式刚才的这些例子当中,都存在做功过程,那么究竟力对物体做了多少功?你能不能计算出来?实际上在初中我们已经知道了,当力和位移同方向时功的计算。(展示ppt),一个质量为m的物体,受到力f的作用并向前移动了s,这个力对物体做的功,求我对球做的功等于多少?请同学们回答。
显然这个情况不能用这个公式计算,要想脚对球一直存在作用力,那你这个脚得跟着球向前走50m。所以应用公式要注意:(1)f、s要对应,即在s中要一直都有力的作用
再请同学们观察这个表达式,你还注意到了什么?引出cosa有正有负,那么功是标量还是矢量?是标量那功的正负表示什么呢?实际功的正负既不表示方向,也不表示大小。如果力对物体做了正功,表示这个力是个动力,如果是负功则是阻力。(换句话说,如果力做了正功,那表示有能量转移到这个物体上来,反之做了负功就表示有能量从这个物体中转移出去。)
那在我们的例子当中,这些力是什么样的力?细心观察你会发现都是恒力,这个公式仅适用于恒力做功,变力做功不能用它。当然如果在过程中物体受到阶段性变化的力,每个阶段都是恒力,那自然我们可以将过程分段处理,每一段又都变成恒力了,最后再把各个阶段所做的功代数求和即可。
(三)合力的功
如果在某一个过程中物体受到多个力的作用,那么这些力的合力做了多少功又怎么求呢?请同学们回答。方法有两个:
1、先求各个力的功,再取代数和。
2、先求合力,再求合力所做的功。比如,光滑水平面上有一个物体受到水平面内相互垂直的两个力,物体发生5m的位移,求各个力做的功、合力所做的功?
(四)几种可以转化成恒力的变力做功问题
这是我们这节课介绍的有关恒力做功的计算方法,实际上除了刚才所说的阶段性的变力可以转化成恒力来计算做功,还有两种情况我们也可以处理。当力与速度始终同向,而速度方向不断变化时,你会不会计算这个力所做的功呢?引导学生学会用微分的方法处理。
另外如果力方向不变,大小随位移线性变化,我们也可以处理。比如一个弹簧处于原长放在光滑的水平面上,一端固定。用一个力缓慢地拉物体,那么这个力做了多少功呢?在学习匀变速直线运动时,如果初速度是零,末速度是v,它和速度是v/2的匀速直线运动是等效的,我们就用这个平均速度替换掉了这个变化的速度。现在你能不能受到这个例子的启发?我们也可以用一个平均的力替换掉这个变化的力,我们说这是方向不变,大小随位移线性变化的力,它的平均值刚好我们会求,那么这个例子中拉力和弹簧的弹力所做的功就等于kx/2与x的乘积。
五、课堂小结
这节课我们从特殊的情况入手,得到了一般情况下恒力做功的定义式,知道了合力做功的计算方法以及几种能够转变成恒力的变力做功的计算方法,初步体会到了做功与能量变化之间的关系。在接下来的学习中我们会进一步的探讨两者之间的关系。
六、板书设计
7.2功
一功的定义
二合力的功
1功的两个要素
1先求各个力的功,再取代数和力和力方向上的位移
◍ 高一物理教案 ◍
高一物理复习笔记小总结为范文网的会员投稿推荐,但愿对你的学习工作带来帮助。
高一刚开始高中物理的学习,一定要养成做课堂笔记的习惯,不仅有助于巩固知识,还方便课后复习。下面给大家分享一些关于高一物理复习笔记小总结,希望对大家有所帮助。
研究物体间的相互作用第一节探究形变与弹力的关系认识形变
1.物体形状回体积发生变化简称形变。
2.分类:按形式分:压缩形变、拉伸形变、弯曲形变、扭曲形变。
按效果分:弹性形变、塑性形变
3.弹力有无的判断:1)定义法(产生条件)
2)搬移法:假设其中某一个弹力不存在,然后分析其状态是否有变化。
3)假设法:假设其中某一个弹力存在,然后分析其状态是否有变化。
弹性与弹性限度
1.物体具有恢复原状的性质称为弹性。
2.撤去外力后,物体能完全恢复原状的形变,称为弹性形变。
3.如果外力过大,撤去外力后,物体的形状不能完全恢复,这种现象为超过了物体的弹性限度,发生了塑性形变。
探究弹力
1.产生形变的物体由于要恢复原状,会对与它接触的物体产生力的作用,这种力称为弹力。
2.弹力方向垂直于两物体的接触面,与引起形变的外力方向相反,与恢复方向相同。
绳子弹力沿绳的收缩方向;铰链弹力沿杆方向;硬杆弹力可不沿杆方向。
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。
3.在弹性限度内,弹簧弹力F的大小与弹簧的伸长或缩短量x成正比,即胡克定律。
F=kx
4.上式的k称为弹簧的劲度系数(倔强系数),反映了弹簧发生形变的难易程度。
5.弹簧的串、并联:串联:1/k=1/k1+1/k2并联:k=k1+k2
第二节研究摩擦力滑动摩擦力
1.两个相互接触的物体有相对滑动时,物体之间存在的摩擦叫做滑动摩擦。
2.在滑动摩擦中,物体间产生的阻碍物体相对滑动的作用力,叫做滑动摩擦力。
3.滑动摩擦力f的大小跟正压力N(≠G)成正比。
即:f=μN4.μ称为动摩擦因数,与相接触的物体材料和接触面的粗糙程度有关。
05.滑动摩擦力的方向总是与物体相对滑动的方向相反,与其接触面相切。
6.条件:直接接触、相互挤压(弹力),相对运动/趋势。
7.摩擦力的大小与接触面积无关,与相对运动速度无关。
8.摩擦力可以是阻力,也可以是动力。
9.计算:公式法/二力平衡法。
研究静摩擦力
1.当物体具有相对滑动趋势时,物体间产生的摩擦叫做静摩擦,这时产生的摩擦力叫静摩擦力。
2.物体所受到的静摩擦力有一个最大限度,这个最大值叫最大静摩擦力。
3.静摩擦力的方向总与接触面相切,与物体相对运动趋势的方向相反。
4.静摩擦力的大小由物体的运动状态以及外部受力情况决定,与正压力无关,平衡时总与切面外力平衡。
0≤F=f0≤fm5.最大静摩擦力的大小与正压力接触面的粗糙程度有关。
fm=μ0·N(μ≤μ0)6.静摩擦有无的判断:概念法(相对运动趋势);
二力平衡法;牛顿运动定律法;假设法(假设没有静摩擦)。第三节力的等效和替代力的图示
1.力的图示是用一根带箭头的线段(定量)表示力的三要素的方法。
2.图示画法:选定标度(同一物体上标度应当统一),沿力的方向从力的作用点开始按比例画一线段,在线段末端标上箭头。
3.力的示意图:突出方向,不定量。
力的等效/替代
1.如果一个力的作用效果与另外几个力的共同效果作用相同,那么这个力与另外几个力可以相互替代,这个力称为另外几个力的合力,另外几个力称为这个力的分力。
2.根据具体情况进行力的替代,称为力的合成与分解。
求几个力的合力叫力的合成,求一个力的分力叫力的分解。合力和分力具有等效替代的关系。3.实验:平行四边形定则:P58
第四节力的合成与分解力的平行四边形定则
1.力的平行四边形定则:如果用表示两个共点力的线段为邻边作一个平行四边形,则这两个邻边的对角线表示合力的大小和方向。
2.一切矢量的运算都遵循平行四边形定则。
合力的计算
1.方法:公式法,图解法(平行四边形/多边形/△)
2.三角形定则:将两个分力首尾相接,连接始末端的有向线段即表示它们的合力。
3.设F为F1、F2的合力,θ为F1、F2的夹角,则:
F=√F12+F22+2F1F2cosθtanθ=F2sinθ/(F1+F2cosθ)
当两分力垂直时,F=F12+F22,当两分力大小相等时,F=2F1cos(θ/2)
4.1)|F1—F2|≤F≤|F1+F2|
2)随F1、F2夹角的增大,合力F逐渐减小。
3)当两个分力同向时θ=0,合力最大:F=F1+F2
4)当两个分力反向时θ=180°,合力最小:F=|F1—F2|
5)当两个分力垂直时θ=90°,F2=F12+F22
分力的计算
1.分解原则:力的实际效果/解题方便(正交分解)
2.受力分析顺序:G→N→F→电磁力
第五节共点力的平衡条件共点力
如果几个力作用在物体的同一点,或者它们的作用线相交于同一点(该点不一定在物体上),这几个力叫做共点力。
寻找共点力的平衡条件
1.物体保持静止或者保持匀速直线运动的状态叫平衡状态。
2.物体如果受到共点力的作用且处于平衡状态,就叫做共点力的平衡。
3.二力平衡是指物体在两个共点力的作用下处于平衡状态,其平衡条件是这两个离的大小相等、方向相反。
多力亦是如此。4.正交分解法:把一个矢量分解在两个相互垂直的坐标轴上,利于处理多个不在同一直线上的矢量(力)作用分解。
第六节作用力与反作用力探究作用力与反作用力的关系
1.一个物体对另一个物体有作用力时,同时也受到另一物体对它的作用力,这种相互作用力称为作用力和反作用力。
2.力的性质:物质性(必有施/手力物体),相互性(力的作用是相互的)
3.平衡力与相互作用力:
同:等大,反向,共线
异:相互作用力具有同时性(产生、变化、小时),异体性(作用效果不同,不可抵消),二力同性质。平衡力不具备同时性,可相互抵消,二力性质可不同。
牛顿第三定律1.牛顿第三定律:两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等、方向相反。
2.牛顿第三定律适用于任何两个相互作用的物体,与物体的质量、运动状态无关。
二力的产生和消失同时,无先后之分。二力分别作用在两个物体上,各自分别产生作用效果。力与运动
第一节伽利略理想实验与牛顿第一定律伽利略的理想实验
牛顿第一定律
1.牛顿第一定律(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。
——物体的运动并不需要力来维持。2.物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫惯性。
3.惯性是物体的固有属性,与物体受力、运动状态无关,质量是物体惯性大小的唯一量度。
4.物体不受力时,惯性表现为物体保持匀速直线运动或静止状态;
受外力时,惯性表现为运动状态改变的难易程度不同。第二、三节影响加速度的因素/探究物体运动与受力的关系加速度与物体所受合力、物体质量的关系(实验设计见B书P93)
第四节牛顿第二定律牛顿第二定律1.牛顿第二定律:物体的加速度跟所受合外力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。
2.a=k·F/m(k=1)→F=ma
3.k的数值等于使单位质量的物体产生单位加速度时力的大小。
国际单位制中k=1。4.当物体从某种特征到另一种特征时,发生质的飞跃的转折状态叫做临界状态。
5.极限分析法(预测和处理临界问题):通过恰当地选取某个变化的物理量将其推向极端,从而把临界现象暴露出来。
6.牛顿第二定律特性:1)矢量性:加速度与合外力任意时刻方向相同
2)瞬时性:加速度与合外力同时产生/变化/消失,力是产生加速度的原因。
3)相对性:a是相对于惯性系的,牛顿第二定律只在惯性系中成立。
4)独立性:力的独立作用原理:不同方向的合力产生不同方向的加速度,彼此不受对方影响。
5)同体性:研究对象的统一性。
第五节牛顿第二定律的应用解题思路:物体的受力情况?牛顿第二定律?a?运动学公式?物体的运动情况
第六节超重与失重超重和失重
1.物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受重力的情况称为超重现象(视重>物重),物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的情况称为失重现象(物重
2.只要竖直方向的a≠0,物体一定处于超重或失重状态。
3.视重:物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力(仪器称值)。
4.实重:实际重力(来源于万有引力)。
5.N=G+ma(设竖直向上为正方向,与v无关)
6.完全失重:一个物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)为零,达到失重现象的极限的现象,此时a=g=9.8m/s2。
7.自然界中落体加速度不大于g,人工加速使落体加速度大于g,则落体对上方物体(如果有)产生压力,或对下方牵绳产生拉力。
第七节力学单位单位制的意义
1.单位制是由基本单位和导出单位组成的一系列完整的单位体制。
2.基本单位可任意选定,导出单位则由定义方程式与比例系数确定的。
基本单位选取的不同,组成的单位制也不同。国际单位制中的力学单位
1.国际单位制(符号~单位):时间(t)~s,长度(l)~m,质量(m)~kg,电流(I)~A,物质的量(n)~mol,热力学温度~K,发光强度~cd(坎培拉)
2.1N:使1kg的物体产生单位加速度时力的大小,即1N=1kg·m/s2。
3.常见单位换算:1英尺=12英寸=0.3048m,1英寸=2.540cm,1英里=1.6093km。
◍ 高一物理教案 ◍
教学目标:
知识目标:
引导学生从生活出发,了解科学、认识科学。
能力目标:
引导学生以“教育历程”为重点,探讨其中表现的思想内涵。
德育目标:
引导学生体会科学精神。
教学重点、难点:
高维空间对普通人来说,是很难想像的。所以,教学重点是文章内容,而不是相关的科学知识。相关知识教师有所了解,能帮助教学课文即可,不必教授给学生。
教学方法:师生合作探究
教学课时:两课时
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1.定义:物体从静止开始下落,并只受重力作用的运动。
2.规律:初速为 0 的匀加速运动,位移公式: h=1/2_gt2 ,速度公式:V=gt
3 . 两个重要比值:
1.常用的匀变速运动的公式有:
④平均速度及位移的关系:V=(V+V0)/2=Vt/2, x=Vt=(V+V0)/2_t
(1)说明:上述各式有 V0,V,a,x,t 五个量,其中每式均含四个量,即缺少一个量,在应用中可根据已知量和待求量选择合适的公式求解。⑤式中 T 表示连续相等时间的时间间隔。
(2)上述各量中除 t 外其余均矢量,在运用时一般选择取 v0 的方向为正方向,若该量与 v0 的方向相同则取为正值,反之为负。对已知量代入公式时要带上正负号,对未知量一般假设为正,若结果是正值,则表示与 v0 方向相同,反之则表示与 V0 方向相反。
另外,在规定 v0 方向为正的前提下,若 a 为正值,表示物体作加速运动,若 a 为负值,则表示物体作减速运动;若 v 为正值,表示物体沿正方向运动,若 v 为负值,表示物体沿反向运动;若 x 为正值,表示物体位于出发点的前方,若 x 为负值,表示物体位于出发点之后。
(3)注意:以上各式仅适用于匀变速直线运动,包括有往返的情况,对匀变速曲线运动和变加速运动均不成立。
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[高中物理课程计划 9-7]
课程计划 9-7 强迫振动共振
1.教学目标
< p> 1.知道什么是强迫振动,知道强迫振动的频率等于驱动力的频率。 2、了解什么是共振以及共振发生的条件,了解共振的应用和预防。二、教学重点和难点分析 p>
1.了解强迫振动的频率等于驱动力的频率。 2、掌握共振条件及其应用。
三、教具
强制振动演示器、共振演示器、两个等频音叉
4.教学方法
实验观察、教学
5.教学过程 (-) 新课介绍
上节课我们讲了阻尼振动。外力使弹簧振动器的小球和摆球偏离平衡位置后,在系统内部的弹力或重力作用下振动,不需要外力。振动被称为自由振动,因为阻力是不可避免的,所以这种振动最终会停止。那么我们有没有办法防止它们的幅度减小呢? (题)即不断地给系统补充能量,也就是给系统一个周期性的外力,使外力对系统做功,不断补充系统损失的能量,使其不断振动.这种振动称为强迫振动。这就是我们将在本课中学习的内容。 【板书】七种强制振动共振
(2)进行新课【示范一】强制振动:重物悬吊在如图所示装置中的弹簧下教科书中的图9-29,放手后让它振动。由于阻尼作用,重物将很快停止振动。如果不断转动曲柄,即用周期性的外力作用在振动的物体上,重物就会继续振动,这就是强迫振动。 .
【板书】
1.强迫振动
(1)驱动力:维持强迫振动的周期性外力称为驱动力。 (2)强迫振动:物体在外力作用下的振动称为强迫振动。问题:“让学生举出你知道的强迫振动的例子。”
学生例子:当潜水员在跳板上行走时发生的振动;机器工作时在机器底座上产生的振动 振动是在外力作用下的强迫振动。那么是什么决定了一个物体在振动时被迫振动的频率呢?请学生进一步观察实验。
(以日常生活中的例子激发学生的学习兴趣,【示范2】强制振动
将重物提升到一定高度,放手后让它自由振动,记住它的振动频率(或周期),这个频率就是系统的固有频率,然后以各种速度旋转颤音器,周期振动器的受迫振动也会发生变化。结果就是一个结论。
【黑板】(3)当物体被迫振动时,振动稳定后的频率等于驱动力的频率,与物体的固有频率。
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什么决定了振荡器的固有频率?任何物体都有自己特殊的结构,它们的固有频率是由这些结构决定的。简单摆的固有频率是由摆的长度和局部重力加速度决定的,弹簧振子的固有频率是由弹簧和球体决定的,与外界无关。
虽然物体受迫振动的频率是由驱动力频率决定的,与物体的固体频率无关,而是物体受迫振动的幅度与固有频率有关
【Demo 3】共振
将几个摆挂在张紧的绳子上(教科书图9-30),A、B、C的摆在哪里长度相等。当摆锤 A 振动时,它通过张紧的绳索向其他摆锤施加驱动力。当A摆动时,其他摆也被迫振动,此时驱动力的频率就是A摆的固有频率。实验表明,固有频率等于驱动力频率的B摆和C摆的振幅最大;其固有频率为驱动力与驱动力之差最大的D摆的幅值最小。由此得出结论:受迫振动物体的幅值A与驱动力频率f的关系曲线。当驱动力的频率f接近物体的固有频率f'时,物体的振幅较大;当物体上的驱动力的频率等于物体的固有频率时,物体的振动幅度最大。我们在做实验一的时候也看到,当手柄速度达到一定值时,即驱动力的频率等于振子的固有频率时,振子的振幅最大。这种现象称为共振。
【板书】
2.共振
(1)共振:当驱动力的频率接近物体的固有频率时,受迫振动的幅度增大,这种现象称为共振。
【示范4】声音的共鸣(课本图9-32)。
取两个相同频率的音叉A和B,并排放在桌子上相距不远的地方,敲击音叉A的音叉使其发声。过一会,用手按住音叉A的音叉停止发声,就可以听到音叉B没有被敲击的声音。如果在音叉B的音叉上套上一个套筒,改变音叉B的固有频率,重复上述实验,就听不到音叉B发出的声音了。
如何解释这种现象?音叉A振动后,在空气中激发出声波,声波到达B后,赋予B周期性的驱动力。由于驱动力的频率等于音叉B的固有频率,因此B产生共振并发出声音。这种声音的共振现象称为共振。
【板书】(2)共振
安装在音叉下方的空箱称为共振箱。音叉发声后,共鸣箱会产生共鸣,可以增强音叉的声音。扬声器的原理与此类似。
在日常生活和生产中,有些共振对人类有益,有些共振对人类有害。如何使用共振和防止共振?
【板书】(3)共振的应用与预防
共振现象有很多应用,有些不同长度的钢板安装在同一个支架上,可以用于进行测量。用于发动机转速的转速表。转速表与运行的机器紧密接触,机器的振动会引起转速表的轻微振动。此时,固有频率与机器工作频率相同的钢板发生共振,振幅较大。如果已知钢板的固有频率,则可以知道机器的速度。
共振筛(教材中图9-33)也是由共振现象制成的。筛子由四个弹簧支撑,筛架上装有偏心轮,成为共振筛。当偏心轮在发动机的驱动下转动时,可以适当调节偏心轮的转速,使驱动力带动的筛子的频率接近筛子的固有频率。这时,筛子会产生共振,振幅变大,提高了对杂物的筛分。的效率。
在某些情况下,共振也会造成损坏。当军队或火车经过汽车时,有规律的步伐或车轮对钢轨接头的冲击会对桥梁产生周期性的驱动力。如果驱动力的频率接近桥梁的固有频率,则桥梁的振幅可能会显着增加,从而使桥梁断裂。因此,过桥的部队应使用轻松的步骤,避免周期性的驱动力。列车过桥时应缓慢行驶,使驱动力的频率远小于桥梁的固有频率。
船舶在航行时,如果波浪冲击力的频率接近船舶左右摇摆的固有频率,可能会导致船舶倾覆。此时,可以改变船舶的航向和航速,使波浪冲击力的频率远离船舶。摆动的自然频率。
机器运转时,各零件的运动(如活塞的运动、车轮的转动)会产生周期性的驱动力。如果驱动力的频率接近机器本身或支架的固有频率,就会发生共振,造成机器或支架的损坏。这时应采取措施,如调整机器的转速,使驱动力的频率与机器或支架的固有频率不一致。同样,厂房的固有频率也不能在机器能引起的振动频率范围内。
总之,当需要使用共振时,驱动力的频率应接近或等于振动物体的固有频率;当需要防止共振时,驱动力的频率应与物体的固有频率不同,并且差异越大越好。
(3)巩固练习
1.两个单摆A和B,A摆的固有频率为f,B的固有频率钟摆是 4f。如果它们在频率为 5f 的驱动力作用下被迫振动,则比较两个摆 A 和 B
A.摆的振幅较大,其振动频率为 f。湾。 B摆幅值大,振动频率为4f。 C。摆的振幅较大,振动频率为 5f。 D、B摆幅值大,振动频率为5f。
2. 一艘船在海上以一定的速度向东北方向行驶,遇到从北向南的波浪。海浪每分钟拍打船体 15 次。船舶在水中振动的自然周期为6s。为了避免共振,可以采用以下四种方法。在这些措施中,最有效的是
A.将船转向东方并增加船速。湾。将船转向东方并降低船速。 C。将船转向北方并增加船速。 D. 将船向北转,降低船速。
3.支撑车厢的弹簧的固有频率为2Hz,列车在轨道长度为m的轨道上行驶。什么时候行驶速度,车厢震动最厉害?
(四)功课
1、复习本节正文,结合实际列举几个共振的应用和预防的例子. 2.练习7(1)和(2)在练习册中完成。参考题
1.洗衣机脱水完成后,拔掉电源后,电机还需要转动一段时间才能停止。拔掉电源后,我发现洗衣机一开始震动比较小,然后剧烈震动了一会儿,然后慢慢地震动减小,直到停止。震动剧烈的原因是
A.洗衣机不稳定。湾。电机已经快速运转了一段时间。
C.电机转动的频率接近或等于洗衣机的固有频率。 D. 这只是巧合。
2.“洗”是古人用金属制成的东西,今天看起来像个脸盆。盆底有四条鱼,称为洗鱼。将水装满洗鱼容量的一半以上,用手有节奏地在盆上揉耳朵,盆会像钟一样振动,发出嗡嗡声,同时水会产生汹涌的涟漪,形成了一定的格局。震动大时,就像盆里的几条活鱼,不仅激起浪花,还有许多细小的水珠从鱼嘴里向上喷出。试着解释一下这个现象。
说明:
1。教学中要充分发挥实验的作用,让学生了解物体在受迫振动时的频率与驱动力频率的关系,以及当受迫振动的频率接近自然时物体的频率,振动的特性。 2、在做共振实验时,也可用以下实验代替教材中图9-33的实验。 即在同一块薄板上固定多根不同长度但质地和粗细相同的小木棍,振动其中一根,观察其他小木棍中哪一根振动最大。
3.注重引导学生多思考共振在实践中的应用(如乐器的共鸣箱等)和避免共振的练习,从而培养学生的理论联系实际的能力和习惯。
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例1、在图1中R1=14,R2=9.当开关处于位置1时,电流表读数I1=0.2A;当开关处于位置2时,电流表读数I2=0.3A.求电源的电动势E和内电阻r。
例2、如图2所示,当滑动变阻器R3的滑片C向B方向移动时,电路中各电表示数如何变化?(电表内阻对电路的影响不计)
例3、如图3所示的电路中,店员电动势为6V,当开关S接通后,灯泡L1和灯泡L2都不亮,用电压表测得各部分电压是Uab=6V,Uad=0,Ucd=6V,由此可断定()
A、L1和L2的灯丝都烧断了
B、L1的灯丝都烧断了
C、L2的灯丝都烧断了
D、变阻器R断路
[例4]四节干电池,每节电动势为1.5V,内阻为0.5,用这四节干电池组成串联电池组对电阻R=18的用电器供电,试计算:
(1)用电器上得到的电压和电功率;
(2)电池组的内电压和在内电阻上损失的热功率.
(三)反思总结
(四)当堂检测
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一、选择题(共10小题,每小题4分,共40分,在每小题给出的四个选项中,第1~6小题只有一个选项符合题目要求,第7~10小题有多个选项符合题目要求,全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分)
1.(杭州二中~高一上学期期中)我国《道路交通安全法》第六十七条规定:高速公路限速标志标明的时速不得超过一百二十公里。图示为高速公路上的限速标志,下列说法中正确的是导学号96930613
解析:限速值指的是瞬时速度,A错;该限速值约为33m/s,B错;质量是惯性大小的量度,与汽车速度无关,C错;汽车速度越大,刹车距离越大,D正确。
2.(南京市~高一上学期五校联考)一根轻绳的上端悬挂在天花板上,下端挂一灯泡,则导学号96930614()
解析:灯泡受的重力和绳对灯泡的拉力是一对平衡力,选项A、B错误;灯泡对绳的拉力和绳对灯泡的拉力是一对作用力和反作用力,绳对天花板的拉力和天花板对绳的拉力是一对作用力和反作用力,选项C正确,选项D错误。
3.(河南周口市2015~20高一上学期期末)一串小灯笼(五只)彼此用轻绳连接,并悬挂在空中,在稳定水平风力作用下发生倾斜,悬绳与竖直方向的夹角为30°,如图所示,设每个红灯笼的质量均为m,则自上往下第二只灯笼对第三只灯笼的拉力大小为导学号96930615()
解析:以下面三个灯笼作为整体为研究对象,进行受力分析,如图:
故选A。
4.几位同学为了探究电梯启动和制动时的运动状态变化情况,他们将体重计放在电梯中,一位同学站在体重计上,然后乘坐电梯从1层直接到10层,之后又从10层直接回到1层。用照相机进行了相关记录,如图所示。图1为电梯静止时体重计的照片,图2、图3、图4和图5分别为电梯运动过程中体重计的照片。根据照片推断正确的是导学号96930616()
A.根据图2推断电梯一定处于加速上升过程,电梯内同学可能处于超重状态
B.根据图3推断电梯一定处于减速下降过程,电梯内同学可能处于失重状态
C.根据图4推断电梯可能处于减速上升过程,电梯内同学一定处于失重状态
D.根据图5推断电梯可能处于加速下降过程,电梯内同学一定处于超重状态
解析:由图可知,图2、图5示数大于重力为超重,电梯可能加速上升或减速下降,图3、图4示数小于重力,失重可能向下加速,也可能向上减速,C正确。
5.质量为m的金属盒获得大小为v0的初速度后在水平面上最多能滑行s距离,如果在盒中填满油泥,使它的总质量变为2m,再使其以v0初速度沿同一水平面滑行,则它滑行的距离为导学号96930617()
解析:设金属盒与水平面间的动摩擦因数为μ,未装油泥有-μmg=ma①
6.(河北衡水中学2015~学年高一上学期期末)放在水平地面上的一物块,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系如图甲所示,物块速度v与时间t的关系如图乙所示。取重力加速度g=10m/s2。由此两图象可以求得物块的质量m和物块与地面之间的动摩擦因数μ分别为导学号96930618()
解析:结合F-t图象和v-t图象,分析物块在各段内的受力和运动情况,利用各段的运动规律和牛顿第二定律求解。由题中图象所给的信息可知,当外力F等于3N时,物块做匀加速直线运动,由牛顿第二定律得F1-μmg=ma,由图象可得F1=3N,a=ΔvΔt=4-04-2m/s2=2m/s2;当外力等于2N时,物块做匀速运动,则F2=μmg,其中F2=2N;将两式联立解得m=0.5kg,μ=0.4。
7.如图所示,清洗楼房光滑玻璃的工人常用一根绳索将自己悬在空中,工人及其装备的总重量为G,且视为质点。悬绳与竖直墙壁的夹角为α,悬绳对工人的拉力大小为F1,墙壁对工人的弹力大小为F2,则导学号96930619()
F1与F2的合力始终等于重力,综上所述B、C正确。
8.如图a所示,一轻质弹簧的下端固定在水平面上,上端放置一物体(物体与弹簧不连接),初始时物体处于静止状态。现用竖直向上的拉力F作用在物体上,使物体开始向上做匀加速运动,拉力F与物体位移x的关系如图b所示(g=10m/s2),则正确的结论是导学号96930620()
所以B、C正确,D错误。
由题意知,物体与弹簧分离时,弹簧处于自然伸长状态,A错误。
9.(西大附中2015~2016学年高一上学期期末)如图所示,某一缆车沿着坡度为30°的山坡以加速度a上行,在缆车中放一个与山坡表面平行的斜面,斜面上放一个质量为m的小物块,小物块相对斜面静止(设缆车保持竖直状态运行),则导学号96930621()
解析:以木块为研究对象,分析受力情况:木块受重力mg、斜面的支持力N和静摩擦力f,f沿斜面向上,故A错误;根据牛顿第二定律得:f-mgsin30°=ma,解得,f=12mg+ma,方向平行斜面向上,故C正确,B错误;小物块受到的支持力等于重力垂直于斜面的分力;故N=mgcos30°=3mg2;故D正确。
端无初速度释放一小木块,若木块与传送带间的动摩擦因数为μ,则木块从左端运动到右端的时间可能是导学号96930647()
解析:因木块运动到右端的过程不同,对应的时间也不同,若一直匀加速至右端,则L=12μgt2,可得t=2Lμg,C正确;若一直加速到右端的速度恰好与传送带速度v相等,则L=0+v2t,可得t=2Lv,D正确;若先匀加速到传送带速度v,再匀速到右端,则v22μg+v(t-vμg)=L,可得t=Lv+v2μg,A正确;木块不可能一直匀速至右端,B错误。
11.(4分)在“探究加速度与力、质量的关系”实验时,已提供了小车,一端附有定滑轮的长木板、纸带、带小盘的细线、刻度尺、天平、导线。为了完成实验,还须从下图中选取实验器材,其名称是____(漏选或全选得零分);并分别写出所选器材的作用_____。导学号96930622
答案:学生电源、电磁打点计时器、钩码、砝码(或电火花计时器、钩码、砝码)学生电源为电磁打点计时器提供交流电源;电磁打点计时器(电火花计时器)记录小车运动的位置和时间;钩码用以改变小车的质量;砝码用以改变小车受到拉力的大小,还可以用于测量小车质量。
解析:电磁打点计时器用来打点计时,以便测定加速度,要配备4~6V学生电源(交流电源)为其供电,通过改变砝码个数来改变拉力大小;钩码放在小车上来调节小车质量。也可用电火花计时器来代替学生电源和电磁打点计时器,因为电火花计时器使用220V交流电,不使用学生电源。
12.(6分)(天津市五区县2015~2016学年高一上学期期末)某实验小组利用图1所示的装置进行“探究加速度与合外力的关系”的实验。导学号96930623
(1)在实验中必须将长木板右端垫高,目的是,当不挂钩码时小车能匀速运动时,表明已调好。
(2)为了减小误差,每次实验必须通过改变钩码的个数来改变小车所受合外力,获取多组数据。若小车质量为400g,实验中每次所用的钩码总质量范围应选_____组会比较合理。(填选项前的字母)
(3)图2中给出的是实验中获取的纸带的一部分:1、2、3、4、5是计数点,每相邻两计数点间还有4个打点未标出,由该纸带可求得小车的加速度a=___。(计算结果保留三位有效数字)
(4)改变钩码的个数重复实验,得到加速度a与合外力F的关系如图3所示,分析线段OA,可得出实验结论是________。
答案:(1)平衡摩擦力(2)A(3)1.11m/s2(4)在质量不变的条件下,加速度与合外力成正比
解析:(1)实验中将长木板右端垫高,是为了平衡摩擦力。
(2)为减少实验误差,应满足M?m,所以应选A组钩码。
(4)由图3可知,加速度与合外力成正比。
13.(6分)(广东省实验中学2015~2016学年高一上学期期末)在探究加速度与物体所受合外力和质量间的关系时,采用如图所示的实验装置,小车及车中的砝码质量用M`表示,沙桶质量用m表示,小车的加速度可由小车后拖动的纸带由打点计时器打出的点计算出:导学号96930624
(1)保持小车受力不变,测量不同质量的小车在这个力作用下的加速度。某次实验中打出如图乙所示的纸带(打点计时器电源的频率为50Hz),则这个加速度值a=_____m/s2。
(2)一组同学在先保持沙桶质量一定,探究加速度与质量的关系,以下做法错误的是()
D.小车运动的加速度可用天平测出m以及小车质量M,直接用公式a=mg/M求出
(3)在保持小车及车中的砝码质量M一定,探究加速度与所受合外力的关系时,詹詹和彭彭二位同学得到的a―F关系分别如下图丙、丁所示(a是小车的加速度,F是细线作用于小车的拉力)。其原因分别是:
丙图:__________________________________
丁图:__________________________________
答案:(1)0.8(2)ACD(3)平衡摩擦力时倾角过大;倾角过小或没有平衡摩擦
解析:(1)a=Δs2T2=?3.53-1.93?×10-22×0.12m/s2
(2)根据实验原理及操作步骤可知选项B正确,A、C、D错误。
(3)由丙图可知,F=0时,a不为零,说明平衡摩擦力时倾角过大。由丁图可知,F增大到一定值时才产生加速度a,说明没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够。
三、论述、计算题(本题共4小题,共44分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
14.(10分)(黑龙江省实验中学2015~2016学年高一上学期期末)如图所示,倾角为θ=37°的光滑斜面体固定在一个小车上,小车与斜面体的总质量为M=2kg,斜面体上有一个质量m=0.5kg的小物块,小车放在光滑的水平桌面上,小车与一平行于桌面的细绳相连,绳的另一端跨过一不计摩擦的轻质定滑轮挂一个物块质量为m0,桌子固定于水平地面上。若把物块m0由静止释放(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)求:m0质量为多大时,物块m与斜面体恰好相对静止?导学号96930625
15.(10分)如图所示,固定光滑细杆与地面成一定倾角,在杆上套有一个光滑小环,小环在沿杆方向的推力F作用下向上运动,推力F与小环速度v随时间变化规律如图所示,取重力加速度g=10m/s2。求:导学号96930626
(1)小环的质量m;
(2)细杆与地面间的倾角α。
解析:由v-t图象可解得:a=vt=12m/s2,前2s内,由牛顿第二定律得:F1-mgsinα=ma
2s后满足:F2=mgsinα代入数据解得:m=1kg,α=30°。
16.(11分)如图所示,一小轿车从高为10m、倾角为37°的斜坡顶端从静止开始向下行驶,当小轿车到达底端时进入一水平面,在距斜坡底端115m的地方有一池塘,发动机在斜坡上产生的牵引力为2×103N,在水平地面上调节油门后,发动机产生的牵引力为1.4×104N,小轿车的质量为2t,小轿车与斜坡及水平地面间的动摩擦因数均为0.5(g取10m/s2)。求:导学号96930627
(1)小轿车行驶至斜坡底端时的速度;
(2)为使小轿车在水平地面上行驶而不掉入池塘,在水平地面上加速的时间不能超过多少?(轿车在行驶过程中不采用刹车装置)
由v21=2a1x1=2a1h/sin37°
得行驶至斜坡底端时的速度v1=10m/s。
关闭油门时轿车的速度为v2,
即在水平地面上加速的时间不能超过5s。
17.(13分)(石家庄市高一上学期期末)如图甲所示,质量为M=4kg的木板静止在水平面上,质量m=1kg的小滑块静止在木板的右端,可看成质点。已知木板与水平面间的动摩擦因数为μ1=0.1,小滑块与木板之间的动摩擦因数为μ2=0.4,重力加速度g=10m/s2。现用力F作用在木板M上,F随时间t变化的关系如图乙所示,求:导学号96930628
(1)t=1s时,小滑块和木板的速度大小;
(2)为使小滑块不从木板上滑落下来,木板的最小长度。
滑块与木板在1.5s时,保持相对静止,0~1.5s内:
木板的位移s2=12a2t2+a2tΔt+12a3Δt2=5.25m
滑块的位移为s1=12a1t2+a1tΔt+12a1Δt2=4.5m
从静止出发,只在重力作用下而降落的运动模式,叫自由落体运动。
自由落体运动是最典型的匀变速直线运动;是初速度为零,加速度为g的匀加速直线运动。
地球表面附近的上空可看作是恒定的重力场。如不考虑大气阻力,在该区域内的自由落体运动的方向是竖直向下的(并非指向地心),加速度为重力加速度g的匀加速直线运动。
只有在赤道上或者两极上,自由落体运动的方向(也就是重力的方向)才是指向地球中心的。
g≈9.8m/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)。
这里的h与x同样都是指位移,一般在自由落体中用h表示数值方向的位移量。
对自由落体最先研究的是古希腊的科学家亚里士多德,他提出:物体下落的快慢是由物体本身的重量决定的,物体越重,下落得越快;反之,则下落得越慢。
亚里士多德,前384年4月23日-前322年3月7日,古希腊哲学家,柏拉图的学生、亚历山大大帝的老师。
他的著作包含许多学科,包括了物理学、形而上学、诗歌(包括戏剧)、生物学、动物学、逻辑学、政治、政府、以及x学。和柏拉图、苏格拉底(柏拉图的老师)一起被誉为西方哲学的奠基者。亚里士多德的著作是西方哲学的第一个广泛系统,包含道德、美学、逻辑和科学、政治和玄学。
伽利略是意大利天文学家,也是世界物理学家。他于1564年诞生在意大利北部的比萨市,1642年1月8日去世,终年78岁。他毕生致力于科学事业,不仅为我们留下了时钟、望远镜和众多的科学专著,而且还为破除宗教迷信、科学偏见作出了杰出的贡献。
伽利略在1638年写的《两种新科学的对话》一书中指出:根据亚里士多德的论断,一块大石头的下落速度要比一块小石头的下落速度大。假定大石头的下落速度为8,小石头的下落速度为4,当我们把两块石头拴在一起时,下落快的会被下落慢的拖着而减慢,下落慢的会被下落快的拖着而加快,结果整个系统的下落速度应该小于8。但是两块石头拴在一起,加起来比大石头还要重,因此重物体比轻物体的下落速度要小。这样,就从重物体比轻物体下落得快的假设,推出了重物体比轻物体下落得慢的结论。亚里士多德的理论陷入了自相矛盾的境地。伽利略由此推断重物体不会比轻物体下落得快。伽利略的假设推导法,对物理思维方法起到了非常重要的作用。
伽利略曾在的比萨斜塔做了的自由落体试验,让两个体积相同,质量不同的球从塔顶同时下落,结果两球同时落地,以实践驳倒了亚里士多德的结论。但是后来经过历史的严格考证,伽利略并没有在比萨斜塔做实验,人们却还是把比萨斜塔当作对伽利略的纪念碑。
◍ 高一物理教案 ◍
随着社会的发展,新课程改革的不断深入,提高高中物理课堂教学的有效性是当前高中物理教育亟需解决的问题之一。本文结合笔者的课堂教学实践和多年的教学经验,认真分析影响教学有效性的因素,并对如何提高高中物理课堂教学有效性作了一些思考和探寻。
物理学是一门应用非常广泛的基础科学,是新技术、新科学和新思维的原动力,对社会经济的发展起着积极的推动作用。高中物理学蕴含着大量的知识,理论性较强,对学生的运算、分析、理解能力有着很高的要求。高中物理课堂教学注重提高全体学生的科学素养,从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等三个方面培养学生,注重学生的学习能力,引导学生形成自主思考和规划人生的意识和能力、批判性思考的能力。课堂教学是培养上述能力的主渠道,所以只有通过提高高中物理课堂教学的有效性才能达到以上教学目标。那什么是课堂教学的有效性呢?专家余文森教授认为:“课堂教学的有效性是指通过课堂教学活动,学生在学业上有所收获,有所提高,有所进步。具体体现在:学生在认识上,从不懂到懂,从少知到多知,从不会到会;在情感上,从不喜欢到喜欢,从不热爱到热爱,从不感兴趣到感兴趣。”
提高高中物理课堂教学有效性,是全面提高高中物理教学质量的基本要求,是实现教学三维目标的一个重要途径,也是减轻学生过重负担的一个根本措施。在全面实施新一轮课改的形势下,深入研究和探讨如何提高高中物理课堂教学有效性是很有必要的。
一、影响教学有效性的因素
为了更好地理解课堂教学的有效性,并有针对性的对如何提高高中物理课堂教学有效性提出对策,首先我们讨论一下影响教学有效性的几个因素。
1.教师的个人特征与教学的有效性
影响教学有效性与教师特征有密切关系。教师的特征——如教师的性别、年龄、经历、个性以及信仰,在很大程度上,一个教师的个人特征决定了他会成为什么样的教师。
教育家康纳德在性别差异的问题上发表了自己的观点,各项研究似乎都表明:一般来说,男教师看上去比女教师更加盛气凌人,喜爱发号施令,因而男教师的课堂组织得更有条理,一切都在他们的掌握之下;然而女教师往往会去营造“更温馨”的教学环境,还有男教师比较偏爱女学生,女教师比较偏爱男学生。
年轻而缺乏执教经验的教师关注的往往不是教学,而是教学中个人魅力以及社交能力的体现。他们努力工作,往往是为了在学生中树立自己独特的教学形象,他们更关心学生的爱好,而不是花时间去教导学生,关注学生的点滴进步。假设你反应敏捷、老成持重、热情洋溢、善于积累经验,那么这些性格和行为特征会如何影响你的教学行为以及主导你和学生的关系呢?例如,如果我们想在课堂上占据主导地位,或许就会选择将自己置于教师的正前方,采取讲授式的教学形式;如果我们想让学生占主导地位,或许就会采取讨论或探索学习的教学形式。所以一个教师的性别、年龄、教学经验以及他的个性对教学的有效性都具有一定的影响。
2.课堂教学活动与教学有效性
好的课堂组织教学,既能让学生学到知识,又能培养学生的各项技能。因此,在课堂教学活动中,学生的学习方式、师生之间的沟通、教师的教学策略和学生的学习策略都影响着教学的有效性。
研究表明,有效教学本质上取决于教师建立能够实现预期教育成果的学习经验的能力,而每个学生都参与教学活动是实施有效教学的前提。学习的内容不是给予的,学生要像科学家那样去思考,去探索未知,亲自去发现它,最终达到对所学知识的理解和掌握。布鲁纳强调应该广泛应用“发现法”,要求教师在教学中“尽可能保留一些使人兴奋的观念”,同时“引导学生自己去发现它”。
3.环境与教学有效性
有效教学实际上是通过一定的教育活动使学生的学习达到预期的效果。在预期所能达到的效果中,除了教师、学生、内容等相关因素外,还有环境的影响。考虑到课堂教学活动的环境,很显然,课堂环境的很多方面都与教学成功与否有关。
教师可以使用各种资源,而且可以采用各种教学方法。教学设备在一定程度上辅助教学,使教学活动更加生动,使学生对学习产生一定的兴趣,有助于学生理解和接受知识。比如,教师在讲解平抛的运动规律时,如果采用单纯的口头上或书面上直接告诉学生平抛遵循的规律,学生未必对此知识点产生深刻的印象。倘若在讲解的过程中插入现场演示实验和一些演示动画,这既能吸引学生的注意力,又能让学生更加形象地记忆平抛运动,理解它的运动规律,提高探索未知知识的能力。
二、如何提高高中物理课堂教学的有效性
1.要求教师成为一个有效教师
有效教师是能够帮助学生学习,学习效果可得到测评的教师。有效教师应具备以下几种个性特征:激发学生学习的个性、以成功为中心、专业的行为举止。激发学生学习的个性包括热心、幽默、热情和多样化。在教师具备的特征中,最能使学生努力学习的特征就是热情。热情的教师传达给学生的信息是,他们不仅自信而且喜欢自己所从事的工作,他们信任和尊重学生,他们教授的课程是有用的而且是有趣的。充满热情的教学可以帮助学生持之以恒地完成任务,激励学生学习,让学生们学到更多的知识,得到更多满足感。在为学生营造一个支持性的、轻松、满意、学有所获的教学环境时,教师的热心和幽默是重要的因素。教师是通过与学生建立正面的、支持性的人际关系来表现其热心的。在学生眼里热心的教师是一个“真实的人”,他们比较乐意与教师沟通,促进师生关系。学生经常提到他们喜爱的教师身上具有一些特点,适当的幽默感往往是其中之一。幽默能打消紧张情绪,使学生感受到教师的安全感和自信,促进信任,并且还能减少不守纪律的问题。
在学生看来,有效教师是可靠的,值得信任的。要想得到学生的信任,你需要开诚布公、平等地和学生交流,坦率地征求与接受学生的意见或批评。学生常把自己的教师当成是自己的模仿对象,很多时候教师的言行举止和对事态度都潜移默化的影响着学生。所以有效教师必须是个态度积极的人,对自己和对学生取得成功都抱有很高的期望,是以自我的成功和学生的成功为中心的人。有效教师鼓励和支持学生,使学生得到归属感、满足学生渴望得到喜爱、获得成功的需要。有效教师在课堂上表现出专业而灵活的行为举止,公事公办的行为,必要时有灵活性和适应性;对所教学科、教育学和学生的透彻了解,都能提升专业的行为举止。只有有条理地组织课堂活动,才能帮助学生达到预期的目标。
2.教师还应该组织高中物理课堂的有效教学
新课程要求教师在物理课堂教学中要善于提问,充分发挥提问的功能。从认知心理学的角度看,学生所要掌握的知识意义建构需要精心的问题设计,学生的主体作用、教师的主导作用都需要由精美的问题设计来体现。经常听到学生说,上课听得懂,下课不会做;也经常听到老师说,我已经强调多少次了,已经分析得够透彻了,可是学生还是茫然不知所措,解题时张冠李戴,导致这些问题的重要原因是教师在教学过程中没有精心设计问题,学生在学习过程中缺少主动性思维而变成知识的被动接受者,教学效果不理想。所以最有效的教师能营造并维持高度互动的课堂气氛——课堂上不是教师满堂灌,而是学生之间、师生之间的对话,而教师有效提问的能力和这种课堂气氛是密不可分的。通过提问,激发学生的学习兴趣,启发学生积极思考,积极参与学习过程,寻求解决问题的答案,并逐渐学会建构知识、理解知识、领会知识、运用知识。有效的课堂提问应该是依据现实的生活情境设置问题,设置问题需要层层深入,由简单到复杂。教师在课堂教学中的提问不仅要能引起学生的思考,而且要能引导学生去发现问题、提出问题,培养创新意识,争取激发学生的创造能力,有效地提高物理课堂的教学质量。
实施新课程以来,让学生充分参与到教学过程中已经成为教师教学的共识。部分高中生不爱学习,喜欢调皮捣蛋是普遍现象,但是对新鲜事物、奇特的东西有一种非常好奇的心理特点,并且表现出极强的执着精神和强烈的探秘需求。物理是一门以观察和实验为研究基础的科学,多数学生对物理实验都抱有很大的兴趣,教师在教学过程中可以充分利用这个积极的因素组织教学。物理实验能力是高考对物理学科要求的五项能力之一,由于以往忽视对学生的动手实验能力的培养,物理实验教学的效果也相对不明显,所以我们有必要实行有效的物理实验教学。教师应该转变教学理念,培养重视实验的思想。学生在学习物理实验的过程中,除了要掌握一些基本的实验操作外,更重要的是掌握实验的思想,培养学生探索未知知识的能力。在物理实验教学过程中,教师应该积极引导学生自主设计实验,进行分组实验,培养学生的动手操作能力和交流合作能力。另外,教师也应该重视课外实验,教师在日常的探究实验教学过程中,要经常结合教学内容引导学生掌握一些小实验、小制作的原理、方法来培养学生的求知欲,使实验与实际生活紧密联系,进一步训练学生的思维意识。
3.课堂环境在一定程度上影响着物理课堂教学的有效性
课堂环境对学生的行为、学习的积极性都有强大的影响力。勒温和他的助手们得出结论:人的需求和周围环境条件的相互作用是解释个人行为的一个要素。教师可以通过课堂环境的两大因素来促进学生的学习,改进学生的行为。自然环境指课堂上独立于人的那些方面,比如教室的大小和形状、座位安排、工具和材料的有无及摆放位置。而心理环境只存在于人的内心世界,比如课堂气氛。设计一个好的自然环境,可以让学生更有安全感,更加全身心的投入学习。教师在教学过程中营造一个良好的课堂气氛,有助于组织学生进行学习,从而达到有效教学目标。
总之,在高中物理课堂教学中,有效教师应将学生作为学习的主体,而不是知识的容器。教师要把学习的主动权交给学生,要善于激发和调动学生的学习积极性,要让学生有自主学习的时间和空间,要让学生有进行深入细致思考的机会、自我体验的机会,从“要我学”转化成“我要学”。这些都需要提高物理课堂教学的有效性来实现,所以提高物理课堂教学的有效性是物理教师教学的灵魂。
◍ 高一物理教案 ◍
一、预习目标
1、说出力的分解的概念
2、知道力的分解要根据实际情况确定
3、知道矢量、标量的概念
二、预习内容
1、力的分解:几个力________________跟原来____________的效果相同,这几个力就叫做原来那个力的分力.___________________叫做力的分解.
2、同一个力可以分解为无数对____、___________的分力。一个已知力究竟应该怎样分解,要根据______________。
3、既有____,又有_____,相加时遵从_______________________________的物理量叫做矢量.只有大小,没有方向,求和时按照_____________________的物理量叫做标量.
三、提出疑惑
课内探究学案
一、学习目标
(一)知识与技能
1、知道什么是分力及力的分解的含义。
2、理解力的分解的方法,会用三角形知识求分力。
(二)过程与方法
1、培养运用数学工具解决物理问题的能力。
2、培养用物理语言分析问题的能力。
(三)情感、态度与价值观
通过分析日常现象,养成探究周围事物的习惯。
二、重点难点力的分解
三、学习过程
自主学习
1、什么叫做力的分解?
2、如何得到一个力的分力?试求一水平向右、大小为10N的力的分力。(作图)
3、力的合成与力的分解是什么关系?
合作探究
农田耕作时,拖拉机斜向上拉耙(课本图)。
拖拉机拉着耙,对耙的拉力是斜向上的,这个力产生了两个效果;一方面使耙克服泥土的阻力前进;另一方面同时把耙往上提,使它不会插得太深。也就是一个力产生了两个效果(画出物体的受力示意图,如下)。
如果这两个效果是由某两个力分别产生的,使耙克服泥土的阻力前进的效果是由一个水平向前的力F1产生;把耙往上提,使它不会插得太深的效果是由一个竖直向上的力F2产生的。那F1、F2与拉力F是怎样的一种关系?
一种等效关系,也就是说是分力与合力的关系。
通常按力的实际作用效果来进行力的分解.
精讲点拨
思考分析:将一木块放到光滑的斜面上,试分析重力的作用效果并将重力进行分解。
实例探究
1、一个力,如果它的两个分力的作用线已经给定,分解结果可能有种(注意:两分力作用线与该力作用线不重合)
解析:作出力分解时的平行四边形,可知分解结果只能有1种。
2、一个力,若它的一个分力作用线已经给定(与该力不共线),另外一个分力的大小任意给定,分解结果可能有种
答案:3种
3、有一个力大小为100N,将它分解为两个力,已知它的一个分力方向与该力方向的夹角为30°。那么,它的另一个分力的最小值是N,与该力的夹角为
答案:50N,60°
矢量相加的法则
既有大小,又有方向,并遵循平行四边形定则的物理量叫做矢量.只有大小而没有方向,遵循代数求和法则的物理量叫做标量.
力、速度是矢量;长度、质量、时间、温度、能量、电流强度等物理量是标量.
矢量和标量的根本区别就在于它们分别遵循两种不同的求和运算法则.
当堂检测
1、下列说法正确的是()
A.已知一个力的大小和方向及它两个分力的方向,则这两个分力有解。
B.已知一个力的大小和方向及它一个分力的大小和方向,则另一个分力有无数解。
C.已知一个力的大小和方向及它一个分力的方向,则它另一个分力有无数解,但有最小值。
D.已知一个力的大小和方向及它一个分力的方向和另一个分力的大小,则两个分力有解。
2、下列有关说法正确的是()
A.一个2N的力能分解为7N和4N的两个分力
B.一个2N的力能分解为7N和9N的两个分力
C.一个6N的力能分解为3N和4N的两个分力
D.一个8N的力能分解为4N和3N的两个分力
3、在光滑的斜面上自由下滑的物体所受的力为()
A.重力和斜面的支持力B.重力、下滑力和斜面的支持力
C.重力和物体对斜面的压力D.重力、下滑力、斜面的支持力和紧压斜面的力
4、将80N的力分解,其中一个分力F1与它的夹角为30度,
1、当另一个分力F2最小时求F1的大小。
2、当F2=50N时求F1的大小。
5、一个半径为r,重为G的圆球被长为r的细线AC悬挂在墙上,
求球对细线的拉力F1和球对墙的压力F2.
课后练习与提高:1.力F分解为F1、F2两个分力,则下列说法正确的是
A.F1、F2的合力就是F
B.由F求F1或F2叫做力的分解
C.由F1、F2求F叫做力的合成[
D.力的合成和分解都遵循平行四边形定则?
答案:ABCD
2.细绳MO与NO所能承受的拉力相同,长度MONO,则在不断增加重物G的重力过程中(绳OC不会断)
[来源:]
图1—6—7
A.ON绳先被拉断?
B.OM绳先被拉断?
C.ON绳和OM绳同时被拉断?
D.因无具体数据,故无法判断哪条绳先被拉断
答案:A
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第一章 运动的描述 1.1 质点 参考系和坐标系教案
一、教材分析
本节教科书的第一段道出了全章教科书的目标,就是研究“怎样描述物体的机械运动”。教科书一开始就从参考系中明确地抽象出了坐标系的概念,指导思想是强调一般性的科学方法,即为这样的思想作准备:解决问题时首先把实际问题抽象成物理模型,然后用数学方法描述这个模型,并寻求解决的方法。
要研究物体位置的变化问题,首先必须解决位置确定问题,教科书把“物体和质点”当作一个知识点,说明质点是针对物体而言的,实际的“物体”都“占有一定的空间”,在通常的运动过程中,“不同部位的运动情况是不相同的”,从而“给描述运动带来了困难”,解决问题的关键是“能否用一个点来代替物体”。
“科学漫步”栏目中的“全球卫星定位系统”是扩展性内容,其后附有进一步研究的问题,例如“这个定位器处于我国哪个城市的什么部位?从显示屏中你还能获得哪些信息?”。这样做的目的也是使学生养成勤于观察、勤于思考的习惯,提高学生自主获得知识的能力。这类问题不作为针对所有学生的强制性要求。
二、教学目标
1、知道参考系的概念。知道对同一物体选择不同的参考系时,观察的结果可能不同。
2、理解质点的概念,知道它是一种科学的抽象,知道科学抽象是一种普遍的研究方法。
三、教学重点
1、在研究问题时,如何选取参考系。
2、质点概念的理解。
四、教学难点
在什么情况下可把物体看出质点
五、学情分析
我们的学生属于平行分班,没有实验班,学生已有的知识和实验水平有差距。有些学生对于受力分析及运动情况有一定的基础,但是两者结合起来综合的应用有些困难,需要详细的讲解。
六、教学方法
1.学案导学:见后面的学案。
2.新授课教学基本环节:预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习
七、课前准备
1.学生的学习准备:预习课本相关章节,初步把握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法。
2.教师的教学准备:多媒体课件制作,课前预习学案,课内探究学案,课后延伸拓展学案。
课时安排:1课时
八、教学过程
(一)预习检查、总结疑惑。
检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑,使教学具有了针对性。
(二)情景导入、展示目标。
在研究某一问题时,对影响结果非常小的因素常忽略。常建立一些物理模型,这是一种科学抽象。那以前接触过这样的物理模型吗?
如:光滑的水平面、轻质弹簧。
这些都是把摩擦、弹簧质量对研究问题影响极小的因素忽略掉了。今天我们又要建立一种新的物理模型——质点。质点,并完成下列问题:
设计意图:步步导入,吸引学生的注意力,明确学习目标。
(三)合作探究、精讲点拨。
1、物体和质点
填写:
(1)质点就是没有 ,没有 ,只具有物体 的点。
(2)能否把物体看作质点,与物体的大小、形状有关吗?
(3)研究一辆汽车在平直公路上的运动,能否把汽车看作质点?要研究这辆汽车车轮的转动情况,能否把汽车看作质点?
(4)原子核很小,可以把原子核看作质点吗?
(5)运动的质点通过的路线,叫质点的运动 ; 是直线,叫直线运动; 是曲线,叫 。
共评:质点是没有形状、大小、具有物体全部质量的点。这是一种科学抽象,就是要抓住主要特征,忽略次要因素,这就必须是具体问题具体分析。如果在我们研究的问题中,物体的形状、大小以及物体上各部分运动的差异是次要的或不起作用的,就可以把它看作质点。比如在平直公路上运动的汽车,研究它运动的特点,汽车的大小、形状及车上各部分运动的差异是次要的,可把汽车看作质点。而研究车轮的转动,是研究汽车上部分的运动,就不能把汽车看作质点,再比如原子核很小,要是研究质子与质子的作用时,就不能把它看作质点。
2、(1)参考系:为了描述一个物体的运动,选来作为标准的物体,叫参考系。
(2)选择不同的参考系观察同一个运动,观察的结果会有不同
举例:描述同一个运动,选择不同参考系,观察结果也不一样。
举例:运动的汽车,是选择地面为参考系,如选司机为标准,汽车是静止的 ……
(3)总结:参考系是可任意选取,但选择的原则要使运动和描述尽可能简单。比如,研究地面上物体的运动,选择地面或相对地面动的物体作参考系要比选太阳作参考系简单。
3、坐标系
如果物体沿直线运动,为了定量描述物体的位置变化,可以以这条直线为轴,在直线上规定原点、正方向和单位长度,建立直线坐标系。
一般来说,为了定量地描述物体的位置的变化,需要在参考系上建立适当的坐标系(coordinate system).
教学中注意以下几点:
(1)坐标系相对参考系是静止的。
(2)坐标的三要素:原点、正方向、标度单位。
(3)用坐标表示质点的位置。
(4)用坐标的变化描述质点的位置改变。
(四)反思总结,当堂检测。
教师组织学生反思总结本节课的主要内容,并进行当堂检测。
设计意图:引导学生构建知识网络并对所学内容进行简单的反馈纠正。(课堂实录)
(五)发导学案、布置预习。
我们已经学习了质点 参考系和坐标,那么,在下一节课我们一起来学习时间和位移。这节课后大家可以先预习这一部分,着重分析矢量和标量的有什么区别?如何得出恰当的结论的。并完成本节的课后练习及课后延伸拓展作业。
设计意图:布置下节课的预习作业,并对本节课巩固提高。教师课后及时批阅本节的延伸拓展训练。
九、板书设计
一、物体和质点:
1、什么是质点?
2、把物体看做质点的条件。
3、质点是一种理想的物理模型。
二、参考系:
1、定义。
2、选择不同的参考系观察同一个运动,观察的结果会有不同。
3、参考系是可任意选取,但选择的原则要使运动和描述尽可能简单。
三、坐标系:
1、坐标系相对参考系是静止的。
2、坐标的三要素:原点、正方向、标度单位。
3、用坐标表示质点的位置。
4、用坐标的变化描述质点的位置改变。
十、教学反思
本节课通过学生熟知的实例分析,让学生很自然地领会到“在某些情况下,真的可以不考虑物体的大小和形状”,“突出物体具有质量这一要素,把它简化为一个有质量的点”。这充分说明了将物体简化成质点的条件性,质点的两大基本属性。
为了强调坐标的概念,教科书用数学和物理学中通用的符号,即在直线运动中用x表示质点的位置,极坐标,用△x=x1-x2表示质点的位移。在表示物理量的变化时,“△”实际上是我们以前都在使用的符号,学生不会感到困难。相反,由于有了明确表示物理量的变化量的符号,学生更易区分某物理量与这个物理量的变化量。
明确地把某个物理量与这个物理量的变化区分开,这是本书的特点。物理学中经常要区分这两种物理量,有意识地强调它们的区别,对于以后的学习会有好处。下一节中,时刻与时间间隔的关系也是这样。
◍ 高一物理教案 ◍
1.知道什么是弹力,弹力产生的条件;2.了解弹簧测力计测力的原理;3.会正确使用弹簧测力计测量力的大小。
通过经历弹簧测力计的使用过程,进一步掌握使用测量工具的基本方法。
1.对周围生活中弹力应用的实例有浓厚的兴趣,体会科学技术的价值;2.通过对弹簧测力计使用方法的探究,培养学生乐于探索日常用品的科学原理的情感,培养学生探索新器件的能力;3.在实验中养成严谨的科学态度。
1.认识弹力产生的条件;2.弹簧测力计的正确使用。
教学难点弹力的概念及产生条件。
教学方法实验法:通过学生实验,感悟弹力的概念,了解弹簧测力计的原理。
分析归纳法:通过观察及实际使用测力计归纳出正确使用测力计的一般方法,并学会使用测力计。
教师演示用:弹簧、直尺、弹簧秤、拉力器、气球、铁架台、相同质量的钩码若干只、微小形变演示仪、橡皮泥、乒乓球。
学生实验用:橡皮筋、橡皮泥、弹簧、直尺、钩码一组、弹簧测力计等。
学生观察并思考问题:
(1)撑杆跳高运动员比普通跳高运动员跳得高,撑杆跳高运动员借助了什么力呢?
(2)跳水运动员向下压跳板时,跳板变弯,发生形变,同时变弯的跳板也在向上推运动员。这个过程中力是怎样产生的?
(3)蹦极选手为什么下落到最低点后又会上升呢?
(4)拉开的弓箭把箭射出去,什么力使箭由静止到运动呢?
演示3:拉橡皮筋,橡皮筋变长,发生形变,松手后,橡皮筋能恢复原状。
设计说明:创设情景,把学生引入弹力的世界,激发学生的学习兴趣,唤起学生的求知
(1)活动要求:用手对橡皮筋、弹簧、气球、橡皮泥施加力的作用,观察物体有什么变化。体会一下手有什么感觉?
(2)交流观察到的现象和自身的感受。
让学生通过亲身体验,观察并分析,感悟到弹性与塑性的区别。
实验现象分析:
(1)用力拉弹簧,弹簧伸长,撤去拉力,弹簧恢复原来长度。
(2)粗导线用力掰弯,撤去力不恢复原状。
(3)用力使直尺弯曲,撤去力后恢复原状。
归纳总结:
1.弹性:物体受力时发生形变,不受力时又恢复原来形状的性质叫弹性。如:橡皮筋、气球、海绵、弹簧、钢锯条、格尺、橡皮擦、皮肤等。
2.塑性:物体受力发生形变,形变后不能自动恢复原来形状的性质。如:橡皮泥、粗导线等。
将直尺一端固定在桌面上,另一端伸出桌面,用手压弯(几次尺弯的程度不一样),手的感觉如何?
归纳总结:尺子形变后对手有力的作用,这个力就是弹力。形变越厉害,产生的弹力就越大。
1.弹力是物体由于发生弹性形变而产生的力。
2.弹力产生的条件:(1)物体发生弹性形变;(2)物体互相接触。
用手指按压桌面,手指发生形变,对桌面有一个力的作用(即压力),同时,桌面对手也有力的作用(即支持力)。这时同学们能否看到桌面发生形变呢?是不是这个时候桌面没有发生形变呢?
讨论与交流:坚硬的物体在很小的力的作用下也会发生形变吗?如用力压讲台桌或用力跺脚、用力压玻璃瓶等,讲台桌或地板、玻璃瓶发生形变了吗?又属于什么类型的形变?
【学生猜想】没有,可能发生了形变,但是由于形变量太小,所以肉眼观察不出来。我们怎样来体现微小的形变量?
【学生体验】如图所示,用手挤压扁平瓶子同一载面的不同部位,以细线标记处为基准点,发现细管中的液面上升或下降,通过观察液面的升降可以判断瓶子发生形变。请几个学生上台体验表演,激发学生的积极心、信心,进一步体会自然科学的乐趣,领悟科学探究的真谛。
点评:学生体会和感受其中“放大方法”的精妙之处。
总结:一切物体在力的作用下都会发生形变,只不过一些物体比较坚硬,虽发生形变,但形变量很小,眼睛根本观察不到它的形变。
3.弹簧的弹性有一定的限度,超过这个限度,弹簧不能恢复原状。
弹性和塑性在生活中应用非常广泛,你能说出它们在生活中的应用吗?
弹性;拉力器、蹦极、跳水跳板、弹弓、弓箭……塑性;揉面、折纸、捏泥人……。.’
:例题巩固关于弹力,下列说法错误的是。
A.相互接触的物体间不一定产生弹力B.弹力仅仅是指弹簧形变时对其他物体的作用C.弹力是指发生弹性形变的物体,由于要恢复原状,对接触它的物体产生的力D.压力、支持力、拉力都属于弹力解析:两个物体相互接触,但不发生挤压(即没有发生形变)就没有弹力作用。弹力是发生弹性形变的物体要恢复原状对阻碍它恢复原状的物体产生的力,所以A、C正确;压力、支持力和拉力都是由于物体弹性形变而产生的力,它们都属于弹力,故D也正确;任何发生弹性形变的物体,都要对阻碍它恢复原状的物体产生弹力,所以B是错误的。
答案:B二、弹簧测力计实验一;把大小不同的重物压在钢锯条上,观察钢锯条弯曲的程度。
实验二:用大小不同的力拉弹簧,观察弹簧伸长的大小。
根据物体形变的大小可以测定力的大小,根据这个原理做成的测力计叫做弹簧测力计。
学生活动要求:阅读课本,让学生了解弹簧测力计的作用、构造、工作原理。
教师引导,学生观察并回答教师提出的问题:
1.观察弹簧测力计的结构;2.观察弹簧测力计的量程和分度值;3.观察弹簧测力计的刻度线的特点;4.阅读弹簧测力计的使用方法。
1.弹簧测力计的构造(出示演示测力计):由刻度盘、弹簧、指针、挂钩、外壳、挂环构成。
最小刻度:从O到1N之间有十个小格,每一小格代表O.lN。
1.观察量程和分度值,看指针是否指在零点,否则要调零。
2.体验。学生用手拉测力计的挂钩,使指针指到1N、5N、10N,观察弹簧测力计长度的变化,感受1N、5N、10N的力。
3.交流。让学生自己归纳出使用弹簧测力计的方法和注意事项,教师可作适当的指导。
①所测的力不能大于测力计的测量限度,以免损坏测力计;②使用前,如果测力计的指针没有指在零点,那么应该调节指针的位置使其指在零点;③明确分度值:了解弹簧测力计的刻度每一大格表示多少牛,每一小格表示多少牛;④把挂钩轻轻拉动几下,看看是否灵活。实际测量时,要使测力计内的弹簧轴线方向跟所测的力的方向一致。弹簧不要与弹簧测力计的外壳摩擦。
(1)首先看清弹簧测力计的量程,也就是弹簧测力计上的刻度。加在弹簧测力计上的力,不能超出这个范围。
(2)认清弹簧测力计上的最小刻度值,即每一小格表示多少牛,以便用它测量时可以迅速读出测量值。
(3)测量前要把指针调到零点,读数时,视线要与指针相平。
(4)测量时,要使测力计内的弹簧轴线方向跟所测力的一致,不可用力猛拉弹簧或让弹簧测力计长久受力,以免损坏。
温馨提示:发生弹性形变的物体,当外力超过一定的限度时也会发生塑性形变,即撤去外力后,不能恢复原状。
为了满足不同的测力需要,人们还制成了其他形式的测力计,如握力计、拉力计、托盘秤等。
1.下列事例中,不是应用弹力工作的是()。
A.撑杆跳高B.跳远C.玩具弹簧枪射出子弹D.守门员接住射向球门的足球
2.下列说法中正确的是()。
A.弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长就越长B.弹簧测力计的刻度可以用cm、mm等作单位
C.弹簧测力计不能测量各种力D.能发生形变的弹簧只有拉伸时才能产生弹力
3.测量力的大小的工具叫。在物理实验中,经常使用来测量力。
4.弹簧测力计是利用弹簧受到的拉力越,弹簧的越大的原理制成的。
解析:任何一个弹簧,它所能承受的力是有一定限度的,超过了这个限度就不能恢复原状了。在这个限度内弹簧的伸长(或缩短)量与弹簧受到的拉力(或压力)成正比,弹簧测力计是利用弹簧的伸长量与弹簧受到的拉力成正比的性质制成的。
5.下列关于弹簧测力计使用的说法,错误的是()。
A.每个弹簧测力计都有一个测量范围,被测力应小于这个范围B.使用前必须先对弹簧测力计校零
C.弹簧测力计只能竖直放置,测竖直方向的力D.弹簧测力计可以测不同方向的力
解析:弹簧测力计可以竖直放置,可以水平放置,也可以倾斜放置,但无论怎样放置,所测力的方向应与弹簧伸长或压缩方向在同一直线上,所以选C。
本节关键是介绍弹簧测力计的正确使用。弹力的概念、弹簧测力计的工作原理对于初中学生来说不作太多的要求,只是要让学生知道因为物体发生形变而产生的力叫做弹力,生活中常见的压力和支持力等都是弹力。工作原理只要知道弹性范围内拉力越大,伸长越长即可。
弹簧测力计的使用是本节的一个重点也是一个难点,通过课堂上的分组实验测量活动、参与式交流等探究形式的运用,不但可以让学生主动探究弹簧测力计的使用方法,而且可以活跃课堂气氛,锻炼学生合作学习的能力。
◍ 高一物理教案 ◍
主要内容:
一、单位制
1。基本物理量:反映物理学基本问题的物理量。如力学中有三个基本物理量质量、时间和长度。因为世界是由运动着的物质组成的,物理学的研究对象是物质的带有普遍性的运动,首先应考察物质的多少和运动的最简单的形式(物质的空间位置随时间的变化),抓住质量(物质的多少)、时间和长度(空间改变的量度)这三个物理量,就抓住了力学的基本问题,才可进一步讨论其他力学问题。
2。基本单位:所选定的基本物理量的(所有)单位都叫做基本单位,如在力学中,选定长度、质量和时间这三个基本物理量的单位作为基本单位:
长度一一cm、m、km等;
质量一g、kg等;
时间s、min、h等。
3。导出单位:根据物理公式和基本单位,推导出其它物理量的单位叫导出单位。
物理公式在确定物理量的数量关系的同时,也确定了物理量的单位关系,如位移用m作单位,时间用s作单位,由速度公式v=s/t推导出来的速度的单位就是m/s。若位移用km作单位,时间用h作单位,由速度公式v=s/t推导出来的速度的单位就是km/h。
4。单位制:基本单位和导出单位一起组成了单位制。
由基本单位和导出单位一起组成了单位制。选定基本物理量的不同单位作为基本单位,可以组成不同的单位制,如历史上力学中出现了厘米克秒制和米千克秒制两种不同的单位制,工程技术领域还有英尺秒磅制等。
二、力学中的国际单位制
1。由于基本物理量的选取和基本单位的规定都带有一定程度的任意性,中外历史上曾出现过许多单位制(如我国在单位中出现的斤、两、尺、寸等),这就阻碍了国际及社会交往。为了建立一种简单、科学、实用的计量单位制,国际米制公约各成员国(我国1997年加入)于1960年通过采用一种以米制为基础发展起来的国际单位制(国际代号为SI)。现有82个国家与地区采用,国际上许多经济组织和科学技术组织都宣布采用。国际单位制的推行,对世界计量科学的进步、世界科学技术的交流和发展起了非常重大的作用;随着经济全球化,越来越显示出其重要意义。我们要掌握好国际单位制。
2。力学中的国际单位制
①基本单位
长度的单位:m(米),
质量的单位:kg(千克),
时间的单位:s(秒)。
②导出单位
速度的单位:m/s(米/秒),
加速度的单位:m/s2(米/秒2,读作米每二次方秒),
力的单位:N(kgm/s2,牛顿)等等。
③注意:
A。物理学中国际单位制的基本单位共有七个:已学过的有米(m)、千克(kg)、秒(s);今后将陆续学到安培(A)、开(K)、摩尔(mo1)、坎(cd)。
B。注意书写方式的规范化:凡表示物理量的符号一律用斜体(如位移、路程符号用s),凡表示单位的符号一律用正体(如时间的单位s)。另外注意符号有大写、小写之分等。
【说明】
(1)力学中还有采用厘米(长度单位)、克(质量单位)、秒(时间单位)作为基本单位组成了一种单位制厘米克秒制。
(2)在物理计算中所有各量都应化为同一单位制中。在中学物理计算中一般采用国际单位制。
三、单位制在物理计算中的作用
1。可对计算结果的正、误进行检验。如用力学国际单位制计算时,只有所求物理量的计算结果的单位和该物理量在力学国际单位制中的单位完全一致时,该运算过程才可能是正确的。若所求物理量的单位不对,则结果一定错。
2。用同一单位制进行计算时,可以不必一一写出各个已知量的单位(但各已知量的数字必须是用同一单位制中单位换算出来的数字,如题给条件是v=54km/h,用力学国际单位制时一定要换算成v=15m/s,数字是15,而非54),只在计算结果的数字后面写出所求物理量在该单位制下的单位即可,这样可以简化计算。
3。注意:高中学习阶段,要求计算时一律用力学国际单位制,故一定要掌握好力学国际单位制中物理量的单位(名称和符号)。
课堂训练:
课后作业:
1。下列关于单位制及其应用的说法中,正确的是:( )
A。基本单位和其导出单位一起组成了单位制。
B。选用的基本单位不同,构成的单位制也不同。
C。在物理计算中,如果所有已知量都用同一单位制中的单位表示,只要正确应用物理公式其结果就一定是用这个单位制中的单位来表示的。
D。一般说来,物理公式主要确定各物理量间的数量关系,并不一定同时确定单位关系。
2。在国际单位制中,力学的三个基本单位是________、_______、_______。
3。试根据有关物理公式,由国际单位制中力学的基本单位推导出速度、加速度、力等物
理量的单位。在厘米、克、秒制中,力的单位是达因,试证明l牛顿=105达因。
4。现有下列的物理量或单位,按下面的要求把相关字母填空;
A。密度;B。m/s;C。N;D。加速度;E。质量;F。s;G。cm;H。长度;I。时间;J。kg;
(1)属于物理量的是______________。
(2)在国际单位制中,作为基本单位的物理量有______________。
(3)在国际单位制中基本单位是______________, 属于导出单位的是____________。
阅读材料:米制、国际单位制和法定计量单位
米制起源较早。自1791年法国国民议会通过建立以长度单位米为基础的计量单位以来,迄今已有二百年的历史。米制单位是十进位的,又有专门的词头构成主单位的倍数单位和分数单位,而且基本单位都具有比较科学的、能以较高精度复现的基准器。由于它有这些优点,逐渐为其他国家所接受。但是,随着科学技术的发展,又由米制中派生出各种不同的单位制,如厘米、克、秒制,米,千克,秒制等等。这样一来,米制已经不是一个单一的单位制了,而且出现了一些具有专门名称的单位,它们之间缺乏科学的联系,并且存在着相互矛盾的现象。
国际单位制诞生于1960年,它来源于米制,继承了米稍的优点(如十进位,用专门词头构成十进倍数与分数单位等),同时克服了米制的缺点(如多种单位并存),是米制的现代形式。国际单位制以米、千克、秒、安培、开尔文、坎德拉、摩尔七个单位作为基本单位,并把词头扩大到从10-18到1018的范围,同时保留了少数广泛使用的国际制以外的单往,以适应各个学科的需要,它比米制更科学、更完善了。
我国政府于19114年2月27日发布了《中华人民共和圆法定计量单位》和统一实行法定计量单位的命令;这个法定计量单位是在国际制单位的基础上:增加了十五个非国际制单位构成的。增加的十五个非国际制单位中,有十个(其中包括三个时间单位、三个平面角单位、两个质量单位、一个体积单位和一个能量单位)是国际计量局规定可以与圈际制单位并用的单位;有二个(其中包括一个长度单位和一个速度单位)是国际计量局规定可以暂时与国际制单位并用的单位;只有三个是根据我国情况选用的单位。
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