优秀的教案不仅能增强学生的学习动机,还能提升他们的思维能力,教案的提前安排为教师的课堂管理提供了有力的支持,下面是大爱范文网小编为您分享的高中物理功优秀教案8篇,感谢您的参阅。
高中物理功优秀教案篇1
整体设计
高中学习的速度概念较之初中所学的速度有了很大的提升,对学生来说是比较困难的,所以教学设计先通过说明如何用坐标和坐标的变化量来表示质点的位置和位移,为速度概念的叙述作好准备。速度的矢量性问题,是本节的重点,特别是对瞬时速度的理解,体现了一种极限的思想,对此要求引导学生逐步理解,不要急于求成。速度的定义是高中物理中第一次向学生 介绍比值定义物理量的方法,要求教师正确地加以引导,力求学生能理解。教学过程中,要多举实例,通过具体的例子从大小和方向两方面来强化对速度概念的认识,在实际情景中达到建立速度概念的目的。教学设计最后说明速度的应用,特别以“sts”形式从一个侧面说明速度与社会发展的关系。
教学重点
速度概念的建立;速度的比值定义法的理解。
教学难点
速度矢量性的理解;瞬时速度的推导。
时间安排
2课时
三维目标
知识与技能
1、理解速度的概念。知道速度是表示物体运动快慢的物理量,知道它的含义、公式、符号和单位,知道它是矢量。
2、理解平均速度,知道瞬时速度的概念。
3、知道速度和速率以及它们的区别。
过程与方法
1、记住匀速直线运动中速度的计算公式,能用公式解决有关问题。
2、理解平均速度的物理含义,会求某段时间内的平均速度。
情感态度 与价值观
1、通过介绍或学习各种工具的速度,去感知科学的价值和应用。
2、培养对科学的兴趣,坚定学习思考探索的信念。
教学过程
导入新课
问题导入
为了推动我国田径事业的发展,四川省曾举办过一次100 m飞人挑战赛。有8名世界短跑名将参加角逐,其中包括我国的李雪梅和美国的琼斯,最终琼斯夺得冠军。我们知道百米赛跑分为起跑、途中跑和冲刺三个阶段,李雪梅的途中跑阶段比琼斯的起跑阶段跑得快,但我们都说琼斯比李雪梅跑得快,这是为什么?
通过本节课学习,我们就可以给出合理的评判标准。
情景导入
课件展示各种物体的运动,激发学生的学习兴趣。
影片展示:大自然中,物体的运动有快有慢。天空中,日出日落;草原上,猎豹急驰;葡萄架上,蜗牛爬行。
飞奔的猎豹、夜空的流星在运动;房屋、桥梁、树木,随着地球的自转、公转也在运动。天上的恒星,看起来好像不动,其实它们也在飞快地运动,速度至少在几十千米每秒以上,只是由于距离太远,在几十年、几百年的时间内肉眼看不出它们位置的变化。
当高台跳雪运动员出现在赛道的顶端时,全场观众的目光都集中在他身上。运动员由高处急速滑下,在即将到达赛道底部时,他的速度已达到100 km/h。这时,他双膝弯曲,使劲一蹬,顺势滑向空中。然后,为了减小空气阻力的影响,他上身前倾,双臂后摆,整个身体就像一架飞机,向前滑翔。刺骨的寒风抽打着他的脸庞,两边的雪松飞快地向后掠过。最终,滑雪板稳稳地落在地面。
在以上的各种运动现象中,都有关于运动的描述,运动的快慢如何,要用一个新的物理量来描述,那就是速度。
推进新课
一、坐标与坐标的变化量
复习旧知:在上一节的学习中,我们学习了位移这一较为重 要的矢量。大家回忆一下,位移的定义是什么?
学生积极思索并回答出位移的定义:从初位置指向末位置的有向线段。(复习此知识点,旨在为速度的引入奠定知识基础,让学生知道位移大小的关键在于初末位置。由位置到位置坐标再到坐标的变化量,使学生的认知呈阶梯状上升)
教师引导:既然位移是描述物体位置变化的物理量,所以物体的位移可以通过位置坐标的变化量来表示。
问题展示:在训练场上,一辆实习车沿规定好的场地行驶,教练员想在车旁记录汽车在各个时刻的位置情况,他该如何做?假设在每一秒汽车都在做单向直线运动。
问题启发:对于物体位置的描述,我们往往需要建立坐标系。该教练员如何建立坐标系,才能方便地确定该车的位置?
点评:通过设问,发挥教 师的引导作用,“变教为诱”“变教为导”,实现学生的“变学为思”“变学为悟”,达到“以诱达思”的目标。
教师指导学生分组合作讨论并总结。
小结:直线运动是最简单的运动,其表示方式也最简单。如以出发点为起点,车行驶20 m,我们就很容易地确定车的位置。所以,应该建立直线坐标系来描述汽车的位置。
课堂训练
教练员以汽车的出发点为坐标原点,以汽车开始行驶的方向为正方向,建立直线坐标系,其对应时刻的位置如下表所示:
时刻(s) 0 1 2 3 4
位置坐标(m) 0 10 —8 —2 —14
根据教练员记录的数据你能找出:
(1)几秒内位移最大?
(2)第几秒内的位移最大?
解析:汽车在0时刻的坐标x0=0
汽车在1 s时刻的坐标x1=10
汽车在第1 s内的位置变 化为Δx=x1—x0=(10—0) m=10 m
所以,汽车在第1 s内的位移为10 m。
同理可求,汽车在1 s内、2 s内、3 s内、4 s内的位移分别为10 m、—8 m、—2 m、—14 m。汽车在第1 s内、第2 s内、第3 s内、第4 s内的位移分别为10 m,—18 m,6 m,—12 m。
所以,第2 s内的位移最大,4 s内的位移最大。
答案:(1)4 s内 (2)第2 s内
二、速度
以下有四个运动物体,请同学们来比较一下它们运动的快慢程度。
运动物体[来源:学*科*网z*x*x*k] 初始位置(m) 经过时间(s) 末位置(m)
a、自行车沿平直道路行驶 0 20 100
b、公共汽车沿平直道路行驶 0 10 100
c、火车沿平直轨道行驶 500 30 1 250
d、飞机在天空直线飞行 500 10 2 500
如何比较a、b、c、d四个物体的运动快慢呢?
比较1:对a和b,它们经过的位移相同(都是100 m),a用的时间长(20 s),b用的时间短(10 s)。在位移相等的情况下,时间短的运动得快,即汽车比自行车快。
比较2:对b和d,它们所用的时间相等(10 s),b行驶了100 m,d飞行了200 m,b行驶的距离比d短,在时间相等的情况下,位移大的运动得快,即飞机比汽车快。
提出问题
以上两种比较都是可行的。位移相等比较时间,时间相等比较位移。如何比较b和c的快慢程度呢?它们的位移不相等,时间也不相等。
教师指导学生分小组讨论,5分钟后提出比较意见。
方法1:b和c的位移和时间都不相等,但可以计算它们每发生1 m的位移所用的时间,即用各自的时间t去除以位移Δx,数值大的运动得慢。
方法2:b和c的位移和时间都不相等,但可以计算它们平均每秒钟位移的大小量,单位时间内位移大的运动得快。
师生讨论:两种方法都可以用来比较物体运动的快慢,但方法2更能够符合人们的思维习惯。
点评:问题由教师提出,明确猜想和探究的方向,教师引导学生利用已有的知识和现象,鼓励大胆猜想讨论。通过这个开放性的问题,创设一种情境,把学生带进一个主动探究学习的空间。
引子:大自然中,物体的运动有快有慢。天空,日出日落;草原,骏马奔驰;树丛,蜗牛爬行。仔细观察物体的运动,我们发现,在许多情况下,物体运动快慢各不相等且发生变化,在长期对运动的思索、探索过程中,为了比较准确地描述运动,人们逐步建立起速度的概念。
提出问题
如何对速度进行定义?
学生阅读课本并回答。
1、速度的定义:位移与发生这个位移所用时间的比值。
2、速度的定义式:v=
3、速度的单位:m/s 常用单位:km/h,cm/s。
提示:速度是矢量,其大小在数值上等于单位时间内物体位移的大小,其方向就是物体运动的方向。
再次呈现:四个物体a、b、c、d快慢比较的表格,让学生分别计算它们的速度。
a、5 m/s b。10 m/s
c、25 m/s d。200 m/s
对比以上a、b、c、d的'速度就很容易比较它们的快慢程度了。
课堂训练
汽车以36 km/h的速度从甲地匀速运动到乙地用了2 h,如果汽车从乙地返回甲地仍做匀速直线运动用了2。5 h,那么汽车返回时的速度为(设甲、乙两地在同一直线上)( )
a。—8 m/s b。8 m/s
c。—28。8 km/h d。28。8 km/h
解析:速度和力、位移一样都是矢量,即速度有正方向、负方向,分别用“+”“—”号表示。当为正方向时,一般不带“+”号。速度的正方向可以根据具体问题自己规定。有时也隐含在题目之中。例如该题中汽车从甲地到乙地的速度为36 km/h,为正值,隐含着从甲地到乙的方向为正,所以返回速度为负值,故淘汰b、d。
依据甲、乙两地距离为36×2 km=72 km,所以返回速度为 =—28。8 km/h=—28。8× m/s=—8 m/s。
答案:a
方法提炼:速度是一个矢量,有大小也有方向。在我们选择了正方向以后,当速度为正值时,说明质点沿正方向运动,当速度为负值 时,说明质点沿负方向运动,在物理学上,对矢量而言“负号”也有意义,说明它的方向与所选正方向相反。
三、平均速度和瞬时速度
坐在汽车驾驶员的旁边,观察汽车上的速度计,在汽车行驶的过程中,速度计指示的数值是时常变化的,如启动时,速度计的数值增大,刹车时速度计的数值减小。可见物体运动快慢程度是在变化的。这时我们说的汽车的“速度”是指什么?
提出问题
其实,我们日常所看到的直线运动,有许多都是变速运动。由于这种运动的快慢是时刻变化的,没有恒定的速度,我们怎么来描述它的快慢呢?
课件展示:北京至香港的京九铁路,就像一条长长的直线,把祖国首都与香港连接起来。京九线全长2 400 km,特快列车从北京到香港只需30 h,那么列车在整个过程的运动快慢如何表示?
学生解答:已知s=2 400 km,t=30 h,所以v=80 km/h
问题追踪:计算出的结果是否表示列车单位时间的位移都是80 km呢?教师在学生回答的基础上引导学生认识此速度的平均效果。既然列车是做变速运动,那么怎么看列车的速度是80 km/h?
学生总结:如果将列车的变速直线运动看作匀速直线运动来处理 的话,列车平均每小时的位移是80 km。
教师设疑:为了描述变速直线运动的快慢程度,我们可以用一种平均的思考方式,即引入平均速度的概念。平均速度应如何定义?
师生总结:1、平均速度:运动物体的位移和时间的比值叫做这段时间的平均速度。
2、定义式: =
知识拓展:课件展示某些物体运动的平均速度,加深对平均速度的概念理解。
某些物体运动的平均速度/(ms—1)
真空中的光速c 3、0×108 自行车行驶 约5
太阳绕银河系中心运动 20×105 人步行 约1。3
地球绕太阳运动 3。0×104 蜗牛爬行 约3×10—3
子弹发射 9×102 大陆板块漂移 约10×10—9
民航客机飞机 2。5×102
例1斜面滚下时在不同时刻的位置,如图11所示。可以从图中观察分析小球通过oa、ob、oc的过程中的运动快慢。
计算各段的平均速度。
图11
学生认真计算并公布结果: 段: =0。7 m/s, 段: =0。8 m/s。 段: =0。9 m/s。
总结归纳:计算结果表明,不同阶段的平均速度一般是不相等的。计算一个具体的平均速度,必须指明是哪一段时间(或位移)内的平均速度。
教师点评:由于小球运动快慢是在不断变化的,平均速度不能具体地告诉我们小球在每一时刻的运动快慢。可见,平均速度只是粗略地描述物体在一段运动过程中的总体快慢程度。
教师设疑:那么,怎样来描述物体在各个时刻的运动快慢呢?
学生通过课本预习知道,要精确地描述某一时刻的运动快慢必须引入瞬时速度这一物理量。
根据平均速度的定义可以知道: = ,对应的是一段位移和一段时间,如何建立瞬时速度的概念呢?瞬时速度对应的应该是某一位置和某一时刻。
师生探究:我们 已经知道平均速度对应的是一段时间,为求瞬时速度我们可以采取无限取微、逐渐逼近的方法。
方法介绍:以质点经过某点起在后面取一小段位移,求出质点在该段位移上的平均速度,从该点起取到的位移越小,质点在该段时间内的速度变化就越小,即质点在该段时间内的运动越趋于匀速直线运动。当位移足够小(或时间足够短)时,质点在这段时间内的运动可以认为是匀速的,求得的平均速度就等于质点通过该点时的瞬时速度。
教师演示:如图12所示,让滑块沿倾斜的气垫导轨做加速运动,利用挡光片的宽度Δx除以挡光的时间Δt,即可求得挡光片通过光电门的平均速度。
图12
将滑块放上不同宽度的遮光片,即Δx分别为1 cm、3 cm、5 cm、10 cm,若没有成品挡光片,可用硬纸片自制成需要的宽度。
测出每 个遮光片通过光电门所用的一段时间间隔Δt。
遮光片越窄、Δt越小时, 描述通过该位置的运动快慢越精确,当Δx小到一定程度,可认为 是瞬时速度。
教师总结:瞬时速度:运动物体在某一时刻(或某一位置)的速度。准确地讲,瞬时速度是物体在某时刻前后无穷短时间 内的平均速度,是矢量,其大小反映了物体此时刻的运动快慢,它的方向就是物体此时刻的运动方向,即物体运动轨迹在该点的切线方向。
四、速度和速率
速率:瞬时速度的大小叫做速率。平均速率:物体运动的路程与所用时间的比值。
例2如图13,一质点沿直线ab运动,先以速度v从a匀速运动到b, 接着以速度2v沿原路返回到a,已知a b间距为x,求整个过程的平均速度、平均速率。
图13
解析:整个过程位移为0,所以整个过程的平均速度为0。
整个过程通过的总路程为2x,所用的总时间为t= 。
所以平均速率为 = = x。
答案:0 x
要点总结:1、速度是矢量,既有大小,又有方向;速率是标量,只有大小,没有方向。
2、无论速度方向如何,瞬时速度的大小总等于该时刻的速率。
3、平均速度是矢量,其方向与对应的位移方向相同;平均速率是标量,没有方向。
4、平均速度等于位移与所用时间的比值,平均速率等于路程与所用时间的比值,平均速度的大小不等于平均速率。
5、只有单向直线运动时,平均速度的大小等于平均速率,其他情况下,平均速度均小于速率,二者的关系类似于位移和路程。
课堂小结
定义 物理意义 注意问题
速度 位移与发生这个位移所用时间的比值 描述物体的快慢程度和运动方向 v和s及t是对应关系。是矢量,方向就是物体运动的方向
平均速度 物体在时间间隔Δt内运动的平均快慢 描述在一段时间内物体运动的快慢和方向 只能粗略地描述物体的运动快慢。大小和所研究的时间间隔Δt有关;是矢量,方向和运动方向相同
瞬时速度 物体在某时刻或某位置的速度 描述物体在某时刻的运动快慢和方向 精确地描述物体的运动快慢。矢量,方向沿物体运动轨迹的切线方向
速率 瞬时速度的大小叫做速率 描述物体的运动快慢 是标量,只考虑其大小不考虑其方向
布置作业
1、教材第18页“问题与练习”,第1、2题。
2、观察生活中各种物体的运动快慢,选取一定的对象,测量它们的速度,并说明是平均速度还是瞬时速度,并把测量的数据与同学交流讨论。
板书设计
3 、运动快慢的描述 速度
活动与探究
课题:用光电门测瞬时速度
请你找老师配合,找齐所用仪器,根据说明书,自己亲自体验用光电门测瞬时速度,并写一实验报告。
步骤 学生活动 教师指导 目的
1 根据查阅的资料,确定实验方案 介绍相关书籍资料 1。让学生了解光电门测瞬时速度的原理
2。培养学生的动手能力和独立思考能力
2 进行实验和收集数据 解答学生提出的具体问题
3 相互交流活动的感受 对优秀实验成果进行点评
参考资料:
瞬间无长短,位置无大小,除了用速度计外,还可以用光电门测瞬时速度。实验装置如图14所示,使一辆小车从一端垫高的木板上滑下,木板旁有光电门,其中a管发出光线,b管接收光线。当固定在车上的遮光板通过光电门时,光线被阻挡,记录仪上可以直接读出光线被阻挡的时间。这段时间就是遮光板通过光电门的时间。根据遮光板的宽度Δx和测出的时间Δt,就可以算出遮光板通过光电门的平均速度 = 。由于遮光板的宽度Δx很小, 因此可以认为,这个平均速度就是小车通过光电门的瞬时速度。
图14
习题详解
1、解答:(1)1光年=365×24×3 600×3。0×108 m=9。5×1015 m。
( 2)需要时间为 s=4。2年。
2、解答:(1)前1 s平均速度v1=9 m/s
前2 s平均速度v2=8 m/s
前3 s平均速度v3=7 m/s
前4 s平均速度v4=6 m/s
全程的平均速度v5=5 m/s
v1最接近汽车关闭油门时的瞬时速度,v1小于关闭油门时的瞬时速度。
(2)1 m/s,0
说明:本题要求学生理解平均速度与所选取的一段时间有关,还要求学生联系实际区别平均速度和(瞬时)速度。
3、解答:(1)24。9 m/s (2)36。6 m/s (3)0
说明:本题说的是平均速度是路程与时间的比,这不是教材说的平均速度,实际是平均速率。应该让学生明确教材说的平均速度是矢量,是位移与时间的比,平均速率是标量,日常用语中把平均速率说成平均速度。
设计点评
本节内容是在坐标和坐标的变化基础上,建立速度的概念。速度的建立采用了比值定义法,在教学中稍加说明,在以后的学习中还会有更加详细的介绍。对速度的引用,本设计采用了“单位时间的位移”与“单位位移的时间”进行对比,体会速度引入的方便性。以京九铁路为情景,既激发了学生的学习热情又培养了爱国之情。在瞬时速度的理解上,本设计利用了光电门的装置进行说明,起到了良好的效果。
高中物理功优秀教案篇2
第一章 静电场
学案1 电荷及其守恒定律
1.自然界中只存在两种电荷:______电荷和________电荷.电荷间的作用规律是:同种电荷相互______,异种电荷相互________.
2.用毛皮摩擦橡胶棒时,橡胶棒带____________电荷,毛皮带__________电荷.用丝绸摩擦玻璃棒,玻璃棒带______电荷,丝绸带______电荷.
3.原子核的正电荷数量与电子的负电荷数量一样多,所以整个原子对外界表现为________.金属中距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________________.失去这种电子的原子便成为带____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.把带电体移近不带电的导体,可以使导体靠近带电体的一端带________,远离的一端带________这种现象叫静电感应.利用静电感应使物体带电叫________起电.常见的起电方式还有________和________等.
5.电荷既不能创生,也不能消灭,只能从一个物体______到另一物体,或者从物体的一部分____________到另一部分.
6.物体所带电荷的多少叫________________.在国际单位制中,它的单位是________,用________表示.
7.最小的电荷量叫________,用e表示,e=________.所有带电体的电荷量都等于e的____________.电子的电荷量与电子的质量之比叫做电子的________.
答案 1.正 负 排斥 吸引 2.负 正 正 负
3.电中性 自由电子 正 自由电子 4.异号电荷 同号电荷 感应 摩擦起电 接触起电 5.转移 转移 6.电荷量 库仑 c 7.元电荷 1.6 ×10-19 c 整数倍 比荷
一、电荷
[问题情境]
在干燥的冬天,当你伸手接触金属门把的一刹那,突然听到“啪”的一声,手麻了一下,弄得你虚惊一场,是谁在恶作剧?原来是电荷在作怪.
1.这些电荷是哪里来的?物质的微观结构是怎样的?摩擦起电的原因是什么?
2.什么是自由电子,金属成为导体的原因是什么?
3.除了摩擦起电,还有其它方法可以使物体带电吗?
答案 1.来自原子内部 ; 物质由原子组成,而原子则由原子核(质子和中子)和核外电子构成; 不同物质的原子核束缚电子的能力不同.
2.金属中距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,这种电子叫自由电子; 自由电子的自由活动是金属成为导体的原因.
3.感应起电和接触起电.
[要点提炼]
1.摩擦起电的原因:在两个物体相互摩擦时,一些束缚不紧的电子会从一个物体转移到另一个物体,于是原来呈电中性的物体由于得到电子而带____电,失去电子的物体则带____电.
2.感应起电的原因:当一个带电体靠近导体时,由于电荷间的相互吸引和排斥,导体中的自由电子便会趋向或远离带电体,使导体靠近带电体的一端带____电荷,远离的一端带____电荷.
3.常见的起电方式有摩擦起电、感应起电和接触起电.三种起电方式的实质都是________ 的转移.
答案 1.负 正 2.异号 同号 3.电子
[问题延伸]
感应起电现象中实验物体必须是导体吗?
答案 必须是导体,因为导体中有自由电子,可以自由移动.
二、电荷守恒定律
[问题情境]
现代生活中电无处不在,北京市一天的耗电量可达千万度,那么,电荷会不会像煤和石油一样总有一天会被用完呢?
1.电荷是摩擦的过程中创造出来的吗?
2.在电荷转移的过程中其总量是否守恒?
答案 1.电荷不是创造出来的,它是物体组成的一部分 2.守恒
[要点提炼]
1.电荷守恒定律的内容:电荷既不能创生,也不能消灭,只能从一个物体转移到另一物体,或者从物体的一部分转移到另一部分.
2.“电荷的中和”是指电荷的种类和数量达到等量、异号,这时正、负电荷的代数和为________,而不是正、负电荷一起消失了.
答案 2.零
[问题延伸]
怎样理解电荷守恒定律中“电荷的总量”?
答案 “电荷的总量” 可理解为正、负电荷的代数和.
例1 如图1所示,不带电的枕形导体的a、b两端各贴有一对金箔.当枕形导体的a端靠近一带电导体c时( )
图1
a.a端金箔张开,b端金箔闭合
b.用手触摸枕形导体后,a端金箔仍张开,b端金箔闭合
c.用手触摸枕形导体后,将手和c都移走,两对金箔均张??
d.选项a中两对金箔分别带异种电荷,选项c中两对金箔带同种电荷
解析 根据静电感应现象,带正电的导体c放在枕形导体附近,在a端出现了负电,在b端出现了正电,这样的带电并不是导体中有新的电荷,只是电荷的重新分布.金箔上带电相斥而张开.选项a错误.
用手触摸枕形导体后,b端不是最远端了,人是导体,人的脚部甚至地球是最远端,这样b端不再有电荷,金箔闭合.选项b正确.
用手触摸导体时,只有a端带负电,将手和c移走后,不再有静电感应,a端所带负电便分布在枕形导体上,a、b端均带有负电,两对金箔均张开.选项c正确.
以上分析看出,选项d也正确.
答案 bcd
名师点拨 本节要求知道三种起电方法的特点,接触起电带同种电荷,摩擦起电带等量的异种电荷,感应起电则是近异远同,注意用手触摸最远端是脚或地球.
变式训练1 如图2所示,a、b、c是三个安装在绝缘支架上的金属体,其中c球带正电,a、b两个完全相同的枕形导体不带电.试问:
图2
(1)如何使a、b都带等量正电?
(2)如何使a、b都带等量负电?
(3)如何使a带负电b带等量的正电?
答案 见解析
解析 (1)把ab紧密靠拢,让c靠近b,则在b端感应出负电荷,a端感应出等量正电荷,把a与b分开后再用手摸一下b,则b所带的负电荷就被中和,再把a与b接触一下,a和b就带等量正电荷.(2)把ab紧密靠拢,让c靠近b,则在b端感应出负电荷,a端感应出等量正电荷,再用手摸一下a或b,则a所带的正电荷就被中和,而b端的负电荷不变,移去c以后再把a与b分开,则a和b就带等量负电荷.(3)把ab紧密靠拢,让c靠近a,则在a端感应出负电荷,b端感应出等量正电荷,马上把a与b分开,则a带负电b带等量的'正电.
例2 有两个完全相同的带电绝缘金属小球a、b,分别带有电荷量6.4×10-9 c和-3.2×10-9 c,让两绝缘金属小球接触,在接触过程中,电子如何转移并转移了多少?
解析 当两小球接触时,带电荷量少的负电荷先被中和,剩余的正电荷再重新分配.由于两小球相同,剩余正电荷必均分,即接触后两小球带电荷量
qa′=qb′=qa+qb2=1.6×10-9 c
在接触过程中,电子由b球转移到a球,不仅将自身电荷中和,且继续转移,使b球带qb′的正电,这样,共转移的电子电荷量为
Δq=-qb+qb′=3.2×10-9 c+1.6×10-9 c=4.8×10-9 c
转移的电子数n=Δqe=3.0×1010个
答案 见解析
名师点拨 对于两个带电小球电荷量重新分配的问题,如果是两个完全相同的小球,同性则总量平均分到一半,如异性则先中和,剩下的平均分配.如果未讲明相同的小球,不一定平均分配.
变式训练2 有三个相同的金属小球a、b、c,其中小球a带有2.0×10-5 c的正电荷,小球b、c不带电,现在让小球c先与球a接触后取走,再让小球b与球a接触后分开,最后让小球b与小球c接触后分开,最终三球的带电荷量分别为qa=________ c,qb=________ c,qc=________ c.
答案 0.5×10-5 0.75×10-5 0.75×10-5
【即学即练】
1.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.元电荷就是质子
c.元电荷是表示跟电子所带电荷量数值相等的电荷量
d.元电荷就是自由电荷的简称
答案 c
解析 最小的电荷量叫元电荷,表示跟电子所带电荷量数值相等.
2.关于摩擦起电和感应起电的实质,下列说法中正确的是( )
a.摩擦起电说明电荷可以被创造
b.摩擦起电是由于电荷从一个物体转移到另一个物体上
c.感应起电是由于电荷从带电物体转移到另一个物体上
d.感应起电是电荷在同一物体上的转移
答案 bd
解析 摩擦起电是电子在物体之间的转移,而感应起电则是物体内部电子的转移.
3.如图3所示,将带正电的球c移近不带电的枕形金属导体时,枕形导体上电荷的移动情况是( )
图3
a.枕形导体中的正电荷向b端移动,负电荷不移动
b.枕形导体中电子向a端移动,正电荷不移动
c.枕形导体中的正、负电荷同时分别向b端和a端移动
d.枕形导体中的正、负电荷同时分别向a端和b端移动
答案 b
解析 导体中自由电子可以自由移动,正电荷是原子核,不能移动.
4.带电微粒所带电荷量不可能是下列值中的( )
a.2.4×10-19 c b.-6.4×10-19 c
c.-1.6×10-18 c d.4.0×10-17 c
答案 a
解析 带电体所带电荷量只能是元电荷1.6 ×10-19 c的整数倍.
1.下列关于电现象的叙述中正确的是( )
a.玻璃棒无论与什么物体摩擦都带正电,橡胶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的异种电荷
c.带电现象的本质是电子的转移,物体得到电子一定显负电性,失去电子显正电性
d.当一种电荷出现时,必然有等量的异种电荷出现;当一种电荷消失时,必然有等量的异种电荷消失
答案 bcd
2.以下说法正确的是( )
a.摩擦起电是自由电子的转移现象
b.摩擦起电是通过摩擦产生的正电荷和电子
c.感应起电是自由电子的转移现象
d.金属导电是由于导体内有可以移动的正电荷
答案 ac
解析 摩擦起电是电子在物体之间的转移,感应起电则是物体内部电子的转移,所以a、c正确,b错误.金属导电是由于导体内有可以移动的自由电子,而不是正电荷,d项错.
3.将两个完全相同的金属球a和b接触一下,再分开一小段距离,发现两小球之间相互排斥,则a、b两球原来带电情况可能是( )
a.a和b原来带有等量异种电荷
b.a和b原来带有同种电荷
c.a和b原来带有不等量异种电荷
d.a和b原来只有一个带电
答案 bcd
解析 当a和b带有等量异种电荷时,接触一下后电荷被中和.a项错误.
4.将带电棒移近两个不带电的导体球,两个导体球开始时互相接触且对地绝缘,如图4所示,下列几种方法能使两球都带电的是( )
图4
a.先把两球分开,再移走棒
b.先移走棒,再把两球分??
c.先将棒接触一下其中一球,再把两球分??
d.棒带的电荷量如果不变,不能使两导体球带电
答案 ac
解析 a项正确,这是感应起电的正确操作步骤,b项错;c项正确,描述的是接触起电的操作步骤;d项错误,在感应起电中可以做到“棒带的电荷量不变,两导体球都带电”.
5.如图5所示,有一带正电的验电器,当一金属球a靠近验电器的小球b(不接触)时,验电器的金箔张角减小,则( )
图5
a.金属球a可能不带电
b.金属球a可能带负电
c.金属球a可能带正电
d.金属球a一定带正电
答案 ab
解析 由题意可知验电器是带电的(因箔片有张角),当不带电的金属球a靠近验电器的小球b时,由于感应起电,金属球a会带上异种电荷,因异种电荷相吸,所以验电器上带的电荷会更多的聚集到小球b上,箔片上聚集的电荷会减少,故张角减小,a项正确;当金属球a带负电时,同样因异种电荷相吸,使得箔片上聚集的电荷减少,张角减小,b项正确.
6. 绝缘细线上端固定,下端挂一轻质小球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6所示,现使b带正电,则( )
图6
a.b将吸引a,吸住后不放??
b.b先吸引a,接触后又把a排斥??
c.a、b之间不发生相互作用
d.b立即把a排斥??
答案 b
7.m和n是原来都不带电的物体,它们互相摩擦后m带正电荷1.6×10-10 c,下列判断中正确的是( )
a.在摩擦前m和n的内部没有任何电荷
b.摩擦的过程中电子从n转移到了m
c.n在摩擦后一定带负电荷1.6×10-10 c
d.m在摩擦过程中失去了1.6×10-10个电子
答案 c
解析 由电荷守恒可知c项正确.
8.某人做静电感应实验,有下列步骤及结论:①把不带电的绝缘导体球甲移近带负电的绝缘导体球乙,但甲、乙两球不接触.②用手指摸甲球.③手指移开.④移开乙球.⑤甲球带正电.⑥甲球不带电.下列操作过程和所得结论正确的有( )
a.○1→②→③→④→⑥ b.①→②→④→③→⑥
c.○1→②→③→④→⑤ d.①→②→④→③→⑤
答案 c
解析 ○1→②→③→④→⑤是做静电感应实验的正确步骤.
9.两个完全相同的金属球,一个带+6×10-8 c的电荷量,另一个带-2×10-8 c的电荷量.把两球接触后再分开,两球分别带电多少?
答案 两球都带正电且均为2×10-8 c
解析 两个完全相同的金属球接触后再分开,要平均分配电荷量,故两球均带q=(q1+q2)/2=[(+6×10-8)+(-2×10-8)]/2 c=2×10-8 c,带正电.
10. 如图7所示,通过调节控制电子枪产生的电子束,使其每秒钟有104个电子到达收集电子的金属瓶,经过一段时间,金属瓶上带有-8×10-12 c的电荷量,求:
图7
(1)电子瓶上收集到多少个电子;
(2)实验的时间为多长.
答案 (1)5×107 (2)5×103 s
解析 因每个电子的带电荷量为-1.6×10-19 c,金属瓶上带有-8×10-12 c的电荷量,所以电子瓶上收集到的电子个数为n=(-8×10-12 c)/(-1.6×10-19 c)=5×107个
实验的时间为t=(5×107)/104 s=5×103 s
高中物理功优秀教案篇3
教学准备
教学目标
1、学生能说出分解力的方法
2、学生会用作图法求分力,并能根据作图法说出力的分解在理论上是无限的
3、学生能结合实际需要对指定力进行分解,会用直角三角形的知识计算分力的大小,能用作图法分析分力的变化
4、学生能结合问题体会力的分解在生活中的应用,体会力的分解是有用的
教学重难点
教学重点和难点
按照实际情况通过平行四边形定则分解指定的力成为本课的重点,而判定分力的方向则成为本课的难点。
教学过程
教学过程设计
(1)课题引入
实验演示,引入新课
教师演示:两个绳提起矿泉水瓶,一根绳也可以实现。复习合力分力概念,明确合成的规律。
问题引入:一个力提起重物,能否用两个力来代替。
设计意图:开门见山,为后续学习活动提供时间保障。
(2)引导学生发现,在活动中发现规律
力的分解多样性的活动设计
问题引导:请同学们画两个力,用来替代事先画在投影片上的力。
学生活动:用彩笔把作图分解。完成作图后,将作图利用实物投影仪投影到屏幕上。
教师引导:作图是否正确?判断依据是什么?(满足平行四边形定则)
教师叠加不同分组展示并追问:都正确吗?你能得到什么结论?
设计意图:让学生在活动中体验力的分解满足平行四边形、力的分解的不唯一性,体现学生学习的主体性地位。。
设计意图:实验器材常见,贴近生活。矿泉水瓶即便落地,破坏作用很小。通过活动,自然驱动学生对问题的探究。同时用定性分析替代定量计算,做到重点突出,难点分散。
实例:角色扮演的方式,巧拉汽车
问题情境:如何借助绳索和大树将陷入淤泥中的汽车拉出。小组合作讨论,并请三位同学模拟实验。
学生活动:一位扮演大树,一位扮演汽车,第三个人充当司机。
教师引导:直接拉可以吗?一个较小的力,能不能产生一个较大的分力作用效果呢?
设计意图:通过合作学习,体验力的分解是有用的。
矢量的合成和分解定则
问题情境:某人向东行走了30m,又向北行走了40m,这个人的运动位移是多少?
学生活动:求解总位移,总结发现位移的合成也满足平行四边形定则。
师生总结有大小又有方向,相加时遵从平行四边形定则(或三角形定则)的物理量叫做矢量。
学生总结:位移、速度、加速度、力等物理量均为矢量,满足平行四边形定则的运算法则。而标量只需按照算术法则进行相加。
教师引导:平行四边形定则可以简化成三角形定则。通过在黑板上图解的方法让学生看出矢量求差的方法。
问题讨论:电流强度是矢量还是标量?
设计意图:矢量的核心要求是平行四边形定则进行分解或合成。是对早期矢量知识的升华,体现了循序渐进的渗透思想,需要学生在活动中加以体验。矢量减法可以适当降低要求。
高中物理功优秀教案篇4
一、教材分析
“实验:测定电池的电动势和内阻”是人教版高中物理选修3-1第二章第九节的内容,它是闭合电路欧姆定律的深化和实际应用,学生通过本节课的学习,既能巩固电学问题的分析思路,加深对闭合电路欧姆定律的理解,激发学生的学习兴趣,培养学生合作、探究、交流能力,具有很重要的实际意义。。
二、教学目标
一、知识与技能
1、理解闭合电路欧姆定律内容
2、理解测定电源的电动势和内阻的基本原理,体验测定电源的电动势和内阻的探究过程。
3、用解析法和图象法求解电动势和内阻。
4、使学生掌握利用仪器测量电池电动势和内电阻的方法,并通过设计电路和选择仪器,开阔思路,激发兴趣。
二、过程与方法
1、体验实验研究中获取数据、分析数据、寻找规律的科学思维方法。
2、学会利用图线处理数据的方法。
三、情感态度与价值观
使学生理解和掌握运用实验手段处理物理问题的基本程序和技能,具备敢于质疑的习惯、严谨求实的态度和不断求索的精神,培养学生观察能力、思维能力和操作能力,提高学生对物理学习的动机和兴趣。
三、教学重点难点
重点:利用图线处理数据
难点:如何利用图线得到结论以及实验误差的分析
四、学情分析
1.知识基础分析:
①掌握了闭合电路欧姆定律,会利用该定律列式求解相关问题。
②掌握了电流表、电压表的使用方法。
2.学习能力分析:
①学生的观察、分析能力不断提高,能够初步地、独立发现事物内在联系和一般规律的能力。
②具有初步的概括归纳总结能力、逻辑推力能力、综合分析能力。
五、教学方法
实验法,讲解法
六、课前准备
1.学生的学习准备:预习学案。
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。3.教学环境的设计和布置:两人一组,实验室内教学。
七、课时安排:1课时
八、教学过程
(一)预习检查、总结疑惑
(二)情景引入、展示目标
回顾上节所学内容,引入新内容
教师: 上堂课我们学习了闭合电路的欧姆定律,那么此定律文字怎么述?公式怎么写?
学生: 闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比,跟整个电路的电阻成反比,这就是闭合电路的欧姆定律。
提出问题:现在有一个干电池,要想测出其电动势和内电阻,你需要什么仪器,采用什么样的电路图,原理是什么?
学生讨论后,得到的大致答案为:由前面的闭合电路欧姆定律i=e/(r+r)可知e=i(r+r),或e=u+ir,只需测出几组相应的数值便可得到,可以采用以下的电路图:
这几种方法均可测量,今天我们这节课选择用 测量的这一种。
(三)合作探究、精讲点播
1.实验原理:闭合电路欧姆定律e=u+ir
2.实验器材:
学生回答: 测路端电压; 测干路电流,即过电源的电流。需测量的是一节干电池,电动势约为1.5v,内电阻大约为零点几欧。
电流表、电压表及滑动变阻器的规格要根据实验的具体需要来确定,看看我们用到的电路图里面 、 各需测的是什么?
提出问题:选用电路图时,还可将 接在外面,原则上也是可以的,那么我们在做实验时是否两个都可以,还是哪一个更好?为什么?
学生回答:两种方式测量都会带来误差。
采用图1 示数准确 示数偏小
采用图2 示数准确 示数偏小
选用哪种方式,要根据实际测量的需要确定,现在要想测出电源的内阻,如果采用图2方式,最后得到的结果相当于电源内阻与电流表内阻的总和,而两者相差又不太多,这样一来误差就会比较大,所以应采用图1的电路图。明确各仪器的规格:
电流表0~0.6a量程,电压表0~3v量程。
滑动变阻器0~50Ω。
此外,开关一个,导线若干。
3.数据处理:
原则上,利用两组数据便可得到结果,但这样做误差会比较大,为此,我们可以多测几组求平均,也可以将数据描在图上,利用图线解决问题。
明确:
①图线的纵坐标是路端电压,它反映的是:当电流i增大时,路端电压u将随之减小,u与i成线性关系,u=e—ir。也就是说它所反映的是电源的性质,所以也叫电源的外特性曲线。
②电阻的伏安特性曲线中,u与i成正比,前提是r保持一定,而这里的u-i图线中,e、r不变,外电阻r改变,正是r的变化,才有i和u的变化。
实验中至少得到5组数据,画在图上拟合出一条直线。要求:使多数点落在直线上,并且分布在直线两侧的数据点的个数要大致相等,这样,可使偶然误差得到部分抵消,从而提高精确度。
讨论:将图线延长,与横纵轴的交点各代表什么情况?
归纳:将图线两侧延长,分别交轴与a、b点。
a点意味着开路情况,它的纵轴截距就是电源电动势e。
说明:
①a、b两点均是无法用实验实际测到的,是利用得到的图线向两侧合理外推得到的。
②由于r一般很小,得到的图线斜率的绝对值就较小。为了使测量结果准确,可以将纵轴的坐标不从零开始,计算r时选取直线上相距较远的两点求得。
4.误差分析:
实验中的误差属于系统误差,请同学们进一步讨论,得到的数值是偏大还是偏小?(提示:利用图线及合理的推理)
可以请几位同学发言,最后得到结论。
因为 电压表的分流作用
所以 i真=i测+iv
即 (i真—i测)↑,
反映在图线上:
当 u=0时,iv→0 i→i真
故 r真>r测 e真>e测
5.布置作业:
认真看书,写好实验报告。
(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。
九、板书设计
一、实验原理:
二、实验步骤:
三、数据处理:
计算:
图像:
四、误差分析:
十、教学反思:本节课重在数据处理、误差分析。
学校:临清三中 学科:物理 编写人:孙风武 审稿人:盛淑贞
多用电表学案
课前预习学案
一、预习目标
学习测量电源电动势和内阻的方法,掌握科学测量的主要步骤。
二、预习内容
一、实验目的
测定电源的________________。
二、实验原理
1、图2.6-1中,电源电动势e、内电阻r,与路端电压u、电流i的关系可写为
e=______________。(1)
2、图2.6-2中,电源电动势e、内电阻r、电流i、电阻r的关系可写为
e=______________。(2)
3、图2.6-3中电源e、内电阻r、路端电压u、电阻r的关系可写为
e=______________。(3)
e r r
e r r
图2.6-2 图2.6-3
实验原理1是本节课的重点。测出几组u,i数值,带入(1)式得到的方程两两组成方程组,可得到e,r值。这种方法误差较大。还可以多测出几组u,i值,然后在u-i坐标平面内描出各组u、i值所对应的点,然后通过这些点画一直线,如图2.6-4所示,直线与纵轴的的交点的纵坐标就是电池的电动势的大小,直线与横轴的交点的横坐标就是电池的短路电流io=e/r,因此可求的内电阻r=e/io。
三、实验器材
_________ 、__________、__________、__________、开关、
导线。
三、提出疑惑
同学们,通过你的自主学习,你还有哪些疑惑,请把它填在下面的表格中
疑惑点 疑惑内容
课内探究学案
一、学习目标
学会科学处理实验数据的方法,有公式法和图像法。
学习重难点:图像法计算e、r。
二、学习过程
实验步骤
1.连接电路。如图2.6-1所示。电流表取0.6a量程,电压表 o io i/a
取3v量程,移动触头位置使连入电路中的有效阻值_______。 图2.6-4
2.测几组(i,u)值。闭合电键,移动变阻器触头位置,使电流有明显示数,记下一组(i,u)值,断开电键。用同样方法,多次移动变阻器触头位置,记录多组(i,u)值,然后断开电键。
3.建立坐标系、描点。纵轴表示__________,横轴表示__________,取合适的标度,使所描坐标点分布绝大部分坐标纸,必要时纵坐标可以_________________。
4.据描出的坐标点作出u-i图像。应使图象尽量多的通过描出的点,不在图象上的点要尽量对称的分布于图线两侧,误差很大,应坚决舍弃。
5.测算电动势和内电阻。准确读出u-i图线与纵轴和横轴的交点坐标,并带入u=e-ir中,算出e=?r=?
?典型例题】
用电流表和电压表测定电池的电动势e和内电阻r,所用的电路如图2.6-5所示,一位同学测得六组数据如下表中所示。
组别 i(a) u(v)
1 0.12 1.37
2 0.20 1.32
3 0.31 1.24
4 0.32 1.18
5 0.50 1.10
6 0.57 1.05
(1)试根据这些数据在图2.6-6中作出u-i图线。
(2)根据图线得出电池的电动势e=____v,电池的内电阻r= ________ 。
(3)若不作出图线,只选用其中两组u和i数据, 可利用公式e=u1+i1r,e=u2+i2r算出e和r,这样做可能得出误差很大的结果,选用第______组和第 ______组的数据,求得e和r误差最大。
(三)反思总结
误差分析是难点
(四)当堂检测
1.在《测定电池的电动势和内电阻》的实验中,待测电池、开关和导线配合下列哪些仪器.可以达到测定目的( )
a.一只电流表和一只滑动变阻器
b.一只电流表和一只电压表
c.一只电流表和一只电阻箱
d.一只电压表和一只电阻箱
2.下面给出多种用伏安法测电池电动势和内电阻的数据处理方法,其中既减小偶然误差,又直观、简便的方法是 ( )
a.测出两组i,u的数据,代入方程组e=u1+i1r和e=u2+i2r中,即可求出e和r
b.多测几组i,u的数据,求出几组e,r,最后分别求出其平均值
c.测出多组i,u的数据,画出u—i图像,再根据图像求e,r
d.多测出几组i,u数据,分别求出i和u的平均值,用电压表测出开路时的路端电压即为电压势e,再用闭合电路欧姆定律求出内电阻r
3.现有器材:量程为10.0ma、内阻约30 -40 的电流表一个,定值电阻r1=150 ,定值电阻r2=100 ,单刀单掷开关s,导线若干。要求利用这些器材测量一干电池(电动势约1.5v)的`电动势。
(1)按要求在实物图上连线。
(2)用已知量和直接测得量表示的待测电动势的表达式为e= ,式中各直接测得量的意义是: .
课后练习与提高
1.用电压表、电流表测定a、b两节干电池的电动势ea、eb和内电阻ra、rb时,画出的图线如图所示,则( )
a、.ea>eb,ra>rb b、ea>eb,ra
c、earb d、ea
2.在图所示的电路中,r1、r2为标准电阻,测定电源电动势和内电阻时,如果偶然误差可以忽略不计,则电动势的测量值______真实值,内电阻的测量值______真实值,测量误差产生的原因是______.
3.在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中,备有下列器材:
① 干电池e(电动势约为1.5v、内电阻大约为1.0 )
② 电压表v(0~15v)
③ 电流表a(0~0.6a、内阻0.1 )
④ 电流表g(满偏电流3ma、内阻rg=10 )
⑤ 滑动变阻器r1(0~10 、10a)
⑥ 滑动变阻器r2(0~100 、1a)
⑦ 定值电阻r3=990
⑧ 开关、导线若干
⑴ 为了方便且能较准确地进行测量,其中应选用的滑动变阻器是_________(填写字母代号);
⑵ 请在线框内画出你所设计的实验电路图,并在图中标上所选用器材的符号。
(3) 上图为某一同学根据他设计的实验,绘出的i1—i2图线(i1为电流表g的示数,i2为电流表a的示数),由图线可求得被测电池的电动势e =_____v,内电阻r =_____ 。
4.在测定一节干电池(电动势约为1.5v,内阻约为2)的电动势和内阻的实验中,变阻器和电压表各有两个供选:a 电压表量程为15v,b 电压表量程为3v,a变阻器为(20,3a),b变阻器为(500,0.2a)。
电压表应该选_______(填a或b),这是因_______________________________________;
变阻器应该选_______(填a或b),这是因_______________________________________。
5.要求测量由2节干电池串联而成的电池组的电动势e和内阻r(约几欧),提供下列器材:电压表v(量程3v,内阻1kΩ)、电压表v2(量程15v,内阻2kΩ)、电阻箱(0~9999Ω)、开关、导线若干。
某同学用量程为15 v的电压表连接成如图所示的电路,实验步骤如下:
(l)合上开关s,将电阻箱r阻值调到r1=10Ω,读得电压表的读数为u1
(2)将电阻箱r阻值调到r2=20Ω,读得电压表的读数为u2,由方程组u1=ε-u1r/r1、u2=ε-r2 解出ε、r
为了减少实验误差,上述实验在选择器材和实验步骤中,应做哪些改进?
6.测量电源b的电动势e及内阻r(e约为4.5v,r约为1.5Ω)。
器材:量程3v的理想电压表○v,量程0.5a的电流表○a(具有一定内阻),固定电阻r=4Ω,滑动变阻器r′,开关s,导线若干。
① 画出实验电路原理图。图中各无件需用题目中给出的符号或字母标出。
②实验中,当电流表读数为i1时,电压表读数为u1;当电流表读数为i2时,电压表读数为u2。则可以求出e= ,r= 。(用i1,i2,u1,u2及r表示)
答案:当堂检测
1、cd 2、c
3、(1)连图:左图只用r1接入电路;右图用r1和r2串联接入电路。
(2) r2 i1是外电阻为r1时的电流,i2是外电阻为r1和r2串联时的电流
课后练习与提高
1、a
2、等于,大于电流表具有内电阻
3、⑴r1; ⑵电路图如右图所示;
⑶1.47(1.46~1.48均可);0.83 (0.81~0.85均可)
4、b,a电压表的量程过大,误差较大;a,b变阻器额定电流过小且调节不便。
5、应选用量程为3v的电压表.
改变电阻箱阻值r,读取若干个u的值,由i=u/r计算出电流的值,然后作出u-i图线,得到ε、r。
6、①实验电路原理图如图。
高中物理功优秀教案篇5
教学设计思路
根据课堂教学设计的基本原理,制定“滑动摩擦力”的教学设计方案。
对于“滑动摩擦力产生的现象、机理及其应用”部分,主要是采用接受性学习(了解)的方式,具体思路是:先通过生活中常见的有关滑动摩擦力的例子,引出滑动摩擦力;接着介绍摩擦力是怎样产生的;再说明滑动摩擦力的特点(方向等);最后说明生活中的应用(利与弊)。
对于“滑动摩擦力公式”部分,主要采用实验探究学习的方式,具体设计思路是:把学生分成三组,自己设计实验分别探究不同接触面性质、接触面积和接触面压力情况下滑动摩擦力的大小;然后一起分析得出滑动摩擦力的公式;最后举例巩固一下。
学习任务分析
滑动摩擦力是山东科学技术出版社出版的物理1(必修)第四章第三节的内容,主要是滑动摩擦力。该内容是学习了重力与重心和形变与弹力的基础上,继续学习摩擦力。其主要特点是实验探究学习“滑动摩擦力”,培养学生动手能力、科学的思维方法和强化学生分析和论证的能力;强调滑动摩擦力的实际生活应用,为以后动力学的知识打下坚实的基础。
(1)教学重点
○1 通过实验探究滑动摩擦力,并寻找其中规律,得出滑动摩擦力的公式;
○2加深对“滑动摩擦力”的理解(条件与方向);
○3正确理解滑动摩擦力的产生及其在生活中的应用。
(2)教学难点
○1学会实验探究滑动摩擦力;
○2了解滑动摩擦力的产生及其在生活中的应用。
学习者分析
学生是普通水平的高一学生。
○1已学习了重力与重心、形变与弹力;
○2 平时重视课本知识的学习,但对知识的实际应用了解甚少,比如滑动摩擦力的日常应用(利与弊);
○3 学生对自己动手实验有着较浓厚的兴趣,利用实验探究的学习方法调动学生学习的积极性以及激起学生的求知欲。
教学目标
1 知识与技能
○1 通过实验探究、理解滑动摩擦力;
○2 知道滑动摩擦力与哪些因素有关,寻找其中规律并导出滑动摩擦力的公式;
○3知道滑动摩擦力的产生及其在生活中的应用。
2 过程与方法
○1通过生活中的实例了解摩擦现象的普遍存在,并初步培养学生的观察能力和提出问题的能力‘
○2 通过实验探究影响摩擦力大小的因素,初步体会科学研究的方法,培养学生收集和处理数据的能力;
○3通过实验探究生活中的摩擦现象培养学生的信息交流能力。
3 情感态度与价值观
○1 使学生能联系实际探究自然现象和日常生活中的物理道理,养成勇于探索生活中的物理道理与原理的'精神;
○2 培养学生实践-----认识(规律)-----实践(解决实际问题)的思想;
○3 通过探究活动和小组合作培养学生善于将自己的见解公开和与人交流的能力以及合作精神。
教学设备 砝码(若干个) 木板 贴有砂纸的木板 木板(长宽高不等)弹簧秤
板书设计
滑动摩擦力
一 定义:滑动摩擦力是当两个物体彼此接触和挤压,并发生相对滑动时,在接触面上产生的一种阻碍相对滑动的力。
二 条件 接触 挤压 相对滑动
方向 阻碍相对滑动-----与运动趋势方向相反
二 决定滑动摩擦力大小因素: 压力大小(n) 接触面粗糙程度(μ)(将教学过程设计中的表格画在黑板上)
三 公式:f=μ n (0
四 应用
教学过程设计
(1) 复习弹力、导入新课
复习弹力,联系实际说明——相互接触的两个物体相互作用时的现象(例如:一个弹簧板上放着一个物体,当换放一个更重的物体时,弹簧板的形变量会增大,说明物体和弹簧板间的弹力变大;与此相对应的另外一种现象是,当我们用力推讲桌时,我们会感觉到好象有一种阻碍的力量(老师实验)。我们知道,这种力量决不是弹力,但它一定和弹力有关系,因为当我们推一个较小的物体时,我们就会觉得很轻松。那么,这种力到底是一种什么力呢?)马拉雪橇在冰道上滑行却能拉很重的货物,在普通路面却不行。走路时在光滑的路面容易摔倒。这些是为什么?引入。
师:当两个物体彼此接触和挤压,并发生相对滑动时,在接触面上产生的一种阻碍相对滑动的力称为滑动摩擦力。(板书)
师:从定义中可以知道滑动摩擦力产生的条件和方向。提问。
生1:条件是接触、挤压、相对滑动。
生2:方向是阻碍相对滑动的力,即与相对滑动的力方向相反。
(2) 探究思考
师:那让我们实验探究一下滑动摩擦力大小与什么因素有关呢?
生1:弹力。
生2:接触面大小。
师:很好!其实呢,老师认为还与接触面的性质有关。那我们现在对其进行实验探究,分别对它们进行探究,看看我们的推测是否正确。
老师把学生分成甲乙丙三组,完成下表中的实验,并完成下列表格的内容。 (在实验过程中,老师要下来观看同学实验,并指导。)
表??
甲组 乙组 丙组
探究内容 与接触面压力关系 与接触面面积关系 与接触面性质关系
实验器材 弹簧秤、木板、
木块、砝码, 弹簧秤、木板、
木块 弹簧秤、木板、
木块、贴有砂纸
的的木板
实验步骤 把木块放在水平木板
上,用弹簧秤匀速
拉木块,读出这
时的拉力并记录
?在木板上放上砝
码,再次用弹簧
秤匀速拉木块,读出
这时的拉力和用
弹簧秤测出的重力
(压力)并记录。 把木块放在水平木
板上,用弹簧秤
匀速拉木块,读出
这时的拉力并记
录。再把木块另
一侧面朝下,
(这次侧面应与
上次面积不同)
用弹簧秤匀速拉
木块,读出这时
的拉力和用弹簧
秤测出的重力
(压力)并记录。 把木块放在水平
木板上,用弹簧秤
匀速拉木块,读
出这时的拉力并
记录。把木块放
在贴有砂纸的木
板上,用弹簧秤
匀速拉木块,读
出这时的拉力和
用弹簧秤测出的
重力(压力)并
记录。
结果 放砝码的物体受摩
擦力大于不放砝
码的物体受摩擦力。
(由学生自行完成) 两次受摩擦力一样
大(由学生自行完
成) 木块放在贴有砂
纸的木板上受的
摩擦力大于在木
板上受的摩擦力
(由学生自行完成)
结论 滑动摩擦力大小
与接触面的压力有关 滑动摩擦力大小与
接触面的面积无关 滑动摩擦力大小与
接触面的性质有关
师:从上述实验中我们可以得出什么呢?
生:滑动摩擦力大小与接触面的压力、接触面的性质有关,与接触面的面积无关。
(老师板书)
表二
根据每组同学们测出的数据填入以下表格;
压力n
摩擦力f
作出压力n与摩擦力f的图像,寻找其规律。并对实验过程和结论进行评估和交流吧!
师:好!那从图像中我们得出什么呢?
生:压力与摩擦力成正比。
师:对。其比例系数由接触面得材料决定,我们称之为动摩擦因数,记为μ。即有:μ=f/n。(板书)故f=μn。(补充说明:μ跟相互接触的两个物体的材料有关,还跟接触面的粗糙程度有关,从式子中可知μ没有单位并由大量的实验证明0
师:下面我们举几个题目巩固一下。
题1.课本73页的例题。
题2:课本77页作业的第一题。
题3:一个橡皮绳,原长为l0,用它悬挂一本书,静止时测出橡皮绳的长度为l1。用橡皮绳沿水平方向拉书使书做匀速运动,测得橡皮绳的长度为l2。设橡皮绳伸长的长度要跟受到的拉力成正比,求出书与桌面的动摩擦因数。(μ=(l2-- l0)/( l1-- l0))
师:下面谈谈滑动摩擦力的应用。运用我们今天课堂上学的知识,同学们可以提出增大有益摩擦和减小有害摩擦的方法吗?
生1:增大有益摩擦的方法有:增大接触面的粗糙程度或增大物体之间的压力。
生2:减少有害摩擦的方法有:减少接触面得粗糙程度或减少物体之间的压力。
师:生活的运用有:加润滑油,使用气垫;钉鞋,在轮胎上刻花纹等。
(拓展:如果时间充足的话讲课本中的信息窗与同学们分享一下。)
作业:课本77页第二、四题。
教学总结
更为精确的实验表明:滑动摩擦力的大小跟压力成正比,也就是跟两个物体间的垂直作用力成正比。摩擦力与接触面面积大小和滑动的速度大小无关。如果f表示滑动摩擦力的大小,用n表示压力的大小,则有f=μn,其中μ表示滑动摩擦因数,它跟相互接触的两个物体的材料及粗糙程度有关,是一个无单位的物理量,能直接影响运动状态和受力情况。其取值范围是0
教学反思
本节课在考虑到科学探究的难度和学生的实际基础上让学生在老师的引导下进行假设猜想、设计实验师生共同探究。由学生小组自行进行探究,最后形成结论。实现学科核心向学生核心的
转移,让学生主动获取知识;通过具体事例将知识应用于生活和生产,让学生体会物理知识的应用价值,培养学生热爱科学的态度和价值观,不会由受到传统教学的影响太多而不敢过分相信学生“放手”让学生去探究,从而制约了学生的进步和创新。
教学过程流程图
教学设计后记
1. 通过生活的例子引入滑动摩擦力,并了解其产生的条件和其方向;
2. 通过互动实验探究影响滑动摩擦力大小的因素,改变“以往以定论式的结论告诉学生”的教学,使学生对公式有更深刻的理解;
3. 探究过程中采用合作学习的方式来吸引学生的学习兴趣。
高中物理功优秀教案篇6
一、通过一个有趣的实验引入新课:激发学生的兴趣
?实验】“四两拨千斤”
(两位大力气男同学分别用双手拉住绳子两端,一位女生在绳子中间只用小手一拉就把两位男生拉动了)
二、通过演示实验引入“力的分解”的概念
?演示实验】在墙上固定一个松紧绳(带有两个细绳套),教师用一个力把它拉到一个确定点,然后请两个学生合作把它拉到确定点。
得出“力的分解”的定义
三、探究“力的分解”方法:
探究一:力的分解遵循什么定则?
结合伽利略探究的思路:
问题-猜想-逻辑(数学)推理-实验验证-合理外推-得出结论
请学生猜想
请学生逻辑推理:力的分解是力的合成的逆运算,所以它们遵从同样的规律
请学生实验验证(思考:如何验证?)
利用上面的演示实验的器材,请一位同学用一个绳套把结点拉到一定点o,记下力的大小和方向;而另一位同学用两个力把结点也拉到o,记下力的大小和方向。从而验证平行四边形定则。
得出结论:力的分解遵循平行四边形定则
探究二:在实际问题中,一个已知力究竟要怎样分解?
请学生思考:一个力可以分解成怎样的两个力?分解的结果是否唯一?有多少种可能性?(根据一条对角线可以做无数个平行四边形,所以有无数解)
请学生思考:那在实际问题中,一个已知力究竟要怎样分解呢?
通过课堂一开始的实验启发学生:为什么一个人可以拉动两个人,她的一个力从效果上来说可以分解成两个沿着绳子的拉力从而把两个人拉动。因此我们在实际问题中应该根据力的效果来分解已知力。
探究三:如何确定一个力产生的实际效果?
实例1、在斜面上的物块所受的重力的分解
学生猜想:斜面上物体的重力会有哪些效果?
实验验证:用海绵铺在斜面上和挡板侧面,把比较重的物块压在上面可以明显看到海绵发生的形变,这就是重力作用的效果
根据实验知道力的作用效果就可以确定两个分力的方向。
根据平行四边形定则通过计算可以求出两个分力的大小
总结:力分解的步骤:
1、分析力的作用效果;
2、据力的作用效果定分力的方向;(画两个分力的方向)
3、用平行四边形定则定分力的大小;(把力f作为对角线,画平行四边形得分力)
拓展引申:为什么高大的桥要建造引桥,为什么公园的溜溜板要倾角很大?
实例2、三角支架上的力的分解
学生猜想:物体对绳的拉力会有什么效果?
实验验证:
实验一:用橡皮筋、铅笔、绳套、钩码为器材做学生实验自己体会(学生每人一套器材,人人动手实验)
实验二:两名同学相互合作,一人一手叉腰,另一同学在肘部用力下拉去体会力的效果,然后两人互换
实验三:观看视频(在支架与竖直墙相连处用橡皮膜展示力的效果)
拓展引申:如果上方细绳与水平杆的夹角变小,两个分力大小如何变?
学生猜想:
实验验证:(自制教具:用一个拐杖,没有拐的一端系上很宽的橡皮筋,同时那一端掉着一个3千克的铅球,有拐的一端让学生顶在腰间,慢慢减小橡皮筋与拐杖之间的夹角,会发现学生手臂上越来越吃力,同时腰间感觉越来越难受,)请一位同学做演示实验去体会。
探究四:合力一定,两个分力随它们之间的夹角变化如何变化?
学生猜想:
实验验证:用一根绳中间吊一铅球,然后把两个绳的端点距离逐渐拉大,最后会发现绳子拉断,说明分力是逐渐变大的。请学生上讲台亲自实践,其他同学观察分析。
请同学解释一开始的实验,为什么“四两可以拨千斤”?
拓展引申:请同学们思考,我们自己可不可以自制一个专门用来测绳子能承受的最大拉力的一个仪器呢?应该如何制造?
课后探究:一个已知力分解成两个力,在一定条件下分解结果有多少种?
高中物理功优秀教案篇7
【教学目标】
一、知识与技能
1、掌握力的平行四边形定则,知道它是力的合成的基本规律。
2、初步运用力的平行四边形定则求解共点力的合力;能从力的作用效果理解力的合成。掌握合力与分力的概念。
3、会用作图法求解两个共点力的合力;并能判断其合力随夹角的变化情况,掌握合力的变化范围,会用直角三角形知识求合力。
二、过程与方法
1、能够通过实验演示归纳出互成角度的两个共点力的合成遵循平行四边形定则。
2、培养学生动手操作能力、物理思维能力和科学态度、观察能力、分析能力、协作能力、创新思维能力、表达能力。
3、培养学生设计实验、观察实验现象、探索规律、归纳总结的研究问题的方法的能力。
三、情感、态度与价值观
1、培养学生的物理思维能力和科学研究的态度。
2、培养学生热爱生活、事实求是的科学态度,激发学生探索与创新的意识。
3、培养学生合作、交流、互助的精神。
【教学重点】
1、通过实验归纳出力的平行四边形定则。
2、力的平行四边形定则的理解和应用。
【教学难点】
1、对物体进行简单的受力分析、通过作图法确定合力
2、合力与分力间的等效替代关系,尤其是合力的大小随两个分力之间夹角变化的关系。
【课时安排】 1课时
【教学过程】
一、引入新课
教师活动:请两位同学到讲台前,让一位同学提起重为200n的一桶水,请下面同学分析该同学施加的提水的力为多大?然后请两同学一起提起水桶,请同学们一起分析提水桶的有几个力?从效果上看跟刚才用一个力提一样吗?
学生活动:观看两位同学的操作,同时考虑并回答教师的问题。
点评:通过实践体验,让学生体会一个力的作用效果与两个或更多力的作用效果相同、目的是激发学生学习兴趣,引导学生体会等效观点。
教师活动:引导学生思考:生活中还有哪些事例是说明几个力与一个力的作用效果相同的?
学生活动:思考讨论列举实际例子:用两条细绳吊着日光灯、很多只狗拉着雪撬前进、抗洪救灾中解放军搬沙袋、打夯等。
点评:通过列举生活中的实例,进一步体会一个力可以与几个力的作用效果相同。培养学生观察生活的能力,同时激发学生对生活的热爱。
教师活动:启发引导同学找出这些例子的共性,给出合力和分力的概念。学生活动:积极思考,领会合力、分力的等效替代关系。
二、新课讲授
1、力的合成
教师活动:教师出具合力与分力关系模拟演示器,告诉学生有关的器材,以及实验的目的,让学生自己设计一个实验来探究求合力的方法(学生可能提出好多不同的设计方案,教师要引导学生选择其中的最佳方案)。教师可提出如下问题:在这个实验中合力与分力等效的标志是什么?(橡皮条的伸长量相等)然后教师可让学生(2~3人)自告奋勇去前面操作,下面的学生观察,引导学生找出操作同学的不妥之处。在实验结果的处理时,引导学生先做出各力的图示,让操作的同学和下面同学一起讨论合力与分力之间的关系。(学生此时也可能有很多种猜想,比如:把两个力直接加起来等。教师可参与学生的讨论,筛选出有一定道理的猜想)
学生活动:根据老师出示的合力与分力关系模拟演示器,思考:在这个实验中研究什么问题?在这个实验中合力与分力等效的标志是什么?用什么样的方案去探究?然后与邻近的同学交换一下意见。
学生代表到前面去做实验的时候,同学们要认真观察,并与自己设计的方案相比较,看哪个方案更好一些。同时要找一下前面同学的操作有无不恰当的地方,并友好地提出来。当操作的同学根据实验结果画出力的图示时,同学们要积极思考:合力与分力的大小是什么关系,并形成自己的猜想结论。
点评:探究力的合成的平行四边形定则,培养学生实验探究的能力。
学生对于合力和分力的大小关系的猜想,教师应当充分尊重,而不要怕麻烦,要让学生的实验探索落到实处。教师在教学中会发现:学生的思维有时很睿智,教师时常会有惊喜的发现(为学生的聪明而高兴)。
教师点评:学生的猜想是否正确,教师要给学生验证的机会:让学生进行分组实验,测量三组数据,处理完后得出自己验证的结论,即原来的猜想是否正确。让学生自己选出各组的代表,把实验的情况进行汇报,教师和学生一起进行归纳总结。最后得出求合力的方法一一平行四边形定则。
在上述过程中教师要引导学生对各组的操作情况、数据处理、语言表述等进行评价和分析。
学生活动:根据学生自己的猜想,利用课桌上仪器进行实验验证,测量三组数据进行处理,看结果如何。(实验过程中同学之间要团结协作,密切配合),各组的学生代表要在同学们面前陈述本组的实验结论,和其他组的情况相比较,最后全班同学一起得出求合力的方法。
点评:验证探究的结果是否正确。培养学生科学的思维方法——探究、验证,以及严谨的科学态度。
教师活动:教师提问:请同学们用比较准确而又简捷的语言表述出平行四边形定则。学生活动:积极思考并回答老师的问题。
点评:概括得出平行四边形定则,培养学生抽象和概括的能力。
教师活动:教师提出如下问题:力f1=45n,方问水平向右。f2=60 n,方向竖直向上。求这两个力的合力f的大小和方向。若f1和f2的方向相反(夹角为180°),求其合力的大小和方向;若f1和f2的方向相同(夹角为0°),情况又怎样?
进一步引导学生思考:两个力f
1、f
2、的合力f的大小和方向随着f
1、f
2、的夹角变化而如何变化?
学生得出结论后,教师可出示多媒体课件演示:θ= 0°;0°
1、f
2、?
当f
1、f
2、相等时:θ= 0°;θ
学生活动:解答老师提出的问题、注意做题态度要严谨认真。
思考:两个力f
1、f
2、的合力f的大小和方向随着f
1、f
2、的夹角变化而如何变化?合力f的大小在一个什么样的范围内变化?
认真观察老师提供的课件内容,验证自己得到的结论。
点评:寻找合力f的大小和分力f
1、f
2、间夹角的关系,培养学生应用知识的能力以及发散思维的能力。
教师活动:教师启发学生思考:在上述问题中,即:f1=45n,方问水平向右。f2=60 n,方向竖直向上。求这两个力的合力f的大小和方向。能否不用图示法而用其它的方法求?如何求?
学生活动:学生思考后回答:可以。可以用直角三角形的边角关系求解。然后学生计算求出。
点评:方法扩展,培养学生解决问题的能力。
不论是多么重要的结论,教师都不要取代学生,一切的思维活动教师都要巧妙引导,让学生得出。
教师活动:教师在学生初步知道求两个力的合力的方法后进一步提出拓展问题:一般情况下物体都受到多个力作用,那么如何求这些力的合力?
学生活动:学生思考教师提出的问题,然后不难想到:可以用平行四边形定则求出它们的合力:先求出任意两个力的合力.再求出这个合力跟第三个力的合力,直到把所有的力都合成进去,最后得到的结果就是这些力的合力。
点评:由两个力合成扩展到多个力合成,培养学生发散思维能力和创新能力。
2、共点力教师活动:教师让学生自学共点力的概念,然后让学生回答如下问题以检验其自学情况:
1、什么样的力是共点力?
2、你认为在掌握共点力的概念时应注意些什么问题?
3、教师利用计算机网络出示图片:大吊车吊起物体;人担水;举重;比萨斜塔等。吊车吊起物体时钩子受的力为共点力吗?人担水时担子受到的力为共点力吗?举重运动员举起的重物受到的力为共点力吗?比萨斜塔受几个力作用?它们是共点力吗?
4、力的合成的平行四边形定则有没有适用条件?适用于什么情况?
学生活动:学生认真看书,掌握共点力的概念,并回答老师提出的问题,在回答过程中进一步加深对共点力的理解并搞清它们的适用条件――只适用于共点力。
点评:学生掌握共点力的概念,培养学生自学和分析能力。
教师活动:教师出示课堂练习(见实例探究),学生先独立完成(起自测作用),然后讨论,有些问题可有多种解法,引导学生找出最佳解题方法。
学生活动:保质保量地完成课堂练习,自我评价本节课学习的情况。
点评:在应用中加深对所学知识的理解,培养学生应用知识的能力。
三、课堂总结、点评
教师活动:让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结,其他同学在笔记本上总结,然后请同学评价黑板上的小结内容。
学生活动:认真总结概括本节内容,并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结,看谁的更好,好在什么地方。
点评:总结课堂内容,培养学生概括总结能力。
教师要放开,计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。
高中物理功优秀教案篇8
一、教学目标
(1)知识与技能: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。
(2)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。
(3)情感态度价值观: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。
二、教学重难点
(1)重点:滑动摩擦力产生条件和计算式。
(2)难点:实验探究的过程。
三、教学方法
观察法、实验法、讨论法、问答法等。
四、教学过程
环节一: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。
环节二: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。
环节三: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。
环节四: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。
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