高中物理力的分解优秀一等奖说课稿
1、高中物理力的分解优秀一等奖说课稿
一、说教材分析
高中物理第一章第六节“力的分解”是在前五节学习了力的初步概念,常见力和力的合成的基础上,研究力的分解问题。它是前几节知识内容的深化,依据可逆性原理和等效思想强化矢量运算法则,同时矢量运算始终贯穿在高中物理知识内容的全过程,具有基础性和预备性,为以后学习位移、速度、加速度等矢量奠定基础。因此,本节内容具有承上启下的作用。
矢量概念是高中物理引进的重要概念之一,是初中知识的扩展和深化。在初中物理中,学生只学习了同一直线上的力的.合成,“代数和”的`运算在学生头脑中已成定势,造成了学生的认知断层,因此本节教学的重点是:理解力的分解是力的合成的逆运算,在具体情况中运用平行四边形定则。教学难点是:力的分解中如何判断力的作用效果以及分力的方向。
二、说教学目标
以学生的发展为本,面向全体,全面发展,提高科学素养为指导思想,按教学大纲要求,结合新课程标准理念,提出三维教学目标:
①知识目标:理解分力的概念及力的分解的含义,知道力的分解遵守平行四边形定则,理解力的分解的方法。
②能力目标:强化“等效代替”的物理思维方法,培养观察、实验能力,培养学生分析问题和解决问题的能力。
③德育目标:力的合成和分解符合对立统一规律,联系实际培养研究周围事物的习惯。
三、说教学方法
针对本节课的特点,采用实验体验、问题解决式教学法。其指导思想是请“学生主体,教师主导”观在教学中得以体现,从理论深入到实际。其操作策略是:
①问题学生提。学生通过提出问题,体现了学生自主学习的主动性,有利于发展学生思维。
②认知准备。注重学生认知准备,提高课堂教学的达成度,这堂课前的认知准备分两个层次,一是浅加工阶段的认知准备,如分力、力的分解概念等;二是深加工阶段的认知准备,学生提出的问题,能击中要害,抓住关键。
③学生体验、感受,形成直觉思维,能突破难点,同时留下深刻印象。
④巧用评价,激活学生内动力。采用师生情感共鸣、配合默契、体验成功的内在激励方式,从深层、长久、公平的角度,请评价内化为学生内动力。
四、说学法指导
①引导学生质疑。质疑在不好理解处,质疑在不好分析处,质疑在不好掌握处。
②提供思维策略。用实际效果确定分力方向;用平行四边形定则确定分力大小。
③教给分析方法。实际效果分析法,等效代替法。
五、说教学过程
1、课前预习,自主探索
①课前一天晚自习,引领学生学会预习,给足他们自主探索的时空,请学生带着一定的知识储备走进课堂,提高合作、探索学习的有效性。
②提出问题(书面)教师汇集、列序。
2、创设情境,引入新课
这里有一个钩码,可用一根细线提起,可用两根细线提起,哪种情况细线容易被拉断。演示用一根细线提起来,再把此细线穿过钩码,两端上提分开,细线断了。以此激活课堂。
3、共识目标,质疑问难
同学们预习后提出了有价值、有水平的问题,解决这些问题,就能达到本节的教学目标。展示教学目标、展示经教师筛选、排序的问题,体现了教师的主导作用,真正做到了以学定教。
4、循疑而进,问题解决
①什么是分力?什么是力的分解?属表征问题,学生在书上勾画(多媒体展示)。
②为什么说力的分解是力的合成的逆运算?
请学生回答:合力可等效代替两分力,那么两分力就可等效代替合力?因为分力的合力就是原来被分解的那个力(语言加工)。从而领会分力与合力的关系:等效代替不能共存。”
③什么情况下力的分解有确定的解?
请学生画,同桌讨论,看教材上图1—29。引导学生总结:已知两个分力的方向或已知一个分力的大小和方向,两种情况有确定的解。(这不是重点,欲放即收,决不越俎代疱)。
④在具体问题中怎样进行力的分解?
通过实例分析说明:为什么要分解?实际效果怎样定?分力方向如何找?分力大小如何求?
例1放在水平面上的物体受一个斜向上方的拉力F,请把F分解。
长胶板两端搁置,中间放一木块,用斜向上的力拖木块。运动一段位移,请学生观察此力的效果:长胶板弯曲程度减小,木块水平起动(可多媒体展示)。
讲清三个层面:
①没有沿F的方向起动,说明没有沿F方向的效果,因为有两个效果,所以要分解。
②胶板弯曲程度减小,即“垂直上提”和“水平起动”两个效果确定两个分力的方向。
③平行四边形定则确定两个分力的大小,接着计算求解(以上用动画展示,绝不在数学上花功夫)。
例2物体静止在倾角为θ的斜面上,其重力产生的效果怎样?
先请学生把教材放在手掌上,手掌斜向下,有何感觉?再请学生分析、作图、计算,教师巡视、纠编,找出做得好的通过实物展台请学生观看,作出评价。最后,实验验证:橡皮绳一端系方木块,另一端固定在倾斜的胶板上。
观察重力的效果。抬高胶板,使倾斜角增大,观察重力的两个效果的变化情况并与求解的分力表达式对照。请思考:斜面上的情况,重力一定沿斜面分解吗?怎样分解?如图2,把重力G分解为垂直档板的F1和垂直斜面的F2。
5、联系实际,实践探索
学生阅读教材,第一段和最后一段(拖拉机拉耙来耙地,车辆上桥、下桥),深挖教材的编写规律。讨论:为什么公园滑梯倾角大而大桥要修很长的引桥来减小倾角?
6、回顾反思,学有所得
同学们,依据上例的解题过程,请你总结力的分解的方法:
①根据实例效果确定分力的方向;
②由平行四边形定则确定分力大小。
7、思维策略,巩固训练
①如图3支架,绳子对O点的拉力产生什么效果。
请一名学生上讲台,手伸直拿住竹杆的一端,另一端插在腰上,在手握处挂上适当重量(50N)的水桶,请他谈谈感受。同桌的同学,一人手叉腰,另一人使劲压,互相交换做,这种自我感受、合作学习,使课堂气氛热烈、活跃,学生印象深刻。
教师展示分解过程,讲解分解方法。创设问题,不知ΔABO的角度,怎样计算分力大小呢?造成认知冲突,提出作图法求解,教师讲解此法,使本节课有整体建构。
②同学们,一根线和两根线悬挂同一砝码,两根线的张角较大时,易断!知道为什么吗?多媒体展示画好了的几幅力的分解力,可得出结论。
8、总结扩展,突出重点
①力的分解是力的合成的逆运算,同样遵守平行四边形定则。
②在具体情境中用实际效果去分解力。
③分力的大小可计算、可作图。
9、作业布置,开放练习
①观察身边的力的分解实例。
②书面作业。
2、高中物理力的分解优秀一等奖说课稿
一、说教材
(一)教材的地位和作用
“力的分解”是人教版物理必修Ⅰ第三章第五节的内容,是在学生学习了前一章“力的基础知识”及“力的合成”之后而编排的。由于分解法是处理力的运算的手段和方法。它为位移、速度、加速度等矢量的分解及牛顿第二定律的应用奠定了基础。并且它对矢量运算普遍遵从的规律“平行四边形定则”作了更加深入的应用。所以说本节内容具有基础性和预备性。
(二)教学目标
根据新课程标准,我设计如下的三维目标。
1、知识目标:
(1)认识力的分解同样遵守平行四边形定则,可以有无数组解。
(2)知道力按作用效果分解,并能根据具体情况运用力的平行四边形定则根据几何关系求解分力。
2、过程与方法:
(1)在过程中观察合力与分力关系,会分析物体受力及作用效果。
(2)通过具体实例,了解力的分解。
(3)知道某些情况下,分力可以比合力大,而且可大很多。
3、情感目标:
培养分析观察能力,物理思维能力和科学的研究态度。
(三)教学重点和难点
教学重点:
掌握力的分解方法对学生运用牛顿第二定律,特别是为以后学习动力学知识更为重要。因此我确定本节的重点内容为:力的分解方法。
教学难点:
目前学生的主要困惑是:如何正确分解一个已知力?因此我把本节课的难点内容确定为:如何根据力的作用效果确定两个分力的方向
二、说教法与学法
在教法上采用实验演示、师生讨论的教学方法。学法上让学生观察实验、实验探究、分组交流等,使学生主动、积极参与到学习中来,充分体现了学生的主体地位,让学生在动手探究的过程中体验和发现成功的喜悦。
三、说学情分析
学生通过前面知识的学习,已掌握了合力与分力的等效替代的方法,并通过力的图示法认识了力的平行四边形定则,为本节课的探究学习奠定基础。
四、说教学过程
基于以上分析,为使本堂课围绕重点、突破难点,同时让学生在课堂教学中能力得到提高,我设计如下教学过程。
(一)新课引入
创设情景(视频播放)
为什么人从绳子的中间用力拉时能够容易把车拉动呢?
设计意图:我从生活情景中引入新课,是为了激发学生的好奇心,活跃课堂学习氛围,同时能培养学生学习物理的兴趣。
(二)新课教学
⑴复习力的合成,便于学生学习新课。
⑵提出问题:力的分解应如何进行?
结论:力的分解是力的合成的逆运算。
⑶如何确定两个分力的方向呢?根据平行四边形定则来分解又如何呢?
这样设计是使学生明确已知一个力,如果根据平行四边形定则可以作出无数多个分力。
如果给定两个分力的方向,分解的答案能唯一确定吗?
⑷探究Ⅰ(演示实验)
观察在斜面上的小车,其重力产生的效果。
步骤一:倾角不变情况下,在小车上一大钩码,待稳定后引导学生观察。
步骤二:在小车重力不变情况下,改变倾斜角,引导学生观察。
设计意图:用软的薄板做斜面是使小车重力压斜面的效果更加的明显;用弹簧是让学生更容易观察小车重力产生沿着斜面向下滑的作用效果。
课堂训练:已知一个力,根据这个力的作用效果来确定两个分力的方向,接着根据平行四边形定则计算分力的大小。
目的:让学生及时的应用知识。
⑸探究Ⅱ(分组实验)
设问:如图,大人斜向上拉车的力产生哪些效果?
[器材](每两个学生一套)台秤、木块(一侧面带羊眼)、夹有滑轮的支架各一个,钩码细线若干。
[步骤]
①把木块放在台秤上,如图,在实验记录表中第一行记录台秤的读数。
②用细绳一端与木块上的羊眼相连,另一端与钩码相连,并把绳子挂在支架上的滑轮上。保持滑轮的高度不变,增加绳上的钩码,在表中记录台秤相应的读数。
③保持钩码不变,改变滑轮的高度h,在表格中记录台秤相应的读数。
3、高中物理力的分解优秀一等奖说课稿
说教材分析
高中物理第一章第六节“力的分解”是在前五节学习了力的初步概念,常见力和力的合成的基础上,研究力的分解问题。它是前几节知识内容的深化,依据可逆性原理和等效思想强化矢量运算法则,同时矢量运算始终贯穿在高中物理知识内容的全过程,具有基础性和预备性,为以后学习位移、速度、加速度等矢量奠定基础。因此,本节内容具有承上启下的作用。
矢量概念是高中物理引进的重要概念之一,是初中知识的扩展和深化。在初中物理中,学生只学习了同一直线上的力的合成,“代数和”的运算在学生头脑中已成定势,造成了学生的认知断层,因此本节教学的重点是:理解力的分解是力的合成的逆运算,在具体情况中运用平行四边形定则。教学难点是:力的分解中如何判断力的作用效果以及分力的方向。
说教学目标
以学生的发展为本,面向全体,全面发展,提高科学素养为指导思想,按教学大纲要求,结合新课程标准理念,提出三维教学目标:
①知识目标:理解分力的概念及力的分解的含义,知道力的分解遵守平行四边形定则,理解力的分解的方法。
②能力目标:强化“等效代替”的物理思维方法,培养观察、实验能力,培养学生分析问题和解决问题的能力。
③德育目标:力的合成和分解符合对立统一规律,联系实际培养研究周围事物的习惯。
说教学方法
针对本节课的特点,采用实验体验、问题解决式教学法。其指导思想是请“学生主体,教师主导”观在教学中得以体现,从理论深入到实际。其操作策略是:
①问题学生提。学生通过提出问题,体现了学生自主学习的主动性,有利于发展学生思维。
②认知准备。注重学生认知准备,提高课堂教学的达成度,这堂课前的认知准备分两个层次,一是浅加工阶段的认知准备,如分力、力的分解概念等;二是深加工阶段的认知准备,学生提出的问题,能击中要害,抓住关键。
③学生体验、感受,形成直觉思维,能突破难点,同时留下深刻印象。
④巧用评价,激活学生内动力。采用师生情感共鸣、配合默契、体验成功的内在激励方式,从深层、长久、公平的角度,请评价内化为学生内动力。
说学法指导
①引导学生质疑。质疑在不好理解处,质疑在不好分析处,质疑在不好掌握处。
②提供思维策略。用实际效果确定分力方向;用平行四边形定则确定分力大小。
③教给分析方法。实际效果分析法,等效代替法。
说教学过程
1、课前预习,自主探索
①课前一天晚自习,引领学生学会预习,给足他们自主探索的时空,请学生带着一定的知识储备走进课堂,提高合作、探索学习的有效性。
②提出问题(书面)教师汇集、列序。
2、创设情境,引入新课
这里有一个钩码,可用一根细线提起,可用两根细线提起,哪种情况细线容易被拉断。演示用一根细线提起来,再把此细线穿过钩码,两端上提分开,细线断了。以此激活课堂。
3、共识目标,质疑问难
同学们预习后提出了有价值、有水平的问题,解决这些问题,就能达到本节的'教学目标。展示教学目标、展示经教师筛选、排序的问题,体现了教师的主导作用,真正做到了以学定教。
4、循疑而进,问题解决
①什么是分力?什么是力的分解?属表征问题,学生在书上勾画(多媒体展示)。
②为什么说力的分解是力的合成的逆运算?
请学生回答:合力可等效代替两分力,那么两分力就可等效代替合力?因为分力的合力就是原来被分解的那个力(语言加工)。从而领会分力与合力的关系:等效代替不能共存。”
③什么情况下力的分解有确定的解?
请学生画,同桌讨论,看教材上图1—29。引导学生总结:已知两个分力的方向或已知一个分力的大小和方向,两种情况有确定的解。(这不是重点,欲放即收,决不越俎代疱)。
④在具体问题中怎样进行力的分解?
通过实例分析说明:为什么要分解?实际效果怎样定?分力方向如何找?分力大小如何求?
例1放在水平面上的物体受一个斜向上方的拉力F,请把F分解。
长胶板两端搁置,中间放一木块,用斜向上的力拖木块。运动一段位移,请学生观察此力的效果:长胶板弯曲程度减小,木块水平起动(可多媒体展示)。
讲清三个层面:
①没有沿F的方向起动,说明没有沿F方向的效果,因为有两个效果,所以要分解。
②胶板弯曲程度减小,即“垂直上提”和“水平起动”两个效果确定两个分力的方向。
③平行四边形定则确定两个分力的大小,接着计算求解(以上用动画展示,绝不在数学上花功夫)。
例2物体静止在倾角为θ的斜面上,其重力产生的效果怎样?
先请学生把教材放在手掌上,手掌斜向下,有何感觉?再请学生分析、作图、计算,教师巡视、纠编,找出做得好的通过实物展台请学生观看,作出评价。最后,实验验证:橡皮绳一端系方木块,另一端固定在倾斜的胶板上。
观察重力的效果。抬高胶板,使倾斜角增大,观察重力的两个效果的变化情况并与求解的分力表达式对照。请思考:斜面上的情况,重力一定沿斜面分解吗?怎样分解?如图2,把重力G分解为垂直档板的F1和垂直斜面的F2。
5、联系实际,实践探索
学生阅读教材,第一段和最后一段(拖拉机拉耙来耙地,车辆上桥、下桥),深挖教材的编写规律。讨论:为什么公园滑梯倾角大而大桥要修很长的引桥来减小倾角?
6、回顾反思,学有所得
同学们,依据上例的解题过程,请你总结力的分解的方法:
①根据实例效果确定分力的方向;
②由平行四边形定则确定分力大小。
7、思维策略,巩固训练
①如图3支架,绳子对O点的拉力产生什么效果。
请一名学生上讲台,手伸直拿住竹杆的一端,另一端插在腰上,在手握处挂上适当重量(50N)的水桶,请他谈谈感受。同桌的同学,一人手叉腰,另一人使劲压,互相交换做,这种自我感受、合作学习,使课堂气氛热烈、活跃,学生印象深刻。
教师展示分解过程,讲解分解方法。创设问题,不知ΔABO的角度,怎样计算分力大小呢?造成认知冲突,提出作图法求解,教师讲解此法,使本节课有整体建构。
②同学们,一根线和两根线悬挂同一砝码,两根线的张角较大时,易断!知道为什么吗?多媒体展示画好了的几幅力的分解力,可得出结论。
8、总结扩展,突出重点
①力的分解是力的合成的逆运算,同样遵守平行四边形定则;
②在具体情境中用实际效果去分解力;
③分力的大小可计算、可作图。
9、作业布置,开放练习
①观察身边的力的分解实例;
②书面作业。
4、高中物理《运动快慢的描述速度》的优秀教案一等奖
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1—3—1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1—3—1
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1—3—2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1—3—2
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1—3—3,一质点沿直线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1—3—3
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1—3—4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1—3—4
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。
5、高中物理《经典力学的局限性》优秀教案一等奖
{课前感知}
1.经典力学认为,物体的质量与物体的运动状态 ;而狭义相对沦认为,物体的质量随着它的速度的增大而 ,若一个物体静止时的质量为 ,则当它以速度 运动时,共质量m= 。
2.每一个天体都有一个引力半径,半径的大小由 决定;只要天体实际半径 它们的引力半径,那么由爱因斯坦和牛顿引力理论计算出的力的差异 。但当天体的实际半径接近引力半径时,这种差异 。
{即讲即练}
【典题例释】 【我行我秀】
【例1】20世纪以来,人们发现了一些事实,而经典力学却无法解释,经典力学只适用于解决物体的 问题,不能用来处理 运动问题,只适用于 物体,一般不适用于 粒子。这说明人们对客观事物的具体认识在广度上是有 的,人们应当 。
【思路分析】人们对客观世界的认识要受到他所处的时代客观条件和科学水平的制约,所以人们只有不断扩展自己的认识,才能掌握更广阔领域内的不同事物的本质与规律。
【答案】低速运动 高速 宏观 微观 局限性
不断扩展认识,在更广阔的领域内掌握不同事物的本质与规律
【类题总结】历史的科学成就不会被新的科学成就所否定,它只能是新的科学在一定条件下的特殊情形
【例2】继哥白尼提出“太阳中心说”、开普勒提出行星运动三定律后,牛顿站在世人的肩膀上,创立了经典力学,揭示了包括行星在内的宏观物体的运动规律;爱因斯坦既批判了牛顿力学的不足,又进一步发展了牛顿的经典力学,创立了相对论,这说明 ( )
A.世界无限扩大,人不可能认识世界,只能认识世界的一部分
B.人的意识具有能动性,能够正确地反映客观世界
C.人对世界的每一个正确认识都有局限性,需要发展和深化
D.每一个认识都可能被后人推翻,人不可能获得正确的认识
【思路分析】发现总是来自于认识过程,观点总是为解释发现而提出的,主动认识世界,积极思考问题,追求解决(解释)问题,这是科学研究的基本轨迹。爱因斯坦的相对理论是对牛顿力学的理论的发展和深化,但也有人正在向爱因斯坦理论挑战
【答案】BC
【类题总结】一切科学的发现都是人们主动认识世界的结果,而每个人的研究又都是建立在前人研究的基础上,通过自己的努力去发展和提高。爱因斯坦的相对论理论并没有否定牛顿力学的理论,而是把它看成是在一定条件下的特殊情形。
【例3】一个原来静止的电子,经电压加速后,获得的速度为 .问电子的质量增大了还是减小了?改变了百分之几?
【思路分析】根据爱因斯坦的狭义相对论 得运动后质量增大了。
所以改变的百分比为 .
【答案】增大了 0.02%
【类题总结】在这种情况下,由于质量改变很小,可以忽略质量的改变,经典力学理论仍然适用,而宏观物体的运动速度一般都很小(相比于光速),所以经典力学解决宏观物体的动力学问题是适用的。 1. 19世纪末和20世纪以来,物理学的研究深入到 ,发现 等微观粒子不仅有 ,而且有 ,它们的运动规律不能用经典力学来说明。
2. 下列说法正确的是 ( )
A.经典力学能够说明微观粒子的规律性
B.经典力学适用于宏观物体的低速运动问题,不适用于高速运动的问题
C.相对论与量了力学的出现,表示经典力学已失去意义
D.对于宏观物体的高速运动问题,经典力学仍能适用
3.对于公式 ,下列说法中正确的是( )
A.式中的 是物体以速度V运动时的质量
B.当物体的运动速度 时,物体的质量为 0,即物体质量改变了,故经典力学不适用,是不正确的
C.当物体以较小的速度运动时,质量变化十分微弱,经典力学理论仍然适用,只有当物体以接近光速运动时,质量变化才明显,故经典力学适用于低速运动,而不适用于高速运动
D.通常由于物体的运动速度太小,故质量的变化引不起我们的感觉,在分析地球上物体的运动时,不必考虑质量的变化
{超越课堂}
〖基础巩固
1.下列说法正确的是 ( )
A.在经典力学中,物体的质量不随运动状态而改变,在狭义相对论中,物体的质量也不随运动状态而改变
B.在经典力学中,物体的质量随运动速度的增加而减小,在狭义相对论中,物体的质量随物体速度的增大而增大
C.在经典力学中,物体的质量是不变的,在狭义相对论中,物体的质量随物体速度的增大而增大
D.上述说法都是错误的
2.下列说法正确的是 ( )
A.牛顿定律就是经典力学
B.经典力学的基础是牛顿运动定律
C.牛顿运动定律可以解决自然界中所有的问题
D.经典力学可以解决自然界中所有的问题
3.20世纪初,著名物理学家爱因斯坦提出了 ,阐述物体 时所遵从的规律,改变了经典力学的一些结论.在经典力学中,物体的质量是 的.
而且具有 ,它们的运动规律不能用经典力学来说明.
4. 与 都没有否定过去的`科学,而认为过去的科学是自己在一定条件下的特殊情形.
5.一条河流中的水以相对于河岸的速度v水岸流动,河中的船以相对于河水的速度V船水顺流而下,在经典力学中的速度为:V船岸= .
6.在粒子对撞机中,有一个电子经过高压加速,速度达到光速的0.5倍,试求此时电子的质量变为静止时的多少倍?
〖能力提升
7.〖概念理解题20世纪以来,人们发现了一些新的事实,而经典力学却无法解释.经典力学只适用于解决物体的低速运动问题,不能用来处理高速运动问题,只适用于宏观物体,一般不适用于微观粒子.这说明 ( )
A.随着认识的发展,经典力学已成了过时的理论
B.人们对客观事物的具体认识在广度上是有局限性的
C.不同领域的事物各有其本质与规律
D.人们应当不断扩展认识,在更广阔的领域内掌握不同事物的本质与规律
8.〖概念理解题下列说法正确的是 ( )
①爱因斯坦的狭义相对论研究的是物体在低速运动时所遵循的规律
②爱因斯坦的狭义相对论研究的是物体在高速运动时所遵循的规律
③牛顿力学的运动定律研究的是物体在低速运动时所遵循的规律
④牛顿力学的运动定律研究的是物体在高速运动时所遵循的规律
A.①③ B.②④
C.①④ D.②③
9.〖应用题关于经典力学和量子力学,下面说法中正确的是( )
A.不论是对客观物体,还是微观粒子,经典力学和量子力学都是适用的
B.量子力学适用于宏观物体的运动,经典力学适用于微观粒子的运动
C.经典力学适用于宏观物体的运动,量子力学适用于微观粒子的运动
D.上述说法都是错误的
10. 〖概念理解题下面说法中正确的是 ( )
A.根据牛顿的万有引力定律可以知道,当星球质量不变,半径变为原来的一半时,表面上的引力将变为原来的4倍
B.按照广义相对论可以知道,当星球质量不变,半径变为原来的一半时,表面上的引力将大于原来的4倍
C.在球体的实际半径远大于引力半径时,根据爱因斯坦的理论和牛顿的引力理论计算出的力差异很大
D.在天体的实际半径接近引力半径时,根据爱因斯坦的引力理论和牛顿的引力理论计算出的力差异不大
11.〖应用题丹麦天文学家第谷连续20年详细记录了行星的运动过程中的位置的变化。这些资料既丰富又准确,达到了肉眼所能及的限度。但他并没有发现行星运动规律。对此,下列说法正确的有 ( )
A.占有大量感性材料是毫无意义的
B.第谷的工作为发现行星运动规律创造了前提
C.说明第谷没有真正发挥主观能动性
D.第谷缺少的是对感性材料的加工、制作
〖思维拓展
12.〖应用题当物体的速度v=0.8c(c为光速)时,质量增大到原质量的 倍。
13. 〖应用题两台升降机甲、乙同时自由下落,甲上的人看到乙是静止的,也就是说,在甲看来,乙的运动状态并没有改变,但是乙确实受到向下的地球引力,根据牛顿定律,受到外力作用的物体,其运动状态一定会改变,这不是有矛盾吗?你是如何理解的?
第六节 经典力学的局限性
【课前感知】
1.无关;增大;
2.天体的质量;远大于;并不很大;将急剧增大
【我行我秀】
1.(1)微观世界 电子 质子 中子 粒子性 波动性
2.(1)B 【思路分析】经典力学的适用范围是宏观、低速运动的物体,对于微观粒子和高速运动的物体的运动规律可用量子力学与相对论观点解释,两者研究问题的对象不一样,是相互补充的。
3.(1)C、D 【思路分析】公式中m0是静止质量,m是物体以速度v运动时的质量,A不对。由公式可知,只不当v接近光速时,物体的质量变化才明显,一般情况下物体的质量变化十分微小,故经典力学仍然适用,故B不对,C、D正确。
【超越课堂】
1.C【思路分析】在经典力学中,物体的质量是不变,在狭义相对论中,物体的质量随物体速度的增大而增大,二者在速度远小于光速时是统一的。
2.B【思路分析】经典力学并不等于牛顿定律,牛顿运动定律只是经典力学的基础;经典力学并非万能,也有其适用范围,并不能解决自然界中所有的问题 ,没有哪个理论可以解决自然界中所有问题。因此只有搞清牛顿运动定律和经典力学的隶属关系,明确经典力学的适用范围,才能正确解决此类问题。
3.狭义相对论 以接近光速的速度运动 不变
4.相对论 量子力学
5.v船水+v水岸
6.1.155倍
7.BCD
8.D
9.C
10.AB 【思路分析】在球体的实际半径远大于引力半径时,根据爱因斯坦的理论和牛顿的引力理论计算出力差异并不很大。
11.BD【思路分析】开普勒是通过对第谷的资料研究才发现行星运动的规律的,如果第谷对自己的感性材料进行加工制作,相信他也能够发现行星运动的规律。
12.1.7倍 【思路分析】根据质量与速度的关系,将v=0.8c代入求得 m= = =1.7m0.
6、高中物理《电荷及其守恒定律》优秀教案一等奖
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,两对金箔均张开
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,再把两球分开
C.先将棒接触一下其中一球,再把两球分开
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,吸住后不放开
B.b先吸引a,接触后又把a排斥开
C.a、b之间不发生相互作用
D.b立即把a排斥开
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
7、高中物理力的合成教案一等奖
教学目标
1、掌握力的平行四边形法则;
2、初步运用力的平行四边形法则求解共点力的合力;
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,物理教案-力的合成。
能力目标
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;
情感目标
培养学生的物理思维能力和科学研究的态度
教学建议
教学重点难点分析
1、本课的重点是通过实验归纳出力的平行四边形法则,这同时也是本章的重点.
2、对物体进行简单的受力分析、通过作图法确定合力是本章的难点;
教法建议
一、共点力概念讲解的教法建议
牐牴赜诠驳懔Φ母拍罱步馐毙枰强调不仅作用在物体的同一点的力是共点力,力的作用线相交于一点的也叫共点力.注意平行力于共点力的区分(关于平行力的合成请参考扩展资料中的“平行力的合成与分解”),教师讲解示例中要避开这例问题.
二、关于矢量合成讲解的教法建议
本课的重点是通过实验归纳出力的平行四边形法则,这同时也是本章的重点.由于学生刚开始接触矢量的运算方法,在讲解中需要从学生能够感知和理解的日常现象和规律出发,理解合力的概念,从实验现象总结出力的合成规律,由于矢量的运算法则是矢量概念的核心内容,又是学习物理学的基础,对于初上高中的学生来说,是一个大的飞跃,因此教学时,教师需要注意规范性,但是不必操之过急,通过一定数量的题目强化学生对平行四边形定则的认识.
牐犛捎诹Φ暮铣捎敕纸獾幕础首先是对物体进行受力分析,在前面力的知识学习中,学生已经对单个力的分析过程有了比较清晰的认识,在知识的整合过程中,教师可以通过练习做好规范演示.
三、关于作图法求解几个共点力合力的教法建议
1、在讲解用作图法求解共点力合力时,可以在复习力的图示法基础上,让学生加深矢量概念的理解,同时掌握矢量的计算法则.
2、注意图示画法的规范性,在本节可以配合学生自主实验进行教学.
第四节 力的合成与分解
教学设计过程:
一、复习提问:
1、什么是力?
2、力产生的效果跟哪些因素有关?
教师总结,并引出新课内容.
二、新课引入:
1、通过对初中学过的单个力产生的效果,与两个力共同作用的效果相同,引出共点力、合力和分力的概念,同时出示教学图片,如:两个人抬水、拉纤或拔河的图片.(图片可以参见多媒体素材中的图形图像)
2、提问1:已知同一直线上的两个力F1、F2的大小分别为50N、80N,如果两个力的方向相同,其合力大小是多少?合力的方向怎样?(教师讲解时注意强调:‘描述力的时候,要同时说明大小和方向,体现力的矢量性 )
3、提问2、进一步在问题1的基础上提问,若F1、F2的两个力的方向相反,其合力大小是多少?合力的方向怎样?
教师引导学生得到正确答案后,总结出“同一直线上二力合成”的规律:
物体受几个力共同作用,我们可以用一个力代替这几个力共同作用,其效果完全相同,这个力叫那几个力的合力.已知几个力,求它们的合力叫力的合成.
指明:
(1)、同一直线上,方向相同的两个力的合力大小等于这两个力大小之和,方向跟这两个力的方向相同.
(2)、同一直线上,方向相反的两个力的合力大小等于这两个力大小之差,合力的方向跟较大的力方向相同.
4、提问3、若两个力不在同一直线上时,其合力大小又是多少?合力的'方向怎样?
教师出示投影和图片:两个学生抬水对比一个同学抬水,让学生考虑:一个力的效果与两个力的效果相同,考虑一下是否“合力总比分力大”?
5、教师可以通过平行四边形定则演示器演示力的合成与分解实验(演示实验可以参考多媒体素材中的视频文件);
演示1:将橡皮筋固定在A点,演示用两个力F1、F2拉动橡皮筋到O点,再演示用F力将橡皮筋拉到O点,对比两次演示结果,运用力的图示法将力的大小方向表示出来,为了让学生更好的获得和理解力的平行四边性法则,在实验前,教师可以设计F1、F2的大小为3N和4N,两个力的夹角为90度,这样数学计算比较简单,学生很容易会发现F1、F2和F的关系满足勾股定理,进而得到力的平行四边性定则,教师总结:两个互成角度的力的合力,可以用表示这两个力的线段作邻边,作平行四边形,所夹的对角线就表示合力的大小和方向.
.
6、学生可以通过分组实验来验证力的平行四边性定则(可以参考多媒体资料中的视频试验):
试验器具:一块方木板,八开白纸两张,大头钉若干,弹簧秤两个,橡皮筋一个,细线若干,直尺两个,
学生在教师的知道下,组装好试验设备,进行试验验证.
强调:需要记录的数据(弹簧秤的示数)和要作的标记(橡皮筋两次拉到的同一位置和两个分力的方向)
7、教师总结:经过人们多次的、精细的试验,最后确认,对角线的长度、方向,跟合力的大小、方向一致,即对角线与合力重合,力和合成满足平行四边形法则.
8、让学生根据书中的提示自己推倒出合力与分力之间的关系式.
三、课堂小结
探究活动
关于“滑轮”问题的研究
题目
关于“滑轮”问题的研究
内容
在初中学习的有关滑轮问题后,对“定”、“动”滑轮作用的理解,尤其是动滑轮的使用时,是否一定省力?研究一下初中的物理课本,在什么条件下,应用动滑轮省力最多?观察生活中应用滑轮的实例,说出自己的心得,或以书面形式写出相关内容以及研究结果.
物理教案-力的合成
8、高中物理摩擦力教案一等奖
3 摩擦力
整体设计
摩擦力是力学中的三大性质力之一,正确认识摩擦力对后面知识的学习有着至关重要的作用.在摩擦力这节课中,要求会计算滑动摩擦力的大小和判断其方向,以及静摩擦力的大小和方向的判断.教师在教学过程中要将学生在初中所学过的相关概念与本节内容相结合,与生活中的实例相结合,逐步引导、循循善诱,对两种摩擦力的大小和方向判定有个清晰的认识.在探究过程中要充分利用初中二力平衡的知识,在物体从静止到运动的过程中认识静摩擦力和滑动摩擦力大小变化情况,使学生的认识从感性到理性发生质的变化.对于动摩擦因数的教学最好通过实验让学生探究得出.由于本节课的特点,在整个教学过程中要充分体现新课标的探究精神,让学生多用所学知识揭示生活中的相关现象本质.
教学重点
1.滑动摩擦力的大小及方向的判断.
2.静摩擦力的有无及方向的判断.
3.静摩擦力产生的条件及规律.
教学难点
1.静摩擦力有无的判断和方向的判断.
2.静摩擦力大小的计算.
课时安排
3课时
三维目标
知识与技能
1.知道什么是静摩擦力、最大静摩擦力、滑动摩擦力.
2.能计算静摩擦力、滑动摩擦力的大小并会判断它们的方向.
过程与方法
1.学生通过设计实验,并使用控制变量法对影响滑动摩擦力和静摩擦力大小的因素进行实验探究.
2.培养学生的逻辑思维能力,培养学生利用知识解决实际问题的能力.
情感态度与价值观
通过静摩擦力的探究过程,培养学生科学的思想方法.
课前准备
教具准备:木块、弹簧秤、木板、毛巾、纸、钢板、砂纸、水等.
知识准备:搜集有关的摩擦力信息.
教学过程
导入新课
活动导入
准备两只碗,分别放入数量较多的玻璃小球,一只碗内是光滑干净的,另一只碗内是粘有灰尘的.请两个同学把玻璃球从碗中用筷子夹出来,比赛看谁夹得快.然后让两位同学分别说出自己的感想,从而引出摩擦力的问题.
情景导入
(课件展示)播放运动员滑雪的`录像,如图3-3-1,让学生说出滑雪要求的环境条件,然后导
出摩擦力的概念.
图3-3-1
问题导入
粉笔在黑板上可以写出字来,在玻璃上写得出来吗?试试看.想想若在外面的柏油路面上用粉笔写字又会有何不同?为什么?你认为摩擦力是一种什么样的力?
让学生用自己的语言叙述摩擦力.
推进新课
学生在初中阶段已经学习过摩擦力,通过直接提问使学生回忆并叙述摩擦力的概念.
概念:两个相互接触的物体,当它们发生相对运动或具有相对运动的趋势时,就会在接触面上产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力,这种力叫做摩擦力.本节课就来深入研究摩擦力.
请学生做个小实验:要求学生用逐渐增大的水平力推动在教室中放置的桌子,直到推动一段距离.(设计意图:让学生体会并分析出桌子受到推力和摩擦力的作用,使学生产生对静摩擦力和滑动摩擦力的感性认识)
学生活动:学生按老师要求推桌子,并感受推力大小变化.
问题:为什么用力推桌子而桌子不一定运动?为什么想让桌子继续运动还要继续推?
初步引出对静摩擦力和滑动摩擦力的感性认识.
一、静摩擦力
由用力推桌子而不动,师生讨论引导出静摩擦力的概念:两个相互接触的物体之间有相对运动趋势而又保持相对静止时,在接触面间所产生的阻碍相对运动趋势的力叫静摩擦力.
问题:静摩擦力是一恒定的力吗?怎样求静摩擦力的大小?怎样判断静摩擦力的方向?
【实验探究】 在水平桌面上放一木块,用弹簧测力计沿水平方向用较小的力拉木块但保持木块不动,并不断缓慢地增大拉力.注意提示学生观察弹簧秤的示数变化.
实验如图3-3-2:
图3-3-2
实验现象:我们可以看到随着拉力的增大,弹簧秤的示数不断增大.
结论:由二力平衡的知识可以知道,木块受到的静摩擦力大小等于弹簧秤的拉力,方向和拉力的方向相反.所以静摩擦力不是一固定值,它随外力的变化而变化,总是和外力大小相等、方向相反.
继续试验:在弹簧测力计指针下轻塞一个小纸团,它可以随指针移动,并作为指针到达最大位置的标志.在刚才实验的基础上继续用力,当拉力达到一定的值时木块开始移动,此时拉力会突然变小.要求学生记下刚才的最大值.
结论:静摩擦力的增大有一个限度,这个限度就是最大静摩擦力Fmax,其值等于物体刚刚开始运动时的拉力.两物体间实际发生的静摩擦力F在0与最大静摩擦力Fmax之间.
问题:最大静摩擦力的大小和什么因素有关呢?(教师提出问题,由学生自主设计实验验证最大静摩擦力大小的决定因素)
学生活动:学生设计实验并探究,整理分析实验数据.
参考设计:
1.装置如上面的实验,在木块上面增加砝码,验证在不同的压力作用下的最大静摩擦力的大小;保持压力不变,分别在桌面上、棉布面上、毛巾面上验证最大静摩擦力的值.
2.用手握一油瓶,手的握力恰好使得油瓶不下落,此时最大静摩擦力等于瓶的重力.不断增加瓶中的油,要想瓶恰不滑落,应该增加手的握力即压力,由此判断最大静摩擦力和压力的关系.换用不同粗糙程度的瓶子做实验,验证最大静摩擦力和接触面的粗糙程度的关系.
活动:学生交流讨论并得出结论:
1.静摩擦力大小值并不唯一;
2.最大静摩擦力与压力和接触面有关系.
引导学生说一下生活中和生产中利用静摩擦力的事例.
(课件展示)图片示例:
图3-3-3
课堂训练(课件展示)
1.有关静摩擦力的说法中正确的是( )
A.只有静止的物体才受静摩擦力 B.静摩擦力与压力成正比
C.静摩擦力可能与运动方向垂直 D.静摩擦力的方向与物体运动方向一定相反
解析:受静摩擦力作用的物体不一定静止,故A错.静摩擦力的大小与压力无关,而与物体的运动状态及所受其他力的情况有关,故B错.静摩擦力的方向可与运动方向成任意角度,故C正确.静摩擦力的方向与运动方向无关,但一定与相对运动方向相反,故D错.
答案:C
2.如图3-3-4所示,用外力F水平压在质量为m的物体上(设受力F的面绝对光滑),恰好使物体静止,此时物体与墙之间的摩擦力为______;如果F增大为3F,物体与墙之间的摩擦力为______.
图3-3-4
解析:物体受向下的重力为mg,由二力平衡条件知静摩擦力大小也为mg,方向向上,当推力增为3F时,物体重力不变,则静摩擦力也不变.
答案:mg mg
二、滑动摩擦力
概念:当一个物体在另一个物体表面上滑动的时候,会受到另一个物体阻碍它滑动的力,这种力叫做滑动摩擦力.滑动摩擦力的方向总是沿着接触面,并且跟物体的相对运动方向相反.(可以通过复习回忆得出,或者通过演示实验总结得出,也可以直接给出)
(提出要求)利用教材演示实验仪器设计实验,定量研究影响滑动摩擦力大小的因素.(设计意图:使学生意识到应采用控制变量法进行多变量的研究;使学生体会摩擦力的大小的影响因素)
1.引导学生进行实验原理的探究.
(学生活动:思考并交流讨论得出利用二力平衡定量测量滑动摩擦力的大小)
2.引导学生进行实验方法的探究
(学生活动:思考并交流讨论得出控制变量法)
3.组织学生利用已有器材进行实验探究
(学生活动:学生进行分组实验探究)
4.要求学生设计表格记录数据,并通过对数据的分析初步得出自己的结论.
(学生活动:展示自己的数据,并对数据进行分析,最终定量得出压力与滑动摩擦力的关系,对动摩擦因数有定性的认识)(设计意图:培养学生实验数据的分析处理能力)
小结:滑动摩擦力的计算公式f=μN.(设计意图:训练学生语言表达及逻辑推理能力)
介绍动摩擦因数的物理意义及常见材料间的动摩擦因数.
课件展示:
几种材料间的动摩擦因数
材料 动摩擦因数 材料 动摩擦因数
钢—钢 0.25 钢—冰 0.02
木—木 0.30 木头—冰 0.03
木—金属 0.20 橡胶轮胎—路面(干) 0.71
皮革—铸铁 0.28
例题.滑雪是北方地区人们喜爱的一种运动.有的地方人们用鹿拉滑雪板进行滑雪比赛.已知滑雪板与冰面间的动摩擦因数为0.02,滑雪板和人的总质量为180 kg.如果鹿拉着滑雪板做匀速直线运动,求鹿的拉力大小.
解析:由于滑雪板做匀速直线运动,可知鹿的拉力F与滑动摩擦力的大小相等,即F=f.同时,滑雪板与冰面的压力N与滑雪板和人的重力相等,即N=G.
由滑动摩擦力公式,可求出鹿的拉力大小为
F=f=μN=μMg=0.02×180×9.8 N=35.3 N.
答案:35.3 N
课堂训练
质量为2 kg的物体,静止在水平面上.物体与地面间的动摩擦因数为0.5,最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等.给物体一水平拉力.
(1)当拉力大小变为5 N时,地面对物体的摩擦力是多大?
(2)当拉力大小变为12 N时,地面对物体的摩擦力是多大?
(3)此后若将拉力又减小为5 N(物体仍在滑动),地面对物体的摩擦力是多大?
(4)若撤去拉力,在物体继续滑动的过程中,地面对物体的摩擦力是多大?(取g=10 N/kg)
解析:(1)当拉力F=5 N时,F<fmax,物体没有滑动,地面对物体的摩擦力为静摩擦力,f=F=5 N;
(2)当拉力F=12 N时,F>fmax,物体滑动起来,地面对物体的摩擦力为滑动摩擦力F滑=μN=μmg=0.5×2×10 N=10 N;
(3)当拉力又减小为5 N时,由于物体仍在地面上滑动,所以物体受到地面的摩擦力仍是滑动摩擦力,所以仍是10 N;
(4)当拉力撤去后,由于物体继续在地面上滑动,物体受到地面的摩擦力仍是滑动摩擦力,所以仍为10 N.
答案:(1)5 N (2)10 N (3)10 N (4)10 N
知识拓展
增大有益摩擦:
1.增加物体表面的粗糙程度.如:鞋底、车轮胎、各种旋钮表面都有花纹.
2.增大压力.如:电动机的皮带拉得很紧,以便增大压力来增大摩擦力,防止皮带打滑.
减小有害摩擦:
1.用滚动摩擦代替滑动摩擦:用滚动轴承代替滑动轴承.
2.减小表面粗糙程度:加润滑油.
课堂小结
1.两个互相接触的物体,当它们要发生或已经发生相对运动时,在接触面上产生一种阻碍物体间相对运动的力,叫摩擦力.
静摩擦力 滑动摩擦力 符号及单位
产生原因 表面粗糙有挤压作用的物体间具有相对运动趋势时 表面粗糙有挤压作用的物体间发生相对运动时 摩擦力用f表示
单位:牛顿
简称:牛
符号:N
大小 始终与外力沿着接触面的分量相等 f=μN
方向 与相对运动趋势相反 与相对运动方向相反
2.摩擦力的大小与压力大小有关,跟物体间接触面的粗糙程度有关.
常用增大压力和使接触面更粗糙的方法增大有益摩擦.减小有害摩擦的方法有:使摩擦面光滑,用滚动代替滑动,使摩擦面脱离接触(加润滑油、气垫)这三种方法.
布置作业
1.教材第62页,“问题与练习”2、3.
2.教材第60页“做一做”.
板书设计
3 摩擦力
1.摩擦力产生的条件
(1)接触面粗糙
(2)在接触面上有垂直作用的正压力
(3)有相对运动或者有相对运动趋势
2.静摩擦力
(1)变力:0<F静≤Fmax
(2)方向:静摩擦力的方向总跟接触面相切,并且跟物体相对运动趋势的方向相反
3.滑动摩擦力
(1)大小:F=μFN
(2)方向:滑动摩擦力的方向总是与接触面相切,且与相对运动方向相反
活动与探究
1.设计实验测量纸面间的动摩擦因数.
2.观察自行车上哪些地方存在摩擦,其中哪些是有益的,哪些是有害的,你能想出哪些办法来增大或减小它们.
自主设计实验.包括选择实验器材、设计实验步骤,并设计、写出实验报告.
习题详解
1.解答:手压着桌面向前移动时,手受到桌面的滑动摩擦力作用.滑动摩擦力的方向与手指移动的方向相反,阻碍手指的运动.手对桌面的压力越大,手指受到的滑动摩擦力越大,对手指相对桌面运动的阻碍作用越明显.
2.解答:(1)不受.因为瓶子与桌面之间没有相对运动的趋势.
(2)受静摩擦力作用,静摩擦力的方向沿桌面斜向下.
(3)受静摩擦力作用,静摩擦力的方向竖直向上(瓶子处于竖直状态).
(4)受滑动摩擦力作用,摩擦力的方向沿纸条相对瓶子的运动方向.
3.答案:35 N 30 N 0.3 20 N
设计点评
本节重点是理解动摩擦因数的意义和滑动摩擦力大小的计算和方向的判定.难点是对静摩擦力的理解,尤其是静摩擦力方向和大小的确定.教学中通过大量的实例,并借助受力分析等方法来突破.静摩擦力是由于物体间具有相对运动趋势而产生的,其方向与相对运动趋势相反.如何判定静摩擦力的方向?通过假设物体间不存在摩擦力,那么在其他力的作用下物体将往什么方向运动去思考确定.教学时特别注意了对于静摩擦力大小与所受外力及所处运动状态的关系.设计中基本遵循问题—理论—问题的模式进行.
9、高中物理教案一等奖《滑动摩擦力》
教学目标
【知识与能力】
探究得出滑动摩擦力产生的条件和影响滑动摩擦力大小的因素以及计算公式。
【过程与方法】
通过观察,了解滑动摩擦力的存在,实验探究产生滑动摩擦力的条件以及影响其大小的因素,提高实验技能和探索能力。
【情感、态度和价值观】
学生能提高实事求是的.科学实验态度,锻炼思维能力、抽象能力,运用物理知识解释生活现象。
教学重难点
【重点】
滑动摩擦力产生条件和计算式。
【难点】
实验探究的过程。
教学方法
观察法、实验法、讨论法、问答法等。
教学过程
(一)新课导入
展示几个情景:孩子玩滑梯、火车急刹车、冰壶运动等。
通过提问这些情景中的现象,引导学生思考,从而得出滑动摩擦力的概念,导出新课。
(二)科学探究
问题1:滑动摩擦力什么情况下才会出现?结合前面学的静摩擦力条件进行讨论。
学生讨论:需要有压力、粗糙的接触面以及相对运动。
问题2:为什么冰壶、火车、孩子受到的滑动摩擦力不同呢?
实验探究:影响滑动摩擦力大小的因素:
1.猜想:与压力有关,与速度有关,与质量有关,与粗糙程度有关等等。
2.设计实验:用弹簧秤拉动木块,可通过加减砝码改变压力,改变拉动速度,更换接触面,例如玻璃、木板、石板、毛巾等。弹簧秤示数便是滑动摩擦力示数,设计表格进行记录。
3.进行实验:6人一组进行实验,注意小组内部的分工问题,教师巡视。
4.得出结论:滑动摩擦力与压力和接触面的粗糙程度有关。
5.交流讨论:分享实验中的数据和实验细节,误差处理等;讨论控制变量法的注意事项,即控制无关变量相同,只改变探究的物理量等;实验安全问题、保护器材问题等等。
6.总结:结合实验结论和教材,得出滑动摩擦力的计算公式,f=μN
问题3:滑动摩擦力的方向如何判断呢?结合示例分析并讨论。
示例:木块在地面上滑动、木块在木板上滑动并带动木板一起滑动。
学生讨论:滑动摩擦力方向与相对运动方向相反,相对运动方向有时并不是运动方向。
问题4:滑动摩擦力有什么作用呢?举例说明。
回答:生活中有很多地方可以见到滑动摩擦力,车辆的刹车系统是利用滑动摩擦力进行减速,打磨东西也是利用了滑动摩擦力,同时机器中的滑动摩擦力会损耗器材,所以需要使用润滑油来减小滑动摩擦力等等。
(三)巩固提高
给出适当例题,运用公式求解摩擦力大小,判断摩擦力方向。
(四)小结作业
小结:浅谈本节课收获。
作业:课下继续探索,拓展科学知识。
板书设计
10、高中物理《滑动摩擦力》教案一等奖
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。