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高中物理教案
作为一位优秀的人民教师，通常需要用到教案来辅助教学，通过教案准备可以更好地根据具体情况对教学进程做适当的必要的调整。写教案需要注意哪些格式呢？下面是小编整理的高中物理教案，仅供参考，欢迎大家阅读。
高中物理教案1
教学目标
一、知识目标
1、知道变压器的构造.知道变压器是用来改变交流电压的装置.
2、理解互感现象，理解变压器的工作原理.
3、掌握理想变压器工作规律并能运用解决实际问题.
4、理解理想变压器的原、副线圈中电压、电流与匝数的关系，能应用它分析解决基本问题.
5、理解变压器的输入功率等于输出功率.能用变压器的功率关系解决简单的变压器的电流关系问题.
6、理解在远距离输电时，利用变压器可以大大降低传输线路的电能消耗的原因.
7、知道课本中介绍的几种常见的变压器.
二、能力目标
1、通过观察演示实验，培养学生物理观察能力和正确读数的习惯.
2、从变压器工作规律得出过程中培养学生处理实验数据及总结概括能力.
3、从理想变压器概念引入使学生了解物理模型建立的基础和建立的意义.
三、情感目标
1、通过原副线圈的匝数与绕线线径关系中体会物理学中的xx、统一美.
2、让学生充分体会能量守恒定律的普遍xx及辩xx统一思想.
3、培养学生尊重事实，实事求是的科学精神和科学态度.
教学建议
教材分析及相应的教法建议
1、在学习本章之前，首先应明确的是，变压器是用来改变交变电流电压的变压器不能改变恒定电流的电压.互感现象是变压器工作的基础.让学生在学习电磁感应的基础上理解互感现象.这里的关键是明白原线圈和副线圈有共同的铁芯，穿过它们的磁通量和磁通量的变化时刻都是相同的因而，其中的感应电动势之比只与匝数有关.这样原、副线圈的匝数不同，就可以改变电压了.
2、在分析变压器的原理时，课本中提到了次级线圈对于负载来讲，相当于一个交流电源一般情况下，忽略变压器的磁漏，认为穿过原线圈每一匝的磁通量与穿过副线圈的磁通量总是相等的这两个条件，都是理想变压器的工作原理的内容.利用课本中的这些内容，教师在课堂上，首先可以帮助学生分析变压器原理，原线圈上加上交变流电后，铁心中产生交变磁通量;在副线圈中产生交变电动势，则副线圈相当于交流电源对外供电.在这个过程中，如果从能量角度分析，可以看成是电能(原线圈中的交变电流)转换成磁场能(铁心中的变化磁场)，磁场能又转换成电能(副线圈对外输出电流).所以，变压器是一个传递能量的装置.如果不计它的损失，则变压器在工作中只传递能量不消耗能量。要使学生明白，理想变压器是忽略了变压器中的能量损耗，它的输出功率与输入功率相等，这样才得出原、副线圈的电压、电流与匝数的关系式.在解决有两个副线圈的变压器的问题时，这一点尤其重要.当然，在初学时，有两个副线圈的变压器的问题，不做统一要求，不必急于去分析这类问题.对于学有余力的学生，可引导他们进行分析讨论。
3、学生对变压器原理和变压器中原、副线圈的电压、电流的关系常有一些似是而非的模糊认识，引导学生认真讨论章后习题，对学生澄清认识会有所帮助。
4、变压器的电压公式是直接给出的课本中利用原、副线圈的匝数关系，说明了什么是升压变压器和什么是降压变压器，这也是为了帮助学生能记住电压关系公式.利用变压器的输出功率和输人功率相等的关系，得到了i1i2=u1u2.建议教师做好用输出负载调节输入功率的演示实验.引导学生注意观察，当负载端接入的灯泡逐渐增多时，原、副线圈上的电压基本上不发生变化，原线圈中的电流逐渐增大，副线圈中的电流也逐渐增大。
5、介绍几种常见的'变压器，是让学生能见到真实的变压器的外型和了解变压器的实际构造.教师应当尽可能多地找一些变压器的给学生看一看.变压器在生产和生活中有十分广泛的应用.课本中介绍了一些，教学中可根据实际情况向学生进行介绍，或看挂图、照片、实物，或参观，以开阔学生眼界，增加实际知识。
6、电能的输送，定xx地说明了在远距离输送电能时，采用变压器进行高压输电可以大大减少输电线路上的电能损失.这里重点描述了输电线上的电流大小与造成的电热损失的关系，教师应帮助学生分析，理解采用高压输电的必要xx.
教学重点、难点、疑点及解决办法
1、重点：
变压器工作原理及工作规律.
2、难点：
(1)理解副线圈两端的电压为交变电压.
(2)推导变压器原副线圈电流与匝数关系.
(3)掌握公式中各物理量所表示对象的含义.
3、疑点：
变压器铁心是否带电即如何将电能从原线圈传输出到副线圈.
4、解决办法：
(1)通过演示实验来研究变压器工作规律使学生能在实验基础上建立规律.
(2)通过理想化模型建立及理论推导得出通过原副线圈电流与匝数间的关系.
(3)通过运用变压器工作规律的公式来解题使学生从实践中理解公式各物理量的含义
高中物理教案2
教学目标
知识目标
1、在开普勒第三定律的基础上，推导得到万有引力定律，使学生对此定律有初步理解;
2、使学生了解并掌握万有引力定律;
3、使学生能认识到万有引力定律的普遍性(它存在宇宙中任何有质量的物体之间，不管它们之间是否还有其它作用力).
能力目标
1、使学生能应用万有引力定律解决实际问题;
2、使学生能应用万有引力定律和圆周运动知识解决行星绕恒星和卫星绕行星运动的天体问题.
情感目标
1、使学生在学习万有引力定律的过程中感受到万有引力定律的发现是经历了几代科学家的不断努力，甚至付出了生命，最后牛顿总结了前人经验的基础上才发现的让学生在应用万有引力定律的过程中应多观察、多思考.
教学建议
万有引力定律的内容固然重要，让学生了解发现万有引力定律的过程更重要.建议教师在授课时，应提倡学生自学和查阅资料.教师应准备的资料应更广更全面.通过让学生阅读“万有引力定律的发现过程”，让学生根据牛顿提出的几个结果自己去猜测万有引力与那些量有关.教师在授课时可以让学生自学，也可由教师提出问题让学生讨论，也可由教师展示出开普勒三定律和牛顿的一些故事引导学生讨论.
教学目的：
1、了解万有引力定律得出的思路和过程;
2、理解万有引力定律的含义并会推导万有引力定律;
3、掌握万有引力定律，能解决简单的万有引力问题;
教学难点：万有引力定律的应用
教学重点：万有引力定律
教具：
展示第谷、哥白尼，伽利略、开普勒和牛顿等人图片.
教学过程
(一)新课教学(20分钟)
1、引言
展示第谷、哥白尼，伽利略、开普勒和牛顿等人照片并讲述物理学史：
十七世纪中叶以前的漫长时间中，许多天文学家和物理学家(如第谷、哥白尼，伽利略和开普勒等人)，通过了长期的观察、研究，已为人类揭示了行星的运动规律.但是，长期以来人们对于支配行星按照一定规律运动的原因是什么.却缺乏了解，更没有人敢于把天体运动与地面上物体的运动联系起来加以研究.
伟大的物理学家牛顿在哥白尼、伽利略和开普勒等人研究成果的基础上，进一步将地面上的动力学规律推广到天体运动中，研究、确立了《万有引力定律》.从而使人们认识了支配行星按一定规律运动的原因，为天体动力学的发展奠定了基础.那么：
(1)牛顿是怎样研究、确立《万有引力定律》的呢
(2)《万有引力定律》是如何反映物体间相互作用规律的
以上两个问题就是这节课要研究的重点.
2、通过举例分析，引导学生粗略领会牛顿研究、确立《万有引力定律》的科学推理的思维方法.
苹果在地面上加速下落：(由于受重力的原因)：
月亮绕地球作圆周运动：(由于受地球引力的原因);
行星绕太阳作圆周运动：(由于受太阳引力的原因)，(牛顿认为)
牛顿将上述各运动联系起来研究后提出：这些力是属于同种性质的力，应遵循同一规律;并进一步指出这种力应存在于宇宙中任何具有质量的物体之间.
3、引入课题.
板书：第二节、万有引力定律
(1)万有引力：宇宙间任何有质量的物体之间的相互作用.(板书)
(2)万有引力定律：宇宙间的一切物体都是相互吸引的两个物体间的.引力大小，跟他们之间质量的乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比.(板书)
式中：为万有引力恒量;为两物体的中心距离.引力是相互的(遵循牛顿第三定律).
(二)应用(例题及课堂练习)
学生中存在这样的问题：既然宇宙间的一切物体都是相互吸引的，哪为什么物体没有被吸引到一起(请学生带着这个疑问解题)
例题1、两物体质量都是1kg，两物体相距1m，则两物体间的万有引力是多少
解：由万有引力定律得：
代入数据得：
通过计算这个力太小，在许多问题的计算中可忽略
例题2.已知地球质量大约是，地球半径为km，地球表面的重力加速度.
求：
(1)地球表面一质量为10kg物体受到的万有引力
(2)地球表面一质量为10kg物体受到的重力
(3)比较万有引力和重力
解：(1)由万有引力定律得：
(2)代入数据得：
(3)比较结果万有引力比重力大.原因是在地球表面上的物体所受万有引力可分解为重力和自转所需的向心力.
(三)课堂练习：
教师请学生作课本中的练习，教师引导学生审题，并提示使用万有引力定律公式解题时，应注意因单位制不同，值也不同，强调用国际单位制解题.请学生同时到前面，在黑板上分别作1、2、3题.其它学生在座位上逐题解答.此时教师巡回指导学生练习随时注意黑板上演算的情况.
(四)小结：
1、万有引力存在于宇宙中任何物体之间(天体间、地面物体间、微观粒子间).天体间万有引力很大，为什么留学生去想(它是支配天体运动的原因).地面物体间，微观粒子间：万有引力很小，为什么它不足以影响物体的运动，故常常可忽略不计.
2、应用万有引力定律公式解题，值选，式中所涉其它各量必须取国际单位制.
(五)布置作业(3分钟)：教师可根据学生的情况布置作业.
探究活动
组织学生编写相关小论文，通过对资料的收集，了解万有引力定律的发现过程，了解科学家们对知识的探究精神，下面就是相关的题目.
1、万有引力定律发现的历史过程.
2、第谷在发现万有引力定律上的贡献.
高中物理教案3
课前预习
一、安培力
1．磁场对通电导线的作用力叫做___○1____．
2.大小：（1）当导线与匀强磁场方向________○2_____时，安培力最大为F=_____○3_____.
（2）当导线与匀强磁场方向_____○4________时，安培力最小为F=____○5______.
(3) 当导线与匀强磁场方向斜交时，所受安培力介于___○6___和__○7______之间。
3．方向：左手定则：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指__○8____，并且都跟手掌在___○9___，把手放入磁场中，让磁感线___○10____，并使伸开的四指指向 _○11___的方向，那么，拇指所指的方向，就是通电导线在磁场中的__○12___方向．
二、磁电式电流表
1.磁电式电流表主要由___○13____、____○14___、____○15____、____○16_____、_____○17_____构成.
2．蹄形磁铁的磁场的方向总是沿着径向均匀地分布的，在距轴线等距离处的磁感应强度的大小总是相等的，这样不管线圈转到什么位置，线圈平面总是跟它所在位置的磁感线平行，I与指针偏角θ成正比，I越大指针偏角越大，因而电流表可以量出电流I的大小，且刻度是均匀的，当线圈中的电流方向改变时，安培力的方向随着改变，指针偏转方向也随着改变，又可知道被测电流的方向。
3、磁电式仪表的优点是____○18________,可以测很弱的电流，缺点是绕制线圈的导线很细，允许通过的电流很弱。
课前预习答案
○1安培力○2垂直○3BIL○4平行○50○60○7BIL○8垂直○9同一个平面内○10垂直穿入手心○11电流○12受力○13蹄形磁铁 ○14 铁芯○15绕在线框上的线圈○16螺旋弹簧○17指针○18灵敏度高
重难点解读
一、 对安培力的认识
1、 安培力的性质：
安培力是磁场对电流的作用力，是一种性质力。
2、 安培力的作用点：
安培力是导体中通有电流而受到的力，与导体的中心位置无关，因此安培力的作用点在导体的几何中心上，这是因为电流始终流过导体的所有部分。
3、安培力的方向：
（1）安培力方向用左手定则判定：伸开左手，使大拇指和其余四指垂直，并且都跟手掌在同一个平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，并使伸开的四指指向电流方向，那么大拇指所指的方向就是通电导体在磁场中的受力方向。
（2）F、B、I三者间方向关系：已知B、I的方向（B、I不平行时），可用左手定则确定F的唯一方向：F⊥B，F⊥I，则F垂直于B和I所构成的平面（如图所示），但已知F和B的方向，不能唯一确定I的方向。由于I可在图中平面α内与B成任意不为零的夹角。同理，已知F和I的方向也不能唯一确定B的方向。
（3）用“同向电流相吸，反向电流相斥”（反映了磁现象的电本质）。只要两导线不是互相垂直的，都可以用“同向电流相吸，反向电流相斥”判定相互作用的磁场力的方向；当两导线互相垂直时，用左手定则判定。
4、安培力的大小：
（1）安培力的计算公式：F＝BILsinθ，θ为磁场B与直导体L之间的夹角。
（2）当θ＝90°时，导体与磁场垂直，安培力最大Fm＝BIL；当θ＝0°时，导体与磁场平行，安培力为零。
（3）F＝BILsinθ要求L上各点处磁感应强度相等，故该公式一般只适用于匀强磁场。
（4）安培力大小的特点：①不仅与B、I、L有关，还与放置方式θ有关。②L是有效长度，不一定是导线的`实际长度。弯曲导线的有效长度L等于两端点所连直线的长度，所以任意形状的闭合线圈的有效长度L=0
二、通电导线或线圈在安培力作用下的运动判断方法
（1）电流元分析法：把整段电流等效为多段很小的直线电流元，先用左手定则判断出每小段电流元所受安培力的方向，从而判断出整段电流所受合力方向，最后确定运动方向.
（2）特殊位置分析法：把通电导体转到一个便于分析的特殊位置后判断其安培力方向，从而确定运动方向.
（3）等效法：环形电流可等效成小磁针，通电螺线管可以等效成条形磁铁或多个环形电流，反过来等效也成立。
（4）转换研究对象法：因为电流之间，电流与磁体之间相互作用满足牛顿第三定律，这样，定性分析磁体在力的作用下如何运动的问题，可先分析电流在磁场中所受的安培力，然后由牛顿第三定律，再确定磁体所受作用力，从而确定磁体所受合力及运动方向.
典题精讲
题型一、安培力的方向
例1、电视机显象管的偏转线圈示意图如右，即时电流方向如图所示。该时刻由里向外射出的电子流将向哪个方向偏转？
解：画出偏转线圈内侧的电流，是左半线圈靠电子流的一侧为向里，右半线圈靠电子流的一侧为向外。电子流的等效电流方向是向里的，根据“同向电流互相吸引，反向电流互相排斥”，可判定电子流向左偏转。（本题用其它方法判断也行，但不如这个方法简洁）。
答案：向左偏转
规律总结：安培力方向的判定方法：
（1）用左手定则。
（2）用“同性相斥，异性相吸”（只适用于磁铁之间或磁体位于螺线管外部时）。
（3）用“同向电流相吸，反向电流相斥”（反映了磁现象的电本质）。可以把条形磁铁等效为长直螺线管（不要把长直螺线管等效为条形磁铁）。
题型二、安培力的大小
例2、如图，一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向（垂直于纸面向里）垂直。线段ab、bc和cd的长度均为L，且 。流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示。导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力
A. 方向沿纸面向上，大小为
B. 方向沿纸面向上，大小为
C. 方向沿纸面向下，大小为
D. 方向沿纸面向下，大小为
解析：该导线可以用a和d之间的直导线长为 来等效代替,根据 ,可知大小为 ,方向根据左手定则.A正确。
答案：A
规律总结：应用F=BILsinθ来计算时，F不仅与B、I、L有关，还与放置方式θ有关。L是有效长度，不一定是导线的实际长度。弯曲导线的有效长度L等于两端点所连直线的长度，所以任意形状的闭合线圈的有效长度L=0
题型三、通电导线或线圈在安培力作用下的运动
例3、如图11-2-4条形磁铁放在粗糙水平面上，正中的正上方有一导线，通有图示方向的电流后，磁铁对水平面的压力将会＿＿(增大、减小还是不变？)水平面对磁铁的摩擦力大小为＿＿。
解析：本题有多种分析方法。⑴画出通电导线中电流的磁场中通过两极的那条磁感线（如图中粗虚线所示），可看出两极受的磁场力的合力竖直向上。磁铁对水平面的压力减小，但不受摩擦力。⑵画出条形磁铁的磁感线中通过通电导线的那一条（如图中细虚线所示），可看出导线受到的安培力竖直向下，因此条形磁铁受的反作用力竖直向上。⑶把条形磁铁等效为通电螺线管，上方的电流是向里的，与通电导线中的电流是同向电流，所以互相吸引。
答案：减小 零
规律总结：分析通电导线或线圈在安培力作用下的运动常用方法：（1）电流元分析法，（2）特殊位置分析法， （3）等效法，（4）转换研究对象法
题型四、安培力作用下的导体的平衡问题
例4、 水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ，它们之间的宽度为L，M和P之间接入电动势为E的电源(不计内阻)．现垂直于导轨搁一根质量为m，电阻为R的金属棒ab，并加一个范围较大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向与水平面夹角为θ且指向右斜上方，如图8－1－32所示，问：
(1)当ab棒静止时，受到的支持力和摩擦力各为多少？
(2)若B的大小和方向均能改变，则要使ab棒所受支持力为零，B的大小至少为多少？此时B的方向如何？
解析：从b向a看侧视图如图所示．
(1)水平方向：F＝FAsin θ①
竖直方向：FN＋FAcos θ＝mg②
又 FA＝BIL＝BERL③
联立①②③得：FN＝mg－BLEcos θR，F＝BLEsin θR.
(2)使ab棒受支持力为零，且让磁场最小，可知安培力竖直向上．则有FA＝mg
Bmin＝mgREL，根据左手定则判定磁场方向水平向右．
答案：(1)mg－BLEcos θR BLEsin θR (2)mgREL 方向水平向右
规律总结：对于这类问题的求解思路：
（1）若是立体图，则必须先将立体图转化为平面图
（2）对物体受力分析，要注意安培力方向的确定
（3）根据平衡条件或物体的运动状态列出方程
（4）解方程求解并验证结果
巩固拓展
1. 如图，长为 的直导线拆成边长相等，夹角为 的 形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为 ，当在该导线中通以电流强度为 的电流时，该 形通电导线受到的安培力大小为
（A）0 （B）0.5 （C） （D）
答案：C
解析：导线有效长度为2lsin30°=l，所以该V形通电导线收到的安培力大小为 。选C。
本题考查安培力大小的计算。
2．．一段长0.2 m，通过2.5 A电流的直导线，关于在磁感应强度为B的匀强磁场中所受安培力F的情况，正确的是( )
A．如果B＝2 T，F一定是1 N
B．如果F＝0，B也一定为零
C．如果B＝4 T，F有可能是1 N
D．如果F有最大值时，通电导线一定与B平行
答案：C
解析：当导线与磁场方向垂直放置时，F＝BIL，力最大，当导线与磁场方向平行放置时，F＝0，当导线与磁场方向成任意其他角度放置时，0 3. 首先对电磁作用力进行研究的是法国科学家安培．如图所示的装置，可以探究影响安培力大小的因素，实验中如果想增大导体棒AB摆动的幅度，可能的操作是( ) A．把磁铁的N极和S极换过来 B．减小通过导体棒的电流强度I C．把接入电路的导线从②、③两条换成①、④两条 D．更换磁性较小的磁铁 答案：C 解析：安培力的大小与磁场强弱成正比，与电流强度成正比，与导线的长度成正比，C正确． 4. 一条形磁铁放在水平桌面上，它的上方靠S极一侧吊挂一根与它垂直的导电棒，图中只画出此棒的截面图，并标出此棒中的电流是流向纸内的，在通电的一瞬间可能产生的情况是( ) A．磁铁对桌面的压力减小 B．磁铁对桌面的压力增大 C．磁铁受到向右的摩擦力 D．磁铁受到向左的摩擦力 答案：AD 解析：如右图所示．对导体棒，通电后，由左手定则，导体棒受到斜向左下方的安培力，由牛顿第三定律可得，磁铁受到导体棒的作用力应斜向右上方，所以在通电的一瞬时，磁铁对桌面的压力减小，磁铁受到向左的摩擦力，因此A、D正确． 5．.质量为m的通电细杆ab置于倾角为θ的平行导轨上，导轨宽度为d，杆ab与导轨间的动摩擦因数为μ.有电流时ab恰好在导轨上静止，如图右所示.，下图是沿b→a方向观察时的四个平面图，标出了四种不同的匀强磁场方向，其中杆与导轨间摩擦力可能为零的是 A.①② B.③④ C.①③ D.②④ 答案： A 解析： ①中通电导体杆受到水平向右的安培力，细杆所受的摩擦力可能为零.②中导电细杆受到竖直向上的安培力，摩擦力可能为零.③中导电细杆受到竖直向下的安培力，摩擦力不可能为零.④中导电细杆受到水平向左的安培力，摩擦力不可能为零.故①②正确，选A. 6．如图所示，两根无限长的平行导线a和b水平放置，两导线中通以方向相反、大小不等的恒定电流，且Ia>Ib.当加一个垂直于a、b所在平面的匀强磁场B时；导线a恰好不再受安培力的作用．则与加磁场B以前相比较( ) A．b也恰好不再受安培力的作用 B．b受的安培力小于原来安培力的2倍，方向竖直向上 C．b受的安培力等于原来安培力的2倍，方向竖直向下 D．b受的安培力小于原来安培力的大小，方向竖直向下 答案：D 解析：当a不受安培力时，Ib产生的磁场与所加磁场在a处叠加后的磁感应强度为零，此时判断所加磁场垂直纸面向外，因Ia>Ib，所以在b处叠加后的磁场垂直纸面向里，b受安培力向下，且比原来小．故选项D正确． 7． 如图所示，在绝缘的水平面上等间距固定着三根相互平行的通电直导线a、b和c，各导线中的电流大小相同，其中a、c导线中的电流方向垂直纸面向外，b导线电流方向垂直纸面向内．每根导线都受到另外两根导线对它的安培力作用，则关于每根导线所受安培力的合力，以下说法中正确的是( ) A．导线a所受合力方向水平向右 B．导线c所受合力方向水平向右 C．导线c所受合力方向水平向左 D．导线b所受合力方向水平向左 答案：B 解析：首先用安培定则判定导线所在处的磁场方向，要注意是合磁场的方向，然后用左手定则判定导线的受力方向．可以确定B是正确的． 8．如图所示，在空间有三根相同的导线，相互间的距离相等，各通以大小和方向都相同的电流.除了相互作用的磁场力外，其他作用力都可忽略，则它们的运动情况是______. 答案： 两两相互吸引,相聚到三角形的中心 解析：根据通电直导线周围磁场的特点，由安培定则可判断出，它们之间存在吸引力. 9．如图所示，长为L、质量为m的两导体棒a、b,a被置在光滑斜面上，b固定在距a为x距离的同一水平面处，且a、b水平平行，设θ＝45°，ａ、b均通以大小为I的同向平行电流时，a恰能在斜面上保持静止.则b的电流在a处所产生的磁场的磁感应强度B的大小为 . 答案： 解析： 由安培定则和左手定则可判知导体棒a的受力如图，由力的平衡得方程： mgsin45°=Fcos45°，即 mg=F=BIL 可得B＝ . 10．一劲度系数为k的轻质弹簧，下端挂有一匝数为n的矩形线框abcd.bc边长为l.线框的下半部处在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向与线框平面垂直.在下图中，垂直于纸面向里，线框中通以电流I，方向如图所示.开始时线框处于平衡状态，令磁场反向，磁感强度的大小仍为B，线框达到新的平衡.在此过程中线框位移的大小Δx______，方向______. 答案： ；位移的方向向下 解析：设线圈的质量为m，当通以图示电流时，弹簧的伸长量为x1，线框处于平衡状态，所以kx1=mg-nBIl.当电流反向时，线框达到新的平衡，弹簧的伸长量为x2，由平衡条件可知 kx2=mg+nBIl. 所以k(x2-x1)=kΔx=2nBIl 所以Δx= 电流反向后，弹簧的伸长是x2＞x1，位移的方向应向下. 教学目标 知识目标 1、认识匀速圆周运动的概念。 2、理解线速度、角速度和周期的概念，掌握这几个物理量之间的关系并会进行计算。 能力目标 培养学生建立模型的能力及分析综合能力。 情感目标 激发学生学习兴趣，培养学生积极参与的意识。 教材分析 教材首先明确要研究圆周运动中的最简单的情况，匀速圆周运动，接着从描述匀速圆周运动的快慢的角度引入线速度、角速度的概念及周期、频率、转速等概念，最后推导出线速度、角速度、周期间的关系，中间有一个思考与讨论做为铺垫。 教法建议 关于线速度、角速度、周期等概念的教学建议是：通过生活实例（齿轮转动或皮带传动装置）或多媒体资料，让学生切实感受到做圆周运动的物体有运动快慢与转动快慢及周期之别，有必要引入相关的物理量加以描述。学习线速度的概念，可以根据匀速圆周运动的概念（结合课件）引导学生认识弧长与时间比值保持不变的特点，进而引出线速度的大小与方向。同时应向学生指出线速度就是物体做匀速圆周运动的瞬时速度。学习角速度和周期的概念时，应向学生说明这两个概念是根据匀速圆周运动的特点和描述运动的需要而引入的。即物体做匀速圆周运动时，每通过一段弧长都与转过一定的圆心角相对应，因而物体沿圆周转动的快慢也可以用转过的圆心角与时间t比值来描述，由此引入角速度的概念。又根据匀速圆周运动具有周期性的特点，物体沿圆周转动的快慢还可以用转动一圈所用时间的长短来描述，为此引入了周期的概念。讲述角速度的概念时，不要求向学生强调角速度的矢量性。在讲述概念的同时，要让学生体会到匀速圆周运动的特点：线速度的大小、角速度、周期和频率保持不变的圆周运动。 关于“线速度、角速度和周期间的关系”的教学建议是：结合课件引导学生认识到这几个物理量在对圆周运动的描述上虽有所不同，但它们之间是有联系的，并引导学生从如下思路理解它们之间的关系： 教学重点：线速度、角速度、周期的概念 教学难点：各量之间的关系及其应用 主要设计： 一、描述匀速圆周运动的有关物理量。 （一）让学生举一些物体做圆周运动的实例。 （二）展示课件1、齿轮传动装置 课件2、皮带传动装置 为引入概念提供感性认识，引起思考和讨论 （三）展示课件3：质点做匀速圆周运动 可暂停。可读出运行的时间，对应的弧长，转过的圆心角，进而给出线速度、角速度、周期、频率、转速等概念。 二、线速度、角速度、周期间的关系： （一）重新展示课件 1、齿轮传动装置。让学生体会到有些不同的点线速度大小相同，但角速度、周期不同，有些不同的点角速度、周期相同，但线速度大小不同；进而此导同学去分析它们之间的关系 圆周运动是一种特殊的曲线运动，也是牛顿定律在曲线运动中的综合应用。描述圆周运动的物理量多，且许多物理量（力、加速度、线速度）在时刻变化，因此，本单元是必修教材中的重点、难点、和学生的学困点。教师如何根据自己的学生把握教材的难易，设计好教案，对顺利完成好本单元教学就显得非常重要。 1、向心力：一本参考资料给向心力下了如下定义：做圆周运动的物体所受到指向圆心的合外力，叫向心力。我认为这个定义是不确切的，其一是容易给学生产生误导，认为做圆周运动的物体要受到一个向心力的作用，其二、向心力是按力的'作用效果命名的，它可以是某一个力、或几个力的合力、还可以是某种力的分力。鲁科版在本知识点教材处理比较好，先通过细绳栓一小球在光滑水平面做圆周运动的演示实验，分析其受力，得出：做圆周运动的物体一定要受到一个始终指向圆心等效力的作用，这个力叫做向心力。这个定义也比较科学，学生容易接受，且给等效力留了拓展空间，教师在后面的教学中，再通过圆周运动的实例引导学生逐渐认知向心力。在新课教学中，对有些复杂问题应循序渐进，不可一步到位。人教版教材是先学习向心加速度，根据牛顿第二定律，这个加速度一定是由于它受到了指向圆心的合力，这个合力叫向心力。这样给出向心力显得有点抽象，学生不容易接受。 2、向心加速度：人教版教材是通过质点做匀速圆周运动，找出△t时间内的速度变化量△v，△v△t求出平均加速度，当△t趋近零时，△v垂直于速度v,且指向圆心，既为质点在该位置的加速度，称向心加速度向心力向心加速度，然后给出加速度的公式。按此教学方案，逻辑性强，学生能知道向心加速度的来龙去脉，但由于用到了速度的失量差和极限概念，大部分学生感到学习困难，从课堂效果上看并不好，因此本教学方案适宜优秀学生。鲁科版教教材是通过圆周运动物体的受力分析，总结出做圆周运动的物体受到向心力的作用，那么它必然存在一个由向心力产生的加速度，这个加速度叫向心加速，方向与向心力方向一致，始终指向圆心，然后直接给出向心加速度的数学表达式，省去了复杂的数学推导，使教学难度大大降低，从课堂教学效果看：学生感觉容易接受，师生互动较为活跃。 本节教材分析 这节课通过对一些天体运动的实例分析，使学生了解：通常物体之间的万有引力很小，常常觉察不出来，但在天体运动中，由于天体的质量很大，万有引力将起决定性作用，对天文学的发展起了很大的推动作用，其中一个重要的应用就是计算天体的质量. 在讲课时，应用万有引力定律有两条思路要交待清楚. 1.把天体（或卫星）的运动看成是匀速圆周运动，即F引=F向，用于计算天体（中心体）的质量，讨论卫星的速度、角速度、周期及半径等问题. 2.在地面附近把万有引力看成物体的重力，即F引=mg.主要用于计算涉及重力加速度的问题. 一、教学目标 1．通过对行星绕恒星的运动及卫星绕行星的运动的研究，使学生初步掌握研究此类问题的基本方法：万有引力作为物体做圆周运动的向心力。 2．使学生对人造地球卫星的发射、运行等状况有初步了解，使多数学生在头脑中建立起较正确的图景。 二、重点、难点分析 1．天体运动的向心力是由万有引力提供的，这一思路是本节课的重点。 2．第一宇宙速度是卫星发射的最小速度，是卫星运行的最大速度，它们的统一是本节课的难点。 三、教具 自制同步卫星模型。 四、教学过程 (一)引入新课 1．复习提问： (1)物体做圆周运动的向心力公式是什么？分别写出向心力与线速 (2)万有引力定律的内容是什么？如何用公式表示？(对学生的回答予以纠正或肯定。) (3)万有引力和重力的关系是什么？重力加速度的决定式是什么？(学生回答：地球表面物体受到的重力是物体受到地球万有引力的一个分力，但这个分力的大小基本等于物体受到地球的万有引力。如不全面，教师予以补充。) 2．引课提问：根据前面我们所学习的知识，我们知道了所有物体之间都存在着相互作用的万有引力，而且这种万有引力在天体这类质量很大的物体之间是非常巨大的。那么为什么这样巨大的引力没有把天体拉到一起呢？(可由学生讨论，教师归纳总结。) 因为天体都是运动的，比如恒星附近有一颗行星，它具有一定的速度，根据牛顿第一定律，如果不受外力，它将做匀速直线运动。现在它受到恒星对它的万有引力，将偏离原来的运动方向。这样，它既不能摆脱恒星的控制远离恒星，也不会被恒星吸引到一起，将围绕恒星做圆周运动。此时，行星做圆周运动的向心力由恒星对它的万有引力提供。(教师边讲解，边画板图。) 可见万有引力与天体的运动密切联系，我们这节课就要研究万有引力定律在天文学上的应用。 板书：万有引力定律在天文学上的应用人造卫星 (二)教学过程 1．研究天体运动的基本方法 刚才我们分析了行星的运动，发现行星绕恒星做圆周运动，此时，恒星对行星的万有引力是行星做圆周运动的向心力。其实，所有行星绕恒星或卫星绕行星的运动都可以基本上看成是匀速圆周运动。这时运动的行星或卫星的受力情况也非常简单：它不可能受到弹力或摩擦力，所受到的力只有一种——万有引力。万有引力作为其做圆周运动的向心力。 板书：F万=F向 下面我们根据这一基本方法，研究几个天文学的问题。 (1)天体质量的计算 如果我们知道了一个卫星绕行星运动的周期，知道了卫星运动的轨道半径，能否求出行星的质量呢？根据研究天体运动的基本方法：万有引力做向心力，F万=F向 (指副板书)此时知道卫星的圆周运动周期，其向心力公式用哪个好呢？ 等式两边都有m，可以约去，说明与卫星质量无关。我们就可以得 (2)卫星运行速度的比较 下面我们再来看一个问题：某行星有两颗卫星，这两颗卫星的质量和轨道半径都不相同，哪颗卫星运动的速度快呢？我们仍然利用研究天体运动的基本方法：以万有引力做向心力 F万=F向 设行星质量为M，某颗卫星运动的轨道半径为r，此卫星质量为m，它受到行星对它的万有引力为 (指副板书)于是我们得到 等式两边都有m，可以约去，说明与卫星质量无关。于是我们得到 从公式可以看出，卫星的运行速度与其本身质量无关，与其轨道半径的平方根成反比。轨道半径越大，运行速度越小；轨道半径越小，运行速度越大。换句话说，离行星越近的卫星运动速度越大。这是一个非常有用的结论，希望同学能够给予重视。 (3)海王星、冥王星的发现 刚才我们研究的问题只是实际问题的一种近似，实际问题要复杂一些。比如，行星绕太阳的运动轨道并不是正圆，而是椭圆；每颗行星受到的引力也不仅由太阳提供，除太阳的引力最大外，还要受到其他行星的引力。这就需要更复杂一些的运算，而这种运算，导致了海王星、冥王星的发现。 200年前，人们认识的太阳系有7大行星：水星、金星、地球、火星、土星、木星和天王星，后来，人们发现最外面的行星——天王星的运行轨道与用万有引力定律计算出的有较大的偏差。于是，有人推测，在天王星的轨道外侧可能还有一颗行星，它对天王星的引力使天王星的轨道发生偏离。而且人们计算出这颗行星的可能轨道，并且在计算出的位置终于观测到了这颗新的行星，将它命名为海王星。再后，又发现海王星的轨道也与计算值有偏差，人们进一步推测，海王星轨道外侧还有一颗行星，于是用同样的方法发现了冥王星。可见万有引力定律在天文学中的应用价值。 2．人造地球卫星 下面我们再来研究一下人造地球卫星的发射及运行情况。 (1)卫星的发射与运行 最早研究人造卫星问题的是牛顿，他设想了这样一个问题：在地面某一高处平抛一个物体，物体将走一条抛物线落回地面。物体初速度越大，飞行距离越远。考虑到地球是圆形的，应该是这样的图景：(板图) 当抛出物体沿曲线轨道下落时，地面也沿球面向下弯曲，物体所受重力的方向也改变了。当物体初速度足够大时，物体总要落向地面，总也落不到地面，就成为地球的卫星了。 从刚才的分析我们知道，要想使物体成为地球的卫星，物体需要一个最小的发射速度，物体以这个速度发射时，能够刚好贴着地面绕地球飞行，此时其重力提供了向心力。 其中，g为地球表面的重力加速度，约9.8m/s2。R为地球的半径，约为6.4×106m。代入数据我们可以算出速度为7.9×103m/s，也就是7.9km/s。这个速度称为第一宇宙速度。 板书：第一宇宙速度v=7.9km/s 第一宇宙速度是发射一个物体，使其成为地球卫星的最小速度。若以第一宇宙速度发射一个物体，物体将在贴着地球表面的轨道上做匀速圆周运动。若发射速度大于第一宇宙速度，物体将在离地面远些的轨道上做圆周运动。 现在同学思考一个问题：刚才我们分析卫星绕行星运行时得到一个结论：卫星轨道离行星越远，其运动速度越小。现在我们又得到一个结论：卫星的发射速度越大，其运行轨道离地面越远。这两者是否矛盾呢？ 其实，它们并不矛盾，关键是我们要分清发射速度和运行速度是两个不同的速度：比如我们以10km/s的速度发射一颗卫星，由于发射速度大于7.9km/s，卫星不可能在地球表面飞行，将会远离地球表面。而卫星远离地球表面的过程中，其在垂直地面方向的运动，相当于竖直上抛运动，卫星速度将变小。当卫星速度减小到7.9km/s时，由于此时卫星离地球的距离比刚才大，根据万有引力定律，此时受到的引力比刚才小，仍不能使卫星在此高度绕地球运动，卫星还会继续远离地球。卫星离地面更远了，速度也进一步减小，当速度减小到某一数值时，比如说5km/s时，卫星在这个位置受到的地球引力刚好满足卫星在这个轨道以这个速度运动所需向心力，卫星将在这个轨道上运动。而此时的运行速度小于第一宇宙速度。所以，第一宇宙速度是发射地球卫星的最小速度，是卫星地球运行的最大速度。 板书：第一宇宙速度是发射地球卫星的最小速度，是卫星绕地球运行的最大速度。 如果物体发射的速度更大，达到或超过11.2km/s时，物体将能够摆脱地球引力的束缚，成为绕太阳运动的行星或飞到其他行星上去。11.2km/s这个速度称为第二宇宙速度。 板书：第二宇宙速度v=11.2km/s 如果物体的发射速度再大，达到或超过16.7km/s时，物体将能够摆脱太阳引力的束缚，飞到太阳系外。16.7km/s这个速度称为第三宇宙速度。 板书：第三宇宙速度v=16.7km/s (2)同步通讯卫星 下面我们再来研究一种卫星——同步通信卫星。这种卫星绕地球运动的角速度与地球自转的速度相同，所以从地面上看，它总在某地的正上方，因此叫同步卫星。这种卫星一般用于通讯，又叫同步通讯卫星。我们平时看电视实况转播时总听到解说员讲：正在通过太平洋上空或印度洋上空的通讯卫星转播电视实况，为什么北京上空没有同步卫星呢？大家来看一下模型(出示模型)： 若在北纬或南纬某地上空真有一颗同步卫星，那么这颗卫星轨道平面的中心应是地轴上的某点，而不是地心，其需要的向心力也指向这一点。而地球所能够提供的引力只能指向地心，所以北纬或南纬某地上空是不可能有同步卫星的。另外由于同步卫星的周期与地球自转周期相同，所以此卫星离地球的距离只能是一个定值。换句话说，所有地球的同步卫星只能分布在赤道正上方的一条圆弧上，而为了卫星之间不相互干扰，大约3度角左右才能放置一颗卫星，地球的同步通讯卫星只能有120颗。可见，空间位置也是一种资源。(可视时间让学生推导同步卫星的高度) 五、课堂小结 本节课我们学习了如何用万有引力定律来研究天体运动的问题；掌握了万有引力是向心力这一研究天体运动的基本方法；了解了卫星的发射与运行的一些情况；知道了第一宇宙速度是卫星发射的最小速度，是卫星绕地球运行的`最大速度。最后我们还了解了通讯卫星的有关情况，本节课我们学习的内容较多，希望及时复习。 六、说明 1．设计思路：本节课是一节知识应用与扩展的课程，所以设计时注意加大知识含量，引起学生兴趣。同时注意方法的培养，让学生养成用万有引力是天体运动的向心力这一基本方法研究问题的习惯，避免套公式的不良习惯。围绕第一宇宙速度的讨论，让学生形成较正确的卫星运动图景。 2．同步卫星模型是用一地球仪改制而成，用一个小球当卫星，小球与地球仪用细线相连，细线的一端可在地球仪的不同纬度处固定。 第六章万有引力定律（四、万有引力定律在天文学上的应用） 第六章万有引力定律（四、万有引力定律在天文学上的应用） 教材分析 这节课通过对一些天体运动的实例分析，使学生了解：通常物体之间的万有引力很小，常常觉察不出来，但在天体运动中，由于天体的质量很大，万有引力将起决定性作用，对天文学的发展起了很大的推动作用，其中一个重要的应用就是计算天体的质量。 在讲课时，应用万有引力定律有两条思路要交待清楚。 1．把天体（或卫星）的运动看成是匀速圆周运动，即F引=F向，用于计算天体（中心体）的质量，讨论卫星的速度、角速度、周期及半径等问题。 2．在地面附近把万有引力看成物体的重力，即F引=mg.主要用于计算涉及重力加速度的问题。 这节内容是这一章的重点，这是万有引力定律在实际中的具体应用.主要知识点就是如何求中心体质量及其他应用，还是可发现未知天体的方法。 教学目标 一知识目标 1．了解行星绕恒星运动及卫星绕行星的运动的共同点：万有引力作为行星、卫星圆周运动的向心力。 2．了解万有引力定律在天文学上有重要应用。 3．会用万有引力定律计算天体的质量。 二能力目标 通过万有引力定律在实际中的应用，培养学生理论联系实际的能力。 教学重点 1．人造卫星、月球绕地球的运动；行星绕太阳的运动的向心力是由万有引力提供的。 2．会用已知条件求中心天体的质量。 教学难点 根据已有条件求中心天体的质量。 教学步骤 一导入新课 复习旧课： 1．卡文迪许实验测万有引力常量的原理是什么？ 答：利用引力矩与金属丝的扭转力矩的平衡来求得。 2．万有引力常量的测出的物理意义。 答：使万有引力定律有了其实际意义，可以求得地球的质量等。 对了，万有引力常量一经测出，万有引力定律对天文学的发展起了很大的推动作用，这节课我们来学习万有引力定律在天文学上的应用。 二新课教学 (一）天体质量的计算 提出问题引导学生思考：在天文学上，天体的质量无法直接测量，能否利用万有引力定律和前面学过的知识找到计算天体质量的方法呢？ 1．基本思路：在研究天体的运动问题中，我们近似地把一个天体绕另一个天体的运动看作匀速圆周运动，万有引力提供天体作圆周运动的向心力。 2．计算表达式： 例如：已知某一行星到太阳的距离为r，公转周期为T，太阳质量为多少？ 分析：设太阳质量为M，行星质量为m，由万有引力提供行星公转的向心力得： ，∴ 提出问题引导学生思考：如何计算地球的质量？ 分析：应选定一颗绕地球转动的卫星，测定卫星的轨道半径和周期，利用上式求出地球质量。因此上式是用测定环绕天体的轨道半径和周期方法测被环绕天体的质量，不能测定环绕天体自身质量。 对于一个天体，M是一个定值.所以，绕太阳做圆周运动的行星都有。即开普勒第三定律。 老师总结：应用万有引力定律计算天体质量的基本思路是：根据行星（或卫星）运动的情况，求出行星（或卫星）的向心力，而F向=F万有引力。根据这个关系列方程即可。 例如：已知月球到地球的球心距离为r=4×108m,月亮绕地球运行的周期为30天，求地球的质量。 解：月球绕地球运行的向心力即月地间的万有引力即有： F向=F引= 得： 求某星体表面的重力加速度 例：一个半径比地球大2倍，质量是地球的36倍的行星，它表面的重力加速度是地球表面的重力加速度的 A．6倍B．18倍C．4倍D．13.5倍 分析：在星体表面处，F引≈mg.所以，在地球表面处： 在某星球表面处： ∴ 即正确选项为C 学生自己总结：求某星球表面的重力加速度，一般采用某物体在星体表面受到的重力等于其万有引力.一般采用比例计算法。 练习：金星的半径是地球的0.95倍，质量是地球的0.82倍，金星表面的重力加速度是多大？ 3．发现末知天体 用万有引力定律计算天体的质量是天文学上的重要应用之一，一个科学的理论，不但要能说明已知事实，而且要能预言当时不知道的事实，请同学们阅读课本并思考：科学家是如何根据万有引力定律发现海王星的？ 请同学们推导：已知中心天体的质量及绕其运动的行星的运动情况，在太阳系中，行星绕太阳运动的半径r为： 根据F万有引力=F向=,而F万有引力=,两式联立得： 在18世纪发现的第七个行星──天王星的运动轨道，总是同根据万有引力定律计算出来的有一定偏离。当时有人预测，肯定在其轨道外还有一颗未发现的新星。后来，亚当斯和勒维列在预言位置的附近找到了这颗新星。后来，科学家利用这一原理还发现了许多行星的卫星，由此可见，万有引力定律在天文学上的应用，有极为重要的意义。 海王星和冥王星的发现，显示了万有引力定律对研究天体运动的重要意义，同时证明了万有引力定律的正确性。 三例题分析 例1．木星的一个卫星运行一周需要时间1.5×104s，其轨道半径为9.2×107m，求木星的质量为多少千克？ 解：木星对卫星的万有引力提供卫星公转的向心力： ，例2．地球绕太阳公转，轨道半径为R，周期为T。月球绕地球运行轨道半径为r，周期为t，则太阳与地球质量之比为多少？ 解：⑴地球绕太阳公转，太阳对地球的引力提供向心力 则，得： ⑵月球绕地球公转，地球对月球的引力提供向心力 则,得： ⑶太阳与地球的质量之比 例3．一探空箭进入绕太阳的近乎圆形的轨道运行，轨道半径是地球绕太阳公转半径的9倍，则探空火箭使太阳公转周期为多少年？ 解：方法一：设火箭质量为m1，轨道半径R，太阳质量为M，地球质量为m2，轨道半径为r。 ⑴火箭绕太阳公转，则 得：………………① ⑵地球绕太阳公转，则 得：………………② ∴∴火箭的公转周期为27年。 方法二：要题可直接采用开普勒第三定律求解，更为方便。 四巩固练习 1．将一物体挂在一弹簧秤上，在地球表面某处伸长30mm,而在月球表面某处伸长5mm.如果在地球表面该处的重力加速度为9.84m/s2,那么月球表面测量处相应的重力加速度为 A．1.64m/s2B．3.28m/s2 C．4.92m/s2D．6.56m/s2 2．地球是一个不规则的椭球，它的极半径为6357km，赤道半径为6378km，物体在两极所受的引力与在赤道所受的引力之比为 参考答案： 1．A2．1.0066 五小结（用投影片出示） 这节课我们主要掌握的知识点是： 1．万有引力定律在天文学中的应用，一般有两条思路： (1)F万有引力=环绕体所需的向心力 (2)地面（或某星球表面）的物体的重力=F万有引力。 2．了解万有引力定律在天文学中具有的重要意义。 五作业 教学目标 知识目标 1、使学生能应用万有引力定律解决天体问题： 2、通过万有引力定律计算天体的质量、天体的密度、天体的重力加速度、天体运行的速度等; 3、通过应用万有引力定律使学生能在头脑中建立一个清晰的解决天体问题的图景：卫星作圆周运动的向心力是两行星间的万有引力提供的。 能力目标 1、通过万有引力定律在天文学上的应用使学生能熟练的掌握万有引力定律; 情感目标 1、通过万有引力定律在天文学上的应用使学生感受到自己能应用所学物理知识解决实际问题——天体运动。 教学建议 应用万有引力定律解决天体问题主要解决的是：天体的质量、天体的密度、天体的重力加速度、天体运行的速度天文学的初步知识等。教师在备课时应了解下列问题： 1、天体表面的重力加速度是由天体的质量和半径决定的 2、地球上物体的重力和地球对物体的万有引力的关系：物体随地球的自转所需的向心力，是由地球对物体引力的一个分力提供的，引力的另一个分力才是通常所说的物体受到的重力.(相关内容可以参考扩展资料) 万有引力定律在天文学上的应用教学设计 教学重点：万有引力定律的应用 教学难点：地球重力加速度问题 教学方法：讨论法 教学用具：计算机 教学过程： 一、地球重力加速度 问题一：在地球上是赤道的重力加速度大还是两极的加速度大 这个问题让学生充分讨论： 1、有的学生认为：地球上的加速度是不变化的 2、有的学生认为：两极的重力加速度大. 3、也有的的学生认为：赤道的重力加速度大. 出现以上问题是因为：学生可能没有考虑到地球是椭球形的，也有不记得公式的等. 教师板书并讲解： 在质量为、半径为的地球表面上，如果忽略地球自转的影响，质量为的物体的重力加速度，可以认为是由地球对它的万有引力产生的由万有引力定律和牛顿第二定律有： 则该天体表面的重力加速度为： 由此式可知，地球表面的重力加速度是由地球的质量和半径决定的而又因为地球是椭球的赤道的半径大，两极的半径小，所以赤道上的.重力加速度小，两极的重力加速度大.也可让学生发挥得：离地球表面的距离越大，重力加速度越小. 问题二：有1kg的物体在北京的重力大还是在上海的重力大 这个问题有学生回答 问题三： 1、地球在作什么运动人造地球卫星在作什么运动 通过展示图片为学生建立清晰的图景. 2、作匀速圆周运动的向心力是谁提供的 回答：地球与卫星间的万有引力即由牛顿第二定律得： 3、由以上可求出什么 ①卫星绕地球的线速度： ②卫星绕地球的周期： ③卫星绕地球的角速度： 教师可带领学生分析上面的公式得： 当轨道半径不变时，则卫星的周期不变、卫星的线速度不变、卫星的角速度也不变. 当卫星的角速度不变时，则卫星的轨道半径不变. 课堂练习： 1、假设火星和地球都是球体，火星的质量和地球质量.之比，火星的半径和地球半径之比，那么离火星表面高处的重力加速度和离地球表面高处的重力加速度.之比等于多少 解：因物体的重力来自万有引力，所以： 则该天体表面的重力加速度为： 所以： 2、若在相距甚远的两颗行星和的表面附近，各发射一颗卫星和，测得卫星绕行星的周期为，卫星绕行星的周期为，求这两颗行星密度之比是多大 解：设运动半径为，行星质量为，卫星质量为. 由万有引力定律得： 解得： 所以： 3、某星球的质量约为地球的的9倍，半径约为地球的一半，若从地球上高处平抛一物体，射程为60米，则在该星球上，从同样高度以同样的初速度平抛同一物体，射程应为： A、10米B、15米C、90米D、360米 解得：(A) 布置作业： 探究活动 组织学生收集资料，编写相关论文，可以参考下列题目： 1、月球有自转吗(针对这一问题，学生会很容易回答出来，但是关于月球的自转情况却不一定很清楚，教师可以加以引伸，比如月球自转周期，为什么我们看不到月球的另一面) 2、观察月亮 有条件的让学生观察月亮以及星体，收集相关资料，练习地理天文知识编写小论文. 教学目标 知识目标 1、了解形变的概念，了解弹力是物体发生弹性形变时产生的. 2、能够正确判断弹力的有无和弹力的方向，正确画出物体受到的弹力. 3、掌握运用胡克定律计算弹簧弹力的方法. 能力目标 1、能够运用二力平衡条件确定弹力的大小. 2、针对实际问题确定弹力的大小方向，提高判断分析能力. 教学建议 一、基本知识技能： (一)、基本概念： 1、弹力：发生形变的物体，由于要回复原状，对跟它接触的物体会产生力的作用，这种力叫做弹力. 2、弹性限度：如果形变超过一定限度，物体的形状将不能完全恢复，这个限度叫做弹性限度. 3、弹力的大小跟形变的大小有关，形变越大，弹力也越大. 4、形变有拉伸形变、弯曲形变、和扭转形变. (二)、基本技能： 1、应用胡克定律求解弹簧等的产生弹力的大小. 2、根据不同接触面或点画出弹力的图示. 二、重点难点分析： 1、弹力是物体发生形变后产生的，了解弹力产生的原因、方向的判断和大小的确定是本节的教学重点. 2、弹力的有无和弹力方向的判断是教学中学生比较难掌握的知识点. 教法建议 一、关于讲解弹力的产生原因的教法建议 1、介绍弹力时，一定要把物体在外力作用时发生形状改变的事实演示好，可以演示椭圆形状玻璃瓶在用力握紧时的形状变化，也可以演示其它明显的形变实验，如矿泉水瓶的形变，握力器的形变，钢尺的形变，也可以借助媒体资料演示一些研究观察物体微小形变的'方法.通过演示，介绍我们在做科学研究时，通常将微小变化“放大”以利于观察. 二、关于弹力方向讲解的教法建议 1、弹力的方向判断是本节的重点，可以将接触面的关系具体为“点——面(平面、曲面)”接触和“面——面”接触.举一些例子，将问题简单化.往往弹力的方向的判断以“面”或“面上接触点的切面”为准. 如所示的简单图示： 2、注意在分析两物体之间弹力的作用时，可以分别对一个物体进行受力分析，确切说明，是哪一个物体的形变对其产生弹力的作用.配合教材讲解绳子的拉力时，可以用具体的例子，画出示意图加以分析. 第三节 弹力 教学方法：实验法、讲解法 教学用具：演示形变用的钢尺、橡皮泥、弹簧、重物(钩码). 教学过程设计 (一)、复习提问 1、重力是的产生原因是什么?重力的方怎样? 2、复习初中内容：形变;弹性形变. (二)、新课教学 由复习过渡到新课，并演示说明 1、演示实验1：捏橡皮泥，用力拉压弹簧，用力弯动钢尺，它们的形状都发生了改变，教师总结形变的概念. 形变：物体的形状或体积的变化叫做形变，形变的原因是物体受到了力的作用.针对橡皮泥形变之后形状改变总结出弹性形变的概念：能够恢复原来形状的形变叫做弹性形变.不能恢复原来形状的形变叫做塑性形变. 2、将钩码悬挂在弹簧上，弹簧另一端固定，弹簧被拉长，提问： (1)钩码受哪些力?(重力、拉力、这二力平衡) (2)拉力是谁加给钩码的?(弹簧) (3)弹簧为什么对钩码产生拉力?(弹簧发生了弹性形变) 由此引出弹力的概念： 3、弹力：发生弹性形变的物体，会对跟它直接接触的物体产生力的作用.这种力就叫弹力. 就上述实验继续提问： (1)弹力产生的条件：物体直接接触并发生弹性形变. (2)弹力的方向 提问：课本放在桌子上.书给桌子的压力和桌子对书的支持力属于什么性质的力?其受力物体、施力物体各是什么?方向如何? 与学生讨论，然后总结： 4、压力的方向总是垂直与支持面而指向受力物体(被压物体). 5、支持力的方向总是垂直与支持面而指向受力物体(被支持物体). 继续提问：电灯对电线产生的拉力和电线对电灯产生的拉力又是什么性质的力? 其受力物体、施力物体各是谁?方向如何? 分析讨论，总结. 6、绳的拉力是绳对所拉物体的弹力，方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向. 7、胡克定律 弹力的大小与形变有关，同一物体，形变越大，弹力越大.弹簧的弹力，与 形变的关系为： 在弹性限度内，弹力的大小 跟弹簧的伸长(或缩短)的长度 成正比，即： 式中 叫弹簧的倔强系数，单位：N/m.它由弹簧本身所决定.不同弹簧的倔强系数一般不相同.这个规律是英国科学家胡克发现的，叫胡克定律. 胡克定律的适用条件：只适用于伸长或压缩形变. 8、练习使用胡克定律，注意强调 为形变量的大小. 弹力高中物理教学反思 本节课注意了对学生开放性、创新性思维的培养。开放性创新性思维的培养不是一句口号，而应该落到实处，这是基础教育课程改革的要求，也是在教学实际中很难落实的一个问题。 一般情况下，教师在组织学生学习塑性和弹性的时候，往往是通过举出生活中或者学生能够接触的弹性物体和非弹性物体若干实例，通过归纳的方法得出塑性和弹性。在这个问题的处理上并没有按照往常的方法，而是让学生对教师给出的若干物体进行分类，潜移默化的对学生进行了方法教育。分类的标准不同，分类结果也就不同，学生的兴奋点就非常多，都试图依照不同的分类标准进行分类，学生的思维随着分类的翅膀在飞翔。 从学生的生活出发，关注学生的体验。物理不是独立和抽象于生活之外的，尤其在初中阶段来看更是如此。在组织教学的时候没有过分关注基本的知识和概念，而是从学生生活中常见的橡皮筋、海绵、弹簧、减震等学生常见常听的事物出发，学生在对物体的弹性和塑性有充分的感性基础上，总结出什么是塑性和弹性。关注学生自己的体验，让两位同学在拉测力计的活动中体验拉力的不同，认识到弹力的大小与弹性形变的物体的形变大小有关的。学生亲自参与到了物理知识的建构中，认识当然是非常深刻的。师生关系融洽和谐，这也是本节课的一个闪光点。 主要缺点： 学生在进行分类的时候没有充分放开学生的思维。为什么学生的分类答案都是与本节内容是对应的?为什么没有学生按照物质的组成去分?为什么没有按照物质的导电性能或者密度大小去分?这是受到了思维定势的影响，既然本节学习弹性和塑性，当然就是这一种分类方法。在以后的教学中应该让学生在充分分类的基础上，从中挑出一组依照弹性和塑性分类的一组，让学生分析这一种分类的标准是什么，同样回到了环节的主题。 一、设计思想 物理学是一门与自然、生活、技术进步和社会发展有着最为广泛联系的科学。让学生封闭在既不联系自然，也不联系生产、生活，远离科学探究乐趣，甚至根本不可能存在的“思辩游戏”式的难题和怪题的牢笼之中，他们是不可能热爱物理课程的。所以要让学生在体验中获得物理规律，在物理史实中领略思维的力量和美。本节课的设计特点是注重物理规律的发现和发展，对科学家的创造性思维品质和敢于置疑、坚持真理的献身精神成为情感态度价值观教育的好素材。另外，实验的验证是本节课必需要的。适当介绍一些物理学史的知识，通过对大量实例的分析，让学生真正理解力不是维持物体速度的原因，而是改变物体速度的原因。先是介绍了人类对力和运动关系的发展历史，并着重讲述了伽俐略的理想实验及其重要的实验思想。然后引入了牛顿第一定律，引入了惯性概念，并由此分析出力不是维持物体速度的原因，而是改变物体速度的原因。 二、教材分析 牛顿第一定律是牛顿定律的基石，正是因为它破除了长达近两千年的.亚里士多德的错误，改变了人类的自然观和世界观，才导致牛顿第二定律得出。与此同时，它本身还包含着力、惯性、和参考系这些极富成果的科学概念，成为物理学理论的支柱和基石。另外，伽利略的研究过程蕴涵了重要的科学方法，教学中要引导学生领会牛顿第一定律的含义，充分说明伽利略“理想实验”的实验基础和推理过程，展示了伽利略斜面理想实验的猜想依据、推断结果这一思维过程，通过教学让学生明确运动和力的关系，提升对力、惯性、质量等基本概念的理解。惯性是学生学习运动和力的基础，因其抽象难懂而成为难点。新课标中本节内容对学生有以下基本要求：1。了解亚里士多德对力和运动关系的论述及存在的错误。2。认识伽利略研究运动和力关系的思想方法，了解理想实验的作用。3。知道速度是描述物体运动状态的物理量。4。理解牛顿第一定律的内容，能够运用牛顿第一定律解释有关现象。5。知道惯性是物体的固有属性，知道质量是物体惯性大小的量度。6。运用惯性概念，解释有关实际问题。在发展要求中：1。了解运动学和动力学研究角度的差异。2。会识别惯性系与非惯性系。 三、学情分析 本节所述内容在初中课本上已涉及到，初中课本中用到的标题是惯性定律，所以学生已有一定的基础，关键是如何让学生加深对牛顿第一定律的理解。对力和运动的关系，从日常经验出发，人们往往会产生错误的认识，所以使学生建立起运动改变的原因在于物体间的相互作用力的观点，不是轻而易举的事情。在对惯性的学习中，这仍是学生难于理解的问题。许多学生把物体具有保持匀速直线运动和静止状态的性质与物体在这种状态下的特点混为一谈。 四、教学目标 1、知识、技能目标： （1）理解牛顿第一定律的内容及意义。 （2）理解惯性，知道日常生活中由于惯性而产生的简单现象，会解释日常生活中的惯性现象。 2、能力、方法目标：培养学生严谨的逻辑推理能力；通过对大量实例的分析，培养学生归纳、综合能力。善于思考、善于总结，把物理与实际生活紧密结合。 3、情感、态度目标：让学生知道科学研究过程的艰难，领悟实验加推理的科学研究方法。 五、重点难点 本节的重点是伽利略理想实验，难点是对惯性的理解。 六、教学策略与手段 探究式教学，按物理史实为线索展示物理规律的形成。 七、课前准备 自制理想斜面实验器（用有很小凹槽的柔软铝塑板作为轨道）、气垫导轨。 八、教学过程 1、创设情景、新课引入 （1）引导学生看两张来自生活的图片（多媒体投影）： ①警察叫司机系安全带，为什么？ ②亚洲飞人柯受良驾车飞越黄河，他凭什么有这种胆识去飞越气势磅礴的黄河呢？ （2）演示一个惯性现象的小实验：用棒敲打叠放的象棋子。 通过生活中的一些现象引起学生探求物理知识的兴趣，同时为惯性的学习打下伏笔。 2、历史回顾 首先让同学看一个实验：用手推车，车前进，停止用力，车停止。 设问：生活中还有哪些类似此类的现象？（由学生思考后回答） 学生答：可能有如静止的自行车用力踩脚踏板才开始运动，如没有对车继续用力，它最终会停下来。静止的秋千用力时，它会摆动起来。停止用力时，它会最终停下来，等等。 教学目标 一、知识目标 1、知道什么是反冲运动，能举出几个反冲运动的实例； 2、知道火箭的飞行原理和主要用途。 二、能力目标 1、结合实际例子，理解什么是反冲运动； 2、能结合动量守恒定律对反冲现象做出解释； 3、进一步提高运用动量守恒定律分析和解决实际问题的能力 三、德育目标 1、通过实验，分析得到什么是反冲运动，培养学生善于从实验中总结规律和热心科学研究的兴趣、勇于探索的品质。 2、通过介绍我国成功地研制和发射长征系列火箭的事实，结合我国古代对于火箭的发明和我国的现代火箭技术已跨入世界先进先烈，激发学生热爱社会主义的情感。 教学重点 1、知道什么是反冲。 2、应用动量守恒定律正确处理喷气式飞机、火箭一类问题。 教学难点 如何应用动量守恒定律分析、解决反冲运动。 教学方法 1、通过观察演示实验，总结归纳得到什么是反冲运动。 2、结合实例运用动量守恒定律解释反冲运动。 教学用具 反冲小车、玻璃棒、气球、酒精、反冲塑料瓶等 课时安排 1课时 教学步骤 导入新课 [演示]拿一个气球，给它充足气，然后松手，观察现象。 [学生描述现象]释放气球后，气球内的气体向后喷出，气球向相反的方向飞出。 [教师]在日常生活中，类似于气球这样的运动很多，本节课我们就来研究这种。 新课教学 （一）反冲运动 火箭 1、教师分析气球所做的运动 给气球内吹足气，捏紧出气孔，此时气球和其中的气体作为一个整体处于静止状态。松开出气孔时，气球中的气体向后喷出，气体具有能量，此时气体和气球之间产生相互作用，气球就向前冲出。 2、学生举例：你能举出哪些物体的运动类似于气球所作的运动？ 学生：节日燃放的礼花。喷气式飞机。反击式水轮机。火箭等做的运动。 3、同学们概括一下上述运动的特点，教师结合学生的叙述总结得到： 某个物体向某一方向高速喷射出大量的液体，气体或弹射出一个小物体，从而使物体本身获得一反向速度的现象，叫反冲运动 4、分析气球。火箭等所做的反冲运动，得到： 在反冲现象中，系统所受的合外力一般不为零； 但是反冲运动中如果属于内力远大于外力的情况，可以认为反冲运动中系统动量守恒。 （二）学生课堂用自己的装置演示反冲运动。 1、学生做准备：拿出自己的在课下所做的反冲运动演示装置。 2、学生代表介绍实验装置，并演示。 学生甲： 装置：在玻璃板上放一辆小车，小车上用透明胶带粘中一块浸有酒精的棉花。 实验做法：点燃浸有酒精的棉花，管中的酒精蒸气将橡皮塞冲出，同时看到小车沿相反方向运动。 学生乙： 装置：二个空摩丝瓶，在它们的底部用大号缝衣针各钻一个小洞，这样做成二个简易的火箭筒，在铁支架的立柱端装上顶轴，在放置臂的两侧各装一只箭筒，再把旋转系统放在顶轴上，往火箭筒内各注入约4 mL的酒精，并在火箭筒下方的棉球上注入少量酒精。点燃酒精棉球，片刻火箭筒内的酒精蒸气从尾孔中喷出，并被点燃，这时可以看到火箭旋转起来。 学生丙：用可乐瓶做一个水火箭，方法是用一段吸管和透明胶带在瓶上固定一个导向管，瓶口塞一橡皮塞，在橡皮塞上钻一孔，在塞上固定一只自行车车胎上的进气阀门，并在气门芯内装上小橡皮管，在瓶中先注入约1/3体积的水，用橡皮塞把瓶口塞严，将尼龙线穿过可乐瓶上的导向管，使线的一端拴在门的上框上，另一端拴在板凳腿上，要使线拉直，将瓶的进气阀与打气筒相接，向筒内打气到一定程度时，瓶塞脱开，水从瓶口喷出，瓶向反方向飞去。 过渡引言：同学们通过自己设计的实验装置得到并演示了什么是反冲运动，那么反冲运动在实际生活中有什么应用呢？下边我们来探讨这个问题。 （三）反冲运动的应用和防止 1、学生阅读课文有关内容。 2、学生回答反冲运动应用和防止的实例。 学生：反冲有广泛的应用：灌溉喷水器、反击式水轮机、喷气式飞机、火箭等都是反冲的重要应用。 学生：用枪射击时，要用肩部抵住枪身，这是防止或减少反冲影响的实例。 3、用多媒体展示学生所举例子。 4、要求学生结合多媒体展示的物理情景对几个物理过程中反 冲的应用和防止做出解释说明： ①对于灌溉喷水器， 当水从弯管的喷嘴喷出时，弯管因反冲而旋转，可以自动地改变喷水的方向。 ②对于反击式水轮机：当水从转轮的叶片中流出时，转轴由于反冲而旋转带动发电机发电。 ③对于喷气式飞机和火箭，它们靠尾部喷出气流的反冲作用而获得很大的速度。 ④用枪射击时，子弹向前飞去枪身向后发生反冲，枪身的反冲会影响射击的准确性，所以用步枪时我们要把枪身抵在肩部，以减少反冲的`影响。 教师：通过我们对几个实例的分析，明确了反冲既有有利的一面，同时也有不利的一面，在看待事物时我们要学会用一分为二的观点。 我们知道：反冲现象的一个重要应用是火箭，下边我们一认识火箭： （四）火箭： 1、演示：把一个废旧白炽灯泡敲碎取出里面的一根细玻璃管，往细玻璃管装由火柴刮下的药粉，把细管放在支架上，用火柴或其他办法给细管加热。 现象：当管内的药粉点燃时，生成的燃气从细口迅速喷出，细管便向相反方向飞去。教师讲述：上述装置就是火箭的原理模型。 2、多媒体演示古代火箭，现代火箭的用途及多级火箭的工作过程，同时学生边看边阅读课文。 3、用实物投影仪出示阅读思考题： ①介绍一下我国古代的火箭。？ ②现代的火箭与古代火箭有什么相同和不同之处？ ③现代火箭主要用途是什么？ ④现代火箭为什么要采用多级结构？ 4、学生解答上述问题： ①我国古代的火箭是这样的： 在箭上扎一个火药筒，火药筒的前端是封闭的，火药点燃后生成的燃气以很大速度向后喷出，火箭由于反冲而向前运动。 ②现代火箭与古代火箭原理相同，都是利用反冲现象来工作的。 但现代火箭较古代火箭结构复杂得多，现代火箭主要由壳体和燃料两大部分组成，壳体是圆筒形的，前端是封闭的尖端，后端有尾喷管，燃料燃烧产生的高温高压燃气从尾喷管迅速喷出，火箭就向前飞去。 ③现代火箭主要用来发射探测仪器、常规弹头或核弹头，人造卫星或宇宙飞船，即利用火箭作为运载工具。 ④在现代技术条件下，一级火箭的最终速度还达不到发射人造卫星所需要的速度，发射卫星时要使用多级火箭。 用CAI课件展示多级火箭的工作过程： 多级火箭由章单级火箭组成，发射时先点燃第一级火箭，燃料用完工以后，空壳自动脱落，然后下一级火箭开始工作。 教师介绍：多级火箭能及时把空壳抛掉，使火箭的总质量减少，因而能够达到很高的温度，可用来完成洲际导弹，人造卫星、宇宙飞船等的发射工作，但火箭的级数不是越多越好，级数越多，构造越复杂，工作的可靠性越差，目前多级火箭一般都是三级火箭。 那么火箭在燃料燃尽时所能获得的最终速度与什么有关系呢？ 5、出示下列问题： 火箭发射前的总质量为M、燃料燃尽后的质量为m，火箭燃气的喷射速度为v1，燃料燃尽后火箭的飞行速度v为多大？ [学生分析并解答]： 解：在火箭发射过程中，由于内力远大于外力，所以动量守恒。 发射前的总动量为0，发射后的总动量为（M-m）v-mv1（以火箭的速度方向为正方向）则：（M-m）v-mv1=0 师生分析得到：燃料燃尽时火箭获得的最终速度由喷气速度及质量比M/m决定。 巩固训练 水平方向射击的大炮，炮身重450 kg，炮弹射击速度是450 m/s，射击后炮身后退的距离是45 cm，则炮受地面的平均阻力是多大？ 小结 1、当物体的一部分以一定的速度离开物体时，剩余部分将获得一个反向冲量而向相反方向运动，这种向相反方向的运动，通常叫做反冲运动。 2、对于反冲运动，所遵循的规律是动是守恒定律，在具体的计算中必须严格按动量守恒定律的解题步骤来进行。 3、反冲运动不仅存在于宏观低速物体间，也存在于微观高速物体。 一、教学目标 1、在开普勒第三定律的基础上，推导得到万有引力定律，使学生对此规律有初步理解。 2、介绍万有引力恒量的测定方法，增加学生对万有引力定律的感性认识。 3、通过牛顿发现万有引力定律的思考过程和卡文迪许扭秤的设计方法，渗透科学发现与科学实验的方法论教育。 二、重点、难点分析 1、万有引力定律的推导过程，既是本节课的重点，又是学生理解的难点，所以要根据学生反映，调节讲解速度及方法。 2、由于一般物体间的万有引力极小，学生对此缺乏感性认识，又无法进行演示实验，故应加强举例。 三、教具 卡文迪许扭秤模型。 四、教学过程 （一）引入新课 1、引课：前面我们已经学习了有关圆周运动的知识，我们知道做圆周运动的物体都需要一个向心力，而向心力是一种效果力，是由物体所受实际力的合力或分力来提供的。另外我们还知道，月球是绕地球做圆周运动的，那么我们想过没有，月球做圆周运动的向心力是由谁来提供的呢？（学生一般会回答：地球对月球有引力。） 我们再来看一个实验：我把一个粉笔头由静止释放，粉笔头会下落到地面。 实验：粉笔头自由下落。 同学们想过没有，粉笔头为什么是向下运动，而不是向其他方向运动呢？同学可能会说，重力的方向是竖直向下的，那么重力又是怎么产生的呢？地球对粉笔头的引力与地球对月球的引力是不是一种力呢？（学生一般会回答：是。）这个问题也是300多年前牛顿苦思冥想的问题，牛顿的结论也是：yes。 既然地球对粉笔头的引力与地球对月球有引力是一种力，那么这种力是由什么因素决定的，是只有地球对物体有这种力呢，还是所有物体间都存在这种力呢？这就是我们今天要研究的万有引力定律。 板书：万有引力定律 （二）教学过程 1、万有引力定律的推导 首先让我们回到牛顿的年代，从他的角度进行一下思考吧。当时“日心说”已在科学界基本否认了“地心说”，如果认为只有地球对物体存在引力，即地球是一个特殊物体，则势必会退回“地球是宇宙中心”的说法，而认为物体间普遍存在着引力，可这种引力在生活中又难以观察到，原因是什么呢？（学生可能会答出：一般物体间，这种引力很小。如不能答出，教师可诱导。）所以要研究这种引力，只能从这种引力表现比较明显的物体——天体的问题入手。当时有一个天文学家开普勒通过观测数据得到了一个规律：所有行星轨道半径的3次方与运动周期的2次方之比是一个定值，即开普勒第 其中m为行星质量，R为行星轨道半径，即太阳与行星的距离。也就是说，太阳对行星的引力正比于行星的质量而反比于太阳与行星的距离的平方。 而此时牛顿已经得到他的第三定律，即作用力等于反作用力，用在这里，就是行星对太阳也有引力。同时，太阳也不是一个特殊物体，它 用语言表述，就是：太阳与行星之间的引力，与它们质量的乘积成正比，与它们距离的平方成反比。这就是牛顿的万有引力定律。如果改 其中G为一个常数，叫做万有引力恒量。（视学生情况，可强调与物体重力只是用同一字母表示，并非同一个含义。） 应该说明的是，牛顿得出这个规律，是在与胡克等人的探讨中得到的。 2、万有引力定律的理解 下面我们对万有引力定律做进一步的说明： （1）万有引力存在于任何两个物体之间。虽然我们推导万有引力定律是从太阳对行星的引力导出的，但刚才我们已经分析过，太阳与行星都不是特殊的物体，所以万有引力存在于任何两个物体之间。也正因为此，这个引力称做万有引力。只不过一般物体的质量与星球相比过于小了，它们之间的万有引力也非常小，完全可以忽略不计。所以万有引力定律的表述是： 板书：任何两个物体都是相互吸引的，引力的大小跟两个物体的质 其中m1、m2分别表示两个物体的质量，r为它们间的距离。 （2）万有引力定律中的距离r，其含义是两个质点间的距离。两个物体相距很远，则物体一般可以视为质点。但如果是规则形状的均匀物体相距较近，则应把r理解为它们的几何中心的距离。例如物体是两个球体，r就是两个球心间的距离。 （3）万有引力是因为物体有质量而产生的引力。从万有引力定律可以看出，物体间的万有引力由相互作用的两个物体的质量决定，所以质量是万有引力的产生原因。从这一产生原因可以看出：万有引力不同于我们初中所学习过的电荷间的引力及磁极间的引力，也不同于我们以后要学习的分子间的引力。 3、万有引力恒量的测定 牛顿发现了万有引力定律，但万有引力恒量G这个常数是多少，连他本人也不知道。按说只要测出两个物体的质量，测出两个物体间的距离，再测出物体间的引力，代入万有引力定律，就可以测出这个恒量。但因为一般物体的'质量太小了，它们间的引力无法测出，而天体的质量太大了，又无法测出质量。所以，万有引力定律发现了100多年，万有引力恒量仍没有一个准确的结果，这个公式就仍然不能是一个完善的等式。直到100多年后，英国人卡文迪许利用扭秤，才巧妙地测出了这个恒量。 这是一个卡文迪许扭秤的模型。（教师出示模型，并拆装讲解）这个扭秤的主要部分是这样一个T字形轻而结实的框架，把这个T形架倒挂在一根石英丝下。若在T形架的两端施加两个大小相等、方向相反的力，石英丝就会扭转一个角度。力越大，扭转的角度也越大。反过来，如果测出T形架转过的角度，也就可以测出T形架两端所受力的大小。现在在T形架的两端各固定一个小球，再在每个小球的附近各放一个大球，大小两个球间的距离是可以较容易测定的。根据万有引力定律，大球会对小球产生引力，T形架会随之扭转，只要测出其扭转的角度，就可以测出引力的大小。当然由于引力很小，这个扭转的角度会很小。怎样才能把这个角度测出来呢？卡文迪许在T形架上装了一面小镜子，用一束光射向镜子，经镜子反射后的光射向远处的刻度尺，当镜子与T形架一起发生一个很小的转动时，刻度尺上的光斑会发生较大的移动。这样，就起到一个化小为大的效果，通过测定光斑的移动，测定了T形架在放置大球前后扭转的角度，从而测定了此时大球对小球的引力。卡文迪许用此扭秤验证了牛顿万有引力定律，并测定出万有引力恒量G的数值。这个数值与近代用更加科学的方法测定的数值是非常接近的。 卡文迪许测定的G值为6。754×10—11，现在公认的G值为6。67×10—11。需要注意的是，这个万有引力恒量是有单位的：它的单位应该是乘以两个质量的单位千克，再除以距离的单位米的平方后，得到力的单位牛顿，故应为Nm2/kg2。 板书：G=6。67×10—11Nm2/kg2 由于万有引力恒量的数值非常小，所以一般质量的物体之间的万有引力是很小的，我们可以估算一下，两个质量50kg的同学相距0。5m时之间的万有引力有多大（可由学生回答：约6。67×10—7N），这么小的力我们是根本感觉不到的。只有质量很大的物体对一般物体的引力我们才能感觉到，如地球对我们的引力大致就是我们的重力，月球对海洋的引力导致了潮汐现象。而天体之间的引力由于星球的质量很大，又是非常惊人的：如太阳对地球的引力达3。56×1022N。 五、课堂小结 本节课我们学习了万有引力定律，了解了任何两个有质量的物体之间都存在着一种引力，这个引力正比于两个物体质量的乘积，反比于两个物体间的距离。其大小的决定式为： 其中G为万有引力恒量：G=6。67×10—11Nm2/kg2 另外，我们还了解了科学家分析物体、解决问题的方法和技巧，希望对我们今后分析问题、解决问题能够有所借鉴。 六、说明 1、设计思路：本节课由于内容限制，以教师讲授为主。为能够吸引学生，引课时设计了一些学生习以为常的但又没有细致思考过的问题。讲授过程中以物理学史为主线，让学生以科学家的角度分析、思考问题。力争抓住这节课的有利时机，渗透“没有绝对特殊的物体”这一引起物理学几次革命性突破的辩证唯物主义观点。 2、卡文迪许扭秤模型为自制教具，可仿课本插图用金属杆等焊制，外面可用有机玻璃制成外壳，并可拆卸。 一、教学目标 【知识与技能】 1、知道常见的形变，了解物体的弹性； 2、知道弹力产生的条件； 3、知道压力、支持力、绳的拉力都是弹力，能在力的示意图中画出它们的方向。 【过程与方法】 通过探究弹力的存在，能提高在实际问题中确定弹力方向的能力，体会假设推理法解决问题的巧妙。 【情感态度与价值观】 观察和了解形变的有趣现象，感受自然界的奥秘，感受学习物理的乐趣，建立把物理学习与生活实践结合起来的习惯。 二、教学重难点 【重点】 弹力产生的条件及弹力方向的判定 【难点】 接触的物体是否发生形变及弹力方向的确定 三、教学过程 环节一：导入新课 教学一开始前，给每个学生小组分发弹簧和尺子，让每个小组试着把玩这些物件，如用力拉或压弹簧，用力弯动尺子等。在操作过程中思考被拉或压的弹簧，弯动的尺子的有什么共同点是什么？大家可否试着举出生活中其他的一些诸如这个弹簧和尺子的例子？ 物体的形状都发生了改变。由此引入物体的形态发生了变化是源于物体都受到了力的`作用，这种力就是今天要学习的弹力。 环节二：新课讲授 （一）弹性形变和弹力 概念：物体在力的作用下形状或体积的改变叫做形变。 提问：刚才举的那些例子都很容易观察到，如果一本书放在桌面上，书和桌面发生形变了没有？ 学生会产生疑惑分歧，但教师此时可以不用详解，而是做现场演示实验1，让学生观察用手挤压时XX形变（双手握住注满红墨水的烧瓶，用力挤压底部。上插玻璃管中的红墨水液面上升。） 为了让学生有更直观深刻的印象，也会用视频播放演示实验2：桌面微小形变的激光演示（在一个大桌上放两个平面镜M和N，让一束光依次被这两面镜子反射，最后射在刻度尺上形成一个光点。用力压桌面，观察刻度尺上光点位置的变化。） 学生观察后思考：通过上面的实验，我们观察到什么样的实验现象？我们用了什么样的方法？那书放在桌面上，书和桌面发生形变了没有？ 分析得出：通过微观放大的方法观察，我们发现原来不容易观察的瓶子和桌面也发生了形变。 归纳：由此我们可以想到一切物体都可以发生形变，形变分为很多种类，有些物体在形变后能够恢复原状，这种形变叫做弹性形变。 提问：发生弹性形变的物体是不是在所有的情况下都可以恢复原状呢？请举例说明？ 学生能举出有时弹簧拉得过长就恢复不了原状。指出：如果形变过大，超过一定的限度，撤去作用力后物体不能完全恢复原来的形状，这个限度叫做弹性限度。 根据前面的铺垫，总结弹力的概念：发生形变的物体，由于要恢复原状，对与它接触的物体会产生力的作用，这种力叫做弹力。例举蹦床的例子说明。 （二）几种弹力的方向 教师在黑板上画出书与桌面之间的相互作用力，与学生一起分析之间的相互作用关系，指出书对桌面的压力和桌面对书的支持力都是弹力。 举出实例：给出吊灯图片，做出分析。以灯为研究受力对象，链子指向链子收缩的方向吊住吊灯，链子发生形变。链子被拉长，就要企图恢复形变。这里施力物体——链子，受力物体——灯。这时候链子对灯的拉力的方向是——竖直向上，指向链子收缩的方向。 做出总结：弹力方向——施力物体形变恢复的方向；与施力物体形变方向相反。压力和支持力的方向总是垂直于接触面指向受力物体，绳的拉力总是沿着绳子指向绳收缩的方向。 环节三：巩固提高 给出如下三个图片，要求学生画出弹力的示意图。 归纳总结： 三种接触情况下弹力的方向： （1）面面接触，垂直于接触面指向被支持的物体 （2）点面接触，垂直于接触面指向被支持的物体 （3）点点接触，垂直于接触点的切面指向被支持物体。 环节四：小结作业 小结：师生归纳弹力的相关知识点。 作业：预习后面胡克定律，了解弹力大小的特点。 四、板书设计 五、教学反思 一、教学目标 1.在物理知识方面理解作用力和反作用力的关系，掌握牛顿第三定律的内容. 2.牛顿第三定律是通过实验得到的，在这一节课中要充分让学生体会到这一点.通过本节课的教学，要让学生在学习物理知识的同时，学会物理学研究现象、总结规律的方法. 二、重点、难点分析 1.本节教学的重点是认识并理解作用力和反作用力的关系，学生不应把对它们的认识只停留在大小和方向上.学生应该掌握对作用力和反作用力的正确判断. 2.作用力和反作用力的关系与平衡力的关系有相同之处，也有不同之处，学生常常把这两种力混淆.两个相互作用力是大小相等的，但对两个物体产生的效果往往也是不同的，要通过对问题的分析解决学生头脑中不正确的认识. 三、教具 1.演示两物体间的相互作用力为弹力的小车、弹簧片、细线; 2.演示两物体间的相互作用力为摩擦力的三合板、遥控玩具汽车、玻璃棒; 3.演示两物体间的相互作用力为静电力的通草球、橡胶棒、毛皮、玻璃棒、丝绸; 4.演示两物体间的相互作用力为磁场力的小车、磁铁等; 5.演示两个学生间相互作用力的小车、绳; 6.演示相互作用力大小关系的弹簧秤. 四、主要教学过程 (一)引入新课 人在划船时用桨推河岸，发生了什么现象呢?船离开了岸.这个问题在初中已经研究过，当时对这个问题的解释是：物体间力的作用是相互的当一个物体对另一个物体施加力的作用时，这个物体同样会受到另一个物体对它的力的作用，我们把这个过程中出现的两个力分别叫做作用力和反作用力.下面进一步来研究两个物体之间的作用力和反作用力的关系. (二)教学过程设计 第六节牛顿第三定律 1.物体间力的作用是相互的 我们通过几个实验来研究今天的内容.通过实验大家要总结出作用力跟反作用力的特点及其关系.在实验中大家要注意观察现象，分析现象所说明的问题. 实验1.在桌面上放两辆相同的`小车，两车用细线套在一起，两车间夹一弹簧片.当用火烧断线后，两车被弹开，所走的距离相等. 实验2.在桌面上并排放上一些圆杆，可用静电中的玻璃棒.在棒上铺一块三合板，板上放一辆遥控电动玩具小车.用遥控器控制小车向前运动时，板向后运动;当车向后运动时板向前运动. 实验3.用细线拴两个通草球，当两个通草球带同种电荷时，相互推斥而远离;当带异种电荷时，相互吸引而靠近. 实验4.在两辆小车上各固定一根条形磁铁，当磁铁的同名磁极靠近时，放手小车两车被推开;当异名磁极接近时，两辆小车被吸拢. 实验5.把两辆能站人的小车放在地面上，小车上各站一个学生，每个学生拿着绳子的一端.当一个学生用力拉绳时，两辆小车同时向中间移动. 实验分析： ①相互性：两个物体间力的作用是相互的施力物体和受力物体对两个力来说是互换的，分别把这两个力叫做作用力和反作用力. ②同时性：作用力消失，反作用力立即消失.没有作用就没有反作用. ③同一性：作用力和反作用力的性质是相同的这一点从几个实验中可以看出，当作用力是弹力时，反作用力也是弹力;作用力是摩擦力，反作用力也是摩擦力等等. ④方向：作用力跟反作用力的方向是相反的，在一条直线上. 实验6.用两个弹簧秤对拉，观察两个弹簧秤间的作用力和反作用力的数量关系可以得到以下结论. ⑤大小：作用力和反作用力的大小在数值上是相等的 由此得出结论： 2.牛顿第三定律：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在一条直线上. 教师举几个作用力和反作用力的实例. 提问：学生举例说明. 既然两个物体间的作用力和反作用力是大小相等的，为什么会出现这种情况：鸡蛋与石头相碰时，鸡蛋破碎而石头不破碎;马拉车时，车会向前走而马不后退呢? 鸡蛋碰石头和石头碰鸡蛋的都是鸡蛋破碎，同样大小的力作用在两个物体上会产生不同的效果.效果不同是什么原因呢? 这个效果由物体本身的特性和物体受到其它力的情况有关.物体能够承受的压强大就不易损坏;物体是否发生运动状态的变化还要看物体受到的其它力的情况. 3.作用力、反作用力跟平衡力的区别 前面学习物体受到的平衡力的关系时曾提到，它们大小相等、方向相反、作用在一条直线上，平衡力跟作用力和反作用力有什么不同呢?下面通过列表的方式加以比较. 在列表的同时用相应的例子加以说明. (三)小结本节内容和布置作业 五、说明 1.牛顿第三定律是从实验中得出的这里设计的几个实验除实验5外都体现了作用力跟反作用力间的关系，实验5是为提高课堂的活跃程度而设计的每做一个实验都应把实验装置画在黑板上，并讲清实验装置，留在黑板上的图是为后面分析实验总结出规律用的 2.牛顿第三定律的教学除了让学生掌握定律的内容外，还应通过教学使学生体会研究物理规律的方法.在教学中要培养学生的思考能力，让学生多发表自己的看法.在学生的积极性调动起来后，教师要注意对课堂的控制 研究性实验：（1） 研究匀变速运动练习使用打点计时器: 1.构造：见教材。 2.操作要点：接50HZ，4---6伏的交流电 S1 S2 S3 S4 正确标取记：在纸带中间部分选5个点 。T 。T 。 T 。 T 。 3.重点：纸带的分析 0 1 2 3 4 a.判断物体运动情况： 在误差范围内：如果S1=S2=S3=......，则物体作匀速直线运动。 如果?S1=?S2=?S3= .......=常数, 则物体作匀变速直线运动。 b.测定加速度： 公式法： 先求?S，再由?S= aT2求加速度。 图象法： 作v-t图,求a=直线的斜率 c.测定即时速度： V1=(S1+S2)/2T V2=(S2+S3)/2T 测定匀变速直线运动的加速度： 1.原理:：?S=aT2 2.实验条件： a.合力恒定，细线与木板是平行的。 b.接50HZ，4-6伏交流电。 3.实验器材：电磁打点计时器、纸带、复写纸片、低压交流电源、小车、细绳、一端附有滑轮的长木板、刻度尺、钩码、导线、两根导线。 4.主要测量: 选择纸带,标出记数点,测出每个时间间隔内的位移S1、S2、S3 。。。。图中O是任一点。 5. 数据处理: 0 1 2 3 4 5 6 根据测出的S1、S2、S3....... 。S1 。S2 。 S3 。S4 。 S5 。 S6 。 用逐差法处理数据求出加速度： S4-S1=3a1T2 ， S5-S2=3a2T2 ， S6-S3=3a3T2 a=(a1+a2+a3)/3=(S4+S5+S6- S1-S2-S3)/9T2 测匀变速运动的即时速度：(同上) （2） 研究平抛运动 1.实验原理： 用一定的方法描出平抛小球在空中的轨迹曲线，再根据轨迹上某些点的位置坐标，由h=求出t，再由x=v0t求v0，并求v0的平均值。 2.实验器材： 木板，白纸，图钉，未端水平的斜槽，小球，刻度尺，附有小孔的卡片，重锤线。 3.实验条件： a. 固定白纸的木板要竖直。 b. 斜槽未端的.切线水平，在白纸上准确记下槽口位置。 c.小球每次从槽上同一位置由静止滑下。 （3） 研究弹力与形变关系 方法归纳： (1)用悬挂砝码的方法给弹簧施加压力 (2)用列表法来记录和分析数据(如何设计实验记录表格) (3)用图象法来分析实验数据关系 步骤： 1以力为纵坐标、弹簧伸长为横坐标建立坐标系 2根据所测数据在坐标纸上描点 3按照图中各点的分布和走向，尝试作出一条平滑的曲线(包括直线) 4以弹簧的伸重工业自变量，写出曲线所代表的函数，首先尝试一次函数，如不行则考虑二次函数，如看似象反比例函数，则变相关的量为倒数再研究一下是否为正比关系(图象是否可变为直线)----化曲为直的方法等。 5解释函数表达式中常数的意义。 2. 注意事项：所加砝码不要过多(大)以免弹簧超出其弹性限度 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。 教学目标： 一、知识目标 1、掌握匀变速直线运动的速度、位移公式 2、会推出匀变速直线运动的位移和速度的关系式，并会应用它进行计算二、能力目标提高学生灵活应用公式解题的能力三、德育目标本部分矢量较多，在解题中要依据质点的运动情况确定出各量的方向，不要死套公式而不分析实际的客观运动。 教学重点： 匀变速直线运动规律的应用 教学难点： 据速度和位移公式推导得到的速度和位移关系式的正确使用 教学方法： 讲练法、推理法、归纳法 教学用具：投影仪、投影片、CAI课件 课时安排1课时 教学过程： 一、导入新课 上节课我们学习了匀变速直线运动的速度、位移和时间之间的'关系，本节课我们来学生上述规律的应用。 二、新课教学 （一）用投影片出示本节课的学生目标1、会推导匀变速直线运动的位移和速度的关系式2、能应用匀变速直线运动的规律求解有关问题。3、提问灵活应用公式解题的能力 （二）学生目标完成过程：1、匀变速直线运动的规律（1）学生在白纸上书写匀变速直线运动的速度和位移公式：（2）在实物投影仪上进行检查和评析（3）据，消去时间，同学们试着推一下，能得到一个什么关系式。（4）学生推导后，抽查推导过程并在实物投影仪上评析。（5）教师说明：一般在不涉及时间的前提下，我们使用刚才得到的推论求解。（6）在黑板上板书上述三个公式：2、匀变速直线运动规律的应用（1）a．用投影片出示例题1：发射炮弹时，炮弹在枪筒中的运动可以看作是匀加速运动，如果枪弹的加速度是，枪筒长0.64m，枪弹射出枪口时的速度是多大b：用CAI课体模拟题中的物理情景，并出示分析思考题：1）枪筒的长度对应于枪弹做匀加速运动的哪个物理量2）枪弹的初速度是多大3）枪弹出枪口时的速度对应于枪弹做匀加速运动的什么速度4）据上述分析，你准备选用哪个公式求解C：学生写出解题过程，并抽查实物投影仪上评析。（2）用投影片注视巩固练习I：物体做匀加速运动，初速度为v0＝2m/s，加速度a＝0.1，求A：前4s内通过的位移B：前4s内的平均速度及位移。（3）a．用投影片出示例题2一个滑雪的人，从85米长的山坡上匀变速滑下，初速度是1.8m/s，末速度系5.0m/s，他通过这段山坡需要多长时间b：用CAI课件模拟题中的物理情景。c：据物理情景，同学们思考1）该滑雪人的运动可当做哪一种匀变速运动2）你认为所给的已知条件等效为匀变速直线运动的哪些物理量3）要求得时间t，你准备用什么方法求d：经同学们讨论后，用投影片展示课本上的解题过程：解：滑雪的人做匀加速直线运动，由e：说明：对于匀变速直线运动也就是说：对于变速直线运动，平均速度的求解有两个途径：（1）（2）这两个公式综合使用往往可使问题简化。 三、巩固练习做匀加速直线运动的物体，速度从v增加到2v时结果的位移是s，测它的速度从2v增加到4v经过的位移是多少 四、小结本节课我们主要是应用匀变速直线运动的下述公式解决了一些实际问题：vt=v0+at；s=v0t+at2；=2ass=这些公式共涉及v0、vt、a、s、t五个物理量，对于一段直线运动，只要已知三个物理量，总可以就出另外两个物理量。四、作业课后习题五、板书设计高中物理教案4
高中物理教案5
高中物理教案6
高中物理教案7
高中物理教案8
高中物理教案9
高中物理教案10
高中物理教案11
高中物理教案12
高中物理教案13
高中物理教案14
高中物理教案15