免费高中物理教案模板
教案可以帮助教师及时了解学生的学习情况和学习成果,有针对性地调整教学策略,更好地促进学生的学习。那要怎么写免费高中物理教案模板呢?这里提供一些免费高中物理教案模板,希望对大家能有所帮助。
免费高中物理教案模板篇1
教学目标
知识与技能
1.理解平抛运动是匀变速运动,其加速度为g.
2.掌握抛体运动的位置与速度的关系.
过程与方法
1.掌握平抛运动的特点,能够运用平抛规律解决有关问题.
2.通过例题分析再次体会平抛运动的规律.
情感、态度与价值观
1.有参与实验总结规律的热情,从而能更方便地解决实际问题.
2.通过实践,巩固自己所学的知识.
教学重难点
教学重点
分析归纳抛体运动的规律
教学难点
应用数学知识分析归纳抛体运动的规律.
教学过程
[新课导入]
上一节我们已经通过实验探究出平抛运动在竖直方向和水平方向上的运动规律,对平抛运动的特点有了感性认识.这一节我们将从理论上对抛体运动的规律作进一步分析,学习和体会在水平面上应用牛顿定律的方法,并通过应用此方法去分析没有感性认识的抛体运动的规律.
[新课教学]
一、抛体的位置
我们以平抛运动为例来研究抛体运动所共同具有的性质.
首先我们来研究初速度为。的平抛运动的位置随时间变化的规律.用手把小球水平抛出,小球从离开手的瞬间(此时速度为v,方向水平)开始,做平抛运动.我们以小球离开手的位置为坐标原点,以水平抛出的方向为x轴的方向,竖直向下的方向为y轴的方向,建立坐标系,并从这一瞬间开始计时.
师:在抛出后的运动过程中,小球受力情况如何?
生:小球只受重力,重力的方向竖直向下,水平方向不受力.
师:那么,小球在水平方向有加速度吗?它将怎样运动?
生:小球在水平方向没有加速度,水平方向的分速度将保持v不变,做匀速直线运动.
师:我们用函数表示小球的水平坐标随时间变化的规律将如何表示?
生:x=vt
师:在竖直方向小球有加速度吗?若有,是多大?它做什么运动?它在竖直方向有初速度吗?
生:在竖直方向,根据牛顿第二定律,小球在重力作用下产生加速度g.做自由落体运动,而在竖直方向上的初速度为0.
师:那根据运动学规律,请大家说出小球在竖直方向的坐标随时间变化的规律.
生:y=1/2gt2
师:小球的位置能否用它的坐标(x,y)描述?能否确定小球在任意时刻t的位置?
生:可以.
师:那么,小球的运动就可以看成是水平和竖直两个方向上运动的合成.t时间内小球合位移是多大?
生:
师:若设s与+x方向(即速度方向)的夹角为θ,如图6.4—1,则其正切值如何求?
生:
[例1]一架飞机水平匀速飞行.从飞机上海隔ls释放一个铁球,先后释放4个,若不计空气阻力,从地面上观察4个小球()
A.在空中任何时刻总是捧成抛物线,它们的落地点是等间距的
B.在空中任何时刻总是排成抛物线,它们的落地点是不等间距的
C.在空中任何时刻总在飞机正下方,排成竖直的直线,它们的落地点是等间距的
D.在空中任何时刻总在飞机的正下方,捧成竖直的直线,它们的落地点是不等间距的。
解析:因为铁球从飞机上释放后做平抛运动,在水平方向上有与飞机相同的速度.不论铁球何时从飞机上释放,铁球与飞机在水平方向上都无相对运动.铁球同时还做自由落体运动,它在竖直方向将离飞机越来越远.所以4个球在落地前始终处于飞机的正下方,并排成一条直线,又因为从飞机上每隔1s释放1个球,而每个球在空中运动的时间又是相等的,所以这4个球落地的时间也依次相差1s,它们的落地点必然是等间距的.若以飞机为参考系观察4个铁球都做自由落体运动.此题把曲线运动利用分解的方法“化曲为直”,使其成为我们所熟知的直线运动,则据运动的独立性,可以分别在这两个方向上用各自的运动规律研究其运动过程.
二、抛体的速度
师:由于运动的等时性,那么大家能否根据前面的结论得到物体做平抛运动的时间?
生:由y=1/2gt2得到,运动时间
师:这说明了什么问题?
生:这说明了做平抛运动的物体在空中运动的时间仅取决于下落的高度,与初速度无关.
师:那么落地的水平距离是多大?
生:落地的水平距离
师:这说明了什么问题?
生:这说明了平抛运动的水平位移不仅与初速度有关系,还与物体的下落高度有关.
师:利用运动合成的知识,结合图6.4—2,求物体落地速度是多大?结论如何?
生:落地速度,即落地速度也只与初速度v和下落高度h有关.
师:平抛运动的速度与水平方向的夹角为a,一般称为平抛运动的偏角.实际上,常称为平抛运动的偏角公式,在一些问答题中可以直接应用此结论分析解答
[例2]一个物体以l0m/s的速度从10m的水平高度抛出,落地时速度与地面的夹角θ是多少(不计空气阻力)?
[例3]在5m高的地方以6m/s的初速度水平抛出一个质量是10kg的物体,则物体落地的速度是多大?从抛出点到落地点发生的位移是多大?(忽略空气阻力,取g=10m/s2)
[交流与讨论]
应用运动的合成与分解的方法我们探究了做平抛运动的物体的位移和速度.请大家根据我们探究的结果研究一下平抛运动的物体位移和速度之间存在什么关系.
参考解答:根据前面的探究结果我们知道,物体的位移,与x轴的夹角的正切值为tanθ=gt/2v.物体的速度,与x轴的夹角的正切值为tanθ=gt/v.可以看到位移和速度的大小没有太直接的关系,但它们的方向与x轴夹角的正切是2倍关系.利用这个关系我们就可以很方便地计算物体速度或位移的方向了.师:在(2)中,与匀变速直线运动公式vt2=v02+2as,形式上一致的,其物理意义相同吗?生:物理意义并不相同,在中的h,并不是平抛运动的位移,而是竖直方向上的位移,在
中的s就是表示匀速直线运动的位移.对于平抛运动的位移,是由竖直位移和水平位移合成而得的.
师:平抛运动的轨迹是曲线(抛物线),某一时刻的速度方向即为曲线上物体所在位置的切线方向.设物体运动的时间为t,则这一时刻的速度与竖直方向夹角的正切值tanβ=v0/gt,而物体下落的高度为h==1/2gt2.如图6.4—3.
图中的A点为速度的切线与抛出点的水平线的交点,C点为物体所在位置的竖直线与水平线的交点,从图中可以看出A为水平线段OC的中点.平抛运动的这一重要特征,对我们分析类平抛运动,特别是带电粒子在电场中偏转是很有帮助的.
平抛运动常分解成水平方向和竖直方向的两个分运动来处理,由于竖直分运动是初速度为零的匀加速直线运动,所以初速度为零的匀加速直线运动的公式和特点均可以在此应用.另外,有时候根据具体情况也可以将平抛运动沿其他方向分解.
三、斜抛运动
师:如果物体抛出时的速度不是沿水平方向,而是斜向上方或斜向下方的(这种情况称为斜抛),它的受力情况是什么样的?加速度又如何?
生:它的受力情况与平抛完全相同,即在水平方向仍不受力,加速度仍是0;在竖直方向仍只受重力,加速度仍为g.
师:实际上物体以初速度v沿斜向上或斜向下方抛出,物体只在重力作用下的运动,如何表示?与平抛是否相同?
生:斜抛运动沿水平方向和竖直方向初速度与平抛不同,分别是vx=vcosθ和vy=sinθ.
由于物体运动过程中只受重力,所以水平方向速度vx=vcosθ保持不变,做匀速直线运动;而竖直方向上因受重力作用,有竖直向下的重力加速度J,同时有竖直向上的初速度vy=sinθ,因此做匀减速运动(是竖直上抛运动,当初速度向斜下方,竖直方向的分运动为竖直下抛运动),当速度减小到。时物体上升到点,此时物体由于还受到重力,所以仍有一个向下的加速度g,将开始做竖直向下的加速运动.因此,斜抛运动可以看成是水平方向速度为vx=vcosθ的匀速直线运动和竖直方向初速度为vy=sinθ的竖直上抛或竖直下抛运动的合运动.
师:斜抛运动分斜上抛和斜下抛(由初速度方向确定)两种,下面以斜上抛运动为例讨论.
师:斜抛运动的特点是什么?
生:特点:加速度a=g,方向竖直向下,初速度方向与水平方向成一夹角θ斜向上,θ=90°时为竖直上抛或竖直下抛运动θ=0°时为平抛运动.
师:常见的处理方法:
①将斜上抛运动分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的竖直上抛运动,这样有由此可以得到哪些特点?
生:由此可得如下特点:a.斜向上运动的时间与斜向下运动的时间相等;b.从轨道点将斜抛运动分为前后两段具有对称性,如同一高度上的两点,速度大小相等,速度方向与水平线的夹角相同.
师:②将斜抛运动分解为沿初速度方向的斜向上的匀速直线运动和自由落体运动两个分运动,用矢量合成法则求解.
③将沿斜面和垂直斜面方向作为x、y轴,分别分解初速度和加速度后用运动学公式解题.
[交流与讨论]
对于斜抛运动我们只介绍下船上抛和斜下抛的研究方法,除了平抛、斜上抛、斜下抛外,抛体运动还包括竖直上抛和竖直下抛,请大家根据我们研究前面几种抛体运动的方法来研究一下竖直上抛和竖直下抛.
参考解答:对于这两种运动来说,它们都是直线运动,但这并不影响用运动的合成与分解的方法来研究它们.这个过程我们可以仿照第一节中我们介绍的匀加速运动的分解过程.对竖直上抛运动,设它的初速度为v0,那么它的速度就可以写成v=v0—gt的形式,位移写成x=v0t—gt2/2的形式.那这样我们就可以进行分解了.把速度写成v1=v0,v2=—gt的形式,把位移写成xl=v0t,x2=—gt2/2的形式,这样我们可以看到,竖直上抛运动被分解成了一个竖直向上的匀速直线运动和一个竖直向上的匀减速运动.对于竖直下抛运动可以采取同样的方法进行处理.
课后小结
1.具有水平速度的物体,只受重力作用时,形成平抛运动.
2.平抛运动可分解为水平匀蓬运动和竖直自由落体运动.平抛位移等于水平位移和竖直位移的矢量和;平抛瞬时速度等于水平速度和竖直速度的矢量和.
3.平抛运动是一种匀变速曲线运动.
4.如果物体受到恒定合外力作用,并且合外力跟初速度垂直,形成类似平抛的匀变速曲线运动,只需把公式中的g换成a,其中a=F合/m.
说明:
1.干抛运动是学生接触到的第一个曲线运动,弄清其成固是基础,水平初速度的获得是同题的关键,可归纳众两种;
(1)物体被水平加速:水平抛出、水干射出、水平冲击等;
(2)物体与原来水平运动的载体脱离,由于惯性而保持原来的水平速度.
2.平抛运动的位移公式和速度公式中有三个含有时间t,应根据不同的已知条件来求时间.但应明确:平抛运动的时间完全由抛出点到落地点的竖直高度确定(在不高的范国内g恒定),与抛出的速度无关.
免费高中物理教案模板篇2
物体贮藏着巨大的能量是不容置疑的,但是如何使这样巨大的能量释放出来?从爱因斯坦质能方程同样可以得出,物体的能量变化△E与物体的质量变化△m的关系:△E=Δmc2
单个的质子、中子的质量已经精确测定。用质谱仪或其他仪器测定某种原子核的质量,与同等数量的质子、中子的质量之和相比较,看一看两条途径得到的质量之差,就能推知原子核的结合能。
说明:
①物体的质量包括静止质量和运动质量,质量亏损指的是静止质量的减少,减少的静止质量转化为和辐射能量有关的运动质量。
②质量亏损并不是这部分质量消失或转变为能量,只是静止质量的减少。
③在核反应中仍然遵守质量守恒定律、能量守恒定律。
④质量只是物体具有能量多少及能量转变多少的一种量度。
阅读原子核的比结合能,指出中等大小的核的比结合能最大(平均每个核子的质量亏损最大),这些核最稳定。另一方面如果使较重的核分裂成中等大小的核,或者把较小的核合并成中等大小的核,核子的比结合能都会增加,这样可以释放能量供人使用。
巩固练习
已知:1个质子的质量mp=1.007277u,1个中子的质量mn=1.008665u.氦核的质量为4.001509u.这里u表示原子质量单位,1u=1.660566×10-27kg.由上述数值,计算2个质子和2个中子结合成氦核时释放的能量。(28.3MeV)
免费高中物理教案模板篇3
一、教学目标
1.物理知识方面:
(1)理解匀速圆周运动是变速运动;
(2)掌握匀速圆周运动的线速度、角速度、周期的物理意义及它们间的数量关系;
(3)初步掌握向心力概念及计算公式。
2.通过匀速圆周运动、向心力概念的建立过程,培养学生观察能力、抽象概括和归纳推理能力。
3.渗透科学方法的教育。
二、重点、难点分析
向心力概念的建立及计算公式的得出是教学重点,也是难点。通过生活实例及实验加强感知,突破难点。
三、教具
1.转台、小伞;
2.细绳一端系一个小球(学生两人一组);
3.向心力演示器。
四、主要教学过程
(一)引入新课
演示:将一粉笔头分别沿竖直向下、水平方向、斜向上抛出,观察运动轨迹。
复习提问:粉笔头做直线运动、曲线运动的条件是什么?
启发学生回答:速度方向与力的方向在同一条直线上,物体做直线运动;不在同一直线上,做曲线运动。
进一步提问:在曲线运动中,有一种特殊的运动形式,物体运动的轨迹是一个圆周或一段圆弧(用单摆演示),称为圆周运动。请同学们列举实例。
(学生举例教师补充)
电扇、风车等转动时,上面各个点运动的轨迹是圆大到宇宙天体如月球绕地球的运动,小到微观世界电子绕原子核的运动,都可看做圆周运动,它是一种常见的运动形式。
提出问题:你在跑400米过弯道时身体为何要向弯道内侧微微倾斜?铁路和高速公路的转弯处以及赛车场的环形车道,为什么路面总是外侧高内侧低?可见,圆周运动知识在实际中是很有用的。
引入:物理中,研究问题的基本方法是从最简单的情况开始。
板书:匀速圆周运动
(二)教学过程设计
思考:什么样的圆周运动最简单?
引导学生回答:物体运动快慢不变。
板书:1.匀速圆周运动
物体在相等的时间里通过的圆弧长相等,如机械钟表针尖的运动。
思考:匀速周圆运动的一个显著特点是具有周期性。用什么物理量可以描述匀速圆周运动的快慢?
(学生自由发言)
板书:2.描述匀速圆周运动快慢的物理量恒量。
当t很短,s很短,即为某一时刻的瞬时速度。线速度其实就是物体做圆周运动的瞬时速度。当物体做匀速圆周运动时,各个时刻线速度大小相同,而方向时刻在改变。那么,线速度方向有何特点呢?
演示:水淋在小伞上,同时摇动转台。观察:水滴沿切线方向飞出。
思考:说明什么?
师生分析:飞出的水滴在离开伞的瞬间,由于惯性要保持原来的速度方向,因而表明了切线方向即为此时刻线速度的方向。
板书:方向:沿着圆周各点的切线方向。如图3。单位:rad/s。
(3)周期:质点沿圆周运动一周所用的时间。如:地球公转周期约365天,钟表秒针周期60s等,周期长,表示运动慢。(角速度、周期可由学生自己说出并看书完成)
板书:(师生共同完成)
思考:物体做匀速圆周运动时,v、ω、T是否改变?(ω、T不变,v大小不变、方向变。)讲述:匀速周周运动是匀速率圆周运动的简称,它是一种变速运动。
提出问题:匀速圆周运动是一种曲线运动,由物体做曲线运动的条件可知,物体必定受到一个与它的速度方向不在同一条直线上的合外力作用,这个合外力的方向有何特点呢?
学生小实验(两人一组):
线的一端系一小球,使小球在水平面内做匀速圆周运动。小球质量很小(可用橡皮塞等替代),甩动时线速度尽量大,小球重力与拉力相比可忽略,以保证拉线近似在水平方向。
观察并思考:
①小球受力?
②线的拉力方向有何特点?
③一旦线断或松手,结果如何?
(提问学生后板书并图示)
概括:要使物体做匀速圆周运动,必须使物体受到与速度方向垂直而指向圆心的力作用,故名向心力。
板书:3.向心力:物体做匀速圆周运动所需要的力。
提出问题:向心力的大小跟什么因素有关?
免费高中物理教案模板篇4
【自由落体运动】
一、自由落体运动
1.定义:物体只在重力作用下从静止开始下落的运动.
思考:不同的物体,下落快慢是否相同?为什么物体在真空中下落的情况与在空气中下落的情况不同?
在空气中与在真空中的区别是,空气中存在着空气阻力.对于一些密度较小的物体,例如降落伞、羽毛、纸片等,在空气中下落时,受到的空气阻力影响较大;而一些密度较大的物体,如金属球等,下落时,空气阻力的影响就相对较小了.因此在空气中下落时,它们的快慢就不同了.
在真空中,所有的物体都只受到重力,同时由静止开始下落,都做自由落体运动,快慢相同.
2.不同物体的下落快慢与重力大小的关系
(1)有空气阻力时,由于空气阻力的影响,轻重不同的物体的下落快慢不同,往往是较重的物体下落得较快.
(2)若物体不受空气阻力作用,尽管不同的物体质量和形状不同,但它们下落的快慢相同.
3.自由落体运动的特点
(1)v0=0
(2)加速度恒定(a=g).
4.自由落体运动的性质:初速度为零的匀加速直线运动.
二、自由落体加速度
1.自由落体加速度又叫重力加速度,通常用g来表示.
2.自由落体加速度的方向总是竖直向下.
3.在同一地点,一切物体的自由落体加速度都相同.
4.在不同地理位置处的自由落体加速度一般不同.
规律:赤道上物体的重力加速度最小,南(北)极处重力加速度;物体所处地理位置的纬度越大,重力加速度越大.
三、自由落体运动的运动规律
因为自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动,所以匀变速直线运动的基本公式及其推论都适用于自由落体运动.
1.速度公式:v=gt
2.位移公式:h=gt2
3.位移速度关系式:v2=2gh
4.平均速度公式:=
5.推论:Δh=gT2
●问题与探究
问题1物体在真空中下落的情况与在空气中下落的情况相同吗?你有什么假设与猜想?
探究思路:物体在真空中下落时,只受重力作用,不再受到空气阻力,此时物体的加速度较大,整个下落过程运动加快.在空气中,物体不但受重力还受空气阻力,二者方向相反,此时物体加速度较小,整个下落过程较慢些.
问题2自由落体是一种理想化模型,请你结合实例谈谈什么情况下,可以将物体下落的运动看成是自由落体运动.
探究思路:回顾第一章质点的概念,谈谈我们在处理物理问题时,根据研究问题的性质和需要,如何抓住问题中的主要因素,忽略其次要因素,建立一种理想化的模型,使复杂的问题得到简化,进一步理解这种重要的科学研究方法.
问题3地球上的不同地点,物体做自由落体运动的加速度相同吗?
探究思路:地球上不同的地点,同一物体所受的重力不同,产生的重力加速度也就不同.一般来讲,越靠近两极,物体做自由落体运动的加速度就越大;离赤道越近,加速度就越小.
●典题与精析
例1下列说法错误的是
A.从静止开始下落的物体一定做自由落体运动
B.若空气阻力不能忽略,则一定是重的物体下落得快
C.自由落体加速度的方向总是垂直向下
D.满足速度跟时间成正比的下落运动一定是自由落体运动
精析:此题主要考查自由落体运动概念的理解,自由落体运动是指物体只在重力作用下从静止开始下落的运动.选项A没有说明是什么样的物体,所受空气阻力能否忽略不得而知;选项C中自由落体加速度的方向应为竖直向下,初速度为零的匀加速直线运动的速度都与时间成正比,但不一定是自由落体运动.
答案:ABCD
例2小明在一次大雨后,对自家屋顶滴下的水滴进行观察,发现基本上每滴水下落的时间为1.5s,他由此估计出自家房子的大概高度和水滴落地前瞬间的速度.你知道小明是怎样估算的吗?
精析:粗略估计时,将水滴下落看成是自由落体,g取10m/s2,由落体运动的规律可求得.
答案:设水滴落地时的速度为vt,房子高度为h,则:
vt=gt=10×1.5m/s=15m/s
h=gt2=×10×1.52m=11.25m.
绿色通道:学习物理理论是为了指导实践,所以在学习中要注重理论联系实际.分析问题要从实际出发,各种因素是否对结果产生影响都应具体分析.
例3一自由下落的物体最后1s下落了25m,则物体从多高处自由下落?(g取10m/s2)
精析:本题中的物体做自由落体运动,加速度为g=10N/kg,并且知道了物体最后1s的位移为25m,如果假设物体全程时间为t,全程的位移为s,该物体在前t-1s的时间内位移就是s-25m,由等式h=gt2和h-25=g(t-1)2就可解出h和t.
答案:设物体从h处下落,历经的时间为t.则有:
h=gt2①
h-25=g(t-1)2②
由①②解得:h=45m,t=3s
所以,物体从离地45m高处落下.
绿色通道:把物体的自由落体过程分成两段,寻找等量关系,分别利用自由落体规律列方程,联立求解.
自主广场
●基础达标
1.在忽略空气阻力的情况下,让一轻一重的两石块从同一高度处同时自由下落,则
A.在落地前的任一时刻,两石块具有相同的速度、位移和加速度
B.重的石块下落得快、轻的石块下落得慢
C.两石块在下落过程中的平均速度相等
D.它们在第1s、第2s、第3s内下落的高度之比为1∶3∶5
答案:ACD
2.甲、乙两球从同一高度处相隔1s先后自由下落,则在下落过程中
A.两球速度差始终不变B.两球速度差越来越大
C.两球距离始终不变D.两球距离越来越大
答案:AD
3.物体从某一高度自由落下,到达地面时的速度与在一半高度时的速度之比是
A.∶2B.∶1
C.2∶1D.4∶1
答案:B
4.从同一高度处,先后释放两个重物,甲释放一段时间后,再释放乙,则以乙为参考系,甲的运动形式是
A.自由落体运动B.匀加速直线运动a
C.匀加速直线运动a>gD.匀速直线运动
答案:D
5.A物体的质量是B物体质量的5倍,A从h高处,B从2h高处同时自由落下,在落地之前,以下说法正确的是
A.下落1s末,它们的速度相同
B.各自下落1m时,它们的速度相同
C.A的加速度大于B的加速度
D.下落过程中同一时刻,A的速度大于B的速度
答案:AB
6.从距离地面80m的高空自由下落一个小球,若取g=10m/s2,求小球落地前最后1s内的位移.
答案:35m
●综合发展
7.两个物体用长L=9.8m的细绳连接在一起,从同一高度以1s的时间差先后自由下落,当绳子拉紧时,第二个物体下落的时间是多长?
答案:0.5s
8.一只小球自屋檐自由下落,在Δt=0.2s内通过高度为Δh=2m的窗口,求窗口的顶端距屋檐多高?(取g=10m/s2)
答案:2.28m
9.如图2-4-1所示,竖直悬挂一根长15m的杆,在杆的下方距杆下端5m处有一观察点A,当杆自由下落时,从杆的下端经过A点起,试求杆全部通过A点所需的时间.
(g取10m/s2)
免费高中物理教案模板篇5
教学目标:
(1)理解简谐振动的判断,掌握全过程的特点;
(2)理解简谐振动方程的物理含义与应用;
能力目标:
(1)培养对周期性物理现象观察、分析;
(2)训练对物理情景的理解记忆;
教学过程:
(一)、简谐振动的周期性:周期性的往复运动
(1)一次全振动过程:基本单元
平衡位置O:周期性的往复运动的对称中心位置
振幅A:振动过程振子距离平衡位置的最大距离
(2)全振动过程描述:
周期T:完成基本运动单元所需时间
T=2π
频率f:1秒内完成基本运动单元的次数
T=
位移S:以平衡位置O为位移0点,在全振动过程中始终从平衡位置O点指向振子所在位置速度V:物体运动方向
(二)、简谐振动的判断:振动过程所受回复力为线性回复力
(F=-KX)K:简谐常量
X:振动位移简谐振动过程机械能守恒:KA2=KX2+mV2=mVo2
(三)、简谐振动方程:
等效投影:匀速圆周运动(角速度ω=π)
位移方程:X=Asinωt
速度方程:V=Vocosωt
加速度:a=sinωt
线性回复力:F=KAsinωt
上述简谐振动物理参量方程反映振动过程的规律性
简谐振动物理参量随时间变化关系为正余弦图形
课堂思考题:(1)简谐振动与一般周期性运动的区别与联系是什么?
(2)如何准确描述周期性简谐振动?
(3)你知道的物理等效性观点应用还有哪些?
(四)、典型问题:
(1)简谐振动全过程的特点理解类
例题1、一弹簧振子,在振动过程中每次通过同一位置时,保持相同的物理量有()
A速度B加速度C动量D动能
例题2、一弹簧振子作简谐振动,周期为T,()
A.若t时刻和(t+Δt)时刻振子运动位移的大小相等、方向相同,则Δt一定等于T的整数倍;
B.若t时刻和(t+Δt)时刻振子运动速度的大小相等、方向相反;
C.若Δt=T,则在t时刻和(t+Δt)时刻振子运动加速度一定相等;
D.若Δt=T/2,则在t时刻和(t+Δt)时刻弹簧的长度一定相等
同步练习
练习1、一平台沿竖直方向作简谐运动,一物体置于振动平台上随台一起运动.当振动平台处于什么位置时,物体对台面的正压力最小
A.当振动平台运动到最低点
B.当振动平台运动到最高点时
C.当振动平台向下运动过振动中心点时
D.当振动平台向上运动过振动中心点时
练习2、水平方向做简谐振动的弹簧振子其周期为T,则:
A、若在时间Δt内,弹力对振子做功为零,则Δt一定是的整数倍
B、若在时间Δt内,弹力对振子做功为零,则Δt可能小于
C、若在时间Δt内,弹力对振子冲量为零,则Δt一定是T的整数倍
D、若在时间Δt内,弹力对振子冲量为零,则Δt可能小于
练习3、一个弹簧悬挂一个小球,当弹簧伸长使小球在位置时处于平衡状态,现在将小球向下拉动一段距离后释放,小球在竖直方向上做简谐振动,则:
A、小球运动到位置O时,回复力为零;
B、当弹簧恢复到原长时,小球的速度最大;
C、当小球运动到最高点时,弹簧一定被压缩;
D、在运动过程中,弹簧的最大弹力大于小球的重力;
(2)简谐振动的判断证明
例题、在弹簧下端悬挂一个重物,弹簧的劲度为k,重物的质量为m。重物在平衡位置时,弹簧的弹力与重力平衡,重物停在平衡位置,让重物在竖直方向上离开平衡位置,放开手,重物以平衡位置为中心上下振动,请分析说明是否为简谐振动,振动的.周期与何因素有关?
解析:当重物在平衡位置时,假设弹簧此时伸长了x0,
根据胡克定律:F=kx由平衡关系得:mg=kx0
确定平衡位置为位移的起点,当重物振动到任意位置时,此时弹簧的形变量x也是重物该时刻的位移,此时弹力F1=kx
由受力分析,根据牛顿第二定律F=Ma得:F1–mg=ma
由振动过程中回复力概念得:F回=F1–mg联立(1)、(3)得:F回=kx-kx0=k(x-x0)
由此可得振动过程所受回复力是线性回复力即回复力大小与重物运动位移大小成正比,其方向相反,所以是简谐振动。
由(2)得:a=-(x-x0),结合圆周运动投影关系式:a=-ω2(x-x0)得:ω2=
由ω=π得:T=2π此式说明该振动过程的周期只与重物质量的平方根成正比、跟弹簧的劲度的平方根成反比,跟振动幅度无关。
同步练习:
用密度计测量液体的密度,密度计竖直地浮在液体中。如果用手轻轻向下压密度计后,放开手,它将沿竖直方向上下振动起来。试讨论密度计的振动是简谐振动吗?其振动的周期与哪些因素有关?
(3)简谐振动方程推导与应用
例题:做简谐振动的小球,速度的最大值vm=0.1m/s,振幅A=0.2m。若从小球具有正方向的速度最大值开始计时,求:(1)振动的周期(2)加速度的最大值(3)振动的表达式
解:根据简谐振动过程机械能守恒得:KA2=mVm2
=Vm2/A2=0.25由T=2π=4π
a=-A=0.05(m/s2)由ω=π=0.5由t=0,速度最大,位移为0则
Acosφ=0v=-ωAsinφ则φ=-π/2即有x=0.2cos(0.5t–0.5π)
免费高中物理教案模板篇6
课题:碰撞
教学目标:
1、使学生了解碰撞的特点,物体间相互作用时间短,而物体间相互作用力很大。
2、理解弹性碰撞和非弹性碰撞,了解正碰、斜碰及广义碰撞散射的概念。
3、初步学会用动量守恒定律解决一维碰撞问题。
重点:
强性碰撞和非弹性碰撞
难点:
动量守恒定律的应用
教学过程:
1、碰撞的特点:
物体间互相作用时间短,互相作用力很大。
2、弹性碰撞:
碰撞过程中,不仅动量守恒、机械能也守恒,碰撞前后系统动能之和不变
3、非弹性碰撞
碰撞过程中,仅动量守恒、机械能减少,碰撞后系统动能和小于碰撞前系统动能和,若系统结合成一个整体,则机械能损失最大。
4、对心碰撞和非对心碰撞
5、广义碰撞散射
6、例题
例1、在气垫导轨上,一个质量为600g的滑块以15cm/s的速度与另一个质量为400g、速度为10cm/s方向相反的滑块迎面相撞,碰撞后两个滑块并在一起,求碰撞后的滑块的速度大小和方向。
例2、质量为m速度为υ的A球跟质量为3m静止的B球发生正碰。碰撞可能是弹性的,也可能是非弹性的,因此,碰撞后B球的速度允许有不同的值。请你论证:碰撞后B球的速度可能是以下值吗?
(1)0.6υ(2)0.4υ(3)0.2υ。
7、小结:略
8、学生作业P19③⑤
免费高中物理教案模板篇7
1、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。
2、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。
3、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。其指导思想是让“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,让评价内化为学生内动力。
4、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。
5、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,让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,再将此细线穿过钩码,两端上开,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,请将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,然后计算求解(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?
先请学生将教材放在手掌上,手掌斜向下,有何感觉?再让学生分析、作图、计算,教师巡视、纠编,找出做得好的通过实物展台让学生观看,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,将重力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。
免费高中物理教案模板篇8
教学准备
教学目标
知识与技能
1.知道时间和时刻的区别和联系.
2.理解位移的概念,了解路程与位移的区别.
3.知道标量和矢量,知道位移是矢量,时间、时刻和路程是标量.
4.能用数轴或一维直线坐标表示时刻和时间、位置和位移.
5.知道时刻与位置、时间与位移的对应关系.
过程与方法
1.围绕问题进行充分的讨论与交流,联系实际引出时间、时刻、位移、路程等,要使学生学会将抽象问题形象化的处理方法.
2.会用坐标表示时刻与时间、位置和位移及相关方向
3.会用矢量表示和计算质点位移,用标量表示路程.
情感态度与价值观
1.通过时间位移的学习,要让学生了解生活与物理的关系,同时学会用科学的思维看待事实.
2.通过用物理量表示质点不同时刻的不同位置,不同时间内的不同位移(或路程)的体验,领略物理方法的奥妙,体会科学的力量.
3.养成良好的思考表述习惯和科学的价值观.
4.从知识是相互关联、相互补充的思想中,培养同学们建立事物是相互联系的唯物主义观点.
教学重难点
教学重点
1.时间和时刻的概念以及它们之间的区别和联系
2.位移的概念以及它与路程的区别.
教学难点
1.帮助学生正确认识生活中的时间与时刻.
2.理解位移的概念,会用有向线段表示位移
教学工具
多媒体、板书
教学过程
一、时刻和时间间隔
1.基本知识
(1)时刻是指某一瞬间,时间间隔表示某一过程.
(2)在表示时间的数轴上,时刻用点来表示,时间用线段来表示.
(3)在国际单位制中,表示时间和时刻的单位是秒,它的符号是s.
2.思考判断
(1)时刻和时间间隔都是时间,没有本质区别.(×)
(2)飞机8点40分从上海起飞,10点05分降落到北京,分别指的是两个时间间隔.(×)
(3)20年10月25日23时33分在西昌成功将第16颗北斗导航卫星发射升空.25日23时33分,指的是时刻.(√)
探究交流
时间的常用单位有哪些?生活中、实验室中有哪些常用的计时仪器?
【提示】在国际单位制中,时间的单位是秒,常用单位有分钟、小时,还有年、月、日等.生活中用各种钟表来计时,实验室和运动场上常用停表来测量时间,若要比较精确地研究物体的运动情况,有时需要测量和记录很短的时间,学校的实验室中常用电磁打点计时器或电火花计时器来完成.
二、路程和位移
1.基本知识
(1)路程
物体运动轨迹的长度.
(2)位移
①物理意义:表示物体(质点)位置变化的物理量.
②定义:从初位置到末位置的一条有向线段.
③大小:初、末位置间有向线段的长度.
④方向:由初位置指向末位置.
2.思考判断
(1)路程的大小一定大于位移的大小.(×)
(2)物体运动时,路程相等,位移一定也相等.(×)
(3)列车里程表中标出的北京到天津122km,指的是列车从北京到天津的路程.(√)
探究交流
一个人从北京去重庆,可以乘火车,也可以乘飞机,还可以先乘火车到武汉,然后再乘轮船沿长江到重庆,如图所示,则他的运动轨迹、位置变动、走过的路程和他的位移是否相同?
【提示】他的运动轨迹不同,走过的路程不同;他的位置变动相同,位移相同.
三、矢量和标量
1.基本知识
(1)矢量
既有大小又有方向的物理量.如位移、力等.
(2)标量
只有大小、没有方向的物理量.如质量、时间、路程等.
(3)运算法则
两个标量的加减遵从算术加减法,而矢量则不同,后面将学习到.
2.思考判断
(1)负5m的位移比正3m的位移小.(×)
(2)李强向东行进5m,张伟向北行进也5m,他们的位移不同.(√)
(3)路程是标量,位移是矢量.(√)
探究交流
温度是标量还是矢量?+2℃和-5℃哪一个温度高?
【提示】温度是标量,其正、负表示相对大小,所以+2℃比-5℃温度高.
免费高中物理教案模板篇9
一、教学目标
1.知道非纯电阻电路中的能量转化情况,并能进行相关计算。
2.通过纯电阻电路和非纯电阻电路在能量转化过程中的对比,提高归纳总结、对比分析的能力。
3.提高物理学习兴趣,发现生活中的物理知识。
二、教学重难点
【重点】非纯电阻电路中的能量转化。
【难点】纯电阻、非纯电阻电路的区分,纯电阻电路和非纯电阻电路在能量转化过程中的区别。
三、教学过程
(一)新课导入
复习导入:提问焦耳定律讨论的是电路中怎样的能量转化情况?学生回答电能完全转化为内能的情况。
进一步提问:实际中有些电路除含有电阻外还含有其他负载,如电动机,那电动机的能量转化情况又是如何呢?进而引入新课——《电路中的能量转化》。
(二)新课讲授
1.非纯电阻电路中的能量转化
提问:结合生活经验,电动机是将消耗的电能全部转化成机械能了吗?
学生回答:电动机除了将电能转化成机械能以外,还有一部分电能转化成了内能。
小组讨论:当电动机接上电源后,会带动风扇转动,这里涉及哪些功率?功率间的关系又如何?
免费高中物理教案模板篇10
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=FAsinθ①
竖直方向:FN+FAcosθ=mg②
又FA=BIL=BERL③
联立①②③得:FN=mg-BLEcosθR,F=BLEsinθR.
(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-BLEcosθRBLEsinθR(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0.2m,通过2.5A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=2T,F一定是1N
B.如果F=0,B也一定为零
C.如果B=4T,F有可能是1N
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<f<bil,a、d两项不正确,c项正确;磁感应强度是磁场本身的性质,与受力f无关,b不正确.<p="">
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.①②B.③④C.①③D.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.
免费高中物理教案模板篇11
培养差生非智力因素的途径是多方面的。这里,仅介绍我对三种类型差生进行非智力因素培养的情况。
强化自制,控制自我。
统计资料表明,由于自我控制能力薄弱而成为差生的比例较大。调查中,我发现他们的自我意识还是比较强的,有一定的评价别人和自我评价的能力。例如,在他们的心目中,物理学得好的学生往往是学习成绩优秀,观察能力、实验能九思维能力、分析和解决物理问题的能力都很强的学生。当问他们想不想向这个标准靠拢时,几乎都说心里想达到,但做起来太不容易。他们之所以想的做的不能同步,是由于不能控制自己,容易受外界的干扰。调查中还发现,这类学生的自我控制能力往往同兴趣、情感、意志等有关。针对这类差生的特点,我做了以下一些转化工作。
1、激发差生的学习动机,提高学习物理的兴趣。
首先,根据物理的特点,引导差生正确认识学习物理的目的和社会意义,用所学的物理知识解决简单的实际问题,以激发差生的学习兴趣,从而强化内驱力,增强自制力。其次,在教学中严格把好教材深度关,注意突破难点。在习题教学中,重视物理过程的分析,并充分运用实验的优点,采用灵活新颖的教学方式,创设轻松愉快的教学气氛,使学生乐于学习。
2、锻炼差生的意志,增强学好物理的信心
差生有一个显著的特点,就是情绪波动大,意志薄弱,缺乏毅力,害怕困难和挫折,这无疑影响了他们的学习,因为学习是一件充满困难和挫折的事情,物理又是一门较难学的学科。因此,我注意引导他们把战胜困难,攻下难题当作一大乐事,让他们在合适的练习中磨练克服困难的意志,能搞到在情景中循序渐进,合理上升,产生向上攀登的情感。通过不断地磨炼,不断地战胜一个又一个学习中的困难,这样,学生学好物理的信心就会逐渐提高。
3、教会差生听课,培养注意品质。
差生的另一特点就是注意力不稳定,常常被某些与上课无关的事情所干扰。为此,我要求他们勤记笔记,并尽量向他们多提些力所能及的__题,以引起他们的注意。此外,我还组织这类差生召开座谈会,邀请物理成绩好、自我控制能力强的学生言传身教。还组织一些竞赛活动。有时故意把时间搞得长些,以促使他们自我控制能力的提高。
免费高中物理教案模板篇12
滑轮
一、教学目的
1、通过本课教学,使学生认识滑轮,知道滑轮的作用及在实际中的应用。
2、培养学生的实验能力和分析综合能力。
3、使学生体会到自然事物是有规律的,只有掌握了自然规律,才能更好地利用自然和改造自然。
二、教学准备
分组实验材料:滑轮二个、铁架台、细绳、钩码、测力计。
演示材料:同分组材料一套。大滑轮一个、粗麻绳二根(组装动滑轮、拔河用)。挂图或幻灯片三张(旗杆上定滑轮图;吊车上定滑轮、动滑轮图;滑轮组示意图)。
三、教学过程
(一)教学引入
谈话:你知道旗杆上有个什么装置,能帮我们比较容易地把旗子升上去?
(二)学习新课
1、指导学生认识滑轮的构造及种类
(1)讲解:
安装在旗杆顶上的这种边缘有槽,能围绕轴转动的轮子叫滑轮。
(出示滑轮、讲解)
滑轮也是一种简单机械。(板书课题)
滑轮有二种,(出示滑轮组示意图)固定在支架上的滑轮叫定滑轮。
不固定被套在槽里的绳子拉着,与重物上下移动的滑轮叫动滑轮。
(2)提问,你还在什么地方看到过滑轮?
2、指导学生认识定滑轮的作用
(1)讨论:你认为旗杆顶上的定滑轮有什么作用?
(2)实验1(定滑轮不省力)。
①演示介绍实验装置及实验方法。
②学生分组实验(绳子两端各挂钩码)
③学生装汇报实验结果。(绳子两端各挂1个钩码,保持平衡)
④讨论:说明什么?(说明不省力,也不费力)
(3)讨论
谈话:既然定滑轮没有省力的作用,那么高高的旗杆顶上安装它必然会有其它作用,你知道什么?(分组讨论后汇报)向下用力,旗子向上升。工作方便。
(4)教师小结:
通过以上的实验和讨论,我们知道定滑轮虽然没有省力的作用,但它可以必变用力的方向,使工作方便。
3、指导学生认识动滑轮的作用
(1)讨论:动滑轮有什么作用?(教师希望学生能提出动滑轮工作不方便,动滑轮能省力。)
(2)演示实验(游戏:拔河)。
(在墙上固定绳子的一端,组装动滑轮让一名弱小同学,利用动滑轮作用与一名有力同学拔河,弱小同学胜。)
(去掉动滑轮装置拔河弱小同学败)
游戏后教师质疑:这是为什么呢?
(3)实验2(动滑轮省力)。
①分组测量提起一个钩码和一个滑轮时所用的力。
测量后学生汇报,教师板书记录下来。
②分组实验。(要求学生独立组装独立操作。)
③汇报实验结果,教师板书记录下来。
④讨论:通过以上研究你认为动滑轮有哪些作用?(动滑轮有省力的作用)
4、指导学生认识滑轮组的作用
(1)通过以上研究我们知道了定滑轮和动滑轮的作用(填出课本P48结论)。
(2)讨论:定滑轮、动滑轮各有什么优点?各有什么缺点?
怎样使用才能把两种滑轮的优点结合起来既省力又方便?
(3)分组实验:学生独立组装滑轮组实验。
(用钩码实验时教师要注意动滑
(4)教师小结:把定滑轮及动滑轮组合起来使用的装置叫滑轮组。滑轮组就可以发挥定滑轮和动滑轮各自的优点。
(学生填写P49结论)
(三)巩固
提问:吊车上都用了哪种滑轮?它有什么作用?(出示吊车图)
(四)布置作业
观察你的周围哪些地方应用了滑轮?
免费高中物理教案模板篇13
教学目标
一、知识目标
1、知道电磁驱动现象。
2、知道三相交变电流可以产生旋转磁场,知道这就是感应电动机的原理。
3、知道感应电动机的基本构造:定子和转子。
4、知道感应电动机的优点,知道能使用感应电动机是三相交变电流的突出优点。
二、能力目标
1、培养学生对知识进行类比分析的能力。
2、培养学生接受新事物、解决新问题能力。
3、努力培养学生的实际动手操作能力。
三、情感目标
1、通过让学生了解我国在磁悬浮列车方面的研究进展,激发他们的爱国热情和立志学习、报效祖国的情感。
2、在观察电动机的构造的过程中,使学生养成对新知识和新事物的探索热情。
教学建议
1、由于感应电动机的突出优点,使它应用十分广泛、本节对它做了简单的介绍,以开阔学生眼界,增加实际知识。但作为选学内容,对学生没有太高的要求,做些介绍就可以了。
2、可以通过回忆前一章习题中提到的电磁驱动现象,本节的关键是通过演示、讲解使学生明白三相交变电流也可以产生旋转磁场,做到电磁驱动,这就是感应电动机的原理。这有利于新旧知识的联系和加强学生学以致用的意识。有条件的可以看实物或带学生参观,以增加实际知识。
3、课本中的感应电动机的内容,简要地介绍了感应电动机的转动原理,其中的核心内容是旋转磁场概念。建议教师如果可能的话,应找一台电动机,拆开了让学生看一看各个部分的形状。三相感应电动机在工农业生产中的应用很广泛,最好能让学生看一些实际例子。
教学准备:
幻灯片、感应电动机模型、学生电源、旋转磁铁
教学过程:
一、知识回顾
电磁驱动现象说明
二、新课教学:
1、过回忆绍电磁驱动现象:在U形磁铁中间放一个铝框,如果转动磁铁,造成一个旋转磁场。铝框就随着转动。这种电磁驱动现象。告诉学生感应电动机就是应用该原理来工作的。
2、旋转磁场的产生方法:旋转磁铁可以得到旋转磁场,在线圈中通入三相交流电也可以得到旋转磁场。
3、感应电动机的结构介绍
定子:固定的电枢称为定子
转子:中间转动的铁心以及铁心上镶嵌的`铜条叫转子
4、鼠笼式电动机模型介绍:感应电动机的转子是由铁芯和嵌在铁芯上的闭合导体构成的。闭合导体是由嵌在铁芯凹槽中的铜条(或铝条)和两个铜环(或铝环)连在一起制成的,形状像个鼠笼,所以这种电动机也叫鼠笼式感应电动机。
5、感应电动机的转动方向控制:由于感应电动机的构造简单,因此如果要改变转子的转动方向,只需要把定子上的任意两组线圈的电流互换一下就就可以通过改变旋转磁场的旋转方向来改变转子的转动。这种电动机在制造、使用和保养上都比较简单,被广泛应用在工农业生产上。
免费高中物理教案模板篇14
知识目标
1、知道曲线运动是一种变速运动,它在某点的瞬时速度方向在曲线这一点的切线上.
2、理解物体做曲线运动的条件是所受合外力与初速度不在同一直线上.
能力目标
培养学生观察实验和分析推理的能力.
情感目标
激发学生学习兴趣,培养学生探究物理问题的习惯.
教学建议
教材分析
本节教材主要有两个知识点:曲线运动的速度方向和物体做曲线运动的条件.教材一开始提出曲线运动与直线运动的明显区别,引出曲线运动的速度方向问题,紧接着通过观察一些常见的现象,得到曲线运动中速度方向是时刻改变的,质点在某一点(或某一时刻)的速度方向是曲线的这一点(或这一时刻)的切线方向.再结合矢量的特点,给出曲线运动是变速运动.关于物体做曲线运动的条件,教材从实验入手得到:当运动物体所受合外力的方向跟它的速度方向不在同一直线上时,物体就做曲线运动.
再通过实例加以说明,最后从牛顿第二定律角度从理论上加以分析.教材的编排自然顺畅,适合学生由特殊到一般再到特殊的认知规律,感性知识和理性知识相互渗透,适合对学生进行探求物理知识的训练:创造情境,提出问题,探求规律,验证规律,解释规律,理解规律,自然顺畅,严密合理.本节教材的知识内容和能力因素,是对前面所学知识的重要补充,是对运动和力的关系的进一步理解和完善,是进一步学习的基础.
教法建议
“关于曲线运动的速度方向”的教学建议是:首先让学生明确曲线运动是普遍存在的,通过图片、动画,或让学生举例,接着提出问题,怎样确定做曲线运动的物体在任意时刻速度的方向呢?可让学生先提出自己的看法,然后展示录像资料,让学生总结出结论.接着通过分析速度的矢量性及加速度的定义,得到曲线运动是变速运动.
“关于物体做曲线运动的条件”的教学建议是:可以按照教材的编排先做演示实验,引导学生提问题:物体做曲线运动的条件是什么?得到结论,再从力和运动的关系角度加以解释.如果学生基础较好,也可以运用逻辑推理的`方法,先从理论上分析,然后做实验加以验证.
教学设计方案
教学重点:曲线运动的速度方向;物体做曲线运动的条件
教学难点:物体做曲线运动的条件
主要教学过程设计:
一、曲线运动的速度方向:
(一)让学生举例:物体做曲线运动的一些实例
(二)展示图片资料1、上海南浦大桥2、导弹做曲线运动3、汽车做曲线运动
(三)展示录像资料:l、弯道上行驶的自行车
通过以上内容增强学生对曲线运动的感性认识,紧接着提出曲线运动的速度方向问题:
(四)让学生讨论或猜测,曲线运动的速度方向应该怎样?
(五)展示录像资料2:火星儿沿砂轮切线飞出3:沾有水珠的自行车后轮原地运转
(六)让学生总结出曲线运动的方向
(七)引导学生分析推理:速度是矢量→速度方向变化,速度矢量就发生了变化→具有加速度→曲线运动是变速运动.
二、物体做曲线运动的条件:
[方案一]
(一)提出问题,引起思考:沿水平直线滚动的小球,若在它前进的方向或相反方向施加外力,小球的运动情况将如何?若在其侧向施加外力,运动情况将如何?
(二)演示实验;钢珠在磁铁作用下做曲线运动的情况,或钢珠沿水平直线运动之后飞离桌面的情况.
(三)请同学分析得出结论,并通过其它实例加以巩固.
(四)引导同学从力和运动的关系角度从理论上加以分析.
[方案二]
(一)由物体受到合外力方向与初速度共线时,物体做直线运动引入课题,教师提出问题请同学思考:如果合外力垂直于速度方向,速度的大小会发生改变吗?进而将问题展开,运用力的分解知识,引导学生认识力改变运动状态的两种特殊情况:
1、当力与速度共线时,力会改变速度的大小;
2、力与速度方向垂直时,力只会改变速度方向.
最后归结到:当力与初速度成角度时,物体只能做曲线运动,确定物体做哪一种运动的依据是合外力与初速度的关系.
(二)通过演示实验加以验证,通过举生活实例加以巩固:
展示课件三,人造卫星做曲线运动,让学生进一步认识曲线运动的相关知识.
课件2,抛出的手榴弹做曲线运动,加强认识.
探究活动
观察并思考,现实生活中物体做曲线运动的实例,并分析物体所受合外力的情况与各点速度的关系.
免费高中物理教案模板篇15
教学目标
1、知识与技能
(1)了解地球表面物体的万有引力两个分力的大小关系,计算地球质量;
(2)行星绕恒星运动、卫星的运动的共同点:万有引力作为行星、卫星圆周运动的向心力,会用万有引力定律计算天体的质量;
(3)了解万有引力定律在天文学上有重要应用。
2.过程与方法:
(1)培养学生根据数据分析找到事物的主要因素和次要因素的一般过程和方法;
(2)培养学生根据事件的之间相似性采取类比方法分析新问题的能力与方法;
(3)培养学生归纳总结建立模型的能力与方法。
3.情感态度与价值观:
(1)培养学生认真严禁的科学态度和大胆探究的心理品质;
(2)体会物理学规律的简洁性和普适性,领略物理学的优美。
教学重难点
教学重点
地球质量的计算、太阳等中心天体质量的计算。
教学难点
根据已有条件求中心天体的质量。
教学工具
多媒体、板书
教学过程
一、计算天体的质量
1.基本知识
(1)地球质量的计算
①依据:地球表面的物体,若不考虑地球自转,物体的重力等于地球对物体的万有引力,即
②结论:
只要知道g、R的值,就可计算出地球的质量.
(2)太阳质量的计算
①依据:质量为m的行星绕太阳做匀速圆周运动时,行星与太阳间的万有引力充当向心力,即
②结论:
只要知道卫星绕行星运动的周期T和半径r,就可以计算出行星的质量.
2.思考判断
(1)地球表面的物体,重力就是物体所受的万有引力.(×)
(2)绕行星匀速转动的卫星,万有引力提供向心力.(√)
(3)利用地球绕太阳转动,可求地球的质量.(×)
3.探究交流
若已知月球绕地球转动的周期T和半径r,由此可以求出地球的质量吗?能否求出月球的质量呢?
【提示】能求出地球的质量.利用
为中心天体的质量.做圆周运动的月球的质量m在等式中已消掉,所以根据月球的周期T、公转半径r,无法计算月球的质量.
二、发现未知天体
1.基本知识
(1)海王星的发现
英国剑桥大学的学生亚当斯和法国年轻的天文学家勒维耶根据天王星的观测资料,利用万有引力定律计算出天王星外“新”行星的轨道.1846年9月23日,德国的加勒在勒维耶预言的位置附近发现了这颗行星——海王星.
(2)其他天体的发现
近100年来,人们在海王星的轨道之外又发现了冥王星、阋神星等几个较大的天体.
2.思考判断
(1)海王星、冥王星的发现表明了万有引力理论在太阳系内的正确性.(√)
(2)科学家在观测双星系统时,同样可以用万有引力定律来分析.(√)
3.探究交流
航天员翟志刚走出“神舟七号”飞船进行舱外活动时,要分析其运动状态,牛顿定律还适用吗?
【提示】适用.牛顿将牛顿定律与万有引力定律综合,成功分析了天体运动问题.牛顿定律对物体在地面上的运动以及天体的运动都是适用的.
三、天体质量和密度的计算
【问题导思】
1.求天体质量的思路是什么?
2.有了天体的质量,求密度还需什么物理量?
3.求天体质量常有哪些方法?
1.求天体质量的思路
绕中心天体运动的其他天体或卫星做匀速圆周运动,做圆周运动的天体(或卫星)的向心力等于它与中心天体的万有引力,利用此关系建立方程求中心天体的质量.
2.计算天体的质量
下面以地球质量的计算为例,介绍几种计算天体质量的方法:
(1)若已知月球绕地球做匀速圆周运动的周期为T,半径为r,根据万有引力等于向心力,即
(2)若已知月球绕地球做匀速圆周运动的半径r和月球运行的线速度v,由于地球对月球的引力等于月球做匀速圆周运动的向心力,根据牛顿第二定律,得
(3)若已知月球运行的线速度v和运行周期T,由于地球对月球的引力等于月球做匀速圆周运动的向心力,根据牛顿第二定律,得
(4)若已知地球的半径R和地球表面的重力加速度g,根据物体的重力近似等于地球对物体的引力,得
解得地球质量为
3.计算天体的密度
若天体的半径为R,则天体的密度ρ
误区警示
1.计算天体质量的方法不仅适用于地球,也适用于其他任何星体.注意方法的拓展应用.明确计算出的是中心天体的质量.
2.要注意R、r的区分.R指中心天体的半径,r指行星或卫星的轨道半径.以地球为例,若绕近地轨道运行,则有R=r.
例:要计算地球的质量,除已知的一些常数外还需知道某些数据,现给出下列各组数据,可以计算出地球质量的有哪些?()
A.已知地球半径R
B.已知卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径r和线速度v
C.已知卫星绕地球做匀速圆周运动的线速度v和周期T
D.已知地球公转的周期T′及运转半径r′
【答案】ABC
归纳总结:求解天体质量的技巧
天体的质量计算是依据物体绕中心天体做匀速圆周运动,万有引力充当向心力,列出有关方程求解的,因此解题时首先应明确其轨道半径,再根据其他已知条件列出相应的方程.
四、分析天体运动问题的思路
【问题导思】
1.常用来描述天体运动的物理量有哪些?
2.分析天体运动的主要思路是什么?
3.描述天体的运动问题,有哪些主要的公式?
1.解决天体运动问题的基本思路
一般行星或卫星的运动可看做匀速圆周运动,所需要的向心力都由中心天体对它的万有引力提供,所以研究天体时可建立基本关系式:
2.四个重要结论
设质量为m的天体绕另一质量为M的中心天体做半径为r的匀速圆周运动
以上结论可总结为“越远越慢,越远越小”.
误区警示
1.由以上分析可知,卫星的an、v、ω、T与行星或卫星的质量无关,仅由被环绕的天体的质量M和轨道半径r决定.
2.应用万有引力定律求解时还要注意挖掘题目中的隐含条件,如地球的公转周期是365天,自转一周是24小时,其表面的重力加速度约为9.8m/s2.
例:)据报道,天文学家近日发现了一颗距地球40光年的“超级地球”,名为“55Cancrie”,该行星绕母星(中心天体)运行的周期约为地球绕太阳运行周期的480(1),母星的体积约为太阳的60倍.假设母星与太阳密度相同,“55Cancrie”与地球均做匀速圆周运动,则“55Cancrie”与地球的()
【答案】B
归纳总结:解决天体运动的关键点
解决该类问题要紧扣两点:一是紧扣一个物理模型:就是将天体(或卫星)的运动看成是匀速圆周运动;二是紧扣一个物体做圆周运动的动力学特征,即天体(或卫星)的向心力由万有引力提供.还要记住一个结论:在向心加速度、线速度、角速度和周期四个物理量中,只有周期的值随着轨道半径的变大而增大,其余的三个都随轨道半径的变大而减小
五、双星问题的分析方法
例:天文学家将相距较近、仅在彼此的引力作用下运行的两颗恒星称为双星.双星系统在银河系中很普遍.利用双星系统中两颗恒星的运动特征可推算出它们的总质量.已知某双星系统中两颗恒星围绕它们连线上的某一固定点分别做匀速圆周运动,周期均为T,两颗恒星之间的距离为r,试推算这个双星系统的总质量.(引力常量为G)
归纳总结:双星系统的特点
1.双星绕它们共同的圆心做匀速圆周运动,它们之间的距离保持不变;
2.两星之间的万有引力提供各自需要的向心力;
3.双星系统中每颗星的角速度相等;
4.两星的轨道半径之和等于两星间的距离.