关于高一物理教案的范文大全赏析(精选20篇)

高中物理必修2《质点在平面内的运动》教案

教学目标

知识与技能

1.理解平抛运动是加速度为g的匀变速运动，其水平方向是匀速直线运动，竖直方向为自由落体运动.

2.了解斜抛运动及运动的合成与分解的迁移应用.

过程与方法

会用平抛运动的规律解答相关问题，以数学中的抛物线方程及图象为工具建立物理模型，理解抛体运动的规律及处理方法.

情感、态度与价值观

1.体会各学科之间的联系与发展，培养空间想象能力和数学计算能力以及知识方法的应用能力.

2.领略抛体运动的对称与和谐，培养对科学的好奇心和求知欲.

教学重难点

1.知道什么是抛体运动，什么是平抛运动.知道平抛运动是匀变速曲线运动，加速度为g.

2.用运动的分解、合成结合牛顿运动定律研究抛体运动的特点，知道平抛运动可分为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动.

3.能应用平抛运动的规律交流讨论并解决实际问题.在得出平抛运动规律的基础上进而分析斜抛运动.掌握研究抛体运动的一般方法.

教学过程

一、抛体运动

探究交流:体育运动中投掷的链球、铅球、铁饼、标枪等(如图所示)，都可以看做是抛体运动吗?都可以看成是平抛运动吗?

1.基本知识

(1)定义

以一定的速度将物体抛出，物体只受重力作用的运动.

(2)平抛运动

初速度沿水平方向的抛体运动.

(3)平抛运动的特点

①初速度沿水平方向.②只受重力作用.

2.思考判断

(1)水平抛出的物体所做的运动就是平抛运动.(×)

(2)平抛运动中要考虑空气阻力的作用.(×)

(3)平抛运动的初速度与重力垂直.(√)

二、平抛运动的速度

1.基本知识

将物体以初速度v0水平抛出，由于物体只受重力作用，t时刻的速度为：

(1)水平方向：vx=v0.

(2)竖直方向：vy=gt.

(4)速度变化特点：由于平抛运动的物体只受重力作用，所以其加速度恒为g，因此在平抛运动中速度的变化量Δv=gΔt，由于g是常量，所以任意两个相等的时间间隔内速度的变化量相等，方向竖直向下，即任意两个相等的时间间隔内速度的变化相同，如图所示.

2.思考判断

(1)平抛运动的物体初速度越大，下落得越快.(×)

(2)做平抛运动的物体下落时，速度与水平方向的夹角θ越来越大.(√)

(3)如果下落时间较长，平抛运动的物体的速度方向变为竖直方向.(×)

3.探究交流

平抛运动中，竖直方向的分速度vy=gt，除该公式外，还有求vy的公式吗?

【提示】由于竖直分运动是自由落体运动，所以

例：关于平抛物体的运动，以下说法正确的是()

A.做平抛运动的物体，速度和加速度都随时间的增加而增大

B.做平抛运动的物体仅受到重力的作用，所以加速度保持不变

C.平抛物体的运动是匀变速运动

D.平抛物体的运动是变加速运动

【答案】BC

三、平抛运动的位移

1.基本知识

将物体以初速度v0水平抛出，经时间t物体的位移为：

2.思考判断

(1)平抛运动合位移的方向与合速度的方向一致.(×)

(2)平抛运动合位移的大小等于物体的路程.(×)

(3)平抛运动中，初速度越大，落地时间越长.(×)

3.探究交流

飞机向某灾区投放救灾物资，要使物资准确落到指定地点，是飞到目标正上方投放，还是提前投放?

【提示】物资离开飞机前具有与飞机相同的水平方向的速度，当离开飞机后，由于惯性，它们仍然要保持原有的水平向前的运动速度，另外，物资又受到重力作用，于是物资一方面在水平方向向前运动，另一方面向下加速运动，因此，只有提前投放，才能使物资准确落到指定地方.

4.小结：平抛运动的特点

1.速度特点：平抛运动的速度大小和方向都不断变化，故它是变速运动.

2.轨迹特点：平抛运动的运动轨迹是曲线，故它是曲线运动.

3.加速度特点：平抛运动的加速度为自由落体加速度，恒定不变，故它是匀变速运动.

综上所述，平抛运动的性质为匀变速曲线运动.

例：关于平抛运动，下列说法正确的是()

A.平抛运动是匀变速运动

B.平抛运动是变加速运动

C.任意两段时间内加速度相同

D.任意两段相等时间内速度变化相同

【答案】ACD

四、平抛运动的研究方法和规律

【问题导思】

1.如何研究平抛运动比较简单?

2.平抛运动的合速度、合位移怎么求出?

3.试推导平抛运动的轨迹方程.

1.平抛运动的研究方法

(1)由于平抛运动是匀变速曲线运动，速度、位移的方向时刻发生变化，无法直接应用运动学公式，因此研究平抛运动问题时采用运动分解的方法.

(2)平抛运动一般分解为竖直方向上的自由落体运动和水平方向上的匀速直线运动.

2.平抛运动的规律

(1)分运动

五、平抛运动的几个重要推论

【问题导思】

1.平抛运动的飞行时间与初速度有关吗?

2.平抛运动的落地速度决定于哪些因素?

3.平抛运动的速度偏向角与位移偏向角间的关系如何?

1.平抛运动的时间

A.tan φ=sin θ B.tan φ=cos θ

C.tan φ=tan θ D.tan φ=2tan θ

【答案】D

六、平抛运动的临界问题

例：如图所示，女排比赛时，排球场总长为18 m，设球网高度为2 m，运动员站在网前3 m处正对球网跳起将球水平击出.若击球的高度为2.5 m，为使球既不触网又不越界，求球的速度范围.

2.思考判断

(1)斜抛运动和平抛运动在竖直方向上做的都是自由落体运动.(×)

(2)斜抛运动和平抛运动在水平方向上做的都是匀速直线运动.(√)

(3)斜抛运动和平抛运动的加速度相同.(√)

3.探究交流

对斜上抛运动，有一个最高点，该点的速度是零吗?为什么

【提示】在斜上抛运动的最高点，竖直分速度为零.水平分速度等于v0cos θ.故该点的速度v=v0cosθ.

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高中物理必修2《追寻守恒量——能量》教案

教学目标

1、知识与技能

(1)领悟伽利略理想斜面实验中的转化和守恒的事实;

(2)理解能量这个物理量及动能、势能的物理意义;

(3)独立分析伽利略理想斜面实验的能量转换和守恒关系;

(4)除伽利略理想斜面实验以外，能列举出其它动能与势能相互转化和守恒的实例;

(5)能够列举出不同形式的能量可以互相转化并可能守恒;

(6)理解能量转化与守恒是一种重要的自然规律，激发学生产生用这一规律解决问题的意识。

2、过程与方法

(1)体会伽利略分析问题的精妙，学习他能分析出事物本质的方法;

(2)体会费恩曼所说话的深刻内涵，体会转化与守恒的普遍性。

3、情感、态度、价值观

(1)体会大自然的多样性和科学概念的概括性，激发对自然现象的探究欲望和对科学知识的崇尚精神。

(2)体会物理规律分析问题的简洁之美。

教学重难点

教学重点：

理解动能、势能的含义，体会能量转化、守恒的普遍存在性。

教学难点：

培养创新能力，使学生在发现了能量转化、守恒的普遍存在性后，能马上意识到这里面存在的巨大的使用前景(就象商人看到了商机)。

教学过程

导入新课

从本章开始，我们研究力学中另外一个重要的物理量：能量，以及它所遵守的规律。大家知道，牛顿是经典力学的奠基人，他提出了三个定律和万有引力定律，但是他没有研究过能量(至少没有深入研究)，课本上有一句话：“‘能量是牛顿没有留给我们的少数力学概念之一”至于力学中还有哪些概念牛顿也没有研究过，有兴趣的同学可以自己查找资料。但是能量这一概念并不是牛顿之后才出现的，在伽利略时代，能量及其守恒思想就已经出现。

理想斜面实验是谁“做”的?为了说明什么问题?怎样“做”的?(伽利略“做”的;为了研究力和运动的关系，证明运动不需要力来维持)

让小球沿一个斜面从静止开始滚下，小球将滚上另一个斜面，如果没有摩擦，小球将上升到原来的高度。减小后一斜面的倾角，小球在这个斜面上仍达到同一高度，但这时他要滚得远些。继续减小后一斜面的倾角，小球达到同一高度，但滚得更远些，若将后一斜面放平，由于球永远达不到原来的高度，所以将永远滚动下去。

伽利略在分析理想斜面实验时，除了得出：运动不需要力来维持的结论外，他还注意到实验中反映出一个转化与守恒的事实(或思想)。

1、对理想斜面实验的初步分析

提问1：猜一猜他看出的转化的事实是什么?(高度与速度，还要具体说一下，如下滑时高度转化为速度等，若有人直接说出势能与动能，则指出伽利略时代还没有这两个概念)

提问2：猜一猜他看出的守恒的事实是什么?(一个与高度有关的量和一个与速度有关的量之和守恒，若回答出势能、动能之和守恒，引导同上，若回答出高度与速度之和守恒，引导出这是描述物体运动的两个不同概念，单位都不一样，无法相加)

提问3：假设你是伽利略，而且掌握了牛顿运动定律和运动学公式，能不能从理论上证明出与高度有关的量和与速度有关的量之和守恒?(提醒：把h0、h、v放在一个公式中，分析从P点释放到Q点过程中已知四个量，而学过的运动学公式中每个公式都有四个量)

总结1：伽利略对理想斜面实验的分析：高度与速度相互转化，转化过程中与高度有关的量和与速度有关的量之和守恒。

2、给出动能与势能的概念，体会动能与势能转化并守恒的普遍存在性。

伽利略的发现在今天看来就是我们初中学过的能量转换与守恒的思想。其中与高度有关的量我们现在叫它势能;与速度有关的量我们现在叫它动能。动能与势能的概念，请用势能和动能描述一下理想斜面实验中的转化与守恒的事实。

提问4：动能与势能相互转化，但转化过程中总能量守恒的物理过程肯定有很多，只是你没有特意注意，现在在大脑中搜索一下，试着列举出几个动能与势能相互转化但总能量可能守恒的实例?

重点列举两个：

(1)视频：游乐场中的海盗船和秋千。双线摆演示(老师给出双线摆这个名字);并演示证明左右最高点一样高，若时间允许可以让学生探究如何用这些器材证明左右一样高(提醒证明方法不唯一)。最后采用底部放置直尺，左右摆开的最大距离相等)

(2)视频：滚摆。悠悠球演示

提问5：课本开头给出了费恩曼的一段话，(老师阅读)，费恩曼是何许人，也同学们课下自己去了解，他的这段话的意思是自然界的一切现象都受能量的转化与守恒定律支配，回忆初中所学知识，除了动能和势能外，还学过哪些能量?列举出它们可以相互转化且总能量可能守恒的实例?如电能转化为光能等。

总结2：

(2)在理想斜面实验中，动能与势能相互转化，转化过程中总能量守恒。

(3)能量的转化与守恒是自然界普遍存在的现象。

3、体会追寻能量转化与守恒思想的意义。

能量的转化与守恒是自然界普遍存在的现象，由此你想到了什么?或说你意识到什么?

提醒：(赫兹发现了电磁波，很快有人发明了电报)气象预报说：“近年夏天会持续高温，而且干旱……”国美的老板听了会想到什么：空调会热销，发财的机会来了。使用价值：如果我掌握了守恒的规律，就可以用它来解决问题，看到了新技术，就要琢磨怎样应用它，就是创新。如果你对它无动于衷，就总是落后于人家。

总结3：追寻“守恒量”的意义：开辟一种新的简单的解决问题的途径。

课后小结

一、伽利略斜面实验表明

“有某一量是守恒的”，这个量叫做能量。

二、能量

1、势能：相互作用的物体凭借其位置而具有的能量。

2、动能：物体由于运动而具有的能量。

三、“追寻守恒量”的意义

1、可行性：物质在运动变化过程中存在守恒量。

2、重要性：物质在运动变化过程中都要满足一定的守恒定律。

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牛顿第三定律高中一年级教案

一、教材分析

牛顿第一定律是人教版高中物理第四章第一节的内容，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;它本身包含着力、惯性和参考系这些极富成果的科学概念，是物理学理论的基石和支柱，同时，为牛顿第二定律、第三定律的学习做下铺垫。另外，伽利略的研究蕴涵了重要的科学方法，教材在引导学生领会牛顿第一定律含义的过程中，充分说明了伽利略“理想实验”及其推理过程，展示了伽利略理想斜面实验的猜想依据、推断结果这一思维过程。因而，通过教师引导和问题探究，让学生认识物体固有的惯性现象，进一步理解运动、力、质量等基本概念，成为学生理解“运动与力”关系的基础，“惯性”因其抽象、难懂而成为难点。

重点：伽利略理想实验、牛顿第一定律内容、惯性概念。

难点：理想实验方法、惯性概念。

关键：在没有给定质量大小与否时，基于物体的加速度来对惯性的大小进行判断。

二、学情分析

知识基础：教学对象为重庆市城镇中学的高一年级学生。他们已经学过运动学和静力学的相关知识，但对“运动与力”之间的关系还是第一次正式涉及到，由于日常生活经验的认知偏差，学生往往不容易理解“运动与力的关系”。

心里特点：高一学生思维活跃，对不知其所以然的现象有较强的求知欲。

认知障碍：(1)生活经验中，“运动需要力”的前概念；(2)高一学生已经具备了一定的分析、推理、逻辑思维能力，但是，自主探究、归纳和作出结论的能力不强。

所以，本节课要注意引导学生通过前人对力与运动关系的探究的过程，学习相应的物理思想和方法，以克服认知困难和偏差等引发的难于理解“运动与力的关系”。

三、教学方法

1、实验探究法

物理是一门以实验为基础的科学。将理论与实验融为一体，突出实验在教学中的基础地位是新课标的一大特点。在本节课中，通过对伽利略的理想探究实验，从而逐步掌握在实验

的基础上加之推理得到结论的方法。

2、谈话讲探究法

老师通过实验演示和媒体展示，引导学生学习牛顿第一定律和惯性概念，并注重对抽象的惯性概念等进行讲解，以疏通课程难点内容。

3、问题讨论法

结合新课程理念，为学生逐步习得科学探究的方法和掌握、应用方法，同时树立交流与合作的意识，于是，设计了学生讨论的问题，强调学生在问题讨论中亲身参与实践和合作学习方式，以理解和应用所学方法。

四、教学目标

1、知识与技能

(1)理解力与运动的关系；

(2)掌握伽利略的理想实验；

(3)认识质量与惯性大小的关系。

2、过程与方法

(1)通过伽利略的理想实验，学习在实验基础上通过推理得到结论的方法。

(2)通过对惯性大小因素的探究，体会控制变量法。

3、情感态度与价值观

(1)通过历史回顾，感悟前人认识事物本质的曲折性。

(2)通过对伽利略的介绍，学习坚持不懈的科学探究精神，敢于创新、挑战权威的科学态度。

五、实验设计与媒体结合

物理学是一门实验科学，实验是最好的科学论证，能够使抽象、空洞的概念更加具体、直观地展现出来，从而将感性认识提升到理性认识的高度，而运用媒体信息更能为实验锦上添花，它将复杂的物理过程形象生动地展现给学生。由于本堂课的概念多且抽象，所以，基于高一学生的心里特点及认知水平，尊重循序渐进的规则，我主要设计了以下实验。

(1)运用伽利略的斜塔实验培养学生在实验的基础之上，通过推理得出结论的方法。

(2)通过模拟汽车突然启动和急刹车，从静止和运动两个侧面来说明物体都有惯性现象，指出惯性是物体的一种属性。

(3)我用弹簧同时弹击质量不同的小车来有效说明质量是物体惯性大小的量度观点。并让学生体会控制变量法在实验探究中的作用。

(4)由于学生常常想当然地走向经验误区，以为速度越大惯性就越大。所以，为了弄清这个问题，我设置了直观的媒体展示，以一个交通事故的案例来说明速度与惯性大小无关。

六、探究教学过程

本节课的教学过程主要分为三个部分。

(1)情境展示，引出新课；

(2)师生互动，探究新知；

(3)交流总结，活学活用。

七、课后作业

(1)课后完成课本75页“问题与练习”中的习题。

(2)将生活中的惯性现象记录下来。

(3)完成课外阅读，思考讨论惯性参考系。

(4)以惯性运用、冰壶运动等关键词上网或图书馆查阅资料。

八、教学组织形式

新课程提倡以自主、合作、探究的教学组织形式来进行课堂教学，本节采用教师引导，学生观察、探究的教学组织形式，让学生经历部分的科学发现之探究过程，来获取物理知识和方法。

九、教学设计回顾与反思

思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本；亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。

学生素质的培养就成了镜中花，水中月。为了主学生尽快走进新课程，教学设计中，我在转变教师教学行为和学生学习行为方式上进行了大胆构想：

(1)教师把主动权交给学生，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架，培养学生概括总结能力。

(2)给学生时间与空间放手学生实践，由课堂实验到概念的得出，教师始终关注每一位学生参与探索问题的全过程，完成教师角色的转变，教师真正成为学生学习的组织者、参与者，咨询者与合作者。只有完成这种转换，才能更好的培养学生的创新意识和实践能力。

(3)物理教学是物理思维活动的教学，本节课，力求做到在教学活动中研究，在研究中体验，在体验中提高。在探究活动中，通过生活中的物理现象引导学生提出问题，进行猜想假设，在进行实验之前，先让学生明确在多个因素影响物理量变化时，引导他们学习和运用重要的物理研究方法——控制变量法，来控制物理变量、设计实验，最后通过学生的实验展示，交流与讨论，总结得出探究结论：牛顿第一定律的内涵、惯性概念以及质量越大惯性越大等结论。从而层层深入，启发学生思维，使学生在分析归纳中充分发挥主动性，但要求学生例举生活实例，阐释惯性与速度无关，有效突破这一难点不是一蹴而就的，还需要后续知识“牛顿第二定律”等知识的学习。

高一物理必修一教案

(一)教学目的

1.知道什么是机械运动，知道机械运动是宇宙中最普遍的现象。

2.知道什么叫参照物，知道判断物体的运动情况需要选定参照物。知道运动和静止的相对性。

3.知道什么是匀速直线运动。

(二)教具

1米长的一端封闭的玻璃管，管内注入水，并留约2厘米长的一段空气柱，管口被封闭;节拍器(或秒表)。

(三)教学过程

一、复习提问

1.常用的测量长度的工具是什么?常用的长度单位有哪些?它们之间的换算关系是怎样的?

2.完成下列长度单位的换算，要求有单位换算的过程。由两名同学到黑板上演算，其他同学在笔记本上进行练习。

教师口述：0.2千米=______厘米。(答：2×104厘米)

500微米=______米。(答：0.0005米)

对学生所答进行讲评。

3.用最小刻度是毫米的刻度尺测量课本图1—5甲图中木块的实际长度。要求每个学生动手测量。由同学说出测量结果。巩固上节所学正确使用刻度尺测长度、正确读、记测量结果和减小误差的基本知识。

二、新课教学

1.新课的引入

组织同学阅读课本节前大“?”的内容。提问：飞机在天空中飞行，子弹在运动吗?飞行员为什么能顺手抓住一颗飞行的子弹呢?要回答这些问题，我们就要认真学习有关物体运动的知识。

板书：“第二章简单的运动

一、机械运动”

2.机械运动

(1)什么是机械运动?

运动是个多义词，物理学里讲的运动是指物体位置的变化。同学们骑自行车时，人和自行车对地面或路旁的树都有位置的变化;飞机在天空中飞行，它相对于地面有位置的变化。物理学里把物体位置的变化叫机械运动。

(2)机械运动是宇宙中最普遍的运动。

提问并组织学生回答：举例说明我们周围的物体哪些是在做机械运动。

对于回答中所举机械运动实例，教师要明确指出是哪个物体相对什么物体有位置的改变。

组织同学看课本图2—2，提问：图中的哪些物体在做机械运动?

答：图2—2中运动员、足球、列车、地球、人造卫星、太阳系、银河系都在不停地做机械运动。

问：图中的铁轨，地球上的树木、高山，我们教室中的课桌和椅子是运动的吗?

答：它们都在跟随地球自转，同时绕太阳公转，他们也在做机械运动。

小结：机械运动是宇宙中最普遍的现象。

板书：“1.物体位置的变化叫做机械运动。机械运动是宇宙中最普遍的现象。”

3.运动和静止的相对性

(1)组织学生看课本图2—3，讨论：乘客是静止的还是运动的?让学生充分说明自己的看法。

小结：

首先明确本问题中研究对象是汽车中的乘客，这位乘客是静止的还是运动的。

其次根据前面所学机械运动的知识，判定汽车、司机和乘客都在做机械运动。但是司机和男孩所说乘客是静止的或是运动的说法都有道理。因为他们在研究乘客的运动情况时，选定的作为标准的物体不同。

问：司机看到乘客没动是静止的，是以什么为标准的。

答：以车厢为标准，乘客相对于车厢没有位置的改变，所以说乘客是静止的。

问：男孩看到乘客运动得很快，他是以什么为标准的。

答：男孩以路面或路旁的树木、房屋为标准，乘客相对于路面有位置的改变。所以他说乘客是运动的。

教师小结：在描述物体是运动还是静止，要看是以哪个物体做标准。这个被选作标准的物体叫做参照物。同一个物体是运动还是静止，取决于所选定的参照物。这就是运动和静止的相对性。

板书：“2.运动和静止的相对性：①：在描述物体的运动情况时，被选作标准的物体叫参照物。

②同一个物体是运动还是静止，取决于所选的参照物，这就是运动和静止的相对性。”

(2)提问：看课本图2—4，卡车和联合收割机在农田里并排行驶，受油机与大型加油机在空中飞行，说它们是运动的，你选什么物体为参照物。

答：选大地为参照物，它们是运动的。

教师追问：在甲图中如果选卡车或收割机为参照物，在乙图中如果选受油机或加油机为参照物，另一物体的运动情况是怎样的?

答：另一物体是静止的。因为它们相对于参照物没有位置的改变

教师小结：像卡车和收割机这样两个物体以同样的快慢，向同一方向运动，它们的相对位置不变，则称这两个物体相对静止。

提问：请你解释法国飞行员能顺手抓住一颗子弹的道理。

要求学生用相对静止的道理予以解释。

教师指出：参照物可以任意选择，在研究地面上物体的运动时，常选地面或固定在地面上的物体为参照物。举例例说明当所选的参照物不同时，物体的运动情况一般不相同。例如列车中的乘客以地面为参照物是运动的，以车厢为参照物是静止的。

4.匀速直线运动

(1)自然界中最简单的机械运动是匀速直线运动。

(2)什么是匀速直线运动

演示实验：启动节拍器，使两响之间间隔1秒钟(如果没有节拍器，可由学生读秒表)。将1米长的内封气泡的玻璃管竖直靠放在黑板上。使气泡由管底竖直上升，从零时刻开始，在每个节拍时，在气泡所在的位置旁用粉笔在黑板上画出一个个短横线(以气泡的上沿或下沿为准)，这些横线由下到上等距离排列。

改变节拍器摆锤的位置，增大(或减小)摆的周期，重做上述实验。此时要平移玻璃管在黑板上的位置，每组记画横线不可重叠。

用刻度尺测相同的时间间隔内，气泡通过的距离。

提问：你认为气泡的运动有什么特点?

教师讲述：运动的气泡经过的路线是直的，并且在相等的时间里通过的距离相等，即快慢是不变的。这种快慢不变，经过路线是直线的运动，叫做匀速直线运动。

板书：“3.匀速直线运动：快慢不变，经过路线是直线的运动，叫做匀速直线运动。”

匀速直线运动在自然界中并不多见，但是许多运动可以近似地看作是匀速直线运动。

提问：百米跑运动员，从起跑线起跑，跑到终点，他的运动是匀速直线运动吗?(答：可以近似地看作是匀速直线运动。)

5.小结本节知识要点

三、布置作业

课本P2—4，练习1、2、3、4。

四、说明

由于在义务教育全日制初级中学物理教学大纲(试用)中，参照物并未作为教学内容列出。建议在教学中只需让学生对参照物的概念有个很初步的了解，懂得要描述物体是运动还是静止需要选个参照物就够了，不要在教学中补充较为复杂的例题，造成学生学习上的困难。

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高中物理必修2《功》教案

教学目标

1、知识与技能

(1)理解功的概念，知道力和物体在力的方向发生位移是做功的两个不可缺少的因素;

(2)理解正功和负功的概念，知道在什么情况下力做正功或负功;

(3)知道在国际单位制中，功的单位是焦耳(J)，知道功是标量;

(4)掌握合力做功的意义和总功的含义;

(5)掌握公式W=Fs cosα的应用条件，并能进行有关计算。

2、过程与方法：理解正负功的含义，并会解释生活实例。

3、情感、态度与价值观：功与生活联系非常密切，通过探究功来探究生活实例。

教学重难点

教学重点

重点使学生掌握功的计算公式，理解力对物体做功的两个要素;

教学难点

1.难点是物体在力的方向上的位移与物体运动方向的位移容易混淆，需要讲透、讲白;

2.使学生认识负功的意义较困难，也是难点之一。

教学过程

一、功

1.基本知识

(1)功的定义

一个物体受到力的作用，并在力的方向上发生了一段位移，我们就说这个力对物体做了功.

(2)做功的因素

①力;②物体在力的方向上发生的位移.

(3)功的公式

①力F与位移l同向时：W=Fl.

②力F与位移l有夹角α时：W=Flcos_α，其中F、l、cos α分别表示力的大小、位移的大小、力与位移夹角的余弦.

③各物理量的单位：F的单位是N，l的单位是m，W的单位是N·m，即J.

(4)正功、负功

(5)合力的功

功是标量，当物体在几个力的共同作用下，发生一段位移时，这几个力对物体所做的总功等于各个力分别对物体所做功的代数和，也等于这几个力的合力对这个物体所做的功.

2.思考判断

(1)公式W=Fl中的l是物体运动的路程.(×)

(2)力F1做功10 J，F2做功-15 J，力F1比F2做功少.(√)

(3)力对物体不做功，说明物体位移一定为零.(×)

探究交流

一个人提着一水桶，在水平路面上匀速行走了一段路程，人对水桶是否做了功?

【提示】人提着水桶在水平路面上行走，人提桶的力对水桶不做功.因为人提水桶的力，沿竖直方向，而水桶在竖直方向上无位移.

二、功及正功、负功的理解

【问题导思】

1.公式W=Flcos α中各符号的意义如何?

2.功有正负，功是矢量吗?

3.做功与做工相同吗?

1.对公式W=Flcos α的理解

(1)各符号的含义：F表示力的大小;l表示力的作用点相对于地面位移的大小，当力的作用点的位移与物体的位移相同时，也常常说是物体相对于地面的位移大小;α表示力和位移方向的夹角.

(2)W=F·lcos α与W=Fcos α·l的理解

公式可以表示为W=F·lcos α，表达的物理意义是功等于力与沿力F方向的位移的乘积;公式也可以表示为W=Fcos α·l，表达的物理意义是功等于沿位移方向的力与位移的乘积.

2.对正功、负功的理解

(1)功是标量：功是标量，只有量值，没有方向.功的正、负并不表示功的方向，而且也不是数量上的正与负.我们既不能说“正功与负功的方向相反”，也不能说“正功大于负功”，它们仅表示相反的做功效果.

(2)正功、负功的物理意义：功的正负由力和位移之间的夹角决定，所以功的正负不表示方向，而只能说明做功的力对物体来说是动力还是阻力.

(3)一个力对物体做负功，往往说成物体克服这个力做功.

误区警示

1.计算功时首先应明确要求的是哪一个力的功，物体所受的各个力做功时互不影响.

2.物理学中的“做功”与日常生活中的“工作”含义不同.

例：如图所示，平行于斜面向上的拉力F使质量为m的物体匀速地沿着长为L，倾角为α的斜面的一端向上运动到另一端，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，分别求作用在物体上各力对物体所做的功.

【审题指导】审题时应注意以下条件

(1)物体匀速运动，合力为零，且各力均为恒力.

(2)求力的功时，要特别关注力和位移的夹角.

【答案】拉力做功mgL(sin α+μcos α)，重力做功-mgLsin α，摩擦力做功-μmgLcos α，斜面弹力对物体不做功

规律总结：力做正功还是负功的判断方法

1.看力F与位移l的夹角α

α<90°，力做正功;α>90°，力做负功;α=90°，力不做功.

2.看力F与速度v的夹角α

α<90°，力做正功;α>90°，力做负功;α=90°，力不做功.

3.看速率增大还是减小，若在力作用下速率增大，此力做正功，反之做负功.

三.摩擦力功的理解

【问题导思】

1.静摩擦力一定不做功吗?

2.滑动摩擦力一定做负功吗?

3.相互作用的一对静摩擦力的总功和一对滑动摩擦力的总功分别如何?

我们知道运动的物体可以受滑动摩擦力或静摩擦力，静止的物体也可以受滑动摩擦力或静摩擦力.

总结

(1)当静止的物体受到滑动摩擦力或静摩擦力时，摩擦力对该物体不做功.

(2)当运动的物体受到滑动摩擦力或静摩擦力时，摩擦力可能是阻力，也可能是动力.当摩擦力为动力时，摩擦力做正功;当摩擦力为阻力时，摩擦力做负功.

(3)求摩擦力做的功时，对于静摩擦力，由于物体之间相对静止，两物体位移相同.因此一对静摩擦力做功的代数和为零.对于滑动摩擦力，由于物体之间有相对滑动，故两个物体的对地位移并不相同，因此两个相互作用的滑动摩擦力做功的总和不为零.

例：质量为M的木板放在光滑的水平面上，一个质量为m的滑块以某一速度沿木板表面从A点滑至B点，在木板上前进了L，而木板前进l，如图所示.若滑块与木板间的动摩擦因数为μ，求摩擦力对滑块、对木板做功各为多少?摩擦力做的总功为多少?

【审题指导】解答此题应把握以下两点：

(1)两物体所受摩擦力的方向.

(2)求功时所用位移是指物体对水平面的位移.

【答案】-μmg(l+L)μmgl-μmgL

四、总功及其求解思路

【问题导思】

1.什么是总功?

2.总功的求法有哪些思路?

3.上述思路常适用于哪些情况?

由合力与分力的等效替代关系知，合力与分力做功也是可以等效替代的，因此计算总功的方法有两种：

1.先求物体所受的合力，再根据公式W合=F合lcos α求合力的功.

2.先根据W=Flcos α，求每个分力做的功W1、W2、W3、…、Wn，再根据W合=W1+W2+W3+…+Wn，求合力的功.即合力做的功等于各个分力做功的代数和.

误区警示

方法(1)：仅适用于几个力同时作用于物体上，且它们均不发生变化的情况;

方法(2)：在任何情况下都适用，不管是几个力同时作用，还是作用时间有先后.

例：如图所示，一个质量m=2 kg的物体，受到与水平方向成37°角斜向上方的力F=10 N作用，在水平地面上移动的距离l=2 m，物体与地面间的滑动摩擦力Ff=4.2 N，求外力对物体所做的总功.(cos 37°=0.8，sin 37°=0.6)

【审题指导】求解该题一般有如下两种思路：

【答案】7.6 J

规律总结：灵活选择两种求合力功的方法

1.如果物体处于平衡状态或在某一方向受力平衡，或者物体在某一方向上做匀变速直线运动

(合力等于ma)，先求合力再求功的方法更简捷.

2.如果已知物体所受的力之中有的不做功，有的做功且方便求得该力的功(如重力功)时，选择W合=W1+W2+W3+…+Wn简单方便.

例：如图所示，质量为m的物体静止在倾角为θ的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为μ.现使斜面水平向左匀速移动距离l.该过程中，斜面对物体做的功、各力对物体做的总功分别是()

A.-mglsin θcos θ，0

B.0,0

C.0，mglsin θcos θ

D.-mglsin θcos θ，mglsin θcos θ

【答案】B

五、变力功的求法

例：如图所示，摆球质量为m，悬线的长为L，把悬线拉到水平位置后放手.设在摆球运动过程中空气阻力Ff的大小不变，求摆球从A运动到竖直位置B时，重力mg、绳的拉力FT、空气阻力Ff各做了多少功?

【答案】mgL;0;

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牛顿第三定律高中一年级教案

教学目标

知识目标

(1)认识物体间的作用是相互的；

(2)会用准确的文字叙述牛顿第三定律；

(3)理解作用力和反作用力的关系与两个物体相互作用的方式、相互作用时的运动状态均无关；

(4)理解作用力和反作用力是分别作用在两个不同的物体上或分别作用在一个物体的两部分上。这两个力之间不存在平衡的问题，两个力各自引起的效果一般是不同的；

(5)理解作用力与反作用力是同时产生、同时消失、同样变化、同一性质的力；

(6)能区分相互平衡的两个力与一对作用力、反作用力；

(7)能综合运用牛顿第二、第三定律综合解决有关问题。

能力目标

培养语言表达能力、观察能力。

情感目标

与实际问题相结合，培养学习兴趣。

教学建议

教材分析

先通过大量的实例和分析，让学生再一次体会力是物体间的相互作用，建立作用力和反作用力的概念.然后通过小实验给出牛顿第三定律，并讨论牛顿第三定律在生活和生产中的广泛应用。

教法建议

1、本节内容学生在初中已有一定基础.教学中要利用实验、视频资料或课件，多举例子，让学生观察、体会力是物体间的相互作用，并让学生描述物体间的相互作用，这样不仅锻炼了学生的口头表达能力，而且养成在分析问题时选取谁做研究对象的好习惯。

2、通过典型例子的分析，让学生总结出相互作用力与二力平衡的异同之处，能够很好的区别它们。

教学设计示例

教学重点：牛顿第三定律；作用力和反作用力与二力平衡的异同

教学难点：相互作用力与二力平衡的异同

示例：

一、力是物体间的相互作用

1、举例并分析：

例1、实验：水槽中两个软木塞上的铁条和磁铁的相互作用。(视频资料)

问题：观察到什么现象?如何解释？(表述中要明确受力物和施力物)

例2、实验：坐在椅子上用手推桌子，会感觉到桌子也在推我们。(具体体验)

问题：感觉到什么？如何解释？(表述中要明确受力物和施力物)

让学生看书上的例子或举例。

2、作用力和反作用力的定义。

3、作用力和反作用力的关系：

实验：做书55页实验，读出弹簧秤示数，看两个弹簧秤示数是否相等?

结论：两个弹簧秤示数相等。改变手拉弹簧的力，两个弹簧秤示数也随着改变，但两个示数总相等。说明作用力和反作用力大小相等，方向相反。

二、牛顿第三定律(反作用定律)

1、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。用公式表示为

2、区分相互作用力与平衡力

例题：粉笔盒静止在讲台上。请分析粉笔盒受到哪几个力的作用？它们的反作用力是什么力？作用在谁身上？(画出示意图)

在学生能够正确回答后，继续提问：粉笔盒所受到的平衡力和粉笔盒与桌子间的相互作用力有什么共同特点？有什么不同点？(以上问题根据学生情况设问)

class=Normal vAlign=center align=middle width=87> class=Normal vAlign=center align=middle width=130>

相同点

class=Normal vAlign=center align=middle width=286>

不同点

class=Normal vAlign=center align=middle width=87>

相互作用力

class=Normal vAlign=top width=130>

大小相等，方向相反，作用在一条直线上。

class=Normal vAlign=top width=286>

两力必性质相同；

同时出现，同时消失；

分别作用在两个物体上(互为施力物和受力物)；

与运动状态及参考系无关。

class=Normal vAlign=center align=middle width=87>

平衡力

class=Normal vAlign=top width=130>

同上.

class=Normal vAlign=top width=286>

性质可以不相同；

可以不同时消失；

同时作用在一个物体上；(研究对象)

3、牛顿第三定律在生活和生产中的应用：根据学生情况处理。

提供直升机螺旋桨转动的视频资料。

探究活动

题目：如何在拔河比赛中获胜

组织：以自然组为小组

方式：研究方案并进行比赛

评价：可操作性、引起兴趣、与实际结合。

高中物理必修2《生活中的圆周运动》教案

教学目标

1、知识与技能

(1)知道如果一个力或几个力的合力的效果是使物体产生向心加速度，它就是圆周运动的物体所受的向心力.会在具体问题中分析向心力的来源。

(2)能理解运用匀速圆周运动的规律分析和处理生产和生活中的具体实例。

(3)知道向心力和向心加速度的公式也适用于变速圆周运动，会求变速圆周运动中物体在特殊点的向心力和向心加速度。

2、过程与方法

(1)通过对匀速圆周运动的实例分析，渗透理论联系实际的观点，提高学生分析和解决问题的能力。

(2)通过匀速圆周运动的规律也可以在变速圆周运动中使用，渗透特殊性和一般性之间的辩证关系，提高学生的分析能力。

(3)通过对离心现象的实例分析，提高学生综合应用知识解决问题的能力。

3、情感、态度与价值观

(1)通过对几个实例的分析，使学生明确具体问题必须具体分析，理解物理与生活的联系，学会用合理、科学的方法处理问题。

(2)通过离心运动的应用和防止的实例分析.使学生明白事物都是一分为二的，要学会用一分为二的观点来看待问题。

(3)养成良好的思维表述习惯和科学的价值观。

教学重难点

教学重点：理解向心力是一种效果力;在具体问题中能找到是谁提供向心力的，并结合牛顿运动定律求解有关问题。

教学难点：具体问题中向心力的来源;关于对临界问题的讨论和分析;对变速圆周运动的理解和处理。

教学工具

多媒体、板书

教学过程

新课导入

生活中的圆周运动到处可见，如运动物体转弯问题，汽车、火车、飞机、自行车、摩托车的转弯，只要你注意观察，高速公路、赛车的弯道处，都做成外高内低的路面，自行车、摩托车拐弯时都要倾斜车身……你知道这是什么原因吗?

一、铁路的弯道

1.基本知识

(1)火车在弯道上的运动特点

火车在弯道上运动时做圆周运动，具有向心加速度，由于其质量巨大，因此需要很大的向心力.

(2)转弯处内外轨一样高的缺点

如果转弯处内外轨一样高，则由外轨对轮缘的弹力提供向心力，这样铁轨和车轮极易受损.

(3)铁路弯道的特点

①转弯处外轨略高于内轨.

②铁轨对火车的支持力不是竖直向上的，而是斜向弯道内侧.

③铁轨对火车的支持力与火车所受重力的合力指向轨道的圆心，它提供了火车以规定速度行驶时的向心力.

2.思考判断

(1)火车弯道的半径很大，故火车转弯需要的向心力很小.(×)

(2)火车转弯时的向心力是车轨与车轮间的挤压提供的.(×)

(3)火车通过弯道时具有速度的限制.(√)

探究交流

除了火车弯道具有内低外高的特点外，你还了解哪些道路具有这样的特点?

【提示】有些道路具有外高内低的特点是为了增加车辆做圆周运动的向心力，进而提高了车辆的运动速度，因此一些赛车项目的赛道的弯道要做得外高内低，比如汽车、摩托车、自行车赛道的弯道，高速公路的拐弯处等.

二、拱形桥

1.基本知识

2.思考判断

(1)汽车在水平路面上匀速行驶时，对地面的压力等于车重，加速行驶时大于车重.(×)

(2)汽车在拱形桥上行驶，速度较小时，对桥面的压力大于车重;速度较大时，对桥面的压力小于车重.(×)

(3)汽车过凹形桥底部时，对桥面的压力一定大于车重.(√)

探究交流

地球可以看做一个巨大的拱形桥，桥面半径等于地球半径，试讨论：地面上有一辆汽车在行驶，地面对它的支持力与汽车的速度有何关系?驾驶员有什么感觉?

【提示】根据汽车过凸形桥的原理，地球对它的支持力

随v的增大，FN减小.当

这时驾驶员与座椅之间的压力为零.他有飞起来的感觉，所以驾驶员有失重的感觉.

三、航天器中的失重现象及离心现象

1.基本知识

(1)航天器在近地轨道的运动

①对航天器，在近地轨道可认为地球的万有引力等于其重力，重力充当向心力，满足的关系为

②对航天员，由重力和座椅的支持力提供向心力，满足的关系为

航天员处于完全失重状态，对座椅压力为零.

③航天器内的任何物体之间均没有压力.

(2)对失重现象的认识

航天器内的任何物体都处于完全失重状态，但并不是物体不受地球引力.正因为受到地球引力的作用才使航天器连同其中的乘员做匀速圆周运动.

(3)离心运动

①定义：物体沿切线飞出或做逐渐远离圆心的运动.

②原因：向心力突然消失或外力不足以提供所需向心力.

2.思考判断

(1)绕地球做匀速圆周运动的航天器中的宇航员及所有物体均处于完全失重状态.(√)

(2)航天器中处于完全失重状态的物体不受重力作用.(×)

(3)航天器中处于完全失重状态的物体所受合力为零.(×)

探究交流

雨天，当你旋转自己的雨伞时，会发现水滴沿着伞的边缘切线飞出(如图所示)，你能说出其中的原因吗?

【提示】旋转雨伞时，雨滴也随着运动起来，但伞面上的雨滴受到的力不足以提供其做圆周运动的向心力，雨滴由于惯性要保持其原来的速度方向而沿切线方向飞出.

四、火车转弯问题

【问题导思】

1.火车转弯时，轨道平面是水平面吗?

2.火车转弯时，向心力是怎样提供的?

3.火车转弯时，速度大小变化，轨道受到的侧向压力大小变化吗?

1.轨道分析

火车在转弯过程中，运动轨迹是一圆弧，由于火车转弯过程中重心高度不变，故火车轨迹所在的平面是水平面，而不是斜面.火车的向心加速度和向心力均沿水平面指向圆心.

2.向心力分析

如图所示，火车速度合适时，火车受重力和支持力作用，火车转弯所需的向心力完全由重力和支持力的合力提供，合力沿水平方向，大小F=mgtan θ.

为弯道半径，θ为轨道所在平面与水平面的夹角，v0为转弯处的规定速度).

4.轨道压力分析

(1)当火车行驶速度v等于规定速度v0时，所需向心力仅由重力和弹力的合力提供，此时火车对内外轨道无挤压作用.

(2)当火车行驶速度v与规定速度v0不相等时，火车所需向心力不再仅由重力和弹力的合力提供，此时内外轨道对火车轮缘有挤压作用，具体情况如下：

①当火车行驶速度v>v0时，外轨道对轮缘有侧压力.

②当火车行驶速度v0时，内轨道对轮缘有侧压力.

误区警示

汽车、摩托车赛道拐弯处，高速公路转弯处设计成外高内低，也是尽量使车受到的重力和支持力的合力提供向心力，以减小车轮受到地面施加的侧向静摩擦力.

例：有一列重为100 t的火车，以72 km/h的速率匀速通过一个内外轨一样高的弯道，轨道半径为400 m.(g取10 m/s2)

(1)试计算铁轨受到的侧压力大小;

(2)若要使火车以此速率通过弯道，且使铁轨受到的侧压力为零，我们可以适当倾斜路基，试计算路基倾斜角度θ的正切值.

【审题指导】

(1)问中，外轨对轮缘的侧压力提供火车转弯所需要的向心力.

(2)问中，重力和铁轨对火车的支持力的合力提供火车转弯的向心力.

【答案】(1)105 N(2)0.1

总结

解决这类题目首先要明确物体转弯做的是圆周运动，其次要找准物体做圆周运动的平面及圆心，理解向心力的来源是物体所受合力.

五、竖直面内的圆周运动

【问题导思】

1.关于竖直面内的圆周运动，一般只讨论哪两种模型?

2.对“绳模型”，质点过最高点的临界条件是什么?

3.对“杆模型”，质点过最高点的临界条件是什么?

1.绳模型

小球在细绳作用下在竖直平面内做圆周运动，小球沿竖直光滑轨道内侧做圆周运动，都是绳模型，如图所示.

(1)向心力分析

①小球运动到最高点时受向下的重力和向下的绳子拉力(或轨道弹力)作用，由这两个力的合力充当向心力

②小球运动到最低点时受向下的重力和向上的绳子拉力(或轨道弹力)作用，由这两个力的合力充当向心力

(2)临界条件

小球恰好过最高点时，应满足弹

可得小球在竖直面内做圆周运动的临界速度

(3)最高点受力分析

2.杆模型

小球被一轻杆拉着在竖直平面内做圆周运动，小球在竖直放置的光滑细管内做圆周运动，都是杆模型，如图所示.

(1)向心力分析

①小球运动到最高点时受杆(或轨道)的弹力和向下的重力作用，由这两个力的合力充当向心力.若弹力向上：

②小球运动到最低点时受向上的杆(或轨道)弹力和向下的重力作用，由这两个力的合力充当向心力

(2)临界条件

由于杆和管能对小球产生向上的支持力，故小球能在竖直平面内做圆周运动的临界条件是运动到最高点时速度恰好为零.

(3)最高点受力分析

特别提醒

1.绳模型和杆模型中小球做的都是变速圆周运动，在最高点、最低点时由小球竖直方向所受的合力充当向心力.

2.绳模型和杆模型在最低点的受力特点是一致的，在最高点杆模型可以提供竖直向上的支持力，而绳模型不能.

例：长度为0.5 m的轻杆OA绕O点在竖直平面内做圆周运动，A端连着一个质量m=2 kg的小球.求在下述的两种情况下，通过最高点时小球对杆的作用力的大小和方向.(g取10 m/s2)

(1)杆做匀速圆周运动的转速为2.0 r/s;

(2)杆做匀速圆周运动的转速为0.5 r/s.

【审题指导】

(1)球在最高点时，杆对小球的弹力有支撑力和拉力两种可能.

(2)要求出球在最高点时，杆恰好无弹力的转速，再进行列式分析.

【答案】

(1)小球对杆的拉力为138 N，方向竖直向上.

(2)小球对杆的压力为10 N，方向竖直向下.

六、离心运动

【问题导思】

1.离心现象的实质是什么?

2.物体什么时候才做离心运动?

3.离心运动与近心运动有什么区别?

1.离心运动的实质

离心现象的本质是物体惯性的表现.做圆周运动的物体，由于惯性，总是有沿着圆周切线飞出去的趋向，之所以没有飞出去，是因为受到向心力的作用.从某种意义上说，向心力的作用是不断地把物体从圆周运动的切向方向拉回到圆周上来.

2.离心运动的条件

做圆周运动的物体，提供向心力的外力突然消失或者合外力不能提供足够大的向心力.

3.离心运动、近心运动的判断

如图所示，物体做圆周运动是离心运动还是近心运动，由实际提供的向心力Fn与所需向心力

的大小关系决定

由以上关系进一步分析可知：原来做圆周运动的物体，若速率不变，所受向心力减少或向心力不变，速率变大，物体将做离心运动;若速度大小不变，所受向心力增大或向心力不变，速率减小，物体将做近心运动.

误区警示

1.物体做离心运动时并不存在“离心力”，“离心力”的说法是因为有的同学把惯性当成了力.

2.离心运动并不是沿半径方向向外远离圆心的运动.

例：如图所示，高速公路转弯处弯道圆半径R=250 m，汽车轮胎与路面间的动摩擦因数μ=0.25.若路面是水平的，问汽车转弯时不发生侧向滑动(离心现象)所许可的最大速率vm为多大?当超过v时，将会出现什么现象?(g取10 m/s2)

【审题指导】

(1)明确向心力的来源.

(2)理解离心运动产生的原因.

【答案】90 km/h汽车做离心运动或出现翻车

七、航天器中的完全失重现象

例：如图所示，宇航员在围绕地球做匀速圆周运动的空间站中处于完全失重状态，下列说法正确的是()

A.宇航员仍受重力的作用

B.宇航员受力平衡

C.宇航员所受重力等于所需的向心力

D.宇航员不受重力的作用

【答案】AC

1.航天器中物体的向心力

向心力由物体的重力G和航天器的支持力FN提供， 即

2.当航天器的速度

，此时航天器机器内部物体均处于完全失重状态

3任何关闭了发动机又不受阻力的飞行器中，都是一个完全失重的环境.

规律总结：物体处于完全失重状态的特征

1.物体都具有向下的加速度，加速度大小为g.

2.物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力消失，物体间不再相互挤压.

3.物体仍受重力作用，并不是重力消失了.

4.物体的速度不断变化，物体具有加速度，处于非平衡状态.

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【教学目标】

一、知识与能力：

1、知道向心力的定义和方向，通过实例认识向心力的作用效果及来源。

2、通过实验理解向心力的大小与哪些因素有关，初步掌握向心力的公式并可以进行计算。

3、知道向心加速度及其公式，能运用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力及向心加速度。

4、经历向心力和向心加速度的概念形成过程的体验，大胆发表自己对有关问题的认识。

二、过程与方法：

通过向心力理论分析到实验探究，培养学生用理论指导实践的素养和能力。

三、情感态度与价值观：

培养学生观察生活，思考生活现象的能力，同时培养学生大胆分析及勇于探究的科学素养，以及尊重实验、实践的客观唯物精神。

【教学重点】

向心力概念的建立及实验探究向心力的大小是教学重点。

【教学难点】

向心力概念的建立及实验探究向心的大小也是教学难点。通过简单实例及分组实验加强感知，突破难点。

【教具准备】

1、小球、细绳和光滑木板16套

2、小链球16对。

3、向心力演示器16台。

4、课件。

【教学过程】

一、引入新课

欣赏视频：我国选手赵宏博和申雪在06年冬奥会花样滑冰比赛中，以精彩表演获得金牌，为国争光。视频中申雪的运动可以近似看成什么运动？（学生回答：匀速圆周运动），其运动状态时刻改变的原因是什么？（学生回答：受到合外力）有力就会产生（加速度）。这节课我们共同探究做匀速圆周运动的物体合外力及加速度的特点。

板书：向心力与向心加速度。

二、学生实验引出向心力的定义

引导学生分组利用手中的小球、细线、光滑水平木板，构建一个简单的匀速圆周运动，让学生对小球进行受力，得出匀速圆周运动物体所受合外力的特点：始终指向圆心，从而引出向心力的定义。

板书：向心力。

1、向心力的定义：做匀速圆周运动的物体会受到一个始终指向圆心等效的力。

三、学生观察得到向心力的方向

再引导学生观察分析得到向心力的方向时刻在变化，是一个变力但始终指向圆心而且和速度方向垂直。

板书：向心力的方向：始终指向圆而且速度方向垂直

四、引导学生分析得到向心力的作用效果因为向心力和速度方向始终垂直，所以向心力不做功，不改变速度的大小，只改变速度的方向，得到向心力的作用效果。

板书：向心力的作用效果：不改变速度的大小，只改变速度的方向。

五、通过三个典型题目引导学生分析向心力的来源

对物体受力分析，说明向心力的来源。

物体随转盘一起匀速圆周运动 物体随滚筒一起匀速圆周运动

板书：向心力的来源：向心力可以由重力、弹力、摩擦力等某个力提供，也可以由它们的合力，或某个力的分力提供。

六、实验探究：向心力的大小

提出问题：向心力的大小跟哪些因素有关？

（引导学生用两个小链球实验，凭感觉粗略体验。学生经实验、讨论有了自己的看法后，自由发言。）

学生的猜想：向心力跟物体质量m、半径r、角速度ω有关。

（若学生说到v，可引导学生由公式v=ωr得出ω和v有重复的部分）

进一步引导学生猜想它们的定量关系。学生可能猜想向心力与质量成正比，与半径成正比，与角速度成正比。老师先不要作出判断。

提问：实验时能否让三个量同时变。

学生：不行，应该保持其它量不变，使一个量变化即控制变量法。

实验装置：向心力演示器。

介绍构造：

讲解工作原理：小球向外压挡板，挡板对小球的反作用力指向转轴，提供了小球做匀速圆周运动的向心力，两力大小相等，同时小球压挡板的力使挡板另一端压缩套在轴上的弹簧，弹簧被压缩的格数可以从标尺中读出，即显示了向心力大小。

演示操作：如何实现控制变量。

强调注意事项：

学生分组实验得出：

①F向心力与质量的关系：ω、r一定，取两球使mA=2mB观察：（学生读数）FA=2FB。

结论：向心力F∝m。

②F向心力与半径的关系：m、ω一定，取两球使rA=2rB观察：（学生读数）FA=2FB。

结论：向心力F∝r。

③F向心力与角速度的关系：m、r一定，使ωA=2ωB观察：（学生读数）FA=4FB。

结论：向心力F∝ω2。

归纳：综合上述实验结果可知：物体做匀速圆周运动需要的向心力与物体的质量成正比，与半径成正比，与角速度的二次方成正比。但不能由一个实验、一个测量就得到一般结论，实际上要进行多次测量，同时选取更精密的仪器，大量实验，但我们不可能一一去做。同学们刚才所做的实验得出：m、r、ω越大，F越大；若将实验稍加改进，如课本中所介绍的小实验，加一弹簧秤测出F，可粗略得出结论。我们还可以设计很多实验都能得出这一结论，说明这是一个带有共性的结论。测出m、r、ω的值，可知向心力大小为：F=mrω2r。

板书：向心力：F向心力=mω2r=mv2/r

我们知道合外力必然产生加速度，向心力实际就是物体做匀速圆周运动的合外力，这个力产生的加速度是怎么样的呢？

七、根据牛顿第二定律推导出向心加速度

板书：向心加速度

1、向心加速度大小：a=F向心力/m=ω2r=v2/ r=ωv

a=4π2r/T2=4π2rf2

提问：方向是怎么样的？

板书：向心加速度的方向：与向心力同向，始终指向圆心

思考：匀速圆周运动是匀变速运动还是非匀变速运动？

学生：不是，因为加速度不恒定。方向时刻在改变。

板书：向心加速度的物理意义：描述速度方向变化快慢的物理量。

【及时巩固】

长度为0.5m的轻绳一端系一质量为2kg的小球，另一端固定，小球绕固定点在光滑水平面上以4m/s的速度做匀速圆周运动，请计算小球做匀速圆周运动的向心力和向心加速度的大小？

【课堂小结】

1.知识内容：（见板书）

2.实验方法：控制变量法。

3.物理思想：先猜想后探究，从定性到定量。

高中物理必修2《向心力》教案

教学目标

1、知识与技能

(1)理解向心力的概念及其表达式的确切含义;

(2)知道向心力大小与哪些因素有关，并能用来进行计算;

(3)知道在变速圆周运动中，可用上述公式求质点在某一点的向心力和向心加速度。

2、过程与方法

(1)通过用圆锥摆粗略验证向心力的表达式的实验来了解向心力的大小与哪些因素有关，并具体“做一做”来理解公式的含义。

(2)进一步体会力是产生加速度的原因，并通过牛顿第二定律来理解匀速圆周运动、变速圆周运动及一般曲线运动的各自特点。

3、情感、态度与价值观

(1)在实验中，培养学生动手的习惯并提高分析问题、解决问题的能力。

(2)感受成功的快乐，体会实验的意义，激发学习物理的兴趣。

教学重难点

教学重点：体会牛顿第二定律在向心力上的应用;明确向心力的意义、作用、公式及其变形。

教学难点：圆锥摆实验及有关物理量的测量;如何运用向心力、向心加速度的知识解释有关现象。

教学工具

多媒体、板书

教学过程

一、新课导入

我们学习、研究了圆周运动的运动学特征，知道了如何描述圆周运动.知道了什么是向心加速度和向心加速度的计算公式，这节课我们再来学习物体做圆周运动的动力学特征.

观察图中的几幅图片，并根据图做水流星实验，让学生自己体验实验中力的变化，考虑一下为什么做圆周运动的物体没有沿着直线飞出去而是沿着一个圆周运动.

前三幅图可以看出物体之所以没有沿直线飞出去是因为有绳子在拉着物体，而第四幅图是太阳系各个行星绕太阳做圆周运动是由于太阳和行星之间有引力作用，是太阳和行星之间的引力使各个行星绕太阳在做圆周运动.如果没有绳的拉力和太阳与行星之间的引力，那么这些物体就不可能做圆周运动，也就是说做匀速圆周运动的物体都会受到一个力，这个力拉着物体使物体沿着圆形轨道在运动，我们把这个力叫做向心力.

二、向心力

1.基本知识

(1)定义

做匀速圆周运动的物体具有向心加速度，是由于它受到了指向圆心的合力，这个合力叫做向心力.

(2)公式：

(3)方向

向心力的方向始终指向圆心，由于方向时刻改变，所以向心力是变力.

(4)效果力

向心力是根据力的效果来命名的，凡是产生向心加速度的力，不管属于哪种性质，都是向心力.

2.思考判断

(1)做匀速圆周运动的物体所受的向心力是恒力.(×)

(2)向心力和重力、弹力一样，是性质力.(×)

(3)向心力可以由重力或弹力等来充当，是效果力.(√)

3.探究交流

如图所示，细线下面悬挂一个钢球，用手带动钢球，使它在某个水平面内做圆周运动，组成一个圆锥摆.试分析其向心力来源.

【提示】钢球在水平面内做圆周运动，其受力如图所示，重力mg和拉力FT的合力提供向心力，Fn=mgtan θ

三、变速圆周运动和一般曲线运动

1.基本知识

(1)变速圆周运动

变速圆周运动所受合外力一般不等于向心力，合外力一般产生两个方面的效果：

①合外力F跟圆周相切的分力Ft，此分力产生切向加速度at，描述速度大小变化的快慢.

②合外力F指向圆心的分力Fn，此分力产生向心加速度an，向心加速度只改变速度的方向.

(2)一般曲线运动的处理方法

一般曲线运动，可以把曲线分割成许多很短的小段，每一小段可看作一小段圆弧.圆弧弯曲程度不同，表明它们具有不同的半径.这样，质点沿一般曲线运动时，可以采用圆周运动的分析方法进行处理.

2.思考判断

(1)圆周运动中指向圆心的合力等于向心力.(√)

(2)圆周运动中，合外力等于向心力.(×)

(3)向心力产生向心加速度.(√)

3.探究交流

如图所示，荡秋千是小朋友很喜欢的游戏，当秋千由上向下荡时，

(1)此时小朋友做的是匀速圆周运动还是变速圆周运动?

(2)绳子拉力与重力的合力指向悬挂点吗?

【提示】

(1)秋千荡下时，速度越来越大，做的是变速圆周运动.

(2)由于秋千做变速圆周运动，合力既有指向圆心的分力，又有沿切向的分力，所以合力不指向悬挂点.

四、实验：用圆锥摆粗略验证向心力的表达式

1.实验与探究：请同学们阅读教材“实验”部分，思考下面的问题：

(1)实验器材有哪些?

(2)简述实验原理，怎样达到验证的目的?

(3)实验过程中要注意什么?如何保证小球在水平面内做稳定的圆周运动，测量哪些物理量，记录哪些数据?

(4)实验过程中产生误差的原因主要有哪些?

2.认真阅读教材，思考问题，找学生代表发言，听取学生的见解，点评、总结。

交流与讨论：实验的过程中，多项测量都是粗略的，存在较大的误差，用两个方法得到的力并不严格相等。通过实验还体会到，向心力并不是像重力、弹力、摩擦力那样具有某种性质的力来命名的，它是效果力，是按力的效果名的，在圆锥摆实验中，向心力是小球重力和细线拉力的合力，还可以理解为是细线拉力在水平面内的一个分力。

有一个改进的实验，其装置如图所示，让小球在刚好要离开锥面的情况下做匀速圆周运动，我认为利用该装置可以使测量值减少误差。

五、向心力的大小、方向和来源

【问题导思】

1.向心力大小的计算公式有哪些?

2.向心力的效果、方向怎样?

3.物体随水平转盘做匀速圆周运动时，哪个力提供向心力?

1.向心力的作用效果

由于向心力始终指向圆心，其方向与物体运动方向始终垂直，故向心力不改变线速度的大小，只改变线速度的方向.

2.大小

对于匀速圆周运动，向心力大小始终不变，但对非匀速圆周运动(如用一根绳拴住小球绕固定圆心在竖直平面内做的圆周运动)，其向心力大小随速率v的变化而变化，公式表述的只是瞬时值.

3.方向

无论是否为匀速圆周运动，其向心力总是沿着半径指向圆心，方向时刻改变，故向心力是变力.

4.来源

(1)向心力可以由某一个力提供.

①弹力提供向心力

如用细绳拴住小球在光滑的水平面内做匀速圆周运动，向心力由绳子的拉力提供(如图所示).

②摩擦力提供向心力

如物体随转盘做匀速圆周运动，且物体相对于转盘静止，向心力由转盘对物体的静摩擦力提供(如图所示).

(3)向心力可以由某个力的分力提供.

如小球在细线作用下，在水平面内做圆锥摆运动时，向心力由细线的拉力在水平面内的分力提供，如图乙.

例:如图所示，小物体m与圆盘保持相对静止，随盘一起做匀速圆周运动，则物体的受力情况是()

A.受重力、支持力、静摩擦力和向心力的作用

B.摩擦力的方向始终指向圆心O

C.重力和支持力是一对平衡力

D.摩擦力是使物体做匀速圆周运动的向心力

【审题指导】(1)向心力是效果力，受力分析时不考虑向心力.

(2)向心力的方向始终指向圆心.

【答案】BCD

六、匀速圆周运动的特点及解题方法

【问题导思】

1.匀速圆周运动的特点是什么?

2.如何求匀速圆周运动的向心力?

3.质点做匀速圆周运动的条件是什么?

1.质点做匀速圆周运动的条件

合力的大小不变，方向始终与速度方向垂直且指向圆心.匀速圆周运动是仅速度的方向变化而速度大小不变的运动，所以只存在向心加速度，因此向心力就是做匀速圆周运动的物体所受的合力.

2.匀速圆周运动的三个特点

(1)线速度大小不变、方向时刻改变.

(2)角速度、周期、频率都恒定不变.

(3)向心加速度和向心力的大小都恒定不变，但方向时刻改变.

3.分析匀速圆周运动的步骤

(1)明确研究对象，对研究对象进行受力分析，画出受力示意图.

(2)将物体所受外力通过力的正交分解，分解到沿切线方向和沿半径方向.

(3)列方程：沿半径方向满足F合1=

，沿切线方向F合2=0.

(4)解方程求出结果.

误区警示

1.在解决匀速圆周运动的过程中，要知道物体圆形轨道所在的平面，明确圆心和半径是解题的一个关键环节.

2.列方程时要区分受到的力和物体做圆周运动所需的向心力，利用题目条件灵活运用向心力表达式.

4. 匀速圆周运动解题策略

(1)知道物体做圆周运动轨道所在的平面，明确圆心和半径是解题的一个关键环节.

(2)分析清楚向心力的来源，明确向心力是由什么力提供的.

(3)根据线速度、角速度的特点，选择合适的公式列式求解.

例：(2013·江苏高考)如图所示，“旋转秋千”中的两个座椅A、B质量相等，通过相同长度的缆绳悬挂在旋转圆盘上.不考虑空气阻力的影响，当旋转圆盘绕竖直的中心轴匀速转动时，下列说法正确的是()

A.A的速度比B的大

B.A与B的向心加速度大小相等

C.悬挂A、B的缆绳与竖直方向的夹角相等

D.悬挂A的缆绳所受的拉力比悬挂B的小

七、变速圆周运动和一般曲线运动中的向心力

变速圆周运动中合力的特点

例：如图所示，一小球用细绳悬挂于O点，将其拉离竖直位置一个角度后释放，则小球以O点为圆心做圆周运动，运动中小球所需的向心力是()

A.绳的拉力

B.重力和绳拉力的合力

C.重力和绳拉力的合力沿绳方向的分力

D.绳的拉力和重力沿绳方向分力的合力

【答案】CD

八、圆周运动中的临界问题

1、确定临界条件：找出临界条件是解决这类极值问题的关键

2..临界问题的分析方法

(1)首先明确物理过程，对研究对象进行正确的受力分析

(2)确定向心力，根据向心力公式列出方程

(3)由方程中的某个力的变化与速度变化的对应关系，从而分析找到临界值.

例：原长为L的轻弹簧一端固定一小铁块，另一端连接在竖直轴OO′上，小铁块放在水平圆盘上，若圆盘静止，把弹簧拉长后将小铁块放在圆盘上，使小铁块能保持静止的弹簧的最大长度为5L/4.现将弹簧长度拉长到6L/5后，把小铁块放在圆盘上，在这种情况下，圆盘绕中心轴OO′以一定角速度匀速转动，如图所示.已知小铁块的质量为m，为使小铁块不在圆盘上滑动，圆盘转动的角速度ω最大不得超过多少?

【答案】2.9 rad/s≤ω≤6.5 rad/s

点评：本题的临界条件是：当ω足够大时，小铁块与圆盘间的静摩擦力增大到最大静摩擦力，由于静摩擦力是被动力，当外界条件发生改变时，静摩擦力的大小和方向随之改变.本题中，先根据条件确定最大静摩擦力，再根据临界状态确定弹簧弹力与最大静摩擦力的合力提供向心

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高一物理必修一教案

教学目标：

1、知道什么是曲线运动;

2、知道曲线运动中速度的方向是怎样确定的;

3、知道物体做曲线运动的条件。

教学重点：

1、什么是曲线运动

2、物体做曲线运动的方向的确定

3、物体做曲线运动的条件

教学难点：

物体做曲线运动的条件

教学时间：

1课时

教学步骤：

一、导入新课：

前边几章我们研究了直线运动，下边同学们思考两个问题：

1、什么是直线运动?

2、物体做直线运动的条件是什么?

在实际生活中，普遍发生的是曲线运动，那么什么是曲线运动?本节课我们就来学习这个问题。

二、新课教学

1、曲线运动

(1)几种物体所做的运动

a：导弹所做的运动;汽车转弯时所做的运动;人造卫星绕地球的运动;

b：归纳总结得到：物体的运动轨迹是曲线。

(2)提问：上述运动和曲线运动除了轨迹不同外，还有什么区别呢?

(3)对比小车在平直的公路上行驶和弯道上行驶的情况。

学生总结得到：曲线运动中速度方向是时刻改变的。

过渡：怎样确定做曲线运动的物体在任意时刻的速度方向呢?

2：曲线运动的速度方向

(1)情景：

a：在砂轮上磨XX时，XX与砂轮接触处有火星沿砂轮的切线方向飞出;

b：撑开的带着水的伞绕伞柄旋转，伞面上的水滴沿伞边各点所划圆周的切线方向飞出。

(2)分析总结得到：质点在某一点(或某一时刻)的速度的方向是在曲线的这一点的切线方向。

(3)推理：

a：只要速度的大小、方向的一个或两个同时变化，就表示速度矢量发生了变化。

b：由于做曲线运动的物体，速度方向时刻改变，所以曲线运动是变速运动。

过渡：那么物体在什么条件下才做曲线运动呢?

3：物体做曲线运动的条件

(1)一个在水平面上做直线运动的钢珠，如果从旁给它施加一个侧向力，它的运动方向就会改变，不断给钢珠施加侧向力，或者在钢珠运动的路线旁放一块磁铁，钢珠就偏离原来的方向而做曲线运动。

(2)观察完模拟实验后，学生做实验。

(3)分析归纳得到：当物体所受的合力的方向跟它的速度方向不在同一直线时，物体就做曲线运动。

(4)学生举例说明：物体为什么做曲线运动。

(5)用牛顿第二定律分析物体做曲线运动的条件：

当合力的方向与物体的速度方向在同一直线上时，产生的加速度也在这条直线上，物体就做直线运动。

如果合力的方向跟速度方向不在同一条直线上时，产生的加速度就和速度成一夹角，这时，合力就不但可以改变速度的大小，而且可以改变速度的方向，物体就做曲线运动。

三、巩固训练：

四、小结：

1、运动轨迹是曲线的运动叫曲线运动。

2、曲线运动中速度的方向是时刻改变的，质点在某一点的瞬时速度的方向在曲线的这一点的切线上。

3、当合外力F的方向与它的速度方向有一夹角a时，物体做曲线运动。

五、作业：<创新设计>曲线运动课后练习

高中物理必修2《抛体运动的规律》教案

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6.41，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l s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1 s，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6.42，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l0 m/s的速度从10 m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5 m高的地方以6 m/s的初速度水平抛出一个质量是10 kg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6.43.

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。时物体上升到最高点，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.从轨道最高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= v0gt的形式，位移写成x= v0tg t2/2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= g t2/2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.

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高一物理上册必修1《匀变速直线运动的速度与时间的关系》教案

教学准备

教学目标

知识与技能

1、掌握匀变速直线运动的概念、运动规律及特点。

2、掌握匀变速直线运动的速度与时间的关系式，会推导，能进行有关计算。

3、知道v-t图象的意义，会根据图象分析解决问题。

过程与方法

引导学生通过研究v-t图象，寻找规律，发现匀变速直线运动的速度与时间的关系。

情感态度与价值观

1、 学生通过自己做实验并发现规律，激发学生探索规律的兴趣。

2、 体验同一物理规律的不同描述方法，培养科学价值观。

3、 将所学知识与实际生活相联系，增加学生学习的动力和欲望。

教学重难点

教学重点

1、 理解匀变速直线运动的v-t图象的物理意义。

2、 匀变速直线运动的速度与时间的关系式及应用。

教学难点

1、 学会用v-t图象分析和解决实际问题。

2、 掌握匀变速直线运动的速度与时间的关系式并会运用。

教学过程

新课导入

师：前面几节课，我们学习了如何描绘运动物体的v-t图象，本节课我们就从v-t图象入手，探究匀变速直线运动的运动规律。

新课教学

一、 匀变速直线运动

师：请同学们观察下面的v-t图象(课件展示)，它们分别表示物体在做什么运动?

生1：①中物体的速度的大小和方向都不随时间变化，说明物体在做匀速直线运动。

生2：②中物体的速度随时间不断增大，说明物体在做假速直线运动。

师：仔细观察②中物体速度增加的有规律吗?

生：是均匀增加。如果取相等的时间间隔，速度的变化量是相同的。

师：很好。请同学们自己画图操作，试一试。

学生自己画图，动手操作

教师用课件投影，进一步加以阐述。

师：我们发现每过一个相等的时间间隔，速度的增加量是相等的。所以无论△t选在什么区间，对应的速度v的变化量△v与时间的变化量△t 之比△v /△t都是一样的，即物体的加速度保持不变。

投影出示匀变速直线运动的定义

沿着一条直线运动 ，且加速度保持不变的运动，叫做匀变速直线运动(uniform variable rectilinear motion )。

匀变速直直线运动的速度时间图象是一条倾斜的直线

在匀变速直线运动中，如果物体的速度随时间均匀增加，这个运动叫做匀加速直线运动;如果物体的速度随时间均匀减小，这个运动就叫做匀减速直线运动。

生：我知道了，在刚才图1中③的速度随时间均匀减小，表示的就是物体在做匀减速直线运动。

师：你所的对!请同学们再思考一下，三条直线的交点表示什么?

生1：是相遇!

生2：不是相遇，交点的横、纵坐标都相等，应该表示在同一时刻，三者的速度相等。

师：是的，在v-t图象中，交点仅表示他们的速度相等，并不表示相遇，同学们不要把v-t图象与x-t图象相混淆。

教师接着引导学生思考教材第39页“说一说”

这条图线表示物体的速度怎样变化?在相等的时间间隔内，速度的变化量总是相等的吗?物体在做匀加速直线运动吗?

生：速度增加，但在相等的时间间隔内，速度的变化量越来越大，说明△v /△t逐渐增大，即加速度增大，加速度不是恒量，那物体的运动就不是匀加速直线运动了。

师：没错。在不同的瞬时，物体的加速度不同，那我们怎么找某一点的瞬时加速度呢?

学生纷纷讨论。

生：是做切线吗?

师：非常好。我们可以做曲线上某点的切线，这一点的切线的斜率就表示物体在这一时刻的瞬时加速度。

二、速度与时间的关系

师：除了图像外，我们还可以用公式表示物体运动的速度与时间的关系。

从运动开始(这时t=0)到时刻t，时间的变化量△t=t-0,速度的变化量△v=v-v0,因为加速度a=△v /△t是一个恒量，所以a=△v /△t=v-v0/t-0

解出速度v, 得到 v=v0+at

这就是匀变速直线运动的速度与时间的关系式。

师：想一想，at在数值上等于什么?

生：a在数值上等于单位时间内速度的变化量，再乘以t就是0t时间内速度的变化量。

生：at再加上vo就是t时刻的速度了。

师：我们还可以从图象上进一步加深对公式的理解。

例题1

(投影)汽车以40km/h的速度行驶，现以0.6m/s2的加速度加速，10s后速度能达到多少?

教师引导学生明确已知量、待求量，确定研究对象和研究过程

学生自主解题

师：投影出示规范步骤

解：初速度vo=40km/h=11m/s，加速度a=0.6m/s2，时间t=10s，10s后的速度为

v=v0+at

=11m/s+0.6m/s2×10s

=17m/s

=62km/h

例题2

(投影)汽车以36km/h的速度匀速行驶，若汽车以0.6m/s2的加速度刹车，则10s和20s后的速度减为多少?

教师指导学生用速度公式建立方程解题，代入数据，计算结果。

教师巡视查看学生自己做的情况，投影出示典型的样例并加以点评。

有的同学把a=0.6m/s2代入公式v=vo+at，求出v10=16m/s v20=22 m/s

师：这种做对吗?

生：汽车在刹车，使减速运动，所以加速度应代负值，即a=﹣0.6 m/s2。

有的同学把a=﹣0.6m/s2代入公式v=vo+at，求出v10=4m/s v20=﹣2 m/s

师：这样做对吗?

生：对，我也是这样做的

师：v20= 2 m/s中负号表示什么?

生：负号表示运动方向与正方向相反。

师：请同学们联系实际想一想，汽车刹车后会再朝反方向运动吗?

生：哦，汽车刹车后经过一段时间就会停下来。

师：那这道题到底该怎么做呢?

生：先计算出汽车经多长时间停下来。

教师出示规范解题的样例。

解：设初速度v0=36km/h=10m/s，加速度a=﹣0.6m/s2，时间t=10s，由速度公式v=vo+at， 可知刹车至停止所需时间t=v﹣v0/a=0﹣10/﹣0.6=16.7s。

故刹车10s后的速度v10=v0+at=10m/s﹣0.6×10m/s=4m/s

刹车20s时汽车早已停止运动，故v20=0

师：通过这道题，我们大家知道了汽车遇到紧急情况时，虽然踩了刹车，但汽车不会马上停下来，还会向前滑行一段距离。因此，汽车在运行时，要被限定最大速度，超过这一速度，就可能发生交通事故。请同学们结合实际想一想：当发生交通事故时，交警是如何判断司机是否超速行驶的?

生：汽车刹车时会留下痕迹，交警可以通过测量痕迹的长度，计算出司机刹车时的速度。以此来判断司机是否超速行驶。

师：好极了。

小结

本节重点从图象和公式两个方面研究了匀变速直线运动，理解时注意以下几点：

1、在匀变速直线运动中，质点的加速度大小和方向不变，但不能说a与△v成正比、与△t成反比，决定于△v和△t的比值。

2、公式中v、v0、a都是矢量，必须注意其方向。

高中物理必修2《向心加速度》教案

教学目标

1、知识与技能

(1)理解速度变化量和向心加速度的概念;

(2)知道向心加速度和线速度、角速度的关系式;

(3)能够运用向心加速度公式求解有关问题。

2、过程与方法：体会速度变化量的处理特点，体验向心加速度的导出过程，领会推导过程中用到的数学方法，教师启发、引导，学生自主阅读、思考、讨论、交流学习成果。

3、情感、与价值观：培养学生思维能力和分析问题的能力，培养学生探究问题的热情，乐于学习的品质。特别是“做一做”的实施，要通过教师的引导让学生体会成功的喜悦。

教学重难点

教学重点：理解匀速圆周运动中加速度的产生原因，掌握向心加速度的确定方法和计算公式。

教学难点：向心加速度方向的确定过程和向心加速度公式的推导与应用。

教学工具

多媒体、板书

教学过程

新课导入

建议通过前面的学习我们知道在现实生活中，物体都要在一定的外力作用下才能做曲线运动，如图教所示(课件展示).

地球绕太阳做(近似的)匀速圆周运动小球绕桌面上的图钉做匀速圆周运动

对于图中的地球和小球，它们受到了什么样的外力作用?它们的加速度大小和方向如何确定?

一、感受圆周运动的向心加速度

探究交流

如图所示，地球在不停地公转和自转，关于地球的自转，思考以下问题：

(1)地球上各地的角速度大小、线速度大小是否相同?

(2)地球上各地的向心加速度大小是否相同?

1.基本知识

(1)实例分析

①地球绕太阳做近似的匀速圆周运动，地球受太阳的力是万有引力，方向由地球中心指向太阳中心.

②光滑桌面上一个小球由于细线的牵引，绕桌面上的图钉做匀速圆周运动.小球受到的力有重力、桌面的支持力、细线的拉力.其中重力和支持力在竖直方向上平衡，合力总是指向圆心.

(2)结论猜测

一切做匀速圆周运动的物体的合力和加速度方向均指向圆心.

2.思考判断

(1)匀速圆周运动的物体所受的合力总指向圆心.(√)

(2)匀速圆周运动的加速度总指向圆心.(√)

(3)匀速圆周运动是加速度不变的运动.(×)

二、向心加速度

1.基本知识

(1)定义：任何做匀速圆周运动的物体的加速度都指向圆心，这个加速度叫做向心加速度.

(2)公式：

(3)方向：沿半径方向指向圆心，时刻与线速度方向垂直.

2.思考判断

(1)圆周运动的加速度一定指向圆心.(×)

(2)曲线运动中，v1、v2和Δv=v2-v1的方向一般不在一条直线上.(√)

(3)匀速圆周运动的向心加速度大小不变.(√)

探究交流

甲同学认为由公式

知向心加速度an与运动半径r成反比;而乙同学认为由公式an=ω2r知向心加速度an与运动半径r成正比，他们两人谁的观点正确?说一说你的观点.

【提示】他们两人的观点都不准确，当v一定时，an与r成反比，当ω一定时，an与r成正比.

三、向心加速度的方向及意义

【问题导思】

1.向心加速度是描述什么的物理量?

2.匀速圆周运动和非匀速圆周运动的加速度有什么不同?

1.物理意义

描述线速度改变的快慢，只表示线速度的方向变化的快慢，不表示其大小变化的快慢.

2.方向

总是沿着圆周运动的半径指向圆心，即方向始终与运动方向垂直，方向时刻改变.

3.圆周运动的性质

不论加速度an的大小是否变化，an的方向是时刻改变的，所以圆周运动一定是变加速曲线运动.

4.变速圆周运动的向心加速度

做变速圆周运动的物体，加速度并不指向圆心，该加速度有两个分量：一是向心加速度，二是切向加速度.向心加速度表示速度方向变化的快慢，切向加速度表示速度大小变化的快慢.所以变速圆周运动中，向心加速度的方向也总是指向圆心.

特别提醒

1.和直线运动一样，在圆周运动中，Δv、a、F三个量的方向也总是相同的.

2.在匀速圆周运动中，向心加速度就是物体的合加速度.

例：关于向心加速度的物理意义，下列说法正确的是()

A.它描述的是线速度大小变化的快慢

B.它描述的是线速度方向变化的快慢

C.它描述的是物体运动的路程变化的快慢

D.它描述的是角速度变化的快慢

【答案】B

四、向心加速度的公式和应用

【问题导思】

1.向心加速度有哪些计算公式?

2.试讨论向心加速度与半径的关系?

3.向心加速度公式适用于非匀速圆周运动吗?

1.公式

2.an与r的关系

图象如图(a)(b)所示.

3.理解

(1)当匀速圆周运动的半径一定时，向心加速度的大小与角速度的平方成正比，也与线速度的平方成正比，随频率的增加或周期的减小而增大.

(2)当角速度一定时，向心加速度与运动半径成正比.

(3)当线速度一定时，向心加速度与运动半径成反比.

4.向心加速度的注意要点

(1)向心加速度是矢量，方向总是指向圆心，始终与速度方向垂直，故向心加速度只改变速度的方向，不改变速度的大小.向心加速度的大小表示速度方向改变的快慢.

(2)向心加速度的公式适用于所有圆周运动的向心加速度的计算.包括非匀速圆周运动.

例：如图所示，皮带传动装置中，右边两轮连在一起共轴转动，图中三轮半径分别为r1=3r，r2=2r，r3=4r;A、B、C三点为三个轮边缘上的点，皮带不打滑.向心加速度分别为a1、a2、a3，则下列比例关系正确的是()

【答案】BD

注意：向心加速度与合加速度

在一般圆周运动中，合加速度通常有两个分量：切向加速度和向心加速度.切向加速度表示速度大小变化的快慢;向心加速度表示速度方向变化的快慢.

1.物体做匀速圆周运动时，向心加速度就是物体的合加速度.

2.物体做非匀速圆周运动时，合加速度既有沿切线方向的分量，又有指向圆心方向的分量，其指向圆心方向的分量就是向心加速度.

课后小结

板书

第六节 向心加速度

1、感知做匀速圆周运动的物体加速度的方向

2、速度变化量的求法

3、向心加速度

(1)名称的由来

(2)表达式：

(3)对两种表达式的比较、分析

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高一物理必修一教案

一、教学目标

1.在学习机械能守恒定律的基础上，研究有重力、弹簧弹力以外其它力做功的情况，学习处理这类问题的方法。

2.对功和能及其关系的理解和认识是本章教学的重点内容，本节教学是本章教学内容的总结。通过本节教学使学生更加深入理解功和能的关系，明确物体机械能变化的规律，并能应用它处理有关问题。

3.通过本节教学，使学生能更加全面、深入认识功和能的关系，为学生今后能够运用功和能的观点分析热学、电学知识，为学生更好理解自然界中另一重要规律——能的转化和守恒定律打下基础。

二、重点、难点分析

1.重点是使学生认识和理解物体机械能变化的规律，掌握应用这一规律解决问题的方法。在此基础上，深入理解和认识功和能的关系。

2.本节教学实质是渗透功能原理的观点，在教学中不必出现功能原理的名称。功能原理内容与动能定理的区别和联系是本节教学的难点，要解决这一难点问题，必须使学生对“功是能量转化的量度”的认识，从笼统、肤浅地了解深入到十分明确认识“某种形式能的变化，用什么力做功去量度”。

3.对功、能概念及其关系的认识和理解，不仅是本节、本章教学的重点和难点，也是中学物理教学的重点和难点之一。通过本节教学应使学生认识到，在今后的学习中还将不断对上述问题作进一步的分析和认识。

三、教具

投影仪、投影片等。

四、主要教学过程

(一)引入新课

结合复习机械能守恒定律引入新课。

提出问题：

1.机械能守恒定律的内容及物体机械能守恒的条件各是什么?

评价学生回答后，教师进一步提问引导学生思考。

2.如果有重力、弹簧弹力以外其它力对物体做功，物体的机械能如何变化?物体机械能的变化和哪些力做功有关呢?物体机械能变化的规律是什么呢?

教师提出问题之后引起学生的注意，并不要求学生回答。在此基础上教师明确指出：

机械能守恒是有条件的。大量现象表明，许多物体的机械能是不守恒的。例如从车站开出的车辆、起飞或降落的飞机、打入木块的子弹等等。

分析上述物体机械能不守恒的原因：从车站开出的车辆机械能增加，是由于牵引力(重力、弹力以外的力)对车辆做正功;射入木块后子弹的机械能减少，是由于阻力对子弹做负功。

重力和弹力以外的其它力对物体做功和物体机械能变化有什么关系，是本节要研究的中心问题。

(二)教学过程设计

提出问题：下面我们根据已掌握的动能定理和有关机械能的知识，分析物体机械能变化的规律。

1.物体机械能的变化

问题：质量m的小滑块受平行斜面向上拉力F作用，沿斜面从高度h1上升到高度h2处，其速度由v1增大到v2，如图所示，分析此过程中滑块机械能的变化与各力做功的关系。

引导学生根据动能定理进一步分析、探讨小滑块机械能变化与做功的关系。归纳学生分析，明确：

选取斜面底端所在平面为参考平面。根据动能定理∑W=ΔEk，有

由几何关系，有sinθ•L=h2-h1

即FL-fL=E2-E1=ΔE

引导学生理解上式的物理意义。在学生回答的基础上教师明确指出：

(1)有重力、弹簧弹力以外的其它力对物体做功，是使物体机械能发生变化的原因;

(2)重力和弹簧弹力以外其它力对物体所做功的代数和，等于物体机械能的变化量。这是物体机械能变化所遵循的基本规律。

2.对物体机械能变化规律的进一步认识

(1)物体机械能变化规律可以用公式表示为W外=E2-E1或W外=ΔE

其中W外表示除重力、弹簧弹力以外其它力做功的代数和，E1、E2分别表示物体初、末状态的机械能，ΔE表示物体机械能变化量。

(2)对W外=E2-E1进一步分析可知：

(i)当W外>0时，E2>E1，物体机械能增加;当W外<0时，E2

(ii)若W外=0，则E2=E1，即物体机械能守恒。由此可以看出，W外=E2-E1是包含了机械能守恒定律在内的、更加普遍的功和能关系的表达式。

(3)重力、弹簧弹力以外其它力做功的过程，其实质是其它形式的能与机械能相互转化的过程。

例1.质量4.0×103kg的汽车开上一山坡。汽车沿山坡每前进100m，其高度升高2m。上坡时汽车速度为5m/s，沿山坡行驶500m后速度变为10m/s。已知车行驶中所受阻力大小是车重的0.01倍，试求：(1)此过程中汽车所受牵引力做功多少?(2)汽车所受平均牵引力多大?取g=10m/s2。本题要求用物体机械能变化规律求解。

引导学生思考与分析：

(1)如何依据W外=E2-E1求解本题?应用该规律求解问题时应注意哪些问题?

(2)用W外=E2-E1求解本题，与应用动能定理∑W=Ek2-Ek1有什么区别?

归纳学生分析的结果，教师明确给出例题求解的主要过程：

取汽车开始时所在位置为参考平面，应用物体机械能变化规律W外=E2-E1解题时，要着重分析清楚重力、弹力以外其它力对物体所做的功，以及此过程中物体机械能的变化。这既是应用此规律解题的基本要求，也是与应用动能定理解题的重要区别。

例2.将一个小物体以100J的初动能从地面竖直向上抛出。物体向上运动经过某一位置P时，它的动能减少了80J，此时其重力势能增加了60J。已知物体在运动中所受空气阻力大小不变，求小物体返回地面时动能多大?

引导学生分析思考：

(1)运动过程中(包括上升和下落)，什么力对小物体做功?做正功还是做负功?能否知道这些力对物体所做功的比例关系?

(2)小物体动能、重力势能以及机械能变化的关系如何?每一种形式能量的变化，应该用什么力所做的功量度?

归纳学生分析的结果，教师明确指出：

(1)运动过程中重力和阻力对小物体做功。

(2)小物体动能变化用重力、阻力做功的代数和量度;重力势能的变化用重力做功量度;机械能的变化用阻力做功量度。

(3)由于重力和阻力大小不变，在某一过程中各力做功的比例关系可以通过相应能量的变化求出。

(4)根据物体的机械能E=Ek+Ep，可以知道经过P点时，物体动能变化量大小ΔEk=80J，机械能变化量大小ΔE=20J。

例题求解主要过程：

上升到点时，物体机械能损失量为

由于物体所受阻力大小不变，下落过程中物体损失的机械能与上升过程相同，因此下落返回地面时，物体的动能大小为

E′k=Ek0-2ΔE′=50J

本例题小结：

通过本例题分析，应该对功和能量变化有更具体的认识，同时应注意学习综合运用动能定理和物体机械能变化规律解决问题的方法。

思考题(留给学生课后练习)：

(1)运动中物体所受阻力是其重力的几分之几?

(2)物体经过P点后还能上升多高?是前一段高度的几分之几?

五、课堂小结

本小结既是本节课的第3项内容，也是本章的小结。

3.功和能

(1)功和能是不同的物理量。能是表征物理运动状态的物理量，物体运动状态发生变化，物体运动形式发生变化，物体的能都相应随之变化;做功是使物体能量发生变化的一种方式，物体能量的变化可以用相应的力做功量度。

(2)力对物体做功使物体能量发生变化，不能理解为功变成能，而是通过力做功的过程，使物体之间发生能量的传递与转化。

(3)力做功可以使物体间发生能的传递与转化，但能的总量是保持不变的。自然界中，物体的能量在传递、转化过程中总是遵循能量守恒这一基本规律的。

六、说明

本节内容的处理应根据学生具体情况而定，学生基础较好，可介绍较多内容;学生基础较差，不一定要求应用物体机械能变化规律解题，只需对功和能关系有初步了解即可。

高一物理必修一教案

[教学要求]

1、力的示意图

2、力的分类

[重点难点]

1、力的分类

[教学要求]

1、力的示意图：(表示力的意思的图，一为逗乐，二为揭示物体名词的命名方式)

用有向线段表示力的方向和作用点的图，叫做力的示意图。(力的图示和力的示意图的区别在于，力的图示除表示力的方向和作用点外，还表示力的大小。即力的大小、方向、作用点，正好是力的三要素。而力的示意图中并不表示力的大小)

2、力的分类(力有许多种分类方式，比如力可以分成接触力和非接触力。但今天我们学习的是其它的分类方法)

①按力的性质分--重力、摩擦力;弹力、电场力、磁场力、分子力等(性质力)

②按力的效果分--引力、斥力;压力、支持力、浮力、动力、阻力、拉力等

(每个分类前两个力的后面之所以用分号分开，目的是说，前面的两个力老师直接给出它们是什么力，也通过这四个力让同学们知道什么是“性质力”什么是“效果力”。后面的力，告诉同学们名称，让同学们试着自己分析是性质力还是效果力。以增强同学们的分析能力。这比直接把几个力都写出来效果好多了。)

(这里还有两个没有学过的知识，老师可以提前简单地做一下介绍。第一个是“弹力”，我告诉同学们说，“弹力”这一概念是中学物理中同学们遇到的第一个难理解的概念，它包括三层含义，先是“变形”二是“恢复原状”，三是“产生弹力”，然后叙述：发生形变的物体，由于要恢复原状，对跟它接触的物体产生力的作用，这个力就是弹力。第二个是“电场力”，让同学们想象小学学到的“摩擦起电”中带电体吸引轻小物体，初中学到的“同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引”，实际上物理学上把这种力叫做电场力;同理，磁体间的作用力就叫磁场力。)

(实际上到目前为止，我们所见到的性质力一般不超过这六种)

[巩固练习](练习时间：三分钟)

把下列的力按“性质力”和“效果力”进行分类

弹力、重力、动力、摩擦力、磁力、阻力、压力、支持力、拉力、斥力、引力。

高中物理必修2《曲线运动》教案

教学目标

【教学目标】

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。

3.培养学生观察实验和分析推理的能力。

4.激发学生学习兴趣，培养学生探究物理问题的习惯。

教学重难点

【重点难点】

1.重点：曲线运动的速度方向;物体做曲线运动的条件。

2.难点：物体做曲线运动的条件。

教学过程

【教学过程】

复习提问

前边几章我们研究了直线运动，同学们思考以下两个问题：

1. 什么是直线运动?

2. 物体做直线运动的条件是什么?在实际生活中，普遍发生的是曲线运动，那么什么是曲线运动?本节课我们就来学习这个问题。

新课学习

展示图片： 卫星绕地球的运动人造地球 转弯的火车

这几幅图中物体的运动轨迹有何特点?

( 轨迹是曲线)

请大家举出一些生活中的曲线运动的例子

一、曲线运动的速度方向：

1思考：曲线运动与直线运动除了运动轨迹不同，还有什么区别?2.观察课本P32图6.1-1和图6.1-2

思考：砂轮打磨下来的炽热微粒。飞出去的链球，它们沿着什么方向?

3.讨论或猜测，曲线运动的速度方向应该怎样?

4.是不是象我们大家猜测的这样呢?让我们来看一个演示实验：教师演示课本P32演示实验验证学生的猜测，从而得到结论：

曲线运动速度的方向 ：切线方向

5.什么是曲线的切线呢?

结合课本P33图6.1-4阅读课本P33前两段加深曲线的切线的理解。

6.阅读课本P33第四段，试分析推理曲线运动是匀速运动还是变速运动?

速度是________(矢量.标量)，所以只要速度方向变化，速度矢量就发生了________，也就具有________， 因此曲线运动是________。

二、物体做曲线运动的条件：

1.提出问题：既然曲线运动是变速运动，那么由

可知具有加速度，又由 可知受力不为零，那到底有什么样的特点呢?

2.实验探究

器材：光滑玻璃板 小钢球 磁铁

演示：小钢球在水平玻璃板上做匀速直线运动。

问题：给你一磁铁，如何使小钢球①加速仍做直线运动。②减速仍做直线运动。③做曲线运动。制定你的实验方案。

实验验证：请两名同学利用他们的方案来进行验证。演示给全体学生。

分析论证：

直线加速： 的方向与 的方向相同

②直线减速： 的方向与 的方向相反

③曲线运动： 的方向与 成一夹角

结论：当物体所受的合力的方向与它的速度方向在同一直线时，物体做直线运动;当物体所受合力的方向与它的速度方向不在同一直线上时，物体就做曲线运动

3.物体做曲线运动的条件：当物体所受合力的方向与它的速度方向不在同一直线上时4.实践应用：

飞机扔炸弹，分析为什么炸弹做曲线运动?

讨论题：结合本节所学与前面知识体系来分类归纳力和运动的关系。

三、小结

同学们根据自身特点，各自进行。曲线运动是轨迹为 的运动.

一、曲线运动的速度方向

1.曲线运动的方向是 的

2.质点在某一点(或某一时刻)的速度方向是在曲线上这一点的

3.曲线运动一定是 运动

二、物体做曲线运动的条件:

运动物体所受合外力的方向跟它的速度方向 上 。

课后习题

课堂练习

1.关于曲线运动，下列判断正确的是()

A.曲线运动的速度大小可能不变

B.曲线运动的速度方向可能不变

C.曲线运动的速度可能不变

D.曲线运动可能是匀变速运动

2.关于曲线运动的条件，以下说法正确的是()

A.物体受变力作用才可能做曲线运动

B.物体受恒力作用也可能做曲线运动

C.物体所受合力为零不可能做曲线运动

D.物体只要受到合外力就一定做曲线运动

3某物体受同一平面内的几个力作用而做匀速直线运动，从某时刻起撤去其中一个力，而其它力不变，则该物体( )

A、一定做匀加速直线运动

B、一定做匀减速直线运动

C、其轨迹可能是曲线

D、其轨迹不可能是直线

4.关于做曲线运动的物体，下列说法正确的是()

A.它所受的合力一定不为零

B.有可能处于平衡状态

C.速度方向一定时刻改变

D.受的合外力方向有可能与速度方向在同一条直线上

参考答案:1.AD2.BC3.C4.AC

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高中物理必修2《行星的运动》教案

教学目标

1、知识与技能

(1)知道地心说和日心说的基本内容;

(2)知道所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上;

(3)知道所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等，且这个比值与行星的质量无关，但与太阳的质量有关;

(4)理解人们对行星运动的认识过程是漫长复杂的，真理是来之不易的。

2、过程与方法：过托勒密、哥白尼、第谷·布拉赫、开普勒等几位科学家对行星运动的不同认识，了解人类认识事物本质的曲折性并加深对行星运动的理解。

3、情感、态度与价值观

(1)澄清对天体运动裨秘、模糊的认识，掌握人类认识自然规律的科学方法。

(2)感悟科学是人类进步不竭的动力。

教学重难点

二、教学重点：理解和掌握开普勒行星运动定律，认识行星的运动。学好本节有利于对宇宙中行星的运动规律的认识，掌握人类认识自然规律的科学方法，并有利于对人造卫星的学习。

三、教学难点：对开普勒行星运动定律的理解和应用，通过本节的学习可以澄清人们对天体运动神秘、模糊的认识。

教学工具

多媒体、板书

教学过程

一、地心说和日心说

1.基本知识

(1)地心说

①内容：地球是宇宙的中心，是静止不动的，太阳、月亮以及其他行星都绕地球运动.

②代表人物：托勒密.

(2)日心说

①内容：太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动.

(3)两种学说的局限性

它们都把天体的运动看得很神圣，认为天体的运动必然是最完美、最和谐的匀速圆周运动，而这和丹麦天文学家第谷的观测数据不符.

2.思考判断

(1)宇宙的中心是太阳，所有行星都在绕太阳做匀速圆周运动.(×)

(2)造成天体每天东升西落的原因是天空不转动，只是地球每天自西向东自转一周.(×)

(3)与日地距离相比，恒星离地球都十分遥远.(√)

探究交流

地心说和日心说是两种截然不同的观点，现在看来这两种观点哪一种是正确的?

【提示】两种观点受人们意识的限制，是人类发展到不同历史时期的产物.两种观点都具有历史局限性，现在看来都是不完全正确的.

二、开普勒行星运动定律

1.基本知识

2.思考判断

(1)围绕太阳运动的行星的速率是一成不变的.(×)

(2)开普勒定律仅适用于行星绕太阳的运动.(×)

(3)行星轨道的半长轴越长，行星的周期越长.(√)

探究交流

行星绕太阳在椭圆轨道上运行，行星距太阳较近处与距太阳较远处相比较，运动速率何处较大?

【提示】由开普勒第二定律可知，由于在相等的时间内，行星与太阳的连线扫过相等的面积，显然相距较近时相等时间内经过的弧长必须较长，因此运动速率较大.

三、行星运动的近似处理

1.基本知识

(1)行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在圆心.

(2)对某一行星来说，它绕太阳做圆周运动的角速度(或线速度)不变，即行星做匀速圆周运动.

(3)所有行星轨道半径的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等.

2.思考判断

(1)在中学阶段可认为地球围绕太阳做圆周运动.(√)

中的a可认为是行星的轨道半径.(√)

探究交流

下图是火星冲日年份示意图，观察图中地球、火星的位置，思考地球和火星谁的公转周期更长.

火星冲日年份示意图

【提示】由题图可知，地球到太阳的距离小于火星到太阳的距离，根据开普勒第三定律可得：火星的公转周期更长一些.

四、对开普勒行星运动定律的理解

【问题导思】

1.开普勒三定律分别从哪些方面揭示了行星的运动规律?

2.太阳的位置是各行星的轨道焦点吗?

误区警示：

开普勒三定律是行星绕太阳运动的总结定律，实践表明该定律也适用于其他天体的运动，如月球绕地球运动、卫星绕木星运动，甚至人造卫星绕地球运动等.

例：有一个名叫谷神的小行星(质量为m=1.00×1021 kg)，它的轨道半径是地球绕太阳运动的轨道半径的2.77倍，则它绕太阳一周所需要的时间为()

【审题指导】该题中谷神小行星与地球比较公转周期，需明确以下问题：

(1)地球的公转周期为1年.

(2)利用开普勒第三定律求解.

【答案】D

五、天体运动的规律及分析方法

1.天体的运动可近似看成匀速圆周运动：天体虽做椭圆运动，但它们的轨道一般接近圆.中学阶段我们在处理天体运动问题时，为简化运算，一般把天体的运动当作圆周运动来研究，并且把它们视为做匀速圆周运动，椭圆的半长轴即为圆半径.

2.在处理天体运动时，开普勒第三定律表述为：天体轨道半径r的三次方跟它的公转周期T的二次方的比值为常数，

据此可知，绕同一天体运动的多个天体，轨道半径r越大的天体，其周期越长.

3.天体的运动遵循牛顿运动定律及匀速圆周运动规律，与一般物体的运动在应用这两个规律上没有区别.

特别提醒

1.

对于同一中心天体的不同行星k的数值相同，对于不同的中心天体的行星k的数值不同. 2.公式

常常用于比较不同行星周期或半径.

例：飞船沿半径为R的圆周绕地球运动，其周期为T.如果飞船要返回地面，可在轨道上某点A处，将速率降低到适当数值，从而使飞船沿着以地心为焦点的椭圆轨道运动，椭圆和地球表面在B点相切，如图6-1-2所示.如果地球半径为R0，求飞船由A点运动到B点所需要的时间

规律总结：开普勒第三定律的应用

应用开普勒第三定律可分析行星的周期、半径，应用时可按以下步骤分析：

1.首先判断两个行星的中心天体是否相同，只有对同一个中心天体开普勒第三定律才成立.

2.明确题中给出的周期关系或半径关系.

3.根据开普勒第三定律列式求解.

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高中物理必修2《经典力学的局限性》教案

教学目标

1、知识与技能

(1)知道牛顿运动定律的适用范围;

(2)了解经典力学在科学研究和生产技术中的广泛应用;

(3)知道质量与速度的关系，知道高速运动中必须考虑速度随时。

2、过程与方法：通过阅读课文体会一切科学都有自己的局限性，新的理论会不断完善和补充旧的理论，人类对科学的认识是无止境的。

3、情感、态度与价值观：通过对牛顿力学适用范围的讨论，使学生知道物理中的结论和规律一般都有其适用范围，认识知识的变化性和无穷性，培养献身于科学的时代精神。

教学重难点

教学重点

牛顿运动定律的适用范围。

教学难点

高速运动的物体，速度和质量之间的关系。

教学过程

新课导入

自从17世纪以来，以牛顿定律为基础的经典力学不断发展，取得了巨大的成就，经典力学在科学研究和生产技术中有了广泛的应用，从而证明了牛顿运动定律的正确性.

但是，经典力学也不是万能的，像其他科学一样，它也有一定的适用范围，有自己的局限性.那么经典力学在什么范围内适用呢?有怎样的局限性呢?这节课我们就来了解这方面的知识.

一、经典力学及其局限性

1.基本知识

(1)从低速到高速

①经典力学的基础是牛顿运动定律，牛顿运动定律和万有引力定律在宏观、低速、弱引力的广阔区域，包括天体力学的研究中，经受了实践的检验，取得了巨大的成就.

②狭义相对论阐述物体以接近光的速度运动时所遵从的规律.

③在经典力学中，物体的质量是不变的，而狭义相对论指出，质量要随物体运动速度的增大而增大，即，两者在速度远小于光速的条件下是统一的.

(2)从宏观到微观

①19世纪末20世纪初，物理学研究深入到微观世界，发现了电子、质子、中子等微观粒子，而且发现它们不仅具有粒子性，同时还具有波动性.20世纪20年代，量子力学建立，它能够正确地描述微观粒子运动的规律性，并在现代科学技术中发挥了重要作用.

②经典力学的适用范围，只适用于低速运动，不适用于高速运动;只适用于宏观世界，不适用于微观世界.

(3)从弱引力到强引力

①1915年，爱因斯坦创立了广义相对论，这是一种新的时空与引力的理论.在强引力的情况下，牛顿引力理论不再适用.

②当物体的运动速度远小于光速c(3×108 m/s)时，相对论物理学与经典物理学的结论没有区别.

2.思考判断

(1)洲际导弹的速度有时可达到6 000 m/s，此速度在相对论中属于高速.(×)

(2)质量是物体的固有属性，任何时候都不会变.(×)

(3)对于高速运动的物体，它的质量随着速度的增加而变大.(√)

探究交流

(1)牛顿第二定律属经典力学理论，它在高速世界还适用吗?

(2)相对论、量子力学否定了经典力学吗?

【提示】

(1)在高速世界中，物体的质量随着速度的增加而变大，物体的加速度不一定与它所受的外力成正比，牛顿第二定律不再适用.

(2)相对论、量子力学没有否定经典力学，经典力学是相对论、量子力学在一定条件下的特例.

二、速度对质量的影响

【问题导思】

1.低速、高速是如何界定的?

2.物体在高速状态下，质量与速度是什么关系?

3.速度对物理规律有什么影响?

1.低速与高速的概念

(1)低速：远小于光速的速度为低速，通常所见物体的运动，如行驶的汽车、发射的导弹、人造地球卫星及宇宙飞船等物体的运动皆为低速运动.

(2)高速：有些微观粒子在一定条件下其速度可以与光速相接近，这样的速度称为高速.

2.速度对质量的影响

(1)在经典力学中，物体的质量不随速度而变.根据牛顿第二定律F=ma知，物体在力F作用下做匀变速运动，只要时间足够长，物体的运动速度就可以增加到甚至超过光速c.

(2)爱因斯坦的狭义相对论指出，物体的质量随速度的增大而增大，即

其中m0为物体静止时的质量，m是物体速度为v时的质量，c是真空中的光速.在高速运动时，质量的测量是与运动状态密切相关的.

3.速度对物理规律的影响

对于低速运动问题，一般用经典力学规律来处理.对于高速运动问题，经典力学已不再适用，需要用相对论知识来处理.

1.狭义相对论中，物体在静止时质量最小，随着运动速度的增加，它的质量也在不断变大，对于高速运动物体，牛顿定律已不再适用.

2.根据相对论的质速关系，若某物体的运动速度达到光速c，它的质量应是无穷大，这显然不符合事实，光速c是所有物体的最大速度.

例：一个原来静止的电子，经电压加速后，获得的速度v=6×106 m/s.关于电子的质量的变化，下列说法正确的是()

A.不变B.减少

C.增大了0.02% D.增大了0.2%

【审题指导】电子的速度6×106 m/s已接近光速，由爱因斯坦狭义相对论可知，电子的质量将有所增加，越接近光速越显著.

【答案】C

误区警示

物体的质量与速度的关系

从爱因斯坦的相对论可知：物体的速度越大，它的质量就越大.当物体的速度远小于光速时，其质量的变化可以忽略;当物体的速度接近光速时，质量变化将很明显，其质量变化不可忽略.

三、经典力学与相对论、量子力学的比较

【问题导思】

1.经典力学与量子力学的适用范围一样吗?

2.在经典力学与相对论中，速度对质量有什么影响?

3.经典力学与相对论、量子力学有什么联系?

例：以下说法正确的是()

A.经典力学理论普遍适用，大到天体，小到微观粒子均适用

B.经典力学理论的成立具有一定的局限性

C.在经典力学中，物体的质量不随运动状态的改变而改变

D.相对论与量子力学否定了经典力学理论

【答案】BC

四、光速不变原理的应用

例：设某人在以速度0.5c飞行的飞船上打开一个光源，则下列说法正确的是()

A.飞船正前方地面上的观察者看到这一光速为1.5c

B.飞船正后方地面上的观察者看到这一光速为0.5c

C.在垂直飞船前进方向地面上的观察者看到这一光速是0.5c

D.在地面上任何地方的观察者看到的光速都是c

【答案】D

规律总结

1.光速不变原理：爱因斯坦的狭义相对论指出，在一切惯性参考系中，测量到的真空中的光速c都一样，即光在所有的惯性参考系中的传播速度均是光速.

2.速度合成的关系式v船岸=v船水+v水岸只适用于低速运动的惯性参考系，对于接近光速的高速运动物体，该关系式已不再适用，此时应根据光速不变原理去解决问题.

课后小结

本节学习了经典力学的局限性：

(1)从低速到高速：在经典力学中，物体的质量m是不随运动状态改变的，而狭义相对论指出，质量要随着物体的运动速度的增大而增大。即

(2)从宏观到微观：相对论和量子力学的出现，并不说明经典力学失去了意义，只说明它有一定的适用范围：只适用于低速运动，不适用于高速运动;只适用于宏观世界，不适用于微观世界。

(3)从弱引力到强引力：相对论物理学与经典物理学的结论没有区别.相对论与量子力学都没有否定过去的科学，而只是认为科学在一定条件下有其特殊性，经典力学只适用于弱引力，不适用于强引力。

板书

第六节 经典力学的局限性

1、从低速到高速 经典力学只适用于低速运动

2、从宏观到微观 经典力学只适用于宏观物体

3、从弱引力到强引力 万有引力定律只适用于弱引力

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高一物理教案人教版必修一范文

第一章 运动的描述 1.1 质点 参考系和坐标系教案

一、教材分析

本节教科书的第一段道出了全章教科书的目标，就是研究“怎样描述物体的机械运动”。教科书一开始就从参考系中明确地抽象出了坐标系的概念，指导思想是强调一般性的科学方法，即为这样的思想作准备：解决问题时首先把实际问题抽象成物理模型，然后用数学方法描述这个模型，并寻求解决的方法。

要研究物体位置的变化问题，首先必须解决位置确定问题，教科书把“物体和质点”当作一个知识点，说明质点是针对物体而言的，实际的“物体”都“占有一定的空间”，在通常的运动过程中，“不同部位的运动情况是不相同的”，从而“给描述运动带来了困难”，解决问题的关键是“能否用一个点来代替物体”。

“科学漫步”栏目中的“全球卫星定位系统”是扩展性内容，其后附有进一步研究的问题，例如“这个定位器处于我国哪个城市的什么部位？从显示屏中你还能获得哪些信息？”。这样做的目的也是使学生养成勤于观察、勤于思考的习惯，提高学生自主获得知识的能力。这类问题不作为针对所有学生的强制性要求。

二、教学目标

1、知道参考系的概念。知道对同一物体选择不同的参考系时，观察的结果可能不同。

2、理解质点的概念，知道它是一种科学的抽象，知道科学抽象是一种普遍的研究方法。

三、教学重点

1、在研究问题时，如何选取参考系。

2、质点概念的理解。

四、教学难点

在什么情况下可把物体看出质点

五、学情分析

我们的学生属于平行分班，没有实验班，学生已有的知识和实验水平有差距。有些学生对于受力分析及运动情况有一定的基础，但是两者结合起来综合的应用有些困难，需要详细的讲解。

六、教学方法

1．学案导学：见后面的学案。

2．新授课教学基本环节：预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习

七、课前准备

1．学生的学习准备：预习课本相关章节，初步把握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法。

2．教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。

课时安排：1课时

八、教学过程

（一）预习检查、总结疑惑。

检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。

（二）情景导入、展示目标。

在研究某一问题时，对影响结果非常小的因素常忽略。常建立一些物理模型，这是一种科学抽象。那以前接触过这样的物理模型吗？

如：光滑的水平面、轻质弹簧。

这些都是把摩擦、弹簧质量对研究问题影响极小的因素忽略掉了。今天我们又要建立一种新的物理模型——质点。质点，并完成下列问题：

设计意图：步步导入，吸引学生的注意力，明确学习目标。

（三）合作探究、精讲点拨。

1、物体和质点

填写：

（1）质点就是没有 ，没有 ，只具有物体 的点。

（2）能否把物体看作质点，与物体的大小、形状有关吗？

（3）研究一辆汽车在平直公路上的运动，能否把汽车看作质点？要研究这辆汽车车轮的转动情况，能否把汽车看作质点？

（4）原子核很小，可以把原子核看作质点吗？

（5）运动的质点通过的路线，叫质点的运动 ； 是直线，叫直线运动； 是曲线，叫 。

共评：质点是没有形状、大小、具有物体全部质量的点。这是一种科学抽象，就是要抓住主要特征，忽略次要因素，这就必须是具体问题具体分析。如果在我们研究的问题中，物体的形状、大小以及物体上各部分运动的差异是次要的或不起作用的，就可以把它看作质点。比如在平直公路上运动的汽车，研究它运动的特点，汽车的大小、形状及车上各部分运动的差异是次要的，可把汽车看作质点。而研究车轮的转动，是研究汽车上部分的运动，就不能把汽车看作质点，再比如原子核很小，要是研究质子与质子的作用时，就不能把它看作质点。

2、（1）参考系：为了描述一个物体的运动，选来作为标准的物体，叫参考系。

（2）选择不同的参考系观察同一个运动，观察的结果会有不同

举例：描述同一个运动，选择不同参考系，观察结果也不一样。

举例：运动的汽车，是选择地面为参考系，如选司机为标准，汽车是静止的 ……

（3）总结：参考系是可任意选取，但选择的原则要使运动和描述尽可能简单。比如，研究地面上物体的运动，选择地面或相对地面动的物体作参考系要比选太阳作参考系简单。

3、坐标系

如果物体沿直线运动，为了定量描述物体的位置变化，可以以这条直线为
轴，在直线上规定原点、正方向和单位长度，建立直线坐标系。

一般来说，为了定量地描述物体的位置的变化，需要在参考系上建立适当的坐标系（coordinate system）.

教学中注意以下几点：

（1）坐标系相对参考系是静止的。

（2）坐标的三要素：原点、正方向、标度单位。

（3）用坐标表示质点的位置。

（4）用坐标的变化描述质点的位置改变。

（四）反思总结，当堂检测。

教师组织学生反思总结本节课的主要内容，并进行当堂检测。

设计意图：引导学生构建知识网络并对所学内容进行简单的反馈纠正。（课堂实录）

（五）发导学案、布置预习。

我们已经学习了质点 参考系和坐标，那么，在下一节课我们一起来学习时间和位移。这节课后大家可以先预习这一部分，着重分析矢量和标量的有什么区别？如何得出恰当的结论的。并完成本节的课后练习及课后延伸拓展作业。

设计意图：布置下节课的预习作业，并对本节课巩固提高。教师课后及时批阅本节的延伸拓展训练。

九、板书设计

一、物体和质点：

1、什么是质点？

2、把物体看做质点的条件。

3、质点是一种理想的物理模型。

二、参考系：

1、定义。

2、选择不同的参考系观察同一个运动，观察的结果会有不同。

3、参考系是可任意选取，但选择的原则要使运动和描述尽可能简单。

三、坐标系：

1、坐标系相对参考系是静止的。

2、坐标的三要素：原点、正方向、标度单位。

3、用坐标表示质点的位置。

4、用坐标的变化描述质点的位置改变。

十、教学反思

本节课通过学生熟知的实例分析，让学生很自然地领会到“在某些情况下，真的可以不考虑物体的大小和形状”，“突出物体具有质量这一要素，把它简化为一个有质量的点”。这充分说明了将物体简化成质点的条件性，质点的两大基本属性。

为了强调坐标的概念，教科书用数学和物理学中通用的符号，即在直线运动中用x表示质点的位置，极坐标，用△x=x1－x2表示质点的位移。在表示物理量的变化时，“△”实际上是我们以前都在使用的符号，学生不会感到困难。相反，由于有了明确表示物理量的变化量的符号，学生更易区分某物理量与这个物理量的变化量。

明确地把某个物理量与这个物理量的变化区分开，这是本书的特点。物理学中经常要区分这两种物理量，有意识地强调它们的区别，对于以后的学习会有好处。下一节中，时刻与时间间隔的关系也是这样。

高一物理上册必修1《匀变速直线运动的速度与时间的关系》教案

教学准备

教学目标

知识与技能

1.知道匀变速直线运动的vt图象特点，理解图象的物理意义.

2.掌握匀变速直线运动的概念，知道匀变速直线运动vt图象的特点.

3.理解匀变速直线运动vt图象的物理意义，会根据图象分析解决问题，

4.掌握匀变速直线运动的速度与时间关系的公式，能进行有关的计算.

过程与方法

1.培养学生识别、分析图象和用物理语言表达相关过程的能力.

2.引导学生研究图象、寻找规律得出匀变速直线运动的概念.

3.引导学生用数学公式表达物理规律并给出各符号的具体含义.

情感态度与价值观

1.培养学生用物理语言表达物理规律的意识，激发探索与创新欲望.

2.培养学生透过现象看本质、甩不同方法表达同一规律的科学意识.

教学重难点

教学重点

1.理解匀变速直线运动vt图象的物理意义

2.掌握匀变速直线运动中速度与时间的关系公式及应用.

教学难点

1.匀变速直线运动vt图象的理解及应用.

2.匀变速直线运动的速度一时间公式的理解及计算.

教学工具

多媒体、板书

教学过程

一、匀变速直线运动

1.基本知识

(1)定义：沿着一条直线运动，且加速度不变的运动.

(2)分类

①匀加速直线运动：速度随时间均匀增加的直线运动.

②匀减速直线运动：速度随时间均匀减小的直线运动.

(3)图象：匀变速直线运动的v-t图象是一条倾斜的直线.

2.思考判断

(1)匀变速直线运动是速度均匀变化的直线运动.(√)

(2)物体的加速度为负值时，不可能是匀加速直线运动.(×)

(3)加速度不变的运动一定是匀变速直线运动.(×)

探究交流

某物体的速度时间图象如图所示，试说明物体做什么运动?

【提示】由于物体的v-t图象是一条倾斜直线，首先确定该物体做匀变速直线运动;又由于它的速度逐渐增大，所以说物体的运动性质为匀加速直线运动.

二、速度与时间的关系式

1.基本知识

(1)速度公式：v=v0+at.

(2)对公式的理解：做匀变速直线运动的物体，在t时刻的速度v，就等于物体在开始时刻的速度v0，再加上在整个过程中速度的变化量at.

2.思考判断

(1)公式v=v0+at仅适用于匀加速直线运动.(×)

(2)速度随时间不断增加的运动叫做匀加速直线运动.(×)

(3)速度随时间均匀减小的直线运动，叫做匀减速直线运动.(√)

探究交流

试根据匀变速直线运动的特点，分别通过v-t图象和加速度的定义式推导出速度v和时间t关系的数学表达式.

【提示】

(1)图象推导：

由图可知末速度大小由初速度v0和t时间内增加的部分at组成，故v=v0+at.

(2)加速度定义式推导：

由得：v=v0+at.

三、对速度-时间图象的理解

【问题导思】

1.上节课“探究小车的速度与时间的变化关系”中所画出的v-t图象是什么形状?图象的物理意义是什么?

2. v-t图线的倾斜程度具有什么含义?

3.速度图象中的纵截距和横截距代表什么意义?

1.匀速直线运动的v-t图象

一条平行于时间轴的直线.从图象中可以直接读出速度的大小和方向.

2.匀变速直线运动的v-t图象

如图所示，匀变速直线运动的v-t图象是一条倾斜的直线.

(1)直线a反映了速度随着时间是均匀增加的，为匀加速直线运动的图象.

(2)直线b反映了速度随着时间是均匀减小的，为匀减速直线运动的图象.

(3)直线c反映了速度随着时间先均匀减小，后均匀增加，由于加速度不变，整个运动过程也是匀变速直线运动.

3.v-t图象应用

误区警示：v-t图象的两点说明

1.只能描述直线运动，无法描述曲线运动.

2.v-t图象描述的是物体的速度随时间的运动规律，并不表示物体的运动轨迹.

例：如图所示为某质点的v-t图象，则下列说法中正确的是()

A.在0～6s内，质点做匀变速直线运动

B.在6 s～10s内，质点处于静止状态

C.在4s末，质点向相反方向运动

D.在t=12s末，质点的加速度为-1m/s2

【审题指导】解答该题主要是观察图线，通过图线的特点得出有关结论，观察图线时，需要注意：

(1)速度的正、负问题.

(2)速度的大小变化趋势.

(3)图线斜率大小问题.

(4)图线斜率的正负问题.

【答案】D

规律总结：v-t图象的意义

1.可求出物体在任一时刻的速度和物体达到某一速度所需要的时间.

2.图线的斜率等于物体的加速度.

3.图线在时间轴的上方表示物体向正方向运动，在时间轴的下方表示物体向负方向运动.

4.可判断物体的运动性质：在v-t图象中，倾斜直线表示物体做匀变速直线运动;平行于时间轴的直线表示物体做匀速直线运动;和时间轴重合的直线表示物体静止.

四、速度时间关系式的应用

【问题导思】

1.汽车从静止匀加速运动，经时间t后的速度怎么求出?需要知道什么物理量?

2.速度公式v=v0+at中各量的含义是什么?它们是矢量还是标量?

3.速度公式的适用条件是什么?应用其解题时应注意什么问题?

1.适用条件

公式v=v0+at只适用于匀变速直线运动.

2.公式中各量的含义

(1)v0为开始时刻物体的瞬时速度，称为初速度，v为经时间t后物体的瞬时速度，称为末速度.

(2)a为物体的加速度，为恒量，表明速度均匀变化，即相等时间内速度的变化量相等.

3.矢量性

(1)公式中的v0、v、a均为矢量，应用公式解题时，一般取v0的方向为正方向，a、v与v0的方向相同时取正值，与v0的方向相反时取负值.对计算结果中的正、负，应根据正方向的规定加以说明，如v>0，表明末速度与初速度v0同向;若a<0，表明加速度与v0反向.

(2)a与v0同向时物体做匀加速直线运动，a与v0反向时物体做匀减速直线运动.

误区警示

速度公式v=v0+at虽然是加速度定义式的变形，但两式的适用条件是不同的：

1.v=v0+at仅适用于匀变速直线运动.

2.可适用于任意的运动，包括直线运动和曲线运动.

例：在平直公路上，一辆汽车以108km/h的速度行驶，司机发现前方有危险立即刹车，刹车时加速度大小为6m/s2，求：

(1)刹车后3s末汽车的速度大小;

(2)刹车后6s末汽车的速度大小.

【审题指导】解答该题应把握以下两点：

(1)刹车时为减速运动.

(2)计算结果是否符合实际.

【答案】(1)12 m/s(2)0

规律总结：求解汽车刹车问题时应注意的问题

汽车刹车、飞机着陆、火车进站等实际减速运动，由于它们在速度减小为零后不再返回，此后它们就一直停留在某位置不动，故计算它们的速度时切不可盲目将所给时间代入速度公式.若所给时间小于刹车用时，则可将所给时间代入速度公式求解，若所给时间大于或等于刹车用时，则它们在所给时间速度为零.

五、加速度变化的v-t图象

例：试说明如图所示的图象中物体的运动情况.

【答案】图甲中，物体运动的加速度越来越大，速度越来越大，表示物体做加速度越来越大的变加速直线运动.

图乙中，物体运动的加速度越来越小，最后为0，速度越来越大，最后不变，表示物体做加速度越来越小的变加速直线运动，直到加速度为0，做匀速直线运动.

图丙中，物体运动的加速度越来越大，速度越来越小，最后为0，表示物体做加速度越来越大的变减速直线运动，直到速度减为0.

图丁中，物体运动的加速度越来越小，速度越来越小，表示物体做加速度越来越小的变减速直线运动.

规律总结：根据v-t图象判断加速度的变化

图甲中，速度v随时间t的延长而增大，在时间轴上取两段相等的时间间隔Δt，对应的速度变化量Δv不同，而且Δv2>Δv1，所以物体做的不是匀加速直线运动.当Δt→0时，a=Δt/Δv表示Δt内任一时刻的瞬时加速度，此时a应为该时刻曲线切线的斜率.即v-t图象为曲线时，曲线上面某点的切线斜率等于该时刻物体的加速度.对甲图，随时间t的延长，切线斜率变大，即物体做加速度变大的加速运动.

同理可得，图乙中的物体做加速度逐渐减小的变加速直线运动.

课后小结

本节重点学习了对匀变速直线运动的理解和对公式v=vo+at的掌握.对于匀变速直线运动的理解强调以下几点：

1.任意相等的时间内速度的增量相同，这里包括大小方向，而不是速度相等.

2.从速度一时间图象上来理解速度与时间的关系式：v=vo+at，t时刻的末速度v是在初速度v0的基础上，加上速度变化量△v=at得到.

3.对这个运动中，质点的加速度大小方向不变，但不能说a与△v成正比、与△t成反比，a决定于△v 和△t 的比值.

4.a=△v/△t 而不是a=v/t , a=△v/△t =(vt-v0)/△t即v=vo+at，要明确各状态的速度，不能混淆.

5.公式中v、vo、a都是矢量，必须注意其方向.

板书

§2.2匀速直线运动的速度和时间的关系

1.匀变速直线运动

2.速度一时间图象

3.速度与时间的关系式v=v0+at

4.初速度vo再加上速度的变化量at就得到t时刻物体的末速度

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