新人教版八年級(jí)物理教案五篇(實(shí)用)
作為一名教師,通常需要準(zhǔn)備好一份教案,編寫教案助于積累教學(xué)經(jīng)驗(yàn),不斷提高教學(xué)質(zhì)量。那么教案應(yīng)該怎么制定才合適呢?下面是我給大家整理的教案范文,歡迎大家閱讀分享借鑒,希望對(duì)大家能夠有所幫助。
新人教版八年級(jí)物理教案篇一
(一)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)
托勒密:地心說(shuō)
人類對(duì)行 哥白尼:日心說(shuō)
星運(yùn)動(dòng)規(guī) 開(kāi)普勒 第一定律(軌道定律)
行星 第二定律(面積定律)
律的認(rèn)識(shí) 第三定律(周期定律)
運(yùn)動(dòng)定律
萬(wàn)有引力定律的發(fā)現(xiàn)
萬(wàn)有引力定律的內(nèi)容
萬(wàn)有引力定律 f=g
引力常數(shù)的測(cè)定
萬(wàn)有引力定律 稱量地球質(zhì)量m=
萬(wàn)有引力 的理論成就 m=
與航天 計(jì)算天體質(zhì)量 r=r,m=
m=
人造地球衛(wèi)星 m=
宇宙航行 g = m
mr
ma
第一宇宙速度7.9km/s
三個(gè)宇宙速度 第二宇宙速度11.2km/s
地三宇宙速度16.7km/s
宇宙航行的成就
(二)、重點(diǎn)內(nèi)容講解
計(jì)算重力加速度
1 在地球表面附近的重力加速度,在忽略地球自轉(zhuǎn)的情況下,可用萬(wàn)有引力定律來(lái)計(jì)算。
g=g =6.67_ _ =9.8(m/ )=9.8n/kg
即在地球表面附近,物體的重力加速度g=9.8m/ 。這一結(jié)果表明,在重力作用下,物體加速度大小與物體質(zhì)量無(wú)關(guān)。
2 即算地球上空距地面h處的重力加速度g’。有萬(wàn)有引力定律可得:
g’= 又g= ,∴ = ,∴g’= g
3 計(jì)算任意天體表面的重力加速度g’。有萬(wàn)有引力定律得:
g’= (m’為星球質(zhì)量,r’衛(wèi)星球的半徑),又g= ,
∴ = 。
星體運(yùn)行的基本公式
在宇宙空間,行星和衛(wèi)星運(yùn)行所需的向心力,均來(lái)自于中心天體的萬(wàn)有引力。因此萬(wàn)有引力即為行星或衛(wèi)星作圓周運(yùn)動(dòng)的向心力。因此可的以下幾個(gè)基本公式。
1 向心力的六個(gè)基本公式,設(shè)中心天體的質(zhì)量為m,行星(或衛(wèi)星)的圓軌道半徑為r,則向心力可以表示為: =g =ma=m =mr =mr =mr =m v。
2 五個(gè)比例關(guān)系。利用上述計(jì)算關(guān)系,可以導(dǎo)出與r相應(yīng)的比例關(guān)系。
向心力: =g ,f∝ ;
向心加速度:a=g , a∝ ;
線速度:v= ,v∝ ;
角速度: = , ∝ ;
周期:t=2 ,t∝ 。
3 v與 的關(guān)系。在r一定時(shí),v=r ,v∝ ;在r變化時(shí),如衛(wèi)星繞一螺旋軌道遠(yuǎn)離或靠近中心天體時(shí),r不斷變化,v、 也隨之變化。根據(jù),v∝ 和 ∝ ,這時(shí)v與 為非線性關(guān)系,而不是正比關(guān)系。
一個(gè)重要物理常量的意義
根據(jù)萬(wàn)有引力定律和牛頓第二定律可得:g =mr ∴ .這實(shí)際上是開(kāi)普勒第三定律。它表明 是一個(gè)與行星無(wú)關(guān)的物理量,它僅僅取決于中心天體的質(zhì)量。在實(shí)際做題時(shí),它具有重要的物理意義和廣泛的應(yīng)用。它同樣適用于人造衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng),在處理人造衛(wèi)星問(wèn)題時(shí),只要圍繞同一星球運(yùn)轉(zhuǎn)的衛(wèi)星,均可使用該公式。
估算中心天體的質(zhì)量和密度
1 中心天體的質(zhì)量,根據(jù)萬(wàn)有引力定律和向心力表達(dá)式可得:g =mr ,∴m=
2 中心天體的密度
方法一:中心天體的密度表達(dá)式ρ= ,v= (r為中心天體的半徑),根據(jù)前面m的表達(dá)式可得:ρ= 。當(dāng)r=r即行星或衛(wèi)星沿中心天體表面運(yùn)行時(shí),ρ= 。此時(shí)表面只要用一個(gè)計(jì)時(shí)工具,測(cè)出行星或衛(wèi)星繞中心天體表面附近運(yùn)行一周的時(shí)間,周期t,就可簡(jiǎn)捷的估算出中心天體的平均密度。
方法二:由g= ,m= 進(jìn)行估算,ρ= ,∴ρ=
(三)?寄P鸵(guī)律示例總結(jié)
1. 對(duì)萬(wàn)有引力定律的理解
(1)萬(wàn)有引力定律:自然界中任何兩個(gè)物體都是相互吸引的,引力的大小跟這兩個(gè)物體的質(zhì)量的乘積成正比,跟它們的距離的平方成反比,兩物體間引力的方向沿著二者的連線。
(2)公式表示:f= 。
(3)引力常量g:①適用于任何兩物體。
②意義:它在數(shù)值上等于兩個(gè)質(zhì)量都是1kg的物體(可看成質(zhì)點(diǎn))相距1m時(shí)的相互作用力。
③g的通常取值為g=6。67×10-11nm2/kg2。是英國(guó)物理學(xué)家卡文迪許用實(shí)驗(yàn)測(cè)得。
(4)適用條件:①萬(wàn)有引力定律只適用于質(zhì)點(diǎn)間引力大小的計(jì)算。當(dāng)兩物體間的距離遠(yuǎn)大于每個(gè)物體的尺寸時(shí),物體可看成質(zhì)點(diǎn),直接使用萬(wàn)有引力定律計(jì)算。
②當(dāng)兩物體是質(zhì)量均勻分布的球體時(shí),它們間的引力也可以直接用公式計(jì)算,但式中的r是指兩球心間的距離。
③當(dāng)所研究物體不能看成質(zhì)點(diǎn)時(shí),可以把物體假想分割成無(wú)數(shù)個(gè)質(zhì)點(diǎn),求出兩個(gè)物體上每個(gè)質(zhì)點(diǎn)與另一物體上所有質(zhì)點(diǎn)的萬(wàn)有引力,然后求合力。(此方法僅給學(xué)生提供一種思路)
(5)萬(wàn)有引力具有以下三個(gè)特性:
①普遍性:萬(wàn)有引力是普遍存在于宇宙中的任何有質(zhì)量的物體(大到天體小到微觀粒子)間的相互吸引力,它是自然界的物體間的基本相互作用之一。
②相互性:兩個(gè)物體相互作用的引力是一對(duì)作用力和反作用力,符合牛頓第三定律。
③宏觀性:通常情況下,萬(wàn)有引力非常小,只在質(zhì)量巨大的天體間或天體與物體間它的存在才有宏觀的物理意義,在微觀世界中,粒子的質(zhì)量都非常小,粒子間的萬(wàn)有引力可以忽略不計(jì)。
〖例1〗設(shè)地球的質(zhì)量為m,地球的半徑為r,物體的質(zhì)量為m,關(guān)于物體與地球間的萬(wàn)有引力的說(shuō)法,正確的是:
a、地球?qū)ξ矬w的引力大于物體對(duì)地球的引力。
物體距地面的高度為h時(shí),物體與地球間的萬(wàn)有引力為f= 。
物體放在地心處,因r=0,所受引力無(wú)窮大。
d、物體離地面的高度為r時(shí),則引力為f=
〖答案〗d
〖總結(jié)〗(1)矯揉造作配地球之間的吸引是相互的,由牛頓第三定律,物體對(duì)地球與地球?qū)ξ矬w的引力大小相等。
(2)f= 。中的r是兩相互作用的物體質(zhì)心間的距離,不能誤認(rèn)為是兩物體表面間的距離。
(3)f= 適用于兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)間的相互作用,如果把物體放在地心處,顯然地球已不能看為質(zhì)點(diǎn),故選項(xiàng)c的推理是錯(cuò)誤的。
〖變式訓(xùn)練1〗對(duì)于萬(wàn)有引力定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式f= ,下列說(shuō)法正確的是:
a、公式中g(shù)為引力常數(shù),是人為規(guī)定的。
b、r趨近于零時(shí),萬(wàn)有引力趨于無(wú)窮大。
c、m1、m2之間的引力總是大小相等,與m1、m2的質(zhì)量是否相等無(wú)關(guān)。
d、m1、m2之間的萬(wàn)有引力總是大小相等,方向相反,是一對(duì)平衡力。
〖答案〗c
2. 計(jì)算中心天體的質(zhì)量
解決天體運(yùn)動(dòng)問(wèn)題,通常把一個(gè)天體繞另一個(gè)天體的運(yùn)動(dòng)看作勻速圓周運(yùn)動(dòng),處在圓心的天體稱作中心天體,繞中心天體運(yùn)動(dòng)的天體稱作運(yùn)動(dòng)天體,運(yùn)動(dòng)天體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力由中心天體對(duì)運(yùn)動(dòng)天體的萬(wàn)有引力來(lái)提供。
式中m為中心天體的質(zhì)量,sm為運(yùn)動(dòng)天體的質(zhì)量,a為運(yùn)動(dòng)天體的向心加速度,ω為運(yùn)動(dòng)天體的角速度,t為運(yùn)動(dòng)天體的周期,r為運(yùn)動(dòng)天體的軌道半徑.
(1)天體質(zhì)量的估算
通過(guò)測(cè)量天體或衛(wèi)星運(yùn)行的周期t及軌道半徑r,把天體或衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)看作勻速圓周運(yùn)動(dòng).根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力,有 ,得
注意:用萬(wàn)有引力定律計(jì)算求得的質(zhì)量m是位于圓心的天體質(zhì)量(一般是質(zhì)量相對(duì)較大的天體),而不是繞它做圓周運(yùn)動(dòng)的行星或衛(wèi)星的m,二者不能混淆.
用上述方法求得了天體的質(zhì)量m后,如果知道天體的半徑r,利用天體的體積 ,進(jìn)而還可求得天體的密度. 如果衛(wèi)星在天體表面運(yùn)行,則r=r,則上式可簡(jiǎn)化為
規(guī)律總結(jié):
掌握測(cè)天體質(zhì)量的原理,行星(或衛(wèi)星)繞天體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力是由萬(wàn)有引力來(lái)提供的.
物體在天體表面受到的重力也等于萬(wàn)有引力.
注意挖掘題中的隱含條件:飛船靠近星球表面運(yùn)行,運(yùn)行半徑等于星球半徑.
(2)行星運(yùn)行的速度、周期隨軌道半徑的變化規(guī)律
研究行星(或衛(wèi)星)運(yùn)動(dòng)的一般方法為:把行星(或衛(wèi)星)運(yùn)動(dòng)當(dāng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),向心力來(lái)源于萬(wàn)有引力,即:
根據(jù)問(wèn)題的實(shí)際情況選用恰當(dāng)?shù)墓竭M(jìn)行計(jì)算,必要時(shí)還須考慮物體在天體表面所受的萬(wàn)有引力等于重力,即
(3)利用萬(wàn)有引力定律發(fā)現(xiàn)海王星和冥王星
〖例2〗已知月球繞地球運(yùn)動(dòng)周期t和軌道半徑r,地球半徑為r求(1)地球的質(zhì)量?(2)地球的平均密度?
〖思路分析〗
設(shè)月球質(zhì)量為m,月球繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),
則: ,
(2)地球平均密度為
答案: ;
總結(jié):①已知運(yùn)動(dòng)天體周期t和軌道半徑r,利用萬(wàn)有引力定律求中心天體的質(zhì)量。
②求中心天體的密度時(shí),求體積應(yīng)用中心天體的半徑r來(lái)計(jì)算。
〖變式訓(xùn)練2〗人類發(fā)射的空間探測(cè)器進(jìn)入某行星的引力范圍后,繞該行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng),已知該行星的半徑為r,探測(cè)器運(yùn)行軌道在其表面上空高為h處,運(yùn)行周期為t。
(1)該行星的質(zhì)量和平均密度?(2)探測(cè)器靠近行星表面飛行時(shí),測(cè)得運(yùn)行周期為t1,則行星平均密度為多少?
答案:(1) ; (2)
3. 地球的同步衛(wèi)星(通訊衛(wèi)星)
同步衛(wèi)星:相對(duì)地球靜止,跟地球自轉(zhuǎn)同步的衛(wèi)星叫做同步衛(wèi)星,周期t=24h,同步衛(wèi)星又叫做通訊衛(wèi)星。
同步衛(wèi)星必定點(diǎn)于赤道正上方,且離地高度h,運(yùn)行速率v是確定的。
設(shè)地球質(zhì)量為 ,地球的半徑為 ,衛(wèi)星的質(zhì)量為 ,根據(jù)牛頓第二定律
設(shè)地球表面的重力加速度 ,則
以上兩式聯(lián)立解得:
同步衛(wèi)星距離地面的高度為
同步衛(wèi)星的運(yùn)行方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同
注意:赤道上隨地球做圓周運(yùn)動(dòng)的物體與繞地球表面做圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星的區(qū)別
在有的問(wèn)題中,涉及到地球表面赤道上的物體和地球衛(wèi)星的比較,地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心與近地衛(wèi)星的圓心都在地心,而且兩者做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑均可看作為地球的r,因此,有些同學(xué)就把兩者混為一談,實(shí)際上兩者有著非常顯著的區(qū)別。
地球上的物體隨地球自轉(zhuǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力由萬(wàn)有引力提供,但由于地球自轉(zhuǎn)角速度不大,萬(wàn)有引力并沒(méi)有全部充當(dāng)向心力,向心力只占萬(wàn)有引力的一小部分,萬(wàn)有引力的另一分力是我們通常所說(shuō)的物體所受的重力(請(qǐng)同學(xué)們思考:若地球自轉(zhuǎn)角速度逐漸變大,將會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象?)而圍繞地球表面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星,萬(wàn)有引力全部充當(dāng)向心力。
赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)由于與地球保持相對(duì)靜止,因此它做圓周運(yùn)動(dòng)的周期應(yīng)與地球自轉(zhuǎn)的周期相同,即24小時(shí),其向心加速度
;而繞地球表面運(yùn)行的近地衛(wèi)星,其線速度即我們所說(shuō)的第一宇宙速度,
它的周期可以由下式求出:
求得 ,代入地球的半徑r與質(zhì)量,可求出地球近地衛(wèi)星繞地球的運(yùn)行周期t約為84min,此值遠(yuǎn)小于地球自轉(zhuǎn)周期,而向心加速度 遠(yuǎn)大于自轉(zhuǎn)時(shí)向心加速度。
已知地球的半徑為r=6400km,地球表面附近的重力加速度 ,若發(fā)射一顆地球的同步衛(wèi)星,使它在赤道上空運(yùn)轉(zhuǎn),其高度和速度應(yīng)為多大?
:設(shè)同步衛(wèi)星的質(zhì)量為m,離地面的高度的高度為h,速度為v,周期為t,地球的質(zhì)量為m。同步衛(wèi)星的周期等于地球自轉(zhuǎn)的周期。
①
②
由①②兩式得
又因?yàn)?③
由①③兩式得
:
:此題利用在地面上 和在軌道上 兩式聯(lián)立解題。
下面關(guān)于同步衛(wèi)星的說(shuō)法正確的是( )
a .同步衛(wèi)星和地球自轉(zhuǎn)同步,衛(wèi)星的高度和速率都被確定
b .同步衛(wèi)星的角速度雖然已被確定,但高度和速率可以選擇,高度增加,速率增大;高度降低,速率減小
c .我國(guó)發(fā)射的第一顆人造地球衛(wèi)星的周期是114分鐘,比同步衛(wèi)星的周期短,所以第一顆人造地球衛(wèi)星離地面的高度比同步衛(wèi)星低
d .同步衛(wèi)星的速率比我國(guó)發(fā)射的第一顆人造衛(wèi)星的速率小
:acd
三、第七章機(jī)械能守恒定律
(一)、知識(shí)網(wǎng)絡(luò)
(二)、重點(diǎn)內(nèi)容講解
1.機(jī)車起動(dòng)的兩種過(guò)程
一恒定的功率起動(dòng)
機(jī)車以恒定的功率起動(dòng)后,若運(yùn)動(dòng)過(guò)程所受阻力f不變,由于牽引力f=p/v隨v增大,f減小.根據(jù)牛頓第二定律a=(f-f)/m=p/mv-f/m,當(dāng)速度v增大時(shí),加速度a減小,其運(yùn)動(dòng)情況是做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)。直至f=f'時(shí),a減小至零,此后速度不再增大,速度達(dá)到值而做勻速運(yùn)動(dòng),做勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度是
vm=p/f,下面是這個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程的簡(jiǎn)單方框圖
速度 v 當(dāng)a=0時(shí)
a =(f-f)/m 即f=f時(shí) 保持vm勻速
f =p/v v達(dá)到vm
變加速直線運(yùn)動(dòng) 勻速直線運(yùn)動(dòng)
這一過(guò)程的v-t關(guān)系如圖所示
車以恒定的加速度起動(dòng)
由a=(f-f)/m知,當(dāng)加速度a不變時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)牽引力f恒定,再由p=f?v知,f一定,發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際輸出功p 隨v的增大而增大,但當(dāng)增大到額定功率以后不再增大,此后,發(fā)動(dòng)機(jī)保持額定功率不變,繼續(xù)增大,牽引力減小,直至f=f時(shí),a=0 ,車速達(dá)到值vm= p額 /f,此后勻速運(yùn)動(dòng)
在p增至p額之前,車勻加速運(yùn)動(dòng),其持續(xù)時(shí)間為
t0 = v0/a= p額/f?a = p額/(ma+f’)a
(這個(gè)v0必定小于vm,它是車的功率增至p額之時(shí)的瞬時(shí)速度)計(jì)算時(shí),先計(jì)算出f,f-f’=ma ,再求出v=p額/f,最后根據(jù)v=at求t
在p增至p額之后,為加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),直至達(dá)到vm.下面是這個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程的方框圖.
勻加速直線運(yùn)動(dòng) 變加速直線運(yùn)動(dòng)
勻速直線運(yùn)動(dòng) v
vm
注意:中的僅是機(jī)車的牽引力,而非車輛所受的合力,這一點(diǎn)在計(jì)算題目中極易出錯(cuò).
實(shí)際上,飛機(jī)’輪船’火車等交通工具的行駛速度受到自身發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率p和運(yùn)動(dòng)阻力f兩個(gè)因素的共同制約,其中運(yùn)動(dòng)阻力既包括摩擦阻力,也包括空氣阻力,而且阻力會(huì)隨著運(yùn)動(dòng)速度的增大而增大.因此,要提高各種交通工具的行駛速度,除想辦法提高發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率外,還要想辦法減小運(yùn)動(dòng)阻力,汽車等交通工具外型的流線型設(shè)計(jì)不僅為了美觀,更是出于減小運(yùn)動(dòng)阻力的考慮.
2. 動(dòng)能定理
內(nèi)容:合力所做的功等于物體動(dòng)能的變化
表達(dá)式:w合=ek2-ek1=δe或w合= mv22/2- mv12/2 。其中ek2表示一個(gè)過(guò)程的末動(dòng)能mv22/2,ek1表示這個(gè)過(guò)程的初動(dòng)能mv12/2。
物理意義:動(dòng)能地理實(shí)際上是一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的功能關(guān)系,即合外力對(duì)物體所做的功是物體動(dòng)能變化的量度,動(dòng)能變化的大小由外力對(duì)物體做的總功多少來(lái)決定。動(dòng)能定理是力學(xué)的一條重要規(guī)律,它貫穿整個(gè)物理教材,是物理課中的學(xué)習(xí)重點(diǎn)。
說(shuō)明:動(dòng)能定理的理解及應(yīng)用要點(diǎn)
動(dòng)能定理的計(jì)算式為標(biāo)量式,v為相對(duì)與同一參考系的速度。
動(dòng)能定理的研究對(duì)象是單一物體,或者可以看成單一物體的物體系.
動(dòng)能定理適用于物體的直線運(yùn)動(dòng),也適用于曲線運(yùn)動(dòng);適用于恒力做功,也適用于變力做功,力可以是各種性質(zhì)的力,既可以同時(shí)作用,也可以分段作用。只要求出在作用的過(guò)程中各力做功的多少和正負(fù)即可。這些正是動(dòng)能定理解題的優(yōu)越性所在。
若物體運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中包含幾個(gè)不同過(guò)程,應(yīng)用動(dòng)能定理時(shí),可以分段考慮,也可以考慮全過(guò)程作為一整體來(lái)處理。
3.動(dòng)能定理的應(yīng)用
一個(gè)物體的動(dòng)能變化δek與合外力對(duì)物體所做的功w具有等量代換關(guān)系,若δek?0,表示物體的動(dòng)能增加,其增加量等于合外力對(duì)物體所做的正功;若δek?0,表示物體的動(dòng)能減小,其減少良等于合外力對(duì)物體所做的負(fù)功的絕對(duì)值;若δek=0,表示合外力對(duì)物體所做的功等于零。反之亦然。這種等量代換關(guān)系提供了一種計(jì)算變力做功的簡(jiǎn)便方法。
動(dòng)能定理中涉及的物理量有f、l、m、v、w、ek等,在處理含有上述物理量的力學(xué)問(wèn)題時(shí),可以考慮使用動(dòng)能定理。由于只需從力在整個(gè)位移內(nèi)的功和這段位移始末兩狀態(tài)動(dòng)能變化去考察,無(wú)需注意其中運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的細(xì)節(jié),又由于動(dòng)能和功都是標(biāo)量,無(wú)方向性,無(wú)論是直線運(yùn)動(dòng)還是曲線運(yùn)動(dòng),計(jì)算都會(huì)特別方便。
動(dòng)能定理解題的基本思路
選取研究對(duì)象,明確它的運(yùn)動(dòng)過(guò)程。
分析研究對(duì)象的受力情況和各個(gè)力做功情況然后求各個(gè)外力做功的代數(shù)和。
明確物體在過(guò)程始末狀態(tài)的動(dòng)能ek1和ek2。
列出動(dòng)能定理的方程w合=ek2-ek1,及其他必要的解題過(guò)程,進(jìn)行求解。
4.應(yīng)用機(jī)械能守恒定律的基本思路:
應(yīng)用機(jī)械能守恒定律時(shí),相互作用的物體間的力可以是變力,也可以是恒力,只要符合守恒條件,機(jī)械能就守恒。而且機(jī)械能守恒定律,只涉及物體第的初末狀態(tài)的物理量,而不須分析中間過(guò)程的復(fù)雜變化,使處理問(wèn)題得到簡(jiǎn)化,應(yīng)用的基本思路如下:
選取研究對(duì)象-----物體系或物體。
根據(jù)研究對(duì)象所經(jīng)右的物理過(guò)程,進(jìn)行受力、做功分析,判斷機(jī)械能是否守恒。
恰當(dāng)?shù)剡x取參考平面,確定對(duì)象在過(guò)程的初末狀態(tài)時(shí)的機(jī)械能。(一般選地面或最低點(diǎn)為零勢(shì)能面)
根據(jù)機(jī)械能守恒定律列方程,進(jìn)行求解。
注意:(1)用機(jī)械能守恒定律做題,一定要按基本思路逐步分析求解。
(2)判斷系統(tǒng)機(jī)械能是否守怛的另外一種方法是:若物體系中只有動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化而無(wú)機(jī)械能與其它形式的能的轉(zhuǎn)化,則物體系機(jī)械能守恒。
(三)?寄P鸵(guī)律示例總結(jié)
1. 機(jī)車起動(dòng)的兩種過(guò)程
(1)一恒定的功率起動(dòng)
機(jī)車以恒定的功率起動(dòng)后,若運(yùn)動(dòng)過(guò)程所受阻力f不變,由于牽引力f=p/v隨v增大,f減小.根據(jù)牛頓第二定律a=(f-f)/m=p/mv-f/m,當(dāng)速度v增大時(shí),加速度a減小,其運(yùn)動(dòng)情況是做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)。直至f=f'時(shí),a減小至零,此后速度不再增大,速度達(dá)到值而做勻速運(yùn)動(dòng),做勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度是
vm=p/f,下面是這個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程的簡(jiǎn)單方框圖
速度 v 當(dāng)a=0時(shí)
a =(f-f)/m 即f=f時(shí) 保持vm勻速
f =p/v v達(dá)到vm
變加速直線運(yùn)動(dòng) 勻速直線運(yùn)動(dòng)
(2)車以恒定的加速度起動(dòng)
由a=(f-f)/m知,當(dāng)加速度a不變時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)牽引力f恒定,再由p=f?v知,f一定,發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際輸出功p 隨v的增大而增大,但當(dāng)增大到額定功率以后不再增大,此后,發(fā)動(dòng)機(jī)保持額定功率不變,繼續(xù)增大,牽引力減小,直至f=f時(shí),a=0 ,車速達(dá)到值vm= p額 /f,此后勻速運(yùn)動(dòng)
在p增至p額之前,車勻加速運(yùn)動(dòng),其持續(xù)時(shí)間為
t0 = v0/a= p額/f?a = p額/(ma+f’)a
(這個(gè)v0必定小于vm,它是車的功率增至p額之時(shí)的瞬時(shí)速度)計(jì)算時(shí),先計(jì)算出f,f-f’=ma ,再求出v=p額/f,最后根據(jù)v=at求t
在p增至p額之后,為加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),直至達(dá)到vm.下面是這個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程的方框圖.
勻加速直線運(yùn)動(dòng) 變加速直線運(yùn)動(dòng)
勻速直線運(yùn)動(dòng) v
這一過(guò)程的關(guān)系可由右圖所示 vm
注意:中的僅是機(jī)車的牽引力,而非車輛所受的合力,這 v0
一點(diǎn)在計(jì)算題目中極易出錯(cuò).
實(shí)際上,飛機(jī)’輪船’火車等交通工具的行駛速度受到自身發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率p和運(yùn)動(dòng)阻力f兩個(gè)因素的共同制約,其中運(yùn)動(dòng)阻力既包括摩擦阻力,也包括空氣阻力,而且阻力會(huì)隨著運(yùn)動(dòng)速度的增大而增大.因此,要提高各種交通工具的行駛速度,除想辦法提高發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率外,還要想辦法減小運(yùn)動(dòng)阻力,汽車等交通工具外型的流線型設(shè)計(jì)不僅為了美觀,更是出于減小運(yùn)動(dòng)阻力的考慮.
一汽車的額定功率為p0=100kw,質(zhì)量為m=10×103,設(shè)阻力恒為車重的0..1倍,取
若汽車以額定功率起①所達(dá)到的速度vm②當(dāng)速度v=1m/s時(shí),汽車加速度為少?③加速度a=5m/s2時(shí),汽車速度為多少?g=10m/s2
若汽車以的加速度a=0.5m/s2起動(dòng),求其勻加速運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間?
①汽車以額定功率起動(dòng),達(dá)到速度時(shí),阻力與牽引力相等,依題,所以 vm=p0/f=p0/f=p0/0.1mg=10m/s
②汽車速度v1=1m/s時(shí),汽車牽引力為f1
f1=p0/v1==1×105n
汽車加速度為 a1
a1=(f1-0.1mg)/m=90m/s2
③汽車加速度a2=5m/s2時(shí),汽車牽引力為f2
f2-0.1mg=ma2 f2=6×104n
汽車速度v2=p0/f2=1.67m/s
汽車勻加速起動(dòng)時(shí)的牽引力為:
f=ma+f=ma+0.1mg =(10×103×0.5+10×103×10)n=1.5×104n
達(dá)到額定功率時(shí)的速度為:vt=p額/f=6.7m/s
vt即為勻加速運(yùn)動(dòng)的末速度,故做勻加速運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間為:
t=vt/a=6.7/0.5=13.3s
1 ①vm=10m/s ②a1=90m/s2 ③v2=1.67m/s
2. t=13.3s
⑴機(jī)車起動(dòng)過(guò)程中,發(fā)動(dòng)機(jī)的功率指牽引力的功率,發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率指的是該機(jī)器正常工作時(shí)的輸出功率,實(shí)際輸出功率可在零和額定值之間取值.所以,汽車做勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是受額定功率限制的.
⑵飛機(jī)、輪船、汽車等交通工具勻速行駛的速度受額定功率的限制,所以要提高速度,必須提高發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率,這就是高速火車和汽車需要大功率發(fā)動(dòng)機(jī)的原因.此外,要盡可能減小阻力.
⑶本題涉及兩個(gè)速度:一個(gè)是以恒定功率起動(dòng)的速度v1,另一個(gè)是勻加速運(yùn)動(dòng)的速度v2,事實(shí)上,汽車以勻加速起動(dòng)的過(guò)程中,在勻加速運(yùn)動(dòng)后還可以做加速度減小的運(yùn)動(dòng),由此可知,v2>v1
汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為60kw,汽車質(zhì)量為5t,運(yùn)動(dòng)中所受阻力的大小恒為車重的0.1倍.
若汽車以恒定功率啟動(dòng),汽車所能達(dá)到的速度是多少?當(dāng)汽車以5m/s時(shí)的加速度多大?
若汽車以恒定加速度0.5m/s2啟動(dòng),則這一過(guò)程能維持多長(zhǎng)時(shí)間?這一過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力做功多少?
(1)12m/s , 1.4m/s2 (2) 16s , 4.8×105j
2. 動(dòng)能定理
內(nèi)容和表達(dá)式
合外力所做的功等于物體動(dòng)能的變化,即
w = ek2-ek1
動(dòng)能定理的應(yīng)用技巧
一個(gè)物體的動(dòng)能變化δek與合外力對(duì)物體所做的功w具有等量代換關(guān)系。若δek>0,表示物體的動(dòng)能增加,其增加量等于合外力對(duì)物體所做的正功;若δek<0,表示物體的動(dòng)能減少,其減少量等于合外力對(duì)物體所做的負(fù)功的絕對(duì)值;若δek=0,表示合外力對(duì)物體所做的功為零。反之亦然。這種等量代換關(guān)系提供了一種計(jì)算變力做功的簡(jiǎn)便方法。
動(dòng)能定理中涉及的物理量有f、s、m、v、w、ek等,在處理含有上述物理量的力學(xué)問(wèn)題時(shí),可以考慮使用動(dòng)能定理。由于只需從力在整個(gè)位移內(nèi)的功和這段位移始末兩狀態(tài)的動(dòng)能變化去考慮,無(wú)需注意其中運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的細(xì)節(jié),又由于動(dòng)能和功都是標(biāo)量,無(wú)方向性,無(wú)論是直線運(yùn)動(dòng)還是曲線運(yùn)動(dòng),計(jì)算都會(huì)特別方便。當(dāng)題給條件涉及力的位移,而不涉及加速度和時(shí)間時(shí),用動(dòng)能定理求解比用牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解簡(jiǎn)便用動(dòng)能定理還能解決一些用牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式難以求解的問(wèn)題,如變力做功過(guò)程、曲線運(yùn)動(dòng)等。
3. 機(jī)械能守恒
系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)物體若通過(guò)輕繩或輕彈簧連接,則各物體與輕彈簧或輕繩組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。
我們可以從三個(gè)不同的角度認(rèn)識(shí)機(jī)械能守恒定律:
從守恒的角度來(lái)看:過(guò)程中前后兩狀態(tài)的機(jī)械能相等,即e1=e2;
從轉(zhuǎn)化的角度來(lái)看:動(dòng)能的增加等于勢(shì)能的減少或動(dòng)能的減少等于勢(shì)能的增加,△ek=-△ep
從轉(zhuǎn)移的角度來(lái)看:a物體機(jī)械能的增加等于b物體機(jī)械能的減少△ea=-△eb
解題時(shí)究竟選取哪一個(gè)角度,應(yīng)根據(jù)題意靈活選取,需注意的是:選用(1)式時(shí),必須規(guī)定零勢(shì)能參考面,而選用(2)式和(3)式時(shí),可以不規(guī)定零勢(shì)能參考面,但必須分清能量的減少量和增加量。
〖例2〗如圖所示,一輕彈簧固定于o點(diǎn),另一端系一重物,將重物從與懸點(diǎn)在同一水平面且彈簧保持原長(zhǎng)的a點(diǎn)無(wú)初速度地釋放,讓它自由擺下,不計(jì)空氣阻力,在重物由a點(diǎn)向最低點(diǎn)的過(guò)程中,正確的說(shuō)法有:
a、重物的重力勢(shì)能減少。 b、重物的機(jī)械能減少。
c、重物的動(dòng)能增加,增加的動(dòng)能等于重物重力勢(shì)能的減少量。
d、重物和輕彈簧組成的每每機(jī)械能守恒。
〖答案〗abd
新人教版八年級(jí)物理教案篇二
一、教學(xué)目標(biāo)
1.理解功的概念:
(1)知道做機(jī)械功的兩個(gè)不可缺少的因素,知道做功和“工作”的區(qū)別;
(2)知道當(dāng)力與位移方向的夾角大于90°時(shí),力對(duì)物體做負(fù)功,或說(shuō)物體克服這個(gè)力做了功。
2.掌握功的計(jì)算:
(1)知道計(jì)算機(jī)械功的公式w=fscosα;知道在國(guó)際單位制中,功的單位是焦耳(j);知道功是標(biāo)量。
(2)能夠用公式w=fscosα進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。
二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析
1.重點(diǎn)是使在理解力對(duì)物體做功的兩個(gè)要素的基礎(chǔ)上掌握機(jī)械功的計(jì)算公式。
2.物體在力的方向上的位移與物體運(yùn)動(dòng)的位移容易混淆,這是難點(diǎn)。
3.要使學(xué)生對(duì)負(fù)功的意義有所認(rèn)識(shí),也較困難,也是難點(diǎn)。
三、教具
帶有牽引細(xì)線的滑塊(或小車)。
四、主要教學(xué)過(guò)程
(一)引入新課
功這個(gè)詞我們并不陌生,初中中學(xué)習(xí)過(guò)功的一些初步知識(shí),今天我們又來(lái)學(xué)習(xí)功的有關(guān)知識(shí),絕不是簡(jiǎn)單地重復(fù),而是要使我們對(duì)功的認(rèn)識(shí)再提高一步。
(二)教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)
1.功的概念
先請(qǐng)同學(xué)回顧一下初中學(xué)過(guò)的與功的概念密切相關(guān)的如下兩個(gè)問(wèn)題:什么叫做功?誰(shuí)對(duì)誰(shuí)做功?然后做如下并板書:
(1)如果一個(gè)物體受到力的作用,并且在力的方向上發(fā)生了位移,物理學(xué)中就說(shuō)這個(gè)力對(duì)物體做了功。
然后演示用水平拉力使滑塊沿拉力方向在講桌上滑動(dòng)一段距離,并將示意圖畫到黑板上,如圖1所示,與同學(xué)一起討論如下問(wèn)題:在上述過(guò)程中,拉力f對(duì)滑塊是否做了功?滑塊所受的重力mg對(duì)滑塊是否做了功?桌面對(duì)滑塊的支持力n是否對(duì)滑塊做了功?強(qiáng)調(diào)指出,分析一個(gè)力是否對(duì)物體做功,關(guān)鍵是要看受力物體在這個(gè)力的方向上是否有位移。至此可作出如下總結(jié)并板書:
(2)在物理學(xué)中,力和物體在力的方向上發(fā)生的位移,是做功的兩個(gè)不可缺少的因素。
2.功的公式
就圖1提出:力f使滑塊發(fā)生位移s這個(gè)過(guò)程中,f對(duì)滑塊做了多少功如何計(jì)算?由同學(xué)回答出如下計(jì)算公式:w=fs。就此再進(jìn)一步提問(wèn):如果細(xì)繩斜向上拉滑塊,如圖2所示,這種情況下滑塊沿f方向的位移是多少?與同學(xué)一起分析并得出這一位移為s cos α。至此按功的前一公式即可得到如下計(jì)算公式:
w=fscosα
再根據(jù)公式w=fs做啟發(fā)式提問(wèn):按此公式考慮,只要f與s在同一直線上,乘起來(lái)就可以求得力對(duì)物體所做的功。在圖2中,我們是將位移分解到f的方向上,如果我們將力f分解到物體位移s的方向上,看看能得到什么結(jié)果?至此在圖2中將f分解到s的方向上得到這個(gè)分力為fcosα,再與s相乘,結(jié)果仍然是w=fscosα。就此指出,計(jì)算一個(gè)力對(duì)物體所做的功的大小,與力f的大小、物體位移s的大小及f和s二者方向之間的夾角α有關(guān),且此計(jì)算公式有普遍意義(對(duì)計(jì)算機(jī)械功而言)。至此作出如下板書:
w=fscosα
力對(duì)物體所做的功,等于力的大小、位移的大小、力和位移的夾角的余弦三者的乘積。
接下來(lái)給出f=100n、s=5m、α=37°,與同學(xué)一起計(jì)算功w,得出w=400n?m。就此說(shuō)明1n?m這個(gè)功的大小被規(guī)定為功的單位,為方便起見(jiàn),取名為焦耳,符號(hào)為j,即1j=1n?m。最后明確板書為:
在國(guó)際單位制中,功的單位是焦耳(j)
1j=1n?m
3.正功、負(fù)功
(1)首先對(duì)功的計(jì)算公式w=fscosα的可能值與學(xué)生共同討論。從cos α的可能值入手討論,指出功w可能為正值、負(fù)值或零,再進(jìn)一步說(shuō)明,力f與s間夾角α的取值范圍,最后總結(jié)并作如下板書:
當(dāng)0°≤α<90°時(shí),cosα為正值, w為正值,稱為力對(duì)物體做正功,或稱為力對(duì)物體做功。
當(dāng)α=90°時(shí),cosα=0,w=0,力對(duì)物體做零功,即力對(duì)物體不做功。
當(dāng)90°<α≤180°時(shí),cosα為負(fù)值, w為負(fù)值,稱為力對(duì)物體做負(fù)功,或說(shuō)物體克服這個(gè)力做功。
(2)與學(xué)生一起先討論功的物理意義,然后再說(shuō)明正功、負(fù)功的物理意義。
①提出功是描述什么的物理量這個(gè)問(wèn)題與學(xué)生討論。結(jié)合圖1,使學(xué)生注意到力作用滑塊并持續(xù)使滑塊在力的方向上運(yùn)動(dòng),發(fā)生了一段位移,引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)其特征是力在空間位移上逐漸累積的作用過(guò)程。然后就此提出:這個(gè)累積作用過(guò)程到底累積什么?舉如下兩個(gè)事例啟發(fā)學(xué)生思考:
a.一輛手推車上裝有很多貨物,搬運(yùn)工推車要用很大的力。向前推一段距離就要休息一會(huì)兒,然后有了力氣再推車走。
b.如果要你將重物從一樓向六樓上搬,搬運(yùn)過(guò)程中會(huì)有什么感覺(jué)?
首先使學(xué)生意識(shí)到上述兩個(gè)過(guò)程都是人用力對(duì)物體做功的過(guò)程,都要消耗體能。就此指出做功過(guò)程是能量轉(zhuǎn)化過(guò)程,做功越多,能量轉(zhuǎn)化得越多,因而功是能量轉(zhuǎn)化的量度。能量是標(biāo)量,相應(yīng)功也是標(biāo)量。板書如下:
功是描述力在空間位移上累積作用的物理量。功是能量轉(zhuǎn)化的量度,功是標(biāo)量。
②在上述對(duì)功的意義認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上,討論正功和負(fù)功的意義,得出如下認(rèn)識(shí)并板書:
正功的意義是:力對(duì)物體做功向物體提供能量,即受力物體獲得了能量。
負(fù)功的意義是:物體克服外力做功,向外輸出能量(以消耗自身的能量為代價(jià)),即負(fù)功表示物體失去了能量。
4.例題講解或討論
例1.課本p.110上的〔例題〕是功的計(jì)算公式的應(yīng)用示范。分析過(guò)程中應(yīng)使學(xué)生明確:推力f對(duì)箱子所做的功,實(shí)際上就是推力f的水平分力fcosα對(duì)箱子所做的功,而推力 f的豎直分力fsinα與位移s的方向是垂直的,對(duì)箱子不做功。
例2.如圖3所示,abcd為畫在水平地面上的正方形,其邊長(zhǎng)為a,p為靜止于a點(diǎn)的物體。用水平力f沿直線 ab拉物體緩慢滑動(dòng)到b點(diǎn)停下,然后仍用水平力f沿直線bc拉物體滑動(dòng)到c點(diǎn)停下,接下來(lái)仍用水平力f沿直線cd拉物體滑動(dòng)到d點(diǎn)停下,最后仍用水平力f沿直線da拉物體滑動(dòng)到a點(diǎn)停下。若后三段運(yùn)動(dòng)中物體也是緩慢的,求全過(guò)程中水平力f對(duì)物體所做的功是多少?
此例題先讓學(xué)生做,然后找出一個(gè)所得結(jié)果是w=0的學(xué)生發(fā)言,此時(shí)會(huì)有學(xué)生反對(duì),并能說(shuō)出w=4fa才是正確結(jié)果。讓后者講其思路和做法,然后總結(jié),使學(xué)生明確在每一段位移a中,力f都與a同方向,做功為fa,四個(gè)過(guò)程加起來(lái)就是4fa。強(qiáng)調(diào):功的概念中的位移是在這個(gè)力的方向上的位移,而不能簡(jiǎn)單地與物體運(yùn)動(dòng)的位移畫等號(hào)。要結(jié)合物理過(guò)程做具體分析。
例3.如圖4所示,f1和f2是作用在物體p上的兩個(gè)水平恒力,大小分別為:f1=3n,f2=4n,在這兩個(gè)力共同作用下,使物體p由靜止開(kāi)始沿水平面移動(dòng)5m距離的過(guò)程中,它們對(duì)物體各做多少功?它們對(duì)物體做功的代數(shù)和是多少?f1、f2的合力對(duì)p做多少功?
此例題要解決兩個(gè)方面的問(wèn)題,一是強(qiáng)化功的計(jì)算公式的正確應(yīng)用,糾正學(xué)生中出現(xiàn)的錯(cuò)誤,即不注意力與位移方向的分析,直接用3n乘5m、4n乘5m這種低級(jí)錯(cuò)誤,引導(dǎo)學(xué)生注意在題目沒(méi)有給出位移方向時(shí),應(yīng)該根據(jù)動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)作出符合實(shí)際的判斷;二是通過(guò)例題得到的結(jié)果,使學(xué)生知道一個(gè)物體所受合力對(duì)物體所做的功。等于各個(gè)力對(duì)物體所做的功的代數(shù)和,并從合力功與分力功所遵從的運(yùn)算法則,深化功是標(biāo)量的認(rèn)識(shí)。
解答過(guò)程如下:位移在f1、f2方向上的分量分別為s1=3m、s2=4m,f1對(duì)p做功為9j,f2對(duì)p做功為16j,二者的代數(shù)和為25j。f1、f2的合力為5n,物體的位移與合力方向相同,合力對(duì)物體做功為w=fs=5n×5m=25j。
例4.如圖5所示。a為靜止在水平桌面上的物體,其右側(cè)固定著一個(gè)定滑輪o,跨過(guò)定滑輪的細(xì)繩的p端固定在墻壁上,于細(xì)繩的另一端q用水平力f向右拉,物體向右滑動(dòng)s的過(guò)程中,力f對(duì)物體做多少功?(上、下兩段繩均保持水平)
本例題仍重點(diǎn)解決計(jì)算功時(shí)對(duì)力和位移這兩個(gè)要素的分析。如果著眼于受力物體,它受到水平向右的力為兩條繩的拉力,合力為2f。因而合力對(duì)物體所做的功為w=2fs;如果著眼于繩子的q端,即力f的作用點(diǎn),則可知物體向右發(fā)主s位移過(guò)程中,q點(diǎn)的位移為2s,因而力f拉繩所做的功w=f?2s=2fs。兩種不同處理方法結(jié)果是相同的。
五、課堂小結(jié)
1.對(duì)功的概念和功的物理意義的主要內(nèi)容作必要的重復(fù)(包括正功和負(fù)功的意義)。
2.對(duì)功的計(jì)算公式及其應(yīng)用的主要問(wèn)題再作些強(qiáng)調(diào)。
六、說(shuō)明
1.考慮到功的定義式w=fscosα與課本上講的功的公式相同,特別是對(duì)式中s的解釋不一,有物體位移與力的作用點(diǎn)的位移之分,因而沒(méi)有給出明確的功的定義的
新人教版八年級(jí)物理教案篇三
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1、知道什么是圓周運(yùn)動(dòng),什么是勻速圓周運(yùn)動(dòng)
2、理解什么是線速度、角速度和周期
3、理解線速度、角速度和周期之間的關(guān)系
4.能在具體的情境中確定線速度和角速度與半徑的關(guān)系
【學(xué)習(xí)重點(diǎn)】
1、理解線速度、角速度和周期
2、什么是勻速圓周運(yùn)動(dòng)
3、線速度、角速度及周期之間的關(guān)系
【學(xué)習(xí)難點(diǎn)】
對(duì)勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)的理解
分析下圖中,a、b兩點(diǎn)的線速度有什么關(guān)系?勻速圓周運(yùn)動(dòng)中,勻速的含義是 。勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度是不變的嗎?分析情況下,輪上各點(diǎn)的角速度有什么關(guān)系?
探究四、1)線速度與角速度有什么關(guān)系?怎樣推導(dǎo)他們的關(guān)系?
2)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的den線速度,角速度,周期,頻率之間有什么關(guān)系》試推導(dǎo)其關(guān)系。
1.有兩個(gè)走時(shí)準(zhǔn)確的始終,分針的長(zhǎng)度分別是8cm和10cm,歷經(jīng)15分鐘,問(wèn)兩分針的針尖位置的平均線速度是多大?
【當(dāng)堂檢測(cè)】----有效訓(xùn)練、反饋矯正
1、下列關(guān)于勻速圓周運(yùn)動(dòng)的說(shuō)法中,正確的是()
a.是速度不變的運(yùn)動(dòng) b.是角速度不變的運(yùn)動(dòng)
c.是角速度不斷變化的運(yùn)動(dòng) d.是相對(duì)圓心位移不變的運(yùn)動(dòng)
2. 關(guān)于勻速圓周運(yùn)動(dòng)的判斷,下列說(shuō)法中正確的是
a.角速度不變 b.線速度不變 c.向心加速度不變 d周期不變
3 一個(gè)質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),它在任意相等的時(shí)間內(nèi)( )
a 通過(guò)的弧長(zhǎng)相等; b 通過(guò)的位移相等
c轉(zhuǎn)過(guò)的角度相等; d 速度的變化相等.
4、一個(gè)物體以角速度ω做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),下列說(shuō)法中正確的是()
a.軌道半徑越大線速度越大 b.軌道半徑越大線速度越小
c.軌道半徑越大周期越大 d.軌道半徑越大周期越小
5. 關(guān)于角速度和線速度,說(shuō)法正確的是
a半徑一定,角速度與線速度成反比
b半徑一定,角速度與線速度成正比
c.線速度一定,角速度與半徑成正比
d.角速度一定,線速度與半徑成反比
6、如圖所示,一個(gè)環(huán)繞中心線ab以一定的角速度轉(zhuǎn)動(dòng),下列說(shuō)法正確的是()
a.p、q兩點(diǎn)的角速度相同
b.p、q兩點(diǎn)的線速度相同
c.p、q兩點(diǎn)的角速度之比為∶1
d.p、q兩點(diǎn)的線速度之比為∶1
新人教版八年級(jí)物理教案篇四
教學(xué)設(shè)計(jì)思路:
本節(jié)課要求學(xué)生會(huì)計(jì)算人造衛(wèi)星的環(huán)繞速度,知道第二宇宙速度和第三宇宙速度.本節(jié)是第五節(jié),萬(wàn)有引力定律、圓周運(yùn)動(dòng)、天體運(yùn)動(dòng)都已經(jīng)講過(guò),從知識(shí)上講學(xué)生運(yùn)用牛頓第二定律直接推導(dǎo)出衛(wèi)星的速度并不是一件困難的事情.實(shí)際上學(xué)生遇到衛(wèi)星問(wèn)題時(shí)總是感到困難和無(wú)從下手.究其根源是因?yàn)閷W(xué)生對(duì)地球、衛(wèi)星的空間關(guān)系不清楚,學(xué)生無(wú)法從自己站立的一個(gè)小小的角落體會(huì)巨大空間中發(fā)生的事情.因此,用各種視頻、課件和圖片幫助學(xué)生建立空間的概念是十分必要的,有了空間的圖景,對(duì)問(wèn)題的認(rèn)識(shí)和思考就有了依托.所以,本節(jié)課我使用了大量的圖片和視頻來(lái)模擬、展示,讓學(xué)生有比較深刻的感性認(rèn)識(shí).
設(shè)計(jì)理念
通過(guò)對(duì)前幾節(jié)知識(shí)的學(xué)習(xí),學(xué)生對(duì)曲線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)、萬(wàn)有引力定律已有一定的了解.在此基礎(chǔ)上,教師通過(guò)設(shè)計(jì)問(wèn)題情境,引導(dǎo)學(xué)生探究,獲得新知識(shí).重視科學(xué)跟生活、跟社會(huì)的聯(lián)系,讓學(xué)生體會(huì)物理學(xué)就在身邊.體會(huì)生活質(zhì)量與物理學(xué)的依存關(guān)系,體會(huì)科學(xué)是迷人的、是改變世界的神奇之手.
學(xué)情分析:
盡管學(xué)生對(duì)天體運(yùn)動(dòng)的知識(shí)儲(chǔ)備不足,猜想可能缺乏科學(xué)性,語(yǔ)言表達(dá)也許欠妥,但只要學(xué)習(xí)始終參與到學(xué)習(xí)情境中,激活思維,大膽猜想,敢于表達(dá),學(xué)生就能得到發(fā)展和提高.
教學(xué)目標(biāo) :
一、知識(shí)與能力
了解人造衛(wèi)星的發(fā)射與運(yùn)行原理,知道三個(gè)宇宙速度的含義,會(huì)推導(dǎo)第一宇宙速度.
了解人造衛(wèi)星的運(yùn)行原理,認(rèn)識(shí)萬(wàn)有引力定律對(duì)科學(xué)發(fā)展所起的作用,培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)服務(wù)于人類的意識(shí).
二、途徑與方法
學(xué)習(xí)科學(xué)的思維方法,發(fā)展思維的獨(dú)立性,提高發(fā)散思維能力、分析推理能力和語(yǔ)言表達(dá)能力.
三、情感態(tài)度與價(jià)值觀
在主動(dòng)學(xué)習(xí)、合作探究的過(guò)程中,體驗(yàn)愉悅的學(xué)習(xí)氛圍,在探究中不斷獲得美的感受不斷進(jìn)步.
學(xué)習(xí)科學(xué),熱愛(ài)科學(xué),增強(qiáng)民族自信心和自豪感.
教學(xué)準(zhǔn)備:
多媒體電腦及圖片.
教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn):
重點(diǎn):
1.第一宇宙速度的推導(dǎo).
2.運(yùn)行速率與軌道半徑之間的關(guān)系
難點(diǎn):
沿橢圓軌道運(yùn)行的衛(wèi)星按照?qǐng)A周運(yùn)動(dòng)處理,衛(wèi)星的環(huán)繞速度是最小發(fā)射速度.
教學(xué)過(guò)程:
教師活動(dòng) | 教學(xué)內(nèi)容 | 學(xué)生活動(dòng) |
引入新課 展示新聞和圖片 | 1957?年?10?月?4?日,前蘇聯(lián)成功地發(fā)射了第一顆人造地球衛(wèi)星,從而開(kāi)創(chuàng)了人類航天的新紀(jì)元. 1961?年?4?月?12?日,前蘇聯(lián)成功地發(fā)射了第一艘“東方號(hào)”載人飛船,尤里?·?加加林成為第一位航天員,揭開(kāi)了人類進(jìn)入太空的序幕. 人類進(jìn)入了航天時(shí)代.這節(jié)課我們就來(lái)學(xué)習(xí)人造地球衛(wèi)星方面的基本知識(shí). | 看屏幕 聽(tīng)講解 |
§ 6.5????宇宙航行 | ||
進(jìn)行新課 | 問(wèn):離地面一定高度的物體以一定的初速度水平射出,由于重力作用,物體將做平拋運(yùn)動(dòng),即最終要落回地面.但如果射出的速度增大,會(huì)發(fā)生什么情況呢? | 思考 |
演示牛頓設(shè)想原理圖 | 一、人造地球衛(wèi)星?由于拋出速度不同,物體的落點(diǎn)也不同.當(dāng)拋出速度達(dá)到一定大小,物體就不會(huì)落回地面,而是在引力作用下繞地球旋轉(zhuǎn),成為繞地球運(yùn)動(dòng)的人造衛(wèi)星.? 那么,速度多大時(shí),物體將不會(huì)落回地面而成為繞地球旋轉(zhuǎn)的衛(wèi)星呢? | 觀察、分析 |
引導(dǎo)學(xué)生討論 展示課件并講解 | 二、宇宙速度? 【板書】?1.?第一宇宙速度?(?環(huán)繞速度?)?v1=?7.9km/s 請(qǐng)學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識(shí),推導(dǎo)第一宇宙速度的另一種表達(dá)式: 推導(dǎo):地面附近重力提供向心力, 所以 將?r=6.37×106m ,?g=9.8m/s2代入,求出第一宇宙速度仍為?7.9km /s. 如果人造地球衛(wèi)星進(jìn)入軌道的水平速度大于?7.9km /s,而小于?11.2km /s,它繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道就不是圓,而是橢圓.當(dāng)物體的速度等于或大于?11.2km /s時(shí),物體就可以掙脫地球引力的束縛,成為繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的人造衛(wèi)星.所以,?11.2km /s?是衛(wèi)星脫離地球的速度,這個(gè)速度叫作第二宇宙速度,也稱脫離速度速. 【板書】?2.?第二宇宙速度(脫離速度)?v2=?11.2km /s 達(dá)到第二宇宙速度的物體要受太陽(yáng)引力的束縛,要使物體掙脫太陽(yáng)引力的束縛,飛到太陽(yáng)系以外的宇宙空間去,必須使它的速度等于或大于?16.7km /s,這個(gè)速度叫作第三宇宙速度,也稱逃逸速度.【板書】?3.?第三宇宙速度(逃逸速度)?v3=?16.7km/s 【板書】4地球同步衛(wèi)星. 人造地球衛(wèi)星的種類很多,有一種特別的衛(wèi)星叫地球同步衛(wèi)星 (?1?)同步衛(wèi)星的高度是確定的:?h=?36000 km. (?2?)理解同步衛(wèi)星“同步”的意義. (?3?)探究同步衛(wèi)星的位置. 2.觀看視頻:同步衛(wèi)星的軌道以及同步衛(wèi)星的發(fā)射 . | 討論并推導(dǎo) 觀察、思考 |
說(shuō)明特點(diǎn) | 了解衛(wèi)星的發(fā)射和回收 | 視頻和圖片 |
鞏固練習(xí) | 1.?一顆在圓形軌道上運(yùn)行的人造地球衛(wèi)星,軌道半徑為?r,它的線速度大小為?v,問(wèn)?:?當(dāng)衛(wèi)星的軌道半徑增大到?2r?時(shí),它的線速度是多大?重力變?yōu)樵瓉?lái)的多少倍? 2.?天文臺(tái)測(cè)得一顆衛(wèi)星沿半徑為?r?的圓形軌道繞某行星轉(zhuǎn)動(dòng),周期為?t,求衛(wèi)星的向心加速度和行星的質(zhì)量. |
新人教版八年級(jí)物理教案篇五
磁場(chǎng)對(duì)電流的作用?教案
一、教學(xué)目標(biāo)
1.掌握磁場(chǎng)對(duì)電流作用的計(jì)算方法。
2.掌握左手定則。
二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析
1.重點(diǎn)是在掌握磁感應(yīng)強(qiáng)度定義的基礎(chǔ)上,掌握磁場(chǎng)對(duì)電流作用的計(jì)算方法,并能熟練地運(yùn)用左手定則判斷通電導(dǎo)線受到的磁場(chǎng)力的方向。
2.計(jì)算磁場(chǎng)力時(shí),對(duì)通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的不同空間位置,正確地運(yùn)用不同的三角函數(shù)和題目提供的方位角來(lái)計(jì)算是難點(diǎn)。
三、主要教學(xué)過(guò)程
(一)引入新課
復(fù)習(xí)提問(wèn):
1.磁感應(yīng)強(qiáng)度是由什么決定的?
答:磁感應(yīng)強(qiáng)度是由產(chǎn)生磁場(chǎng)的場(chǎng)電流的大小、分布和空間位置確定的。
2.磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式是什么?
3.磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式在什么條件下才成立?
成立。
4.垂直磁場(chǎng)方向放入勻強(qiáng)磁場(chǎng)的通電導(dǎo)線長(zhǎng)l=1cm,通電電流強(qiáng)度i=10a,若它所受的磁場(chǎng)力f=5n,求(1)該磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度b是多少?(2)若導(dǎo)線平行磁場(chǎng)方向。
答:因通電導(dǎo)線垂直磁場(chǎng)方向放入勻強(qiáng)磁場(chǎng),所以根據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式
5.若上題中通電導(dǎo)線平行磁場(chǎng)方向放入該磁場(chǎng)中,那么磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度是多大?通電導(dǎo)線受到的磁場(chǎng)力是多少?
答:當(dāng)電流仍為i=10a,l‖b時(shí),該處磁感應(yīng)強(qiáng)度不變,仍為b=0.5t,而通電導(dǎo)線所受磁場(chǎng)力f為零。
(二)教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)
1.磁場(chǎng)對(duì)電流的作用(板書)
我們已經(jīng)了解到通電直導(dǎo)線垂直磁場(chǎng)方向放入磁場(chǎng),它將受到磁場(chǎng)力的作用,根據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式可以得出:
f=bil
當(dāng)通電導(dǎo)線平行磁場(chǎng)方向放入磁場(chǎng)中,它所受的磁場(chǎng)力為零。看來(lái)運(yùn)用f=bil來(lái)計(jì)算磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力的大小是有條件的,必須滿足l⊥b。
磁場(chǎng)力方向的確定,由左手定則來(lái)判斷。
提問(wèn):如果通電導(dǎo)線與磁感應(yīng)強(qiáng)度的夾角為θ時(shí),如圖1所示磁場(chǎng)力的大小是多少?怎樣計(jì)算?
讓學(xué)生討論得出正確的結(jié)果。
我們已知,當(dāng)l⊥b時(shí),通電導(dǎo)線受磁場(chǎng)力,f=bil,而當(dāng)l∥b時(shí)f=0,啟發(fā)學(xué)生將b分解成垂直l的b⊥和平行l(wèi)的b∥,因平行l(wèi)的b∥對(duì)導(dǎo)線作用力為零,所以實(shí)際上磁場(chǎng)b對(duì)導(dǎo)線l的作用力就是它的垂直分量b⊥對(duì)導(dǎo)線的作用力,如圖2所示。即
f=ilb⊥=ilbsinθ
磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力——安培力(板書)
大小:f=ilbsinθ(θ是l、b間夾角)
方向:由左手定則確定。
黑板上演算題:下列圖3中的通電導(dǎo)線長(zhǎng)均為l=20cm,通電電流強(qiáng)度均為i=5a,它們放入磁感應(yīng)強(qiáng)度均為b=0.8t的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,求它們所受磁場(chǎng)力(安培力)。
讓五個(gè)同學(xué)上黑板上做,其他同學(xué)在課堂練習(xí)本上做,若有做錯(cuò)的,講明錯(cuò)在哪兒,正確解應(yīng)是多少,并把判斷和描述磁場(chǎng)力方向的方法再給學(xué)生講解一下(如圖4示)。
例1.兩根平行輸電線,其上的電流反向,試畫出它們之間的相互作用力。
分析:如圖5所示,a、b兩根輸電線,電流方向相反。通電導(dǎo)線b處在通電導(dǎo)線a產(chǎn)生的磁場(chǎng)中,受到a產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁場(chǎng)力作用;通電導(dǎo)線a處在通電導(dǎo)線b產(chǎn)生的磁場(chǎng)中,受到b產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁場(chǎng)力作用。我們可以先用安培定則確定通電導(dǎo)線b在導(dǎo)線a處的磁場(chǎng)方向bb,再用左手定則確定通電導(dǎo)線a受到的磁場(chǎng)力fa的方向;同理,再用安培定則先確定通電導(dǎo)線a在導(dǎo)線b處的磁場(chǎng)方向ba,再用左手定則確定通電導(dǎo)線b受到的磁場(chǎng)力fb的方向。經(jīng)分析得出反向電流的兩根平行導(dǎo)線間存在的相互作用力是斥力。
完成上述分析,可以讓同學(xué)在課堂作業(yè)本上畫出電流方向相同的平行導(dǎo)線間的相互作用力,自己得出同向電流的兩根平行導(dǎo)線間存在的相互作用是引力。
例2.斜角為θ=30°的光滑導(dǎo)體滑軌a和b,上端接入一電動(dòng)勢(shì)e=3v、內(nèi)阻不計(jì)的電源,滑軌間距為l=10厘米,將一個(gè)質(zhì)量為m=30g,電阻r=0.5ω的金屬棒水平放置在滑軌上,若滑軌周圍存在著垂直于滑軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)s后,金屬棒剛好靜止在滑軌上,如圖6,求滑軌周圍空間的磁場(chǎng)方向和磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小是多少?
解:合上開(kāi)關(guān)s后金屬棒上有電流流過(guò),且金屬棒保持靜止,由閉合電路歐姆定律
金屬棒靜止在滑軌上,它受到重力mg1和滑輪支持力n的作用,因軌道光滑,二力金屬棒不可能平衡,它必然還受到垂直于滑軌平面的磁場(chǎng)的安培力作用才能平衡,根據(jù)題意和左手定則判斷出,磁場(chǎng)方向垂直滑軌面斜向下,金屬棒受到磁場(chǎng)的安培力沿斜面向上,如圖7所示,由進(jìn)一步受力分析得出,若金屬棒平衡,則它受到的安培力f應(yīng)與重力沿斜面向下的分量mgsinθ大小相等,方向相反:
f-mgsinθ=0……①
又 f=bil代入①得bil=mgsinθ
(三)課堂小結(jié)
1.當(dāng)通電直導(dǎo)線垂直磁場(chǎng)方向放入磁場(chǎng)中時(shí)受到磁場(chǎng)的安培力,f=bil;當(dāng)通電直導(dǎo)線平行磁場(chǎng)方向放入磁場(chǎng)中時(shí)受到磁場(chǎng)的安培力為零。
2.當(dāng)通電直導(dǎo)線在磁場(chǎng)中,導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向間的夾角為θ時(shí),通電導(dǎo)線受到磁場(chǎng)的安培力f=ilbsinθ。
3.磁場(chǎng)對(duì)通電直導(dǎo)線的安培力的方向,用左手定則來(lái)判斷。(其內(nèi)容在書中p.226)
課外作業(yè):物理第三冊(cè)(選修)p.227練習(xí)二。
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