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高中物理必修一力教案

发表时间:2020-09-09

高一物理《1.3重力、弹力》教学设计。

一名爱岗敬业的教师要充分考虑学生的理解性,作为高中教师就要根据教学内容制定合适的教案。教案可以让学生更好地进入课堂环境中来,帮助高中教师能够井然有序的进行教学。我们要如何写好一份值得称赞的高中教案呢?下面的内容是小编为大家整理的高一物理《1.3重力、弹力》教学设计,欢迎大家阅读,希望对大家有所帮助。

高一物理《1.3重力、弹力》教学设计

【教学内容】

第一单元第3节第1课时:“重力、弹力”。

【教学目标】

知识与技能:知道力是物体对物体的作用,能在具体问题中区分施力物体与受力物体。知道力既有大小又有方向,是矢量;了解重力的概念,知道重力的方向及大小计算;了解弹力的概念及其产生条件。

过程与方法:通过联系生产生活中的力现象,通过各种力现象的区别比较,培养观察概括能力及分析综合能力。

情感态度价值观:通过对微小形变现象的实验观察,培养严谨求实的科学态度。

【教学重点】

重力、弹力的概念。

【教学难点】

弹力的产生条件及方向确定。

【教具准备】

弹簧、弹簧秤、小车、砝码、橡皮泥、PPT课件等。

【教学过程】

◆创设情境──引出课题

一、力

1.回顾初中所学内容:

(1)什么是力?

力是物体对物体的作用。这里的作用指的是一个物体提、压、推、拉另一个物体,所以一提到力,至少有两个物体,一个物体施加出力,称为施力物体,另一个物体受到力,称为受力物体,力不能离开物体而存在。

(2)力作用在物体上,能产生什么效果?

力作用在物体上,可以改变物体的运动状态,使物体产生加速度;也可以改变物体的形状。

(3)力的三要素是什么?

力有大小、方向、作用点,称为力的三要素。意思是说,力作用于物体,所产生的作用效果与力的大小、方向、作用点有关系。要明确说明一个力,就要说明白力的大小是多少牛顿,方向朝什么方向,作用在受力物体上的什么位置(点)。

力是矢量。

(4)力的单位是什么?

在国际单位制中,力的单位是牛顿,简称牛,用字母“N”表示。

(5)力的大小能测量吗?

力的大小可用测力计来测量。

(6)如何用图示表示一个力?

用图示表示一个力,就是运用图形表示出力的三要素。具体做法是:从力的作用点起,沿力的方向按一定的标度(比例)画一条带箭头的线段,这样,线段的起点就代表力的作用点,线段的长度表示力的大小,箭头的方向表示力的方向。

在以后的学习中常常需要分析一个物体的受力情况,用受力示意图表示分析结果,相当于画出每个力的图示,不过对线段的长度没有严格要求,不需要确定标度。

2.教师讲述

在物理学的力学部分,按照力的产生过程,即力的性质,把力分为重力、弹力、摩擦力。

◆合作探究──新课学习

二、重力

1.回顾初中所学内容

(1)什么是重力?

由于地球的吸引而使物体受到的力是重力。需要注意的是,重力是由于地球对物体的吸引而产生的,但重力不等于地球对物体的吸引力。

(2)重力的方向是怎样的?

重力的方向是竖直向下的。

(3)怎样测量重力的大小?

演示并讲解:将物体挂在弹簧秤弹簧自由端的挂钩上,提起弹簧称外壳上的挂钩,使弹簧秤和物体静止在空中,此时弹簧秤指钟所指出的值,就是被测物体所受重力的大小。

(4)物体所受的重力大小与它的质量有什么关系?

在地球上的同一地点,物体所受的重力的大小与物体的质量成正比,用公式表示就是:,式中的,表示质量1kg的物体受到的重力是9.8牛顿。

若已知物体的质量,利用此式可以求出物体的重力大小。

物体的质量不随它的地理位置的变化而变化,但不同地理位置处的g值不一样,所以同一物体在地球上的不同位置(纬度)所受重力大小不同。

(5)怎样确定重力的作用点?

物体有一定的大小和形状,它的各个部分都受到重力作用,我们可以把各部分的重力等效成物体上的一个点所受到的重力,这个点称为物体的重心。

2.交流评价──关于重心的讨论

(1)重心的确定:对于形状规则且质量分布均匀(各处密度相同)的物体,它的重心就在它的几何中心。如均匀球体的重心在球心,均匀细杆的中心在它的中点,均匀圆柱体的重心在其轴线的中点。

质量分布不均匀的物体的重心位置,随物体中质量分布的变化而变化;有些物体的重心不一定在物体上,可能在物体之外。

(2)重心与稳度

把物体竖直放置在支持面上,物体的重心位置越低,物体受到让它晃动的力以后,越不容易翻到,重心位置越高,越容易翻到。

在建筑中,建筑物的重心应尽量低;装载货物的车辆、船只的重心要尽量低。

三、弹力

1.举例并演示

(1)物体的形变:物体受力作用后,形状发生变化。

(2)两种形变:用橡皮筋、弹簧、橡皮泥等演示并说明:有些物体,当引起形变的外力撤去后不能恢复原状;有些物体,当引起形变的外力撤去后,能够恢复原状,这种形变叫弹性形变,能够发生弹性形变的物体具有弹性。

(3)弹力的演示:用弹簧与小车演示被压缩或拉长的弹簧能够对别的物体(使它形变的物体)产生力的作用,想把使它形变的物体弹开,这种力是由于物体发生了弹性形变而产生的,称为弹力。

2.探究弹力的产生条件

(1)两物体直接接触。

(2)两物体的接触处发生弹性形变。

这两条必须同时具备,才会出现弹力。接触处是否发生弹性形变,可根据其中一个物体所受已知力的方向确定,如对另一物体在接触处造成挤压或拉伸效果,则接触处一定发生弹性形变。如将书本放在水平桌面上,书本受到向下的重力,书本向下挤压桌面,使桌面向下弯曲,桌面产生向上的弹力F2,作用给了书本,支持着书本,按这个效果,可称它为支持力;同时桌面向上挤压书本的下表面,使其向上弯曲,书本产生向下的弹力F1作用给了桌面,向下压桌面,可称为压力。

3.弹力方向探究

(1)压力、支持力的方向:垂直于接触面指向被压物体或被支持的物体。

(2)拉力的方向:线、绳子等只能产生伸长形变,所以只能产生拉力,拉力沿着线、绳子指向它们缩短的方向

4.弹力大小的探究

(1)与物体的弹性形变大小有关,弹性形变越大,弹力越大。

(2)弹性限度:学生阅读课本相关内容。

5.弹簧弹力大小探究──胡克定律

(1)内容:在弹性限度内,弹簧的弹力的大小跟弹簧伸长(或缩短)的长度成正比。用公式表示就是:。式中的x是弹簧伸长或缩短的长度,单位是m,k称为弹簧的劲度系数,单位是N/m,F是弹力,单位是N。

(2)弹簧的劲度系数:

胡克定律公式中的k称为劲度系数,它的大小只由弹簧自身因素决定,如弹簧的长度、材料、粗细等,与弹力大小及形变大小无关。

(3)应用:弹簧测力计测量力的大小,缓冲装置等。

◆案例研究──归纳小结

1.案例研究

例1书本静止在斜面上,画出斜面所产生的弹力方向。

解析:(1)确定接触面:斜面

(2)判断斜面有无弹性形变:书本受重力作用,挤压斜面,斜面产生弹性形变。

(3)垂直斜面,指向被支持的书本──垂直斜面向上。

例2画出图中的两根细绳产生的弹力。

简析:沿细绳斜向上。

2.学生练习:课本第25页“复习与巩固”1、2、4、5。

【布置作业】

1.复习课文,书面完成课本第25页“复习与巩固”3、7。

2.预习本节“摩擦力”部分内容。

【板书设计】

重力
弹力
定义
产生条件
方向
大小计算

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高一物理教案:《重力》教学设计


一名优秀的教师在教学方面无论做什么事都有计划和准备,作为高中教师就要根据教学内容制定合适的教案。教案可以让学生们充分体会到学习的快乐,让高中教师能够快速的解决各种教学问题。所以你在写高中教案时要注意些什么呢?为满足您的需求,小编特地编辑了“高一物理教案:《重力》教学设计”,欢迎您阅读和收藏,并分享给身边的朋友!

高一物理教案:《重力》教学设计

教学目标

知识目标

1、认识重力产生的条件,

2、知道重力的三要素:理解重心的概念.

3、会计算重力的大小.

能力目标

1、通过本节课的学习,会分析各个物体的重心.

2、联系实际,重力的三要素在实际中的运用,锻炼学生的观察分析能力.

教学建议

一、重点难点分析:

1、本节重点是:重力的实质(万有引力).

2、本章的难点是:重心的确定.

二、基本知识技能:

1、基本概念:

重力:由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力;

重力的三要素:作用点(重心);方向(竖直向下);大小(G = mg);

2、重心的确定

质量分布均匀的规则几何形状的物体的重心在几何中心上;质量分布不均匀的物体,重心的位置不仅跟物体质量的分布有关,还与物体的形状有关.

教法建议

一、有关重力大小讲解的教法建议

在介绍重力时,除了明确指出:物体受到的重力的大小跟物体的质量成正比,教学中还需要补充实验测量重力的方法,重力的大小可以用测力计测得,可以向学生们展示几种测力计,如弹簧测力计、牵引测力计、压力测力计等等.

另外让学生区分重力、重量的概念.

二、有关重力方向讲解的教法建议

介绍重力方向时要明确重垂线的方向为竖直方向(不是垂直方向),重力的方向为竖直向下,与水平面相互垂直的方向为竖直方向(静止的水面为水平方向),同时也要注意:不能把重力的方向说成指向地心的方向.

关于重心和质心的区分的有关内容教师可以参考扩展资料中的《重心和质心》.

三、有关重心位置讲解的教法建议

在讲解如何确定物体重心的位置时,可以讲解悬挂法测量均匀薄板的重心.同时让学生讨论理解.对于重心位置的确定,教师可以让学生分析身边的物体的重心的确定,如课本的重心的确定,沙漏的重心确定,另外也可以通过数学方法来计算物体的重心,如折尺的重心的确定.

有些教师在讲解该部分内容的时候,往往将物体的平衡内容(教材在第四章中进行了介绍)也对学生说明,也就是重心的稳度问题,建议在讲解时要注意让学生理解研究的方法,在图片资料中我们为大家提供了双圆锥(圆锥上滚)的图片,老师可以参考使用.

重力

教学方法

提问引导法 、讲解法

教学过程

一、复习提问

1、提问:什么是力?力的三要素是什么?

2、提问:我们用什么方法来表示力?具体说明?

3、提问: 力的作用效果是什么?

二、新课教学

(一)重力

通过水会自动由高向低流动、树叶的飘落等等自然现象提出:

问题:什么是重力?它是怎样产生的?

回答:重力:由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力.重力产生的原因:由于地球的吸引而产生.

教师总结说明:

1、地球上物体受到重力,施力者是地球.只要在地球的引力范围之内,物体都会受到地球的重力作用.

(1)、地球上的一切物体都受重力作用.

(2)、重力的施力物体是地球.

问题:同一个物体,在下列情况下,所受重力的方向各是怎样的?

教师出示几种不同情况下的物体(水平地面上静止的物体、斜面上静止的物体、正在运动的物体等等)让学生讨论重力的方向.

共同讨论之后,教师说明并总结:

2、重力的方向:重力的方向总是竖直向下.无论物体是静止的还是运动的,无论物体运动状态如何,重力的方向总是竖直向下.

3、重心:重力在物体上的作用点.质量均匀的规则物体的重心在其几何中心(教师出示各种形状物体的重心).质量不均匀的物体重心,跟形状、质量分布有关.对于质量分布不均匀、形状不规则的薄板重心位置可以通过悬挂法得到(教师可以演示该实验,同时让学生进行讨论),另外重心的位置可以 不再物体上(如图).

4、重力大小:

5、重力的测量:重力的测量用弹簧秤.

问题3:地球对地面上的物体有力的作用,物体对地球是否有力的作用?教师进而提出:我们通常在研究物体受到重力作用,并不提出施力物体地球,相对于物体受到地球施加的重力作用,同样,地球也要受到物体对它的吸引作用.(教师可以通过实例讲解,要强调物体受到的重力不等于物体与地球之间的万有引力)

(二)、让学生阅读有关万有引力的文章

(三)、通过练习、让学生加深本课知识的理解.

6、课堂小结

探究活动

课题1

题目:采用悬挂法求得物体重心位置

内容:采用悬挂法得到某一不规则形状(质量分布不均匀)薄板的重心位置。写出实验报告。

课题2:

题目:用计算法求解某些物体的重心

内容:参考“探究活动”中所给的“质心与重心的求解”内容,对一些特殊形状物体的重心进行计算求解,利用初中所学的杠杆原理分析,写出专题性小论文。

1、求下列各物体的质心位置.

(1)如图(a)所示,有一串珍珠,每颗间距均为a,共n颗,其质量依次为 .

(2)如图(b)所示,质量分布均匀的三角板.

(3)如图(c)所示,匀质圆板,被挖去的小圆与大圆内切.

答案:

(1)答案:悬点下方 处.解题思路:以悬挂点原点,竖直向下为x轴正方向,应用坐标法有: .

(2)解题思路:把 分成与AB边平行的几份,如图,当 时,每一份的质心都在其中点上,则 质心定在AB边中线CD上,同理也在BC边中线AE上,∴板ABC的质心在其几何重心上.

(3)解题思路:将负质量与坐标法结合起来求解:设圆板面积密度为 ,则大圆板质量 ,小圆板质量 ,再以O点为原点, 方向为x轴正方向,应用坐标法得 ,∴其质心在C点左侧 处.

2、如图所示,有两个相同的匀质实心球,半径为R,重量为G,A、B球分别为将它们挖去半径为 和 的小球后剩余的部分,匀质杆重量为 ,长度 ,试求系统的重心位置.

答案:C点左侧0.53R处.解题思路:以C点为原点,cb方向为x轴正方向,结合坐标法与负质量法求解.

高一物理《弹力》学案


作为优秀的教学工作者,在教学时能够胸有成竹,作为教师就要好好准备好一份教案课件。教案可以让学生更好地进入课堂环境中来,帮助授课经验少的教师教学。那么,你知道教案要怎么写呢?下面的内容是小编为大家整理的高一物理《弹力》学案,希望对您的工作和生活有所帮助。

高一物理《弹力》学案

一、设计思想
因此将弹力这节课设计成了探究性学习课,采用了“参与──体验──内化──外延”的物理课堂教学模式,由教师创设情景,让学生自己提出想要知道的问题,在教师的引导下,通过全班同学的讨论,自评和互评来不断完善。教师在教学中通过具体的实例、实验,激发学生的求知欲望,让学生主动参与到探究的过程,成为学习的主体,积极主动地获取知识和能力
本教学设计特别强调了对实验的挖掘。通过引入新课时设计的实验,培养学生的问题意识和激发学生的学习兴趣。通过教学中的若干个演示实验的设计,特别是精心设计了研究桌面的微小形变实验,使学生感悟科学的探究方法和强化创新的意识。学生在互动和探索的过程中,培养学生的合作精神、获得探究的成功体验,使原本平淡的课堂教学变得充实、饱满、有声有色。
二、教材分析
《弹力》是高中物理新课程(必修1)第三章第二节的内容,是力学的核心内容之一,在整个高中物理中占有相当重要的地位,是以后正确进行受力分析的基础。其重点是弹力产生的原因及弹力的方向,难点是常见的弹力方向的确定。教材从物体的明显形变引入,继而通过放大的思想演示“微小形变”的过程中,用实例引出了形变、弹性形变和弹力的概念。并通过研究形变来探究弹力产生的原因、弹力的方向和作用点,探究支持力、压力和绳子的拉力这几种弹力产生的原因和方向。对弹力有无的判断和方向的确定是本节课的重点和能点。
三、学情分析
通过前面的对“重力及相互作用”的学习,学生已经对力的三要素及作用效果等有了一定的了解。而且在初中阶段的学习过程中,也对弹力有了初步感性的认识和一定的理念基础。在高中教学中要进一步帮助学生深化对弹力的理解。弹力产生的原因及其方向的判定,是学生普遍感到难以把握的问题。为此,在这节课的教学中要精心设计实验,通过形象直观的实验教学帮助学生突破难点,并让学生在亲历探究的过程中,体验到探究未知世界的乐趣,领悟科学探究的真谛。
四、教学目标
(一)知识与技能
1.知道形变和弹性形变,能识别常见的形变。知道任何物体都会发生形变。
2.知道弹力及弹力产生的条件,会判断弹力的有无及弹力的方向。
(二)过程与方法
1.培养学生根据弹力产生的条件分析弹力方向的能力。
2.通过分组“探究弹簧的弹力与形变量之间的关系”的实验,培养学生自己动手设计实验和操作实验的能力,提高学生自主、探究和合作学习的能力。
(三)情感态度与价值观
1.真实准确地记录实验数据,体会科学的精神和态度在科学探究过程中的重要作用。在用简单器材显示微小形变的过程中,体会放大法的实验思想,感受学习物理的乐趣。
2.通过学习弹力在生产和生活中的应用,发展将知识服务于人类的愿望。
3.从任何物体都能发生形变入手,培养学生用实事求是的科学态度去认识事物本来面目,不被表面现象所迷惑的科学观。
五、重点难点
(一)教学重点
1.弹力有无的判断和弹力方向的判断。
(二)教学难点
弹力有无的判断及弹力方向的判断。
六、教学策略与手段
本课以探究式教学模式为主,结合问题法、演示法、启发法、归纳法、多媒体辅助法等教学方法。
(1)本节课流程设计:实验引入(产生疑问)→设计实验→学生探究→分析归纳→得出结论(解决问题)→拓展应用(产生新疑问)。
(2)对探究实验设计好实验的内容、步骤和表格,便于学生的探究。
七、教学准备
细钢丝、钢锯条、弹簧、橡皮泥、通过橡皮塞插有细玻璃管的椭圆形玻璃瓶、激光光源、平面镜及支架、小车、橡皮筋、气球等。
八、教学过程
(一)活动中感悟亲历体验
(学生实验)用细钢丝绕制的小弹簧,轻轻地拉一拉或压一压,感受弹簧被拉伸或压缩的同时,手受到了力的作用。
【思考】这种力是什么性质的力?它产生的条件是什么?它的大小、方向和作用点又如何呢?让学生亲身感受弹力的存在,从而揭示课题《弹力》。
(演示实验)让学生了解物体的形变。

(小组讨论)上面的这些形变有什么特点:有的形变可以恢复原状,有的不可以恢复原状
【结论】能恢复原状的形变,叫弹性形变;不能恢复原状的形变,叫非弹性形变。
让学生举例在日常生活中所发现或观察到的一些形变,看看哪些是弹性形变哪些是非弹性形变。
观看视频,形成印象,物体的形变、由于形变而产生的弹力在现实生活中很常见的。让学生感觉到,物理很实用,物理就在我身边,从而调动起其学习物理的兴趣。
(二)放大形变突破难点
一本书放在桌子上,我们知道书本对桌子有压力,桌子对书本有支持力。
【提问】那么压力和支持力又是怎样产生的呢?会不会也象弹簧一样由于物体的形变而产生的呢?若有这个形变与弹簧、橡皮条的形变有什么不一样?
【学生猜想】没有,可能发生了形变,但是由于形变量太小,所以肉眼观察不出来。我们怎样来体现微小的形变量。
在课堂教学中引导渗透微观放大的物理思想方法。设计微小形变实验,在一个大桌上放两个平面镜,用小型激光源发射激光照射平面镜M,用力压桌面,让一束光依次被两面镜子反射,通过反光镜的放大原理可以使墙上的光点移动很大的距离。通过放大的思想演示“微小形变”的过程,让学生认识到任何物体受到外力作用后都会发生形变的事实。
【体验】请几个学生上台体验表演,激发了学生的积极心,信心,进一步体会自然科学的乐趣,领悟科学探究的真谛。
(演示实验)弹簧在较大的力作用下始终处于拉伸状态,不能恢复原状。
引导得到原因,发生弹性形变的物体要恢复原状是有条件的,不能超过一定的限度,超过一定的限度,即使撤去力的作用,也不会恢复原状,这种限度叫做弹性限度。从而说明,弹簧秤不能称量过大的物体的原因。
【引出概念】我们把这种发生弹性形变的物体由于要恢复原状,对与它接触的物体产生力的作用,这种力叫做弹力。像上面我们所熟知的拉力、压力和支持力就是最常见的几个弹力。
(三)分析类比引出条件
(对比实验)被拉长的弹簧使小车右运动,处于原长的弹簧使小车保持静止,橡皮泥被小车压缩,放手后小车不动。
高中物理《弹wbrwbrwbr力》教学设计高中物理《弹wbrwbrwbr力》教学设计
引导学生分析实验现象,得出弹力产生的条件有两个:直接接触并且发生弹性形变。
力是矢量,弹力也是矢量,设计师生共同完成演示实验,体会弹力方向。
(演示实验)A.书本(装水气球)与桌面(纤维板)间相互挤压,并让学生完成表格中的内容(加括号的内容)。
B.用电线悬挂着的电灯(用水气球替代灯泡,用橡皮筋代替电线)与电线的相互拉伸。
高中物理《弹wbrwbrwbr力》教学设计高中物理《弹wbrwbrwbr力》教学设计
(小组讨论)利用表格对实验现象进行分析的过程中,概括出压力、支持力、绳子的拉力都是弹力以及这三种力的产生原因和方向。
【结论】弹力是由于施力物体发生弹性形变而产生,弹力的方向总是指向施力物体形变恢复的方向。让学生真切地感受到书与桌面、电线与电灯的形变情况,用直观性降低学习的台阶。
(四)巩固练习深化拓展
【课堂训练】
1.下列说法中,正确的是()
A.闹钟是由发条的弹力带动指针走动的,电子钟不是由发条的弹力带动指针走动的
B.用细杆拨动水中的木头,木头受到的弹力是由于木头发生形变而产生的
C.绳对物体拉力的方向总是沿绳而指向绳收缩的方向
D.木块放在桌面上受到向上的弹力,是由于木块发生微小形变而产生的
解析:闹钟跟电子钟的工作原理是不同的,闹钟是利用发条的弹力带动指针起动的,而电子钟则是一种机械运动,跟闹钟不一样。而产生弹力的原因是施力物体发生了形变而产生的。绳子上拉力的方向是沿绳而指向绳收缩的方向。故选项是A、C。
2.一根轻质弹簧,当它受到10N的拉力时,长度为12cm,当它受到25N的拉力时长度为15cm,问弹簧不受力时的自然长度为多少?该弹簧的劲度系数为多少?当受到20N的压力时,其长度为多少?(均在弹性限度内)
解析:有些同学往往把弹簧的原长、弹簧的长度、弹簧伸长的长度混淆起来。有的同学还把弹簧被压缩时的弹簧形变量与弹簧伸长量混淆起来。帮助学生形成认真审题、仔细分析的解题习惯,养成规范解题格式的习惯。
(五)课堂小结理清思路
引导学生在小组分析讨论的基础上进行总结,帮助学生形成知识纲要,提高学习的水平。
【总结】a.形变和弹性形变
b.弹力的概念
b.弹力的有无与弹力方向的判断
九、教学反思
本教学设计充分注重对生活的挖掘,积极贯彻新课程“从生活走向物理,从物理走向社会”的理念,也充分地注意从学生身边或社会实践活动中选取典型的素材,紧密结合学生已有的生活经验,使抽象的物理概念变成生动形象的认知对象,从而有效地降低了学习的难度。课堂教学中,由于学生自主探究的时间较难驾驭。因此,这节课的授课中在时间的调控上显得尤为重要,所以把胡克定律放在第二节课去完成,使得本节课显得不是很完整。

高一物理重力势能教学设计58


7.5重力势能
一、素质教育目标
(一)知识教学点
1.知道重力势能的定义。
2.理解重力势能的计算公式,知道重力势能是标量,单位是焦耳。
3.理解重力做功与重力势能的关系。
4.知道重力势能的值是相对的,理解重力势能正负的含义。
5.了解弹性势能,知道弹簧的弹性势能的决定因素。
(二)能力训练点
1.据重力做功的特点,推导重力势能的表达方式。
2.从能的转化角度和功能关系来解释和分析物理现象
(三)德育渗透点
1.培养热爱科学,崇尚科学的品质
2.注意观察和分析生活中的有关的物理现象,激发和培养探索自然规律的兴趣。
(四)美育渗透点
让学生体会到从自然现象中概括了来的物理概念具有的自然美,严谨的科学美。
二、学法引导
通过典型事例分析和实验演示来分析讨论,指导学生总结、归纳。
三、重点难点疑点及解决办法
1.重点
重力势能大小的确定
2.难点
重力势能的相对性的理解,参考平面的选择方法。
3.疑点
如何理解重力对物体做功等于物体重力势能增量的负值。
4.
1.演绎推导物体重力势能的定义表达方式。
2.类比分析,举例释疑。
四、课时安排
1课时
五、教具学具准备
弹簧、铁球、木球、玻璃缸、细沙、长木板,木块
六、师生互动活动设计
1.教师利用实例来引入问题,利用实验来引导学生讨论问题,利用讲解来加深对概念的进一步认识。
2.学生观察、分析、讨论、总结,并通过实例分析来形成能力。
七、教学步骤
(一)明确目标
(略)
(二)整体感知
在复习初中掌握的重力势能有关知识的基础上,进一步根据功的定义,推导出重力势能的计算公式,并通过实例分析,理解重力势能的相对性、正负含义等,并能准确地计算重力势能值.
(三)重点、难点的学习与目标完成过程
【引入新课】
放录像并讲解:俄罗斯“和平号”空间站于2001年3月23日北京时间14时0分12秒所有残片都已成功安全地坠入预定的南太平洋海域,坠毁过程极为壮观美丽,137吨的庞然大物分解燃烧,天空中出一条条长长的金色轨迹.这是一个完美的告别,“和平号”的15年风雨历程将成为人类永恒的记忆.“和平号”的功绩将永载史册.
现提问:“和平号”空间站坠落时,为什么会燃烧?
碎片燃烧时,温度可达3000℃,其能量由什么能量转化而来?
现在,就讲重力势能
1.重力势能
回忆初中的知识,可知
(l)定义:物体由于被举高而具有的能量.
演示实验,用木球和铁球先后从同一高度处自由下落,落入玻璃缸中的细沙中,观察到什么现象?这说明了什么?(铁球深入细砂中的距离比木球要长,这说明,质量大的物体在相同的高度时,重力势能大,克服细砂阻力做功要多)
用铁球在不同的高度处自由下落,先后落入玻璃缸中的细砂里,观察到什么现象,这又说明了什么?(铁球在比较高的地方落下来,深入砂中的距离也比较长,这说明,同一个物体在比较高的地方重力势能较大,克服细砂阻力做功要多)
综上所述,物体的重力势能的大小与物体的质量和物体所处的高度有关.
现在来推导重力势能的定量表达式:投球的质量为m,从高度为的A点下落到高度为的B点,如图所示,重力所做的功为
(2)重力势能的表述式
物体的重力势能等于物体的重量和它的高度的乘积,重力势能是标量,也是状态量,其单位为J
(3)重力做功与重力势能的关系
重力做功也可以写成
当物体下落时,重力做正功,,可设,这说明,重力做功,重力势能减少,减少的值等于重力所做的功.
同理,当物体上升时,重力做负功,重力势能E增加,增加的值等于重力所做的功,要注意的是,重力做负功也可以说成物体克服重力做功.
这种功能关系不仅适合于直线运动,也适合于曲线运动,重力做功只跟物体的运动过程中初、末位置的高度差有关,而与运动的路径无关.
提问:一个物体的质量为10kg,把它置放在2楼的一张1m高的桌面上,若楼房的每层楼高3m,求此物体的重力势能值?
(无法计算,因为没有说明物体的高度是以什么位置为零高度,从地面算起,物体的重力势能J,若从二楼楼面算起,物体的重力势为J.对于不同的零高度点物体所对应的重力势能值也各不相同)
2.重力势能具有相对性
正如上例所述,要确定物体重力势能的大小,首先必须确定一个参考平面为零势能面,若定了零重力势能参考平面,物体在此平面的下方,物体的重力势能就为负,如上例把三楼底板为零重力势能平面物体的重力势能J
由此看来,物体重力势能的正负还表示重力势能的大小,在参考水平面以上的物体的重力势能一定大于参考平面以下物体的重力势能.
要特别指出的是:重力势能的变化县与零重力势能参考平面选择无关,就好像物体的高度值与选择哪一点作为测量起点无关.至于选择哪个水平面作为参考平面,可视研究,解决问题的方便而定.
与重力势能相类似,还有弹性势能.
3.弹性势能
演示实验:把水平放置的轻弹簧一端固定,另一端系一木块,压(或拉)木块,使弹簧缩短(或伸长)再释放木块,让弹簧的作用力带动木块在水平面上运动.
可知,发生弹性形变的物体能对外界做功,因而具有能量,这种能量就叫弹性势能,它存在于发生弹性形变的物体之中.
举出除弹簧以外的弹性势能存在的实例
弹性势能的大小,与物体的性质(如劲度系数)和形变量有关,可用实验演示弹簧形变量越大对外界做功可越多来说明.
势能又叫位能,它是由相互作用的物体的相对位置决定.机械运动中的势能是重力势能和弹性势能的统称.
(四)总结、扩展
1.势能有多种,与高度有关的重力势能和与形变有关的弹性势能是力学中的两种,在热力学中有分子势能,在电磁学中有电势能等.
2.势能是存在于有相互作用的物体之间,它是属于有相互作用两部分物体即物体系的,但不是有相互作用物体之间就有势能存在,比如物体间的相互作用是摩擦力,但它们就不存在什么势能.
3.势能都是相对量,只有先走零势能参考平面,势能才有确定的值.
八、布置作业
P146练习四(2)(4)(5)
九、板书设计
1.重力势能
(1)定义:物体由于被举高而具有的能量.
(2)重力势能的表达公式.
(3)重力做功与重力势能的关系.
物体下落
物体上升
2.重力势能具有相对性.
定了参考平面,物体重力势能才有确定值.
重力势能的变化与参考平面选择无关.
3.弹性势能
十、背景知识与课外阅读
用能量最低原理求解两例物理题
高中化学中讲到“能量最低原理”在不违背泡利原理的情况下,核外电子总是尽先安排布在能量最低的轨道上,电子在该轨道上,处于稳定状态,其实,能量最低原理也适用于物体系物体系的稳定状态与系统的势能有关,势能越小则状态越稳定.物体系在不受外力的情况下,总处在势能最小的状态,即稳定状态.下面利用能量最低原理,求解两例物理题.
[例1]一质量均匀不可伸长的绳索,重为G,A、B两端固定在天花板上,如图所示.今在最低点C施加一竖直向下的力将绳拉至D点,在此过程中,绳索AB的重心位置()
A.逐渐升高B.逐渐降低
C.先降低后升高D.始终不变
解析:由能量最低原理知,物体在静止情况下,总处于能量最低状态(即稳定状态).该状态下重力势能最小.故施力F后,细绳重心上升,故选答案A.
[例2]如图所示.容器A、B中各有一个可自由移动的轻活塞,活塞下面是水.大气压恒定,A、B底部由带阀门K的管道相连,整个装置与外界绝热,原先A中的水面比B中的高,打开阀门,使A中的水逐渐向B中流,在这个过程中()
A.大气压力对水做功,水的内能增加
B.水克服大气压力做功,水的内能不变
C.大气压力对水不做功,水的内能不变
D.大气压力对水不做功,水的内能增加
解析:由能量最低原理可知,打开阀门见水达到平衡时应具有最小势能,故在打开阀门至平衡过程中,水的重力势能减小.又由题意知整个装置与外界绝热,因此由能量守恒得,重力势能的减少量转化为水的内能.故选答案D.
十一、随堂练习
1.下面关于重力势能的说法中,正确的是()
A.地球上的任何一个物体的重力势能都有一个确定的值.
B.从同一高度将某一物体以相同的速率平抛或下抛,落到地面时,物体的重力势能变化是相同的.
C.在不同高度的物体具有的重力势能可能相同.
D.低于零重力势能面的物体的重力势能一定小于在零重力势能平面以上物体的重力势能.
2.如图所示,质量为m的物体置于水平地面上,其上表面竖立直着一根轻弹簧,弹簧长为,劲度系数为k,下端与物体相连接,现将弹簧上端缓缓竖直向上提起一段距离L,使物体离开地面,这时物体重力势能增加.
3.一根质量分布不均匀的金属链条重30N,长1m,盘曲在水平地面上,当从链条的A端慢慢提起链条到使它的另一端B恰好离开地面需做功12J,如改从B端慢慢提起链条使链条A端恰好离开地面需要做功多少?
4.如图所示,桌面高为h,质量为m的小球从离桌面高为H处自由下落,不计空气阻力,假设桌面处的重力势能为零,则小球落到地面前瞬间的机械能为()
A.B.
C.D.
5.如图所示,物体从A点出发,沿3条不同的轨道运动到B点,则在移动的过程中重力做功的情况是()
A.沿路径运动,重力做功最多
B.沿路径运动,重力做功最多
C.沿路径运动,重力做功最多
D.无论沿哪条路径,做功都一样多
6.质量为1kg的物体做自由落体运动,下落1s时,物体的动能为,物体的重力势能减少了.
答案:1.BCD2.3.18J4.B5.D6.50J50J

高一物理《弹力》复习学案


高一物理《弹力》复习学案

【学习目标】

1.理解弹力产生的原因和产生条件。

2.会用“假设法”判定弹力的有无。

3.通过习题练习,能够正确画出压力、支持力、绳的拉力、杆的弹力的方向

【学习重点】弹力产生的条件,弹力有无的判断,弹力方向的确定。

【知识回顾】

一、弹力

1.物体在力的作用下或会发生改变,这种变化叫做形变,

有些物体在形变后撤去作用力时,能够,这种形变叫弹性形变。
2.发生形变的物体,由于要,对跟它接触的物体会产生力的作用,这种力叫做弹力.
3.弹力产生的条件:(1);(2)。

4.弹力有无的判定法:。

5.弹力的方向是从物体指向物体,与施力物体的形变方向.

(1)压力的方向垂直于而指向的物体。

(2)支持力的方向垂直于而指向的物体。

(3)绳的拉力方向是。

(4)杆的弹力方向是。

【习题练习】

知识点1:弹力的产生条件

1.一个物体放在水平地面上,下列关于物体和地面受力情况的叙述中正确的是()

地面受到了向下的弹力是因为地面发生了形变地面受到了向下的弹力是因为物体发生了形变

物体受到了向上的弹力是因为地面发生了形变物体受到了向上的弹力是因为物体发生了形变

A.B.C.D.

2.下列说法正确的是()

A.木块放在桌面上所受到的向上的弹力是由于木块发生微小形变而产生的

B.木块放在桌面上对桌面的压力是由于木块发生微小形变而产生的

C.用细竹竿拨动水中的木头,木头受到的竹竿的弹力是由于木头发生形变而产生的

D.挂在电线下面的电灯对电线的拉力,是因为电线发生微小形变而产生的

3.优化P543、4、

知识归纳:

知识点2:弹力有无的判断

假设法:要判断物体在某一接触位置是否受弹力作用,可假设将在此处与物体接触的另一物体去掉,看物体是否在该位置保持原状,若能则说明无弹力,否则有弹力。

1.全优P53基础巩固1、2、5

2.判断图中小球是否受到各接触面得弹力作用。

3.2弹力习题课学案

知识归纳:

知识点3:弹力方向的确定

1.全优P53例2

2.画出甲图中木棒和乙丙图中小球所受弹力的示意图。

3.2弹力习题课学案3.2弹力习题课学案丙

3.画出图1—6中物体A静止时所受到的弹力方向.

3.2弹力习题课学案

图1—6

知识归纳:

4.绳的弹力

3.2弹力习题课学案
3.2弹力习题课学案

5.杆的弹力

优化P55能力提升3、

知识归纳: