2020年高中物理教案范文五篇模板

|小姚

高中物理要以视频、实验、动画为线索,注重刺激学生的感官,强调学生的体验和感受,化抽象思维为形象思维,学生的活动以讨论、交流、实验探究为主。以下是小编整理的高中物理教案范文五篇,希望可以提供给大家进行参考和借鉴。

高中物理教案范文一

一、教学目标

1、知识与技能目标

(1)知道什么是弹力,弹力产生的条件 (2)能正确使用弹簧测力计 (3)知道形变越大,弹力越大

2、过程和方法目标

(1)通过观察和实验了解弹簧测力计的结构

(2)通过自制弹簧测力计以及弹簧测力计的使用,掌握弹簧测力计的使用方法

3、情感、态度与价值目标

通过弹簧测力计的制作和使用,培养严谨的科学态度和爱动手动脑的好习惯

二、重点难点

重点:什么是弹力,正确使用弹簧测力计。

难点:弹簧测力计的测量原理。

三、教学方法:探究实验法,对比法。

四、教学仪器:直尺,橡皮筋,橡皮泥,纸,弹簧测力计

五、教学过程

(一)弹力

1、弹性和塑性

学生实验,注意观察所发生的现象:

(1)将一把直尺的两端分别靠在书上,轻压使它发生形变,体验手感,撤去压力,直尺恢复原状;

(2)取一条橡皮筋,把橡皮筋拉长,体验手感,松手后,橡皮筋会恢复原来的长度。

(3)取一块橡皮泥,用手捏,使其变形,手放开,橡皮泥保持变形后的形状。

(4)取一张纸,将纸揉成一团再展开,纸不会恢复原来形状。

让学生交流实验观察到的现象上,并对这些实验现象进行分类,说明按什么分类,并要求各类再举些类似的例子。(按物体受力变形后能否恢复原来的形状这一特性进行分类)

直尺、橡皮筋等受力会发生形变,不受力时又恢复到原来的形状,物体的这种特性叫做弹性;橡皮泥、纸等变形后不能自动恢复原来的形状,物体的这种特性叫做塑性。

2、弹力

我们在压尺子、拉橡皮筋时,感受到它们对于有力的作用,这种力在物理学上叫做弹力。

弹力是物体由于弹性形变而产生的力。弹力也是一种很常见的力。并且任何物体只要发生弹性形变就一定会产生弹力。而日常生活中经常遇到的支持物的压力、绳的拉力等,实质上都是弹力。

3、弹性限度

弹簧的弹性有一定的限度,超过了这个限度就不完全复原了。使用弹簧时不能超过它弹性限度,否则会使弹簧损坏。

(二)弹簧测力计

1、测量原理

它是根据弹簧受到的拉力越大,它的伸长就越长这个道理制作的。

2、让学生自己归纳使用弹簧测力计的方法和注意事项。

使用测力计应该注意下面几点:

(1)所测的力不能大于测力计的测量限度,以免损坏测力计

(2)使用前,如果测力计的指针没有指在零点,那么应该调节指针的位置使其指在零点

(3)明确分度值:了解弹簧测力计的刻度每一大格表示多少N,每一小格表示多少N

(4)把挂钩轻轻拉动几下,看看是否灵活。

5、探究:弹簧测力计的制作和使用。

(四)课堂小结:1、什么是弹性?什么是塑性?什么是弹力?

2、弹簧测力计的测量原理

3、弹簧测力计的使用方法。

(五)巩固练习:

1、乒乓球掉在地上马上会弹起来,使乒乓球自下而上运动的力是 ,它是由于乒乓球发生了 而产生的。

2、弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长就 。它有一个前提条件,该条件是 , 就是根据这个道理制作的。

3、关于弹力的叙述中正确的是( )

A、只有弹簧、橡皮筋等这类物体才可能产生弹力

B、只要物体发生形变就会产生弹力

C、任何物体的弹性都有一定的限度,因而弹力不可能无限大

D、弹力的大小只与物体形变的程度有关

4、下列哪个力不属于弹力( )

A、绳子对重物的拉力 B、万有引力 C、地面对人的支持力 D、人对墙的推力

5、两个同学同时用4.2N的力,向两边拉弹簧测力计的挂钩和提纽,此时弹簧测力计显示的示数是 。

(六)布置作业:

六、课后反思:

1、成功的地方:

2、不足的地方:

3、改进措施:

附:板书设计:

一、弹力:

1、弹性和塑性

2、弹力:物体由于发生弹性形变而产生的力。

3、弹性限度

二、弹簧测力计:

1、测量原理:弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长就越长。

2、使用方法:(1)认清量程、分度值

(2)检查指针是否指在零点

高中物理教案范文二

一、教学任务分析

匀速圆周运动是继直线运动后学习的第一个曲线运动,是对如何描述和研究比直线运动复杂的运动的拓展,是力与运动关系知识的进一步延伸,也是以后学习其他更复杂曲线运动(平抛运动、单摆的简谐振动等)的基础。

学习匀速圆周运动需要以匀速直线运动、牛顿运动定律等知识为基础。

从观察生活与实验中的现象入手,使学生知道物体做曲线运动的条件,归纳认识到匀速圆周运动是最基本、最简单的圆周运动,体会建立理想模型的科学研究方法。

通过设置情境,使学生感受圆周运动快慢不同的情况,认识到需要引入描述圆周运动快慢的物理量,再通过与匀速直线运动的类比和多媒体动画的辅助,学习线速度与角速度的概念。

通过小组讨论、实验探究、相互交流等方式 ,创设平台,让学生根据本节课所学的知识,对几个实际问题进行讨论分析, 调动学生学习的情感,学会合作与交流,养成严谨务实的科学品质。

通过生活实例,认识圆周运动在生活中是普遍存在的,学习和研究圆周运动是非常必要和十分重要的,激发学习热情和兴趣。

二、教学目标

1、知识与技能

(1)知道物体做曲线运动的条件。

(2)知道圆周运动;理解匀速圆周运动。

(3)理解线速度和角速度。

(4)会在实际问题中计算线速度和角速度的大小并判断线速度的方向。

2、过程与方法

(1)通过对匀速圆周运动概念的形成过程,认识建立理想模型的物理方法。

(2)通过学习匀速圆周运动的定义和线速度、角速度的定义,认识类比方法的运用。

3、态度、情感与价值观

(1)从生活实例认识圆周运动的普遍性和研究圆周运动的必要性,激发学习兴趣和求知欲。

(2)通过共同探讨、相互交流的学习过程,懂得合作、交流对于学习的重要作用,在活动中乐于与人合作,尊重同学的见解,善于与人交流。

三、教学重点 难点

重点:

(1)匀速圆周运动概念。

(2)用线速度、角速度描述圆周运动的快慢。

难点:理解线速度方向是圆弧上各点的切线方向。

四、教学资源

1、器材:壁挂式钟,回力玩具小车,边缘带孔的旋转圆盘,玻璃板,建筑用黄沙,乒乓球,斜面,刻度尺,带有细绳连 接的小球。

2、课件:flash课件—— 演示同样时间内,两个运动所经过的弧长不同的匀速圆周运动;——演示同样时间内,两个运动半径所转过角度不同的匀速圆周运动。

3、录像:三环过山车运动过程。

五、教学设计思路

本设计包括物体做曲线 运动的条件、匀速圆周运动、线速度与角速度三部分内容。

本设计的基本思路是:以录像和实验为基础,通过分析得出物体做曲线运动的条件;通过观察对比归纳出匀速圆周的特征;以情景激疑认识对匀速圆周运动快慢的不同描述,引入线速度与角速度概念; 通过讨论、释疑、活动、交流等方式,巩固所学知识,运用所学知识解决实际问题。

本设计要突出的重点是:匀速圆周运动概念和线速度、角速度概念。方法是:通过对钟表指针和过山车两类圆周运动的观察对比,归纳出匀速圆周运动的特征;设置地月对话的情景,引入对匀速圆周运动快慢的描述;再通过多媒体动画辅助,并与 匀速直线运动进行类比得出匀速圆周运动的概念和线速度、角速度的概念。

本设计要突破的难点是:线速度的方向。方法是:通过观察做圆周运动的小球沿切线飞出,以及由旋转转盘边缘飞出的红墨水在纸上的径迹分布这两个演示实验,直观显示得出。

本设计强调以视频、实验、动画为线索,注重刺激学生的感官,强调学生的体验和感受,化抽象思维为形象思维,概念和规律的教学体现“建模”、“类比”等物理方法,学生的活动以讨论、交流、实验探究为主,涉及的问题联系生活实际,贴近学生生活,强调对学习价值和意义的感悟。

完成本设计的内容约需2课时。

六、教学流程

1、教学流程图

2、流程图说明

情境I 录像,演示,设问1

播放录像:三环过山车,让学生看到物体的运动有直线和曲线。

演示:让学生向正在做直线运动的乒乓球用力吹气,体验球在什么情况下将做曲线运动。

设问1:物体在什么情况下将做曲线运动?

情境II 观察、对比,设问2

观察、对比钟表指针和过山车这两类圆周运动。

设问2:以上两类圆周运动有什么不同?钟表指针所做的圆周运动有什么共同特 征?建立匀速圆周运动的概念。

情境III 演示,动画

情景:月、地快慢之争。

多媒体动画 :演示同样时间内两个运动所经过的弧长不同的匀速圆周运动,比较得出线速度表

表达式。

演示1:用细绳捆着小球在水平面内做圆周运动,突然松开绳的一端,看到小球沿着圆弧切线方向运动。

演示2:通过实物投影演示旋转的转盘边缘飞出的红墨水在纸上的径迹分布,显示线速度的方向。

情景:变换教室内电风扇的变速档,看到圆周运动转动快慢的不同情况,引入角速度概念。

多媒体动画 :演示同样时间内两个运动半径所转过角度不同的匀速圆周运动,比较得出角速度表达式。

活动 讨论、实验、交流、小结。

识别:请同学们说说生活中有哪些圆周运动可以看作是匀速圆周运动。了解学生对匀速圆周运动的理解以及是否具有建模能力。

观察分析:磁带、涂改修正带、自行车链条等传动设备中,两轮轴边缘各点的线速度有何关系。了解对线速度概念的理解情况。

算一算:计算壁挂钟的时针、分针、秒针针尖的线速度大小和它们角速度的倍数关系。了解能否通过实际测量获取有用数据,灵活运用线速度的公式和角速度公式解决实际问题。

小实验:提供回力玩具小车,玻璃板,建筑用黄沙,通过对实验的观察说明汽车车轮的挡泥板应安装在什么位置合适,了解对线速度方向的掌握情况。

释疑:评判地球与 月亮之争。

小结:幻灯片小结。

3、教学主要环节 本设计可分为四个主要的教学环节:

第一环节,通过播放录像和演示,归纳物 体做曲线运动的条件。

第二环节,通过观察对比,建立理想模型,归纳匀速圆周运动特征,类比匀速直线运动得出匀速圆周运动概念。

第三环节,以情景激疑引入用线速度、角速度描述圆周运动,借助多媒体动画,类比匀速直线运动得出线速度、角速度定义和公式。

第四环节,以学生活动为中心,针对几个实际问题开展讨论、探究、交流,深化对本节课知识的理解和应用。

七、教案示例

第一环节 物体做曲线运动的条件

[创设情景] 播放录像:森林公园三环过山车的运动。

[提出问题] 1、请同学们说说过山车都做了哪些不同性质的运动? (匀速直线运动、匀加速直线运动、匀减速直线运动、曲线运动、圆周运动等)

2、什么条件下物体将做曲线运动?

[演 示] 让乒乓球从斜面上滚下到达水平桌面上做直线运动,请一个同学向着与球运动不一致的方向用力吹球,观察球的运动轨迹有何变化?

[结 论] 当物体受到的合力与速度方向不在一条直线上时,物体就做曲线运动。

[引 言] 运动轨迹是圆的曲线运动叫做圆周运动,下面我们就从圆周运动开始学习如何对曲线运动进行研究。

第二环节 匀速圆周运动的概念

[观察讨论] 钟表的时针、分针、秒针的圆周运动有什么共同的特征?它们与过山车的圆周运动有什么不同?

(钟表的时针、分针、秒针的圆周运动,它们的共同特征是匀速转动的,而过山车的圆周运动列车的速度大小是不断变化的)

[提出问题] 怎样给匀速圆周运动下定义呢?(引导学生类比匀速直线运动定义匀速圆周运动)

[结 论] 质点在任何相同时间内,所通过的弧长都相等的圆周运动叫做匀速圆周运动。

匀速圆周运动是最基本最简单的圆周运动,它是一种理想化的物理模型。

[引 言] 我们如何对圆周运动进行研究呢?

第三环节 线速度、角速度概念

[创设情景] 地、月快慢之争

地球:我绕太阳运动1秒走29.79千米,你绕我1秒才走1.02千米,你太慢了!

月亮:你一年才绕一圈,我28天就绕一圈,你才慢呢!

[提出问题] 怎样定义 描述圆周运动快慢的物理量?(引导 学生与匀速直线运动的速度类比)多媒体动画 :演示同样时间内,两个运动所经过的弧长不同的匀速圆周运动;

[结 论] 线速度定义:质点经过的圆弧长度s与所用时间t的比值,叫做圆 周运动的线速度。

公式: 单位:m/s(米/秒)

[问 题] 速度是矢量,圆周运动的线速度方向是怎样的?

[演 示] 1、用一端连有细线的小球,将线的一端套在钉子上,钉子竖直立在桌面上,给球初速让球在水平桌面上做圆周运动,突然向上抽出钉子,看到球沿圆周的切线方向运动;

2、通过投影仪观察旋转圆盘边缘红墨水飞出的情景以及落在纸面上的径迹分布;

[结 论] 线速度方向:沿圆弧的切线方向

线速度表示圆周运动的瞬时速度,它是矢量;圆周运动的线速度方向是不断改变的,所以匀 速圆周运动是变速运动,匀速圆周运动中的“匀速”是“匀速率”的意思。

[情 景] 打开教室内的电风扇,变换不同的档观察它转动的快慢。(引导学生认识要引入与线速度不同的、描述圆周运动转动快慢的物理量)

高中物理教案范文三

一、自由落体运动

1.定义:物体只在重力作用下从静止开始下落的运动.

思考:不同的物体,下落快慢是否相同?为什么物体在真空中下落的情况与在空气中下落的情况不同?

在空气中与在真空中的区别是,空气中存在着空气阻力.对于一些密度较小的物体,例如降落伞、羽毛、纸片等,在空气中下落时,受到的空气阻力影响较大;而一些密度较大的物体,如金属球等,下落时,空气阻力的影响就相对较小了.因此在空气中下落时,它们的快慢就不同了.

在真空中,所有的物体都只受到重力,同时由静止开始下落,都做自由落体运动,快慢相同.

2.不同物体的下落快慢与重力大小的关系

(1)有空气阻力时,由于空气阻力的影响,轻重不同的物体的下落快慢不同,往往是较重的物体下落得较快.

(2)若物体不受空气阻力作用,尽管不同的物体质量和形状不同,但它们下落的快慢相同.

3.自由落体运动的特点

(1)v0=0

(2)加速度恒定(a=g).

4.自由落体运动的性质:初速度为零的匀加速直线运动.

二、自由落体加速度

1.自由落体加速度又叫重力加速度,通常用g来表示.

2.自由落体加速度的方向总是竖直向下.

3.在同一地点,一切物体的自由落体加速度都相同.

4.在不同地理位置处的自由落体加速度一般不同.

规律:赤道上物体的重力加速度最小,南(北)极处重力加速度;物体所处地理位置的纬度越大,重力加速度越大.

三、自由落体运动的运动规律

因为自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动,所以匀变速直线运动的基本公式及其推论都适用于自由落体运动.

1.速度公式:v=gt

2.位移公式:h= gt2

3.位移速度关系式:v2=2gh

4.平均速度公式: =

5.推论:Δh=gT2

●问题与探究

问题1 物体在真空中下落的情况与在空气中下落的情况相同吗?你有什么假设与猜想?

探究思路:物体在真空中下落时,只受重力作用,不再受到空气阻力,此时物体的加速度较大,整个下落过程运动加快.在空气中,物体不但受重力还受空气阻力,二者方向相反,此时物体加速度较小,整个下落过程较慢些.

问题2 自由落体是一种理想化模型,请你结合实例谈谈什么情况下,可以将物体下落的运动看成是自由落体运动.

探究思路:回顾第一章质点的概念,谈谈我们在处理物理问题时,根据研究问题的性质和需要,如何抓住问题中的主要因素,忽略其次要因素,建立一种理想化的模型,使复杂的问题得到简化,进一步理解这种重要的科学研究方法.

问题3 地球上的不同地点,物体做自由落体运动的加速度相同吗?

探究思路:地球上不同的地点,同一物体所受的重力不同,产生的重力加速度也就不同.一般来讲,越靠近两极,物体做自由落体运动的加速度就越大;离赤道越近,加速度就越小.

●典题与精析

例1 下列说法错误的是

A.从静止开始下落的物体一定做自由落体运动

B.若空气阻力不能忽略,则一定是重的物体下落得快

C.自由落体加速度的方向总是垂直向下

D.满足速度跟时间成正比的下落运动一定是自由落体运动

精析:此题主要考查自由落体运动概念的理解,自由落体运动是指物体只在重力作用下从静止开始下落的运动.选项A没有说明是什么样的物体,所受空气阻力能否忽略不得而知;选项C中自由落体加速度的方向应为竖直向下,初速度为零的匀加速直线运动的速度都与时间成正比,但不一定是自由落体运动.

答案:ABCD

例2 小明在一次大雨后,对自家屋顶滴下的水滴进行观察,发现基本上每滴水下落的时间为1.5 s,他由此估计出自家房子的大概高度和水滴落地前瞬间的速度.你知道小明是怎样估算的吗?

精析:粗略估计时,将水滴下落看成是自由落体,g取10 m/s2,由落体运动的规律可求得.

答案:设水滴落地时的速度为vt,房子高度为h,则:

vt=gt=10×1.5 m/s=15 m/s

h= gt2= ×10×1.52 m=11.25 m.

绿色通道:学习物理理论是为了指导实践,所以在学习中要注重理论联系实际.分析问题要从实际出发,各种因素是否对结果产生影响都应具体分析.

例3 一自由下落的物体最后1 s下落了25 m,则物体从多高处自由下落?(g取10 m/s2)

精析:本题中的物体做自由落体运动,加速度为g=10 N/kg,并且知道了物体最后1 s的位移为25 m,如果假设物体全程时间为t,全程的位移为s,该物体在前t-1 s的时间内位移就是s-25 m,由等式h= gt2和h-25= g(t-1)2就可解出h和t.

答案:设物体从h处下落,历经的时间为t.则有:

h= gt2 ①

h-25= g(t-1)2 ②

由①②解得:h=45 m,t=3 s

所以,物体从离地45 m高处落下.

绿色通道:把物体的自由落体过程分成两段,寻找等量关系,分别利用自由落体规律列方程,联立求解.

自主广场

●基础达标

1.在忽略空气阻力的情况下,让一轻一重的两石块从同一高度处同时自由下落,则

A.在落地前的任一时刻,两石块具有相同的速度、位移和加速度

B.重的石块下落得快、轻的石块下落得慢

C.两石块在下落过程中的平均速度相等

D.它们在第1 s、第2 s、第3 s内下落的高度之比为1∶3∶5

答案:ACD

2.甲、乙两球从同一高度处相隔1 s先后自由下落,则在下落过程中

A.两球速度差始终不变 B.两球速度差越来越大

C.两球距离始终不变 D.两球距离越来越大

答案:AD

3.物体从某一高度自由落下,到达地面时的速度与在一半高度时的速度之比是

A. ∶2 B. ∶1

C.2∶1 D.4∶1

答案:B

4.从同一高度处,先后释放两个重物,甲释放一段时间后,再释放乙,则以乙为参考系,甲的运动形式是

A.自由落体运动 B.匀加速直线运动a

C.匀加速直线运动a>g D.匀速直线运动

答案:D

5.A物体的质量是B物体质量的5倍,A从h高处,B从2h高处同时自由落下,在落地之前,以下说法正确的是

A.下落1 s末,它们的速度相同

B.各自下落1 m时,它们的速度相同

C.A的加速度大于B的加速度

D.下落过程中同一时刻,A的速度大于B的速度

答案:AB

6.从距离地面80 m的高空自由下落一个小球,若取g=10 m/s2,求小球落地前最后1 s内的位移.

答案:35 m

●综合发展

7.两个物体用长L=9.8 m的细绳连接在一起,从同一高度以1 s的时间差先后自由下落,当绳子拉紧时,第二个物体下落的时间是多长?

答案:0.5 s

8.一只小球自屋檐自由下落,在Δt=0.2 s内通过高度为Δh=2 m的窗口,求窗口的顶端距屋檐多高?(取g=10 m/s2)

答案:2.28 m

9.如图2-4-1所示,竖直悬挂一根长15 m的杆,在杆的下方距杆下端5 m处有一观察点A,当杆自由下落时,从杆的下端经过A点起,试求杆全部通过A点所需的时间.

(g取10 m/s2)

高中物理教案范文四

教学目标

知识目标:

1、了解万有引力定律得出的思路和过程。

2、理解万有引力定律的含义并会推导万有引力定律。

3、知道任何物体间都存在着万有引力,且遵守相同的规律

能力目标:

1、培养学生研究问题时,抓住主要矛盾,简化问题,建立理想模型的处理问题的能力。

2、训练学生透过现象(行星的运动)看本质(受万有引力的作用)的判断、推理能力

德育目标:

1、通过牛顿在前人的基础上发现万有引力定律的思考过程,说明科学研究的长期性,连续性及艰巨性,渗透科学发现的方__教育。

2、培养学生的猜想、归纳、联想、直觉思维能力。

教学重难点

教学重点:

月——地检验的推倒过程

教学难点:

任何两个物体间都存在万有引力

教学过程

(一) 引入:

太阳对 行星的引力是行星做圆周运动的向心力,这个力使行星不能飞离太阳;地面上的物体被抛出后总要落到地面上;是什么使得物体离不开地球呢?是否是由于地球对物体的引力造成的呢?

若真是这样,物体离地面越远,其受到地球的引力就应该越小 ,可是地面上的物体距地面很远时受到地球的引力似乎没有明显减小。如果物体延伸到月球那里,物体也会像月球那样围绕地球运动。地球对月球的引力,地球对地面上的物体的引力,太阳对行星的引力,是同一 种力。你是这样认为的吗?

(二)新课教学:

一.牛顿发现万有引力定律的过程

(引导学生阅读教材找出发现万有引力定律的思路)

假想——理论推导——实验检验

(1) 牛顿对引力的思考

牛顿看到了苹果落地发现了万有引力,这只是一种传说。但是,他对天体和地球的引力确实作过深入的思考。牛顿经过长期观察研究,产生如下的假想:太阳、行星以及离我们很远的恒星,不管彼此相距多远,都是互相吸引着,其引力随距离的增大而减小,地球和其他行星绕太阳转,就是靠劂的引力维持。同样,地球不仅吸引地面上和表面附近的物体,而且也可以吸引很远的物体(如月亮),其引力也是随距离的增大而减弱。牛顿进一步猜想,宇宙间任何物体间都存在吸引力,这些力具有相同的本质,遵循同样的力学规律,其大小都与两者间距离的平方成反比。

(2) 牛顿对定律的推导

首先,要证明太阳的引力与距离平方成反比,牛顿凭着他对于数学和物理学证明的惊人创造才能,大胆地将自己从地面上物体运动中总结出来的运动定律,应用到天体的运动上,结合开普勒行星运动定律,从理论上推导出太阳对行星的引力F与距离r的平方成反比,还证明引力跟太阳质量M和行星质量m的乘积成正比,牛顿再研究了卫星的运动,结论是:

它们间的引力也是与行星和卫星质量的乘积成正比,与两者距离的平方成反比。

(3)。牛顿对定律的检验

以上结论是否正确,还需经过实验检验。牛顿根据观测结果,凭借理想实验巧妙地解决了这一难题。

牛顿设想,某物体在地球表面时,其重力加速度为g,若将它放到月球轨道上,让它绕地球运动时,其向心加速度为a。如果物体在地球上受到的重力F1,和在月球轨道上运行时受到的作用力F2,都是来自地球的吸引力,其大小与距离的平方成反比,那么,a和g之间应有如下关系:

已知月心和地心的距离r月地是地球半径r地的60倍,得。

从动力学角度得出的这一结果,与前面用运动学公式算出的数据完全一致,

牛顿证实了关于地球和物体间、各天体之间的引力都属于同一种性质力,都遵循同样的力学规律的假想是正确的。牛顿把这种引力规律做了合理的推广,在1687年发表了万有引力定律。可以用下表来表达牛顿推证万有引力定律的思路。

(引导学生根据问题看书,教师引导总结)

(1)什么是万有引力?并举出实例。

(2)万有引力定律怎样反映物体之间相互作用的规律?其数学表达式如何?

(3)万有引力定律的适用条件是什么?

二.万有引力定律

1、内容:

自然界中任何两个物体都是互相吸引的,引力的大小跟这两个物体的质量乘积成正比,跟它们的距离的二次方成反比;引力的方向沿着二者的连线。

2.公式:

3.各物理量的含义及单位:

F为两个物体间的引力,单位:N.

m1、m2分别表示两个物体的质量,单位:kg

r为它们间的距离,单位:m

G为万有引力常量:G=6.67×10-11 N·m2/kg2,单位:N·m2/kg2.

4.万有引力定律的理解

①万有引力F是因为相互作用的物体有质量而产生的引力,与初中学习的电荷间的引力、磁极间的引力不同。

强调说明:

A.万有引力的普遍性.万有引力不仅存在于星球间,任何客观存在的有质量的物体间都存在这种相互吸引的力.

B.万有引力的相互性.两个物体相互作用的引力是一对相互作用的作用力与反作用力,它们大小相等,方向相反,分别作用在两个物体上.

C.万有引力的宏观性.在通常情况下,万有引力非常小,只有在质量巨大的星球间或天体与天体附近的物体间,它的存在才有实际的物理意义.

D.万有引力的独立性.两物体间的万有引力只与它们本身的质量有关,而与所在空间的性质无关,也与周围有无其他物体无关.

② r为两个物体间距离:

A、若物体可以视为质点,r是两个质点间的距离。

B、若是规则形状的均匀物体相距较近,则应把r理解为它们的几何中心的距离。

C、若物体不能视为质点,则可把每一个物体视为若干个质点的集合,然后按万有引力定律求出各质点间的引力,再按矢量法求它们的合力。

③ G为万有引力常量,在数值上等于质量都是1kg的两物体相距1m时的相互作用的引力

随堂练习:

1、探究:叫两名学生上讲台做两个游戏:一个是两人靠拢后离开三次以上,二个是叫两人设法跳起来停在空中看是否能做到。然后设问:既然自然界中任何两个物体间都有万有引力,那么在日常生活中,我们各自之间或人与物体之间,为什么都对这种作用没有任何感觉呢?

具体计算:地面上两个50kg的质点,相距1m远时它们间的万有引力多大?已知地球的质量约为6.0×1024kg,地球半径为6.4×106m,则这个物体和地球之间的万有引力又是多大?(F1=1.6675×10-7N,F2=493N)

(学生计算后回答)

本题点评:由此可见通常物体间的万有引力极小,一般不易感觉到。而物体与天体间的万有引力(如人与地球)就不能忽略了。

2、要使两物体间万有引力减小到原来的1/4,可采用的方法是( )

A.使两物体的质量各减少一半,距离保持不变

B.使两物体间距离增至原来的2倍,质量不变

C.使其中一个物体质量减为原来的1/4,距离不变

D.使两物体质量及它们之间的距离都减为原来的1/4

答案:ABC

3.设地球表面重力加速度为,物体在距离地心4R(R是地球的半径)处,由于地球的作用而产生的加速度为g,则为( )

A. 1 B 1/9 C. 1/4 D. 1/16

提示:两处的加速度各由何力而产生?满足何规律?

答案:D

三.引力恒量的测定

牛顿发现了万有引力定律,却没有给出引力恒量的数值。由于一般物体间的引力非常小,用实验测定极其困难。直到一百多年之后,才由英国的卡文迪许用精巧的扭秤测出。

(1)用扭秤测定引力恒量的方法

卡文迪许解决问题的思路是:将不易观察的微小变化量,转化为容易观察的显著变化量,再根据显著变化量与微小量的关系,算出微小变化量。

问:卡文迪许扭秤实验中如何实现这一转化?

测引力(极小)转化为测引力矩,再转化为测石英丝扭转角度,最后转化为光点在刻度尺上移动的距离(较大)。根据预先求出的石英丝扭转力矩跟扭转角度的关系,可以证明出扭转力矩,进而求得引力,确定引力恒量的值。

卡文迪许在测定引力恒量的同时,也证明了万有引力定律的正确性。

(四)、小结

本节课重点学习了万有引力定律的内容、表达式、理解以及简单的应用重点理解定律的普遍性、普适性,对万有引力的性质有深层的认识

对万有引力定律的理解应注意以下几点:

(1) 万有引力的普遍性。它存在于宇宙中任何有质量的物体之间,不管它们之间是否还有其他作用力。

(2) 万有引力恒量的普适性。它是一个仅和m、r、F单位选择有关,而与物体性质无关的恒量。

(3) 两物体间的引力,是一对作用力和反作用力。

(4) 万有力定律只适用于质点和质量分布均匀球体间的相互作用。

课后习题

课本71页:2、3

板书

万有引力定律

1、万有引力定律的推导:

2、万有引力定律

①内容:自然界中任何两个物体都是相互吸引的,引力的大小跟这两个物体的质量的乘积成正比,跟它们的距离的二次方成反比。

②公式:

G是引力常量,r为它们间的距离

③各物理量的含义及单位:

④万有引力定律发现的重要意义:

3.引力恒量的测定

4.万有引力定律的理解

①万有引力F是因为相互作用的物体有质量而产生的引力,与初中学习的电荷间的引力、磁极间的引力不同。

强调说明:

A.万有引力的普遍性.万有引力不仅存在于星球间,任何客观存在的有质量的物体间都存在这种相互吸引的力.

B.万有引力的相互性.两个物体相互作用的引力是一对相互作用的作用力与反作用力,它们大小相等,方向相反,分别作用在两个物体上.

C.万有引力的宏观性.在通常情况下,万有引力非常小,只有在质量巨大的星球间或天体与天体附近的物体间,它的存在才有实际的物理意义.

D.万有引力的独立性.两物体间的万有引力只与它们本身的质量有关,而与所在空间的性质无关,也与周围有无其他物体无关.

② r为两个物体间距离:

A、若物体可以视为质点,r是两个质点间的距离。

B、若是规则形状的均匀物体相距较近,则应把r理解为它们的几何中心的距离。

C、若物体不能视为质点,则可把每一个物体视为若干个质点的集合,然后按万有引力定律求出各质点间的引力,再按矢量法求它们的合力。

③ G为万有引力常量,在数值上等于质量都是1kg的两物体相距1m时的相互作用的引力

高中物理教案范文五

教学目标

1、知识与技能

(1)了解地球表面物体的万有引力两个分力的大小关系,计算地球质量;

(2)行星绕恒星运动、卫星的运动的共同点:万有引力作为行星、卫星圆周运动的向心力,会用万有引力定律计算天体的质量;

(3)了解万有引力定律在天文学上有重要应用。

2.过程与方法:

(1)培养学生根据数据分析找到事物的主要因素和次要因素的一般过程和方法;

(2)培养学生根据事件的之间相似性采取类比方法分析新问题的能力与方法;

(3)培养学生归纳总结建立模型的能力与方法。

3.情感态度与价值观:

(1)培养学生认真严禁的科学态度和大胆探究的心理品质;

(2)体会物理学规律的简洁性和普适性,领略物理学的优美。

教学重难点

教学重点

地球质量的计算、太阳等中心天体质量的计算。

教学难点

根据已有条件求中心天体的质量。

教学工具

多媒体、板书

教学过程

一、计算天体的质量

1.基本知识

(1)地球质量的计算

①依据:地球表面的物体,若不考虑地球自转,物体的重力等于地球对物体的万有引力,即

②结论:

只要知道g、R的值,就可计算出地球的质量.

(2)太阳质量的计算

①依据:质量为m的行星绕太阳做匀速圆周运动时,行星与太阳间的万有引力充当向心力,即

②结论:

只要知道卫星绕行星运动的周期T和半径r,就可以计算出行星的质量.

2.思考判断

(1)地球表面的物体,重力就是物体所受的万有引力.(×)

(2)绕行星匀速转动的卫星,万有引力提供向心力.(√)

(3)利用地球绕太阳转动,可求地球的质量.(×)

3.探究交流

若已知月球绕地球转动的周期T和半径r,由此可以求出地球的质量吗?能否求出月球的质量呢?

【提示】 能求出地球的质量.利用

为中心天体的质量.做圆周运动的月球的质量m在等式中已消掉,所以根据月球的周期T、公转半径r,无法计算月球的质量.

二、发现未知天体

1.基本知识

(1)海王星的发现

英国剑桥大学的学生亚当斯和法国年轻的天文学家勒维耶根据天王星的观测资料,利用万有引力定律计算出天王星外“新”行星的轨道.1846年9月23日,德国的加勒在勒维耶预言的位置附近发现了这颗行星——海王星.

(2)其他天体的发现

近100年来,人们在海王星的轨道之外又发现了冥王星、阋神星等几个较大的天体.

2.思考判断

(1)海王星、冥王星的发现表明了万有引力理论在太阳系内的正确性.(√)

(2)科学家在观测双星系统时,同样可以用万有引力定律来分析.(√)

3.探究交流

航天员翟志刚走出“神舟七号”飞船进行舱外活动时,要分析其运动状态,牛顿定律还适用吗?

【提示】 适用.牛顿将牛顿定律与万有引力定律综合,成功分析了天体运动问题.牛顿定律对物体在地面上的运动以及天体的运动都是适用的.

三、天体质量和密度的计算

【问题导思】

1.求天体质量的思路是什么?

2.有了天体的质量,求密度还需什么物理量?

3.求天体质量常有哪些方法?

1.求天体质量的思路

绕中心天体运动的其他天体或卫星做匀速圆周运动,做圆周运动的天体(或卫星)的向心力等于它与中心天体的万有引力,利用此关系建立方程求中心天体的质量.

2.计算天体的质量

下面以地球质量的计算为例,介绍几种计算天体质量的方法:

(1)若已知月球绕地球做匀速圆周运动的周期为T,半径为r,根据万有引力等于向心力,即

(2)若已知月球绕地球做匀速圆周运动的半径r和月球运行的线速度v,由于地球对月球的引力等于月球做匀速圆周运动的向心力,根据牛顿第二定律,得

(3)若已知月球运行的线速度v和运行周期T,由于地球对月球的引力等于月球做匀速圆周运动的向心力,根据牛顿第二定律,得

(4)若已知地球的半径R和地球表面的重力加速度g,根据物体的重力近似等于地球对物体的引力,得

解得地球质量为

3.计算天体的密度

若天体的半径为R,则天体的密度ρ

误区警示

1.计算天体质量的方法不仅适用于地球,也适用于其他任何星体.注意方法的拓展应用.明确计算出的是中心天体的质量.

2.要注意R、r的区分.R指中心天体的半径,r指行星或卫星的轨道半径.以地球为例,若绕近地轨道运行,则有R=r.

例:要计算地球的质量,除已知的一些常数外还需知道某些数据,现给出下列各组数据,可以计算出地球质量的有哪些?(  )

A.已知地球半径R

B.已知卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径r和线速度v

C.已知卫星绕地球做匀速圆周运动的线速度v和周期T

D.已知地球公转的周期T′及运转半径r′

【答案】 ABC

归纳总结:求解天体质量的技巧

天体的质量计算是依据物体绕中心天体做匀速圆周运动,万有引力充当向心力,列出有关方程求解的,因此解题时首先应明确其轨道半径,再根据其他已知条件列出相应的方程.

四、分析天体运动问题的思路

【问题导思】

1.常用来描述天体运动的物理量有哪些?

2.分析天体运动的主要思路是什么?

3.描述天体的运动问题,有哪些主要的公式?

1.解决天体运动问题的基本思路

一般行星或卫星的运动可看做匀速圆周运动,所需要的向心力都由中心天体对它的万有引力提供,所以研究天体时可建立基本关系式:

2.四个重要结论

设质量为m的天体绕另一质量为M的中心天体做半径为r的匀速圆周运动

以上结论可总结为“越远越慢,越远越小”.

误区警示

1.由以上分析可知,卫星的an、v、ω、T与行星或卫星的质量无关,仅由被环绕的天体的质量M和轨道半径r决定.

2.应用万有引力定律求解时还要注意挖掘题目中的隐含条件,如地球的公转周期是365天,自转一周是24小时,其表面的重力加速度约为9.8 m/s2.

例:)据报道,天文学家近日发现了一颗距地球40光年的“超级地球”,名为“55 Cancri e”,该行星绕母星(中心天体)运行的周期约为地球绕太阳运行周期的480(1),母星的体积约为太阳的60倍.假设母星与太阳密度相同,“55 Cancri e”与地球均做匀速圆周运动,则“55 Cancri e”与地球的(  )

【答案】 B

归纳总结:解决天体运动的关键点

解决该类问题要紧扣两点:一是紧扣一个物理模型:就是将天体(或卫星)的运动看成是匀速圆周运动;二是紧扣一个物体做圆周运动的动力学特征,即天体(或卫星)的向心力由万有引力提供.还要记住一个结论:在向心加速度、线速度、角速度和周期四个物理量中,只有周期的值随着轨道半径的变大而增大,其余的三个都随轨道半径的变大而减小

五、双星问题的分析方法

例:天文学家将相距较近、仅在彼此的引力作用下运行的两颗恒星称为双星.双星系统在银河系中很普遍.利用双星系统中两颗恒星的运动特征可推算出它们的总质量.已知某双星系统中两颗恒星围绕它们连线上的某一固定点分别做匀速圆周运动,周期均为T,两颗恒星之间的距离为r,试推算这个双星系统的总质量.(引力常量为G)

归纳总结:双星系统的特点

1.双星绕它们共同的圆心做匀速圆周运动,它们之间的距离保持不变;

2.两星之间的万有引力提供各自需要的向心力;

3.双星系统中每颗星的角速度相等;

4.两星的轨道半径之和等于两星间的距离.

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