高二物理教案
作為一名為他人授業(yè)解惑的教育工作者,常常需要準備教案,借助教案可以恰當?shù)剡x擇和運用教學方法,調動學生學習的積極性。寫教案需要注意哪些格式呢?下面是小編精心整理的高二物理教案,歡迎大家借鑒與參考,希望對大家有所幫助。
高二物理教案1
第1節(jié)《劃時代的發(fā)現(xiàn)》
一、教材分析
《劃時代的發(fā)現(xiàn)》是人教版高中物理3-4第四章第一節(jié),本節(jié)是讓學生體會科學家的思考、研究時的迷失與最后成功,本節(jié)是過程與方法、情感、態(tài)度與價值觀教育的難得素材
二、教學目標
1.知識與技能
(1)知道奧斯特實驗、電磁感應現(xiàn)象,
(2)了解電生磁和磁生電的發(fā)現(xiàn)過程,
(3)知道電磁感應和感應電流的定義。
2.過程與方法
(1)通過閱讀使學生掌握自然現(xiàn)象之間是相互聯(lián)系和相互轉化的;
(2)通過學習了解科學家們在探究過程中的失敗和貢獻,從中學習科學探究的方法和思想。
(3)領悟科學探究中提出問題、觀察實驗、分析論證、歸納總結等要素在研究物理問題時的重要性
3.情感、態(tài)度與價值觀
(1)通過學習閱讀培養(yǎng)學生正確的探究自然規(guī)律的科學態(tài)度和科學精神;
(2)領會科學家對自然現(xiàn)象、自然規(guī)律的某些猜想在科學發(fā)現(xiàn)中的重要性。
(3)以科學家不怕失敗、勇敢面對挫折的堅強意志激勵自己。
三、教學重點難點
重點:探索電磁感應現(xiàn)象的歷史背景;
難點:體會人類探究自然規(guī)律的科學態(tài)度和科學精神
四、學情分析
我們的學生屬于平行分班,沒有實驗班,學生已有的知識和實驗水平有差距。本節(jié)課學生認識到探索電磁感應現(xiàn)象的歷史背景是關鍵。
五、教學方法
1.講授法:講授科學家的艱辛
2. 實驗法:學生自己體會奧斯特實驗
3.學案導學:見后面的學案。
4.新授課教學基本環(huán)節(jié):預習檢查、總結疑惑情境導入、展示目標合作探究、精講點撥反思總結、當堂檢測發(fā)導學案、布置預習
六、課前準備
1.學生的學習準備:預習劃時代的發(fā)現(xiàn),初步了解物理學史。分小組6臺奧斯特實驗裝置。
2.教師的教學準備:多媒體課件制作,課前預習學案,課內探究學案,課后延伸拓展學案。3.教學環(huán)境的設計和布置:分小組合作學習,分6個學習小組。
七、課時安排:1課時
八、教學過程
(一)預習檢查、總結疑惑
檢查落實了學生的預習情況并了解了學生的疑惑,使教學具有了針對性。
(二)情景導入、展示目標。
(三)合作探究、精講點撥。
探究一:奧斯特夢圓電生磁------電流的磁效應
引導學生閱讀教材有關奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應的內容。提出以下問題,引導學生思考并回答:
(1)是什么信念激勵奧斯特尋找電與磁的聯(lián)系的?在這之前,科學研究領域存在怎樣的歷史背景?
(2)奧斯特的研究是一帆風順的嗎?奧斯特面對失敗是怎樣做的?
(3)奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應的過程是怎樣的?用學過的知識如何解釋?
(4)電流磁效應的發(fā)現(xiàn)有何意義?談談自己的感受。
學生活動:結合思考題,認真閱讀教材,分成小組討論,發(fā)表自己的見解。
教師教學素材:
到18世紀末,人們開始思考不同自然現(xiàn)象之間的聯(lián)系,例如:摩擦生熱表明了機械運動向熱運動轉化,而蒸汽機則實現(xiàn)了熱運動向機械運動的轉化,于是,一些獨具慧眼的哲學家如康德等提出了各種自然現(xiàn)象之間的相互聯(lián)系和轉化的思想。由于受康德哲學與謝林等自然哲學家的哲學思想的影響,堅信自然力是可以相互轉化的,長期探索電與磁之間的聯(lián)系。1803年奧斯特指出:物理學將不再是關于運動、熱、空氣、光、電、磁以及我們所知道的各種現(xiàn)象的零散的羅列,我們將把整個宇宙納在一個體系中。在此思想的指導下,1820年4月奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流對磁針的作用,即電流的磁效應。同年7月21日奧斯特又以
《關于磁針上電沖突作用的實驗》為題發(fā)表了他的發(fā)現(xiàn)。這篇短短的.論文使歐洲物理學界產生了極大震動,導致了大批實驗成果的出現(xiàn),由此開辟了物理學的新領域──電磁學。1820年因電流磁效應這一杰出發(fā)現(xiàn)獲英國皇家學會科普利獎章。1829年起任哥本哈根工學院院長。
探究二:法拉第心系磁生電------電磁感應現(xiàn)象
引導學生閱讀教材有關法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應的內容。提出以下問題,引導學生思考并回答:
(1)奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應引發(fā)了怎樣的哲學思考?法拉第持怎樣的觀點?
(2)法拉第的研究是一帆風順的嗎?法拉第面對失敗是怎樣做的?
(3)法拉第做了大量實驗都是以失敗告終,失敗的原因是什么?
(4)法拉第經歷了多次失敗后,終于發(fā)現(xiàn)了電磁感應現(xiàn)象,他發(fā)現(xiàn)電磁感應現(xiàn)象的具體的過程是怎樣的?之后他又做了大量的實驗都取得了成功,他認為成功的秘訣是什么?
(5)從法拉第探索電磁感應現(xiàn)象的歷程中,你學到了什么?談談自己的體會。
學生活動:結合思考題,認真閱讀教材,分成小組討論,發(fā)表自己的見解。
教師教學素材:
1820年奧斯特發(fā)現(xiàn)電流的磁效應,受到科學界的關注,促進了科學的發(fā)展。1821年英國《哲學年鑒》的主編約請戴維撰寫一篇文章,評述奧斯特發(fā)現(xiàn)以來電磁學實驗的理論發(fā)展概況。戴維把這一工作交給了法拉第。法拉第在收集資料的過程中,對電磁現(xiàn)象的研究產生了極大的熱情,并開始轉向電磁學的研究。他仔細地分析了電流的磁效應等現(xiàn)象,認為既然電流能產生磁,磁能否產生電呢?1822年他在日記中寫下了自己的思想:磁能轉化成電。
他在這方面進行了系統(tǒng)的研究。起初,他試圖用強磁鐵靠近閉合導線或用強電流使另一閉合導線中產生電流,做了大量的實驗,都失敗了。經過歷時十年的失敗、再試驗,直到1831年8月29日才取得成功。他接連又做了幾十個這類實驗。1831年11月24日的論文中,他把產生感應電流的情況概括成五類:變化著的電流;變化著的磁場;運動的恒定電流;運動的磁場;在磁場中運動的導體。他指出:感應電流與原電流的變化有關,而不是與原電流本身有關。他將這一現(xiàn)象與導體上的靜電感應類比,把它取名為電磁感應,產生的電流叫做感應電流。為了解釋電磁感應現(xiàn)象,法拉第曾提出過電張力的概念。后來在考慮了電磁感應的各種情況后,認為可以把感應電流的產生歸因于導體切割磁力線。在電磁感應現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)二十年后,直到1851年才得出了電磁感應定律。經過大量實驗后,他終于實現(xiàn)了磁生電的夙愿,宣告了電氣時代的到來。
作為19世紀偉大實驗物理學家的法拉第。他并不滿足于現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn),還力求探索現(xiàn)象后面隱藏著的本質;他既十分重視實驗研究,又格外重視理論思維的作用。1832年3月12日他寫給皇家學會一封信,信封上寫有現(xiàn)在應當收藏在皇家學會檔案館里的一些新觀點。那時的法拉第已經孕育著電磁波的存在以及光是一種電磁振動的杰出思想,盡管還帶有一定的模糊性。為解釋電磁感應現(xiàn)象,他提出電致緊張態(tài)與磁力線等新概念,同時對當時盛行的超距作用說產生了強烈的懷疑:一個物體可以穿過真空超距地作用于另一個物體,不要任何一種東西的中間參與,就把作用和力從一個物體傳遞到另一個物體,這種說法對我來說,尤其荒謬。凡是在哲學方面有思考能力的人,決不會陷人這種謬論之中。他開始向長期盤踞在物理學陣地的超距說宣戰(zhàn)。與此同時,他還向另一種形而上學觀點──流體說進行挑戰(zhàn)。1833年,他總結了前人與自己的大量研究成果,證實當時所知摩擦電、伏打電、電磁感應電、溫差電和動物電等五種不同來源的電的同一性。他力圖解釋電流的本質,導致他研究電流通過酸、堿、鹽溶液,結果在1833~1834年發(fā)現(xiàn)電解定律,開創(chuàng)了電化學這一新的學科領域。他所創(chuàng)造的大量術語沿用至今。電解定律除本身的意義外,也是電的分立性的重要論據(jù)。
1837年他發(fā)現(xiàn)電介質對靜電過程的影響,提出了以近距鄰接作用為基礎的靜電感應理論。不久以后,他又發(fā)現(xiàn)了抗磁性。在這些研究工作的基礎上,他形成了電和磁作用通過中間介質、從一個物體傳到另一個物體的思想。于是,介質成了場的場所,場這個概念正是來源于法拉第。正如愛因斯坦所說,引入場的概念,是法拉第的最富有獨創(chuàng)性的思想,是牛頓以來最重要的發(fā)現(xiàn)。牛頓及其他學者的空間,被視作物體與電荷的容器;而法拉第的空間,是現(xiàn)象的容器,它參與了現(xiàn)象。所以說法拉第是電磁場學說的創(chuàng)始人。他的深邃的物理思想,強烈地吸引了年輕的麥克斯韋。麥克斯韋認為,法拉第的電磁場理論比當時流行的超距作用電動力學更為合理,他正是抱著用嚴格的物理語言來表述法拉第理論的決心闖入電磁學領域的。
法拉第堅信:物質的力借以表現(xiàn)出的各種形式,都有一個共同的起源,這一思想指導著法拉第探尋光與電磁之間的聯(lián)系。1822年,他曾使光沿電流方向通過電解波,試圖發(fā)現(xiàn)偏振面的變化,沒有成功。這種思想是如此強烈,執(zhí)著的追求使他終于在1845年發(fā)現(xiàn)強磁場使偏振光的偏振面發(fā)生旋轉。他的晚年,盡管健康狀況惡化,仍從事廣泛的研究。他曾分析研究電纜中電報信號遲滯的原因,研制照明燈與航標燈。他的成就來源于勤奮,他的主要著作《日記》由16041則匯編而成;《電學實驗研究》有3362節(jié)之多。
他生活簡樸,不尚華貴,以致有人到皇家學院實驗室作實驗時錯把他當作守門的老頭。1857年,皇家學會學術委員會一致決議聘請他擔任皇家學會會長。對這一榮譽職務他再三拒絕。他說:我是一個普通人。如果我接受皇家學會希望加在我身上的榮譽,那么我就不能保證自己的誠實和正直,連一年也保證不了。同樣的理由,他謝絕了皇家學院的院長職務。當英王室準備授予他爵士稱號時,他多次婉言謝絕說:法拉第出身平民,不想變成貴族。他的好友J.Tyndall對此作了很好的解釋:在他的眼中看去,宮廷的華麗,和布來屯(Brighton)高原上面的雷雨比較起來,算得什么;皇家的一切器具,和落日比較起來,又算得什么?其所以說雷雨和落日,是因為這些現(xiàn)象在他的心里,都可以挑起一種狂喜。在他這種人的心胸中,那些世俗的榮華快樂,當然沒有價值了。一方面可以得到十五萬鎊的財產,一方面是完全沒有報酬的學問,要在這兩者之間去選擇一種。他卻選定了第二種,遂窮困以終。這就是這位鐵匠的兒子、訂書匠學徒的鄭重選擇。1867年8月25日逝世,墓碑上照他的遺愿只刻有他的名字和出生年月。
后世的人們,選擇了法拉作為電容的國際單位,以紀念這位物理學大師。
科拉頓的失敗
1820年,奧斯特的磁效應發(fā)表后,在科學界引起極大反響,科學家想既然電能生磁,反過來磁也能生電?梢哉f,想實現(xiàn)磁生電是當時許多科學家的愿望,例如,安培、科拉頓等人都曾為之努力過,但是都失敗了。在這個問題上,最遺憾的莫過于科拉頓。
1825年,科拉頓做了這樣一個實驗,他將一個磁鐵插入連有靈敏電流計的螺旋線圈,來觀察在線圈中是否有電流產生。但是在實驗時,科拉頓為了排除磁鐵移動時對靈敏電流計的影響,他通過很長的導線把接在螺旋線圈上的靈敏電流計放到另一間房里他想,反正產生的電流應該是穩(wěn)定的(當時科學界都認為利用磁場產生的電應該是穩(wěn)定的),插入磁鐵后,如果有電流,跑到另一間房里觀察也來得及就這樣,科拉頓開始了實驗。然而,無論他跑得多快,他看到的電流計指針都是指在0刻度的位置。
科拉頓失敗了。科拉頓的這個失敗,是一個什么樣的失敗呢?后人有各種各樣的議論。
有人說這是一次成功的失敗。因為科拉頓的實驗裝置設計得完全正確,如果磁鐵磁性足夠強,導線電阻不大,電流計十分靈敏,那么在科拉頓將磁鐵插入螺旋線圈時,電流計的指針確實是擺動了的。也就是說,電磁感應的實驗是成功了,只不過科拉頓沒有看見,他跑得還是太慢,連電流計指針往回擺也沒看見,有人說,這是一次遺憾的失敗。因為科拉頓如果有個助手在另外那間房里,或者科拉頓就把電流計放在同一間房里看得見的地方,那么成功的桂冠肯定是屬于科拉頓的。
有人說,這是一次真正的失敗。因為科拉頓沒能轉變思想,沒有從穩(wěn)態(tài)的猜想轉變到暫態(tài)的考慮上來,所以他想不到請個助手幫一下忙、或者把電流計拿到同一間房里來。事實也正是如此,法拉第總結了別人和他自己以前失敗的教訓,他決定不再固守穩(wěn)態(tài)的猜想,終于在1831年8月,觀察到了電磁感應現(xiàn)象?评D只能留下永遠的遺憾。
例1:發(fā)電的基本原理是電磁感應。發(fā)現(xiàn)電磁感應現(xiàn)象的科學家是(C)
A.安培 B.赫茲 C.法拉第 D.麥克斯韋
例2:發(fā)現(xiàn)電流磁效應現(xiàn)象的科學家是__奧斯特__,發(fā)現(xiàn)通電導線在磁場中受力規(guī)律的科學家是_安培_,發(fā)現(xiàn)電磁感應現(xiàn)象的科學家是_法拉第_,發(fā)現(xiàn)電荷間相互作用力規(guī)律的的科學家是_庫侖_。
例3:下列現(xiàn)象中屬于電磁感應現(xiàn)象的是(B)
A.磁場對電流產生力的作用 B.變化的磁場使閉合電路中產生電流
C.插在通電螺線管中的軟鐵棒被磁化 D.電流周圍產生磁場
(四)反思總結,當堂檢測。
教師組織學生反思總結本節(jié)課的主要內容,并進行當堂檢測。
設計意圖:引導學生認識探索電磁感應現(xiàn)象的歷史背景并體會人類探究自然規(guī)律的科學態(tài)度和科學精神。
(五)發(fā)導學案、布置預習。
在下一節(jié)課我們一起來學習探究電磁感應的條件。這節(jié)課后大家可以先預習這一部分,著重分析科學家是如何設計實驗,如何得出恰當?shù)慕Y論的。并完成本節(jié)的課后練習及課后延伸拓展作業(yè)。
設計意圖:布置下節(jié)課的預習作業(yè),并對本節(jié)課鞏固提高。教師課后及時批閱本節(jié)的延伸拓展訓練。
九、板書設計
一、奧斯特夢圓電生磁------電流的磁效應
二、法拉第心系磁生電------電磁感應現(xiàn)象
十、教學反思
學生對于課外知識很感興趣,有些同學有一定的知識基礎,也能提出一些有建設性的問題,激發(fā)了他們學物理的興趣。通過這節(jié)課的學習我了解到,學生對物理學的發(fā)展非常感興趣,所以在以后的教學中我們應該多介紹一些這樣的知識,來豐富學生的知識面,擴寬學生的視野。
在后面的教學過程中會繼續(xù)研究本節(jié)課,爭取設計的更科學,更有利于學生的學習,也希望大家提出寶貴意見,共同完善,共同進步!
高二物理教案2
1、理解振幅、周期和頻率的概念,知道全振動的含義。
2、了解初相位和相位差的概念,理解相位的物理意義。
3、了解簡諧運動位移方程中各量的物理意義,能依據(jù)振動方程描繪振動圖象。
4、理解簡諧運動圖象的物理意義,會根據(jù)振動圖象判斷振幅、周期和頻率等。
重點難點:對簡諧運動的振幅、周期、頻率、全振動等概念的理解,相位的物理意義。
教學建議:本節(jié)課以彈簧振子為例,在觀察其振動過程中位移變化的周期性、振動快慢的特點時,引入描繪簡諧運動的物理量(振幅、周期和頻率),再通過單擺實驗引出相位的概念,最后對比前一節(jié)得出的圖象和數(shù)學表達式,進一步體會這些物理量的含義。本節(jié)要特別注意相位的概念。
導入新課:你有喜歡的歌手嗎?我們常常在聽歌時會評價,歌手韓紅的音域寬廣,音色嘹亮圓潤;歌手王心凌的聲音甜美;歌手李宇春的音色沙啞,獨具個性……但同樣的歌曲由大多數(shù)普通人唱出來,卻常常顯得干巴且單調,為什么呢?這些是由音色決定的,而音色又與頻率等有關。
1、描述簡諧運動的物理量
。1)振幅
振幅是振動物體離開平衡位置的①最大距離。振幅的②兩倍表示的是振動的物體運動范圍的大小。
。2)全振動
振子以相同的速度相繼通過同一位置所經歷的過程稱為③全振動,這一過程是一個完整的振動過程,振動質點在這一振動過程中通過的路程等于④4倍的振幅。
。3)周期和頻率
做簡諧運動的物體,完成⑤全振動的時間,叫作振動的周期;單位時間內完成⑥全振動的次數(shù)叫作振動的頻率。在國際單位制中,周期的單位是⑦秒,頻率的單位是⑧赫茲。用T表示周期,用f表示頻率,則周期和頻率的關系是⑨f=。
(4)相位
在物理學中,我們用不同的⑩相位來描述周期性運動在各個時刻所處的 不同狀態(tài)。
2、簡諧運動的表達式
。1)根據(jù)數(shù)學知識,xOy坐標系中正弦函數(shù)圖象的表達式為 y=Asin(ωx+φ)。
。2)簡諧運動中的位移(x)與時間(t)關系的表達式為 x=Asin(ωt +φ),其中 A代表簡諧運動的振幅, ω叫作簡諧運動的“圓頻率”, ωt+φ代表相位。
1、彈簧振子的運動范圍與振幅是什么關系?
解答:彈簧振子的運動范圍是振幅的兩倍。
2、周期與頻率是簡諧運動特有的概念嗎?
解答:不是。描述任何周期性過程,都可以用這兩個概念。
3、如果兩個振動存在相位差,它們振動步調是否相同?
解答:不同。
主題1:振幅
問題:(1)同一面鼓,用較大的力敲鼓面和用較小的力敲鼓面,鼓面的振動有什么不同?聽上去感覺有什么不同?
(2)根據(jù)(1)中問題思考振幅的物理意義是什么?
解答:(1)用較大的力敲,鼓面的振動幅度較大,聽上去聲音大;反之,用較小的力敲,鼓面的振動幅度較小,聽上去聲音小。
。2)振幅是描述振動強弱的物理量,振幅的大小對應著物體振動的強弱。
知識鏈接:簡諧運動的振幅是物體離開平衡位置的最大距離,是標量,表示振動的強弱和能量,它不同于簡諧運動的位移。
主題2:全振動、周期和頻率
問題:(1)觀察課本“彈簧振子的簡諧運動”示意圖,振子從P0開始向左運動,怎樣才算完成了全振動?列出振子依次通過圖中所標的點。
。2)閱讀課本,思考并回答下列問題:周期和頻率與計時起點(或位移起點)有關嗎?頻率越大,物體振動越快還是越慢?振子在一個周期內通過的路程和位移分別是多少?
。3)完成課本“做一做”,猜想彈簧振子的振動周期可能由哪些因素決定?假如我們能看清楚振子的整個運動過程,那么從什么位置開始計時才能更準確地測量振動的周期?為什么?
解答:(1)振子從P0出發(fā)后依次通過O、M'、O、P0、M、P0的過程,就是全振動。
。2)周期和頻率與計時起點(或位移起點)無關;頻率越大,周期越小,表示物體振動得越快。振子在一個周期內通過的路程是4倍的振幅,而在一個周期內的位移是零。
(3)影響彈簧振子周期的因素可能有振子的質量、彈簧的勁度系數(shù)等;從振子經過平衡位置時開始計時能更準確地測量振動周期,因為振子經過平衡位置時速度最大,這樣計時的誤差最小。
知識鏈接:完成全振動,振動物體的位移和速度都回到原值(包括大小和方向),振動物體的路程是振幅的`4倍。
主題3:簡諧運動的表達式
問題:閱讀課本有關“簡諧運動的表達式”的內容,討論下列問題。
(1)一個物體運動時其相位變化多少就意味著完成了全振動?
。2)若采用國際單位,簡諧運動中的位移(x)與時間(t)關系的表達式x=Asin(ωt+φ)中ωt+φ的單位是什么?
。3)甲和乙兩個簡諧運動的頻率相同,相位差為 ,這意味著什么?
解答:(1)相位每增加2π就意味著完成了全振動。
(2)ωt+φ的單位是弧度。
(3)甲和乙兩個簡諧運動的相位差為 ,意味著乙(甲)總是比甲(乙)滯后個周期或次全振動。
知識鏈接:頻率相同的兩個簡諧運動,相位差為0稱為“同相”,振動步調相同;相位差為π稱為“反相”,振動步調相反。
1、(考查對全振動的理解)如圖所示,彈簧振子以O為平衡位置在B、C間做簡諧運動,則( )。
A、從B→O→C為全振動
B、從O→B→O→C為全振動
C、從C→O→B→O→C為全振動
D、從D→C→O→B→O為全振動
【解析】選項A對應過程的路程為2倍的振幅,選項B對應過程的路程為3倍的振幅,選項C對應過程的路程為4倍的振幅,選項D對應過程的路程大于3倍的振幅,又小于4倍的振幅,因此選項A、B、D均錯誤,選項C正確。
【答案】C
【點評】要理解全振動的概念,只有振動物體的位移與速度第同時恢復到原值,才是完成全振動。
2、(考查簡諧運動的振幅和周期)周期為T=2 s的簡諧運動,在半分鐘內通過的路程是60 cm,則在此時間內振子經過平衡位置的次數(shù)和振子的振幅分別為( )。
A、15次,2 cm B、30次,1 cm
C、15次,1 cm D、60次,2 cm
【解析】振子完成全振動經過軌跡上每個位置兩次(除最大位移處外),而每次全振動振子通過的路程為4個振幅。
【答案】B
【點評】一個周期經過平衡位置兩次,路程是振幅的4倍。
3、圖示為質點的振動圖象,下列判斷中正確的是( )。
A、質點振動周期是8 s
B、振幅是4 cm
C、4 s末質點的速度為負,加速度為零
D、10 s末質點的加速度為正,速度為零
【解析】由振動圖象可得,質點的振動周期為8 s,A對;振幅為2 cm,B錯;4 s末質點經平衡位置向負方向運動,速度為負向最大,加速度為零,C對;10 s末質點在正的最大位移處,加速度為負值,速度為零,D錯。
【答案】AC
【點評】由振動圖象可以直接讀出周期與振幅,可以判斷各個時刻的速度方向與加速度方向。
4、(考查簡諧運動的表達式)兩個簡諧運動分別為x1=4asin(4πbt+π)和x2=2asin(4πbt+π),求它們的振幅之比、各自的頻率,以及它們的相位差。
【解析】根據(jù)x=Asin(ωt+φ)得:A1=4a,A2=2a,故振幅之比 = =2
由ω=4πb及ω=2πf得:二者的頻率都為f=2b
它們的相位差:(4πbt+π)—(4πbt+π)=π,兩物體的振動情況始終反相。
【答案】2∶1 2b 2b π
【點評】要能根據(jù)簡諧運動的表達式得出振幅、頻率、相位。
拓展一:簡諧運動的表達式
1、某做簡諧運動的物體,其位移與時間的變化關系式為x=10sin 5πt cm,則:
(1)物體的振幅為多少?
(2)物體振動的頻率為多少?
。3)在時間t=0、1 s時,物體的位移是多少?
。4)畫出該物體簡諧運動的圖象。
【分析】簡諧運動位移與時間的變化關系式就是簡諧運動的表達式,將它與教材上的簡諧運動表達式進行對比即可得出相應的物理量。
【解析】簡諧運動的表達式x=Asin(ωt+φ),比較題中所給表達式x=10sin 5πt cm可知:
(1)振幅A=10 cm。
。2)物體振動的頻率f= = Hz=2、5 Hz。
。3)t=0、1 s時位移x=10sin(5π×0、1) cm=10 cm。
(4)該物體簡諧運動的周期T==0、4 s,簡諧運動圖象如圖所示。
【答案】(1)10 cm (2)2、5 Hz (3)10 cm (4)如圖所示
【點撥】在解答簡諧運動表達式的題目時要注意和標準表達式進行比較,知道A、ω、φ各物理量所代表的意義,還要能和振動圖象結合起來。
拓展二:簡諧振動的周期性和對稱性
甲
2、如圖甲所示,彈簧振子以O點為平衡位置做簡諧運動,從O點開始計時,振子第到達M點用了0、3 s的時間,又經過0、2 s第二次通過M點,則振子第三次通過M點還要經過的時間可能是( )。
A、 s B、 s C、1、4 s D、1、6 s
【分析】題目中只說從O點開始計時,并沒說明從O點向哪個方向運動,它可能直接向M點運動,也可能向遠離M點的方向運動,所以本題可能的選項有兩個。
乙
【解析】如圖乙所示,根據(jù)題意可知振子的運動有兩種可能性,設t1=0、3 s,t2=0、2 s
第一種可能性:=t1+=(0、3+ ) s=0、4 s,即T=1、6 s
所以振子第三次通過M點還要經過的時間t3=+2t1=(0、8+2×0、3) s=1、4 s
第二種可能性:t1—+=,即T= s
所以振子第三次通過M點還要經過的時間t3=t1+(t1—)=(2×0、3— ) s= s。
【答案】AC
【點撥】解答這類題目的關鍵是理解簡諧運動的對稱性和周期性。明確振子往復通過同一點時,速度大小相等、方向相反;通過關于平衡位置對稱的兩點時,速度大小相等、方向相同或相反;往復通過同一段距離或通過關于平衡位置對稱的兩段距離時所用時間相等。另外要注意,因為振子振動的周期性和對稱性會造成問題的多解,所以求解時別漏掉了其他可能出現(xiàn)的情況。
高二物理教案3
一、教材分析與教學設計思路
1教材分析
互感和自感現(xiàn)象是電磁感應現(xiàn)象的特例。學習它們的重要性在于他們具有實際的應用價值。同時對自感現(xiàn)象的觀察和分析也加深了對電磁感應產生條件的理解。
2學情分析
互感現(xiàn)象法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應現(xiàn)象的第一個成功試驗就是互感現(xiàn)象。學生前面探究感應電流條件中也做過類似的試驗,已有感性認識。教學要求是知道互感現(xiàn)象。因此教學中教師可做些有趣的演示實驗,引導學生利用已學知識進行成因分析,明確盡管兩個線圈之間并沒有導線連接,卻可以使能量由一個線圈傳遞到另一個線圈。這就是互感現(xiàn)象
自感現(xiàn)象學生從前面學習的中知道當穿過回路的磁通量發(fā)生變化時,會產生感應電動勢,這些結論都是通過實驗觀察得到的,沒有理論證明。但同學們觀察到的實驗都是外界的磁場引起的回路磁通量的變化,善于動腦筋的同學就會產生這樣的思考:當變化的電流通過自身線圈,使自身回路產生磁通量的變化,會不會在自己的回路產生電磁感應現(xiàn)象呢所以這節(jié)課是學生在已有知識上產生的必然探求欲望,教師應抓住這一點。設計探究性課例。自感電動勢對電流變化所起的“阻礙”作用,以及自感電動勢方向的是學生學習的難點。為突破難點,教師應通過理論探究和實驗驗證相結合的方法進行教學,為使效果明顯,本人特自制教學儀器。
3教學設計思路
為突出物理知識與生活的聯(lián)系,突出在技術、社會領域的應用,本人設計了讓學生體驗自感觸電,并在探究的過程中,讓學生估算自己的觸電電壓約150V使學生有真實感。學生分組實驗,模擬利用自感點火,使學生知道物理知識的價值。
二、教學目標
一知識與技能
1了解互感現(xiàn)象和自感現(xiàn)象,以及對它們的利用和防止。
2能夠通過電磁感應的有關規(guī)律分析通電、斷電自感現(xiàn)象的成因,并能利用自感知識解釋自感現(xiàn)象。
3了解自感電動勢的計算式,知道自感系數(shù)是表示線圈本身特征的物理量,知道它的單位。
4初步了解磁場具有能量。
二過程與方法
1通過人體自感實驗,增強學生的體驗真實感。激發(fā)學生探究欲望
2通過理論探究和實驗設計,培養(yǎng)學生科學探究的方法。加深對電磁感應現(xiàn)象的理解。
三情感、態(tài)度與價值觀
1通過學生體驗,激發(fā)學生對科學的求知欲和興趣。
2理解互感和自感是電磁感應現(xiàn)象的特例,讓學生感悟特殊現(xiàn)象中有它的普遍規(guī)律,而普遍規(guī)律中包含了特殊現(xiàn)象的辯證唯物主義觀點。
根據(jù)上述分析與思路確定如下的教學重點與難點。
三、重難點
重點:1自感現(xiàn)象產生的.原因2自感電動勢的方向3自感現(xiàn)象的應用
難點:自感電動勢對電流的變化進行阻礙的認識。
四、教學方法
本節(jié)課教學采用“引導探究”教學法,該教學法以解決問題為中心,注重分析問題、解決問題能力的培養(yǎng),充分發(fā)揮學生的主動性。其主要程序是:猜想→假設→理論探究科學預測→設計實驗→實驗驗證→得出結論→實際應用。它不僅重視知識的獲得,而且更重視學生獲取知識的過程及方法,更加突出了學生的學,學生學得主動,學得積極。真正體現(xiàn)了“教為主導,學為主體”的思想。
五、學法指導課前提出問題,讓學生提前思考,見后。
六、課時分配:
2課時本課時只學習第一課時。
七、教學媒體
教師用:多媒體課件互感變壓器自制自感現(xiàn)象演示儀干電池mp3音箱變壓器小線圈小燈泡導線若干,
學生用8人一組:帶鐵芯的線圈抽掉打火裝置的打火機干電池6V電鍵導線等。
高二物理教案4
教學目標
1、了解電流的磁場,理解磁感應強度、磁力線、磁通、磁導率、磁場強度磁導率等概念。
2、理解磁場的幾個基本物理量之間的區(qū)別和聯(lián)系。
3、掌握通電直導線和通電螺線管周圍磁場方向的判斷方法。
4、培養(yǎng)學生關注細節(jié),認真思考的習慣。
教學重點
1、磁力線、磁感應強度、磁通、磁導率和磁場強度的概念。
2、電流的磁效應及安培定則的應用。
教學難點
磁感應強度概念的建立。
教學方法
利用課堂實驗對磁體的磁場、通電導體的磁場進行演示、講解。
學時安排
1、導入和實驗演示20分鐘。
2、奧斯特的故事引出電流的磁效應20分鐘。
3、磁場的基本物理量30。
4、總結和習題練習10分鐘。
課外作業(yè)
結合本節(jié)課知識,搜集生活中電流磁效應的具體實例并進行分享。
教學過程
任務引入:
1、初中咱們學過磁,大家回憶一下,磁體分幾個極?磁極間的相互作用力是什么樣的'?
2、磁極之間不接觸而會有作用力,他們之間通過什么發(fā)生作用呢?通過今天的學習,我們一起來解決這個疑惑。
實驗演示:
通電導線周圍的小磁針發(fā)生偏轉。
分析:
在磁體或通電導體的周圍存在著磁場,磁場使得磁極間沒有接觸卻有相互作用力。試驗中,小磁針在不同位置受到的作用力不同,說明不同的位置磁場的強弱不同。
基本概念:
1、磁體與磁極
某些物體能夠吸引鐵、鈷、鎳等金屬或者它們的合金的性質稱為磁性。具有磁性的物體稱為磁體。
2、磁場與磁力線
磁體兩端磁性的區(qū)域叫做磁極。
磁力線具有以下幾個特征:磁力線是互不交叉的閉合曲線。在磁體外部由N極指向S級,在磁體內部由S極指向N極;磁力線上任意一點的切線方向,就是該點的磁場方向,即小磁針在該點靜止時的N極指向;磁力線的疏密程度反映了磁場的強弱。磁力線越密集,表示該處磁場越強,磁力線越稀疏,表示該處磁場越弱。
3、電流產生的磁場(由奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應的故事引入)
通電直導體產生的磁場:安培定則(右手螺旋定則):用右手握住直導體,讓伸直的大拇指指向電流的方向,則其余四指所環(huán)繞的方向就是磁力線的方向。
通電螺線管產生的磁場:安培定則(右手螺旋定則):用右手握住螺線管,讓彎曲的四指與電流的方向一致,則拇指所指的'方向就是螺線管內部磁力線方向(即大拇指指向通電螺線管的N極)。
磁場相關物理量
1、磁通
通過與磁場方向垂直的某一面積上的磁力線的總數(shù),叫做通過該面積的磁通量,簡稱磁通,用字母表示,單位為特斯拉(T)。
3、磁導率
磁導率是表示介質對磁場影響程度的一個物理量,=4π×10-7H/m。
把任一物質的磁導率的比值稱為相對磁導率,用表示,單位為安每米(A/m)。
磁場強度只與線圈中的電流及線圈的幾何尺寸有關,而與媒介質的磁導率無關。
任務小結
1、回顧本次所學知識,強調本節(jié)課的重點與難點,加深理解與記憶。
2、通過奧斯特發(fā)現(xiàn)電流的磁效應的故事你有什么感觸?
課后作業(yè)
1、“磁力線始于N極,終于S極”的說法正確嗎?為什么?
2、“磁通”與“磁感應強度”這兩個概念有何區(qū)別?有何聯(lián)系?
3、磁力線的特點有哪些?
高二物理教案5
教學目標
。ㄒ唬┲R目標
1、知道電流的產生原因和條件.
2、理解電流的概念和定義式,并能進行有關的計算
3、理解電阻的定義式,掌握并能熟練地用來解決有關的電路問題.知道導體的伏安特性.
。ǘ┠芰δ繕
1、通過電流與水流的類比,培養(yǎng)學生知識自我更新的能力.
2、掌握科學研究中的常用方法——控制變量方法,培養(yǎng)學生依據(jù)實驗,分析、歸納物理規(guī)律的能力.
。ㄈ┣楦心繕
通過電流產生的歷史材料的介紹,使學生了解知識規(guī)律的形成要經過漫長曲折的過程,培養(yǎng)他們學習上持之以恒的思想品質.
教學建議
1、關于電流的知識,與初中比較有所充實和提高:
從場的觀點說明電流形成的條件,即導體兩端與電源兩極接通時,導體中有了電場,導體中的自由電荷在電場力的作用下,發(fā)生定向移動而形成電流.
知道正電荷在電場力作用下從電勢高處向電勢低處運動,所以電流的方向是從電勢高的一端流向電勢低的一端,即在電源外部的電路中,電流的方向是從電源的正極流向負極.
2、處理實驗數(shù)據(jù)時可以讓學生分析變量,通過計算法和圖象法來出來處理數(shù)據(jù),加強學生對圖象的認識,進一步學會如何運用圖象來解題.有條件的學?梢圆捎谩胺纸M實驗—數(shù)據(jù)分析—得出結論”的思路以加強感性認識,有利于對本節(jié)重點——的理解
3、的.講法與初中不同,是用比值定義電阻的,這種講法更科學,適合高中學生的特點.電阻的定義式變形后有些學生會產生歧義,認為電阻是由電壓和電流決定的,要注意引導解釋.
4、要求學生知道公式,從而知道電流的大小是由什么微觀量決定的.在本節(jié)的“思考與討論”中,希望學生能夠按照其中的設問自己推導出公式,以加深對電流的理解.如果學生自己推導有困難,希望教師加以引導.
5、對于導體的伏安特性是本節(jié)的難點,應該結合數(shù)學知識進行,并盡可能的多舉實例以加強對知識的深化.
高二物理教案6
教學目標
知識目標
。1)通過演示實驗認識加速度與質量和和合外力的定量關系;
。2)會用準確的文字敘述牛頓第二定律并掌握其數(shù)學表達式;
。3)通過加速度與質量和和合外力的定量關系,深刻理解力是產生加速度的原因這一規(guī)律;
(4)認識加速度方向與合外力方向間的矢量關系,認識加速度與和外力間的瞬時對應關系;
。5)能初步運用運動學和牛頓第二定律的知識解決有關動力學問題.
能力目標
通過演示實驗及數(shù)據(jù)處理,培養(yǎng)學生觀察、分析、歸納總結的能力;通過實際問題的處理,培養(yǎng)良好的書面表達能力.
情感目標
培養(yǎng)認真的科學態(tài)度,嚴謹、有序的思維習慣.
教學建議
教材分析
1、通過演示實驗,利用控制變量的方法研究力、質量和加速度三者間的關系:在質量不變的前題下,討論力和加速度的關系;在力不變的前題下,討論質量和加速度的關系.
2、利用實驗結論總結出牛頓第二定律:規(guī)定了合適的力的單位后,牛頓第二定律的表達式從比例式變?yōu)榈仁剑?/p>
3、進一步討論牛頓第二定律的確切含義:公式中的表示的是物體所受的合外力,而不是其中某一個或某幾個力;公式中的和均為矢量,且二者方向始終相同,所以牛頓第二定律具有矢量性;物體在某時刻的加速度由合外力決定,加速度將隨著合外力的變化而變化,這就是牛頓第二定律的瞬時性.
教法建議
1、要確保做好演示實驗,在實驗中要注意交代清楚兩件事:只有在砝碼質量遠遠小于小車質量的前題下,小車所受的拉力才近似地認為等于砝碼的重力(根據(jù)學生的實際情況決定是否證明);實驗中使用了替代法,即通過比較小車的位移來反映小車加速度的大。
2、通過典型例題讓學生理解牛頓第二定律的確切含義.
3、讓學生利用學過的重力加速度和牛頓第二定律,讓學生重新認識出中所給公式.
教學設計示例
教學重點:牛頓第二定律
教學難點:對牛頓第二定律的理解
示例:
一、加速度、力和質量的關系
介紹研究方法(控制變量法):先研究在質量不變的前題下,討論力和加速度的關系;再研究在力不變的前題下,討論質量和加速度的關系.介紹實驗裝置及實驗條件的保證:在砝碼質量遠遠小于小車質量的條件下,小車所受的拉力才近似地認為等于砝碼的重力.介紹數(shù)據(jù)處理方法(替代法):根據(jù)公式可知,在相同時間內,物體產生加速度之比等于位移之比.
以上內容可根據(jù)學生情況,讓學生充分參與討論.本節(jié)書涉及到的演示實驗也可利用氣墊導軌和計算機,變?yōu)槎繉嶒灒?/p>
1、加速度和力的關系
做演示實驗并得出結論:小車質量相同時,小車產生的加速度與作用在小車上的力成正比,即,且方向與方向相同.
2、加速度和質量的`關系
做演示實驗并得出結論:在相同的力F的作用下,小車產生的加速度與小車的質量成正比,即.
二、牛頓第二運動定律(加速度定律)
1、實驗結論:物體的加速度根作用力成正比,跟物體的質量成反比.加速度方向跟引起這個加速度的力的方向相同.即,或.
2、力的單位的規(guī)定:若規(guī)定:使質量為1kg的物體產生1m/s2加速度的力叫1N.則公式中的=1.(這一點學生不易理解)
3、牛頓第二定律:
物體的加速度根作用力成正比,跟物體的質量成反比.加速度方向跟引起這個加速度的力的方向相同.
數(shù)學表達式為:.或
4、對牛頓第二定律的理解:
。1)公式中的是指物體所受的合外力.
舉例:物體在水平拉力作用下在水平面上加速運動,使物體產生加速度的合外力是物體
所受4個力的合力,即拉力和摩擦力的合力.(在桌面上推粉筆盒)
。2)矢量性:公式中的和均為矢量,且二者方向始終相同.由此在處理問題時,由合外力的方向可以確定加速度方向;反之,由加速度方向可以找到合外力的方向.
。3)瞬時性:物體在某時刻的加速度由合外力決定,加速度將隨著合外力的變化而變化.
舉例:靜止物體啟動時,速度為零,但合外力不為零,所以物體具有加速度.
汽車在平直馬路上行駛,其加速度由牽引力和摩擦力的合力提供;當剎車時,牽引力突然消失,則汽車此時的加速度僅由摩擦力提供.可以看出前后兩種情況合外力方向相反,對應車的加速度方向也相反.
。4)力和運動關系小結:
物體所受的合外力決定物體產生的加速度:
當物體受到合外力的大小和方向保持不變、合外力的方向和初速度方向沿同一直線且方向相同——→物體做勻加速直線運動
當物體受到合外力的大小和方向保持不變、合外力的方向和初速度方向沿同一直線且方向相反——→物體做勻減速直線運動
以上小結教師要帶著學生進行,同時可以讓學生考慮是否還有其它情況,應滿足什么條件.
探究活動
題目:驗證牛頓第二定律
組織:2-3人小組
方式:開放實驗室,學生實驗.
評價:鍛煉學生的實驗設計和操作能力.
高二物理教案7
一 、目標
1、知道什么是反沖運動,能舉出幾個反沖運動的實例;
2、知道火箭的飛行原理和主要用途。
二、重點
1、知道什么是反沖。
2、應用動量守恒定律正確處理噴氣式飛機、火箭一類問題。
三、難點
如何應用動量守恒定律分析、解決反沖運動。
四、教學過程
1.引入新課
演示:拿一個氣球,給它充足氣,然后松手,觀察現(xiàn)象。
描述現(xiàn)象:釋放氣球后,氣球內的氣體向后噴出,氣球向相反的方向飛出。
在日常生活中,類似于氣球這樣的運動很多,本節(jié)課我們就來研究這種。
2.教學過程
(一) 反沖運動 火箭
1、教師分析氣球所做的運動
給氣球內吹足氣,捏緊出氣孔,此時氣球和其中的氣體作為一個整體處于靜止狀態(tài)。松開出氣孔時,氣球中的氣體向后噴出,氣體具有能量,此時氣體和氣球之間產生相互作用,氣球就向前沖出。
2、學生舉例:你能舉出哪些物體的運動類似于氣球所作的運動?
學生:節(jié)日燃放的禮花。噴氣式飛機。反擊式水輪機。火箭等做的運動。
3、同學們慨括一下上述運動的特點,教師結合學生的敘述總結得到:
某個物體向某一方向高速噴射出大量的液體,氣體或彈彈射出一個小物體,從而使物體本身獲得一反向速度的現(xiàn)象,叫反沖運動
4、分析氣球。火箭等所做的反沖運動,得到:
在反沖現(xiàn)象中,系統(tǒng)所做的合外力一般不為零;
但是反沖運動中如果屬于內力遠大于外力的情況,可以認為反沖運動中系統(tǒng)動量守恒。
(二)學生用自己的.裝置演示反沖運動。
1、學生做準備:拿出自己的在課下所做的反沖運動演示裝置。
2、學生代表介紹實驗裝置,并演示。
學生甲:
裝置:在玻璃板上放一輛小車,
小車上用透明膠帶粘中一塊浸有酒
精的棉花。
實驗做法:點燃浸有酒精的棉
花,管中的酒精蒸氣將橡皮塞沖出,同時看到小車沿相反方向運動。
學生乙:
裝置:到二個空摩絲瓶,在它們的底部用大號縫衣針各鉆一個小洞,這樣做成二個簡易的火箭筒,在右圖中的鐵支架的立柱端裝上頂軸,在放置臂的兩側各裝一只箭筒,再把旋轉系統(tǒng)放在頂軸上,往火箭筒內各注入約4mL的酒精,并在火箭筒下方的棉球上注入少量酒精。點燃酒精棉球,片刻火箭筒內的酒精蒸氣從尾孔中噴出,并被點燃,這時可以看到火箭旋轉起來。
學生丙:用可樂瓶做一個水火箭,是用一段吸管和透明膠帶在瓶上固定一個導向管,瓶口塞 一橡皮塞,在橡皮塞上鉆一孔,在塞上固定一只自行車車胎上的進氣閥門,并在氣門芯內裝上小橡皮管,在瓶中先注入約1/3體積的水,用橡皮塞把瓶口塞嚴,將尼龍線穿過可樂瓶上的導向管,使線的一端拴在門的上框上,另一端拴在板凳腿上,要使線拉直,將瓶的進氣閥與打氣筒相接,向筒內打氣到一定程度時,瓶塞脫開,水從瓶口噴出,瓶向反方向飛去。
過渡引言:同學們通過自己設計的實驗裝置得到并演示了什么是反沖運動,那么反沖運動在實際生活中有什么應用呢?下邊我們來探討這個問題。
(三)反沖運動的應用和防止
1、學生閱讀課文有關內容。
2、學生回答反沖運動應用和防止的實例。
學生:反沖有廣泛的應用:灌溉噴水器、反擊式水輪機、噴氣式飛機、火箭等都是反沖的重要應用。
學生:用槍射擊時,要用肩部抵住槍身,這是防止或減少反沖影響的實例。
3、用多媒體展示學生所舉例子。
4、要求學生結合多媒體展示的情景對幾個過程中反
沖的應用和防止做出解釋說明:
①對于灌溉噴水器,當水從彎管的噴嘴噴出時,彎管因反沖而旋轉,帶動發(fā)電機發(fā)電。
、趯τ诜磽羰剿啓C:當水從轉輪的葉片中流出時,轉軸由于反沖而旋轉帶動發(fā)電機發(fā)電。
③對于噴氣式飛機和火箭,它們靠尾部噴出氣流的反沖作用而獲得很大的速度。
、苡脴屔鋼魰r,子彈向前飛去槍身向后發(fā)生反沖,槍身的反沖會影響射擊的準確性,所以用步槍時我們要把槍身抵在肩部,以減少反沖的影響。
教師:通過我們對幾個實例的分析,明確了反沖既有有利的一面,同時也有不利的一面,在看待事物時我們要學會用一分為二的觀點。
我們知道:反沖現(xiàn)象的一個重要應用是火箭,下邊我們一認識火箭:
(四)火箭:
1、演示:用薄鋁箔卷成一個細管,一端封閉,另一端留一個很細的口,內裝由火柴刮下的藥粉,把細管放在支架上,用火柴或其他辦法給細管加熱。
現(xiàn)象:當管內的藥粉點燃時,生成的燃氣從細口迅速噴出,細管便向相反方向飛去。教師講述:上述裝置就是火箭的原理模型。
2、多媒體演示古代火箭,現(xiàn)代火箭的用途及多級火箭的過程,同時學生邊看邊閱讀課文。
3、用實物投影儀出示閱讀思考題:
、俳榻B一下我國古代的火箭
②現(xiàn)代的火箭與古代火箭有什么相同和不同之處?
、郜F(xiàn)代火箭主要用途是什么?
、墁F(xiàn)代火箭為什么要采用多級結構?
4、學生解答上述問題:
、傥覈糯幕鸺沁@樣的:
在箭上扎一個火藥筒,火藥筒的前端是封閉的,火藥點燃后生成的燃氣以很大速度向后噴出,火箭由于反沖而向前運動。
、诂F(xiàn)代火箭與古代火箭原理相同,都是利用反沖現(xiàn)象來工作的。
但現(xiàn)代火箭較古代火箭結構復雜得多,現(xiàn)代火箭主要由殼體和燃料兩大部分組成,殼體是圓筒形的,前端是封閉的尖端,后端有尾噴管,燃料燃燒產生的高溫高壓燃氣從尾噴管迅速噴出,火箭就向前飛去。
、郜F(xiàn)代火箭主要用來發(fā)射探測儀器、常規(guī)彈頭或核彈頭,人造衛(wèi)星或宇宙飛船,即利用火箭作為運載工具。
、茉诂F(xiàn)代技術條件下,一級火箭的最終速度還達不到發(fā)射人造衛(wèi)星所需要的速度,發(fā)射衛(wèi)星時要使用多級火箭。
用CAI課件展示多級火箭的工作過程:
多級火箭由章單級火箭組成,發(fā)射時先點燃第一級火箭,燃料
用完工以后,空殼自動脫落,然后下一級火箭開始工作 高中英語。
教師介紹:多級火箭能及時把空殼拋掉,使火箭的總質量減少,因而能夠達到很高的溫度,可用來完成洲際導彈,人造衛(wèi)星、宇宙飛船等的發(fā)射工作,但火箭的級數(shù)不是越多越好,級數(shù)越多,構造越復雜,工作的可靠性越差,目前多級火箭一般都是三級火箭。
那么火箭在燃料燃盡時所能獲得的最終速度與什么有關系呢?
5、出示下列問題:
火箭發(fā)射前的總質量為M、燃料燃盡后的質量為m,火箭燃氣的噴射速度為v1,燃料燃盡后火箭的飛行速度v為多大?
學生分析并解答:
解:在火箭發(fā)射過程中,由于內力遠大于外力,所以動量守恒。
發(fā)射前的總動量為0,發(fā)射后的總動量為(M-m)v-mv1(以火箭的速度方向為正方向)
則:(M-m)v-mv1=0
師生分析得到:燃料燃盡時火箭獲得的最終速度由噴氣速度及質量比M/m決定。
6、鞏固訓練:
水平方向射擊的大炮,炮身重450kg,炮彈射擊速度是450m/s,射擊后炮身后退的距離是45cm,則炮受地面的平均阻力是多大?
高二物理教案8
一 教材分析
歐姆定律是電學中的基本定律,是進一步學習電學知識和分析電路的基礎,是本章的重點。本次課的邏輯性、理論性很強,重點是學生要通過自己的實驗得出歐姆定律,最關鍵的是兩個方面:一個是實驗方法,另一個就是歐姆定律。歐姆定律的含義主要是學生在實驗的過程中逐漸理解,而且定律的形式很簡單,所以是重點而不是難點。學生對實驗方法的掌握既是重點也是難點,這個實驗難度比較大,主要在實驗的設計、數(shù)據(jù)的記錄以及數(shù)據(jù)的分析方面。由于實驗的難度比較大,學生出現(xiàn)錯誤的可能性也比較大,所以實驗的評估和交流也比較重要。這些方面都需要教師的引導和協(xié)助,所以這次課采用啟發(fā)式綜合教學法。
二教學目標
知識與技能
①使學生會同時使用電壓表和電流表測量一段導體兩端的電壓和其中的電流。
②通過實驗認識電流、電壓和電阻的關系。
③會觀察、收集實驗中的數(shù)據(jù)并對數(shù)據(jù)進行分析。
過程與方法
、俑鶕(jù)已有的知識猜測未知的知識。
、诮洑v歐姆定律的發(fā)現(xiàn)過程并掌握實驗的思路、方法。
③能對自己的實驗結果進行評估,找到成功和失敗的原因。
情感、態(tài)度與價值觀
①讓學生用聯(lián)系的觀點看待周圍的事物并能設計實驗方案證實自己的猜測。
、谂囵B(yǎng)學生大膽猜想,小心求證,形成嚴謹?shù)目茖W精神。
三教學重點與難點
重點:掌握實驗方法;理解歐姆定律。
難點:設計實驗過程;實驗數(shù)據(jù)的分析;實驗結果的評估。
四學情分析
在技能方面是練習用電壓表測電壓,在知識方面是研究串、并聯(lián)電路中的電壓關系。這是一節(jié)探索性實驗課,讓學生自主實驗、觀察記錄,自行分析,歸納總結得出結論。學生對探索性實驗有濃厚的興趣,這種方式能激發(fā)學生的創(chuàng)造性思維活動有利于提高認知能力和實驗能力,但由于學生的探究能力尚不夠成熟,引導培養(yǎng)學生探究能力是本節(jié)課的難點
五教學方法
啟發(fā)式綜合教學法。
六課前準備
教具:投影儀、投影片。
學具:電源、開關、導線、定值電阻(5、10)、滑動變阻器、電壓表和電流表。
七課時安排 一課時
八教學過程
教師活動 學生活動 說明
(一)預習檢查、總結疑惑
、傥覀儗W過的電學部分的物理量有哪些?
、谒麄冎g有聯(lián)系嗎?
、垡欢螌w兩端的電壓越高,通過它的電流如何變化?當導體的電阻越大,通過它的電流如何變化? 學生以舉手的形式回答問題,并將自己的想法寫在學案上。
這部分問題學生以前已經有了感性的認識,大部分學生回答得很正確,即使有少數(shù)同學回答錯誤也沒有關系,學生之間會進行糾正。
(二)情景引入、展示目標
提問:電壓增大,電流也隨著增大,但是你知道電流增大了多少嗎?
讓學生猜測電流I、電壓U、電阻R之間的關系式。 學生大膽猜想。
不論對錯,教師都應認真對待,但應該注意:猜想不是瞎猜、亂猜,不是公式越多越好,應該引導學生在原有知識的基礎上有根據(jù),符合邏輯進行猜想。同時可將所有學生的猜想寫在黑板上,這對其他的同學有啟發(fā)作用。
(三)合作探究、精講點播
一、設計實驗
讓學生闡述自己進行實驗的初步構想。
、倨鞑。
②電路。
、鄄僮鳌
對學生的實驗方法提出異議,促使學生思索實驗的改進。
鎖定實驗方案,板書合理的器材選擇、電路圖、數(shù)據(jù)記錄方法、操作過程。 學生按照學案的過程,補充實驗器材,畫電路圖,并且簡單陳述自己的實驗操作過程。
學生根據(jù)老師提出的異議,討論實驗的改進方案,并修正器材、電路圖、操作方法。 設計實驗部分是一個難點,教師要進行引導,不要輕易否定學生的想法,在設計過程中教師可以提出啟發(fā)性的問題,讓學生自我發(fā)現(xiàn)問題。
二、進行實驗
教師巡視指導,幫助困難學生。 學生以小組為單位進行實驗。
實驗數(shù)據(jù)之間的關系非常明顯,要讓學生從分析數(shù)據(jù)的過程中感受歐姆定律發(fā)現(xiàn)的邏輯過程,傳授學生控制變量法。
三、分析論證
傳授學生觀察數(shù)據(jù)的方法,投影問題,讓學生通過觀察數(shù)據(jù)找到問題的答案,最終得到結論。 學生根據(jù)教師投影出的問題觀察數(shù)據(jù),在回答問題的過程中發(fā)現(xiàn)規(guī)律。
四、評估交流
讓學生討論在實驗中遇到的問題以及自己對問題的`看法和解決辦法,教師引領回答幾個大家普遍遇到的問題。 學生小組內討論。
使學生意識到共同討論可以發(fā)現(xiàn)自己的不足,借鑒別人的經驗。
(四)反思總結、當堂檢測
擴展記錄表格,讓學生補充。
投影一道與生活有關的題目。 學生補充表格。
學生在作業(yè)本上完成。 這個練習很簡單,但能使學生沿著前面的思維慣性走下去,強化學生對歐姆定律的認識。
這一道練習主要是讓學生了解歐姆定律在生活中的應用。
課堂小結
讓學生歸納這節(jié)課學到的知識,回顧實驗的設計和操作過程,既強化了知識又鍛煉了學生歸納整理知識的能力。 學生歸納。
讓學生意識到課堂回顧的重要性,并培養(yǎng)學生歸納整理的能力,對提高學生的自學能力有重要的作用。
________________________________________
九板書設計
已學的電學物理量:電流I、電壓U、電阻R。
猜測三者之間的關系:I=UR、I=U/R、I=U-R、
實驗所需器材:電源、開關、導線、電阻、電流表、電壓表、滑動變阻器。
實驗電路圖:見圖-10
記錄表格:
結論: (歐姆定律)
十教學反思
學生對實驗方法的掌握既是重點也是難點,這個實驗難度比較大,主要在實驗的設計、數(shù)據(jù)的記錄以及數(shù)據(jù)的分析方面。由于實驗的難度比較大,學生出現(xiàn)錯誤的可能性也比較大,所以實驗的評估和交流也比較重要。這些方面都需要教師的引導和協(xié)助,所以這次課采用啟發(fā)式綜合的教學方法。
高二物理教案9
教學目的:
1.知道動量守恒定律的內容,掌握動量守恒定律成立的條件,并在具體問題中判斷動量是否守恒。
2.學會沿同一直線相互作用的兩個物體的動量守恒定律的推導。3.知道動量守恒定律是自然界普遍適用的基本規(guī)律之一。
教學重點:
重點是動量守恒定律及其守恒條件的判定。
教學難點:
難點是動量守恒定律的理解。
教具:
1.氣墊導軌、光門和光電計時器,已稱量好質量的兩個滑塊(附有彈簧圈和尼龍拉扣)。
教學過程:
前面已經學習了動量定理,下面再來研究兩個發(fā)生相互作用的物體所組成的物體系統(tǒng),在不受外力的情況下,二者發(fā)生相互作用前后各自的動量發(fā)生什么變化,整個物體系統(tǒng)的動量又將如何?
1.從生活現(xiàn)象引入:兩個同學靜止在滑冰場上,總動量為0,用力推開后,總動量為多少?(接下來通過實驗建立模型分析)
2.實驗:
1)準備:在已調節(jié)水平的氣墊導軌上放置兩個質量相等的滑塊,用細線連在一起處于被壓縮狀態(tài)
2)解說實驗操作過程
3)實際操作
4)實驗結論:兩個物體在相互作用的過程中,它們的.總動量是一樣的
3.理論推導總結出動量守恒定律并分析成立條件
1)推導:
碰撞之前總動量:P=P1+P2=m11+m22
碰撞之后總動量:P'=P1'+P2'=m11'+m22'
碰撞過程:F1t=m11'-m11
F2t=m22'-m22
由牛三定律有:F1t=-F2t
m11'-m11=-(m22'-m22)
整理:m11+m22=m11'+m22'
即:P=P'
2)引入概念:
1.系統(tǒng):相互作用的物體組成系統(tǒng)。
2.外力:外物對系統(tǒng)內物體的作用力
3.內力:系統(tǒng)內物體相互間的作用力
分析得到上述兩球碰撞得出的結論的條件:
兩球碰撞時除了它們相互間的作用力(系統(tǒng)的內力)外,還受到各自的重力和支持力的作用,使它們彼此平衡。桌面與兩球間的滾動摩擦可以不計,所以說m1和m2系統(tǒng)不受外力,或說它們所受的合外力為零。
結論:相互作用的物體所組成的系統(tǒng),如果不受外力作用,或它們所受外力之和為零,則系統(tǒng)的總動量保持不變。這個結論叫做動量守恒定
4.動量守恒定律
1)內容:一個系統(tǒng)不受外力或者所受外力的和為零,這個系統(tǒng)的總動量保持不變
2)注意點:
①研究對象:系統(tǒng)(注意系統(tǒng)的選取)
、趨^(qū)別:a.外力的和:對系統(tǒng)或單個物體而言
b.合外力:對單個物體而言
、蹆攘_量只改變系統(tǒng)內物體的動量,不改變系統(tǒng)的總動量
、苁噶啃(即不僅對一維的情況成立,對二維的情況也成立,例如斜碰)
、萃恍(參考系的同一性,時刻的同一性)
⑥作用前后,作用過程中,系統(tǒng)的總動量均保持不變
5.分析動量守恒定律成立條件:
b)F合=0(嚴格條件)F內遠大于F外(近似條件)某方向上合力為0,在這個方向上成立
6.適用范圍(比牛頓定律具有更廣的適用范圍:微觀、高速)
7.小結
高二物理教案10
1、牛頓第一定律:一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài),直到有外力迫使它改變這種運動狀態(tài)為止。
。1)運動是物體的一種屬性,物體的運動不需要力來維持。
。2)定律說明了任何物體都有慣性。
。3)不受力的物體是不存在的。牛頓第一定律不能用實驗直接驗證。但是建立在大量實驗現(xiàn)象的基礎之上,通過思維的邏輯推理而發(fā)現(xiàn)的。它告訴了人們研究物理問題的另一種新方法:通過觀察大量的實驗現(xiàn)象,利用人的邏輯思維,從大量現(xiàn)象中尋找事物的規(guī)律。
(4)牛頓第一定律是牛頓第二定律的基礎,不能簡單地認為它是牛頓第二定律不受外力時的特例,牛頓第一定律定性地給出了力與運動的關系,牛頓第二定律定量地給出力與運動的關系。
2、慣性:物體保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質。
(1)慣性是物體的固有屬性,即一切物體都有慣性,與物體的受力情況及運動狀態(tài)無關。因此說,人們只能“利用”慣性而不能“克服”慣性。
(2)質量是物體慣性大小的量度。
3、牛頓第二定律:物體的加速度跟所受的外力的合力成正比,跟物體的質量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同,表達式F?合?=ma
。1)牛頓第二定律定量揭示了力與運動的關系,即知道了力,可根據(jù)牛頓第二定律,分析出物體的運動規(guī)律;反過來,知道了運動,可根據(jù)牛頓第二定律研究其受力情況,為設計運動,控制運動提供了理論基礎。
(2)對牛頓第二定律的數(shù)學表達式F?合?=ma,F(xiàn)?合?是力,ma是力的作用效果,特別要注意不能把ma看作是力。
。3)牛頓第二定律揭示的是力的瞬間效果。即作用在物體上的力與它的效果是瞬時對應關系,力變加速度就變,力撤除加速度就為零,注意力的`瞬間效果是加速度而不是速度。
。4)牛頓第二定律F?合?=ma,F(xiàn)合是矢量,ma也是矢量,且ma與F?合?的方向總是一致的。F合?可以進行合成與分解,ma也可以進行合成與分解。
4、牛頓第三定律:兩個物體之間的作用力與反作用力總是大小相等,方向相反,作用在同一直線上。
(1)牛頓第三運動定律指出了兩物體之間的作用是相互的,因而力總是成對出現(xiàn)的,它們總是同時產生,同時消失。
。2)作用力和反作用力總是同種性質的力。
(3)作用力和反作用力分別作用在兩個不同的物體上,各產生其效果,不可疊加。
5、牛頓運動定律的適用范圍:宏觀低速的物體和在慣性系中。
6、超重和失重
。1)超重:物體有向上的加速度稱物體處于超重。處于超重的物體對支持面的壓力F?N?(或對懸掛物的拉力)大于物體的重力mg,即F?N?=mg+ma.
。2)失重:物體有向下的加速度稱物體處于失重。處于失重的物體對支持面的壓力FN(或對懸掛物的拉力)小于物體的重力mg.即FN=mg-ma.當a=g時F?N?=0,物體處于完全失重。
。3)對超重和失重的理解應當注意的問題
不管物體處于失重狀態(tài)還是超重狀態(tài),物體本身的重力并沒有改變,只是物體對支持物的壓力(或對懸掛物的拉力)不等于物體本身的重力。
超重或失重現(xiàn)象與物體的速度無關,只決定于加速度的方向!凹铀偕仙焙汀皽p速下降”都是超重;“加速下降”和“減速上升”都是失重。
在完全失重的狀態(tài)下,平常一切由重力產生的物理現(xiàn)象都會完全消失,如單擺停擺、天平失效、浸在水中的物體不再受浮力、液體柱不再產生壓強等。
7、處理連接題問題----通常是用整體法求加速度,用隔離法求力。
高二物理教案11
、耪n題:高二物理:第一章靜電場
⑵授課教師:黎亭
、钦n時:2小時
⑷學生現(xiàn)狀分析:現(xiàn)物理水平為60分左右,屬于中下水平。補課安排:復習講解高二知識,抓基礎知識為切入點,后繼強化。
。5)教學內容
高二物理上冊第一章第一節(jié)與第二節(jié)
第一節(jié)電荷及其守恒定律
本節(jié)從物質微觀結構的角度認識物體帶電的本質,使物體帶電的方法。給學生滲透看問題要透過現(xiàn)象看本質的思想。摩擦起電、兩種電荷的相互作用、電荷量的概念初中已接觸,電荷守恒定律對學生而言不難接受,在此從原子結構的基礎上做本質上分析,使學生體會對物理螺旋式學習的過程。本節(jié)關鍵是做好實驗,從微觀分析產生這種現(xiàn)象的原因。有了使物體帶電的理解,電荷守恒定律便水到渠成,進一步鞏固高中的守恒思想。培養(yǎng)學生透過現(xiàn)象看本質的科學習慣。通過閱讀材料,展示物理學發(fā)展中充滿睿智和靈氣的科學思維,弘揚前輩物理學家探尋真理的堅強意志和科學精神。
【教學預設】
使用幻燈片時充分利用它的高效同時,盡量保留黑板的功能始終展示本節(jié)課的知識框架。
在條件允許的情況下努力使實驗簡化,給學生傳遞這樣一個信息──善于從簡單中捕捉精彩瞬間,從日常生活中發(fā)現(xiàn)和體驗科學(閱讀材料)。
練習題設計力求有針對性、導向性、層次性。
【教學目標】
。ㄒ唬┲R與技能
知道兩種電荷及其相互作用。
知道三種使物體帶電的方法及帶電本質。
知道電荷守恒定律。
知道什么是元電荷、比荷、電荷量、靜電感應的概念。
。ǘ┻^程與方法
物理學螺旋式遞進的學習方法。
由現(xiàn)象到本質分析問題的方法。
。ㄈ┣楦袘B(tài)度與價值觀
通過對本節(jié)的學習培養(yǎng)學生從微觀的角度認識物體帶電的本質—透過現(xiàn)象看本質。
科學家科學思維和科學精神的滲透─—課后閱讀材料。
【教學重、難點】
重點:電荷守恒定律
難點:利用電荷守恒定律分析解決相關問題摩擦起電和感應起電的相關問題。
【教學過程】
引入新課:今天開始我們進入物理學另一個豐富多彩,更有趣的殿堂,電和磁的世界。高中的電學知識大致可分為電場的電路,本章將學習靜電學,將從物質的微觀的角度認識物體帶電的本質,電荷相互作用的基本規(guī)律,以及與靜止電荷相聯(lián)系的靜電場的基本性質。
【板書】第一章靜電場
【板書】一、電荷(復習初中知識)
1.兩種電荷:正電荷和負電荷:把用絲綢摩擦過的玻璃棒所帶的電荷稱為正電荷,用正數(shù)表示。把用毛皮摩擦過的硬橡膠棒所帶的電荷稱為負電荷,用負數(shù)表示。
2.電荷及其相互作用:同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引。
3.使物體帶電的方法:
摩擦起電──學生自學P2后解釋摩擦起電的原因,培養(yǎng)學生理解能力和語言表達能力。為電荷守恒定律做鋪墊。
演示摩擦起電,用驗電器檢驗是否帶電,讓學生分析使金屬箔片張開的原因過渡到接觸起電。
接觸起電──電荷從一個物體轉移到另一個物體上仔細觀察從靠近到接觸過程中還有哪些現(xiàn)象?──靠近未接觸時箔片張開張開意味著箔片帶電?看來還有其他方式使物體帶電?其帶電本質是什么?──設置懸念。
自學P3第二段后,回答自由電子和離子的.概念及各自的運動特點。解釋觀察到的現(xiàn)象。
再演示,靠近(不接觸)后再遠離,箔片又閉合,即不帶電,有沒有辦法遠離后箔片仍帶電?
提供器材,鼓勵學生到時講臺演示。得出靜電感應和感應起電。
靜電感應和感應起電──電荷從物體的一部分轉移到另一部分。
通過對三種起電方式本質的分析,讓學生思考滿足共同的規(guī)律是什么?得出電荷守恒定律。
學生自學教材,掌握電荷守恒定律的內容,電荷量、元電荷、比荷的概念。
【板書】
二、電荷守恒定律:
電荷既不能創(chuàng)造,也不能消滅,只能從一個物體轉移到另一個物體,或者從物體的一部分轉移到另一部分。
一個與外界沒有電荷交換的系統(tǒng),電荷的代數(shù)和總是保持不變。
【板書】
三、幾個基本概念
電荷量──電荷的多少叫做電荷量。符號:Q或q單位:庫侖符號:C。
元電荷──電子所帶的電荷量,用e表示,e=1.60×10C。
注意:所有帶電體的電荷量或者等于e,或者等于e的整數(shù)倍。電荷量是不能連續(xù)變化的物理量。最早由美國物理學家密立根測得
比荷──電荷的電荷量q與其質量m的比值q/m,符號:C/㎏。
靜電感應和感應起電──當一個帶電體靠近導體時,由于電荷間相互吸引或排斥,導體中的自由電荷便會趨向或遠離帶電體,使導體靠近帶電體的一端帶異號電荷,遠離一端帶同號電荷。這種現(xiàn)象叫做靜電感應。利用靜電感應使金屬導體帶電的過程叫做感應起電。
課堂訓練:見附件
高二物理教案12
一、教材分析
磁場的概念比較抽象,應對幾種常見的磁場使學生加以了解認識,學好本節(jié)內容對后面的磁場力的分析至關重要。
二、教學目標
(一)知識與技能
1.知道什么叫磁感線。
2.知道幾種常見的磁場(條形、蹄形,直線電流、環(huán)形電流、通電螺線管)及磁感線分布的情況
3.會用安培定則判斷直線電流、環(huán)形電流和通電螺線管的磁場方向。
4.知道安培分子電流假說,并能解釋有關現(xiàn)象
5.理解勻強磁場的概念,明確兩種情形的勻強磁場
6.理解磁通量的概念并能進行有關計算
(二)過程與方法
通過實驗和學生動手(運用安培定則)、類比的方法加深對本節(jié)基礎知識的認識。
(三)情感態(tài)度與價值觀
1.進一步培養(yǎng)學生的實驗觀察、分析的能力.
2.培養(yǎng)學生的空間想象能力.
三、教學重點難點
1.會用安培定則判定直線電流、環(huán)形電流及通電螺線管的磁場方向.
2.正確理解磁通量的概念并能進行有關計算
四、學情分析
磁場概念比較抽象,學生對此難以理解,但前面已經學習過了電場,可采用類比的方法引導學生學習。
五、教學方法
實驗演示法,講授法
六、課前準備:
演示磁感線用的磁鐵及鐵屑,演示用幻燈片
七、課時安排:
1課時
八、教學過程:
(一)預習檢查、總結疑惑
(二)情景引入、展示目標
要點:磁感應強度B的大小和方向。
[啟發(fā)學生思考]電場可以用電場線形象地描述,磁場可以用什么來描述呢?
[學生答]磁場可以用磁感線形象地描述.----- 引入新課
(老師)類比電場線可以很好地描述電場強度的大小和方向,同樣,也可以用磁感線來描述磁感應強度的大小和方向
(三)合作探究、精講點播
【板書】1.磁感線
(1)磁感線的定義
在磁場中畫出一些曲線,使曲線上每一點的切線方向都跟這點的磁感應強度的方向一致,這樣的曲線叫做磁感線。
(2)特點:
A、磁感線是閉合曲線,磁鐵外部的磁感線是從北極出來,回到磁鐵的南極,內部是從南極到北極.
B、每條磁感線都是閉合曲線,任意兩條磁感線不相交。
C、磁感線上每一點的切線方向都表示該點的磁場方向。
D、磁感線的疏密程度表示磁感應強度的大小
【演示】用鐵屑模擬磁感線的形狀,加深對磁感線的認識。同時與電場線加以類比。
【注意】①磁場中并沒有磁感線客觀存在,而是人們?yōu)榱搜芯繂栴}的方便而假想的。
、趨^(qū)別電場線和磁感線的不同之處:電場線是不閉合的,而磁感線則是閉合曲線。
2.幾種常見的磁場
【演示】
、儆描F屑模擬磁感線的演示實驗,使學生直觀地明確條形磁鐵、蹄形磁鐵、通電直導線、通電環(huán)形電流、通電螺線管以及地磁場(簡化為一個大的條形磁鐵)各自的磁感線的分布情況(磁感線的走向及疏密分布)。
②用投影片逐一展示:條形磁鐵、蹄形磁鐵、通電直導線、通電環(huán)形電流、通電螺線管以及地磁場(簡化為一個大的條形磁鐵)。
(1)條形、蹄形磁鐵,同名、異名磁極的磁場周圍磁感線的分布情況
(2)電流的磁場與安培定則
、僦本電流周圍的磁場
在引導學生分析歸納的基礎上得出
a直線電流周圍的磁感線:是一些以導線上各點為圓心的同心圓,這些同心圓都在跟導線垂直的平面上.
b直線電流的方向和磁感線方向之間的關系可用安培定則(也叫右手螺旋定則)來判定:用右手握住導線,讓伸直的大拇指所指的方向跟電流的方向一致,彎曲的四指所指的方向就是磁感線的環(huán)繞方向.
、诃h(huán)形電流的磁場
a環(huán)形電流磁場的磁感線:是一些圍繞環(huán)形導線的閉合曲線,在環(huán)形導線的中心軸線上,磁感線和環(huán)形導線的平面垂直。
[教師引導學生得]
b環(huán)形電流的方向跟中心軸線上的磁感線方向之間的關系也可以用安培定則來判定:讓右手彎曲的四指和和環(huán)形電流的方向一致,伸直的大拇指所指的方向就是環(huán)形導線中心軸線上磁感線的方向.
、弁娐菥管的磁場.
a通電螺線管磁場的磁感線:和條形磁鐵外部的磁感線相似,一端相當于南極,一端相當于北極;內部的磁感線和螺線管的軸線平行,方向由南極指向北極,并和外部的磁感線連接,形成一些環(huán)繞電流的閉合曲線(圖5)
b通電螺線管的電流方向和它的磁感線方向之間的關系,也可用安培定則來判定:用右手握住螺線管,讓彎曲四指所指的方向和電流的方向一致,則大拇指所指的方向就是螺線管的北極(螺線管內部磁感線的方向).
、垭娏鞔艌(和天然磁鐵相比)的特點:磁場的有無可由通斷電來控制;磁場的極性可以由電流方向變換;磁場的強弱可由電流的大小來控制。
【說明】由于后面的`安培力、洛倫茲力、電磁感應與磁感應強度密切相關,幾種常見磁場的磁感線的分布是一個非;镜膬热,不掌握好,對后面的學習有很大影響。
3.安培分子電流假說
(1)安培分子電流假說
對分子電流,結合環(huán)形電流產生的磁場的知識及安培定則,以便學生更容易理解它的兩側相當于兩個磁極,這句話;并應強調這兩個磁極跟分子電流不可分割的聯(lián)系在一起,以便使他們了解磁極為什么不能以單獨的N極或S極存在的道理。
(2)安培假說能夠解釋的一些問題
可以用回形針、酒精燈、條形磁鐵、充磁機做好磁化和退磁的演示實驗,加深學生的印象。舉生活中的例子說明,比如磁卡不能與磁鐵放在一起等等。
【說明】假說,是用來說明某種現(xiàn)象但未經實踐證實的命題。在物理定律和理論的建立過程中,假說,常常起著很重要的作用,它是在一定的觀察、實驗的基礎上概括和抽象出來的。安培分子電流的假說就是在奧斯特的實驗的啟發(fā)下,經過思維發(fā)展而產生出來的。
(3)磁現(xiàn)象的電本質:磁鐵和電流的磁場本質上都是運動電荷產生的.
4.勻強磁場
(1)勻強磁場:如果磁場的某一區(qū)域里,磁感應強度的大小和方向處處相同,這個區(qū)域的磁場叫勻強磁場。勻強磁場的磁感線是一些間隔相同的平行直線。
(2)兩種情形的勻強磁場:即距離很近的兩個異名磁極之間除邊緣部分以外的磁場;相隔一定距離的兩個平行線圈(亥姆霍茲線圈)通電時,其中間區(qū)域的磁場P87圖3.3-7,圖3.3-8。
5.磁通量
(1)定義: 磁感應強度B與線圈面積S的乘積,叫穿過這個面的磁通量(是重要的基本概念)。
(2)表達式:=BS
【注意】①對于磁通量的計算要注意條件,即B是勻強磁場或可視為勻強磁場的磁感應強度,S是線圈面積在與磁場方向垂直的平面上的投影面積。
、诖磐渴菢肆浚姓、負之分,可舉特例說明。
(3)單位:韋伯,簡稱韋,符號Wb 1Wb = 1Tm2
(4)磁感應強度的另一種定義(磁通密度):即B =/S
上式表示磁感應強度等于穿過單位面積的磁通量,并且用Wb/m2做單位(磁感應強度的另一種單位)。所以:1T = 1 Wb/m2 = 1N/Am
(三)小結:對本節(jié)各知識點做簡要的小結。
(四)反思總結、當堂檢測
1.如圖所示,放在通電螺線管內部中間處的小磁針,靜止時N極指向右.試判定電源的正負極.
解析:小磁針N極的指向即為該處的磁場方向,所以在螺線管內部磁感線方向由ab,根據(jù)安培定則可判定電流由c端流出,由d端流入,故c端為電源的正極,d端為負極.
注意:不要錯誤地認為螺線管b端吸引小磁針的N極,從而判定b端相當于條形磁鐵的南極,關鍵是要分清螺線管內、外部磁感線的分布.
2.如圖所示,當線圈中通以電流時,小磁針的北極指向讀者.學生確定電流方向.
答案:電流方向為逆時針方向.
(五)發(fā)導學案、布置作業(yè)
九、板書設計
磁感線:人為畫出,可形象描述磁場
幾種常見的磁場:安培定則:讓右手彎曲的四指與環(huán)形電流的方向一致,伸直的拇指所指的方向就是環(huán)形導線軸線上磁感線的方向。
勻強磁場:磁場中各處電場強度大小相等方向相同。其磁感線是一些間隔均勻的平行直線。
磁通量:B與S的乘積,單位是韋伯,也叫磁通密度。
十、教學反思
本節(jié)內容與本章第一節(jié)內容聯(lián)系較大可先復習第一節(jié)知識后進入新課的學習,并在學習過程中加入對應習題。注重演示如演示磁感線用的磁鐵及鐵屑,演示用幻燈片等使學生具有形象感。
高二物理教案13
知識目標:
1、了解萬有引力定律得出的思路和過程。
2、理解萬有引力定律的含義并會推導萬有引力定律。
3、知道任何物體間都存在著萬有引力,且遵守相同的規(guī)律
能力目標:
1、培養(yǎng)學生研究問題時,抓住主要矛盾,簡化問題,建立理想模型的處理問題的能力。
2、訓練學生透過現(xiàn)象(行星的運動)看本質(受萬有引力的作用)的判斷、推理能力
德育目標:
1、通過牛頓在前人的基礎上發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的思考過程,說明科學研究的長期性,連續(xù)性及艱巨性,滲透科學發(fā)現(xiàn)的方_育。
2、培養(yǎng)學生的猜想、歸納、聯(lián)想、直覺思維能力。
教學重難點
教學重點:
月——地檢驗的推倒過程
教學難點:
任何兩個物體間都存在萬有引力
教學過程
(一)引入:
太陽對行星的引力是行星做圓周運動的向心力,,這個力使行星不能飛離太陽;地面上的物體被拋出后總要落到地面上;是什么使得物體離不開地球呢?是否是由于地球對物體的引力造成的呢?
若真是這樣,物體離地面越遠,其受到地球的引力就應該越小,可是地面上的物體距地面很遠時受到地球的引力似乎沒有明顯減小。如果物體延伸到月球那里,物體也會像月球那樣圍繞地球運動。地球對月球的引力,地球對地面上的物體的引力,太陽對行星的引力,是同一種力。你是這樣認為的嗎?
(二)新課教學:
一.牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的過程
(引導學生閱讀教材找出發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的思路)
假想,理論推導,實驗檢驗
(1)牛頓對引力的思考
牛頓看到了蘋果落地發(fā)現(xiàn)了萬有引力,這只是一種傳說。但是,他對天體和地球的引力確實作過深入的思考。牛頓經過長期觀察研究,產生如下的假想:太陽、行星以及離我們很遠的恒星,不管彼此相距多遠,都是互相吸引著,其引力隨距離的增大而減小,地球和其他行星繞太陽轉,就是靠劂的引力維持。同樣,地球不僅吸引地面上和表面附近的物體,而且也可以吸引很遠的物體(如月亮),其引力也是隨距離的增大而減弱。牛頓進一步猜想,宇宙間任何物體間都存在吸引力,這些力具有相同的本質,遵循同樣的力學規(guī)律,其大小都與兩者間距離的平方成反比。
(2)牛頓對定律的推導
首先,要證明太陽的引力與距離平方成反比,牛頓憑著他對于數(shù)學和物理學證明的驚人創(chuàng)造才能,大膽地將自己從地面上物體運動中總結出來的運動定律,應用到天體的運動上,結合開普勒行星運動定律,從理論上推導出太陽對行星的引力F與距離r的平方成反比,還證明引力跟太陽質量M和行星質量m的乘積成正比,牛頓再研究了衛(wèi)星的運動,結論是:
它們間的引力也是與行星和衛(wèi)星質量的乘積成正比,與兩者距離的平方成反比。
(3)。牛頓對定律的檢驗
以上結論是否正確,還需經過實驗檢驗。牛頓根據(jù)觀測結果,憑借理想實驗巧妙地解決了這一難題。
牛頓設想,某物體在地球表面時,其重力加速度為g,若將它放到月球軌道上,讓它繞地球運動時,其向心加速度為a。如果物體在地球上受到的重力F1,和在月球軌道上運行時受到的作用力F2,都是來自地球的吸引力,其大小與距離的平方成反比,那么,a和g之間應有如下關系:
已知月心和地心的距離r月地是地球半徑r地的60倍,得。
從動力學角度得出的這一結果,與前面用運動學公式算出的數(shù)據(jù)完全一致,
牛頓證實了關于地球和物體間、各天體之間的引力都屬于同一種性質力,都遵循同樣的力學規(guī)律的假想是正確的。牛頓把這種引力規(guī)律做了合理的推廣,在1687年發(fā)表了萬有引力定律?梢杂孟卤韥肀磉_牛頓推證萬有引力定律的思路。
(引導學生根據(jù)問題看書,教師引導總結)
(1)什么是萬有引力?并舉出實例。
(2)萬有引力定律怎樣反映物體之間相互作用的規(guī)律?其數(shù)學表達式如何?
(3)萬有引力定律的適用條件是什么?
二.萬有引力定律
1、內容:自然界中任何兩個物體都是互相吸引的,引力的大小跟這兩個物體的質量乘積成正比,跟它們的距離的二次方成反比;引力的方向沿著二者的連線。
2.公式:
3.各物理量的含義及單位:
F為兩個物體間的引力,單位:N.
m1、m2分別表示兩個物體的質量,單位:kg
r為它們間的距離,單位:m
G為萬有引力常量:G=6.67×10-11N·m2/kg2,單位:N·m2/kg2.
4.萬有引力定律的理解
、偃f有引力F是因為相互作用的物體有質量而產生的引力,與初中學習的電荷間的引力、磁極間的引力不同。
強調說明:
A.萬有引力的普遍性.萬有引力不僅存在于星球間,任何客觀存在的有質量的物體間都存在這種相互吸引的力.
B.萬有引力的相互性.兩個物體相互作用的引力是一對相互作用的作用力與反作用力,它們大小相等,方向相反,分別作用在兩個物體上.
C.萬有引力的宏觀性.在通常情況下,萬有引力非常小,只有在質量巨大的星球間或天體與天體附近的物體間,它的存在才有實際的物理意義.
D.萬有引力的獨立性.兩物體間的萬有引力只與它們本身的質量有關,而與所在空間的性質無關,也與周圍有無其他物體無關.
、趓為兩個物體間距離:
A、若物體可以視為質點,r是兩個質點間的距離。
B、若是規(guī)則形狀的均勻物體相距較近,則應把r理解為它們的幾何中心的距離。
C、若物體不能視為質點,則可把每一個物體視為若干個質點的集合,然后按萬有引力定律求出各質點間的引力,再按矢量法求它們的合力。
、跥為萬有引力常量,在數(shù)值上等于質量都是1kg的兩物體相距1m時的`相互作用的引力
隨堂練習:
1、探究:叫兩名學生上講臺做兩個游戲:一個是兩人靠攏后離開三次以上,二個是叫兩人設法跳起來停在空中看是否能做到。然后設問:既然自然界中任何兩個物體間都有萬有引力,那么在日常生活中,我們各自之間或人與物體之間,為什么都對這種作用沒有任何感覺呢?
具體計算:地面上兩個50kg的質點,相距1m遠時它們間的萬有引力多大?已知地球的質量約為6.0×1024kg,地球半徑為6.4×106m,則這個物體和地球之間的萬有引力又是多大?(F1=1.6675×10-7N,F(xiàn)2=493N)
(學生計算后回答)
本題點評:由此可見通常物體間的萬有引力極小,一般不易感覺到。而物體與天體間的萬有引力(如人與地球)就不能忽略了。
2、要使兩物體間萬有引力減小到原來的1/4,可采用的方法是()
A.使兩物體的質量各減少一半,距離保持不變
B.使兩物體間距離增至原來的2倍,質量不變
C.使其中一個物體質量減為原來的1/4,距離不變
D.使兩物體質量及它們之間的距離都減為原來的1/4
答案:ABC
3.設地球表面重力加速度為,物體在距離地心4R(R是地球的半徑)處,由于地球的作用而產生的加速度為g,則為()
A.1B1/9C.1/4D.1/16
提示:兩處的加速度各由何力而產生?滿足何規(guī)律?
答案:D
三.引力恒量的測定
牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律,卻沒有給出引力恒量的數(shù)值。由于一般物體間的引力非常小,用實驗測定極其困難。直到一百多年之后,才由英國的卡文迪許用精巧的扭秤測出。
(1)用扭秤測定引力恒量的方法
卡文迪許解決問題的思路是:將不易觀察的微小變化量,轉化為容易觀察的顯著變化量,再根據(jù)顯著變化量與微小量的關系,算出微小變化量。
問:卡文迪許扭秤實驗中如何實現(xiàn)這一轉化?
測引力(極小)轉化為測引力矩,再轉化為測石英絲扭轉角度,最后轉化為光點在刻度尺上移動的距離(較大)。根據(jù)預先求出的石英絲扭轉力矩跟扭轉角度的關系,可以證明出扭轉力矩,進而求得引力,確定引力恒量的值。
卡文迪許在測定引力恒量的同時,也證明了萬有引力定律的正確性。
(四)、小結
本節(jié)課重點學習了萬有引力定律的內容、表達式、理解以及簡單的應用重點理解定律的普遍性、普適性,對萬有引力的性質有深層的認識
對萬有引力定律的理解應注意以下幾點:
(1)萬有引力的普遍性。它存在于宇宙中任何有質量的物體之間,不管它們之間是否還有其他作用力。
(2)萬有引力恒量的普適性。它是一個僅和m、r、F單位選擇有關,而與物體性質無關的恒量。
(3)兩物體間的引力,是一對作用力和反作用力。
(4)萬有力定律只適用于質點和質量分布均勻球體間的相互作用。
課后習題
課本71頁:2、3
板書
萬有引力定律
1、萬有引力定律的推導:
2、萬有引力定律
、賰热荩鹤匀唤缰腥魏蝺蓚物體都是相互吸引的,引力的大小跟這兩個物體的質量的乘積成正比,跟它們的距離的二次方成反比。
②公式:
G是引力常量,r為它們間的距離
③各物理量的含義及單位:
、苋f有引力定律發(fā)現(xiàn)的重要意義:
3.引力恒量的測定
4.萬有引力定律的理解
、偃f有引力F是因為相互作用的物體有質量而產生的引力,與初中學習的電荷間的引力、磁極間的引力不同。
強調說明:
A.萬有引力的普遍性.萬有引力不僅存在于星球間,任何客觀存在的有質量的物體間都存在這種相互吸引的力.
B.萬有引力的相互性.兩個物體相互作用的引力是一對相互作用的作用力與反作用力,它們大小相等,方向相反,分別作用在兩個物體上.
C.萬有引力的宏觀性.在通常情況下,萬有引力非常小,只有在質量巨大的星球間或天體與天體附近的物體間,它的存在才有實際的物理意義.
D.萬有引力的獨立性.兩物體間的萬有引力只與它們本身的質量有關,而與所在空間的性質無關,也與周圍有無其他物體無關.
、趓為兩個物體間距離:
A、若物體可以視為質點,r是兩個質點間的距離。
B、若是規(guī)則形狀的均勻物體相距較近,則應把r理解為它們的幾何中心的距離。
C、若物體不能視為質點,則可把每一個物體視為若干個質點的集合,然后按萬有引力定律求出各質點間的引力,再按矢量法求它們的合力。
、跥為萬有引力常量,在數(shù)值上等于質量都是1kg的兩物體相距1m時的相互作用的引力。
高二物理教案14
一、教學目標
1、知識目標:
、僦乐本上機械波的形成過程
、谥朗裁词菣M波,波峰和波谷
、壑朗裁词强v波,密部和疏部
④知道"機械振動在介質中傳播,形成機械波",知道波在傳播運動形式的同時也傳遞了能量
2、能力目標:
、倥囵B(yǎng)學生進行科學探索的能力
②培養(yǎng)學生觀察、分析和歸納的能力
、叟囵B(yǎng)學生的空間想象能力和思維能力
二、教學重點、難點分析
機械波的形成過程及傳播規(guī)律是本節(jié)課的重點,也是本節(jié)課的難點。
三、教學方法
實驗探索和計算機輔助教學
四、教具
絲帶、波動演示箱、水平懸掛的長彈簧、音叉
五、教學過程
。ㄒ唬┮胄抡n
。垩菔荆荻秳咏z帶的一端,產生一列凹凸相間的波在絲帶上傳播(激發(fā)興趣,引出課題)
在這個簡單的例子中,我們接觸到一種廣泛存在的運動形式--波動,請同學們再舉出幾個有關波的例子。(學生舉例,活躍氣氛;讓學生在大量生活實例中感觸波的存在,增強感性認識。)
學生會列舉水波、聲波、無線電波、光波。教師啟發(fā),大家聽說過地震嗎?學生會想到地震波。
水波、聲波、地震波都是機械波,無線電波、光波都是電磁波。這一章我們學習機械波的知識,以后還會學習電磁波的知識。
。ǘ┻M行新課
現(xiàn)在學習第一節(jié),波的形成和傳播。
【板書】一、波的形成和傳播
。垩菔荆輷軇铀綉覓斓娜彳涢L彈簧一端,產生一列疏密相間的波沿彈簧傳播;
[演示]敲擊音叉,聽到聲音,這是聲波在空氣中傳播(指明,雖然眼睛看不到波形,但它客觀存在,也是疏密相間的波形)
師生共同分析,得出波產生的條件:①波源,②介質。(為研究波的形成奠定基礎)
波是怎樣形成的呢?為什么會有不同的波形?波傳播的是什么呢?(設置疑問,激發(fā)學生的探究欲望)
【板書】實驗探索
發(fā)放"探索波的形成和傳播規(guī)律"的實驗報告,進行實驗探索并完成實驗報告。
實驗目的:探索波的形成原因和傳播規(guī)律
實驗(一),學生分組實驗:每兩人一條絲帶(60cm左右),觀察絲帶上凹凸相間的波。
實驗步驟:
。1)、將絲帶一端用手指按在桌面上,手持另一端沿水平桌面抖動,在絲帶上產生一列凹凸相間的波向另一端傳播。
(2)、在絲帶上每隔大約2~3cm用墨水染上一個點,代表絲帶上的質點。重復步驟(1)。觀察絲帶上的質點依次被帶動著振動起來,振動沿絲帶傳播開去,在絲帶上形成凹凸相間的波。
、偎伎迹航z帶的一端振動后,為什么后面的質點能被帶動著運動起來?_________________如果將絲帶剪斷,后面的質點還能運動嗎?___________
②分析:絲帶上凹凸相間的波形是怎樣產生的?___________________(可以參閱課本第3頁)
③觀察絲帶上的質點是否隨波向遠處遷移?__________
實驗(二),觀察波動演示器上凹凸相間的波:(因器材有限,可以教師操作,引導學生注意觀察)
實驗步驟:
(1)、逆時針轉動搖柄,演示屏上的質點排成一條水平線。(表示各質點都處在平衡位置)
(2)、順時針轉動搖柄,各個質點依次振動起來。(注意觀察各個質點振動的先后順序)
現(xiàn)象:①后面的質點總比前面的質點開始振動的時刻_______,從總體上看形成凹凸相間的波。
、诟髻|點的振動沿________方向,波的傳播沿_______方向,質點振動方向與波的傳播方向_______。
、圪|點是否沿波的傳播方向遷移?_______
這種波叫做橫波,在橫波中凸起的最高處叫做波峰,凹下的最低處叫做波谷。
實驗(三),觀察彈簧上產生的疏密相間的波。
實驗步驟:
。1)、撥動水平懸掛的.柔軟長彈簧一端,產生一列疏密相間的波沿彈簧傳播。
。2)、在彈簧上某一位置系一根紅布條,代表彈簧上的質點,重復步驟(1)。
、儆^察::紅布條是否隨波遷移?________說明了什么?_____________
②分析:彈簧上疏密相間的波形是怎樣產生的?____________________(類比絲帶上波產生的分析方法,鍛煉學生的知識遷移能力)
實驗(四),觀察波動演示器上疏密相間的波:
實驗步驟:
(1)、逆時針轉動搖柄,演示屏上的質點排成一條水平線。
。2)、順時針轉動搖柄,各個質點依次振動起來。
現(xiàn)象:①后面的質點總比前面的質點開始振動的時刻________,從總體上看形成疏密相間的波。
、诟髻|點的振動沿________,波的傳播沿_______方向,質點振動方向與波的傳播方向_______。
、圪|點是否沿波的傳播方向遷移?_______
這種波叫做縱波,在縱波中最密處叫做密部,最疏處叫做疏部。
分析實驗得出結論:
①不論橫波還是縱波,介質中各個質點發(fā)生振動并不隨波遷移。因此,波傳播的是_________________,而不是介質本身。
、诓▊鱽砬,各個質點是靜止的,波傳來后開始振動,說明他們獲得了能量。這個能量是從波源通過前面的質點傳來的。因此:波是傳遞_________的一種方式。
【板書】1、機械振動在介質中的傳播,形成機械波。
2、機械波的分類:橫波、縱波
3、波傳播的是振動形式,是振動的能量。
(三)知識應用:
1、課本中提到地震波既有橫波,又有縱波。你能想象在某次地震時,位于震源正上方的建筑物,在縱波和橫波分別傳來時的振動情況嗎?為什么?(從理性認識回到感性認識,實現(xiàn)認識的第二次飛躍)
2、本來是靜止的質點,隨著波的傳來開始振動,有關這一現(xiàn)象的說法正確的有:
A、該現(xiàn)象表明質點獲得了能量
B、質點振動的能量是從波源傳來的
C、該質點從前面的質點獲取能量,同時也將振動的能量向后傳遞
D、波是傳遞能量的一種方式
E、如果振源停止振動,在介質中傳播的波也立即停止
F、介質質點做的是受迫振動
(四)布置作業(yè):
1、書面作業(yè):列舉生活中常見的有關機械波的例子(橫波、縱波各一例)簡述它們是如何形成的。(培養(yǎng)學生觀察生活并用所學物理知識解決實際問題的能力和表達能力)
2、動腦作業(yè):發(fā)生地震時,從地震源傳出的地震波為什么能造成房屋倒塌、人員傷亡的事故?請用本節(jié)所學知識加以解釋。(學以致用,鞏固提高)
高二物理教案15
本節(jié)教材分析:
波的干涉是波的一種特殊的疊加現(xiàn)象,所以對波的疊加現(xiàn)象的理解是認識波的干涉現(xiàn)象的基礎。教材首先講了波的疊加現(xiàn)象,即兩列波相遇而發(fā)生疊加時,對某一質點而言,它每一時刻振動的總位移,都等于該時刻兩列波在該質點引起的位移的矢量和。
在學生理解波的疊加的基礎上,再進一步說明在特殊情況下,即當兩列波的頻率相同時,疊加的結果就會出現(xiàn)穩(wěn)定的特殊圖樣,即某些點兩列波引起的振動始終加強,某些點兩列波引起的振動始終減弱,并且加強點與減弱點相互間隔,這就是干涉現(xiàn)象。
由于對干涉現(xiàn)象的理解,需要一定的空間想象力圖,可借助圖片、計算機模擬,盡可能使學生形象、直觀地理解干涉現(xiàn)象。
教學目標:
1。知道波的疊加原理。
2。知道什么是波的干涉現(xiàn)象和干涉圖樣。
3。知道干涉現(xiàn)象也是波特有的現(xiàn)象。
教學重點:波的疊加原理和波的干涉現(xiàn)象。
教學難點:波的干涉中加強點和減弱點的位移和振幅的區(qū)別。
教學方法:實驗法、電教法、訓練法。
教學用具:實物投影儀、CAI課件、波的干涉實驗儀。
教學過程
一、引入
1。什么叫波的衍射?
2。產生明顯的衍射的條件是什么?
學生答:波可以繞過障礙物繼續(xù)傳播,這種現(xiàn)象叫做波的衍射。
只有縫、孔的寬度和障礙物的尺寸跟波長相差不多,或者比波長更小時,才能產生明顯的衍射現(xiàn)象。
教師:波的衍射研究的是一個波源發(fā)出波的情況,那么兩列或兩列以上的波在同一介質中傳播,又會發(fā)生什么情況呢?
二、新課教學
(一)波的疊加原理
[設問]把兩塊石子在不同的地方投入池塘的水中,就有兩列波在水面上傳播,兩列波相遇時,會不會像兩個小球相碰時那樣,都改變原來的運動狀態(tài)呢?
[演示]取一根長繩,兩位同學在這根水平長繩的兩端分別向上抖動一下,學生觀察現(xiàn)象。
[學生敘述現(xiàn)象]
現(xiàn)象一:抖動一下后,看到有兩個凸起狀態(tài)在繩上相向傳播。
現(xiàn)象二:兩列波相遇后,彼此穿過,繼續(xù)傳播,波的形狀和傳播的情形跟相遇前一樣。
[教師總結]兩列波相遇后,每列波都像相遇前一樣,保持各自原來的波形,繼續(xù)向前傳播,這是波的獨立傳播特性。
[多媒體模擬繩波相遇前和相遇后的波形]
[教師]剛才,通過實驗,我們知道了兩列波在相遇前后,它們都保持各自的運動狀態(tài),彼此都沒有受到影響,那么在兩列波相遇的區(qū)域里情況又如何呢?
[多媒體模擬繩波相遇區(qū)的情況]
[教師總結]在兩列波重疊的區(qū)域里,任何一個質點同時參與兩個振動,其振動位移等于這兩列波分別引起的位移的矢量和。當兩列波在同一直線上振動時,這兩種位移的矢量和簡化為代數(shù)和,這叫做波的疊加原理。
[強化訓練]兩列振動方向相同和振動方向相反的波疊加,振幅如何變化?振動加強還是減弱?
學生討論后得到:兩列振動方向相同的波疊加,振動加強,振幅增大;兩列振動方向相反的波疊加,振動減弱,振幅減小。
。ǘ┎ǖ母缮
[實物投影演示]把兩根金屬絲固定在同一個振動片上,當振動片振動時,兩根金屬絲周期性地觸動水面,形成兩個波源,觀察在兩列波相遇重疊的區(qū)域里出現(xiàn)的現(xiàn)象。
[教師說明]由于這兩列波是由同一個振動片引起的,所以這兩個波源的振動頻率和振動步調相同。
[學生敘述現(xiàn)象]在振動的水面上,出現(xiàn)了一條條從兩個波源中間伸展出來的相對平靜的區(qū)域和激烈振動的區(qū)域,這兩種區(qū)域在水面上的位置是固定的,而且相互隔開。
兩列頻率相同的水波相遇,會出現(xiàn)振動加強和振動減弱相互間隔的現(xiàn)象,形成穩(wěn)定的干涉圖樣。
干涉;頻率相同的兩列波疊加,使某些區(qū)域的振動加強、某些區(qū)域的振動減弱,并且振動加強和振動減弱的區(qū)域互相間隔,這種現(xiàn)象叫波的干涉。
在干涉現(xiàn)象中形成的圖樣叫干涉圖樣。由于兩列波的頻率相同,振動加強處總是加強,振動減弱處總是減弱,所以出現(xiàn)了穩(wěn)定的干涉圖樣。
[用多媒體展示課本水波的`干涉圖樣及波的干涉的示意圖]
[教師]為什么會出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢?
結合課本圖10—30進行分析:?
對于圖中的a點:?
設波源S1、S2在質點a引起的振幅分別為A1和A2,以圖中a點波峰與波峰相遇時刻計時,波源S1、S2分別引起a質點的振動圖象如圖甲、乙所示,當兩列波重疊后,質點a同時參與兩個振動,合振動圖象如圖丙所示:
從圖中可看出:對于a點,在t=0時是兩列波的波峰和波峰相遇,經過半個周期,就變成波谷和波谷相遇,也就是說:在a點,兩列波引起的振幅都等于兩列波的振幅之和,即a點始終是振動加強點。
說明的幾個問題:
1。從波源S1、S2發(fā)出的兩列波傳到振動加強的點a振動步調是一致的,引起質點a的振動方向是一致的,振幅為A1+A2。
2。振動加強的質點a并不是始終處于波峰或波谷,它仍然在平衡位置附近振動,只是振幅最大,等于兩列波的振幅之和。
3。振動加強的條件:波峰與波峰或波谷與波谷相遇點是振動加強點。加強點與兩個波源的距離差:△r=r2—r1=k (k=0,1,2,3)
那么,振動減弱的點又是如何形成的呢?
以波源S1、S2分別將波峰、波谷傳給減弱點b時刻開始計時,波源S1、S2分別引起質點b振動的圖象如圖甲、乙所示,當兩列波重疊后,質點a同時參與兩個振動,合振動圖象如圖丙所示:
在b點是兩列波的波峰和波谷相遇,經過半個周期,就變成波谷和波峰相遇,在這一點兩列波引起的合振動始終是減弱的,質點振動的振幅等于兩列波的振幅之差。?
說明的幾個問題:?
1。從波源S1、S2發(fā)出的兩列波傳到b點時引b的振動方向相反,振幅為|A1—A2|。
2。振動減弱的質點b并不是一定不振動,只是振幅最小,等于兩列波的振幅之差。
3。振動減弱的條件:波峰與波谷相遇點是振動加強點。減弱點與兩個波源的距離差:△r=r2—r1=(2k+1)/2 (k=0,1,2,3)
[強化訓練]
1。從一條弦線的兩端,各發(fā)生一如圖甲所示的橫脈沖,它們均沿弦線傳播,速度相等,傳播方向相反,在它們傳播的過程中,可能出現(xiàn)的脈沖波形是圖乙中的(ABD)
2。如上圖中s1和s2是兩個相干波源,以s1和s2為圓心的兩組同心圓弧分別表示在同一時刻兩列波的波峰和波谷,實線表示波峰,虛線表示波谷,a、b、c三點中,振動加強的點是 ,振動減弱的點是 ,再過 周期,振動加強的點是 ,振動減弱的點是 。
。ㄈ┊a生波的干涉的條件
[對比投影演示實驗]
實驗一:在投影儀上放一個發(fā)波水槽,用同一振動片帶動兩個振針振動,觀察產生的現(xiàn)象。
實驗二:在投影儀上放一個發(fā)波水槽,用二個振針分別激起兩列水波,觀察發(fā)生的現(xiàn)象。?
[學生敘述現(xiàn)象]
現(xiàn)象一:看到了穩(wěn)定的干涉圖樣(實驗一)
現(xiàn)象二:實驗二中,得到的干涉圖樣是不穩(wěn)定的。
產生干涉的條件:兩列波的頻率相同。
說明:
1。干涉現(xiàn)象中那些總是振動加強的點或振動減弱的點是建立在兩個波源產生的頻率相同的前提條件下。
2。如果兩列頻率不同的波相疊加,得到的圖樣是不穩(wěn)定的;而波的干涉是指波疊加中的一個特例,即產生穩(wěn)定的疊加圖樣。
3。聲波的干涉。
4。一切波都能發(fā)生干涉,干涉和衍射是波特有的現(xiàn)象。
[強化訓練]
關于兩列波的穩(wěn)定干涉現(xiàn)象,下列說法正確的是(BD)
A。任意兩列波都能產生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象
B。發(fā)生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象的兩列波,它們的頻率一定相同
C。在振動減弱的區(qū)域,各質點都處于波谷
D。在振動加強的區(qū)域,有時質點的位移等于零
兩列波疊加產生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象是有條件的,不是任意兩列波都能產生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象的,兩列波疊加產生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象的一個必要條件是兩列波的頻率相同,所以選項A是錯誤的而選項B是正確的;在振動減弱的區(qū)域里,只是兩列波引起質點的振動始終是減弱的,質點振動的振幅等于兩列波的振幅之差,如果兩列波的振幅相同,質點振動的振幅就等于零,也不可能各質點都處于波谷,所以選項C是錯誤的。在振動加強的區(qū)域里,兩列波引起質點的振動始終是加強的,質點振動的最激烈,振動的振幅等于兩列波的振幅之和,但這些點始終是振動著的,因而有時質點的位移等于零,所以選項D是正確的。所以本題應選B、D。
強調:不論是振動加強點還是振動減弱點,位移仍隨時間做周期性變化。
三、小結
1。什么是波的獨立性?什么是波的疊加原理?
2。什么是波的干涉?產生穩(wěn)定干涉的條件是什么?
四、板書設計
五、1。課本P18?第3題?2。課本 P18的做一做:觀察聲音的干涉現(xiàn)象。?
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