【例8 用与竖直方向成α=30°斜向右上方,大小为F 的推力把一个重量为G 的木块压在粗糙竖直墙上保持静止。求墙对木块的正压力大小N 和墙对木块的摩擦力大小f 。 解:当G F 32=时,f =0;当G F 3
2>时,G F f -=23,方向竖直
向下;当G F 3
2<时,F G f 23
-=,方向竖直向上。
4.整体法与隔离法的应用
对于连结体问题,如果能够运用整体法,我们优先采用整体法,这样涉及的研究对象少,未知量少,方程少;不计物体间相互作用的内力,或物体系内的物体的运动状态相同,一般首先考虑整体法,对于大多数动力学问题,单纯采用整体法并不一定能解决,通常采用整体法和隔离法相结
合的方法。
隔离法:物体之间总是相互作用的,为了使研究的问题得到简化,常将研究对象从相互作用的物体中隔离出来,而其它物体对研究对象的影响一律以力来表示的研究方法叫隔离法。
整体法:在研究连接体一类的问题时,常把几个相互作用的物体作为一个整体看成一个研究对象的方法叫整体法。
【例9 有一个直角支架AOB ,AO 水平放置,表面粗糙, OB 竖直向下,表面光滑。AO 上套有小环P ,OB 上套有小环Q ,两环质量均为m ,两环由一根质量可忽略、不可伸长的细绳相连,并在某一位置平衡(如图所示)。现将P 环向左移一小段距离,两环再次达到平衡,那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较,AO 杆对P 环的支持力F N 和摩擦力f 的变化情况是 B
A .F N 不变,f 变大
B .F N 不变,f 变小
C .F N 变大,f 变大
D .F N 变大,f 变小
例10图7-1所示,两个完全相同重为G 的球,两球与水平面间的动摩擦因数都是μ,一根轻绳两端固结在两个球上,在绳的中点施一个竖直向上的拉力,当绳被拉直后,两段绳间的夹角为θ。问当F 至少多大时,两球将发生滑动?
例11图7-3所示,光滑的金属球B 放在纵截面为等腰三角形的物体A 与竖直墙壁之间,恰好匀速下滑,已知物体A 的重力是B 的重力的6倍,不计球跟斜面和墙壁之间摩擦,问:物体A 与水平面之间的动摩擦因数μ是多少?
5.“稳态速度”类问题中的平衡
【例12物体从高空下落时,空气阻力随速度的增大而增大,因此经过一段距离后将匀速下落,这个速度称为此物体下落的稳态速度。已知球形物体速度不大时所受的空气阻力正比于速度v ,且
正比于球半径r ,即阻力f=krv ,k 是比例系数。对于常温下的空气,比例系数k =3.4×10-4Ns/m 2
。已知水的密度3
100.1?=ρkg/m 3
,重力加速度为10=g m/s 2
。求半径r =0.10mm 的球形雨滴在无风情况下的稳态速度。
解析:雨滴下落时受两个力作用:重力,方向向下;空气阻力,方向向上。当雨滴达到稳态速
度后,加速度为0,二力平衡,用m 表示雨滴质量,有mg -krv =0,3/43
ρπr
m =,求得
k g r v 3/42ρπ=,v =1.2m/s 。
6.绳中张力问题的求解 【例13】重G 的均匀绳两端悬于水平天花板上的A 、B 两点。静止时绳两端的切线方向与天花板成
F F
α角。求绳的A 端所受拉力F 1和绳中点C 处的张力F 2。
解:以AC 段绳为研究对象,根据判定定理,虽然AC 所受的三个力分别作用在不同的点(如图中的A 、C 、P 点),但它们必为共点力。设它们延长线的交点为O ,用平行四边形定则作图可得:
α
αtan 2,sin 221G
F G F ==
7 解答平衡问题时常用的数学方法
根据平衡条件解答平衡问题,往往要进行一定的数学运算才能求得结果,在选择数学方法可针对如下几种情况进行:
1、物体受三力作用而平衡,且三力成一定的夹角,一般将三力平衡化为二力平衡,对应数学方法:
(1)正弦定理:如图6-1所示,则有F 1/sin α=F 2/sin β=F 3/sin γ (2)三角形相似:这种方法应用广泛,具体应用时先画出力的 三角形,再寻找与力的三角形相似的空间三角形,(即具有物理 意义的三角形和具有几何意义的三角形相似)由相似三角形建立 比例关系求解。
2、多力合成时为了便于计算,往往把这些力先正交分解,根据:∑F X =0 ∑F Y =0 求解。
3、动态平衡问题:解析法和图象法。
解析法:对研究对象形的任一状态进行受力分析,建立平衡方程,求出因变量与自变量的一般函数
关系,然后根据自变量变化情况而确定因变量的变化情况。
图象法:对研究对象在状态变化过程中的若干状态进行受力分析,依据某一参量的变化,在同一图
中作出若干状态下的平衡图,再由边角变化关系确定某些力的大小及方向的变化情况。
【例14】如图所示,在半径为R 的光滑半球面正上方距球心h 处悬挂一定滑轮,重为G 的小球A 用绕过滑轮的绳子被站在地面上的人拉住。人拉动绳子,在与球面相切的某点缓慢运动到接近顶点的过程中,试分析半球对小球的支持力N 和绳子拉力F 如何变化。
解析:小球在重力G ,球面的支持力N ,绳子的拉力F 作用下,处于动态平衡。任选一状态,受力如图4所示。不难看出,力三角形ΔFAG ’与几何关系三角形ΔBAO 相似,从而有:
h R G N =', h
L G F =' (其中G ’与G 等大,L 为绳子AB 的长度)
由于在拉动过程中,R 、h 不变,绳长L 在减小,可见:球面的支持力G h R N =
大小不变,绳子的拉力G h
L
F =在减小。
例15图6-2所示,小圆环重G ,固定的竖直大环半径为R ,轻弹簧原长为L (L ﹤R )其倔强系数为K ,接触面光滑,求小环静止时弹簧与竖直方向的夹角θ?
提示:可利用正弦定律求解或三角形相似法求解
例34、如图6-3所示,一轻杆两端固结两个小物体A 、B ,m A =4m B
跨过滑轮连接A 和B 的轻绳长为L ,求平衡时OA 和OB 分别多长?
针对训练
1.把重20N 的物体放在倾角为30°的粗糙斜面上,物体右端与固定在斜面上的轻弹簧相连接,如图所示,若物体与斜面间的最大静摩擦力为 12 N ,则弹簧的弹力为( )
A .可以是22N ,方向沿斜面向上
B .可以是2N .方向沿斜面向上
C .可以是2N ,方向沿斜面向下
D .可能为零
2两个物体A 和B ,质量分别为M
和
m ,用跨过定滑轮的轻绳相连,
A
静止于水平地面上,如图所示,不计摩擦力,A 对绳的作用力的大小与地面对
A 的作用力的大小分别为()
A .
mg ,(M -m )g B .mg ,Mg C .(M -m )g , M g D .(M +m )g ,(M -m )g
3如图所示,当倾角为45°时物体m 处于静止状态,当倾角θ再增大一些,物体m 仍然静止(绳子质量、滑轮摩擦不计)下列说法正确的是( )
A .绳子受的拉力增大
B .物林m 对斜面的正压力减小
C .物体m 受到的静摩擦力可能增大
D .物体m 受到的静摩擦力可能减小
4.如图所示,两光滑硬杆AOB 成θ角,在两杆上各套上轻环P 、Q ,两环用细绳相连,现用恒力F 沿OB 方向拉环Q ,当两环稳定时细绳拉力为( )
A .F sin θ
B .F/sin θ
C .F cos θ
D .F/cos θ 5.如图所示,一个本块A 放在长木板B 上,长木板B 放在水平地面上.在恒力F 作用下,长木板B 以速度v 匀速运动,水平弹簧秤的示数为T .下列关于摩擦力正确的是( )
A .木块A 受到的滑动摩擦力的大小等于T
B .木块A 受到的静摩擦力的大小等于T
C .若长木板B 以2v 的速度匀速运动时,木块A 受到的摩擦力大小等于2T
D .若用2F 的力作用在长木板上,木块A 受到的摩擦力的大小等于T
6.如图所示,玻璃管内活塞P 下方封闭着空气,P 上有细线系住,线上端悬于O 点,P 的上方有高h 的水银柱,如不计水银、活塞P 与玻璃管的摩擦,大气压强为p 0保持不变,则当气体温度升高时(水银不溢出)( )
A .管内空气压强恒为(p 0十ρgh )(ρ为水银密度)
B .管内空气压强将升高
C .细线上的拉力将减小
D .玻璃管位置降低
F 2
7.如图(甲)所示,将一条轻而柔软的细绳一端拴在天花板上的A 点.另一端拴在竖直墙上的B 点,A 和B 到O 点的距离相等,绳的长度是OA 的两倍。图(乙)所示为一质量可忽略的动滑轮K ,滑轮下悬挂一质量为m 的重物,设摩擦力可忽略,现将动滑轮和重物一起挂到细绳上,在达到平衡时,绳所受的拉力是多大?
8.长L 的绳子,一端拴着半径为r ,重为G 的球,另一端固定在倾角为θ的光滑斜面的A 点上,如图所示,试求绳子中的张力
参考答案:
1.ABCD 2.A 3.BCD 4.B 5.AD 6.D
7.m g 33
8.rL
L r L G T 2sin )(2++=
θ
第三章 牛顿运动定律
知识网络:
第1单元 牛顿运动三定律
一、牛顿第一定律(内容):
(1)保持匀速直线运动或静止是物体的固有属性;物体的运动不需要用力来维持
(2)要使物体的运动状态(即速度包括大小和方向)改变,必须施加力的作用,力是改变物体运动状态的原因
1.牛顿第一定律导出了力的概念
力是改变物体运动状态的原因。(运动状态指物体的速度)又根据加速度定义:t
v a ??=,有速
度变化就一定有加速度,所以可以说:力是使物体产生加速度的原因。(不能说“力是产生速度的原因”、“力是维持速度的原因”,也不能说“力是改变加速度的原因”。) 2.牛顿第一定律导出了惯性的概念
惯性:物体保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质。惯性应注意以下三点:
(1)惯性是物体本身固有的属性,跟物体的运动状态无关,跟物体的受力无关,跟物体所处的地理位置无关
(2)质量是物体惯性大小的量度,质量大则惯性大,其运动状态难以改变
(3)外力作用于物体上能使物体的运动状态改变,但不能认为克服了物体的惯性 3.牛顿第一定律描述的是理想化状态
牛顿第一定律描述的是物体在不受任何外力时的状态。而不受外力的物体是不存在的。物体不受外力和物体所受合外力为零是有区别的,所以不能把牛顿第一定律当成牛顿第二定律在F =0时的特例。
4、不受力的物体是不存在的,牛顿第一定律不能用实验直接验证,但是建立在大量实验现象的基础之上,通过思维的逻辑推理而发现的。它告诉了人们研究物理问题的另一种方法,即通过大量的实验现象,利用人的逻辑思维,从大量现象中寻找事物的规律。
5、牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础,不能简单地认为它是牛顿第二定律不受外力时的特例,牛顿第一定律定性地给出了力与运动的关系,牛顿第二定律定量地给出力与运动的关系。
【例1】在一艘匀速向北行驶的轮船甲板上,一运动员做立定跳远,若向各个方向都用相同的力,则 ( D )
A .向北跳最远
B .向南跳最远
C .向东向西跳一样远,但没有向南跳远
D .无论向哪个方向都一样远
【例2】某人用力推原来静止在水平面上的小车,使小车开始运动,此后改用较小的力就可以
维持小车做匀速直线运动,可见( )
A .力是使物体产生运动的原因
B .力是维持物体运动速度的原因
C .力是使物体速度发生改变的原因
D .力是使物体惯性改变的原因
【例3】如图中的甲图所示,重球系于线DC 下端,重球下再系一根同样的线BA ,下面说法中正确的是( )
A .在线的A 端慢慢增加拉力,结果CD 线拉断
B .在线的A 端慢慢增加拉力,结果AB 线拉断
C .在线的A 端突然猛力一拉,结果AB 线拉断
D .在线的A 端突然猛力一拉,结果CD 线拉断
解析:如图乙,在线的A 端慢慢增加拉力,使得重球有足够的时间发生
向下的微小位移,以至拉力T 2逐渐增大,这个过程进行得如此缓慢可以认为重球始终处于受力平衡状态,即 T 2=T 1+mg ,随着T 1增大,T 2也增大,且总是上端绳先达到极限程度,故CD 绳被拉断,A 正确。若在A 端突然猛力一拉,因为重球质量很大,力的作用时间又极短,故重球向下的位移极小,以至于上端绳未来得及发生相应的伸长,T 1已先达到极限强度,故AB 绳先断,选项C 也正确。
二、牛顿第三定律(12个字——等值、反向、共线 同时、同性、两体、) 1.区分一对作用力反作用力和一对平衡力
一对作用力反作用力和一对平衡力的共同点有:大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。不同点有:作用力反作用力作用在两个不同物体上,而平衡力作用在同一个物体上;作用力反作用力一定是同种性质的力,而平衡力可能是不同性质的力;作用力反作用力一定是同时产生同时消失的,而平衡力中的一个消失后,另一个可能仍然存在。 2.一对作用力和反作用力的冲量和功
一对作用力和反作用力在同一个过程中(同一段时间或同一段位移)的总冲量一定为零,但作的总功可能为零、可能为正、也可能为负。这是因为作用力和反作用力的作用时间一定是相同的,而位移大小、方向都可能是不同的。 3、效果不能相互抵消
【例4】汽车拉着拖车在水平道路上沿直线加速行驶,根据牛顿运动定律可知(B C ) A .汽车拉拖车的力大于拖车拉汽车的力 B .汽车拉拖车的力等于拖车拉汽车的力 C .汽车拉拖车的力大于拖车受到的阻力 D .汽车拉拖车的力等于拖车受到的阻力
【例5】甲、乙二人拔河,甲拉动乙向左运动,下面说法中正确的是AC A .做匀速运动时,甲、乙二人对绳的拉力大小一定相等
B .不论做何种运动,根据牛顿第三定律,甲、乙二人对绳的拉力大小一定相等
C .绳的质量可以忽略不计时,甲乙二人对绳的拉力大小一定相等
D .绳的质量不能忽略不计时,甲对绳的拉力一定大于乙对绳的拉力 【例6】物体静止在斜面上,以下几种分析中正确的是D A .物体受到的静摩擦力的反作用力是重力沿斜面的分力 B .物体所受重力沿垂直于斜面的分力就是物体对斜面的压力
C .物体所受重力的反作用力就是斜面对它的静摩擦力和支持力这两个力的合力
D .物体受到的支持力的反作用力,就是物体对斜面的压力 【例7】物体静止于水平桌面上,则
A.桌面对物体的支持力的大小等于物体的重力,这两个力是一对平衡力 B.物体所受的重力和桌面对它的支持力是一对作用力与反作用力 C.物体对桌面的压力就是物体的重力,这两个力是同一种性质的力 D.物体对桌面的压力和桌面对物体的支持力是一对平衡的力 三、牛顿第二定律
1.定律的表述
物体的加速度跟所受的外力的合力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合力的方向相同,即F =ma (其中的F 和m 、a 必须相对应)
特别要注意表述的第三句话。因为力和加速度都是矢量,它们的关系除了数量大小的关系外,还有方向之间的关系。明确力和加速度方向,也是正确列出方程的重要环节。
若F 为物体受的合外力,那么a 表示物体的实际加速度;若F 为物体受的某一个方向上的所有力的合力,那么a 表示物体在该方向上的分加速度;若F 为物体受的若干力中的某一个力,那么a 仅表示该力产生的加速度,不是物体的实际加速度。
2.对定律的理解:
(1)瞬时性:加速度与合外力在每个瞬时都有大小、方向上的对应关系,这种对应关系表现为:合外力恒定不变时,加速度也保持不变。合外力变化时加速度也随之变化。合外力为零时,加速度也为零
(2)矢量性:牛顿第二定律公式是矢量式。公式m
F
a =
只表示加速度与合外力的大小关系.矢量式的含义在于加速度的方向与合外力的方向始终一致.
(3)同一性:加速度与合外力及质量的关系,是对同一个物体(或物体系)而言,即 F 与a 均是对同一个研究对象而言.
(4)相对性;牛顿第二定律只适用于惯性参照系 3.牛顿第二定律确立了力和运动的关系
牛顿第二定律明确了物体的受力情况和运动情况之间的定量关系。联系物体的受力情况和运动情况的桥梁或纽带就是加速度。
4.应用牛顿第二定律解题的步骤
①明确研究对象。可以以某一个物体为对象,也可以以几个物体组成的质点组为对象。设每个质点的质量为m i ,对应的加速度为a i ,则有:F 合=m 1a 1+m 2a 2+m 3a 3+……+m n a n
对这个结论可以这样理解:先分别以质点组中的每个物体为研究对象用牛顿第二定律:∑F 1=m 1a 1,∑F 2=m 2a 2,……∑F n =m n a n ,将以上各式等号左、右分别相加,其中左边所有力中,凡属于系统内力的,总是成对出现并且大小相等方向相反的,其矢量和必为零,所以最后得到的是该质点组所受的所有外力之和,即合外力F 。
②对研究对象进行受力分析。同时还应该分析研究对象的运动情况(包括速度、加速度),并把速度、加速度的方向在受力图旁边画出来。
③若研究对象在不共线的两个力作用下做加速运动,一般用平行四边形定则(或三角形定则)解题;若研究对象在不共线的三个以上的力作用下做加速运动,一般用正交分解法解题(注意灵活选取坐标轴的方向,既可以分解力,也可以分解加速度)。
④当研究对象在研究过程的不同阶段受力情况有变化时,那就必须分阶段进行受力分析,分阶段列方程求解。 例9:如图,质量m =4kg 的物体与地面间的动摩擦因数为μ=0.5,在与水平成θ=37°角的恒力F 作用下,从静止起向右前进t 1=2.0s 后撤去F ,又经过t 2=4.0s 物体刚好停下。 求:F 的大小、最大速度v m 、总位移s 。 (54.5 20 60 )
四、超重和失重问题
升降机中人m =50kg ,a=2 m/s 向上或向下,求秤的示数 N 1、 静止或匀速直线 N =mg
视重=重力 平衡 a = 0
2、 向上加速或向下减速,a 向上
N -mg =ma a ∴N =
mg +ma
视重>重力 超重 mg 3、 向下加速或向上减速,a 向下 mg -N =ma
∴N =mg - 视重<重力 失重
4, 如果a =g 向下,
则N =0 台秤
无示数
完全失重 注意:
①、物体处于“超重”或“失重”状态,地球作用于物体的重力始终存在,大小也无变化; ②、发生“超重”或“失重”现象与物体速度方向无关,只决定于物体的加速度方向;
③、在完全失重状态,平常一切由重力产生的物理现象完全消失。如单摆停摆、浸在水中的物体不
受浮力等。
五、牛顿定律的适用范围:
(1) 只适用于研究惯性系中运动与力的关系,不能用于非惯性系; (2) 只适用于解决宏观物体的低速运动问题,不能用来处理高速运
动问题;
(3) 只适用于宏观物体,一般不适用微观粒子。
例10、如图所示,升降机内质量为m 的小球用轻弹簧系住,悬在升降机内,当升降机以a=
3
g
加速度减速上升时,秤系数为( A ) A 、2mg/3 B 、mg/3 C 、4mg/3 D 、mg
例10、如图所示,电梯中有一桶水,水面上漂浮一木块,其质量为m ,静止时木块一部分浸在水中,当电梯以a 加速上升时,问木块浸在水中的深度如何变化?(不变) 注意:
①、电梯加速运动时,水也处在超重状态;
②、物体所受浮力是物体上、下表面受到的水的压力差f=m (g ±a )V 排 ③、
第2单元 牛顿运动定律的应用
一、牛顿运动定律在动力学问题中的应用
1.运用牛顿运动定律解决的动力学问题常常可以分为两种类型
(1)已知受力情况,要求物体的运动情况.如物体运动的位移、速度及时间等. (2)已知运动情况,要求物体的受力情况(求力的大小和方向).
但不管哪种类型,一般总是先根据已知条件求出物体运动的加速度,然后再由此得出问题的答案.常用的运动学公式为匀变速直线运动公式,
2/2
,2,21,02
02200t t t t v v v t s v as v v at t v s at v v =+===-+
=+=等. 2.应用牛顿运动定律解题的一般步骤
(1)认真分析题意,明确已知条件和所求量,搞清所求问题的类型.
(2)选取研究对象.所选取的研究对象可以是一个物体,也可以是几个物体组成的整体.同一题目,根据题意和解题需要也可以先后选取不同的研究对象.
(3)分析研究对象的受力情况和运动情况.
(4)当研究对象所受的外力不在一条直线上时:如果物体只受两个力,可以用平行四边形定则求其合力;如果物体受力较多,一般把它们正交分解到两个方向上去分别求合力;如果物体做直线运动,一般把各个力分解到沿运动方向和垂直运动的方向上.
(5)根据牛顿第二定律和运动学公式列方程,物体所受外力、加速度、速度等都可根据规定的正方向按正、负值代入公式,按代数和进行运算.
(6)求解方程,检验结果,必要时对结果进行讨论. 3.应用例析 【例1】一斜面AB 长为10m ,倾角为30°,一质量为2kg 的小物体(大小不计)从斜面顶
端A 点由静止开始下滑,如图所示(g 取10 m/s 2
)若斜面与物体间的动摩擦因数为0.5,求小物体下滑到斜面底端B 点时的速度及所用时间.
【例2】如图所示,一高度为h =0.8m 粗糙的水平面在B 点处与一倾角为θ=30°光滑的斜面BC 连接,一小滑块从水平面上的A 点以v 0=3m/s 的速度在粗糙的水平面上向右运动。运动到B 点时小滑块恰能沿光滑斜面下滑。已知AB 间的距离s =5m ,求:
(1)小滑块与水平面间的动摩擦因数; (2)小滑块从A 点运动到地面所需的时间;
解析:(1)依题意得v B1=0,设小滑块在水平面上运动的加速度大小为a ,则据牛顿第二定律可得f =μmg =ma ,所以a =μg ,由运动学公
式可得gs v μ22
0=得09.0=μ,t 1=3.3s
(2)在斜面上运动的时间t 2=
s g h
8.0sin 22
=θ
,t =t 1+t 2=4.1s 【例3】静止在水平地面上的物体的质量为2 kg ,在水平恒力F 推动下开始运动,4 s 末它的
速度达到4m/s ,此时将F 撤去,又经6 s 物体停下来,如果物体与地面的动摩擦因数不变,求F 的大小。
解析:物体的整个运动过程分为两段,前4 s 物体做匀加速运动,后6 s 物体做匀减速运动。
前4 s 内物体的加速度为2211/1/4
4
0s m s m t v a ==-=
① 设摩擦力为μF ,由牛顿第二定律得1ma F F =-μ ② 后6 s 内物体的加速度为2222/3
2
/640s m s m t v a -=-=-=
③ 物体所受的摩擦力大小不变,由牛顿第二定律得 2ma F =-μ ④ 由②④可求得水平恒力F 的大小为 N N a a m F 3.3)3
2
1(2)(21=+
?=-=
二、整体法与隔离法
1.整体法:在研究物理问题时,把所研究的对象作为一个整体来处理的方法称为整体法。采用整体法时不仅可以把几个物体作为整体,也可以把几个物理过程作为一个整体,采用整体法可以避免对整体内部进行繁锁的分析,常常使问题解答更简便、明了。
运用整体法解题的基本步骤:
①明确研究的系统或运动的全过程.
②画出系统的受力图和运动全过程的示意图.
③寻找未知量与已知量之间的关系,选择适当的物理规律列方程求解
2.隔离法:把所研究对象从整体中隔离出来进行研究,最终得出结论的方法称为隔离法。可以把整个物体隔离成几个部分来处理,也可以把整个过程隔离成几个阶段来处理,还可以对同一个物体,同一过程中不同物理量的变化进行分别处理。采用隔离物体法能排除与研究对象无关的因素,使事物的特征明显地显示出来,从而进行有效的处理。
运用隔离法解题的基本步骤:
①明确研究对象或过程、状态,选择隔离对象.选择原则是:一要包含待求量,二是所选隔离对象和所列方程数尽可能少
.
②将研究对象从系统中隔离出来;或将研究的某状态、某过程从运动的全过程中隔离出来. ③对隔离出的研究对象、过程、状态分析研究,画出某状态下的受力图或某阶段的运动过程示意图.
④寻找未知量与已知量之间的关系,选择适当的物理规律列方程求解.
3.整体和局部是相对统一的,相辅相成的。
隔离法与整体法,不是相互对立的,一般问题的求解中,随着研究对象的转化,往往两种方法交叉运用,相辅相成.
4.应用例析
【例4】如图所示,A 、B 两木块的质量分别为m A 、m B ,在水平推力F 作用下沿光滑水平面匀加速向右运动,求A 、B 间的弹力F N 。
解析:这里有a 、F N 两个未知数,需要要建立两个方程,要取两次研究对象。比较后可知分别以B 、(A +B )为对象较为简单(它们在水平方向上都只受到一个力作用)。可得F m m m F B
A B
N +=
点评:这个结论还可以推广到水平面粗糙时(A 、B 与水平面间μ
相同);也可以推广到沿斜面方向推A 、B 向上加速的问题,有趣的是,答案是完全一样的。
【例5】如图所示,质量为M 的木箱放在水平面上,木箱中的立杆上套着一个质量为m 的小球,开始时小球在杆的顶端,由静止释放后,小球沿杆下滑的加速度为重力加速度的
21,即a =2
1
g ,则小球在下滑的过程中,木箱对地面的压力为多少?
解法一:(隔离法)
mg -F f =ma ① F N -F f ′-Mg =0 ②
且F f =F f ′ ③ 由①②③式得F N =
2
2m
M +g 由牛顿第三定律知,木箱对地面的压力大小为 F N ′=F N =
2
2m
M +g . 解法二:(整体法)
对于“一动一静”连接体,也可选取整体为研究对象,依牛顿第二定律列式: (mg +Mg )-F N = ma +M ×0
故木箱所受支持力:F N =22m
M +g ,由牛顿第三定律知: 木箱对地面压力F N ′=F N =2
2m
M +g .
第3单元 解析典型问题
问题1:必须弄清牛顿第二定律的矢量性。
牛顿第二定律F=ma 是矢量式,加速度的方向与物体所受合外力的方向相同。在解题时,可以利用正交分解法进行求解。
例1、如图1所示,电梯与水平面夹角为300,当电梯加速向上运动
时,人对梯面压力是其重力的6/5,则人与梯面间的摩擦力是其重力的
多少倍? 分析与解:对人受力分析,他受到重力mg 、支持力F N 和摩擦力F f 作用,如图1所示.取水平向右为x 轴正向,竖直向上为y 轴正向,
此时只需分解加速度,据牛顿第二定律可得:
F f =macos300, F N -mg=masin300 因为
56=m g F N ,解得5
3
=
mg F f . 另例: 如图所示,在箱内倾角为α的固定光滑斜面上用平行于斜面的细线固定一质量为m 的木块。求:⑴箱以加速度a 匀加速上升,⑵箱以加速度a 向左匀加速运动时,线对木块的拉力F 1和斜面对箱的压力F 2各多大? 解:⑴a 向上时,由于箱受的合外力竖直向上,重力竖直向下,所以F 1、F 2的合力F 必然竖直向上。可先求F ,再由F 1=F sin α和F 2=F cos α求解,得到:
F 1=m (g +a )sin α,F 2=m (g +a )cos α 显然这种方法比正交分解法简单。
⑵a 向左时,箱受的三个力都不和加速度在一条直
线上,必须用正交分解法。可选择沿斜面方向和垂直于斜面方向进行正交分解,(同时正交分解a ),然后分别沿x 、y 轴列方程求F 1、F 2: F 1=m (g sin α-a cos α),F 2=m (g cos α+a sin α)
还应该注意到F 1的表达式F 1=m (g sin α-a cos α)显示其有可能得负值,这意味这绳对木块的力是推力,这是不可能的。这里又有一个临界值的问题:当向左的加速度a ≤g tan α时F 1=m (g sin α-a cos α)沿绳向斜上方;当a >g tan α时木块和斜面不再保持相对静止,而是相对于斜面向上滑动,绳子松弛,拉力为零。
问题2:必须弄清牛顿第二定律的瞬时性。
牛顿第二定律是表示力的瞬时作用规律,描述的是力的瞬时作用效果—产生加速度。物体在某一时刻加速度的大小和方向,是由该物体在这一时刻所受到的合外力的大小和方向来决定的。当物体所受到的合外力发生变化时,它的加速度随即也要发生变化,F=ma 对运动过程的每一瞬间成立,加速度与力是同一时刻的对应量,即同时产生、
同时变化、同时消失。
图1
1
v a x
例2、如图2(a)所示,一质量为m的物体系于长度分别为L1、L2的两根细线上,L1的一端悬挂在天花板上,与竖直方向夹角为θ,L2水平拉直,物体处于平衡状态。现将L2线剪断,求剪断瞬时物体的加速度。
(l)下面是某同学对该题的一种解法:
分析与解:设L1线上拉力为T1,L2线上拉力为T2,重力为mg,物体在三力作用下保持平衡,有
T1cosθ=mg, T1sinθ=T2, T2=mgtanθ
剪断线的瞬间,T2突然消失,物体即在T2反方向获得加速度。因为mg tanθ=ma,所以加速度a=g tanθ,方向在T2反方向。
你认为这个结果正确吗?请对该解法作出评价并说明理由。
(2)若将图2(a)中的细线L1改为长度相同、质量不计的轻弹簧,
如图2(b)所示,其他条件不变,求解的步骤和结果与(l)完全相同,
即 a=g tanθ,你认为这个结果正确吗?请说明理由。
分析与解:(1)错。因为L2被剪断的瞬间,L1上的张力大小发
生了变化。剪断瞬时物体的加速度a=gsinθ.
(2)对。因为L2被剪断的瞬间,弹簧L1的长度来不及发生变化,
其大小和方向都不变。
问题3:必须弄清牛顿第二定律的独立性。
当物体受到几个力的作用时,各力将独立地产生与其对应的加速度(力的独立作用原理),而物体表现出来的实际加速度是物体所受各力产生加速度叠加的结果。那个方向的力就产生那个方向的加速度。
例3、如图3所示,一个劈形物体M放在固定的斜面上,上表面水平,在水平面上放有光滑小球m,劈形物体从静止开始释放,则小球在碰到斜
面前的运动轨迹是:C
A.沿斜面向下的直线 B.抛物线
C.竖直向下的直线 D.无规则的曲线。
问题4:必须弄清牛顿第二定律的同体性。
加速度和合外力(还有质量)是同属一个物体的,所以解
题时一定要把研究对象确定好,把研究对象全过程的受力情
况都搞清楚。
例4、一人在井下站在吊台上,用如图4所示的定滑轮
装置拉绳把吊台和自己提升上来。图中跨过滑轮的两段绳都
认为是竖直的且不计摩擦。吊台的质量m=15kg,人的质量为
M=55kg,起动时吊台向上的加速度是a=0.2m/s2,求这时人对吊台的
压力。(g=9.8m/s2)
分析与解:选人和吊台组成的系统为研究对象,受力如图5所示,F为绳的拉
力,由牛顿第二定律有:2F-(m+M)g=(M+m)a
则拉力大小为:N
g
a
m
M
F350
2
)
)(
(
=
+
+
=
再选人为研究对象,受力情况如图6所示,其中F N是吊台对人的支持力。由牛顿第二定律得:F+F N-Mg=Ma,故F N=M(a+g)-F=200N.
由牛顿第三定律知,人对吊台的压力与吊台对人的支持力大小相等,方向相反,因此人对吊台的压力大小为200N,方向竖直向下。
问题5:必须弄清面接触物体分离的条件及应用。
相互接触的物体间可能存在弹力相互作用。对于面接触的物体,在接触面间弹力变为零时,它们将要分离。
例5、一根劲度系数为k,质量不计的轻弹簧,上端固定,下端系一质量为m的物体,
有一水平板将物体托住,并使弹簧处于自然长度。如图7所示。现让木板由静止开
始以加速度a(a<g=匀加速向下移动。求经过多长时间木板开始与物体分离。
分析与解:设物体与平板一起向下运动的距离为x时,物体受重力mg,弹簧
的弹力F=kx和平板的支持力N作用。据牛顿第二定律有:
mg-kx-N=ma得N=mg-kx-ma
当N=0时,物体与平板分离,所以此时
k
a
g
m
x
)
(-
=
因为2
2
1
at
x=,所以
ka
a
g
m
t
)
(
2-
=。
例6、一弹簧秤的秤盘质量m1=1.5kg,盘内放一质量为m2=10.5kg的物体P,弹簧质量不计,其劲度系数为k=800N/m,系统处于静止状态,如图9所示。现给P施加一个竖直向
上的力F,使P从静止开始向上做匀加速直线运动,已知在最初0.2s内F是变化
的,在0.2s后是恒定的,求F的最大值和最小值各是多少?(g=10m/s2)
分析与解:因为在t=0.2s内F是变力,在t=0.2s以后F是恒力,所以在t=0.2s
时,P离开秤盘。此时P受到盘的支持力为零,由于盘的质量m1=1.5kg,所以此
时弹簧不能处于原长,这与例2轻盘不同。设在0_____0.2s这段时间内P向上运动的
距离为x,对物体P据牛顿第二定律可得:F+N-m2g=m2a
对于盘和物体P整体应用牛顿第二定律可得:
a
m
m
g
m
m
x
k
g
m
m
k
F)
(
)
(
)
(
2
1
2
1
2
1+
=
+
-
?
?
?
?
?
?
-
+
+
令N=0,并由述二式求得
k
a
m
g
m
x1
2
-
=,而2
2
1
at
x=,所以求得a=6m/s2.
当P开始运动时拉力最小,此时对盘和物体P整体有F min=(m1+m2)a=72N.
当P与盘分离时拉力F最大,F max=m2(a+g)=168N.
问题6:必须会分析临界问题。
例7、如图10,在光滑水平面上放着紧靠在一起的AB两物
图
2(b)
图
3
图4
图
5
a
N
图
6
图7
图9
体,B的质量是A的2倍,B受到向右的恒力FB =2N ,A受到的水平力FA =(9-2t)N ,(t 的单位是s)。从t =0开始计时,则:
A .A物体3s 末时的加速度是初始时的5/11倍;
B .t >4s 后,B物体做匀加速直线运动;
C .t =4.5s 时,A物体的速度为零;
D .t >4.5s 后,AB的加速度方向相反。
分析与解:对于A 、B 整体据牛顿第二定律有:F A +F B =(m A +m B )a,设A 、B 间的作用为N ,则对B 据牛顿第二定律可得: N+F B =m B a
解得N t
F m m F F m N B B A B A B
3
416-=-++=
当t=4s 时N=0,A 、B 两物体开始分离,此后B 做匀加速直线运动,而A 做加速度逐渐减小的加速运动,当t=4.5s 时A 物体的加速度为零而速度不为零。t >4.5s 后,A所受合外力反向,即A 、
B 的加速度方向相反。当t<4s 时,A 、B 的加速度均为B
A B
A m m F F a ++=。
综上所述,选项A 、B 、D 正确。
例8、如图11所示,细线的一端固定于倾角为450的光滑楔形滑块A 的顶端P 处,细线的另一端拴一质量为m 的小球。当滑块至少以加速度a= 向左运动时,小球对滑块的压力等于零,当滑块以a=2g 的加速度向左运动时,线中拉力T= 。
分析与解:当滑块具有向左的加速度a 时,小球受重力mg 、绳
的拉力T 和斜面的支持力N 作用,如图12所示。
在水平方向有Tcos450-Ncos450=ma; 在竖直方向有
Tsin450-Nsin450
-mg=0.
由上述两式可解出:0
045cos 2)(,45sin 2)(a g m T a g m N +=-= 由此两式可看出,当加速度a 增大时,球受支持力N 减小,绳拉
力T 增加。当a=g 时,N=0,此时小球虽与斜面有接触但无压力,处于
临界状态。这时绳的拉力T=mg/cos450=mg 2.
当滑块加速度a>g 时,则小球将“飘”离斜面,只受两力作用,如图13所示,此时细线与水平方向间的夹角α<450.由牛顿第二定律得:Tcos
α=ma,Tsin α=mg,解得mg g a m T 52
2=
+=。
问题7:必须会用整体法和隔离法解题。
在应用牛顿第二定律解题时,有时为了方便,可以取一组物体(一组质点)为研究对象。这一组物体一般具有相同的速度和加速度,但也可以
有不同的速度和加速度。以质点组为研究对象的好处是可以不考虑组内各物体间的相互作用.
例9、用质量为m 、长度为L 的绳沿着光滑水平面拉动质量为M 的物体,在绳的一端所施加的水平拉力为F , 如图14所示,求:
(1)物体与绳的加速度; (2)绳中各处张力的大小(假定绳的质量分布均匀,下垂度
可忽略不计。)
分析与解:(1)以物体和绳整体为研究对象,根据牛顿第二定律可得:F=(M+m )a,解得a=F/(M+m).
(2)以物体和靠近物体x 长的绳为研究对象,如图15所示。根据牛顿第二定律可得:F x =(M+mx/L)a=(M+
x L m )m
M F
+ . 由此式可以看出:绳中各处张力的大小是不同的,当x=0时,绳施于物体M 的力的大小为
F m
M M
+。
例10、如图16所示,AB 为一光滑水平横杆,杆上套一轻环,环上系一长为L 质量不计的细绳,绳的另一端拴一质量为m 的小球,
现将绳拉直,且与AB 平行,由静止释放小球,则当细绳与AB 成θ角时,小球速度的水平分量和竖直分量的大小各是多少?轻环移动距离d 是多少?
分析与解:本题是“轻环”模型问题。由于轻环是套在光滑水平横杆上的,在小球下落过程中,由于轻环可以无摩擦地向右移动,故小球在落到最低点之前,绳子对小球始终没有力的作用,小球在下落过程中只受到重力作用。因此,小球的运动轨迹是竖直向下的,这样当绳子与横杆成θ角时,小球的水平分速度为V x =0,小球的竖直分速度θsin 2gL V y =
。可求得轻环移动的距离是
d=L-Lcos θ.
例11. 如图所示,m A =1kg ,m B =2kg ,A 、B 间静摩擦力的最大值是5N ,水
平面光滑。用水平力F 拉B ,当拉力大小分别是F =10N 和F =20N 时,A 、B
的加速度各多大?
解:先确定临界值,即刚好使A 、B 发生相对滑动的F 值。当A 、B 间的静
摩擦力达到5N 时,既可以认为它们仍然保持相对静止,有共同的加速度,又可以认为它们间已经
发生了相对滑动,A 在滑动摩擦力作用下加速运动。这时以A 为对象得到a =5m/s 2
;再以A 、B 系统为对象得到 F =(m A +m B )a =15N
⑴当F =10N<15N 时, A 、B 一定仍相对静止,所以2B
A B A 3.3m/s =+=
=m m F
a a
⑵当F =20N>15N 时,A 、B 间一定发生了相对滑动,用质点组牛顿第二定律列方程
:
图
13
图11
图14
M 图15
M
A B
图16
F
B B A A a m a m F +=,而a A =5m/s 2,于是可以得到a B =7.5m/s 2
问题8:必须会分析与斜面体有关的问题。(系统牛顿第二定律)
例12. 如图,倾角为α的斜面与水平面间、斜面与质量为m 的木块间的动摩擦因数均为μ,木块由静止开始沿斜面加速下滑时斜面始终保持静止。求水平面给斜面的摩擦力大小和方向。
解:以斜面和木块整体为研究对象,水平方向仅受静摩擦力作用,整体法:ααμαcos )cos (sin -=mg F f
F N =Mg +mg (cos α+μsin α)sin α
例13、(难)如图17所示,水平粗糙的地面上放置一质量为M 、倾角为θ的斜面体,斜面体表面也是粗糙的有一质量为m 的小滑块以初速度V 0由斜面底端滑上斜面上经过时间t 到达某处速度为零,在小滑块上滑过程中斜面体保持不动。求此过程中水平地面对斜面体的摩擦力与支持力各为多大?
分析与解:取小滑块与斜面体组成的系统为研究对象,系统受到的外力有重力(m+M)g/地面对系统的支持力N 、静摩擦力f(向下)。建立如图17所示的坐标系,对系统在水平方向与竖直方向分别应用牛顿第二定律得:
-f=0-mV 0cos θ/t , [N -(m+M)g]=0-mV 0sin θ/t 所以t m V f θcos 0=
,方向向左;t
mV g M m N θ
sin )(0-+=。 问题9:必须会分析传送带有关的问题。
例14、如图18所示,某工厂用水平传送带传送零件,设两轮子圆心的距离为S ,传送带与零件间的动摩擦因数为μ,传送带的速度恒为V ,在P 点轻放一质量为m 的零件,并使被传送到右边的Q 处。设零件运动的后一段与传送带之间无滑动,则传送所需时间为
,摩擦力对零件做功为 .
分析与解:
由于f=μmg=ma,所以a=μg.
加速时 g V a V t μ==
1 加速位移 g
V at S μ2
2112121== 通过余下距离所用时间 g
V
V S V S S t μ212-
=-=
共用时间 g
V V S t t t μ221+
=
+= 摩擦力对零件做功 2
21mV W = 例15、(难)如图19所示,传送带与地面的倾角θ=37o
,从A 到B 的长度为16m,传送带以V 0=10m/s 的速度逆时针转动。在传送带上端无初速的放一个质量为0.5㎏的物体,它与传送带之间的动摩擦
因数μ=0.5,求物体从A 运动到B 所需的时间是多少?(sin37o=0.6,cos37o
=0.8)
分析与解:物体放在传送带上后,开始阶段,传送带的速度大于物体的速度,传送带给物体一沿斜面向下的滑动摩擦力,物体由静止开始加速下滑,受力分析如图20(a )所示;当物体加速至与传送带速度相等时,由于μ<tan θ,物体在重力作用下将继续加速,此后物体的速度大于传送带的速度,传送带给物体沿传送带向上的滑动摩擦力,但合力沿传送带向下,物体继续加速下滑,受力分析如图20(b)所示。综上可知,滑动摩擦力的方向在获得共同速度的瞬间发生了“突变” 。
开始阶段由牛顿第二定律得:mgsin θ+μmgcos θ=ma 1;
所以:a 1=gsin θ+μgcos θ=10m/s 2
;
物体加速至与传送带速度相等时需要的时间t1=v/a 1=1s;发生的位移:
s=a 1t12
/2=5m<16m;物体加速到10m/s 时仍未到达B 点。
第二阶段,有:mgsin θ-μmgcos θ=ma 2 ;所以:a 2=2m/s 2
;设第二阶段物体滑动到B 的
时间为t 2 则:L AB -S =vt2+a 2t22/2 ;解得:t 2=1s , t2/
=-11s (舍去)。故物体经历的总时间t=t 1+t 2 =2s .
图17
图18
ω mg mg
图19 图20 (a) (b)
第四章机械能
第1单元功和功率
一、功
1.功:力对空间积累效应,和位移相对应(也和时间相对应)。功等于力和沿该力方向上的位移的乘积。求功必须指明是“哪个力”“在哪个过程中”做的
2、功的正负
①0≦θ≦900时, W>0 正功利于物体运动,动力
②、θ=900时, W=0 零功不做功
③、 900≦θ≦1800时 W<0 负功阻碍物体运动,阻力
【例1】质量为m的物体,受水平力F的作用,在粗糙的水平面上运动,下列说法中正确的是(A、C、D ) [注意功是怎样改变能量的]
A.如果物体做加速直线运动,F一定做正功
B.如果物体做减速直线运动,F一定做负功
C.如果物体做减速直线运动,F可能做正功
D.如果物体做匀速直线运动,F一定做正功
3、功是标量
阻碍物体运动,是动力还是阻力。
4、合力功的计算
①w合 = F合×S COSθ
②w合 = 各个力的功的代数和
③用动能定理W =ΔE k 或功能关系
5、变力做功的计算
①动能定理
②用平均值代替公式中的F。如果力随位移是均匀变化的,则平均值 F =
2
2
1
F
F+
③F~S图象中面积=功
④W = Pt
【例2】用力将重物竖直提起,先是从静止开始匀加速上升,紧接着匀速上升。如果前后两过程的运动时间相同,不计空气阻力,则( D )
A.加速过程中拉力做的功比匀速过程中拉力做的功大
B.匀速过程中拉力做的功比加速过程中拉力做的功大
C.两过程中拉力做的功一样大
D.上述三种情况都有可能
解析:
2
1
1
12
1
)
(at
a
g
m
s
F
W?
+
=
?
=2
)
(
2
1
at
a
g
m+
=
①
2
2
2
2
mgat
s
F
W=
=②
比较①、②知:当a>g时,
2
1
W
W>;当a=g时,
2
1
W
W=;当a2
1
W
W<
6.一对作用力和反作用力做功的特点
(1)一对作用力和反作用力在同一段时间内,可以都做正功、或者都做负功,或者一个做正功、一个做负功,或者都不做功。
(2)一对作用力和反作用力在同一段时间内做总功可能为正、可能为负、可能为零。
(3)一对互为作用反作用的摩擦力做的总功可能为零(静摩擦力)、可能为负(滑动摩擦力),但不可能为正。
拓展:作用力和反作用力在同一段时间内的冲量一定大小相等,方向相反,矢量和为零。
7.功的物理含义
关于功不仅要从定义式W=Fs cos α进行理解和计算,还应理解它的物理含义.功是能量转化的量度,即:做功的过程是能量的一个转化过程,这个过程做了多少功,就有多少能量发生了转化.对物体做正功,物体的能量增加.做了多少正功,物体的能量就增加了多少;对物体做负功,也称物体克服阻力做功,物体的能量减少,做了多少负功,物体的能量就减少多少.因此功的正、负表示能的转化情况,表示物体是输入了能量还是输出了能量.
8、区别保守力和非保守力做功的不同:与路径有无关系
二、功率——功率是描述做功快慢的物理量。
⑴功率的定义式:
t
W
P=,所求出的功率是时间t内的平均功率。
⑵功率的计算式:P=Fv cosθ,其中θ是力与速度间的夹角。该公式有两种用法:①求某一时
新课标高中生物必修一全套教案
新课程高中生物必修1 全套教案 目录 第1章走近细胞 第1节从生物圈到细胞 第2节细胞的多样性和统一性 第2章组成细胞的分子 第1节细胞中的元素和化合物 第2节生命活动的主要承担者——蛋白质 第3节遗传信息的携带者——核酸 第4节细胞中的糖类和脂质 第5节细胞中的无机物 第3章细胞的基本结构 第1节细胞膜——系统的边界 第2节细胞器——系统内的分工合作 第3节细胞核——系统的控制中心 第4章细胞的物质输入和输出 第1节物质跨膜运输的实例 第2节生物膜的流动镶嵌模型 第3节物质跨膜运输的方式 第5章细胞的能量供应和利用 第1节降低化学反应活化能的酶 第2节细胞的能量“通货”——ATP 第3节ATP的主要来源——细胞呼吸 第4节能量之源——光和光合作用 第6章细胞的生命历程 第1节细胞的增殖 第2节细胞的分化 第3节细胞的衰老与凋亡 第4节细胞的癌变
探索生物大分子的奥秘 一、教学目标: 【知识】:初步了解分子与生物学之间的关系 了解中国合成牛胰岛素事件。 【技能】;培养分析分析资料的能力。 【情感与态度】:了解中国是首个人工合成有生物活性的有机物的国家,增强学生的民族自豪感; 初步了解分子生物学的成果,帮助学生树立学习的目标; 阅读访谈,学习科学家们实事求是、艰苦钻研的精神。 二、教学重难点:激发学生对高中生物的兴趣是本课的重点。 三、教学用具:ppt幻灯片 四、教学准备 五、教学过程: (一)以概述《细胞与分子》模块作为引入。 师:比较初中阶段所学习的生物知识特点,大家拿到课本可能会想,初中的时候不是已经学过细胞了吗?为什么高中还要再学呢?初中的生物知识着重让学生了解生物学的大概情况,而且因为学生没有相关的化学知识和足够的空间想象能力,所以很多知识在初中阶段是没有办法说明白的。就拿细胞结构来说吧,初中的时候,老师只能让学生知道动物细胞是由细胞膜、细胞质、细胞核构成,至于细胞为什么是有生命的,细胞是怎么样生活的,都没有办法说得清楚。只有在同学们在初三、高一学习了化学的基础知识后我们才可以对生命进一步的学习。学习科学就是这样,当你掌握的知识越多时候,反而觉得自己不知道的东西就更多。 这个学期开设的《分子与细胞》模块,将为我们在化学分子的层面上,解释细胞的结构以及生命活动。解答在初中阶段没有办法解开的谜团,也为后面的学习打下基础。(二)人工合成牛胰岛素事件以及科学家访谈录 师:要了解分子与生物学之间的关系,我们先来看一个我们国家在这方面的杰出成果。(展示出我国人工合成牛胰岛素的背景资料)。 学生阅读背景资料和阅读课文中的访谈录,以问题引导:人工合成牛胰岛素在生物学上有什么重大的意义?从访谈录中,你认为造就了这次成功的因素是什么?阅读完了这些资料,你觉得对于你学习高中生物,在方法上有什么启发呢? (三)简单介绍高中生物的教材、学习方法和意义 1.教材分为必修3个模块、选修3个模块。必修:分子与细胞、遗传与进化、稳态与环境,简述三者之间知识结构上的关系;必修: 1.高中新教材的特点:需要学生更多的参与到教学活动中来;增加了探究活动(什么是探究活动、探究活动的流程:发现问题,作出假设,设计实验,作出结论)、模 型制作等,这些都要求学生全身心地投入到教学活动。 2.学习生物学的意义:生物学在现代社会中的地位和相关领域的成果,各个学科之间的边界已经模糊,而出现了多学科的交叉;学习生物学不仅仅是知识的互动,更加 是能力培养和思维方式不断完善的过程。
高中物理必修2全套教案
高中物理必修2教案 第一章抛体运动 第一节什么是抛体运动 【教学目标】 知识与技能 1.知道曲线运动的方向,理解曲线运动的性质 2.知道曲线运动的条件,会确定轨迹弯曲方向与受力方向的关系 过程与方法 1.体验曲线运动与直线运动的区别 2.体验曲线运动是变速运动及它的速度方向的变化 情感态度与价值观 能领会曲线运动的奇妙与和谐,培养对科学的好奇心和求知欲 【教学重点】 1.什么是曲线运动 2.物体做曲线运动方向的判定 3.物体做曲线运动的条件 【教学难点】 物体做曲线运动的条件 【教学课时】 1课时 【探究学习】 1、曲线运动:__________________________________________________________ 2、曲线运动速度的方向: 质点在某一点的速度,沿曲线在这一点的方向。 3、曲线运动的条件: (1)时,物体做曲线运动。(2)运动速度方向与加速度的方向共线时,运动轨迹是___________ (3)运动速度方向与加速度的方向不共线,且合力为定值,运动为_________运动。(4)运动速度方向与加速度的方向不共线,且合力不为定值,运动为___________运动。 4、曲线运动的性质: (1)曲线运动中运动的方向时刻_______ (变、不变),质点在某一时刻(某一点)的速度方向是沿__________________________________________ ,并指向运动轨迹凹下的一侧。 (2)曲线运动一定是________ 运动,一定具有_________ 。
【课堂实录】 【引入新课】 生活中有很多运动情况,我们学习过各种直线运动,包括匀速直线运动,匀变速直线运动等,我们知道这几种运动的共同特点是物体运动方向不变。下面我们就来欣赏几组图片中的物体有什么特点(展示图片) 再看两个演示 第一, 自由释放一只较小的粉笔头 第二, 平行抛出一只相同大小的粉笔头 两只粉笔头的运动情况有什么不同? 学生交流讨论。 结论:前者是直线运动,后者是曲线运动 在实际生活普遍发生的是曲线运动,那么什么是曲线运动?本节课我们就来学习这个问题。 新课讲解 一、曲线运动 1. 定义:运动的轨迹是曲线的运动叫做曲线运动。 2. 举出曲线运动在生活中的实例。 问题:曲线运动中速度的方向是时刻改变的,怎样确定做曲线运动的物体在任意时刻速度的方向呢? 引出下一问题。 二、曲线运动速度的方向 看图片:撑开带有水滴的雨伞绕柄旋转。 问题:水滴沿什么方向飞出? 学生思考 结论:雨滴沿飞出时在那点的切线方向飞出。 如果球直线上的某处A 点的瞬时速度,可在离A 点不远处取一B 点,求AB 点的平均速度来近似表示A 点的瞬时速度,时间取得越短,这种近似越精确,如时间趋近于零,那么AB 见的平均速度即为A 点的瞬时速度。 结论:质点在某一点的速度方向,沿曲线在这一点的切线方向。
高中物理选修3-5全套教案(人教版)
16.1 实验:探究碰撞中的不变量 ★新课标要求 (一)知识与技能 1、明确探究碰撞中的不变量的基本思路. 2、掌握同一条直线上运动的两个物体碰撞前后的速度的测量方法. 3、掌握实验数据处理的方法. (二)过程与方法 1、学习根据实验要求,设计实验,完成某种规律的探究方法。 2、学习根据实验数据进行猜测、探究、发现规律的探究方法。 (三)情感、态度与价值观 1、通过对实验方案的设计,培养学生积极主动思考问题的习惯,并锻炼其思考的全面性、准确性与逻辑性。 2、通过对实验数据的记录与处理,培养学生实事求是的科学态度,能使学生灵活地运用科学方法来研究问题,解决问题,提高创新意识。 3、在对实验数据的猜测过程中,提高学生合作探究能力。 4、在对现象规律的语言阐述中,提高了学生的语言表达能力,还体现了各学科之间的联系,可引伸到各事物间的关联性,使自己溶入社会。 ★教学重点 碰撞中的不变量的探究 ★教学难点 实验数据的处理. ★教学方法 教师启发、引导,学生自主实验,讨论、交流学习成果。 ★教学用具: 投影片,多媒体辅助教学设备;完成该实验实验室提供的实验器材,如气垫导轨、滑块等 ★课时安排 1 课时 ★教学过程 (一)引入新课 课件演示:
(1)台球由于两球碰撞而改变运动状态。 (2)微观粒子之间由于相互碰撞而改变状态,甚至使得一种粒子转化为其他粒子. 师:碰撞是日常生活、生产活动中常见的一种现象,两个物体发生碰撞后,速度都发生变化. 师:两个物体的质量比例不同时,它们的速度变化也不一样. 师:物理学中研究运动过程中的守恒量具有特别重要的意义,本节通过实验探究碰撞过程中的什么物理量保持不变(守恒). (二)进行新课 1.实验探究的基本思路 1.1 一维碰撞 师:我们只研究最简单的情况——两个物体碰撞前沿同一直线运动,碰撞后仍沿同一直线运动. 这种碰撞叫做一维碰撞. 课件:碰撞演示 如图所示,A 、B 是悬挂起来的钢球,把小球A 拉起使其悬线与竖直线夹一角度a ,放开后A 球运动到最低点与B 球发生碰撞,碰后B 球摆幅为β角.如两球的质量m A =m B ,碰后A 球静止,B 球摆角β=α,这说明A 、B 两球碰后交换了速度; 如果m A >m B ,碰后A 、B 两球一起向右摆动; 如果m A 高中生物必修一全套教案
新课程高中生物必修1全套教案 第1章走近细胞 第1节从生物圈到细胞 第2节细胞的多样性和统一性 第2章组成细胞的分子 第1节细胞中的元素和化合物 第2节生命活动的主要承担者——蛋白质 第3节遗传信息的携带者——核酸 第4节细胞中的糖类和脂质 第5节细胞中的无机物 第3章细胞的基本结构 第1节细胞膜——系统的边界 第2节细胞器——系统内的分工合作 第3节细胞核——系统的控制中心 第4章细胞的物质输入和输出 第1节物质跨膜运输的实例 第2节生物膜的流动镶嵌模型 第3节物质跨膜运输的方式 第5章细胞的能量供应和利用 第1节降低化学反应活化能的酶 第2节细胞的能量“通货”——ATP 第3节ATP的主要来源——细胞呼吸 第4节能量之源——光和光合作用 第6章细胞的生命历程 第1节细胞的增殖 第2节细胞的分化 第3节细胞的衰老与凋亡 第4节细胞的癌变 探索生物大分子的奥秘 一、教学目标: 【知识】:初步了解分子与生物学之间的关系 了解中国合成牛胰岛素事件。 【技能】;培养分析分析资料的能力。 【情感与态度】:了解中国是首个人工合成有生物活性的有机物的国家,增强学生的民族自豪感; 初步了解分子生物学的成果,帮助学生树立学习的目标; 阅读访谈,学习科学家们实事求是、艰苦钻研的精神。
二、教学重难点:激发学生对高中生物的兴趣是本课的重点。 三、教学用具:ppt幻灯片 四、教学准备 五、教学过程: (一)以概述《细胞与分子》模块作为引入。 师:比较初中阶段所学习的生物知识特点,大家拿到课本可能会想,初中的时候不是已经学过细胞了吗?为什么高中还要再学呢?初中的生物知识着重让学生了解生物学的大概情况,而且因为学生没有相关的化学知识和足够的空间想象能力,所以很多知识在初中阶段是没有办法说明白的。就拿细胞结构来说吧,初中的时候,老师只能让学生知道动物细胞是由细胞膜、细胞质、细胞核构成,至于细胞为什么是有生命的,细胞是怎么样生活的,都没有办法说得清楚。只有在同学们在初三、高一学习了化学的基础知识后我们才可以对生命进一步的学习。学习科学就是这样,当你掌握的知识越多时候,反而觉得自己不知道的东西就更多。 这个学期开设的《分子与细胞》模块,将为我们在化学分子的层面上,解释细胞的结构以及生命活动。解答在初中阶段没有办法解开的谜团,也为后面的学习打下基础。(二)人工合成牛胰岛素事件以及科学家访谈录 师:要了解分子与生物学之间的关系,我们先来看一个我们国家在这方面的杰出成果。(展示出我国人工合成牛胰岛素的背景资料)。 学生阅读背景资料和阅读课文中的访谈录,以问题引导:人工合成牛胰岛素在生物学上有什么重大的意义?从访谈录中,你认为造就了这次成功的因素是什么?阅读完了这些资料,你觉得对于你学习高中生物,在方法上有什么启发呢? (三)简单介绍高中生物的教材、学习方法和意义 1.教材分为必修3个模块、选修3个模块。必修:分子与细胞、遗传与进化、稳态与环境,简述三者之间知识结构上的关系;必修: 1.高中新教材的特点:需要学生更多的参与到教学活动中来;增加了探究活动(什么是探究活动、探究活动的流程:发现问题,作出假设,设计实验,作出结论)、模 型制作等,这些都要求学生全身心地投入到教学活动。 2.学习生物学的意义:生物学在现代社会中的地位和相关领域的成果,各个学科之间的边界已经模糊,而出现了多学科的交叉;学习生物学不仅仅是知识的互动,更加 是能力培养和思维方式不断完善的过程。 第一章走进细胞第1节从生物圈到细胞 一、教学目标: 【知识】:举例说出生命活动建立在细胞的基础上。 说出生命系统的结构层次。 【情感态度】:认同细胞是基本的生命系统。 二、教学重难点:细胞是基本的生命系统是重点;说出生命系统的层次是难点 三、教学用具:ppt幻灯片 四、课前准备:让学生收集关于冠装病毒相关的资料。
高中物理选修全套教案(人教版)
高二物理选修3-4教案 11、1简谐运动 一、三维目标 知识与技能 1、了解什么就是机械振动、简谐运动 2、正确理解简谐运动图象得物理含义,知道简谐运动得图象就是一条正弦或余弦曲线过程与方法 通过观察演示实验,概括出机械振动得特征,培养学生得观察、概括能力 情感态度与价值观 让学生体验科学得神奇,实验得乐趣 二、教学重点 使学生掌握简谐运动得回复力特征及相关物理量得变化规律 三、教学难点 偏离平衡位置得位移与位移得概念容易混淆;在一次全振动中速度得变化 四、教学过程 引入:我们学习机械运动得规律,就是从简单到复杂:匀速运动、匀变速直线运动、平抛运动、匀速圆周运动,今天学习一种更复杂得运动——简谐运动 1、机械振动 振动就是自然界中普遍存在得一种运动形式,请举例说明什么样得运动就就是振动? 微风中树枝得颤动、心脏得跳动、钟摆得摆动、声带得振动……这些物体得运动都就是振动。请同学们观察几个振动得实验,注意边瞧边想:物体振动时有什么特征? [演示实验] (1)一端固定得钢板尺[见图1(a)] (2)单摆[见图1(b)] (3)弹簧振子[见图1(c)(d)] (4)穿在橡皮绳上得塑料球[见图1(e)] 提问:这些物体得运动各不相同:运动轨迹就是直线得、曲线得;运动方向水平得、竖直得;物体
各部分运动情况相同得、不同得……它们得运动有什么共同特征? 归纳:物体振动时有一中心位置,物体(或物体得一部分)在中心位置两侧做往复运动,振动就是机械振动得简称。 2、简谐运动 简谐运动就是一种最简单、最基本得振动,我们以弹簧振子为例学习简谐运动 (1)弹簧振子 演示实验:气垫弹簧振子得振动 讨论:a.滑块得运动就是平动,可以瞧作质点 b.弹簧得质量远远小于滑动得质量,可以忽略不计,一个轻质弹簧联接一个质点,弹簧得另一端固定,就构成了一个弹簧振子 c.没有气垫时,阻力太大,振子不振动;有了气垫时,阻力很小,振子振动。我们研究在没有阻力得理想条件下弹簧振子得运动。 (2)弹簧振子为什么会振动? 物体做机械振动时,一定受到指向中心位置得力,这个力得作用总能使物体回到中心位置,这个力叫回复力,回复力就是根据力得效果命名得,对于弹簧振子,它就是弹力。 回复力可以就是弹力,或其它得力,或几个力得合力,或某个力得分力,在O点,回复力就是零,叫振动得平衡位置。 (3)简谐运动得特征 弹簧振子在振动过程中,回复力得大小与方向与振子偏离平衡位置得位移有直接关系。在研究机械振动时,我们把偏离平衡位置得位移简称为位移。 3、简谐运动得位移图象——振动图象 简谐运动得振动图象就是一条什么形状得图线呢?简谐运动得位移指得就是什么位移?(相对平衡位置得位移) 演示:当弹簧振子振动时,沿垂置于振动方向匀速拉动纸带,毛笔P就在纸带上画出一条振动曲线 说明:匀速拉动纸带时,纸带移动得距离与时间成正比,纸带拉动 一定得距离对应振子振动一定得时间,因此纸带得运动方向可以代
高中物理必修一全套教案
新人教高中物理必修1精品教案[整套] 运动的描述 质点参考系和坐标系 教学目标: 知识与技能 1.认识建立质点模型的意义和方法,能根据具体情况将物体简化为质点。知道它是一种科学的抽象,知道科学抽象是一种普遍的研究方法.2.理解参考系的选取在物理中的作用,会根据实际情况选定参考系。3.认识一维直线坐标系,掌握坐标系的简单应用. 过程与方法 1.体会物理模型在探索自然规律中的作用,初步掌握科学抽象理想化模型的方法.让学生将生活实际与物理概念相联系,通过具体事例引出质点的这个理想化的模型.通过几个具体的例子让学生自主讨论,在讨论与交流中自主升华为物理中的概念. 2.通过参考系的学习,知道从不同角度研究问题的方法。让学生从熟悉的常见现象和已有的生活经验出发,体验不同参考系中运动的相对性,揭示参考系在确定物体运动时客观存在的必要性和合理性,促使学生形成勤于观察、勤于思考的习惯,提高学生自主获取知识的能力.
3.体会用坐标方法描述物体位置的优越性,可用不同的方法设计实验并体会比较,增强学生发现问题并力求解决问题的意识和能力. 情感态度与价值观 1.认识运动是宇宙中的普遍现象.运动和静止的相对性.培养学生热爱自然,关心科技发展、勇于探索的精神. 2.通过质点概念和参考系的学习,体会物理规律与生活的联系3.渗透抓住主要因素,忽略次要因素的哲学思想. 4.渗透具体问题具体分析的辩证唯物主义思想,帮助学生建立辩证唯物主义的世界观. 5.通过本节学习,激发学生学习高中物理课程的兴趣. 教学重点、难点: 重点: 1.理解质点概念以及初步建立质点概念所采用的抽象思维方法.2.在研究具体问题时,如何选取参考系. 3.如何用数学上的坐标轴与实际的物理情景结合起来建立坐标系.难点:在什么情况下可以把物体看作质点,即将一个实际的物体抽象为质点的条件. 教学方法:
高中物理必修2教案(全)
物理必修2教案 第一章第一节什么是抛体运动 一、【教学目标】 知识与技能 1.知道曲线运动的方向,理解曲线运动的性质 2.知道曲线运动的条件,会确定轨迹弯曲方向与受力方向的关系 过程与方法 1.体验曲线运动与直线运动的区别 2.体验曲线运动是变速运动及它的速度方向的变化 情感态度与价值观 能领会曲线运动的奇妙与和谐,培养对科学的好奇心和求知欲 二、【教学重点】 1.什么是曲线运动 2.物体做曲线运动方向的判定 3.物体做曲线运动的条件 三、【教学难点】 物体做曲线运动的条件 四、【教学课时】 1课时 五、【探究学习】 1、曲线运动:__________________________________________________________ 2、曲线运动速度的方向: 质点在某一点的速度,沿曲线在这一点的方向。 3、曲线运动的条件: (1)时,物体做曲线运动。(2)运动速度方向与加速度的方向共线时,运动轨迹是___________ (3)运动速度方向与加速度的方向不共线,且合力为定值,运动为_________运动。(4)运动速度方向与加速度的方向不共线,且合力不为定值,运动为___________运动。 4、曲线运动的性质: (1)曲线运动中运动的方向时刻_______ (变、不变),质点在某一时刻(某一点)的速度方向是沿__________________________________________ ,并指向运动轨迹凹下的一侧。 (2)曲线运动一定是________ 运动,一定具有_________ 。 【课堂实录】
【引入新课】 生活中有很多运动情况,我们学习过各种直线运动,包括匀速直线运动,匀变速直线运动等,我们知道这几种运动的共同特点是物体运动方向不变。下面我们就来欣赏几组图片中的物体有什么特点(展示图片) 再看两个演示 第一, 自由释放一只较小的粉笔头 第二, 平行抛出一只相同大小的粉笔头 两只粉笔头的运动情况有什么不同? 学生交流讨论。 结论:前者是直线运动,后者是曲线运动 在实际生活普遍发生的是曲线运动,那么什么是曲线运动?本节课我们就来学习这个问题。 新课讲解 一、曲线运动 1. 定义:运动的轨迹是曲线的运动叫做曲线运动。 2. 举出曲线运动在生活中的实例。 问题:曲线运动中速度的方向是时刻改变的,怎样确定做曲线运动的物体在任意时刻速度的方向呢? 引出下一问题。 二、曲线运动速度的方向 看图片:撑开带有水滴的雨伞绕柄旋转。 问题:水滴沿什么方向飞出? 学生思考 结论:雨滴沿飞出时在那点的切线方向飞出。 如果球直线上的某处A 点的瞬时速度,可在离A 点不远处取一B 点,求AB 点的平均速度来近似表示A 点的瞬时速度,时间取得越短,这种近似越精确,如时间趋近于零,那么AB 见的平均速度即为A 点的瞬时速度。 结论:质点在某一点的速度方向,沿曲线在这一点的切线方向。 三、物体做曲线运动的条件
高中生物必修一全套教案
高中生物必修一全套教 案 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
新课程高中生物必修1全套教案 第1章走近细胞 第1节从生物圈到细胞 第2节细胞的多样性和统一性 第2章组成细胞的分子 第1节细胞中的元素和化合物 第2节生命活动的主要承担者——蛋白质 第3节遗传信息的携带者——核酸 第4节细胞中的糖类和脂质 第5节细胞中的无机物 第3章细胞的基本结构 第1节细胞膜——系统的边界 第2节细胞器——系统内的分工合作 第3节细胞核——系统的控制中心 第4章细胞的物质输入和输出 第1节物质跨膜运输的实例 第2节生物膜的流动镶嵌模型 第3节物质跨膜运输的方式 第5章细胞的能量供应和利用 第1节降低化学反应活化能的酶 第2节细胞的能量“通货”——ATP 第3节 ATP的主要来源——细胞呼吸 第4节能量之源——光和光合作用 第6章细胞的生命历程 第1节细胞的增殖 第2节细胞的分化 第3节细胞的衰老与凋亡 第4节细胞的癌变
探索生物大分子的奥秘 一、教学目标: 【知识】:初步了解分子与生物学之间的关系 了解中国合成牛胰岛素事件。 【技能】;培养分析分析资料的能力。 【情感与态度】:了解中国是首个人工合成有生物活性的有机物的国家,增强学生的民族自豪感; 初步了解分子生物学的成果,帮助学生树立学习的目标; 阅读访谈,学习科学家们实事求是、艰苦钻研的精神。 二、教学重难点:激发学生对高中生物的兴趣是本课的重点。 三、教学用具:ppt幻灯片 四、教学准备 五、教学过程: (一)以概述《细胞与分子》模块作为引入。 师:比较初中阶段所学习的生物知识特点,大家拿到课本可能会想,初中的时候不是已经学过细胞了吗为什么高中还要再学呢初中的生物知识着重让学生了解生物学的大概情况,而且因为学生没有相关的化学知识和足够的空间想象能力,所以很多知识在初中阶段是没有办法说明白的。就拿细胞结构来说吧,初中的时候,老师只能让学生知道动物细胞是由细胞膜、细胞质、细胞核构成,至于细胞为什么是有生命的,细胞是怎么样生活的,都没有办法说得清楚。只有在同学们在初三、高一学习了化学的基础知识后我们才可以对生命进一步的学习。学习科学就是这样,当你掌握的知识越多时候,反而觉得自己不知道的东西就更多。 这个学期开设的《分子与细胞》模块,将为我们在化学分子的层面上,解释细胞的结构以及生命活动。解答在初中阶段没有办法解开的谜团,也为后面的学习打下基础。 (二)人工合成牛胰岛素事件以及科学家访谈录 师:要了解分子与生物学之间的关系,我们先来看一个我们国家在这方面的杰出成果。(展示出我国人工合成牛胰岛素的背景资料)。 学生阅读背景资料和阅读课文中的访谈录,以问题引导:人工合成牛胰岛素在生物学上有什么重大的意义从访谈录中,你认为造就了这次成功的因素是什么阅读完了这些资料,你觉得对于你学习高中生物,在方法上有什么启发呢(三)简单介绍高中生物的教材、学习方法和意义 1.教材分为必修3个模块、选修3个模块。必修:分子与细胞、遗传与进化、稳态与环境,简述三者之间知识结构上的关系;必修: 1.高中新教材的特点:需要学生更多的参与到教学活动中来;增加了探究活动(什么是探究活动、探究活动的流程:发现问题,作出假 设,设计实验,作出结论)、模型制作等,这些都要求学生全身心地投 入到教学活动。
最新人教版高二物理教案全套
高二物理教案 第一节静电现象的应用 教学目标 1、理解静电感应现象,知道静电平衡条件; 2、理解静电屏蔽 重点难点 重点:静电现象的应用 难点:静电感应现象的解释 教具 高压起电机、多媒体 教学过程 一、静电平衡的特点 1、处于静电平衡状态下的导体,内部的场强处处为零。 2、处于静电平衡状态的整个导体是个等势体,它的表面是个等势面。 3、导体外表面处场强方向必跟该点的表面垂直。 地球是一个极大的导体,可以认为处于静电平衡状态,所以它是一个等势体。这是我们可以选大地做零电势体的一个原因。 二、阅读课本了解本节内容,并回答下列问题: 1、放电现象有哪些? 2、什么是火花放电?什么是接地放电? 3、尖端放电的原理是什么? 4、尖端放电的原理有何应用?避雷针的发展历史是怎样的? 5、静电有哪些应用? 6、哪些地方应该防止静电? 二、利用实验和录像教学:
高压起电机、电荷分布演示器、静电现象(包括静电复印、静电除尘、静电喷漆录象) 三、解决问题 1、火花放电和接地放电; 2、火花放电是指物体上积累了电荷,且放电时出现火花的放电现象;接地放电是 指为了防止物体上过量积累电荷,而用导体与大地连接,把电荷接入大地进行时时放电的现象; 3、尖端放电的原理:物体表面带电密集的地方—尖端,电场强度大,会把空气分 子“撕裂”,变为离子,从而导电; 4、可以应用到避雷针上;避雷针的发展史介绍富兰克林与国王的避雷针“尖端” 与“圆端”之争; 5、静电除尘,静电复印,静电喷漆; 6、静电产生的火花能引起火灾,如油罐、纺织厂、危险制品等地方都必须避免静 电; 四、练习 1.如图,在真空中有两个点电荷A和B,电量分别为-Q和+2Q,它们相距L,如果在两点电荷连线的中点O有一个半径为r(2r<L)的空心金属球,且球心位于O点,则球壳上的感应电荷在O点处的场强大小________ 方向 _________. 作业 课后“问题与练习 1.2 静电力库仑定律
(新人教版)高中物理第二册教案全集
高中物理第二册教案全集 目录 第八章动量 (5) 8.1冲量和动量 (5) 8.2 动量定理(2课时) (8) 8.3动量守恒定律 (16) 实验一:验证碰撞中的动量守恒 (19) 8.4 动量守恒定律的应用(2课时) (22) 8.5 反冲运动火箭 (28) 全章复习课 (29) 第九章机械振动 (35) 9.1 简谐运动 (35) 9.2 振幅、周期和频率 (38) 9.3 简谐运动的图象 (41) 9.4 单摆(2课时) (47) 实验三、用单摆测定重力加速度 (54) 9.6 简谐运动的能量阻尼振动 (58) 9.7 受迫振动共振 (62) 全章习题课(共2课时) (66) 第十章机械波 (71) 10.1 波的形成和传播 (71) 10.2 波的图象 (74) 10.3 波长、频率和波速(2课时) (78) 10.4 波的衍射 (86) 10.5 波的干涉 (89) 10.7 多普勒效应 (94) 机械波习题课(2课时) (99) 第十一章分子运动能量守恒 (106) 11.1 物体是由大量分子组成的 (106) 11.3 分子间的相互作用力 (115)
11.4 物体的内能热量 (119) 11.5 热力学第一定律能量守恒定律 (123) 11.6 热力学第二定律 (127) 实验四用油膜法估测分子的大小 (131) 全章复习课 (134) 第十二章固体、液体和气体性质 (139) 12.8 气体的压强 (139) 12.9 气体的压强、体积、温度间的关系 (140) 第十三章电场 (141) 13.1 电荷库仑定律 (141) 13.2 电场电场强度(2课时) (147) 13.3 电场线 (159) 13.4 静电屏蔽 (164) 13.5 电势差电势(2课时) (169) 13.6 等势面 (177) 13.7 电势差与电场强度的关系 (179) 实验五用描迹法画出电场中平面上的等势线 (181) 13.8电容器的电容 (186) 13.9 带电粒子在匀强电场中的运动(2课时) (195) 全章复习课(2课时) (203) 第十四章恒定电流 (212) 14.1 欧姆定律 (212) 14.2 电阻定律电阻率 (217) 实验六描绘小灯泡的伏安特性曲线 (220) 14.3 半导体及其应用 (223) 14.4 超导及其应用 (225) 14.5 电功和电功率 (226) 14.6闭合电路欧姆定律(2课时) (231) 14.7 电压表和电流表伏安法测电阻 (238)
最新人教版高中物理选修3-1全册教案
第一章静电场 1.1电荷及其守恒定律 教学三维目标 (一)知识与技能 1.知道两种电荷及其相互作用.知道电量的概念. 2.知道摩擦起电,知道摩擦起电不是创造了电荷,而是使物体中的正负电荷分开.3.知道静电感应现象,知道静电感应起电不是创造了电荷,而是使物体中的电荷分开.4.知道电荷守恒定律. 5.知道什么是元电荷. (二)过程与方法 1、通过对初中知识的复习使学生进一步认识自然界中的两种电荷 2、通过对原子核式结构的学习使学生明确摩擦起电和感应起电不是创造了电荷,而是使物体中的电荷分开.但对一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的代数和不变。 (三)情感态度与价值观 通过对本节的学习培养学生从微观的角度认识物体带电的本质 重点:电荷守恒定律 难点:利用电荷守恒定律分析解决相关问题摩擦起电和感应起电的相关问题。 教学过程: (一)引入新课:新的知识内容,新的学习起点.本章将学习静电学.将从物质的微观的角度认识物体带电的本质,电荷相互作用的基本规律,以及与静止电荷相联系的静电场的基本性质。 【板书】第一章静电场 复习初中知识: 【演示】摩擦过的物体具有了吸引轻小物体的性质,这种现象叫摩擦起电,这样的物体就带了电. 【演示】用丝绸摩擦过的玻璃棒之间相互排斥,用毛皮摩擦过的硬橡胶棒之间也相互排斥,而玻璃棒和硬橡胶棒之间却相互吸引,所以自然界存在两种电荷.同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引. 【板书】自然界中的两种电荷 正电荷和负电荷:把用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷称为正电荷,用正数表示.把用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷称为负电荷,用负数表示. 电荷及其相互作用:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引. (二)进行新课:第1节、电荷及其守恒定律 【板书】 电荷 (1)原子的核式结构及摩擦起电的微观解释 原子:包括原子核(质子和中子)和核外电子。 (2)摩擦起电的原因:不同物质的原子核束缚电子的能力不同. 实质:电子的转移. 结果:两个相互摩擦的物体带上了等量异种电荷. (3)金属导体模型也是一个物理模型P3
人教版高中物理选修全册教案完整
第四章电磁感应 划时代的发现 教学目标 (一)知识与技能 1.知道与电流磁效应和电磁感应现象的发现相关的物理学史。 2.知道电磁感应、感应电流的定义。 (二)过程与方法 领悟科学探究中提出问题、观察实验、分析论证、归纳总结等要素在研究物理问题时的重要性。 (三)情感、态度与价值观 1.领会科学家对自然现象、自然规律的某些猜想在科学发现中的重要性。 2.以科学家不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志激励自己。 教学重点 知道与电流磁效应和电磁感应现象的发现相关的物理学史。领悟科学探究的方法和艰难历程。培养不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志。 教学难点 领悟科学探究的方法和艰难历程。培养不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志。教学方法 教师启发、引导,学生自主阅读、思考,讨论、交流学习成果。 教学手段 计算机、投影仪、录像片 教学过程 一、奥斯特梦圆“电生磁”------电流的磁效应 引导学生阅读教材有关奥斯特发现电流磁效应的内容。提出以下问题,引导学
生思考并回答: (1)是什么信念激励奥斯特寻找电与磁的联系的在这之前,科学研究领域存在怎样的历史背景 (2)奥斯特的研究是一帆风顺的吗奥斯特面对失败是怎样做的 (3)奥斯特发现电流磁效应的过程是怎样的用学过的知识如何解释 (4)电流磁效应的发现有何意义谈谈自己的感受。 学生活动:结合思考题,认真阅读教材,分成小组讨论,发表自己的见解。二、法拉第心系“磁生电”------电磁感应现象 教师活动:引导学生阅读教材有关法拉第发现电磁感应的内容。提出以下问题,引导学生思考并回答: (1)奥斯特发现电流磁效应引发了怎样的哲学思考法拉第持怎样的观点 (2)法拉第的研究是一帆风顺的吗法拉第面对失败是怎样做的 (3)法拉第做了大量实验都是以失败告终,失败的原因是什么 (4)法拉第经历了多次失败后,终于发现了电磁感应现象,他 发现电磁感应现象的具体的过程是怎样的之后他又做了大量的实 验都取得了成功,他认为成功的“秘诀”是什么 (5)从法拉第探索电磁感应现象的历程中,你学到了什么谈谈 自己的体会。 学生活动:结合思考题,认真阅读教材,分成小组讨论,发表自己的见解。 三、科学的足迹 1、科学家的启迪教材P3 2、伟大的科学家法拉第教材P4 四、实例探究 【例1】发电的基本原理是电磁感应。发现电磁感应现象的科学家是(C)
生物必修一第一章第一节详细教案
同学们好,今天将由我来带领同学们走进高中的生物学习之旅。 现在,请同学们对生物这个词给出一个最简单的定义。(Put up your hands) 其实,简单地说,生物也就是有生命的个体。 要了解一个个体,首先要从细胞开始。今天我们来学习必修一的第一章走进细胞 第一节从生物圈到细胞 同学们请看,在教材第二页的左上角有一幅图,是SARS患者肺部X光片阴影图,和SARS病毒模式图。给同学们两分钟的时间看一下这个问题探讨,仔细思考讨论题,待会儿会请两位同学来回答一下。 第一问,病毒不具有细胞结构,是怎样生活和繁殖的?(请坐。病毒尽管不具有细胞结构,但它可以寄生在活细胞中,利用活细胞中的物质生活和繁殖。 第二问,谁来说说?。。。 SARS病毒侵害了人体的上呼吸道细胞,肺部细胞,由于肺部细胞受损,导致了患者呼吸困难,患者因呼吸功能衰竭而死亡。此外,SARS病毒还侵害人体其他部位的细胞。 由此可见,生命活动离不开细胞。即使是像病毒那样没有细胞结构的生物,也只有依赖活细胞才能生活。因为,细胞是生物体的结构和功能的基本单位。尽管现在生物科学的研究已经进入分子水平,并且对生物大分子(如核酸、蛋白质等)的研究已经相当深入,但是这些大分子并没有生命。生命和细胞是难解难分的。 接下来我们一起来看一下四个关于生命活动与细胞的关系的实例分析 这是草履虫的运动和分裂 人的生殖和发育 缩手反射的结构基础 艾滋病病毒入侵免疫系统。 看完这几幅图后,请同学们认真思考第四页上面的无道题,可以相互讨论一下,三分钟后请同学来回答 第一题,请一位同学来回答一下。 草履虫除了运动和分裂外,还能完成哪些生命活动? 它得先摄能才能运动吧,它还能呼吸和生长,还有应激性。 好,第二题,某某 在你和你爸妈之间,什么细胞充当了遗传物质的“桥梁”?, 精子和卵细胞通过受精作用形成受精卵,然后它在子宫中发育成胚胎,再进一步发育成胎儿,那么胚胎发育跟细胞的生命活动有什么关系, 细胞分裂和分化 第三题,需要哪些细胞的参与?由传入神经末梢形成的感受器,传入神经元、中间神经元、传出神经元、效应器。还有相关的骨骼肌细胞。请坐 第二问,你每天学习的时候需要哪些细胞 太多了,它涉及人体的多种细胞,但主要是神经细胞的参与 艾滋病是由人类免疫缺陷病毒破坏淋巴细胞引起的,同学们还知道哪些类似这样的特定细胞受损而致病的。。。。 例如脊髓中的运动神经元受损容易导致相应的肢体瘫痪,大脑皮层上的听觉神经元受损的话会导致听觉发生障碍。 第五题
高中物理全套教案(上)
第一章 运动的描述 匀变速直线运动的研究 第1单元 直线运动的基本概念 1、 机械运动:一个物体相对于另一物体位置的改变(平动、转动、直线、曲线、圆周) 参考系:假定为不动的物体 (1) 参考系可以任意选取,一般以地面为参考系 (2) 同一个物体,选择不同的参考系,观察的结果可能不同 (3) 一切物体都在运动,运动是绝对的,而静止是相对的 2、 质点:在研究物体时,不考虑物体的大小和形状,而把物体看成是有质量的点,或者说 用一个有质量的点来代替整个物体,这个点叫做质点。 (1) 质点忽略了无关因素和次要因素,是简化出来的理想的、抽象的模型,客观上 不存在。 (2) 大的物体不一定不能看成质点,小的物体不一定就能看成质点。 (3) 转动的物体不一定不能看成质点,平动的物体不一定总能看成质点。 (4) 某个物体能否看成质点要看它的大小和形状是否能被忽略以及要求的精确程 度。 3、时刻:表示时间坐标轴上的点即为时刻。例如几秒初,几秒末。 时间:前后两时刻之差。时间坐标轴线段表示时间,第n 秒至第n+3秒的时间为3秒 (对应于坐标系中的线段) 4、位移:由起点指向终点的有向线段,位移是末位置与始位置之差,是矢量。 路程:物体运动轨迹之长,是标量。路程不等于位移大小 (坐标系中的点、线段和曲线的长度) 5、速度:描述物体运动快慢和运动方向的物理量, 是矢量。 平均速度:在变速直线运动中,运动物体的位移和所用时间的比值,υ=s/t (方向为位移的方向) 平均速率:为质点运动的路程与时间之比,它的大小与相应的平均速度之值可能不相同(粗略描述运动的快慢) 即时速度:对应于某一时刻(或位置)的速度,方向为物体的运动方向。(t s v t ??=→?0lim ) 即时速率:即时速度的大小即为速率; 【例1】物体M 从A 运动到B ,前半程平均速度为v 1,后半程平均速度为v 2,那么全 直线运 动 直线运动的条件:a 、v 0共线 参考系、质点、时间和时刻、位移和路程 速度、速率、平均速度 加速度 运动的描述 典型的直线运动 匀速直线运动 s=v t ,s-t 图,(a =0) 匀变速直线运动 特例 自由落体(a =g ) 竖直上抛(a =g ) v - t 图 规律 at v v t +=0,2021at t v s + =as v v t 2202=-,t v v s t 2 0+=
高中物理选修3-4全套教案(人教版)
高二物理选修3-4教案 郑伟文 11.1简谐运动 教学目的 (1)了解什么是机械振动、简谐运动 (2)正确理解简谐运动图象的物理含义,知道简谐运动的图象是一条正弦或余弦曲线。 2.能力培养通过观察演示实验,概括出机械振动的特征,培养学生的观察、概括能力 教学重点:使学生掌握简谐运动的回复力特征及相关物理量的变化规律 教学难点:偏离平衡位置的位移与位移的概念容易混淆;在一次全振动中速度的变化 课型:启发式的讲授课 教具:钢板尺、铁架台、单摆、竖直弹簧振子、皮筋球、气垫弹簧振子、微型气源 教学过程(教学方法) 教学内容 [引入]我们学习机械运动的规律,是从简单到复杂:匀速运动、匀变速直线运动、平抛运动、匀速圆周运动,今天学习一种更复杂的运动——简谐运动。 1.机械振动 振动是自然界中普遍存在的一种运动形式,请举例说明什么样的运动就是振动? [讲授]微风中树枝的颤动、心脏的跳动、钟摆的摆动、声带的振动……这些物体的运动都是振动。请同学们观察几个振动的实验,注意边看边想:物体振动时有什么特征? [演示实验](1)一端固定的钢板尺[见图1(a)](2)单摆[见图1(b)] (3)弹簧振子[见图1(c)(d)] (4)穿在橡皮绳上的塑料球[见图1(e)] {提问}这些物体的运动各不相同:运动轨迹是直线的、曲线的;运动方向水平的、竖直的;物体各部分运动情况相同的、不同的……它们的运动有什么共同特征? {归纳}物体振动时有一中心位置,物体(或物体的一部分)在中心位置两侧做往复运动,振动是机械振动的简称。 2.简谐运动 简谐运动是一种最简单、最基本的振动,我们以弹簧振子为例学习简谐运动。
高中生物必修一全册教案
探索生物大分子的奥秘 一、教学目标: 知识方面 1、初步了解分子与生物学之间的关系 2、了解中国合成牛胰岛素事件。 技能方面:培养分析分析资料的能力。 情感态度价值观 1、了解中国是首个人工合成有生物活性的有机物的国家,增强学生的民族自豪感; 2、初步了解分子生物学的成果,帮助学生树立学习的目标; 3、阅读访谈,学习科学家们实事求是、艰苦钻研的精神。 二、教学重难点:激发学生对高中生物的兴趣是本课的重点。 三、教学用具: 四、教学准备 五、教学课时:1课时。 六、教学过程: (一)以概述《细胞与分子》模块作为引入。 师:比较初中阶段所学习的生物知识特点,大家拿到课本可能会想,初中的时候不是已经学过细胞了吗?为什么高中还要再学呢?初中的生物知识着重让学生了解生物学的大概情况,而且因为学生没有相关的化学知识和足够的空间想象能力,所以很多知识在初中阶段是没有办法说明白的。就拿细胞结构来说吧,初中的时候,老师只能让学生知道动物细胞是由细胞膜、细胞质、细胞核构成,至于细胞为什么是有生命的,细胞是怎么样生活的,都没有办法说得清楚。只有在同学们在初三、高一学习了化学的基础知识后我们才可以对生命进一步的学习。学习科学就是这样,当你掌握的知识越多时候,反而觉得自己不知道的东西就更多。 这个学期开设的《分子与细胞》模块,将为我们在化学分子的层面上,解释细胞的结构以及生命活动。解答在初中阶段没有办法解开的谜团,也为后面的学习打下基础。 (二)人工合成牛胰岛素事件以及科学家访谈录 师:要了解分子与生物学之间的关系,我们先来看一个我们国家在这方面的杰出成果。(展示出我国人工合成牛胰岛素的背景资料)。
高中物理选修3-5全套教案--动量守恒定律
16.2 动量守恒定律(一) ★新课标要求 (一)知识与技能 理解动量守恒定律的确切含义和表达式,知道定律的适用条件和适用范围 (二)过程与方法 在理解动量守恒定律的确切含义的基础上正确区分内力和外力 (三)情感、态度与价值观 培养逻辑思维能力,会应用动量守恒定律分析计算有关问题 ★教学重点 动量的概念和动量守恒定律 ★教学难点 动量的变化和动量守恒的条件. ★教学方法 教师启发、引导,学生讨论、交流。 ★教学用具: 投影片,多媒体辅助教学设备 ★课时安排 1 课时 ★教学过程 (一)引入新课 上节课的探究使我们看到,不论哪一种形式的碰撞,碰撞前后mυ的矢量和保持不变,因此mυ很可能具有特别的物理意义。 (二)进行新课 1.动量(momentum)及其变化 (1)动量的定义:物体的质量与速度的乘积,称为(物体的)动量。记为p=mv. 单位:kg·m/s读作“千克米每秒”。 理解要点: ①状态量:动量包含了“参与运动的物质”与“运动速度”两方面的信息,反映了由这两方面共同决定的物体的运动状态,具有瞬时性。 师:大家知道,速度也是个状态量,但它是个运动学概念,只反映运动的快慢和方向,而运动,归根结底是物质的运动,没有了物质便没有运动.显然地,动量包含了“参与运动的物质”和“运动速度”两方面的信息,更能从本质上揭示物体的运动状态,是一个动力学概念. ②矢量性:动量的方向与速度方向一致。
师:综上所述:我们用动量来描述运动物体所能产生的机械效果强弱以及这个效果发生的方向,动量的大小等于质量和速度的乘积,动量的方向与速度方向一致。 (2)动量的变化量: 定义:若运动物体在某一过程的始、末动量分别为p和p′,则称:△p= p′-p为物体在该过程中的动量变化。 强调指出:动量变化△p是矢量。方向与速度变化量△v相同。 一维情况下:Δp=mΔυ= mυ2- mΔυ1矢量差 【例1(投影)】 一个质量是0.1kg的钢球,以6m/s的速度水平向右运动,碰到一个坚硬的障碍物后被弹回,沿着同一直线以6m/s的速度水平向左运动,碰撞前后钢球的动量有没有变化?变化了多少? 【学生讨论,自己完成。老师重点引导学生分析题意,分析物理情景,规范答题过程,详细过程见教材,解答略】 2.系统内力和外力 【学生阅读讨论,什么是系统?什么是内力和外力?】 (1)系统:相互作用的物体组成系统。 (2)内力:系统内物体相互间的作用力 (3)外力:外物对系统内物体的作用力 〖教师对上述概念给予足够的解释,引发学生思考和讨论,加强理解〗 分析上节课两球碰撞得出的结论的条件: 两球碰撞时除了它们相互间的作用力(系统的内力)外,还受到各自的重力和支持力的作用,使它们彼此平衡。气垫导轨与两滑块间的摩擦可以不计,所以说m1和m2系统不受外力,或说它们所受的合外力为零。 3.动量守恒定律(law of conservation of momentum) (1)内容:一个系统不受外力或者所受外力的和为零,这个系统的总动量保持不变。这个结论叫做动量守恒定律。 公式:m1υ1+ m2υ2= m1υ1′+ m2υ2′ (2)注意点: ①研究对象:几个相互作用的物体组成的系统(如:碰撞)。 ②矢量性:以上表达式是矢量表达式,列式前应先规定正方向; ③同一性(即所用速度都是相对同一参考系、同一时刻而言的) ④条件:系统不受外力,或受合外力为0。要正确区分内力和外力;当F内>>F外时,系统动量可视为守恒; 思考与讨论: