高中物理-传感器及其工作原理学案
【学习目标】
1．知道什么是传感器，知道非电学量转化为电学量的技术意义；
2．了解传感器中常见的三种敏感元件光敏电阻、热敏电阻、霍尔元件的工作原理。 3．理解霍尔电压公式d
IB k U H 。 【重点难点】
1.重点：理解并掌握光敏电阻、热敏电阻、霍尔元件及各种传感器的应用原理及结构
2.难点：分析并设计传感器的应用电路。 【课前预习】 一、传感器
1．什么是传感器
能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量，并能把它们按照一定的规律转换为为电压、电流等电学量，或转转换为电路的通断的这一类元件统称为传感器。传感器是将非电学量转化为电学量的元件，之后可以很方便地进行测量、传输、处理和控制。
2．传感器的工作原理
传感器主要由敏感元件和转换电路两部分组成。传感器感受的通常是非电学量，如压力、温度、位移、浓度、速度、酸碱度等，而它输出的通常是电学量，如电压值、电流值、电荷量
等，
这
些输出信号是非常微弱的，通常要经过电路放大后，再送给控制系统分析处理产生各种控制动作。传感流程如下图所示：
3.传感器的种类
传感器的种类繁多，按转换用途来分，常见的传感器有：光学传感器、热学传感器、加速度传感器、力传感器、气敏传感器、超声波传感器、磁敏传感器等等。 二、常见的传感器元件 1. 干簧管
（1）材料结构：普通干簧管有两个簧片，是用有弹性的软磁性材料制成的，它们密封在玻璃管中，成为一组常开型触点。管中充入惰性气体来防止触点被氧化。
（2）工作原理：当有磁体靠近干簧管时，两个簧片被磁化而接通；磁体离开干簧管时，两个簧片失去磁性后而断开。如图所示。
（3）功能：在电路中起到开关的作用，它是一种能够感知磁场的传感器。
2. 光敏电阻
（1）材料结构：由受光照敏感的半导体材料制成，如硫化镉。把半导
体材料硫化镉涂敷在绝缘板上，在其表面再用银浆涂敷两个互不相连的栅
状电极，如图，这样就制成了一个光敏电阻。
（2）工作原理：光敏电阻在被光照射时电阻会发生变化。无光照时，导电性能不好，电阻较大；有光照时，随着光照的增强，导电性变好，电阻减小。
（3）功用：光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量。它就象人的眼睛，可以感知光线的强弱。光敏电阻对光照灵敏度高，结构稳定，不易损坏，主要应用于光控电路。
3.热敏电阻和金属热电阻
（1）热敏电阻
①材料结构：用半导体材料制成。有一种热敏电阻是用氧化锰
等金属氧化物烧结而成的，它的电阻随温度的变化非常明显。
②特点：热敏电阻的灵敏度较高。在温度上升时，导电能力增强，其电阻随温度变化明显，温度升高，电阻减小。如右图，图线2是某一热敏电阻－温度特性曲线。
③功能：把温度这个热学量转换为电阻这个电学量。常作温控
元件。
（2）金属热电阻
①材料结构：用单质金属材料制成。常用的一种热电阻是用铂制作的。
②特点：单质金属的电阻率随温度的升高而增大，金属热电阻的化学稳定性好，测温范围大，但灵敏度较差。
③功用：同样可把温度这个热学量转换为电阻这个电学量。用金属丝可以制作温度传感器（热电阻），比如：用铂制作金属温度计，其测温范围较大。
（3）热敏电阻与金属热电阻的差异
项目材料导电原理
电阻随温度变
化
优点
电阻
热敏电阻 半导体 自由电子和空穴等载流子
灵敏度较好
金属热电阻
单质金属
自由电子的定向移动
化学稳定性
好，测量范围大
4.霍尔元件（又称磁敏元件）
（1）材料结构：由半导体材料制成，如砷化铟。在一个很小的矩形半导体薄片上，制作四个电极E 、F 、M 、N ，就制成为一个霍尔元件。如图所示。
（2）工作原理
①霍尔电压的形成：在如图所示的E 、F 间，通入恒定的电流I ，同时外加与薄片垂直的磁场B ，则半导体薄片中的截流子就在洛伦兹力的作用下，向着与电流和磁场都垂直的方向漂移，当静电力与洛仑兹力达到平衡时，半导体板两侧M 、N 间会形成稳定的电压，称为霍尔电压U H 。
②霍尔电压的大小： =H IB
U k
d
. 其中k 为比例系数，称为霍尔系数，其大小与薄片的材料有关。
一个霍尔元件的厚度d 、比例系数k 为定值，再保持I 恒定，则电压U H 的变化就与磁感应强度B 成正比，因此，霍尔元件又称磁敏元件。
③霍尔电压的推导：
设图中M 、N 方向的长度为L ，在磁感应强度B 的方向的半导体板的厚度为d ，截流子的电荷量为q ，截流子的运动速度为v . 当静电力与洛仑兹力相等时，有H
U q
qvB L
=， 再根据电流的微观式 I ＝nqv S= nqvdL 得nqd
IB
U H =
令 nq k 1=
，因为n 为材料单位体积的带电粒子个数，它们均为常数，所以有：d
IB k U H =. （3）功用：霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量。霍尔元件体积小、精度高、寿命长，广泛应用于压力、加速度、振动、磁感应强度等方面的测量及成像电路
中。
三、电容式传感器
电容器的电容决定于极板的正对面积S 、极板间距d 、极板间的电介质这几个因素。如果某一物理量(如位移x ，深度h 、角度θ、压力F 等)的变化能引起上述某个因素的变化，从而引起电容的变化，通过电容的变化就可以确定上述物理量的变化，有这种用途的电容器称电容式传感器.
1. 电容式位移传感器
(1)结构：在电容器中插入一块可移动的电介质板，电介质板与被测物体相连．如图所示。 （2）工作原理：
当被测物体在左右方向发生位移时，电介质板随
之在电容器两极板之间移动，从而导致电容器的电容发生改变。如果测出了电容的变化，就能知道物体位移的变化。
（3）功能：电容式位移传感器能够把物体位移这个力学量转换为电容这个电学量。 2. 电容式深度传感器
(1)结构：在导线芯的外面涂上一层绝缘物质，放入导电溶液中，导线芯和导电溶液构成电容的两个极，导线芯外面的绝缘物质就是电介质．如图所示。 （2）工作原理：
当液面高度h 发生变化时，引起 正对面积 发生变化，使电容C 发生变化。如果知道电容C 的变化，就可以知道液面高度h 的变化情况。
（3）功能：电容式深度传感器能够把液体深度这个物理量转换为电容这个电学量。 3. 电容式角度传感器
(1)结构： 由半圆形金属动片与半圆形金属定片相互绝缘后组成的可变电容器．如图所示。 （2）工作原理：
当动片与定片之间的角度θ发生变化时，引起极板正对面积S 的变化，则电容C 发生变化。知道电容C 的变化，就可以知道θ的变化情况。
（3）功能：电容式角度传感器能够把物体体角度这个物理量转换为电容这个电学量。 4. 电容式压力传感器
金属棒
电介质
导电液
电介质
h
(1)结构：由一块可微移的金属膜片组成的可动电极与固定的电极组
合而成的电容器．如图所示。
（2）工作原理：
当待测压力F作用于可动膜片电极上的时候，膜片发生形变，使极
板间距离d发生变化，引起电容C的变化。知道电容C的变化，就可以知道F的变化情况。（3）功能：电容式压力传感器能够把物体的压力这个力学量转换为电容这个电学量。
【预习检测】
1.下列传感器元件，由半导体材料制成的有（）
A．标准电阻B．热敏电阻C．光敏电阻D．霍尔元件
答案：BCD
2.关于传感器元件功能的描述，下列说法正确的是（）
A．光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量.
B．霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换为电阻这个电学量.
C．热敏电阻能够将温度这个热学量转换为电压这个电学量
D．干簧管能够将磁场这个非电学量转换成电路的通断.
答案：AD
3.如图所示，是一个测定液面高度的传感器，在导线芯的外面涂上一层绝缘物质，放在导电液体中，导线芯和导电液构成电容品的两极，把这两极接入外电路中，若由于电流变化显示出电容值增大时，则导电液体的深度h变化为（）
A．h增大B．h减小
C．h不变D．无法确定
答案：A
4. 如图所示，电路中R1为定值电阻，R2为热敏电阻，L为小灯泡，小灯泡正常发光。若将R2
浸放入热水中，则（）A．电流表的示数减小B．R1两端的电压增大C．小灯泡的亮度变亮D．小灯泡的亮度变暗答案：BD
A
R1
R2
L
E
r
▲堂中互动▲ 【典题探究】
题型一 传感器的原理
例1 人有五大感觉器官，分别是视觉、听觉、嗅觉、味觉和触觉，人们常将传感器的功能与人的五大感觉器官相比拟，请用合适的感觉器官名称完成下列填空。
光敏传感器 ；声敏传感器 气敏传感器 ；传感器 ；压敏、温敏、流体传感器 。 【解析】答案：视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉。
拓展：现代宾馆、饭店、高档写字楼、医院等场所，大多设立自动感应门装置，该装置的前端就是一个光传感器（类似于人的眼睛，为视觉传感器），当有人进入开关感应范围时，专用红外线传感器探测到人体红外光谱的变化，门自动打开，人不离开感应范围，门将持续打开；人走出感应范围后，门自动关闭。 题型二 传感器元件的特性
例 2 如图所示，将万用表的选择开关置于“欧姆”挡，再将电表的两支表笔与一热敏电阻R t 的两端相连，这时表针恰好指在刻度盘的正中间。若往R t 上擦一些酒精，表针将向＿＿＿＿（填“左”或“右”）移动；若用吹风机将热风吹向电阻，表针将向＿＿＿＿（填“左”或“右”）移动。 【解析】若往R t 上擦一些酒精，由于酒精蒸发吸热，热敏电阻
Rt
温
度降低，电阻值增大，所以电流减小，指针应向左偏；用吹风机将热风吹向电阻，电阻Rt 温度升高，电阻值减小，电流增大，指针向右偏。 答案： 左，右
例3 如图所示，有电流I 流过长方体金属块，金属块宽度为d ，高为b ，有一磁感应强度为B 的匀强磁场垂直于纸面向里，金属块单位体积内的自由电子数为n ，试问：金属块上、下表面哪面电势
高？电势差是多少？
【解析】当电流在导体中流动时，因为自由电荷为电子，故由左手定则可判定电子向上偏，则上表面聚集负电荷，下表面失去电子带等量的正电荷，故下表面电势高，设其稳定电压为U ，即qvB b
U
q
= 又因为导体中的电流bd nev neSv I ?==
Ω
欧姆表 R t
故ned
IB U =
答案：下表面电势高 电势差为
ned
BI
【点评】 （1）判断电势高低时注意载流子是正电荷还是负电荷．
（2）由以上计算得上、下两表面间的电压稳定时ned
IB
U =，其中n 为单位体积内的自由电荷数，e 为电子电荷量，对固定的材料而言为定值，若令ne k 1=，则d
IB
k U =，此即课本给
出的霍尔电压公式。 三、电容式传感器的应用
例4 如图所示，电脑键盘的每一个键下面都连一小块金属膜片，与该金属膜片隔有一定空隙还有另一块小的固定金属膜片，这两块金属膜片组成一个小电容器，该电容器的电容C 可用公式C ＝
d
S
ε计算，式中常量ε＝9×10-12 F·m -1，S 表示金属片的正对面
积，d 表示两金属片间的距离。当键被按下时，此小电容器的电容发生变化，与之相连的电子线路就能够检测出哪个键被按下了，从而给出相应的信
号。
设每个金属片的正对面积为50 mm 2，键未被按下时两金属片间的距离为0.6 mm. 如果电容变化了0.25 pF ，电子线路恰好能检测出必要的信号，则键至少要被按下多少距离？
【解析】 键盘是一个电容传感器，由题意知它是靠改变两极板间距从而改变电容，得到相应的电信号的。又因为两极板间距减小，电容变大，设原间距为d 0，按下键后间距为d 时，电子线路恰能检测出必要的信号，则根据C ＝εd
S
，ΔC ＝εS )1
1(0
d d
-
得 12630123126
0910501006100251006109105010
Sd .d C d S ..ε?ε-------?????==+???+???g m ＝0.45×10-3
m ＝0.45 mm 所以键至少要被按下的距离为Δd =d 0-d =0.6 mm －0.45 mm ＝0.15 mm 【答案】0.15mm
【点评】 本题要审清题意，熟记电容器电容公式C ＝kd
S
π4ε，应特别注意题目中要求被按下的
距离，而不是剩余的距离。
【变式训练1】 如图所示是一种测定压力的电容式传感器。当待测压力F 作用于可动膜片电极时，可使膜片产生形变，引起电容的变化，
将电容器、灵敏电流计和电源串联成闭合电路，那么（ ）
A ．当F 向上压膜片电极时，电容将减小
B ．当F 向上压膜片电极时，电容将增大
C ．若电流计有示数，则压力F 发生变化
D ．若电流计有示数，则压力F 不发生变化
【解析】当F 向上压膜片电极时，电容电极间距减小，电容器的电容将增大，电流计有示数，则压力F 发生了变化。 答案：BC
例5 如图所示是一种通过电容器的变化来检测容器内液面高低的仪器示意图。容器中装有导电液体，是电容器的一个电极，中间的导体芯柱是电容器的另一个电极，芯柱外面套有绝缘管作为电介质，电容器的两个电极与电感线圈组成振荡电路产生电磁振荡，根据其振荡电流频率的高低（用与该电路相连的频
率计显示）就可知容器中液面位置的高低。
（1）如果频率计显示该振荡电路的振荡频率变大了，则液面是升高了还是降低了？ （2）容器内的导电液体与大地相连，若某一时刻线圈内磁场方向向右，且正在增强，则此时导体芯柱的电势是正在升高还是降低？
【解析】由题意可知，导电液体和导线芯为两极板，绝缘管为电介质，构成一个电容器，此电容器与线圈组成一个LC 振荡电路，当电容器电容变化时，便会引起振荡频率的变化，而此电容器电容的变化是由于液体和导线芯的正对面积的变化即液面的升降引起的，且随液面升高电容变大，故可以通过振荡频率的变化来探知液体深度的变化，即将液体深度的信号转换成了振荡频率信号。
（1）根据题意设电容器的电容为C ，线圈的自感系数为L ，则振荡频率LC
f π21=，由题
意知：
f 变大，则C 减小，可知液面位置降低.
（2）某一时刻线圈内磁场方向向右，根据安培定则，电流方向应为如图所示；场强增强，可知电容器正处在放电过程，导线芯极板带正电荷，电容器两极板上电荷量减少，电压减小，又因导电液与大地相连，电势始终为零，故导体芯线电势是正在降低. 答案:（1）f 变大，液面位置降低；（2）导体芯线电势是正在降低.
【点评】 本题综合性较强，LC 振荡电路的物理模型建立是关键，同时应对电容器电容公式C
＝kd
S
π4ε和电磁振荡频率LC
f π21=
公式的应用及动态分析必须熟悉掌握。
高中物理必修2（新人教版）全册复习教学案（强烈推荐） 内容简介：包括第五章曲线运动、第六章万有引力与航天和第七章机械能守恒定律，具体可以分为，知识网络、高考常考点的分析和指导和常考模型规律示例总结，是高一高三复习比较好的资料。 一、 第五章 曲线运动 （一）、知识网络 （二）重点内容讲解 1、物体的运动轨迹不是直线的运动称为曲线运动，曲线运动的条件可从两个角度来理解：（1）从运动学角度来理解；物体的加速度方向不在同一条直线上；（2）从动力学角度来理解：物体所受合力的方向与物体的速度方向不在一条直线上。曲线运动的速度方向沿曲线的切线方向，曲线运动是一种变速运动。 曲线运动是一种复杂的运动，为了简化解题过程引入了运动的合成与分解。一个复杂的运动可根据运动的实际效果按正交分解或按平行四边形定则进行分解。合运动与分运动是等效替代关系，它们具有独立性和等时性的特点。运动的合成是运动分解的逆运算，同样遵循曲线运动
平等四边形定则。 2、平抛运动 平抛运动具有水平初速度且只受重力作用，是匀变速曲线运动。研究平抛运动的方法是利用运动的合成与分解，将复杂运动分解成水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。其运动规律为：（1）水平方向：a x =0，v x =v 0，x= v 0t 。 （2）竖直方向：a y =g ，v y =gt ，y= gt 2 /2。 （3）合运动：a=g ，2 2y x t v v v += ，22y x s +=。v t 与v 0方向夹角为θ，tan θ= gt/ v 0，s 与x 方向夹角为α，tan α= gt/ 2v 0。 平抛运动中飞行时间仅由抛出点与落地点的竖直高度来决定，即g h t 2= ，与v 0无关。水平射程s= v 0 g h 2。 3、匀速圆周运动、描述匀速圆周运动的几个物理量、匀速圆周运动的实例分析。 正确理解并掌握匀速圆周运动、线速度、角速度、周期和频率、向心加速度、向心力的概念及物理意义，并掌握相关公式。 圆周运动与其他知识相结合时，关键找出向心力，再利用向心力公式F=mv 2/r=mr ω2 列式求解。向心力可以由某一个力来提供，也可以由某个力的分力提供，还可以由合外力来提供，在匀速圆周运动中，合外力即为向心力，始终指向圆心，其大小不变，作用是改变线速度的方向，不改变线速度的大小，在非匀速圆周运动中，物体所受的合外力一般不指向圆心，各力沿半径方向的分量的合力指向圆心，此合力提供向心力，大小和方向均发生变化；与半径垂直的各分力的合力改变速度大小，在中学阶段不做研究。 对匀速圆周运动的实例分析应结合受力分析，找准圆心的位置，结合牛顿第二定律和向心力公式列方程求解，要注意绳类的约束条件为v 临=gR ，杆类的约束条件为v 临=0。 （三）常考模型规律示例总结 1.渡河问题分析 小船过河的问题,可以 小船渡河运动分解为他同时参与的两个运动,一是小船相对水的运动(设水不流时船的运动,即在静水中的运动),一是随水流的运动(水冲船的运动,等于水流的运动),船的实际运动为合运动. 例1：设河宽为d,船在静水中的速度为v 1,河水流速为v 2 ①船头正对河岸行驶,渡河时间最短,t 短= 1 v d ②当 v 1> v 2时,且合速度垂直于河岸,航程最短x 1=d 当 v 1< v 2时,合速度不可能垂直河岸,确定方法如下: 如图所示,以 v 2矢量末端为圆心;以 v 1矢量的大小为半径画弧,从v 2矢量的始端向圆弧作切线,则 合速度沿此切线航程最短, 由图知: sin θ=21 v v
第二章专题二：追及相遇问题 【学习目标】 1．掌握追及、相遇问题的特点 2．能熟练解决追及、相遇问题 【学习重点】掌握追及问题的分析方法，知道“追及”过程中的临界条件 【学习难点】“追及”过程中的临界分析 【知识预习】 两物体在同一直线上追及、相遇或避免碰撞问题中的条件是：两物体能否同时到达空间某位置。因此应分别对两物体进行研究，列出位移方程，然后利用时间关系、速度关系、位移关系求解。 一、追及问题 1．追及问题的特征及处理方法： “追及”主要条件是：两个物体在追赶过程中处在同一位置，常见的情形有三种： ⑴初速度比较小（包括为零）的匀加速运动的物体甲追赶同方向的匀速运动的物体乙，一定能追上。 a．追上前，当两者速度相等时有最大距离； b．当两者位移相等时，即后者追上前者。 ⑵匀减速运动的物体追赶同向的匀速运动的物体时，存在一个能否追上的问题。 判断方法是：假定速度相等，从位置关系判断。 解决问题时要注意二者是否同时出发，是否从同一地点出发。 a．当两者速度相等时，若追者位移仍小于被追者，则永远追不上，此时两者间有最小距离； b．若两者速度相等时，两者的位移也相等，则恰能追上，也是两者避免碰撞的临界条件； c．若两者速度相等时，追者位移大于被追者，说明在两者速度相等前就已经追上；在计算追上的时间时，设其位移相等来计算，计算的结果为两个值，这两个值都有意义。即两者位移相等时，追者速度仍大于被追者的速度，被追者还有一次追上追者的机会，其间速度相等时两者间距离有一个较大值。 ⑶匀速运动的物体甲追赶同向匀加速运动的物体乙，情形跟⑵类似。 匀速运动的物体甲追赶同向匀减速运动的物体乙，情形跟⑴类似；被追赶的物体做匀减速运动，一定要注意追上前该物体是否已经停止运动。 2．分析追及问题的注意点： ⑴要抓住一个条件，两个关系：一个条件是两物体的速度满足的临界条件，如两物体 距离最大、最小，恰好追上或恰好追不上等。两个关系是时间关系和位移关系，通过画
1．物体和质点 (1)实际物体：都有一定的大小和形状，并且物体各部分的运动情况一般来说并不相同。 (2)质点：用来代替物体的具有质量的点。 (3)将物体看成质点的条件 在研究物体的运动时，当物体的大小和形状对所研究问题的影响可忽略不计时，物体可视为质点。 1．体积很小的物体都能看成质点( × ) 2．只有做直线运动的物体才能看成质点( × ) 3．任何物体在一定条件下都可以看成质点( √ ) 4．转动的物体一定不能看成质点( × ) 解析：能否将物体看成质点，取决于所研究的问题而不是取决于这一物体的大小、形状，当研究物体的大小和形状对所研究问题没有影响或影响很小时，可以将其形状和大小忽略，将物体看成质点，同一物体有时能看成质点，有时不能看成质点，1、2、4错误，3正确。 答案：1.× 2.× 3.√ 4.×
2．参考系 (1)定义：在描述物体的运动时，用来做参考的物体。 (2)参考系的选取 ①参考系可以任意选择，但选择不同的参考系来描述同一物体的运动时，结果往往不同； ②参考系选取的基本原则是使问题的研究变得简洁、方便。 宋代诗人陈与义乘船东行，在去襄邑的途中写下了《襄邑道中》一诗，根据图中诗句回答以下问题： 1．诗中“飞花”的参考系是_____________________________； 2．诗中“云不动”的参考系是_____________________________________； 3．诗中“云与我倶东”的参考系是__________________________________。 解析：两岸原野上落花缤纷，随风飞舞，“飞花”是以两岸为参考系的；“云不动”是说诗人躺在船上望着天上的云，它们好像纹丝不动，说明云与船的位置不变，是以船为参考系的；“云与我俱东”是以两岸为参考系的，船向东行驶。 答案：1.两岸 2.船 3.两岸 3．坐标系 (1)建立目的：为了定量地描述物体的位置及位置的变化，在参考系上建立适当的坐标系。 (2)建立方法：当物体做直线运动时，往往以这条直线为x轴，在直线上规定原点、正方向和单位长度，建立直线坐标系。 如图甲所示，冰场上的花样滑冰运动员，要描述他的位置，你认为应该怎样建立坐标系？如图乙所示，要描述空中飞机的位置，又应怎样建立坐标系？ 甲乙 解析：描述运动员的位置可以以冰场中央为坐标原点，
学案2运动的合成与分解 [目标定位] 1.知道什么是运动的合成与分解，理解合运动与分运动等有关物理量之间的关系.2.会确定互成角度的两分运动的合运动的运动性质.3.会分析小船渡河问题. 一、位移和速度的合成与分解 [问题设计] 1.如图1所示，小明由码头A出发，准备送一批货物到河对岸的码头B.他驾船时始终保持船头指向与河岸垂直，但小明没有到达正对岸的码头B，而是到达下游的C处，此过程中小船参与了几个运动？ 图1 答案小船参与了两个运动，即船垂直河岸的运动和船随水向下的漂流运动. 2.小船的实际位移、垂直河岸的位移、随水向下漂流的位移有什么关系？ 答案如图所示，实际位移(合位移)和两分位移符合平行四边形定则. [要点提炼] 1.合运动和分运动 (1)合运动和分运动：一个物体同时参与两种运动时，这两种运动叫做分运动，而物体的实际运动叫做合运动. (2)合运动与分运动的关系 ①等时性：合运动与分运动经历的时间相等，即同时开始，同时进行，同时停止. ②独立性：一个物体同时参与了几个分运动，各分运动独立进行、互不影响，因此在研究某个分运动时，就可以不考虑其他分运动，就像其他分运动不存在一样. ③等效性：各分运动的相应参量叠加起来与合运动的参量相同.
2.运动的合成与分解 (1)已知分运动求合运动叫运动的合成；已知合运动求分运动叫运动的分解. (2)运动的合成和分解指的是位移、速度、加速度的合成和分解.位移、速度、加速度合成和分解时都遵循平行四边形定则. 3.合运动性质的判断 分析两个直线分运动的合运动的性质时，应先根据平行四边形定则，求出合运动的合初速度v 0和合加速度a ，然后进行判断. (1)判断是否做匀变速运动 ①若a ＝0时，物体沿合初速度v 0的方向做匀速直线运动. ②若a ≠0且a 恒定时，做匀变速运动. ③若a ≠0且a 变化时，做非匀变速运动. (2)判断轨迹的曲直 ①若a 与初速度共线，则做直线运动. ②若a 与初速度不共线，则做曲线运动. 二、小船渡河问题 1.最短时间问题：可根据运动等时性原理由船对静水的分运动时间来求解，由于河宽一定，当船对静水速度v 1垂直河岸时，如图2所示，垂直河岸方向的分速度最大，所以必有t min ＝d v 1 . 图2 2.最短位移问题：一般考察水流速度v 2小于船对静水速度v 1的情况较多，此种情况船的最短航程就等于河宽d ，此时船头指向应与上游河岸成θ角，如图3所示，且cos θ＝v 2 v 1；若v 2＞ v 1，则最短航程s ＝v 2v 1d ，此时船头指向应与上游河岸成θ′角，且cos θ′＝v 1 v 2 . 图3 三、关联速度的分解 绳、杆等连接的两个物体在运动过程中，其速度通常是不一样的，但两者的速度是有联系的(一般两个物体沿绳或杆方向的速度大小相等)，我们称之为“关联”速度.解决此类问题的一般
第12课时 电容器 电容 一、知识内容： 1、电容器： ① 电容器：任何两个相互靠近而又彼此绝缘的导体组成电容器。 ② 电容器的作用：是用来储存电荷。使电容器带电量增加的过 程是充电过程（如图双向开关接A ），使电容器带电量减少的 过程是放电过程（图中双向开关接B ）。 ③ 电容器的电量：两极带等量的异种电荷，每个极板所带电量 的绝对值-----电容器电量。 2、电 容： ① 定义：电容器的带电量与两极间电势差的比值。 ② 定义式： U Q C = 单位：法拉，（F 、 F μ、pF 、） ③ 意义：表示电容器容纳电荷本领大小，大小由电容器的结构决定的，与电容器是否带 电、带多少电荷、以及电势差大小无关。 ④ 计算式：U Q U Q C ??==。 3、平行板电容器：kd S C r πε4=； （1）公式kd S C r πε4=是平行板电容器的决定式，只适用于平行 板电容器． （2）平行板电容器内部是匀强电场E=U/d ． （3）电容器的电势差的测量：静电计（如右图） 静电计是可用来测量电势差的仪器，使用时将它的金属球与电容器一极板相 连，外壳与另一极板相连，从指针偏角便可比较电容器两极板间的电势差，指针 偏角越大，电势差越大．（静电计不能用伏特表代替） （4）电容器的d 、s 、r ε变化 → 电容器的Q 、U 、C 、E 的变化： A 、确定不变量。当电容器与电源线连接时两板间电势差保持不变；当电容器 带电后与电路断开时电容器的带电量保持不变． B 、用决定式kd S C r πε4= 分析平行 板电容器的电容的变化；C 、用定义式U Q C = 分析电容器所带电荷量或两极板间电 压的变化； D 、用d U E =分析电容器间场强的变化。 二、应用举例： 【例1】如图，A 、B 为水平放置的平行板电容器，正对面积为S ，板间距离为d ，电容为C ， 两板间有一个质量为m 带电粒子，静止于P 点，电源电动势为U ，讨论下述问题： ⑴ 带电粒子的带电量。 ⑵ 极板靠近过程中，粒子如何运动，微安表中有无电流流过。 ⑶ 将A 、B 板错开一些，粒子如何运动，微安表中有无电流流过。 ⑷ 在A 、B 板间插入一个金属框，且P 点在金属框内，粒子如何运动，微安表中有无电 流流过。 ⑸ 在A 、P 间插入一个金属框，粒子如何运动，微安表中有无电流流过。 + + + --- B A
高中物理学习材料 高一物理导学案 主备人：赵红梅 2015年4月16日 学生姓名：班级： 第六章万有引力与航天测试题 一、单项选择题 1．在物理学理论建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献．关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是( ) A．开普勒进行了“月—地检验”，得出天上和地下的物体都遵从万有引力定律的结论 B．哥白尼提出“日心说”，发现了太阳系中行星沿椭圆轨道运动的规律 C．第谷通过对天体运动的长期观察，发现了行星运动三定律 D．牛顿发现了万有引力定律 2. 不可回收的航天器在使用后，将成为太空垃圾．如图1所示是漂浮在地球附近的太空垃圾示意图， 对此有如下说法，正确的是( ) A．离地越低的太空垃圾运行周期越大 B．离地越高的太空垃圾运行角速度越小 C．由公式v＝gr得，离地越高的太空垃圾运行速率越大 D．太空垃圾一定能跟同一轨道上同向飞行的航天器相撞 3．已知引力常量G，在下列给出的情景中，能根据测量数据求出月球密度的是( ) A．在月球表面使一个小球做自由落体运动，测出下落的高度H和时间t B．发射一颗贴近月球表面绕月球做匀速圆周运动的飞船，测出飞船运行的周期T C．观察月球绕地球的圆周运动，测出月球的直径D和月球绕地球运行的周期T D．发射一颗绕月球做匀速圆周运动的卫星，测出卫星离月球表面的高度H和卫星的周期T 4. “嫦娥”一号探月卫星沿地月转移轨道到达月球，在距月球表面200 km的P点进行第一次“刹 车制动”后被月球捕获，进入椭圆轨道Ⅰ绕月飞行，如图2所示．之后，卫星在P点经过几次“刹车制动”，最终在距月球表面200 km的圆形轨道Ⅲ上绕月球做匀速圆周运动．用T1、T2、 鑫达捷 图2
《必修一》专题四记录物体的运动信息 一、知识回顾 1.打点计时器 打点计时器是一种记录物体运动的和信息的仪器。打在纸带上的点，记录了纸带的运动信息，如果把纸带和物体连在一起，纸带上的点就相应地表示出运动物体在不同时刻的位置。 （1）电磁打点计时器：它是利用电磁感应原理打点计时的一种仪器。当接通低压电源时，在线圈和永久磁铁的作用下，振片便上下振动起来，位于振片一端的振针就跟着上下振动而打点，这时，如果纸袋运动，振针就在纸带上打出一系列点。当交流电源的频率是50Hz时，它每隔打一个点，即打出的纸袋上每相邻两点间的时间间隔为。 （2）电火花打点计时器：它时利用火花放电在纸带上打出点迹的计时仪器。当通电交流电源，按下脉冲输出开关时，计时器发出脉冲电流经接正极的放电针、墨粉纸盘到负极的纸盘轴，产生火花放电，于是在运动纸带上就打出一系列点迹。当交流电源的频率是50Hz时，它每隔打一个点，即打出的纸袋上每相邻两点间的时间间隔为。 【 电火花计时器工作时，纸带运动时受到的阻力，比电磁打点计时器实验误差。 2.使用打点计时器时应该注意以下问题： （1）电源的电压要符合要求，电磁打点计时器应使用交流电源；电火花计时器
使用 交流电源。 （2）使用电火花打点计时器时，应注意把 条纸带正确穿好，墨粉纸盘 ；使用电磁打点计时器时，应让纸带穿过 ，压在复写纸 面。 （3）使用打点计时器时，应先接通电源，待打点计时器稳定后，再释放纸带。 … （4）释放前，应使物体停靠在 打点计时器的位置。 （5）打点计时器在纸带上应打出轻重合适的 ，如打出的是短横线，就调整一下 距复写纸片的高度，使之增大一点。 （6）纸带的选择，要选择点迹清晰、分布合理的纸带，找计数点时舍掉开始归于密集的点。 （7）出现误差较大的原因是阻力过大。可能是 、 、 、复写纸不符合要求等。 3.实验数据处理 （1）根据纸带分析物体的运动情况并能计算平均速度． ￥ ①在纸带上相邻两点的时间间隔均为 s(电源频率为50 Hz)，所以点迹密集的地方表示 纸带运动的速度小。 ②根据v ＝Δx Δt ，求出任意两点间的平均速度，这里Δx 可以用直尺测量出两点间的距 离，Δt 为两点间的时间间隔数与 s 的乘积．这里必须明确所求的是哪两点之间的平均速度． （2）粗略计算瞬时速度 某点E 的瞬时速度可以粗略地由包含E 点在内的两点间的平均速度来表示，如图1－4－2所示，v E ≈v DG 或v E ≈v DF . 图1－4－2 说明：在粗略计算E 点的瞬时速度时，可利用v ＝Δx Δt 公式来求解，但须注意的是，如 果取离E 点越接近的两点来求平均速度，这个平均速度越接近E 点的瞬时速度，但是距离过小会使测量误差增大，应根据实际情况选取这两个点． % 4.利用v －t 图象分析物体的运动 （1）v －t 图象 用横轴表示时间t ，纵轴表示速度v ，建立直角坐标系．根据测量的数据在坐标系中描
《自由落体运动》-----预习案 【知识复习】 1．匀变速直线运动 定义：沿着一条直线，且____________不变的运动． 2．匀变速直线运动的规律 (1)匀变速直线运动的速度与时间的关系: (2)匀变速直线运动的位移与时间的关系: (3)匀变速直线运动的位移与速度的关系: 3、匀变速直线运动的推论 物体做匀加速直线运动，连续相等的两段时间均为T，两段时间内的位移差值为Δx，则加速度为：a＝____________.(此结论经常被用来判断物体是否做匀变速直线运动) 【自学自测】 一．自由落体运动 1．定义：物体只在作用下从开始下落的运动． 2．做自由落体运动的条件： (1) (2) 3．运动性质： 4.自由落体加速度 （1）．定义： （2）．方向：（3）．大小： （4）影响因素 二．实验探究 1、会分析 明确：x1、x2等为计数点间的距离；Δx1=x2-x1Δx2=x3-x2 Δx=x n-x n-1 2、会填数据（可参照下表）： （单位：cm 数据均保留到小数点后两位） X1 X2 X3 X4 X5 X6
x＝aT2求得加速度的大小: 3、会计算：由Δ 4、会结论： 1、连续相同时间内的位移越来越大，说明___________越来越大，即速度大小改变，因而具有__________； 2、相邻相等时间间隔的位移之差___________，因而加速度_________； 教师个人研修总结 在新课改的形式下，如何激发教师的教研热情，提升教师的教研能力和学校整体的教研实效，是摆在每一个学校面前的一项重要的“校本工程”。所以在学习上级的精神下，本期个人的研修经历如下： 1.自主学习：我积极参加网课和网上直播课程.认真完成网课要求的各项工作.教师根据自己的专业发展阶段和自身面临的专业发展问题，自主选择和确定学习书目和学习内容，认真阅读，记好读书笔记；学校每学期要向教师推荐学习书目或文章，组织教师在自学的基础上开展交流研讨，分享提高。 2.观摩研讨：以年级组、教研组为单位，围绕一定的主题，定期组织教学观摩，开展以课例为载体的“说、做、评”系列校本研修活动。 3.师徒结对：充分挖掘本校优秀教师的示范和带动作用，发挥学校名师工作室的作用，加快新教师、年轻教师向合格教师和骨干教师转化的步伐。 4.实践反思：倡导反思性教学和教育叙事研究，引导教师定期撰写教学反思、教育叙事研究报告，并通过组织论坛、优秀案例评选等活动，分享教育智慧，提升教育境界。 5.课题研究：立足自身发展实际，学校和骨干教师积极申报和参与各级教育科研课题的研究工作，认真落实研究过程，定期总结和交流阶段性研究成果，及时把研究成果转化为教师的教育教学实践，促进教育质量的提高和教师自身的成长。 6.专题讲座：结合教育教学改革的热点问题，针对学校发展中存在的共性问题和方向性问题，进行专题理论讲座。 7.校干引领：从学校领导开始，带头出示公开课、研讨课，参与本校的教学观摩活动，进行教学指导和引领。 8.网络研修：充分发挥现代信息技术，特别是网络技术的独特优势，借助教师教育博客等平台，促进自我反思、同伴互助和专家引领活动的深入、广泛开展。 我们认识到：一个学校的发展，将取决于教师观念的更新，人才的发挥和校本培训功能的提升。多年来，我们学校始终坚持以全体师生的共同发展为本，走“科研兴校”的道路，坚持把校本培训作为推动学校建设和发展的重要力量，进而使整个学校的教育教学全面、持续、健康发展。反思本学期的工作，还存在不少问题。很多工作在程序上、形式上都做到了，但是如何把工作做细、做好，使之的目的性更加明确，是继续努力的方向。另外，我校的研修工作压力较大，各学科缺少领头羊、研修氛围有待加强、师资缺乏等各类问题摆在我们面前。缺乏专业人员的引领，各方面的工作开展得还不够规范。相信随着课程改革的深入开展，
2020年高中物理必修二第五章《机械能及其守恒定律》精品学 案精品版
新人教版高中物理必修二第五章《机械能及其守恒定律》精 品学案 §5.1 追寻守恒量功功率 执笔人：齐河一中司 家奎 【学习目标】 ⒈正确理解能量守恒的思想以及功和功率的概念。 ⒉会利用功和功率的公式解释有关现象和进行计算。 【自主学习】 ⒈.在物理学中规定叫做力对物体做了功.功等于，它的计 算公式是，国际单位制单位是，用符号来表示. 2.在下列各种情况中，所做的功各是多少？ （1）手用向前的力F推质量为m的小车，没有推动，手做功为 . （2）手托一个重为25 N的铅球，平移 3 m，手对铅球做的功为. （3）一只质量为m的苹果，从高为h的树上落下，重力做功为 . 3. 叫做功率.它是用来表示物体的物理量.功率的计算公式是，它的国 际单位制单位是，符号是 . 4.举重运动员在 5 s内将1500 N的杠铃匀速举高了 2 m，则可知他对杠铃做的功 为，功率是 . 5.两个体重相同的人甲和乙一起从一楼上到三楼，甲是跑步上楼，乙是慢步上楼.甲、 乙两人所做的功W甲W乙，他们的功率P甲P乙.（填“大于”“小于”或“等 于”） ⒍汽车以恒定功率起动，先做加速度越来越的加速运动，直到速度达到 最大值，最后做运动。 ⒎汽车匀加速起动，先做匀加速运动，直到，再做加速度越来 的加速运动，直到速度达到最大值，最后做运动。 【典型例题】 例题⒈关于摩擦力做功下列说法中正确的是﹝﹞ A 滑动摩擦力总是对物体做负功。 B滑动摩擦力可以对物体做正功。 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢10
C静摩擦力对物体不做功。 D静摩擦力可以对物体做正功，也可以做负功。 例题⒉如图，质量相同的球先后沿光滑的倾角分别为θ=30°，60°斜面下滑，达到最低点时，重力的即时功率是否相等？（设初始高度相同） 例题 3、质量m=4.0×103kg的汽车，发动机的额定功率为P=40kW，汽车从静止以加速度a=0.5m/s2匀加速行驶，行驶时所受阻力恒为F=2.0×103N，则汽车匀加速行驶的最长时间为多少？汽车可能达到的最大速度为多少？ 【针对训练】 ⒈下面的四个实例中，叙述错误的是 A.叉车举起货物，叉车做了功 B.燃烧的气体使火箭起飞，燃烧的气体做了功 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢10
考点24 电容器和电容量 【考点知识方法解读】 1.两个彼此绝缘且又相互靠近的导体都可视为电容器。电容量是描述电容器容纳电荷本领的物理量。物理学中用电容器所带的电荷量Q 与电容器两极板之间的电势差U 的比值定义为该电容器的电容量，即C=Q/U 。电容量由电容器本身的几何尺寸和介质特性决定，与电容器是否带电、带电量多少、极板间电势差大小无关。 2.动态含电容器电路的分析方法： ①确定不变量。若电容器与电源相连，电容器两极板之间的电势差U 不变；若电容器充电后与电源断开，则电容器两极板带电荷量Q 不变。 ②用平行板电容器的决定式C= 4S kd επ分析电容器的电容变化。若正对面积S 增大，电容量增大；若两极板之间的距离d 增大， 电容量减小；若插入介电常数ε较大的电介质，电容量增大。 ③用电容量定义式C=Q/U 分析电容器所带电荷量变化（电势差U 不变），或电容器两极板之间的电势差变化（电荷量Q 不变）。 ④用电荷量与电场强度的关系及其相关知识分析电场强度的变化。若电容器正对面积不变，带电荷量不变，两极板之间的距离d 变化，两极板之间的电场强度不变；若两极板之间的电势差不变，若两极板之间的距离d 变化，由E=U/d 可分析两极板之间的电场强度的变化。 【最新三年高考物理精选解析】 1.（2012·新课标理综）如图，平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度，两极板与一直流电源相连。若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器，则在此过程中，该粒子 A ．.所受重力与电场力平衡 B ．.电势能逐渐增加 C ．.动能逐渐增加 D ．.做匀变速直线运动 2.（2012·江苏物理）一充电后的平行板电容器保持两极板的正对面积、间距和电荷量不变，在两极板间插入一电介质，其电容量C 和两极板间的电势差U 的变化情况是 A ．C 和U 均增大 B ． C 增大，U 减小 C ．C 减小，U 增大 D ．C 和U 均减小 3：（2011天津理综第5题）板间距为d 的平行板板电容器所带电荷量为Q 时，两极板间电势差为U 1，板间场强为 E 1现将电容器所带电荷量变为2Q ，板间距变为d/2，其他条件不变，这时两极板间电势差U 2，板间场强为E 2，下列说法正确的是 A. U 2=U 1，E 2=E 1 B. U 2=2U 1，E 2=4E 1 C. U 2=U 1，E 2=2E 1 D. U 2=2U 1，E 2=2E 1 4．（2010·北京理综）．用控制变量法，可以研究影响平行板电容器的因素（如题1图）。设两极板正对面积为S ，极板间的距离为ｄ，静电计指针偏角为θ。实验中，极板所带电荷量不变，若 A. 保持S 不变，增大d ，则θ 变大 B. 保持S 不变，增大d ，则θ 变小 C. 保持d 不变，增大S ，则θ 变小 D. 保持d 不变，增大S ，则θ 不变 5．(2010·重庆理综)某电容式话筒的原理示意图如题3图所示，E 为电源，R 为电阻，薄片P 和Q 为两金属基板。对着话筒说话时，P 振动而Q 可视为不动。在P 、Q 间距增大过程中， A ．P 、Q 构成的电容器的电容增大 B ．P 上电荷量保持不变 C ．M 点的电势比N 点的低 D ．M 点的电势比N 点的高 6．（2010·安徽理综）如题6图所示，M 、N 是平行板电容器的两个极板，R 0为定值电阻，R 1、R 2为可调电阻，用绝缘细线将质量为m 、带正电的小球悬于电容器内部。闭合电键S ，小球静止时受到悬线的拉力为F 。调节R 1、R 2，关于F 的大小判断正确的是 A ．保持R 1不变，缓慢增大R 2时，F 将变大 B ．保持R 1不变，缓慢增大R 2时，F 将变小 C ．保持R 2不变，缓慢增大R 1时，F 将变大 D ．保持R 2不变，缓慢增大R 1时，F 将变小 7. （2012·浙江理综）为了测量储罐中不导电液体的高度，将与储罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电 容器C 置于储罐中,电容器可通过开关S 与线圈L 或电源相连，如图所示。当开关从a 拨到b 时，由L 与C 构成的回路中产生的周期T=2πLC 的振荡电流。当罐中液面上升时（ ） A. 电容器的电容减小 B. 电容器的电容增大z x x k C. LC 回路的振荡频率减小 D. LC 回路的振荡频率增大 8. （2012·海南物理）将平行板电容器两极板之间的距离、电压、电场强度大小和极板所带的电荷量分别用d 、U 、E 和Q 表示。下列说法正确的是 A ．保持U 不变，将d 变为原来的两倍，则E 变为原来的一半 B ．保持E 不变，将d 变为原来的一半，则U 变为原来的两倍 C ．保持d 不变，将Q 变为原来的两倍，则U 变为原来的一半 D ．保持d 不变，将Q 变为原来的一半，则 E 变为原来的一半 9.（2012·全国理综）如图，一平行板电容器的两个极板竖直放置，在两极板间有一带电小球，小球用一绝缘轻线悬挂于O 点。先给电容器缓慢充电，使两级板所带电荷量分别为﹢Q 和﹣Q ，此时悬线与竖直方向的夹角为π/6。再给电容器缓慢充电，直到悬线和竖直方向的夹角增加到π/3，且小球与两极板不接触。求第二次充电使电容器正极板增加的电荷量。 电容和电容器·知识点精解 1．电容的定义 E S R 0 R 1 R 2 M N
新课标人教版高中物理必修一全册经典教案（含有章节练习） 第一章运动的描述 §1.1 质点、参考系和坐标系 【学习目标细解考纲】 1．掌握质点的概念，能够判断什么样的物体可视为质点。 2．知道参考系的概念，并能判断物体在不同参考系下的运动情况。 3．认识坐标系，并能建立坐标系来确定物体的位置及位置变化。 【知识梳理双基再现】 1．机械运动物体相对于其他物体的变化，也就是物体的随时间的变化，是自然界中最、最的运动形态，称为机械运动。是绝对的，是相对的。 2．质点我们在研究物体的运动时，在某些特定情况下，可以不考虑物体的 和，把它简化为一个，称为质点，质点是一个的物理模型。 3．参考系在描述物体的运动时，要选定某个其他物体做参考，观察物体相对于它的位置是否随变化，以及怎样变化，这种用来做的物体称为参考系。为了定量地描述物体的位置及位置变化，需要在参考系上建立适当的。 【小试身手轻松过关】 1．敦煌曲子词中有这样的诗句：“满眼风波多闪烁，看山恰似走来迎，仔细看山山不动，是船行。”其中“看山恰似走来迎”和“是船行”所选的参考系分别是（）A．船和山B．山和船C．地面和山D．河岸和流水 2．下列关于质点的说法中，正确的是（） A．质点就是质量很小的物体 B．质点就是体积很小的物体 C．质点是一种理想化模型，实际上并不存在 D．如果物体的大小和形状对所研究的问题是无关紧要的因素时，即可把物体看成质点3．关于坐标系，下列说法正确的是（） A．建立坐标系是为了定量描写物体的位置和位置变化 B．坐标系都是建立在参考系上的 C．坐标系的建立与参考系无关 D．物体在平面内做曲线运动，需要用平面直角坐标系才能确定其位置 4．在以下的哪些情况中可将物体看成质点（） A．研究某学生骑车由学校回家的速度 B．对这名学生骑车姿势进行生理学分析 C．研究火星探测器从地球到火星的飞行轨迹 D．研究火星探测器降落火星后如何探测火星的表面 【基础训练锋芒初显】 5．在下述问题中，能够把研究对象当作质点的是（） A．研究地球绕太阳公转一周所需时间的多少 B．研究地球绕太阳公转一周地球上不同区域季节的变化、昼夜长短的变化 C．一枚硬币用力上抛，猜测它落地时正面朝上还是反面朝上 D．正在进行花样溜冰的运动员 6．坐在美丽的校园里学习毛泽东的诗句“坐地日行八万里，巡天遥看一千河”时，我们感觉是静止不动的，这是因为选取作为参考系的缘故，而“坐地日行八万里”是选取作为参考系的。 7．指出以下所描述的各运动的参考系是什么？ （1）太阳从东方升起，西方落下； （2）月亮在云中穿行； （3）汽车外的树木向后倒退。 8．一物体从O点出发，沿东偏北30度的方向运动10 m至A点，然后又向正南方向运动5 m至B点。（sin30°=0.5） （1）建立适当坐标系，描述出该物体的运动轨迹； （2）依据建立的坐标系，分别求出A、B两点的坐标。 【举一反三能力拓展】 9．在二战时期的某次空战中，一英国战斗机驾驶员在飞行中伸手触到了一颗“停”在驾驶舱边的炮弹，你如何理解这一奇怪的现象？ 【名师小结感悟反思】 本课时学习了质点、参考系、坐标系三个基本概念，质点是重点，是理想化模型，是一种科学抽象。判断物体能否视为质点的依据在于研究问题的角度，跟物体本身的形状、大小无关。因此，分析题目中所给的研究角度，是学习质点概念的关键。 运动是绝对的，运动的描述是相对的；对同一运动，不同参考系描述形式不同。一般选大地为参考系。坐标系是建立在参考系之上的数学工具。坐标系的建立，为定量研究物体的运动奠定了数学基础。
第四章第 3 节牛顿第二定律 【学习目标】 1．掌握牛顿第二定律的文字内容和数学公式。 2．知道在国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的。 3．会用牛顿第二定律的公式进行有关的计算。 【学习重点】牛顿第二定律的理解 【学习难点】牛顿第二定律的理解和运用 【预习自测】 1．下列对牛顿第二定律的表达式F＝ma及其变形式的理解，正确的是（）A．由F＝ma可知，物体所受的合力与物体的质量成正比，与物体的加速度成反比 B．由m=F/a可知，物体的质量与其所受合力成正比，与其运动的加速度成反比 C．由a=F/m可知，物体的加速度与其所受合力正比，与其质量成反比 D．由m=F/a可知，物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受的合力求出 2．由牛顿第二定律知道，无论怎样小的力都可以使物体产生加速度，可是当我们用一个很小的力去推很重的桌子时，却推不动，这是因为（）A．牛顿第二定律不适用于静止的物体 B．桌子的加速度很小，速度增量很小，眼睛不易觉察到 C．推力小于静摩擦力，加速度是负的 D．桌子所受的合力为零 E．在国际单位制中k＝1 【探究案】 题型一：考查力、加速度、速度的关系 例1．静止在光滑水平面上的物体，受到一个水平拉力，在力刚开始作用的瞬间，下列说法中正确的是（） A．物体立即获得加速度和速度 B．物体立即获得加速度，但速度仍为零 C．物体立即获速度，但加速度仍为零 D．物体的加速度和速度均为零 针对训练1：在平直轨道上运动的车厢中的光滑水平桌面上用轻弹簧拴着一
个小球，轻弹簧处于自然长度，如图所示，当旅客看到弹簧的长度变长时，对火车的运动状态的判断可能正确的是（） A．火车向右运动，速度在增加中 B．火车向右运动，速度在减小中 C．火车向左运动，速度在增加中 D．火车向左运动，速度在减小中 【探究案】题型二：牛顿第二定律的简单应用 例2．一个质量m＝500g的物体，在水平面上受到一个F=1．2N的水平拉力，水平面与物体间的动摩擦因数μ＝0.06，求物体加速度的大小（g=10 m/s2）针对训练2．质量为40kg的物体静止在水平面上, 当在400N的水平拉力作用下由静止开始经过16m时, 速度为16 m/s, 求物体受到的阻力是多少? 【课堂小结】 【当堂检测】 1．下列说法正确的是（） A．物体速度为零时，合力一定为零 B．物体所受的合力为零时，速度一定为零 C．物体所受的合力减小时，速度一定减小 D．物体受到的合力减小时，加速度一定减小 2．在牛顿第二定律的表达式F＝kma中，有关比例系数k的下列说法中正确的是（） A．在任何情况下k都等于1 B．k的数值由质量、加速度和力的大小决定 C．k的数值由质量、加速度和力的单位决定 3．光滑水平桌面上有一个质量m＝2kg的物体，它在水平方向上受到互成90°角的两个力的作用，这两个力都是14N，这个物体加速度的大小是多少？沿什么方向？
高一物理选修3-1电容器练习题 一．选择题（共23小题） 1．下列说法正确的是（） A．点电荷一定是电量很小的电荷 B．电场线是假想曲线，实际不存在 C．电场强度的方向就是电荷所受电场力的方向 D．根据C=可知，电容器的电容C与电量Q成正比、与电压U成反比 2．如图，一带电油滴在平行板电容器之间恰能处于静止状态，下列说法正确的是（） A．保持开关S闭合，适当上移P极板，油滴向上移动 B．保持开关S闭合，适当左移P极板，油滴向上移动 C．先断开开关S，再适当上移P极板，油滴仍静止 D．先断开开关S，再适当左移P极板，油滴仍静止 3．据国外某媒体报道，一种新型超级电容器，能让手机几分钟内充满电，某同学在登山时就用这种超级电容器给手机充电，下列说法正确的是（） A．电容器的电容大小取决于电容器的带电量 B．电容器的电容大小取决于两极板间的电势差 C．电容器给手机充电时，电容器存储的电能变小 D．电容器给手机充电结束后，电容器不带电，电容器的电容为零 4．超级电容器又叫双电层电容器，是一种新型储能装置．它具有功率密度高、充放电时间短、循环寿命长、工作温度范围宽等特点．如图为一款超级电容器，其标有“3V，3000F”，则可知（） A．电压为0时，该电容器的电容为0 B．电压为2V时，该电容器的电容为2000F C．该电容器正常工作时的电荷量为9000C D．该电容器正常工作时的电荷量为1000C 5．超级电容器又叫双电层电容器，是一种新型储能装置，它不同于传统的化学电源，是一种介于传统
电容器与电池之间、具有特殊性能的电容器．如图为﹣款标有“2.7V，3000 F”的超级电容器，据此可知该款电容器（） A．放电时电容不变 B．充电时电能减少 C．在2.7 V电压下才能工作 D．两极所加电压为2.7 V时，电容才达到3000 F 6．如图所示是一个常用的电容器，关于它的说法中正确的是（） A．电容器可以储存电荷，且带电量越多电容越大 B．加在这个电容器两端的电压低于50V时它就不能工作 C．加在这个电容器两端的电压为25V时，它的电容是110PF D．这个电容器两端电压变化10V，它的带电量变化2.2×10﹣3C 7．关于电容器及其电容的叙述，正确的是（） A．任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体，就组成了电容器，跟这两个导体是否带电无关 B．电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的代数和 C．电容器的电容与电容器所带电荷量成反比 D．以上说法都不对 8．电容器的电容单位不正确的是（） A．法拉B．微法C．焦耳D．皮法 9．电容器是一种重要的电学元件；某电容器的电容为C，两极板加电压为U时，电容器所带的电荷量为Q，现将电压U减小，则（） A．C不变B．C减小C．Q不变D．Q增大 10．有关电容的单位及说法正确的是（） A．电容的单位是库仑 B．电容的国际单位是法拉 C．电容是描述电荷多少的物理量 D．两极板上电荷为零时电容为零 11．以下说法正确的是（）
（共28套78页）人教版高中物理必修1（全册）精 品学案汇总 §1.1 质点参考系和坐标系
【学习目标】1、理解质点的定义，知道质点是一个理想化的物理模型. 初步体会物理模型在探索自然规律中的作用. 2、知道物体看成质点的条件. 3、理解参考系的概念，知道在不同的参考系中对同一个运动的描述可能是不同的. 4、理解坐标系的概念，会用一维坐标系定量描述物体的位置以及位置的变化. 【学习重点】质点概念的理解 【学习难点】物体看成质点的条件、不同参考系描述物体运动的关系 【学习流程】 【自主先学】 1、什么是机械运动？ 2、物理学中的“质点”与几何学中的“点”有何区别？ 3、什么是运动的绝对性？什么是运动的相对性？ 【组内研学】 ●为什么要引入“质点”概念？（阅读P9～10） 1、定义：叫质点. 讨论一：在研究下列问题时，加点的物体能否看成质点？ 地球 ．．通过桥梁的时间、火车 ．．从上海到北京的运动时间、轮船在海．．的自转、火车 ．．的公转、地球 里的位置 2、物体可以看成“质点”的条件： . 3、“质点”的物理意义：. 【交流促学】讨论：下列各种运动的物体中，在研究什么问题时能被视为质点？ A．做花样滑冰的运动员B．运动中的人造地球卫星 C．投出的篮球D．在海里行驶的轮船 请说一说你的选择和你的理由？ 小结：⑴将实际物体看成“质点”是一种什么研究方法？ ⑵哪些情况下，可以将实际物体看作“质点”处理？ 【组内研学】 ●为什么要选择“参考系”？（阅读P10和插图1.1-3） 讨论二：⑴书P11“问题与练习”第1题；⑵插图1.1- 4什么现象？说明了什么？ 1、定义：叫参考系. 2、你对参考系的理解： ⑴
第五章曲线运动 1 曲线运动 学习目标 1.知道曲线运动是一种变速运动,知道曲线运动的位移和瞬时速度的方向,会利用矢量合成分解知识求位移、速度的大小. 2.能在曲线运动轨迹上画出各点的速度方向. 3.经历物体做曲线运动的探究过程,用牛顿第二定律分析曲线运动条件,掌握速度和合外力方向与曲线弯曲情况之间的关系. 自主探究 1.描述物体运动的物理量、、.矢量合成和分解遵循. 2.曲线运动的定义:. 3.曲线运动速度方向:. 4.合运动与分运动的定义及特点: 定义: . 特点: (1)独立性:分运动之间互不相干,它们按各自规律运动,彼此互不影响. (2)等时性:各个分运动与合运动总是同时发生,同时结束,经历的时间相等. (3)等效性:各个分运动叠加的效果与合运动相同. (4)相关性:分运动的性质决定合运动的性质和轨迹. 5.物体做曲线运动的条件:,合力与运动轨迹弯曲情况之间的关系为. 6.曲线运动特点:,是速运动.其速度方向为运动轨迹上该点的方向. 合作探究 一、曲线运动的定义 观看教学课件,总结你看到的这几种运动有什么共同特点? 运动轨迹是的运动叫做曲线运动. 二、曲线运动的位移 质点做曲线运动时的位移矢量 演示:将一粉笔头水平抛出,观察粉笔头的运动轨迹,并思考如何确定粉笔头在一段时间内的位移.试写出粉笔头在任意时刻的位移大小和方向表达式.
大小:l= 方向: 三、曲线运动的速度 速度方向探究: 1.观看教学课件砂轮打磨刀具,水滴从伞边缘甩出,仔细观察演示实验,分析墨滴从陀螺边缘甩出后形成的轨迹,得出曲线运动速度方向. 2.若物体运动的轨迹不是圆周,而是一般的曲线,那么怎样确定做曲线运动的物体经过某一位置时或在某一时刻的速度方向? 3.物体做曲线运动时,速度方向时刻发生变化,所以曲线运动一定是变速运动,对吗? 课堂小结:. 针对训练: 1.如图所示,质点沿曲线运动,先后经过A、B、C、D四点,试在图中画出各点速度方向. 2.教材问题与练习第3题. 3.利用矢量合成、分解法则求质点曲线运动的速度. v=方向: 四、实例分析 利用运动合成分解知识自己动手处理质点在平面内运动. 演示:红蜡块在平面内的运动. (1)演示蜡块沿玻璃管匀速上升速度v1. (2)演示蜡块随玻璃管水平匀速运动速度v2. (3)演示玻璃管水平匀速运动的同时,蜡块沿玻璃管匀速上升. 明确合运动、分运动及它们之间的关系. 求:蜡块的位置 蜡块的位移