第十章热力学定律
单元教材分析
本章以焦耳的实验为基础，研究了功和内能变化、热和内能变化之间的关系，总结出做功和热传递是改变系统内能的两种方式，两种方式对改变物体的内能是等效的，但是这两种方式又存在着重要区别。在此基础上，进一步提出了热力学第一定律和能量守恒定律。能量守恒定律使我们认识到“第一类永动机”不可能制成，使我们认识到一切与热现象有关的客观自然过程都是不可逆的，热力学第二定律就是反映这种宏观自然过程的方向性的定律。热力学第二定律的两种表述是等价的，同时又使我们认识到“第二类永动机”也不可能制成。熵的概念使我们认识到热力学第二定律的微观本质，能量在数值上虽然守恒，但其转移和转化却具有方向性，因而我们要合理开发能源，要节约能源，减小能源利用过程中对环境的破坏，保护环境，树立可持续发展的观念，开发清洁、高效的新能源。
本章的特点是要求学生有较强的理论联系实际的能力，在学习过程中，不断提高理解能力、分析能力；会用热力学第一定律分析系统内能的变化，会用能量守恒观点解释有关的自然现象，了解熵是反映系统无序程度的物理量。
第1节功和内能
目标导航
1．知道什么是绝热过程。
2．从热力学的角度认识内能的概念。
3．理解做功与内能改变的数量关系。
4．知道内能和功的单位是相同的。
诱思导学
1．绝热过程：物质系统与外界没有热量交换的情况下进行的物理过程。
即系统不从外界吸收热量，也不向外界放出热量。
2．功与系统内能改变的关系。
做功可以改变系统的内能。
①外界对系统做功，系统的内能增加
在绝热过程中，内能的增量就等于外界对系统做的功
即ΔU=U2-U1=W
②系统对外界做功，系统的内能减少。
在绝热过程中，系统对外界做多少功，内能就减少多少
即W=-ΔU
3．功是系统内能转化的量度。
4．在国际单位制中，内能和功的单位都是焦耳( J )。
典例探究
例1 下列哪个实例说明做功改变了系统的内能
A.用热水袋取暖
B.用双手摩擦给手取暖
C.把手放在火炉旁取暖
D.用嘴对手呵气给手取暖
解析：双手摩擦做功，使手的内能增加，感到暖和；A、C、D都是通过热传递来改变系统的内能。选项B正确。
答案：B
友情提示：注意分清做功和热传递两个过程的不同
例2 一个系统内能增加了20J。如果系统与周围环境不发生热交换，周围环境需要对系统做多少功？
解析：由功与系统内能改变的关系，则W=ΔU=20J
答案：20J
友情提示：注意功与内能改变的关系。
课后问题与练习点击
1．解析：在分子动理论中，系统中所有分子热运动动能和分子间相互作用的分子势能的总和，叫做系统的内能；在热力学中，存在一个只与依赖于系统自身状态的物理量，由于这个物理量在两个状态之间的差别与外界在绝热过程中对系统所做的功相联系，而功是能量转化的量度，我们把这个物理量称为系统的内能。
由于在绝热过程中对系统做功，系统的温度、体积等状态就要发生变化，所有分子热运动的动能和分子间相互作用的分子势能就要发生变化，系统的内能就要发生变化，因此分子动理论是从微观的角度来定义内能，热力学是从宏观的角度来定义内能，但两者是一致的。
2．解析：如钻木取火；用铁锉来锉工件，工件和铁锉都会变热；用铁锤来打击铁块，铁锤和铁块都会变热等都说明做功可以改变系统的内能。
3．解析：在图10.1-2中，是机械能转化为内能；在图10.1-3中，是电能转化为内能。
4．解析：气体在真空中绝热膨胀时对外界不做功。
气体在空气中绝热膨胀时对外界做功。做功所需的能量来源于气体原来储存的内能
基础训练
1．下列实例中，属于做功来增加物体内能的是（）
A.铁棒放在炉子里被烧红
B.锯条锯木头时会发热
C.古时候的猿人钻木取火
D.冬天在阳光下取暖
2．下列现象属于用做功的方法改变系统内能的是（）
A.放在火炉边的物体温度升高了
B.把一杯热水放在冷水中冷却
C.用铁锤锻打工件，工件会发热
D.拉弯的弓把箭射出去
3．下列过程中，由于做功而使系统内能增加的是（）
A.把铁丝反复弯曲，弯曲处温度升高
B.烧开水时，蒸汽将壶盖顶起
C.铁块在火炉中被加热
D.铁球从空中自由下落（不计空气阻力）
4．用下列方法改变物体的内能，属于做功方式的是( )
A.搓搓手会感到手暖和些
B.汽油机气缸内被压缩的气体
C.车刀切下的炽热的铁屑
D.物体在阳光下被晒热
多维链接
1．用打气筒打气时，过一会筒壁会热起来，这是为什么？
解析：打气时活塞压缩空气做功，使筒内空气内能增加，温度升高；同时克服活塞与筒壁间的摩擦做功也使筒壁内能增加，温度升高。
2．焦耳与热力学
焦耳，英国物理学家。出身于曼彻斯特附近索尔福一个啤酒厂主家庭。青年时经常用业余时间进行有关电的、化学的相互作用和机械作用之间联系的实验，并得到化学家道尔顿的鼓励和支持。焦耳的贡献主要有三个方面。①首先研究了电流的热效应，指出导体中一定时间所生成的热量与导体的电阻及电流平
方之积成正比。由于不久楞次也独立地发现了同样的规律，所以被称为焦耳——楞次定律②从1840~1879年用了近40年的时间钻研和测定了热量与机械功的当量关系，最后得到的热功当量数值是1卡=4.2焦耳。焦耳的实验工作以大量确凿的证据否定了热质说，为能量守恒与转化定律奠定了实验基础，因此焦耳是能量守恒与转化定律的发现者之一。③为了研究气体的内能，焦耳于1845年做了焦耳气体自由膨胀实验。发现一般气体的内能是温度和体积的函数，而理想气体的内能仅仅是温度的函数，与体积无关。为了纪念焦耳对科学发展的贡献，国际计量大会将能量、功、热量的单位命名为焦耳。
3.课本P62“做一做”
提示：研究对象是瓶内被封闭的气体；在瓶塞跳出的过程中，系统对外界做功；这个过程中系统的内能减少；从瓶塞跳出获得动能可以推断出它的内能减少。
1.解析：锯条锯木头与钻木取火时都会做功从而使物体的内能增加，故B、C正确。
答案：B、C
2.解析：用铁锤锻打工件，铁锤对工件做功，使它的内能增加，选C
答案：C
3.解析：选项B是系统对外界做功，内能减小，选项C是吸热使内能增加，而选项D内能不变。故选A。
答案：A
4.解析：选项D是吸热使内能增加，A、B、C正确。
答案：A、B、C
7. 5、内能
教学目标
1．在物理知识方面要求：（1）知道分子的动能，分子的平均动能，知道物体的温度是分子平均动能大小的标志。（2）知道分子的势能跟物体的体积有关，知道分子势能随分子间距离变化而变化的定性规律。（3）知道什么是物体的内能，物体的内能与哪个宏观量有关，能区别物体的内能和机械能。
2．在培养学生能力方面，这节课中要让学生建立：分子动能、分子平均动能、分子势能、物体内能、热量等五个以上物理概念，又要让学生初步知道三个物理
规律：温度与分子平均动能关系，分子势能与分子间距离关系，做功与热传递
在改变物体内能上的关系。因此，教学中着重培养学生对物理概念和规律的理
解能力。
3．渗透物理学方法的教育：在分子平均动能与温度关系的讲授中，渗透统计的方
法。在分子间势能与分子间距离的关系上和做功与热传递关系上都要渗透归纳推
理方法。
重点、难点分析
1．教学重点是使学生掌握三个概念（分子平均动能、分子势能、物体内能），
掌握三个物理规律（温度与分子平均动能关系、分子势能与分子之间距离关系、
热传递与功的关系）。2．区分温度、内能、热量三个物理量是教学上的一个难点；
分子势能随分子间距离变化的势能曲线是教学上的另一难点。
主要教学过程
引入新课
我们知道做机械运动的物体具有机械能，那么热现象发生过程中，也有相应的能量变化。另一方面，我们又知道热现象是大量分子做无规律热运动产生的。那么热运动的能量与大量的无规律运动有什么关系呢？这是今天学习的问题。
教学过程的设计
一、温度的宏观和微观意义是什么？如何理解？
分子的无规则运动特点是多、变、快、乱，在热现象中，关心的是多个发分子，而不是单个分子。
（1）、分子的平均动能――所有分子的动能的平均值
m～10－26 kg v＝10 5 m / s
（2）、温度：宏观――表示物体的冷热程度
微观――是物体平均动能的标志
（3）、温度相同，平均动能就相同，不论物体的组成、结构、种类和物态(无论如何)
二、什么是分子势能？分子势能与什么有关？
（1）、由于分子间存在着相互作用的引力和斥力而具有的与其相对位置有关的能量，叫做分子势能。（类似于重力势能和弹性势能）。因此任何物体都是有内
能的。
（2）、微观――与相对位置有关
宏观――与体积有关
三、什么是物体的内能，它与什么有关？
1、 所有分子做热运动的动能和分子势能的总和
叫做物体的内能，也叫热力学能 2、 与温度T 、体积V 和分子个数N 有关
3、 一切物体都具有内能
四、内能和机械能又什么区别？
1、 宏观物体的机械运动对应机械能。机械能可以为零。
2、 微观物体对应内能。内能不可以为零。
3、 内能和机械能之间可以相互转化。
物体机械运动对应着机械能，热运动对应着内能。任何物体都具有内能，同时还可以具有机械能。例如在空中飞行的炮弹，除了具有内能，还具有机械能——动能和重力势能
五 区别内能、热量和温度
课堂练习
1、 温度的高低是由人的感觉决定的（×）
2、 物体平均速度大的物体的温度高（×）
3、 20℃的水和20℃的铜的平均动能相同（√）
4、 体积变大，内能变大（×）
5、 温度升高，所有的分子的平均动能都变大（×）
6、 温度越高，总动能越大（×）
7、 同温度的水和氢气相比，氢气的平均速度大（√）
8、 温度高的物体，内能不一定大。
9、 同样质量的水在100℃时的内能比60℃时的内能大。
10、 内能大的物体，温度一定高。
11、 下列各个实例中，比较物体的内能大小，并说明理由。
①一块铁由15℃升高到55℃，比较内能。
②质量是1kg50℃的铁块与质量是0.1kg50℃的铁块，比较内能。
③质量是1kg100℃的水与质量是1kg100℃的水蒸气，比较内能。
改变内能的两种方式 r 0＝10 －10m r ＜r 0
引力＜斥力
表现斥力 r ＝r 0 引力＝斥力 合力＝0 r ＞r 0 引力＞斥力 表现引力 r ＝10 r 0
r ＝10 r 0 引力＝斥力＝0 合力＝0
r ＝r 0 E p 最小 r ＞r 0 引力
做负功
E p 增加
r ＜r 0 斥力
做负功
E p 增加 斥力 引力 r 0
E P 温度计
一、做功改变物体的内能
摩擦生热、压缩气体、搅拌
1、对物体做功，物体的内能增加
2、物体对外做功，物体的内能减小
3、做了多少功，就改变多少内能
二、热传递改变物体的内能
教室里的热水、火炉上的凉水
1、外界向物体传递热量（吸热），物体的内能增加
2、物体向外界传递热量（放热），物体的内能减小
3、传递多少热量，内能就改变多少
三、做功和热传递的实质
1、做功改变内能，是能量的转化，用功的数值来度量
2、热传递改变内能，是能量的转移，用热量来度量
四、做功和热传递的等效性
做功和热传递在改变内能上是等效的。
例如：使物体升高温度，可以用热传递的方法，也可以用做功的方法，得到的结果是相同的，如果事先不知道，我们无法知道它是通过哪种途径改变的内能。
1 cal＝4.
2 J 1 J＝0.24 cal
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温度计和温标的发明
公元前200一100年间，古希腊菲隆和希隆各自制造过一种以空气膨胀为原理的测温器。其后，人们还在三个容器中分别装上冷、温、热水来判断物体的冷热：用手摸进行比较。
1592或1595年，伽利略制成了第一个气体温度计。玻璃管与玻璃泡相连，管内有有色液体，倒置于水杯之中。当被测温度的物体与泡接触时，泡内空气就会因热胀冷缩而发生体积变化，使有色液柱上升或下降，再由玻管上标有“热度”(即现在所说的“温度”)的刻度读出。这是有史以来的第一支有刻度的温度计。显然，这种温度计不完善：变化着的大气压也会使液柱升降，测量范围极其狭窄。
物理学中热力学里有一门叫计温学的分支学科，它是利用物质的热效应来研究测温技术的。它包括温度分度法、温度参照点的选择、温度计按不同用途的设计、制定各种测温标准、提高测温精度、准确度、测定实用温标和热力学温标的差值等。伽利略发明气体温度计后，人们的工作就大致按这些内容进行。
1611年，伽利略的同事桑克托留斯改进了伽利略的气体温度计，制成一种蛇状玻璃管气体温度计，玻管上有llO个刻度，可测体温。
1629年，约瑟夫·德米蒂哥这位物理学家兼犹太教师出版了一本叫《花园中的喷泉》的书，书中载有盛有白兰地的玻璃泡温度计，它旁边的小字上写着“oleb”(上升)。有人认为这是人类第一支较准确的温度计。但现未能查明其发明者，而只能猜测是伽利略或他在帕多瓦大学的同事德米蒂哥。具体发明年代只能大致确定在17世纪初。1631—1632年，法国化学家詹·雷伊把伽利略的玻璃管倒转过来，并直接用水而不是空气的体积变化来测定温度。这是第一支用水作工作物质的温度计。但因管口末密封，水会蒸发而产生越来越大的误差。
1641年，第一支以酒精为工作物质的温度计首次出现在意大利托斯卡纳大公爵费迪南二世的宫庭里。1644—1650年间，这位大公将其不断完善：用蜡把红色酒精温度计的玻管
口封位，在玻管上刻度。可见，这支温度计已具有现代温度计的雏型，以致不少人将温度计的发明归功于这位大公。1654年，这种温度计已在佛罗伦萨普及，以致这一年被一些人认为是温度计诞生之年。它还被传到英国和荷兰。
1646年，意大利物理学家莱纳尔第尼明智地提出以水的冰点和沸点作为温度计刻度的两个定点。但无奈当时流行的酒精温度计里酒精的沸点(78.5℃)低于水的沸点(100℃)，所以用水的沸点为第二个定点对酒精温度计显然不切实际，所以这一建议当时未能实施。1657年成立的意大利佛罗伦萨实验科学院在其存在的10年间地进行了水银和酒精温度计的研究，制作过40(或80)个等分标度的没有定点的酒精温度计：它在1660年冬最冷时显示11—12“度”，冰的熔点显示13.5“度”，夏天最热时为40“度”。
1658年，法国天文学家伊斯梅尔·博里奥制成第一支用水银作工作物质的温度计。1660年，意大利材料测试研究所也制成了水银温度计。
1665年，荷兰物理学、数学家惠更斯地提议把水的冰点和沸点作温度计刻度的两个定点，以便各种温度计标准化。同年，英国物理学、化学家波义耳根据他于1662年发现的气体定律(即玻义耳定律，后经法国物理学家马略特完善后称波义耳一马略特定律，简称波一马定律)，指出气体温度计不准的原因及其他缺点。其后，人们大多转向其他工作物质的温度计的研究。
1672年，休宾在巴黎发明了第一个不受大气压影响的空气温度计。
1688年，达兰西的温度计以水和牛油熔解时的两个温度作温度计刻度的两个固定点。18世纪初，形形色色的温度标准(温标)已多达30余种。例如，丹麦天文学家罗默(他以1676年用观测木星卫星蚀的方法第一次证实光的传播是等速运动而闻名于世)以人体温度为22.5“度”和水的沸点为60“度”作温度计上刻度的两个定点。牛顿于1701—1703年制作的亚麻子油(一说蓖麻油)温度计把雪的熔点0“度”和人体的温度12“度”作温度计的两个定点。
法国物理学家阿蒙东最先指出测温液体是规则膨胀的，“有绝对零度存在”也是他最先指出的，他于1703年也制成了一支实用气体温度计。
在18世纪以前，温标不统一且不太实用。这些工作历史地落在华伦海特等人的肩上。迁居荷兰的德国玻璃工华伦海特也在英国居住过。他经过1709—1714年的研究，把冰、水、氯化铵的混合物平衡温度定为0℉，人体温度定为96℉(如以今天我国标准体温37℃，则应为98．6℉，可见他采用的体温不是今天我国的标准体温)，其间分为96格，每格为1℉。1724年，他又把水的沸点定为2120℉。但遗憾的是，他未能将冰的熔点定为0℉，而是定为32℉。这就是华氏温标，其符号为tF。这是曾长期使用且至今仍在香港和世界许多地方使用的第一种温标。他还发明了在填充水银时进行净化的方法，制成了第一种实用的水银温度计。
1730年，主要研究物理学和动物学的法国博物学家列奥缪尔制成了一种酒精温度计，他把水的冰点0oR和沸点80oR刻在温度计上作两个定点，再把其问分为80格，每隔为1oR。这是其后流行了多年的第二种温标——列氏温标，其符号为tR。
1742年，瑞典物理学家、天学家摄尔修斯制成的水银温度计则把水的沸点和冰的熔点分别定为0℃和100℃，其间分为100格，每格为1℃，这是第三种得到广泛流行的实用温标——摄氏温标，其符号为t或tc。1743年，克里森指出上述定点不符合越热的物体温度越高的习惯，8年以后的1750年，摄尔修斯接受同事斯特默尔的建议，把上述两定点的温度对调，这才成了现在的摄氏温标即百分温标。
上述三种温标都是初级原始的温标，其缺点有二。一是温度值只有在两个定点是准确的其余各点都不准确；二是定义范围很窄，例如水银温度计测量范围是—38．87—+356．9℃。
以下第四种温标克服了这些缺点。
1848年，英国物理学家汤姆逊即开尔文提出热力学温标。其符号为TK或T，并于1854年指出只需选用一个固定点数值，这种温标就能确定。这个点就是“绝对零度”。然而，在实际建立热力学温度单位时，考虑到历史传统和当时的技术条件，他不得不用摄尔修斯的0—100℃的间隔作为100个新温度的间隔，即新温度的每个间隔为1开氏度(1oK)与l摄氏度(1℃)相当。这就是开氏温标。历史上类似而含义不尽相同的名称还有理想气体温标、热力学绝对温标等。这第四种温标的特点是：与任何物体的性质无关，不受工作物质的影响，解除了工作物质因凝固、汽化而受到的限制，仅与热量有关。1927年，第七届国际计量大会确定它为最基本的温标。1954年大会又决定把273.16oK这一水的三相点作为这一温标的唯一定点。这一温标实际包含的另一定点是不能用物质的已知性质来定义的，它是理论上推导出来的最低温度——绝对零度。1967年，第十三届国际计量大会将这种温标的单位“开氏度”(oK)改为“开尔文”(K)，而前述“开氏温标”及“开氏温度”被分别代之以“新国际实用温标”和“热力学温度”，我国也最终由国务院于1984年2月27日下达命令在1991年1月1日起正式施行使用。
第五种温标为兰氏温标，在19世纪由英国工程师兰金发明，其符号为TR，兰氏度的符号为Ro。这种温标的水三相点约491.7Ro，水的沸点约671.6Ro。这种温标比前四种用得更少。
随着上述摄氏，国际温标的建立和技术的成熟，以及实际测量的需要，人们改进、发明了形形色色的温度计。
1743年，法国克利斯廷在里昂改制了像摄尔修斯那样的温度计，这更接近现代温度计。1782年，西克斯发明了“最高最低温度计”，丹尼尔·卢瑟福在1794年作了改进。1782年，英国韦奇伍德．和德国塞格尔各自发明了测定火焰温度或炉温用的温度计，后者的发明被称为塞格尔测温锥。
1821—1822年，德国塞贝克发现热电(温差电)现象，提出温差电动势序，认识到由此可制成热电偶即温差电偶来测温度。1830年便出现了这种温差电偶，用它还可探测红外线。选用适当的导体或半导体作热电偶材料，可以测量很宽的温度范围(如—50—+1600℃)，若用特殊热电偶材料，则更可扩大到—180—2000℃，这显然是酒精或水银温度计望尘莫及的。
俄国楞次和英国戴维于1835年得知金属在受热时电阻会增大，A·F·斯文贝尔格于1857年便用这一原理发明了差示温度计(由一个接在测量电桥中的涂黑铜螺线组成)。
1860年，德国威廉·西门子发明了遥测式电阻温度计，1869年他为它加装了一根钠丝作测量探头，可测更高的温度。
19世纪60年代初，英国医生阿尔伯特发明了现在仍在位用的那种体温计：其最大特点是细管内有一段特别狭窄，体温计离开被测人体后水银在这狭处中断而水银柱并不下降，可从容不迫地读出体温。
1881年，兰利将涂黑的铂带作热敏元件制成辐射热测量计(或电阻测辐射热计)测量辐射热。
其后，温度计新品种不断涌现。例如，光学高温计(测600℃以上高温)、光度计(测星球表面温度)、红外显微镜(测小至10—100微米的点的温度)、半导体点温度计(测点的温度)、石英振子温度计(可测低温至250间的温度，精度特高)
对10000℃以上的高温，一般温度测量法已无能为力。这时，要用原子光谱的谱线和温
度间的关系来计算出温度。
高中物理功和功率练习题 一、选择题（带“▲”为多选题） 1．足球运动员一脚把足球踢出，足球沿水平地面运动，速度逐渐变小，在球离开运动员以 后的运动过程中 （ ） A ．运动员对球做了功 B ．球克服支持力做了功 C ．重力对球做了功 D ．球克服阻力做了功 2．▲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 ．如果物体做加速直线运动，F 一定对物体做正功 B ．如果物体做加速直线运动，F 也可能对物体做负功 C ．如果物体做减速直线运动，F 一定对物体做负功 D ．如果物体做匀速直线运动，F 一定对物体做正功 3．质量为0.5kg 的小球从高空自由下落，经2s 落到地面，在小球下落过程中重力做功的平 均功率是 （ ） A ．5W B ．10W C ．50W D ．100W 4．一物体由H 高处自由落下，当物体的动能等于势能时，物体所经历的时间为 （ ） A ．g H 2 B ．g H C ．g H 2 D ．以上都不对 5．一辆小车原先在平直公路上做匀速直线运动，从某时刻起，小车所受到的牵引力F 和阻 力F 1随时间的变化规律如图（甲）所示，则作用在小车上的牵引力的功率随时间变化规律是图（乙）（ ） 6．▲某物体做变速直线运动，则下列说法中不正确．．． 的是 （ ） A ．若改变物体速度的是重力，物体的机械能不变 B ．若改变物体速度的是摩擦力，物体的机械能必定减少 C ．若改变物体速度的是摩擦力，物体的机械能可能增加 D ．在物体速度增加的过程中，物体的机械能必定增加 7．▲质量为m 的汽车，发动机的功率恒为P ，摩擦阻力恒为F 1，牵引力为F ，汽车由静止开 始，经过时间t 行驶了位移s 时，速度达到最大值v m ，则发动机所做的功为 （ ） A ．Pt B ．Fs C ．2m 1 2 mv D ．221m 2mP Ps F v 8．▲某人把原来静止于地面上的质量为2kg 的物体向上提起1m ，并使物体获得1m/s 的速 度，取g =10m/s 2 ，则这过程中下列说法中正确的是 （ ） A ．人对物体做的功为21J B ．合外力对物体做的功为21J C ．合外力对物体做功20J （甲） （乙) A B C D
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。
功（二） 1．A 、B 两物体质量分别为m 和2m ，A 静止于光滑水平面上，B 静止于粗糙水平面上，用相同水平力分别推A 和B ，使它们前进相同位移。在此过程中，下面说法正确的是 （ ） A ．对A 的推力做功多一些 B ．对B 的推力做功多一些 C ．两次推力做功的功率一样大 D ．对B 的推力做功的平均功率较小 2．质量为m 的汽车，启动后沿平直路面行驶，如果发动机的功率恒为P ，且行驶过程中受到的摩擦阻力大小一定，汽车能够达到的最大速度为 v ，那么当汽车的车速为4 v 时，汽车的瞬时加速度的大小为 （ ） A ．P mv B ．2P mv C ．3P mv D ．4P mv 3．一人用力踢质量为0.5kg 的皮球，使球由静止开始以20m/s 的速度飞出，假定人踢球瞬间对球平均作用力是100N ，球在水平方向运动20m 后停止，则人对球所做的功为 （ ） A ．25J B ．50J C ．100J D ．20xxJ 4．如图所示，A 、B 两球的质量相等，A 球用不可伸长的轻绳系于O 点，B 球用轻弹簧系于'O 点，O 与' O 点在同一水平面上。分别将A 、B 球拉到与悬点等高处，轻绳与轻弹簧均处于水平，弹簧处于自然状态。将两球分别由静止释放，当两球到达各自悬点正下方时，两球仍处于同一水平面上，则两球各自到达悬点正下方时 （ ） A ．两球动能相等 B ．A 球动能较大 C ．B 球动能较大 D ．A 球减少的重力势能较多 5．一质量为m 的物体被人用手由静止竖直向上以加速度a 匀加速提升h ，关于此过程下列说法中不正确的是 （ ） A ．提升过程中手对物体做功()m a g h + B ．提升过程中合力对物体做功mah C ．提升过程中物体的动能增加()m a g h + D ．提升过程中物体克服重力做功mgh 6．如图所示，一质量为m 的物体，始终固定在倾角为θ 的斜面上，下面说法中不正确的是
高中物理新课程教学设计案例分析（一） 内容:选修3-1第三章《磁现象和磁场》(普通高中课程标准实验教科书) 教材分析 磁现象和磁场是新教材中磁场章节的第一节课，从整个章节的知识安排来看，本节是此章的知识预备阶段，是本章后期学习的基础，是让学生建立学习磁知识兴趣的第一课，也是让学生建立电磁相互联系这一观点很重要的一节课，为以后学习电磁感应等知识提供铺垫。整节课主要侧重要学生对生活中的一些磁现象的了解如我国古代在磁方面所取得的成就、生活中熟悉的地磁场和其他天体的磁场（太阳、月亮等），故本节课首先应通过学生自己总结生活中与磁有关的现象。电流磁效应现象和磁场对通电导线作用的教育是学生树立起事物之间存在普遍联系观点的重要教学点，是学生在以后学习物理、研究物理问题中应有的一种思想和观点。 学生分析 磁场的基本知识在初中学习中已经有所接触，学生在生活中对磁现象的了解也有一定的基础。但磁之间的相互作用毕竟是抽象的，并且大部分学生可能知道电与磁的联系，但没有用一种普遍联系的观点去看电与磁的关系，也没有一种自主的能力去用物理的思想推理实验现象和理论的联系。学生对磁场在现实生活中的应用是比较感兴趣的，故通过多媒体手段让学生能了解地磁场、太阳的磁场和自然界的一些现象的联系（如黑子、极光等），满足学生渴望获取新知识的需求。 教学目标 一、知识与技能 1、让学生自己总结生活中与磁有关的现象，了解现实生活中的各种磁现象和应用，培养学生的总结、归纳能力。 2、通过实验了解磁与磁、磁与电的相互作用，掌握电流磁效应现象。使学生具有普遍联系事物的能力，培养观察实验能力和分析、推理等思维能力。 3、通过直观的多媒体手段让学生熟悉了解地磁场和其他天体的磁场及与之有关的自然现象。 二、过程与方法 1、让学生参与课前的准备工作，收集课外的各种磁有关的现象和应用。 2、在电流磁效应现象的教育中，本节课采用类似科学研究的方式，还原物理规律的发现过程，强调学生自主参与。 3、学生对物理现象进行分析、比较、归纳，采用老师与学生双向交流感知现象下的物理规律的普遍联系。 三、情感态度价值观 1、对奥斯特的电流磁效应现象的教育中，要让学生知道奥斯特的伟大在于揭示电和磁的联系，打开了科学中一个黑暗领域的大门。也让学生懂得看似简单的物理现象在它发现的最初过程中是如何的艰难。 2、通过知识的学习，培养学生学科学、爱科学、用科学的精神，树立起事物之间存在普遍联系的观点。通过学习中国古代对磁的应用，加强爱国主义教育。 3、强调学生通过自主参与类似科学研究的学习活动，获得亲身体验，产生积极情感。 重点难点 电流磁效应的研究是本节课的重点，也是难点 教学设计思想 1、这是磁场章节的第一节课，教学过程应重在显示学生对磁这一知识的了解和对磁知识的生活的体验。为此，本节课采用以问题为主线、实验为基础的教学策略。问题情景的创设，是思维的启动点和切入口，而实验是物理研究的理论支持。 2、电流磁效应的研究是本节课的重点，在设计中可让学生自己讨论研究的思想，在这基础上再提出奥斯特的实验及其研究过程中出现的困难。然后自然得过渡到磁场对电流的作用上来。 3、在天体磁场的教学中，本设计注意用多媒体手段，将大量的图片、影象资料传递给学生，让学生了解中国古代对地磁的应用及其它天体磁场的认识，提高课堂的趣味性和教学效果。 教学过程设计 一、课前调查、准备 教师提出问题：1、你对生活中有关磁的现象和应用了解多少，能否举出你所熟悉的一些现象和应用呢？ 任务：在课前请同学通过网络去获知磁有关的知识 二、实验演示，引入新课 1、利用磁钢堆硬币积木。
高中物理功和功率典型例题精析 [例题1] 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，如果前后两过程的时间相同，不计空气阻力，则[ ] A．加速过程中拉力的功一定比匀速过程中拉力的功大 B．匀速过程中拉力的功比加速过程中拉力的功大 C．两过程中拉力的功一样大 D．上述三种情况都有可能 [思路点拨]因重物在竖直方向上仅受两个力作用：重力mg、拉力F．这两个力的相互关系决定了物体在竖直方向上的运动状态．设匀加速提升重物时拉力为F1，重物加速度为a，由牛顿第二定律F1－mg=ma， 匀速提升重物时，设拉力为F2，由平衡条件有F2=mg，匀速直线运动的位移S2=v·t=at2．拉力F2所做的功W2=F2·S2=mgat2． [解题过程] 比较上述两种情况下拉力F1、F2分别对物体做功的表达式，不难发现：一切取决于加速度a与重力加速度的关系． 因此选项A、B、C的结论均可能出现．故答案应选D． [小结]由恒力功的定义式W=F·S·cosα可知：恒力对物体做功的多少，只取决于力、位移、力和位移间夹角的大小，而跟物体的运动状态(加速、匀速、减速)无关．在一定的条件下，物体做匀加速运动时力对物体所做的功，可以大于、等于或小于物体做匀速直线运动时该力做的功． [例题2]质量为M、长为L的长木板，放置在光滑的水平面上，长木板最右端放置一质量为m 的小物块，如图8－1所示．现在长木板右端加一水平恒力F，使长木板从小物块底下抽出，小物块与长木板摩擦因数为μ，求把长木板抽出来所做的功．
[思路点拨] 此题为相关联的两物体存在相对运动，进而求功的问题．小物块与长木板是靠一对滑动摩擦力联系在一起的．分别隔离选取研究对象，均选地面为参照系，应用牛顿第二定律及运动学知识，求出木板对地的位移，再根据恒力功的定义式求恒力F的功． [解题过程] 由F=ma得m与M的各自对地的加速度分别为 设抽出木板所用的时间为t，则m与M在时间t内的位移分别为 所以把长木板从小物块底下抽出来所做的功为 [小结]解决此类问题的关键在于深入分析的基础上，头脑中建立一幅清晰的动态的物理图景，为此要认真画好草图(如图8－2)．在木板与木块发生相对运动的过程中，作用于木块上的滑动摩擦力f 为动力，作用于木板上的滑动摩擦力f′为阻力，由于相对运动造成木板的位移恰等于物块在木板左端离开木板时的位移Sm与木板长度L之和，而它们各自的匀加速运动均在相同时间t内完成，再根据恒力功的定义式求出最后结果．
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
学习重点： 1、功的概念 2、功的两个不可缺少的要素 3、机械功的计算公式 4、功率的概念及其物理意义 知识要点： （一）功的概念 1、定义： 如果一个物体受到力的作用，并且在力的方向上发生了一段位移，物理学中就说力对物体做了功。 2、做功的两个不可缺少的要素： 力和物体在力的方向上发生的位移。（分析一个力是否做功，关键是要看物体在力的方向上是否有位移） （二）功的公式和单位 1、公式： W=F·Scosα 即：力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力和位移夹角的余 弦三者的乘积。 2、功的单位： 在国际单位制中功的单位是“焦耳”，简称“焦”，符号“J” 1J=1N·m（1焦耳=1牛·米） 3、公式的适用条件： F可以是某一个力，也可以是几个力的合力，但F必须为恒力，即大小和方向都不变的力。 4、两种特殊情况：（从A运动到B） （1）力与位移方向相同，即α=0° W=F·S·cos0°=F·S （2）力与位移方向相反，即α=180° W=F·S·cos180°=-F·S 5、公式中各字母的正负取值限制：F和S分别指“力的大小”和“位移的大小”即公式中的F和S恒取正值，α指力和位移之间的夹角，也就是力的方向和位移的方向之间的夹角，α的取值范围是：0°≤α≤180°。 6、参考系的选择： 位移与参考系的选取有关，所以功也与参考系的选取有关。 在中学范围内，计算时一律取地面或相对于地面静止的物体作为参考系。 （三）正功与负功 1、功的正负完全取决于α的大小： （1）当0°≤α<90°时，cosα>0，W>0，此时力F对物体做正功，该力称为物体的“动力”。 （2）当α=90°时，cosα=0，w=0，此时力F对物体做零功，或称力对物体不做功。 （3）当90°<α≤180°时，cosα<0，W<0，此时力F对物体做负功，或称物体克服力F做功，该力称为物体的“阻力”。 2、功是标量，只有大小、没有方向。功的正负并不表示功有方向。 （四）合力所做的功等于各分力做功的代数和。 即：W合=W1+W2+… （五）功率的概念：
人教版高中物理必修二《曲线运动》教学 设计 人教版高中物理必修二《曲线运动》教学设计 一、教学目标 1.知识与技能 （1）知道曲线运动是一种变速运动，它在某点的瞬时速度方向在曲线这一点的切线上； （2）理解物体做曲线运动的条件是所受合外力与初速度不在同一直线上． 2.方法与过程 （1）类比直线运动认识曲线运动、瞬时速度方向的判断和曲线运动的条件； （2）通过实验观察培养学生的实验能力和分析归纳的能力． 3.情感态度与价值观 激发学生学习兴趣，培养学生探究物理问题的习惯． 二、教学重难点 1.曲线运动中瞬时速度方向的判断 2.理解物体做曲线运动的条件 三、教学过程 1.新课导入，引入曲线运动
教师：在必修一里我们学习了直线运动，我们知道物体做直线运动时他的运动轨迹是直线，需要满足的条件是物体所受的合力与速度的方向在同一条直线上。但在现实生活中，很多物体做的并非是直线运动，比如玩过山车的游客的运动、火车在其轨道上的运动、风中摇曳着的枝条的运动、人造地球围绕地球的运动（图片）。 问题1：在这几幅图片中，物体的运动轨迹有什么特点？ （运动的轨迹是一条曲线） 教师：我们把像这样运动轨迹是曲线的运动叫做曲线运动。 设计意图：通过复习直线运动引入生活中更为常见的曲线运动，并借助实例归纳出曲线运动的概念，帮助学生认识曲线运动。 2.曲线运动的方向 问题2：我们知道物体在做直线运动时，物体的速度方向始终是保持不变的，那么在做曲线运动时，物体的速度的方向又有什么特点呢？ （方向时刻在改变） 问题3：那么，我们该如何确定物体做曲线运动时每时每刻所对应速度的方向呢？ 教师：我们猜想一下，钢珠从弯曲的玻璃管中滚落出，
高中物理教学案例：都是“加速度” 1.问题的产生 去年国庆，我的第一届学生聚会，我是班主任，同时任教他们高一入门的物理课，被他们邀到现场，大家非常开心，由于是高中同学，不免要回忆高中时代的一些生活学习片断，一位医科大学毕业的学生顺手拿起桌上的一个苹果向空中抛去，然后用手接住，笑着对我说，老师，加速度多大？旁边一大帮同学笑嘻嘻地抢着回答： ●你是指抛上去还是落下来的过程？（一个女孩子，也是医科大学毕业的） ●上升加速度朝上，下降时加速度朝下。（军事指挥院校的本科毕业生干脆利索地回答） ●上升过程速度都没增加，哪有加速度？下降才有加速度吧。（师大学毕业的，不是学物理专业） ●最高点苹果都停下来了，肯定没有加速度。（竟然是一个重点大学理工科毕业学生的回答） ●老师，我忘得一干二净了，全还给你了，白学了。（一个女孩，后来学文科了） 2. 他们是这样学的，我是这样教的 加速度的概念在高中物理中的地位不言而喻，它贯穿高中物理始终，但过不了三五年，他们将这些东西抛到了九霄云外，抑或将加速度概念扭曲。也就是上面回答的那些根深蒂固的“加速度”答案。 想想原来我的教学方法，基本上都是两种模式进行导入： 第一种是列一个如下所示的表格作为新课的引入： 然后设计问题：根据表格中的信息回答下列问题： 1.哪一个速度改变量大？ 2.哪一个所用时间长？ 3.哪一个速度变化快？
学生讨论回答完毕，老师总结：单位时间速度的改变量就叫加速度。然后转身在黑板上醒目地写上今天的主题：“速度变化的快慢 加速度”． 第二种是作速度-时间图像进行导入： 作出两物体的v —t 图像，都是匀变速直线运动，同学们从图中找一找速度随时间的变化规律。 学生：甲图中，物体的速度每5秒变化30m/s ， 乙图中，物体的速度每5秒变化10m/s 。 师：哪个物体的速度改变要快一些呢？ 学生：甲物体，因为甲的速度每秒才改变6m/s 。 师：对，今天我们就来引入一个新概念——加速度，来描述速度改变的快慢． 这两种方式估计是全中国千千万万的物理教师通常的教学方法，以生活中常见的物体的速度、速度的变化、速度的变化快慢来引出“加速度”，最终迫不及待地给出定义：用来描述速度变化快慢的物理是就叫加速度。然后说出加速度的矢量性，有正负之分，再进行交流与讨论，对公式进行巩固等等。对于加速度方向问题，更是弄得学生晕头转向。教材对加速度方向的描述为“加速度也有方向，在直线运动中，通常取物体初速度0v 的方向为正方向，当末速度0t v v ，加速度a 为正值，表明加速度方向与初速度的方向与初速度0v 的方向相同，物体在加速；这句话我一直耿耿于怀，除了表述使你发晕之外，再找不到其它价值所在，何况还经不起推敲。 为此，我建议取一个合理的中文名词取代“加速度”。
功和功率典型例题精析 [例题1] 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，如果前后两过程的时间相同，不计空气阻力，则[ ] A．加速过程中拉力的功一定比匀速过程中拉力的功大 B．匀速过程中拉力的功比加速过程中拉力的功大 C．两过程中拉力的功一样大 D．上述三种情况都有可能 [思路点拨]因重物在竖直方向上仅受两个力作用：重力mg、拉力F．这两个力的相互关系决定了物体在竖直方向上的运动状态．设匀加速提升重物时拉力为F1，重物加速度为a，由牛顿第二定律F1－mg=ma， 匀速提升重物时，设拉力为F2，由平衡条件有F2=mg，匀速直线运动的位移S2=v·t=at2．拉力F2所做的功W2=F2·S2=mgat2． [解题过程] 比较上述两种情况下拉力F1、F2分别对物体做功的表达式，不难发现：一切取决于加速度a与重力加速度的关系． 因此选项A、B、C的结论均可能出现．故答案应选D． [小结]由恒力功的定义式W=F·S·cosα可知：恒力对物体做功的多少，只取决于力、位移、力和位移间夹角的大小，而跟物体的运动状态(加速、匀速、减速)无关．在一定的条件下，物体做匀加速运动时力对物体所做的功，可以大于、等于或小于物体做匀速直线运动时该力做的功． [例题2]质量为M、长为L的长木板，放置在光滑的水平面上，长木板最右端放置一质量为m 的小物块，如图8－1所示．现在长木板右端加一水平恒力F，使长木板从小物块底下抽出，小物块与长木板摩擦因数为μ，求把长木板抽出来所做的功．
[思路点拨] 此题为相关联的两物体存在相对运动，进而求功的问题．小物块与长木板是靠一对滑动摩擦力联系在一起的．分别隔离选取研究对象，均选地面为参照系，应用牛顿第二定律及运动学知识，求出木板对地的位移，再根据恒力功的定义式求恒力F的功． [解题过程] 由F=ma得m与M的各自对地的加速度分别为 设抽出木板所用的时间为t，则m与M在时间t内的位移分别为 所以把长木板从小物块底下抽出来所做的功为 [小结]解决此类问题的关键在于深入分析的基础上，头脑中建立一幅清晰的动态的物理图景，为此要认真画好草图(如图8－2)．在木板与木块发生相对运动的过程中，作用于木块上的滑动摩擦力f 为动力，作用于木板上的滑动摩擦力f′为阻力，由于相对运动造成木板的位移恰等于物块在木板左端离开木板时的位移Sm与木板长度L之和，而它们各自的匀加速运动均在相同时间t内完成，再根据恒力功的定义式求出最后结果．
专题二 第1讲 功 功率和动能定理 考向一 功和功率的计算 (选择题) 1.恒力做功的公式 W ＝Fl cos α(通过F 与l 间的夹角α判断F 是否做功及做功的正、负)。 2．功率 (1)平均功率：P ＝W t ＝F v cos α。 (2)瞬时功率：P ＝Fv cos α(α为F 与v 的夹角)。 [例1] (2014·全国新课标Ⅱ)一物体静止在粗糙水平地面上。现用一大小为F 1的水平拉力拉动物体，经过一段时间后其速度变为v 。若将水平拉力的大小改为F 2，物体从静止开始经过同样的时间后速度变为2v 。对于上述两个过程，用WF 1、WF 2分别表示拉力F 1、F 2所做的功，W f 1、W f 2分别表示前后两次克服摩擦力所做的功，则( ) A ．WF 2>4WF 1, W f 2>2W f 1 B ．WF 2>4WF 1, W f 2＝2W f 1 C ．WF 2<4WF 1, W f 2＝2W f 1 D ．WF 2<4WF 1, W f 2<2W f 1 [思路探究] (1)两次物体的加速度、位移存在什么关系？ 提示：因为前后两次t 相等，由a ＝v t ，x ＝v 2 t 知，a 1∶a 2＝1∶2，x 1∶x 2＝1∶2。 (2)两次合力做功存在什么关系？ 提示：由动能定理知W 合1∶W 合2＝1∶4。 [解析] 由x ＝v t 知，前后两次的位移之比x 1∶x 2＝1∶2，由W f ＝fx 知W f 1∶W f 2＝1∶ 2；由动能定理知，WF 1－W f 1＝12mv 2，WF 2－W f 2＝1 2 m ·(2v )2，所以WF 2－W f 2＝4(WF 1－W f 1)， 又因为W f 2＝2W f 1，所以4WF 1－WF 2>0，即WF 2<4WF 1，C 正确。 [答案] C [感悟升华] 计算功和功率时应注意的问题 1．(2014·模拟)如图所示，自动卸货车始终静止在水平地面上，在液压机的作用下，车厢与水平面间的θ角逐渐增大且货物相对车厢静止的过程中，下列说确的是( )
高中物理教学案例 高中物理教学案例 宜昌市长阳一中谢世林整理 【课题】：欧姆定律（一课时） 【教材分析】： 本节教材内容涉及两个问题。一是欧姆定律，二是导体的伏安特性曲线。关于欧姆定律，教科书先用演示实验探究导体中电流与电压的关系，通过U-I图像处理的方法得到电流与电压的正比关系，由斜率反映了导体对电流的阻碍作用，然后定义电阻。在此基础上，通过对因果关系、适用条件的分析等，得到欧姆定律的公式及表述。这样安排，在实验电路、数据处理、研究思路等方面都较初中有很大提高，也更加科学。对导体伏安特性曲线的研究，尤其是测绘小灯泡伏安特性曲线的实验，使学生对欧姆定律的认识更加深化。 【学生分析】：
在初中学生对欧姆定律已有一定的认识，本节课要让学生对欧姆定律有一个更多、更深层次的认识。学生的动手能力不强，在演示实验部分和理论讲解部分要加强师生的互动性，调动学生的积极性。 【教学目标】： （一）.知识与技能： 1.进一步体会用比值定义物理量的方法，知道什么是电阻以及电阻的单位. 2.理解并掌握欧姆定律，并能用来解决有关电路的问题。 3.通过测绘小灯泡伏安特性曲线的实验，掌握和用分压电路改变电压的基本技能；知道伏安特性曲线，知道线性原件和非线性原件，学会一般元件伏安特性曲线的测绘方法。 （二）.过程与方法 1
1.通过演示实验知道电流的大小的决定因素，培养学生的实验观察能力。 2.运用数字图像法处理，培养学生用数字进行逻辑推理能力。 （三）.情感、态度和价值观 1.通过探究欧姆定律的建立过程，激发学生的创新意识，培养学生在逆境中战胜困难的坚强性格。 2.培养学生善于动手、勤于动脑以及规范操作的良好实验素质，培养学生仔细观察认真分析的科学态度。 【教学重点难点】： 重点： 1.欧姆定律的内容、表达式及适用条件。 2.会用姆定律分析解决一些实际问题。
一、功的概念 1.功的定义 (1)一个物体受到力的作用，如果在力的方向上发生一段位移，这个力就对物体做了功 (2)做功的两个条件：力和在力的方向上发生位移 2.功的计算 (1)功的表达式：W = F·scosα。其中s是物体位移的大小，α是力与物体位移的夹角。这个公式可以理解为力投影到位移方向上，或位移投影到力的方向上 注意：①W = F·scosα只能用来计算恒力做功，变力做功则不适合 ②公式力的F与S应具有同时性：计算力F做功时所发生的位移，必须是在同一个力F持续作用下发生的； ③某个力F对物体做的功，与物体是否还受到其他力或其他力是否做功以及物体的运动状态都无关。 （比如上图求F做功时，物体还受到重力、重力不过功，但这些与所求W无关。同上图，不管物体匀速运动，加速运动或减速运动，W都应该为F·scosα） ④位移s在计算时必须选择同一参考系，一般选地面 (2)功的单位：焦耳，简称焦，符号J。1J等于1N的力使物体在力的方向上发生1m 的位移时所做的功 例1.下面距离的情况中所做的功不为零的是（） A.举重运动员，举着杠铃在头上停留3s，运动员对杠铃做的功 B.木块在粗糙水平面上滑动，支持力对木块做的功 C.一个人用力推一个笨重的物体，但没推动，人的推力对物体做的功 D.自由落体运动中，重力对物体做的功 二、正功和负功 1.功的正负 功是标量，只有大小没有方向，力对物体做正功还是负功，由F和s方向间的夹角大小来决定。根据 W=F·scosα知 (1)正功：当0≤α＜90°时，cosα＞0，则W＞0，此时力F对物体做正功。 (2)不做功：当α= 90°时，cosα= 0，则W = 0，即力对物体不做功 (3)负功：当90°＜α≤180°时，cosα＜0，则W＜0，此时力F对物体做负功，也叫物体克服力F做功 2.功的正负的物理意义 因为功是描述力在空间位移上累积作用的物理量，是能量转化的量度，能量是标量，相应的功也是标量。 功的正负有以下含义：
第一章 第一节质点参考系和坐标系 三维目标 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。２．通过参考系的学习，知道从不同角度研究问题的方法。 ３．体会用坐标方法描述物体位置的优越性。 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、勇于探索的精神。 ２．渗透抓住主要因素，忽略次要因素的哲学思想。 ３．渗透具体问题具体分析的辩证唯物主义思想。 教学重点 １．理解质点概念以及初步建立质点要点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。 教学难点 在什么情况下可以把物体看作质点。 课时安排 １课时 教学过程 导入 我们知道宇宙中的一切物体都在不停地运动着，机械运动是最基本、最普遍的运动形式，那么什么是机械运动呢？请列举几个运动物体的例子。 机械运动简称运动，指物体与物体间或物体的一部分和另一部分间相对位置随时间发生改变的过程。 新课教学 一、物体和质点 问题：选择以上一个较复杂的运动（例如鸟的飞行），我们如何描述它？ 引导学生分析： １．描述起来有什么困难？ ２．我们能不能把它当作一个点来处理？
３．在什么条件下可以把物体当作质点来处理？ 小结 １．只有质量，没有形状和大小的点叫做质点。 ２．质点是一种科学抽象，一一种理想化的模型，这种忽略次要因素、突出主要因素（质量）的处理方法是一种非常重要的科学研究方法。 ３．一个物体能否看成质点，取决于它的形状和大小在所研究问题中是否可以忽略不计，而跟自身体积的大小、质量的多少和运动速度的大小无关。 ４．一个物体能否被看成质点，取决于所研究的问题的性质，同一个物体在不同的问题中，有的能被看作质点，有的却不能被看成质点。 学生讨论：１。是不是只有很小的物体才能看作质点？ ２．地球的自转和转动的车轮能否被看作质点？ ３．物理中的“质点”和几何中的点有什么相同和不同之处？ 二、参考系 导入 坐在教室里的同学看到其他同学都是静止的，却不知道他们都在绕着太阳在高速运动着，这里面蕴含了什么问题呢？ 学生活动 让学生观察图1.1-3和1.1-4，阅读图右文字，回答以下问题 １．得出什么结论？ ２．就图1.1-4能否提出一些问题？（例如为什么跳伞者总是在飞机的正下方）目的是为了培养学生的观察能力和提取有用知识的能力。 小结 １．参考系是参照物的科学名称，是假定不动的物体。 ２．运动和静止都是相对的。 ３．参考系的选择是任意的，一般选择地面或相对地面静止的物体。 学生讨论：１。小小竹排江中游，巍巍青山两岸走 ２．月亮在莲花般的云朵里穿行 ３．坐地日行八万里，巡天遥看一千河 在上述三例中，各个物体的运动分别是以什么物体为参考系的。 三、坐标系 创设实例：从一中到冶浦桥的公交车或刘翔的110m栏。 提出问题：怎样定量（准确）地描述车或刘翔所在的位置。 教师提示：你的描述必须能反映物体（或人）的运动特点（直线）、运动方向、各点之间的距离等因素。 学生讨论 教师总结 １．为了定量描述物体的位置随时间的变化规律，我们可以在参考系上建立适当的坐标系，这个坐标系应该包含原点、正方向和单位长度。 ２．对于质点的直线运动，一般选取质点的运动轨迹为坐标轴，质点运动的方向为坐标轴的正方向，选取计时起点为坐标轴的原点。单位长度的选定要根据具体情况。 ３．位置的表示方法，例：x=5m。 学生讨论：如果物体在平面上运动（例如滑冰运动员），我们应如何建立坐标系？ 小结
高中物理教学叙事案例 高中物理教学叙事一节课的引入正是本节课的知识建构的开始，如何抓住学生的认知需求和规律，激发学生积极思考、质疑释疑、渴求探索交流的情感，突显学生在课堂教学中的主体性，有效帮助学生实现知识建构，这是从教学基本技能中提升的教学艺术。为此，本人在教学中就选择课堂引入这一环节进行尝试，也收集一些课堂实例，并整理为以下体会和案例，与大家共同探讨 案例一：在《超重与失重》这节课的引入，我设计这样两个随堂小实验：（1）用一定宽度的纸带（不能太细也不能太粗，使之恰能承受重锤的重力），拴住一个重锤，让学生竖直提着并保持静止，并给学生一个问题：不借助其他器材，有没有什么方法可以挣断纸带？学生有一定的生活经验再让学生亲自实验一下，就会看到，“迅速向上提升重锤或迅速下降时突然停止，纸带断了”，这个能使学生在亲自动手实践中，体会到在加速上升或减速下降的过程中重锤对纸带的拉力超过自身重力，这就是超重现象，使学生在实验中获取感性的认识进而展开理性的思考。（2）准备一台体重计（机械指针型的），请一位同学站在体重计上分别呈现静止、下蹲、起立过程，另一位同学观察体重计的示数变化（有条件的可用摄像头将指针示数转化为视频，展示给全班同学）。先请同学预测再做实验，结果是静止时指针保持稳定、下蹲过程先减小再增大，起立过程先增大再减小。学生对示数变化的预测往往与实际情况有出入，教师可根据实验体验进行现象分析、过程分析、本质归纳（用牛顿第二定律分析）、应用拓展，
这使物理知识来源于生活、源于有意识的实践体验，充分挖掘直接经验和课堂生成的资源，体现物理教学以人为本，源于生活、走向社会。 案例二：在《运动的合成与分解》这节课的引入时，设置以下三个小问题：（1）在很平静的水面上，船头垂直指向对岸具有一定速度的小船的运动轨迹？（2）将船的动力关闭，船头垂直指向对岸放在具有一定水流速度的河水中，小船的运动轨迹？（3）如果船头指向不变且有一定的速度，同时行驶在具有一定水流速度的河水中，小船会怎样运动呢？轨迹如何？前两个问题仅是铺垫，我让学生猜猜小船将如何过河，画出轨迹（我用小船的模型让学生上台展示自己的想法）。学生非常踊跃，结果出乎我的预计，学生提供的方案各有说词，争执不下，主要分歧在船头的指向和 小船的轨迹。这是课堂生成的教学资源，我兴奋了，能从这里入手将这几种方案的是非讲座分析清楚，本节课的重、难点合运动与分运动的独立性、矢量性就得到了突破。 总的说来，课堂引入是课堂教学的基本环节，我们可以从不同的角度、不同的思路去设计以激活课堂、增强教育教学效果。
高中物理必修二教案1 第一节曲线运动 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
第五章曲线运动 一、课标要求： 1.会用运动合成与分解的方法分析抛体运动。 2.会描述匀速圆周运动。知道向心加速度。 3.能用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力。分析生活中的离心现象。 4.关注抛体运动和圆周运动的规律与日常生活的联系。 二、重点难点： 1.教学重点： 在以前研究直线运动时，建立了一套研究物体运动规律的方法，将这一套研究方法推广到研究曲线运动，是认知发展的必然。 2.教学难点： 讨论物体做曲线运动的条件；形成正确的逻辑思维，使学生在自己的知识基础上，通过实验和逻辑分析，一步一步“侦破”曲线运动的奥秘；构建向心加速度的合理知识结构。 三、教法建议： 理解概念：重视指导学生理解圆周运动，线速度，角速度，向心加速度的基本概念。 掌握线索：展示实例，说明曲线运动的方向，以实例说明在平面直角坐标系中如何研究物体的运动，运动的合成与分解。 理论联系实际：分析生活中的圆周运动，通过牛顿第二运动定律推导向心力，并用实验验证向心力的表达式。 四、课时安排： 整章可分三个部分，新授共8课时： 第一部分1．曲线运动 1课时 2
第二部分2．质点在平面内的运动1课时 3．抛体运动的规律 1课时 4．实验研究平抛运动 1课时 第三部分5．圆周运动 1课时 6．向心加速度 1课时 7．向心力 1课时 8．生活中的圆周运动 1课时单元总结1课时，单元测试2课时，讲评1课时。 3
第一节曲线运动 教学目标： 1、知识与技能 （l）知道曲线运动中速度的方向，理解曲线运动是一种变速运动； （2）知道物体做曲线运动的条件是所受的合外力与它的速度方向不在一条直线上。 2、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。 3、情感、态度与价值观 （1）能领略曲线运动的奇妙与和谐，发展对科学的好奇心与求知欲； （2）有参与科技活动的热情，将物理知识应用于生活和生产实践中。 教学重点、难点： 1.重点：什么是曲线运动；物体做曲线运动的方向的确定；物体做曲线运动的条件。 2.难点：物体微曲线运动的条件。 教学方法： 探究、讲授、讨论、练习 教具准备： 投影仪、投影片、斜面、小钢球、小木球、条形磁铁。 教学过程： 第一课时 一、导入新课 4
高中物理学习材料 （马鸣风萧萧**整理制作） 功 授课内容： 例题1、一个质量为150kg的物体，受到与水平方向成α=37°角的斜向右上方的拉力F=500N的作用，在水平地面上移动的距离为x=5m，物体与地面间的滑动摩擦力f=100N，求拉力F和滑动摩擦力f做的功？ 例题2、一个质量m=2kg的物体，受到与水平方向成37°角斜向上的力 F1=10N作用；在水平地面上移动距离l=2m，物体与地面间的摩擦力 F2=4.2N，求合力对物体所做的总功. 例题3、在光滑的水平面和粗糙的水平面上各放一质量不同的木块，在相同的拉力作用下，通过相同的位移，拉力对木块做的功( ) A.在光滑的水平面上较多 B.在粗糙的水平面上较多 C.一样多 D.由小车运动所需的时间决定
例题4、放在粗糙水平地面上的物体，在10N的水平拉力作用下，以6 m/s 的速度匀速移动4s，则拉力共做了功，摩擦阻力对物体做了的功.物体克服摩擦阻力对物体做了的功. 例题5、质量为m的物体沿倾角为θ的斜面匀速滑下，在通过位移L的过程中( ) A.重力对物体做功mgL B.重力对物体做功mgL sinθ C.支持力对物体做功mgL cosθ D.摩擦力对物体做正功，数值为mgL sinθ 例题6、用水平恒力F将小球由最低点拉到B处，拉力F做功W多大？ 例题7：子弹水平射入木块，在射穿前的某时刻，子弹进入木块深度为d，木块位移为s，设子弹与木块相互作用力大小为f，则此过程中木块对子弹做功Wf子= ；子弹对木块做功Wf木= ；一对f对系统做功W f系= 。 例题8：水平拉着物块绕着半径为R的圆形操场一圈，物块与地面动摩擦因数为μ，质量为m，则此过程中，物块克服摩擦力做功为.
高中物理教学案例 内容:选修3-1第三章《磁现象和磁撤(普通高中课程标准实验教科书) 教材分析 磁现象和磁场是新教材中磁场章节的第一节课，从整个章节的知识安排来看，本节是此章的知识预备阶段，是本章后期学习的基础，是让学生建立学习磁知识兴趣的第一课，也是让学生建立电磁相互联系这一观点很重要的一节课，为以后学习电磁感应等知识提供铺垫。整节课主要侧重要学生对生活中的一些磁现象的了解如我国古代在磁方面所取得的成就、生活中熟悉的地磁场和其他天体的磁场(太阳、月亮等)，故本节课首先应通过学生自己总结生活中与磁有关的现象。电流磁效应现象和磁场对通电导线作用的教育是学生树立起事物之间存在普遍联系观点的重要教学点，是学生在以后学习物理、研究物理问题中应有的一种思想和观点。 学生分析 磁场的基本知识在初中学习中已经有所接触，学生在生活中对磁现象的了解也有一定的基矗但磁之间的相互作用毕竟是抽象的，并且大部分学生可能知道电与磁的联系，但没有用一种普遍联系的观点去看电与磁的关系，也没有一种自主的能力去用物理的思想推理实验现象和理论的联系。学生对磁场在现实生活中的应用是比较感兴趣的，故通过多媒体手段让学生能了解地磁尝太阳的磁场和自然界的一些现象的联系(如黑子、极光等)，满足学生渴望获取新知识的需求。 教学目标 一、知识与技能
1、让学生自己总结生活中与磁有关的现象，了解现实生活中的各种磁现象和应用，培养学生的总结、归纳能力。 2、通过实验了解磁与磁、磁与电的相互作用，掌握电流磁效应现象。使学生具有普遍联系事物的能力，培养观察实验能力和分析、推理等思维能力。 3、通过直观的多媒体手段让学生熟悉了解地磁场和其他天体的磁场 二、过程与方法 1、让学生参与课前的准备工作，收集课外的各种磁有关的现象和应用。 2、在电流磁效应现象的教育中，本节课采用类似科学研究的方式，还原物理规律的发现过程，强调学生自主参与。 3、学生对物理现象进行分析、比较、归纳，采用老师与学生双向交流感知现象下的物理规律的普遍联系。 三、情感态度价值观 1、对奥斯特的电流磁效应现象的教育中，要让学生知道奥斯特的伟大在于揭示电和磁的联系，打开了科学中一个黑暗领域的大门。也让学生懂得看似简单的物理现象在它发现的最初过程中是如何的艰难。 2、通过知识的学习，培养学生学科学、爱科学、用科学的精神，树立起事物之间存在普遍联系的观点。通过学习中国古代对磁的应用，加强爱国主义教育。