人教版高一物理必修2第8章 第2节 重力势能 教案

实验：探究二力平衡的条件

实验目的：

1．经历探究二力平衡条件的实验过程，归纳、总结得出结论。

2．通过认识平衡力和平衡状态关系，进一步体会力与运动的密切关系。

3．通过参与实验活动，培养学生积极参与主动与科学探究实践的思想和互相配合的协作精神。

实验原理：

力能改变物体的运动状态。

实验器材：

小车、棉线、钩码、滑轮等。

实验步骤：

1．如图1，把小车放在光滑的水平桌面上，向挂在小车两端的托盘里放钩码。这样小车在水平方向受到两个拉力，用力的示意图画出小车受到的两个拉力。观察小车在什么情况下保持运动状态不变。

图1

2．用手按住小车，改变两端钩码数量，使两个拉力大小不等。然后松手，观察小车能不能保持静止。

3．用手按住小车，让两端钩码数量相等，让两个力的方向相同，然后松手，观察小车能不能保持静止。

4．用手按住小车，让两端钩码数量相等，让小车扭转一个角度，然后松手，观察小车能不能保持静止。

5．用手按住小车，让两端钩码数量相等，再让拉力方向相反，且在同一条直线上，然后松手，观察小车能不能保持静止。

小车所受二力关系 小车运动情况

（静止与否） 大小 方向 是否在一条直线上

分析论证：

要保证物体处于平衡状态，则作用在同一个物体上的两个力，必须大小相等，方向相反，并作用在同一条直线上。简单地说，就是：同体、等值、反向、共线。

评估：

该实验中的小车在水平方向还要受到摩擦阻力，使小车在水平方向受到的力实际是三个。如果阻力比两个拉力小得多，可以忽略的话，可以近似认为小车水平方向只受到两个拉力。这就要求桌面尽可能光滑；小车的轮子滚动自如；选取质量较大的钩码，使两个拉力尽量大些，以削弱摩擦阻力的影响。所用的两个托盘也要相同

实验装置改进：也可以用一张方形卡片纸（注意重量轻些的好）代替小车作为受力物体，卡纸的两个对角分别用线穿过并栓牢，线的另两端绕过铁架台上的滑轮并挂上钩码。然后按上述步骤进行实验，图2和图3是其中的两个步骤，供参考。

第2节 二力平衡

教学目标

【知识与技能】

1．知道什么叫平衡力、二力平衡．

2．通过实验探究理解并掌握二力平衡的条件．

3．会分析处于平衡状态的物体的受力情况．

【过程与方法】

1．经历探究二力平衡条件的实验过程，归纳、总结得出结论．

2．通过认识平衡力和平衡状态，进一步体会力与运动的密切关系．

【情感、态度与价值观】

1．通过参与实验活动，培养学生积极参与科学实践的思想和互相配合的协作精神．

2．在用二力平衡知识分析解决实际问题过程中，体会物理与生活的密切联系.

重点难点

【重点】

二力平衡的物理意义．

【难点】

二力平衡条件的探究及其应用．

教学过程

知识点一 二力平衡的条件

【自主学习】

阅读课本P20－21，完成以下问题：

1．物体受到几个力的作用时，如果保持静止状态或匀速直线运动状态，我们就说这几个力平衡或物体处于平衡状态，二力平衡是最简单的平衡状态．

2．物体在非平衡力作用下运动状态将改变.

【合作探究】

演示一 探究二力平衡的条件

把小车放在光滑的水平桌面上，向两端的托盘里加砝码，观察现象． 1．保持两个力在同一直线上，在两托盘里放置的砝码质量不相等，有什么现象？

答：小车滑向砝码质量大的一边．

2．保持两个力在同一直线上，在两托盘里放置的砝码质量相等，有什么现象？

答：小车将保持平衡．

3．保持两托盘砝码质量相等，把小车在水平桌面上扭转一个角度后释放，又会有什么现象？

答：把小车扭转一个角度后再释放，小车会转动，最后静止．

4．请总结出二力平衡的条件．

答：作用在同一物体上的两个力，如果大小相等、方向相反，并且在同一条直线上，这两个力就彼此平衡．

【教师点拨】

二力平衡的条件可概括为同体、等大、反向、共线.

知识点二 二力平衡条件的应用

【自主学习】

阅读课本P21－22，完成以下问题：

1．放在桌面上静止的花瓶，受到竖直向下的重力和桌面对它竖直向上的支持力，二力平衡．

2．悬挂着的吊灯，受到竖直向下的重力和吊线对它竖直向上的拉力，二力平衡．

第二课时 镜面反射与漫反射

【知识与技能】

1．知道镜面反射和漫反射的区别以及它们的应用．

2．用光的反射解释一些简单现象．

【过程与方法】

对于某些知识采用类比法的方式进行学习，可以增强学生的记忆．

【情感、态度与价值观】

培养学生密切联系实际，提高科学技术应用于日常生活和社会的意识．

【重点】

镜面反射和漫反射的区别．

【难点】

用光的反射解释一些简单现象．

知识点 镜面反射与漫反射

【自主学习】

阅读课本P75，完成以下问题：

1．镜面反射：平行光线射到光滑表面上时，反射光线也是平行的．

2．漫反射：平行光线射到凹凸不平的表面上，反射光线射向各个方向．

【合作探究】

1．镜面反射

特点：反射面平整光滑；当光平行入射时，会被平行反射，在这个方向的反射光很强，只能从这一个方向看见物体．

举出生活中哪些现象是镜面反射？

答：黑板反光、灯下看书反光等．

2．漫反射

特点：反射面粗糙，凹凸不平；当光平行入射时，反射光射向四面八方，使我们能从各个方向看见物体．

请举出生活中哪些现象是漫反射？

答：各个方向都能看清黑板上的字、电影屏幕等．

3．通过类比法理解镜面反射与漫反射

反射分类 镜面反射 漫反射

相同点 镜面反射和漫反射都遵循光的反射定律

不同点 反射面不同 平整光滑 凹凸不平

反射光

方向不同 特定方向有反射光束，其他方位则没有 各个方向都有反射光，没有光线集中的反射方向

人的感

觉不同 迎着反射光看很刺眼，常说反光；其他方位看不见，或不明显 各个方向都能看清

实例 ①黑板反光；②高楼大厦的玻璃幕墙反光 ①各个方向都能看清黑板上的字；②电影屏幕用布而不用玻璃

【教师点拨】

镜面反射和漫反射虽然是两种不同的反射现象，但它们的共同特点都遵循光的反射定律.

知识点二 利用镜面反射与漫反射解释生活现象

1．晚上，在桌面上放一张白纸，在纸上放一小平面镜，用手电筒垂直照向镜面，分别从正上方和侧面观察纸片和小镜面的亮度，发现有什么不同？为什么出现这种现象？

2．太阳与行星间的引力

三维目标

知识与技术

1．理解太阳与行星间引力的存在；

2．能依据开普勒行星运动定律和牛顿第三定律推导出太阳与行星间的引力表达式。 过程与方法

1．经过推导太阳与行星间的引力公式，领会逻辑推理在物理学中的重要性；

2．领会推导过程中的数目关系。

感情、态度与价值观 感觉太阳与行星间的引力关系，进而领会大自然的神秘。

教课要点

据开普勒行星运动定律和牛顿第三定律推导出太阳与行星间的引力公式，记着推导出的引力公式。

教课难点 太阳与行星间的引力公式的推导过程。

教课方法

研究、讲解、议论、练习。 教具准备

多媒体课件。

教课过程

［新课导入］

请同学们从运动的描绘角度思虑，开普勒行星运动定律的物理意义？

第必定律揭露了描绘行星运动的参照系及其运动轨迹；第二定律揭露了行星在椭圆轨道上运动经过不一样地点的快慢状况；第三定律揭露了不一样行星固然椭圆轨道和环绕周期不一样，但因为中心天体同样，所以共同按照轨道半长轴的三次方与周期的二次方比值同样的规律。 开普勒定律发现以后，人们开始更深入地思虑：是什么原由 使行星绕太阳运动？伽利略、 开普勒以及法国数学家笛卡儿 （ René

Descartes， 1596－ 1650）都提出过自己的解说。牛立时代的科学

家，如胡克、哈雷等对这一问题的认识更进一步。 胡克等人以为，行星绕太阳运动是因为遇到了太阳对它的引力，甚至证了然假如

行星的轨道是圆形的，它所受引力的大小跟行星到太阳距离的二次方成反比。可是我们此刻对于运动的清楚看法是在他们此后由牛顿成立的。他们没有这些看法，没法深入研究。

牛顿在古人对惯性研究的基础上，开始思虑“物体如何才会不沿直线运动”这一问题。他的回答是：以任何方式改变速度（包含改变速度的方向）都需要力。这就是说，使行星沿圆或椭圆运动，需要指向圆心或椭圆焦点的力，这个力应当就是太阳对它的引力。于是，牛顿利用他的运动定律把行星的向心加快度与太阳对它的引力联系起来了。