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高三物理教案篇1
教学目标
1、知识与技能
(1)了解康普顿效应,了解光子的动量
(2)了解光既具有波动性,又具有粒子性;
(3)知道实物粒子和光子一样具有波粒二象性;
(4)了解光是一种概率波。
2、过程与方法:
(1)了解物理真知形成的历史过程;
(2)了解物理学研究的基础是实验事实以及实验对于物理研究的重要性;
(3)知道某一物质在不同环境下所表现的不同规律特性。
3、情感、态度与价值观:
领略自然界的奇妙与和谐,发展对科学的好奇心与求知欲,乐于探究自然界的奥秘,能体验探索自然规律的艰辛与喜悦。
教学重点:
实物粒子和光子一样具有波粒二象性
教学难点:
实物粒子的波动性的理解。
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
(一)引入新课
提问:前面我们学习了有关光的一些特性和相应的事实表现,那么我们究竟怎样来认识光的本质和把握其特性呢?(光是一种物质,它既具有粒子性,又具有波动性。在不同条件下表现出不同特性,分别举出有关光的干涉衍射和光电效应等实验事实)。
我们不能片面地认识事物,能举出本学科或其他学科或生活中类似的事或物吗?
(二)进行新课
1、康普顿效应
(1)光的散射:光在介质中与物质微粒相互作用,因而传播方向发生改变,这种现象叫做光的散射。
(2)康普顿效应
1923年康普顿在做 x 射线通过物质散射的实验时,发现散射线中除有与入射线波长相同的射线外,还有比入射线波长更长的射线,其波长的改变量与散射角有关,而与入射线波长和散射物质都无关。
(3)康普顿散射的实验装置与规律:
按经典电磁理论:如果入射x光是某种波长的电磁波,散射光的波长是不会改变的!散射中出现 的现象,称为康普顿散射。
康普顿散射曲线的特点:
① 除原波长 外出现了移向长波方向的新的散射波长
② 新波长 随散射角的.增大而增大。波长的偏移为
波长的偏移只与散射角 有关,而与散射物质种类及入射的x射线的波长 无关,
= 0.0241=2.4110-3nm(实验值)
称为电子的compton波长
只有当入射波长 与 可比拟时,康普顿效应才显著,因此要用x射线才能观察到康普顿散射,用可见光观察不到康普顿散射。
(4)经典电磁理论在解释康普顿效应时遇到的困难
①根据经典电磁波理论,当电磁波通过物质时,物质中带电粒子将作受迫振动,其频率等于入射光频率,所以它所发射的散射光频率应等于入射光频率。
②无法解释波长改变和散射角的关系。
(5)光子理论对康普顿效应的解释
①若光子和外层电子相碰撞,光子有一部分能量传给电子,散射光子的能量减少,于是散射光的波长大于入射光的波长。
②若光子和束缚很紧的内层电子相碰撞,光子将与整个原子交换能量,由于光子质量远小于原子质量,根据碰撞理论, 碰撞前后光子能量几乎不变,波长不变。
③因为碰撞中交换的能量和碰撞的角度有关,所以波长改变和散射角有关。
(6)康普顿散射实验的意义
①有力地支持了爱因斯坦光量子假设;
②首次在实验上证实了光子具有动量的假设;③证实了在微观世界的单个碰撞事件中,动量和能量守恒定律仍然是成立的。
2、光的波粒二象性
讲述光的波粒二象性,进行归纳整理。
(1)我们所学的大量事实说明:光是一种波,同时也是一种粒子,光具有波粒二象性。光的分立性和连续性是相对的,是不同条件下的表现,光子的行为服从统计规律。
(2)光子在空间各点出现的概率遵从波动规律,物理学中把光波叫做概率波。
3、光的波动性与粒子性是不同条件下的表现:
大量光子行为显示波动性;个别光子行为显示粒子性;光的波长越长,波动性越强;光的波长越短,粒子性越强。光的波动性不是光子之间相互作用引起的,是光子本身的一种属性。
例题:已知每秒从太阳射到地球上垂直于太阳光的每平方米截面上的辐射能为1.4103j,其中可见光部分约占45%,假设认为可见光的波长均为0.55m,太阳向各个方向的辐射是均匀的,日地之间距离为r=1.51011m,估算出太阳每秒辐射出的可见光的光子数。(保留两位有效数字)
高三物理教案篇2
教学目标
知识目标
(1)知道光电效应现象
(2)知道光子说的内容,会计算光子频率与能量间的关系
(3)会简单地用光子说解释光电效应现象
(4)知道光电效应现象的一些简单应用
能力目标
培养学生分析问题的能力
教学建议
教材分析
分析一:课本中先介绍光电效应现象,再学习光子说,最后用光子说解释光电效应现象产生的原因。本节内容说明光具有粒子性,从而引出量子论的基本知识。
分析二:光电效应有如下特点:
①光电效应在极短的时间内完成;
②入射光的频率大于金属的极限频率才会发生光电效应现象;
③在已经发生光电效应的条件下,逸出的光电子的数量跟入射光的强度成正比;
④在已经发生光电效应的条件下,光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大。
教法建议
建议一:对于光电效应现象先要求学生记住光电效应的实验现象,然后运用光子说去解释它,这样可以加深学生的理解。
建议二:学生应该会根据逸出功求发生光电效应的'极限频率,但可以不要求运用爱因斯坦光电效应方程进行计算。
教学设计示例
光电效应、光子
教学重点:光电效应现象
教学难点:运用光子说解释光电效应现象
示例:
一、光电效应
1、演示光电效应实验,观察实验现象
2、在光的照射下物体发射光子的现象叫光电效应
3、现象:
(1)光电效应在极短的时间内完成;
(2)入射光的频率大于金属的极限频率才会发生光电效应现象;
(3)在已经发生光电效应的条件下,逸出光电子的数量跟入射光的强度成正比;
(4)在已经发生光电效应的条件下,光电子最大初动能随入射光频率的增大而增大。
4、学生看书上表格常见金属发生光电效应的极限频率
5、提出问题:为什么会发生3中的现象
二、光子说
1、普朗克的量子说
2、爱因斯坦的光子说
在空间传播的光不是连续的,而是一份份的,每一份叫做光量子,简称光子。
三、用光子说解释光电效应现象
先由学生阅读课本上的解释过程,然后教师提出问题,由学生解释。
四、光电效应方程
1、逸出功
2、爱因斯坦光电效应方程
对一般学生只需简单介绍
对层次较好的学生可以练习简单计算,深入理解方程的意义
例题:用波长200nm的紫外线照射钨的表面,释放出的光电子中最大的动能是2.94ev.用波长为160nm的紫外线照射钨的表面,释放出来的光电子的最大动能是多少?
五、光电效应的简单应用
六、作业
探究活动
题目:光电效应的应用
组织:分组
方案:分组利用光电二极管的特性制作小发明
评价:可操作性、创新性、实用性
高三物理教案篇3
1、知识与技能
(1)通过实验了解光电效应的实验规律。
(2)知道爱因斯坦光电效应方程以及意义。
(3)了解康普顿效应,了解光子的动量
2、过程与方法:经历科学探究过程,认识科学探究的意义,尝试应用科学探究的方法研究物理问题,验证物理规律。
3、情感、态度与价值观:领略自然界的奇妙与和谐,发展对科学的好奇心与求知欲,乐于探究自然界的奥秘,能体验探索自然规律的艰辛与喜悦。
教学重点:光电效应的实验规律
教学难点:爱因斯坦光电效应方程以及意义
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
(一)引入新课
回顾前面的学习,总结人类对光的本性的认识的发展过程?
(多媒体投影,见课件。)光的干涉、衍射现象说明光是电磁波,光的偏振现象进一步说明光还是横波。19世纪60年代,麦克斯韦又从理论上确定了光的电磁波本质。然而,出人意料的是,正当人们以为光的波动理论似乎非常完美的时候,又发现了用波动说无法解释的新现象——光电效应现象。对这一现象及其他相关问题的研究,使得人们对光的又一本质性认识得到了发展。
(二)进行新课
1、光电效应
实验演示1:(课件辅助讲述)用弧光灯照射擦得很亮的锌板,(注意用导线与不带电的验电器相连),使验电器张角增大到约为30度时,再用与丝绸磨擦过的玻璃棒去靠近锌板,则验电器的指针张角会变大。上述实验说明了什么?(表明锌板在射线照射下失去电子而带正电)
概念:在光(包括不可见光)的照射下,从物体发射电子的现象叫做光电效应。发射出来的电子叫做光电子。
2、光电效应的实验规律
(1)光电效应实验
如图所示,光线经石英窗照在阴极上,便有电子逸出----光电子。光电子在电场作用下形成光电流。
概念:遏止电压,将换向开关反接,电场反向,则光电子离开阴极后将受反向电场阻碍作用。当k、a间加反向电压,光电子克服电场力作功,当电压达到某一值uc时,光电流恰为0。uc称遏止电压。
根据动能定理,有:
(2)光电效应实验规律
①光电流与光强的关系:饱和光电流强度与入射光强度成正比。
②截止频率νc----极限频率,对于每种金属材料,都相应的有一确定的截止频率νc,当入射光频率ν>νc时,电子才能逸出金属表面;当入射光频率ν
③光电效应是瞬时的。从光开始照射到光电子逸出所需时间
3、光电效应解释中的疑难
经典理论无法解释光电效应的实验结果。
经典理论认为,按照经典电磁理论,入射光的光强越大,光波的电场强度的振幅也越大,作用在金属中电子上的力也就越大,光电子逸出的能量也应该越大。也就是说,光电子的能量应该随着光强度的增加而增大,不应该与入射光的频率有关,更不应该有什么截止频率。
光电效应实验表明:饱和电流不仅与光强有关而且与频率有关,光电子初动能也与频率有关。只要频率高于极限频率,即使光强很弱也有光电流;频率低于极限频率时,无论光强再大也没有光电流。
光电效应具有瞬时性。而经典认为光能量分布在波面上,吸收能量要时间,即需能量的积累过程。
为了解释光电效应,爱因斯坦在能量子假说的基础上提出光子理论,提出了光量子假设。
4、爱因斯坦的光量子假设
(1)内容
光不仅在发射和吸收时以能量为hν的微粒形式出现,而且在空间传播时也是如此。也就是说,频率为ν的光是由大量能量为e=hν的光子组成的粒子流,这些光子沿光的传播方向以光速c运动。
(2)爱因斯坦光电效应方程
在光电效应中金属中的电子吸收了光子的能量,一部分消耗在电子逸出功w0,另一部分变为光电子逸出后的`动能ek。由能量守恒可得出:
w0为电子逸出金属表面所需做的功,称为逸出功。wk为光电子的最大初动能。
(3)爱因斯坦对光电效应的解释
①光强大,光子数多,释放的光电子也多,所以光电流也大。
②电子只要吸收一个光子就可以从金属表面逸出,所以不需时间的累积。
③从方程可以看出光电子初动能和照射光的频率成线性关系
④从光电效应方程中,当初动能为零时,可得极限频率:
爱因斯坦光子假说圆满解释了光电效应,但当时并未被物理学家们广泛承认,因为它完全违背了光的波动理论。
5、光电效应理论的验证
美国物理学家密立根,花了十年时间做了“光电效应”实验,结果在1915年证实了爱因斯坦光电效应方程,h的值与理论值完全一致,又一次证明了“光量子”理论的正确。
6、展示演示文稿资料:爱因斯坦和密立根
由于爱因斯坦提出的光子假说成功地说明了光电效应的实验规律,荣获1921年诺贝尔物理学奖。
密立根由于研究基本电荷和光电效应,特别是通过著名的油滴实验,证明电荷有最小单位。获得1923年诺贝尔物理学奖。
点评:应用物理学家的历史资料,不仅有真实感,增强了说服力,同时也能对学生进行发放,有利于培养学生的科学态度和科学精神,激发学生的探索精神。
光电效应在近代技术中的应用
(1)光控继电器
可以用于自动控制,自动计数、自动报警、自动跟踪等。
(2)光电倍增管
可对微弱光线进行放大,可使光电流放大105~108倍,灵敏度高,用在工程、天文、科研、军事等方面。
高三物理教案篇4
直线运动
一、匀变速直线运动公式
1.常用公式有以下四个:, ,
⑴以上四个公式中共有五个物理量:s、t、a、v0、vt,这五个物理量中只有三个是独立的,可以任意选定。只要其中三个物理量确定之后,另外两个就唯一确定了。每个公式中只有其中的四个物理量,当已知某三个而要求另一个时,往往选定一个公式就可以了。如果两个匀变速直线运动有三个物理量对应相等,那么另外的两个物理量也一定对应相等。
⑵以上五个物理量中,除时间t外,s、v0、vt、a均为矢量。一般以v0的方向为正方向,以t=0时刻的位移为零,这时s、vt和a的正负就都有了确定的物理意义。
应用公式注意的三个问题
(1)注意公式的矢量性
(2)注意公式中各量相对于同一个参照物
(3)注意减速运动中设计时间问题
2.匀变速直线运动中几个常用的结论
①Δs=at 2,即任意相邻相等时间内的位移之差相等。可以推广到sm-sn=(m-n)at 2
②,某段时间的中间时刻的即时速度等于该段时间内的平均速度。
,某段位移的中间位置的即时速度公式(不等于该段位移内的平均速度)。
可以证明,无论匀加速还是匀减速,都有。
3.初速度为零(或末速度为零)的匀变速直线运动做匀变速直线运动的物体,如果初速度为零,或者末速度为零,那么公式都可简化为:
,,,
以上各式都是单项式,因此可以方便地找到各物理量间的比例关系。
4.初速为零的匀变速直线运动
①前1s、前2s、前3s……内的位移之比为1∶4∶9∶……
②第1s、第2s、第3s……内的位移之比为1∶3∶5∶……
③前1m、前2m、前3m……所用的时间之比为1∶ ∶ ∶……
④第1m、第2m、第3m……所用的时间之比为1∶ ∶( )∶……
5、自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,竖直上抛运动是匀减速直线运动,可分向上的匀减速运动和竖直向下匀加速直线运动。
二、匀变速直线运动的基本处理方法
1、公式法
课本介绍的公式如等,有些题根据题目条件选择恰当的公式即可。但对匀减速运动要注意两点,一是加速度在代入公式时一定是负值,二是题目所给的时间不一定是匀减速运动的时间,要判断是否是匀减速的时间后才能用。
2、比值关系法
初速度为零的匀变速直线运动,设t为相等的时间间隔,则有:
①t末、2t末、3t末??……的瞬时速度之比为:
v1:v2:v3:……vn=1:2:3:……:n?
② t内、2t内、3t内……的位移之比为:
s1:s2:s3: ……:sn=1:4:9:……:n2
③第一个t内、第二个t内、第三个t内……的位移之比为:
sⅠ:sⅡ:sⅢ:……:sn=1:3:5: ……:(2n-1)
初速度为零的匀变速直线运动,设s为相等的位移间隔,则有:
④前一个s、前两个s、前三个s……所用的时间之比为:
t1:t2:t3:……:tn=1:……:
⑤第一个s、第二个s、第三个s……所用的时间tⅠ、tⅡ、tⅢ ……tn之比为:
tⅠ:tⅡ:tⅢ:……:tn =1:……:
3、平均速度求解法
在匀变速直线运动中,整个过程的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,也等于初、末速度和的一半,即:。求位移时可以利用:
4、图象法
5、逆向分析法
6、对称性分析法
7、间接求解法
8、变换参照系法
在运动学问题中,相对运动问题是比较难的部分,若采用变换参照系法处理此类问题,可起到化难为易的效果。参照系变换的方法为把选为参照物的物理量如速度、加速度等方向移植到研究对象上,再对研究对象进行分析求解。
三、匀变速直线运动规律的应用—自由落体与竖直上抛
1、自由落体运动是初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动。
2、竖直上抛运动
竖直上抛运动是匀变速直线运动,其上升阶段为匀减速运动,下落阶段为自由落体运动。它有如下特点:
(1).上升和下降(至落回原处)的两个过程互为逆运动,具有对称性。有下列结论:
①速度对称:上升和下降过程中质点经过同一位置的速度大小相等、方向相反。
②时间对称:上升和下降经历的时间相等。
(2).竖直上抛运动的特征量:①上升最大高度:sm= .②上升最大高度和从最大高度点下落到抛出点两过程所经历的时间:.
(3)处理竖直上抛运动注意往返情况。
追及与相遇问题、极值与临界问题
一、追及和相遇问题
1、追及和相遇问题的特点
追及和相遇问题是一类常见的运动学问题,从时间和空间的角度来讲,相遇是指同一时刻到达同一位置。可见,相遇的物体必然存在以下两个关系:一是相遇位置与各物体的初始位置之间存在一定的位移关系。若同地出发,相遇时位移相等为空间条件。二是相遇物体的运动时间也存在一定的关系。若物体同时出发,运动时间相等;若甲比乙早出发Δt,则运动时间关系为t甲=t乙+Δt。要使物体相遇就必须同时满足位移关系和运动时间关系。
2、追及和相遇问题的求解方法
分析追及与相碰问题大致有两种方法即数学方法和物理方法。
首先分析各个物体的运动特点,形成清晰的运动图景;再根据相遇位置建立物体间的位移关系方程;最后根据各物体的运动特点找出运动时间的关系。
方法1:利用不等式求解。利用不等式求解,思路有二:其一是先求出在任意时刻t,两物体间的距离y=f(t),若对任何t,均存在y=f(t)>0,则这两个物体永远不能相遇;若存在某个时刻t,使得y=f(t) ,则这两个物体可能相遇。其二是设在t时刻两物体相遇,然后根据几何关系列出关于t的方程f(t)=0,若方程f(t)=0无正实数解,则说明这两物体不可能相遇;若方程f(t)=0存在正实数解,则说明这两个物体可能相遇。
方法2:利用图象法求解。利用图象法求解,其思路是用位移图象求解,分别作出两个物体的位移图象,如果两个物体的位移图象相交,则说明两物体相遇。
3、解“追及、追碰”问题的思路
解题的基本思路是(1)根据对两物体运动过程的分析,画出物体的运动示意图(2)根据两物体的运动性质,分别列出两个物体的位移方程。注意要将两物体运动时间的关系反映在方程中(3)由运动示意图找出两物体间关联方程(4)联立方程求解。
4、分析“追及、追碰”问题应注意的问题:
(1)分析“追及、追碰”问题时,一定要抓住一个条件,两个关系;一个条件是两物体的速度满足的临界条件,追和被追物体的速度相等的速度相等(同向运动)是能追上、追不上、两者距离有极值的临界条件。两个关系是时间关系和位移关系。其中通过画草图找到两物体位移之间的数量关系,是解题的突破口,因此在学习中一定要养成画草图分析问题的良好习惯,对帮助我们理解题意,启迪思维大有裨益。
(2)若被追及的物体做匀减速直线运动,一定要注意追上前该物体是否停止。
(3)仔细审题,注意抓住题目中的关键字眼,充分挖掘题目中的隐含条件,如:刚好、恰巧、最多、至少等,往往对应一个临界状态,满足一个临界条件。
二、极值问题和临界问题的求解方法。
该问题关键是找准临界点
扩展阅读
高三物理教案:《直线运动的图象及应用》教学设计
一、位移-时间图象:
1、图象的物理意义:表示做直线运动物体的位移随时间变化的关系。
横坐标表示从计时开始各个时刻,纵坐标表示从计时开始任一时刻物体的位置,即从运动开始的这一段时间内,物体相对于坐标原点的位移。
2、图线斜率的意义:图象的斜率表示物体的速度。
如果图象是曲线则其某点切线的斜率表示物体在该时刻的速度,曲线的斜率将随时间而变化,表示物体的速度时刻在变化。
斜率的正负表示速度的方向;
斜率的绝对值表示速度的大小。
3、匀速运动的位移-时间图象是一条直线,而变速直线运动的图象则为曲线。
4、图象的交点的意义是表示两物体在此时到达了同一位置即两物体"相遇"。
5、静止的物体的位移-时间图象为平行于时间轴的直线,不是一点。
6、图象纵轴的截距表示的是物体的初始位置,而横轴的截距表示物体开始运动的时刻,或物体回到原点时所用的时间。
7、图象并非物体的运动轨迹。
二、速度-时间图象:
1、图象的物理意义:表示做直线运动物体的速度随时间变化的关系。
横坐标表示从计时开始各个时刻,纵坐标表示从计时开始任一时刻物体的速度。
2、图线斜率的意义:图象的斜率表示物体加速度。
斜率的正负表示加速度的方向;
斜率的绝对值表示加速度大小。
如果图象是曲线,则某一点切线的斜率表示该时刻物体的加速度,曲线的斜率随时间而变化表示物体加速度在变化。
3、匀速直线运动的速度图线为一条平行于时间轴的直线,而匀变速直线运动的图象则为倾斜的直线,非匀变速运动的速度图线的曲线。
4、图象交点意义表示两物体在此时刻速度相等,而不是两物体在此时相遇。
5、静止物体的速度图象是时间轴本身,而不是坐标原点这一点。
6、图象下的面积表示位移,且时间轴上方的面积表示正位移,下方的面积表示负位移。
7、图象纵轴的截距表示物体的初速度,而横轴的截距表示物体开始运动的时刻或物体的速度减小到零所用时间。
8、速度图象也并非物体的运动轨迹。
?重点精析】
一、物理图象的识图方法:一轴、二线、三斜率、四面积、五截距、六交点
运动学图象主要有x-t图象和v-t图象,运用运动学图象解题总结为"六看":一看"轴",二看"线",三看"斜率",四看"面积",五看"截距",六看"特殊点"。
1、"轴":先要看清坐标系中横轴、纵轴所代表的物理量,即图象是描述哪两个物理量间的关系,是位移和时间关系,还是速度和时间关系?同时还要注意单位和标度。
2、"线":"线"上的一个点一般反映两个量的瞬时对应关系,如x-t图象上一个点对应某一时刻的位移,v-t图象上一个点对应某一时刻的瞬时速度;"线"上的一段一般对应一个物理过程,如x-t图象中图线若为倾斜的直线,表示质点做匀速直线运动,v-t图象中图线若为倾斜直线,则表示物体做匀变速直线运动。
3、"斜率":表示横、纵坐标轴上两物理量的比值,常有一个重要的物理量与之对应,用于求解定量计算中对应物理量的大小和定性分析中对应物理量变化快慢的问题。如x-t图象的斜率表示速度大小,v-t图象的斜率表示加速度大小。
4、"面积":图线和坐标轴所围成的面积也往往表示一个物理量,这要看两轴所代表的物理量的乘积有无实际意义。这可以通过物理公式来分析,也可以从单位的角度分析。如x和t乘积无实际意义,我们在分析x-t图象时就不用考虑"面积";而v和t的`乘积vt=x,所以v-t图象中的"面积"就表示位移。
5、"截距":表示横、纵坐标轴上两物理量在"初始"(或"边界")条件下的物理量的大小,由此往往能得到一个很有意义的物理量。
6、"特殊点":如交点,拐点(转折点)等。如x-t图象的交点表示两质点相遇,而v-t图象的交点表示两质点速度相等。
高三物理《直线运动》知识点
高三物理《直线运动》知识点
一、质点的运动(1)—直线运动
1)匀变速直线运动
1.平均速度v平=s/t(定义式)2.有用推论vt2-vo2=2as
3.中间时刻速度vt/2=v平=(vt+vo)/24.末速度vt=vo+at
5.中间位置速度vs/2=[(vo2+vt2)/2]1/26.位移s=v平t=vot+2=vt/2t
7.加速度a=(vt-vo)/t{以vo为正方向,a与vo同向(加速)a0;反向则a0}
8.实验用推论Δs=at2{Δs为连续相邻相等时间(t)内位移之差}
9.主要物理量及单位:初速度(vo):m/s;加速度(a):m/s2;末速度(vt):m/s;时间(t)秒(s);位移(s):米(m);路程:米;速度单位换算:1m/s=3.6km/h。
注:
(1)平均速度是矢量;
(2)物体速度大,加速度不一定大;
(3)a=(vt-vo)/t只是量度式,不是决定式;
(4)其它相关内容:质点、位移和路程、参考系、时间与时刻〔见第一册p19〕/s--t图、v--t图/速度与速率、瞬时速度〔见第一册p24〕。
2)自由落体运动
1.初速度vo=02.末速度vt=gt
3.下落高度h=2(从vo位置向下计算)4.推论vt2=2gh
注:
(1)自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,遵循匀变速直线运动规律;
(2)a=g=9.8m/s2≈10m/s2(重力加速度在赤道附近较小,在高山处比平地小,方向竖直向下)。
(3)竖直上抛运动
1.位移s=22.末速度vt=vo-gt(g=9.8m/s2≈10m/s2)
3.有用推论vt2-vo2=-2gs4.上升最大高度hm=2g(抛出点算起)
5.往返时间t=2vo/g(从抛出落回原位置的时间)
注:
(1)全过程处理:是匀减速直线运动,以向上为正方向,加速度取负值;
(2)分段处理:向上为匀减速直线运动,向下为自由落体运动,具有对称性;
(3)上升与下落过程具有对称性,如在同点速度等值反向等。
高三物理《研究匀变速直线运动》案例分析
高三物理《研究匀变速直线运动》案例分析
1.实验器材
电火花计时器(或电磁打点计时器)、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、电源、复写纸片.
2.实验步骤
(1)按照实验原理图所示实验装置,把打点计时器固定在长木板无滑轮的一端,接好电源;
(2)把一细绳系在小车上,细绳绕过滑轮,下端挂合适的钩码,纸带穿过打点计时器,固定在小车后面;
(3)把小车停靠在打点计时器处,接通电源,放开小车;
(4)小车运动一段时间后,断开电源,取下纸带;
(5)换纸带反复做三次,选择一条比较理想的纸带进行测量分析.
规律方法总结
1.数据处理
(1)目的
通过纸带求解运动的加速度和瞬时速度,确定物体的运动性质等.
(2)处理的方法
①分析物体的运动性质——测量相邻计数点间的距离,计算相邻计数点距离之差,看其是否为常数,从而确定物体的运动性质.
②利用逐差法求解平均加速度研究匀变速直线运动教学设计
③利用平均速度求瞬时速度:
研究匀变速直线运动教学设计
④利用速度—时间图象求加速度
3.注意事项
(1)平行:纸带、细绳要和木板平行.
(2)两先两后:实验中应先接通电源,后让小车运动;实验完毕应先断开电源,后取纸带.
(3)防止碰撞:在到达长木板末端前应让小车停止运动,防止钩码落地和小车与滑轮相撞.
(4)减小误差:小车的加速度宜适当大些,可以减小长度的测量误差,加速度大小以能在约50cm的纸带上清楚地取出6~7个计数点为宜.
a.作出速度—时间图象,通过图象的斜率求解物体的加速度;
b.剪下相邻计数点的纸带紧排在一起求解加速度.
2.依据纸带判断物体是否做匀变速运动的方法
(1)x1、x2、x3……xn是相邻两计数点间的距离.
(2)Δx是两个连续相等的时间里的位移差:Δx1=x2-x1,Δx2=x3-x2….
(3)t是相邻两计数点间的时间间隔:t=0.02n(打点计时器的频率为50hz,n为两计数点间计时点的间隔数).
(4)Δx=at2,因为t是恒量,做匀变速直线运动的小车的加速度a也为恒量,所以Δx必然是个恒量.这表明:只要小车做匀加速直线运动,它在任意两个连续相等的时间里的位移之差就一定相等.
高一物理教案:《匀变速直线运动的规律》教学设计
高一物理教案:《匀变速直线运动的规律》教学设计
教学目标
知识目标
1、掌握匀变速直线运动的速度公式,并能用来解答有关的问题.
2、掌握匀变速直线运动的位移公式,并能用来解答有关的问题.
能力目标
体会学习运动学知识的一般方法,培养学生良好的分析问题,解决问题的习惯.
教学建议
教材分析
匀变速直线运动的速度公式是本章的重点之一,为了引导学生逐渐熟悉数学工具的应用,教材直接从加速度的定义式由公式变形得到匀变速直线运动的速度公式,紧接着配一道例题加以巩固.意在简单明了同时要让学生自然的复习旧知识,前后联系起来.
匀变速直线运动的位移公式是本章的另一个重点.推导位移公式的方法很多,中学阶段通常采用图像法,从速度图像导出位移公式.用图像法导位移公式比较严格,但一般学生接受起来较难,教材没有采用,而是放在阅读材料中了.本教材根据,说明匀变速直线运动中,并利用速度公式,代入整理后导出了位移公式.这种推导学生容易接受,对于初学者来讲比较适合.给出的例题做出了比较详细的分析与解答,便于学生的理解和今后的参考.
另外,本节的两个小标题“速度和时间的关系”“位移和时间的关系”能够更好的让学生体会研究物体的运动规律,就是要研究物体的位移、速度随时间变化的规律,有了公式就可以预见以后的运动情况.
教法建议
为了使学生对速度公式获得具体的认识,也便于对所学知识的巩固,可以从某一实例出发,利用匀变速运动的概念,加速度的概念,猜测速度公式,之后再从公式变形角度推出,得出公式后,还应从匀变速运动的速度—时间图像中,加以再认识.
对于位移公式的建立,也可以给出一个模型,提出问题,再按照教材的安排进行.
对于两个例题的处理,要引导同学自己分析已知,未知,画运动过程草图的习惯.
教学设计示例
教学重点:两个公式的建立及应用
教学难点:位移公式的建立.
主要设计:
一、速度和时间的关系
1、提问:什么叫匀变速直线运动?什么叫加速度?
2、讨论:若某物体做匀加速直线运动,初速度为2m/s,加速度为,则1s内的速度变化量为多少?1s末的速度为多少?2s内的速度变化量为多少?2s末的速度多大?ts内的速度变化量为多少?ts末的速度如何计算?
3、请同学自由推导:由得到
4、讨论:上面讨论中的图像是什么样的?从中可以求出或分析出哪些问题?
5、处理例题:(展示课件1)请同学自己画运动过程草图,标出已知、未知,指导同学用正确格式书写.
二、位移和时间的关系:
1、提出问题:一中第2部分给出的情况.若求1s内的位移?2s内的位移?t秒内的位移?怎么办,引导同学知道,有必要知道位移与时间的对应关系.
2、推导:回忆平均速度的定义,给出对于匀变速直线运动,结合,请同学自己推导出.若有的同学提出可由图像法导出,可请他们谈推导的方法.
3、思考:由位移公式知s是t的二次函数,它的图像应该是抛物线,告诉同学一般我们不予讨论.
4、例题处理:同学阅读题目后,展示课件2,请同学自己画出运动过程草图,标出已知、未知、进而求解.
高三物理教案篇5
一、教学目的:
1.经历从许多与力相关的日常生活现象中,归纳出力的基本概念的过程,并了解力的概念。
2.通过实验感受力作用的相互性。
3.通过常见的事例和实验,认识力的作用效果。
二、教学重点:
1、让学生经历和体验归纳力的初步概念的过程。
2、力的初步概念。
三、教学难点:
利用力的作用是相互的道理,解释一些简单的力的现象。
四、教学过程:
(一)引入新课
请一位同学到教室前面表演举哑铃。(演示)
师:请这位同学谈谈肌肉有什么感觉?
生:我感到手臂上的肌肉十分紧张。
师:最初我们对力的认识,就是从肌肉的紧张的感觉而得来的`。那么,在物理学中我们又是怎样来认识力的呢?今天,我们就来研究这个问题。
(二)新课教学
1、力是什么
师:在日常生活中,人们在什么情况下会用力呢?
生:举重比赛时,人用手推杠铃。
生:拔河比赛时,人用力拉绳。
生:人用力压跷跷板。
生:人用力提水桶。
师:刚才几位同学举的在推、拉、压、提等情况下,人对物体施加了力。那么,是否只有人才能对物体施加力呢?生产中,你见过其他物体对物体施加力的情况吗?
生:我看见过推土机推土。
生:我见过大吊车提货物。
生:我见过压路机压路。
生:我见过拖拉机拉犁。
(教师选好学生所举的例子,并做好板书)
师:同学们想一想黑板上的这些例子,有什么共性?
生:上面的例子中,不论是人还是物体,当他们对别的物体用力时,都与别的物体是相互接触的。
生:都发生了推、拉、压、提等动作。
师:刚才的两位同学总结得很好,我们先来看第一位同学所讲的即发生力的时候,物体与物体总是相互接触的。你同意这种看法吗?
生:我不同意。
师:为什么呢?你能举出一个发生力的时候,物体没有相互接触的例子吗?
生:我用钢笔与头发摩擦,然后将钢笔接近小纸屑,发现还没有接触,小纸屑就被钢笔吸引上了。
师:很好,这位同学所举的例子告诉我们,一个物体对别的物体施加力的时候,可以不直接接触。
师:再来看第二位同学讲的,有力发生时,物体之间总会发生推、拉、提、压等动作。在物理学中通常将物体之间的推、拉、提、压、排斥、吸引等叫做作用。
师:现在我们就可以归纳出力的概念。把上述例子中的具体物体的名称去掉,用“物体”代替,则力的概念就成为:力是物体对物体的作用。
师:我们通常将施加力的物体叫做施力物体,受到力的物体叫做受力物体。
从黑板的例子中找出施力物体和受力物体。(学生练习)
2、力的作用是相互的
师:请同学们用手拍桌子,两手互拍,拉橡皮筋,提书包,体会一下施力与受力的感觉。你能发现力的作用有什么特点?
生:用手拍桌子时,手对桌子施力,但手感到疼,这说明桌子也对手施了力。
生:两手互拍时,左手对右手施力,右手也对左手施力。
生:用手拉橡皮筋时,橡皮筋也在拉手。
生:手向上提书包,书包对手也在向下拉。
师:大量的事实说明,物体间力的作用是相互的。
(板书:物体间力的作用是相互的)
3、力的作用效果
请一位同学上台表演拉健身拉力器。(演示)
师:同学们注意观察,拉力器中弹簧的形状有什么变化?
生:在拉力的作用下,弹簧的长度伸长。
师:对,刚才拉橡皮筋时,橡皮筋的长度也伸长了。这些情况说明力可以使物体的形状发生改变(简称形变)。
(板书:力可以使物体发生形变)
师:在踢足球时,足球的状态是否发生了改变?怎样改变?
生:足球有时是静止的,但受力后就成为运动的。
生:足球有时是运动的,但被守门员接住后就成为静止的。
生:足球有时朝某一方向运动,但受力后却改变了方向,飞向另一个方向。
生:足球的运动快慢也有变化。
师:物体由静到动、由动到静,以及运动快慢和方向的改变,都被认为它的运动状态发生了改变。
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