四、路程和时间的计算

教学目标

1.知道由 v=变形得到的公式s=vt和t=上的物理意义.

2.能够应用速度公式及变形公式进行简单的计算并解决简单的实际问题。

3.培养学生初步学会解物理问题的基本过程;建立物理情景;明确研究对象;根据给定的已知条件列方程。

重点、难点分析

1.重点:应用速度公式解决简单的实际问题.

2.难点:①将学生习惯于应用代数设未知量x(或y)列方程的方法改为用物理量符号表示已知量和未知量,用相应的物理公式求解;②涉及多个物理过程的问题.分析物理过程,建立物理情景并正确解题。

教学时间:1课时

教学过程

一、引人新课

前面学习了匀速直线运动速度概念及变速运动中平均速度的概念,本节课应用速度概念解决一些简单的实际问题。

二、教学过程设计

1.路程和时间的计算。

问题:

⑴小明正常步行,10秒钟走了10米,求他正常步行的平均速度多大?

⑵小明正常步行,从家到学校要走10分钟,那么小明上学要走的路程大约是多少米?

⑶小明家到电影院是1.2千米,小明从家正常步行去电影院大约用多少分钟?

在同学们讨论、计算、得出答案的基础上引导学生明确:

速度公式v=及导出公式s=vt、t=的物理意义,即在运动物体速度一定的情况下,运动的路程与时间成正比。

2.解物体运动问题的基本过程:

⑴建立物理情景,明确研究对象,分清几个物理过程。

⑵一般可根据题目中所给条件画出草图,并在图上标出已知量和待求量并注意对应关系。

⑶题目中涉及两个以上物理过程时,除分清已知量、待求量以久,要抓不变量和相关量。

⑷解题要规范化,在已知条件中统一单位,要有原始公式,导出公式,数据代入,得出结论。

3.解题:此题研究的是小明正常步行从家到学校和电影两个过程,两过程都是正常步行,速度是不变的。

已知:s1=10米 , t1=10秒,t2=10分=600秒,s3=1.2千米=1200米。

求:v,  s2,  t3

解:=1米/秒,s=vt2=1米/秒×600秒=600米,

t3=

答:小明正常步行速度是1米/秒,家到学校约是600米,他从家到电影院正常步行约用20分钟。

4.典型例题分析。

例 在工程建设中经常要用到爆破技术,在一次爆破中,用了一条96厘米长引火线来使装在钻孔里的炸爆炸。引火线燃烧的速度是0.8厘米/秒,点火者点着引火线以后,以5米/秒的速度跑开,他能否在爆炸前跑到离爆炸点500米远的安全地区?

引导学生从下列几方面分析:

研究问题───导火线和人的运动;

研究对象───导火线和人;

物理过程───(1)导火线的运动:知长度和燃烧速度。(2)人的运动:知速度和需要跑开的距离。

两过程相关的物理量───时间,即人必须在导火线燃烧这段时间内跑到安全区。

解题过程──五种方法求解。

解法Ⅰ:比较距离法(求出导火线燃烧所需要的时间内人跑开的距离与安全区距离相比较)。

已知:s1=96厘米,v1=0.8厘米/秒,v2=5米/秒,s=500米。

求s2.

解:t=,s2=v2t=5米/秒×120秒=600米,

600米>500米

答:人可以跑到安全地区。

解法Ⅱ:比较速度法(求出人在120秒内要跑出500米的速度与人实际运动速度相比较)。

V2=5米/秒>4.17米/秒。

解法Ⅲ:比较时间法(求出人以5米/秒速度跑500米所用时间与导火线燃烧所用时间相比较)。

T2=

解法Ⅳ:应用比例关系直接比较距离法。

因为t=,      t=        t相等

所以, s2

600米>500米。

解法Ⅴ:应用比例关系直接比较速度法。

, v2==×500米=4.17米/秒,

5米/秒>4.17米/秒。

通过此题的讨论应使学生明确:

(1)  解物理问题一般情况下解法不是唯一的。无论用哪种解法,物理过程必须清楚。

(2)  应用比例关系求解时,要注意比例成立的条件,利用相等量或不变量列比例方程。

(3)  具体选用哪种解法简单,需要考虑题目中条件及要求,此题解法Ⅳ比较简单。

三、课堂小结

1.      通过例题分析,带领同学们归纳、总结解物理计算题的基本方法。

2.      通过例题分析,带领同学们通过对比总结出解物理计算题与代数中的同类应用题有什么共同点与不同点。

四、布置作业:课后练习。

 

 

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四、路程和时间的计算

教学目标

1.知道由 v=变形得到的公式s=vt和t=上的物理意义.

2.能够应用速度公式及变形公式进行简单的计算并解决简单的实际问题。

3.培养学生初步学会解物理问题的基本过程;建立物理情景;明确研究对象;根据给定的已知条件列方程。

重点、难点分析

1.重点:应用速度公式解决简单的实际问题.

2.难点:①将学生习惯于应用代数设未知量x(或y)列方程的方法改为用物理量符号表示已知量和未知量,用相应的物理公式求解;②涉及多个物理过程的问题.分析物理过程,建立物理情景并正确解题。

教学时间:1课时

教学过程

一、引人新课

前面学习了匀速直线运动速度概念及变速运动中平均速度的概念,本节课应用速度概念解决一些简单的实际问题。

二、教学过程设计

1.路程和时间的计算。

问题:

⑴小明正常步行,10秒钟走了10米,求他正常步行的平均速度多大?

⑵小明正常步行,从家到学校要走10分钟,那么小明上学要走的路程大约是多少米?

⑶小明家到电影院是1.2千米,小明从家正常步行去电影院大约用多少分钟?

在同学们讨论、计算、得出答案的基础上引导学生明确:

速度公式v=及导出公式s=vt、t=的物理意义,即在运动物体速度一定的情况下,运动的路程与时间成正比。

2.解物体运动问题的基本过程:

⑴建立物理情景,明确研究对象,分清几个物理过程。

⑵一般可根据题目中所给条件画出草图,并在图上标出已知量和待求量并注意对应关系。

⑶题目中涉及两个以上物理过程时,除分清已知量、待求量以久,要抓不变量和相关量。

⑷解题要规范化,在已知条件中统一单位,要有原始公式,导出公式,数据代入,得出结论。

3.解题:此题研究的是小明正常步行从家到学校和电影两个过程,两过程都是正常步行,速度是不变的。

已知:s1=10米 , t1=10秒,t2=10分=600秒,s3=1.2千米=1200米。

求:v,  s2,  t3

解:=1米/秒,s=vt2=1米/秒×600秒=600米,

t3=

答:小明正常步行速度是1米/秒,家到学校约是600米,他从家到电影院正常步行约用20分钟。

4.典型例题分析。

例 在工程建设中经常要用到爆破技术,在一次爆破中,用了一条96厘米长引火线来使装在钻孔里的炸爆炸。引火线燃烧的速度是0.8厘米/秒,点火者点着引火线以后,以5米/秒的速度跑开,他能否在爆炸前跑到离爆炸点500米远的安全地区?

引导学生从下列几方面分析:

研究问题───导火线和人的运动;

研究对象───导火线和人;

物理过程───(1)导火线的运动:知长度和燃烧速度。(2)人的运动:知速度和需要跑开的距离。

两过程相关的物理量───时间,即人必须在导火线燃烧这段时间内跑到安全区。

解题过程──五种方法求解。

解法Ⅰ:比较距离法(求出导火线燃烧所需要的时间内人跑开的距离与安全区距离相比较)。

已知:s1=96厘米,v1=0.8厘米/秒,v2=5米/秒,s=500米。

求s2.

解:t=,s2=v2t=5米/秒×120秒=600米,

600米>500米

答:人可以跑到安全地区。

解法Ⅱ:比较速度法(求出人在120秒内要跑出500米的速度与人实际运动速度相比较)。

V2=5米/秒>4.17米/秒。

解法Ⅲ:比较时间法(求出人以5米/秒速度跑500米所用时间与导火线燃烧所用时间相比较)。

T2=

解法Ⅳ:应用比例关系直接比较距离法。

因为t=,      t=        t相等

所以, s2

600米>500米。

解法Ⅴ:应用比例关系直接比较速度法。

, v2==×500米=4.17米/秒,

5米/秒>4.17米/秒。

通过此题的讨论应使学生明确:

(1)  解物理问题一般情况下解法不是唯一的。无论用哪种解法,物理过程必须清楚。

(2)  应用比例关系求解时,要注意比例成立的条件,利用相等量或不变量列比例方程。

(3)  具体选用哪种解法简单,需要考虑题目中条件及要求,此题解法Ⅳ比较简单。

三、课堂小结

1.      通过例题分析,带领同学们归纳、总结解物理计算题的基本方法。

2.      通过例题分析,带领同学们通过对比总结出解物理计算题与代数中的同类应用题有什么共同点与不同点。

四、布置作业:课后练习。

 

 

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第四课时速度和时间的关系

    教学目标

    一、知识目标

    1、知道什么是速度――时间图像,以及如何用图像来表示速度和时间的关系。

    2、知道匀速直线运动和匀变速运动的v-t图像的物理意义。

    3、知道什么是匀变速运动和非匀变速运动。

    二、能力目标

    1、类比位移-时间图像,学生自己分析、讨论、培养学生的自学能力;

    2、从位移图像到速度图像使学生逐渐熟悉数学工具的应用,培养学生用数学方法研究物理问题的能力。

    三、德育目标

    在教学中重视严谨的科学推理过程,培养学生脚踏实地的作网,形成良好的学习习惯。

    教学重点

    速度――时间图像的速度与时间的变化规律,使学生在图像的基础上掌握匀变速直线运动的规律。

    教学难点

    位移图像和速度图像的区别

    教学方法

    类比法、讨论法   

教学用具

有关知识的投影片

    课时安排

    1课时

    教学步骤

    一、导入新课

    复习“位移――时间”图像(出示投影片)

某物体运动的位移-时间图像如图所示,设问:线段OA,AB表示物体的位移速时间如何变化,物体做什么运动,其直线的斜率表示什么?

    学生回答:OA段,位移S随时间不断增大,是过原点的直线,作匀速直线运动,其斜率表示速度的大小。AB段,位移s不断减小,减小到O在负方向位移又不断增大,说明物体的运动方向与OA段的运动方向相反,其斜率为负,表示物体沿负方向运动。

    归纳总结(出示投影片)

    1、在位移――时间图像中可直接得到位移的大小、正负的变化。

    2、在某一段时间里的直线斜率的大小即物体运动的速度,斜率为正,说明物体沿正方向运动;斜率为负,说明物体沿负方向运动。

    二、新课教学

    1、知道匀速直线运动的速度――时间图像,以及它是怎样画出的;

    2、知道匀变速直线运动的概念及速度――时间图像,能根据实验测量出不同时刻的速度值,画出物体运动的速度――时间图像;

    3、能区分匀速直线运动和匀变速直线运动的v―t图像;

    4、初步理解根据匀速直线运动的v―T图像求位移的方法和原理。

    (二)学生目标完成过程

    1、匀速直线运动的速度――时间图像

    前面我们认识了位移――时间图像,我们这节课来认识一副新面孔:速度――时间图像,同学们根据前面的学习,类比推理回答如下问题:

    (1)如何建立关于速度――时间的坐标轴;

    (2)同学们把书合上,当一物体以v=2m/s的速度匀速前进,作出它的v―t图像(学生板演);

    (3)从图像中能获取什么物理信息?

师生共同分析:从速度――时间图像这个叫法看,是速度与时间的关系图像,以t轴为横轴,v轴为纵轴,建立坐标系。而匀速直线运动的速度v不随时间变化,只能是与t轴平行的直线。

    从图像中可获得:

    (1)速度的大小、方向

    (2)从s=vt可获得:边长为v和t所围成的矩形的面积,就是物体在时间t内的位移。(即图中的斜线阴影部分)

    2、匀变速直线运动的v―t图像

    一个物体做的运动具有这样的特点,同学们细分析所给数据,回答以下问题(出示投影片)

   

时刻   t/s

速度 v/km・h-1

0

20

5

31

10

40

15

49

 

    问题(1)从出示的数据同学们可看出什么规律?

    (2)根据数据作出v―t图像

    学生讨论得到:在误差允许的范围内,物体每隔5s,速度增加约10km/h,也就是每隔相同的时间间隔,速度的改变量相等。

    师:对,这就是匀变速直线运动,同志们根据这个特点给其下一定义。

    生甲:速度改变均匀的运动。

    生乙:速度随时间而均匀地增加。

    板书:在变速直线运动中,如果在相等的时间内速度的改变相等,这种运动叫作匀变速直线运动。

学生用描点法作出v-t图像如下:

回答:速度――时间图像是一条倾斜的直线,无论从图表中,还是从图像中都可以看出,速度随时间均匀地增加。

师总结:对,这就是匀加速直线运动。

    板书:在匀变速直线运动中,它的速度随时间而均匀增加,这就叫匀加速直线运动。

    学生们再看这个图像(出示投影片),v随时间如何变化?

    学生回答:速度随时间而均匀地减小。

    师:对,这就是匀减速直线运动。

    板书:在匀变速直线运动中,它的速度随时间而均匀地减小,这就叫匀减速直线运动。

    提问:同学们仔细观察图像(匀变速直线运动的v―t图像),从图像中可获取什么物理信息?

    引导回答:可以直接从图像中读出某时刻对应的瞬时速度,还可以看出在某段时间内速度变化的量。

    归纳:从匀变速直线运动的v―t图像中可以获取:(出示投影片)

    (1)某时刻的瞬时速度

    (2)某段时间内的速度的变化量

    (3)速度的变化量是正值,还是负值。是正值的话,说明与v方向相同,是负值的话,说明与v方向相反。

    在变速直线运动中,速度不一定是均匀变化的,这种运动是非匀变速直线运动。在日常生活中,很多物体的运动接近匀变速,通常作为匀变速来处理。比如:发射炮弹在炮筒里的运动,石块从高处自由下落等等。   

3、匀变速直线运动的v―t图像与匀速直线运动中的s―t图像的区别。例:(出示投影片)

请同学看图,据图分析甲、乙两图中物体在这60s内的运动情况。

    点评:图像的形状完全一样,但所包含的物理意义却不同。要分析清物体的运动情况,首先要看图像中横纵坐标所表示的物理量,根据图像中的图线找到物理量间的关系,从而再确定它的运动状态。

    4、例题精进:(出示投影片)

    如图为一物体作匀变速直线运动的速度图像,根据图线作出以下几个判定,正确的是:

    A:物体始终沿正方向运动

    B:物体先沿负方向运动,在t=2s后开始沿正方向运动。

    分析:从图像中直接可看出v的正与负,速度为负,表示与规定的正方向相反,速度为正,表示与规定正方向一致。且正负只表示方向,而不表示其大小

    在0~2s时里,速度越来越小(在负方向上),2s时速度为0,在0~2s内物体做匀减速运动;2~4s内物体沿正方向匀加速运动,(t=4s时,v=20m/s)所以选B。

    5、巩固性练习P28  2

    三、小结

    1、什么是速度――时间图WQJ ;

    2、知道匀速直线运动和匀变速直线运动的v――t图像的物理意义;

    3、能内区分匀速运动中的s―t图像以及匀变速直线运动的v―t图像。

四、作业P28

练习四1

补充:

    从图像中判决物体作什么运动。

    五、板书设计:

    1、匀速直线运动图像:v值恒定,是平行于t轴的直线;

2、匀变速直线运动

概念:速度随时间均匀地改变

                      图像:倾斜的直线

    3、非匀变速直线运动:速度不是均匀改变的直线运动。

 

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第二节 万有引力定律  

 

[教学目标]

1.在开普勒第三定律的基础上,推导得到万有引力定律,使学生对此规律有初步理解。

2.介绍万有引力恒量的测定方法,增加学生对万有引力定律的感性认识。

3.通过牛顿发现万有引力定律的思考过程和卡文迪许扭秤的设计方法,渗透科学发现与科学实验的方法论教育。

[重点难点]

1.万有引力定律的推导过程,既是本节课的重点,又是学生理解的难点,所以要根据学生反映,调节讲解速度及方法。

2.由于一般物体间的万有引力极小,学生对此缺乏感性认识,又无法进行演示实验,故应加强举例。

[教    具]

卡文迪许扭秤模型。

[教学过程]

(一)引入新课

1.引课:前面我们已经学习了有关圆周运动的知识,我们知道做圆周运动的物体都需要一个向心力,而向心力是一种效果力,是由物体所受实际力的合力或分力来提供的。另外我们还知道,月球是绕地球做圆周运动的,那么我们想过没有,月球做圆周运动的向心力是由谁来提供的呢?(学生一般会回答:地球对月球有引力。)

我们再来看一个实验:我把一个粉笔头由静止释放,粉笔头会下落到地面。

实验:粉笔头自由下落。

同学们想过没有,粉笔头为什么是向下运动,而不是向其他方向运动呢?同学可能会说,重力的方向是竖直向下的,那么重力又是怎么产生的呢?地球对粉笔头的引力与地球对月球的引力是不是一种力呢?(学生一般会回答:是。)这个问题也是300多年前牛顿苦思冥想的问题,牛顿的结论也是:是。

既然地球对粉笔头的引力与地球对月球有引力是一种力,那么这种力是由什么因素决定的,是只有地球对物体有这种力呢,还是所有物体间都存在这种力呢?这就是我们今天要研究的万有引力定律。

板书:万有引力定律

(二)教学过程

1.万有引力定律的推导

首先让我们回到牛顿的年代,从他的角度进行一下思考吧。当时“日心说”已在科学界基本否认了“地心说”,如果认为只有地球对物体存在引力,即地球是一个特殊物体,则势必会退回“地球是宇宙中心”的说法,而认为物体间普遍存在着引力,可这种引力在生活中又难以观察到,原因是什么呢?(学生可能会答出:一般物体间,这种引力很小。如不能答出,教师可诱导。)所以要研究这种引力,只能从这种引力表现比较明显的物体――天体的问题入手。当时有一个天文学家开普勒通过观测数据得到了一个规律:所有行星轨道半径的3次方与运动周期的2次方之比是一个定值,即开普勒第

其中m为行星质量,R为行星轨道半径,即太阳与行星的距离。也就是说,太阳对行星的引力正比于行星的质量而反比于太阳与行星的距离的平方。

而此时牛顿已经得到他的第三定律,即作用力等于反作用力,用在这里,就是行星对太阳也有引力。同时,太阳也不是一个特殊物体,它

用语言表述,就是:太阳与行星之间的引力,与它们质量的乘积成正比,与它们距离的平方成反比。这就是牛顿的万有引力定律。如果改

其中G为一个常数,叫做万有引力恒量。(视学生情况,可强调与物体重力只是用同一字母表示,并非同一个含义。)

应该说明的是,牛顿得出这个规律,是在与胡克等人的探讨中得到的。

2.万有引力定律的理解

下面我们对万有引力定律做进一步的说明:

(1)万有引力存在于任何两个物体之间。虽然我们推导万有引力定律是从太阳对行星的引力导出的,但刚才我们已经分析过,太阳与行星都不是特殊的物体,所以万有引力存在于任何两个物体之间。也正因为此,这个引力称做万有引力。只不过一般物体的质量与星球相比过于小了,它们之间的万有引力也非常小,完全可以忽略不计。所以万有引力定律的表述是:

板书:任何两个物体都是相互吸引的,引力的大小跟两个物体的质

其中m1、m2分别表示两个物体的质量,r为它们间的距离。

(2)万有引力定律中的距离r,其含义是两个质点间的距离。两个物体相距很远,则物体一般可以视为质点。但如果是规则形状的均匀物体相距较近,则应把r理解为它们的几何中心的距离。例如物体是两个球体,r就是两个球心间的距离。

(3)万有引力是因为物体有质量而产生的引力。从万有引力定律可以看出,物体间的万有引力由相互作用的两个物体的质量决定,所以质量是万有引力的产生原因。从这一产生原因可以看出:万有引力不同于我们初中所学习过的电荷间的引力及磁极间的引力,也不同于我们以后要学习的分子间的引力。

3.万有引力恒量的测定

牛顿发现了万有引力定律,但万有引力恒量G这个常数是多少,连他本人也不知道。按说只要测出两个物体的质量,测出两个物体间的距离,再测出物体间的引力,代入万有引力定律,就可以测出这个恒量。但因为一般物体的质量太小了,它们间的引力无法测出,而天体的质量太大了,又无法测出质量。所以,万有引力定律发现了100多年,万有引力恒量仍没有一个准确的结果,这个公式就仍然不能是一个完善的等式。直到100多年后,英国人卡文迪许利用扭秤,才巧妙地测出了这个恒量。

这是一个卡文迪许扭秤的模型。(教师出示模型,并拆装讲解)这个扭秤的主要部分是这样一个T字形轻而结实的框架,把这个T形架倒挂在一根石英丝下。若在T形架的两端施加两个大小相等、方向相反的力,石英丝就会扭转一个角度。力越大,扭转的角度也越大。反过来,如果测出T形架转过的角度,也就可以测出T形架两端所受力的大小。现在在T形架的两端各固定一个小球,再在每个小球的附近各放一个大球,大小两个球间的距离是可以较容易测定的。根据万有引力定律,大球会对小球产生引力,T形架会随之扭转,只要测出其扭转的角度,就可以测出引力的大小。当然由于引力很小,这个扭转的角度会很小。怎样才能把这个角度测出来呢?卡文迪许在T形架上装了一面小镜子,用一束光射向镜子,经镜子反射后的光射向远处的刻度尺,当镜子与T形架一起发生一个很小的转动时,刻度尺上的光斑会发生较大的移动。这样,就起到一个化小为大的效果,通过测定光斑的移动,测定了T形架在放置大球前后扭转的角度,从而测定了此时大球对小球的引力。卡文迪许用此扭秤验证了牛顿万有引力定律,并测定出万有引力恒量G的数值。这个数值与近代用更加科学的方法测定的数值是非常接近的。

卡文迪许测定的G值为6.754×10-11,现在公认的G值为6.67×10-11。需要注意的是,这个万有引力恒量是有单位的:它的单位应该是乘以两个质量的单位千克,再除以距离的单位米的平方后,得到力的单位牛顿,故应为N・m2/kg2

板书:G=6.67×10-11N・m2/kg2

由于万有引力恒量的数值非常小,所以一般质量的物体之间的万有引力是很小的,我们可以估算一下,两个质量50kg的同学相距0.5m时之间的万有引力有多大(可由学生回答:约6.67×10-7N),这么小的力我们是根本感觉不到的。只有质量很大的物体对一般物体的引力我们才能感觉到,如地球对我们的引力大致就是我们的重力,月球对海洋的引力导致了潮汐现象。而天体之间的引力由于星球的质量很大,又是非常惊人的:如太阳对地球的引力达3.56×1022N。

(三)课堂小结

本节课我们学习了万有引力定律,了解了任何两个有质量的物体之间都存在着一种引力,这个引力正比于两个物体质量的乘积,反比于两个物体间的距离。其大小的决定式为:

其中G为万有引力恒量:G=6.67×10-11N・m2/kg2

另外,我们还了解了科学家分析物体、解决问题的方法和技巧,希望对我们今后分析问题、解决问题能够有所借鉴。

五、说明

1.设计思路:本节课由于内容限制,以教师讲授为主。为能够吸引学生,引课时设计了一些学生习以为常的但又没有细致思考过的问题。讲授过程中以物理学史为主线,让学生以科学家的角度分析、思考问题。力争抓住这节课的有利时机,渗透“没有绝对特殊的物体”这一引起物理学几次革命性突破的辩证唯物主义观点。

2.卡文迪许扭秤模型为自制教具,可仿课本插图用金属杆等焊制,外面可用有机玻璃制成外壳,并可拆卸

 

 

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第二课时:位移和时间的关系

    教学目标:

    一、知识目标

    1、理解匀速运动、变速运动的概念。

    2、知道什么是位移――时间图像,以及如何用图像表示位移和时间的关系。

    3、知道匀速直线运动的s-t图像的意义

    4、知道公式和图像都是描述物理量之间的关系的数学工具,它们各也所长,可以相互补充。

    二、能力目标:

    培养学生用多种手段处理问题的能力

    三、德育目标

    从知识是相互关联、相互补充的思想中,培养学生建立事物是相互联系的唯物主义观点

    教学重点:

    1、匀速直线运动的概念

    2、用描点法描绘位移――时间图像,并能从图中获取所反映出来的物理信息。

    教学难点:

    如何分析物理图象而从中获取物理信息。

    课时安排:

    1课时

    教学方法:

    启发式、讨论式

    教学用具:

    有关教与学所用的投影片

    教学步骤:

    一、导入新课

    上一节课我们学生了质点的概念,并且知道质点的运动轨迹如果是直线的话,质点的运动称为直线运动。在直线运动里有一种最简单、最特殊的一种运动形式,那就是匀速直线运动。

    二、新课教学

    (一)用投影片出示本节课的学习目标

    1、知道匀速直线运动的概念;

    2、知道匀速直线运动的位移――时间图像,知道位移图像不是运动的轨迹;

    3、知道变速直线运动的概念;

    4、能画出运动物体的位移――时间图像,能区分匀速直线运动和变速直线运动的位移――时间图像。

    (二)学生目标完成过程

    1、匀速直线运动

    用投影片出示图表并要求学生回答,在误差允许的范围内,每相等的时间内位移有什么特点?

   

时间/S

0

2.5

4.9

7.6

10.

12.4

15.1

17.5

19.9

位移/m

0

50

100

150

200

250

300

350

400

 

    这是一辆汽车在平直公路上的运动情况,它的运动有何特点?

    学生分析后回答:在误差允许的范围内,每2.5s秒内的位移为50m,每5s内的位移为100m,每10s内的位移为200m……任意相等的时间内位移都相等。

    师:对,这种在任意相等的时间内位移都相等的运动,叫匀速直线运动。

    板书:匀速直线运动。

    2、位移――时间图像

    师:请同学以上面图表所给出的数据,以横轴为(t)轴,纵轴为位移(s)轴,用描点法作图,看是一个什么样的图像,s与t存在一个什么函数关系?

    教师边看边指导,然后把同学所画的图像在投影仪(实物)上打出分析:

    学生:可以看出几个点几乎都在过圆点的一条直线上。

    教师:同学们与我们在初中学过的一次函数y=kx对照,s与t有什么函数关系?

    学生:s与t成正比。

    师:对,这就是匀速直线运动的位移――时间图像。物理量之间的关系可以用公式来表示,也可以用图像来表示,利用图像可以比较方便地处理实验(或观测)结果,找出事物的变化规律。以后我们还会遇到更多的用图像来处理物理量之间的变化规律,所以,现在我们就要重视图像的学生。

    3、巩固性训练(出示投影片)

(1)请同志们看图,说出各图像表示的运动过程和物理意义。

    (2)师生共评:在甲图中,0时刻即开始记时,已经有了位移s1;AB段表示物体作匀速直线运动,s与t成正比,t1时刻,位移为s2;BC段表示s没有变化,即物体处于静止状态。CD段,物体匀速直线运动,位移越来越小,说明CD段物体的运动方向于AB段的运动方向相反,最后回到起始点,位移为0。

    所以物理图像主要观测方法是:看横、纵轴表示物理量;其次看图像,从横纵轴上直接可获取的信息,联系实际,搞清物理情景。

    4、变速直线运动

    提问:汽车刹车时,飞机起飞时,其运动特点是什么?

    学生:汽车运动越来越慢,飞机运动越来越快。

    老师:那在相等的时间内位移相等吗?

    学生:一定不相等。

    老师:对,这就是变速直线运动。

    板书:变速直线运动:物体在一条直线上运动,如果在相等的时间里位移不相等,就叫变速直线运动。

    提问:那变速直线运动的图像还是直线吗?

    学生分析:变速运动中,位移s与时间t不成正比,肯定不是直线,应是曲线。

    归纳总结:只要是匀速直线的位移――时间图像,一定为直线,这是判定是否是匀速直线运动的位移――时间图像的依据。

    三、小结

    这节课主要学生了匀速直线运动的概念以及匀速直线运动的位移-时间图像。在处理图像前,首先要看懂横、纵轴所表达的物理量,然后再去结合函数关系图像去认识物理量之间的关系。

    四、作业

    P24  练习二2、4

补充:

    如图所示的s―t图象中,(1)、(2)、(3)表示物体作什么运动,(4)表示什么物理意义,t1时刻对应两为s1,表示什么物理意义。

五、板书设计

    六、教学总结

    本节教学主要采用自己动手、类比对照等方法,使图像中的物理意义便的很简单,很清楚,使学生从简单入手,激发学生的学生兴趣,多角度处理物理问题,为以后讲述图像打下较扎实的基础。

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第六课时:匀变速直线运动的规律及应用

    教学目标:

    一、知识目标

    1、掌握匀变速直线运动的速度公式,知道它是任何推导出的,知道它的图像的物理意义,会应用这一公式分析和计算。

    2、掌握匀变速直线运动的位移公式,会应用这一公式分析和计算。

    3、会推出匀变速直线运动的位移和速度的关系式,并会运用它进行计算。

    二、能力目标:

    培养学生将已学过的数学规矩运用到物理当中,将公式、图象及物理意义联系起来加以运用,培养学生运用数学工具解决物理问题的能力。

    三、德育目标:

    既要联系的观点看问题,还要具体问题具体分析。

    教学重点:

    1、速度公式、位移公式及位移和速度的式的推导

    2、会运用公式分析、计算

    教学难点:

    具体到实际问题当中对物理意义、情景的分析

教学方法:

讲授法、归纳法

教学用具:

投影片

    课时安排:

    2课时

    教学步骤:

一、     导入新课

下面是一物体的速度――时间图像,请回答:

    1、质点甲、乙做什么运动?

    2、同学能否求出甲、乙的加速度a?

学生:甲做匀加速运动,乙做匀加速直线运动。

    总结:在速度――时间图像里(匀变速直线运动)既可以知道每一时刻相对应的瞬时速度,还可以求出其物体的运动的加速度。加速度值就是该直线的斜率。

    匀变速直线运动的速度――时间的关系可以用图像来表示,但图像有其局限性,要让你求出任何时刻的瞬时速度,只借助图像是不行的。那就必须用公式表示其规律。

    二、新课教学

    (一)用投影片出示本节课的学习目标

    1、知道匀变速直线运动的速度公式、位移公式及其推导过程。

    2、理解匀变速直线运动的速度公式、位移公式的物理意义、并能初步应用它们来求解有关问题。

    (二)学生目标问题过程

    刚才同学们根据图像的已知的条件求出甲、乙的加速度值。那又如何求甲5s末、10s末、ts末的瞬时速度呢?

    学生甲:因为匀变速直线运动的速度是均匀改变的,可找到它的数学表达式:

设5s的速度为v1, 10s末的为v2,   ts末为vt

    学生乙:跟根据得到

    直接带进数据即可求出。

    师总结:殊途同归,都得到匀变速直线运动的速度公式。

    1、匀变速直线运动的速度公式

    板书:(1)――匀变速直线运动的速度公式。

    (2)公式的运用

  对于匀加速直线运动、匀减速直线运动都适用。在加速运动中,由于a与v同向,a取正值,在减速运动中,由于a与v反向,a取负值

    例:汽车紧急刹车时,加速度大小为6属于必须在2s内停下来,汽车行驶的最大允许速度是多少?

    分析:刹车的结果多让速度变为0,整个过程为匀减速运动,a只能取负值。

解:依据题意知,

 

    (3)巩固训练(出示投影片)

    一质点以初速度为500m/s,加速度为200做匀减速直线运动,质点经多长时间就可以停下来?

    2、位移和时间的关系(位移公式)

    问题:在匀变速直线运动中,位移s与平均速度有什么关系?

    学生:

    问题:在这段位移s内,什么关系?为什么?

    学生:因为速度是均匀改变的。

    问题:如果一质点初速度为v0,以加速度为a作匀加速直线运动,ts后的位移是多少?

学生:

    这就是匀变速直线运动追的位移时间关系。

    (1)位移公式:

板书:位移公式

(2)公式的运用

    匀变速直线运动的位移公式,既适合于匀加速运动,又适合于匀减速运动。在加速运动中,a与v同向,v均匀增大,a取正值;在减速运动中,a与v反向,v均匀减小,a取负值。

    例:一辆汽车匀速行驶,然后以1的加速度加速行驶,从加速行驶开始,经12s行驶了180m,问:汽车开始加速时的速度是多大?分析:这是匀加速直线运动,已知a、t、s,求v0

解:根据

    即求出初速度为9m/s。

    (3)巩固训练:(出示投影片)

    一辆汽车以10m/s的速度匀速前进,制动后,加速度为2.5 ,问:3s后的位移、10s后的位移。

学生分析马上根据公式求出:

 

    老师:这个答案有疑问吗?同学通常见到刹车后汽车要沿速度方向滑行一段位移,而s2表明汽车还向后倒25m,这是怎么回事呢?

    学生们很疑惑,公式、答案没错呀,到底是怎么回事?

    提示:同学可以计算一下,刹车后停下来vt=0,由v0=10m/s,变为0,用多长时间?

    同学们一分析马上明白,4s后即可停下来,所以s2根本就无意义。

    老师:这类问题,同学们不能盲目地运用公式,要根据物理过程具体问题具体分析。首先要作一个判断,然后再去求解。

    三、小结

    这一节我们主要学生了匀变速直线运动的速度公式及位移公式,在运用时,要注意物理过程,要结合实际具体分析。

    四、作业

    P33练习六3、4、5、6

    五、板书设计

    匀变速直线运动的规律

   

 

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第六节  匀速圆周运动实例分析

    教学目标:

    (一)知识目标:

    1、知道向心力是物体沿半径方向的合外力。

    2、知道向心力、向心加速度的公式也适用于变速圆周运动。

    3、会在具体问题中分析向心力的来源。

    (二)能力目标:

    培养学生的分析能力、综合能力和推理能力,明确解决实际问题的思路和方法

    (三)德育目标:

    通过对几个实例的分析,使学生明确具体问题必须具体分析

     教学重点:

     1、掌握匀速圆周运动的向心力公式及与圆周运动有关的几个公式

    2、能用上述公式解决有关圆周运动的实例

    教学难点:

    理解做匀速圆周运动的物体受到的向心力是由某几个力的合力提供的,而不是一种特殊的力。

    教学方法:

    讲授法、分析归纳法、推理法

    教学用具:

    投影仪、投影片、录像机、录像带

    教学步骤:

    一、引入新课

    1、复习提问:

    (1)向心力的求解公式有哪几个?

    (2)如何求解向心加速度?

    2、引入:本节课我们应用上述公式来对几个实际问题进行分析。

    二、新课教学

    (一)用投影片出示本节课的学习目标:

    1、知道向心力是物体沿半径方向所受的合外力提供的。

    2、知道向心力、向心加速度的公式也适用于变速圆周运动。

    3、会在具体问题中分析向心力的来源,并进行有关计算。

    (二)学习目标完成过程:

    1:关于向心力的来源。

    (1)介绍:分析和解决匀速圆周运动的问题,首先是要把向心力的来源搞清楚。

    2:说明:

    a:向心力是按效果命名的力;

    b:任何一个力或几个力的合力只要它的作用效果是使物体产生向心加速度,它就是物体所受的向心力;

    c:不能认为做匀速圆周运动的物体除了受到另外物体的作用外,还要另外受到向心力。

    3.简介运用向心力公式的解题步骤:

    (1)明确研究对象,确定它在哪个平面内做圆周运动,找到圆心和半径。

    (2)确定研究对象在某个位置所处的状态,进行具体的受力分析,分析哪些力提供了向心力。

    (3)建立以向心方向为正方向的坐标,据向心力共式列方程。

    (4)解方程,对结果进行必要的讨论。

    4、实例1:火车转弯

    (1)介绍:火车在平直轨道上匀速行驶时,所受的合力等于0,那么当火车转弯时,我们说它做圆周运动,那么是什么力提供火车的向心力呢?

    (2)放录像、火车转弯的情景

    (3)用CAI课件分析内外轨等高时向心力的来源。

    a:此时火车车轮受三个力:重力、支持力、外轨对轮缘的弹力。

    b:外轨对轮缘的弹力提供向心力。

    c:由于该弹力是由轮缘和外轨的挤压产生的,且由于火车质量很大,故轮缘和外轨间的相互作用力很大,易损害铁轨。

    (4)介绍实际的弯道处的情况。

    a:用录像资料展示实际的转弯处外轨略高于内轨。

    b:用CAI课件展示此时火车的受力情况,并说明此时火车的支持力FN的方向不再是竖直的,而是斜向弯道的内侧。

    c:进一步用CAI课件展示此时火车的受力示意图,并分析得到:此时支持里与重力的合力提供火车转弯所需的向心力。

    d:强调说明:转弯处要选择内外轨适当的高度差,使转弯时所需的向心力完全由重力G和支持里FN来提供这样外轨就不受轮缘的挤压了。

    5、实例2:汽车过拱桥的问题

    (1)放录像展示汽车过拱桥的物理情景

(2)用CAI课件模拟:并出示文字说明,汽车在拱桥上以速度v前进,桥面的圆弧半径为R,求汽车过桥的最高点时对桥面的压力?

    (3)a:选汽车为研究对象

    b:对汽车进行受力分析:受到重力和桥对车的支持力

    c:上述两个力的合力提供向心力、且向心力方向向下

    d:建立关系式:

    e:又因支持力与压力是一对作用力与反作用力,所以      且

    (4)说明:上述过程中汽车做的不是匀速圆周运动,我们仍使用了匀速圆周运动的公式,原因是向心力和向心加速度的公式对于变速圆周运动同样适用。

    三、巩固训练

    1、学生解答课后“思考与讨论”

    (1)学生先讨论,得到分析结论

    (2)CAI课件进行模拟,加深印象

2、如图所示,自行车和人的总质量为m,在一水平地面运动,若自行车以速度v转过半径为R的弯道,求:

(1)自行车的倾角为多大?

    (2)自行车所受地面的摩擦力为我大?

    四、小结

    1:物体除受到各个作用力外,还受一个向心力吗?

    2:用向心力公式求解有关问题时的解题步骤如何?

    3:对于火车转弯时,向心力由什么提供?

    4:汽车通过凹形或凸形拱桥时对桥的压力与重力的关系如何?

    五:作业

    课本P97练习六

六:板书设计

 

 

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第三课时:运动快慢的描述-速度

    教学目标:

    一、知识目标

    1、理解速度的概念。知道速度是表示运动快慢的物理量,知道它的定义、公式、符号和单位,知道它是矢量。

    2、理解平均速度,知道瞬时速度的概念。

    3、知道速度和速率以及它们的区别。

    二、能力目标

    1、比值定义法是物理学中经常采用的方法,学生在学生过程中掌握用数学工具描述物理量之间的关系的方法。

    2、培养学生的迁移类推能力,抽象思维能力。

    三、德育目标

    由简单的问题逐步把思维迁移到复杂方向,培养学生认识事物的规律,由简单到复杂。

    教学重点

    平均速度与瞬时速度的概念及其区别

    教学难点

    怎样由平均速度引出瞬时速度

    教学方法

    类比推理法

    教学用具

    有关数学知识的投影片

    课时安排

    1课时

    教学步骤

    一、导入新课

    质点的各式各样的运动,快慢程度不一样,那如何比较运动的快慢呢?

    二、新课教学

    (一)用投影片出示本节课的学习目标:

    1、知道速度是描述运动快慢和方向的物理量。

    2、理解平均速度的概念,知道平均不是速度的平均值。

    3、知道瞬时速度是描述运动物体在某一时刻(或经过某一位置时)的速度,知道瞬时速度的大小等于同一时刻的瞬时速率。

    (二)学生目标完成过程

    1、速度

    提问:运动会上,比较哪位运动员跑的快,用什么方法?

    学生:同样长短的位移,看谁用的时间少。

    提问:如果运动的时间相等,又如何比较快慢呢?

    学生:那比较谁通过的位移大。

    老师:那运动物体所走的位移,所用的时间都不一样,又如何比较其快慢呢?

    学生:单位时间内的位移来比较,就找到了比较的统一标准。

    师:对,这就是用来表示快慢的物理量――速度,在初中时同学就接触过这个概念,那同学回忆一下,比较一下有哪些地方有了侧重,有所加深。

    板书:速度是表示运动的快慢的物理量,它等于位移s跟发生这段位移所用时间t的比值。用v=s/t表示。

    由速度的定义式中可看出,v的单位由位移和时间共同决定,国际单位制中是米每秒,符号为m/s或m・s1,常用单位还有km/h、cm/s等,而且速度是既具有大小,又有方向的物理量,即矢量。

    板书:

    速度的方向就是物体运动的方向。

    2、平均速度

    在匀速直线运动中,在任何相等的时间里位移都是相等的,那v=s/t是恒定的。那么如果是变速直线运动,在相等的时间里位移不相等,那又如何白色物体运动的快慢呢?那么就用在某段位移的平均快慢即平均速度来表示。

    例:百米运动员,10s时间里跑完100m,那么他1s平均跑多少呢?

    学生马上会回答:每秒平均跑10m。

    师:对,这就是运动员完成这100m的平均快慢速度。

    板书:

   

    说明:对于百米运动员,谁也说不来他在哪1秒破了10米,有的1秒钟跑10米多,有的1秒钟跑不到10米,但它等效于运动员自始至终用10m/s的速度匀速跑完全程。所以就用这平均速度来粗略表示其快慢程度。但这个=10m/s只代表这100米内(或10秒内)的平均速度,而不代表他前50米的平均速度,也不表示后50米或其他某段的平均速度。

    例:一辆自行车在第一个5秒内的位移为10米,第二个5秒内的位移为15米,第三个5秒内的位移为12米,请分别求出它在每个5秒内的平均速度以及这15秒内的平均速度。

学生计算得出:

由此更应该知道平均速度应指明是哪段时间内的平均速度。

    3、瞬时速度

    如果要精确地描述变速直线运动的快慢,应怎样描述呢?那就必须知道某一时刻(或经过某一位置)时运动的快慢程度,这就是瞬时速度。

    板书:瞬时速度:运动的物体在(经过)某一时刻(或某一位置)的速度。

    比如:骑摩托车时或驾驶汽车时的速度表显示,若认为以某一速度开始做匀速运动,也就是它前一段到达此时的瞬时速度。

    在直线运动中,瞬时速度的方向即物体在这一位置的运动方向,所以瞬时速度是矢量。通常我们只强调其大小,把瞬时速度的大小叫瞬时速率,简称为速率,是标量。

    4、巩固训练:(出示投影片)

    一物体从甲地到乙地,总位移为2s,前一s内平均速度为v1,第二s内平均开速度为v2,求这个物体在从甲地到乙地的平均速度

    师生共评:有的同学答案为这是错误的。平均速度不是速度的平均值,要严格按照平均速度的定义来求,用这段总位移与这段位移所用的时间的比值,也就只表示这段位移内的平均速度。

    三、小结

    1、速度的概念及物理意义;

    2、平均速度的概念及物理意义;

    3、瞬时速度的概念及物理意义;

    4、速度的大小称为速率。

拓展:

本节课后有阅读材料,怎样理解瞬时速度,同学们有兴趣的话,请看一下,这里运用了数学的“极限”思想,有助于你对瞬时速度的理解。

    四、作业P26练习三3、4、5

五、板书设计

标量:速率:只表示速度的大小。

 

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第八课时:自由落体运动

    教学目标:

    一、知识目标

    1、理解什么是自由落体运动,知道它是初速度为零的匀加速直线运动。

    2、知道什么是自由落体的加速度,知道它的方向,知道在地球的不同地方,重力加速度大小不同。

    3、掌握自由落体运动的规律。

    二、能力目标

    通过观察演示实验,否定了亚里士多德的观点,培养学生观察问题、解决问题的能力。

    三、德育目标

    培养学生严谨的科学态度,正确地获取知识的方法。

    教学重点

    掌握自由落体运动的规律

教学难点

通过实验得出自由落体运动的规律

教学方法

实验现象+合力推理+实验验证

教学用具

用薄纸糊一纸袋、两小钢球、抽气机、牛顿管、有关知识的投影片

课时安排

1课时

    教学步骤

    一、导入新课

    1、复习:什么是匀变速直线运动,其速度公式、位移公式分别是什么?

    2、导入:同学们,我们通常有这样的生活经验:重的物体比轻的物体落得快,物体下落的速度到底与物体的质量有没有关系呢?我们这节课就来研究这个问题。

    二、新课教学

    (一)用投影片出示本节课的学生目标

    1、知道自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。

    2、知道不同的物体在同一地点自由下落时加速度相同。都是重力加速度g,方向竖直向下。

    3、知道自由落体运动的公式为,vt=gt,vt2=2gh,会应用这些公式解自由落体的有关问题。

    (二)学生目标问题过程

    演示实验:让一个纸袋与小钢球同时自由下落,可看到什么现象?

    学生:钢球落得快。

    老师:对,这就是我们的生活经验,这也是公元前希腊的哲学家亚里斯多德的观点。这个观点使人们在错误的结论下走的2000多年。同学们听说过伽利略的两个铁球同时落地的故事吗?伽利略做过大量的由静止下落的实验,并且还用归谬法、数学图利都证明了亚里斯多德的观点是错误的。同学下去看课后阅读材料,伽利略为了证明亚里斯多德观点的错误,他就拿了一个质量是另一个质量10倍的铁球站在比萨斜塔上,使两铁球同时下落,结果两铁球几乎同时落地。

    且再看实验:把刚才的纸袋揉成团,和小钢球由静止同时下落,同学再观察:

    学生:几乎同时落地。

    师:同一个纸袋,为什么形状不一样,其下落时间就不一样呢?

    学生:这是因为空气的阻力的影响。把纸袋揉成团,所受空气的阻力要比纸袋所受空气的阻力小得多,所以与小钢球几乎同时落地。

    老师:如果真的把质量、形状不同的物体放在真空中,从同一高度自由下落,和伽利略的结论一样吗?

    演示:把事先抽成真空(空气相当稀薄)的牛顿管拿出来,让牛顿管中的硬币、鸡毛、纸片、粉笔头从静止一起下落。

    学生:同时落下。

    演示:把小钢球装进纸袋,与另一个小钢球同时下落。

    现象:同时落地。

    老师:这就是自由落体运动。同学们根据这些过程、结论,给其下一个定义。

    学生回答:

   在真空中物体只受重力,或者在空气中,物体所受空气阻力很小,和物体重力相比可忽略的条件下,物体从静止竖直下落。

    1、自由落体运动

    板书:自由落体运动:物体只在重力的作用下从静止开始下落的运动。

    2、自由落体运动的加速度

    距我们三百多年前的伽利略经过大量的实验、严密的数学推理、得出:自由落是初速度为零的匀加速直线运动。

    后来人们采用先进的实验手段测得:一切物体的自由落体的加速度都相同,这个加速度叫重力加速度,用g表示

    同学们请阅读材料P37页内容,能得到什么知识?

    总结:地球上不同的纬度、g值不同。其方向为竖直向下。通常的计算,g值取9.8m/s2,粗略计算:g=10m/s2

    3、自由落体运动的规律

因为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,请同学们推出其速度公式,位移公式以及位移――速度公式。

学生推导得出:

    (1)甲物体的质量是乙物体质量的2倍,甲从H米高处自由落下,乙从2H米高处与甲同时自由下落,下面说法中正确的是:

    A:两物体下落过程中,同一时刻甲的速度比乙的速度大。

    B:下落过程中,下落1s末时,它们速度相同。

    C:下落过程中,各自下落1m时,它们的速度相同。

    D:下落过程中,甲的加速度比乙的大。

    (2)做自由落体运动的物体第n秒通过的位移比第1秒内通过的位移多少米?g=10

    三、小结

    这节课主要知道自由落体运动的条件;知道自由落体运动就是初速度为零的匀变速直线运动,推出了运动规律的三个公式,要求学生与以前学过的知识联系起来,灵活地运用。

    四、作业

    1、P38    3、4    P43      10

    五、板书设计:

   

 

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教学课题:验证牛顿第二定律

时间

 

教学目标:1、掌握实验目的、原理、步骤,

2、理解系统误差的来源和减小系统误差的方法

3、会用图象处理结果

教学重点:实验原理及步骤

教学难点:引起误差的原因

教学器材:

教学过程:

教学随笔

 

一.实验原理

实验装置如图。

用细线将小车(质量记为M)和砂桶(内装有细砂,总质量为m)连接起来,构成一个系统。

当系统做加速运动时,有:

              a=mg/(M+m)

绳对车的拉力       T=Ma=Mmg/(M+m)=              

当M〉〉m时,T≈mg。

故可通过改变砂桶中细砂的质量来改变拉力的大小,从而验证加速度与拉力的关系;在小车上添加砝码来改变小车的质量,从而验证加速度与质量的关系。

二.实验步骤

1.通过调节木板的倾斜程度,用重力沿斜面的分力来平衡摩擦力。

    此时不挂砂桶,但应把纸带在打点计时器的限位孔中穿好。

2.保持小车的质量不变,改变砂桶中细砂的质量,测出相应的加速度,验证当M一定时,a与F与关系。

3.保持外力(即砂桶中细砂的质量)不变,在小车上加砝码,测出相应的加速度,优证当作用力一定时,a与M的关系。

三.数据记录及处理

1.实验中要测定小桶和细砂的总质量m,小车及砝码的总质量M。

2.要在纸带测出小车的位移。

3.用逐差法处理数据。

4.用图象法处理数据。

    通过实验所测得的数据,画出a―F图、a―   图。

    正确的实验图线应如图1、2所示。

 

 

 

 

 

四.误差分析

1.未满足M〉〉m这一条件时,会得到图3所示图线。

2.未平衡摩擦力,会得到图4中2所示图线。

 

   平衡摩擦力过甚,会得到图4中1所示图线。

 

五、实验题

例1、在做“验证牛顿第三定律”的实验中

(1)本实验备有下列器材:打点计时器、秒表、天平(带有一套砝码)、纸带、复写纸片、细线、低压直流电源、砝码、小车、小桶、砂子、垫木、导线实验的研究对象是          。实验中不需要的器材是           ,缺少的器材是           

(2)某学生做:“验证牛顿第二定律/的实验在平衡摩擦力时,把长木板的端垫得过高,使得倾角偏大。他所得到a-F关系可用图1-11中哪根图线表示?图中a是小车的加速度,F是细线作用于小车的拉力,答:        

(3)本实验中,下列说法中正确的是

A.    平衡摩擦力时,小车后面的纸带必须连好,因为运动过程中纸带也要受到阻力。

B.    平衡摩擦力时,小桶应该用细线通过定滑轮系在小车上,但小桶内不能装砂子。

C.    实验中应该始终保持小车和砝码的总质量远远大于小桶和砂的总质量。

D.    作a-F或a-1/M的图线时,应该使所画的直线通过尽可能对称地分布在直线的两侧 ,如遇个别特别远离的可舍去。

例2、质量为m的物体放在A地的水平面上,用竖直向上的力F拉物体,物体的加速度a与拉力F的关系如图线①所示,质量为m′的另一物体在B地做类似实验,测得a-F关系如图线②所示,设两地的重力加速度分别为g和g′,则  

A.m′>m,g′=g   B.m′<m,g′=g

C.m′=m,g′>g   D.m′=m,g′<g

分析:该题要求学生利用牛顿第二定律培养借助数学图像分析问题的能力。

在A地,由牛顿第二定律:F-mg=ma  有a=-g=F-g

同理:在B地  a=F-g′

这是一个a关于F的函数

 

 (或)表示斜率,-g(或-g′)表示截距

由图线可知<g=g′故m>m′,g=g′选 项B正确

   v

 

   mm2

 

 0            t

练习:在“验证牛顿第二定律”的实验中,不改变小车和砝码的总质量,只改变小桶中砂的质量。当砂的质量分别为m1、m2时,小车运动的v―t图象如图所示,则m1与m2相比:

A、m1=m2;    B、m1>m2

C、m1<m2;    D、无法确定。

解:由图,a1>a2

       a=mg/(M+m)=

m越小,a越小。

B正确。

课堂练习:

《金版教程》P103  练习

 

 

 

教学后记:

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