教学目标
知识目标
1、掌握力的平行四边形法则;
2、初步运用力的平行四边形法则求解共点力的合力;
3、会用作图法求解两个共点力的合力;并能判断其合力随夹角的变化情况,掌握合力的变化范围。
能力目标
1、能够通过实验演示归纳出互成角度的两个共点力的合成遵循平行四边形定则;
2、培养学生动手操作能力;
情感目标
培养学生的物理思维能力和科学研究的态度
教学建议
教学重点难点分析
1、本课的重点是通过实验归纳出力的平行四边形法则,这同时也是本章的重点.
2、对物体进行简单的受力分析、通过作图法确定合力是本章的难点;
教法建议
一、共点力概念讲解的教法建议
关于共点力的概念讲解时需要强调不仅作用在物体的同一点的力是共点力,力的作用线相交于一点的也叫共点力.注意平行力于共点力的区分(关于平行力的合成请参考扩展资料中的“平行力的合成与分解”),教师讲解示例中要避开这例问题.
二、关于矢量合成讲解的教法建议
本课的重点是通过实验归纳出力的平行四边形法则,这同时也是本章的重点.由于学生刚开始接触矢量的运算方法,在讲解中需要从学生能够感知和理解的日常现象和规律出发,理解合力的概念,从实验现象总结出力的合成规律,由于矢量的运算法则是矢量概念的核心内容,又是学习物理学的基础,对于初上高中的学生来说,是一个大的飞跃,因此教学时,教师需要注意规范性,但是不必操之过急,通过一定数量的题目强化学生对平行四边形定则的认识.
由于力的合成与分解的基础首先是对物体进行受力分析,在前面力的知识学习中,学生已经对单个力的分析过程有了比较清晰的认识,在知识的整合过程中,教师可以通过练习做好规范演示.
三、关于作图法求解几个共点力合力的教法建议
1、在讲解用作图法求解共点力合力时,可以在复习力的图示法基础上,让学生加深矢量概念的理解,同时掌握矢量的计算法则.
2、注意图示画法的规范性,在本节可以配合学生自主实验进行教学.
第四节力的合成与分解
教学设计过程:
一、复习提问:
1、什么是力?
2、力产生的效果跟哪些因素有关?
教师总结,并引出新课内容.
二、新课引入:
1、通过对初中学过的单个力产生的效果,与两个力共同作用的效果相同,引出共点力、合力和分力的概念,同时出示教学图片,如:两个人抬水、拉纤或拔河的图片.(图片可以参见多媒体素材中的图形图像)
2、提问1:已知同一直线上的两个力F1、F2的大小分别为50N、80N,如果两个力的方向相同,其合力大小是多少?合力的方向怎样?(教师讲解时注意强调:‘描述力的时候,要同时说明大小和方向,体现力的矢量性’)
3、提问2、进一步在问题1的基础上提问,若F1、F2的两个力的方向相反,其合力大小是多少?合力的方向怎样?
教师引导学生得到正确答案后,总结出“同一直线上二力合成”的规律:
物体受几个力共同作用,我们可以用一个力代替这几个力共同作用,其效果完全相同,这个力叫那几个力的合力.已知几个力,求它们的合力叫力的合成.
指明:
(1)、同一直线上,方向相同的两个力的合力大小等于这两个力大小之和,方向跟这两个力的方向相同.
(2)、同一直线上,方向相反的两个力的合力大小等于这两个力大小之差,合力的方向跟较大的力方向相同.
4、提问3、若两个力不在同一直线上时,其合力大小又是多少?合力的方向怎样?
教师出示投影和图片:两个学生抬水对比一个同学抬水,让学生考虑:一个力的效果与两个力的效果相同,考虑一下是否“合力总比分力大”?
5、教师可以通过平行四边形定则演示器演示力的合成与分解实验(演示实验可以参考多媒体素材中的视频文件);
演示1:将橡皮筋固定在A点,演示用两个力F1、F2拉动橡皮筋到O点,再演示用F力将橡皮筋拉到O点,对比两次演示结果,运用力的图示法将力的大小方向表示出来,为了让学生更好的获得和理解力的平行四边性法则,在实验前,教师可以设计F1、F2的大小为3N和4N,两个力的夹角为90度,这样数学计算比较简单,学生很容易会发现F1、F2和F的关系满足勾股定理,进而得到力的平行四边性定则,教师总结:两个互成角度的力的合力,可以用表示这两个力的线段作邻边,作平行四边形,所夹的对角线就表示合力的大小和方向.
.
6、学生可以通过分组实验来验证力的平行四边性定则(可以参考多媒体资料中的视频试验):
试验器具:一块方木板,八开白纸两张,大头钉若干,弹簧秤两个,橡皮筋一个,细线若干,直尺两个,
学生在教师的知道下,组装好试验设备,进行试验验证.
强调:需要记录的数据(弹簧秤的示数)和要作的标记(橡皮筋两次拉到的同一位置和两个分力的方向)
7、教师总结:经过人们多次的、精细的试验,最后确认,对角线的长度、方向,跟合力的大小、方向一致,即对角线与合力重合,力和合成满足平行四边形法则.
8、让学生根据书中的提示自己推倒出合力与分力之间的关系式.
三、课堂小结
探究活动
关于“滑轮”问题的研究
题目
关于“滑轮”问题的研究
内容
在初中学习的有关滑轮问题后,对“定”、“动”滑轮作用的理解,尤其是动滑轮的使用时,是否一定省力?研究一下初中的物理课本,在什么条件下,应用动滑轮省力最多?观察生活中应用滑轮的实例,说出自己的心得,或以书面形式写出相关内容以及研究结果.
教学目标
知识目标
1、理解磁感应强度B的定义及单位.
2、知道用磁感线的疏密可以形象直观地反映磁感应强度的大小.
3、知道什么叫匀强磁场,知道匀强磁场的磁感线的分布情况.
4、知道什么是安培力,知道电流方向与磁场方向平行时,电流受的安培力为零;电流方向与磁场方向垂直时,电流受安培力的大小.
5、会用左手定则熟练地判定安培力的方向.
能力目标
1、通过演示磁场对电流作用的实验,培养学生总结归纳物理规律的能力.
2、通过学习左手定则,理解磁场方向、电流方向和安培力方向三者之间的关系,培养学生空间想象能力.
情感目标
通过对安培定则的学习,使得学生了解科学的发现不仅需要勤奋的努力,还需要严谨细密的科学态度.
教学建议
教材分析
关于安培力这一重要的内容,需要强调:
1、安培力的使用条件:磁场均匀,电流方向与磁场方向垂直。
2、电流方向与磁场方向平行时,安培力具有最小值。电流方向与磁场方向垂直时,安培力具有最大值。
教法建议
由于前面我们已经学习过电场的有关知识,讲解时可以将磁场和电场进行类比,以加深学生对磁场的有关知识的理解。例如:电场和磁场相互对比,电场线与磁感线相互对比,磁感应强度与电场强度进行对比等等。
在上一节的基础上,启发学生回忆电场强度的定义,对比说明引入磁场强度的定义的思路是通过磁场对电流的作用力的研究得出的。为了让学生更好的理解磁场,可以在实验现象的基础上引导学生进行讨论。
教学设计方案
安培力磁感应强度
一、素质教育目标
(一)知识教学点
1、理解磁感应强度B的定义及单位.
2、知道用磁感线的疏密可以形象直观地反映磁感应强度的大小.
3、知道什么叫匀强磁场,知道匀强磁场的磁感线的分布情况.
4、知道什么是安培力,知道电流方向与磁场方向平行时,电流受的安培力为零;电流方向与磁场方向垂直时,电流受安培力的大小.
5、会用左手定则熟练地判定安培力的方向.
(二)能力训练点
1、通过演示磁场对电流的作用的实验,培养学生利用控制变量法总结归纳物理规律的能力.
2、通过学习左手定则,理解磁场方向、电流方向和安培力方向三者之间的关系,培养学生空间想像能力.
(三)德育渗透点
通过阅读材料介绍奥斯特发现电流磁效应,说明科学家之所以能取得辉煌的成就,除了本身所具有的聪明才智外,刻苦勤奋地学习和工作,善于捕捉稍纵即逝的灵感更为重要,鼓励和激发学生从现在开始更加发奋地学习,将来为国家做贡献.
(四)美育渗透点
通过介绍物理学家安培取得辉煌成就的原因是靠勤奋自学、刻苦钻研的顽强意志,让学生感受物理学家们的人格美、情操美.
二、学法引导
1、教师通过演示实验法直观教学,决定安培力大小的因素,通过启发讲解,帮助学生归纳总结公式及B的定义式.结合练习法使学生掌握左手定则使用.
2、学生认真观察实验,在教师启发的指导下总结规律,积极动手动脑理解公式,掌握左手定则的应用.
三、重点难点疑点及解决办法
1、重点
(1)理解磁场对电流的作用力大小的决定因素,掌握电流与磁场垂直时,安培力大小为:
(2)掌握左手定则.
2、难点
对左手定则的理解.
3、疑点
磁场方向、电流方向和安培力方向三者之间的空间关系.
4、解决办法
以演示实验为突破口,直观地引导学生掌握电流在磁场中所受安培力大小的决定因素;反复地借助实验,来理解左手定则,建立磁场方向、电流方向和安培力方向三者关系的正确图景.
四、课时安排
1课时
五、教具学具准备
铁架台、三个相同的蹄形磁铁、电源、滑动变阻器、电键、导线.
六、师生互动活动设计
教师先通过实验,学生观察分析、讨论、总结出安培力.
公式,再引入磁感强度B的定义式,通过讲解类比电场强度,启发学生理解公式的意义,借助墙角(或桌角)帮助学生建立三维坐标空间,理解掌握左手定同.
七、教学步骤
(一)明确目标
(略)
(二)整体感知
本节教学是在上一节学习了磁场的概念及方向性的基础上,进一步认识磁场的强弱性质,根据磁场力的性质用定义法定义B描述磁场的强弱,用磁感线形象地反映磁场的强弱,同时利用定义式来计算安培力的大小,再用左手定则来确定磁场方向、电流方向和安培力的方向.
(三)重点、难点的学习与目标完成过程
1、磁场对电流的作用
用条形磁铁可以在一定的距离内吸起较小质量的铁块,巨大的电磁铁却能吸起成吨的钢块,表明磁场有强有弱,如何表示磁场的强弱呢?我们利用磁场对电流的作用力——安培力来研究磁场的强弱.
2、决定安培力大小的因素有哪些?
利用演示实验装置,研究安培力大小与哪些因素有关
(1)与电流的大小有关.
保持导线在磁铁中所处的位置及与磁场方向不变这两个条件下,通过移动滑动变阻器触头改变导线中电流的大小.
请学生观察实验现象.导线摆动的角度大小随电流的改变而改变,电流大,摆角大;电流小,摆角小.
实验结论:垂直于磁场方向的通电直导线,受到磁场的作用力的大小眼导线中电流的大小有关,电流大,作用力大;电流小,作用力也小.
(2)与通电导线在磁场中的长度有关.
保持导线在磁铁中所处的位置及方向不变,电流大小也不变,改变通电电流部分的长度.学生观察实验现象.导线摆动的角度大小随通电导线长度而改变,导线长、摆角大;导线短,摆角小.
实验结论:垂直于磁场方向的通电直导线,受到的磁场的作用力的大小限通电导线在磁场中的长度有关,导线长、作用力大;导线短,作用力小.
(3)与导线在磁场中的放置方向有关.
保持电流的大小及通电导线的长度不变,改变导线与磁场方向的夹角,当夹角为0°时,导线不动,即电流与磁场方向平行时不受安培力作用;当夹角增大到90°的过程中,导线摆角不断增大,即电流与磁场方向垂直时,所受安培力最大;不平行也不垂直时,安培力大小介于和最大值之间.
3、磁感应强度
总结归纳以上实验现象,用L表示通电导线长度,I表示电流,保持电流和磁场方向垂直,通电导线所受的安培力大小FIL
教学目标
知识目标
1、了解棱镜在改变光的传播方向上的作用,知道棱镜是利用光的折射定律控制光路的光学元件一.
2、理解全反射棱镜产生全反射的原理,知道全反射棱镜的应用.
3、知道各种色光在真空中的速度相同,在其他介质中速度不同,因而对同一介质的折射率不同.
4、知道色散现象产生的原因,知道红光的折射率最小,紫光的折射率最大.
能力目标
理解棱镜对光的偏折作用,对实际问题进行处理.
理解不同色光通过棱镜的色散现象,分析相关现象.
情感目标
1、对比全反射棱镜和平面镜对光路的控制作用的不同效果,让学生学会选择更合理的工具来解决问题.
2、由光的色散现象这一知识点,启发学生思考不同的色光叠加的效果.
教学建议
1、要让学生会根据折射定律定性画出通过棱镜的光线、能够通过作图体会棱镜控制光法的特点:“光线向底而偏折”、要正确地、灵活地找到顶角和底面.
2、要让学生知道全反射棱镜控制光路的特点、并让学生了解全反射棱镜与平面饼在改变光路上效果是相同的,但利用平面镜反射时,玻璃表面和镀层表面都要产生反射,并在镀层面会有一定的光能被吸收、所以实际中全反射棱镜优于平面镜.
3、关于光的色散现象可以先通过演示实验,如让白光通过三棱镜在屏上或白墙上观察到彩色的光带而看到色散现象,再通过分析说明各种颜色的光偏向角不同反映了玻璃对各种色光的折射率不同,从而得出不同颜色的光在玻璃中的传播速度不同.
教学设计示例
棱镜
(-)引入新课
根据光的折射现象以及光的可逆性原理分析光线通过三棱镜后将发生偏折现象,并通过演示实验观察光路(利用激光演示器).做好演示实验:光通过三棱镜后的光路(尽量演示各种可能出现的情况)
(二)教学过程
1、介绍三棱镜
棱镜:光学上用核截面为三角形的透明体叫做三棱镜,光密媒质的棱镜放在光疏媒质中(通常在空气中),入射到棱镜侧面的光线经棱镜折射后向棱镜底面偏折.
A、三棱镜是利用光的折射控制光路的光学元件.隔着三棱镜能看到物体的虚像.虚像的位置比物体的实际位置向顶角方向偏移,但是没有必要去追究是放大还是缩小的像.
B、光从棱镜的一个侧面射入,从另一个侧面射出,出射光线将向底面(第三个侧面)偏折,偏折角的大小与棱镜的折射率,棱镜的顶角和入射角有关.
C、若三棱镜的介质相对于周围介质是光流介质,则透过棱镜看物体,看到的虚像向底边偏移;出射光线较之入射光线向顶角偏折.
2、全反射棱镜
截面为等腰直角三角形的棱镜叫全反射棱镜.全反射棱镜在光学仪器中被用来改变光路.
A、玻璃的折射率在1、5~1、9之间,相对于空气来讲,玻璃的临界角在30°~42°之间.
B、光从空气垂直射入全反射棱镜的直角侧面上,经过棱镜一次全反射,将改变光路90°,光垂直射入全反射棱镜的斜侧面上,经棱镜两次全反射,将改变光路180°.
3、光的色散
白光通过三棱镜折射后被分解为由红,橙,黄,绿,蓝,靛,紫组成的彩色光谱,这就是光的色散.
A、光的色散现象表明:白光是由各种单色光组成的复色光;同一种介质对不同色光的折射率不同;不同色光在同一介质中传播的速度不同.
B、复色光通过平行透明板(玻璃砖),也能发生色散现象.
探究活动
1、利用三棱镜自制潜望镜.并与利用平面镜制作的潜望镜进行效果对比.
2、动手做一做光的色散实验,看看会有什么现象?
老师在开学前需要把教案课件准备好,每个人都要计划自己的教案课件了。 学生反应的改变可以帮助教师更好地掌握课堂进度。教师范文大全小编精选的“物理教案”或许能够增加您对该话题的认识,此网址内容仅供参考请自行核实!
第 周 星期 第 节 年 月 日 课题 第一节 电功 执教 教学 目标 1知道电流可以做功和常见的电流做功的形式。 2掌握电功的公式。 3知道电功的.单位焦耳和生活中常用单位“度”。 4能综合运用学过的知识解决简单的电功问题。 5知道电能表的用途和读数方法。 重点 掌握电功的公式,电功的单位焦耳和生活中常用单位“度” 难点 综合运用学过的知识解决简单的电功问题 教具 演示 书写有问题和例题的投影幻灯片 学生 主 要 教 学 过 程 学生活动 教学过程设计 一 复习提问。 1.做功的两个必备因素是什么?计算公式? 2.流水可以做功吗? 3.那么电流可否做功呢? 二 演示图9-1实验,引入新课。 (1)砝码提升过程是什么能转化成什么能? (2)通过什么来实现上述能的转化? (3)从实验能否知道什么是电功? 三 新课讲授。 1. 电功(W) (1) 概念:电流所做的功叫电功(要消耗电能) (2) 电流做功例子(学生举例) ① 电流通过电灯:电能转化为内能、光能 ② 电流通过电炉:电能转化为内能 ③ 电流通过电动机:电能转化为机械能 2.电流做功与什么因素有关系? 实验:(1)U、t一定,I增大,W增大。 (2)I、t一定,U增大,W增大。 (3)U、I一定,t增大,W增大。 说明电流做功跟U、I、t有关。 结论:电流在某段电路上所做的功,等于这段电路两端的电压、电路中的电流和通电时间的乘积。 3.电功的公式:W=UIt 理解:(1)各物理量的单位要统一。 (2)公式的变换。W=UQ,W=IRt, (3)式中的W、U、I、t是指同一段电路(导体) 4.电功单位:焦(J),常用:度(千瓦时:kW・h)。1度=1千瓦时=3.6×106焦 5.电能表(电度表): (1)电能表是测量电功的仪表。(2)读数 1│2│2│8│8 表示1228.8度 6.小结;练习 回答问题 观察实验 举例子 学生读图,认识1度电作用
1、理解振幅、周期和频率的概念,知道全振动的含义。
2、了解初相位和相位差的概念,理解相位的物理意义。
3、了解简谐运动位移方程中各量的物理意义,能依据振动方程描绘振动图象。
4、理解简谐运动图象的物理意义,会根据振动图象判断振幅、周期和频率等。
重点难点:对简谐运动的振幅、周期、频率、全振动等概念的理解,相位的物理意义。
教学建议:本节课以弹簧振子为例,在观察其振动过程中位移变化的周期性、振动快慢的特点时,引入描绘简谐运动的物理量(振幅、周期和频率),再通过单摆实验引出相位的概念,最后对比前一节得出的图象和数学表达式,进一步体会这些物理量的含义。本节要特别注意相位的概念。
导入新课:你有喜欢的歌手吗?我们常常在听歌时会评价,歌手韩红的音域宽广,音色嘹亮圆润;歌手王心凌的声音甜美;歌手李宇春的音色沙哑,独具个性……但同样的歌曲由大多数普通人唱出来,却常常显得干巴且单调,为什么呢?这些是由音色决定的,而音色又与频率等有关。
振幅是振动物体离开平衡位置的①最大距离。振幅的②两倍表示的是振动的物体运动范围的大小。
振子以相同的速度相继通过同一位置所经历的过程称为③全振动,这一过程是一个完整的振动过程,振动质点在这一振动过程中通过的路程等于④4倍的振幅。
做简谐运动的物体,完成⑤全振动的时间,叫作振动的周期;单位时间内完成⑥全振动的次数叫作振动的频率。在国际单位制中,周期的单位是⑦秒,频率的单位是⑧赫兹。用T表示周期,用f表示频率,则周期和频率的关系是⑨f=。
在物理学中,我们用不同的⑩相位来描述周期性运动在各个时刻所处的 不同状态。
(1)根据数学知识,xOy坐标系中正弦函数图象的表达式为 y=Asin(ωx+φ)。
(2)简谐运动中的位移(x)与时间(t)关系的表达式为 x=Asin(ωt +φ),其中 A代表简谐运动的振幅, ω叫作简谐运动的“圆频率”, ωt+φ代表相位。
1、弹簧振子的运动范围与振幅是什么关系?
2、周期与频率是简谐运动特有的概念吗?
解答:不是。描述任何周期性过程,都可以用这两个概念。
3、如果两个振动存在相位差,它们振动步调是否相同?
问题:(1)同一面鼓,用较大的力敲鼓面和用较小的力敲鼓面,鼓面的振动有什么不同?听上去感觉有什么不同?
(2)根据(1)中问题思考振幅的物理意义是什么?
解答:(1)用较大的力敲,鼓面的振动幅度较大,听上去声音大;反之,用较小的力敲,鼓面的振动幅度较小,听上去声音小。
(2)振幅是描述振动强弱的物理量,振幅的大小对应着物体振动的强弱。
知识链接:简谐运动的振幅是物体离开平衡位置的最大距离,是标量,表示振动的强弱和能量,它不同于简谐运动的位移。
问题:(1)观察课本“弹簧振子的简谐运动”示意图,振子从P0开始向左运动,怎样才算完成了全振动?列出振子依次通过图中所标的点。
(2)阅读课本,思考并回答下列问题:周期和频率与计时起点(或位移起点)有关吗?频率越大,物体振动越快还是越慢?振子在一个周期内通过的路程和位移分别是多少?
(3)完成课本“做一做”,猜想弹簧振子的振动周期可能由哪些因素决定?假如我们能看清楚振子的整个运动过程,那么从什么位置开始计时才能更准确地测量振动的周期?为什么?
解答:(1)振子从P0出发后依次通过O、M'、O、P0、M、P0的过程,就是全振动。
(2)周期和频率与计时起点(或位移起点)无关;频率越大,周期越小,表示物体振动得越快。振子在一个周期内通过的路程是4倍的振幅,而在一个周期内的位移是零。
(3)影响弹簧振子周期的因素可能有振子的质量、弹簧的劲度系数等;从振子经过平衡位置时开始计时能更准确地测量振动周期,因为振子经过平衡位置时速度最大,这样计时的误差最小。
知识链接:完成全振动,振动物体的位移和速度都回到原值(包括大小和方向),振动物体的路程是振幅的4倍。
问题:阅读课本有关“简谐运动的表达式”的内容,讨论下列问题。
(1)一个物体运动时其相位变化多少就意味着完成了全振动?
(2)若采用国际单位,简谐运动中的位移(x)与时间(t)关系的表达式x=Asin(ωt+φ)中ωt+φ的单位是什么?
(3)甲和乙两个简谐运动的频率相同,相位差为 ,这意味着什么?
解答:(1)相位每增加2π就意味着完成了全振动。
(2)ωt+φ的单位是弧度。
(3)甲和乙两个简谐运动的相位差为 ,意味着乙(甲)总是比甲(乙)滞后个周期或次全振动。
知识链接:频率相同的两个简谐运动,相位差为0称为“同相”,振动步调相同;相位差为π称为“反相”,振动步调相反。
1、(考查对全振动的理解)如图所示,弹簧振子以O为平衡位置在B、C间做简谐运动,则( )。
【解析】选项A对应过程的路程为2倍的振幅,选项B对应过程的路程为3倍的振幅,选项C对应过程的路程为4倍的振幅,选项D对应过程的路程大于3倍的振幅,又小于4倍的振幅,因此选项A、B、D均错误,选项C正确。
【点评】要理解全振动的概念,只有振动物体的位移与速度第同时恢复到原值,才是完成全振动。
2、(考查简谐运动的振幅和周期)周期为T=2 s的简谐运动,在半分钟内通过的路程是60 cm,则在此时间内振子经过平衡位置的次数和振子的振幅分别为( )。
【解析】振子完成全振动经过轨迹上每个位置两次(除最大位移处外),而每次全振动振子通过的路程为4个振幅。
【点评】一个周期经过平衡位置两次,路程是振幅的4倍。
3、图示为质点的振动图象,下列判断中正确的是( )。
【解析】由振动图象可得,质点的振动周期为8 s,A对;振幅为2 cm,B错;4 s末质点经平衡位置向负方向运动,速度为负向最大,加速度为零,C对;10 s末质点在正的最大位移处,加速度为负值,速度为零,D错。
【点评】由振动图象可以直接读出周期与振幅,可以判断各个时刻的速度方向与加速度方向。
4、(考查简谐运动的表达式)两个简谐运动分别为x1=4asin(4πbt+π)和x2=2asin(4πbt+π),求它们的振幅之比、各自的频率,以及它们的相位差。
【解析】根据x=Asin(ωt+φ)得:A1=4a,A2=2a,故振幅之比 = =2
它们的相位差:(4πbt+π)—(4πbt+π)=π,两物体的振动情况始终反相。
【点评】要能根据简谐运动的表达式得出振幅、频率、相位。
1、某做简谐运动的物体,其位移与时间的变化关系式为x=10sin 5πt cm,则:
(1)物体的振幅为多少?
(2)物体振动的频率为多少?
(3)在时间t=0、1 s时,物体的位移是多少?
(4)画出该物体简谐运动的图象。
【分析】简谐运动位移与时间的变化关系式就是简谐运动的表达式,将它与教材上的简谐运动表达式进行对比即可得出相应的物理量。
【解析】简谐运动的表达式x=Asin(ωt+φ),比较题中所给表达式x=10sin 5πt cm可知:
(1)振幅A=10 cm。
(2)物体振动的频率f= = Hz=2、5 Hz。
(3)t=0、1 s时位移x=10sin(5π×0、1) cm=10 cm。
(4)该物体简谐运动的周期T==0、4 s,简谐运动图象如图所示。
【答案】(1)10 cm (2)2、5 Hz (3)10 cm (4)如图所示
【点拨】在解答简谐运动表达式的题目时要注意和标准表达式进行比较,知道A、ω、φ各物理量所代表的意义,还要能和振动图象结合起来。
2、如图甲所示,弹簧振子以O点为平衡位置做简谐运动,从O点开始计时,振子第到达M点用了0、3 s的时间,又经过0、2 s第二次通过M点,则振子第三次通过M点还要经过的时间可能是( )。
A、s B、s C、1、4 s D、1、6 s
【分析】题目中只说从O点开始计时,并没说明从O点向哪个方向运动,它可能直接向M点运动,也可能向远离M点的方向运动,所以本题可能的选项有两个。
乙
【解析】如图乙所示,根据题意可知振子的运动有两种可能性,设t1=0、3 s,t2=0、2 s
第一种可能性:=t1+=(0、3+ ) s=0、4 s,即T=1、6 s
所以振子第三次通过M点还要经过的时间t3=+2t1=(0、8+2×0、3) s=1、4 s
所以振子第三次通过M点还要经过的时间t3=t1+(t1—)=(2×0、3— ) s= s。
【点拨】解答这类题目的关键是理解简谐运动的对称性和周期性。明确振子往复通过同一点时,速度大小相等、方向相反;通过关于平衡位置对称的两点时,速度大小相等、方向相同或相反;往复通过同一段距离或通过关于平衡位置对称的两段距离时所用时间相等。另外要注意,因为振子振动的周期性和对称性会造成问题的多解,所以求解时别漏掉了其他可能出现的情况。
一、教学目标
1、知道电压表使用步骤及注意事项,正确使用电压表进行测量,知道在只有一个用电器的电路中,用电器两端的电压与电源两端的电压相等。
2、通过测量电压,掌握电压表使用方法,提高动手操作及实践能力。
3、体会物理是一门以实验为基础的学科,养成严谨认真的科学研究态度。
二、教学重难点
【重点】电压表的使用方法。
【难点】正确使用电压表进行测量。
三、教学过程
环节一:导入新课
上课,同学们好!上课之前老师想请同学们回忆一下电路中电压的大小应该利用什么仪器进行测量?举手最快这名同学你请来说。他说测量电压要用电压表。请坐,看来你对于之前的知识掌握得很牢固。同学们,在只有一个用电器的电路中,用电器两端电压和电源两端电压之间存在怎样的关系呢?能否利用电压表测量并得出结论?带着这个疑问,我们一起来走进今天的新课《用电压表测电压》。
环节二:新课讲授
同学们我们先来从连接电路的角度思考,需要哪些实验仪器?老师听到有的同学说要用到电源、开关、导线,还有的同学说需要小灯泡、电压表等仪器。
我们已经知道了要用到的实验仪器,那么再来想一想,怎样正确使用电压表?第二排这名男同学你请来说。很好,请坐,他说使用前,要预估待测电压,选择电压表中恰当的量程,使用中电压表要注意正接线柱电流流入,负接线柱电流流出,且电压表要与被测用电器并联。还有哪位同学能来补充?同桌请来补充。她说如有需要,可以直接与电源进行串联,此时测量的是电源电压。待示数稳定后读数,认清所选量程所对应的分度值,进行正确读数。使用后要将仪器整理放回。请坐,看来同学们对于上节课的知识已经完全掌握了。
要用电压表进行测量电压,具体步骤是什么呢?老师在多媒体屏幕上展示了一张实验仪器图,同学们试着结合图片说一说测量的具体步骤应该是什么?靠窗的这名女同学你请说。她说先将电压表接在小灯泡的两端,接通电路,读取电压表的示数;再将电压表接在电源两端,接通电路,读取电压表的示数。观察两次测量电压表的示数。很好,请坐,总结得十分全面。
那么同学们,测量过程中需要注意什么问题呢?老师在这里告诉大家实验的注意事项。首先一定要先连接电路,检查无误后再闭合开关进行测量。每次想要更改电路,需要先将开关断开,再进行操作。
现在同学们相邻四人为一小组,老师给大家十分钟的时间,结合桌上准备的实验仪器进行测量吧。好,时间到,老师通过巡视发现同学们都参与其中,并且分工明确。现在我们找一组同学说一说,他们组的测量结果?第三小组代表请说。第三小组说通过实验发现,两次测量数据是一样的,都是3V。那么通过实验,你能得出什么结论呢?他说,在只有一个用电器的电路中,用电器两端的电压与电源两端的电压相等。很好,请坐,看来你们观察得很仔细,总结得也很正确。
环节三:巩固提高
同学们,我们现在更换电阻,再次测量,看一看上述实验结果是否正确。老师看到很多同学都已经展示了他们的测量结果,并且得出的结论与上述实验相同。
环节四:小结作业
这节课马上接近尾声了,我们一起来总结一下,通过本节课的学习,都掌握了哪些知识?我们重温了电压表使用方法及注意事项,并通过实验,知道了在只有一个用电器的电路中,用电器两端的电压与电源两端的电压相等这一结论。
下课后,同学们试着想一想为什么电压表使用时要与被测用电器并联?
同学们,下课!
四、板书设计
(略)
三维教学目标
1、知识与技能
(1)理解为什么电感对交变电流有阻碍作用;
(2)知道用感抗来表示电感对交变电流阻碍作用的大小,知道感抗与哪些因素有关;
(3)知道交变电流能通过电容器。知道为什么电容器对交变电流有阻碍作用;
(4)知道用容抗来表示电容对交变电流的阻碍作用的大小。知道容抗与哪些因素有关。
2、过程与方法
(1)培养学生独立思考的思维习惯;
(2)培养学生用学过的知识去理解、分析新问题的习惯。
3、情感、态度与价值观:培养学生有志于把所学的物理知识应用到实际中去的学习习惯。
教学重点:
电感、电容对交变电流的阻碍作用。感抗、容抗的物理意义。
教学难点:
感抗的概念及影响感抗大小的因素。容抗概念及影响容抗大小的因素。
教学方法:
实验法、阅读法、讲解法。
教学手段:
双刀双掷开关、学生用低压交直流电源、灯泡(6 V、0.3 A)、线圈(用变压器的副线圈)、电容器(103 F、15 V与200 F、15 V)2个、两个扼流圈、投影片、投影仪。
(一)引入新课
在直流电路中,影响电流跟电压关系的只有电阻。在交变电流路中,影响电流跟电压关系的,除了电阻外,还有电感和电容。电阻器、电感器、电容器是交变电流路中三种基本元件。这节课我们学习电感、电容对交变电流的影响。
(二)进行新课
1、电感对交变电流的阻碍作用
演示:电阻、电感对交、直流的影响。实验电路如下图甲、乙所示:
[来源: ]
演示甲图,电键分别接到交、直流电源上,引导学生观察两次灯的亮度(灯的亮度相同。说明电阻对交流和直流的阻碍作用相同。)
演示乙图,电键分别接到交、直流电源上,引导学生观察两次灯的亮度(电键接到直流上,亮度不变;接到交流上时,灯泡亮度变暗。说明线圈对直流电和交变电流的阻碍作用不同。)
线圈对直流电的阻碍作用只是电阻;而对交变电流的阻碍作用除了电阻之外,还有电感。
问题1:为什么会产生这种现象呢?
答:由电磁感应的知识可知,当线圈中通过交变电流时,产生自感电动势,阻碍电流的变化。[来源: ]
问题2:电感对交变电流阻碍作用的大小,用感抗来表示。感抗的大小与哪些因素有关?请同学们阅读教材后回答。
答:感抗决定于线圈的自感系数和交变电流的频率。线圈的自感系数越大,自感作用就越大,感抗就越大;交变电流的频率越高,电流变化越快,自感作用越大,感抗越大。
线圈在电子技术中有广泛应用,有两种扼流圈就是利用电感对交变电流的阻碍作用制成的。出示扼流圈,并介绍其构造和作用。
(1)低频扼流圈
构造:线圈绕在闭合铁芯上,匝数多,自感系数很大。
作用:对低频交变电流有很大的阻碍作用。即通直流、阻交流。
(2)高频扼流圈
构造:线圈绕在铁氧体芯上,线圈匝数少,自感系数小。
作用:对低频交变电流阻碍小,对高频交变电流阻碍大。即通低频、阻高频。
2、交变电流能够通过电容器
演示:电容对交、直流的影响。实验电路如图所示:
开关S分别接到直流电源和交变电流源上,观察现象(接通直流电源,灯泡不亮;接通交变电流源,灯泡亮了说明了直流电不能够通过电容器,交变电流能够通过电容器。)
电容器的两极板间是绝缘介质,为什么交变电流能够通过呢?用CAI课件展示电容器接到交变电流源上,充、放电的动态过程。强调自由电荷并没有通过电容器两极板间的绝缘介质,只是当电源电压升高时电容器充电,电荷向电容器的极板上集聚,形成充电电流;当电源电压降低时电容器放电,电荷从电容器的极板上放出,形成放电电流。电容器交替进行充电和放电,电路中就有了电流,表现为交流通过了电容器。
3、电容器对交变电流的阻碍作用
演示:电容器对交变电流的影响:将刚才实验电路中1000 F,15 V的电容器去掉,观察灯泡的亮度,说明了什么道理?
答:灯泡的亮度变亮了。说明电容器对交变电流也有阻碍作用。(的确是这样。物理上用容抗来表示电容器对交变电流阻碍作用的大小。)
问题2:容抗跟哪些因素有关呢?请同学们阅读教材后回答。
答:容抗决定于电容器电容的大小和交变电流的频率。电容越大,在同样电压下电容器容纳电荷越多,因此充放电的电流越大,容抗就越小;交变电流的频率越高,充放电进行得越快,充放电电流越大,容抗越小。即电容器的电容越大,交变电流频率越高,容抗越小。
电容器具有通交流、隔直流通高频、阻低频的特点。
4、课堂总结、点评
本节课主要学习了以下几个问题:
1、由于电感线圈中通过交变电流时产生自感电动势,阻碍电流变化,对交变电流有阻碍作用。电感对交变电流阻碍作用大小用感抗来表示。线圈自感系数越大,交变电流的频率越高,感抗越大,即线圈有通直流、阻交流或通低频,阻高频特征。
2、交变电流通过电容器过程,就是电容器充放电过程。由于电容器极板上积累电荷反抗自由电荷做定向移动,电容器对交变电流有阻碍作用。用容抗表示阻碍作用的大小。电容器的电容越大,交流的频率越高,容抗越小。故电容器在电路中有通交流、隔直流或通高频、阻低频特征。
5、实例探究
电感对交变电流的影响
【例1】如图所示电路中,L为电感线圈,R为灯泡,电流表内阻为零。电压表内阻无限大,交流电源的电压u=220 sin10t V。若保持电压的有效值不变,只将电源频率改为25Hz,下列说法中正确的是( )
1. 电流表示数增大 B.电压表示数减小 C.灯泡变暗 D.灯泡变亮
电感和电容对交变电流的影响
例2、图所示是电视机电源部分的滤波装置,当输入端输入含有直流成分、交流低频成分的电流后,能在输出端得到较稳定的直流电,试分析其工作原理及各电容和电感的作用。
6、巩固练习
1、关于低频扼流圈,下列说法正确的是
A.这种线圈的自感系数很小,对直流有很大的阻碍作用 B.这种线圈的自感系数很大,对低频电流有很大的阻碍作用
C.这种线圈的自感系数很大,对高频交流的阻碍作用比低频交流的阻碍作用更大
D.这种线圈的自感系数很小,对高频交流的阻碍作用很大而对低频交流的阻碍作用很小
2、在图所示电路中,u是有效值为200 V的交流电源,C是电容器,R是电阻。关于交流电压表的示数,下列说法正确的是 ( )
A.等于220 V B.大于220 V C.小于220 V D.等于零
3、在图所示的电路中,a、b两端连接的交流电源既含高频交流,又含低频交流;L是一个25 mH的高频扼流圈,C是一个100 pF的电容器,R是负载电阻,下列说法中正确的是 ( )
A.L的作用是通低频,阻高频 B.C的作用是通交流,隔直流
C.C的作用是通高频,阻低频 D.通过R的电流中,低频电流所占的百分比远远大于高频交流所占的百分比
(一)教材
人教社九年义务教育初中物理第二册
(二)教学目的
1、知道电压的作用。知道电源是提供电压的装置。
2、知道电压的单位。能对电压的不同单位进行变换。
3、记住干电池、家庭电路的电压值。
(三)教具
U形管连通器一个,干电池一节,小灯泡一个,开关一个,导线若干条。
(四)教学过程
1、复习
(1)把一节干电池、小灯泡、开关放在示教板上,请一位同学按所画电路图,用导线将电路连接起来(连接电路之前,开关应当是断开的)。
(2)提问:什么叫电路,它由哪几部分组成?
2、引入新课
演示:闭合示教板上电路中的开关,灯泡亮了,说明电路中产生了电流。
提问:电流是怎样形成的?
取下电路中的干电池,闭合开关,灯泡不发光。
提出问题:在这种情况下,为什么电路中不能形成电流,电源的作用是什么?
3、进行新课
为了说明在什么情况下才能形成电流,我们先用水流作比喻,看看水流是怎样形成的?
提问:将装有水的U形管连通器的底部用止水钳夹住,两管内水面相平。打开止水钳,两管内的水会不会发生流动?
演示:向U形管左管内加水,使左管水面高出右管水面(图1)。(提问:打开止水钳,两管内的水会不会发生流动,如果发生流动,水怎样流动?)打开止水钳,水从左管向右管流动。
提出问题:为什么在连通器里的水面相平时,水不发生流动,而在左管水面高时,水从左管流向它的右管?U形管中的水能不能持续不断地流动?
(利用投影幻灯片或电脑设计程序表现出连通器水流的动态过程,反映出在这一过程中,水位的变化和连通器底部液片受到的压强变化的情况。见图2所示。)
可见,水位差(又叫水压)是使水定向流动形成水流的原因。
下面我们再来看一看如图3所示的复合投影幻灯片(或用电脑设计程序表示出它的动态过程)。
甲图中A处的水位高于B处的水位,打开阀门,管中的水从A处通过涡轮向B处流动,水的流动使涡轮转动。A处的水面下降,B处的水面上升,当A、B两处水面相平时,水位相同,水停止流动,涡轮不再转动,幻灯片要显示上述过程。可见,水位差(水压)使水管中形成水流。
现在,我们用一台抽水机不断地把水从B处抽到A处(如图3乙所示,将抽水机置入,同时表现出抽水的动态情况)、使A处的水总比B处的水位高,由于水管两端总保持一定的水位差(水压),于是水管内就有持续的水流。
下面我们来看看图4所示的电路(示数板上接好的简单电路)的情况。
电源的正极聚集有大量的正电荷,负极聚集有大量的负电荷,在电源的正、负极之间就产生了电压。这个电压使电路中电荷发生定向流动,使正电荷从正极流向负极,或者使负电荷从负极流向正极,于是在电路中产生了电流。
可见,电压是使电路中形成电流的原因。
在电路中,电源在工作时不断地使正极聚集正电荷,负极聚集负电荷,保持电路两端有一定的电压,使电路中有持续的电流。电源是提供电压的`装置。
板书:
在图3所示装置中,不同的抽水机可以在水管两端产生不同的水位差,即大小不同的水压。同理,不同的电源可以在电路的两端产生大小不同的电压,为此,首先要确定电压的单位。在国际单位制里,电压的单位是伏特,简称伏(V)。此外,常用单位还有千伏(kV)、毫伏(mV)、微伏(μV)等。介绍它们的换算关系。
板书:
看课本几种电压值的图。
要求记住的电压值有:
一节干电池电压:1.5伏。
家庭电路的电压:220伏。
对人体安全的电压:不高于36伏。
练习题:
(1)电压使电路中形成______,______是提供电压的装置。
(2)220伏=______千伏=______毫伏。
4、小结
这节课讲授的电压是电学中又一个重要的物理量。由于知识所限,我们用水流作比喻讲述了电压使电路中形成电流。电源是提供电压的装置。要知道电压的单位,会进行单位变换。此外,还要记住干电池和家庭电路电压值。
(四)说明
1、“电压”这堂课既是重点,又是难点,不易被学生掌握。对于初学电学的学生来说,只要求知道电压是电路中形成电流的原因,电源是提供电压的装置和电压的单位。至于电压的定义、公式和电压的单位──伏特的物理意义留待高中再讲,在这节课内不要出现这些内容,否则因难度过大使学生不能接受。
2、用水流作比喻来讲电压,对于学生来说形象、生动,容易被学生所接受。在这里利用水压引出电压,从而认识电压使电路中形成电流。
3、为了使学生便于理解,在讲水流的形成时,最好用复合幻灯片模拟出它的动态过程。有条件的,用电脑设计出程序,将有更好的效果。
教学课题第四节眼镜与眼镜
授课地点物理实验室授课教师授课时间
教学过程教师活动设计学生活动设计
引入新课【讲述】在我们的五官当中,眼睛占有极其重要的地位,那么眼睛是怎样工作的呢?其实,眼睛是一个相当复杂的天然光学仪器,从结构上看,眼球非常类似于照相机.
眼球的构造【讲述】借助图片说明眼睛的结构:瞳孔、角膜、晶状体、玻璃体、视网膜、视神经.
眼球的工作
原理【讲述】与照相机对比进行说明
眼睛照相机
瞳孔光圈
角膜、晶状体、玻璃体(相当于一个凸透镜)镜头
视网膜(视神经)底片(感光底片)
瞳孔起到了照片机中光圈的作用,当光强时,瞳孔自动缩小;光弱时,瞳孔自动放大.
当物体的像呈现在视网膜时,视神经就把视觉信号传送到大脑中.
眼球的自动
调节【问题】①正常人的眼睛的“焦距”都小于2cm,而我们平时看物体时,物体到眼球的距离和2cm比较有什么特点?
②由于u>2f,因此在视网膜上所成像的特点是什么?
③照相机在拍摄远近不同的景物时,为了得到清晰的像,需要调节胶片到镜头的距离;而用眼睛看远近不同的物体时,视网膜无法调节到晶状体的距离.这不是与透镜成像规律有矛盾吗?
【对比】
眼睛照相机
成像缩小、倒立、实像缩小、倒立、实像
调节作用像距不变,当物距变小(或者变大)时,增大(或者减小)晶状体的曲率以减小(或者增大)焦距,使物体在视网膜上成清晰的像.焦距不变,当物距增大(或减小)时,较小(或增大)镜头与胶片间的距离(即像距),是物体在胶片上成清晰的像.
【讲述】人的眼睛有自动调节焦距的能力,通过这种方式得到清晰的像.随着科技的进步,现在的照相机性能也在逐渐完善,由原来不能变焦的照相机发展到能够变焦的照相机.【思考、回答】
①物距一般都大于4cm.
②成倒立、缩小的实像.通过视神经把信号传到了我们的大脑中,人们与生俱来就适应这种感觉,因此人们的感觉好像成了一个正立等大的像.
③当物距变化时,眼睛的睫状肌就会改变晶状体的弯曲程度,达到改变眼睛“焦距”的目的.晶状体变得扁平时请点击下载Word版精品教案:北师大版八年级物理下册《眼睛与眼镜》教案教案《北师大版八年级物理下册《眼睛与眼镜》教案》
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