功與功率的教案8篇

功與功率的教案8篇

功與功率的教案篇1

萬有引力與航天

(一)學(xué)問網(wǎng)絡(luò)

托勒密：地心說

人類對(duì)行哥白尼：日心說

星運(yùn)動(dòng)規(guī)開普勒第肯定律(軌道定律)

行星其次定律(面積定律)

律的熟悉第三定律(周期定律)

運(yùn)動(dòng)定律

萬有引力定律的發(fā)覺

萬有引力定律的內(nèi)容

萬有引力定律f=g

引力常數(shù)的測(cè)定

萬有引力定律稱量地球質(zhì)量m=

萬有引力的理論成就m=

與航天計(jì)算天體質(zhì)量r=r,m=

m=

人造地球衛(wèi)星m=

宇宙航行g(shù)=m

mr

ma

第一宇宙速度7.9km/s

三個(gè)宇宙速度其次宇宙速度11.2km/s

地三宇宙速度16.7km/s

宇宙航行的成就

(二)、重點(diǎn)內(nèi)容講解

計(jì)算重力加速度

1在地球外表四周的重力加速度，在忽視地球自轉(zhuǎn)的狀況下，可用萬有引力定律來計(jì)算。

g=g=6.67__=9.8(m/)=9.8n/kg

即在地球外表四周，物體的重力加速度g=9.8m/。這一結(jié)果說明，在重力作用下，物體加速度大小與物體質(zhì)量無關(guān)。

2即算地球上空距地面h處的重力加速度g’。有萬有引力定律可得：

g’=又g=，∴=，∴g’=g

3計(jì)算任意天體外表的重力加速度g’。有萬有引力定律得：

g’=(m’為星球質(zhì)量，r’衛(wèi)星球的半徑)，又g=，

∴=。

星體運(yùn)行的根本公式

在宇宙空間，行星和衛(wèi)星運(yùn)行所需的向心力，均來自于中心天體的萬有引力。因此萬有引力即為行星或衛(wèi)星作圓周運(yùn)動(dòng)的向心力。因此可的以下幾個(gè)根本公式。

1向心力的六個(gè)根本公式，設(shè)中心天體的質(zhì)量為m，行星(或衛(wèi)星)的圓軌道半徑為r，則向心力可以表示為：=g=ma=m=mr=mr=mr=mv。

2五個(gè)比例關(guān)系。利用上述計(jì)算關(guān)系，可以導(dǎo)出與r相應(yīng)的比例關(guān)系。

向心力：=g，f∝;

向心加速度：a=g,a∝;

線速度：v=，v∝;

角速度：=，∝;

周期：t=2，t∝。

3v與的關(guān)系。在r肯定時(shí)，v=r,v∝;在r變化時(shí)，如衛(wèi)星繞一螺旋軌道遠(yuǎn)離或靠近中心天體時(shí)，r不斷變化，v、也隨之變化。依據(jù)，v∝和∝，這時(shí)v與為非線性關(guān)系，而不是正比關(guān)系。

一個(gè)重要物理常量的意義

依據(jù)萬有引力定律和牛頓其次定律可得：g=mr∴.這實(shí)際上是開普勒第三定律。它說明是一個(gè)與行星無關(guān)的物理量，它僅僅取決于中心天體的質(zhì)量。在實(shí)際做題時(shí)，它具有重要的物理意義和廣泛的應(yīng)用。它同樣適用于人造衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)，在處理人造衛(wèi)星問題時(shí)，只要圍繞同一星球運(yùn)轉(zhuǎn)的衛(wèi)星，均可使用該公式。

估算中心天體的質(zhì)量和密度

1中心天體的質(zhì)量，依據(jù)萬有引力定律和向心力表達(dá)式可得：g=mr，∴m=

2中心天體的密度

方法一：中心天體的密度表達(dá)式ρ=，v=(r為中心天體的半徑)，依據(jù)前面m的表達(dá)式可得：ρ=。當(dāng)r=r即行星或衛(wèi)星沿中心天體外表運(yùn)行時(shí)，ρ=。此時(shí)外表只要用一個(gè)計(jì)時(shí)工具，測(cè)出行星或衛(wèi)星繞中心天體外表四周運(yùn)行一周的時(shí)間，周期t，就可簡(jiǎn)捷的估算出中心天體的平均密度。

方法二：由g=,m=進(jìn)展估算，ρ=，∴ρ=

(三)?？寄Ｐ鸵?guī)律例如總結(jié)

1.對(duì)萬有引力定律的理解

(1)萬有引力定律：自然界中任何兩個(gè)物體都是相互吸引的，引力的大小跟這兩個(gè)物體的質(zhì)量的乘積成正比，跟它們的距離的平方成反比，兩物體間引力的方向沿著二者的連線。

(2)公式表示：f=。

(3)引力常量g：①適用于任何兩物體。

②意義：它在數(shù)值上等于兩個(gè)質(zhì)量都是1kg的物體(可看成質(zhì)點(diǎn))相距1m時(shí)的相互作用力。

③g的通常取值為g=6。67×10-11kg2。是英國物理學(xué)家卡文迪許用試驗(yàn)測(cè)得。

(4)適用條件：①萬有引力定律只適用于質(zhì)點(diǎn)間引力大小的計(jì)算。當(dāng)兩物體間的距離遠(yuǎn)大于每個(gè)物體的尺寸時(shí)，物體可看成質(zhì)點(diǎn)，直接使用萬有引力定律計(jì)算。

②當(dāng)兩物體是質(zhì)量勻稱分布的球體時(shí)，它們間的引力也可以直接用公式計(jì)算，但式中的r是指兩球心間的距離。

③當(dāng)所討論物體不能看成質(zhì)點(diǎn)時(shí)，可以把物體假想分割成很多個(gè)質(zhì)點(diǎn)，求出兩個(gè)物體上每個(gè)質(zhì)點(diǎn)與另一物體上全部質(zhì)點(diǎn)的萬有引力，然后求合力。(此方法僅給學(xué)生供應(yīng)一種思路)

(5)萬有引力具有以下三個(gè)特性：

①普遍性：萬有引力是普遍存在于宇宙中的任何有質(zhì)量的物體(大到天體小到微觀粒子)間的相互吸引力，它是自然界的物體間的根本相互作用之一。

②相互性：兩個(gè)物體相互作用的引力是一對(duì)作用力和反作用力，符合牛頓第三定律。

③宏觀性：通常狀況下，萬有引力特別小，只在質(zhì)量巨大的天體間或天體與物體間它的存在才有宏觀的物理意義，在微觀世界中，粒子的質(zhì)量都特別小，粒子間的萬有引力可以忽視不計(jì)。

?例1〗設(shè)地球的質(zhì)量為m，地球的半徑為r，物體的質(zhì)量為m，關(guān)于物體與地球間的萬有引力的說法，正確的選項(xiàng)是：

a、地球?qū)ξ矬w的引力大于物體對(duì)地球的引力。

物體距地面的高度為h時(shí)，物體與地球間的萬有引力為f=。

物體放在地心處，因r=0，所受引力無窮大。

d、物體離地面的高度為r時(shí)，則引力為f=

?答案〗d

?總結(jié)〗(1)矯揉造作配地球之間的吸引是相互的，由牛頓第三定律，物體對(duì)地球與地球?qū)ξ矬w的引力大小相等。

(2)f=。中的r是兩相互作用的物體質(zhì)心間的距離，不能誤認(rèn)為是兩物體外表間的距離。

(3)f=適用于兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)間的相互作用，假如把物體放在地心處，明顯地球已不能看為質(zhì)點(diǎn)，應(yīng)選項(xiàng)c的推理是錯(cuò)誤的。

?變式訓(xùn)練1〗對(duì)于萬有引力定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式f=，以下說法正確的選項(xiàng)是：

a、公式中g(shù)為引力常數(shù)，是人為規(guī)定的。

b、r趨近于零時(shí)，萬有引力趨于無窮大。

c、m1、m2之間的引力總是大小相等，與m1、m2的質(zhì)量是否相等無關(guān)。

d、m1、m2之間的萬有引力總是大小相等，方向相反，是一對(duì)平衡力。

?答案〗c

2.計(jì)算中心天體的質(zhì)量

解決天體運(yùn)動(dòng)問題，通常把一個(gè)天體繞另一個(gè)天體的運(yùn)動(dòng)看作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，處在圓心的天體稱作中心天體，繞中心天體運(yùn)動(dòng)的天體稱作運(yùn)動(dòng)天體，運(yùn)動(dòng)天體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力由中心天體對(duì)運(yùn)動(dòng)天體的萬有引力來供應(yīng)。

式中m為中心天體的質(zhì)量,sm為運(yùn)動(dòng)天體的質(zhì)量,a為運(yùn)動(dòng)天體的向心加速度,ω為運(yùn)動(dòng)天體的角速度,t為運(yùn)動(dòng)天體的周期,r為運(yùn)動(dòng)天體的軌道半徑.

(1)天體質(zhì)量的估算

通過測(cè)量天體或衛(wèi)星運(yùn)行的周期t及軌道半徑r,把天體或衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)看作勻速圓周運(yùn)動(dòng).依據(jù)萬有引力供應(yīng)向心力,有,得

留意:用萬有引力定律計(jì)算求得的質(zhì)量m是位于圓心的天體質(zhì)量(一般是質(zhì)量相對(duì)較大的天體),而不是繞它做圓周運(yùn)動(dòng)的行星或衛(wèi)星的m,二者不能混淆.

用上述方法求得了天體的質(zhì)量m后,假如知道天體的半徑r,利用天體的體積,進(jìn)而還可求得天體的密度.假如衛(wèi)星在天體外表運(yùn)行,則r=r,則上式可簡(jiǎn)化為

規(guī)律總結(jié):

把握測(cè)天體質(zhì)量的原理,行星(或衛(wèi)星)繞天體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力是由萬有引力來供應(yīng)的.

物體在天體外表受到的重力也等于萬有引力.

留意挖掘題中的隱含條件:飛船靠近星球外表運(yùn)行,運(yùn)行半徑等于星球半徑.

(2)行星運(yùn)行的速度、周期隨軌道半徑的變化規(guī)律

討論行星(或衛(wèi)星)運(yùn)動(dòng)的一般方法為：把行星(或衛(wèi)星)運(yùn)動(dòng)當(dāng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，向心力來源于萬有引力，即：

依據(jù)問題的實(shí)際狀況選用恰當(dāng)?shù)墓竭M(jìn)展計(jì)算，必要時(shí)還須考慮物體在天體外表所受的萬有引力等于重力，即

(3)利用萬有引力定律發(fā)覺海王星和冥王星

?例2〗已知月球繞地球運(yùn)動(dòng)周期t和軌道半徑r，地球半徑為r求(1)地球的質(zhì)量?(2)地球的平均密度?

?思路分析〗

設(shè)月球質(zhì)量為m，月球繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，

則：，

(2)地球平均密度為

答案：;

總結(jié)：①已知運(yùn)動(dòng)天體周期t和軌道半徑r，利用萬有引力定律求中心天體的質(zhì)量。

②求中心天體的密度時(shí)，求體積應(yīng)用中心天體的半徑r來計(jì)算。

?變式訓(xùn)練2〗人類放射的空間探測(cè)器進(jìn)入某行星的引力范圍后，繞該行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知該行星的半徑為r，探測(cè)器運(yùn)行軌道在其外表上空高為h處，運(yùn)行周期為t。

(1)該行星的質(zhì)量和平均密度?(2)探測(cè)器靠近行星外表飛行時(shí)，測(cè)得運(yùn)行周期為t1，則行星平均密度為多少?

答案：(1);(2)

3.地球的同步衛(wèi)星(通訊衛(wèi)星)

同步衛(wèi)星：相對(duì)地球靜止，跟地球自轉(zhuǎn)同步的衛(wèi)星叫做同步衛(wèi)星，周期t=24h，同步衛(wèi)星又叫做通訊衛(wèi)星。

同步衛(wèi)星必定點(diǎn)于赤道正上方，且離地高度h，運(yùn)行速率v是確定的。

設(shè)地球質(zhì)量為，地球的半徑為，衛(wèi)星的質(zhì)量為，依據(jù)牛頓其次定律

設(shè)地球外表的重力加速度，則

以上兩式聯(lián)立解得：

同步衛(wèi)星距離地面的高度為

同步衛(wèi)星的運(yùn)行方向與地球自轉(zhuǎn)方向一樣

留意：赤道上隨地球做圓周運(yùn)動(dòng)的物體與繞地球外表做圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星的區(qū)分

在有的問題中，涉及到地球外表赤道上的物體和地球衛(wèi)星的比擬，地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心與近地衛(wèi)星的圓心都在地心，而且兩者做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑均可看作為地球的r，因此，有些同學(xué)就把兩者混為一談，實(shí)際上兩者有著特別顯著的區(qū)分。

地球上的物體隨地球自轉(zhuǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力由萬有引力供應(yīng)，但由于地球自轉(zhuǎn)角速度不大，萬有引力并沒有全部充當(dāng)向心力，向心力只占萬有引力的一小局部，萬有引力的另一分力是我們通常所說的物體所受的重力(請(qǐng)同學(xué)們思索：若地球自轉(zhuǎn)角速度漸漸變大，將會(huì)消失什么現(xiàn)象?)而圍繞地球外表做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星，萬有引力全部充當(dāng)向心力。

赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)由于與地球保持相對(duì)靜止，因此它做圓周運(yùn)動(dòng)的周期應(yīng)與地球自轉(zhuǎn)的周期一樣，即24小時(shí)，其向心加速度

;而繞地球外表運(yùn)行的近地衛(wèi)星，其線速度即我們所說的第一宇宙速度，

它的周期可以由下式求出：

求得，代入地球的半徑r與質(zhì)量，可求出地球近地衛(wèi)星繞地球的運(yùn)行周期t約為84min，此值遠(yuǎn)小于地球自轉(zhuǎn)周期，而向心加速度遠(yuǎn)大于自轉(zhuǎn)時(shí)向心加速度。

已知地球的半徑為r=6400km，地球外表四周的重力加速度，若放射一顆地球的同步衛(wèi)星，使它在赤道上空運(yùn)轉(zhuǎn)，其高度和速度應(yīng)為多大?

：設(shè)同步衛(wèi)星的質(zhì)量為m，離地面的高度的高度為h，速度為v，周期為t，地球的質(zhì)量為m。同步衛(wèi)星的周期等于地球自轉(zhuǎn)的周期。

①

②

由①②兩式得

又由于③

由①③兩式得

：

：此題利用在地面上和在軌道上兩式聯(lián)立解題。

下面關(guān)于同步衛(wèi)星的說法正確的選項(xiàng)是()

a.同步衛(wèi)星和地球自轉(zhuǎn)同步，衛(wèi)星的高度和速率都被確定

b.同步衛(wèi)星的角速度雖然已被確定，但高度和速率可以選擇，高度增加，速率增大;高度降低，速率減小

c.我國放射的第一顆人造地球衛(wèi)星的周期是114分鐘，比同步衛(wèi)星的周期短，所以第一顆人造地球衛(wèi)星離地面的高度比同步衛(wèi)星低

d.同步衛(wèi)星的速率比我國放射的第一顆人造衛(wèi)星的速率小

：acd

三、第七章機(jī)械能守恒定律

(一)、學(xué)問網(wǎng)絡(luò)

(二)、重點(diǎn)內(nèi)容講解

1.機(jī)車起動(dòng)的兩種過程

一恒定的功率起動(dòng)

機(jī)車以恒定的功率起動(dòng)后，若運(yùn)動(dòng)過程所受阻力f不變,由于牽引力f=p/v隨v增大,f減小.依據(jù)牛頓其次定律a=(f-f)/m=p/mv-f/m,當(dāng)速度v增大時(shí),加速度a減小，其運(yùn)動(dòng)狀況是做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)。直至f=f時(shí),a減小至零,此后速度不再增大，速度到達(dá)值而做勻速運(yùn)動(dòng)，做勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度是

vm=p/f,下面是這個(gè)動(dòng)態(tài)過程的簡(jiǎn)潔方框圖

速度v當(dāng)a=0時(shí)

a=(f-f)/m即f=f時(shí)保持vm勻速

f=p/vv到達(dá)vm

變加速直線運(yùn)動(dòng)勻速直線運(yùn)動(dòng)

這一過程的v-t關(guān)系如下圖

車以恒定的加速度起動(dòng)

由a=(f-f)/m知,當(dāng)加速度a不變時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)牽引力f恒定,再由p=f?v知,f肯定,發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際輸出功p隨v的增大而增大,但當(dāng)增大到額定功率以后不再增大,此后,發(fā)動(dòng)機(jī)保持額定功率不變,連續(xù)增大,牽引力減小,直至f=f時(shí),a=0,車速到達(dá)值vm=p額/f,此后勻速運(yùn)動(dòng)

在p增至p額之前,車勻加速運(yùn)動(dòng),其持續(xù)時(shí)間為

t0=a=p額/f?a=p額/(ma+f’)a

(這個(gè)v0必定小于vm,它是車的功率增至p額之時(shí)的瞬時(shí)速度)計(jì)算時(shí),先計(jì)算出f,f-f’=ma,再求出v=p額/f,最終依據(jù)v=at求t

在p增至p額之后,為加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),直至到達(dá)vm.下面是這個(gè)動(dòng)態(tài)過程的方框圖.

勻加速直線運(yùn)動(dòng)變加速直線運(yùn)動(dòng)

勻速直線運(yùn)動(dòng)v

vm

留意:中的僅是機(jī)車的牽引力,而非車輛所受的合力,這一點(diǎn)在計(jì)算題目中極易出錯(cuò).

實(shí)際上,飛機(jī)’輪船’火車等交通工具的行駛速度受到自身發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率p和運(yùn)動(dòng)阻力f兩個(gè)因素的共同制約,其中運(yùn)動(dòng)阻力既包括摩擦阻力,也包括空氣阻力,而且阻力會(huì)隨著運(yùn)動(dòng)速度的增大而增大.因此,要提高各種交通工具的行駛速度,除想方法提高發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率外,還要想方法減小運(yùn)動(dòng)阻力,汽車等交通工具外型的流線型設(shè)計(jì)不僅為了美觀,更是出于減小運(yùn)動(dòng)阻力的考慮.

2.動(dòng)能定理

內(nèi)容：合力所做的功等于物體動(dòng)能的變化

表達(dá)式：w合=ek2-ek1=Δe或w合=2-2。其中ek2表示一個(gè)過程的末動(dòng)能2，ek1表示這個(gè)過程的初動(dòng)能2。

物理意義：動(dòng)能地理實(shí)際上是一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的功能關(guān)系，即合外力對(duì)物體所做的功是物體動(dòng)能變化的量度，動(dòng)能變化的大小由外力對(duì)物體做的總功多少來打算。動(dòng)能定理是力學(xué)的一條重要規(guī)律，它貫穿整個(gè)物理教材，是物理課中的學(xué)習(xí)重點(diǎn)。

說明：動(dòng)能定理的理解及應(yīng)用要點(diǎn)

動(dòng)能定理的計(jì)算式為標(biāo)量式，v為相對(duì)與同一參考系的速度。

動(dòng)能定理的討論對(duì)象是單一物體,或者可以看成單一物體的物體系.

動(dòng)能定理適用于物體的直線運(yùn)動(dòng)，也適用于曲線運(yùn)動(dòng);適用于恒力做功，也適用于變力做功，力可以是各種性質(zhì)的力，既可以同時(shí)作用，也可以分段作用。只要求出在作用的過程中各力做功的多少和正負(fù)即可。這些正是動(dòng)能定理解題的優(yōu)越性所在。

若物體運(yùn)動(dòng)的過程中包含幾個(gè)不同過程，應(yīng)用動(dòng)能定理時(shí)，可以分段考慮，也可以考慮全過程作為一整體來處理。

3.動(dòng)能定理的應(yīng)用

一個(gè)物體的動(dòng)能變化Δek與合外力對(duì)物體所做的功w具有等量代換關(guān)系，若Δek?0，表示物體的動(dòng)能增加，其增加量等于合外力對(duì)物體所做的正功;若Δek?0，表示物體的動(dòng)能減小，其削減良等于合外力對(duì)物體所做的負(fù)功的肯定值;若Δek=0，表示合外力對(duì)物體所做的功等于零。反之亦然。這種等量代換關(guān)系供應(yīng)了一種計(jì)算變力做功的簡(jiǎn)便方法。

動(dòng)能定理中涉及的物理量有f、l、m、v、w、ek等，在處理含有上述物理量的力學(xué)問題時(shí)，可以考慮使用動(dòng)能定理。由于只需從力在整個(gè)位移內(nèi)的功和這段位移始末兩狀態(tài)動(dòng)能變化去考察，無需留意其中運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的細(xì)節(jié)，又由于動(dòng)能和功都是標(biāo)量，無方向性，無論是直線運(yùn)動(dòng)還是曲線運(yùn)動(dòng)，計(jì)算都會(huì)特殊便利。

動(dòng)能定理解題的根本思路

選取討論對(duì)象，明確它的運(yùn)動(dòng)過程。

分析討論對(duì)象的受力狀況和各個(gè)力做功狀況然后求各個(gè)外力做功的代數(shù)和。

明確物體在過程始末狀態(tài)的動(dòng)能ek1和ek2。

列出動(dòng)能定理的方程w合=ek2-ek1，及其他必要的解題過程，進(jìn)展求解。

4.應(yīng)用機(jī)械能守恒定律的根本思路：

應(yīng)用機(jī)械能守恒定律時(shí)，相互作用的物體間的力可以是變力，也可以是恒力，只要符合守恒條件，機(jī)械能就守恒。而且機(jī)械能守恒定律，只涉及物體第的初末狀態(tài)的物理量，而不須分析中間過程的簡(jiǎn)單變化，使處理問題得到簡(jiǎn)化，應(yīng)用的根本思路如下：

選取討論對(duì)象-----物體系或物體。

依據(jù)討論對(duì)象所經(jīng)右的物理過程，進(jìn)展受力、做功分析，推斷機(jī)械能是否守恒。

恰當(dāng)?shù)剡x取參考平面，確定對(duì)象在過程的初末狀態(tài)時(shí)的機(jī)械能。(一般選地面或最低點(diǎn)為零勢(shì)能面)

依據(jù)機(jī)械能守恒定律列方程，進(jìn)展求解。

留意：(1)用機(jī)械能守恒定律做題，肯定要按根本思路逐步分析求解。

(2)推斷系統(tǒng)機(jī)械能是否守怛的另外一種方法是：若物體系中只有動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化而無機(jī)械能與其它形式的能的轉(zhuǎn)化，則物體系機(jī)械能守恒。

(三)?？寄Ｐ鸵?guī)律例如總結(jié)

1.機(jī)車起動(dòng)的兩種過程

(1)一恒定的功率起動(dòng)

機(jī)車以恒定的功率起動(dòng)后，若運(yùn)動(dòng)過程所受阻力f不變,由于牽引力f=p/v隨v增大,f減小.依據(jù)牛頓其次定律a=(f-f)/m=p/mv-f/m,當(dāng)速度v增大時(shí),加速度a減小，其運(yùn)動(dòng)狀況是做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)。直至f=f時(shí),a減小至零,此后速度不再增大，速度到達(dá)值而做勻速運(yùn)動(dòng)，做勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度是

vm=p/f,下面是這個(gè)動(dòng)態(tài)過程的簡(jiǎn)潔方框圖

速度v當(dāng)a=0時(shí)

a=(f-f)/m即f=f時(shí)保持vm勻速

f=p/vv到達(dá)vm

變加速直線運(yùn)動(dòng)勻速直線運(yùn)動(dòng)

(2)車以恒定的加速度起動(dòng)

由a=(f-f)/m知,當(dāng)加速度a不變時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)牽引力f恒定,再由p=f?v知,f肯定,發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際輸出功p隨v的增大而增大,但當(dāng)增大到額定功率以后不再增大,此后,發(fā)動(dòng)機(jī)保持額定功率不變,連續(xù)增大,牽引力減小,直至f=f時(shí),a=0,車速到達(dá)值vm=p額/f,此后勻速運(yùn)動(dòng)

在p增至p額之前,車勻加速運(yùn)動(dòng),其持續(xù)時(shí)間為

t0=a=p額/f?a=p額/(ma+f’)a

(這個(gè)v0必定小于vm,它是車的功率增至p額之時(shí)的瞬時(shí)速度)計(jì)算時(shí),先計(jì)算出f,f-f’=ma,再求出v=p額/f,最終依據(jù)v=at求t

在p增至p額之后,為加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),直至到達(dá)vm.下面是這個(gè)動(dòng)態(tài)過程的方框圖.

勻加速直線運(yùn)動(dòng)變加速直線運(yùn)動(dòng)

勻速直線運(yùn)動(dòng)v

這一過程的關(guān)系可由右圖所示vm

留意:中的僅是機(jī)車的牽引力,而非車輛所受的合力,這v0

一點(diǎn)在計(jì)算題目中極易出錯(cuò).

實(shí)際上,飛機(jī)’輪船’火車等交通工具的行駛速度受到自身發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率p和運(yùn)動(dòng)阻力f兩個(gè)因素的共同制約,其中運(yùn)動(dòng)阻力既包括摩擦阻力,也包括空氣阻力,而且阻力會(huì)隨著運(yùn)動(dòng)速度的增大而增大.因此,要提高各種交通工具的行駛速度,除想方法提高發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率外,還要想方法減小運(yùn)動(dòng)阻力,汽車等交通工具外型的流線型設(shè)計(jì)不僅為了美觀,更是出于減小運(yùn)動(dòng)阻力的考慮.

一汽車的額定功率為p0=100kw,質(zhì)量為m=10×103,設(shè)阻力恒為車重的0..1倍,取

若汽車以額定功率起①所到達(dá)的速度vm②當(dāng)速度v=1m/s時(shí),汽車加速度為少?③加速度a=5m/s2時(shí),汽車速度為多少?g=10m/s2

若汽車以的加速度a=0.5m/s2起動(dòng),求其勻加速運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間?

①汽車以額定功率起動(dòng),到達(dá)速度時(shí),阻力與牽引力相等,依題,所以vm=f=f=0.1mg=10m/s

②汽車速度v1=1m/s時(shí),汽車牽引力為f1

f1=v1==1×105n

汽車加速度為a1

a1=(f1-0.1mg)/m=90m/s2

③汽車加速度a2=5m/s2時(shí),汽車牽引力為f2

f2-0.1mg=ma2f2=6×104n

汽車速度v2=f2=1.67m/s

汽車勻加速起動(dòng)時(shí)的牽引力為:

f=ma+f=ma+0.1mg=(10×103×0.5+10×103×10)n=1.5×104n

到達(dá)額定功率時(shí)的速度為:vt=p額/f=6.7m/s

vt即為勻加速運(yùn)動(dòng)的末速度,故做勻加速運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間為:

t=vt/a=6.7/0.5=13.3s

1①vm=10m/s②a1=90m/s2③v2=1.67m/s

2.t=13.3s

⑴機(jī)車起動(dòng)過程中,發(fā)動(dòng)機(jī)的功率指牽引力的功率,發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率指的是該機(jī)器正常工作時(shí)的輸出功率,實(shí)際輸出功率可在零和額定值之間取值.所以,汽車做勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是受額定功率限制的.

⑵飛機(jī)、輪船、汽車等交通工具勻速行駛的速度受額定功率的限制,所以要提高速度,必需提高發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率,這就是高速火車和汽車需要大功率發(fā)動(dòng)機(jī)的緣由.此外,要盡可能減小阻力.

⑶此題涉及兩個(gè)速度:一個(gè)是以恒定功率起動(dòng)的速度v1,另一個(gè)是勻加速運(yùn)動(dòng)的速度v2,事實(shí)上,汽車以勻加速起動(dòng)的過程中,在勻加速運(yùn)動(dòng)后還可以做加速度減小的運(yùn)動(dòng),由此可知,v2>v1

汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為60kw,汽車質(zhì)量為5t,運(yùn)動(dòng)中所受阻力的大小恒為車重的0.1倍.

若汽車以恒定功率啟動(dòng)，汽車所能到達(dá)的速度是多少?當(dāng)汽車以5m/s時(shí)的加速度多大?

若汽車以恒定加速度0.5m/s2啟動(dòng)，則這一過程能維持多長(zhǎng)時(shí)間?這一過程中發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力做功多少?

(1)12m/s,1.4m/s2(2)16s,4.8×105j

2.動(dòng)能定理

內(nèi)容和表達(dá)式

合外力所做的功等于物體動(dòng)能的變化，即

w=ek2-ek1

動(dòng)能定理的應(yīng)用技巧

一個(gè)物體的動(dòng)能變化Δek與合外力對(duì)物體所做的功w具有等量代換關(guān)系。若Δek>0，表示物體的動(dòng)能增加，其增加量等于合外力對(duì)物體所做的正功;若Δek

動(dòng)能定理中涉及的物理量有f、s、m、v、w、ek等，在處理含有上述物理量的力學(xué)問題時(shí)，可以考慮使用動(dòng)能定理。由于只需從力在整個(gè)位移內(nèi)的功和這段位移始末兩狀態(tài)的動(dòng)能變化去考慮，無需留意其中運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的細(xì)節(jié)，又由于動(dòng)能和功都是標(biāo)量，無方向性，無論是直線運(yùn)動(dòng)還是曲線運(yùn)動(dòng)，計(jì)算都會(huì)特殊便利。當(dāng)題給條件涉及力的位移，而不涉及加速度和時(shí)間時(shí)，用動(dòng)能定理求解比用牛頓其次定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解簡(jiǎn)便用動(dòng)能定理還能解決一些用牛頓其次定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式難以求解的問題，如變力做功過程、曲線運(yùn)動(dòng)等。

3.機(jī)械能守恒

系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)物體若通過輕繩或輕彈簧連接，則各物體與輕彈簧或輕繩組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。

我們可以從三個(gè)不同的角度熟悉機(jī)械能守恒定律：

從守恒的角度來看：過程中前后兩狀態(tài)的機(jī)械能相等，即e1=e2;

從轉(zhuǎn)化的角度來看：動(dòng)能的增加等于勢(shì)能的削減或動(dòng)能的削減等于勢(shì)能的增加，△ek=-△ep

從轉(zhuǎn)移的角度來看：a物體機(jī)械能的增加等于b物體機(jī)械能的削減△ea=-△eb

解題時(shí)畢竟選取哪一個(gè)角度，應(yīng)依據(jù)題意敏捷選取，需留意的是：選用(1)式時(shí)，必需規(guī)定零勢(shì)能參考面，而選用(2)式和(3)式時(shí)，可以不規(guī)定零勢(shì)能參考面，但必需分清能量的削減量和增加量。

?例2〗如下圖，一輕彈簧固定于o點(diǎn)，另一端系一重物，將重物從與懸點(diǎn)在同一水平面且彈簧保持原長(zhǎng)的a點(diǎn)無初速度地釋放，讓它自由擺下，不計(jì)空氣阻力，在重物由a點(diǎn)向最低點(diǎn)的過程中，正確的說法有：

a、重物的重力勢(shì)能削減。b、重物的機(jī)械能削減。

c、重物的動(dòng)能增加，增加的動(dòng)能等于重物重力勢(shì)能的削減量。

d、重物和輕彈簧組成的每每機(jī)械能守恒。

?答案〗abd

功與功率的教案篇2

1、教學(xué)目標(biāo)

1)學(xué)問與技能

理解功率的概念及計(jì)算公式,知道功率的單位。

2)過程與方法

通過觀看和聯(lián)系生活實(shí)際了解功率的物理意義。

3)情感、態(tài)度與價(jià)值觀

培育學(xué)生對(duì)生活中的物理學(xué)問的學(xué)習(xí)興趣,形成對(duì)科學(xué)的求知欲，樂于探究自然現(xiàn)象和日常生活中的物理學(xué)道理，有將科學(xué)技術(shù)應(yīng)用于日常生活、社會(huì)實(shí)踐的意識(shí)。

2、學(xué)習(xí)者的分析

學(xué)生來自小城鎮(zhèn)和農(nóng)村(大局部)，有豐富的生活學(xué)問和生活閱歷，接觸很多與功和功率有關(guān)的事物和現(xiàn)象，為這節(jié)課的教學(xué)過程奠定根底,同時(shí)學(xué)習(xí)過速度和電功率的概念,對(duì)于理解功率有很大幫忙。

3、教具與學(xué)具

電化教具：多媒體課件

4、教學(xué)過程分析和設(shè)計(jì)

教學(xué)流程圖

設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)意圖活動(dòng)層面

教材處理師生活動(dòng)

創(chuàng)設(shè)情境

引入新課

一、播放多媒體素材(視頻)或畫面)如用挖掘機(jī)挖土和一個(gè)工人單獨(dú)挖土比擬哪一種方法更快?圖中的情景說明白什么問題?

類似的事例還有嗎?(啟發(fā)思索)教師通過所設(shè)計(jì)的情景，將學(xué)生引入學(xué)習(xí)怎樣比擬做功快慢的學(xué)習(xí)主題，讓學(xué)生發(fā)表自己的看法，初步知道物體做功是有快慢之分的。

由情景引入吸引學(xué)生的留意，啟發(fā)學(xué)生思索，并直接切入學(xué)習(xí)主題。

認(rèn)知層面

想想議議學(xué)物理

二、功率的概念及計(jì)算公式

1、引導(dǎo)回憶速度的”學(xué)問。速度是表示物體運(yùn)動(dòng)快慢的物理量。

2、向?qū)W生供應(yīng)一組數(shù)據(jù),讓學(xué)生想一想,議一議誰做功最快?說出比擬的依據(jù)。

物體所做的功所用時(shí)間

a1000j5s

b1000j10s

c4000j1min

d6000j1min

3、聯(lián)系教材，利用工地上的搬運(yùn)問題加深對(duì)功率學(xué)問的熟悉。

4、想想議議：

投影演示插圖孫女與爺爺上樓，讓學(xué)生分析比擬誰的功率大。

5、提問：用什么方法可以便利精確的表示物體做功的快慢呢?

6、介紹功率的概念及計(jì)算公式

并以適當(dāng)?shù)氖吕右苑€(wěn)固。

例：過去我們學(xué)習(xí)電功率，說說某電風(fēng)扇的功率為60w，表示什么意思?

引導(dǎo)學(xué)生參看課本小數(shù)據(jù)圖表中的資料，說出各物體功率所表示的意義。

7、穩(wěn)固提高：

提問：用1牛的力在2秒內(nèi)將物理課本從地上提高1米，你能算出這個(gè)力做功的功率嗎?

教師啟發(fā)：以前學(xué)習(xí)過要比擬兩物體運(yùn)動(dòng)的快慢，可以先確定路程再比擬時(shí)間，也可以先確定時(shí)間再比擬路程。同理，要比擬物體做功的快慢可采納什么方法?

學(xué)生在小組爭(zhēng)論的根底上進(jìn)展答復(fù)，由他人(同組同學(xué)或其他組同學(xué))適當(dāng)補(bǔ)充，

再通過教師的引導(dǎo)使學(xué)生領(lǐng)悟比擬物體做功快慢的方法：①做功一樣，比擬做功的時(shí)間，時(shí)間短的做功快;②時(shí)間一樣，比擬做功的多少，做功多的做功快。

利用機(jī)械或人工將同一大堆磚從地上搬到五樓，你會(huì)選用什么方法?

學(xué)生爭(zhēng)論過程。

教師點(diǎn)拔：在圖中不知爺孫倆的體重和他們爬樓的時(shí)間，能否確定他們的功率的大小。

教師引導(dǎo)：用一個(gè)包含有功和做功所用的時(shí)間的概念(電功率)來表示物體做功的快慢是否可行?

學(xué)生在教師的引導(dǎo)下，理解功率的概念，功率表示的物理意義，熟悉功率的相關(guān)單位及計(jì)算公式。

學(xué)生回答下列問題，教師作適當(dāng)?shù)闹v評(píng)，加深學(xué)生對(duì)功率概念的理解。

教師先引導(dǎo)學(xué)生求出所做的功，再求功率，這對(duì)學(xué)生穩(wěn)固前后學(xué)問均有所幫忙。

溫故而知新，對(duì)后面的學(xué)習(xí)將起到重要的啟發(fā)作用。

用類比法

學(xué)生通過爭(zhēng)論，知道物體做功有快有慢之分，進(jìn)一步知道比擬做功快慢的方法，在此根底上對(duì)物體做功的快慢有進(jìn)一步的熟悉。

學(xué)生的答案可能兩方面都具有，假如教師在學(xué)生的爭(zhēng)論中逐步啟發(fā)，加選先進(jìn)的起重機(jī)，學(xué)生就會(huì)在前面爭(zhēng)論的根底上深刻領(lǐng)悟物體做功確有快慢之分。

學(xué)生的爭(zhēng)論也會(huì)消失分歧，教師就在學(xué)生的分歧中導(dǎo)入功率的概念，循序漸進(jìn)，恰到好處。

設(shè)疑，引出功率是表示物體做功快慢的物理量(要比擬兩物體做功的快慢，可用功率直接比擬)。

通過實(shí)例講授，讓學(xué)生自然知道功率的概念。

加深學(xué)生對(duì)功率的物理意義的理解，使學(xué)生對(duì)人和一些事物的功率數(shù)值有個(gè)詳細(xì)的概念，懂得功率大或小的意思是什么。

讓學(xué)生更好地理解和把握功率的相關(guān)學(xué)問，包括公式的運(yùn)用。

學(xué)問的運(yùn)用與遷移

三、通過例題訓(xùn)練，加深對(duì)功率概念的理解和加強(qiáng)學(xué)問的運(yùn)用力量。

1、想想議議：

物理學(xué)或者生活中，還有那些場(chǎng)合需要表示一個(gè)物理量變化快慢的?

2、例題：體重為900n的爺爺與體重為300n的小孫子進(jìn)行登樓活動(dòng)，樓高三層共10米。若：

(1)爺、孫兩人同時(shí)從一樓起步，半分鐘后同時(shí)到達(dá)三樓;

(2)爺爺年紀(jì)大、身體較重，孫子登樓用了半分鐘，爺爺所用的時(shí)間是孫子的2倍;

(3)孫子登樓用了半分鐘，爺爺所用的時(shí)間是孫子的3倍。

以上三種狀況下，誰做功多?誰做功少?誰用的時(shí)間多?誰用的時(shí)間少?誰做功快?誰做功慢?

3、學(xué)生自己閱讀課本例題，動(dòng)手做一做。

教師適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)，讓學(xué)生說出經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)率、人口增長(zhǎng)率、頻率(振動(dòng))，拓展學(xué)問。

引導(dǎo)學(xué)生回到前面所舉的例子，通過爭(zhēng)論及訓(xùn)練，培育學(xué)生運(yùn)用所學(xué)學(xué)問解決實(shí)際問題的力量。

學(xué)生邊邊思索，邊動(dòng)手進(jìn)展計(jì)算解答。教師把學(xué)生的答案進(jìn)展投影，可進(jìn)展全班爭(zhēng)論，加深理解。

學(xué)生自己進(jìn)展閱讀、解答，教師在課室巡察，給有學(xué)習(xí)困難的學(xué)適當(dāng)?shù)膸兔?。學(xué)生解答完后，教師再用解題示范，強(qiáng)調(diào)解題的方法和習(xí)慣。

對(duì)各種變化率，增長(zhǎng)率的熟悉，讓學(xué)生拓展學(xué)問

使學(xué)生加深對(duì)做功快慢的理解及加強(qiáng)學(xué)生對(duì)功率學(xué)問的應(yīng)用力量

練習(xí)功和功率公式的應(yīng)用，使學(xué)生加深熟悉功──力和在力的方向上移動(dòng)的距離的乘積，功率──單位時(shí)間內(nèi)所做的功。

小結(jié)

四、小結(jié)

請(qǐng)同學(xué)們總結(jié)一下，本節(jié)課你學(xué)到了哪些學(xué)問，有哪些收獲?

學(xué)生先自己總結(jié)歸納，教師引導(dǎo)個(gè)別代表答復(fù)并作適當(dāng)?shù)闹v解。

給學(xué)生充分表現(xiàn)自我的時(shí)機(jī)，同時(shí)教師也能借此時(shí)機(jī)發(fā)覺學(xué)生學(xué)習(xí)的問題，并獲得教學(xué)效果的即時(shí)反應(yīng)。

五、點(diǎn)評(píng)

功率的教學(xué)一個(gè)難點(diǎn),以往的教學(xué)過程按教科書的思路進(jìn)展授課,課堂顯得枯燥,學(xué)生學(xué)習(xí)熱忱不高。本教學(xué)設(shè)計(jì)根據(jù)新課標(biāo)的要求和理念，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)了一個(gè)熟識(shí)的生活情境，引起學(xué)生的留意和思索，再以想想議議學(xué)生小組爭(zhēng)論的方式逐步引導(dǎo)學(xué)生熟悉和功率的學(xué)問，最終讓學(xué)生用所學(xué)生解決實(shí)際問題，學(xué)生表達(dá)到學(xué)致用的樂趣。本人教學(xué)實(shí)踐證明，這節(jié)課取得不錯(cuò)的教學(xué)效果。

功與功率的教案篇3

磁場(chǎng)對(duì)電流的作用?教案

一、教學(xué)目標(biāo)

1.把握磁場(chǎng)對(duì)電流作用的計(jì)算方法。

2.把握左手定則。

二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析

1.重點(diǎn)是在把握磁感應(yīng)強(qiáng)度定義的根底上，把握磁場(chǎng)對(duì)電流作用的計(jì)算方法，并能嫻熟地運(yùn)用左手定則推斷通電導(dǎo)線受到的磁場(chǎng)力的方向。

2.計(jì)算磁場(chǎng)力時(shí)，對(duì)通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的不同空間位置，正確地運(yùn)用不同的三角函數(shù)和題目供應(yīng)的方位角來計(jì)算是難點(diǎn)。

三、主要教學(xué)過程

(一)引入新課

復(fù)習(xí)提問：

1.磁感應(yīng)強(qiáng)度是由什么打算的?

答：磁感應(yīng)強(qiáng)度是由產(chǎn)生磁場(chǎng)的場(chǎng)電流的大小、分布和空間位置確定的。

2.磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式是什么?

3.磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式在什么條件下才成立?

成立。

4.垂直磁場(chǎng)方向放入勻強(qiáng)磁場(chǎng)的通電導(dǎo)線長(zhǎng)l=1cm，通電電流強(qiáng)度i=10a，若它所受的磁場(chǎng)力f=5n，求(1)該磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度b是多少?(2)若導(dǎo)線平行磁場(chǎng)方向。

答：因通電導(dǎo)線垂直磁場(chǎng)方向放入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，所以依據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式

5.若上題中通電導(dǎo)線平行磁場(chǎng)方向放入該磁場(chǎng)中，那么磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度是多大?通電導(dǎo)線受到的磁場(chǎng)力是多少?

答：當(dāng)電流仍為i=10a，l‖b時(shí)，該處磁感應(yīng)強(qiáng)度不變，仍為b=0.5t，而通電導(dǎo)線所受磁場(chǎng)力f為零。

(二)教學(xué)過程設(shè)計(jì)

1.磁場(chǎng)對(duì)電流的作用(板書)

我們已經(jīng)了解到通電直導(dǎo)線垂直磁場(chǎng)方向放入磁場(chǎng)，它將受到磁場(chǎng)力的作用，依據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式可以得出：

f=bil

當(dāng)通電導(dǎo)線平行磁場(chǎng)方向放入磁場(chǎng)中，它所受的磁場(chǎng)力為零。看來運(yùn)用f=bil來計(jì)算磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力的大小是有條件的，必需滿意l⊥b。

磁場(chǎng)力方向確實(shí)定，由左手定則來推斷。

提問：假如通電導(dǎo)線與磁感應(yīng)強(qiáng)度的夾角為θ時(shí)，如圖1所示磁場(chǎng)力的大小是多少?怎樣計(jì)算?

讓學(xué)生爭(zhēng)論得出正確的結(jié)果。

我們已知，當(dāng)l⊥b時(shí)，通電導(dǎo)線受磁場(chǎng)力，f=bil，而當(dāng)l∥b時(shí)f=0，啟發(fā)學(xué)生將b分解成垂直l的b⊥和平行l(wèi)的b∥，因平行l(wèi)的b∥對(duì)導(dǎo)線作用力為零，所以實(shí)際上磁場(chǎng)b對(duì)導(dǎo)線l的作用力就是它的垂直重量b⊥對(duì)導(dǎo)線的作用力，如圖2所示。即

f=ilb⊥=ilbsinθ

磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力——安培力(板書)

大?。篺=ilbsinθ(θ是l、b間夾角)

方向：由左手定則確定。

黑板上演算題：以下圖3中的通電導(dǎo)線長(zhǎng)均為l=20cm，通電電流強(qiáng)度均為i=5a，它們放入磁感應(yīng)強(qiáng)度均為b=0.8t的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，求它們所受磁場(chǎng)力(安培力)。

讓五個(gè)同學(xué)上黑板上做，其他同學(xué)在課堂練習(xí)本上做，若有做錯(cuò)的，講明錯(cuò)在哪兒，正確解應(yīng)是多少，并把推斷和描述磁場(chǎng)力方向的方法再給學(xué)生講解一下(如圖4示)。

例1.兩根平行輸電線，其上的電流反向，試畫出它們之間的相互作用力。

分析：如圖5所示，a、b兩根輸電線，電流方向相反。通電導(dǎo)線b處在通電導(dǎo)線a產(chǎn)生的磁場(chǎng)中，受到a產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁場(chǎng)力作用;通電導(dǎo)線a處在通電導(dǎo)線b產(chǎn)生的磁場(chǎng)中，受到b產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁場(chǎng)力作用。我們可以先用安培定則確定通電導(dǎo)線b在導(dǎo)線a處的磁場(chǎng)方向bb，再用左手定則確定通電導(dǎo)線a受到的磁場(chǎng)力fa的方向;同理，再用安培定則先確定通電導(dǎo)線a在導(dǎo)線b處的磁場(chǎng)方向ba，再用左手定則確定通電導(dǎo)線b受到的磁場(chǎng)力fb的方向。經(jīng)分析得出反向電流的兩根平行導(dǎo)線間存在的相互作用力是斥力。

完成上述分析，可以讓同學(xué)在課堂作業(yè)本上畫出電流方向一樣的平行導(dǎo)線間的相互作用力，自己得出同向電流的兩根平行導(dǎo)線間存在的相互作用是引力。

例2.斜角為θ=30°的光滑導(dǎo)體滑軌a和b，上端接入一電動(dòng)勢(shì)e=3v、內(nèi)阻不計(jì)的電源，滑軌間距為l=10厘米，將一個(gè)質(zhì)量為m=30g，電阻r=0.5Ω的金屬棒水平放置在滑軌上，若滑軌四周存在著垂直于滑軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，當(dāng)閉合開關(guān)s后，金屬棒剛好靜止在滑軌上，如圖6，求滑軌四周空間的磁場(chǎng)方向和磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小是多少?

解：合上開關(guān)s后金屬棒上有電流流過，且金屬棒保持靜止，由閉合電路歐姆定律

金屬棒靜止在滑軌上，它受到重力mg1和滑輪支持力n的作用，因軌道光滑，二力金屬棒不行能平衡，它必定還受到垂直于滑軌平面的磁場(chǎng)的安培力作用才能平衡，依據(jù)題意和左手定則推斷出，磁場(chǎng)方向垂直滑軌面斜向下，金屬棒受到磁場(chǎng)的安培力沿斜面對(duì)上，如圖7所示，由進(jìn)一步受力分析得出，若金屬棒平衡，則它受到的安培力f應(yīng)與重力沿斜面對(duì)下的重量mgsinθ大小相等，方向相反：

f-mgsinθ=0……①

又f=bil代入①得bil=mgsinθ

(三)課堂小結(jié)

1.當(dāng)通電直導(dǎo)線垂直磁場(chǎng)方向放入磁場(chǎng)中時(shí)受到磁場(chǎng)的安培力，f=bil;當(dāng)通電直導(dǎo)線平行磁場(chǎng)方向放入磁場(chǎng)中時(shí)受到磁場(chǎng)的安培力為零。

2.當(dāng)通電直導(dǎo)線在磁場(chǎng)中，導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向間的夾角為θ時(shí)，通電導(dǎo)線受到磁場(chǎng)的安培力f=ilbsinθ。

3.磁場(chǎng)對(duì)通電直導(dǎo)線的安培力的方向，用左手定則來推斷。(其內(nèi)容在書中p.226)

課外作業(yè)：物理第三冊(cè)(選修)p.227練習(xí)二。

功與功率的教案篇4

?教學(xué)目標(biāo)】

(一)學(xué)問與技能

1.明確電場(chǎng)強(qiáng)度定義式的含義

2.知道電場(chǎng)的疊加原理，并應(yīng)用這個(gè)原理進(jìn)展簡(jiǎn)潔的計(jì)算.

(二)過程與方法

通過分析在電場(chǎng)中的不同點(diǎn)，電場(chǎng)力f與電荷電量q的比例關(guān)系，使學(xué)生理解比值f/q反映的是電場(chǎng)的強(qiáng)弱，即電場(chǎng)強(qiáng)度的概念;知道電場(chǎng)疊加的一般方法。

(三)情感態(tài)度與價(jià)值觀

培育學(xué)生學(xué)會(huì)分析和處理電場(chǎng)問題的一般方法。

重點(diǎn)：電場(chǎng)強(qiáng)度的概念及其定義式

難點(diǎn)：對(duì)電場(chǎng)概念的理解、應(yīng)用電場(chǎng)的疊加原理進(jìn)展簡(jiǎn)潔的計(jì)算

?教學(xué)流程】

(-)復(fù)習(xí)回憶——舊知鋪墊

1.庫侖定律的適用條件：

(l)真空(無其它介質(zhì));(2)點(diǎn)電荷(其間距r>>帶電體尺寸l)——非接觸力。

2、列舉：

(l)磁體間——磁力;(2)質(zhì)點(diǎn)間一一萬有引力。

經(jīng)類比、推理，得：

電荷間的相互作用是通過電場(chǎng)發(fā)生的。(電荷四周產(chǎn)生電場(chǎng)，電場(chǎng)反過來又對(duì)置于其中的電荷施加力的作用)

引出電場(chǎng)、電場(chǎng)力兩個(gè)概念。本節(jié)課，我們主要討論電場(chǎng)問題，以及為描述電場(chǎng)而要引入的另一個(gè)嶄新的物理量——電場(chǎng)強(qiáng)度。

(二)新課教學(xué)

1.電場(chǎng)

(l)電場(chǎng)根本性質(zhì)：

電場(chǎng)客觀存在于任何電荷四周，正是電荷四周存在的這個(gè)電場(chǎng)才對(duì)引入的其它電荷施加力的作用。

(2)電場(chǎng)根本屬性：

電場(chǎng)源于物質(zhì)(電荷)，又對(duì)物質(zhì)(電荷)施力。再依據(jù)“力是物質(zhì)間的相互作用”這一客觀真觀，毫無疑問，電場(chǎng)是一種物質(zhì)。

(3)電場(chǎng)根本特征：

非實(shí)體、特別態(tài)——看不見、摸不著、聞不到(人體各種感官均無直接感覺)。

電場(chǎng)是一種由非實(shí)體粒子所組成的具有特別形態(tài)的物質(zhì)。

自然界中的物質(zhì)僅有兩種存在的形態(tài)，一種是以固、液、氣等一般形態(tài)存在的實(shí)體物質(zhì);而另一種，就是以特別形態(tài)存在的非實(shí)體物質(zhì)——場(chǎng)物質(zhì)。

(4)電場(chǎng)的檢驗(yàn)方法(由類比法推理而得)：

無論物質(zhì)處于什么形態(tài)，我們都可以通過肯定手段去感知它的存在，只是感知方式或使用工具不同而已，例如：

①生物學(xué)中動(dòng)植物的體系胞可以通過電子顯微鏡(利用其放大作用)來觀看。

②化學(xué)中的某些氣體可以通過人體的感官來感知(氯氣——色覺，氨氣——嗅覺)

③生活中電視塔放射的電磁波可以通過電視接收機(jī)(轉(zhuǎn)換為音像信號(hào))來感知。

④物理學(xué)中磁體四周的磁場(chǎng)可以通過放入其中的小磁針來檢驗(yàn)(磁場(chǎng)對(duì)場(chǎng)內(nèi)小磁針有力作用——磁場(chǎng)的力性)。

⑤物理學(xué)中電荷四周的電場(chǎng)可以通過放入其中的檢驗(yàn)電荷來檢驗(yàn)(電場(chǎng)對(duì)場(chǎng)內(nèi)的電荷有力作用——電場(chǎng)的力性)。

2.電場(chǎng)強(qiáng)度

(l)模擬試驗(yàn)：

下面以點(diǎn)電荷q(場(chǎng)源電荷)形成的電場(chǎng)為例，探討一下檢驗(yàn)電荷q在到q距離(用r表示)不同的位置(場(chǎng)點(diǎn))所受電場(chǎng)力f有何不同。

試驗(yàn)結(jié)論：通過觀看與分析可以得出，同一個(gè)檢驗(yàn)電荷在點(diǎn)電荷q形成的電場(chǎng)中的不同位置所受電場(chǎng)力的大小、方向均不同.由于這個(gè)電場(chǎng)力是同一個(gè)電場(chǎng)給同一個(gè)檢驗(yàn)電荷的，所以，場(chǎng)源電荷四周不同位置的電場(chǎng)有強(qiáng)弱之分和方向之別;電場(chǎng)中同一位置，不同電荷所受電場(chǎng)力也不同，但是，電場(chǎng)力與檢驗(yàn)電荷的電荷量之比卻是一個(gè)不變的常量。前者引出電場(chǎng)強(qiáng)度概念;后者點(diǎn)明場(chǎng)強(qiáng)與檢驗(yàn)電荷無關(guān)，而只由電場(chǎng)本身性質(zhì)打算(電場(chǎng)強(qiáng)度的定義方案也由此而得)。

(2)電場(chǎng)強(qiáng)度(簡(jiǎn)稱“場(chǎng)強(qiáng)”)：

①定義：放入電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電荷受到的電場(chǎng)力和它的電荷量q的比值叫做該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，簡(jiǎn)稱場(chǎng)強(qiáng)，用符號(hào)e表示。

②定義式：e=f/q

③單位：n/c

④電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量

同一檢驗(yàn)電荷在電場(chǎng)中不同的點(diǎn)所受電場(chǎng)力方向不同，因此，場(chǎng)強(qiáng)不僅有大小，而且有方向，是矢量。用檢驗(yàn)電荷所受電場(chǎng)力的方向表征場(chǎng)強(qiáng)方向比擬恰當(dāng)，但是，正、負(fù)檢驗(yàn)電荷在電場(chǎng)中同一點(diǎn)所受電場(chǎng)力方向不同且截然相反，怎么來定義場(chǎng)強(qiáng)方向呢?

回憶定義磁場(chǎng)方向時(shí)，檢驗(yàn)小磁針靜止時(shí)n、s極所指方向也是相反的，人為規(guī)定：小磁針n極指向?yàn)榇艌?chǎng)方向，這是人們的一種習(xí)慣。電場(chǎng)強(qiáng)度方向的定義也是如此。即規(guī)定正的檢驗(yàn)電荷所受的電場(chǎng)力方向?yàn)閳?chǎng)強(qiáng)方向。

⑤定義模式：比值法

3.比值法定義物理量

(l)原則：被定義量與定義用量無關(guān)。

(2)應(yīng)用舉例(學(xué)生活動(dòng))：

速度v=s/t。單位時(shí)間內(nèi)發(fā)生的位移。v大→運(yùn)動(dòng)得快。

密度ρ=m/v。單位體積內(nèi)所含的質(zhì)量。ρ大→質(zhì)量密集。

加速度a=△v/t。單位時(shí)間內(nèi)速度的變化.a大→速度變化快。

電阻r=u/i。因果倒置，但已習(xí)慣。r大→阻電性強(qiáng)。

場(chǎng)強(qiáng)e=f/q。單位電荷量所受電場(chǎng)力。e大→電場(chǎng)越強(qiáng)。

4.點(diǎn)電荷的電場(chǎng)一—場(chǎng)強(qiáng)定義式的應(yīng)用

(l)公式推導(dǎo)：

(2)場(chǎng)強(qiáng)特征：

①大?。航鼜?qiáng)遠(yuǎn)弱，同心球面上名點(diǎn)，場(chǎng)強(qiáng)值相等

②方向：正電荷四周的場(chǎng)強(qiáng)方向一發(fā)散;

(3)打算因素：

①大?。河蓷钤措姾傻碾姾闪縬以及場(chǎng)原電荷到場(chǎng)點(diǎn)之距r“全權(quán)”打算，而與檢驗(yàn)電荷的電荷量q的大小及其存在與否無關(guān)。

②方向：由場(chǎng)源電荷電性打算。

例：一點(diǎn)電荷q=2.0×10-8c，在距此點(diǎn)電荷30cm處，該點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)是多少?

5.電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加

電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為各個(gè)點(diǎn)電荷單獨(dú)在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量和。

例：如下圖，要真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷q1=3.0×10-8c和q2=-3.0×10-8c，它們相距0.1m.求電場(chǎng)中a點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)。a點(diǎn)與兩個(gè)點(diǎn)電荷的距離r相等，r=0.1m。

(四)課堂小結(jié)

1.比照法推知電場(chǎng)的存在，比值法定義電場(chǎng)的強(qiáng)度。

2.電荷間相互作用形式與本質(zhì)之區(qū)分

(l)形式上：電荷對(duì)電荷的作用——非接觸力。

(2)本質(zhì)上：電場(chǎng)對(duì)電荷的作用——接觸力。(受電場(chǎng)力作用的電荷確定處于電場(chǎng)中)

3.場(chǎng)強(qiáng)幾種表達(dá)式的比照

(l)e=f/q——定義式，適用于任意電場(chǎng)。

(2)——打算式，適用于真空中點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)。

功與功率的教案篇5

（一）教學(xué)目的

1．把握電功率的概念（物理意義、定義、計(jì)算公式，單位）。

2．理解什么是額定電壓、額定功率。知道額定電壓、額定功率與實(shí)際電壓、實(shí)際功率的。別。

（二）教具

低壓電源，演示電流表、電壓表，標(biāo)有“3.8v”的小燈泡，開關(guān)、滑動(dòng)變阻器各一個(gè)，導(dǎo)線若干，“220v40w”白熾燈泡一只，畫上用電器銘牌的小黑板一塊，寫有例題、預(yù)習(xí)題的小黑板一塊。

（三）教學(xué)過程

1．復(fù)習(xí)，引入新課

問：（l）怎樣比擬物體運(yùn)動(dòng)的快慢？（物體在單位時(shí)間內(nèi)通過的路程棗速度。）

（2）怎樣比擬力對(duì)物體做功的快慢？（物體在單位時(shí)間內(nèi)完成的功棗一功率。）

（3）怎樣比擬電流做功的快慢？（掛出寫有例題的小黑板。）

例：電流通過洗衣機(jī)的電動(dòng)機(jī)，通電半小時(shí)做功180000焦；電流通過公共電車的電動(dòng)機(jī)，通電2秒鐘做功120230焦。問：①電流通過哪個(gè)電動(dòng)機(jī)做功多？（通過洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)）②電流通過哪個(gè)電動(dòng)機(jī)做功快呢？

告知學(xué)生，電流做功的快做，僅從它做功的多少來考慮是不行的，必需看它們?cè)谝粯拥臅r(shí)間里哪個(gè)做的功多，這就跟比擬運(yùn)動(dòng)快慢和物體做功的快慢一樣。

分別計(jì)算出電流通過洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)、電車電動(dòng)機(jī)每秒鐘做的功：i00焦、60000焦。結(jié)論：電流通過電車的電動(dòng)機(jī)做功快。

指出：日常生活中，不僅要了解電流做功的多少，還需要知道電流做功的快慢。在物理學(xué)中是用“電功率”來表示電流做功的快慢。

2．進(jìn)展新課

（1）電功率（師生共同爭(zhēng)論以下的內(nèi)容）

①定義：電流在單位時(shí)間內(nèi)所做的功叫做電功率，用字母p來表示。

②意義：表示電流做功的快慢。

說明：電功率等于電壓與電流的乘積。（留意：上述兩個(gè)公式適用于任何電路）

④單位：瓦、千瓦。

1瓦=1焦／秒=1伏·安，

l千瓦=1000瓦。

⑤導(dǎo)出計(jì)算電功的另一公式w=pt和電功的單位干瓦時(shí)。

w=pt=l千瓦×i時(shí)=1千瓦時(shí)

=1000瓦×3600秒=3.6×106焦。

⑥例題（本節(jié)課本上的〔例題〕）：通過該例題的講評(píng)，向?qū)W生強(qiáng)調(diào)要正確使用w=pt這個(gè)公式，留意公式中各量的單位。公式與單位：

w=ptw=pt

焦瓦秒千瓦·時(shí)干瓦時(shí)

可再做一些w=pt的口頭練習(xí)

（2）額定功率

手拿一個(gè)“220v40w”的燈泡提問：通常我們說這是一只4d瓦的燈泡，那是一把60瓦的電烙鐵，是什么意思？

①演示試驗(yàn)

告知學(xué)生試驗(yàn)?zāi)康模河懻摕襞莸牧炼雀妷旱年P(guān)系。

介紹試驗(yàn)裝置，組成如圖1所示的電路。

讓學(xué)生觀看：兩表的示數(shù)和燈泡的亮度。

試驗(yàn)過程：a．閉合開關(guān)移動(dòng)滑片p使表的示數(shù)為2.5伏，

在下表中記錄u、i讀數(shù)和燈泡的亮度。

b．移動(dòng)滑片p，使表的示數(shù)為2伏，記錄。

c．移動(dòng)滑片p，使表的成數(shù)為2.8伏，記錄。

試驗(yàn)記錄

②師生對(duì)試驗(yàn)進(jìn)展分析爭(zhēng)論并小結(jié)如下：

a．在不同的電壓下，同一個(gè)用電器的電功率不是一樣大，燈泡消耗的功率可由p=ui來計(jì)算。

b、燈泡的亮度由它實(shí)際消耗的電功率打算。燈泡越亮，說明其消耗的電功率越大。c．用電器正常工作時(shí)的電壓叫做額定電壓，用電器在額定電壓下的功率叫做額定功率，為了使用電器正常工作，應(yīng)使用電器在額定電壓下工作。

d．每個(gè)用電器的額定功率只有一個(gè)，而實(shí)際功率有很多個(gè)，我們尋常說這是一個(gè)40瓦的燈泡，指的是這個(gè)燈泡的額定功率是40瓦。

e．依據(jù)試驗(yàn)結(jié)果可知實(shí)際功率和額定功率的關(guān)系：

當(dāng)u實(shí)=u額時(shí)，p實(shí)=p額，用電器正常工作；

當(dāng)u實(shí)

當(dāng)u實(shí)>u額時(shí)，p實(shí)>p額，用電器簡(jiǎn)單被燒壞。

③教師出示一個(gè)“220v40w”的燈泡和銘牌，讓學(xué)生觀看，然后掛出有銘牌的小黑板，介紹燈泡上的標(biāo)志和銘牌的意義。最終讓學(xué)生看書上的一些電器設(shè)備的功率。

3．小結(jié)：略。

4．布置作業(yè)：

（1）課本本節(jié)的練習(xí)3、4。

（2）預(yù)習(xí)下節(jié)試驗(yàn)。（預(yù)習(xí)題抄在小黑板上。）

預(yù)習(xí)題：

1．試驗(yàn)的目的是什么？

2．必需測(cè)出哪些物理量？試驗(yàn)的原理是什么？

3．需要哪些試驗(yàn)器材？

4．試驗(yàn)中為什么要用滑動(dòng)變阻器？它和燈泡應(yīng)如何連接？

5．怎樣組成電路？請(qǐng)畫出試驗(yàn)電路圖。

6．怎樣設(shè)計(jì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格。

7．在什么條件下測(cè)出的功率才是小燈泡的額定功率？

（四）說明

l、理解額定電壓、額定功率與實(shí)際電壓、實(shí)際功率的關(guān)系是本節(jié)課的難點(diǎn)。學(xué)生對(duì)這些不易分清，通過演示試驗(yàn)來講解，比擬直觀，學(xué)生易于承受。在這里主要是講清概念，不要急于進(jìn)展較簡(jiǎn)單的計(jì)算。

2．布置學(xué)生預(yù)習(xí)下節(jié)課的試驗(yàn)，一是為了復(fù)習(xí)穩(wěn)固電功率的概念，二是為下節(jié)課順當(dāng)試驗(yàn)做好預(yù)備。

3．對(duì)于較好的學(xué)生可布置他們課后推導(dǎo)對(duì)純電阻電路適用的

功與功率的教案篇6

教學(xué)預(yù)備

教學(xué)目標(biāo)

1.學(xué)問與技能

⑴體會(huì)伽利略的抱負(fù)試驗(yàn)思想。

⑵理解牛頓第肯定律的內(nèi)容及意義;理解力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。

⑶理解慣性的概念，知道質(zhì)量是慣性大小的量度。

2.過程與方法

⑴通過回憶歷史探究過程理解牛頓第肯定律的形成過程。

⑵理解抱負(fù)試驗(yàn)是科學(xué)討論的重要方法。

3.情感態(tài)度與價(jià)值觀

⑴通過運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系的歷史探究過程，使學(xué)生體會(huì)規(guī)律的形成都有一個(gè)從感性到理性、從低級(jí)到高級(jí)的產(chǎn)生、進(jìn)展和演化的過程。

⑵通過抱負(fù)斜面的教學(xué)，體會(huì)抱負(fù)試驗(yàn)的魅力。

教學(xué)重難點(diǎn)

?重點(diǎn)】加深對(duì)牛頓第肯定律和慣性的理解。

?難點(diǎn)】轉(zhuǎn)變閱歷概念，明確慣性是物體的一種屬性，任何物體都具有，牛頓定律是慣性現(xiàn)象的規(guī)律總結(jié)。

教學(xué)過程

(一)創(chuàng)設(shè)嬉戲，引入課題

撕紙嬉戲

猜一猜：

1.一張紙已剪成兩截，但未完全剪斷，假如快速用力撕兩邊，紙會(huì)斷成幾截?

2.現(xiàn)在把紙剪成三截，但未完全剪斷，假如快速用力撕兩邊，紙會(huì)斷成幾截?

大家不要?jiǎng)邮?，先猜一猜?/p>

3.假如在中間的紙下面夾一個(gè)夾子，然后快速撕兩邊，紙會(huì)斷成幾截?

請(qǐng)大家想一想：為什么是這樣一個(gè)結(jié)果呢?怎樣解釋我們的嬉戲呢?其實(shí)，在我們的嬉戲中還涉及到一個(gè)古老的話題──力和運(yùn)動(dòng)：用力撕紙，紙條斷開運(yùn)動(dòng)起來。運(yùn)動(dòng)和力之間究竟有什么關(guān)系呢?帶著這些問題，我們一起來體驗(yàn)古人的探究過程，學(xué)習(xí)古人的探究方法，進(jìn)一步理解論述運(yùn)動(dòng)和力關(guān)系的牛頓第肯定律。

(二)回憶歷史，探究定律

1.情景設(shè)問，閱歷猜測(cè)

在人類歷史的長(zhǎng)河中，運(yùn)動(dòng)和力如影隨形，總是和人們的生活、生產(chǎn)親密相關(guān)。比方：馬拉車則車前進(jìn)，不再拉，前進(jìn)的車會(huì)停下來;人象推車則車前進(jìn)，不再推，前進(jìn)的車會(huì)停下來;踢球，球沿草地向前滾動(dòng)，不再踢，滾動(dòng)的球會(huì)漸漸停下來。

思索：運(yùn)動(dòng)和力之間有什么關(guān)系呢?

最早提出這個(gè)問題并給出閱歷猜測(cè)的是古希臘學(xué)者亞里士多德。

他依據(jù)生活生產(chǎn)閱歷猜測(cè)：必需有力作用在物體上，物體才能運(yùn)動(dòng);沒有力的作用，物體就要靜止在一個(gè)地方。運(yùn)動(dòng)需要力維持。

他的觀點(diǎn)來自實(shí)際閱歷，還能用實(shí)際閱歷驗(yàn)證，所以被人們廣泛承受，并維持了近兩千年。

設(shè)問：我們現(xiàn)在知道，他的觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的。那么他有奉獻(xiàn)嗎?

亞里士多德的奉獻(xiàn)：開創(chuàng)了一個(gè)新的討論領(lǐng)域。

首先質(zhì)疑并深入討論的是十六世紀(jì)的伽利略。他觀看了球的滾動(dòng)。

2.質(zhì)疑假設(shè)，科學(xué)猜測(cè)

當(dāng)球沿斜面對(duì)下滾動(dòng)時(shí)，它的速度增大，而向上滾動(dòng)時(shí)，速度減小。他由此猜測(cè)：當(dāng)球沿水平面滾動(dòng)時(shí)，它的速度應(yīng)當(dāng)不增不減。實(shí)際觀看的結(jié)果是：沿水平面滾動(dòng)的球越來越慢，最終停下來。

①現(xiàn)象：沿水平面滾動(dòng)的球越來越慢，最終停下來。

根據(jù)亞里士多德的觀點(diǎn)，球停下來是由于沒有力的作用。伽利略恰恰從這一現(xiàn)象動(dòng)身，對(duì)亞里士多德的觀點(diǎn)提出質(zhì)疑。

②質(zhì)疑：滾動(dòng)的球之所以停下來，真的是由于沒有力的作用嗎?

設(shè)問：球停下來的緣由是什么呢?

在伽利略之前，人們還沒有意識(shí)到摩擦力這種無形的力，伽利略是第一個(gè)意識(shí)到摩擦力的人。

他轉(zhuǎn)變了水平面的粗糙程度，發(fā)覺：水平面越光滑，球滾得越遠(yuǎn)。于是，他推斷這是摩擦阻力作用的結(jié)果。

結(jié)論：滾動(dòng)的球停下來，是摩擦阻力作用的結(jié)果。

③假設(shè)：若沒有摩擦阻力，沿水平面滾動(dòng)的球?qū)⒃鯓舆\(yùn)動(dòng)呢?

④猜測(cè)：若沒有摩擦阻力，球?qū)⒂谰脻L動(dòng)下去。

過渡：伽利略設(shè)計(jì)了一個(gè)雙斜面試驗(yàn)。

3.試驗(yàn)探究，得出結(jié)論

(1)雙斜面試驗(yàn)

左斜面固定，右斜面傾角可變。試驗(yàn)中我們?cè)O(shè)定小球始終從左斜面定位卡處由靜止釋放。

①固定右斜面，轉(zhuǎn)變小球所受的摩擦，觀看小球上升的高度怎樣變化。重復(fù)一次。

思索：

1.小球所受摩擦阻力的大小與小球上升的高度之間有什么關(guān)系?

2.摩擦阻力的大小與釋放點(diǎn)到上升的點(diǎn)的高度差是什么關(guān)系?

3.假如沒有摩擦，小球會(huì)上升到多高的地方?

②減小右斜面傾角，觀看小球沿斜面運(yùn)動(dòng)的最遠(yuǎn)距離怎樣變化。重復(fù)一次。

思索：

1.減小右斜面傾角，小球沿斜面運(yùn)動(dòng)的最遠(yuǎn)距離如何變化?

2.假如沒有摩擦，減小右斜面傾角，沿斜面滾動(dòng)的最遠(yuǎn)距離怎樣變化?小球?qū)⑸仙蕉喔叩牡胤?

③將右斜面放平，釋放小球，觀看小球的運(yùn)動(dòng)。

思索：

1.假如水平木板足夠長(zhǎng)，小球會(huì)停下來嗎?

2.假如沒有摩擦，水平木板足夠長(zhǎng)，小球?qū)L到哪里去呢?

過渡：現(xiàn)在通過動(dòng)畫來模擬沒有摩擦阻力時(shí)小球的運(yùn)動(dòng)。我們?yōu)閯?dòng)畫配了一段話劇。

(2)動(dòng)畫模擬

(教師扮演伽利略，學(xué)生扮演小球。)

伽利略：小球先生(小姐)，假如沒有摩擦，你會(huì)爬上什么高度呢?

小球：我會(huì)搭乘幻想的階梯一步一步往上爬，直到爬上原來的高度。

伽利略;假如我減小右斜面的傾角，你還會(huì)爬到原來的高度嗎?

小球：幻想有多高，我就可以爬多高，只是我要走的路程更長(zhǎng)了。

伽利略：假如我連續(xù)減小右斜面的傾角呢?

小球：我心照舊，只是又多了一段山水之程。

伽利略：假如我把右斜面放平，你還會(huì)為了自己的幻想而前行嗎?

小球：路漫漫其修遠(yuǎn)兮，吾將上下而求索。既然選擇了高度，留給世界的便只能是背影。

播放周杰倫的《蝸?！饭?jié)選：我要一步一步往上爬/在點(diǎn)乘著葉片往前飛/小小的天留過的淚和汗/總有一天我有屬于我的天

盼望同學(xué)們像小球一樣懷著幻想，沿著人生的軌道一步一步往前行!總有一天，你有屬于你的天!

過渡：伽利略的雙斜面試驗(yàn)是一個(gè)抱負(fù)試驗(yàn)。

(3)抱負(fù)試驗(yàn)的魅力：

試驗(yàn)(事實(shí))+規(guī)律推理

通過牢靠的試驗(yàn)事實(shí)，加上合理的規(guī)律推理，得出規(guī)律的一種方法。

抱負(fù)試驗(yàn)的魅力：試驗(yàn)不能實(shí)現(xiàn)的地方，思維向前一步。

這種方法特別了不起!愛因斯坦是這樣評(píng)價(jià)的：伽利略的發(fā)覺以及他所應(yīng)用的科學(xué)的推理方法是人類思想最宏大的成就之一，而且標(biāo)志著物理學(xué)的真正開端。這個(gè)評(píng)價(jià)實(shí)事求是，從亞里士多德到伽利略，經(jīng)受了2023多年，物理學(xué)徘徊不前;從伽利略到愛因斯坦，只經(jīng)受300多年，物理學(xué)的大廈初步建立，大師輩出。這都得益于伽利略首創(chuàng)的試驗(yàn)討論方法。

過渡：通過雙斜面抱負(fù)試驗(yàn)，伽利略得出了結(jié)論。

(3)伽利略：若沒有摩擦阻力，沿水平面滾動(dòng)的球?qū)⒂谰脻L動(dòng)下去。運(yùn)動(dòng)不需要力維持。

回憶、思索：

①靜止的車、足球?yàn)槭裁催\(yùn)動(dòng)起來?

②運(yùn)動(dòng)的車、足球?yàn)槭裁磿?huì)停下來?

③力和運(yùn)動(dòng)之間有什么關(guān)系?

力是轉(zhuǎn)變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的緣由。

設(shè)問：運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是用什么物理量描述?

車由靜止變?yōu)檫\(yùn)動(dòng)，受到了推、拉力;由運(yùn)動(dòng)變?yōu)殪o止，受到了摩擦阻力。足球由靜止變?yōu)檫\(yùn)動(dòng)，受到了腳的力;由運(yùn)動(dòng)變?yōu)殪o止，受到了草地的摩擦阻力。

過渡：與伽利略同時(shí)代的法國科學(xué)家笛卡爾對(duì)他的觀點(diǎn)進(jìn)展了補(bǔ)充。

4.補(bǔ)充完善，形成定律

(1)笛卡爾的補(bǔ)充：除非物體受到力的作用，物體將永久保持其靜止或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，永久不會(huì)使自己沿曲線運(yùn)動(dòng)，而只保持在直線上運(yùn)動(dòng)。這應(yīng)成為一個(gè)原理，它是人類整個(gè)自然觀的根底。

笛卡爾補(bǔ)充了物體不受力時(shí)保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

過渡：1642年，伽利略逝世，1643年牛頓在英國誕生。牛頓是人類歷最宏大的科學(xué)家之一。主要奉獻(xiàn)有創(chuàng)造了微積分，發(fā)覺了萬有引力定律和經(jīng)典力學(xué)，設(shè)計(jì)并制造了第一架反射式望遠(yuǎn)鏡等等。

牛頓在1687年出版的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》一書中提出了三條運(yùn)動(dòng)定律。牛頓把伽利略、笛卡爾的正確結(jié)論總結(jié)成為牛頓第肯定律，它是牛頓物理學(xué)的基石。

(2)牛頓第肯定律：一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，除非作用在它上面的力迫使它轉(zhuǎn)變這種狀態(tài)。

過渡：現(xiàn)在我們來理解定律。

(三)理解定律，了解慣性

思索：牛頓第肯定律中論述的運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系是怎樣的?

1.運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系：力是轉(zhuǎn)變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的緣由。

物體不受力，保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài);運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化，物體肯定受到力的作用。

思索：物體不受力時(shí)“總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)”，這能不能通過試驗(yàn)驗(yàn)證呢?

不能。由于不受力作用的物體是不存在的。很多阻力很小的現(xiàn)象可以幫忙我們理解牛頓第肯定律。

2.阻力很小的現(xiàn)象：冰壺

從視頻可以看出，冰壺在一段時(shí)間內(nèi)速度的大小和方向幾乎不變，直到碰上另一個(gè)冰壺。

思索：定律中還論述了什么呢?

3.慣性：

①概念：物體保持原來的勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)。

設(shè)問：一切物體都有慣性。做變速運(yùn)動(dòng)的物體有慣性嗎?

當(dāng)物體做變速運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于慣性，物體會(huì)反抗速度的轉(zhuǎn)變，從而使速度的轉(zhuǎn)變需要一段時(shí)間。比方汽車緊急剎車時(shí)不會(huì)馬上停下來，而是連續(xù)向前滑行一段距離。

②一切物體有慣性，有反抗運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的“本事”。

物體慣性大，“本事”大，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)難轉(zhuǎn)變;物體慣性小，“本事”小，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)易轉(zhuǎn)變。

思索并猜測(cè)：物體的慣性大小和什么因素有關(guān)?

嬉戲：用嘴吹書

提起書，用力氣吹垂下的封面;用手提起封面，用力氣吹垂下的書。

思索：你觀看到了什么現(xiàn)象?這個(gè)現(xiàn)象能說明慣性和質(zhì)量的關(guān)系嗎?

③慣性與質(zhì)量：質(zhì)量是慣性大小的量度。

質(zhì)量只有大小，沒有方向，是標(biāo)量。在國際單位制中，質(zhì)量的單位是千克，單位符號(hào)為kg。

在初中質(zhì)量定義為物體所含物質(zhì)的多少;現(xiàn)在進(jìn)一步從慣性的角度熟悉了質(zhì)量;以后還要從物體間的引力熟悉質(zhì)量。

過渡：現(xiàn)在，就可以解釋撕紙嬉戲了。

(四)再設(shè)情景，規(guī)律應(yīng)用

1.思索：怎樣解釋撕紙嬉戲?

有夾子，增大了中部的質(zhì)量，增大了慣性。當(dāng)快速撕開兩邊時(shí)，中部仍保持靜止?fàn)顟B(tài)，所以撕成三截。無夾子，中間紙條慣性很小，靜止?fàn)顟B(tài)易轉(zhuǎn)變。由于撕開紙條的力左右有差異，所以撕成兩截。

過渡：了解了慣性的學(xué)問，我們還能用它推斷是非。

2.美國空軍ufo檔案記載，1952.12.6拂曉前，一架b29轟炸機(jī)在墨西哥灣上空訓(xùn)練時(shí)，一個(gè)很大的不明飛行物以4000km～15000km的時(shí)速靠近、經(jīng)過、遠(yuǎn)離它。在目擊描述中，不明飛行物能快速增減速度，甚至還能突然停頓。

思索：1.假如沒有特殊的裝置，ufo突然停頓時(shí)，外星