物理运动的合成与分解的教案(精选12篇)
物理运动的合成与分解的教案 篇1
教学目标
知识目标
1、通过对多个具体运动的演示及分析,使学生明确什么是合运动,什么是分运动;合、分运动是同时发生的,并且不互相影响.
2、利用矢量合成的原理,解决运动合成和分解的具体情况,会用作图法、直角三角形的知识解决有关位移、速度合成和分解的问题.
能力目标
培养学生应用数学知识解决物理问题的能力.
情感目标
通过对运动合成与分解的练习和理解,发挥学生空间想象能力,提高对相关知识的综合应用能力.
教学建议
教材分析
本节内容可分为四部分:演示实验、例题、对运动合成和分解轨迹的分析、思考与讨论,但都是围绕演示实验而展开的,层层深入,由提出问题到找出解决问题的方法,以至最后对运动合成和分解问题的进一步讨论.
教法建议
关于演示实验所用的器材、材料都比较容易得到,实验也容易成功.此实验是本节的重点.一些重要的结论规律都是由演示实验分析得出的.观察红蜡块的实际运动引出合运动,并分析红蜡块的运动可看成沿玻璃管竖直方向的运动,和随管一起沿水平方向的运动,从而得出分运动的概念.着重分析蜡块的合运动和分运动是同时进行的,并且两个分运动之间是不相干的.合运动和分运动的位移关系,在演示中比较直观.而明确了它们的同时性,就容易得出合运动和分运动的速度关系.因此,课本在这里同时讲述了合运动和分运动的位移及速度的关系.即找到了解决运动合成和分解的方法——平行四边形定则.它是解决运动合成和分解的工具,所以在处理一个复杂的运动时,首先明确哪个是合运动,哪个是分运动,才能用平行四边形法则求某一时刻的合速度、分速度、加速度,某一过程的合位移、分位移.课本中合运动的定义是:红蜡块实际发生的运动,(由 )通常叫合运动,即实际发生的运动,也理解为研究对象以地面为参照物的运动,再给学生举几个实例来说明如何确定合运动.如:
1、风中雨点下落 表示风速, 表示没风时雨滴下落速度,v表示雨滴合速度.
2、关于小船渡河(如图): 表示船在静水中的运动速度,方向由船头指向确定. 表示水的流速,v表示雨滴合速度.
在研究雨滴和船的运动时,解决问题的关键是先确定雨滴、小船实际运动(合运动).
注意应用平行四边形定则时,合矢量在对角线上,问题马上得到解决.
关于例题:例1:将演示实验过程定量讨论.给出两个分运动 、 及合、分运动的时间 ,求合速度 .
法一;先求出两个分速度 再利用矢量合成求v.
法二:先利用矢量合成求出s,再由 求出v.
例2:飞机飞行给出 及与某一分速度角度,来求另外两个分速度.其思路先由平行四边形法则画出几何关系,再利用数学计算解决分速度问题.
两道例题很简单,但合、分运动关系及解决问题的方法、思路充分体现出来.通过练习使学生们加深了对合、分运动的`理解.
关于分运动的性质决定合运动的性质和轨迹:课本以蜡块的运动说明两个直线运动的合运动不一定都是直线运动.为了搞清楚蜡块哪种情况下做直线运动,哪种情况下做曲线运动.这里可以让学生自己探究,得出结论:两个直线的合运动也可以是曲线运动.研究复杂的运动,可以根据不同方向分运动来研究复杂运动情况.
关于思考与讨论:本节只研究了互成角度的运动,其合成和分解遵从矢量合成规律——平行四边形定则.那么初速度为 的匀变速直线运动,可以看作同一直线上哪两个分运动的合运动?引导学生对同一直线上的运动合成和分解问题进行讨论,得出该运动也满足矢量合成规律(注意正方向),使我们对矢量合成与分解的规律有了更深的理解.
物理运动的合成与分解的教案 篇2
一例题详解
如图1所示,一个人在水平的岸上,以速度v0通过光滑的定滑轮拉一小船靠岸,当绳子与水平方向成θ角时,求船的速度。
本题有三种解法:
1. 解法一:直接法
设船的速度为v,则v就是合运动的速度。它产生两个效果,一是使绳(系着小船)的一端沿绳的方向以速率v1运动,二是使绳的这端以速率v2绕定滑轮做顺时针方向的圆周运动,其分解如图2所示,v1=vcosθ=v0,即v=v0/cosθ。
拓展知识:若v0不变,则随着θ的增大,cosθ减小,船将作加速运动;若v不变,则随着θ的增大,cosθ减小,人拉绳端将作减速运动。
此方法的优点是简单、快捷,适合初学的同学运用。缺点是不好理解,容易与“以v0作为合速度沿水平与竖直方向分解”混淆。
2. 解法二:微小时间法
取一个极短时间Δt,船从A点到B点移动ΔS,绳转动Δθ,如图3所示。取BD=CD,即沿绳方向的位移AC为ΔS1,当Δt→0时,Δθ→0,∠ACB→900,ΔS1=ΔScosθ,极短时间的平均速度即为瞬时速度,上式两边除以Δt,得v0=vcosθ。
此方法是从运动理论角度分析,科学准确,便于理解。缺点是思维转换要求较高,知识掌握不够熟练者难以运用。
3. 解法三:先后运动法
以系在船头的绳端为研究对象,它的实际运动与船相同,如图3所示,绳端由A点运动到B点,可以看作为:先设绳方向从A点运动到C点,之后再从C点沿圆周转动到B点,即AB为合运动,AC为分运动。因转动时的速度v2方向与绳方向垂直,所以绳端的水平速度v1可按图2分解。
此方法也比较简单,同样是思维转换上有一难度。
二巩固练习
例1:如图4所示,人在岸上通过定滑轮用绳牵引小船,若水的阻力恒定不变,则在船匀速靠岸的过程中,下述说法中正确的是( )。
A.人匀速收绳;
B.人收绳的速度越来越快;
C.人收绳的速度越来越慢;
D.人收绳的速度先快后慢。
提示:与例题相同,选C。
例2:如图5所示,重物M沿竖直杆下滑,并通过绳带动小车m沿斜面升高。当滑轮右侧绳与竖直方向的夹角为θ、且重物下滑的速度为u时,小车的速度v是多少?
提示:对连接M的绳端分解,见图6,即可得v=u cosθ。
例3:如图7所示,点光源发出的光通过竖直放置的屏幕AB上的小孔C,沿水平方向射到平面镜MN的O点,平面镜绕O点逆时针做匀角速转动,角速度为ω,求当平面镜转到竖直方向夹角θ时,反射光在屏幕上形成的光点P在屏上移动的速度v(已知OC=d)。
提示:(用先后运动法)光点的速度方向是沿竖直屏幕向上的,光线在移动的过程中可以看做是两个运动的合成,即光点随光线做圆周运动(改变方向)和沿光线向外延伸(改变长度)如图8所示。而若P点到Q点的时间很短,圆周运动这个分运动就是垂直于光线方向的运动。故将光点的速度沿光线和垂直于光线分解,垂直于光线的分速度就是随光线一起做圆周运动的分运动的线速度。
由于光线做圆周运动的角速度是平面镜转动角速度的两倍,因此可得:vcos2θ=2ωd/cos2θ,即v=2ωd/cos22θ。
参考文献
运动的合成与分解问题归类分析 篇3
一、运动性质分析
例1 如图1甲所示,起重机将货物沿竖直方向匀加速吊起,同时又沿横梁水平匀速向右运动.此时,站在地面上观察,货物运动的轨迹可能是图乙中的
解析货物的运动可以分解为两个相互垂直的运动,一是竖直向上的匀加速运动,二是水平向右的匀速运动.其合运动是曲线运动,运动的加速度方向竖直向上,运动轨迹应弯向受力的一侧,所以站在地面上的人观察到货物的运动轨迹应是C图,C正确.
变式1:某质点在水平面上的直角坐标系xOy坐标平面内运动的轨迹如图2所示,下面判断正确的是()
A.若质点在戈方向始终做匀速运动,则在y方向也始终做匀速运动
B.若质点在x方向始终做匀速运动,则在y方向先加速后减速运动
C.若质点在y方向始终做匀速运动,则在x方向也始终做匀速运动
D.若质点在y方向始终做匀速运动,则在x方向先加速后减速运动
二、抛体运动
例2 如图3所示,从地面上同一位置抛出两小球A、B,分别落在地面上的M、N点,两球运动的最大高度相同.空气阻力不计,则()
A.B的加速度比4的大
B.B的飞行时间比4的长
C.B在最高点的速度比4在最高点的大
D.B在落地时的速度比4在落地时的大
解析A、B都只受重力,所以加速度相同,A错.时间由竖直方向高度决定,高
变式2:如图4所示,在竖直平面的xOy坐标系中,Oy竖直向上,Ox水平向右.设平面内存在沿x轴正方向的恒定风力,一小球从坐标原点沿Oy方向竖直向上抛出,初速度为vo=4m/s,不计空气阻力,到达最高点的位置如图中M点所示,坐标格为正方形,取g=10m/S?.
(1)小球在M点的速度v1;
(2)在图中定性画出小球的运动轨迹并标出小球落回x轴时的位置N;
(3)小球到达N点的速度v2的大小.
三、渡河问题
例3 一条宽为d的河,水流速度为Vl,船在静水中的速度为v2.
(1)怎样渡河时间最短?最短时间是多少?
(2)若v1
(3)若Vl>v2,怎样渡河船漂向下游的距离最短?
解析 (1)只有v2对渡河有帮助,当v2垂直河岸时,渡河时间最短,此时船身与河岸垂直.渡河位移最短:
(2)若v1
(3)若v1>v2,则船头垂直于合速度方向时渡河位移最短.如图5所示,此时渡河的最小位移为Smin
变式3:下列图中实线为河岸,河水的流动方向如图中v的箭头所示,虚线为小船从河岸M驶向对岸Ⅳ的实际航线,则其中可能正确的是()
三、绳连接问题
例4 如图6所示,在水平地面上做匀速直线运动的汽车,通过定滑轮用绳子吊起一个物体.若汽车和被吊物体在同一时刻的速度分别为v1和v2,则下列说法中正确的是()
A.物体做匀速运动,且v2=v1
B.物体做加速运动,且v2>V1
C.物体做加速运动,且v2
D.物体做减速运v1按右图进行分解,则v1' =V2,而vl'=vlcosθ,所以v2
变式4:如图7所示,人在岸上用轻绳拉船.若人匀速拉绳,则船将做()
A.匀速运动
B.匀加速运动
C.变加速运动 D.减速运动
答安
变式1:D
变式2:(1)6m/s
(3)4√10m/s
变式3:B
变式4:C
物理运动的合成与分解的教案 篇4
在共同必修1中,我们已经学习了分析一维运动的方法.但是在实际问题中,直线运动只是在小范围内的一种特殊情况.无论是交通运输工具,还是人造卫星、宇航器的运动都是曲线运动,因此研究曲线运动具有更普遍的意义.本节的地位比较特殊,涉及到许多基本概念和基本规律.作为研究复杂运动的一种有效方法,我们常把复杂的运动看作是几个简单运动的合成.分运动的性质决定了合运动的性质与合运动的轨迹,通过运动的合成和分解,我们可把一个曲线运动分解为两个方向上的直线运动,从而通过研究简单的直线运动的规律,进一步研究复杂的曲线运动.在引入曲线运动的概念时,要注意曲线运动和直线运动的衔接.找到曲线运动在直线运动上的生长点:做直线运动的物体在受到与速度不平行的外力时,这个外力将迫使它改变运动方向,从而由直线运动变为曲线运动.因此,这节课的关键所在是让学生明确物体做直线运动和曲线运动的条件,以及曲线运动和直线运动根本的不同点,做曲线运动的物体,它的速度方向一定是变化的.所以,只要是曲线运动,就一定是变速运动.研究比较复杂的运动,常常把这个运动看成是两个或几个比较简单的运动合成的,使问题变得容易研究.已知分运动求合运动,叫做运动的合成,合成的依据是平行四边形定则,它包括求合位移、合速度以及合加速度.合运动的特征为:(1)等时性.合运动通过合位移所用的时间和对应的每个分运动通过分位移的时间相等,即各分运动总是同时开始,同时结束.(2)独立性.各分运动的性质不变,也就是说不会因为其他方向上是否有运动而影响自己的运动性质.在运动中,一个物体可以同时参与几种不同的运动.在研究时,可以把各个运动都看作是相互独立进行的,互不影响,这就叫做运动独立性原理.教学重点 1.理解运动的独立性原理; 2.对一个运动能正确地进行合成和分解.教学难点 1.实验探究运动的独立性; 2.具体问题中的合运动和分运动的判定.教具准备 投影仪、投影片、多媒体、CAI课件、小钢球、条形磁铁、玻璃管、水、胶塞、蜡块、秒表.课时安排2课时
三维目标
一、知识与技能
1.知道什么是运动的独立性;
2.在具体问题中知道什么是合运动,什么是分运动; 3.知道合运动和分运动是同时发生的,并且互不影响; 4.知道运动的合成和分解遵循平行四边形定则.二、过程与方法
1.通过实验探究运动的独立性,培养学生分析问题、解决问题的能力; 2.使学生能够熟练使用平行四边形定则进行运动的合成和分解.三、情感态度与价值观
1.使学生会在日常生活中,善于总结和发现问题;
2.使学生明确研究问题的一种方法,将曲线运动分解为直线运动.教学过程
导入新课
一般的抛体运动是比直线运动更为复杂的曲线运动,比如我们可以很容易地把一枚石子
从井口投入井底,但如果从飞行的飞机上把救援物资准确地投放到孤岛的某个区域并不那么容易,这是为何呢?本节课我们就来学习这个问题.推进新课
一、运动的独立性
在共同必修1中,我们已经学习了分析一维运动的方法.对于一个以速度v0做匀速直线运动的小球(如图所示),如果取t0=0时刻的位置坐标x0=0,小球的运动方向为坐标的正方向,则在经过任意时间t后,小球的位移为:x0=v0t.对于一个以加速度a做匀加速直线运动的汽车(如图所示),如果在t0=0时刻的位置坐标x0=0,初速度v0=0,取汽车的运动方向为坐标的正方向,在经过任意时间t后,汽车的位移为:x12at.2
如果小球做自由落体运动(如图所示),在t0=0时刻的位置坐标y0=0,初速度v0=0,取
y小球的运动方向为坐标的正方向,则在经过任意时间t后,小球的位移为:
12gt.2
如果小球的运动不是一维运动,比如我们将足球以某一个角度抛出,其运动的轨迹不是直线,而是曲线.如何研究、描述这样的曲线运动呢?
在物理学中,我们通常采用运动的合成与分解的方法来研究曲线运动.即一个复杂运动可以视为若干个互不影响的、独立的分运动的合运动.例如,以某一个角度飞出的足球的曲线运动,在军事演习中空中飞行的炮弹等,可以视为一个沿水平方向的分运动与另一个沿竖直方向的分运动的合运动,并且两个分运动不相互影响,具有独立性.如何理解运动的独立性呢?让我们来做个实验.【合作探究】 运动的独立性
在如图所示的装置中,两个相同的弧形轨道M、N,分别用于发射小铁球P、Q;两轨道上端分别装有电磁铁C、D;调节电磁铁C、D的高度,使AC=BD,从而保证小铁球P、Q在轨道出口处的水平初速度v0相同.将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上,然后切断电源,使两个小铁球能以相同的初速度v0同时分别从轨道M、N的下端射出.实验结果是两个小铁球同时到达E处,发生碰撞.增加或者减小轨道M的高度,只改变小铁球P到达桌面时的速度的竖直方向分量的大小,再进行实验,结果两个小铁球总是发生碰撞.实验结果表明,改变小铁球P的高度,两个小球仍然会发生碰撞.说明沿竖直方向距离的变化,虽然改变了两个球相遇时小球P沿竖直方向速度分量的大小,但并不改变小球P沿水平方向的速度分量的大小.因此,两个小球一旦处于同一水平面,就会发生碰撞.这说明小球在竖直方向上的运动并不影响它在水平方向上的运动.另外,我们还可以用实验证明,小球在水平方向上的运动也不影响它在竖直方向上的运动.也就是说,竖直方向上的运动与水平方向的运动互不影响,是独立的运动.这就是运动的独立性.运动的独立性原理又叫运动的叠加性原理,与功的原理、力的独立性原理合称中学物理三大原理,它是“运动的合成、分解”形成的前提,是解决复杂运动方法形成的关键点.二、运动的合成和分解
我们对曲线运动有了基本认识,它比直线运动复杂,为研究复杂的运动,就需要把复杂的运动分为简单的运动.下面我们来学习一种常用方法——运动的合成和分解.1.合运动和分运动
(1)做下列演示实验: a.在长80~100 cm、一端封闭的管中注满清水,水中放一个由红蜡做成的小圆柱体R(要求它能在水中大致匀速上浮),将管的开口端用胶塞塞紧.b.将此管紧贴黑板竖直倒置,蜡块就沿玻璃管匀速上升,做直线运动,记下它由A移动到B所用的时间.C.然后,将玻璃管重新倒置,在蜡块上升的同时,将玻璃管水平向右匀速移动,观察到它是向斜向右上方移动的,经过相同的时间,它由A运动到C.(2)分析:红蜡块可看成是同时参与了下面两个运动:在玻璃管中竖直向上的运动(由A到B)和随玻璃管水平向右的运动(由A到D).红蜡块实际发生的运动(由A到C)是这两个运动合成的结果.(3)用CAI课件重新对比模拟上述运动.(4)总结得到什么是分运动和合运动
a.红蜡块沿玻璃管在竖直方向的运动和随管做的水平方向的运动,叫做分运动.红蜡块实际发生的运动叫做合运动.b.合运动的位移(速度)叫做合位移(速度); 分运动的位移(速度)叫做分位移(速度).2.运动的合成和分解:
(1)分运动合运动.(2)运动的合成和分解遵循平行四边形定则.【例题剖析】
如果在前面所做的实验中玻璃管长90 cm,红蜡块由玻璃管的一端沿管匀速地竖直向上运动,同时匀速地水平移动玻璃管,当玻璃管水平移动了80 cm时,红蜡块到达玻璃管的另一端.整个运动过程所用的时间为20 s,求红蜡块运动的合速度.(1)说明红蜡块参与了哪两个分运动.(2)据实验观察知道,分运动和合运动所用的时间有什么关系?(3)红蜡块的两个分速度应如何求解?(4)如何分解合速度? 【方法引导】
红蜡块沿玻璃管匀速竖直向上的运动和玻璃管水平的移动是两个分运动.这是一个已知
分运动求合运动的问题.分运动和合运动所用时间是相同的,可以先分别求出分运动的速度,再求合速度;也可以先求出合位移的大小,再算出合速度.这里我们用第二种方法.【教师精讲】
222根据平行四边形定则求合位移,如上图所示AC=AB+AD,所以合位移AB2AD2=1.2 m 合速度的大小为:vAC6.0102m/s t合速度与合位移的方向相同.解法二: 【教师精讲】
0.9m0.045m/s 20s0.8m0.04m/s 水平方向的分速度v220s竖直方向的分速度v1合速度:vv1v26.0102m/s 22
合速度与合位移的方向相同.同学们可以比较一下上面的两种方法求合速度,所得的结果完全相同.【例题剖析】
飞机以300 km/h的速度斜向上飞行,方向与水平方向成30°角.求水平方向的分速度vx和竖直方向的分速度vy.
【方法引导】
飞机斜向上飞行的运动可以看作是它在水平方向和竖直方向的两个分运动的合运动.把v=300km/h分解,就可以求得分速度.
【教师精讲】
vx=vcos30°=260 km/h vy=vsin30°=150km/h
如果两个分运动都是匀速直线运动,由于分速度矢量是恒定的,合速度矢量也是恒定的,所以合运动也应该是匀速直线运动.如前面我们看到的蜡块的合运动,就是匀速直线运动.但是,如果水平加速移动玻璃管,由于水平分速度矢量不再是恒定的,合速度矢量也不再是恒定的,蜡块就不能做直线运动了.如下图画出了蜡块运动时每隔一秒所到达的位置,可以看出蜡块是沿着曲线运动到C点的.
这里我们看到,两个直线运动的合运动可以是曲线运动.反过来,一个曲线运动也可以分解为两个方向上的直线运动.分别研究这两个方向上的受力情况和运动情况,弄清作为分运动的直线运动的规律,就可以知道作为合运动的曲线运动的规律.以后,我们将用这种办法研究平
抛运动和斜抛运动.
【巩固训练】
1.关于曲线运动,下列说法正确的是()A.曲线运动一定是变速运动
B.曲线运动速度的方向不断地变化,但速度的大小可以不变 C.曲线运动的速度方向可能不变
D.曲线运动的速度大小和方向一定同时改变 答案:AB 2.物体在力F1、F2、F3的共同作用下做匀速直线运动,若突然撤去外力F1,则物体的运动情况是()
A.必沿着F1的方向做匀加速直线运动 B.必沿着F1的方向做匀减速直线运动 C.不可能做匀速直线运动
D.可能做直线运动,也可能做曲线运动 答案:D
课堂小结
本节课我们主要学习了:
1.运动轨迹是曲线的运动叫曲线运动.2.曲线运动中速度的方向是时刻改变的,质点在某一点的瞬时速度的方向在曲线的这一点的切线上.3.当合外力F的方向与它的速度方向有一夹角α时,物体做曲线运动.4.什么是合运动和分运动.5.什么是运动的合成和分解.6.运动的合成和分解遵循平行四边形定则.7.分运动和合运动具有等时性.布置作业
课本P48作业1~4题.板书设计
一、运动的独立性
1.一个复杂运动可以视为若干个互不影响、独立的分运动的合运动.2.实验与探究:运动的独立性.二、运动合成与分解的方法
活动与探究
阅读并讨论习题中最后一道题,试着由理论得出结论并寻求实验探究,总结是否与理论推理一致.
高一物理教案:力的分解 篇5
所谓解法就是通过平行四边形的邻边和对角线长短的关系或变化情况,作一些较为复杂的定性分析,从形上就可以看出结果,得出结论.
例1 用细绳AO、BO悬挂一重物,BO水平,O为半圆形支架的圆心,悬点A和B在支架上.悬点A固定不动,将悬点B从1所示位置逐渐移到C点的过程中,试分析OA绳和OB绳中的拉力变化情况.
[方法归纳]
解决动态问题的一般步骤:
(1)进行受力分析
对物体进行受力分析,一般情况下物体只受三个力:一个是恒力,大小方向均不变;另外两个是变力,一个是方向不变的力,另一个是方向改变的力.在这一步骤中要明确这些力.
(2)画三力平衡
由三力平衡知识可知,其中两个变力的合力必与恒力等大反向,因此先画出与恒力等大反向的力,再以此力为对角线,以两变力为邻边作出平行四边形.若采用力的分解法,则是将恒力按其作用效果分解,作出平行四边形.
(3)分析变化情况
分析方向变化的力在哪个空间内变化,借助平行四边形定则,判断各力变化情况.
变式训练1 如2所示,一定质量的物块用两根轻绳悬在空中,其中绳OA固定不动,绳OB在竖直平面内由水平方向向上转动,则在绳OB由水平转至竖直的过程中,绳OB的张力的大小将( )
A.一直变大
B.一直变小
C.先变大后变小
D.先变小后变大
二、力的正交分解法
1.概念:将物体受到的所有力沿已选定的两个相互垂直的方向分解的方法,是处理相对复杂的多力的合成与分解的常用方法.
2.目的:将力的合成化简为同向、反向或垂直方向的分力,便于运用普通代数运算公式解决矢量的运算,“分解”的目的是为了更好地“合成”.
3.适用情况:适用于计算三个或三个以上力的合成.
4.步骤
(1)建立坐标系:以共点力的作用点为坐标原点,直角坐标系x轴和y轴的选择应使尽量多的力在坐标轴上.
(2)正交分解各力:将每一个不在坐标轴上的力分解到x轴和y轴上,并求出各分力的大小,如3所示.
(3)分别求出x轴、y轴上各分力的矢量和,即:
Fx=F1x+F2x+…
Fy=F1y+F2y+…
(4)求共点力的合力:合力大小F=F2x+F2y,合力的方向与x轴的夹角为α,则tan α=FyFx,即α=arctan FyFx.
4
例2 如4所示,在同一平面内有三个共点力,它们之间的夹角都是120°,大小分别为F1=20 N,F2=30 N,F3=40 N,求这三个力的合力F.
5
变式训练2 如5所示,质量为m的木块在推力F的作用下,在水平地面上做匀速运动.已知木块与地面间的动摩擦因数为μ,那么木块受到的滑动摩擦力为( )
A.μmg
B.μ(mg+Fsin θ)
C.μ(mg-Fsin θ)
D.Fcos θ
三、力的分解的实际应用
例3 压榨机结构如6所示,B为固定铰链,A为活动铰链,若在A处施另一水平力F,轻质活塞C就以比F大得多的力压D,若BC间距为2L,AC水平距离为h,C与左壁接触处光滑,则D所受的压力为多大?
例4 如7所示,是木工用凿子工作时的截面示意,三角形ABC为直角三角形,∠C=30°.用大小为F=100 N的力垂直作用于MN,MN与AB平行.忽略凿子的重力,求这时凿子推开木料AC面和BC面的力分别为多大?
变式训练3 光滑小球放在两板间,如8所示,当OA板绕O点转动使 θ角变小时,两板对球的压力FA和FB的变化为( )
A.FA变大,FB不变
B.FA和FB都变大
C.FA变大,FB变小
D.FA变小,FB变大
例5 如9所示,在C点系住一重物P,细绳两端A、B分别固定在墙上,使AC保持水平,BC与水平方向成30°角.已知细绳最大只能承受200 N的拉力,那么C点悬挂物体的重量最
多为多少,这时细绳的哪一段即将被拉断?
参考答案
解题方法探究
例1 见解析
解析 在支架上选取三个点B1、B2、B3,当悬点B分别移动到B1、B2、B3各点时,AO、BO中的拉力分别为FTA1、FTA2、FTA3、和FTB1、FTB2、FTB3,从中可以直观地看出,FTA逐渐变小,且方向不变;而FTB先变小,后变大,且方向不断改变;当FTB与FTA垂直时,FTB最小.
变式训练1 D
例2 F=103 N,方向与x轴负向的夹角为30°
解析 以O点为坐标原点,建立直角坐标系xOy,使Ox方向沿力F1的方向,则F2与y轴正向间夹角α=30°,F3与y轴负向夹角β=30°,如甲所示.
先把这三个力分解到x轴和y轴上,再求它们在x轴、y轴上的分力之和.
Fx=F1x+F2x+F3x
=F1-F2sin α-F3sin β
=20 N-30sin 30° N-40sin 30° N=-15 N
Fy=F1y+F2y+F3y
=0+F2cos α-F3cos β
=30cos 30° N-40cos 30° N=-53 N
这样,原来的三个力就变成互相垂直的两个力,如乙所示,最终的合力为:
F=F2x+F2y=-152+-532 N=103 N
设合力F与x轴负向的夹角为θ,则tan θ=FyFx=-53 N-15 N=33,所以θ=30°.
变式训练2 BD
例3 L2hF
解析 水平力F有沿AB和AC两个效果,作出力F的分解如甲所示,F′=h2+L22hF,由于夹角θ很大,力F产生的沿AB、AC方向的效果力比力F大;而F′又产生两个作用效果,沿水平方向和竖直方向,如乙所示.
甲 乙
Fy=Lh2+L2F′=L2hF.
例4 1003 N 200 N
解析 弹力垂直于接触面,将力F按作用效果进行分解如所示,由几何关系易得,推开AC面的力为F1=F/tan 30°=1003 N.
推开BC面的力为F2=F/sin 30°=200 N.
变式训练3 B [利用三力平衡判断如下所示.
当θ角变小时,FA、FB分别变为FA′、FB′,都变大.]
例5 100 N BC段先断
解析 方法一 力的合成法
根据一个物体受三个力作用处于平衡状态,则三个力的任意两个力的合力大小等于第三个力大小,方向与第三个力方向相反,在甲中可得出F1和F2的合力F合竖直向上,大小等于F,由三角函数关系可得出F合=F1sin 30°,F2=F1cos 30°,且F合=F=G.
甲
设F1达到最大值200 N,可得G=100 N,F2=173 N.
由此可看出BC绳的张力达到最大时,AC绳的张力还没有达到最大值,在该条件下,BC段绳子即将断裂.
设F2达到最大值200 N,可得G=115.5 N,F1=231 N>200 N.
由此可看出AC绳的张力达到最大时,BC绳的张力已经超过其最大能承受的力.在该条件下,BC段绳子早已断裂.
从以上分析可知,C点悬挂物体的重量最多为100 N,这时细绳的BC段即将被拉断.
乙
方法二 正交分解法
如乙所示,将拉力F1按水平方向(x轴)和竖直方向(y轴)两个方向进行正交分解.由力的平衡条件可得F1sin 30°=F=G,F1cos 30°=F2.
F1>F2;绳BC先断, F1=200 N.
高中物理必修2力的分解教案 篇6
一、教材分析
《力的分解》是人教版教材高一物理必修1第三章第五节的内容。,学生在学习本章节之前已经学习了重力、弹力、摩擦力和力的合成的知识,为力的分解奠定了良好的基础,同时分解法是处理力的运算的手段和方法,深入学好本节课的矢量运算的平行四边形定则,对于在以后把位移、速度、加速度等矢量的分解及牛顿第二定律的应用奠定了基础。所以本节的内容在高一物理学习中占有不可忽视的作用。
二、学情分析
对于学生高一年级的学习,最突出的是学科门类齐全,教学时间安排紧凑。相当于高一新生来说,高中学习任务繁重,学习时间紧张,尤其在物理的学习上,高中物理教学要求学生有较强的抽象思维能力和逻辑思维能力,课堂教学进度快,教学密度大,需要学生自己多分析、思考、练习,才能真正掌握物理的知识。
在学习了前面运动的描述、匀变速直线运动的研究这两章节的学习后,学生在大体上开始适应高中物理的教学模式与学习方法,在观察与思考能力上得到一定的提高,在本节课之前,学生通过前面知识的学习,已掌握了一些基础的力,并且通过学习力的合成认识了力的平行四边形定则,为本节课的探究学习奠定基础。
三、教学目标
根据本教材的结构和内容,结合着高一年级学生他们的认知结构及其心理特征,我制定了以下的教学目标:
1.知识与技能:
(1)理解分力的概念,清楚分解是合成的逆运算。
(2)认识力的分解同样遵守平行四边形定则,可以有无数组解。
(2)学会按力的作用效果分解,并能根据具体情况运用力的平行四边形定则根据几何关系求解分力。2.过程与方法:
(1)在过程中观察合力与分力关系,会分析物体受力及作用效果。(2)通过具体实例,了解力的分解。
(3)从物体的受力情况分析其力的作用效果,培养学生分析问题、解决问题的能力。3.情感态度与价值观:
培养分析观察能力,物理思维能力和科学的探究态度。
四、说教学的重、难点
教学重点是(1)理解力的分解是力的合成的逆运算。(2)理解并掌握掌握运用平行四边形定则进行力的分解
教学难点是(1)力的分解具有唯一性的条件。(2)熟练应用矢量的运算方法并能解决实际问题是本节的.
为了讲清教材的重、难点,使学生能够达到预期的教学目标,我再从教法和学法上谈谈:
五、教法和学法 基于本节内容的特点,我主要采用了以下的教学方法:
1、直观演示法(即利用图片等手段进行直观演示),激发学生的学习兴趣,活跃课堂气氛
2、活动探究法(即引导学生通过创设情景等活动形式获取知识)以学生为主体,使学生的独立探索性得到了充分的发挥,培养学生的自学能力、思维能力、活动组织能力
3、集体讨论法(即针对学生提出的问题,组织学生进行集体和分组讨论)促使学生在学习中解决问题,培养学生的团结协作的精神
最后在老师的指导下进行讨论,然后进行归纳总结,得出正确的结论。
在学法方面,通过让学生观察现象、思考探究、课堂交流等方式,最终学会运用数学几何思想去解决物理问题。
六、教具学具:三角尺、小车、薄板、直木板、弹簧秤、砝码、七、说教学过程
在这节课的教学过程中,我注重突出重点,条理清晰,紧凑合理。各项活动的安排也注重互动、交流,最大限度的调动学生参与课堂的积极性、主动性。
1、导入新课:(2—3分钟)
通过引入生活中常见的拖拉机拉耙的情景,分析研究耙在水平方向的前进和竖直方向上在泥土中的深度,让学生进行课堂的讨论,使学生知道耙受到斜向上的拉力可以有两个作用效果,一个是竖直向上拉耙的作用效果,另一个作用效果是使耙向水平方向运动,从而提出新课力的分解。
2、讲授新课:(35分钟)
第一:复习力的合成,方学生回忆巩固平行四边形定则,便于学生学习新课。
第二:提出问题:力的分解应如何进行?
通过学生的发言和老师的讲解,得出结论:力的分解是力的合成的逆运算。第三:提出如何确定两个分力的方向呢?根据平行四边形定则来分解又如何呢? 这样设计是使学生明确已知一个力,如果根据平行四边形定则可以作出无数多个分力。这个是这节课的难点。分析力的分解在唯一解的情况。
然后进行实验演示,用软的薄板做斜面这样是使小车重力压斜面的效果更加的明显,用弹簧勾住小车,另一端固定在竖直板上,用弹簧是为了让学生更容易观察小车重力产生沿着斜面向下滑的作用效果。
在观察在斜面上的小车时以两个步骤进行:
步骤一:倾角不变情况下,在小车上逐渐加大钩码,待稳定后引导学生观察小车运动情况。
步骤二:在小车重力不变(即钩码一定)情况下,改变倾斜角,引导学生观察小车运动。
通过以上实验让学生从触觉和视觉两方面去感受斜面上重物所产生的效果,通过正交分解的方法对小车在平行斜面与垂直斜面方向上进行分解,得到重力所产生的两个效果。
G
G12GsinGcos
再由以上两个式子判断两个分力随重力与斜面倾角的变化。
为了帮助学生消化理解新知识,再设置了这样两个问题让学生去讨论。
(1)公园的滑梯倾角为什么比较大?
(2)为什么高大的立交桥要建有很长的引桥?
接着用多媒体展示实物给学生解释 劈的工作原理及拱桥的道理,让学生去感受分力与夹角之间的关系。
在这一过程中主要是通过生活中的实例来讲解力的分解的应用,让学生意识到物理既源于生活而又走向生活。
最后通过学生学习习近平行四边形定则的运用,再让学生回顾位移等矢量,看书本上矢量相加的内容,提出三角形定则,让学生知道了解掌握矢量标量的概念。
3、课堂小结,强化认识。(2—3分钟)总结本节课重点:力的分解是力的合成的逆运算同样遵守平行四边形定则让学生掌握两点 ①根据力的实际效果进行力的分解。
②根据力的平行四边形定则计算分力的大小。
对于本节课的难点
1,力的分解具有唯一解的情况。
2,在具体情况中是根据力的作用效果确定两分力的方向,然后再利用力的平行四边形定则确定两分力的大小。4.作业布置
做好书本课后的问题与练习,整理好课堂笔记。
八、板书设计
①根据力的实际效果进行力的分解。
②根据力的平行四边形定则计算分力的大小。
物理运动的合成与分解的教案 篇7
1.1 教学内容在教材中的地位和作用
本节课所用教材是车龙浩主编的《生物化学》第二版, 该教材的主体是三大营养物质的代谢, 其中糖代谢又是脂类代谢和蛋白质代谢的基础, 可谓本书的重中之重。糖代谢一章中的糖原合成与分解及糖异生作用是糖酵解途径的深化, 为本章重点内容, 对血糖的来源和去路做了铺垫, 在糖代谢一章中起到承上启下的作用。
1.2 学情分析
笔者授课的对象是初中毕业后入学的普通中专学生, 他们学习主动性、积极性不够强, 化学基础较差, 理解、分析能力也有限, 所以, 在教学过程中, 笔者轻代谢的反应过程, 重问题的结果, 这也符合教材的指导思想:够用和必需的原则, 既降低了学生的学习难度, 又为临床课奠定了理论基础。
1.3 教学目标
知识目标: (1) 掌握糖异生作用的生理意义; (2) 熟悉糖异生作用的概念, 了解糖异生作用的过程; (3) 熟悉糖原的分解, 了解糖原的合成。
能力目标:培养学生的学习能力和运用知识解决临床问题的能力。
情感目标: (1) 引导学生树立爱护身体, 预防疾病的意识; (2) 教育学生相互理解, 和睦相处。
1.4 教学重点及难点
重点:糖异生作用的生理意义。难点: (1) 糖原合成与分解的过程; (2) 糖异生作用的反应过程。
2 教法和学法指导
2.1 教法
(1) 层进设问法。这是本次课的主要教法, 它贯穿于整个教学过程中, 目的是让学生带着问题去思考、去探究。这样不但可以激发学生的求知欲, 调动学生学习的主动性, 还能使本节课的全部内容前后贯通、逐步深入, 使学生获得的知识既完整又系统。
(2) 直观教学法。采用多媒体动画课件, 让学生在获得感性认识的同时加深对知识的理解, 从而培养学生的理解和记忆能力。
(3) 启发对比法。这种以学生为主体的教学方法, 不仅可以变被动性学习为主动性学习, 而且可以培养学生比较、分析、归纳总结问题的能力。
(4) 列举实例法。这种教法既活跃了课堂气氛, 激发了学生的学习兴趣, 又让学生在探究问题、获得知识的同时提高了自身运用知识解决临床问题的能力。
上述的几种方法, 既体现了教师的主导作用, 学生的主体作用, 又培养和提高了学生的综合能力。
2.2 学法
(1) 引导学生学会如何去思考问题; (2) 教会学生观察事物细节的变化及事物之间的异同点; (3) 培养学生分析、归纳问题的能力; (4) 提高学生探究学习、合作学习的能力; (5) 提高学生应用知识解决临床问题的能力。
3 教学程序设计
3.1 引入课题 (2分钟)
由主食引出糖的知识, 复习糖的分解代谢, 总结出葡萄糖的主要生理功能———氧化供能。在学生复习后设置问题:当葡萄糖满足体内的氧化供能后, 如有剩余时应如何处理?以此激发学生的求知欲。如果学生感觉茫然, 继续提问:是排还是留?启发学生回答:不排出体外。进一步设置问题:以什么形式存在?再启发学生回答:以糖原形式存在。那么何谓糖原呢?从而进入下一环节。
3.2 讲授新课 (30分钟)
3.2.1 糖原的概念糖原是以葡萄糖为单位聚合而成的具有多分支结构的多糖, 它是糖在人和动物体内的贮存形式。
为了帮助学生理解糖原的概念, 可以在此用多媒体课件展示糖原图片。目的有两个: (1) 吸引学生的注意力, 激发学生的学习兴趣。 (2) 通过解读此图可使文字概念变得更感性、具体, 有利于学生理解掌握, 也为后续难点糖原的合成与分解做铺垫。然后设置过渡问题:糖原如何合成?
3.2.2 糖原合成 (1) 定义:
由单糖 (主要是葡萄糖) 合成糖原的过程称为糖原的合成。 (2) 过程:糖原合成的过程是本节课中的一个难点, 是一个抽象、复杂、重复的生化反应过程。为了有效突破这一难点, 也为下面的糖原分解奠定基础, 笔者利用了多媒体动画来启迪学生的思维和想像力, 将抽象的问题形象化、枯燥的知识生动化, 以利于学生理解掌握。接着设置问题:这些糖原又储存在何处?用多媒体课件展示肝糖原和肌糖原的图片, 此图能一目了然地展现糖原储存的部位和数量, 利于学生记忆。还可以向学生暗示肝糖原很有限, 从而为本节课的重点内容糖异生作用的引出埋下伏笔。
3.2.3 糖原分解 (1) 定义:
是指糖原分解为葡萄糖的过程。 (2) 过程:和上述糖原合成的过程相似。为此, 可采用同种方法进行突破, 这样可和上述的糖原合成做对比, 还可加深学生的印象, 利于学生的理解和记忆。这些肝糖原是有限的, 分解的葡萄糖餐后12到18个小时即可用完, 又由什么去补充血糖呢?以此问题抓住学生的好奇心, 激发学生的求知欲, 引导学生探究新问题。
3.2.4 糖异生作用的概念由非糖物质转变为葡萄糖或糖原的过程称为糖异生作用。
在此, 用多媒体课件详细解读非糖物质有3层意思: (1) 为本节课的重点糖异生作用的生理意义做铺垫; (2) 为知识拓展题埋下伏笔; (3) 最主要是为糖异生作用的过程搭桥。糖异生作用与糖酵解途径有一定的关联。为此, 笔者采用了教育理论中学生认知学习的程序过程:先启发引导学生将糖异生作用的过程和已学过的糖酵解途径做对比, 在此基础上引导学生深入分析并讨论, 让学生自己推出结果。如果学生遇到困难, 可向学生提示有3个不可逆反应, 并鼓励学生思考回答。这种以学生为主体的教学方法, 使学生对知识的学习变被动接受为主动获取, 培养了学生比较、分析、归纳总结问题的能力。
3.2.5 糖异生作用的过程这个过程基本上是糖酵解的逆过程。
部位:肝脏 (主要) 。设置过渡问题:为什么体内要进行糖异生作用?借此导入本节课的重点内容。
3.2.6 糖异生作用的生理意义 (1) 维持空腹或饥饿情况下血糖浓度的相对恒定。
用多媒体课件展示糖异生和血糖浓度的关系图, 揭示糖异生在饥饿或空腹时对保证血糖浓度相对恒定具有重要意义。为了提高学生运用知识解决问题的能力, 使学生能更深层次地理解和掌握这一重点, 可以提出一些观点:空腹运动或不吃主食减肥效果好。问学生是否可以提倡这一做法, 并引导学生讨论。这样不但能活跃课堂气氛, 激发学生探究问题的热情, 还能增强学生的自信心, 鼓励学生积极回答问题。如果学生回答不全面的话, 可以用上述非糖物质图对其进行启发引导, 顺势教育学生不论哪种减肥方法, 都必须要有理论依据, 不能违背科学, 否则就会对我们的身体健康不利, 从而让学生树立平时爱护身体, 预防疾病的意识。 (2) 有利于乳酸的利用。用多媒体课件展示乳酸利用循环图, 为了充分说明乳酸利用的重要性, 在此提出上次课留下的思考题:为什么剧烈运动后肌肉会有酸痛感?为什么休息后酸痛感会逐步消退?此题的前一问总结了糖酵解途径的生理意义, 后一问是留下悬念, 督促学生去预习这节课的重点内容。通过师生共同探讨, 得出的结论是:乳酸重新被利用, 故酸痛感逐步消退, 在此基础上师生共同归纳总结出乳酸循环的重要意义。这种理论联系实际, 实践指导理论的教育学原则, 使学生学得主动、学得轻松, 不仅收到了举一反三、触类旁通的效果, 而且提高了学生运用所学知识解决问题的能力。 (3) 调节酸碱平衡。对于防止酸中毒具有重要意义 (见第七、十章) 。
4 课堂小结 (5分钟)
为什么要保护好肝脏?课堂小结以思考题的方式进行, 有以下考虑: (1) 今天所学的内容全与肝脏有关, 学生通过回答此题, 可巩固本节所学的内容并对所学内容进行检测, 反馈并及时改进不足。 (2) 为后续脂肪和蛋白质的代谢做铺垫。 (3) 既然糖、脂肪和蛋白质的代谢主要在肝脏中进行, 则说明肝脏很重要, 中医上说:气大伤肝, 以此引导学生相互理解, 和睦相处。
5 知识拓展 (3分钟)
临床上对不能进食的患者如何治疗?通过此问题对学生的知识进行拓展, 为其将来临床课的学习打好理论基础, 达到融会贯通的目的。
6 课堂效果分析
“圆”在力的合成与分解中的妙用 篇8
1. 求解数
例1如图1,已知合力[F]和一个分力[F1]的方向以及另一个分力[F2]的大小([F2]的大小可根据解题需要取),问[F]可以分解为几组分力?
解析以合力[F]的箭头为圆心,以分力[F2]的大小为半径画圆. 由于分力[F1]的方向确定,所以这个圆会与[F1]的作用线不相交、相切或相交三种情况,如图2. 根据三角形定则,[F1]、[F2]的交点指向合力箭头的有向线段表示分力[F2]. 当[F2
例2已知合力[F]和两个不平行分力[F1]、[F2]的大小. 三力的大小的关系满足|[F1]-[F2]|<[F]<[F1]+[F2],问[F]可以分解为几组分力?
解析如图3,分别以[F]的始端、末端为圆心,以[F1]、[F2]的大小为半径画圆,两圆有两个交点,这时,[F]分解为[F1]、[F2]有两组解. 由于两分力没有被限制在纸平面内,现以[F]为转动轴旋转,得到两分力的方向,有无数组解.
2. 找极值
例3(1)已知合力[F]和一个分力[F1]的方向,求另一个分力[F2]的最小值;
(2)已知合力[F]的方向和一個分力[F1],求另一个分力[F2]的最小值.
解析(1)此题情境同例1中圆与[F1]相切的情况,这时两分力垂直,[F2]的最小值等于[Fsinθ].
(2)如图4,以分力[F1]的箭头为圆心画与[F]作用线相切的圆,即[F2]与[F]垂直时[F2]最小,最小值为[F1sinθ].
例4一个物体受到两个共点力[F1]、[F2]的作用,两个力间的夹角可以变化,其中[F1=]100N,[F2=]200N. 当两个力的合力[F]与[F2]之间的夹角最大时,合力[F]为多大?
解析如图5,以[F2]的箭头为圆心,[F1]的大小为半径画圆. 根据三角形定则,连接[F2]始端、[F1]末端的有向线段表示合力[F]. 旋转[F1],改变[F1]和[F2]的夹角,动态地观察合力[F]与[F2]之间的夹角变化情况. 当[F]与圆相切时,[F]与[F2]之间的夹角最大. 此时[F=F22-F12=2002-1002N=1003N].
3. 比大小
例5两个分力[F1]、[F2]的大小不变,当夹角从零增大到180°的过程中,求合力[F]大小的变化.
解析如图6,保持[F2]不变,以[F2]的箭头为圆心,以[F1]的大小为半径画圆,随着两分力夹角的增大,能清楚地看到合力[F]大小的变化情况,即[θ]增大,[F]减小.
例6若两个力[F1]、[F2]的夹角为[α](90°<[α]<180°),且[α]保持不变,则下列说法正确的是()
A. 两个力都增大,合力一定减小
B. 两个力都增大,合力一定增大
C. 两个力都增大,合力可能减小
D. 两个力都增大,合力可能大小不变
解析为了方便比较,以两力作用点[O]为圆心,以原合力[F]的大小为半径画圆,从图7的三种情况中可以看出:当[F1]增大到[F1],[F2]增大到[F2]时,合力F的大小可能减小、不变或增大,同理可知一个力增大时合力的变化也存在以上三种可能.
答案CD
4. 看方向
例7橡皮条的一端固定在[A]点,另一端同时作用两个力,使橡皮条伸长到[O]位置,这时两个力[F1]、[F2]与[OA]夹角分别为[α、β],如图8([F1]与[F2]间的夹角为锐角). 现保持[F2]大小不变,[β]角减小一些,并仍保持橡皮条伸长到[O]位置. 下列说法可能发生的是( )
A. [α]减小,[F1]增大B. [α]不变,[F1]增大
C. [α]增大,[F1]增大D. [α]增大,[F1]减小
解析根据三力的平衡条件,[F1]、[F2]的合力[F]沿[OA]延长线的方向,利用平行四边形定则可以画出[F]. 三个力中,[F2]大小不变,合力[F]的大小、方向不变(因为要保持橡皮条伸长到[O]位置).
如图9,以[O]点为圆心,以[F2]的大小为半径画圆,初始[F2]的箭头与圆交于[B]点,过[B]点作初始[F1]的平行线,与圆交于[C]点,[C]点是[F1]方向变化的临界点. 当[F2]的箭头沿圆弧[BC]左移时,[α]角比初始值小;[F2]指向[C]点时,[α]角等于初始值;[F2]的箭头沿圆弧从[C]点左移时,[α]角比初始值大. 连接[F2]箭头和[F]箭头的有向线段表示[F1],可以看出在[β]角减小的过程中[F1]一直增大.
高一物理力的合成教案 篇9
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(关于平行请参考扩展资料中的“平行与分解”),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.
八年级物理运动与静止教案 篇10
物理 主讲人:徐希
课题 :第三章 物质的简单运动
第1课时 运动与静止
一、教学目标
1.知道机械运动的概念。2.理解参照物的概念。
3.会根据参照物判断物体的运动状态。4.会根据物体的运动状态判断参照物。5.掌握物体的运动和静止是相对的。
二、重点:根据所选的参照物判断物体运动还是静止。
三、难点:根据物体的运动状态找出所选的参照物。
四、教学设计 引入
播放图片让学生感知我们处在一个不断运动的世界。提问引入。
2、授新
机械运动的概念:在物理学中,把一个物体相对于另一个物体位置随时间的变化称为机械运动,简称为运动。
播放图片进一步加深学生对机械运动概念的理解。引出参照物的概念:
被选作参照标准的物体,叫做参照物。再引导学生自己得出静止的概念:
如果一个物体相对于参照物的位置没有发生改变,则称这个物体是静止的。引导学生观察图片,回答问题(1)以树为参照物,骑车者是运动的还是静止的。
(2)一起骑车者为参照物,树是运动的还是静止的。
再引出参照物的选择原则:
1、参照物的选择是任意的,可以是静止的或运动的物体。
2、参照物一旦选定,假定其处于静止。
3、不能选择要研究的物体自身为参照物。物理学中一般选取地面或相对地面静止的物体为参照物。
通过一个小的学生实验进一步加深学生参照物选取的理解和应用。
【学生实验】两人一组,把课本放在桌上,课本上放橡皮(或直尺)推动课本使课本沿桌面缓慢运动。两人讨论互答:
选取课桌作参照物,橡皮和课本是运动还是静止? 选择课本作参照物,橡皮和课桌是运动还是静止?
选择橡皮作参照物,课桌和课本是运动还是静止? 观察图片根据物体的运动状态,找出所选的参照物。观察图片理解运动和静止的相对性
相对静止的应用:空中加油站,同步卫星,接力赛传棒。
在引导学生得出相对静止的条件:(1)运动快慢相同(2)运动方向相同 机械运动根据运动的路线分直线运动和曲线运动
3、课堂小结:
一、运动与静止
1、运动是绝对的
2、机械运动
3、参照物
4、运动和静止的相对性
5、机械运动分直线运动和曲线运动 1.下列几项运动中属于机械运动的是(B)A、春天桃树上结出了桃子 B、秋天熟透的苹果落向地面 C、上课铃声传到同学耳中 D、晚上探照灯照向天空炼
2、“刻舟求剑”是人人皆知的典故,楚人之所以没有通过“刻舟”而求得“剑”是由于他不懂船相对于河岸是 的,而剑相对于河岸是 的。
3、“小小竹排江中游,巍巍青山两岸走”,“竹排江中游”是以 为参照物,“青山两岸走” 是以 为参照物。
4.试分析下列各题以谁作参照物。①上升的电梯里的人是静止的; 以电梯为参照物
②下降的电梯上的人看到墙向上运动;
以人或电梯为参照物
物理运动的合成与分解的教案 篇11
玉屏名族中学 安力
(一)教学目标 1.知识与技能
(1)了解什么是常规能源,什么是新型能源(2)了解能源与人类生存环境的关系,使学生认识能源的合理利用与环境保护对可持续发展的重要意义
2.过程与方法
(1)通过指导学生分析事例,培养学生分析问题和理论联系实际的能力(2)通过指导学生阅读教材,培养学生的自学能力
(3)未来的能源应该是安全、环保、高效的能源.对能源标准的讨论,将有助于学生树立有关能源的正确观点 3.情感、态度与价值观
(1)了解大量的能源消耗带来的全球性环境问题(2)提高学生的节能、环保意识
(二)教学重难点
重点:
1、能源、常规能源、可再生能源的教学
2、能源和环境之间的关系
难点:能源和环境之间的关系
(三)教学过程
引入
热力学第二定律告诉我们,很多与热现象有关的物理过程都是不可逆的。涉及内能的能量转化过程具有方向性,这在上一节已经提到过了。在本节,我们讨论这种方向性的现实意义。
一、能源
一段木料燃烧后化为灰烬,能够释放给我们所需要的能量。然而,灰烬却不能立即被合成而成为一段木料。但是,我们至少可以将灰烬作为肥料施在一颗小树苗上,促成它长成一段未来的木料,以供人类(可能是种树、施肥者的子孙,也可能是别人的子孙)再次燃烧。
在这一人与资源的交互行为中,我们会发现,首先,能量转化的方向性并没有被破坏,也就是说,热力学第二定律仍被得到尊重。其次,这将形成了一个循环,因为只要时间足够,让树苗成长成为木料的数目大于我们燃烧木料的数目,它就不会破坏需求与资源的动态平衡关系。其三,在这个循环中,必须要有第三者参与——如果没有太阳的光合作用,循环就终止了——所以人与资源(树木)之间并不是“今天你给我,明天我还给你”的关系(我们与其说在燃烧树木,还不如说是在利用储存的太阳能)。其四,这种循环还有一种隐忧,那就是:灰烬“成为”树木的速度要远远小于树木变成灰烬的速度,表面的平衡是以内部数量上的不平衡为代价的。
以上的四点中,第三点事实上已经决定了循环“返回”过程的速度(不能由人类
操控),第二点和第四点则意味着人类的行为、世界观对“平衡”能否被破坏有着直接的关系。
在工业化时代到来之前,人们过着田园牧歌式的生活,没有电器、没有汽车、没有空调,人类使用大自然的资源只是为了满足最基本的生活需求,因此,这种“平衡”没有被破坏。
随着工业化时代的到来,这种状况立即显现出危机,循环就要被终止了。于是,人们想到了地底下的资源:煤和石油。他们提供的能量很有用,燃烧的速度和效能和木材相差无几。但是,形成煤和石油的速度比长成树木的速度,就不能同日而语了!可以这样说,人们自从使用煤的第一天起,就没有想到一个可能形成循环的问题,更不用说什么平衡了。所以,煤和石油事实上是一种坐吃山空的资源:我们今天用得越多,我们的子孙将来可以使用的就越少。
在不久的将来,人们用完了所有的煤和石油,会怎么办?这是一个令社会学家睡不安枕的问题。
然而,经济学家们却不这样看。经济学教授给学生们讲课,出了这样一个题目:地底下现有石油储量X吨,近五年的开采量是Y吨/年,请预测石油将在多少年后被开采完?有的学生开始用计算器摁键:X/Y = ? „这样的学生被认为是经济学的盲者。教授的观点是:永远也开采不完。因为,随着石油储量的减少,开采的成本会加大,成本大于销售价格时,市场规律决定了人们在也不会去开采石油了。此时石油存在事实已经失去了利用价值,任它在地底下沉睡多少年也和我们没有关系了。
那么人们会使用什么能源呢?巨大的市场潜力和利润空间将驱使人们去研究一种石油的替代品。因此,能源的危机也就解决了。
是社会学家们悲天悯人,还是经济学家们盲目乐观?这需要我们冷静地去判断。至少,以下的一些事实可以显示,这两派观点都有一定的道理——
世界上石油储量最大的中东地区一直是发达国家关注的焦点,外交、军事莫不围绕着这片从地表上看毫无魅力的区域打转。世界警察(美国)和他的随从们最愿意去管中东的事情:两次海湾战争、伊拉克战争等等„说明能量消耗巨大的富国们对石油的心痛程度。
令以一方面,“替代品”——新能源的研发、形式层出不穷。
1、水能:水作为能量的载体,被太阳能驱动地球上三栖(水、陆、空)循环。地表水的流动时,在落差大、流量大的地区,形成可利用的水能资源。目前世界上水力发电还处于起步阶段。
2、海洋能:由于地球受月球和太阳引力的周期性不均衡,海水发生非气候性的涨潮和落潮现象,形成潮汐。潮汐蕴含着巨大能量,既可以用来推动机械装置,又可以用来发电。
此外,由于海水表层和深层间的存在很大的温差,利用这种温差也可以发电(*因为水的沸点与气压有关,如果建造一个装置,用抽真空的方法使表层的海水在20摄氏度时汽化,并推动汽轮机,再将深层的冷水提上来使蒸汽冷却,如此周而复始,就可以发电了。除这种方法外,还可以用低沸点的流体如丙烷和氨来作为热机的工作介质)。法国已经建成了世界上第一座温差发电站,发电容量为14,000kW。
3、风能:利用风的机械能发电,风能是一种重要的自然能源。据有关专家估算,在全球边界层内的总能量为1.3×1015瓦,一年中约为1.4×1016千瓦时电力的能量,相当于目前全世界 每年所燃烧能量的3000倍。其中1/10为可取用的极限量。
风能的优点是:总能量巨大,利用简单、无污染、可再生。缺点是:能量密度低(当流速同为3米/秒时,风力的能量密度仅为水力的1/1000)、不稳定性大,连续性、可靠性差,时空分布不均匀。
4、生物质能:利用厌氧微生物在密闭条件下分解(废弃)有机物,产生沼气,沼气具有很高的热值,燃烧后生成二氧化碳和水,不污染空气,不危害农作物和人畜健康。生成沼气的原料本身就是各种废弃物,生产过程可以减少(有机物)垃圾的数量。
在农村到处可以看到许多生物质的废弃物,如人畜粪便、秸秆、杂草和不能食用的果蔬,等等。将这些废弃物收集起来,经过细菌发酵可以产生沼气,用沼气做燃料和照明,也可以发电。
5、太阳能:太阳能是一种可广泛利用的清洁能源。我们目前的利用方式主要是两种——
一是将阳光聚焦,将光能转化为热能(传说阿基米德就曾经利用聚光镜反射阳光,烧毁了来犯的敌舰)。在日照充分的地方,人们在生产和生活中已大量使用太阳灶、干燥器和太阳能热水器(太阳能热水器的构造要简单的多。因为不需要它产生太高的温度。在大多数情况下,可以将太阳能热水器的集热器制成箱式、蛇型管式、直管式、平板式或枕式,通过管道与水源和储水箱相连。太阳能热水器在我国北方比较常见)。
二是将太阳能转化为化学能,再用化学能发电。比较常见的光电池是硅电池(它能将13%-20%的日光能转化为电能)。许多电子计算器和其他小型电子仪器现在已经采用太阳能电池供电,人造卫星和宇宙飞船更是主要依靠太阳能电池来提供电力。
但是阳光在达到地面以前要经过大气的反射、散射和吸收,能量损失较大,加上阴天、昼夜变化和雨雪等降水过程的影响,目前地面上利用日光发电受到一定限制。
无论是生物质能、风能,还是水力、温差和潮汐能,归根结底都是太阳能的转化形式。即使矿物燃料,也是通过生物的化石形式保存下来的亿万年以前的太阳能。
6、地热能:用地热采暖、将地热用于农业、水产养殖业、工业生产等,在全世界范围内受到关注。(从直接利用地热的规模来说,最常用的是地热水淋浴,占总利用量的1/3以上,其次是地热水养殖和种植约占20%,地热采暖约占13%,地热能工业利用约占2%)。
利用地热能,占地很少,无废渣、粉尘污染,用后的弃(尾)水既可综合利用,又可回注到地下储层,达到增加压力、保护储层、保护地热资源的双重目的。*据美国地热资源委员会(GRC)1990年的调查,世界上18个国家有地热发电,总装机容量5827.55兆瓦,装机容量在100兆瓦以上的国家有美国、菲律宾、墨西哥、意大利、新西兰、日本和印尼。我国的地热资 源也很丰富,但开发利用程度很低。主要分布在云南、西藏、河北等省区。除以上利用外,从热水中还可提取盐类、有益化学组分和硫磺等。
7、核能:铀在自然界中有三种放射性同位素:U235、U238、U234,在衰变过程中放出热量。在军事上铀主要用来制造核武器和核动力燃料。铀的和平用途十分广泛,其
中最主要的是用作核电反应堆的燃料。
由于核电具有发电成本低、对环境污染小和安全等优点,世界各国,尤其是工业发达的国家和地区都大力发展核电,估计到2000年核电将达到世界总发电量的25%左右。我国已建成秦山、大亚湾核电站,目前还有多处正在筹建。
铀裂变时产生的同位素及其射线,在工农业生产和科学技术领域中有广泛的用途。例如,在工业上利用射线实现生产自动控制,无损伤检查等;在农业上利用射线培育良种,防止病虫害等;在医学上用于灭菌消毒,临床诊断及治疗;在地质勘探工作中用来找矿等等。
从种种迹象看来,能源危机的解决也许并不是难事。但这是不是就意味着人类可以高枕无忧呢?答案是否定的——
二、环境
可以说,自打人类寻找到木材的替代品——煤和石油开始,就已经意识到了“替代”绝不就是“等同”。我们前面说过,木料的灰烬能够作为肥料施在小树下,这样就促进了循环的完整与良性发展,而煤渣并不能做到这一点。也许学过化学的我们会说,煤和石油的衍生物也可以制成肥料,但是,请大家不要忘了,木料的灰烬可以被大自然“照单全收”地降解、燃烧的二氧化碳也是植物(新树苗)呼吸作用的必须,可煤燃烧的废渣、石油的衍生物(塑料等)却不能或很难被降解,他们燃烧的废气(二氧化硫等)是天怨人怒的有害物质(石油燃烧的废气还是城市人们致癌的罪魁祸首)。所以说,垃圾问题、大气问题,共同构成了——环境问题。
在新的能源中,环境问题是不是彻底解决了呢?从前面介绍的1~6种能源中,人们确实充分考虑了这个问题,理论上是不会有环境问题的。但是,不知大家注意到了没有,它们都会受自然条件和资源条件的制约(没有风,风车能转吗?太阳能需要面积,你能把热效应管架在别人的房子上去吗?潮汐能需要海岸线的长度,你去侵略别人的海域吗?)。随着人们需求的增长,可以说,这前6能源的供应量必然不能满足要求,所以第7种能源成为人们关注的焦点:核能(因为它有一个突出的优点,那就是能量巨大)。在发达国家,核能的使用量日益增多„但是,核能的直接或潜藏的环境问题比煤合石油的要严重得多„
人类要在以上问题中寻求一种协调与和谐,在调整需求意识、珍惜资源、科研开发等多个方面都有工作要做。无论今后大家会致力于哪一方面的工作,今天的意识形成都会大有必要。
三、小结
本节我们介绍了能源于环境的问题,通过介绍,希望大家能够了解:
1、能量和能源是两回事;
2、非再生能源和可再生能源是两回事;
3、人类不能打破与环境的和谐,破坏环境等于摧毁自己的生存家园。
(四)作业 阅读教材;
高中物理行星的运动教案 篇12
教学目标 知识与技能
1.知道地心说和日心说的基本内容.
2.知道所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在椭圆的一个焦点上.
3.知道所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等,且这个比值与行星的质量无关,但与太阳的质量有关.
4.理解人们对行星运动的认识过程是漫长复杂的,真理是来之不易的.
过程与方法
通过托勒密、哥白尼、第谷·布拉赫、开普勒等几位科学家对行星运动的不同认识,了解人类认识事物本质的曲折性并加深对行星运动的理解.
情感、态度与价值观
1.澄清对天体运动裨秘、模糊的认识,掌握人类认识自然规律的科学方法.
2.感悟科学是人类进步不竭的动力.
教学重点、难点 教学重点
理解和掌握开普勒行星运动定律,认识行星的运动.学好本节有利于对宇宙中行星的运动规律的认识,掌握人类认识自然规律的科学方法,并有利于对人造卫星的学习.
教学难点
对开普勒行星运动定律的理解和应用,通过本节的学习可以澄清人们对天体运动神秘、模糊的认识.
教 学 方 法 探究、讲授、讨论、练习教 学 手 段 教具准备
挂图、多媒体课件
教 学 活 动
[新课导入]
【多媒体演示】天体运动的图片浏览。
教师:在浩瀚的宇宙中有无数大小不一、形态各异的天体,如月亮、地球、太阳、夜空中的星星……由这些天体组成的广袤无限的宇宙始终是我们渴望了解、不断探索的领域。关于天体的运动,历史上有过不同的看法.
(课件投影)中国古代天文学观
我国古代先民看到北极星常年不动,以及北斗七星等拱极星的回转,便以为星空是圆的,就像是一只倒扣着的半球大锅,覆整在大地上,而北极则是这盖天的顶,又认为地是方的,就像一张围棋盘,此即“天圆地方”说.东汉时的天文学家张衡提出“浑天”说,认为天就像一个大鸡蛋,地球就是其中的蛋黄.
中国古代通常将历法和天文联系在一起.历法注重天体运行的长时间段的重复周期,而不注重天体在三维空间中的运行情况.与古希腊人和中世纪的欧洲人不同,中国历法家很少关心宇宙结构方面的讨论.在汉朝的大部分时期,人们满足于这样的假设:有人居住的世界是一小块中心区域.靠近平面大地中央,这个平面大地是一个绕着倾斜的轴旋转的天球的直径面.天体在该天球的内面移动,但它们靠何种机制来进行这种运动则没有讨论.
中国古代有丰富的天文记录.公元前第二个千年的后期,甲骨文中已记载了新星现象.从约公元苗2开始,在官方文件中已有关于新星的连年记载,还有流星雨、彗星、日食、太阳黑子以及异乎寻常的云、板光之类的记载,或对蕾星的跟踪观测的记录.这些现象的观测者都使用了制作精良的大型浑天仪和其他刻度仪器,所观测的天体位置,其精确程度毫不逊色于欧洲在第谷之前的观测.
学生阅读后对探索宇宙产生兴趣.
师:在广袤无垠的宇宙中有着无数大小不一、形态各异的天体.如太阳、月亮、夜空中闪烁的星星……吸引了人们的注意,智麓的头脑开始探索天体运动的奥秘.它们的运动是靠神的支配,还是物理规律的约束?经过不懈的努力,科学家们对它已有初步的了解,这一节让我们循着前人的足迹学习行星运动的情况.
[新课教学]
一.“地心说”和“日心说”之争
[讨论与交流]
展示问题:
请阅读教材第一段
1.古人对天体运动存在哪些看法?
生:“地心说”和“日心说”.
师:2.什么是“地心说”?什么是“日心说”’?
生:”地心说”认为地球是宇宙的中心,是静止不动的,大阳、月亮以及其他行星都绕地球运动, “日心说”则认为太阳是静止不动的,地球和其他行星都绕太阳运动.
“地心说’的代表人物:托勒密(古希腊).“地心说’符合人们的直接经验,同时也符合势力强大的宗教神学关于地球是宇宙中心的认识,故地心说一度占据了统治地位.生:“日心说”战胜了“地心说”,最终被接受.
[讨论与交流]
展示问题:
师:“日心说”战胜了“地心说”,最终真理战胜了谬误.请同学们阅读第64页《人类对行星运动规律的认识,中托勒密:地心宇宙,哥白尼:拦住了太阳,推动了地球.交流讨论,找出“地心说”遭遇的尴尬和“日心说’的成功之处.
生:地心说所描述的天体的运动不仅复杂而且问题很多,如果把地球从天体运动的中心位置移到一个普通的、绕太阳运动的位置,换一个角度来考虑天体的运动,许多问题都可以解决,行星运动的描述也变得筒单了.
“日心说”代表人物:哥白尼,“日心说”能更完美地解释天体的运动.
二、开普勒行量运动定律
[做一做]
用图钉和细绳画椭圆
可以用一条细绳和两图钉来画椭圆.如图7.1—l所示,把白纸镐在木板上,然后按上图钉.把细绳的两端系在图钉上,用一枝铅笔紧贴着细绳滑动,使绳始终保持张紧状态.铅笔在纸上画出的轨迹就是椭圆,图钉在纸上留下的痕迹叫做椭圆的焦点.
想一想,椭圆上某点到两个焦点的距离之和与椭圆上另一点到两个焦点的距寓之和有什么关系?
[课堂训练]
(分四小组进行)
师;阅读教材第二段到最后,并阅读第64页《人类对行星运动规律的认识)中第谷:天才观察家,开普勒:真理超出期望,投影展示以下问题:
师:1.古人认为天体做什么运动?
生:古人把天体的运动看得十分神圣,他们认为天体的运动不同于地面物体的运动,天体做的是最完美、最和谐的匀逮圆周运动.
师:2.开普勒认为行星做什么样的运动?他是怎样得出这一结论的?
生:开普勒认为行星做椭圆运动.他发现假设行星傲匀逮圆周运动,计算所得的数据与观测数据不符,只有认为行星做椭圆运动,才能解释这一差别.
师:3.开普勒行星运动定律哪几个方面描述了行星绕太阳运动的规律?具体表述是什么?
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