高中物理教案力学和相关例题
一、教学目标
(一)知识方面
1. 掌握质点的运动规律,并能运用规律分析、解决实际问题。
2. 理解动量、冲量、动量定理,并能运用它们分析、解决实际问题。
(二)能力方面
1. 进一步提高学生的逻辑思维能力,加强分析问题和解决问题的能力。
2. 初步培养学生在科学研究中的实验能力和数学运用能力。
(三)思想教育方面
通过力学基本内容的讲授,使学生明确自然界物质运动的多样性,自然界运动的统一性以及物体运动变化的相互联系。
二、重点和难点
(一)重点
1. 质点运动的描述。
2. 动量和冲量。
3. 动量定理。
(二)难点
1. 对瞬时速度、加速度的理解。
2. 动量定理的应用。
三、教具
多媒体课件、实物投影仪、图片等。
四、课时安排
本节内容约为2课时。
五、教学步骤设计
(一)引入课题:从牛顿第三定律的内容引入动量及动量定理的概念。
(二)讲授新课:
1. 质点的运动描述:以打点计时器研究小球的运动为例,引出位移时间图象和速度时间图象的概念,并让学生分析图象,得出位移和速度的表达式,并加以讨论,得出结论。并介绍有关匀速直线运动的概念及匀变速直线运动的规律,并给出加速度的定义。通过加速度的定义可引出速度变化量,从而引入加速度与速度变化量的关系,得出速度变化量的表达式。以火车进站刹车问题为例,介绍怎样运用这些规律和定理解题。并介绍匀速圆周运动向心力的表达式。以汽车过拱桥的问题为例,介绍运用这些知识解题的方法。最后介绍相对运动的概念。
2. 动量和冲量:以投篮为例,介绍动量和冲量的概念及计算公式,并以动量守恒定律的内容为例,介绍动量守恒定律的几种常见类型及应用动量守恒定律解题的一般步骤。以反冲运动火箭升空为例,介绍怎样运用动量守恒定律解题。并介绍动量定理的内容及动量定理的表达式。以短跑比赛为例,说明动量变化和冲力之间的关系,并通过一些具体实例说明怎样运用动量定理解题的一般步骤和方法。最后介绍爆炸问题的一种特殊情况——临界问题。以图片形式介绍几种常见的临界情况的特点及应用方法。并以火箭发射实例说明动量和动能的区别。以汽车刹车问题为例,说明怎样运用动量和冲量知识解题的一般步骤和方法。以汽车过拱桥的问题为例,说明怎样运用动量定理解题的一般步骤和方法。最后介绍在什么情况下运用动量定理解题比较简单的问题。通过具体实例说明什么是动量的变化率,即加速度。并介绍怎样运用加速度知识解题的一般步骤和方法。最后介绍在什么情况下运用牛顿第二定律和运动学公式解题比较简单的问题。通过具体实例说明什么是力的等效作用,即合外力做的功等于各个力做功的代数和。并介绍怎样运用这一结论解题的一般步骤和方法。最后小结本节内容,并指出在解题时应注意的问题。
六、布置作业(见课后习题)
高中物理教案:力学
教学目标:
1. 掌握牛顿运动定律及其适用范围,能理解惯性概念。
2. 能运用牛顿运动定律处理简单的动力学问题,能用隔离法分析物体间的相互作用。
教学重点:
牛顿运动定律的应用。
教学难点:
牛顿第二定律公式的应用。
教学过程:
一、引入课题
二、讲授新课
1. 牛顿第二定律的内容和适用条件。
例1. 质量为2kg的物体在水平拉力的作用下,在粗糙的水平面上运动,已知物体与地面间的动摩擦因数为0.5,物体运动的加速度大小是2m/s2,求物体所受的水平拉力的大小。
2. 牛顿第二定律的数学表达式及其单位。
例2. 一质量为5kg的物体在水平拉力作用下,在水平面上做匀速直线运动,已知物体受到的水平拉力为50N,求物体所受的摩擦力的大小。
3. 牛顿第二定律的应用——隔离法分析物体间的相互作用。
例3. 质量为3kg的物体与水平面间的动摩擦因数为0.5,在与水平方向成30°角斜向上的拉力作用下,从静止开始运动,拉力大小为10N,求物体在4s末的速度和4s内发生的位移。(取g=10m/s2)
三、课堂小结(略)
四、布置作业(略)
高中物理教案力学和相关例题常见问题
一、质点的运动(力学)
1. 参照系、坐标系
(1)参照系:要描述一个物体的运动,首先要选定某个其他物体作为标准,这个其他物体就是参照系。对同一物体,选择不同的参照系,观察的结果可能不同。
(2)坐标系:为了定量地描述物体的位置,需要在参考系上建立适当的坐标系,用来表示物体在空间的位置。
2. 参考系和坐标系的关系
坐标系是建立参考系的目的是定量地描述物体的位置。
3. 运动学公式
高中阶段主要掌握匀变速直线运动的公式。
(1)速度公式:v=v0+at
(2)位移公式:s=v0t+1/2at^2
(3)位移速度关系:$Delta v = Delta t$
二、牛顿运动定律应用的一些常见问题
1. 整体法与隔离法:隔离法和整体法是分析物体受力情况的基本方法,也是牛顿定律应用的两种基本方法。在具体问题中,往往要灵活运用。
2. 临界和极值问题:在平衡和运动过程中,常常会存在一些“或然”或“偶然”状态,此时物体处于或然平衡状态,物体的运动状态由另一物理量的极值或最值决定。解决这类问题的关键是分析物体处于临界状态时对临界条件的掌握。
3. 超重和失重问题:物体对支持物的压力大于物体所受重力称为超重,物体对支持物的压力小于物体所受重力称为失重。在超重和失重时,物体的重力并没有改变。超重时增加的重量和失重时减少的重量都是物体重力的一部分。超重和失重现象只发生在竖直方向上。
例题:一质量为$m$的小球从光滑斜面顶端滑下,斜面高度为h,求小球到达斜面底端的速度大小?
分析:小球从光滑斜面上滑下时,受到重力、支持力,只有重力做功,机械能守恒。根据机械能守恒定律列式求解即可。
三、动量定理的应用
动量定理的应用条件是物体受到的是恒力作用,或者是变力作用但合外力为零,而且作用时间要足够长。在应用动量定理解题时要注意几个要点:一是明确研究对象;二是明确物体的初末状态以及初末速度的方向;三是注意动量定理公式中的各个物理量的正负号的意义。
例题:质量为$m$的小球从光滑斜面顶端滑下,斜面高度为h,求小球到达斜面底端的速度大小?
分析:小球下滑过程中受到重力作用,且方向竖直向下,故小球做加速运动。由于斜面是光滑的,故小球受到的合外力等于重力,根据动量定理列式求解即可。
小结:高中物理中常见的几种解题方法有:整体法、隔离法、临界法、极值法、对称法、假设法等。解题时要根据具体问题选择合适的方法。
以上就是高中物理中力学部分的一些常见问题和解决方法。在学习过程中要注意理解概念和规律,掌握基本方法,并能够灵活运用。