高中物理必修二学案

合集下载

高中物理教学必修二教案

高中物理教学必修二教案
教学目标：
1. 理解功的概念，掌握功的计算方法。

2. 了解功率的概念，掌握功率的计算方法。

3. 理解机械能守恒定律，并能用守恒定律解决相关问题。

教学重点：
1. 功的计算方法
2. 功率的计算方法
3. 机械能守恒的应用
教学难点：
1. 机械能守恒的理解和应用
教学过程：
一、导入新知识（10分钟）
通过一个简单的实验，让学生感受力的作用，引出功的概念。

二、学习新知识（30分钟）
1. 讲解功的概念和计算方法
2. 讲解功率的概念和计算方法
3. 讲解机械能守恒的理论基础
三、案例分析（20分钟）
通过几个实际案例，让学生思考并运用所学知识解决问题。

四、讨论交流（10分钟）
学生就所学知识进行讨论，分享自己的理解和看法。

五、小结复习（10分钟）
总结本节课的重点内容，并布置作业。

教学反思：
本节课设计采用了理论讲解、案例分析和讨论交流等多种教学形式，使学生在理解基本概念的同时，能够灵活运用所学知识解决问题。

但需要注意引导学生在讨论交流环节发言，并及时纠正他们的错误观念，以确保教学效果。

高中必修二物理功教案

高中必修二物理功教案
课时安排：1课时
教学目标：
1.了解光的概念和性质。

2.认识光的传播方式。

3.掌握凸透镜的焦距计算方法。

教学重点：
1.光的性质。

2.凸透镜的焦距计算方法。

教学难点：
1.理解光的折射和反射。

2.应用凸透镜的焦距计算方法解决问题。

教学准备：
1.教科书《高中物理必修二》。

2.投影仪、教学PPT。

3.凸透镜、光源等实验器材。

教学步骤：
一、导入（5分钟）
教师通过展示一些生活中的光现象，引导学生讨论光的性质以及传播方式。

二、理论讲解（15分钟）
1.介绍光的概念和性质，包括光的波动性和粒子性。

2.讲解光的传播方式，包括直线传播和折射传播。

三、实验演示（10分钟）
教师进行凸透镜的实验演示，让学生观察焦距的变化，加深对焦距的理解。

四、练习与讨论（15分钟）
1.学生进行凸透镜焦距计算的练习，巩固所学知识。

2.教师带领学生讨论焦距计算方法及其应用。

五、总结与反思（5分钟）
教师进行本节课内容的总结，引导学生思考光学知识在日常生活中的应用。

六、作业布置（5分钟）
布置相关作业，巩固本节课所学内容。

教学反思：
本节课通过理论讲解、实验演示、练习讨论等方式，使学生理解了光的概念和传播方式，掌握了凸透镜的焦距计算方法。

在今后的教学中，应该多注重学生的实践能力和问题解决能力的培养，更加贴近学生的学习需求，激发学生学习的兴趣和热情。

高中物理必修二新新学案电子版

高中物理必修二新新学案电子版1、用天平测小石块质量的实验中,有如下实验计划,正确的操作顺序是（）①将游码移至标尺左端的“0”刻度线处;②将托盘天平放置在水平工作台面上;③在天平的左盘放入小石块;④调节平衡螺母,使天平横梁平衡;⑤用镊子在右盘中加减砝码,移动游码,使天平平衡;⑥正确读出砝码和游码的示数. [单选题] *A. ①②③④⑤⑥B. ②①④③⑤⑥(正确答案)C. ②③①④⑤⑥D. ③②①④⑤⑥2、82．甲、乙两球的质量相等，体积关系为V甲＝6V乙，构成两球物质的密度关系为ρ乙＝3ρ甲。

如果两球中有一个是空心的，另一个是实心的，则下列说法中正确的是（）[单选题] *A．甲的空心部分体积为V乙B．甲的空心部分体积为3V乙(正确答案)C．乙的空心部分体积为1/4V乙D．乙的空心部分体积为3/4V乙3、16．为了探究声音的产生条件是什么，以下几个实验方案，你认为能说明问题的实验是（）[单选题] *A．放在钟罩内的闹钟正在响铃，把钟罩内空气抽出去一些后，铃声明显减小B．把正在发声的防水音乐盒放入水中，我们仍能听见音乐盒发出的声音C．吹响小号后，按不同的键使其发出不同的声音D．在吊着的大钟上固定一支细小的笔，把钟敲响后，用纸在笔尖上迅速拖过，纸上可以看到一条来回弯曲的细线(正确答案)4、C.影动疑是玉人来D.厕所大脏，奇臭难闻(正确答案)答案解析：A、酒香不怕巷子深，说明酒精分子能产生扩散现象，说明酒精分子可以做无规则的热运动．故A正确．B、花香扑鼻是一种扩散现象，说明分子在做无规则的热运动．故B正确．C、隔墙花影动，疑是玉人来，是由于光直线传播产生的现象，与分子热运动无关．D、厕所太脏，其臭难闻同，说明分子在做无规则运动．故D正确．有关电动势的说法中正确的是（）*A.电源的电动势等于内、外电路电势降之和(正确答案)5、自行车是很普及的代步工具，不论它的品牌如何，从自行车的结构和使用上来看，它涉及许多物理知识，判断下列说法的正误：1．自行车轮胎、车把套、脚踏板以及刹车处均刻有花纹，并且都使用动摩擦因数大的材料，从而增大摩擦力．[判断题] *对(正确答案)错6、85．在“用托盘天平称物体的质量”的实验中，下列哪项操作是错误的（）[单选题] * A．使用天平时，应将天平放在水平工作台面上B．天平调平后在称量过程发现横梁不平衡，此时可以通过调节平衡螺母使横梁平衡(正确答案)C．称量时左盘应放置待称量的物体，右盘放置砝码D．观察到指针指在分度盘的中线处，确定天平已平衡7、7．舞龙舞狮是我国民间的传统习俗，舞龙舞狮过程中，往往用敲锣和击鼓来助兴，下列说法正确的是（）[单选题] *A．锣鼓声响起时远近不同的观众都能听到，说明声音传播不需要时间B．越用力敲击锣面，锣面振动幅度会越大，发出声音的音调越高C．人们能区分锣声和鼓声，主要是它们的音色不同(正确答案)D．围观的一些小孩捂住耳朵，是为了在传播过程中减弱噪声8、26．物理知识是从实际中来的，又要应用到实际中去，下面是小芳同学利用所学物理知识对身边的一些物理现象进行的分析和计算，正确的是（）[单选题] *A．已知空气的密度为29kg/m3，教室内空气的质量约300kg(正确答案)B．人体的密度跟水的密度差不多，那么初中生身体的体积约为5m3C．体积为100cm3的冰块，全部熔化成水后，体积仍为100cm3D．一个塑料瓶，用它装水最多能够装水5kg，用它也能装下5kg的酒精9、5．“神舟”七号的返回舱打开降落伞后减速下降时处于平衡状态．[判断题] *对错(正确答案)10、33．关于物态变化，下列说法正确的是（）[单选题] *A．寒冷的冬季，户外说话时会冒“白气”，这是汽化现象B．浴室内洗澡时会发现浴镜上出现一层水雾，这是液化现象(正确答案)C．打针吋要在皮肤上擦酒精，酒精会很快变干，这是升华现象D．寒冷的冬天，房屋的玻璃窗内表面出现美丽的冰花，这是凝固现象11、用撒铁屑的方法可以判断条形磁铁N极位置[判断题] *对错(正确答案)答案解析：铁屑可以判断磁极的位置，但是无法判断具体是S极还是N极，利用小磁针可以判断具体的S极和N极12、3．海绵受挤压发生形变，桌面受挤压不会发生形变．[判断题] *对错(正确答案)13、6．在月球上的同一高度同时释放羽毛和铁锤，铁锤先落地，羽毛后落地．[判断题] *对错(正确答案)14、34．关于物质的密度，下列说法正确的是（）[单选题] *A．铜的密度是9×103kg/m3，表示lm3铜的质量为9×103kg(正确答案)B．一罐氧气用掉部分后，罐内氧气的质量变小密度不变C．一块砖切成体积相等的两块后，砖的密度变为原来的一半D．密度不同的两个实心物体，其质量一定不同15、小明在蹦床上做游戏，从接触床面到运动至最低点的过程中，他的重力势能减小，蹦床的弹性势能增大[判断题] *对(正确答案)错答案解析：小明的动能先增大后减小16、8．将耳朵贴在长铁水（管中有水）管的一端，让另外一个人敲击一下铁水管的另一端。

教科版高中物理必修第二册2-2-2究向心力F的大小与质量m、角速度ω和半径r之间的关系课时学案含答案

第2课时探究向心力F的大小与质量m、角速度ω和半径r之间的关系实验必备·自主学习——突出基础性素养夯基一、实验目的探究向心力与物体的质量、角速度、半径之间的定量关系．[注意事项](1)实验前应将横臂紧固，螺钉旋紧，以防小球和其他部件飞出造成事故．(2)实验时，不宜使标尺露出格数太多，以免由于球沿滑槽外移引起过大的误差．(3)皮带跟轮塔之间要拉紧．二、设计实验，进行验证1．实验仪器2．实验设计采用控制变量法探究(1)控制小球质量和半径不变，探究向心力大小与转动角速度的定量关系．(2)控制小球质量和角速度不变，探究向心力大小与转动半径的定量关系．(3)控制小球半径和角速度不变，探究向心力大小与小球质量的定量关系．3．实验步骤匀速转动手柄，可以使轮塔、长槽和短槽匀速转动，槽内的小球也就随之做匀速圆周运动．这时，小球向外挤压挡板，挡板对小球的反作用力提供了小球做匀速圆周运动的向心力．同时，小球压挡板的力使挡板另一端压缩弹簧测力筒里的弹簧，弹簧的压缩量可以从标尺上读出，该读数显示了向心力大小．(1)把两个质量相同的小球放在长槽和短槽上，使它们的转动半径相同．调整轮塔上的皮带，使两个小球的角速度不一样．探究向心力的大小与角速度的关系．(2)保持两个小球质量不变，增大长槽上小球的转动半径．调整轮塔上的皮带，使两个小球的角速度相同．探究向心力的大小与半径的关系．(3)换成质量不同的小球，分别使两小球的转动半径相同．调整轮塔上的皮带，使两个小球的角速度也相同．探究向心力的大小与质量的关系．(4)重复几次以上实验．4．数据处理(1)m、r一定(2)m、ω一定(3)r、ω一定(4)分别作出F向ω2、F向r、F向m的图像．(5)实验结论：①在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度的平方成正比．②在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成正比．③在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比．关键能力·合作探究——突出综合性素养形成探究点一教材原型实验典例示范例 1 用如图所示的装置可以“探究做匀速圆周运动的物体向心力的大小与哪些因素有关”．匀速转动手柄1，可以使变速轮塔2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动，槽内的小球也随着做匀速圆周运动．左右轮塔通过皮带连接，可通过改变皮带所处的层来改变左右轮塔的角速度之比，使小球做匀速圆周运动的向心力由横臂6的挡板对小球的压力提供．球对挡板的反作用力，通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒7下降，从而露出标尺8.根据标尺8上露出的红白相间等分标记，可以粗略计算出两个球所受向心力的比值．(1)本实验采用的科学研究方法是________(填字母代号)．A．控制变量法B．累积法C．微元法(2)把两个质量相同的小球分别放在长槽和短槽内，使它们的转动半径相同，将轮塔上的皮带分别置于第一层、第二层和第三层，匀速转动手柄，可以探究________(填字母代号)．A．向心力的大小与质量的关系B．向心力的大小与半径的关系C．向心力的大小与角速度的关系素养训练1如图所示是探究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系的实验装置．转动手柄，可使两侧变速轮塔以及长槽和短槽随之匀速转动．皮带分别套在左右两轮塔上的不同圆盘上，可使两个槽内的小球分别以各自的角速度做匀速圆周运动，其向心力由挡板对小球的弹力提供，球对挡板的反作用力通过杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上露出的红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的比值．那么：(1)下列实验的实验方法与本实验相同的是________．(填写正确选项前的字母)A．验证力的平行四边形定则B．验证牛顿第二定律C．伽利略对自由落体运动的研究(2)若长槽上的挡板B到转轴的距离是挡板A到转轴距离的2倍，长槽上的挡板A和短槽上的挡板C到各自转轴的距离相等，探究向心力和角速度的关系时，若将传动皮带套在两半径之比等于3∶1的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板________和挡板____处(均选填“A”“B”或“C”)，则标尺露出红白相间的等分格数的比值约为________．若仅改变皮带位置，通过对比皮带位置轮盘半径之比和向心力大小之比，可以发现向心力F与____________成正比．(3)为了能探究向心力大小的各种影响因素，左、右两侧轮塔________(选填“需要”或“不需要”)设置半径相同的轮盘．(4)你认为以上实验中产生误差的原因有________________________(写出一条即可)．探究点二创新型实验典例示范例 2 某同学用如图所示的装置做探究向心力大小与角速度大小的关系的实验．装置中水平光滑直杆随竖直转轴一起转动，一个滑块套在水平光滑杆上，用细线将滑块与固定在竖直转轴上的力传感器连接，细绳处于水平伸直状态，当滑块随水平杆一起匀速转动时，细线的拉力就是滑块做圆周运动需要的向心力．拉力的大小可以通过力传感器测得，滑块转动的角速度可以通过轻质角速度传感器测得．(1)保持滑块的质量和到竖直转轴的距离r不变，仅多次改变竖直转轴转动的快慢，测得多组力传感器的示数F及角速度传感器的示数ω，根据实验数据得到Fω2的图线斜率为k，则滑块的质量为________．(用题目中的字母表示)(2)若水平杆不光滑，根据(1)得到图线的斜率将________．(选填“增大”“不变”或“减小”)．素养训练2某同学设计了如图所示装置探究向心力与质量、半径关系的实验．水平杆光滑，竖直杆与水平杆铰合在一起，互相垂直，绕过定滑轮的细线两端分别与物块和力传感器连接．(1)探究向心力与质量关系时，让物块1、2的质量不同，测出物块1、2的质量分别为m1、m2，保持____________________相同，转动竖直杆，测出不同转动角速度下两力传感器的示数F1、F2，测出多组F1、F2，作出F1F2图像，如果作出的图像是过原点的直线，且图像的斜率等于________，则表明在此实验过程中向心力与质量成正比．(2)探究向心力与半径关系时，让物块1、2的________相同，测出物块1和物块2到转轴的距离分别为r1、r2，转动竖直杆，测出不同转动角速度下两力传感器的示数F1、F2，测出多组F1、F2，作出F1F2图像，如果作出的图像是过原点的直线，且图像的斜率等于________，则表明在此实验过程中向心力与半径成正比．随堂演练·自主检测——突出创新性素养达标1．我们可以用如图所示的实验装置来探究影响向心力大小的因素．长槽横臂的挡板B 到转轴的距离是挡板A的2倍，长槽横臂的挡板A和短槽横臂的挡板C到各自转轴的距离相等．转动手柄使长槽和短槽分别随变速轮塔匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动．横臂的挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的相对大小．则关于这个实验，下列说法正确的是()A．探究向心力和角速度的关系时，应将传动皮带套在两轮塔半径相同的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板B和挡板C处B．探究向心力和角速度的关系时，应将传动皮带套在两轮塔半径不同的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板B和挡板C处C．探究向心力和质量的关系时，应将传动皮带套在两轮塔半径不同的轮盘上，将质量不同的小球分别放在挡板A和挡板C处D ．探究向心力和半径的关系时，应将传动皮带套在两轮塔半径相同的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板B 和挡板C 处2．如图是利用激光测定圆盘圆周运动的原理示意图，图中光源和接收器固定，圆盘绕固定轴匀速转动，圆盘边缘侧面有一小段涂有反光材料(侧面其他部分不反射光)．圆盘转动到图示位置时，接收器开始接收到反光涂层所反射的激光束，接收器第1次刚接收到激光束至第n ＋1次刚接收到激光束所用时间为T 0，每次接收激光束持续时间为t ，圆盘的直径为d ，圆周率用π表示．(计算结果用题中所给字母表示)(1)由实验可知，圆盘转动周期T ＝________．(2)圆盘边缘上的点的向心加速度大小a ＝________． (3)圆盘侧面反光涂层的长度l ＝________．3．某实验小组通过如图所示的装置验证向心力的表达式．滑块套在水平杆上，随杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动，力传感器通过一细绳连接滑块，用来测量向心力F 的大小．滑块上固定一遮光片，宽度为d ，图示位置滑块正上方有一光电门固定在铁架台的横杆上．滑块旋转半径为R ，每经过光电门一次，通过力传感器和光电门就同时获得一组向心力F 和角速度ω的数据．(1)某次旋转过程中遮光片经过光电门时的遮光时间为Δt ，则角速度ω＝________． (2)以F 为纵坐标，以________(填“Δt ”“1Δt ”“Δt 2”或“1Δt 2”)为横坐标，可在坐标纸中描出数据点作一条直线，从而验证向心力大小与角速度的平方成正比；若所得图像的斜率为k ，则滑块的质量为________(用所测物理量k 、d 、R 表示)．第2课时探究向心力F 的大小与质量m 、角速度ω和半径r 之间的关系关键能力·合作探究探究点一【典例示范】例1 解析：(1)本实验采用的科学研究方法是控制变量法，A 正确．(2)因为两个小球的质量相等，运动半径相等，轮塔上的皮带分别置于第一层、第二层和第三层时，它们的角速度不同，则可以探究向心力的大小与角速度的关系，C正确．答案：(1)A(2)C素养训练1解析：(1)本实验所用的研究方法是控制变量法，与验证牛顿第二定律的实验方法相同，B正确．(2)探究向心力和角速度的关系时，要保持质量和半径不变，即要将质量相同的小球分别放在挡板A和挡板C上；若将传动皮带套在两半径之比等于3∶1的轮盘上，因两轮盘边缘的线速度相同，则角速度之比为1∶3，则向心力之比为1∶9，则标尺露出红白相间的等分格数的比值约为1∶9，若仅改变皮带位置，通过对比皮带位置轮盘半径之比和向心力大小之比，可以发现向心力F与角速度的平方成正比．(3)为了能探究向心力大小的各种影响因素，因为要研究角速度一定时向心力与质量或半径的关系，则左右两侧轮塔需要设置半径相同的轮盘．(4)实验中产生误差的原因有：弹簧测力筒的读数引起的误差．答案：(1)B(2)A C1∶9角速度的平方(3)需要(4)弹簧测力筒的读数引起的误差探究点二【典例示范】例2解析：(1)由公式F＝mω2r，所以Fω2图像的斜率为k＝mr，解得m＝kr.(2)若水平杆不光滑，一开始静摩擦力提供向心力，当静摩擦力达到最大值后，有F＋μmg ＝mω2r，可得F＝mω2r－μmg，Fω2图像的斜率为k＝mr，可知Fω2图线的斜率不变．答案：(1)kr(2)不变素养训练2解析：(1)探究向心力与质量关系时，让物块1、2的质量不同，保持物块到竖直轴的距离相同，转动竖直杆，测出不同转动角速度下两力传感器的示数F1、F2，测出多组F1、F2，作出F1F2图像，由F＝mrω2可知，F1F2＝m1m2，因此，如果作出的图像是过原点的直线，且图像的斜率等于m1m2，则表明在此实验过程中向心力与质量成正比．(2)探究向心力与半径关系时，让物块1、2的质量相同，测出物块1和物块2到转轴的距离分别为r1、r2，转动竖直杆，测出不同转动角速度下两力传感器的示数F1、F2，测出多组F1、F2，作出F1F2图像，由F＝mrω2可知，F1F2＝r1r2，如果作出的图像是过原点的直线，且图像的斜率等于r1r2，则表明在此实验过程中向心力与半径成正比．答案：(1)物块到竖直轴距离m1m2(2)质量r1r2随堂演练·自主检测1．解析：探究向心力和角速度的关系时，应将传动皮带套在两轮塔半径不同的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板A和挡板C处，A、B错误；探究向心力和质量的关系时，应将传动皮带套在两轮塔半径相同的轮盘上，将质量不同的小球分别放在挡板A和挡板C 处，C错误；探究向心力和半径的关系时，应将传动皮带套在两轮塔半径相同的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板B和挡板C处，D正确．答案：D2．解析：(1)由实验可知，圆盘转动周期T＝T0n.(2)圆盘转动的角速度为ω＝2πT ＝2πnT0，圆盘边缘上的点的向心加速度大小为a＝rω2＝d 2(2πnT0)2＝2π2n2dT02.(3)由题意可得lπd＝tT，解得l＝πndtT0.答案：(1)T0n(2)2π2n2dT02(3)πndtT03．解析：(1)由题意可得，滑块过光电门的速度为v＝dΔt，则角速度为ω＝vR＝dR·Δt.(2)根据向心力公式可得F＝mω2R，代入解得F＝md2R(1Δt)2.由题意可知，斜率为k＝md2R，则滑块质量m＝kRd2.答案：(1)dΔtR (2)1Δt2kRd2。

教科版高中物理必修第二册3-2万有引力定律课时学案含答案

2.万有引力定律课标要求1.知道太阳对行星的引力提供了行星做圆周运动的向心力，能利用开普勒第三定律、牛顿运动定律推导出太阳与行星之间引力的表达式．2．了解月－地检验的内容和作用．3．理解万有引力定律的内容、含义及适用条件．4．认识引力常量测定的物理意义，能应用万有引力定律解决实际问题．思维导图必备知识·自主学习——突出基础性素养夯基一、万有引力定律的建立1．行星绕太阳运动的原因猜想：太阳对行星的________．2．模型建立：行星以太阳为圆心做________运动，太阳对行星的引力提供了行星做匀速圆周运动的向心力．3．太阳对行星的引力：引力提供行星做匀速圆周运动的向心力：F＝________，行星绕太阳运行的线速度：v ＝________，行星轨道半径r与周期T的关系：________＝k.于是得出：F＝4π2k mr2，即F∝________．4．行星对太阳的引力：由牛顿第三定律可得行星对太阳的引力F也应与太阳的质量m 太成________．5．行星与太阳间的引力：由F∝mr2，F∝m太，可得F∝m太mr2，可写成F＝________．[导学1]任何两个有质量的物体之间都存在万有引力，由于地球上的物体质量一般很小(与天体质量相比)，地球上的两个物体之间的引力远小于地面对物体的最大静摩擦力，通常感受不到，但天体质量很大，天体间的引力很大，对天体的运动起着决定性的作用．二、月－地检验1．理论分析：对月球绕地球做匀速圆周运动，由F ＝Gm 月m 地r 2和a 月＝Fm 月，可得：a 月＝Gm 地r 2，对苹果自由落体，由F ＝G m 地m 苹R 2和a 苹＝Fm 苹得：a 苹＝Gm 地R 2，由r ＝60R ，可得：a 月a 苹＝1602.2.天文观测：已知自由落体加速度g ＝9.8 m/s 2，月地中心间距r 月地＝3.8×108 m ，月球公转周期T月＝2.36×106s ，可求得月球绕地球做匀速圆周运动的加速度a月＝4π2T 月2·r月地≈2.7×10－3 m/s 2，a 月g≈1602.3．检验结果：地球对月球的引力、地球对地面上物体的引力、太阳与行星间的引力，遵从________的规律．三、万有引力定律1．内容：任何两个物体之间都存在相互作用的________，引力的大小与这两个物体的质量的________成正比，与这两个物体之间距离的________成反比．2．公式：F ＝________．3．引力常量：式中G 叫作________，大小为6.672×10－11 ________，它是由英国物理学家________在实验室里首先测出的，该实验同时也验证了万有引力定律．[导学2]万有引力定律适用条件：(1)相距很远的天体，这时可以将其看成质点．(2)一个质量分析均匀的球体与球外质点间的万有引力，可用此公式计算，r 为球心到质点间的距离．(3)适用于质量均匀分布的球体，这时r 指球心间的距离．关键能力·合作探究——突出综合性素养形成探究点一万有引力定律的理解归纳总结1.万有引力定律的特性：(1)普遍性：万有引力存在于宇宙中任何有质量的物体之间(天体间、地面物体间、微观粒子间)．(2)相互性：两个物体间相互作用的引力是一对作用力和反作用力，符合力的相互作用． (3)宏观性：天体间万有引力较大，它是支配天体运动的原因．地面物体间、微观粒子间的万有引力微小，不足以影响物体的运动，故常忽略不计．(4)特殊性：两个物体间的万有引力只与它们本身的质量有关，与它们之间的距离有关，与所在空间的性质无关．2．万有引力定律的适用条件：(1)万有引力定律公式适用于质点之间的引力大小的计算．(2)对于实际物体间的相互作用，当两个物体间的距离远远大于物体本身的大小(物体可视为质点)时也适用．(3)两个质量分布均匀的球体间的引力大小可用万有引力定律公式求解，公式中的r为两球心之间的距离．(4)一个质量分布均匀的球体与球外一质点之间的引力大小也可用万有引力定律公式求解，公式中的r为质点到球心之间的距离．典例示范例1 (多选)对于万有引力定律的表达式F＝G m1m2，下列说法中正确的是()r2A．公式中G为引力常量，与两个物体的质量无关B．当r趋近于零时，万有引力趋近于无穷大C．m1与m2受到的引力大小总是相等的，方向相反，是一对平衡力D．m1与m2受到的引力大小总是相等的，而与m1、m2是否相等无关，半径约为地球半径的1/2，则同一物体在素养训练1火星的质量约为地球质量的110火星表面与在地球表面受到的引力的比值约为()A．0.2 B．0.4C．2.0 D．2.5素养训练2地球质量大约是月球质量的81倍，一飞行器位于地球与月球之间，当地球对它的引力和月球对它的引力大小相等时，飞行器距月球球心的距离与月球球心距地球球心的距离之比为()A．1∶9B．9∶1 C．1∶10D．10∶1探究点二万有引力与重力的关系归纳总结1．万有引力和重力的关系设地球的质量为M，半径为R，A处物体的质量为m，则物体受到地球的引力为F＝G Mm，R2方向指向地心O，如图所示．万有引力F可分解为两个分力：(1)物体随地球自转做圆周运动的向心力F n：方向垂直于自转轴．(2)物体的重力mg：方向竖直向下，但不一定指向地心：①在赤道上、两极点的重力方向指向地心；②在其他位置的重力方向均不指向地心．2．重力与纬度的关系地面上物体的重力随纬度的升高而变大．(1)赤道上：重力和向心力在一条直线上F＝F＋mg，即G Mm＝mRω2＋mg，所以mg＝R2G Mm－mRω2.R2(2)地球两极处：向心力为零，所以mg＝F＝G Mm.R2(3)其他位置：重力是万有引力的一个分力，重力的大小mg＜G Mm，重力的方向偏离地R2心．3．重力与高度的关系由于地球的自转角速度很小，故地球自转带来的影响很小．.(1)在地面附近：mg＝G MmR2(2)距离地面h高度处：mg h＝G Mm(R为地球半径，g h为离地面h高度处的重力加速(R+h)2度)．所以距地面越高，物体的重力加速度越小，则物体所受的重力也越小．典例示范例 2 用传感器测量一物体的重力时，发现在赤道测得的读数与其在北极的读数相差大约3‰.如图所示，如果认为地球是一个质量分布均匀的标准球体，下列说法正确的是() A．在北极处物体的向心力为万有引力的3‰B．在北极处物体的重力为万有引力的3‰C．在赤道处物体的向心力为万有引力的3‰D．在赤道处物体的重力为万有引力的3‰素养训练3地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，若高空中某处的重力加速度g，则该处距地球表面的高度为()为12A．(√2－1)R B．RC．√2R D．2R素养训练4假设地球可视为质量均匀分布的球体，已知地球表面的重力加速度在两极的大小为g0，在赤道的大小为g；地球自转的周期为T，引力常量为G，则地球的密度为()A．3π(g0−g)GT2g0B．3πg0GT2(g0−g)C．3πGT2D．3πg0GT2g随堂演练·自主检测——突出创新性素养达标1．要使相距较远的两物体间的万有引力增加到原来的4倍，下列方法不可行的是() A．使两物体的质量各变成原来的2倍，距离不变B．使其中一个物体的质量增加到原来的4倍，距离不变C．使两物体间的距离减少为原来的12，质量不变D．使两物体间的距离和两个物体质量都减少原来的122．两个相距为r的小物体，它们之间的万有引力为F，若保持距离不变，将它们的质量都增大3倍，那么它们之间万有引力的大小将变为()A．9F B．3F C．F3D．F93．如有两艘轮船，质量都是1.0×107kg，相距10 km，已知引力常量G＝6.67×10－11 N·m2/ kg2，重力加速度g＝9.8 m/s2，则它们之间的万有引力的大小为() A．6.67×10－5 N，相比于船自身的重力，该引力可忽略B．6.67×10－5 N，相比于船自身的重力，该引力不能忽略C．6.67×106 N，相比于船自身的重力，该引力可忽略D．6.67×106 N，相比于船自身的重力，该引力不能忽略4．2020珠峰高程测量登山队于北京时间5月27日上午11时整，成功登顶珠峰，人类首次在珠峰峰顶开展重力测量．如果忽略地球自转的影响，测得一个物体在峰底的重力为G1，在峰顶的重力为G2，峰底离地心的距离为R，则峰顶到峰底的高度为()A．(1－√G2G1)R B．(√G1G2－1)RC．(G1G2－1)R D．(1－G2G1)R5．牛顿在发现万有引力定律后曾思考过这样一个问题：假设地球是一个质量均匀分布的球体，已知质量分布均匀的球壳对球壳内物体的引力为零．沿地球的南北极打一个内壁光滑的洞，在洞的上端无初速度释放一个小球(小球的直径略小于洞的直径)，在小球向下端运动的过程中，你可能不会推导小球速度随时间变化的表示式，但是你可以用所学过的物理知识定性画出小球的速度与时间图像，取向下为正方向，则下列图像中正确的是()2．万有引力定律必备知识·自主学习一、 1．引力 2．匀速圆周 3．m v 2r2πr Tr 3T 2m r 24．正比 5．Gm 太m r 2二、 3．相同三、1．引力乘积平方 2．Gm 1m 2r 23．引力常量 N·m 2/kg 2 卡文迪许关键能力·合作探究探究点一【典例示范】例1 解析：公式中的G 为比例系数，称作引力常量，与两个物体的质量无关，A 对；当两物体表面距离r 越来越小，直至趋近于零时，物体不能再看作质点，表达式F ＝Gm 1m 2r 2已不再适用于计算它们之间的万有引力，B 错；m 1与m 2受到彼此的引力为作用力与反作用力，此二力总是大小相等、方向相反，与m 1、m 2是否相等无关，C 错，D 对．答案：AD素养训练1解析：设物体的质量为m ，地球的质量为M 地，地球半径为R 地，地球对该物体的引力大小为F 地，火星的质量为M 火，火星半径为R 火，火星对该物体的引力大小为F 火．根据万有引力定律得F 地＝GM 地mR 地2，F 火＝GM 火mR 火2，根据题意知，R 地＝2R 火，M 地＝10M 火，联立解得F火F 地＝0.4，故B 正确，A 、C 、D 项错误．答案：B素养训练2解析：设月球质量为m ，地球与月球球心间距离为r ，飞行器质量为m 0，则地球质量为81m ，当飞行器距月球球心的距离为r ′时，月球对它的引力等于地球对它的引力，则G mm 0r ′2＝G 81mm 0(r−r ′)2，所以r−r ′r ′＝9，r ＝10r ′，r ′∶r ＝1∶10，故C 正确．答案：C 探究点二【典例示范】例2 解析：在北极处，F 引＝G ，没有向心力，重力等于万有引力，故A 、B 错误．在赤道处，F 引－G ′＝F 向，再结合题意G−G ′G＝3‰知，在赤道处：F向F引＝F 引−G ′F引＝G−G ′G＝3‰，故C正确．赤道处：G ′F引＝G ′G＝1－G−G ′G＝997‰，故D 错误．答案：C素养训练3 解析：设地球质量为M ，则质量为m 的物体在地球表面上重力mg ＝G Mm R 2，在高度为h 处的重力12mg ＝G Mm(R+h )2，解以上两式得：h ＝(√2－1)R ，A 正确．答案：A素养训练4 解析：在地球的两极处有GMm R2＝mg 0；在赤道处有GMm R2－mg ＝m (2πT)2R ，又地球质量与地球半径的关系M ＝43πR 3ρ，联立三式可得ρ＝3πg0GT 2(g 0−g )，故B 正确．答案：B随堂演练·自主检测1．解析：根据万有引力定律公式F ＝Gm 1m 2r 2可知，使两物体的质量各变成原来的2倍，距离不变，两物体间的万有引力增加到原来的4倍，故可行，A 不符合题意；根据万有引力定律公式F ＝Gm 1m 2r 2可知，使其中一个物体的质量增加到原来的4倍，距离不变，两物体间的万有引力增加到原来的4倍，故可行，B 不符合题意；根据万有引力定律公式F ＝Gm 1m 2r 2可知，使两物体间的距离减少为原来的12，质量不变，两物体间的万有引力增加到原来的4倍，故可行，C 不符合题意；根据万有引力定律公式F ＝Gm 1m 2r 2可知，使两物体间的距离和两个物体质量都减少原来的12，两物体间的万有引力不变，故不可行，D 符合题意．答案：D2．解析：甲、乙两个质点相距为r 时，它们之间的万有引力大小为F ＝GMm r 2，若保持它们各自的距离不变，将它们之间的质量增大3倍，则甲、乙两个质点间的万有引力大小为F ′＝G·3M·3mr 2＝9GMm r 2＝9F ，故A 正确，B 、C 、D 错误．答案：A3．解析：根据万有引力定律F ＝GMM r 2＝6.67×10−11×1.0×107×1.0×107(104)2N ＝6.67×10－5N ，相比自身重力G ＝Mg ＝1.0×107×9.8 N＝9.8×107 N ，该引力完全可以忽略，A 正确，B 、C 、D 错误．答案：A4．解析：如果忽略地球自转的影响，在峰底时满足G 1＝G Mm R 2，在峰顶时满足G 2＝G Mm(R+h )2，联立解得h ＝( √G1G 2－1)R ，B 正确．答案：B5．解析：由题意可知，小球在光滑的洞中运动时，所受万有引力的合力先变小后变大，速度先增大后减小，在地心处时速度最大，加速度为零，B 正确．答案：B。

高中物理必修2全套教案

高中物理必修2全套教案
课题：热力学基本概念
教学目标：学生能够理解热力学基本概念，如热量、温度等，并能够运用这些概念解决相关问题。

教学重点：热力学基本概念的理解和运用。

教学难点：热力学概念与物体间的热交换关系的理解。

教学内容：
1. 热力学基本概念的介绍
2. 热量、温度、热平衡的概念
3. 热力学系统与环境的关系
教学过程：
1. 导入：通过实际生活中的例子引入热力学基本概念，引起学生兴趣。

2. 讲解：介绍热力学基本概念，让学生了解热量、温度的概念，并讨论热平衡的条件。

3. 锻炼：让学生通过练习题来巩固所学知识，加深理解。

4. 实践：设计实例让学生进行思考和探讨，锻炼其解决问题的能力。

5. 总结：总结本节课的重点和难点，以及学生反馈。

课后作业：
1. 完成练习题，巩固本节课的知识。

2. 搜集生活中的例子，了解热力学在实际中的应用。

3. 阅读相关资料，了解热力学的发展历程。

教学反思：本节课通过引入生活中的实例，让学生更容易理解热力学基本概念。

但在实践环节，需要更多互动和实践活动，以加深学生对知识的理解和掌握。

高中物理人教版必修2全册学案

目录第五章机械能及其守恒定律 (1)§5.1 追寻守恒量功功率 (1)§5.2 重力势能探究弹性势能的表达式 (5)§5.3 探究功与物体速度变化的关系动能和动能定理 (9)§5.4 机械能守恒定律 (12)5. 阶段测试 (17)第六章曲线运动 (24)§6.1 曲线运动 (24)§6.2. 运动的合成与分解 (27)§6.3 平抛物体的运动 (33)§6.4匀速圆周运动 (37)§6.5 圆周运动中的临界问题 (46)6.阶段测试 (51)第七章万有引力 (71)§7.1 行星的运动太阳与行星间的引力 (71)§7.2 万有引力理论的成就 (75)§7.3宇宙航行 (81)7.阶段测试 (85)第六章机械能及其守恒定律§5.1 追寻守恒量功功率【学习目标】⒈正确理解能量守恒的思想以及功和功率的概念。

⒉会利用功和功率的公式解释有关现象和进行计算。

【自主学习】⒈.在物理学中规定叫做力对物体做了功.功等于，它的计算公式是，国际单位制单位是，用符号来表示.2.在下列各种情况中，所做的功各是多少？（1）手用向前的力F推质量为m的小车，没有推动，手做功为.（2）手托一个重为25 N的铅球，平移3 m，手对铅球做的功为. （3）一只质量为m的苹果，从高为h的树上落下，重力做功为.3. 叫做功率.它是用来表示物体的物理量.功率的计算公式是，它的国际单位制单位是，符号是.4.举重运动员在5 s内将1500 N的杠铃匀速举高了2 m，则可知他对杠铃做的功为，功率是.5.两个体重相同的人甲和乙一起从一楼上到三楼，甲是跑步上楼，乙是慢步上楼.甲、乙两人所做的功W甲W乙，他们的功率P甲P乙.（填“大于”“小于”或“等于”）⒍汽车以恒定功率起动，先做加速度越来越的加速运动，直到速度达到最大值，最后做运动。

教科版高中物理必修第二册4-1功课时学案含答案

1.功课标要求1.理解功的概念和做功的两个要素．2．会利用公式W＝Fx cos α进行有关计算．3．理解正功、负功的含义，能解释相关现象．思维导图必备知识·自主学习——突出基础性素养夯基一、功的概念1．功：如果物体受到力的作用，并在力的方向上发生了位移，这个力就对物体做了功．2．做功的两个因素：力和物体在____的方向上发生位移．[导学1]做功的过程就是能量转化的过程，做了多少功，就有多少能量发生了转化．所以说功是能量转化的量度．二、功的计算1．功的公式：W＝Fx cos α.2．功的单位：在国际单位制中，功的单位是焦耳，符号：J.3．功是标量，只有大小，没有方向，运算法则是代数运算．[导学2](1)功的公式只适用于恒力做功的计算．(2)公式中x一般是选取地面为参考系时物体的位移．三、功的正负12.当一个物体在几个力的共同作用下发生一段位移时，这几个力对物体所做的总功等于： (1)各个分力分别对物体所做功的代数和． (2)几个力的合力对物体所做的功． [导学3]力对物体做正功，这个力通常叫作动力，力对物体做负功，通常这个力叫作阻力．关键能力·合作探究——突出综合性素养形成探究点一功的理解和计算导学探究如图所示，马拉着小车(包括人)沿水平面匀速前进了一段距离．(1)小车(包括人)受到几个力作用？每个力对小车做功吗？是正功还是负功？(2)马对小车做的功是否等于马的拉力F (设F 与水平方向的夹角为α)和小车的位移x 的乘积？(3)拉力F 一般分解为哪两个分力？F 做的功与哪个分力做的功相同？归纳总结1.对做功概念的理解(1)做功的两个必要的因素： ①作用在物体上的力．②物体在力的方向上发生的位移．(2)功是过程量：功总是与一个具体的过程相对应，要明确是哪个力(或几个力)对哪个物体在哪个过程中所做的功．2．功的公式W ＝Fx cos α的理解(1)适用条件：公式中的F 必须是恒力，公式W ＝Fx cos α不适用于变力做功的计算． (2)F 与x 、α必须是对应于同一过程的量． 3．正功和负功的意义4．正功和负功的两种判断方法(1)根据力F 与位移x 的夹角α进行判断0≤α＜π2时，力对物体做正功；α＝π2时，力对物体不做功；π2＜α≤π时，力对物体做负功．此方法一般用于研究物体做直线运动的情况．(2)根据力F 与速度v 的夹角α进行判断0≤α＜π2时，力对物体做正功；α＝π2时，力对物体不做功；π2＜α≤π时，力对物体做负功．此方法一般用于研究物体做曲线运动的情况．5．求合力做功的两种方法由合力与分力的等效替代关系知，合力与分力做功也是可以等效替代的，因此计算合力的功有两种方法：(1)先求物体所受的合力，再根据公式W 合＝F 合x cos α求合力的功．(此法适用于合力恒定的情况)(2)先根据W ＝Fx cos α，求每个分力做的功W 1、W 2…W n ，再根据W 合＝W 1＋W 2＋…＋W n ，求合力的功，即合力做的功等于各个力做功的代数和．(此法适用于任何情况)典例示范例1 如图所示，小孩坐在雪橇上，小孩和雪橇的总质量为40 kg.大人施加的拉力F ＝100 N ，方向与水平地面夹角为θ＝37°，雪橇移动了x ＝2 m ，雪橇与地面间的动摩擦因数μ＝0.2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g 取10 m/s 2.求：(1)拉力T 所做的功W 1； (2)摩擦力f 所做的功W 2； (3)重力G 所做的功W 3； (4)支持力N 所做的功W 4； (5)合力F 合所做的功W .素养训练1 起重机以1 m/s 2的加速度，将质量为100 kg 的货物由静止匀加速向上提升，g 取10m/s 2，则第1 s 内起重机对货物做功为( )A ．500 JB ．550 JC ．1000 JD ．1100 J素养训练2 质量为m 的物体，静止在倾角为θ的斜面上，斜面沿水平方向向右匀速移动了距离L ，如图所示．物体相对斜面静止，则下列说法错误的是( )A．重力对物体m做正功B．合力对物体m做正功C．摩擦力对物体m做负功D．支持力对物体m不做功探究点二摩擦力做功归纳总结1.摩擦力做功的特点摩擦力既可能做负功，也可能做正功，还可能不做功．如表所示：如图甲所示，物体A在力F作用下向右运动，地面对它的滑动摩擦力做负一对相互作用的静摩擦力做功的代数和为零，而一对相互作用的滑动摩擦力做功的代数和不为零．典例示范例2 质量为M的木板放在光滑的水平面上，一个质量为m的滑块以某一速度沿木板表面从A点滑至B点，在木板上前进了L，而木板前进了l，如图所示．若滑块与木板间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，求摩擦力对滑块、木板做功各为多少？摩擦力做的总功为多少？素养训练3两个相同物块P、Q分别在大小相等、方向如图的恒力F1和F2作用下沿水平面向右运动，物块与水平面的动摩擦因数相同．在它们前进相同距离的过程中，F1和F2做功分别为W1和W2，P、Q两物块克服摩擦力所做的功分别为W f1和W f2，则有() A．W1 > W2，W f1 > W f2B．W1＝W2，W f1 > W f2C．W1 > W2，W f1＝W f2D．W1＝W2，W f1＝W f2素养训练4(多选)如图所示，在皮带传送装置中，皮带把物体P匀速带至高处，在此过程中，下述说法正确的是()A．摩擦力对物体做正功B．摩擦力对物体做负功C．支持力对物体做正功D．合外力对物体做功为零随堂演练·自主检测——突出创新性素养达标1.如图，光滑水平地面上一质量为3 kg的物体，在F＝10 N的水平拉力作用下由静止开始移动2 m，该过程中F做功为()A．6 J B．15 JC．20 J D．30 J2．水平力F先后作用于甲、乙两物体，第一次甲物体沿力F方向在粗糙水平面运动了位移s，做功W1，第二次乙物体沿力F方向在光滑水平面运动了位移s，做功W2，则() A．W1>W2B．W1＝W2C．W1<W2D．无法比较3.如图所示，物块A、B在外力F的作用下一起沿水平地面做匀速直线运动，下列关于A对地面的滑动摩擦力做功和B对A的静摩擦力做功的说法正确的是() A．B对A的静摩擦力做正功，A对地面的滑动摩擦力做负功B．B对A的静摩擦力不做功，A对地面的滑动摩擦力做负功C．B对A的静摩擦力做正功，A对地面的滑动摩擦力不做功D．B对A的静摩擦力做负功，A对地面的滑动摩擦力做正功4．如图所示，三个质量相同的物体静止于同一光滑水平面上，分别施三个不同方向的外力，使它们以相同的加速度运动了相同的时间，则三个力对物体做功的大小关系是()A．W1＝W2＝W3B．W1>W2＝W3C．W1>W2>W3D．W1<W2<W35．在加速向左运动的车厢中，一个人用力向前推车厢，如图所示．人相对车厢未移动，则下列说法正确的是()A．人对车厢不做功B．人对车厢做正功C．人对车厢做负功D．车厢对人做负功第四章机械能及其守恒定律1.功必备知识·自主学习一、2．力二、1．不做功正负关键能力·合作探究探究点一【导学探究】提示：(1)小车(包括人)受到4个力作用：重力、支持力、拉力、摩擦力，其中拉力做正功，摩擦力做负功，重力和支持力不做功．(2)不等于．W ＝Fx cos α.(3)拉力可以分解为沿水平方向和竖直方向的两个分力．F 做的功与水平方向分力做的功相同．【典例示范】例1解析：(1)对雪橇和小孩整体进行受力分析，如图所示．拉力T 所做的功W 1＝Tx cos θ＝100×2×0.8 J ＝160 J.(2)N ＝G －T sin θ＝40×10 N －100×0.6 N ＝340 N f ＝μN ＝0.2×340 N ＝68 N摩擦力f 所做的功W 2＝fx cos 180°＝68×2×(－1) J ＝－136 J. (3)重力G 所做的功W 3＝Gx cos 90°＝0. (4)支持力N 所做的功W 4＝Nx cos 90°＝0.(5)合力F 合所做的功W ＝W 1＋W 2＋W 3＋W 4＝24 J 也可由合力求总功 F 合＝T cos θ－f ＝100×0.8 N －68 N ＝12 N F 合与x 方向相同，所以W ＝F 合x ＝12×2 J ＝24 J. 答案：(1)160 J (2)－136 J (3)0 (4)0 (5)24 J 素养训练1解析：根据牛顿第二定律得：T －mg ＝ma ，解得T ＝mg ＋ma ＝100×(10＋1)N ＝1 100 N. 上升的位移x ＝12at 2＝12×1×12 m ＝0.5 m. 则拉力做功W ＝Tx ＝1 100×0.5 J ＝550 J.故B正确，A、C、D错误．答案：B素养训练2解析：物体在水平方向移动，在竖直方向上没有位移，所以重力做功为零，A错误；物体匀速运动，合力为0，合外力做功为0，B错误；根据平衡条件可得摩擦力大小为f＝mg sin θ，方向沿斜面向上，则物体摩擦力做功为W f＝－f·L cos θ＝－mgL sin θ cos θ<0，故C正确；根据平衡条件可得物体受到的支持力的大小为N＝mg cos θ，所以支持力做功为W N＝N·L sin θ＝mg·L sin θcos θ>0，D错误．答案：C探究点二【典例示范】例2解析：滑块所受摩擦力f＝μmg，位移大小为l＋L，摩擦力与位移方向相反，故摩擦力对滑块做的功为W1＝－μmg(l＋L)；木板受的摩擦力f′＝μmg，位移大小为l，摩擦力方向与其位移方向相同，故摩擦力对木板做的功W2＝μmgl；摩擦力做的总功W＝W1＋W2＝－μmgL.答案：－μmg(l＋L)μmgl－μmgL素养训练3解析：由功的概念可知W1＝F1s，W2＝F2s cos θ，因为F1＝F2，则W1 > W2，W f1＝μmgs，W f2＝μ(mg－F2sin θ)s，则W f1 > W f2，故选A.答案：A素养训练4解析：皮带把物体P匀速带至高处的过程，物体受到的支持力垂直于传送带，受到的摩擦力沿传送带向上，故支持力对物体做功为零，摩擦力对物体做正功，A正确，B、C错误；由于物体做匀速直线运动，受到的合力为零，故合外力对物体做功为零，D正确．答案：AD随堂演练·自主检测1．解析：根据功的定义为力乘以力的作用点在力方向的位移，有W＝Fx＝10×2 J＝20 J，故选C.答案：C2．解析：依题意，根据功的定义，知恒力F在两种情况下对物体做的功一样多，为W1＝W2＝Fs，故选B.答案：B3．解析：对地面虽然有摩擦力，但在力的作用下地面没有发生位移，所以A对地面的滑动摩擦力不做功，B对A的静摩擦力的方向向右，A的位移也向右，所以B对A的静摩擦力做正功，故选C.答案：C4．解析：依题意，三个质量相同的物体在水平方向运动时加速度相同，且水平面光滑，假定物体质量为m、加速度为a，则有F1＝F2cos α＝F3cos α＝ma，则根据功的定义，三个力分别对物体所做的功为W1＝F1x1，W2＝F2x2cos α，W3＝F3x3cos α，假定运动时间为t，依题意有x1＝1at2＝x2＝x3，则有W1＝W2＝W3，故B、C、D错误，A正确．2答案：A5.解析：对人进行受力分析如图所示，由于人车向左加速运动，则加速度方向向左，则f －F0＝ma，则车厢底部对人的静摩擦力大于车厢竖直面对人的作用力，即车厢对人的作用力为f与F0的合力方向水平向左，车厢向左运动，位移方向向左，根据W＝Fx可知，车厢对人做正功，根据牛顿第三定律，可知，人对车厢的作用力为f与F0的反作用力的合力，方向水平向右，车厢向左运动，位移方向向左，根据W＝Fx可知，人对车厢做负功，A、B、D错误，C正确．答案：C。

教科版高中物理必修第二册1-1认识曲线运动课时学案含答案

1．认识曲线运动课标要求1.知道曲线运动的方向，理解曲线运动的性质．2．知道曲线运动的条件，会确定轨迹弯曲方向与受力方向的关系．思维导图必备知识·自主学习——突出基础性素养夯基一、曲线运动的速度方向1．曲线运动：物体运动轨迹是________的运动．2．曲线运动的速度方向：质点在某一点的速度方向，沿曲线在这一点的________方向．3．曲线运动的性质：曲线运动的速度方向时刻在________，所以曲线运动是一种________运动．[举例]在砂轮上磨刀具时，刀具与砂轮接触处有火星沿砂轮接触点的切线方向飞出；撑开的带着水的伞绕伞柄旋转时，伞面上的水滴沿伞边各点的切线方向飞出．二、物体做曲线运动的条件1．从动力学角度：当运动物体所受合外力的方向跟它的速度方向____________上时，物体就做曲线运动．2．从运动学角度：当加速度的方向与速度方向________________时，物体做曲线运动．[巧记]合外力与轨迹的关系可概括为：无力不拐弯，拐弯必有力；两向夹一线，轨迹在中间；合力指凹侧，曲线向力弯．关键能力·合作探究——突出综合性素养形成探究点一对曲线运动的理解导学探究以初速度v0抛出一个物体，物体在空中做曲线运动，如图所示，请思考：(1)物体经过A、B、C、D点时的速度方向是怎样的？(2)物体的运动是一种什么性质的运动？归纳总结1.曲线运动的速度(1)质点做曲线运动时，速度方向是时刻改变的，质点在某一时刻(或某一位置)速度的方向与这一时刻质点所在位置处曲线的切线方向相同．(2)物体做曲线运动时，运动方向不断变化，即速度方向一定变化，但速度的大小不一定变化．2．曲线运动的性质及分类(1)性质：曲线运动一定是变速运动，加速度一定不为零，所受合力一定不为零．(2)分类：典例示范例1 如图所示，虚线为飞机在某一平面内飞行的一段轨迹，P是轨迹上的一点．某班同学在该平面内共画出了四种有向线段甲、乙、丙、丁，用来表达飞机经过P点时瞬时速度的方向，则其中正确的是()A.甲B．乙C．丙D．丁素养训练1翻滚过山车是大型游乐园里比较刺激的一种娱乐项目．如图所示，翻滚过山车(可看成质点)从高处冲下，过M点时速度方向如图所示，在圆形轨道内经过A、B、C三点．下列说法正确的是()A．过山车做匀速运动B．过山车做变速运动C．过山车受到的合力等于零D．过山车经过A、C两点时的速度方向相同素养训练2(多选)关于曲线运动，下列说法中正确的是()A．曲线运动一定是变速运动B．变速运动一定是曲线运动C．曲线运动可能是匀变速运动D．变加速运动一定是曲线运动【思维方法】(1)曲线运动可能是匀变速运动(a恒定)，也可能是非匀变速运动；(2)变速运动不一定是曲线运动；(3)曲线运动中位移的大小小于路程．探究点二物体做曲线运动的条件导学探究如图所示，将圆弧形滑轨放在铺了一层白纸的平滑桌面上，使其底端与桌面相切，让小铁球从圆弧形滑轨滚下以获得一定的初速度．为便于观察，在离开滑轨处沿小铁球运动方向用刻度尺在白纸上画一直线．图甲中将条形磁铁沿直线放置，图乙中将条形磁铁放在直线的旁边．(1)图甲中小铁球在水平桌面上做什么运动，小铁球的速度方向与磁铁的吸引力方向有什么关系？(2)图乙中小铁球在水平桌面上做什么运动，小铁球的速度方向与磁铁的吸引力方向有什么关系？归纳总结1.物体做曲线运动的条件：物体所受合力的方向与它的速度方向不在同一直线上．做曲线运动的物体所受合力一定不为零，但合力可能是变力也可能是恒力．2．合力与轨迹的关系：物体做曲线运动时，其轨迹总是偏向合力所指的一侧，也可以说运动轨迹总是夹在合力方向与速度方向之间且与速度方向相切．3．力和常见运动模型的关系典例示范例2 如图所示，一辆汽车在公路上转弯，沿曲线由M向N行驶，速度逐渐增大．下面四幅图中分别画出了汽车转弯时所受合力F的四种方向，你认为可能正确的是()素养训练3在光滑水平桌面上，滑块以速度v0向右做匀速直线运动，从某时刻开始，在水平面内受到一个与速度v0方向垂直的恒力F作用，如图所示．此后滑块的运动轨迹可能是() A．直线OP B．曲线OQC．直线OM D．曲线ON素养训练4如图所示，一同学在表演投篮球活动．经观察自篮球投出后在空中飞行过程中，若不计空气阻力，篮球的运动将是()A．曲线运动，加速度大小和方向均改变，是变加速曲线运动B．曲线运动，加速度方向不变，大小改变，是匀变速曲线运动C．曲线运动，加速度大小和方向均不变，是匀变速曲线运动D．曲线运动，加速度大小和方向均不变，是变加速曲线运动【思维方法】物体受力情况与速度变化的关系：如图甲所示，当物体受到的合外力的方向与速度方向的夹角α为锐角时，合外力沿着垂直速度方向的分力F2改变速度的方向，沿着速度方向的分量F1使物体沿着切线方向加速，物体做加速曲线运动；如图乙所示，当物体受到的合外力的方向与速度方向的夹角α′为钝角时，合外力沿着垂直速度方向的分力F′2改变速度的方向，沿着速度反方向的分量F′1使物体沿着切线方向减速，物体做减速曲线运动；当物体受到的合外力方向与速度方向垂直时，合力只改变速度方向，不改变速度大小．随堂演练·自主检测——突出创新性素养达标1．在第23届冬奥会闭幕式上“北京八分钟”的表演中，轮滑演员在舞台上滑出漂亮的曲线轨迹(如图所示)．在此过程中轮滑演员的()A．速度始终保持不变B．运动状态始终保持不变C．速度方向沿曲线上各点的切线方向D．所受合力方向始终与速度方向一致2．如图所示，小钢球以初速度v0在光滑水平面上运动，受到磁铁的侧向作用而沿图示的曲线运动到D点，由此可知()A．磁铁在A处，靠近小钢球的一定是N极B．磁铁在B处，靠近小钢球的一定是S极C．磁铁在C处，靠近小钢球的一定是N极D．磁铁在B处，靠近小钢球的磁极极性无法确定3．关于曲线运动，下列说法中正确的是()A．做曲线运动的物体，加速度可能为零B．物体的运动状态发生改变，其运动轨迹可能是直线，也可能是曲线C．做曲线运动的物体，其加速度方向与速度方向可能一致D．做曲线运动的物体，其所受的合外力可能为零4．下列几种说法正确的是()A．物体受到变力作用，一定做曲线运动B．物体受到恒力作用，一定做直线运动C．物体所受的合力方向与速度方向不在同一直线上时，一定做曲线运动D．如果合力方向与速度方向在同一直线上，则物体的速度方向肯定不会改变，只是速度大小发生变化5．(多选)篮球无转动加速下落时轨迹如图甲所示，若在篮球释放瞬间给它一个转动速度，轨迹如图乙所示，引起轨迹乙的原因称为马格努斯效应，马格努斯效应在球类运动项目中非常普遍．已知P为甲轨迹上一点，Q为乙轨迹上一点．根据轨迹下列判断正确的是()A．篮球在P点受到空气给它的力不可能水平向左B．篮球在P点受到空气给它的力可能大于篮球重力C．篮球在Q点受到空气给它的力可能水平向左D．篮球在Q点受到空气给它的力可能斜向右上1．认识曲线运动必备知识·自主学习一、1．曲线2．切线3．变化变速二、1．不在同一直线2．不在同一直线上关键能力·合作探究探究点一【导学探究】提示：(1)物体经过A、B、C、D各点的速度方向分别为轨迹上各点的切线方向；(2)由于速度方向时刻在变化，物体做变速运动．【典例示范】例1解析：做曲线运动的物体的速度方向沿轨迹的切线方向，则飞机经过P点时瞬时速度的方向为丙所示，C正确．答案：C素养训练1解析：过山车的速度方向沿轨道的切线方向，速度方向时刻在变化，速度是矢量，所以速度是变化的，A错误，B正确；过山车的速度不断变化，加速度不为零，由牛顿第二定律知，其合力不为零，C错误；经过A、C两点时速度方向不同，速度不同，D 错误．答案：B素养训练2解析：曲线运动的速度方向沿曲线的切线方向，一定是变化的，所以曲线运动一定是变速运动，A正确；变速运动可能是速度的方向不变而大小变化，则可能是直线运动，B错误；当物体受到的合力是大小、方向不变的恒力时，物体做匀变速运动，但力的方向可能与速度方向不在一条直线上，这时物体做匀变速曲线运动，C正确；做变加速运动的物体受到的合力可能大小不断变化，但方向始终与速度方向在一条直线上，这时物体做变加速直线运动，D错误．答案：AC探究点二【导学探究】提示：(1)图甲中小铁球做直线运动，小铁球的速度方向与磁铁的吸引力方向在同一直线上．(2)图乙中小铁球做曲线运动，小铁球的速度方向与磁铁的吸引力方向不在同一直线上．【典例示范】例2解析：汽车从M运动到N做曲线运动，合力必指向轨迹的凹侧，又因为汽车加速运动，汽车所受合力与速度的方向的夹角应小于90°，故只有选项B正确．答案：B素养训练3解析：滑块受到一个与速度v0方向垂直的恒力F作用，则滑块将做曲线运动，轨迹向F方向弯曲，即滑块将沿着曲线ON运动，D正确．答案：D素养训练4解析：篮球投出后在空中只受重力，故加速度为重力加速度，大小、方向均不变，由图可知，初速度和重力加速度不在同一条直线上，篮球做曲线运动，综上可知篮球做匀变速曲线运动，故C正确，A、B、D错误．答案：C随堂演练·自主检测1．解析：轮滑演员做曲线运动，运动状态不断变化，是改变的，在某点的速度方向改变，速度不断变化，A、B错误；做曲线运动的物体速度方向沿曲线上各点的切线方向，C 正确；轮滑演员所受合力方向始终与速度方向不在一条直线上，D错误．答案：C2．解析：小钢球受磁铁的吸引而做曲线运动，运动方向只会向所受吸引力的方向偏转，因而磁铁位置只可能在B处，不可能在A处或C处．又磁铁的N极或S极对小钢球都有吸引力，故靠近小钢球的磁极极性无法确定，D正确．答案：D3．解析：做曲线运动的物体，其速度方向时刻变化，加速度一定不为零，根据牛顿第二定律可知物体所受的合外力一定不为零，A、D均错误；物体的运动状态改变，则速度改变，若速度大小改变而方向不变，物体做直线运动；若速度方向时刻改变，物体做曲线运动，B正确；做曲线运动的物体，其加速度方向与速度方向一定不共线，故C错误．答案：B4．解析：物体受到变力作用，不一定做曲线运动，例如小球可在弹簧弹力作用下做直线运动，A错误；物体受到恒力作用，不一定做直线运动，例如平抛运动，B错误；物体所受的合力方向与速度方向不在同一直线上时，一定做曲线运动，C正确；合力方向跟速度方向在同一条直线上，存在加速度，速度方向可以改变，比如竖直上抛，D错误．答案：C5．解析：在P做直线运动，垂直于直线方向合力为零，因此篮球水平方向不受空气作用力，篮球加速下落，竖直方向空气作用力小于重力，A正确，B错误；当篮球做曲线运动时，空气给篮球的作用力和重力的合力指向曲线的凹向，重力竖直向下，所以空气给篮球的作用力可能斜向右上，C错误，D正确．答案：AD。

高中物理教案必修二

高中物理教案必修二课程名称：必修二教学内容：运动学课时安排：2课时教学目标：1. 理解运动学的基本概念和原理；2. 掌握运动图像的绘制方法；3. 能够运用运动学知识解决实际问题。

教学重点：1. 运动学的基本概念；2. 运动图像的绘制方法；3. 运动学知识在实际问题中的应用。

教学难点：1. 运动图像的绘制；2. 运动学知识的应用。

教学准备：1. 教材《高中物理必修二》；2. 教学投影仪、电子白板等教学辅助工具；3. 运动学实验器材。

教学过程：第一课时：1. 引入：通过实例引入运动学的概念，引导学生思考运动的特点和规律。

2. 归纳：介绍运动学的基本概念，包括位移、速度、加速度等，并讲解它们之间的关系。

3. 分析：讲解如何绘制运动图像，引导学生分析图像中的运动规律。

4. 演示：进行一些简单的运动实验，展示运动图像的绘制过程。

5. 练习：让学生进行一些练习，巩固运动图像的绘制方法。

第二课时：1. 复习：回顾上节课的内容，引导学生复习运动学的基本概念。

2. 拓展：介绍一些常见的运动学问题，引导学生运用所学知识解决问题。

3. 总结：总结运动学的重点和难点，强化学生的理解和记忆。

4. 实践：让学生选择一个自己感兴趣的运动问题，运用所学知识解决，并进行展示。

5. 作业：布置相关的作业，巩固学生对运动学知识的掌握。

教学反思：通过本次教学，学生对运动学的基本概念有了更深入的理解，能够熟练运用运动图像的绘制方法解决实际问题。

但在实际教学中，需要更多地引导学生独立思考和探究，培养其解决问题的能力。

同时，教师也需要在教学中不断调整教学内容和方法，提高教学效果。

高中物理必修二教师用书

高中物理必修二教师用书篇一：高中物理必修2全套教案高中物理必修2教案第一章抛体运动第一节什么是抛体运动【教学目标】知识与技能1．知道曲线运动的方向，理解曲线运动的性质2．知道曲线运动的条件，会确定轨迹弯曲方向与受力方向的关系过程与方法1. 体验曲线运动与直线运动的区别2. 体验曲线运动是变速运动及它的速度方向的变化情感态度与价值观能领会曲线运动的奇妙与和谐，培养对科学的好奇心和求知欲【教学重点】1. 什么是曲线运动2. 物体做曲线运动方向的判定3. 物体做曲线运动的条件【教学难点】物体做曲线运动的条件【教学课时】1课时【探究学习】1、曲线运动：______________________________________________________ ____ 2、曲线运动速度的方向：质点在某一点的速度，沿曲线在这一点的方向。

3、曲线运动的条件：（1）时，物体做曲线运动。

（2）运动速度方向与加速度的方向共线时，运动轨迹是___________（3）运动速度方向与加速度的方向不共线，且合力为定值，运动为_________运动。

（4）运动速度方向与加速度的方向不共线，且合力不为定值，运动为___________运动。

4、曲线运动的性质：（1）曲线运动中运动的方向时刻_______ （变、不变），质点在某一时刻（某一点）的速度方向是沿__________________________________________ ，并指向运动轨迹凹下的一侧。

（2）曲线运动一定是________ 运动，一定具有_________ 。

【课堂实录】【引入新课】生活中有很多运动情况，我们学习过各种直线运动，包括匀速直线运动，匀变速直线运动等，我们知道这几种运动的共同特点是物体运动方向不变。

下面我们就来欣赏几组图片中的物体有什么特点（展示图片）再看两个演示第一，自由释放一只较小的粉笔头第二，平行抛出一只相同大小的粉笔头两只粉笔头的运动情况有什么不同？学生交流讨论。

【成才之路】高中新课标人教版物理必修二(学案课件+课时练习)

第五章限时检测(A)本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分．满分100分，时间90分钟．第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项符合题目要求，有些小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1．月亮的阴晴圆缺使人们知道，月亮的运动轨迹可近似认为是以地球为中心的圆，关于月亮的运动，下列说法正确的是()A．月亮做匀速运动B．月亮运动的加速度为零C．月亮受到指向地心的力的作用，且这个力大小不变D．月亮不受力的作用答案：C解析：月亮运动的轨道可以近似认为是一个以地球为中心的圆，由此我们知道月亮做曲线运动．由曲线运动的条件可知，月亮受到的合外力一定不等于零，由我们的观察和经验知，月亮绕地球做曲线运动的速率不变化，因此，月亮应该受到一个与速度方向垂直的力，也就是沿着轨道半径指向地心的力的作用．因为月亮运动的速率大小是不变的，可以知道月亮的速度方向改变是均匀的，也就是说，月亮即时速度在相同的时间内改变的角度是相同的，由曲线运动方向改变的原因推知，月亮受到的指向地心的力大小应该不变化．故C选项正确．2．(2009·广东省实验中学模拟)如图某人游珠江，他以一定速度面部始终垂直河岸向对岸游去．江中各处水流速度相等，他游过的路程、过河所用的时间与水速的关系是()A．水速大时，路程长，时间长B．水速大时，路程长，时间短C．水速大时，路程长，时间不变D．路程、时间与水速无关答案：C解析：游泳者相对于岸的速度为他相对于水的速度和水流速度的合速度，水流速度越大，其合速度与岸的夹角越小，路程越长，但过河时间t＝dv人，与水速无关，故A、B、D均错误，C正确．3．如图所示为某一质点运动的位移—时间图象，图线为一段圆弧，则下列说法正确的是()A ．质点运动的速度先增大后减小B ．质点一定做直线运动C ．质点可能做圆周运动D ．t 时刻质点离开出发点最远答案：B4．如图所示，电风扇在闪光灯下运转，闪光灯每秒闪30次，风扇转轴O 上装有3个扇叶，它们互成120°角，当风扇转动时，观察者感觉扇叶不动，则风扇转速可能是( )A ．600r/minB ．900r/minC ．1200r/minD ．3000r/min答案：ACD解析：风扇转动时，观察者感觉扇叶不动，说明在每相邻两次闪光的时间间隔T 灯内，风扇转过的角度是120°的整数倍即13圈的整数倍，而T 灯＝130s.所以风扇的最小转速n min ＝13r 130s ＝10r/s ＝600r/min.故满足题意的可能转速为n ＝kn min ＝600k r/min(k ＝1,2,3……)．5．(陕西师大附中08～09学年高一下学期期中)水平匀速飞行的飞机每隔1s 投下一颗炸弹，共投下5颗，若空气阻力及风的影响不计，在炸弹落到地面之前，下列说法中正确的是( )A ．这5颗炸弹及飞机在空中排列成一条竖直线，地面上的人看到每个炸弹都做平抛运动B ．这5颗炸弹及飞机在空中排列成一条竖直线，地面上的人看到每个炸弹都做自由落体运动C ．这5颗炸弹在空中排列成一条抛物线，地面上的人看到每个炸弹都做平抛运动D ．这5颗炸弹在空中排列成一条抛物线，地面上的人看到每个炸弹都做自由落体运动答案：A6．李大爷摇一竹筏向河的正对岸以恒定速度渡河，河水的流速v 随离河岸的距离的增大而增大，则船的运动路线为()答案：C7．(河南郑州外国语学校08～09学年高一下学期月考)如图所示，具有圆锥形状的回转器(陀螺)，绕它的轴在光滑的桌面上以角速度ω快速旋转，同时以速度v 向右运动，若回转器的轴一直保持竖直，为使回转器从桌子的边缘滑出时不会与桌子边缘发生碰撞，速度v 至少应等于(设回转器的高为H ，底面半径为R ，不计空气对回转器的阻力)( )A ．R 2g HB ．R g 2HC ．ωR g 2HD ．ωR答案：B8．如图所示，两根长度不同的细绳，一端固定于O 点，另一端各系一个相同的小铁球，两小球恰好在同一水平面做圆周运动，则( )A ．它们做圆周运动的周期相等B ．它们所需的向心力跟轨道半径成反比C ．它们做圆周运动的线速度大小相等D ．A 球受绳的拉力较大答案：AD解析：重力与细绳的拉力提供向心力．9．甲、乙两名溜冰运动员，M 甲＝80kg ，M 乙＝40kg ，面对面拉着弹簧秤做圆周运动的溜冰表演，如图所示，两人相距0.9m ，弹簧秤的示数为9.2N ，下列判断中正确的是( )A ．两人的线速度相同，约为40m/sB ．两人的角速度相同，为6rad/sC ．两人的运动半径相同，都是0.45mD ．两人的运动半径不同，甲为0.3m ，乙为0.6m 答案：D解析：甲、乙两人绕共同的圆心做匀速圆周运动，他们间的拉力互为向心力，他们的角速度相同，半径之和为两人的距离．设甲、乙两人所需向心力为F 向，角速度为ω，半径分别为r 甲、r 乙，则F 向＝M 甲ω2r 甲＝M 乙ω2r 乙＝9.2N ①r 甲＋r 乙＝0.9m ②由①②两式可解得只有D 正确．10．如图所示，竖直圆筒内壁光滑，半径为R ，上部侧面A 处开有小口，在小口A 的正下方h 处亦有与A 大小相同的小口B ，小球从小口A 沿切线方向水平射入筒内，使小球紧贴筒内壁运动，要使小球从B 口处飞出，小球进入A 口的最小速率v 0为( )A ．πR g /2hB ．πR 2g /hC ．πR 2hgD ．2πR g /h答案：B解析：小球沿筒内壁滚下的过程，可看作水平面内的匀速圆周运动与竖直方向上的自由落体运动合成的结果．为使小球从B 孔飞出，则要求在自由落下h 高的时间t 内，小球至少完成恰好一圈的圆周运动，则有h ＝12gt 2，v 0＝2πR t. 解得v 0＝πR 2g /h . 第Ⅱ卷(非选择题共60分)二、填空题(共3小题，共18分．把答案直接填在横线上)11．(4分)(北京育才中学08～09学年高一下学期期中)如图所示，竖直放置的两端封闭的玻璃管中注满清水，内有一个红蜡块能在水中以0.3m/s 的速度匀速上浮，现当红蜡块从玻璃管的下端匀速上浮的同时，使玻璃管水平匀速向右运动，测得红蜡块实际运动的方向与水平方向的夹角为37°，则：(已知sin37°＝0.6；cos37°＝0.8)(1)根据题意可知玻璃管水平方向的移动速度为________m/s.(2)若玻璃管的长度为0.6m，则当红蜡块从玻璃管底端上浮到顶端的过程中，玻璃管水平运动的距离为________m.答案：(1)0.4(2)0.812．(7分)(河南郑州外国语学校08～09学年高一下学期月考)有甲、乙、丙三个同学根据不同的实验条件，进行了“探究平抛运动规律”的实验：(1)甲同学采用如图(1)所示的装置．用小锤打击弹性金属片，金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开，自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤打击的力度，即改变A 球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明______________________________．(2)乙同学采用如图(2)所示的装置．两个相同的弧形轨道M、N，分别用于发射小铁球P、Q，其中N的末端与可看作光滑的水平板相切；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相等，现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，然后切断电源，使两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．实验可观察到的现象应是____________________________________．仅仅改变弧形轨道M距与轨道N相切的水平板的高度，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明____________________________________．(3)丙同学采用频闪照相法．图(3)为小球做平抛运动时所拍摄的闪光照片的一部分，图中小方格的边长为5cm，已知闪光频率是10Hz，那么小球的初速度大小为________m/s，小球在位置B时的瞬时速度大小为________m/s，由A到C小球速度变化量的大小为________m/s，方向________．若以A点为坐标原点，水平向右为x轴正方向，竖直向下为y轴正方向建立平面直角坐标系，则小球初始位置的坐标为(________cm，________cm)．(g ＝10m/s2)答案：(1)平抛运动的竖直分运动是自由落体运动(2)PQ两球将相碰；平抛运动的水平分运动是匀速直线运动(3)1.5 2.52竖直向下－15－513．(7分)一个有一定厚度的圆盘，可以绕通过中心垂直于盘面的水平轴转动，用下面的方法测量它匀速转动时的角速度．实验器材：电磁打点计时器，米尺，纸带，复写纸片．实验步骤：(1)如图所示，将电磁打点计时器固定在桌面上，将纸带的一端穿过打点计时器的限位孔后，固定在待测圆盘的侧面上，使得圆盘转动时，纸带可以卷在圆盘侧面上．(2)启动控制装置使圆盘转动，同时接通电源，打点计时器开始打点． (3)经过一段时间，停止转动和打点，取下纸带，进行测量．①由已知量和测得量表示的角速度的表达式为ω＝__________，式中各量的意义是__________．②某次实验测得圆盘半径r ＝5.50×10－2m ，得到的纸带的一段如图所示，求得角速度为____________．答案：(3)①设T 为电磁打点计时器打点的时间间隔，r 为圆盘的半径，x 1、x 2是纸带上选定的两点分别对应的米尺上的刻度值，n 为选定的两点间的打点数(含两点)则有x 2－x 1＝ωr (n －1)T 得：ω＝x 2－x 1T (n －1)r②6.8rad/s(把各数据代入求得)．三、论述·计算题(共4小题，共42分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)14．(10分)如图所示，是马戏团中上演的飞车节目，在竖直平面内有半径为R 的圆轨道．表演者骑着摩托车在圆轨道内做圆周运动．已知人和摩托车的总质量为m ，人以v 1＝2gR 的速度过轨道最高点B ，并以v 2＝3v 1的速度过最低点A .求在A 、B 两点轨道对摩托车的压力大小相差多少？答案：6mg解析：在B 点，F b ＋mg ＝m v 21R 解之得F B ＝mg ，在A 点，F A －mg ＝m v 22R解之得F A ＝7mg ，所以在A 、B 两点轨道对车的压力大小相差6mg .15．(10分)(新乡模拟)一名侦察兵躲在战壕里观察敌机的情况，有一架敌机正在沿水平直线向他飞来，当侦察兵观察敌机的视线与水平线间的夹角为30°时，发现敌机丢下一枚炸弹，他在战壕内一直注视着飞机和炸弹的运动情况并计时，他看到炸弹飞过他的头顶后落地立即爆炸，测得从敌机投弹到看到炸弹爆炸的时间为10s ，从看到炸弹爆炸的烟尘到听到爆炸声音之间的时间间隔为1.0s.若已知爆炸声音在空气中的传播速度为340m/s ，重力加速度g 取10m/s 2.求敌机丢下炸弹时水平飞行速度的大小(忽略炸弹受到的空气阻力)．答案：120.6m/s解析：设炸弹飞过侦察兵后的水平位移为s 1，如图，因声音在空气中匀速传播得s 1＝v 声t 1，t 1＝1.0s.设敌机丢下炸弹时水平飞行速度的大小为v 机，由炸弹的平抛运动得：s ＝v 机t h ＝12gt 2t ＝10s.设炸弹飞过侦察兵前的水平位移为s 2，由几何关系得：s 2＝h tan60° s ＝s 1＋s 2联立以上各式得：v 机＝120.6m/s16．(10分)如图所示，歼击机的“稳定盘旋过载”指的是歼击机做水平盘旋时的加速度，这个参数越大，表明战机近距离格斗中能更快的抢占有利攻击阵位，也能更灵活地逃脱敌机或导弹的追击．国产某新型战机的稳定盘旋过载为6g(g 为重力加速度，取g ＝10m/s 2)，在飞行速度为360m/s 时，求它水平盘旋的最小半径和此时机翼与水平面间的夹角．答案：2160m arctan6解析：飞机水平盘旋时加速度为6g ，由牛顿第二定律：m ·6g ＝m v 2R ，故R ＝v 26g ＝360260m ＝2160m ，飞机盘旋时，其重力和空气对飞机的升力的合力作为向心力，受力情况如图所示，设盘旋时机翼与水平面的夹角为θ，空气对飞机的升力F 垂直于机翼，将重力分解，则满足mg tan θ＝6mg ，即tan θ＝6，则θ＝arctan6.17．(12分)如图所示，女排比赛时，排球场总长为18m ，设球网高度为2m ，运动员站在网前3m 处正对球网跳起将球水平击出．(1)若击球的高度为2.5m ，为使球既不触网又不越界，求球的初速度范围． (2)当击球点的高度为何值时，无论水平击球的速度多大，球不是触网就是越界？答案：(1)310m/s ＜v 0＜122m/s (2)2215m解析：设球刚好触网而过，此过程球水平射程s 1＝3m ，球下落高度Δh ＝h 2－h 1＝(2.5－2)m ＝0.5m所以球飞行时间t 1＝2(h 2－h 1)g ＝110s ，可得球被击出时的下限速度v 1＝s 1t 1＝310m/s ，设球恰好落在边界线上，此过程球水平射程s 2＝12m ，球飞行时间t 2＝2h 2g＝2×2.510s ＝12s 可得球被击出时的上限速度v 2＝s 2t 2＝122m/s ，欲使球既不触网也不出界，则球被击出时的速度应满足：310m/s ＜v 0＜122m/s(2)设击球点高度为h 3时，球恰好既触网又压线，如图所示，球触网h 3－h 1＝12gt 23，t 3＝3v ，所以：h 3－2＝12×10×32v 2球压线h 3＝12gt 24，t 4＝12v ，所以h 3＝12×10×122v2.由以上式子消去v解得：h3＝3215m＝2215m，即当击球高度小于2215m时，无论球被水平击出时的速度多大，球不是触网就是越界．。

高中物理物理教科版必修2学案2了解相对论(选学)初识量子论(选学)

学案2 了解相对论(选学) 初识量子论(选学)[学习目标定位] 1.了解相对论，知道在狭义相对论中的几种效应.2.了解量子论，知道微观粒子具有波粒二象性．一、狭义相对论中的主要效应 1．运动长度l 会收缩，即l ＝l 01－v 2c 2.2．运动时钟会变慢，即τ＝τ01－v 2c 2.3．物体质量m 随速度v 的增大而变大，其关系为m ＝m 01－v 2c2.4．质量m 和能量E 之间存在着一个相互联系的关系式：E ＝mc 2，称为质能关系，式中c 是光速． 5．任何物体的速度不能超过光速c . 二、广义相对论点滴1．当光线通过强引力场时，光线在引力场中会发生偏折． 2．广义相对论是数学与物理学相结合的典范．三、量子论的基本内容1．量子论认为微观世界的某些物理量不能连续变化而只能取某些分立值，相邻两分立值之差称为该物理量的一个量子．2．一切微观粒子都具有波粒二象性．3．由于微观粒子运动的特殊规律性，使一个微观粒子的某些物理量不可能同时具有确定的数值.一、在狭义相对论中的主要效应 1．尺缩效应物体静止长度l 0和运动长度l 之间的关系为： l ＝l 01－v 2c2上面的式子说明，相对于地面以速度v 运动的物体，从地面上看，沿着运动方向上的长度变短了，速度越大，变短得越多．理解：(1)在垂直于运动方向不发生长度收缩效应现象．(2)我们平常观察不到这种长度收缩效应，是因为我们生活在比光速低得多的低速世界里，长度收缩效应极不明显，即使运动物体的速度达到v ＝30 000 km/s(即0.1c )，长度收缩效应也只不过是5%，因此，在低速运动中，v ?c ，l ≈l 0，长度收缩效应可忽略不计． 2．钟慢效应 τ＝τ01－v 2c 2理解：(1)时间延缓效应是时空的一种属性：在运动参考系中的时间节奏变慢了．(一切物理过程、化学过程乃至观察者自己的生命节奏都变慢了)(2)由于运动是相对的，故在某一个参考系中观察另一个不同参考系里发生的物理事件时，总能感到时间延缓效应．(3)日常生活中的时间延缓效应可以忽略不计，在运动速度接近光速时，则变得特别重要． 3．质速公式在相对物体静止的参考系中测量，物体具有最小的质量m 0(称为静止质量)．在相对物体以速度v 运动的惯性系中测量，物体的运动质量为m ＝m 01－v 2c2. 由于v <c ，所以m >m 0，速度v 越大，运动质量也越大． 4．质能关系质量和能量是物体不可分离的属性，其关系式为E ＝mc 2.质能关系式也可写成ΔE ＝Δmc 2.由公式可以看出，随着一个物体质量的减少，会释放出一定的能量；与此同时，另一物体吸收了能量，质量也会随之增加．5．任何物体的速度不能超过光速．二、广义相对论点滴 1．1916年，爱因斯坦创立了广义相对论．2．光线通过强引力场时，光线在引力场中会发生偏折，在引力场中，时空会发生“弯曲”． 3．在广义相对论中，时间、空间、物质与运动是紧密联系在一起的．三、量子论的基本内容1．1900年德国物理学家普朗克提出量子论．2．量子论认为微观世界的某些物理量不能连续变化而只能取某些分立值．物质吸收或发射的辐射能量量子ε＝hν，辐射能量的变化是一份一份的，而不是连续的．对于较大的物体能量量子化不显着，对于微观粒子能量量子化显着．3．微观粒子在某些条件下显示出波动性，某些条件下显示出粒子性．微观粒子的这种性质称为“波粒二象性”．对于宏观物体，波动性不显着，只显示出粒子性．一、对尺缩效应的简单应用例1 在静止坐标系中的正立方体边长为l 0，另一坐标系以相对速度v 平行于立方体的一边运动．问在后一坐标系中的观察者测得的立方体的体积是多少？解析先根据公式l ＝l 01－?vc?2求出物体运动时沿运动方向的长度，再求出体积．本题中立方体相对于坐标系以速度v 运动，一条边与运动方向平行，则坐标系中观察者测得该条边的长度为 l ＝l 01－?v c?2测得立方体的体积为V ＝l 20l ＝l 31－?v c?2答案 l 301－?vc?2二、质速关系例2 电子的静止质量为m e ，加速后的电子相对实验室的速度是45c (c 为光速)，在实验室中观察到的加速后电子的质量是多大？解析 m ＝m 01－v 2c 2＝m e1－?4c5c ?2≈1.67m e ，即以45c 运动的电子的质量约是电子静止质量的1.67倍．答案 1.67m e了解相对论初识量子论⎩⎪⎪⎨⎪⎪⎧相对论的几种效应⎩⎪⎨⎪⎧尺缩效应钟慢效应质量变大质能关系速度不能大于光速量子论⎩⎪⎨⎪⎧量子论的提出能量量子化波粒二象性1．(尺缩效应)假设地面上有一列火车以接近光速的速度运行，其内站立着一个中等身材的人，站在路旁的人观察车里的人，观察的结果是( )A ．这个人是一个矮胖子B ．这个人是一个瘦高个子C ．这个人矮但不胖D ．这个人瘦但不高答案 D解析由公式l ＝l 01－v 2c2可知，在运动方向上，人的宽度要减小，在垂直于运动方向上，人的高度不变．2．(钟慢效应)1947年，在用乳胶研究高空宇宙射线时，发现了一种不稳定的基本粒子，称做介子，质量约为电子质量的273.27倍，它带有一个电子电荷量的正电荷或负电荷，称作π＋或π－.若参考系中π±介子处于静止，它们的平均寿命为τ0＝2.56×10－8 s ，设π±介子以0.9c 速率运动，求从实验室参考系观测到该粒子的平均寿命．答案 5.87×10－8 s 解析由钟慢效应知τ＝τ01－?v c?2，将τ0＝2.56×10－8 s ，v ＝0.9c 代入得到τ≈5.87×10－8s.3．(质速关系)一辆由超强力电池供电的摩托车和一辆普通有轨电车，若都被加速到接近光速；在我们的静止参考系中进行测量，哪辆车的质量将增大( ) A ．摩托车 B ．有轨电车 C ．两者都增加 D ．都不增加答案 B解析对有轨电车，能量通过导线，从发电厂源源不断输入；而摩托车的能量却是它自己带来的．能量不断从外界输入有轨电车，但没有能量从外界输给摩托车．能量与质量相对应，所以有轨电车的质量将随速度增加而增大，而摩托车的质量不会随速度的增加而增大．题组一尺缩效应1．两相同的米尺，分别静止于两个相对运动的惯性参考系S 和S ′中，若米尺都沿运动方向放置，则( )A ．S 系的人认为S ′系的米尺要短些B ．S ′系的人认为S 系的米尺要长些C ．两系的人认为两系的米尺一样长D ．S 系的人认为S ′系的米尺要长些答案 A2．设想在人类的将来实现了星际航行，即将火箭发射到邻近的恒星上去，火箭相对于日心－恒星坐标系的速率为v ＝0.8c ，火箭中静止放置长度为1.0 m 的杆，杆与火箭方向平行，求在日心－恒星坐标系中测得的杆长．答案 0.6 m解析由尺缩效应知：l ＝l 01－?vc?2，将l 0＝1.0 m ，v ＝0.8c 代入得到l ＝0.6 m.题组二钟慢效应3．A 、B 两火箭沿同一方向高速飞过地面上的某处，v A >v B ，在火箭A 上的人观察到的结果正确的是( ) A ．火箭A 上的时钟走得最快 B ．地面上的时钟走得最快 C ．火箭B 上的时钟走得最快 D ．火箭B 上的时钟走得最慢答案 A解析在火箭A 看来，地面和火箭B 都高速远离自己，由τ＝τ01－?v c ?2知，在火箭A 上的人观察到的结果是地面和火箭B 的时钟都变慢了，且v A >v B ，故地面的时钟最慢，因此A 正确，B 、C 、D 错误． 4．话说有兄弟俩个，哥哥乘坐宇宙飞船以接近光速的速度离开地球去遨游太空，经过一段时间返回地球，哥哥惊奇地发现弟弟比自己要苍老许多，则该现象的科学解释是( ) A ．哥哥在太空中发生了基因突变，停止生长了 B ．弟弟思念哥哥而加速生长C ．由相对论可知，物体速度越大，其时间进程越慢，生理进程也越慢D ．这是神话，科学无法解释答案 C解析根据公式τ＝τ01－?vc?2可知，物体的速度越大，其时间进程越慢．题组三质速关系 5．对于公式m ＝m 01－v 2c2，下列说法中正确的是( ) A ．式中的m 0是物体以速度v 运动时的质量B ．当物体的运动速度v >0时，物体的质量m >m 0，即物体的质量改变了，故经典力学不再适用C ．当物体以较小速度运动时，质量变化十分微弱，经典力学理论仍然适用，只有当物体以接近光速的速度运动时，质量变化才明显，故经典力学适用于低速运动，而不适用于高速运动D ．通常由于物体的运动速度很小，故质量的变化引不起我们的感觉．在分析地球上物体的运动时，不必考虑质量的变化答案 CD解析公式中m 0是物体的静止质量，m 是物体以速度v 运动时的质量，A 错．由公式可知，只有当v接近光速时，物体的质量变化才明显，一般情况下物体的质量变化十分微小，故经典力学仍然适用，故B错，C、D正确．6．有关物体的质量与速度的关系的说法，正确的是()A．物体的质量与物体的运动速度无关B．物体的质量随物体的运动速度增大而增大C．物体的质量随物体的运动速度增大而减小D．当物体的运动速度接近光速时，质量趋于零答案B7．通过一个加速装置对电子施加一很大的恒力，使电子从静止开始加速，对这个加速过程，下列描述正确的是()A．根据牛顿第二定律，电子将不断做匀加速直线运动B．电子先做加速运动，后以光速做匀速直线运动C．电子开始先近似于匀加速运动，后来质量增大，牛顿运动定律不再适用D．电子是微观粒子，整个加速过程根本就不能用牛顿运动定律解释答案C解析电子在加速装置中由静止开始加速，开始阶段速度较低，远低于光速，此时牛顿运动定律基本适用，可以认为在它被加速的最初阶段，它做匀加速运动．随着电子的速度越来越大，接近光速时，相对论效应越来越大，质量增大，它不再做匀加速直线运动，牛顿运动定律不再适用．8．在日常生活中，我们并没有发现物体的质量随物体运动速度的变化而变化，其原因是()A．运动中的物体，其质量无法测量B．物体的速度远小于光速，质量变化极小C．物体的质量太大D．物体质量并不随速度变化而变化答案B解析根据狭义相对论m＝m01－v2c2可知，在宏观物体的运动中，v?c，所以m变化不大，而不是因为质量太大或无法测量．。

高中物理必修2教案

高中物理必修2教案
教学目标：
1. 了解电流的概念和特点。

2. 掌握电流的计算方法。

3. 了解电路的组成和分类。

4. 掌握串联电路和并联电路的特点及计算方法。

教学重点和难点：
重点：电流的概念和特点、电路的组成和分类。

难点：串联电路和并联电路的特点及计算方法。

教学准备：
1. 课件：包括电流的概念、电路的组成和分类、串联电路和并联电路的示意图。

2. 实验材料：电流表、电压表、电阻器、导线等。

3. 教学素材：练习题、实验指导。

教学过程：
一、导入（5分钟）
通过展示一些电路或者电流相关的图片或视频，引起学生对电流和电路的兴趣。

然后提出本节课要学习的内容：电流和电路。

二、讲授（20分钟）
1. 介绍电流的概念和特点。

2. 讲解电流的计算方法。

3. 介绍电路的组成和分类。

三、实验操作（30分钟）
1. 实验一：测量电流和电压。

2. 实验二：组建串联电路，并测量电流和电压。

3. 实验三：组建并联电路，并测量电流和电压。

四、讲解与讨论（10分钟）
1. 总结实验结果，讨论串联电路和并联电路的特点。

2. 解答学生对电流和电路的疑问。

五、作业布置（5分钟）
布置练习题，巩固学生对电流和电路的理解和运用。

教学反思：
1. 在实验环节中，要确保学生能够正确操作实验仪器，并能够准确测量电流和电压。

2. 要引导学生思考，帮助他们理解电流和电路的实际应用，并培养他们的动手能力和实验精神。

高中物理必修2优秀教案

高中物理必修2优秀教案
教学目标：
1. 理解牛顿三定律的基本原理；
2. 能够应用牛顿三定律解决实际问题；
3. 掌握一维运动中的动力学关系。

重点难点：
1. 牛顿三定律的理解和应用；
2. 动力学公式的推导和应用。

教学准备：
1. 实验器材：力传感器、滑块、轻绳；
2. PPT课件。

教学过程：
一、导入（5分钟）
通过一个小视频展示力的作用，引导学生思考力和运动之间的关系。

二、呈现（15分钟）
1. 讲解牛顿三定律的基本原理和表达式；
2. 示范实验：用力传感器测量不同物体受到的拉力；
3. 引导学生思考拉力和物体的加速度之间的关系。

三、拓展（20分钟）
1. 讲解动力学公式的推导和应用；
2. 练习题：根据实际情况求解加速度、摩擦力等问题；
3. 组织小组讨论，归纳动力学公式的应用原则。

四、巩固（15分钟）
1. 课堂练习：让学生在课堂上解决一些力学问题；
2. 学生自主讨论，老师辅助解答。

五、作业布置（5分钟）
1. 完成课堂练习；
2. 复习牛顿三定律和动力学公式。

教学反思：
本节课通过实验和理论相结合的方式，让学生理解了牛顿三定律和动力学公式的基本原理，并能够应用到实际问题中解决。

学生在课堂上通过练习和讨论，加深了对这些知识点的理
解和掌握。

通过此次教学，学生对力学的理解得到了提升，也培养了他们的动手能力和创
新思维。

高中物理选择性必修二学案高中物理选择性必修二学案第二节安培力的应用

第二节安培力的应用[学习目标] 1.知道电流天平、磁电式电表、直流电动机的基本构造及工作原理.2.进一步熟练掌握安培力公式及方向的判断．一、电流天平1．普通天平是应用杠杆原理把被测物与已知质量的砝码进行力学平衡．利用等效替代法测量出被测物体的质量．2．电流天平同样运用等效替代法，结合安培力的相关知识和现代电子技术，通常用于实验室中测量两平行通电导体之间的相互作用力和磁感应强度．3.如图1所示是等臂电流天平的原理图．天平右端挂一矩形线圈，匝数为n，底边cd长为L，放在待测匀强磁场中，线圈中通入如图1所示电流I，在天平左、右两边加上质量分别为m1、m2的砝码使天平平衡．此时有m1g＝m2g－nBIL.保持线圈中电流的大小不变，使电流反向，在左盘中加入质量为m的砝码，天平再次平衡，此时有(m1＋m)g＝m2g＋nBIL.结合两式可得待测磁场的磁感应强度为B＝mg2nIL.图1二、磁电式电表1．构造：磁电式电流表是在蹄形磁铁的两极间有一个固定的圆柱形铁芯，铁芯外面套有一个可以绕轴转动的铝框，在铝框上绕有铜线圈，铝框的转轴上装有两个螺旋弹簧和一个指针，线圈的两端分别接在这两个螺旋弹簧上，被测电流经过这两个弹簧流入线圈．2．原理：安培力与电流的关系．通电线圈在磁场中受到安培力而偏转，线圈偏转的角度越大，被测电流就越大．根据指针的偏转方向，可以知道被测电流的方向．3．特点：蹄形磁铁与铁芯间的磁场都沿半径方向，可看作是均匀辐射分布的，线圈无论转到什么位置，它的平面总与磁场方向平行，且线圈左右两边所在处的磁感应强度大小都相等．4．优点：灵敏度高，可以测出很弱的电流．缺点：线圈的导线很细，允许通过的电流很弱．三、直流电动机1．定义：电动机是利用安培力使通电线圈转动，将电能转化为机械能的重要装置．2．原理：如图2所示，当电流通过线圈时，线圈右边受到的安培力方向向下，线圈左边受到向上的安培力，在安培力作用下线圈转动起来．图23．直流电动机优点是可以通过改变输入电流的大小调节其转速．判断下列说法的正误．(1)电流天平是采用磁场力与被测物体的重力相平衡的原理测量的．(√)(2)磁电式电表内的磁场是匀强磁场．(×)(3)磁电式电表表盘的刻度是均匀的．(√)(4)磁电式电表指针的偏转是由于线框受安培力的作用．(√)(5)对于磁电式电表，指针稳定后，线圈受到螺旋弹簧的阻力与线圈受到的安培力方向是相反的．(√)(6)当电动机线圈与磁场垂直时，磁通量最大．(√)一、电流天平如图3所示为电流天平，可以用来测量匀强磁场的磁感应强度．它的右臂挂着矩形线圈，匝数为n，线圈的水平边长为l，处于匀强磁场内，磁感应强度B的方向与线圈平面垂直．当线圈中通过电流I时，增减砝码使两臂达到平衡．然后使电流反向，大小不变．这时需要在左盘中增加质量为m的砝码，才能使两臂再达到新的平衡．重力加速度g取10 N/kg.图3(1)导出用n 、m 、l 、I 、g 计算B 的表达式．(2)当n ＝9，l ＝10.0 cm ，I ＝0.10 A ，m ＝8.78 g 时，磁感应强度是多少？答案见解析解析 (1)设电流方向未改变时，等臂天平的左盘内砝码的质量为m 1，右盘内砝码和线圈的质量为m 2，则由等臂天平的平衡条件，有m 1g ＝m 2g －nBIl电流方向改变后，同理可得(m ＋m 1)g ＝m 2g ＋nBIl两式相减，得B ＝mg 2nIl. (2)将n ＝9，l ＝10.0 cm ，I ＝0.10 A ，m ＝8.78 g 代入B ＝mg 2nIl，得B ≈0.49 T. 针对训练1 如图4所示的天平可用来测量磁场的磁感应强度．天平的右臂下面挂一个矩形线圈，宽为L ，共N 匝，线圈的下部悬在匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面．当线圈中通有电流I (方向如图所示)时，在天平左、右两边加上质量分别为m 1、m 2的砝码时，天平平衡；当电流反向(大小不变)时，右边再加上质量为m 的砝码后，天平又重新平衡．由此可知(重力加速度为g )( )图4A ．磁感应强度方向垂直纸面向里，大小为(m 1－m 2)g NILB ．磁感应强度方向垂直纸面向里，大小为mg 2NILC ．磁感应强度方向垂直纸面向外，大小为(m 1－m 2)g NILD ．磁感应强度方向垂直纸面向外，大小为mg 2NIL答案 B解析因为电流反向时，右边再加砝码才能重新平衡，所以此时安培力竖直向上，由左手定则判断磁场方向垂直于纸面向里．电流反向前，有m 1g ＝m 2g ＋m 3g ＋NBIL ，其中m 3为线圈质量．电流反向后，有m 1g ＝m 2g ＋m 3g ＋mg －NBIL .两式联立可得B ＝mg 2NIL.故选B. 针对训练2 如图5所示为电流天平，可用来测定磁感应强度．天平的右臂上挂有一匝数为N 的矩形线圈，线圈下端悬在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，当线圈中通有电流I (方向如图)时，发现天平的左端低右端高，下列哪些调解方案可以使天平水平平衡( )图5A ．仅减小电流大小B ．仅改变电流方向C ．仅减小线框的宽度D ．仅增加线圈的匝数答案 D解析当线圈中通有电流I 时，根据左手定则，右端线圈受到的安培力竖直向下；天平的左端低右端高，说明安培力偏小，要使天平水平平衡，必须增大安培力，即可增大匝数、电流、线框短边的长度，故D 正确，A 、B 、C 错误．二、磁电式电表1．磁电式电表的工作原理通电线圈在磁场中受到安培力作用而发生偏转，偏转的方向不同，被测电流的方向不同．2．磁电式电表的磁场特点碲形磁铁的两磁极间有一个固定的圆柱形铁芯，使蹄形磁场与铁芯间的磁场都沿半径方向，保持线圈转动时，所受安培力的方向总与线圈平面垂直，使表盘刻度均匀．3．磁电式电表的灵敏度(1)电流表的灵敏度：是指在通入相同电流的情况下，指针偏转角度的大小，偏角越大，灵敏度越高．(2)提高灵敏度的方法：如果要提高磁电式电表的灵敏度，就要使在相同电流下线圈所受的安培力增大，可通过增加线圈的匝数、增大永磁铁的磁感应强度、增加线圈的面积和减小转轴处摩擦等方法实现．如图6甲是磁电式电表的结构示意图，蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布，如图乙所示，边长为L的正方形线圈中通以电流I，线圈中的某一条a导线电流方向垂直纸面向外，b导线电流方向垂直纸面向里，a、b两条导线所在处的磁感应强度大小均为B，则()图6A．该磁场是匀强磁场B．穿过该线圈的磁通量为BL2C．a导线受到的安培力方向向下D．b导线受到的安培力大小为BIL答案 D解析匀强磁场的磁感线是平行的，方向相同，该磁场明显不是匀强磁场，故A错误；线圈与磁感线平行，故穿过该线圈的磁通量为零，故B错误；a导线电流方向垂直纸面向外，磁场方向向右，根据左手定则，受到的安培力方向向上，故C错误；导线b始终与磁感线垂直，故受到的安培力大小一直为ILB，故D正确．磁电式电表内的磁场均匀辐向分布，通电线圈不管转到什么角度，线圈的平面都跟磁感线平行，线圈受到的安培力都垂直于线圈平面.针对训练3(多选)以下关于磁电式电表的说法正确的是()A．线圈平面跟磁感线平行B．通电线圈中的电流越大，指针偏转角度也越大C．在线圈转动的范围内，各处的磁场都是匀强磁场D．在线圈转动的范围内，线圈所受安培力与电流有关，而与所处位置无关答案ABD解析磁电式电表内磁场是均匀辐射磁场，不管线圈转到什么位置，它的平面都跟磁感线平行，线圈所在各处磁场的磁感应强度大小相等、方向不同，所以安培力与电流大小有关而与所处位置无关，电流越大，安培力越大，指针转过的角度越大，故选A、B、D.三、直流电动机导学探究如图7所示是直流电动机的工作原理图，它主要由蹄形磁铁、线圈、电刷和换向器等部件组成．其中两磁极间的磁场可近似看作匀强磁场．换向器是一对相互绝缘的半圆形铜环，它们通过固定的电刷与直流电源相连．图7(1)当线圈处于如图所示位置时，所受安培力情况如何？(2)直流电动机的线圈如何实现连续不停地朝一个方向转动的．答案(1)ab边中通入由a到b的电流时根据左手定则可知，ab边受向上的安培力，同理可判断bc边受向下的安培力，线圈顺时针转动．(2)为让线圈持续地转动下去，技术人员巧妙地使线圈两端与两个半圆形铜环相连并一起转动，同时在电路中安装了与半圆形铜环接触的电刷，由此通过电流的周期性换向，确保线圈受到的安培力始终起到推动线圈往同一个方向持续转动的效果．如图8所示，在一直流电动机的气隙中(磁极和电枢之间的区域)，磁感应强度为0.8 T．假设在匀强磁场中垂直放有400匝电枢导线，电流为10 A，导线的有效长度为0.15 m，图8求：(1)电枢导线ab边所受安培力的大小；(2)线圈转动的方向．答案(1)480 N(2)从外向里看为顺时针方向解析(1)根据安培力公式，电枢导线ab边所受安培力的大小为F安＝NBLI＝400×0.8×0.15×10 N＝480 N.(2)在题图位置，由左手定则知ab边所受安培力方向向上，dc边所受安培力方向向下．则从外向里看，线圈沿顺时针方向转动．1．(电流天平)如图9所示为电流天平，可以用来测量匀强磁场的磁感应强度．它的右臂挂着矩形线圈，匝数为n，线圈的水平边长为l，处于匀强磁场中，磁感应强度B的方向与线圈平面垂直．当线圈中通过逆时针方向电流I时，调节砝码使两臂达到平衡．下列说法中正确的是()图9A．线圈只有bc边受到安培力B．线圈受到的磁场对它的力方向水平指向纸内C．若电流大小不变而方向反向，线圈仍保持平衡状态D．若发现左盘向上翘起，则增大线圈中的电流可使天平恢复平衡答案 D解析bc边、ab边和cd边的部分处于磁场中，处于磁场中的导线都受到安培力，故A错误；根据左手定则可知线圈受到的磁场对它的力方向竖直向上，故B错误；若电流大小不变而方向反向，线圈受到的安培力方向改变，根据受力可知，此时线圈不能保持平衡状态，故C错误；发现左盘向上翘起，则增大线圈中的电流，使线圈受到向上的安培力增大，可使天平恢复平衡，故D正确．2．(磁电式电表)(多选)关于磁电式电表内的磁铁和铁芯之间的均匀辐向分布的磁场，下列说法正确的是()A．该磁场的磁感应强度的大小处处相等，方向相同B．该磁场的磁感应强度的方向处处相同，大小不等C．使线圈平面始终与磁感线平行D．该磁场中距轴线等距离处的磁感应强度的大小都相等答案CD解析磁电式电表内的磁铁和铁芯之间有均匀辐向分布的磁场，使线圈平面始终与磁感线平行，故C正确；该磁场中距轴线等距离处的磁感应强度的大小处处相等，但方向不同，故A、B错误，D正确．3．(直流电动机的原理)如图10所示是直流电动机的模型，闭合开关后线圈顺时针转动．现要线圈逆时针转动，下列方法中可行的是()图10A．只改变电流方向B．只改变电流大小C．换用磁性更强的磁铁D．对换磁极同时改变电流方向答案 A解析直流电动机的转动方向与线圈中的电流方向和磁场方向有关，若使通入直流电动机的电流方向改变或磁场的方向改变，它的转动方向将改变．但是如果同时改变电流的方向和磁场的方向，线圈的转动方向将不变，故A正确．考点一电流天平1.如图1所示的电流天平，可用来测量匀强磁场的磁感应强度B.当单匝线圈通以电流I时，在天平另一端加上质量为m的砝码，天平平衡．线圈的水平边长为l，所受安培力大小F安＝mg，则()图1A ．B ＝mg IlB ．B ＝Il mgC ．B ＝mgIlD ．B ＝0答案 A解析根据题意知F 安＝mg ，而F 安＝BIl ，解得B ＝mg Il，故A 正确，B 、C 、D 错误． 2．图2甲是一电流天平，用它可以测量右侧螺线管内的磁感应强度，图乙是其结构示意图．如图丙所示，现在电流天平最右端的导线(质量不计)中通以由外向里的电流，螺线管内的磁场水平向右，天平处于不平衡状态．下列哪个措施可能使电流天平恢复平衡( )图2A ．将磁场方向反向，减小电流IB ．将电流I 减小且反向C ．仅将电流I 减小D ．仅将电流I 增大答案 C解析根据左手定则可知导线所受安培力向下，又因为天平向右倾斜，则可知安培力偏大，所以要使天平恢复平衡，应该减小安培力的大小，根据F ＝BIL 可知：A 项，将磁场方向反向，减小电流I ，导线所受安培力大小减小，方向反向，天平将向左倾斜，故A 错误；将电流I 减小且反向，导线所受安培力大小减小，方向反向，天平将向左倾斜，故B 错误；仅将电流I 减小，导线所受安培力的大小减小，方向不变，天平可能恢复平衡，故C 正确；仅将电流I 增大，导线所受安培力的大小增大，方向不变，天平会向右倾斜的更厉害，故D 错误．3．如图3所示，用天平测量匀强磁场的磁感应强度．下列各选项所示的载流线圈匝数相同，边长MN 相等，将它们分别挂在天平的右臂下方．线圈中通有大小相同的电流，天平处于平衡状态．若磁场发生微小变化，天平最容易失去平衡的是( )图3答案 A解析四个线圈在磁场中的等效长度不同，A线圈等效长度最大，根据F＝nBIL，A所受磁场力最大，当磁场发生微小变化时，A线圈对应的天平最容易失去平衡．考点二磁电式电表4．(多选)实验室经常使用的电流表是磁电式电表．这种电流表的构造如图4甲所示．蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀辐向分布的．当线圈通以如图乙所示的恒定电流时(b端电流方向垂直纸面向内)，下列说法正确的是()图4A．当线圈在如图乙所示的位置时，b端受到的安培力方向向上B．线圈转动时，螺旋弹簧被扭动，阻碍线圈转动C．线圈通过的电流越大，指针偏转角度越小D．电流表表盘刻度均匀答案BD解析由左手定则可判定：当线圈在如题图乙所示的位置时，b端受到的安培力方向向下，故A错误；当通电后，处于磁场中的线圈受到安培力作用，使其转动，螺旋弹簧被扭动，则线圈受到弹簧的阻力，从而阻碍线圈转动，故B正确；线圈中通过的电流越大，线圈受到的安培力越大，指针偏转的角度越大，故C错误；在线圈转动的范围内，线圈平面始终与磁感线平行，且磁感应强度大小相等，故各处安培力大小相同，表盘刻度均匀，故D正确．考点三直流电动机5．某物理兴趣小组利用课外活动时间制作了一部温控式电扇(室温较高时，电扇就会启动)，其设计图分为温控开关、转速开关及电动机三部分，如图5所示，其中温控开关为甲、乙两种金属材料制成的双金属片．对电动机而言，电扇启动后，下列判断正确的是()图5A．要使电扇转速加大，滑动片P应向B移动B．面对电扇，电扇沿顺时针方向转动C．面对电扇，电扇沿逆时针方向转动D．电扇有时顺时针方向转动，有时逆时针方向转动答案 B解析滑动片P向B移动时，线圈中电流减小，电扇转速减小；由左手定则可判断线圈各边所受安培力的方向，可知电扇顺时针转动．6.电磁弹射利用电磁的能量来推动被弹射的物体向外运动，电磁炮就是利用电磁弹射工作的．电磁炮的原理如图6所示，则炮弹导体滑块受到的安培力的方向是()图6A．竖直向上B．竖直向下C．水平向左D．水平向右答案 C解析由左手定则可知，炮弹导体滑块受到的安培力的方向水平向左，故选C.7．如图7，电流天平是一种测量磁场力的装置．两相距很近的通电平行线圈Ⅰ和Ⅱ，线圈Ⅰ固定，线圈Ⅱ置于天平托盘上．当两线圈均无电流通过时，天平示数恰好为零．下列说法正确的是()图7A．若两线圈电流方向相反，则天平示数为负B．若两线圈电流方向相同，则天平示数为负C．若只有线圈Ⅰ通恒定电流，则天平示数为负D．线圈Ⅰ对线圈Ⅱ的作用力与托盘对线圈Ⅱ的作用力是一对相互作用力答案 B解析当天平示数为负时，说明两线圈相互吸引，两线圈电流方向相同，当天平示数为正时，说明两线圈相互排斥，两线圈电流方向相反，故A错误，B正确；若只有线圈Ⅰ通恒定电流，两线圈不会存在相互作用，天平示数为零，故C错误；线圈Ⅰ对线圈Ⅱ的作用力与托盘对线圈Ⅱ的作用力不是一对相互作用力，它们作用在同一个物体上，故D错误．8.某科研单位制成了能把2.2 g的弹体(包括金属杆EF的质量)加速到10 km/s的电磁炮(常规炮弹的速度约为2 km/s)．如图8所示，若轨道宽为2 m，长为100 m，通过的电流为10 A，试求轨道间所加匀强磁场的磁感应强度大小．(轨道摩擦不计)图8答案55 T解析根据v t2－v02＝2as得炮弹的加速度大小为a＝v t22s＝(10×103)22×100m/s2＝5×105 m/s2.根据牛顿第二定律F＝ma得炮弹所受的安培力大小F＝ma＝2.2×10－3×5×105 N＝1.1×103 N.根据安培力公式F＝ILB，得B＝FIL ＝1.1×10310×2T＝55 T.。

人教版(新教材)高中物理选择性必修2优质学案：2 1 课时1 实验：探究感应电流的方向

1楞次定律课时1实验：探究感应电流的方向〖学习目标〗 1.通过实验探究电流表指针的偏转方向与感应电流方向之间的关系.2.通过实验探究感应电流的方向与磁通量的变化之间的关系．一、实验原理1．由电流表指针偏转方向与电流方向的关系，找出感应电流的方向．2．通过实验，观察分析原磁场方向和磁通量的变化，记录感应电流的方向，然后归纳出感应电流的方向与原磁场方向、原磁通量变化之间的关系．二、实验器材条形磁体，螺线管，灵敏电流计，导线若干，干电池，滑动变阻器，开关，电池盒．三、进行实验1．探究电流表指针偏转方向和电流方向之间的关系．实验电路如图1甲、乙所示：图1结论：电流从哪一侧接线柱流入，指针就向哪一侧偏转，即左进左偏，右进右偏．(指针偏转方向应由实验得出，并非所有电流表都是这样的)2．探究条形磁体插入或拔出线圈时感应电流的方向(1)按图2连接电路，明确螺线管的绕线方向．(2)按照控制变量的方法分别进行N极(S极)向下插入线圈和N极(S极)向下时抽出线圈的实验．图2(3)观察并记录磁场方向、电流方向、磁通量大小变化情况，并将结果填入表格．甲乙丙丁条形磁体运动的情况N极向下插入线圈S极向下插入线圈N极朝下时拔出线圈S极朝下时拔出线圈原磁场方向(“向上”或“向下”)穿过线圈的磁通量变化情况(“增加”或“减少”)感应电流的方向(在螺线管上方俯视)逆时针顺时针顺时针逆时针感应电流的磁场方向(“向上”或“向下”)原磁场与感应电流磁场方向的关系(4)整理器材．四、实验结果分析根据上表记录，得到下述结果：甲、乙两种情况下，磁通量都增加，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，阻碍磁通量的增加；丙、丁两种情况下，磁通量都减少，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，阻碍磁通量的减少．实验结论：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化．五、注意事项1．确定电流方向与电流表指针偏转方向的关系时，要用试触法并注意减小电流强度，防止电流过大或通电时间过长损坏电流表．2．电流表选用零刻度在中间的灵敏电流计．3．实验前设计好表格，并明确线圈的绕线方向．4．按照控制变量的思想进行实验．5．进行一种操作后，等电流计指针回零后再进行下一步操作．我们可以通过实验探究电磁感应现象中感应电流方向的决定因素和其所遵循的物理规律．以下是实验探究过程的一部分．(1)如图3甲所示，当磁体的N极向下运动时，发现电流表指针偏转，若要探究线圈中产生的感应电流的方向，必须知道电流从正(负)接线柱流入时，____________________.图3(2)如图乙所示，实验中发现闭合开关时，电流表指针向右偏转，电路稳定后，若向左移动滑动变阻器滑片，则电流表指针向________偏转；若将线圈A抽出，则电流表指针向________偏转．(均填“左”或“右”)〖答案〗(1)电流表指针的偏转方向(2)右左〖解析〗(1)要探究线圈中感应电流的方向，必须知道感应电流从正(负)接线柱流入时，电流表指针的偏转方向．(2)闭合开关时，线圈A中的磁场增强，线圈B中产生的感应电流使电流表指针向右偏转．当向左移动滑动变阻器滑片时，会使线圈A中的磁场增强，电流表指针将向右偏转；当将线圈A抽出时，线圈A在线圈B处的磁场减弱，线圈B中产生的感应电流将使电流表指针向左偏转．针对训练(2019·天津市调研)如图4所示，是“探究电磁感应现象”的实验装置．图4(1)将实物电路图中所缺的导线补充完整．(2)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么闭合开关后，将线圈L1迅速插入线圈L2中，灵敏电流计的指针将________偏转．(填“向左”“向右”或“不”) (3)线圈L1插入线圈L2后，将滑动变阻器的滑片迅速向右移动时，灵敏电流计的指针将________偏转．(填“向左”“向右”或“不”)〖答案〗(1)见〖解析〗图(2)向右(3)向左〖解析〗(1)实物电路图如图所示．(2)已知闭合开关时，线圈L2中的磁通量增加，产生的感应电流使灵敏电流计的指针向右偏转．当开关闭合后，将线圈L1迅速插入线圈L2中，线圈L2中的磁通量增加，由已知条件可知产生的感应电流也应使灵敏电流计的指针向右偏转．(3)将滑动变阻器的滑片迅速向右移动，线圈L1中的电流变小，线圈L2中的磁场方向不变，磁通量减少，则灵敏电流计的指针向左偏转．(多选)(2020·吉林省实验中学高二下期末)用如图5所示的实验装置探究电磁感应现象，当有电流从电流表的正接线柱流入时，指针向右偏转．下列说法正确的是()图5A．当把磁体N极向下插入线圈时，电流表指针向左偏转B．当把磁体N极向下从线圈中拔出时，电流表指针向左偏转C．保持磁体在线圈中静止，电流表指针不发生偏转D．磁体插入线圈后，使磁体和线圈一起以同一速度向上运动，电流表指针向左偏转〖答案〗AC〖解析〗当把磁体N极向下插入线圈时，穿过线圈的磁通量增加，根据楞次定律可知，线圈中会产生阻碍磁通量增加的磁场，即向上的磁场，再根据右手螺旋定则可判断出线圈中的电流方向为逆时针方向(俯视)，电流从电流表负接线柱流入，故指针向左偏转，故A正确；同理，当把磁体N极向下从线圈中拔出时，电流表的指针向右偏转，故B错误；如果保持磁体在线圈中静止，则线圈中的磁通量不变化，故电流表指针不发生偏转，故C正确；使磁体和线圈一起以同一速度向上运动时，线圈中的磁通量也不变化，故电流表指针也不发生偏转，故D错误．1．某同学用如图6所示的实验器材探究电磁感应现象．他连接好电路并检查无误后，闭合开关的瞬间观察到电流表G指针向右偏转．开关闭合后，他将滑动变阻器的滑片P向E端快速移动，电流计指针将________．(选填“左偏”“右偏”或“不偏”)图6〖答案〗左偏〖解析〗闭合开关的瞬间，穿过线圈B的磁通量增加，电流表G指针向右偏转，这说明线圈B磁通量增加，指针向右偏；开关闭合后，将滑动变阻器的滑片P向E端快速移动，穿过线圈B的磁通量减少，电流计指针将向左偏转．2．用如图7所示装置探究电磁感应现象．图7(1)用笔画线代替导线，将实物连接成实验电路．(2)若实验时，在开关K闭合瞬间，观察到灵敏电流计指针向右偏转，则开关K闭合一段时间后，为使灵敏电流计指针向左偏转，可行的方法有：A．________________________________________________________________________；B．________________________________________________________________________.(至少写出两种方法)〖答案〗(1)电路如图所示(2)断开开关K将滑动变阻器的滑片P向右移动拔出A线圈(选2条即可)〖解析〗实验时，在开关K闭合瞬间，穿过B线圈的磁通量增加，灵敏电流计指针向右偏转，若要使灵敏电流计指针向左偏转，需减小A线圈中的电流，可采用断开开关K，将滑动变阻器的滑片P向右移动，也可拔出A线圈．3．在“探究感应电流的方向与哪些因素有关”的实验中，请完成下列实验步骤：(1)为弄清灵敏电流表指针偏转方向与电流方向的关系，可以使用一个已知正负极性的直流电源进行探究．某同学想到了多用电表内部某一挡，含有直流电源，他应选用多用电表的________(选填“欧姆”“直流电源”“直流电压”“交流电流”或“交流电压”)挡，对灵敏电流表进行测试，由实验可知当电流从正接线柱流入电流表时，指针向右摆动．(2)该同学先将多用电表的红表笔接灵敏电流表的正接线柱，再将黑表笔________(选填“短暂”或“持续”)接灵敏电流表的的负接线柱，若灵敏电流表的指针向左摆动，说明电流是由电流表的________(选填“正”或“负”)接线柱流入灵敏电流表的．(3)实验中该同学将磁体某极向下从线圈上方插入线圈时，发现电流表的指针向右偏转，请在图8中用箭头画出线圈电流方向并用字母N、S标出磁体的极性．图8〖答案〗(1)欧姆(2)短暂负(3)见〖解析〗图〖解析〗(1)只有欧姆表内部有电源．(2)灵敏电流表量程太小，欧姆表内部电源电压相对偏大，电流超过电流表量程，长时间超量程通电会损坏电流表；欧姆表红表笔连接着电源的负极，灵敏电流表的指针向左摆动，说明电流从电流表的负接线柱流入．(3)电流表的指针向右偏转，说明电流从正接线柱进入电流表，感应电流的磁场方向向下，故原磁场方向向上，插入的是S极，如图所示．。

高中物理必修2学案word版含答案2

第4节万有引力理论的成就学习目标核心提炼1.了解万有引力定律在天文学上的应用。

2个应用——测天体质量、发现未知天体 1个基本思路——万有引力提供向心力2个重要关系——⎣⎢⎢⎡G MmR 2＝mg G Mm r 2＝m v 2r ＝mω2r ＝m 4π2T 2r2.会用万有引力定律计算天体的质量和密度。

3.掌握综合运用万有引力定律和圆周运动学知识分析具体问题的方法。

一、天体质量的计算阅读教材第41～42页“科学真是迷人”及“计算天体的质量”部分，知道利用g 、R 和G 计算地球质量的方法，知道利用T 、r 和G 计算太阳质量的方法。

1．地球质量的计算(1)思路：地球表面的物体，若不考虑地球自转，物体的重力等于地球对物体的万有引力。

(2)关系式：mg ＝G MmR 2。

(3)结果：M ＝gR 2G ，只要知道g 、R 、G 的值，就可计算出地球的质量。

2．太阳质量的计算(1)思路：质量为m 的行星绕太阳做匀速圆周运动时，行星与太阳间的万有引力提供向心力。

(2)关系式：G Mmr 2＝m 4π2T 2r 。

(3)结论：M ＝4π2r 3GT 2，只要知道行星绕太阳运动的周期T 和半径r 就可以计算出太阳的质量。

(4)推广：若已知卫星绕行星运动的周期T 和卫星与行星之间的距离r ，可计算行星的质量M ，公式是M ＝4π2r 3GT 2。

思维拓展如图1所示是卡文迪许测量引力常量的示意图。

卡文迪许在实验室里测量几个铅球之间的作用力，测出了引力常量G 的值，从而“称量”出了地球的质量。

图1(1)卡文迪许测出G后，他是怎样“称量”地球的质量的呢？(2)已知地面附近的重力加速度g＝9.8 m/s2，地球半径R＝6.4×106 m，引力常量G＝6.67×10－11 N·m2/kg2，试估算地球的质量。

答案(1)在地球表面，物体受到的重力近似等于地球对物体的万有引力，即mg＝G mMR2，解得地球的质量M＝gR2G，只要测出G、g、R来，便可“称量”地球的质量。

高中物理必修二《54抛体运动规律》学案

5.4 抛体运动规律》学案【学习目标】1.掌握平抛运动的一般研究方法。

2.掌握平抛运动的位移与速度。

3.了解斜抛运动的特点和分析方法。

4.掌握平抛运动的规律，会用平抛运动的知识处理实际问题。

【课堂合作探究】思考：在乒乓球比赛中，你是否曾为乒乓球下网或者出界而感到惋惜？如果运动员沿水平方向击球，在不计空气阻力的情况下，要使乒乓球既能过网，又不出界，需要考虑哪些因素？如何估算球落地时速度大小？一、平抛运动的速度一物体以初速度v0水平抛出，不计空气阻力，经过时间t运动到P点，求此时P的速度？第一步：建立直角坐系标第二步：将速度分解思考：如何确定两个分速度的大小？根据牛顿运动定律，物体在x轴方向的合力为0，所以物体在x轴上的加速度为0，所以在x轴方向，物体的分速度为：根据牛顿运动定律，物体在y轴方向的合力为mg，所以物体在x轴上的加速度为g，在y 轴方向上初速度为0，所以在y轴方向，物体的分速度为：第三步：确定各方向的分速度大小，根据矢量法则，求出速度大小以及方向：水平方向：匀速直线运动：竖直方向：自由落体运动：【例题1】将一个物体以10 m/s 的速度从10 m 的高度水平抛出，落地时它的速度方向与水平地面的夹角θ是多少？不计空气阻力，g 取10 m/s2。

二、平抛运动的位移和轨迹 1. 平抛运动的位移(1)根据上面的分析，可以知道平抛运动在水平方向得分位移：(2)根据上面的分析，可以知道平抛运动在竖直方向得分位移：(3)合位移:(3)位移的方向2. 平抛的轨迹：水平方向：匀速直线运动：竖直方向：自由落体运动：消去 t 得：速度大小：方向：——平抛运动的轨迹是一条【例题2】如图，某同学利用无人机玩“投弹”游戏。

无人机以v0 ＝2 m/s 的速度水平向右匀速飞行，在某时刻释放了一个小球。

此时无人机到水平地面的距离h ＝20 m，空气阻力忽略不计，g 取10 m/s2。

（1）求小球下落的时间。

高中物理选择性必修二学案第二章第四节互感和自感

第四节互感和自感[学习目标] 1.了解互感现象及其应用.2.能够通过电磁感应的有关规律分析通电自感和断电自感现象.3.了解自感电动势的表达式E ＝L ΔI Δt ，知道自感系数的决定因素.4.了解自感现象中的能量转化．一、互感现象 1．互感和互感电动势：两个相互靠近但导线不相连的线圈A 、B ，当线圈A 中的电流发生变化时，它产生的变化的磁场在线圈B 中激发出了感应电动势．根据对称性思想，线圈B 中感应电流的变化，同时也会在线圈A 中产生相应的感应电动势，这种现象称为互感，所产生的感应电动势称为互感电动势．2．应用：利用互感现象，可以将一个线圈中变化的信号传递到另外一个线圈，如变压器，就是利用互感现象制成的．3．危害：互感现象能发生在任何两个相互靠近的电路之间．在电力工程和电子电路中，互感现象有时会影响电路的正常工作．二、自感现象由于线圈本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象称为自感．在自感现象中产生的感应电动势，称为自感电动势．三、自感系数1．自感电动势：E ＝L ΔI Δt ，其中ΔI Δt是电流的变化率；L 是自感系数，简称自感或电感．单位：亨利，符号：H.2．自感系数与线圈的形状、长短、匝数，以及是否有铁芯等因素有关．四、磁场的能量1．线圈中电流从无到有时，磁场从无到有，电源把能量输送给磁场，储存在磁场中．2．线圈中电流减小时，磁场中的能量释放出来转化为电能．3．自感电动势有阻碍线圈中电流变化的性质．1．判断下列说法的正误．(1)两个线圈相距较近时，可以产生互感现象，相距较远时，不产生互感现象．( × )(2)自感现象中，感应电流一定与原电流方向相反．( × )(3)线圈的自感系数与电流大小无关，与电流的变化率有关．(×)(4)对于同一线圈，当电流变化较快时，线圈中的自感电动势也较大．(√)(5)没有发生自感现象时，即使有磁场也不会储存能量．(×)2．如图1所示，电路中电源内阻不能忽略，L的自感系数很大，其直流电阻忽略不计，A、B为两个完全相同的灯泡，当S闭合时，A灯________变亮，B灯________变亮．当S断开时，A灯________熄灭，B灯________熄灭．(均选填“立即”或“缓慢”)图1答案缓慢立即缓慢缓慢一、互感现象导学探究如图2所示，在法拉第的实验中两个线圈并没有用导线连接，当一个线圈中的电流变化时，在另一个线圈中为什么会产生感应电动势呢？图2答案两个线圈之间并没有导线相连，当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场会使穿过另一个线圈的磁通量发生变化，从而产生感应电动势．知识深化1．一个线圈中电流变化越快(电流的变化率越大)，另一个线圈中产生的感应电动势越大．2．应用与危害(1)应用：变压器、收音机的磁性天线都是利用互感现象制成的．(2)危害：在电力工程和电子电路中，互感现象有时会影响电路的正常工作，这时要设法减小电路间的互感．例如在电路板刻制时就要设法减小电路间的互感现象．(多选)手机无线充电是比较新颖的充电方式．如图3所示，电磁感应式无线充电的原理与变压器类似，通过分别安装在充电基座和接收能量装置上的线圈，利用产生的磁场传递能量．当充电基座上的送电线圈通入正弦式交变电流后，就会在邻近的受电线圈中感应出电流，最终实现为手机电池充电．在充电过程中()图3A．送电线圈中电流产生的磁场呈周期性变化B．受电线圈中感应电流产生的磁场恒定不变C．送电线圈和受电线圈通过互感现象实现能量传递D．手机和基座无需导线连接，这样传递能量没有损失答案AC解析送电线圈中通入的是正弦式交变电流，故产生的磁场也是周期性变化的，受电线圈中产生的感应电流也是周期性变化的，感应电流产生的磁场也是周期性变化的，故A正确，B 错误；送电线圈和受电线圈通过互感现象实现能量传递，故C正确；有一部分能量会以电磁波的形式散发到周围的空间中损失掉，也有一部分能量转化为手机的内能损失掉，故D错误．针对训练1如图4所示，在同一铁芯上绕着两个线圈A、B，单刀双掷开关原来接“1”，现在把它从“1”扳向“2”．则在此过程中，电阻R中的电流方向是()图4A．先由P→Q，再由Q→PB．先由Q→P，再由P→QC．始终由Q→PD．始终由P→Q答案 A解析由于A线圈产生的磁场发生变化，B线圈中会产生感应电流，这就是互感．将开关由“1”扳到“2”的过程中，分两个阶段来分析电阻R上的电流方向．(1)在线圈A中电流沿原方向减小的过程中，线圈A的磁场自右向左也跟着减弱，导致穿过线圈B的磁通量减少．由楞次定律知，线圈B中会产生由P→Q的感应电流；(2)在线圈A中电流沿原方向增大的过程中，线圈A的磁场自右向左也跟着增强，导致穿过线圈B的磁通量增加．由楞次定律知，线圈B中会产生由Q→P的电流．综上分析可知，全过程中流过电阻R的电流方向先是由P→Q，然后是由Q→P，所以A正确．二、自感现象导学探究1．按照图5连接电路．图5(1)开关S接通时，灯泡1和2的发光情况有什么不同？(2)利用已学知识解释该现象．答案(1)灯泡2立即发光，而灯泡1是逐渐亮起来的．(2)接通电源的瞬间，电流增加，线圈L中产生感应电动势．根据楞次定律，线圈L中的感应电动势会阻碍电流的增加，所以灯泡1慢慢地亮起来．2．按照图6连接电路．(已知灯泡的电阻小于线圈L的直流电阻)图6(1)先闭合开关使灯泡发光，稳定后断开开关．观察并说明开关断开时灯泡的亮度．(2)利用已学知识解释该现象．答案(1)灯泡逐渐熄灭．(2)开关断开时，通过线圈L的电流减小，这时会出现感应电动势阻碍线圈L中的电流减小，线圈中产生与原方向相同的电流，与灯泡构成闭合回路，所以灯泡不是马上熄灭，而是慢慢熄灭．知识深化1．对自感现象的理解自感现象是一种电磁感应现象，遵守法拉第电磁感应定律和楞次定律．2．对自感电动势的理解(1)产生原因通过线圈的电流发生变化，导致穿过线圈的磁通量发生变化，因而在线圈上产生感应电动势．(2)自感电动势的方向当原电流增大时，自感电动势的方向与原电流方向相反；当原电流减小时，自感电动势的方向与原电流方向相同(即：增反减同)．(3)自感电动势的作用阻碍原电流的变化，而不是阻止，原电流仍在变化，只是使原电流的变化时间变长，即总是起着推迟电流变化的作用．3．对电感线圈阻碍作用的理解(1)若电路中的电流正在改变，电感线圈会产生自感电动势阻碍电路中电流的变化，使通过电感线圈的电流不能突变．(2)若电路中的电流是稳定的，电感线圈相当于一段导线，其阻碍作用是由绕制线圈的导线的电阻引起的．(3)线圈通电和断电时线圈中电流的变化规律如图7.图7考向1通电自感现象如图8所示，电路中电源的内阻不能忽略，A、B为两个完全相同的灯泡，当S闭合时，下列说法正确的是(线圈L的自感系数很大，直流电阻较小)()图8A．A比B先亮，然后A逐渐熄灭B．B比A先亮，然后B逐渐变暗C．A、B一起亮，然后A逐渐熄灭D．A、B一起亮，然后B逐渐熄灭答案 B解析S闭合时，线圈上产生很大的自感电动势，阻碍电流的增大，所以B比A先亮，电路稳定后线圈L的直流电阻较小，故流过B灯支路的电流变小，所以B灯逐渐变暗，故B正确．考向2断电自感现象如图9所示，开关S处于闭合状态，小灯泡A和B均正常发光，小灯泡A的电阻大于线圈L的直流电阻，现断开开关S，以下说法正确的是()图9A．小灯泡A越来越暗，直到熄灭B．小灯泡B越来越暗，直到熄灭C．线圈L中的电流会立即消失D．线圈L中的电流过一会再消失，且方向向右答案 D解析S断开瞬间，B立即熄灭．由于小灯泡A的电阻大于线圈L的直流电阻，所以S断开前线圈的电流大于小灯泡A中的电流．S断开瞬间，线圈中出现自感电动势，从而阻碍电流的减小，线圈中的电流方向不变，但大小由原电流逐渐减小，即线圈L中的电流过一会再消失，且方向向右，因L和A组成新的回路，所以A先亮一下，然后慢慢熄灭，故D正确．在如图10所示的电路中，开关S闭合且稳定后流过自感线圈的电流是2 A，流过灯泡D的电流是1 A，现将开关S突然断开，能正确反映流过灯泡的电流i在开关S断开前后随时间t变化关系的图像是()图10答案 D解析开关S断开前，通过灯泡D的电流是稳定的，其值为1 A．开关S断开瞬间，自感线圈的支路由于自感现象会产生与线圈中原电流方向相同的自感电流，使线圈中的电流从2 A 逐渐减小，方向不变，且与灯泡D 构成闭合回路，通过灯泡D 的电流和线圈L 中的电流相同，也应该是从2 A 逐渐减小到零，但是方向与原来通过灯泡D 的电流方向相反，故D 对．三、自感电动势和自感系数导学探究自感电动势的大小与哪些因素有关？自感系数与哪些因素有关？答案根据公式E ＝L ΔI Δt可知，自感电动势与自感系数和电流的变化率有关．自感系数与线圈的形状、长短、匝数以及有无铁芯等因素有关．知识深化1．自感电动势(1)表达式：E ＝L ΔI Δt. (2)理解：①公式中ΔI Δt为电流的变化率，电流变化越快，电流变化率越大，自感电动势也越大． ②公式中L 为线圈的自感系数．2．自感系数关于自感现象、自感系数、自感电动势，下列说法正确的是( )A ．当线圈中通恒定电流时，线圈中没有自感现象，线圈自感系数为零B ．线圈中电流变化越快，线圈的自感系数越大C ．自感电动势与原电流方向相反D ．对于确定的线圈，其产生的自感电动势与其电流变化率成正比答案 D解析当线圈中通恒定电流时，线圈中没有自感现象，不产生自感电动势，但是线圈自感系数不为零，选项A 错误；线圈中电流变化越快，产生的自感电动势越大，线圈的自感系数与电流变化快慢无关，选项B 错误；根据楞次定律，当线圈中电流增大时，自感电动势阻碍电流增大，自感电动势方向与原电流方向相反；当线圈中电流减小时，自感电动势阻碍电流减小，自感电动势方向与原电流方向相同，选项C 错误；对于确定的线圈，自感系数L 一定，其产生的自感电动势与其电流变化率ΔI成正比，选项D正确．Δt1．(互感现象)(多选)目前无线电力传输已经比较成熟，如图11所示为一种非接触式电源供应系统．这种系统基于电磁感应原理可无线传输电力，两个感应线圈可以放置在左右相邻或上下相对的位置，原理示意图如图所示．利用这一原理，可以实现对手机进行无线充电．下列说法正确的是()图11A．只要A线圈中输入电流，B线圈中就会产生感应电动势B．只有A线圈中输入变化的电流，B线圈中才会产生感应电动势C．A中电流越大，B中感应电动势越大D．A中电流变化越快，B中感应电动势越大答案BD解析根据感应电流产生的条件，若A线圈中输入恒定的电流，则A产生恒定的磁场，穿过B的磁通量不发生变化，B线圈中不会产生感应电动势，故A错误；若A线圈中输入变化的电流，根据法拉第电磁感应定律E＝nΔΦ可知，B线圈中会产生感应电动势，A线圈中电流变Δt化越快，A线圈中电流产生的磁场变化越快，B线圈中感应电动势越大，故B、D正确，C 错误．2．(自感系数)关于线圈的自感系数，下列说法正确的是()A．线圈的自感系数越大，自感电动势就一定越大B．线圈中电流等于零时，自感系数也等于零C．线圈中电流变化越快，自感系数越大D．线圈的自感系数由线圈本身的因素及有无铁芯决定答案 D解析线圈的自感系数是由线圈本身的因素及有无铁芯决定的，与有无电流、电流变化情况都没有关系，故选项B、C错误，D正确；自感电动势的大小除了与自感系数有关，还与电流的变化率有关，故选项A错误．3．(自感现象)如图12所示，L是电感足够大的线圈，其直流电阻可忽略不计，A和B是两个参数相同的灯泡，若将开关S闭合，等灯泡亮度稳定后，再断开开关S，则()图12A．开关S闭合时，灯泡A比B先亮B．开关S闭合时，灯泡A、B同时亮，最后一样亮C．开关S闭合后，灯泡A逐渐熄灭，灯泡B逐渐变亮，最后亮度保持不变D．开关S断开瞬间，A、B闪亮一下逐渐熄灭答案 C解析开关S闭合时，由于L的阻碍作用，电流从两灯中流过，故两灯同时亮，此后，有电流流过L，且流过L的电流逐渐增大，流过A的电流逐渐减小，电路稳定后，灯泡A被短路而熄灭，B灯比原来更亮且最后亮度保持不变，故C正确，A、B错误；开关S断开瞬间，B 中电流消失，故立即熄灭，由于电感线圈中产生自感电动势，且L和A构成回路，所以A 闪亮一下后逐渐熄灭，故D错误．4．(自感现象中的图像问题)(多选)如图13所示，用电流传感器研究自感现象．电源内阻不可忽略，线圈的自感系数较大，其直流电阻小于电阻R的阻值．t＝0时刻闭合开关S，电路稳定后，t1时刻断开S，电流传感器连接计算机分别描绘了整个过程线圈中的电流I L和电阻中的电流I R随时间t变化的图像．下列图像中可能正确的是()图13答案AD考点一互感现象1．(多选)如图1所示，线圈P、Q同轴放置，P与开关S、电源和滑动变阻器R组成回路，Q 与电流计G相连，要使Q线圈产生图示方向的电流，可采用的方法有()图1A．闭合开关S后，把R的滑片右移B．闭合开关S后，把R的滑片左移C．闭合开关S后，把Q靠近PD．无需闭合开关S，只要把Q靠近P即可答案BC解析闭合开关S后，若把R的滑片右移，穿过Q的磁场方向从左向右，且在减小，根据楞次定律，Q线圈中电流方向与题图电流方向相反，故A错误；同理可知，B正确；闭合开关S后，将Q靠近P，穿过Q的磁场方向从左向右，且在增强，根据楞次定律，Q线圈中的电流方向与题图电流方向相同，故C正确；若S不闭合，则Q线圈中无磁场，故Q中不会有电流产生，故D错误．2．如图2(a)所示，线圈ab、cd绕在同一软铁芯上．在ab线圈中通以变化的电流，用示波器测得线圈cd间电压随时间变化的关系如图(b)所示，已知线圈内部的磁场与流经线圈的电流成正比，则下列选项图中描述线圈ab中电流随时间变化关系的图像，可能正确的是()图2答案 C解析线圈内部的磁场与流经线圈的电流成正比，则线圈ab中每个时间段内电流的磁场均匀变化，才能在线圈cd中产生大小不变的电动势，因此可能正确反映这一关系的图像只有C，故C正确，A、B、D错误．考点二自感现象3.如图3，A、B是两个完全相同的白炽灯，L是自感系数很大、直流电阻可忽略的自感线圈．下列说法正确的是()图3A．闭合开关S，A、B灯同时亮B．闭合开关S，A灯比B灯先亮C．闭合开关S，A、B灯最后一样亮D．断开开关S，A灯慢慢熄灭，B灯闪亮一下再慢慢熄灭答案 C解析开关闭合的瞬间，电源两端的电压同时加到两支路的两端，B灯立即发光；由于线圈的自感作用，A灯逐渐发光，由于线圈的直流电阻可以忽略，则电路稳定时两灯一样亮，选项A、B错误，C正确．断开开关的瞬间，原来流过B灯的电流立即消失，流过线圈的电流将要减小，线圈产生自感电动势，相当于电源，线圈与两灯A、B构成一个闭合回路，则两灯同时逐渐熄灭；由于原来通过A、B两灯的电流相等，则B灯不会闪亮，选项D错误．4.如图4所示，多匝线圈L的电阻和电源内阻不计，两个电阻的阻值都是R，开关S原来是断开的，电流I0＝E2R，现闭合开关S将一电阻短路，于是线圈有自感电动势产生，则该电动势()图4A．有阻碍电流的作用，最后电流由I0减小到零B．有阻碍电流的作用，最后电流总小于I0C．有阻碍电流增大的作用，因而电流将保持I0不变D．有阻碍电流增大的作用，但电流最后还是增大到2I0答案 D解析开关S由断开到闭合，回路中的电流要增大，因而在L上要产生自感电动势，自感电动势要阻碍原电流的增大，但阻碍不是阻止，电流仍要增大，达到稳定后电流为2I0，选项D 正确．5．(多选)如图5所示，A、B是完全相同的两个小灯泡，L为自感系数很大的线圈，其直流电阻等于灯泡电阻．闭合开关S，电路稳定时，B灯恰能正常发光．则()图5A．开关S闭合时，A、B两灯同时亮B．开关S闭合，电流稳定时，A灯熄灭C．开关S断开时，两灯都会亮一下再熄灭D．开关S断开时，A灯灯丝不可能被烧断答案AD解析开关S闭合瞬间，A和B同时发光，故A正确；电路稳定后L的电感不再起作用，起作用的只是它的直流电阻，因A、B是完全相同的两个小灯泡，B此时正常发光，那么说明灯的额定电流由并联的A和L的直流电阻分配，L的直流电阻等于灯泡电阻，那么A支路的，也就是说其亮度较B灯暗，但不熄灭，故B错误；断开开关S的电流等于其额定电流的12瞬间，由电感的特性可知，L和A组成的回路中的电流大小不变，其数值就是S断开前L支路中的电流，即等于额定电流的一半，A灯不会闪亮一下，灯丝也不可能被烧断，而B灯立即熄灭，故C错误，D正确．6．在如图6所示的电路中，两个完全相同的小灯泡L1和L2分别串联一个带铁芯的电感线圈L和一个滑动变阻器R.闭合开关S待电路稳定后，调整R的滑片使L1和L2亮度一样，此时通过两个灯泡的电流均为I.在之后的t0时刻断开S，则在下列选项中，能正确反映t0前后的一小段时间内通过L1的电流i1和通过L2的电流i2随时间t变化关系的图像是()图6答案 A解析L1与线圈串联，断开S瞬间，流过线圈的电流不变，电感线圈产生与流过它的电流同向的感应电动势，电动势慢慢变小，则电流慢慢变小，故A正确，B错误；S断开的瞬间，流过L2的电流反向，之后电流逐渐减小，故C、D错误．7．(多选)在如图7所示的电路中，L是一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈，D1、D2和D3是三个完全相同的灯泡，E是内阻不计的电源．在t＝0时刻，闭合开关S，电路稳定后在t1时刻断开开关S.规定以电路稳定时流过D1、D2的电流方向为正方向，分别用i1、i2表示流过D1、D2的电流，则下列图像中能定性描述电流随时间变化关系的是()图7答案BC解析闭合开关S后，通过D1、D2和D3的电流方向都是由上向下，D1中电流逐渐增大至稳定，且D1中稳定电流为D2、D3中稳定电流的2倍，断开开关S后，由于线圈的自感现象，通过D1的电流方向不变，电流逐渐减为0，故选项A错误，B正确；开关断开后，D2和D3中电流方向与原方向相反，大小由D1中的稳定电流值逐渐减为0，故选项C正确，D错误．8.在如图8所示的电路中，L为电阻很小的线圈，G1和G2为零刻度在表盘中央的两个相同的电流表．当开关S闭合时，电流表G1、G2的指针都偏向右方，那么当断开开关S时，将出现的现象是()图8A．G1和G2的指针都立即回到零点B．G1的指针立即回到零点，而G2的指针缓慢地回到零点C．G1的指针缓慢地回到零点，而G2的指针先立即偏向左方，然后缓慢地回到零点D．G2的指针缓慢地回到零点，而G1的指针先立即偏向左方，然后缓慢地回到零点答案 D解析S断开瞬间，由于L的自感电动势的作用，电流不会立即消失，而是与原电流同向，即沿L、G2、G1方向在闭合回路中继续维持一个较短的时间，因此G2的指针缓慢地回到零点，而G1的指针先立即偏向左方，然后缓慢地回到零点，故选D.。