【高一物理 必修二 功】导学案
人教版高一物理必修二学案:第五章5.1《曲线运动、运动的合成和分解》导学案(无答案).docx
5.1:曲线运动、运动的合成与分解班级姓名【知识梳理】一、曲线运动1、曲线运动中的速度方向:做曲线运动的物体,速度的方向时刻在改变,在某点(或某一时刻)的速度方向是曲线上该点的方向.2、曲线运动的性质:由于曲线运动的速度方向不断变化,所以曲线运动一定是运动,一定存在.3、物体做曲线运动的条件:物体所受合外力(或加速度)的方向与它的速度方向_________ 上,(1)做曲线运动的物体,其轨迹向所指一方弯曲,即合外力总是指向曲线的.根据曲线运动的轨迹,可以判断出物体所受合外力的大致方向.说明:当物体受到的合外力的方向与速度方向的夹角为锐角时,物体做曲线运动的速率将,当物体受到的合外力的方向与速度方向的夹角为钝角时,物体做曲线运动的速率将.(2)如果这个合外力的大小和方向都是恒定的,即所受的合外力为恒力,物体就做运动,如平抛运动.(3)如果这个合外力大小恒定,方向始终与速度方向垂直,物体就做运动.【例1】关于物体做曲线运动,下列说法正确的是【】A.做曲线运动的物体,其速度方向与加速度方向不在同一条直线上B.物体在变力作用下有可能做曲线运动C.物体在恒力作用下不可能做曲线运动D.物体在变力作用下不可能做直线运动【例2】一个物体在相互垂直的恒力凡和%作用下,由静止开始运动,经过一段时间后,突然撤去F2,则物体的运动情况将是【】A.物体做匀变速曲线运动B.物体做变加速曲线运动C.物体做匀速直线运动D.物体沿乩的方向做匀加速直线运动【例3】如图所示的曲线为运动员抛出的铅球运动轨迹(铅球视为质点),A、3、C为曲线上的三点,关于铅球在B点的速度方向,说法正确的是【A.为的方向B.为BC的方向C.为BQ的方向D.为BE的方向【例4】小球在水平桌面上做匀速直线运动,当它受到如图所示的力的作用时,小球可能运动的方向是【A.OaB.ObC.OcD.Od【例5】一物体由静止开始自由下落,一小段时间后突然受一恒定水平向右的风力的影响, 但着地前一段时间风突然停止,则其运动的轨迹可能是图中的哪一个?【】A B C D【知识梳理】1、合运动与分运动的特征:(1)等时性:合运动和分运动是发生的,所用时间相等.(2)等效性:合运动跟几个分运动共同叠加的效果.(3)独立性:一个物体同时参与几个分运动,各个分运动进行,互不影响.2、已知分运动来求合运动,叫做运动的合成,包括位移、速度和加速度的合成,遵循定则.(1)两分运动在同一直线上时,先规定正方向,凡与正方向相同的取正值,相反的取负值,合运动为各分运动的代数和. x2(v2, a 2)(2)不在同一直线上,按照平行四边形定则合成(如图所示). 七二>^7*合S含,a 合)(3)两个分运动垂直时,/X £= Jx;, V 寄=Jv; + v; , a ♦=+a§03、已知合运动求分运动,叫运动的分解,解题时应按实际“效果"分解,或正交分解.【例6】如图甲所示,在一端封闭、长约Im的玻璃管内注满清水,水中放一个蜡烛做的蜡块,将玻璃管的开口端用胶塞塞紧。
人教版高一物理必修二导学案(全册)
R第五章 曲线运动第1节 曲线运动【学考要求】 1.了解曲线运动的位移与速度,会用平行四边形定则解决有关位移、速度的合成与分解的简单问题; 2.理解物体做曲线运动的条件。
【知识梳理】1.曲线运动的速度(1)曲线运动的速度方向:做曲线运动的物体在某一点的速度方向,沿曲线在该点的 方向。
(2)特点:曲线运动的速度的 在时刻变化,但速度的 不一定在变化。
因此曲线运动是一种 速运动。
这也说明做曲线运动的物体 初速度 和所受 合力 都不为零。
2.做曲线运动的条件 (1)物体所受合力的方向与它的速度方向不在同一直线上.......。
(2)记忆图像:(3)拓展规律:可将合力F 合分解到运动方向F x 和垂直运动的方向F y ,可知:F x 只起改变速度v 大小的作用,F y 只起改变速度v 方向的作用。
即:若θ为锐角,物体做加速..曲线运动;θ为钝角,物体做减速..曲线运动;θ为直角,物体做速. 度大小不变.....的曲线运动3.运动的合成与分解(1)运动的合成与分解遵循的法则: 定则。
(2)牢记:合运动就是物体的实际运动....(眼睛看得见),分运动是物体实际运动的两个分效果(人为分析出来的,并不直观可见) (3)合运动与分运动的关系:合运动与分运动具有等效性和等时性;各分运动具有独立性。
(4)运动的合成与分解:运动的合成与分解就是要对和运动相关的矢量(位移、速度)进行合成与分解,使合矢量与分矢量相互转化,从而将复杂运动用简单运动进行等效替代。
(类比:力的合成与分解)【考题例析】例题1(2011学考第8题)跳水队员从10m 高台做“反身翻腾二周半”动作时, 头部运动的轨迹如图所示,下列有关头部运动的说法正确的是( ) A .直线运动 B .曲线运动C .速度大小不变D .速度方向不变例题2(2012学考第5题)向斜上方抛出的石子,它所受重力的方向与速度的方向不在一条直线上,则石子( )A .一定做直线运动B .可能做直线运动C .一定做曲线运动D .可能做曲线运动例题3(2010学考第5题)如图所示,一个在水平桌面上向右做直线 运动的钢球,如果在它运动路线的旁边放一块磁铁,则钢球可能的 运动轨迹是( )A .轨迹①B .轨迹②C .轨迹③D .轨迹①、②、③都有可能例题4(2011学考第16题)如图所示,蜡块R 可以在两端封闭、注满清水的竖直玻璃管中 匀速上升。
高中必修二物理功教案
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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。
廊坊八中高中物理必修二导学案1
[要点提炼] 物体的位移是由初位置指向末位置的 线段.当物体做曲线运动时,可建立平面直角坐标系,
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高中物理必修 2 导学案
编写:郑光久
校对:李延亮
审核:张养祥
廊坊八中高一物理导学案
物体的位移可用它在坐标轴方向的分矢量来表示. 二、曲线运动的速度 [问题设计] 1.如图甲所示,在泥泞的道路上驾驶摩托车时,车轮溅起的泥浆沿什么方向飞出?如图乙所示,旋 转雨伞,伞边缘水滴离开伞面时沿什么方向飞离?
,求一个已知力的分力叫
4.曲线运动中,质点在某一点的速度,沿曲线在这一点的 5.在直角坐标系中研究蜡块的运动,如图所示. (1)蜡块的位置用坐标表示为 x= (2)蜡块的速度大小为 v= (3) 蜡 块 运 动 的 轨 迹 为 y = 条 . ,速度的方向满足 tan θ=
vy vy x,式中 是 vx vx
高中物理必修 2 导学案 2 / 104
就叫那几个运动的合运
编写:郑光久
校对:李延亮
审核:张养祥
廊坊八中高一物理导学案
替代.也就是说,合运动的位移 x 合、速度 v 合、加速度 a 合分别等于对应各分运动的位移 x 分、速度 v 分、 加速度 a 分的矢量和. 四、物体做曲线运动的条件 [问题设计] 在光滑的水平面上给钢珠一个初速度,钢珠将沿初速度的方向做直线运动.若在钢珠运动的正前方或 侧面方向放置一个磁铁,钢珠的运动轨迹是否发生变化?总结钢珠轨迹发生变化的原因. [要点提炼] 1.物体做曲线运动的条件: (1)要有初速度,即 v0≠0. (2)合力不为零. (3)初速度方向与合力方向 2.曲线运动的轨迹特点 做曲线运动的物体的轨迹向 图所示). [延伸思考] 试分析当物体做曲线运动时,合外力 F 合的作用效果. 【典型例题】 [例 1] 如图所示,曲线 OA 是某质点的运动轨迹,试求质点从 O 点 运动到 A 点的位移大小. 方向弯曲,而且处在运动方向与合力方向构成的 之间(如 .
高一物理必修二7.2功预习学案
7.2 功(预习学案)班级姓名学习目标:(1)理解功的概念和做功两个要素。
(2)会利用公式进行有关运算.教学重点理解功的概念及正负功的意义。
教学难点利用功的定义式解决有关问题。
预习内容:1、做功的两个必要因素(1)(2)2、功的计算(1)如果力的方向与物体的运动方向一致,该怎样计算功呢?物体m在水平力F的作用下水平向前行驶的位移为L,如图甲所示,求力F对物体所做的功。
(2) 如果力的方向与物体的运动方向垂直,力做的功又是?小球在水平桌面上滚动时,支持力和重力对物体做功吗?(3)如果力的方向与物体的运动方向成某一角度,该怎样计算功呢?物体m在与水平方向成α角的力F的作用下,沿水平方向向前行驶的距离为L,如图乙所示,求力F对物体所做的功。
功的一般计算式:W=W表示力______________,F表示____________,L表示__________,α表示____________在国际单位制中,功的单位为。
1J=1N·m。
功是量。
3、正功和负功①当α=0时,cosα=1,W =FL和我们在初中学过的功的公式相同。
②当α=π/2时,cosα=0,W=0。
力F和位移L的方向垂直时,力F不做功;③当α<π/2时,cosα>0,W>0。
这表示力F对物体做正功;④当π/2<α≤π时,cosα<0,W<0。
这表示力F对物体做负功。
4、几个力做功的计算问题:刚才我们学习了一个力对物体所做功的求解方法,而物体所受到的力往往不只一个,那么,如何求解这几个力对物体所做的功呢?预习自测题1、关于功的论述,下列说法中正确的是:A、大力做的功多。
B、+5J的功比- 5J的功多C、物体加速运动时的功比减速运动时的功多。
D、+10J的功比+5J的功多。
2、一学生用100N的力将质量为0.5kg的球迅速踢出,球在水平路面上滚出20m 远,则该学生对球做的功是:()A、2000JB、1000JC、16JD、无法确定3、起重机将质量为100 kg的重物竖直向上移动了2m,下列三种情况下,做功的力各有哪几个?每个力做了多少功?是正功还是负功?(不计阻力,g=10m/s2)(1)匀加速提高,加速度a1=0.2m/s2;(2)匀速提高;(3)匀减速下降,加速度大小a2=0.2m/s2.当堂检测1、一个质量m=150kg的雪橇,受到与水平方向成37°角的斜向上方的拉力F=500N,在水平地面上移动的距离为5m,物体与地面间的滑动摩擦力f=100N,求(1)各个力对物体所做的功(2)各个力对物体做功的代数和(3)物体所受的合力(4)合力对物体做的功2、一质量为10kg的物体,放在动摩擦因数为0.2的水平支持面上,受到与水平方向成300角的斜向上方20N的拉力作用在水平方向发生5m的位移。
高一物理学案(必修二全册)
一、曲线运动【要点导学】1、物体做曲线运动的速度方向是时刻发生变化的,质点经过某一点(或某一时刻)时的速度方向沿曲线上该点的。
2、物体做曲线运动时,至少物体速度的在不断发生变化,所以物体一定具有,所以曲线运动是运动。
3、物体做曲线运动的条件:物体所受合外力的方向与它的速度方向。
4、力可以改变物体运动状态,如将物体受到的合外力沿着物体的运动方向和垂直于物体的运动方向进行分解,则沿着速度方向的分力改变物体速度的;垂直于速度方向的分力改变物体速度的。
速度大小是增大还是减小取决于沿着速度方向的分力与速度方向相同还是相反。
做曲线运动的物体,其所受合外力方向总指向轨迹侧。
匀变速直线运动只有沿着速度方向的力,没有垂直速度方向的力,故速度的改变而不变;如果没有沿着速度方向的力,只有垂直速度方向的力,则物体运动的速度不变而不断改变,这就是今后要学习的匀速圆周运动。
【范例精析】例1、在砂轮上磨刀具时可以看到,刀具与砂轮接触处有火星沿砂轮的切线飞出,为什么由此推断出砂轮上跟刀具接触处的质点的速度方向沿砂轮的切线方向?解析火星是从刀具与砂轮接触处擦落的炽热微粒,由于惯性,它们以被擦落时具有的速度做直线运动,因此,火星飞出的方向就表示砂轮上跟刀具接触处的质点的速度方向。
火星沿砂轮切线飞出说明砂轮上跟刀具接触处的质点的速度方向沿砂轮的切线方向。
例2、质点在三个恒力F1、F2、F3的共同作用下保持平衡状态,若突然撤去F1,则质点()A.一定做匀变速运动B.一定做直线运动C.一定做非匀变速运动D.一定做曲线运动解析:质点在恒力作用下产生恒定的加速度,加速度恒定的运动一定是匀变速运动。
由题意可知,当突然撤去F1时,质点受到的合力大小为F1,方向与F1相反,故A正确,C错误。
在撤去F1之前,质点保持平衡,有两种可能:一是质点处于静止状态,则撤去F1后,它一定做匀变速直线运动;其二是质点处于匀速直线运动状态,则撤去F1后,质点可能做直线运动(条件是:F1的方向和速度方向在一条直线上),也可能做曲线运动(条件是:F1的方向和速度方向不在一条直线上)。
2021-2022学年高一物理人教版必修2导学案:第七章 9 实验:验证机械能守恒定律
9 试验:验证机械能守恒定律[目标定位] 1.会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的瞬时速度. 2.把握利用落体法验证机械能守恒定律的原理和方法.一、试验原理1.在只有重力做功的自由落体运动中,物体的重力势能转化为动能,总的机械能守恒,即mgh =12m v 2.2.物体下落高度的测量:通过纸带用刻度尺测出.3.物体瞬时速度的测量、计算:纸带上第n 个点的瞬时速度等于这个点前后相邻两点间的平均速度v n =h n +1-h n -12T (h n +1、h n -1分别为第n +1个点、第n -1个点到第一个点的距离).想一想 要确定物体的动能,需测出物体下落确定高度时的速度.依据已学过学问,可有三种方法:(1)v n =2gh n ;(2)v n =gt n ;(3)v n =h n +1-h n -12T,本试验应实行哪种方法?答案 第(3)种方法.其中,第(1)种方法是依据机械能守恒定律mgh =12m v 2得到的,而我们的目的是验证机械能守恒定律,明显不能用,依据这确定律得到的结论再去验证之,因而不行取.第(2)种方法认为加速度为g ,由于各种摩擦阻力不行避开,所以实际下落加速度必将小于g ,而下落高度h 是直接测量的,这样将得到机械能增加的结论,有阻力作用机械能应是削减的,故这种方法也不能用.总之,本试验中速度看似有很多方法求得,但正确的只有一种,即从纸带上直接求出物体实际下落的速度,而不能用理论值计算,同样的道理,重物下落的高度h 也只能用刻度尺直接测量,而不能用h =12gt 2或h =v 22g 计算得到. 二、试验器材铁架台(带铁夹)、电磁打点计时器、重锤(带夹子)、纸带、复写纸、导线、毫米刻度尺、低压沟通电源(4 V ~6 V).想一想 验证机械能守恒定律试验中是否需要用到天平?答案 不需要天平.要验证的是12m v 2=mgh 或12m v 22-12m v 21=mg Δh ,只需验证12v 2=gh 或12v 22-12v 21=g Δh ,因此不需要测量重物的质量m .一、试验步骤1.安装置:按图7-9-1将检查、调整好的打点计时器竖直固定在铁架台上,接好电路.图7-9-12.打纸带:将纸带的一端用夹子固定在重物上,另一端穿过打点计时器的限位孔,用手提着纸带使重物静止在靠近打点计时器的地方.先接通电源,后松开纸带,让重物带着纸带自由下落.更换纸带重复做3次~5次试验.3.选纸带:选取点迹较为清楚且有两点间的距离约为2 mm 的纸带,把纸带上打出的两点间的距离为2 mm 的第一个点作为起始点,记作O ,在距离O 点较远处再依次选出计数点1、2、3…4.测距离:用刻度尺测出O 点到1、2、3…的距离,即为对应下落的高度h 1、h 2、h 3… 二、数据处理1.方法一:利用起始点和第n 点从起始点到第n 个计数点,重力势能削减量为mgh n ,动能增加量为12m v 2n ,计算gh n 和12v 2n ,假如在试验误差允许的范围内gh n =12v 2n ,则机械能守恒定律得到验证. 2.方法二:任取两点A 、B从A 点到B 点,重力势能削减量为mgh A -mgh B ,动能增加量为12m v 2B -12m v 2A ,计算gh AB 和12v 2B-12v 2A ,假如在试验误差允许的范围内gh AB =12v 2B -12v 2A ,则机械能守恒定律得到验证. 3.方法三:图象法图7-9-2计算各计数点12v2,以12v2为纵轴,以各计数点到第一个点的距离h为横轴,依据试验数据绘出12v2-h图线.若在误差许可的范围内图象是一条过原点且斜率为g的直线,则验证了机械能守恒定律.三、误差分析重物下落要克服阻力做功,因此减小的重力势能略大于增加的动能.四、留意事项1.尽量减小各种阻力的影响,实行的措施有:(1)安装打点计时器时,必需使两个限位孔的中线严格竖直,以减小摩擦阻力.(2)应选用质量和密度较大的重物,以减小阻力的影响.2.试验中,提纸带的手要保持不动,且保证纸带竖直.接通电源后,等打点计时器工作稳定再松开纸带.3.纸带选取时以第一个点为起点时,要验证的是12m v2n=mgh n,必需保证纸带上的第一个点为重物静止释放时打的点,所以前两个点的间距约为h=12gt2=12×10×(0.02)2 m=2 mm.4.计算速度时不能用v=gt或v=2gh,否则就犯了用机械能守恒定律去验证机械能守恒的错误.【例1】在“验证机械能守恒定律”的试验中:(1)从下列器材中选出试验所必需的,其编号为________.A.打点计时器(包括纸带)B.重物C.天平D.毫米刻度尺E.秒表(2)打点计时器的安装放置要求为________;开头打点计时的时候,应先________,然后________.(3)试验中产生系统误差的缘由主要是________________,使重物获得的动能往往________.为减小误差,悬挂在纸带下的重物应选择________________ ________.(4)假如以v22为纵轴,以h为横轴,依据试验数据绘出的v22-h图线是________,该线的斜率等于________________.答案(1)ABD(2)底板要竖直,两限位孔在一条竖直线上给打点计时器通电释放重物(3)纸带通过打点计时器时有摩擦阻力和重物下落时所受空气阻力小于所减小的重力势能质量和密度大一些的(4)一条通过坐标原点的倾斜直线重力加速度g解析(1)选出的器材有:打点计时器(包括纸带),重物,毫米刻度尺,编号分别为:A、B、D.留意因mgh=12m v2,故m可约去,不需要用天平.(2)打点计时器安装时,底板要竖直,两限位孔在一条竖直线上.这样才能使重物在自由落下时,受到的阻力较小.开头记录时,应先给打点计时器通电打点,然后再放下重物,让它带着纸带一同落下.(3)产生系统误差的主要缘由是纸带通过打点计时器时的摩擦阻力和重物下落时所受空气阻力,使得重物获得的动能小于它所削减的重力势能.为减小误差,重物的质量和密度应选大一些的.(4)描绘出来的v22-h图线是一条通过坐标原点的倾斜直线,它的斜率即为重力加速度g.【例2】在“验证机械能守恒定律”的试验中,已知打点计时器所用电源的频率为50 Hz,查得当地的重力加速度g=9.8 m/s2,某同学选择了一条抱负的纸带,用刻度尺测量时各计数点对应刻度尺上的读数如图7-9-3所示,图中O点是打点计时器打出的第一个点,A、B、C、D分别是每打两个点取的计数点.则重物由O点运动到B点时(重物质量为m kg)图7-9-3(1)重力势能的削减量是________J.动能的增加量是________J.(2)重力势能的削减量________(“略大于”或“略小于”)动能的增加量,缘由是________________________.(3)依据计算的数据得出的结论:________________________.答案(1)1.911m 1.89m(2)略大于见解析(3)在试验误差允许的范围内重物削减的重力势能等于其增加的动能,即机械能守恒解析(1)重力势能的削减量为ΔE p=mgh OB=m×9.8×0.195 J=1.911m J.重物下落到B点时的速度为v B=h AC4T≈1.944 m/s所以重物从开头下落到B点增加的动能为ΔE k=12m v 2B≈1.89m J.(2)略大于;由于空气阻力和限位孔的摩擦阻力做功,将部分机械能转化为了内能.(3)从以上计算的数据得出:在试验误差允许的范围内重物削减的重力势能等于其增加的动能,即机械能守恒.【例3】利用气垫导轨验证机械能守恒定律,试验装置示意图如图7-9-4所示.图7-9-4①将气垫导轨放在水平桌面上,桌面高度不低于1 m,将导轨调至水平.②用游标卡尺测出挡光条的宽度l=9.30 mm.③由导轨标尺读出两光电门中心间的距离s=________cm.④将滑块移至光电门1左侧某处,待砝码静止不动时,释放滑块,要求砝码落地前挡光条已通过光电门2.⑤从数字计时器(图中未画出)上分别读出挡光条通过光电门1和光电门2所用的时间Δt1和Δt2.⑥用天平称出滑块和挡光条的总质量M,再称出托盘和砝码的总质量m.(2)用表示直接测量量的字母写出下列物理量的表达式.①滑块通过光电门1和光电门2时,瞬时速度分别为v1=________和v2=________.②当滑块通过光电门1和光电门2时,系统(包括滑块、挡光条、托盘和砝码)的总动能分别为E k1=________和E k2=________.③在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中,系统势能的削减量ΔE p=________(重力加速度为g).(3)假如ΔE p=________,则可认为验证了机械能守恒定律.答案(1)60.00(答案在59.96~60.04之间的,也正确)(2)①lΔt1lΔt2②12(M+m)⎝⎛⎭⎪⎫lΔt1212(M+m)⎝⎛⎭⎪⎫lΔt22③mgs(3)E k2-E k1解析(1)距离s=80.30 cm-20.30 cm=60.00 cm.(2)①由于挡光条宽度很小,因此可以将挡光条通过光电门时的平均速度当成瞬时速度,挡光条的宽度l可用游标卡尺测量,挡光时间Δt可从数字计时器读出.因此,滑块通过光电门1和光电门2的瞬时速度分别为v1=lΔt1,v2=lΔt2.②当滑块通过光电门1和光电门2时,系统的总动能分别为E k1=12(M +m )v 21=12(M +m )⎝ ⎛⎭⎪⎫l Δt 12; E k2=12(M +m )v 22=12(M +m )⎝ ⎛⎭⎪⎫l Δt 22.③在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中,系统势能的削减量ΔE p =mgs . (3)假如在误差允许的范围内ΔE p =E k2-E k1,则可认为验证了机械能守恒定律.1.在做“验证机械能守恒定律”的试验时,以下说法中正确的是( )A .选用重锤时,密度大体积小的比密度小体积大的好B .选用重锤时,密度小体积大的比密度大体积小的好C .选用的重锤确定要测其质量D .重锤的质量大小与试验精确 性无关 答案 A解析 验证机械能守恒定律试验中,由于重物要克服空气阻力做功,从而产生系统误差,选用密度大体积小的重锤能减小空气阻力的影响,从而减小误差,A 正确,B 、D 错误;因验证量中都含有质量,故不用测重锤的质量,C 错误.2.某同学利用如图7-9-5甲所示的试验装置来验证机械能守恒定律.图7-9-5(1)该同学开头试验时情形如图甲所示,接通电源释放纸带.请指出该同学在试验操作中存在的两处明显错误或不当的地方:①____________________;②___________________________________.(2)该同学经修改错误并正确操作,让质量为1 kg 的重锤下落,通过打点计时器在纸带上记录运动过程,打点计时器所接电源为频率是50 Hz 的交变电源,纸带打点如图乙所示. 纸带上O 点为重锤自由下落时的打点起点(O 、A 间有点未画出),选取的计数点A 、B 、C 、D 依次间隔一个点(图中未画出),各计数点与O 点距离如图乙所示,单位为mm ,重力加速度为9.8 m/s 2,则:(结果保留三位有效数字)依据纸带,打点计时器打下B 点时,重锤速度v B =________,重锤动能E k B =________,从开头下落算起,打点计时器记录B 点时,重锤势能削减量为________.由此可以得到的试验结论是:_______________________________ _________________________________________. 答案 (1)①打点计时器接了直流电 ②重锤离打点计时器太远 (2)1.18 m/s 0.690 J 0.692 J在试验误差允许的范围内重锤下落过程机械能守恒解析 (1)本试验使用的是打点计时器,依据打点计时器的工作原理,必需使用沟通电源,而该同学接受的是直流电源;纸带总长约1米左右,且尽可能在纸带上多打一些点,所以应让重物紧靠打点计时器,而该同学将重物放的位置离打点计时器太远,故该同学在试验操作中存在的两处明显错误或不当的地方是:①打点计时器接了直流电; ②重物离打点计时器太远.(2)打点计时器所接电源为频率是50 Hz 的交变电源,选取的计数点A 、B 、C 、D 依次间隔一个点,所以相邻的计数点的时间间隔是T =0.04 s .依据匀变速直线运动的规律:某段时间内的平均速度大小等于这段时间中间时刻的瞬时速度大小,则有:v B =x AC 2T =(125.4-31.4)×10-32×0.04m/s =1.175 m/s ≈1.18 m/s依据动能的定义得:E k =12m v 2B =12×1×(1.175)2J =0.690 J,从开头下落算起,打点计时器记录B点时,重锤势能削减量为ΔE p=mgx OB=1×9.8×70.6×10-3 J=0.692 J从前面的计算可以看出重锤动能增加量近似等于重锤势能削减量,即在误差允许的范围内重锤下落过程机械能守恒.(时间:60分钟)1.关于“验证机械能守恒定律”的试验中,以下说法正确的是()A.试验中摩擦是不行避开的,因此纸带越短越好,由于纸带越短,克服摩擦力做的功就越小,误差就越小B.称出重锤的质量C.纸带上第1、2两点间距若不接近2 mm,则无论怎样处理试验数据,试验误差确定较大D.处理打完点的纸带时,可以直接利用打点计时器打出的实际点迹,而不必接受“计数点”的方法答案D解析在打纸带时,纸带太短了,不易打出符合试验要求的纸带,选项A错误;由于mgh=12m v2,故称出重锤的质量是多余的,选项B错误;纸带上第1、2两点的间距不接近2 mm,是由于通电后释放重锤时操作不同步造成的,不会影响验证结果,选项C错误;处理纸带时,由于自由落体加速度较大,纸带上点迹距离较大,故可直接用实际点迹测量争辩.2.图7-9-6用图7-9-6所示装置验证机械能守恒定律,由于电火花计时器两限位孔不在同一竖直线上,使纸带通过时受到较大的阻力,这样试验造成的结果是()A.重力势能的削减量明显大于动能的增加量B.重力势能的削减量明显小于动能的增加量C.重力势能的削减量等于动能的增加量D.以上几种状况都有可能答案A解析由于重物下落时要克服阻力做功,重物削减的重力势能转化为重物的动能和系统的内能,故重力势能的减小量大于动能的增加量,A正确.3.如图7-9-7是用自由落体法验证机械能守恒定律时得到的一条纸带.有关尺寸在图中已注明.我们选中n点来验证机械能守恒定律.下面举一些计算n点速度的方法,其中正确的是()图7-9-7A.n点是第n个点,则v n=gnTB.n点是第n个点,则v n=g(n-1)TC.v n=x n+x n+12TD.v n=h n+1-h n-12T答案CD解析v n应表示从(n-1)到(n+1)间的平均速度.C、D对,A、B错.4.图7-9-8用如图7-9-8所示的试验装置验证机械能守恒定律,试验所用的电源为同学电源,输出电压为6 V的沟通电和直流电两种.重物从高处由静止开头下落,重物上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点,对纸带上的点的痕迹进行测量,即能验证机械能守恒定律.下面列举了该试验的几个操作步骤:A.依据图示的装置安装器材;B.将打点计时器接到电源的直流输出端上;C.用天平测量出重物的质量;D.释放悬挂纸带的夹子,同时接通电源开关打出一条纸带;E.测量打出的纸带上某些点之间的距离;F.依据测量的结果计算分析重物下落过程中削减的重力势能是否等于增加的动能.指出其中没有必要进行的或者操作不恰当的步骤,将其选项对应的字母填在下面的横线上,并说明其缘由:_____________________________________________________________________________________________________________________________________.答案BCD,缘由见解析解析步骤B是错误的,应当接到电源的沟通输出端;步骤D是错误的,应当先接通电源,待打点稳定后再释放纸带;步骤C不必要,由于依据测量原理,重物的动能和势能中都包含了质量m,可以约去.5.在用落体法验证机械能守恒定律时,某小组依据正确的操作选得纸带如图7-9-9.其中O 是起始点,A、B、C是打点计时器连续打下的3个点.用毫米刻度尺测量O到A、B、C各点的距离,并记录在图中.(已知当地的重力加速度g=9.80 m/s2,重锤质量为m=1 kg,计算结果均保留3位有效数字)图7-9-9①图中的三个测量数据中不符合有效数字读数要求的是________段的读数,应记作________cm;②甲同学用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒,他用AC段的平均速度作为B点对应的瞬时速度v B,则求得该过程中重锤的动能增加量ΔE k=________J,重力势能的削减量ΔE p =________J.这样验证的系统误差总是使ΔE k________ΔE p(选填“>”、“<”或“=”);③乙同学依据同一条纸带,同一组数据,也用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒,将打点计时器打下的第一个点O记为第1个点,图中的B是打点计时器打下的第9个点.因此他用v=gt计算与B点对应的瞬时速度v B,求得动能的增加量ΔE k=________J.这样验证的系统误差总是使ΔE k________ΔE p(选填“>”、“<”或“=”).④上述两种处理方法中,你认为合理的是________同学所接受的方法.(选填“甲”或“乙”)答案①OC15.70②1.20 1.22<③1.23>④甲解析①毫米刻度尺读数要估读到毫米下一位,OC长度读数到1毫米,不符合读数要求.应记作15.70 cm.②AC段的平均速度即B点瞬时速度v B=AC2T=(15.70-9.51)×10-2m2×0.02 s=1.55 m/s,则系统增加的动能ΔE k=12m v2B≈1.20 J,重力势能削减了ΔE p=mgOB-≈1.22 J,由于摩擦力的作用,部分重力势能转化为内能,所以ΔE k<ΔE p.③B是打点计时器打下的第9个点,所以B点的速度v B=gt=g×8×0.02 s=1.57 m/s,动能的增加量ΔE k=12m v2B≈1.23 J,这样做把加速度依据自由落体计算,没有考虑摩擦力的作用,而实际上,由于摩擦力的作用,加速度a<g,所以v B=gt应大于实际对应h的速度大小,所以会使得ΔE k>ΔE p.④乙方案中直接把加速度依据重力加速度计算,不符合事实,而且误差大,所以合理的是甲方案.6.“验证机械能守恒定律”的试验中.图7-9-10(甲)是打点计时器打出的一条纸带,选取其中连续的计时点标为A、B、C……G、H、I,对BH段进行争辩.①已知打点计时器电源频率为50 Hz,则纸带上打相邻两点的时间间隔为________.②用刻度尺测量距离时如图(乙),读出A、C两点间距为________cm,B点对应的速度v B=________m/s(保留三位有效数字).③若H点对应的速度为v H,重物下落的高度为h BH,当地重力加速度为g,为完成试验,要比较12v2B与________的大小(用字母表示).图7-9-10答案①0.02 s②5.40 1.35③12v2H-gh BH解析①打点计时器电源频率为50 Hz,则每隔0.02 s打一点.②s AC=(5.90-0.50)cm=5.40 cm,v B=s AC2T=5.40×10-22×0.02m/s=1.35 m/s.③由动能定理有mgh BH=12m v2H-12m v2B,得v2B2=v2H2-gh BH.7.利用图7-9-11装置做“验证机械能守恒定律”的试验.图7-9-11①除打点计时器(含纸带、复写纸)、沟通电源、铁架台、导线及开关外,在下面的器材中,必需使用的还有________.(选填器材前的字母)A.大小合适的铁质重锤B.体积较大的木质重锤C.刻度尺D.游标卡尺E.秒表②图7-9-12是试验中得到的一条纸带.在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C,测得它们到起始点O的距离分别为h A、h B、h C.重锤质量用m表示,已知当地重力加速度为g,打点计时器打点的周期为T.从打下O点到打下B点的过程中,重锤重力势能的削减量|ΔE p|=________,动能的增加量ΔE k=________.图7-9-12③在试验过程中,下列试验操作和数据处理正确的是________.A.释放重锤前,使纸带保持竖直B.做试验时,先接通打点计时器的电源,再释放重锤C.为测量打点计时器打下某点时重锤的速度v,可测量该点到O点的距离h,再依据公式v =2gh计算,其中g应取当地的重力加速度D.用刻度尺测量某点到O点的距离h,利用公式mgh计算重力势能的削减量,其中g应取当地的重力加速度④某同学在纸带上选取计数点后,测量它们到起始点O的距离h,并计算出打相应计数点时重锤的速度v,通过描绘v2-h图象去争辩机械能是否守恒.若试验中重锤所受阻力不行忽视,且阻力大小保持不变,从理论上分析,合理的v2-h图象是图7-9-13中的________.图7-9-13答案①AC②mgh Bm(h C-h A)28T2③ABD④A解析①验证机械能守恒定律试验,需要尽量减小阻力,以使得削减的重力势能接近增加的动能,所以选择铁质重锤而不是木质,这样可以尽量削减阻力影响,即选项A对B错;在计算速度时需要刻度尺测量点迹之间的距离以及下落的高度,所以选项C是必需的;而秒表不需要,只要查相邻点的间隔即可得时间间隔,由于打点计时器每隔0.02秒打一个点,所以E 错误;有刻度尺测量点间距,而不需要游标卡尺,选项D错.②O点到B点下落的高度为h B,所以削减的重力势能为mgh B,增加的动能要计算B点的瞬时速度,B为AC的中间时刻即等于AC的平均速度,所以v B=h C-h A2T,增加的动能ΔE k=12m v2B=m(h C-h A)28T2.③为保证只有重力做功,释放前纸带竖直可削减纸带与打点计时器限位孔之间的摩擦,选项A对;试验过程先接通电源,待打点稳定后再释放纸带,选项B对;速度的计算必需从纸带数据来求,而不能依据自由落体运动求速度,假如依据自由落体运动的速度来求解则削减的重力势能确定等于增加的动能,验证就没有意义了,选项C错;计算削减的重力势能mgh确定要依据当地的重力加速度来计算,选项D对.④若有恒定的阻力存在,则依据动能定理可得(mg-f)h=1 2m v 2,即v2h=2⎝⎛⎭⎪⎫g-fm,所以图象斜率为定值,而且过原点,对比选项A对.8.为了探究机械能守恒定律,岳口高中的金金设计了如图7-9-14甲所示的试验装置,并供应了如下的试验器材:A.小车B.钩码C.一端带滑轮的木板D.细线E.电火花计时器F.纸带G.毫米刻度尺H.低压沟通电源I.220 V的沟通电源图7-9-14(1)依据上述试验装置和供应的试验器材,你认为试验中不需要的器材是________(填写器材序号),还应补充的器材是________.(2)试验中得到了一条纸带如图乙所示,选择点迹清楚且便于测量的连续7个点(标号0~6),测出0到1、2、3、4、5、6点的距离分别为d1、d2、d3、d4、d5、d6,打点周期为T.则打点2时小车的速度v2=________;若测得小车质量为M、钩码质量为m,打点1和点5时小车的速度分别用v1、v5表示,已知重力加速度为g,则验证点1与点5间系统的机械能守恒的关系式可表示为________.(3)在试验数据处理时,假如以v22为纵轴,以d为横轴,依据试验数据绘出v22-d图象,其图线的斜率表示的物理量的表达式为________________.答案(1)H天平(2)d3-d12T或d44T mg(d5-d1)=12(M+m)(v25-v21)(3)mM+mg解析(1)电火花计时器使用的是220 V沟通电源,因此低压沟通电源用不着;另外还需要用到天平测出小车的质量M;(2)打点2时的速度等于1~3间的平均速度,即v2=d3-d12T;依据机械能守恒,整个系统减小的重力势能等于整个系统增加的动能,即mg(d5-d1)=12(M+m)·(v25-v21);(3)依据mgd=12(M+m)v2得:v22=mgM+md,所以v22-d图象的斜率,表示的物理量的表达式为mgM+m(加速度).。
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一般来说初级阶段是把第一个阶段所学知识的基本规律归纳到导学笔记中加以巩固;中级阶段是指将第二个阶段所学内容根据具体情况逐步扩展至一阶及二阶;高级阶段是指根据第三个阶段所学知识逐步深入到第二个阶段形成物理知识体系。
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一、根据课程大纲对物理知识的分析和归纳,了解这些要素及其相互关系,并把它们总结归纳为一种综合的理论知识体系。
例如,在掌握牛顿第一定律后,你就可以尝试将牛顿力学、万有引力定律等理论解释清楚,从而掌握有关质量守恒的概念。
例如把质量守恒看作是一个自然方程时,你可以通过这一公式得到质量守恒曲线。
如在一段时间内把质量守恒的方程组和时间守恒方程组相互转化从而得到质量守恒定律。
同样地,在知道力平衡公式时也可以通过对力平衡原理、力学定律和定理方法以及公式解题原理归纳总结。
例如有恒定力一般是指对物体所施加的载荷与其所受的力成正比关系。
这种关系称为恒力。
在实际生活中。
人们为了克服自然界所发生的一系列自然力使物体保持恒定不变,人们称之为力,它既是物体所具有的一种力量,也是一种平衡;其运动是由规律所决定的。
在物理学课程里还可以将这几种因素加以结合起来(如反作用力,力等)称为作用力平衡。
【志鸿优化设计】2021-2022高一物理人教版必修二学案 7.2功
第七章机械能守恒定律2功学习目标1.初步生疏做功与能量变化的关系;2.理解功的概念,知道做功的两个要素;3.知道W=Fl cosα的适用范围,会用功的公式进行计算;4.明确功是标量,正确理解正功和负功的含义,能正确推断正功和负功;5.会计算总功,知道总功的两种计算方法.自主探究1.功:一个物体受到的作用,并且在力的方向上发生一段,这个力就对物体做了功.做功的两个不行缺少的因素:和物体在力的方向上发生的.功的公式:功的单位:,符号是.功是(选填“矢”或“标”)量.2.正功和负功:依据W=Fl cosα可知:(1)当α=时,W=0.即当力F的方向和位移l的方向时,力F对物体不做功.这种状况,物体在力F的方向上没有发生位移.(2)当α<时,W>0.即当力F跟位移l的夹角为(选填“锐”或“钝”)角时,力F对物体做正功,这时力F是(选填“动”或“阻”)力,所以,(选填“动”或“阻”)力对物体做正功.(3)当<α≤时,W<0.即当力F跟位移l的夹角为(选填“锐”或“钝”)角时,力F对物体做负功,这时力F是(选填“动”或“阻”)力,所以,(选填“动”或“阻”)力对物体做负功.一个力对物体做负功,又常说成“物体这个力做功”(取确定值).合作探究一、功1.功的概念:一个物体受到力的作用,并在发生一段位移,这个力就对物体做了功.2.做功的两个不行缺少的因素:.二、功的计算1.功的计算用F表示力的大小,用l表示位移的大小,用W表示功的大小.(1)若力的方向和物体运动的方向全都时:功的大小W=.(2)若力F的方向与运动方向成某一角度时,功的大小W又等于多少呢?请写出推导过程:其他小组有没有什么不同的方法?整理如下:2.功的单位在国际单位制中,功的单位是,符号.1J到底有多大?1J=.3.公式的适用条件:.三、探究正功和负功【问题争辩一】假如向后拉动物体,此时力与位移的夹角α角是钝角,依据W=Fl cosα绳做的功为负值,负值的意义是什么?功有方向吗?功是矢量还是标量?【问题争辩二】一个力做功时可能消灭的各种情形.(1)当0°≤θ<90°时,cosθ为正值,W,称为力对物体做.(2)当θ=90°时,cosθ=0,W,力对物体.(3)当90°<θ≤180°时,cosθ为负值,W,称为力对物体做.【夯实基础】如图所示,物体在力作用下在水平面上发生一段位移L,试分别计算这四种状况下力F对物体所做的功.设在这四种状况下力F和位移L的大小都相同:F=10N,L=1m,角θ的大小如图所示.四、总功的计算【例题分析】一个质量m=150kg的雪橇,受到与水平方向成θ=37°斜向上方的拉力F=150N,在水平地面上移动的距离L=5m.雪橇与地面间的滑动摩擦力F f=100N,求:(1)重力、支持力、拉力、滑动摩擦力分别对雪橇做的功W1、W2、W3、W4各是多少?(2)各力对雪橇做的总功W总;(3)雪橇所受合外力的大小;(4)合外力对雪橇做的功W合.【方法提炼】求总功的方法一:求总功的方法二:课堂检测。
高中物理必修2教案(优秀3篇)
高中物理必修2教案(优秀3篇)所谓教案的艺术性就是构思巧妙,能让学生在课堂上不仅能学到知识,而且得到艺术的欣赏和快乐的体验。
教案要成为一篇独具特色“课堂教学散文”或者是课本剧。
奇文共欣赏,疑义相如析,下面是可爱的编辑帮家人们收集整理的高中物理必修2教案(优秀3篇),欢迎借鉴,希望对大家有所帮助。
高一物理必修二教案篇一教学目标知识与技能1.理解平抛运动是加速度为g的匀变速运动,其水平方向是匀速直线运动,竖直方向为自由落体运动。
2.了解斜抛运动及运动的合成与分解的迁移应用。
过程与方法会用平抛运动的规律解答相关问题,以数学中的抛物线方程及图象为工具建立物理模型,理解抛体运动的规律及处理方法。
情感、态度与价值观1.体会各学科之间的联系与发展,培养空间想象能力和数学计算能力以及知识方法的应用能力。
2.领略抛体运动的对称与和谐,培养对科学的好奇心和求知欲。
教学重难点1.知道什么是抛体运动,什么是平抛运动。
知道平抛运动是匀变速曲线运动,加速度为g.2.用运动的分解、合成结合牛顿运动定律研究抛体运动的特点,知道平抛运动可分为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。
3.能应用平抛运动的规律交流讨论并解决实际问题。
在得出平抛运动规律的基础上进而分析斜抛运动。
掌握研究抛体运动的一般方法。
教学过程一、抛体运动探究交流:体育运动中投掷的链球、铅球、铁饼、标枪等(如图所示),都可以看做是抛体运动吗?都可以看成是平抛运动吗?1.基本知识(1)定义以一定的速度将物体抛出,物体只受重力作用的运动。
(2)平抛运动初速度沿水平方向的抛体运动。
(3)平抛运动的特点①初速度沿水平方向。
②只受重力作用。
2.思考判断(1)水平抛出的物体所做的运动就是平抛运动。
(×)(2)平抛运动中要考虑空气阻力的作用。
(×)(3)平抛运动的初速度与重力垂直。
(√)二、平抛运动的速度1.基本知识将物体以初速度v0水平抛出,由于物体只受重力作用,t时刻的速度为:(1)水平方向:vx=v0.(2)竖直方向:vy=gt.(4)速度变化特点:由于平抛运动的物体只受重力作用,所以其加速度恒为g,因此在平抛运动中速度的变化量Δv=gΔt,由于g是常量,所以任意两个相等的时间间隔内速度的变化量相等,方向竖直向下,即任意两个相等的时间间隔内速度的变化相同,如图所示。
万有引力定律
第六章万有引力与航天万有引力定律导学案编制:张乐顺张汉刚审核:包科领导:【使用说明】1、20分钟完成预习自学部分,有余力的同学可继续做合作探究内容。
2、A、B层全面掌握,C层除带★问题全部掌握。
3、各组长、成员及时完成交上,组长督促达标、学科班长上交,及二次收交。
4、本节学习方法:推理归纳法;掌握的概念和规律:万有引力定律及应用等。
【学习目标】1、理解万有引力定律,并熟练应用,提高应用规律解实际问题的能力;.2、自主学习,结合生活实例理解规律;合作探究万有引力定律,学会建立模型的方法;3、激情投入,体验生活中的万有引力;全力以赴,培养学生的科学推理能力。
【重点、难点】重点:1.万有引力定律的推导.2.万有引力定律的内容及表达公式.难点:1.对万有引力定律的理解.2.使学生能把地面上的物体所受的重力与天体间的引力是同性质的力联系起来.【自学指导】1.行星绕太阳做圆周运动的向心力是由谁来提供的.2.行星绕太阳运动的轨道实际上是什么形状?而通常情况下我们可以认为轨道是什么形状?3.万有引力定律的内容是什么?4.万有引力定律的数学表达式是什么?5.引力常量G是怎样规定的?6.两物体间的距离是怎样确定的?7.万有引力的发现有什么重要意义?8.万有引力是否仅存在于太阳和行星之间?9.物体之间存在的相互作用的万有引力特点是什么?我的疑问我的收获【合作探究】1、牛顿在前人的基础上,凭借他超凡的数学能力证明了:如果太阳和行星间的引力与距离的二次方成反比,则行星的轨道应是椭圆.由于我们的数学知识有限,故把牛顿在椭圆轨道下证明的问题简化为在圆形轨道下来讨论、证明,如何证明?2、在牛顿时代,重力加速度g、月-地的距离r、月球的公转周期T都能精确的测定,已知r=3.8×108m,T=27 .3天,g=9.8m/s2,月球轨道半径即月-地的距离r为地球半径R的60倍,那么:①在月球轨道上的物体受到的引力F1是它在地面附近受到的引力F2 的几分之一?②物体在月球轨道上的加速度a(月球公转的向心加速度)是它在地面附近下落的加速度g重力加速度(重力加速度)的几分之一?3、对相对于地面静止的物体,万有引力产生的作用效果是什么?4、(1)请估算这两位同学,相距1m远时它们间的万有引力多大?(可设他们的质量为50kg)(2)已知地球的质量约为6.0×1024kg,地球半径为6.4×106m,请估算其中一位同学和地球之间的万有引力又是多大?(3)已知地球表面的重力加速度,则其中这位同学所受重力是多少?并比较万有引力和重力?典型例题:地球表面重力加速度g0=9.8 m/s2,忽略地球自转的影响,在距离地面高度h=1.0×103m的空中重力加速度g与g0的差值多大?取地球半径R=6.37×106 m.【自主训练】1.关于万有引力定律的正确说法是( )A.天体间万有引力与它们的质量成正比,与它们之间的距离成反比B.任何两个物体都是相互吸引的,引力的大小跟两个物体的质量的乘积成正比,跟它们的距离的平方成反比C.万有引力与质量、距离和万有引力恒量都成正比D.万有引力定律对质量大的物体适用,对质量小的物体不适用2.如图,两球的半径分别为r 1和r 2,且远小于r ,而球质量分布均匀,大小分别是m 1和m 2,则两球间的万有引力大小为( )A.G 221rm mB.G 2121r m m C.G22121)(r r m m +D.G22121)(r r r m m ++3.(1999年上海)把太阳系各行星的运动近似看做匀速圆周运动,则离太阳越远的行星( )A.周期越小B.线速度越小C.角速度越小D.加速度越小4.(1998年全国)设地球表面重力加速度为g 0,物体在距离地心4R (R 是地球的半径)处,由于地球的作用而产生的加速度为g ,则g /g 0为( )A.1B.1/9C.1/4D.1/16 5.离地面某一高度h 处的重力加速度是地球表面重力加速度的21,则高度h 是地球半径的________倍.6.太阳光照射到地面历时500 s,已知地球半径为6.4×106 m,引力常量为6.67×10—11 N ·m 2/kg 2,求太阳的质量与地球质量之比是多少?(取一位有效数字即可)7、地球对月球具有相当大的万有引力,它们不靠在一起的原因是( )A.不仅地球对月球有万有引力,而且月球对地球也有万有引力,这两个力大小相等,方向相反,互相平衡了B.地球对月球的引力还不算大C.不仅地球对月球有万有引力,而且太阳系里其他星球对月球也有万有引力,这些力的合力等于零D.万有引力不断改变月球的运动方向,使得月球绕地球运行8、★月球表面的重力加速度为地球表面上重力加速度的错误!未找到引用源。
最新全品学练考导学案,高中物理,必修2,新课标人教版rj优秀名师资料
全品学练考导学案,高中物理,必修2,新课标人教版(rj) 篇一:【导学案】2015年高中物理人教版必修二教师用书 6.4课时6.4 万有引力理论的成就1.了解万有引力定律在天文学上的重要应用。
2.会用万有引力定律计算天体质量,了解“称量地球质量”“计算太阳质量”的基本思路。
3.认识万有引力定律的科学成就,体会科学思想方法。
重点难点:掌握根据万有引力定律及相关知识求中心天体质量的方法。
教学建议:本节属于应用性知识的教学内容,使万有引力定律在应用中得到进一步检验;通过教学使学生的思维能力得到进一步训练;教材的立意是使学生感受用物理理论探索未知世界的科学魅力,激发探究未知世界的兴趣。
教师在授课过程中应引导学生自觉养成科学探究的良好习惯,学习科学家们坚韧不拔的精神。
可以放手给学生,让学生互相帮助探究1课本中的问题,学习教材内容后解答问题,真正以学生为学习主体。
导入新课:地球很大很大,以至于我们人类怎样折腾地球,地球也不会因此动一下。
但再大的物体也有质量,地球的质量有多大?太阳的质量又有多大?我们怎么才能求出来?今天我们就来试着解决这些问题。
1.计算地球质量(1)地球上的物体具有重力是由于?,若不考虑地球自转的影响,地面上的物体所受的重力等于物体受到的?地球的万有引力。
(2)公式:?(3)我们只需测出?和地球表面的?,即可求地球的质量M=?。
2.计算其他天体质量(1)将行星或卫星的运动近似看作?匀速圆周运动,行星或卫星的向心力由?万有引力提供。
(2)观测围绕中心天体运动的?和?,根据万有引力提供向心力,由牛顿第二定律列出方程G=m()2,求得中心天体的质量M=。
3.计算中心天体的密度如果中心天体为球体,则密度ρ==,R为中心天体的半径。
当匀速圆周运动的天体绕中心天体表面运行时,则r=R,则上2式可简化为ρ=。
4.发现未知天体(1)被人们称为“笔尖下发现的行星”被命名为(2)海王星的发现和“按时回归”确立了万有引力定律的地位,也成为科学史上的美谈。
金典导学案物理高一
金典导学案物理高一一、教学任务及对象1、教学任务本教学设计以“金典导学案”为主题,针对物理学科高一阶段的学生进行设计。
教学任务主要包括:引导学生通过自主探究、合作学习等方式,掌握物理基本概念、原理及方法;培养学生运用物理知识解决实际问题的能力;激发学生对物理学科的兴趣,提高学生的科学素养。
2、教学对象本教学设计的教学对象为高一学生,他们已经具备了一定的物理知识基础,掌握了基本的物理概念和公式,但尚未形成完整的物理知识体系。
此外,学生在学习方法、思维方式、自主学习能力等方面存在一定的差异,因此在教学过程中需要关注学生的个体差异,因材施教,激发学生的学习兴趣,提高他们的学习效果。
二、教学目标1、知识与技能(1)掌握物理基本概念、原理及方法,如力、能量、电学、光学等;(2)学会运用物理知识解决实际问题,提高分析问题和解决问题的能力;(3)熟练运用物理公式进行计算,并能对实验结果进行合理的分析;(4)了解物理学史,认识物理学家及其贡献,增强对物理学科的认识。
2、过程与方法(1)培养学生自主探究、合作学习的能力,使学生养成良好的学习习惯;(2)通过问题驱动、案例分析等教学方法,引导学生主动思考、积极参与;(3)运用现代教育技术手段,如多媒体、网络资源等,丰富教学手段,提高教学效果;(4)注重理论与实践相结合,培养学生的动手操作能力和实验探究能力。
3、情感,态度与价值观(1)激发学生对物理学科的兴趣,培养学生热爱科学、追求真理的精神;(2)培养学生具备敢于质疑、勇于创新的精神,增强学生的自信心;(3)引导学生关注社会热点问题,培养他们的责任感和使命感;(4)通过物理教学,传递正能量,帮助学生树立正确的世界观、人生观和价值观;(5)注重培养学生的团队协作精神,使学生学会尊重、理解、关爱他人。
在教学过程中,教师应关注学生知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观的全面发展,以提高学生的物理学科素养,为学生的终身发展奠定基础。
2021-2022学年高一物理人教版必修2导学案:第七章 习题课 机械能守恒定律
习题课机械能守恒定律[目标定位] 1.进一步理解机械能守恒的条件及其判定.2.能机敏应用机械能守恒定律的三种表达方式列方程.3.在多个物体组成的系统中,会应用机械能守恒定律解决相关问题.4.明确机械能守恒定律和动能定理的区分.1.机械能守恒定律的内容:在只有重力或弹力做功的物体系统内,动能与势能可以相互转化,而总的机械能保持不变.2.机械能守恒的条件:只有重力或系统内弹力做功.3.对机械能守恒条件的理解(1)只受重力(或弹力)作用,例如在不考虑空气阻力的状况下的各种抛体运动,物体的机械能守恒.(2)存在其他力,但其他力不做功,只有重力或系统内的弹力做功.(3)除重力、弹力外其他力做功,但做功的代数和为零.4.机械能守恒定律的表达式(1)守恒观点:E k1+E p1=E k2+E p2(2)转化观点:ΔE k增=ΔE p减(3)转移观点:ΔE A增=ΔE B减5.动能定理:在一个过程中合力对物体做的功,等于物体在这个过程中动能的变化.一、机械能是否守恒的推断1.利用机械能的定义推断:分析动能和势能的和是否变化.2.用做功推断:分析物体受力状况(包括内力和外力),明确各力做功的状况,若对物体或系统只有重力或弹力做功,没有其他力做功或其他力做功的代数和为零,则机械能守恒.3.用能量转化来推断:若系统中只有动能和势能的相互转化而无机械能与其他形式的能的转化,则系统机械能守恒.4.对多个物体组成的系统,除考虑外力是否只有重力做功外,还要考虑系统内力做功,如有滑动摩擦力做功时,因有摩擦热产生,系统机械能将有损失.【例1】图1如图1所示,细绳跨过定滑轮悬挂两物体M和m,且M>m,不计摩擦,系统由静止开头运动的过程中()A.M、m各自的机械能分别守恒B.M削减的机械能等于m增加的机械能C.M削减的重力势能等于m增加的重力势能D.M和m组成的系统机械能守恒答案BD解析M下落过程,绳的拉力对M做负功,M的机械能削减;m上升过程,绳的拉力对m 做正功,m的机械能增加,A错误;对M、m组成的系统,机械能守恒,易得B、D正确;M削减的重力势能并没有全部用于m重力势能的增加,还有一部分转变成M、m的动能,所以C错误.二、多物体组成的系统的机械能守恒问题1.多个物体组成的系统,就单个物体而言,机械能一般不守恒,但就系统而言机械能往往是守恒的.2.对系统列守恒方程时常有两种表达形式:E k1+E p1=E k2+E p2①或ΔE k增=ΔE p减②,运用①式需要选取合适的参考平面,运用②式无需选取参考平面,只要推断系统内能的增加量和削减量即可.所以处理多物体组成系统问题用第②式较为便利.3.留意查找用绳或杆相连接的物体间的速度关系和位移关系.【例2】图2如图2所示,质量为m的木块放在光滑的水平桌面上,用轻绳绕过桌边的光滑定滑轮与质量为M的砝码相连.已知M=2m,让绳拉直后使砝码从静止开头下降h的距离(未落地)时,木块仍没离开桌面,则砝码的速度为多少?答案233gh解析解法一:用E初=E末求解.设砝码开头离桌面的距离为x,取桌面所在的水平面为参考面,则系统的初始机械能E初=-Mgx,系统的末机械能E末=-Mg(x+h)+12(M+m)v2.由E初=E末得:-Mgx=-Mg(x+h)+12(M+m)v2,解得v=233gh.解法二:用ΔE k增=ΔE p减求解.在砝码下降h的过程中,系统增加的动能为ΔE k增=12(M+m)v2,系统削减的重力势能ΔE p减=Mgh,由ΔE k增=ΔE p减得:12(M+m)v2=Mgh,解得v=2MghM+m =233gh.借题发挥利用E k1+E p1=E k2+E p2解题必需选择参考平面,而用ΔE k增=ΔE p减解题无需选参考平面,故多物体组成系统问题用ΔE k增=ΔE p减列式较为便利.针对训练图3如图3所示,在一长为2L不行伸长的轻杆两端各固定一质量为2m与m的小球A、B,系统可绕过轻杆的中点且垂直纸面的固定转轴O转动.初始时轻杆处于水平状态,无初速度释放后轻杆转动,当轻杆转至竖直位置时,求小球A的速率.答案2gL3解析A球和B球组成的系统机械能守恒由机械能守恒定律,得:2mgL-mgL=12m v2B+12(2m)v2A①又v A=v B②由①②解得v A=2gL3.三、机械能守恒定律和动能定理的应用比较1.机械能守恒定律反映的是物体初、末状态的机械能间的关系,且守恒是有条件的,而动能定理揭示的是物体动能的变化跟引起这种变化的合外力功之间的关系,既关怀初末状态的动能,也必需认真分析对应这两个状态间经受的过程中力做功的状况.2.动能定理与机械能守恒的选用思路(1)从争辩对象看出,动能定理主要用于单个质点,而机械能守恒定律运用于系统.(2)从做功角度看,除重力和系统内的弹力做功外,有其它力参与做功选用动能定理.没有其它力参与做功对系统可以选用机械能守恒定律,也可以选用动能定理.【例3】图4如图4所示,在长为L的轻杆中点A和端点B各固定一质量为m的球,杆可绕无摩擦的轴O 转动,使杆从水平位置无初速度释放.求当杆转到竖直位置时,轻杆对A、B两球分别做了多少功?答案-0.2mgL0.2mgL解析设当杆转到竖直位置时,A球和B球的速度分别为v A和v B.假如把轻杆、两球组成的系统作为争辩对象,由于机械能没有转化为其它形式的能,故系统机械能守恒,可得:mgL+12mgL=12m v2A+12m v2B因A球与B球在各个时刻对应的角速度相同,故v B=2v A由以上二式得:v A=3gL5,v B=12gL5.依据动能定理,可解出杆对A、B做的功.对A有:W A+mg L2=12m v2A-0,所以W A=-0.2mgL.对B有:W B+mgL=12m v2B-0,所以W B=0.2mgL.机械能是否守恒的推断1.关于机械能守恒定律的适用条件,以下说法中正确的是()A.只有重力和弹力作用时,机械能才守恒B.当有其他外力作用时,只要合外力为零,机械能就守恒C.当有其他外力作用时,只要除重力以外的其他外力做功为零,机械能就守恒D.炮弹在空中飞行时,不计空气阻力,仅受重力作用,所以炮弹爆炸前后机械能守恒答案C解析机械能守恒的条件是“物体系统内只有重力或弹力做功”,不是“只有重力和弹力作用”,应当知道作用和做功是两个完全不同的概念,有力不愿定做功,故A项错误;合外力为零,物体的加速度为零,是物体处于静止或做匀速直线运动的另一种表达,不是机械能守恒的条件,故B项错误;有其他外力作用,且重力、弹力外的其他力做功为零时,机械能守恒,故C项正确;炮弹爆炸时,化学能转化为炮弹的内能和动能,机械能是不守恒的,故D项错误.故选C.多物体组成的系统的机械能守恒问题2. 如图5所示,一根很长的、不行伸长的松软轻绳跨过光滑定滑轮,轻绳两端各系一小球a和b,a球质量为m,静置于地面;b球质量为3m,用手托住,离地面高度为h,此时轻绳刚好拉紧,从静止开头释放b后,a可能达到的最大高度为()A.h B.1.5hC.2h D.2.5h答案B解析释放b后,在b到达地面之前,a向上加速运动,b向下加速运动,a、b系统的机械能守恒,若b落地瞬间速度为v,取地面所在平面为参考平面,则3mgh=mgh+12m v2+12(3m)v2,可得v=gh.b落地后,a向上以速度v做竖直上抛运动,能够连续上升的高度h′=v22g=h2.所以a能达到的最大高度为1.5h,B正确.机械能守恒定律和动能定理的比较应用3. 如图6所示,某人以v0=4 m/s的速度斜向上(与水平方向成25°角)抛出一个小球,小球落地时速度为v=8 m/s,不计空气阻力,求小球“mgh=12m v2抛出时的高度h.甲、乙两位同学看了本题的参考解法-12m v2”后争辩了起来.甲说此解法依据的是动能定理,乙说此解法依据的是机械能守恒定律,你对甲、乙两位同学的争辩持什么观点,请图5图6简洁分析,并求出抛出时的高度h.(g取10 m/s2)答案见解析解析甲、乙两位同学的说法均正确.从抛出到落地,重力做功mgh,动能增加12m v2-12m v20,由动能定理可知mgh=12m v2-12m v20,所以甲说法对.从抛出到落地,重力势能削减mgh,动能增加12m v2-12m v20,由机械能守恒定律mgh=12m v2-12m v20,乙说法也对.h=v2-v202g=482×10m=2.4 m.4. 如图7所示是一个横截面为半圆、半径为R的光滑柱面,一根不行伸长的细线两端分别系着物体A、B,且m A=2m B,由图示位置从静止开头释放A物体,当物体B达到圆柱顶点时,求绳的张力对物体B所做的功.答案π+23m B gR解析本题要求出绳的张力对物体B做的功,关键求出物体B到达圆柱顶点的动能.由于柱面是光滑的,故系统的机械能守恒,系统重力势能的削减量等于系统动能的增加量.系统重力势能的削减量为:ΔE p=m A g πR2-m B gR,系统动能的增加量为ΔE k=12(m A+m B)v2由ΔE p=ΔE k得v2=23(π-1)gR绳的张力对B做的功:W=12m B v 2+m B gR=π+23m B gR.(时间:60分钟)题组一机械能是否守恒的推断1.下列物体中,机械能守恒的是()A.做平抛运动的物体B.被匀速吊起的集装箱C.光滑曲面上自由运动的物体D.物体以45g的加速度竖直向上做匀减速运动答案AC解析物体做平抛运动或沿光滑曲面自由运动时,不受摩擦力,在曲面上弹力不做功,只有重力做功,机械能守恒;匀速吊起的集装箱,动能不变,势能增加,机械能不守恒;物体以45g的加速度向上做匀减速运动时,由牛顿其次定律mg-F=m×45g,有F=15mg,则物体受到竖直向上的大小为15mg的外力作用,该力对物体做了正功,机械能不守恒,故选A、C.2.在下面列举的各例中,若不考虑阻力作用,则物体的机械能发生变化的是()A.用细杆拴着一个物体,以杆的另一端为固定轴,使物体在光滑水平面上做匀速圆周运动B.细杆拴着一个物体,以杆的另一端为固定轴,使物体在竖直平面内做匀速圆周运动C.物体沿光滑的曲面自由下滑D.用一沿固定斜面对上、大小等于物体所受摩擦力的拉力作用在物体上,使物体以确定的初速度沿斜面对上运动答案B解析物体若在水平面内做匀速圆周运动,动能、势能均不变,物体的机械能不变;物体在竖直平面内做匀速圆周运动,动能不变,势能转变,故物体的机械能发生变化;物体沿光滑的曲面自由下滑,只有重力做功,机械能守恒;用一沿固定斜面对上、大小等于物体所受摩擦力的拉力作用在物体上,使物体以确定的初速度沿斜面对上运动时,除重力以外的力做功之和为零,物体的机械能守恒,故选B.3. 木块静止挂在绳子下端,一子弹以水平速度射入木块并留在其中,再与木块一起共同摆到确定高度,如图8所示,从子弹开头入射到共同上摆到最大高度的过程中,下面说法正确的是图7图8()A.子弹的机械能守恒B.木块的机械能守恒C.子弹和木块的总机械能守恒D.以上说法都不对答案D解析子弹打入木块的过程中,子弹克服摩擦力做功产生热能,故系统机械能不守恒.题组二多物体组成的系统的机械能守恒问题4. 如图9,物体从某一高度自由下落到竖直立于地面的轻质弹簧上.在a点时物体开头与弹簧接触,到b点时物体速度为零.则从a到b的过程中,物体()A.动能始终减小B.重力势能始终减小C.所受合外力先增大后减小D.动能和重力势能之和始终减小答案BD解析物体刚接触弹簧一段时间内,物体受到竖直向下的重力和竖直向上的弹力,且弹力小于重力,所以物体的合外力向下,物体做加速运动,在向下运动的过程中弹簧的弹力越来越大,所以合力越来越小,即物体做加速度减小的加速运动,当弹力等于重力时,物体的速度最大,之后弹力大于重力,合力向上,物体做减速运动,由于物体速度照旧向下,所以弹簧的弹力照旧增大,所以合力在增大,故物体做加速度增大的减速运动,到b点时物体的速度减小为零,所以过程中物体的速度先增大再减小,即动能先增大后减小,A错误;从a点到b点物体始终在下落,重力做正功,所以物体的重力势能在减小,B正确;所受合外力先减小后增大,C错误;过程中物体的机械能转化为弹簧的弹性势能,所以D正确.长度为2R 5. 内壁光滑的环形凹槽半径为R,固定在竖直平面内,一根的轻杆,一端固定有质量m的小球甲,另一端固定有质量为2m的小球乙.现将两小球放入凹槽内,小球乙位于凹槽的最低点如图10所示,由静止释放后() A.下滑过程中甲球削减的机械能总是等于乙球增加的机械能B.下滑过程中甲球削减的重力势能总是等于乙球增加的重力势能C.甲球可沿凹槽下滑到槽的最低点D.杆从右向左滑回时,乙球确定不能回到凹槽的最低点答案A解析环形槽光滑,甲、乙组成的系统在运动过程中只有重力做功,故系统机械能守恒,下滑过程中甲削减的机械能总是等于乙增加的机械能,甲、乙系统削减的重力势能等于系统增加的动能;甲削减的重力势能等于乙增加的势能与甲、乙增加的动能之和;由于乙的质量较大,系统的重心偏向乙一端,由机械能守恒,知甲不行能滑到槽的最低点,杆从右向左滑回时乙确定会回到槽的最低点.6. 如图11所示,m A=2m B,不计摩擦阻力,物体A自H高处由静止开头下落,且B物体始终在水平台面上.若以地面为零势能面,则当物体A的动能与其势能相等时,物体A距地面的高度是()A.H5 B.2H5C.4H5 D.H3答案B解析A、B组成的系统机械能守恒.设物体A的动能与其势能相等时,物体A距地面的高度是h,A的速度为v.则有m A gh=12m A v2,即v2=2gh.从开头到A距地面的高度为h的过程中,A削减的重力势能为ΔE p=m A g(H-h)=2m B g(H-h).系统增加的动能为ΔE k=12(m A+m B)v2=12×3m B×2gh=3m B gh.由ΔE p=ΔE k,得h=25H.7. 有一竖直放置的“T”形架,表面光滑,滑块A、B分别套在水平杆与竖直杆上,A、B用一不行伸长的轻细绳相连,A、B质量相等,图9图10图11图12且可看做质点,如图12所示,开头时细绳水平伸直,A、B静止.由静止释放B后,已知当细绳与竖直方向的夹角为60°时,滑块B沿着竖直杆下滑的速度为v,则连接A、B的绳长为()A.4v2g B.3v2gC.2v23g D.4v23g答案D解析由运动的合成与分解可知滑块A和B在绳长方向的速度大小相等,有v A sin 60°=v B cos60°,解得v A=33v,将滑块AB看成一系统,系统的机械能守恒,设滑块B下滑的高度为h,有mgh=12m v 2A+12m v2B,解得h=2v23g,由几何关系可知绳子的长度为L=2h=4v23g,故选项D正确.题组三综合题组8. 如图13所示,现有两个完全相同的可视为质点的物块都从静止开头运动,一个自由下落,一个沿光滑的固定斜面下滑,最终它们都到达同一水平面上,空气阻力忽视不计,则()A.重力做的功相等,重力做功的平均功率相等B.它们到达水平面上时的动能相等C.重力做功的瞬时功率相等D.它们的机械能都是守恒的答案BD解析两物体从同一高度下落,依据机械能守恒定律知,它们到达水平面上时的动能相等,自由下落的物体先着地,重力做功的平均功率大,而着地时重力做功的瞬时功率等于重力与重力方向上的速度的乘积,故重力做功的瞬时功率不相等,选BD.9. 如图14所示,质量为m=2 kg的小球系在轻弹簧的一端,另一端固定在悬点O处,将弹簧拉至水平位置A处由静止释放,小球到达距O点下方h=0.5 m处的B点时速度为2 m/s.求小球从A运动到B的过程中弹簧弹力做的功(g取10 m/s2).答案-6 J解析对小球和弹簧组成的系统,只有重力和弹簧的弹力做功,故机械能守恒,小球削减的重力势能转化为系统的动能和弹性势能,所以mgh=12m v2+E弹,E弹=mgh-12m v2=6 J,W 弹=-6 J.即弹簧弹力对小球做功为-6 J.10. 如图15所示,AB是竖直面内的四分之一圆弧形光滑轨道,下端B点与水平直轨道相切.一个小物块自A点由静止开头沿轨道下滑,已知轨道半径为R=0.2 m,小物块的质量为m=0.1 kg,小物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.5,g取10 m/s2.求:(1)小物块在B点时受到的圆弧轨道的支持力;(2)小物块在水平面上滑动的最大距离.答案(1)3 N(2)0.4 m解析(1)由机械能守恒定律,得mgR=12m v2B,在B点F N-mg=mv2BR,联立以上两式得F N=3mg=3×0.1×10 N=3 N.(2)设小物块在水平面上滑动的最大距离为l,对小物块运动的整个过程由动能定理得mgR-μmgl=0,代入数据得l=Rμ=0.20.5m=0.4 m.11.(2021·福建) 如图16,一不行伸长的轻绳上端悬挂于O点,下端系一质量m=1.0 kg的小球.现将小球拉到A点(保持绳绷直)由静止释放,当它经过B点时绳恰好被拉断,小球平抛后落在水平地面上的C点.地面上的D点与OB在同一竖直线上,已知绳长L=1.0 m,B点离地高度H=1.0 m,A、B两点的高度差h=0.5 m,重力加速度g取10 m/s2,不计空气影响,求:(1)地面上DC两点间的距离s;(2)轻绳所受的最大拉力大小.图13图14图15图16答案 (1)1.41 m (2)20 N解析 (1)小球从A 到B 的过程中机械能守恒,有:mgh =12m v 2B ,① 小球从B 到C 做平抛运动,在竖直方向上有:H = 12gt 2,②在水平方向上有:s =v B t ,③ 联立①②③解得:s =1.41 m .④(2)小球下摆到达B 点时,绳的拉力和重力的合力供应向心力,有:F -mg =m v 2BL ⑤联立①⑤解得:F =20 N 依据牛顿第三定律,F ′=-F , 轻绳所受的最大拉力大小为20 N.12.如图17所示,半径为R 的光滑半圆弧轨道与高为10R 的光滑斜轨道放在同一竖直平面内,两轨道之间由一条光滑水平轨道CD 相连,水平轨道与斜轨道间有一段圆弧过渡.在水平轨道上,轻质弹簧被a 、b 两小球挤压,处于静止状态.同时释放两个小球,a 球恰好能通过圆弧轨道的最高点A ,b 球恰好能到达斜轨道的最高点B .已知a 球质量为m 1,b 球质量为m 2,重力加速度为g .求:图17(1)a 球离开弹簧时的速度大小v a ; (2)b 球离开弹簧时的速度大小v b ; (3)释放小球前弹簧的弹性势能E p . 答案 (1)5gR (2)20gR (3)⎝ ⎛⎭⎪⎫52m 1+10m 2gR 解析 (1)由a 球恰好能到达A 点知m 1g =m 1v 2AR由机械能守恒定律得 12m 1v 2a -12m 1v 2A =m 1g ·2R 得v a =5gR .(2)对于b 球由机械能守恒定律得: 12m 2v 2b =m 2g ·10R 得v b =20gR .(3)由机械能守恒定律得 E p =12m 1v 2a +12m 2v 2b得E p =⎝ ⎛⎭⎪⎫52m 1+10m 2gR .。
高一物理精品教案《功》(通用8篇
高一物理精品教案《功》(通用8篇一、教学内容本节课选自人教版高一物理必修二第五章第一节《功》。
主要内容包括:功的概念,计算公式,以及功的性质。
具体涉及教材的章节有:5.1节的功的定义,5.1.1节的功的计算,5.1.2节的功的性质。
二、教学目标1. 理解并掌握功的概念,了解功的物理意义。
2. 学会运用功的计算公式,解决实际问题。
3. 了解功的性质,理解正功和负功的含义。
三、教学难点与重点重点:功的概念,计算公式,以及功的性质。
难点:理解正功和负功的含义,以及在实际问题中的应用。
四、教具与学具准备1. 教具:演示用小车,斜面,弹簧测力计,计算器等。
2. 学具:练习本,笔,计算器等。
五、教学过程1. 实践情景引入:通过演示小车在斜面上下滑动的实验,引导学生关注力在物体运动过程中的作用。
2. 例题讲解:(1)计算物体在水平方向上移动的功。
(2)计算物体在竖直方向上移动的功。
(3)讨论正功和负功的含义。
3. 随堂练习:让学生计算几种不同情况下的功,巩固所学知识。
4. 讲解与讨论:针对学生的疑问,进行讲解和讨论,加深对功的理解。
六、板书设计1. 功的概念:力在物体运动方向上的作用效果。
2. 功的计算公式:W = F·s·cosθ。
3. 功的性质:正功和负功。
七、作业设计1. 作业题目:(1)计算物体在水平面上受到10N的力,移动5m的功。
(2)计算物体在竖直方向上受到15N的力,上升3m的功。
(3)解释正功和负功在实际生活中的应用。
2. 答案:(1)W = F·s = 10N × 5m = 50J。
(2)W = F·s = 15N × 3m = 45J。
(3)正功表示力对物体的推动作用,负功表示力对物体的阻碍作用。
八、课后反思及拓展延伸1. 反思:本节课通过实验和例题,让学生掌握了功的概念和计算方法,但部分学生对正功和负功的理解仍有所欠缺,需要在课后进行巩固。
高一物理7.9《实验:验证机械能守恒定律》导学案 人教版必修2
验证机械能守恒定律实验自主落实学案1.实验目的:验证机械能守恒定律2.实验原理:(1)只有重力做功的自由落体运动中,物体的重力势能和动能可以互相转化,但总的机械能守恒.利用打点计时器在纸带上记录下物体自由下落的高度h 及计算出瞬时速度v ,从而验证物体在自由下落过程中重力势能的减少量ΔEp=mgh 与物体动能的增加量ΔEk=221mv 相等。
(2)纸带上某两点的距离等于重物下落的高度,这样就能得到下落过程中势能的变化。
再测出这两点的速度,从而得到它在各点的动能。
比较这两点动能变化和势能变化,就能验证机械能是否守恒。
3.实验器材:铁架台(带铁夹);打点计时器;重锤(带纸带夹);纸带;复写纸片;导线;毫米刻度尺;低压交流电源。
4.实验步骤:(1)装置:竖直架稳打点计时器,使打点计时器限位 孔与纸带在同一直线上,以减小纸带受到的阻力。
(2)将长约1 m 的纸带用小夹子固定在重物上后穿过打 点计时器,用手提着纸带,使重物静止在靠近打点计时器的地方。
(3)接通电源,松开纸带,让重物自由下落,计时器就在纸带上打下一系列的点。
(4)换几条纸带,重做上面的实验。
(5)在取下的纸带中挑选第一、二两点间距离接近2 mm 且点迹清楚的纸带进行测量,先记下第一点O 的位置,再任意取五个点1、2、3、4、5用刻度尺测量距O 点的相应距离如图所示:为了减小测量h 值的相对误差,选取的各个计数点要离起点远一些,纸带也不易过长,有效长度可在60 cm~80 cm 之内.(6)用公式th h v n n 211-+-=计算出各点对应的瞬时速度v1、v2、v3…… (7)利用公式Ep=mgh 计算出各计数点与第一个点的重力势能的减少量。
(8)比较动能增加量及重力势能的减少量的大小,看一看在误差允许的范围内两者是否相等,从而验证机械能是否守恒。
因不需要知道动能和势能的具体数值,所以不需要测量重物的质量。
5.实验误差的来源与分析(1)实验中,重物和纸带下落过程中要克服阻力(主要是打点计时器的阻力)做功,使得动能的增量必定稍小于重力势能减少量,造成系统误差.(2)再者,实验中长度的测量也可造成偶然误差.(3)其次,实验操作过程中,能否保证纸带上第一、二两个实验点间距等于2 mm,以确保打第一点时重锤速度为零,也是误差形成因素之一.典型题例导析例1. 做“验证机械能守恒定律”的实验步骤有:A.把打点计时器固定在铁架台上,并用导线将打点计时器接在低压交流电源上B.将连有重物的纸带穿过限位孔,用手提着纸带,让手尽量靠近打点计时器C.松开纸带、接通电源D.更换纸带,重复几次,选用点迹清晰且第1、2两点间距为2 mm 的纸带E.用天平称出物体的质量,利用mgh=221mv 验证机械能守恒定律 在上述实验步骤中错误的是__ ___和 _____。
《功》导学案
2010-2011年度下学期鸡西市第四中学高一物理必修二编辑:咸福加审核:号码:16第二节功学习目标:1、理解功的概念,知道做功的两个必要因素。
2、知道功的计算公式W=FLcosθ及适用范围。
3、知道功是标量,理解正功、负功的含义。
4、知道多个力对物体所做的总功等于各个力分别对物体所做功的代数和。
重点:功的概念和功的计算公式。
难点:知道功是标量,正确理解正功负功的实质,能正确判断正功、负功。
自主学习1、牛顿第二定律,重力、弹力、摩擦力大小和方向。
2、力的分解4、功的定义: .5、功的公式:W=_____________ 其中cosθ表示6、功的单位:_________________,符号是________________ .7、功是_________(矢、标)量。
但有正负。
合作探究目标一:做功的两个不可缺少的因素例1、下图所示情景中,力F(箭头所示)对物体做功的是()A. 人用力F推车,车未动B. 吊车的作用力F使货物上升一段距离C. 人用力F使水桶静止在空中D. 人用力F提着水桶,在水平路面上匀速行走总结:1、不做功的几种情况2、力对物体做功的两个不可缺少的因素目标二:功的大小用F 表示力的大小,用L 表示位移的大小,用W 表示功的大小a 、若力的方向和物体运动的方向一致时:功的大小 W=b 、若力的方向与运动方向垂直:功的大小 W=c 、若力F 的方向与运动方向成某一角度时,功的大小 W=(作图,推导,注意F 、L 、Θ的关系)例2、如图所示,物体在力作用下在水平面上发生一段位移L ,设在这三种情况下力F 和位移L 的大小都相同:F=10N ,,L=1m ,角θ的大小如图所示。
问题:(1)找出力F 和位移L 的夹角 (2)试分别写出这三种情况下力F 对物体做功的表达式。
总结:1、功的计算式W=(其中θ指 L 指 )2、功的理解(1)决定力做功多少的因素(2)公式的适用条件(3)功是过程量。
高中物理必修2功教案
高中物理必修2功教案一、教学目标:1.理解功的概念,能正确定义功;2.掌握功的计算方法,能够运用功的公式解决相关问题;3.了解功的单位和量纲,掌握功的计算技巧;4.能够分析力和位移之间的关系,能够运用功的知识解决实际问题。
二、教学重点:1.掌握功的概念和计算方法;2.理解力和位移的关系,能够运用功的概念解决相关问题;3.掌握功的单位和计算技巧。
三、教学难点:1.理解功的概念和物理意义;2.掌握功的计算方法,能够灵活运用功的公式解决问题。
四、教学过程:1.导入新知识:通过一个日常生活的例子引入功的概念,让学生了解力和位移之间的关系,并引发学生的兴趣。
2.讲解功的定义和计算方法:介绍功的定义和计算方法,让学生掌握功的概念和计算技巧。
3.实例分析:通过一些例题的讲解,让学生能够灵活运用功的计算方法,解决实际问题。
4.课堂讨论:组织学生讨论功的应用和实际意义,让学生能够深入理解功的物理意义。
5.课堂练习:布置一些练习题让学生巩固所学知识,提高解题能力。
6.总结归纳:通过总结归纳,让学生能够系统地掌握功的知识点,为下节课的学习做好准备。
五、课堂作业:1.计算下列力的功:(1) 作用力为20N,位移为10m;(2) 作用力为30N,位移为5m。
六、板书设计:功的概念与计算公式功的单位和量纲功的计算方法功的物理意义七、教学反思:这节课主要介绍了功的知识点,通过实例讲解和课堂讨论,使学生能够深入理解功的概念和物理意义。
在教学过程中,要注重引导学生运用所学知识解决问题,培养学生的动手能力和思维能力。
同时,要注意激发学生的兴趣,提高学生的学习积极性,使课堂更加生动有趣。
高一物理必修二第五章曲线运动导学案
第五章曲线运动§ 5.1 曲线运动导学案(第一部分认识曲线运动)学习目标:l.知道曲线运动中速度的方向,理解曲线运动是一种变速运动.2.知道物体做曲线运动的条件是所受的合外力与它的速度方向不在一条直线上.学习重点:1.物体做曲线运动的方向的确定.2.物体做曲线运动的条件.学习难点:物体作曲线运动的条件。
任务一自主学习1.运动特点:曲线运动的速度的方向:曲线运动中速度的方向是在曲线上某点的方向,是时刻的,因此曲线运动一定是运动,但变速运动不一定是曲线运动。
曲线运动的性质:做曲线运动的物体所受合力一定,一定具有加速度。
2.物体做曲线运动的条件:(1)从动力学角度看,如果物体所受合外力方向跟物体的方向不在同一条直线上,物体就做曲线运动。
(2)从运动学角度看,就是加速度方向与方向不在同一条直线上.经常研究的曲线运动有平抛运动和匀速圆周运动。
总结:物体做曲线运动的条件:物体所受的方向(加速度的方向)跟它的方向不在同一条直线上。
合外力对速度的影响:合外力不仅可以改变速度的,还可以改变速度的。
如下图,试分析F对v的影响。
任务二合作探究讨论速度方向与合力方向与运动轨迹三者之间的关系?1.如图所示,物体在恒力F作用下沿曲线从点A运动到点B,这时突然使它所受的力反向,但大小不变,即由F变为-F。
在该力的作用下,物体以后的运动情况,下列说法中正确的是()A.物体不可能沿曲线Ba运动B.物体不可能沿直线Bb运动C.物体不可能沿曲线Bc运动D.物体不可能沿原曲线BA返回2.一物体作速率不变的曲线运动,轨迹如图所示,物体运动到A、Array B、C、D四点时,图中关于物体速度方向和受力方向的判断,哪些点可能是正确的?总结:物体做曲线运动时一定受到力的作用,并且力的作用指向运动轨迹(凸、凹)的一侧。
任务三要点深化不同运动类型的分类分析深入讨论:1.物体做直线运动时,合力与初速度同向、反向的情况。
2.物体做曲线线运动时,合力与初速度夹角小于90°,大于90°,等于90°的情况。
物理必修二学案
6.1行星的运动【学习目标】1.知道地心说和日心说的基本内容。
2.掌握开普勒三个定律的内容。
3.理解人们对行星运动的认识过程是漫长而复杂的,真理是来之不易的。
【学习重点】会运用开普勒定律解决有关简单的航天问题 【课堂导学】一、两种对立的学说:(见教材阅读材料) 地心说:__________是宇宙的中心,它是___________的,太阳、月亮及其他天体都绕______________做圆周运动。
日心说:__________是宇宙的中心,它是________________的,地球和所有的行星都绕______________做圆周运动。
二、开普勒行星运动定律 开普勒第一定律所有行星绕太阳运动的轨道都是__________,太阳处在__________的一个______________。
开普勒第二定律 ______________和_____________的连线在相等的时间里扫过相等的______。
开普勒第三定律所有行星轨道的______________的三次方跟______________的二次方的比值都相等。
用公式表达为:k TR 23,k 是一个与______________无关的量开普勒定律的研究:【典型例题】例1 地球绕太阳转,地球本身绕地轴自转,形成了一年四季春夏秋冬,则下面说法正确的是( ) A .春分地球公转速率最小 B .夏至地球公转速率最小 C .秋分地球公转速率最小 D .冬至地球公转速率最小(提示 : 由开普勒第二定律知,地球与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积,在夏季,地球运动至远日点,离太阳最远,其速率最小。
)例2 若已知地球对它所有卫星的k 值都等于1.01×1013m 3/s 2,试求出月球运动的轨道半径(月球绕地球运转的周期大约是27天,月球轨道为圆)(提示:m 8108.3 )【拓展思考】(阅读30P 页完成下列问题)1、大多数行星的轨道与圆十分接近,故中学阶段的研究中能够按圆处理,__________处在圆心,对某一行星来说,它绕太阳做圆周运动的____________或(______________)不变,即行星做匀速圆周运动,所有行星轨道半径的___________方跟公转周期的______________方的比值相等。
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§7.2 《功》导学案
学习目标:
1.理解功的概念,知道做功的两个必要因素。
2.会应用功的计算公式。
3.知道功的矢量性,理解正功、负功的含义。
4.会求多个力对物体所做的总功。
学习过程:
一、自主探究
木头在起重机的拉力作用列车在机车牵引力的作用握力器在手的压力作用下增加下增加下增加1.功和能是两个密切联系的物理量,即如果物体在力的作用下_____发生了变化,这个力一定对物体做了功,功在能的转化过程中担任重要的角色。
2、功的概念:一个物体受到力的作用,且,这个力就对物体做了功。
3、做功的两个不可缺少的因素是_____________和_________________________.
4、人拉行李箱的力的方向与船前进的方向有一定的夹角,不在同一方向上,拉力对箱子做不做功?
5、在国际单位制单位中,功的单位是,用符号来表示.1N的力使物体
在力的方向上发生1m的位移时所做的功为 J.
6、你认为功是矢量还是标量?5J的功与-8J的功哪个多?
二、课堂互动
(一)功
探究1、力做功的必要因素
物体静止,力F是否做功?
物体匀速运动,力F是否做功?
力与位移方向垂直,力F是否做功?
结论1:力做功的两个必要因素:
(1)(2)。
功的概念
如果一个物体 , 并且在 , 我们就说这个力对物体做了功.
探究2、推导功的表达式
1、当力的方向与物体的运动方向一致?
物体在水平力F的作用下水平向前行驶的位移为L,
如图所示,则力F对物体所做的功为:
2、当如果力的方向与运动方向垂直?
当力的方向跟位移方向垂直时,力对物体做功为:F
L
3、当力的方向与位移方向成某一角度时?
当力F的方向与位移方向成一角度α时,
请你推导出力F所做功的表达式。
结论2:力对物体所做的功,等于、、这三者的乘积。
1.公式:
2.单位:国际单位:单位符号:
训练.一同学在操场上踢球,飞起一脚用50N的力将球踢出,球在操场上滚了20m,关于脚对球做功下列说法中正确的是
A.0J B.1000J C.无法求出
思考:如何辨认力的方向与位移方向的夹角?
(二)正功和负功
根据你所学的知识完成下面的表格。
αcosαW 物理意义α=π/2表示力F对物体( )α<π/2表示力F对物体( )π/2<α≤π表示力F对物体( )探究3、正功和负功什么意义呢?
正功的意义:力对物体做正功,表明此力的效果是物体的运动,是动力做功。
负功的意义:力对物体做负功,表明此力的效果是物体运动,是阻力做功。
一个力对物体做负功,也可说成物体这个力做了功(取正值)
思考:比较-8J的功与5J的功大小?
探究4:如何求几个力做功?
例题:一个质量m=150kg的物体,受到水平方向的拉力F=500N,在水平地面上由静止开
始移动了l=5m。
物体与地面间的滑动摩擦力F阻=100N。
求:
(1)各个力对物体所做的功(2)各个力对物体做功的代数和(3)物体所受的合力(4)合力对物体做的功
思考:求解几个力对物体所做的总功有哪些方法?
三、能力提升
1、关于功的概念,下列说法中正确的是()
A.力对物体做功多,说明物体的位移一定大
B.力对物体做功少,说明物体的受力一定小
C.力对物体不做功,说明物体一定无位移
D.功的多少是由力的大小和物体在力的方向上位移的大小确定的
2、水平路面上有一个重500 N的小车,在100 N的水平拉力作用下,匀速向前移动了5
m,则在这一过程中()
A.车受到的阻力为600 N
B.车受到的阻力为500 N
C.拉力对车做功是500 J
D.重力对车做功为2500 J
3、两质量相等的物体A、B分别放在粗糙水平面上和光滑的水平面上,在同样的拉力F
作用下,产生相同的位移l,则拉力:
A、对A做的功多
B、对B做功多
C、一样多
D、以上都有可能
4、以一定的初速度竖直向上抛出一个小球,小球上升的最大高度为h,空气
阻力大小恒为f,则从抛出至回到原出发点的过程中,空气阻力对小球做的功为:
A、零
B、-f h
C、-2f h
D、-4f h
5、用起重机把重量为2.0×104N的物体匀速提高了5m,钢绳的拉力做了多少功?重力
做了多少功?物体克服重力做了多少功?这些力所做的总功是多少?。