物理课件(李恒亮)
高中物理第五章 力与平衡 第3节第4节 力的平衡 平衡条件的应用课件 鲁科版必修1
的平衡状态. 5.物体在某方向的平衡:运动的物体在某一方向上__合_力___为
零时,在该方向上处于平衡状态.
知识点一 对物体平衡状态的理解 1.从运动学的角度理解平衡状态:平衡的物体处于静止或匀 速直线运动状态,此种状态其加速度为零,即处于平衡状态的 物体加速度为零;反过来加速度为零的物体一定处于平衡状态. 2.从动力学的角度理解平衡状态:处于平衡状态的物体所受 的合外力为零,反过来物体受到的合外力为零,它一定处于平 衡状态.
大家好
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第五章 力与平衡
第 3 节 力的平衡 第 4 节 平衡条件的应用
第五章 力与平衡
1.知道平衡状态和平衡力的概念. 2.知道共点力的平 衡条件,并能利用平衡条件解决生活、生产中的实际问题. 3.理解稳度的概念和影响稳度的因素. 4.知道静态平衡及物 体在某一方向的动态平衡.
一、共点力作用下物体的平衡条件及其应用 1.平衡状态:物体保持__静__止__或_匀__速__直__线__运__动___的状态. 2.共点力的平衡条件:_合__力___为零,即 F 合=0. 3.力的平衡:作用在物体上的几个力的_合__力__为__零___,这种情
思想方法——解析法或图解法巧解动态平衡问题 平衡问题是力学中常见的一种题型,解决平衡问题的基本思路 是对物体进行受力分析,根据平衡条件 F=0 求解.而动态平 衡问题是指通过控制某些物理量的变化,使物体的状态发生缓 慢改变,“缓慢”指物体的速度很小,可认为速度为零,所以 物体在变化过程中处于平衡状态,把物体的这种状态称为动态 平衡状态,解此动态平衡问题有两种典型的常见方法,分别为 解析法、图解法.
高一物理绪论
讲课内容:高中物理绪论
讲课人:李恒亮 面试岗位:电子 毕业学校:云南师范大学
第一章 绪论
——撩开物理学的神秘面纱
一、物理学研究的范围: 空间: 微观粒子10-15m( 夸克等 )---宇宙尺寸 1027m(哈勃半径 )---大小跨越42个数量 级
热气球为何会飞上天?气体 压强如何产生?
3、电学: 主要研究电场、电路、磁场和电磁感应
4、光学: 主要研究光的传播规律和光的本性。
大功率激光可使一切非金属化为一缕青烟
传光 递导 播纤 信维 息是 利 用 什 么 原 理 来
激 光 武 器 如 何 准 直
5、原子物理 : 主要研究原子和原子核的组成与变化。
从汤母生到卢瑟福
从爱因斯坦到氢弹的爆炸
物理学对社会发展的影响
1、瓦特与蒸汽机
2、法拉递与电磁Biblioteka 应3 、 现 代 信 息 技 术 与 通 迅
物理学的未解之迷
UFO、外星人、尼斯湖水怪存在吗? 人体真的会自己燃烧吗? 世界上真的有鬼魂的吗? 打开埃及古墓的人没有受到法老的诅咒是怎么回事? 流泪的玛丽亚像、会喝牛奶的雕像又是怎么回事?
时间:
微观粒子寿命10-24s ; 宇宙年龄--- 1018s
二、物理的主要内容:力、热、电、光、原子物 理
1、力学 研究力和运动的关系(重点学习牛顿运动定律和机械能) 过 山 车 为 什 么 能 翻 转 ? 嫦 娥 一 号 如 何 发 射 和 变 轨
2、热学 主要研究分子动能理论和气体的热学性质。
高考一轮物理复习 第二章 力 物体的平衡第4讲 实验二 探究弹力和弹簧伸长的关系课件 教科必修I
B.用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力,应保证弹簧位于
竖直位置且处于平衡状态
C.用直尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量
D.用几个不同的弹簧,分别测出几组拉力与伸长量,得
出拉力与伸长量之比相等
(2)某同学做“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验,他先 把弹簧平放在桌面上使其自然伸长,用直尺测出弹簧的原
长L0,再把弹簧竖直悬挂起来,挂上钩码后测出弹簧伸长 后的长度L,把L-L0作为弹簧的伸长量x,这样操作,由 于弹簧自身重力的影响,最后画出的图线可能是 ( ).
答案 (1)CBDAEF (2)①如图所示
②F=0.43x(N)
【例3】 在“究弹力和弹簧伸长的关系,并测定弹簧的劲 度系数”的实验中,实验装置如图2-4-2.所用的每个钩码 的重力相当于对弹簧提供了向右恒定的拉力.实验时先测 出不挂钩码时弹簧的自然长度,再将5个钩码逐个挂在绳子 的下端,每次测出相应的弹簧总长度.
•
实验拓展探究 随堂备考演练
(1)有一个同学通过以上实验测量后把6组数据描点在如坐 标图2-4-3中,请作出F-L图线.
图2-4-3
(2)由此图线可得出的结论是_________________________. 该弹簧的原长为L0=______cm,劲度系数k=________N/m. (3)试根据以上该同学的实验情况,请你帮助他设计一个记 录实验数据的表格.(不必填写其实验测得的具体数据) (4)该同学实验时,把弹簧水平放置与弹簧悬挂放置相比 较. 优点在于:_______________________________________; 缺点在于:_______________________________________.
弹簧附近竖直固定一刻度尺 D.依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个……钩码,并分
【创新设计】20142015学年高中物理第五节光的波动性节
条纹间距:Δx=dlλ 实验:用双缝干涉测量光的波长
波 动 性
薄膜干涉及应用
发生明显衍射的条件:孔或障碍物的尺寸与光的波长相差不多甚至比光的波长还要小 光的衍射衍射图样:单色光是明暗相间、非均匀分布的条纹与干涉图样进行区分
实例:单缝衍射、圆孔衍射、圆板衍射泊松亮斑
线偏振光与自然光的区别 偏振线偏振光的获得方法:1用偏振片;2让反射光与折射光垂直,则它们都成为线偏振光
v B.乙图可能是用紫光照射,表明紫光波长较 长
解v 析C短.由乙题图图知可甲能图是中条用纹紫间光距大照,射由,Δx表=dl明λ 可紫知光,波在 长l 和较d 相v 同D的.情乙况图下,可Δ能x 大是,用则 红λ 大光;Δ照x 射小,,则表λ 小明;红所光以乙波图长中较所 用单短色光波长较短,因紫光比绿光波长短,故选项 C 正确.
分类突破
v A.变疏 失
v 图3 B.变密 C.不变 D.消
分类突破
v 解析 由薄膜干涉的原理和特点可知,干涉 条纹是由膜的上、下表面反射的光叠加干涉 而形成的,某一明条纹或暗条纹的位置就由 上、下表面反射光的路程差决定,且相邻明 条纹或暗条纹对应的该路程差是恒定的,而 该路程差又决定于条纹下对应膜的厚度,即 相邻明条纹或暗条纹下面对应的膜的厚度也 是恒定的.当抽去一纸片后,劈形空气膜的 劈尖角(上、下表面所夹的角)变小,相同的厚 度差对应的水平间距离变大,所以相邻的明 条纹或暗条纹间距变大,即条纹变疏.答案A 正确.
分类突破 v 【例1】 如图1所示为双缝干涉实验,甲图
为用绿光照射时的结果,a为中央亮条纹, a′为相邻亮条纹;乙图为换用另一种单色光 照射的结果,a为中央亮条纹,a′为相邻亮 条纹,两次实验中双缝间距和双缝到屏的距 离相等,以下说法正确的是
高三物理一轮复习 第10章 第5讲 实验十一:探究单摆周期与摆长的关系课件(选修3-4)
针(长针)转动到不同位置时记录“秒”的数值,秒针每转一周,所经历的
时间为30 s,大圆周上最小刻度为0.1 s;小圆刻度盘上表示分针(短针)转到
不同位置时记录“分”的数值,分针每转一周,所经历的时间为15 min,小
圆周上最小刻度为0.5 min。
(2)外壳按钮:该按钮又叫柄头,其作用为使指针启动、停止和回零。一般
B.测摆长l:用米尺量出摆线的长度;
C.测周期T:将摆球拉起一个小角度,然后放开,在放手的同时按下停表开始
计时,测量单摆50次全振动的时间t,算出单摆的周期T=t/50;
D.改变摆长,多测几组数据,将所测得的l和T填入表格,分析数据得出单摆的
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精选ppt
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1. 答案 BC 测量一次误差较大,A错误;若测量次数太多(时间太长),摆 球因空气阻力会停摆,所以E错B对;在平衡位置开始计时和结束时会使测
量时间准确些(反应快些或判断准确些),C对D错;对F,T= =t ,故F2 t
(30 1) / 2 2 9
错。
精选ppt
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2.(1)在探究单摆周期与摆长关系的实验中,有如下器材供选用,请把应选用
期T= t (n为全振动次数)。
n
7.摆长L=l+ d ,测线长l时应让摆线自然悬挂。
2
误差分析
精选ppt
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1.本实验系统误差主要来源于单摆模型本身是否符合要求。即:悬点是 否固定,摆球是否可看做质点,球、线是否符合要求,小球的运动是圆锥摆 还是在同一竖直平面内振动以及测量哪段长度作为摆长等。只要注意 了上面这些问题,就可以使系统误差减小到远远小于偶然误差而达到忽 略不计的程度。 2.本实验偶然误差主要来自时间(即单摆周期)的测量上。因此,要注意测 准时间(周期)。要从摆球通过平衡位置开始计时,并采用倒数计时计数 的方法,不能多计或漏计振动次数。
2018版物理教科版必修一课件:第二章 力3 第2课时 精品
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D.依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个……钩码,并分别记下钩码静 止时,弹簧下端所对应的刻度并记录在表格内,然后取下钩码
E.以弹簧伸长量为自变量,写出弹力与弹簧伸长量的关系式 F.解释函数表达式中常数的物理意义 答案 CBDAEF 解析 在做实验的时候一般步骤为先组装器材,然后进行实验,最后数据 处理,故顺序为CBDAEF.
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图2
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四、数据处理 1.建立直角坐标系,以F为纵轴,x为横轴,根据测量数据用描点法作 图.连接各点得出F随弹簧伸长量x变化的图线. 2.以弹簧的伸长量为自变量,写出图线所代表的函数.首先尝试一次函 数,如果不行则考虑二次函数. 3.得出弹力和弹簧伸长量之间的定量关系,解释函数表达式中常数的 物理意义.
①根据上表的数据在图5的坐标系中作出F-x图线.
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解析 答案
②写出曲线的函数表达式_F_=__0_.4_3_x_(x用cm作单位). ③函数表达式中常数的物理意义:表__示__弹__簧__的_劲__度__系__数__,__即__表__示__使__弹__簧__伸__长_ _或__者__压__缩__1_c_m__所__需__的__外__力__大__小__为__0_.4_3__N___.
比相等
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答案
2.(实验过程及数据处理)一位同学在做“探究弹力与弹簧伸长量的关系” 的实验. (1)下列的实验步骤是这位同学准备完成的,请你帮这位同学按操作的先 后顺序,将这些步骤用字母排列出来是________. A.以弹簧伸长量为横坐标,以弹力为纵坐标,描出各组数据(x,F)对应的
点,并用平滑的曲线连接起来 B.记下弹簧不挂钩码时,其下端在刻度尺上的刻度l0 C.将铁架台固定于桌子上,并将弹簧的一端系于横梁上,在弹簧附近竖直
密立根油滴实验的动力学条件及参数研究综述
密立根油滴实验的动力学条件及参数研究综述08本科李恒亮密立根油滴实验是近代物理的基本实验之一,通过对电荷数值的测定,可使学生进一步了解电荷的不连续特性。
密立根油滴实验运用了光学、电学、流体力学的基本原理和实验技术,仪器结构比较精密、复杂,学生在实验过程中常发生各种各样的问题,如油滴照明系统的故障、显微镜视场中看不到油滴、油滴漂移或油滴难以控制等。
电在科学技术上的广泛应用以及物质的电结构理论的发展,促使人们要求对电的本质作更深入的研究。
美国杰出的物理学家密立根经历7年的时间,用油滴法直接证实了“电”的不连续性,并用实验方法直接测量了电子的电荷量,从而揭示了电荷的量子本性。
这就是著名的密立根油滴实验,它是近代物理学发展中具有重要意义的实验。
密立根油滴实验是美国实验物理学家likan设计完成的,它证明了电荷的不连续性,并精确地测定了基本电荷的数值,是近代物理学发展史上的一个极为重要的实验。
由于油滴实验是利用宏观量测量微观量的,它构思巧妙、设备简单、结果准确,所以多年来一直作为一个经典的物理实验被千千万万的大学生重复着。
学生做密立根油滴实验时,发现在实验过程中有些现象和问题学生不能正确理解,因而影响了实验的效果。
那么当前对这一基本实验的研究现状到底如何呢?一、密立根油滴实验专业著作研究概况电子携带的电荷是基本电荷,物理学家花了近20年的时间才完成基本电荷的测量第1个测里基本电荷的是爱尔兰物理学家道孙德(J.5.E.Townsend,1868~1957)[1][8]。
1897年,他使电解产生的离子气经过水后产生出由声电小水滴组成的云雾,并测量这云雾的总质量和总电荷.按照斯托克斯定律,半径为a的光滑圆球,以速度v在均匀媒介(液体或气体)中运动时所受的粘滞阻力为和v 其中η是媒介的粘度.道孙德测得云雾在粘滞阻力与重力平衡时的下降速度v,进而由,进而求得水滴的平均半径a,其中ρ是水的密度,g为重力加速度.由a求得水滴的平均质量,再除云雾的总质量得云雾中水滴的总数.以水滴总数除云雾的总电荷得每个水滴携带的平均电荷。
高中物理第4章相互作用第2节形变与弹力课件鲁科必修1鲁科高一必修1物理课件
答案(dá àn):见解析
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〚针对训练2-1〛 (2016·福州高一检测)下列图中分别以杆和光滑小球(xiǎo qiú)为研究对
象,则所画出的弹力示意图都正确的是( )
A
解析:球与两接触面都有挤压,都有弹力,挡板对球的弹力垂直于挡板水平向右,斜面 对球的弹力垂直于斜面向上,故选项A正确;杆与半圆槽的两个接触面都有挤压,都
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要点
弹力方向(fāngxiàng)的判断
(yàodiǎn)二
1.弹力方向判断的根据
发生弹性形变的物体,由于要恢复原状产生(chǎnshēng)弹力,所以弹力的方向由施力物体
形变的方向决定,弹力的方向总与施力物体形变的方向相反.
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是. N/m
劲度系数,简称
劲,国度际单位
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2.弹力的应用
(1)拉伸或压缩弹簧,必须克服弹簧的弹力做功,所做的功以
(2)弹簧具有弹性,不但可以
,而且还有
【思考(sīkǎo)判断】
缓冲(huǎnchōng)减
的形弹式性储(存tá在nx弹ìng簧) 中. 的作用势. 能
解析(jiě xī):①图中A与B之间无挤压,A,B之间无弹力作用,但A与地面之间有弹力作用,A受地
面弹力方向垂直于地面向上.②图中A与B及A与墙之间有挤压,都产生弹力,竖直墙给A的弹力与 墙垂直指向左方,B给A的弹力沿两球球心连线指向A.③图中绳对A的弹力沿绳的方向指向绳收缩 的方向,B对A的弹力沿两球球心连线指向A.④图中O点弹力的方向过点与杆垂直,O′点弹力方向 竖直向上.
山东省成武一中高中物理8.3《理想气体的状态方程》课件新人教版选修33
一.理想气体(lǐ xiǎnɡ qì tǐ) 假设(jiǎshè)这样一种气体,它在任何温度和任何压强下都能
严格地遵循气体实验定律,我们把这样的气体叫做“理想气体”。
理想气体具有(jùyǒu)以下特点: 1.气体分子是一种没有内部结构,不占有体积的刚性质点.
2.气体分子在运动过程中,除碰撞的瞬间外,分子之间以及分子 和器壁之间都无相互作用力. 3.分子之间和分子与器壁之间的碰撞,都是完全弹性碰撞.除碰撞 以外,分子的运动是匀速直线运动,各个方向的运动机会均等.
8.3《理想气体(lǐ xiǎnɡ qì tǐ)的 状态方程》
第一页,共13页。
教学(jiāo xué)目标
知识与能力 1.知识要求: (1)初步理解“理想气体”的概念。 (2)掌握运用玻意耳定律和查理定律推导理想气体状态方
程的过程,熟记理想气体状态方程的数学表达式,并能正 确运用理想气体状态方程解答有关(yǒuguān)简单问题。 (3)熟记盖·吕萨克定律及数学表达式,并能正确用它来解 答气体等压变化的有关(yǒuguān)问题。 2.通过推导理想气体状态方程及由理想气体状态方程推导 盖·吕萨克定律的过程,培养学生严密的逻辑思维能力。 3.通过用实验验证盖·吕萨克定律的教学过程,使学生学会 用实验来验证成正比关系的物理定律的一种方法,并对学 生进行“实践是检验真理唯一的标准”的教育。
解得 p=762.2 mmHg
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恒量(héngliàng)由两个因素决定: 1.理想气体的质量. 气体的物质的量决定 2.理想气体的种类.
不同种类的理想气体,具有相同的状态,同时具有 相同的物质的量,这个恒量就相同.
第九页,共13页。
例题(lìtí)一:
2025届高考物理一轮复习课件:第六讲实验+探究弹力与弹簧伸长的关系
七、误差分析:
1.钩码标值不准确、弹簧长度测量不准确以及画图时描点连线不准确等都会引起
实验误差。
2.悬挂钩码数量过多,导致弹簧的形变量超出其弹性限度,不再符合胡克定律(F=kx),故图
像发生弯曲。(如图1中虚线)
3.水平放置弹簧测量其原长,由于弹簧有自重,将其悬挂起来后会有一定的伸长量,故图像
横轴截距不为零。(如图2中虚线)
三、实验器材:
铁架台、弹簧、钩码、刻度尺、坐标纸。
x
四、实验步骤:
1.安装实验仪器(如图所示)。
2.测量弹簧的伸长量(或总长)及所受的拉力(或所挂钩码的质量),
列表作出记录,要尽可能多测几组数据。
3.根据所测数据在坐标纸上描点,以力为纵坐标,以弹簧的伸长量
为横坐标。
4.按照在图中所绘点的分布与走向,作出一条平滑的曲线(包括直线),使尽可能多的点
力;弹簧水平放置,消除弹簧自重的影响。
2.长度的获得:刻度尺测量→游标卡尺测量。
3.图像的获得:根据测得的数据在坐标纸上作图→由传感器和计算机输入数据得到图像。
典例分析
fuxi
【 例 3 】 某兴趣小组测量一缓冲装置中弹簧的劲度系数,缓冲装置如图所示,固定在斜
面上的透明有机玻璃管与水平面夹角为30°,弹簧固定在有机玻璃管底端。实验过程如
创新二:实验目的
1.将两个弹簧“串联”或“并联”。
2.探究弹簧劲度系数与弹簧原长、“粗细”的关系。
八、实验创新:
创新三:实验过程
1.利用固定在弹簧上的7个指针,探究弹簧的劲度系数k与弹簧长度的关系。利用“化曲
为直”的思想,将探究劲度系数k与弹簧圈数n的关系,转化为探究 与n的关系。
2.利用浮力对弹簧弹力大小的影响,探究弹簧的劲度系数及钩码浮力的大小
2024-2025学年高二物理选择性必修第一册(鲁科版)教学课件5.3光的衍射
高中物理 选择性必修第一册 第5章 光的干涉、衍射和偏振 第3节 光的衍射
区分双缝干涉条纹与单缝衍射条纹的方法 (1)根据条纹的宽度区分:双缝干涉的条纹是等宽的,条纹间的距离也是相 等的;而单缝衍射的条纹,中央亮条纹最宽,两侧的条纹变窄。 (2)根据亮条纹的亮度区分:双缝干涉条纹,从中央亮纹往两侧亮度变化很 小;而单缝衍射条纹中央亮纹最亮,两侧的亮纹逐渐变暗。
(2)光栅衍射的亮条纹的宽度比单缝衍射时窄得多。
3.应用
(1)科学实验和技术应用中的重要光学器件。
(2)制作光谱仪中的分光器:复色光经过光栅后会彼此分开。
高中物理 选择性必修第一册 第5章 光的干涉、衍射和偏振 第3节 光的衍射
自我检测
1.关于衍射,下列说法正确的是( A ) A.衍射现象中条纹的出现是光叠加后产生的结果 B.只有光能够发生衍射现象 C.一切波都很容易发生明显的衍射现象 D.影的存在是一个与衍射现象相矛盾的客观事实 解析 衍射图样是复杂的光波的叠加现象,一切波(包括机械波)都能发生衍 射,但要发生明显的衍射,需要满足障碍物的尺寸小于或相当于波长的条件, 故A正确、B、C、D错误。
高中物理 选择性必修第一册 第5章 光的干涉、衍射和偏振 第3节 光的衍射
4.在观察光的衍射现象的实验中,通过紧靠眼睛的卡尺测脚形成的狭缝, 观看远处的线状白炽灯丝(灯管或灯丝都要平行于狭缝),可以看到( C ) A.黑白相间的直条纹 B.黑白相间的弧形条纹 C.彩色的直条纹 D.彩色弧形条纹 解析 白炽灯发出的是复色光,其中各种色光的波长不同,产生的衍射条纹 间距不同,各单色光相互叠加,成为彩色直条纹。
高中物理 选择性必修第一册 第5章 光的干涉、衍射和偏振 第3节 光的衍射
例题1 对于单缝衍射现象,下列说法正确的是( B ) A.缝的宽度d越小,衍射条纹越亮 B.缝的宽度d越小,衍射现象越明显 C.缝的宽度d越小,光的传播路线越接近直线 D.入射光的波长越短,衍射现象越明显 解析 单缝宽度越小,衍射条纹的亮度越小,选项A错;入射光的波长越长, 单缝宽度越小,衍射现象越明显,选项B对,选项C、D错。
山东省成武一中高中物理人教版必修二教学课件:7.7动能及动能定理高品质版
动能和动能定理整体设计动能定理是本章教学重点,也是整个力学的重点,?课程标准?要求“探究恒力做功与物体动能变化的关系.理解动能和动能定理,用动能定理解释生活和生产中的现象〞因.此,在实际教学中要注重全体学生的开展,改变学科本位的观念,注重科学探究,提倡学习方式的多样化、强调过程和方法的学习,以培养学生的“创新意识、创新精神和实践能力〞为根本出发点,鼓励学生“在教学过程中的主动学习和探究精神〞,调动学生学习的主动性、积极性,促进其个性全面健康地开展和情感态度与价值观的自我表达.在实际学习中学生对动能概念的理解较为容易,能够掌握外力对物体做的功与物体动能的变化之间的定性关系,能够理论推导它们之间的定量关系,但真正从深层次理解存在困难.在前几节的学习中,学生已经建立了一种认识,那就是某个力对物体做功一定对应着某种能量形式的变化.本节就来寻找动能的表达式.因为有前几节的根底,本节可以放手让学生自己去推理和定义动能的表达式.让学生经过感性认识到理性认识的过程,教学的起始要求不能太高,要循序渐进,从生活中众多实例出发,通过分析、感受真正体验动能定理的内涵.通过实例分析、实验设计、器材选择、动手操作、教师演示等环节,让每一位同学都积极参与课堂教学,每一位同学都能享受成功的喜悦.动能定理是一条适用范围很广的物理定理,但教材在推导这一定理时,由一个恒力做功使物体的动能变化,得出力在一个过程中所做的功等于物体在这个过程中动能的变化.然后逐步扩大几个力做功和变力做功及物体做.这个梯度是很大的,为了曲线运动的情况帮助学生真正理解动能定理,教师可以设置一些具体的问题,让学生寻找物体动能的变化与哪些力做功相对应.教学重点理解动能的概念;会用动能的定义式进行计算.教学难点1.探究功与物体速度变化的关系,知道动能定理的适用范围.2.会推导动能定理的表达式.课时安排课时三维目标知识与技能1.理解动能的概念.2.熟练计算物体的动能.3.会用动能定理解决力学问题,掌握用动能定理解题的一般步骤.过程与方法1.运用演绎推导方式推导动能定理的表达式,体会科学探究的方法.2.理论联系实际,学习运用动能定理分析解决问题的方法.情感态度与价值观1.通过演绎推理的过程,培养对科学研究的兴趣.2.通过对动能和动能定理的演绎推理,使学生从中领略到物理等自然学科中所蕴含的严谨的逻辑关系,反映了自然界的真实美.教学过程导入新课视频导入利用大屏幕投影展示风力发电与龙卷风的视频片断,让学生观察、自主提问、分组探讨.教师引导参考问题: 1.风力发电是一种重要的节能方法,风力发电的效率与哪些因素有关?2.龙卷风给人类带来了极大的灾难,龙卷风为什么具有那么大的能量呢?故事导入传说早在古希腊时期(公元前200多年)阿基米德曾经利用杠杆原理设计了投石机,它能将石块不断抛向空中,利用石块坠落时的动能,打得敌军头破血流.同学们思考一下,为了提高这种装置的杀伤力,应该从哪方面考虑来进一步改良?学习了本节动能和动能定理,就能够理解这种装置的应用原理.问题导入英国传统跑车的代表品牌莲花也是以制造小排量、车体极度轻量化的速度机器而著称.一辆莲花Elise,排量只有L,由于重量只有675kg,却可以创造出百公里加速s的惊人纪录.使莲花跑车速度到达100km/h需要对它做多少功?如果这一过程是以恒定的额定功率实现的,那么该车发动机的额定功率大约应是多少?推进新课一、动能的表达式功是能量转化的量度,每一种力做功对应一种能量形式的变化.重力做功对应于重力势能的变化,弹簧弹力做功对应于弹簧弹性势能的变化,前几节我们学习了重力势能的根本内容.“追寻守恒量〞中,已经知道物体由于运动而具有的能叫做动能,大家举例说明哪些物体具有动能.参案:奔驰的汽车、滚动的足球、摆动的树枝、投出的篮球等运动的物体都具有动能.教师引导:重力势能的影响因素有物体的质量和高度,今天我们学习的动能影响因素有哪些?通过问题启发学生探究动能的影响因素.学生思考后总结:汽车运动得越快,具有的能量越多,应该与物体的速度有关;相同的速度,载重货车具有的能量要比小汽车具有的能量多,应该与物体的质量有关.即动能的影响因素应该是物体的质量和速度.问题:如何验证物体的动能与物体的质量和速度的关系?演示实验:让滑块A从光滑的导轨上滑下,与木块B相碰,推动木块做功.1.让同一滑块从不同的高度滑下,可以看到:高度大时滑块把木块推得远,对木块做的功多.2.让质量不同的木块从同一高度滑下,可以看到:质量大的滑块把木块推得远,对木块做的功多.师生总结:物体的质量越大,速度越大,它的动能就越大.即质量、速度是动能的两个影响因素.问题:动能到底跟质量和速度有什么定量的关系呢?动能的表达式是怎样的?情景设置一:大屏幕投影问题一架飞机在牵引力的作用下〔不计阻力〕,在起飞跑道上加速运动,速度越来越大,问:1.飞机的动能如何变化?为什么?2.飞机的动能变化的原因是什么?3.牵引力对飞机所做的功与飞机动能的变化之间有什么关系?学生讨论并总结答复:1.在起飞过程中,飞机的动能越来越大,因为飞机的速度在不断增大.2.由于牵引力对飞机做功,导致飞机的动能不断增大.3.据功能关系:牵引力做了多少功,飞机的动能就增大多少.由于牵引力所做的功和动能变化之间的等量关系,我们可以根据做功的多少,来定量地确定动能.情景设置二:大屏幕投影问题,可设计如下理想化的过程模型:设某物体的质量为增加到v2,如下图.m,在与运动方向相同的恒力F的作用下发生一段位移l,速度由v1提出问题:1.力F对物体所做的功是多大?2.物体的加速度是多大?3.物体的初速度、末速度、位移之间有什么关系?4.结合上述三式你能综合推导得到什么样的式子?推导:这个过程中,力F所做的功为W=Fl根据牛顿第二定律F=ma而v2212=2al,即l=v22v122a把F、l的表达式代入ma(v22v12)W=Fl,可得F做的功W=2a也就是W=1mv221mv122根据推导过程教师重点提示:1.1mv2是一个新的物理量.2.1mv22是物体末状态的一个物理量,21mv12是物体初状态的一个物理量2,其差值正好等于合力对物体做的功.合力F所做的功等于这个物理量的变化,所以在物理学中就用这个物理量表示物体的动能.总结:1.物体的动能等于物体质量与物体速度的二次方的乘积的一半.2.动能的公式:Ek=1mv2.23.动能的标矢性:标量.4.动能的单位:焦〔J〕.教师引导学生分析动能具有瞬时性,是个状态量:对应一个物体的质量和速度就有一个动能的值.引导学生学会从实验现象中思考分析,最终总结归纳出结论.同时注意实验方法——控制变量法.例质量为2kg的石块做自由落体运动,求石块在第1s末、第2s末的动能是多少?解析:先求出第1s 末和第2s末的速度再求出动能值,明确变速运动的物体动能是时刻变化的.v1=gt1=10×1m/s=10m/s,v2=gt2=10×2m/s=20m/s22E k1=mv1=100J,Ek2=mv2=400J.100J400J答案:或者先求出石块1s内和2s内的位移,再确定重力做功的对应值,重力做功的值就是石块动能的增加量,即石块的动能值〔因为石块的初动能为0〕,从而进一步理解功是能量转化的量度.二、动能定理课件展示:通过大屏幕投影展示足球运发动踢球的场面,让学生观察,运发动用力将足球踢出,足球获得了动能;足球在草地上由于受到了阻力的作用,速度越来越小,动能越来越小.问题:1.假设外力对物体做功,该物体的动能总会增加吗?2.如果物体对外做功,该物体的动能总会减少吗?做功与动能的改变之间究竟有什么关系呢?推导:将刚刚推导动能公式的例子改动一下:假设物体原来就具有速度v1,且水平面存在摩擦力f,在外力F作用下,经过一段位移s,速度到达v2,如图,那么此过程中,外力做功与动能间又存在什么关系呢?外力F做功:W1=Fs摩擦力f做功:W2=-fs外力做的总功为:W2v121212 =Fs-fs=ma·mv2mv1=Ek2-Ek1=ΔE k.2a22师生总结:外力对物体做的总功等于物体在这一运动过程中动能的增量.其中F与物体运动同向,它做的功使物体动能增大;f与物体运动反向,它做的功使物体动能减少.它们共同作用的结果,导致了物体动能的变化.学生根据课本提供的问题情景,运用牛顿第二定律和运动学公式独立推导出外力做功与物体动能变化的关系.思维拓展将上述问题再推广一步:假设物体同时受几个方向任意的外力作用,情况又如何呢?引导学生推导出正确结论并板书:力在一个过程中对物体所做的功,等于物体在这个过程中动能的变化,这个结论叫动能定理.用W总表示外力对物体做的总功,用E k1表示物体初态的动能,用E k2表示末态动能,那么动能定理表示为:W总=Ek2-Ek1=ΔEk.分组讨论:根据动能定理的表达形式,提出以下问题,加强对动能定理表达式的理解:1.当合力对物体做正功时,物体动能如何变化?2.当合力对物体做负功时,物体动能如何变化?学生总结分析:1.当合力对物体做正功时,末动能大于初动能,动能增加.2.当合力对物体做负功时,末动能小于初动能,动能减少.知识拓展1.外力对物体做的总功的理解有的力促进物体运动,而有的力那么阻碍物体运动.因此它们做的功就有正、负之分,总功指的是各外力做功的代数和;又因为W总=W1+W2+=F1·s+F2·s+=F合·s,所以总功也可理解为合外力的功.2.对动能定理标量性的认识定理中各项均为标量,因此单纯速度方向改变不影响动能大小.如匀速圆周运动过程中,合外力方向指向圆心,与位移方向始终保持垂直,所以合外力做功为零,动能变化亦为零,并不因速度方向改变而改变.3.对定理中“变化〞一词的理解由于外力做功可正、可负,因此物体在一运动过程中动能可增加,也可能减少.因而定理中“变化〞一词,并不表示动能一定增大,它确实切含义为末态与初态的动能差,或称为“改变量〞,数值可正,可负.4.对状态与过程关系的理解功是伴随一个物理过程而产生的,是过程量;而动能是状态量.动能定理表示了过程量等于状态量的改变量的关系.5.对适用条件的理解:动能定理的表达式是在物体受恒力作用且做直线运动的情况下得出的,但对于外力是变力,物体做曲线运动的情况同样适用.例2一架喷气式飞机,质量×103kg,起飞过程中从静止开始滑跑.当位移到达10×2m时,速度到达起飞速度v=60m/s.在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重力的倍.求飞机受到的牵引力.解法一:以飞机为研究对象,它做匀加速直线运动且受到重力、支持力、牵引力和阻力作用F合=F-kmg=ma①又v2-02=2al,所以a=v2②l由①和②得:F-kmg=mv22lF=km g+m v2336024×5×10×10N+5×10×1×10N. 2l2解法二:以飞机为研究对象,它受到重力、支持力、牵引力和阻力作用,这四个力做的功分别为WG=0,W支=0,W牵=Fl,W阻=-kmgl.据动能定理得:Fl-kmgl=mv2,代入数据,解得×104N.方法比拟:解法一是用牛顿第二定律和匀变速直线运动的公式求解的,而解法二是用动能定理求解的,那么同学们比拟一下,这两种解法有什么区别呢?学生讨论比拟后得到:解法一采用牛顿运动定律和匀变速直线运动的公式求解,要假定牵引力是恒力,而实际中牵引力不一定是恒力.解法二采用动能定理求解,因为动能定理适用于变力,用它可以处理牵引力是变力的情况.而且运用动能定理解题不涉及物体运动过程中的加速度和时间,因此用它来处理问题时比拟方便.课堂训练质量为m 的物体静止在水平桌面上, 它与桌面之间的动摩擦因数为 μ,物体在水平力 F 作用下开始运动,发生位移 s 1时撤去力 F ,问物体还能运动多远? 解析:研究对象:质量为 m 的物体.研究过程:从静止开始,先加速,后减速至零 .受力分析、过程草图如下图,其中mg 〔重力〕、F 〔水平外力〕、N 〔弹力〕、f 〔滑动摩擦力〕,设加速位移为s 1,减速位移为s 2方法一:可将物体运动分成两个阶段进行求解 物体开始做匀加速运动位移为 s 1,水平外力 F 做正功,f 做负功,mg 、N 不做功;初始动能E k0=0,末动能E k1=1mv122根据动能定理: Fs 1-fs 1=1mv 12-02又滑动摩擦力 f=μN,N=mg 那么:Fs1-μmgs 1=1m v 12-021mv 12物体在s 2段做匀减速运动,f 做负功,mg 、N 不做功;初始动能 Ek1= ,末动能Ek2=01mv 122根据动能定理:-fs 2=0- ,又滑动摩擦力f=μN,N=mg2那么:μmgs22=0- mv 1即Fs1-μmgs 1-μmgs 2=0-0 s2=(Fmg)s1. mg方法二:从静止开始加速,然后减速为零设加速位移为s1,减速位移为 s2;水平外 ,对全过程进行求解 .F 在s1段做正功,滑动摩擦力f 在〔s1+s2〕段做负功,mg 、N 不做功;初始动能 E k0=0,末动能E k =0 在竖直方向上:N-mg=0 滑动摩擦力 f=μN 根据动能定理: Fs 1-μmg〔s 1+s 2〕=0-0得s2=(Fmg)s 1.mg方法总结:在用动能定理解题时,如果物体在某个运动过程中包含有几个运动性质不同的分过程,此时可分段研究,也可整体研究;在整体研究时,要注意各分力做功所对应的位移动能定理解题的方法和步骤:. (1)确定研究对象;(2)分析物体的受力情况,明确各个力是否做功,做正功还是做负功,进而明确合外力的功;明确物体在始末状态的动能; 根据动能定理列方程求解. 课堂小结本节课主要学习了:1.物体由于运动而具有的能叫动能,动能可用Ek来表示,物体的动能等于物体的质量与物体速度的二次方的乘积的一半.2.动能是标量,也是状态量.3.动能定理是根据牛顿第二定律和运动学公式推导出来的.4.动能定理中所说的外力,既可以是重力、弹力、摩擦力,也可以是任何其他的力,动能定理中的W是指所有作用在物体上的外力的合力的功.5.动能定理的表达式是在物体受恒力作用且做直线运动的情况下得出的,但对于外力是变力,物体做曲线运动的情况同样适用.布置作业教材“问题与练习〞第3、4、5题.板书设计7动能和动能定理1.物体由于运动而具有的能,叫动能2.公式E k 1mv2动能2动3.动能是标量,是状态量4.单位:焦(J)能1.合外力所做的功等于物体能的变化和1mv2 21mv1 2动2.W E k2E k1或W能223.解题步骤:定动能定理(1)确定研究对象及运动过程理(2)受力分析,并确定各个力所做的功(3)明确初,末状态的功能(4)列方程求解,对结果进行必要的讨论说明活动与探究课题:估测自行车受到的阻力目的:自行车仍是我国主要的代步工具,根据动能定理估测自行车行驶过程中所受阻力,既加强对根底知识的理解,又可以使学生形成学以致用的思想.方法:骑自行车时,如果停止用力蹬脚蹬,设此时自行车的速度为v0,由于受到阻力f作用,自行车前进一段距离l后将会停下来,根据动能定理,有-fl=01mv022mv02即阻力f=2l实验中需测出人停止用力后自行车前进的距离l,自行车和人的总质量m,以及初速度v0.初速度可以通过以下三种方法测得:1.在停止用力前,尽可能使自行车做匀速直线运动,通过测量时间和距离,计算出平均速度,以它作为停止用力时的初速度.2.测出自行车从停止用力到静止时前进的距离和时间,再根据匀减速运动的规律,求出初速度.3.停止用力时从车上释放一个小石块,测出释放的高度和石块在水平方向通过的距离,即可求得初速度. 习题详解1.解答:a.动能是原来的 4倍. b.动能是原来的 2倍. c.动能是原来的 8倍. d.动能不变.2.解答:由动能定理 W=Ek2-Ek1=1m(v 22 v 12)可知,在题目所述的两种情况下,(v 22 v 12)2较大的,需要做的功较多 .速度由10km/h 加速到20km/h 的情况下:(v 22v 12 )=〔202-102〕〔km/s 〕2=300〔km/s 〕2速度由50km/h 加快到60km/h 情况下:(v 22v 12)=〔602-502〕〔km/s 〕2=1100〔km/s 〕2可见,后一种情况所做的功比拟多.3.解答:设平均阻力为f ,根据动能定理W =m(v 22v 12),有1)fscos180=°m (v 2v12m 2v2 1032 2 3Nf =(v 1 2)102(300-100) ×102s子弹在木板中运动 5cm 时,所受木板的阻力各处不同,题目所说的平均阻力是对这5cm说的.4.解答:人在下滑过程中,重力和阻力做功,设人受到的阻力为f,根据动能定理W=ΔE k,WG+Wf=1mv t2-02mgh-fs=1mv t22解方程得:vt=4 2m/s≈m/s.5.解答:设人将足球踢出的过程中,人对球做的功为W,根据动能定理可知从人踢球到球上升至最大高度的过程中:W G+W=1mv t2-02即-mgh+W=1mv t22W=1××20210××10J=150J.2设计点评探究式教学是实现物理教学目标的重要方法之一,同时也是培养学生创新能力、开展学生非智力因素的重要途径.因此,本节教学设计从动能的概念入手就注重对学生的引导,使学生在探究中提出问题、设计方案、解决问题.在操作上,本节教学设计注重为学生创设一个和谐自由的教学气氛.在动能的影响因素及动能定理表达式的推导过程中,有师生间的讨论、分析,甚至是相互质疑.在探究过程中,重点引导学生从外力做功和物体的动能变化量两个方面思考,选择受力情况较为简单,而动能变化量又较容易得到的具体运动形式,同时要考虑误差的大小.在解题过程中,让学生体会到了运用动能定理解决问题的优点和方法、步骤.本节课运用实验探究法,通过质量相同的物体高度的不同和高度相同质量不同的两种情况,得出动能和质量、速度的关系.对爸爸的印象,从记事的时候,就有了,他留给我的印象就是沉默少言的,但是脸上却始终有微笑,不管家里遇到了什么样的困难,只要有爸爸在,一切都能够雨过天晴的,小时候,家里很穷,可是作为孩子的我们〔我和哥哥〕,却很幸福。
山东省成武一中高中物理第9章《物态和物态变化》课件新人教版选修33
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由此可知: (2)在物理性质上,晶体的物理性质与方
向有关(这种特性叫各向异性),非晶体 的物理性质在各个方向是相同(xiānɡ tónɡ) 注的意:(这种特性叫各向同性).
①晶体具有各向异性,并不是每种晶体在各种物理性质(wùlǐ xìngzhì)上都表现出各向异性.云母导热性上表现出显著的各 向异性,而有些晶体在导电性上表现出显著的各向异性,如方 铝矿,有些晶体在光的折射上表现出显著的各向异性,如方解 石. ②晶体有一定的熔点,非晶体没有一定的熔点.
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分子在不停的做无规则的运动, 分子之间的的相互作用力使得分子 聚集在一起,而分子的无规则运动 又使它们分散开来,我们看到自然 界中物质的三种状态(zhuàngtài):液态、气态 和固态,便是由于分子的这两种作 用而产生的三种不同的聚集状态(zhuàngtài)。
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固体是否有确定的熔点,可作为区分晶体非晶体的标志.
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3.多晶体和非晶体比较 (1)多晶体和非晶体都没有规则的几何 形状. (2)多晶体有一定的熔点,非晶体没有 一定的熔点. (3)多晶体和非晶体的一些(yīxiē)物理 性质都表现为各向同性.
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例题 (lìtí):
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4.晶体(jīngtǐ)和非晶体(jīngtǐ)间的转化 1.一种物质可能以晶体和非晶体两种不同 的形态出现,例如水晶.天然水晶是晶 体,熔化后再凝结的水晶(石英玻璃) 就是非晶体,即一种物质是晶体还是非 晶体并不是绝对的.
2.许多非晶体在一定(yīdìng)的条件下可 以转化为晶体.
在一定温度下,饱和汽的分子数密度是一定的, 因而饱和汽的压强也是一定的,这个压强叫做 这种液体的饱和汽压。
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弹簧 振子
1 1 k k 2 m T 2 T 2 m k m
求一个振动系统固有ω,T,ν的方法 (1)建立微分方程 (2)与 标 准 2 d x 方 程 Bx 0 比 较 2
B
d x 2 x 0 2 dt
返回6
2
dt
(3) 利用公式
T 2 2
演示:旋转矢量 演示:辅助圆
( 3 ) 圆 周 运 初始时刻 等于 振动的初相 动的矢径与 x 轴 夹 角 任意时刻 等于 振动的位相 (4)已知质点的 运 动 状 态 (或振动曲线) 能画出振幅矢量 确定该时刻位相 匀速
t t t 0 A ox x
矢 量 A 绕 O 点 t 匀速 t 以 角 速 度 逆 时 针 t 0 振 A 匀 速 旋 转 幅 o x x 端点在 x 轴上的投影 矢 量 参考圆 描述了一个简谐振动
x Acos( t )
(1) 圆周运动的半径 等于 振 动 的 振 幅 (2)圆周运动的角速度 等于 振动的圆频率
பைடு நூலகம்
x
o T x m
x
mg
1.回复力
斜放
竖 F 直
演示:弹簧振子 演示:竖直弹簧振子
mg k ( x x0 ) kx
返回9
F kx
k F
m
F kx m a
2
o x
x
2.简 谐 振 动 的 微 分 方 程
(动力学方程)
d x a x k a x 2 m dt 2 d x 2 k 2 x 0 2 令 d t m
3.位相和初相 (1)位相
x A cos(t ) t v A sin(t )
表示物体的运动状态
(相位、周相、相)
t 0 x A v 0 不同的位相 表示不同的 t 2 x 0 v - A 运 动 状 态 (2)初相 t=0时的位相 初相不同物
F kx
d x 2 x 0 2 dt 2 ( a x )
x A cos( t )
2
的 普
遍 定
义 式
简 谐 振 动 三 条 判 据
简 谐 振 动 的 定 义 式
二点说明 (1)特征方程成立的条件 坐 标 原 点 取 在 平 衡 位 置 (2)证明一种振动是简谐振动的一般步骤 ①确定研究对象 ④ 求 合 力 或 合 力 矩 找 平 衡 位 置 (根据牛顿定律或转 ② 建 立 以 平 衡 位 动定律建立微分方程 ) 置为原点的坐标 ⑤根据判据判断该振 ③进行受力分析 动是否为简谐振动
返回5
二、描述简谐振动的物理量 1. 振 幅
T 频率 圆频率 2 1 2 T 2 T 2 T
2.周期
演示:弹簧振子
A
表示物 体离开 平衡位 置的最 大距离
x A cos(t ) A cos[ (t T ) ] A cos(t T ) T 2
三、振幅和初相的确定
四、简谐振动的描述方法
1.解析法
2.曲线法
x , v , a a 2 A x A
o
x Acos(t ) v Asin( t ) 2 a Acos( t )
振动曲线
- A
v
2 3 4
t
3.旋转矢量法
Δ Δt (t 2 ) (t1 ) Δt
演示:弹簧振子
③对于两个同频 率的简谐运动, 位相差表示它们 间步调上的差异
x1 A1 cos(t 1 ) x2 A2 cos(t 2 )
2k
2 1
0 x0 A v 0 0 体的初始运 动状态不同 x 0 v A 2 0 0
演示:弹簧振子
几点说明
x A cos(t )
① 用位 相 表 征物 体的 振动 状 态 可 以 反 映 振 动 的 周 期 性 ② 对同一简谐运动,位相 差△可以给出两运动状态 间变化所需的时间△t
课程导入
摆动的秋千
鸟的翅膀
船的起伏
任何一个物理量( 如位移、角位移、电流、电压、电场 强度、磁场强度等) 在某一定值附近随时间周期性变化的现 象叫做振动。
波动: 振动在空间的传播 共同特征:运动在时间、空间上的周期性
机 物体在一定位置附近来回往复运动 械 振 动
任一物理量在某一 复 杂 振 动 广 义 数值附近随时间作 分 合 周 期 性 的 变 化 成 解 振动是波 振动在空间的传播 简谐振动 动的基础
演示:振动现象 演示:心跳 演示:机械波 演示:电磁波
8.1 简谐振动的特征及描述
一、简谐振动的特征方程 二、描述简谐振动的物理量 三、振幅和初相的确定 四、简谐振动的描述方法
一、简谐振动 弹 m 的特征方程 簧 振 x k o 子 物体所受合外 x 0 m 平衡位置 力为零的位置
k km F
两振动步调 一致,同相 两振动步调
( 2k 1)
k 0,1,2, k 0,1,2,
相反,反相
x A cos( t ) x0 A cos v A sin( t ) v0 A sin 2 x x0 初 始 v 2 0 t=0 x0 2 条件A v v0 v0 x0 v0 cos sin - tan - x A A 0
2
返回11
3.简谐振动的运动方程(振动方程)
dx v A sin(t ) dt 2 d x 2 a 2 A cos(t ) dt
振 幅 速 度
x A cos(t )
vm
振 幅 A 加速度
a m A
2
三 条 特 征 简 谐 振 动