高中物理一轮教案(推荐8篇)
知识网络:
单元切块:
参考系、质点、时间和时刻、位移和路程
运动的描述
速度、速率、平均速度
直加速度
线直线运动的条件:a、v0共线
运匀速直线运动s=vt,s-t图,(a=0)
动vvs?v1
t?0?at,0t?at2
典型的直线运动2规律
v2?v2v0?vt
匀变速直线运动
v-t图t0?2as,s?2t
自由落体(a=g)
特例
竖直上抛(a=g)
按照考纲的要求,本章内容可以分成三部分,即:基本概念、匀速直线运动;匀变速直线运动;运动图象。其中重点是匀变速直线运动的规律和应用。难点是
对基本概念的理解和对研究方法的把握。
基本概念匀速直线运动
知识点复习
一、基本概念
1、质点:用来代替物体、只有质量而无形状、体积的点。它是一种理想模型,物体简化为质点的条件是物体的形状、大小在所研究的问题中可以忽略。
2、时刻:表示时间坐标轴上的点即为时刻。例如几秒初,几秒末,几秒时。时间:前后两时刻之差。时间坐标轴上用线段表示时间,例如,前几秒内、第几秒内。
3、位置:表示空间坐标的点。位移:由起点指向终点的有向线段,位移是末位置与始位置之差,是矢量。路程:物体运动轨迹之长,是标量。注意:位移与路程的区别.
4、速度:描述物体运动快慢和运动方向的物理量,是位移对时间的变化率,是矢量。
平均速度:在变速直线运动中,运动物体的位移和所用时间的比值,v=s/t(方向为位移的方向)
瞬时速度:对应于某一时刻(或某一位置)的速度,方向为物体的运动方向。
速率:瞬时速度的大小即为速率;
平均速率:质点运动的路程与时间的比值,它的大小与相应的平均速度之值可能不相同。
注意:平均速度的大小与平均速率的区别.
【例1】物体M从A运动到B,前半程平均速度为v1,后半程平均速度为v2,那么全程的平均速度是:
2v12?v2v1?v2C.v1?v2A.(v1+v2)/2B.D.2v1v2v1?v2
解析:本题考查平均速度的概念。全程的平均速度v?2v1v2ss??sstv1?v2?2v12v2,故正确答案为D
5、加速度:描述物体速度变化快慢的物理量,a=△v/△t(又叫速度的变化率),是矢量。a的方向只与△
v的方向相同(即与合外力方向相同)。
点评1:
(1)加速度与速度没有直接关系:加速度很大,速度可以很小、可以很大、也可以为零(某瞬时);加速
度很小,速度可以很小、可以很大、也可以为零(某瞬时)。
(2)加速度与速度的变化量没有直接关系:加速度很大,速度变化量可以很小、也可以很大;加速度很小,
速度变化量可以很大、也可以很小。加速度是“变化率”――表示变化的快慢,不表示变化的大小。
点评2:物体是否作加速运动,决定于加速度和速度的方向关系,而与加速度的大小无关。加速度的增大
或减小只表示速度变化快慢程度增大或减小,不表示速度增大或减小。
(1)当加速度方向与速度方向相同时,物体作加速运动,速度增大;若加速度增大,速度增大得越来越快;
若加速度减小,速度增大得越来越慢(仍然增大)。
(2)当加速度方向与速度方向相反时,物体作减速运动,速度减小;若加速度增大,速度减小得越来越
快;若加速度减小,速度减小得越来越慢(仍然减小)。
【例2】一物体做匀变速直线运动,某时刻速度大小为4m/s,经过1s后的速度的大小为10m/s,那么在这1s内,物体的加速度的大小可能为
解析:本题考查速度、加速度的矢量性。经过1s后的速度的大小为10m/s,包括两种可能的情况,一是速度方向和初速度方向仍相同,二是速度方向和初速度方向已经相反。取初速度方向为正方向,则1s后的速度为vt=10m/s或vt=-10m/s
由加速度的定义可得
a?vt?v010?4v?v0?10?4??6m/s或a?t???14m/s。t1t1
答案:6m/s或14m/s
点评:对于一条直线上的矢量运算,要注意选取正方向,将矢量运算转化为代数运算。
6、运动的相对性:只有在选定参考系之后才能确定物体是否在运动或作怎样的运动。一般以地面上不动的
物体为参照物。
【例3】甲向南走100米的同时,乙从同一地点出发向东也行走100米,若以乙为参考系,求甲的位移大小和方
向?
解析:如图所示,以乙的矢量末端为起点,向甲的矢量末端作一条有向线段,即为甲相对乙的位移,由图可知,甲相对乙的位移大小为2m,方向,南偏西45°。
点评:通过该例可以看出,要准确描述物体的运动,就必须选择参考系,参考系选择不同,物体的运动情况就不同。参考系的选取要以解题方便为原则。在具体题目中,要依据具体情况灵活选取。下面再举一例。
【例4】某人划船逆流而上,当船经过一桥时,船上一小木块掉在河水里,但一直航行至上游某处时此人才发现,便立即返航追赶,当他返航经过1小时追上小木块时,发现小木块距离桥有5400米远,若此人向上和向下航行时船在静水中前进速率相等。试求河水的流速为多大?
解析:选水为参考系,小木块是静止的;相对水,船以恒定不变的速度运动,到船“追上”小木块,船往返运动
的时间相等,各为1小时;小桥相对水向上游运动,到船“追上”小木块,小桥向上游运动了位移5400m,时间为2小时。易得水的速度为0.75m/s。
二、匀速直线运动
1.定义:v线运动。
2.图像:匀速直线运动的s-t图像为一直线:图线的斜率在数值上等于物体的速度。
三、综合例析
【例5】关于位移和路程,下列说法中正确的是()
A.物体沿直线向某一方向运动,通过的`路程就是位移
B.物体沿直线向某一方向运动,通过的路程等于位移的大小
C.物体通过一段路程,其位移可能为零
D.物体通过的路程可能不等,但位移可能相同?s,即在任意相等的时间内物体的位移相等.它是速度为恒矢量的运动,加速度为零的直t
解析:位移是矢量,路程是标量,不能说这个标量就是这个矢量,所以A错,B正确.路程是物体运动轨迹的实际长度,而位移是从物体运动的起始位置指向终止位置的有向线段,如果物体做的是单向直线运动,路程就和位移的大小相等.如果物体在两位置间沿不同的轨迹运动,它们的位移相同,路程可能不同.如果物体从某位置开始运动,经一段时间后回到起始位置,位移为零,但路程不为零,所以,CD正确.
【例6】关于速度和加速度的关系,下列说法中正确的是()
A.速度变化越大,加速度就越大
B.速度变化越快,加速度越大
C.加速度大小不变,速度方向也保持不变
C.加速度大小不断变小,速度大小也不断变小
解析:根据a??v
t可知,Δv越大,加速度不一定越大,速度变化越快,则表示?vt越大,故加速度也越大,
B正确.加速度和速度方向没有直接联系,加速度大小不变,速度方向可能不变,也可能改变.加速度大小变小,速度可以是不断增大.故此题应选B.
【例7】在与x轴平行的匀强电场中,场强为E=1.03106V/m,一带电量q=1.0310-8C、质量m=2.5310-3kg的物体在粗糙水平面上沿着x轴作匀速直线运动,其位移与时间的关系是x=5-2t,式中x以m为单位,t以s为单位。从开始运动到5s末物体所经过的路程为m,位移为m。
解析:须注意本题第一问要求的是路程;第二问要求的是位移。
将x=5-2t和s?v0t对照,可知该物体的初位置x0=5m,初速度v0=?2m/s,运动方向与位移正方向相反,即沿x轴负方向,因此从开始运动到5s末物体所经过的路程为10m,而位移为?5m。
【例8】某游艇匀速滑直线河流逆水航行,在某处丢失了一个救生圈,丢失后经t秒才发现,于是游艇立即返航去追赶,结果在丢失点下游距丢失点s米处追上,求水速.(水流速恒定,游艇往返的划行速率不变)。
解析:以水为参照物(或救生圈为参照物),则游艇相对救生圈往返的位移大小相等,且游艇相对救生圈的速率也不变,故返航追上救生圈的时间也为t秒,从丢失到追上的时间为2t秒,在2t秒时间内,救生圈随水运动了s米,故水速v?2st
一、提高重视基础知识、主干知识的意识
近几年教材呈现多样化发展的趋势, 新课程标准和考试说明也在不断的调整中, 但“万变不离其宗”, 基本概念、规律以及考查思路并没有太大的变化。它们是每年高考物理考查的重点, 而主干知识又是物理知识体系中的核心内容, 因此学好主干知识是学好物理的关键, 是提升物理解题能力的基础。要想物理复习取得理想的效果, 教师首先必须立足于基础知识, 弄清楚主要知识点的内涵和外延, 并进一步掌握这些知识点之间的内在联系, 从而形成系统的知识网络, 以便学生解题时能灵活运用。也就是说, 物理备考既要“知其然”, 又要“知其所以然”;既要让学生将这些基础知识和主干!知识熟记于心, 又要加强对知识的理解, 并最终实现熟练运用的目的。
二、提高注重掌握科学思想方法的意识
物理是一门以实验为基础的重要自然科学, 学生学习物理的目的在于掌握基本的物理知识, 领悟其中的科学方法, 从而提高分析和解决实际问题的能力。经常有不少学生埋怨物理难学, 听讲时觉得简单, 自己做题时却难以下手。究其原因, 主要是学生没有掌握物理学习的精髓, 缺乏科学有效的学习方法, 只会一味地死记公式, 见到题只会硬套公式。物理复习中经常用到的方法有:图像法、逆向思维法、演绎法、归纳法、假设法、排除法、对称法、类比和迁移法等等。在复习过程中, 教师要善于带着学生一起归纳、总结, 并适时地将这些科学方法灵活运用, 着力培养学生独立思考问题的意识, 提高学生的解题能力。
三、提高注意解题方法技巧的训练与及时归纳的意识
高考重在考查学生能力, 因此无论每年题型怎么变化, 知识点的考查终归是围绕着能力要求, 并不断推陈出新。对同一个知识点的考查, 可以变换很多方法。既可以考查理解能力, 又可以考查推理能力或分析综合能力;既可以以常见的出题方式进行考查, 又可以用新颖的情景或新的设问角度进行考查, 这就需要学生具备敏锐的洞察能力和举一反三的能力。学会解题方法和技巧绝非一日之功, 需要教师平日里对学生多进行一题多解、一题多变的训练。教师要着重培养学生积极思考, 主动参与解题过程的意识, 重视克服思维定势, 让学生形成正确的解题习惯, 从而提高解题能力。
四、提高以实验为基础的物理复习意识
综合分析近些年来的高考试题, 不难看出, 高考命题的重点已由知识立意逐步转向能力立意, 联系生活实际、突出实验情景的考题所占的比重明显增多。在高考这个指挥棒下, 越来越多的教师意识到要想取得好的复习效果, 让学生在高考中取得好成绩, 传统的照本宣科式的教学模式已经无法适应现代高考改革的要求。以能力立意为指向的高考试题给我们的启示是, 复习应该重视课本中的实验。因为很多高考的实验题都是以规定实验中的原理、方法和器材为基础编写出来的。例如, 2011年江苏物理试卷中第11题———测量电阻的阻值。此题不难, 但真正拿高分的学生却不多。由此可见, 只有深刻领悟教材中物理实验的设计思想、实验原理、科学方法和规范的实验步骤, 才能透过现象认识本质, 提高对实验的理解能力, 从而灵活运用到解题过程中。
五、提高用每次考试结果进行分析的意识
每次考试之后, 我们不能将试题直接扔在一边, 无论考得是否理想, !学生均需要认真分析试卷, 看看自己的得分点是什么地方, 并对得分点加以强化;看看自己的失分点是什么地方, 分析失分的原因。若是知识点没有掌握到, 就要查漏补缺, 尽快把自己的知识上存在的不足补起来;若是马虎, 就要努力克服, 正所谓“细节决定成败”, 每次完成一道题目都要仔细检查一下。另外, 学生应每人准备一个纠错本, 写好自己的错题, 并标注易错的点, 并注意随时翻阅。
六、提高长远发展的意识
学习任何一门学科, 不能仅局限于考试考什么, 我就学什么。现在的高考从减轻学生负担的角度, 调整了试题难度与考查内容, 但学生仍需要用长远的眼光, 努力提高自己的科学素养, 培养自己分析问题、解决问题的能力, 并按照课程标的要求, 切实掌握好所学内容的内涵与外延, 完备自己的知识体系。
变压器
一、教育目标
1.了解变压器的构造及工作原理。
2.掌握理想变压器的电压、电流与匝数间关系。3.掌握理想变压器工作规律并能运用解决实际问题。
二、重点、难点、疑点及解决办法 1.重点
变压器工作原理及工作规律。2.难点
(1)理解副线圈两端的电压为交变电压。(2)推导变压器原副线圈电流与匝数关系。(3)掌握公式中各物理量所表示对象的含义。3.疑点
变压器铁心是否带电即如何将电能从原线圈传输出到副线圈。4.解决办法
(1)通过演示实验来研究变压器工作规律使学生能在实验基础上建立规律。(2)通过理想化模型建立及理论推导得出通过原副线圈电流与匝数间的关系。
(3)通过运用变压器工作规律的公式来解题使学生从实践中理解公式各物理量的含义。
三、教具准备
可拆式变压器、投影交流电流表(2只)、投影交流电压表(2只)、导线若干 学生电源、小电珠(5只、2.5V,0.3A)、电键(4只)
四、教学过程 1.引入新课
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幻灯打出一组数据
从以上表格可看到各类用电器额定工作电压往往不同,可我们国家民用统一供电均为220V,那这些元件是如何正常工作的呢?
出示已拆录音机,指出变压器。
这就靠我们这节将要学习的变压器来实现升压、降压,从而使我们各类用电器在供电电压220V以下都能正常工作。
出示可拆式变压器 2.讲授新课
我们先来了解变压器的构造,请同学观察实物并回答变压器由哪些部分组成。变压器由一个闭合铁心和两个绕在铁心上的线圈组成。
闭合铁心是由极薄彼此绝缘的硅钢片叠压而成,(实物呈现,各组由前往后传)现在我们用符号来表示变压器。
强调线圈必须绕在铁心
其中与电源连接叫原线圈,也叫初级线圈。另一个与负载连接叫副线圈,也叫次级线圈。接下来我们再来研究变压器的工作原理。
原副线圈都是用绝缘导线绕成,原副线圈彼此间没有直接关系。但闭合铁芯使原副线圈发生了联系。
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原线圈输入交变电压,则原线圈中就有交变电流,请同学们思考铁芯闭合与没有闭合两种情况的磁感线分布图。
当铁芯闭合,原线圈产生的磁感线几乎全部分布在铁芯内部。当铁芯不闭合副线圈通过的磁通量减少。由于原线圈中通的是交变电流,因而铁芯中的磁通量是变化的,这样副线圈两端有电压吗?为什么 [演示]
因为通过副线圈的磁通量也发生变化 那副线圈两端电压U2变化吗?为什么?
感应电动势大小与磁通量变化快慢有关,那副线圈的磁通量变化均匀吗?如果通过线圈的磁通量均匀变化时,线圈中产生的感应电动势大小不变。副线圈中的磁通量做周期性变化,所以U2为交变电压。
总结如下
~U1—~l1—~Φ—~U2
从能量角度看,显然变压器不能产生电能,它只是通过交变磁场传输电能。电能——磁场能——电能 变压器能改变直流电压吗?为什么? 不能。
可能有部分学生难以理解,可分析若为直流情况,铁芯中有磁感线但铁芯中的磁通量不变。即通过副线圈的磁通量不变。∴U2=0 [演示] 按图2原线圈接直流电压10V,则请学生观察伏特表的读数。我们接下来讨论副线圈两端电压U2与原线圈两端电压U1有什么关系?
(部分学生可能只认为与副线圈匝数n2有关)接下来,请大家来看演示实验。拿出仪器逐个向学生介绍,并连接好电路如下。
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那如何来设计我们记录的数据表格呢? 在学生设计基础上在黑板上作出表格如下
请两位学生上台来操作,大家积极参与读数,共同完成以上表格。在此过程注意学生读数是否准确(估读问题),并及时加以纠正。学生完成后,请两位学生手摸铁芯。
如何处理数据?引导学生观察记录数据,体会可能存在电压与匝数成正比。
由计算结果能得出什么结论?
在实验误差范围内,原副线圈的电压与原副线圈的匝数成正比
磁感线分布原副线圈完全一致吗?
有一部分磁感线从闭合铁芯中漏失。使得副线圈磁感线分布疏于原线圈的磁感线分布。[演示]按图4接好电路,请学生观察铁芯闭合时与铁芯断开时小电珠的亮度差别。铁芯不闭合,灯明显变暗。
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由上述可知,通过原线圈的电流不变,若副线圈通过的磁通量减少(漏磁)则副线圈两端的电压减少。
由于漏磁使得能量有损失。同时因为原副线圈的绕线有阻值,当电流流过时也有内能产生,使得电能损失。∴P入>P输
同时由于通过铁芯的磁感线反复磁化时也产生焦耳热(请加以证明),组成变压器铁芯的硅钢片不是一整块,而是极薄的一片一片叠压而成,就是为了减少这部分的内能损失。原副线圈有电阻通过电流时也会产生焦耳热。所以P入>P输.
一只变压器如果磁感线没有漏失,线圈和铁芯都不发热,那么这只变压器便是无电能损耗的理想变压器。在这种情况下,变压器输出电功率必然等于输入电功率。
即P入=P出
理想化是科学研究中常用的重要方法,其要领是“分清主次,抓住主要矛盾”。建立理想变压器模型,不仅有理论上的意义,而且为提高实际变压器效率指出了方向。
上台板演,教师批改,注意规范问题。
解
设变压器原副线圈匝数分别为n1 n2,端电压为U1 U2,通过的电流为I1、I2 则:P入=U1I1 P出=U2I2 又∵理想变压器
∴P入=P出 ∴U1I1=U2I2
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变压器工作时,通过原线圈和副线圈中的电流跟它们的匝数成反比当原副线圈匝数一定,原线圈电流随副线圈电流增大怎么变化呢?我们来看以下演示实验
实验电路出示幻灯
其中n1=1600匝,n2=400匝
A.请学生观察随着K闭合的增加,观察 的变化情况,并思考为什么?
几乎不变。
随着闭合的灯泡增多,副线圈所接的电阻变小,电压不变,所以电流增大。或者
B.将副线圈的匝数改为200匝,请学生观察灯的亮度,并说明为什么? C.将原线圈的匝数改为800匝,请学生观察灯的亮度,并说明为什么? D.若A1允许通过电流为3安培,则副线圈至多可接几盏小电珠?
E.若A1改为同规格的小电珠,则当S1、S2、S3、S4均闭合且4只小电珠正常发光,则由A1所改的小电珠会烧毁吗?为什么?
公式应用必须灵活,结合实际。一定要注意公式中各物理量的含义,不能张冠李戴。U1、U2指原副线圈两端的电压,I1、I2指通过原副线圈的电流强度。
断开电源,将变压器拆下,问刚才是哪个为原线圈,哪个作为副线圈。降压变压器,所以:n2<n1。
可如何去判别匝数的多少?出示原副线圈实物。
降压变压器由于原副线圈的电阻不为零,所以总有电能损耗P损=I2R,降压变压器哪个通过线圈电流大?为什么?
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P入=P出
即 U1I1=U2I
2∵U1>U
1∴I1<I2
副线圈的通过的电流大,则为了减少电能的损耗,所以必须减少线
径相对小些(经济,重量)。这样高压线圈匝数多,线径小,低压线圈电流大,匝数少,线径大。将变压器原副线圈非常和谐地绕在铁芯上,非常美观。反之则不符合物理规律,也不美观。
五、总结、扩展
变压器不是改变电功率大小的仪器。2.若副线圈为多个,上述的规律还成立吗?
六、板书设计
变压器
1.变压器构造
2.理想变压器工作原理
~U1→~I1→~Φ→~U2 电能→磁场能→电能 3.变压器工作规律 P入=P出 U1I1=U2I2
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n2<n1降压变压器
n1=n2
隔离变压器
动量 第一节
冲量和动量
一.冲量的概念:
1. 定义:力和力与时间的乘积叫力的冲量。2. 表达式:I=Ft 3. 冲量是矢量:力的方向在作用时间内不变时,冲量方向与力的方向相同。
4. 冲量是反映力对时间积累效果的物理量。5. 冲量的单位;N.s 6. 冲量是过程量 7. 冲量与功的区别:
冲量是力对时间的积累效果,是矢量。功是力对空间的积累效果,是标量。二:动量的概念
1.定义:运动物体的质量与速度的乘积叫动量。2.表达式:P=m.v 3.动量是矢量:动量的方向与速度的方向相同。4.动量是描述运动物体状态的物理量。
5.动量的增量:末状态动量与初状态的动量的矢量之差。ΔP=2-P是矢量运算,同一条直线时引入正负号可以将矢量运算转化为代数运算
6动能与动量的联系与区别
⑴联系:EK=1/2mv
2p=mv p2=2mEK ⑵区别:动能是标量,动量是矢量。大小不同。一. 动量定理
1.动量定理的内容:合外力的冲量等于物体的动量的增量。2.数学表达式;I=P2-P1 3.几点说明:⑴冲量的单位与动量的单位等效
⑵F指的是合力,若F是变力,则其结果为力的平均值
二: 动量守恒定律
1. 动量守恒定律的推导:见课本
2. 动量守恒的条件:系统不受外力作用或系统所受的外力为零,由相互作用的物体(两个以上)构成的整体叫系统。该系统以外的物体对系统内物体的作用力称为外力,而该系统内部物体间的相互作用力称为内力。3. 动量守恒定律的内容及数学表达式:
⑴系统不受外力(或受外力为零),系统作用前的总动量,与作用后总动量大小相等,方向相同。⑵
m1v10+m2v20=m1v1+m2v2 4. 动量守恒定律的应用:
⑴分析:系统是由哪几个物体组成?受力情况如何?判定系统动量是否守恒?一般分为三种情况㈠系统不受外力或所受合外力为零。㈡虽然系统所受合外力不为零,但在某个方向合外力为零,这个方向的动量还是守恒的㈢虽然系统所受和外力不为零,系统之间的相互内力远大于系统所的外力,这时可以认为系统的动量近似守恒。
⑵高中阶段所涉及的问题都是正碰:所谓正碰,既物体碰前及碰后的速度均在一条直线上
⑶动量守恒的运算是矢量运算,但可以规定一个正方向,确定相互作用前后的各物体的动量的大小及正负,然后将矢量运算转化为代数运算 ⑷确定系统,认真分析物理过程,确定初始状态及末状态 ⑸物体的速度都是对地的 ⑹列出动量守恒的方程后求解 二. 弹性碰撞
1.弹性碰撞:碰撞过程中无永久性形变,(即碰后形变完全恢复),故弹性碰撞过程中无机械能损失。
2.物理情景:光滑的水平面上有两个小球,质量分别为m1、m2,m2静止在水平面上,m1以初速度V0撞m2:试讨论碰后两小球的速度?
3.物理过程的分析:小球的碰撞过程分为两个阶段,⑴压缩阶段
⑵恢复阶段,在前一个阶段形变越来越大,m2做加速运动,m1做减速运动,当形变最大时两者达到共同速度,后一个阶段为恢复阶段形变越来越小,m2继续做加速运动,m1继续做减速运动,当形变完全恢复时两着分离,各自做匀速直线运动。
4.根据动量守恒定律:m1v0=mvv1+m2v2
1/2m1v02=1/2m1v12+1/2m2v2
2v1=(m1-m2)v0/m1+m2
v1=2m1v0/m1+m2
讨论:五种情况: 例1:实验(五个小球)
例2:质量为2m的小球,在光滑的水平面上撞击几个质量为m的小球,讨论:将发生什么情况? 三. 完全非弹性碰撞
1.完全非弹性碰撞:碰撞过程中发生永久性形变,有机械能损失,且变热
2.物理情景:m1以初速度V0撞击m2结果两球有共同速度
方程:m1 v0=(m+M)V Q=1/2m v02-1/2(m+M)V2
例3.在光滑的水平面上,质量为2kg的小球以10m/s的速度,碰撞质量为3kg的原来静止的小球,则:碰后质量为2kg的小球速度的最小值的可能值为
A.4m/s
B.2m/s
C.-2m/s
D.零
例4.光滑的水平面上静止着球B,另一球A以一定的速度与B球发生了正碰当A、B的质量满足什么条件时,可使B球获得最大的:
A.动能
B。速度
C。动量 例5.质量为m的小球A,在光滑水平面上以速度v0与质量为2m的静止小球B发生正碰,碰撞后,A球的速度变为原来的1/3,那么碰撞后B球的速度可能值是:A.1/3 v0
B.-1/3 v0
C.2/3 v0
D.5/3 v0
例6.质量为M的小车在光滑水平地面上以速度V0,匀速向右运动,当车中的沙子从底部的漏斗不断流下时,车子速度将: A.减少;
B.不变;
C.增大;
D.无法确定 例7: 导学,第2页⑵ 例8:人船模型
⑴船的质量为M,人的质量为m,船长为L,开始时人和船都是静止的,不计水的阻力,人从船的一端走到船的另一端,求船的后退的距离? ⑵气球加软梯的总质量为M,人的质量为m,开始时,人距地面的高度为H,现在人缓慢的从软梯向下移动,为使人能安全的到达地面,软梯至少多长? ⑶质量为M的框架放在水平地面上,质量为m的木块压缩了框架左侧的弹簧并用线固定,木块框架右侧为d,现在把线剪断,木块被弹簧推动,木块达到框架右侧并不弹回,不计一切摩擦,最后,框架的位移为
.⑷小车置于光滑的水平面上,一个人站在车上练习打靶,除子弹外,车、人、靶、枪的总质量为M,n发子弹每发子弹的质量均为m,枪口和靶距离为d,子弹沿着水平方向射出,射中后即留在靶内,待前一发打入靶中,再打下一发,n发子弹全部打完,小车移动的总距离是
.例9.判定过程能否发生
原则:⑴动量守恒,⑵动能不增加,⑶不违背碰撞规律
方法:抓住初始条件利用三个原则判定结果
1.甲、乙两球在水平光滑轨道上,向同方向运动,已知它们的动量分别是
p甲=5kgm/s,P乙=7kgm/s,甲从后面追上乙并发生碰撞,撞后乙球的动量变为10kgm/s,则两球质量m甲与m乙间的关系可能是下面哪几种?
A.m甲=m乙
B.2m甲=m乙
C.4m甲=m乙
D.6m甲=m乙
2半径相等的两个小球甲和乙,在光滑的水平面上沿同一直线相向运动,若甲球的质量大于乙球的质量,碰撞后两球的运动状态可能是: A.甲球的速度为零而乙球的速度不为零.B.乙球的速度为零而甲球的速度不为零.C.两球的速度都不为零.D.D.两球的速度方向均与原方向相反,两球的动能仍相等
3.在光滑的水平面上,动能为E0动量大小为P0的小钢球1与静止的小钢球2发生碰撞,碰撞前后球1的运动方向相反,将碰撞后球1的动能和动量的大小分别为E1、P1,球2的动能和动量的大小分别记为E2、P2,必有:
A.E1<E0
B.P1<P0
C.E2>E0
D.P2>P0 5. 如图所示,有两个小球1、2它们的质量分别为m1、m2放在光滑的水平面上,球1以一定的速度向静止的球2运动并发生弹性碰撞,设球2跟墙相碰撞时没有能量的损失,则:
A. 若m1<m2,两球不会发生二次正碰 B. 若m1=m2两球只会发生二次正碰 C. 若m1<m2,两球不会发生一次正碰 D. 以上三种情况下两球都只会发生两次正碰
例10.质量为M的火箭,以V0匀速上升,瞬间质量为m的喷射物以相对与火箭的速度v向下喷出,求:喷射物喷出瞬间火箭的速度?
例11.总质量为M的热气球,由于故障在空中以v匀速下降,为阻止继续下降,在t=0时刻从热气球上释放一个质量为m的沙袋,不计空气阻力在t=
,时热气球停止运动这是沙袋的速度为。
例12.在光滑的水平面有A、B两个物块,A的质量为m,B的质量为2m,在滑块B上固定一个水平轻弹簧,滑快A以速度V0正碰弹簧左端,当的速度减少到V0/2,系统的弹性势能E= 5/16mv2
例13.甲、乙两船的质量为1t和500kg,当两船接近时,每船各将50kg的物体以本船相同的速度放入另一条船上,结果乙船静止,甲船以8.5m/s的速度向原方向前进,求:交换物体以前两船的速度各多大?(不计阻力,50kg的质量包括在船的质量内)9m/s、1m/s 例14.甲、乙小孩各乘一冰车在冰面上游戏,甲和冰车的总质量为30kg,乙和冰车的总质量也为30kg,游戏时甲推一质量为15kg的木箱,和他一起以大小为V0=2m/s的速度滑行,乙一同样大小的速度迎面而来,为避免相撞,甲突然将箱子沿水平面推给乙,箱子滑到乙处时乙迅速把它抓住若不计摩擦。求甲至少要以多大的速度(相对于地面)将箱子推出,才能避免相撞?(5.2m/s)l 例15.在光滑的水平面上有A、B两辆小车,水平面左侧有一竖直墙,在小车B上坐着一个小孩,小孩与B的总质量是A的质量的10倍,两车从静止出发,小孩把车A以相对地面的速度V推出,车A与墙碰撞后仍以原速度返回,小孩接到车A后,又把它以相对于地面的速度V推出,车A返回后,小孩再把它推出,每次推出,小车相对地面速度大小都是V,方向向左,则小孩把A总共推多少次后,车返回时,小孩不能接到?(6次)
例16.两个木块A、B都静止在光滑的水平面上,它们质量都是M,两颗子弹a、b的质量都是m,且m<M a、b以相同的水平速度分别击中木块A、B,子弹a最终留在木块A中,子弹b穿过了木块B,若在上述过程最后a、b,A、B的动能分别为EA、Eb、EA、EB试比较它们的大小? 例17.质量为M的甲、乙两辆小车都静止在光滑的水平面上,甲车上站着一个质量为m的人,现在人以相对于地面的速度从甲车跳上乙车,接着以同样大小的速度反跳上甲车,最后两车速度大小分别为V甲、V乙
求:1.V甲与V乙的比值
2比较人对两车所做功的多少 例18.光滑的水平面上静止一小车质量为M,竖直线下有一质量为m的小球,将小球拉至在水平释放后,小球摆至最底点时车的速度? 上题中若将小车挡住后释放,求小球摆动的最大高度 例18在光滑的水平面上,两球沿球心连线以相同的速率相向而行,并发生碰撞,下列现象可能
A若两球质量相同,碰后以某一相同速率互相分开。B.若两球质量相同,碰后以某一相同速率同向而行。C.若两球质量不同,碰后以某一相同速率互相分开。D.若两球质量不同,碰后以某一相同速率同向而行。例19.放在光滑的水平面上的M、N两个物体,系与同一根绳的两端,开始时,绳是松弛的,M和N反向运动将绳子拉断,那么,在绳被拉断后,M、N可能运动情况是 A.M、N同时停止运动。
B.M、N按各自原来运动的方向运动。C.其中一个停下来,另一个反向运动
D.其中一个停下来,另一个按原来的方向运动。
例20.质量为100kg的小车,在水平面上运动的速度是2.2m/s,有一个质量为60kg的人以相对于地面是7m/s的速度跳上小车,问: 1.如果人从后面跳上小车,小车的速度多大?方向如何? 4m/s 与车原运动的方向一致
2.如果人从前面跳上小车,小车的速度多大?方向如何? 1.25 m/s与车原运动的方向 相反.例21.在光滑的水平面上有并列的木块A和B,A的质量为500g,B的质量为300g,有一质量为80 g的小铜块C(可以视为质点)以25m/s的水平速度开始在A的表面滑动,由于C与A、B的上表面之间有摩擦,铜块C最后停在B上,B和C一起以2.5m/s的速度共同前进,求:⑴木块A的最后速度vA
? ⑵C在离开A时的速度vC? 4m/s 2.1m/s 例22.光滑的水平面上放一质量为M的木板,一质量为m的木块以V0的速度冲上木板,最后与木板相对静止,已知木板与木块之间的动摩擦因数为μ,求为了使木块不从木板上滑下来木板至少多长?
例23.静止在光滑的水平面上的木版A质量是M,它的光滑水平面上放着一个质量为m的物块B,另有一块质量为M的木版C,以初速度V0向右滑行,C与A相碰并在极短的时间内达到共同速度,(但不粘连)由于C的上表面不光滑,经一段时间后,B滑行到C上并达到相对静止,B、C间的动摩擦因数为μ。
求:⑴B离开A时,A的速度?
⑵B、C相对静止时,B的速度? ⑶B在C上滑行的距离?
例24.平板车C静止在光滑的水平面上,现有A、B两个物体(可视为质点)分别从小车C的两端同时水平地滑上小车,初速度VA=0.6m/s,VB=0.3m/s,A、B、C间的动摩擦因数都是μ=0.1 A、B、C的质量相同,最后A、B恰好相遇未相碰,且A、B、c以共同的速度运动,g取10m/s2 求:⑴A、B、c共同的速度?
⑵B物体相对地面相左运动的最大位移? ⑶小车的长度?
例25.在光滑的水平面上,有一质量为2m的木版A,木版左端有一质量为m的小木块B,A与B之间的动摩擦因数为μ,开始时A与B一起以V0的速度向右运动,木版与墙发生碰撞的时间极短,碰撞过程中无机械能损失,求
⑴.由A开始反弹,到A、B共同速度的过程中,B在A上滑行的距离?
理解功的概念,知道做功的两个要素,明确功是标量;会用公式W=Flcosa计算恒力功, 理解正功,负功,会计算多个力的总功
理解平均功率,瞬时功率,额定功率,实际功率;
会用公式P=W/t和P=Fvcosa进行有关的计算。
会分析汽车两种启动方式中功率,牵引力,速度之间的关系。
学习重点与难点
考点1 正负功的判断问题
考点2 功的分析和计算
考点3 对功率的理解和计算
学习方法
归纳、练习、讨论分析
学习用具
多媒体系统
学习过程设计
构建知识环境,明确考点内容。
学生阅读历届江苏高考真题,感受机械能一章节知识在高考试题中呈现的方式。
一、理清考点-,直面高考-----------近几年高考中机械能有关真题回顾
(高考江苏物理第5题) (2013高考江苏物理第9题)
(高考江苏物理第9题) (高考江苏物理第14题)
(2009高考江苏物理第15题)
阅读考点明确目标 第五章 机械能考点说明
考点内容 要求 说明 考纲解读 功和功率 Ⅱ 1.从近几年高考来看,关于功和功率的考查,多以选择题的形式出现,有时与电流及电磁感应相结合命题.2.功和能的关系一直是高考的“重中之重”,是高考的热点和重点,涉及这部分内容的考题不但题型全、分量重,而且还经常有压轴题,考查最多的是动能定理和机械能守恒定律,且多数题目是与牛顿运动定律、平抛运动、圆周运动以及电磁学等知识相结合的综合性试题.3.动能定理及能量守恒定律仍将是高考考查的重点.高考题注重与生产、生活、科技相结合,将对相关知识的考查放在一些与实际问题相结合的情境中去,能力要求不会降低. 重力势能 Ⅱ 弹性势能 Ⅰ 弹性势能的表达式不作要求 动能;动能定理 Ⅱ 机械能守恒定律及其应用 Ⅱ 实验:验证机械能守恒定律 Ⅱ 能量守恒 Ⅰ
设计意图:作为新一章知识复习的开始,学生要迅速的从前几章知识的惯性思维方式中跳出来,是有一定困难的的,因此让学生阅读高考真题,理解高考考点有助于为学生搭建复习近平台,构建复习环境。
教学反思:通过实际的教学过程,可以发现学生是可以接受这样的复习方式,只是为了能提高复习效率,可以考虑将这部分阅读的部分放在前一天的课前预习中。
二、以题带讲,针对学生的错误结合考点复习知识点
二、夯实基础,逐步提升------------功,功率基本概念复习
1、功
弄清哪个物体受力,物体的有效位移,力做功的有效性是多少!
1、步步高 第1题
2.、如图所示,一恒力F通过一定滑轮拉物体沿光滑水平面前进了s,在运动过程中,F与水平方向保持θ角,则拉力F对物体做的功为( ).
(A)Fscosθ (B)2Fscosθ (C)Fs(1+cosθ) (D)
3、如图所示,在光滑的水平地面上有长为l,质量为M的长板。质量为m的小物块,静止在长板左侧,已知物块与板间的动摩擦因数均为μ,现用一大小为F的水平恒力拉物块,当木板运动S米时,物块恰好到达木板右侧,(不计物块的大小)请求解:
(1)物块所受拉力F和摩擦力f做的功 (2)木板所受合力做的功
准确弄清公式中物理量的量值,通过公式正确计算
4、步步高 第3题
5、(高考江苏物理第4题).如图所示,演员正在进行杂技表演。由图可估算出他将一只鸡蛋抛出的过程中对鸡蛋所做的功最接近于
A.0.3J B.3J C.30J D.300J
6、跳绳是冬季的一种健身运动,旁人看起来似乎很简单,然而亲自跳起来就会感到运动量是相当大的.有位同学对此作了专门研究:跳绳者的质量m=50kg,跳绳者的重心高度随时间变化的情况如图所示.根据所给条件可估算出此跳绳者在1分钟内克服重力做功为 J,在1分钟内做功的平均功率为 W.(g=10N/kg)
补充分析:人走路做功
提问:1什么是力?2你看得到力吗?力有颜色、形状、体积吗?3那我们怎样来研究力?4力有哪些作用效果?5要使物体产生相同的效果,可以怎样施力?归纳总结:一个力单独作用在物体上产生的效果和几个力同时作用的效果相同。
二、合力与分力
1. 概念
一个力F单独作用在物体上产生的效果跟几个力F1 、F2、F3……共同作用产生的效果相同,这个力F叫做那几个力F1 、F2、F3……的合力,原来的几个力叫做这个力的分力。
2. 合力与分力的关系
(1)基础:等效替代的关系。
(2)注意:合力与分力不是并列、并存的关系。
三、力的合成(板书)
1. 概念
求几个力的合力的过程叫做力的合成。
2. 如何对力进行合成
(1)同一条直线上的二力合成。
总结:两力同向相加时,合力的大小等于两个分力的大小之和,合力的方向与每一个分力方向相同。
总结:两力反向合成时,合力的大小等于两分力大小之差,合力的方向与较大的那个分力方向相同。
(2)互成角度的两个分力该怎样求合力?
问题:1怎样保证合力与分力等效?2力的大小怎样知道?3力的方向如何确定?
演示探究性实验:探究合力与分力之间的关系(如下表)。
3. 平行四边形定则
内容:选择同一标度,以表示这两个分力的图示为邻边作平行四边形 , 夹在这两条邻边之间的对角线就代表合力,对角线的长度表示合力的大小,对角线所指的方向就表示合力的方向。
4. 课堂探究:合力与分力的大小关系
1两个力F1、F2的合力F的大小和方向随着F1、F2的夹角θ变化而如何变化?2什么情况下合力最大?最大值为多大?什么情况下合力最小?最小值为多大?3合力F是否总大于原来两个力F1、F2?
总结归纳:合力既可以大于,也可以小于或等于原来的任意一个分力。
5. 多个力合成的方法
提问:平行四边形定则每一次只能对两个力求和,那要是多个力求和呢?如何处理?(看ppt)
方法:先求出两个力的合力,再求出这个合力跟第三个力的合力,直到把所有的力都合成进去,最后得到的结果就是这些力的合力。
四、总结归纳:力的合成的注意事项
1作用在不同物体上的两个力不能进行力的合成,因为它们只能对各自的物体产生力的效果,而只要作用在同一个物体上的力,无论力的性质如何,都可以进行合成。2合力是假象力,是用来等效代替分力的,但这不表示物体又多受了一个合力,合力不是物体实际受到的力。3合力和分力之间是等效替代关系,合力和分力之间一定遵循矢量运算法则。
一、教学目的:
1.知道在能量相互转化过程中,转化了的能量的多少,可以由做功的多少来确定。2.知道做功的过程就是物体能量的转化过程。3.知道功是能量转化的量度。
4.为后面定量地描述动能和势能及机械能做好准备
二、重点难点:
1.理解做功的过程就是物体能量的转化过程是本节的重点。2.理解功是能量转化的量度是本节的难点。3.能源问题是本节课对学生的一个能力培养点。
三、教学方法:
演示、讲授、讨论、练习。
四、教具:
滚摆、皮球、重物、弹簧
五、教学过程
(一)引入新课
复习提问:在初中,我们已经学过关于能的初步知识,请说出学过哪几种形式的能?(机械能、热能、电能、化学能等)。
不同形式的能量是可以相互转化的,各种形式的能量之间的转化是由什么量来量度呢? 板书课题:第三节 功和能
(二)进行新课
提问:请同学们举出一些物体能够做功的例子。
(1)流动的河水能够推动水轮机做功,说明流动的河水能够做功。
(2)人们在打桩时,先把重锤高高举起,重锤落下就把木桩打入地里,说明被举高的重锤能够做功。
(3)风吹着帆船航行,流动的空气能够对帆船做功。
(4)运动着的钢球打在木块上,能把木块推走,运动的钢球能够做功。
(5)射箭运动员把弓拉弯,放手后被拉弯的弓能把箭射出去,说明拉弯的弓能够做功。(引导学生分析物体能够做功的共同点就是都有做功的本领-----能)1.一个物体能够对外做功,我们就说这个物体具有能量 提问:我们知道,各种不同形式的能量可以相互转化,而且在转化过程中守恒,那么在这个转化过程中,功扮演着怎样的角色?讨论:
(1)只有重力做功时,重力势能和动能发生相互转化。
演示:把一个滚摆悬挂在框架上,用手捻动滚摆使悬线缠在轴上,滚摆升高到最高点,放开手,观察滚摆的运动,并思考它的动能和势能的变化。
分析说明:滚摆升高到最高点,放开手,在下落过程中,滚摆的动能增加,同时滚摆的重力势能减少,重力对滚摆做了功.重力对滚摆做了多少功,就有多少重力势能转化为动能.同理,在上升过程中,滚摆克服重力做功,滚摆的重力势能就增加,滚摆克服重力做了多少功,重力势能就增加多少.
小结:物体转化了的能量的多少可以由做功的多少来量度.(2)只有弹力做功时,弹性势能和动能发生相互转化.
[演示]拿一根弹簧,水平放置,一端固定,另一端上放一小球并压缩.待静止后放手,小球将被弹出去.观察小球离开弹簧前弹簧的形变及小球的运动情况,并思考弹性势能和动能的变化.
分析说明:被压缩的弹簧放开时把小球弹出去,小球的动能增加,同时弹簧的势能减 少.弹簧对小球做了多少功,就有多少弹性势能转化为动能.
小结:物体转化了的能量的多少可以由做功的多少来量度.(3)机械能与内能的转化. [实例]列车在机车的牵引下加速运动.
分析说明:列车在机车的牵引下加速运动,列车的机械能增加,同时机车的热机消耗了内能.牵引力对列车做了多少功,就有多少内能转化为机械能.
小结:转化过程中,转化了的能量的多少可以用做功的多少来量度.(4)机械能与化学能的转化. [实例]用手抛出一个皮球.
分析说明:你用手抛出一个皮球,对皮球做功的时候,皮球获得动能,同时贮存在你体内的化学能减少,你抛球时做的功越多,皮球获得的动能就越多,你体内的化学能减少的也就越多.实际上,皮球获得的动能是由体内减少的那部分化学能转化来的,而且你做了多少功,就表示有多少化学能转化为皮球的机械能.
小结:转化过程中,转化了的能量的多少可以由做功的多少来量度. [实例]起重机提升重物。分析说明:起重机提升重物,重物的机械能增加,同时,起重机的电动机消耗了电能,起重机钢绳的拉力对重物做了多少功,就表示有多少电能转化为机械能.
小结:转化过程中,转化了的能量的多少可以由做功的多少来量度. 在其他各种形式能之间的转化过程中,同样可以得到以上结果.
结论:功这个物理量重要的意义在于它表示了有多少数量的能从一种形式转化为另一 种形式,做功的过程就是物体能量的转化过程,做了多少功,就表示有多少能量发生了转 化.
2.功是能量转化的量度 知道了功和能的这种关系,就可以通过做功的多少,定量地研究能量及其转化的问题了。
(三)巩固练习
1.演示并解答:皮球从手中落到地上又弹跳起来,你能说出这一过程中能量的转化. 2.风车安装在高铁架上端的水平轴上,轴可以随风向转动,风吹动风车转动,可带动发电机或其它机器工作.试从能量转化的角度说明这个现象.
(四)布置作业
复习本节课文,预习第四节内容. 教学要求和说明:
1.本节是过渡性的一节,目的在于阐述本章的基本线索,使学生知道如何定量地研究机械能,为后面两节定量地讲述动能和重力势能作好准备。
(一)、教材的地位和作用
本节是人教社物理选修3-1第一章第4、5节的内容,本节处在电场强度之后,位于静电现象前,起到承上启下的作用。教材从电场对电荷做功的角度出发,推知在匀强电场中电场力做功与移动电荷的路径无关。利用定义法给出电势的定义,并通过电势描述等势面,对学生能力的提高和对知识的迁移、灵活运用给予了思维上的指导作用。
(二)、学情分析
学生已学习了电荷及库仑定律、电场强度的知识,对本节的学习已具备基础知识,但不够深入,仍需要通过本节的学习进一步培养和提高。
(三)、教学内容
本节课为第一课时,主要内容为概念的引入和对其物理含义的理解。
二、教学目标分析
根据高中新课程总目标(进一步提高科学素养,满足全体学生的终身发展需求)的要求和理念(探究性、主体性、发展性、和谐性)、本节教材的特点(思想性、探究性、逻辑性、方法性和哲理性融会一体)和所教学生的学习基础(知识结构、思维结构和认知结构),本节课的教学目标为:
知识与技能目标:1、理解电势的概念,知道电势是描述电场的能的性质的物理量,理解电势差与零点电势面位置的选取无关,熟练应用其概念及定义式UAB?WAB进行相关计q
算。明确电势差、电势、静电力的功、电势能的关系。2、理解电势是描述电场的物理量,知道电势与电势差的关系UAB??A??B,电势与零势面的选取有关,知道电场中沿着电场线的方向电势的变化。
过程与方法目标:利用学生已经掌握的知识进行类比、概括,讲述新知识,培养学生对新知识的自学能力,以及抽象思维能力。通过与前面知识的结合,理解电势能与静电力做的功的关系,从而更好地了解电势差和电势的概念。
情感与价值观目标:尝试运用物理原理和研究方法解决一些与生产和生活相关的实际问题,增强科学探究的价值观。
三、重难点分析
为更好地完成教学目标,本课教学重点为:理解和掌握电势差、电势、等势面的概念及意义。在本节学习之前,学生已学习过其他力做功,如分子力做功使得分子势能发生变化,弹簧的弹力做功引起弹性势能的变化,因此本节教学的难点为把电势、电势面与前后知识区别、联系,并能用此解决相关问题。
四、教学与学法分析
(一)、学法指导
教学矛盾的主要方面是学生的学。学是中心,会学是目的,因此在教学中要不断指导学
生学习。现代教育更重视在教学过程中对学生的学法指导,物理教学是以实验为基础的,重在启发思维,教会方法。对于简谐运动丰富的感性认识,在教学中,收集一些简谐运动实例,巧用提问,评价激活学生的积极性,调动起课堂气氛,让学生在轻松,自主,讨论的学习环境下完成学习任务。最后让学生自由发言,举出生活中一些简谐运动,做到从实践到理论,再从理论到实践。
(二)、教法分析
本节课设计的指导思想是:现代认知心理学—建构主义学习理论。
建构主义学习理论认为:应把学习看成是学生主动的建构活动,学生应与一定的知识背景即情景相联系,在实际情况下学习,可以使学生利用已有知识与经验同化和索引出当前要学习的新知识,这样获取的知识,不但便于保持,而且易于迁移到陌生的问题情境中。
本节课采用“诱思引探教学法”。使用投影仪,形象、直观的展示教学内容,引导学生发现简谐运动的规律及描述方式,把分析问题的机会留给学生。
五、教学过程
本节课的教学设计充分体现以学生发展为本,培养学生的观察、概括和探究能力,遵循学生的认知规律,体现理论联系实际、循序渐进和因材施教的教学原则,通过问题情境的创设,激发兴趣,是学生在问题解决的探索过程中,由学会走向会学,由被动答题走向主动探究。
1、知识回顾。首先展示图片,电场对放入其中的电荷有力的作用,此导体内部电荷同样有
力的作用,此力可以做功,所以电场也有能的性质。
电势、电势差的概念比较抽象,在讲解时可以通过引入重力场的有关概念进行类比,以增强知识的可感知性,有助于学生理解。因此接下来,复习有关功的知识以及重力做功和重力势能的关系。功的量度:W?FScos?;重力做功只与位置有关,与经过的路径无关;重力做功与势能的关系:WG??Ep;重力势能是相对的,有零势能面。
进一步引导学生扩展思维,回顾所学知识,对新知识产生兴趣。例如,我们还研究过其它力做功,如分子力做功使得分子势能发生变化,弹簧的弹力做功引起弹性势能的变化,那么电场力做功的情形又是怎样的呢。
2、引入新课。
指出上图:在某一点电荷+Q形成的电场中,将同一电荷放入电场的不同位置A、B两点,所受到的电场力是不同的,这是因为A、B两点的电场强度不同,为了研究问题的方便,以匀强电场为例,匀强电场中,电荷从A点移动到B点,电场力的大小F?
Eq为恒力,则电
场力做功大小为:W?EqScos?。在这里,W
类似如重力做功W
因此,将W?EScos?是一个与电荷本身无关的量,?hcos?,也是与物体本身无关的物理量,只与重力场本身性质有关。这一比值叫A、B两点间的电势差,用UAB来表示。
继续联系重力势能提出问题:物体在重力作用下移动的高度差越大,重力势能的变化也越大,高度差即高度的差值,电势差也就是电势的差值,那么如何定义电场中各点的电势?给一分钟同学思考后,引导学生阅读教材定义,UAB?WAB,若将B点的电势定义为零电q
势点,则A点的电势等于单位正电荷由A点移动到B点——零电势点时所做的功。因此,老师强调,电势通常用?表示,电场中某一点的电势,等于单位正电荷由该点移动到参考点(零电势点)时电场力所做的功。
3、强化和延伸知识点。
引导学生思考,指出电势差与零点电势的选取无关,但电势是相对零点电势而言的,与零点电势的选取有关。然后课堂给出几分钟时间,由学生独立完成一道例题:设电场中AB
2两点的电势差U?2.0?10V,带电粒子的电量q?1.2?10?8C,把q从A点移动到B点,
电场力做了多少功?是正功还是负功?设UA?UB。
4、知识小结。(1)、电场中两点间的电势差,类似重力场中两点的高度差,电势差UAB?WAB,q
U与W、q无关。(2)、电场中某一点的电势?,等于单位正电荷由该点移动到参考点时电场力所做的功,并且注意电势的大小与参考点的选取无关。(3)、UB?B??,A?A
沿着电场线的方向,电势越来越低。
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