必修二物理热量教案
本文共计11506个文字,预计阅读时间需要47分钟。
教案是教师教学过程中必不可少的指导工具,能够提升教学质量和效果。下面是小编为大家整理的必修二物理热量教案,如果大家喜欢可以分享给身边的朋友。
必修二物理热量教案 精选篇1
教学目标
(1)知道改变物体内能的两种方式
(2)知道做功是能量的转化;热传递是内能的转移
(3)知道做功和热传递在改变物体内能上是等效的
教学建议
教材分析
分析一:本节教材内容在初中教材中已有简单介绍,本节教材以复习为主.要求学生能理解做功和热传递都可以改变物体内能,它们在改变物体内能方面是等效的.
分析二:物体的内能包括分子动能和分子势能,而改变物体内能的方法又有两种:做功和热传递.做功和热传递在改变物体的内能方面是完全等效的,当一个物体的内能发生了改变,而我们不知道其改变过程,我们是无法确定是热传递使其内能发生改变,还是做功使其内能改变,或者是做功与热传递同时存在.
分析三:功是能量转化的一个量度,做了多少功就意味着有多少某种形式的能量转化为另一种形式的能量;热量是热传递过程中内能转移的一个量度.如果一个物体只有与外界间的存在做功关系(不包括机械能的改变部分),而无热交换,则做功的多少与内能的改变量相等;如果一个物体与外界间的无做功关系(不包括机械能的改变部分),而仅有热交换,则传递了多少热量,内能就改变多少.
教法建议
建议一:本节内容在初中教材中已有简单介绍,因此可以提出问题:怎样改变物体内能?然后由学生回忆初中知识,回答问题.
建议二:做功和热传递在改变物体的内能方面是完全等效的,这一说法较抽象,学生不易理解,可举例加深学生的理解:如一物体内能增加了,在没有告诉其他条件下,是否能判断出是什么原因使物体内能增加.
--示例
教学重点:做功和热传递都可以改变物体内能
教学难点:做功和热传递在改变物体的内能方面是完全等效的
示例
一、引入课题
提问:什么是物体内能?它包括什么能量?
二、做功改变物体内能
做功可以改变物体内能,做功可以使内能和其它形式的能相互转化.如果一个物体只有与外界间的存在做功关系(不包括机械能的改变部分),而无热交换,则做功的多少与内能的改变量相等.
例题1:有一个10高的瀑布,水流在瀑布顶端时速度为2/s,在瀑布底与岩石的撞击过程中,有10%的动能转化为水的内能,请问水的温度上升了多少摄氏度?已知水的比热容为4.2×103 /(g·℃),g取10/s2 。
解:根据机械能守恒定律知,当水流到达瀑布底时的动能
水吸收热量与温度变化满足关系
由题目知,有10%的动能转化为水的内能,所以
代入数据得= 2.4×10 –3 ℃
评析:本题是一个力、热综合题,需要熟知机械能守恒定律、内能等相关知识.
三、热传递改变物体内能
热传递可以改变物体内能,热传递是内能从一个物体(或物体的一部分)转移到另一个物体(或物体的另一部分).如果一个物体与外界间的无做功关系(不包括机械能的改变部分),而仅有热交换,则传递了多少热量,内能就改变多少.热量是描述热传递过程中能量转移的多少.
例题2:关于热量的下列说法中正确的是
A、温度高的物体含有的热量多
B、内能多的物体含有的热量多
C、热量、功和内能的单位相同
D、热量和功都是过程量,而内能是一个状态量
答案:CD
评析:本题着重考查了热量的概念,以及它与内能、功的联系与区别.
四、做功和热传递在改变物体内能方面是等效的
当一个物体的内能发生了改变,而我们不知道其改变过程,我们是无法确定是热传递使其内能发生改变,还是做功使其内能改变,或者是做功与热传递同时存在.
五、作业
探究活动
题目:内能的利用
组织:分组
方案:调查内能在哪些领域有哪些应用,说明内能应用的意义,写出调查报告
评价:调查报告的科学性
必修二物理热量教案 精选篇2
【教学设计思路】
本节资料由“内能”“物体内能的改变”两个部分构成。本节教材资料准备用两个课时完成,此节课为第一课时。
九年级学生对事物的认识处于由感性向理性发展阶段,感性认识仍占主要地位,理性认识中还存在必须难度。为此,本课教学设计应注意适应学生的认知水平,以感性知识为依托,经过理性分析和确定,获取新知识,发展抽象思维本事。
本节书是在分子动理念知识的基础上,具体说明内能是物体内部的能量。与机械能相比,内能不直观更抽象,学生难于直接理解和理解,是本节课的一个难点。教学中根据教材设计思路,用与机械能中动能和势能作类比的方法来建立内能的概念,降低了新知识的起点难度,应用学生已有的知识和经验学习新知识,比较贴合学生的认知水平,从而理解内能的概念。经过对生活中常见实例的分析,说明了内能的普遍性,并给出了内能与温度的关系。
在改变物体内能的二种途径的教学上,经过引导学生观察、分析生活中的一些现象和课堂实验,总结归纳出改变物体内能的两种方法,同时引入热量的概念。让学生学会从生活走向物理的方法。
本节课的宗旨是经过类比的方法学习微观的物理知识,结合已学知识分析、归纳、学习新知识,并在学习知识的同时发现问题和解决问题,本课时要求学生具备初步运用类比法学习物理知识、分析物理现象、归纳物理结论的本事。
第二课时的教学设计主要是深化学生对内能概念的理解,明白内能的普遍性及内能与温度的关系。熟悉并进一步理解改变物体内能的二种途径,能列举分析相关事例,并从效果、能的形式变化与否上区别改变物体内能两种方式的异同,并进行适当的练习。
【教学目标】
1、会根据分子动理论用类比的方法建立内能的概念,能简单描述温度和内能的关系。
2、明白热传递能够改变物体的内能。
3、明白热量的概念及单位。
4、明白做功能够使物体内能增加或减少的一些事例。
【教学重点】
内能、热量概念的建立,改变物体内能的二种途径。
【教学难点】
用类比的方法建立内能的概念。
【教学器材】
压缩空气引火仪,硝化棉,气体膨胀做功演示器,烧瓶(内装少量水),打气筒,自行车(把车胎的气放掉),一截粗软铁丝、一个打火机、一张砂纸、热水袋、小毛巾等。
【教学流程图】
【教学过程】
一、复习
教师:我们一齐复习分子动理论的相关资料。
学生:(1)常见的物质是由很多的分子、原子构成的。(2)构成物质的分子在不停地做热运动。(3)分子间存在着引力和斥力。
教师:我们一齐复习前面学习过的动能和势能和机械能。
多媒体课件:把屏幕分成四个小窗口。第一个小窗口显示运动的小球,在这个窗口的下方给出文字:运动的物体具有动能。第二个小窗口播放弹簧拉伸或压缩,窗口的下方给出文字:发生弹性形变的物体具有弹性势能。动能和势能统称机械能。
二、新课教学
(一)内能:
多媒体课件:第三个小窗口显示分子在做热运动的动画,在这个窗口的下方给出文字:运动的分子具也有动能,叫做分子动能。第四个小窗口播放分子之间的吸引和排斥,类似弹簧形变时的相作用,窗口的下方给出文字:分子也具有势能,叫做分子势能。构成物体的所有分子,其热运动的动能与分子势能的总和,叫做物体的内能。
教师:内能的单位是焦耳,简称焦,符号是J。各种形式能量的单位都是焦耳。
多媒体课件:空中飞行的足球。
教师:请同学分析,空中飞行的足球具有哪些能量?
学生:飞行在空中的足球,离开地面,具有重力势能;足球在空中运动,还具有动能。足球的动能和重力势能统称为机械能。
学生:足球是由许许多多的分子组成的,所以足球还具有内能。
教师:足球同时具有机械能和内能。机械能与整个物体的机械运动情景有关,如物体是否有速度、是否有高度、是否发生了弹性形变。而内能与物体内部分子的热运动和分子之间的相互作用情景有关。也就是无论物体是否有外在的机械能,只要物体内部的分子有热运动,就必须有内能。
教师:内能是不一样于机械能的另一种形式的能。
教师:请同学们分析,一杯热水的水分子是否具有内能?
学生:热水中的水分子永不信息地做规则运动,所有热水的水分子具有内能。
教师:请同学们分析,如果杯子中水的温度下降了,冷水的水分子是否具有内能?
学生:冷水中的水分子也在不停地做规则运动,只可是比热水中的水分子的运动速度慢一些,所有冷水的水分子也具有内能。
教师:如果水结成冰块了,冰块还有内能吗?
学生:冰的分子也在不停地做无规则运动,冰块也具有内能。
师生:根据分析可知,一切物体都具有内能。同一个物体,温度升高时,内能增大,温度降低时,内能减小。
教师:当一个物体温度升高或降低时,内能随温度改变这个过程,暂不研究物体发生了物态变化,相关知识等到高中再进行学习。
(二)热传递改变内能、热量
教师:让一个高温物体和一个低温物体接触,会发生什么现象?比如把冰凉的手放在热水袋上捂一捂。
学生:热会从高温物体传递给低温物体;高温物体的温度会降低,低温物体的温度会升高。
教师:这是因为在这个过程中,发生了热传递。高温的热水袋把热量传递给了低温的手。在热传递过程中,传递能量的多少叫做热量,热量的单位也是焦耳。热传递过程中,热量总是从高温的物体传向低温的物体。物体吸收或放出的热量越多,内能的改变就越大。在热传递过程中,低温物体吸收了热量,温度升高,内能增加。高温物体放出热量,温度降低,内能减小。热传递能够改变物体的内能。
教师:同学需要异常注意:热传递传递的是热量,不是温度,也不是内能。是热量的转移才导致物体内能的改变,是热量的`转移才导致物体温度的改变。
教师总结:(1)热传递过程中,传递能量的多少叫做热量。
(2)热量的单位是焦耳(J)。
(3)物体吸收热量内能增加,放出热量内能减少。
(4)热传递会改变物体的内能。
(二)做功改变内能
分组实验:供给的器材:一截粗软铁丝、一个打火机、一张砂纸、热水袋(装有热水)、小毛巾等。
教师:要求学生把一段软铁丝的温度升高。
学生实验:用打火机去烧铁丝。(提醒同学注意安全)
学生实验:把铁丝放在热水袋上,用热水袋去捂热铁丝。
学生实验:把铁丝反复弯折,铁丝温度也会升高。
学生实验:用砂纸去反复摩擦铁丝,铁丝温度也会升高。
学生实验:把铁丝放在太阳下晒,铁丝温度也会升高。
教师:不一样实验小组的学生介绍自我的实验方法并进行分析。
学生:用打火机烧铁丝是用热传递的方法使铁丝的温度升高,内能增加的。
学生:用热水袋去捂铁丝也是用热传递的方法使铁丝的温度升高,内能增加的。
学生:把铁丝反复弯折,用砂纸去反复摩擦铁丝,铁丝的温度也会升高,内能增加。可是弯折铁丝和砂纸摩擦铁丝都不是热传递。
教师:可是弯折铁丝和砂纸摩擦铁丝都不是热传递现象。弯折铁丝是手对铁丝做功,砂纸摩擦铁丝是物体克服摩擦力做功。由此可见,做功的方式也能够改变物体的内能。
教师:改变物体的内能有二种途径:热传递和做功。
教师:出示压缩空气引火仪,介绍结构和使用方法。
学生实验:教师给予指导,让学生到讲台上来做压缩空气点燃棉花实验,全班同学观察发生的现象。
教师:活塞压缩空气,对空气做功,空气的温度升高,内能增加。
教师:摩擦做功在生活中较为常见,同时压缩气体也是做功的一种形式。在生活中也能经常看到压缩空气做功,但可能没有进一步的观察和思考。在课堂上我们现场用打气筒给自行车打气的过程,认真地进行观察和分析。
学生实验:用打气筒给自行车打气。做实验前请几位同学摸一摸打气筒外壁,提醒同学打气筒外壁的上下部分都要触摸一下,感受一下气筒壁上下部分的温度。为使实验效果更明显,能够把自行车轮胎中的气放掉一部分,延长打气时间。打完气后,再让那几位同学触摸打气筒外壁的上下部分,感受气筒壁上下部分的温度,进行比较分析。
教师:活塞与整个气筒壁都有摩擦,摩擦产生的热是传给整个筒壁,如果仅有摩擦生热的原因,气筒壁上下部分的温度应当是基本相同的。但在实验过程中,能够明显发现,气筒上部只是略有发热,而气筒下端却很热,甚至烫手,所以压缩气体做功产生的热量是使气筒的下部发热的主要原因。
教师:在刚才的实验中,经过做功,能够使气筒的温度升高,内能增加。如果不用做功的方法,用火烤一烤,也能够使气筒的温度升高,内能增加。由此可见,热传递和做功对改变物体的内能的效果是完全相同的。
教师:那么,做功和热传递改变物体的内能还有没有什么区别呢?请同学们尝试从能量转化角度,分析一下这两种方式的本质。
教师:虽然两种方式在改变物体内能上是等效性的,可是在本质上有区别的。热传递的方式是使内能发生转移,内能从高温物体转移到低温物体,或是从物体的高温部分转移到低温部分。做功的方式则是能的形式发生了转化,外界对物体做功,使物体的温度升高,内能增加。
教师:外界对物体做功,会使物体的温度升高,内能增加。那么,如果是物体对外做功呢,会发生什么现象?
演示实验:实验装置如教材图13.2-5,注入约10mL水。塞紧瓶塞前,用吸水纸把瓶壁内外擦拭干净。塞紧瓶塞后,用实验室常用的两用打气筒打几次气,就能使瓶塞跳起,在瓶塞跳起的同时,瓶内出现水雾。
教师:在向瓶内打气时,压缩了瓶内的空气,空气的内能增加,温度升高。瓶内的水吸热汽化,产生了更多的水蒸气,随着水蒸气的增加,气压越来越大,直至冲开瓶塞。瓶内原先的水蒸气是无色透明、看不见的。瓶内出现白雾,说明水蒸气液化,变成了小水滴。这是由于空气推动瓶塞做功,内能减少,温度降低造成了水蒸气的液化现象。
教师:外界对物体做功,物体的温度升高,内能增加。物体对外界做功,物体的温度降低,内能减小。
教师:引导学生做出本节课的小结。
学生:学习了内能的概念。了解了热传递和做功是改变内能的二种途径。
三、布置作业
完成教材10页的“动手动脑学物理”。
必修二物理热量教案 精选篇3
(一)教学目的
1.知道重力产生的原因。
2.知道重力的施力物和重力的方向,知道重力的作用点叫重心。
3.理解重力的大小跟物体质量的关系,理解公式G=mg,知道g=9.8牛/千克的物理意义。
(二)教具
弹簧秤、钩码、质量相等的两种不同钩码。
(三)教学过程
一、复习提问
力的三要素是什么?
二、新课引入
我们生活在地球上,我们只能看到地球的某一局部。如果在宇宙空间里看地球,地球近似是圆球型。
(教师画图)
北京在北纬40°左右。一棵苹果树上结满了苹果。秋天到了,苹果从树上落下来。请同学画出苹果沿着什么方向落下。
(一位学生画在黑板上)
海南省盛产椰子,椰子落下来沿着什么方向?
南半球上果树上落下的水果沿着什么方向落下?
(一位学生画在黑板上)
教师:在地球上,一切物体失去了支持,都要沿着黑板上所画的方向落向地球,原因是物体受到了地球的吸引。
三、重力的产生
教师:地球对地面附近物体的吸引力叫重力。地面附近的一切物体都受到地球的吸引,所以一切物体在地面附近都受到重力。
教师:力是物体对物体的作用,重力是地球对物体的吸引作用。重力的施力物是地球,受力物是地面附近的物体。例如,苹果所受的重力,施力物是地球,受力物是苹果。椰子所受的重力,施力物是地球,受力物是椰子。
四、重力的方向
教师:重力是一种力,力有大小、方向和作用点三个要素,重力也有三要素。
重力的方向就是物体自由落向地面时的方向,这个方向是竖直向下的。所以重力的方向是竖直向下。
重力的方向可用来检查房屋的墙壁是否竖直。我们常看到建筑工人用一根重垂线检查墙壁就是应用重力的方向是竖直向下这个道理。测绘人员用的水平仪下悬着重垂线,也是利用重力的方向是竖直向下来测定仪器是否水平。你有兴趣的话,可以采用这类方法检查家中的电冰箱放置的是否水平。
五、重力的大小
1.实验:两个钩码的大小、形状和材料都不同,但是它们的质量都是50克。我们用弹簧秤测量它们的重力。把物体挂在弹簧秤下,当物体静止时,弹簧秤的示数就等于物体受到的重力。
(教师演示)
这两个砝码的重力都是0.5牛顿。质量相等的物体,它们的重力大小也相等。
2.学生实验:用弹簧秤测量质量分别为100克、200克和300克的物体的重力,将测量结果填在课本的表格内。
(学生操作)
3.物体的重力跟质量成正比
教师:从实验数据可知,物体的重力跟它的质量成正比。
4.g的值
实验数据中重力和质量的比值大约是10牛/千克。精确的测量结果表明,重力和质量二者的比值是9.8牛/千克,这个值用g表示,g=9.8牛/千克。粗略计算,g可取10牛/千克。
5.G=mg
如果用G表示物体的重力,m表示物体的质量,g表示物体的重力和质量的比值。那么重力和质量的关系可以用公式G=mg表示。使用这个公式时,质量m用千克作单位,重力G用牛顿作单位,g=9.8牛/千克。
6.例题:一个集装箱的质量是4吨,计算它所受重力。并画出重力的图示。
已知:m=4吨=4000千克,
g=10牛/千克。
求:G。
解:G=mg
=4000千克×10牛/千克
=40000牛。
答:集装箱所受重力是40000牛。
作力的图示时,要画出力的三要素。重力是集装箱受到的,重力的作用点画在它的中心。方向竖直向下。结合标度线段的长度,重力线段长度应是标度线段长的4倍。
六、重心
教师:重力的作用点叫重心。粗细均匀的同材料的棒,它的重心在中点;圆球的重心在球心;正方形薄板的重心在它的对角线的交点。
七、总结
地面附近的物体受到地球的吸引,所以物体受到重力。重力的施力物是地球。
重力既然是一种力,它有大小、方向和作用点三个要素。
重力的大小跟物体的质量成正比,这个关系用G=mg表示,g=9.8牛/千克。
重力的方向是竖直向下。
重力的作用点叫重心。
八、作业
1.完成节后练习。
2.章后习题4、6。
必修二物理热量教案 精选篇4
1.物质与运动
世界是物质的,而物质是运动的。运动是物质的存在方式和根本属性。恩格斯说:“运动,就它被理解为存在方式,被理解为物质的固有属性这一最一般的意义来说,囊括宇宙中发生的一切变化和过程,从单纯的位置变动起直到思维。”运动是标志一切事物和现象的变化及其过程的哲学范畴。
物质和运动是不可分割的,一方面,运动是物质的存在方式和根本属性,物质是运动着的物质,脱离运动的物质是不存在的,设想不运动的物质,将导致形而上学。另一方面,物质是一切运动变化和发展过程的实在基础和承担者,世界上没有离开物质的运动,任何形式的运动,都有它的物质主体,设想无物质的运动,将导致唯心主义。
2.运动与静止
物质世界的运动是绝对的,而物质在运动过程中又有某种暂时的静止,静止是相对的。静止是物质运动在一定条件下的稳定状态,包括空间位置和根本性质暂时未变这样两种运动的特殊状态。运动的绝对性体现了物质运动的变动性、无条件性。静止的相对性体现了物质运动的稳定性、有条件性。运动和静止相互依赖、相互渗透、相互包含,“动中有静、静中有动”。无条件的绝对运动和有条件的相对静止构成了事物的矛盾运动。只有把握了运动和静止的辩证关系,才能正确理解物质世界及其运动形式的多样性,才能理解认识和改造世界的可能性。
3.时间和空间
时间和空间是物质运动的存在形式。物质运动与时间和空间的不可分割证明了时间和空间的客观性。
时间是指物质运动的持续性、顺序性,特点是一维性。
空间是指物质运动的广延性、伸张性,特点是三维性。
物质运动总是在一定的时间和空间中进行的,没有离开物质运动的“纯粹”时间和空间,也没有离开时间和空间的物质运动。具体物质形态的时空是有限的,而整个物质世界的时空是无限的;物质运动时间和空间的客观实在性是绝对的,物质运动时间和空间的具体特性是相对的。一切以时间、地点、条件为转移,具体问题具体分析,是马克思主义的活的灵魂。物质、运动、时间、空间具有内在的统一性。
4.时间与时刻
钟表指示的一个读数对应着某一个瞬间,就是时刻,时刻在时间轴上对应某一点。两个时刻之间的间隔称为时间,时间在时间轴上对应一段。
△t=t2—t1
时间和时刻的单位都是秒,符号为s,常见单位还有min,h。
通常以问题中的初始时刻为零点。
5.路程和位移
路程表示物体运动轨迹的长度,但不能完全确定物体位置的变化,是标量。
从物体运动的起点指向运动的重点的有向线段称为位移,是矢量。
物理学中,只有大小的物理量称为标量;既有大小又有方向的物理量称为矢量。
只有在质点做单向直线运动是,位移的大小等于路程。两者运算法则不同。
必修二物理热量教案 精选篇5
教学目标
知识目标:
1、使学生掌握万有引力定律并应用万有引力定律解决简单问题。
2、使学生能应用万有引力定律解决天体问题及卫星问题。
3、了解我国航天事业的发展情况并用所学知识解释(我国近几年在航天事业上有了长足的进步,如:长征一号、长征二号、风云一号、风云二号、神州一号、二号、三号等).
能力目标
通过图片或自制教具展示卡文迪许扭秤的设计方法,渗透科学发现与科学实验的方法论教育。
情感目标
通过了解卡文迪许扭秤的设计过程,使学生了解卡文迪许这位伟大的科学家是如何攻克难关、战胜困难的。
教学设计方案
一、教学过程设计:本节是关于万有引力定律的应用,主要通过例题的讲解加深学生对该部分知识的理解以及运用。
二、教学过程:
(一)讲解例题
例题1:已知地球的半径为,地球的自转角速度为,地球表面的重力加速度为。在赤道上空有一颗相对地球静止的同步通讯卫星离地面的高度是多少?
解:关于同步卫星的知识请学生回答:
1、同步卫星的周期是24h;
2、同步卫星的角速度与地球的自转角速度相等;
3、同步卫星必须在赤道上空;(追问学生为什么?)
由万有引力定律得:
解得:
在解决此题时应让学生充分讨论和充分理解,让学生建立一个清晰的卫星绕地球的轨道。
例题2:已知地球的质量为,地球的半径为,地球表面的重力加速度为。求万有引力恒量是多少?
解:由万有引力定律得:
解得:
学生在解决此题后,教师提出问题:
1、万有引力恒量是谁首先测量的?
学生回答后,教师可以补充说明:卡文迪许是最富有的学者,最有学问的富翁,并对卡文迪许加以较详细的介绍。
亨利·卡文迪许是英国杰出的物理学家和化学家,他的一生为科学的发展作出了重要的贡献。也许这位科学家在生活中不是一个出色者,但在科学研究中不愧为一颗闪亮的明星。1731年10月10日,卡文迪许生于法国尼斯的一个贵族家庭。他的父亲是英国公爵的后裔,因为他的母亲喜欢法国的气候,才搬到法国居住。当卡文迪许两岁的时候,他的母亲就去世了。由于早年丧母,他形成一种过于孤独而羞怯的习性。
2、万有引力恒量是用什么方法测量的?
教师可用展示扭秤实验的图片并详细解释有关物理问题。(教学建议中有资料)
需要注意两个地方:
(1)两个1千克的物体间的万有引力很小,他是如何解决的?
(2)力很小读数如何解决的?
3、测量的万有引力恒量的数值和单位?
4、在现实生活中,两物体间的万有引力我们无法观察到呢?为什么?请学生讨论并举例说明。
探究活动
组织学生收集相关资料,完成以下的探究活动。同时在完成题目1的基础上分组自行设计一种测量万有引力常量的方法。
1、万有引力常量测量的历史过程。
2、根据观察和查阅资料设计一种测量万有引力常量的方法。
必修二物理热量教案 精选篇6
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。
2.思考判断
(1)平抛运动的物体初速度越大,下落得越快。(×)
(2)做平抛运动的物体下落时,速度与水平方向的夹角θ越来越大。(√)
(3)如果下落时间较长,平抛运动的物体的速度方向变为竖直方向。(×)
3.探究交流
平抛运动中,竖直方向的分速度vy=gt,除该公式外,还有求vy的公式吗?
【提示】 由于竖直分运动是自由落体运动,所以
例:关于平抛物体的运动,以下说法正确的是()
A.做平抛运动的物体,速度和加速度都随时间的增加而增大
B.做平抛运动的物体仅受到重力的作用,所以加速度保持不变
C.平抛物体的运动是匀变速运动
D.平抛物体的运动是变加速运动
【答案】 BC
三、平抛运动的位移
1.基本知识
将物体以初速度v0水平抛出,经时间t物体的位移为:
2.思考判断
(1)平抛运动合位移的方向与合速度的方向一致。(×)
(2)平抛运动合位移的大小等于物体的路程。(×)
(3)平抛运动中,初速度越大,落地时间越长。(×)
3.探究交流
飞机向某灾区投放救灾物资,要使物资准确落到指定地点,是飞到目标正上方投放,还是提前投放?
【提示】 物资离开飞机前具有与飞机相同的水平方向的速度,当离开飞机后,由于惯性,它们仍然要保持原有的水平向前的运动速度,另外,物资又受到重力作用,于是物资一方面在水平方向向前运动,另一方面向下加速运动,因此,只有提前投放,才能使物资准确落到指定地方。
4.小结:平抛运动的特点
1.速度特点:平抛运动的速度大小和方向都不断变化,故它是变速运动。
2.轨迹特点:平抛运动的运动轨迹是曲线,故它是曲线运动。
3.加速度特点:平抛运动的加速度为自由落体加速度,恒定不变,故它是匀变速运动。
综上所述,平抛运动的性质为匀变速曲线运动。
例:关于平抛运动,下列说法正确的是()
A.平抛运动是匀变速运动
B.平抛运动是变加速运动
C.任意两段时间内加速度相同
D.任意两段相等时间内速度变化相同
【答案】 ACD
四、平抛运动的研究方法和规律
【问题导思】
1.如何研究平抛运动比较简单?
2.平抛运动的合速度、合位移怎么求出?
3.试推导平抛运动的轨迹方程。
1.平抛运动的研究方法
(1)由于平抛运动是匀变速曲线运动,速度、位移的方向时刻发生变化,无法直接应用运动学公式,因此研究平抛运动问题时采用运动分解的方法。
(2)平抛运动一般分解为竖直方向上的自由落体运动和水平方向上的匀速直线运动。
2.平抛运动的规律
(1)分运动
五、平抛运动的几个重要推论
【问题导思】
1.平抛运动的飞行时间与初速度有关吗?
2.平抛运动的落地速度决定于哪些因素?
3.平抛运动的速度偏向角与位移偏向角间的关系如何?
1.平抛运动的时间
A.tan φ=sin θ B.tan φ=cos θ
C.tan φ=tan θ D.tan φ=2tan θ
【答案】 D
六、平抛运动的临界问题
例:如图所示,女排比赛时,排球场总长为18 m,设球网高度为2 m,运动员站在网前3 m处正对球网跳起将球水平击出。若击球的高度为2.5 m,为使球既不触网又不越界,求球的速度范围。
2.思考判断
(1)斜抛运动和平抛运动在竖直方向上做的都是自由落体运动。(×)
(2)斜抛运动和平抛运动在水平方向上做的都是匀速直线运动。(√)
(3)斜抛运动和平抛运动的加速度相同。(√)
3.探究交流
对斜上抛运动,有一个最高点,该点的速度是零吗?为什么
【提示】 在斜上抛运动的最高点,竖直分速度为零。水平分速度等于v0cos θ.故该点的速度v=v0cosθ.