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教案是教师为顺利而有效地开展教学活动,根据课程标准,教学大纲和教科书要求及学生的实际情况,以课时或课题为单位,对教学内容、教学步骤、教学方法等进行的具体设计和安排的一种实用性教学文书。以下是小编收集整理的高中物理必修1的教案范文(精选六篇),仅供参考,希望能够帮助到大家。
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.
高中物理必修1知识点全面汇总
一:运动学的基本概念
1、参考系:描述一个物体的运动时,选来作为标准的的另外的物体。
运动是绝对的,静止是相对的。一个物体是运动的还是静止的,都是相对于参考系在而言的。
参考系的选择是任意的,被选为参考系的物体,我们假定它是静止的。选择不同的物体作为参考系,可能得出不同的结论,但选择时要使运动的描述尽量的简单。
通常以地面为参考系。
2、质点:
①定义:用来代替物体的有质量的点。质点是一种理想化的模型,是科学的抽象。
②物体可看做质点的条件:研究物体的运动时,物体的大小和形状对研究结果的影响可以忽略。且物体能否看成质点,要具体问题具体分析。
③物体可被看做质点的几种情况:
(1)平动的物体通常可视为质点.
(2)有转动但相对平动而言可以忽略时,也可以把物体视为质点.
(3)同一物体,有时可看成质点,有时不能.当物体本身的大小对所研究问题的影响不能忽略时,不能把物体看做质点,反之,则可以.
注(1)不能以物体的大小和形状为标准来判断物体是否可以看做质点,关键要看所研究问题的性质.当物体的大小和形状对所研究的问题的影响可以忽略不计时,物体可视为质点.
(2)质点并不是质量很小的点,要区别于几何学中的“点”.
3、时间和时刻:
时刻是指某一瞬间,用时间轴上的一个点来表示,它与状态量相对应;时间是指起始时刻到终止时刻之间的间隔,用时间轴上的一段线段来表示,它与过程量相对应。
4、位移和路程:
位移用来描述质点位置的变化,是质点的由初位置指向末位置的有向线段,是矢量;
路程是质点运动轨迹的长度,是标量。
5、速度:
用来描述质点运动快慢和方向的物理量,是矢量。
(1)平均速度:是位移与通过这段位移所用时间的比值,其定义式为 ,方向与位移的方向相同。平均速度对变速运动只能作粗略的描述。
(2)瞬时速度:是质点在某一时刻或通过某一位置的速度,瞬时速度简称速度,它可以精确变速运动。瞬时速度的大小简称速率,它是一个标量。
6、加速度:用量描述速度变化快慢的的物理量。
加速度是矢量,其方向与速度的变化量方向相同(注意与速度的方向没有关系),大小由两个因素决定。
易错现象
1、忽略位移、速度、加速度的矢量性,只考虑大小,不注意方向。
2、混淆速度、速度的增量和加速度之间的关系。
二:匀变速直线运动的规律及其应用:
1、定义:在任意相等的时间内速度的变化都相等的直线运动
2、匀变速直线运动的基本规律
(1)任意两个连续相等的时间T内的位移之差为恒量
(2)某段时间内时间中点瞬时速度等于这段时间内的平均速度
4、初速度为零的匀加速直线运动的比例式(2)初速度为零的匀变速直线运动中的几个重要结论
①1T末,2T末,3T末……瞬时速度之比为:
v1∶v2∶v3∶……∶vn=1∶2∶3∶……∶n
②1T内,2T内,3T内……位移之比为:
x1∶x2∶x3∶……∶xn=1∶3∶5∶……∶(2n-1)
③第一个T内,第二个T内,第三个T内……第n个T内的位移之比为:
xⅠ∶xⅡ∶xⅢ∶……∶xN=1∶4∶9∶……∶n2
④通过连续相等的位移所用时间之比为:
易错现象:
1、在一系列的公式中,不注意的v、a正、负。
2、纸带的处理,是这部分的重点和难点,也是易错问题。
3、滥用初速度为零的匀加速直线运动的特殊公式。
三:自由落体运动,竖直上抛运动
1、自由落体运动:只在重力作用下由静止开始的下落运动,因为忽略了空气的阻力,所以是一种理想的运动,是初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动。
2、自由落体运动规律
3、竖直上抛运动:
可以看作是初速度为v0,加速度方向与v0方向相反,大小等于的g的匀减速直线运动,可以把它分为向上和向下两个过程来处理。
(2)竖直上抛运动的对称性
物体以初速度v0竖直上抛,A、B为途中的任意两点,C为最高点,则:
(1)时间对称性
物体上升过程中从A→C所用时间tAC和下降过程中从C→A所用时间tCA相等,同理tAB=tBA.
(2)速度对称性
物体上升过程经过A点的速度与下降过程经过A点的速度大小相等.
[关键一点]
在竖直上抛运动中,当物体经过抛出点上方某一位置时,可能处于上升阶段,也可能处于下降阶段,因此这类问题可能造成时间多解或者速度多解.
易错现象
1、忽略自由落体运动必须同时具备仅受重力和初速度为零
2、忽略竖直上抛运动中的多解
3、小球或杆过某一位置或圆筒的问题
四:运动的图象运动的相遇和追及问题
1、图象:
图像在中学物理中占有举足轻重的地位,其优点是可以形象直观地反映物理量间的函数关系。位移和速度都是时间的函数,在描述运动规律时,常用x—t图象和v—t图象.
(1)x—t图象
①物理意义:反映了做直线运动的物体的位移随时间变化的规律。②表示物体处于静止状态
②图线斜率的意义
①图线上某点切线的斜率的大小表示物体速度的大小.
②图线上某点切线的斜率的正负表示物体方向.
③两种特殊的x-t图象
(1)匀速直线运动的x-t图象是一条过原点的直线.
(2)若x-t图象是一条平行于时间轴的直线,则表示物体处
于静止状态
(2)v—t图象
①物理意义:反映了做直线运动的物体的速度随时间变化
的规律.
②图线斜率的意义
a图线上某点切线的斜率的大小表示物体运动的加速度的大小.
b图线上某点切线的斜率的正负表示加速度的方向.
③图象与坐标轴围成的“面积”的意义
a图象与坐标轴围成的面积的数值表示相应时间内的位移的大小。
b若此面积在时间轴的上方,表示这段时间内的位移方向为正方向;若此面积在时间轴的下方,表示这段时间内的位移方向为负方向.
③常见的两种图象形式
(1)匀速直线运动的v-t图象是与横轴平行的直线.
(2)匀变速直线运动的v-t图象是一条倾斜的直线.
2、相遇和追及问题:
这类问题的关键是两物体在运动过程中,速度关系和位移关系,要注意寻找问题中隐含的临界条件。
1、混淆x—t图象和v-t图象,不能区分它们的物理意义
2、不能正确计算图线的斜率、面积
3、在处理汽车刹车、飞机降落等实际问题时注意,汽车、飞机停止后不会后退
五:力重力弹力摩擦力
1、力:
力是物体之间的相互作用,有力必有施力物体和受力物体。力的大小、方向、作用点叫力的三要素。用一条有向线段把力的三要素表示出来的方法叫力的图示。
按照力命名的依据不同,可以把力分为
①按性质命名的力(例如:重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力等。)
②按效果命名的力(例如:拉力、压力、支持力、动力、阻力等)。
力的作用效果:
①形变;②改变运动状态.
2、重力:
由于地球的吸引而使物体受到的力。重力的大小G=mg,方向竖直向下。作用点叫物体的重心;重心的位置与物体的质量分布和形状有关。质量均匀分布,形状规则的物体的重心在其几何中心处。薄板类物体的重心可用悬挂法确定,
注意:重力是万有引力的一个分力,另一个分力提供物体随地球自转所需的向心力,在两极处重力等于万有引力.由于重力远大于向心力,一般情况下近似认为重力等于万有引力.
3、弹力:
(1)内容:发生形变的物体,由于要恢复原状,会对跟它接触的且使其发生形变的物体产生力的作用,这种力叫弹力。
(2)条件:①接触;②形变。但物体的形变不能超过弹性限度。
(3)弹力的方向和产生弹力的那个形变方向相反。(平面接触面间产生的弹力,其方向垂直于接触面;曲面接触面间产生的弹力,其方向垂直于过研究点的曲面的切面;点面接触处产生的弹力,其方向垂直于面、绳子产生的弹力的方向沿绳子所在的直线。)
(4)大小:
①弹簧的弹力大小由F=kx计算,
②一般情况弹力的大小与物体同时所受的其他力及物体的运动状态有关,应结合平衡条件或牛顿定律确定.
4、摩擦力:
(1)摩擦力产生的条件:接触面粗糙、有弹力作用、有相对运动(或相对运动趋势),三者缺一不可.
(2)摩擦力的方向:跟接触面相切,与相对运动或相对运动趋势方向相反.但注意摩擦力的方向和物体运动方向可能相同,也可能相反,还可能成任意角度.
(3)摩擦力的大小:
说明:a、FN为接触面间的弹力,可以大于G;也可以等于G;也可以小于G
b、为滑动摩擦系数,只与接触面材料和粗糙程度有关,与接触面
积大小、接触面相对运动快慢以及正压力FN无关。
②静摩擦:由物体的平衡条件或牛顿第二定律求解,与正压力无关.
大小范围0
(fm为最大静摩擦力,与正压力有关)
静摩擦力的具体数值可用以下方法来计算:一是根据平衡条件,二是根据牛顿第二定律求出合力,然后通过受力分析确定.
(4)注意事项:
a、摩擦力可以与运动方向相同,也可以与运动方向相反,还可以与运动方向成一定夹角。
b、摩擦力可以作正功,也可以作负功,还可以不作功。
c、摩擦力的方向与物体间相对运动的方向或相对运动趋势的方向相反。
d、静止的物体可以受滑动摩擦力的作用,运动的物体可以受静摩擦力的作用。
易错现象:
1.不会确定系统的重心位置
2.没有掌握弹力、摩擦力有无的判定方法
3.静摩擦力方向的确定错误
六:力的合成和分解
1、标量和矢量:
(1)将物理量区分为矢量和标量体现了用分类方法研究物理问题.
(2)矢量和标量的根本区别在于它们遵从不同的运算法则:标量用代数法;矢量用平行四边形定则或三角形定则.
(3)同一直线上矢量的合成可转为代数法,即规定某一方向为正方向,与正方向相同的物理量用正号代人,相反的用负号代人,然后求代数和,最后结果的正、负体现了方向,但有些物理量虽也有正负之分,运算法则也一样,但不能认为是矢量,最后结果的正负也不表示方向,如:功、重力势能、电势能、电势等.
2、力的合成与分解:
(1)合力与分力:如果一个力作用在物体上,它产生的效果跟几个力共同作用在物体上产生的效果相同,这个力就叫做那几个力的合力,而那几个力叫做这个力的分力。
(2)共点力的合成:
1、共点力
几个力如果都作用在物体的同一点上,或者它们的作用线相交于同一点,这几个力叫共点力。
2、力的合成方法
求几个已知力的合力叫做力的合成。
①若 和 在同一条直线上
a.同向:合力 方向与、的方向一致
b.反向:合力,方向与、这两个力中较大的那个力向。
②互成θ角——用力的平行四边形定则
3、平行四边形定则:
两个互成角度的力的合力,可以用表示这两个力的有向线段为邻边,作平行四边形,它的对角线就表示合力的大小及方向,这是矢量合成的普遍法则。
注意:(1)力的合成和分解都均遵从平行四边行法则。
(2)两个力的合力范围
(3)合力可以大于分力、也可以小于分力、也可以等于分力
(4)两个分力成直角时,用勾股定理或三角函数。
注意事项:
(1)力的合成与分解,体现了用等效的方法研究物理问题.
(2)合成与分解是为了研究问题的方便而引入的一种方法,用合力来代替几个力时必须把合力与各分力脱钩,即考虑合力则不能考虑分力,同理在力的分解时只考虑分力,而不能同时考虑合力.
(3)共点的两个力合力的大小范围是
|F1-F2|≤F合≤Fl+F2.
(4)共点的三个力合力的最大值为三个力的大小之和,最小值可能为零.
(5)力的分解时要认准力作用在物体上产生的实际效果,按实际效果来分解.
(6)力的正交分解法是把作用在物体上的所有力分解到两个互相垂直的坐标轴上,分解最终往往是为了求合力(某一方向的合力或总的合力).
易错现象:
1.对含静摩擦力的合成问题没有掌握其可变特性
2.不能按力的作用效果正确分解力
3.没有掌握正交分解的基本方法
七:受力分析
1、受力分析:
要根据力的概念,从物体所处的环境(与多少物体接触,处于什么场中)和运动状态着手,其常规如下:
(1)确定研究对象,并隔离出来;
(2)先画重力,然后弹力、摩擦力,再画电、磁场力;
(3)检查受力图,找出所画力的施力物体,分析结果能否使物体处于题设的运动状态(静止或加速),否则必然是多力或漏力;
(4)合力或分力不能重复列为物体所受的力.
2、整体法和隔离体法
(1)整体法:就是把几个物体视为一个整体,受力分析时,只分析这一整体之外的物体对整体的作用力,不考虑整体内部之间的相互作用力。
(2)隔离法:就是把要分析的物体从相关的物体系中假想地隔离出来,只分析该物体以外的物体对该物体的作用力,不考虑物体对其它物体的作用力。
(3)方法选择
所涉及的物理问题是整体与外界作用时,应用整体分析法,可使问题简单明了,而不必考虑内力的作用;当涉及的物理问题是物体间的作用时,要应用隔离分析法,这时原整体中相互作用的内力就会变为各个独立物体的外力。
3、注意事项:
正确分析物体的受力情况,是解决力学问题的基础和关键,在具体操作时应注意:
(1)弹力和摩擦力都是产生于相互接触的两个物体之间,因此要从接触点处判断弹力和摩擦力是否存在,如果存在,则根据弹力和摩擦力的方向,画好这两个力.
(2)画受力图时要逐一检查各个力,找不到施力物体的力一定是无中生有的.同时应只画物体的受力,不能把对象对其它物体的施力也画进去.
易错现象:
1.不能正确判定弹力和摩擦力的有无;
2.不能灵活选取研究对象;
3.受力分析时受力与施力分不清。
八:共点力作用下物体的平衡
1、物体的平衡:
物体的平衡有两种情况:一是质点静止或做匀速直线运动;二是物体不转动或匀速转动(此时的物体不能看作质点).
2、共点力作用下物体的平衡:
①平衡状态:静止或匀速直线运动状态,物体的加速度为零.
②平衡条件:合力为零,亦即F合=0或∑Fx=0,∑Fy=0
a、二力平衡:这两个共点力必然大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。
b、三力平衡:这三个共点力必然在同一平面内,且其中任何两个力的合力与第三个力大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,即任何两个力的合力必与第三个力平衡
c、若物体在三个以上的共点力作用下处于平衡状态,通常可采用正交分解,必有:
F合x=F1x+F2x+………+Fnx=0
F合y=F1y+F2y+………+Fny=0(按接触面分解或按运动方向分解)
③平衡条件的推论:
(ⅰ)当物体处于平衡状态时,它所受的某一个力与所受的其它力的合力等值反向.
(ⅱ)当三个共点力作用在物体(质点)上处于平衡时,三个力的矢量组成一封闭的三角形按同一环绕方向.
3、平衡物体的临界问题:
当某种物理现象(或物理状态)变为另一种物理现象(或另一物理状态)时的转折状态叫临界状态。可理解成“恰好出现”或“恰好不出现”。
临界问题的分析方法:极限分析法:通过恰当地选取某个物理量推向极端(“极大”、“极小”、“极左”、“极右”)从而把比较隐蔽的临界现象(“各种可能性”)暴露出来,便于解答。
易错现象:
(1)不能灵活应用整体法和隔离法;
(2)不注意动态平衡中边界条件的约束;
(3)不能正确制定临界条件。
九:牛顿运动三定律
1、牛顿第一定律:
(1)内容:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止.
(2)理解:
①它说明了一切物体都有惯性,惯性是物体的固有性质.质量是物体惯性大小的量度(惯性与物体的速度大小、受力大小、运动状态无关).
②它揭示了力与运动的关系:力是改变物体运动状态(产生加速度)的原因,而不是维持运动的原因。
③它是通过理想实验得出的,它不能由实际的实验来验证.
2、牛顿第二定律:
内容:物体的加速度a跟物体所受的合外力F成正比,跟物体的质量m成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同.
公式:
理解:
①瞬时性:力和加速度同时产生、同时变化、同时消失.
②矢量性:加速度的方向与合外力的方向相同。
③同体性:合外力、质量和加速度是针对同一物体(同一研究对象)
④同一性:合外力、质量和加速度的单位统一用SI制主单位⑤相对性:加速度是相对于惯性参照系的。
3、牛顿第三定律:
(1)内容:
两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在一条直线上.
(2)理解:
①作用力和反作用力的同时性.它们是同时产生,同时变化,同时消失,不是先有作用力后有反作用力.
②作用力和反作用力的性质相同.即作用力和反作用力是属同种性质的力.
③作用力和反作用力的相互依赖性:它们是相互依存,互以对方作为自己存在的前提.
④作用力和反作用力的不可叠加性.作用力和反作用力分别作用在两个不同的物体上,各产生其效果,不可求它们的合力,两力的作用效果不能相互抵消.
4、牛顿运动定律的适用范围:
对于宏观物体低速的运动(运动速度远小于光速的运动),牛顿运动定律是成立的,但对于物体的高速运动(运动速度接近光速)和微观粒子的运动,牛顿运动定律就不适用了,要用相对论观点、量子力学理论处理.
易错现象:
(1)错误地认为惯性与物体的速度有关,速度越大惯性越大,速度越小惯性越小;另外一种错误是认为惯性和力是同一个概念。
(2)不能正确地运用力和运动的关系分析物体的运动过程中速度和加速度等参量的变化。
(3)不能把物体运动的加速度与其受到的合外力的瞬时对应关系正确运用到轻绳、轻弹簧和轻杆等理想化模型上
10:牛顿运动定律的应用(一)
1、运用牛顿第二定律解题的基本思路
(1)通过认真审题,确定研究对象.
(2)采用隔离体法,正确受力分析.
(3)建立坐标系,正交分解力.
(4)根据牛顿第二定律列出方程.
(5)统一单位,求出答案.
2、解决连接体问题的基本方法是:
(1)选取最佳的研究对象.选取研究对象时可采取“先整体,后隔离”或“分别隔离”等方法.一般当各部分加速度大小、方向相同时,可当作整体研究,当各部分的加速度大小、方向不相同时,要分别隔离研究.
(2)对选取的研究对象进行受力分析,依据牛顿第二定律列出方程式,求出答案.
3、解决临界问题的基本方法是:
(1)要详细分析物理过程,根据条件变化或随着过程进行引起的受力情况和运动状态变化,找到临界状态和临界条件.
(2)在某些物理过程比较复杂的情况下,用极限分析的方法可以尽快找到临界状态和临界条件.
易错现象:
(1)加速系统中,有些同学错误地认为用拉力F直接拉物体与用一重力为F的物体拉该物体所产生的加速度是一样的。
(2)在加速系统中,有些同学错误地认为两物体组成的系统在竖直方向上有加速度时支持力等于重力。
(3)在加速系统中,有些同学错误地认为两物体要产生相对滑动拉力必须克服它们之间的最大静摩擦力。
11:牛顿运动定律的应用(二)
1、动力学的两类基本问题:
(1)已知物体的受力情况,确定物体的运动情况.基本解题思路是:
①根据受力情况,利用牛顿第二定律求出物体的加速度.
②根据题意,选择恰当的运动学公式求解相关的速度、位移等.
(2)已知物体的运动情况,推断或求出物体所受的未知力.基本解题思路是:①根据运动情况,利用运动学公式求出物体的加速度.
②根据牛顿第二定律确定物体所受的合外力,从而求出未知力.
(3)注意点:
①运用牛顿定律解决这类问题的关键是对物体进行受力情况分析和运动情况分析,要善于画出物体受力图和运动草图.不论是哪类问题,都应抓住力与运动的关系是通过加速度这座桥梁联系起来的这一关键.
②对物体在运动过程中受力情况发生变化,要分段进行分析,每一段根据其初速度和合外力来确定其运动情况;某一个力变化后,有时会影响其他力,如弹力变化后,滑动摩擦力也随之变化.
2、关于超重和失重:
在平衡状态时,物体对水平支持物的压力大小等于物体的重力.当物体在竖直方向上有加速度时,物体对支持物的压力就不等于物体的重力.当物体的加速度方向向上时,物体对支持物的压力大于物体的重力,这种现象叫超重现象.当物体的加速度方向向下时,物体对支持物的压力小于物体的重力,这种现象叫失重现象.对其理解应注意以下三点:
(1)当物体处于超重和失重状态时,物体的重力并没有变化.
(2)物体是否处于超重状态或失重状态,不在于物体向上运动还是向下运动,即不取决于速度方向,而是取决于加速度方向.
(3)当物体处于完全失重状态(a=g)时,平常一切由重力产生的物理现象都会完全消失,如单摆停摆、天平失效、浸在水中的物体不再受浮力、液体柱不再产生向下的压强等.
易错现象:
(1)当外力发生变化时,若引起两物体间的弹力变化,则两物体间的滑动摩擦力一定发生变化,往往有些同学解题时仍误认为滑动摩擦力不变。
(2)些同学在解比较复杂的问题时不认真审清题意,不注意题目条件的变化,不能正确分析物理过程,导致解题错误。
(3)些同学对超重、失重的概念理解不清,误认为超重就是物体的重力增加啦,失重就是物体的重力减少啦。
教学目标
知识与技能
1.了解人造卫星的有关知识,正确理解人造卫星做圆周运动时,各物理量之间的关系.
2.知道三个宇宙速度的含义,会推导第一宇宙速度.
过程与方法
通过用万有引力定律来推导第一宇宙速度,培养学生运用知识解决问题的能力.
情感、态度与价值观
1.通过介绍我国在卫星发射方面的情况,激发学生的爱国热情.
2.感知人类探索宇宙的梦想,促使学生树立献身科学的人生价值观.
教学重难点
教学重点
1.第一宇宙速度的意义和求法.
2.人造卫星的线速度、角速度、周期与轨道半径的关系.
教学难点
1.近地卫星、同步卫星的区别.
2.卫星的变轨问题.
教学工具
多媒体、板书
教学过程
一、宇宙航行
1.基本知识
(1)牛顿的“卫星设想”
如图所示,当物体的初速度足够大时,它将会围绕地球旋转而不再落回地面,成为一颗绕地球转动的人造卫星.
(2)原理
一般情况下可认为人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动,向心力由地球对它的万有引力提供,
(3)宇宙速度
(4)梦想成真
1957年10月,苏联成功发射了第一颗人造卫星;
1969年7月,美国“阿波罗11号”登上月球;
10月15日,我国航天员杨利伟踏入太空.
2.思考判断
(1)绕地球做圆周运动的人造卫星的速度可以是10 km/s.(×)
(2)在地面上发射人造卫星的最小速度是7.9 km/s.(√)
(3)要发射一颗月球人造卫星,在地面的发射速度应大于16.7 km/s.(×)
探究交流
我国于10月发射的火星探测器“萤火一号”.试问这个探测器应大约以多大的速度从地球上发射
【提示】 火星探测器绕火星运动,脱离了地球的束缚,但没有挣脱太阳的束缚,因此它的发射速度应在第二宇宙速度与第三宇宙速度之间,即11.2 km/s
二、第一宇宙速度的理解与计算
【问题导思】
1.第一宇宙速度有哪些意义?
2.如何计算第一宇宙速度?
3.第一宇宙速度与环绕速度、发射速度有什么联系?
1.第一宇宙速度的定义
又叫环绕速度,是人造卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动所具有的速度,是人造地球卫星的最小发射速度,v=7.9 km/s.
2.第一宇宙速度的计算
设地球的质量为M,卫星的质量为m,卫星到地心的距离为r,卫星做匀速圆周运动的线速度为v:
3.第一宇宙速度的推广
由第一宇宙速度的两种表达式可以看出,第一宇宙速度之值由中心星体决定,可以说任何一颗行星都有自己的第一宇宙速度,都应以
式中G为万有引力常量,M为中心星球的质量,g为中心星球表面的重力加速度,r为中心星球的半径.
误区警示
第一宇宙速度是最小的发射速度.卫星离地面越高,卫星的发射速度越大,贴近地球表面的卫星(近地卫星)的发射速度最小,其运行速度即第一宇宙速度.
例:某人在一星球上以速率v竖直上抛一物体,经时间t物体以速率v落回手中,已知该星球的半径为R,求这个星球上的第一宇宙速度.
方法总结:天体环绕速度的计算方法
对于任何天体,计算其环绕速度时,都是根据万有引力提供向心力的思路,卫星的轨道半径等于天体的半径,由牛顿第二定律列式计算.
1.如果知道天体的质量和半径,可直接列式计算.
2.如果不知道天体的质量和半径的具体大小,但知道该天体与地球的质量、半径关系,可分别列出天体与地球环绕速度的表达式,用比例法进行计算.
三、卫星的线速度、角速度、周期与轨道半径的关系
【问题导思】
1.卫星绕地球的运动通常认为是什么运动?
2.如何求v、ω、T、a与r的关系?
3.卫星的线速度与卫星的发射速度相同吗?
为了研究问题的方便,通常认为卫星绕地球做匀速圆周运动,向心力由万有引力提供.
卫星的线速度v、角速度ω、周期T与轨道半径r的关系与推导如下:
由上表可以看出:卫星离地面高度越高,其线速度越小,角速度越小,周期越大,向心加速度越小.
误区警示
1.在处理卫星的v、ω、T与半径r的关系问题时,常用公式“gR2=GM”来替换出地球的质量M会使问题解决起来更方便.
2.人造地球卫星发射得越高,需要的发射速度越大,但卫星最后稳定在绕地球运动的圆形轨道上时的速度越小.
例:如图所示为在同一轨道平面上的几颗人造地球卫星A、B、C,下列说法正确的是( )
A.根据v=,可知三颗卫星的线速度vA
B.根据万有引力定律,可知三颗卫星受到的万有引力FA>FB>FC
C.三颗卫星的向心加速度aA>aB>aC
D.三颗卫星运行的角速度ωA
关于高中物理必修1的教案
教学目标:
知识与技能
1.认识建立质点模型的意义和方法,能根据具体情况将物体简化为质点。知道它是一种科学的抽象,知道科学抽象是一种普遍的研究方法.
2.理解参考系的选取在物理中的作用,会根据实际情况选定参考系。
3.认识一维直线坐标系,掌握坐标系的简单应用.
过程与方法
1.体会物理模型在探索自然规律中的作用,初步掌握科学抽象理想化模型的方法.让学生将生活实际与物理概念相联系,通过具体事例引出质点的这个理想化的模型.通过几个具体的例子让学生自主讨论,在讨论与交流中自主升华为物理中的概念.
2.通过参考系的学习,知道从不同角度研究问题的方法。让学生从熟悉的常见现象和已有的生活经验出发,体验不同参考系中运动的相对性,揭示参考系在确定物体运动时客观存在的必要性和合理性,促使学生形成勤于观察、勤于思考的习惯,提高学生自主获取知识的能力.
3.体会用坐标方法描述物体位置的优越性,可用不同的方法设计实验并体会比较,增强学生发现问题并力求解决问题的意识和能力.
情感态度与价值观
1.认识运动是宇宙中的普遍现象.运动和静止的相对性.培养学生热爱自然,关心科技发展、勇于探索的精神.
2.通过质点概念和参考系的学习,体会物理规律与生活的联系
3.渗透抓住主要因素,忽略次要因素的哲学思想.
4.渗透具体问题具体分析的辩证唯物主义思想,帮助学生建立辩证唯物主义的世界观.
5.通过本节学习,激发学生学习高中物理课程的兴趣.
教学重点、难点:
重点:
1.理解质点概念以及初步建立质点概念所采用的抽象思维方法.
2.在研究具
体问题时,如何选取参考系.
3.如何用数学上的坐标轴与实际的物理情景结合起来建立坐标系.
难点:在什么情况下可以把物体看作质点,即将一个实际的物体抽象为质点的条件. 教学方法:
探究、讲解、讨论、练习
教学手段:
录像资料、多媒体课件
课时安排:
新授课(1课时)
教学过程:
[新课导入]
师:请同学们观看一段录像后思考问题(有关运动的话题).
(放映录像)选择有关反映物体运动的画面播放给学生看(可搜集整电视片《科技之光》和《动物世界》中的图像).如:雄鹰、小鸟在空中飞翔,飞机在天空中划过,行星、卫星在
宇宙中运行,航天员杨利伟在宇航舱中给地球拍照,汽车在公路飞驰,轮船在海水中搏击海浪。??
师:雄鹰在空中翱翔,足球在绿茵场上飞滚,连静静的山川也在“坐地日行八万里”??宇宙中的一切物体都在不停地运动,无论是巨大的天体,还是微小的原子、分子等.请大家根据刚才观看的录像片,回顾初中学过的机械运动,提出一些关于运动的话题.
教师总结学生发言,讲述机械运动.
机械运动:简称“运动”.指物体与物体间或是物体的一部分和另部分间相对位置随时间发生改变的过程,是最基本、最简单、最普遍的运动形式.机械运动是空间位置随时间变化的体现.这里涉及到空间和时间的问题.
师:古希腊杰出的哲学家、科学家、圣贤——亚里士多德曾说过“不了解运动,就不了解自然”,这句话向我们提出了严峻的挑战.我们要充满信心,迎接这一挑战.
指导学生快速阅读教材第一段,并粗看这节课的黑体字标题,提出问题:要描述物体的机械运动,本节课将从哪几个方面去描述?
学生通过阅读、思考,对本节涉及的概念有个总体印象,知道这些概念都是为了进一步描述物体的运动而引入的,要研究物体的运动首先从学好这些基本概念人手.
师:我们在刚才的录像片中看到:汽车在公路上飞驰,江水在咆哮着奔向远方,鸟儿在飞翔,树叶在摇动,高山上流水,瀑布直泻千尺,雪花在空中飞舞??
(放映录像)(播放“神舟”五号升空的录像片)“月15日,一个令人骄傲的日子,一个彪炳史册的日子,我国第一艘载人飞船满载着全国人民的希望成功升空.” 师:飞船在茫茫太空中遨游,假如你是文学家,你如何描述它的运动呢?
参考:文学家的描述:《光明日报)年10月17日第一版,作者欧阳中石“凌云戏月游银汉,转瞬翔天过太空.”
师:如果你是科学家,你又将如何描述呢?这就是我们今天要研究的课题——认识运动 板书:1.1运动的认识
[新课教学]
一、物体和质点
针对上面看过的录像,老师提出问题:请你描述出一些运动,详细描述物体的运动有什么困难?
足球 向前球体滚动
雄鹰 向前翅膀上下
发现描述物体运动不容易,我们需要了解物体各部分运动的区别吗?
问:可以将问题简化吗?为什么?
要准确描述物体的运动,特别是物体各部分的详细运动情况,并不是一件很容易的事.因为物体本身都有一定的大小和形状,物体各部分的运动情况一般并不一样.
师:在刚才看过的录像片中,我们见到了杨利伟,看到了“神舟”五号.据报道,“神舟”五号飞船载人舱长7.4m,直径2.8m,用长58 m、重达480t的“长征”2号火箭发射.升空后,显示在指挥部荧光屏上的仅是一个小小的光点.科学家研究它在空中的位置、离开地面的高度、飞行的速度、运动轨道等问题时,需要考虑它本身的大小和形状吗? 生:不需要,我们可以用荧光屏上的小光点代替这个“庞大”的飞船呀!
引入质点:用来代替物体的有质量的点.(板)根据所研究问题的性质和需要,抓住问题中的主要因素,忽略次要因素,建立一种理想化的模型,使复杂问题得到简化,这是一种
重要的科学研究方法.
引子;乒乓球小而轻,直径仅4cm,质量约2.7 g.运动员研究各种旋转球的打法时,要关注球的受力部位和受力方向对旋转的影响.这种情况下,必须考虑到球的大小和形状,不能把它简化为一个点.
[讨论与交流](供参考)
1.地球是一个庞然大物,直径约为12 800km,与太阳相距1.5Xl08 km.研究地球绕太阳的公转时,能不能把它看成质点?研究地面上各处季节变化时,能不能把它看成质点? 参考答案:若研究地球绕太阳公转时,由于地球本身的大小比地球到太阳的距离小得多,则可以把地球看作质点;但若研究地面上各处季节变化时,则不能把其看作质点.
2.撑杆跳高是一项非常刺激的体育运动项目,一般来说可以把撑杆跳运动分为如下几个阶段:助跑、撑杆起跳、越过横杆.讨论并思考后回答,在下列几种情况下运动员能否被看作质点,从中体会质点模型的建立过程.
(1)教练员针对训练录像纠正运动员的错误时,能否将运动员看成质点?
(2)分析运动员的助跑速度时,能否将其看成质点?
(3)测量其所跳高度(判断其是否打破纪录)时,能否将其看成质点?
参考答案:(1)不能,纠正错误动作时不能忽略运动员的姿势及动作,也就是说不能忽略运动员的形状和大小.(2)能,分析助跑速度时,可以忽略运动员的姿势及动作.(3)能.
3.物理中的“质点”跟几何中的点有什么相同和不同之处?
参考答案:相同之处为:都是没有形状和大小的点.不同之处为:质点是实际物体的抽象,它具有一定的物理内涵,不仅具有物体的全部质量,而且是一个相对的概念;几何学中的点没有质量,仅表示一个位置,而且应该是“绝对得小”.
师:请同学们对质点进行小结:
生:对质点小结:
1.质点是一种科学抽象,是一种理想化的模型.
2.质点是对实际物体的近似,这也是物理学中常用的一种重要的研究方法.
3.一个物体能否看成质点,取决于它的形状和大小在所研究问题中是否可以忽略不计,而跟自身体积的大小、质量的多少和运动速度的大小无关.
4.一个物体能否被看作质点,取决于所研究问题的性质.即使是同个物体,在研究的问题不同时,有的情况下可以看作质点,而有的情况可能不可以看作质点.
(课堂探究)
亲自做一做、试一试,书本在下列情景中能否被看成质点.
1.沿一个方向推动桌面上的书本,如果测量书本移动的距离,是否可以将书本视为质点,为什么?
2.如果测定书本经过桌面上方某一定点所需要的时间,是否可以将书本视为质点,为什么?
3.还有什么情况下书本可以被视为质点?什么情况下书本不能被视为质点?
参考答案:
1.沿同一个方向移动书本时,书本各部分的运动情况完全相同,可以将它视为质点.
2.相对桌面上方的某一定点来说,书本本身的长度(或宽度)不能忽略,并对经过该定点位置所需要的时间起决定作用,所以这种情况下不能将书视为质点。
3.答案视学生提出的问题而定(根据学生提出的各种情景,老师进行准确恰当的点拨). 说明:将物体看作质点的条件:
(1)平动的物体可以看作质点,一般研究物体的转动时不能把物体看作质点.
(2)物体有转动,但物体的转动不是我们所要研究的主要问题时,物体本身的形状和大
小已变成了次要因素.
(3)物体本身的大小对所研究的问题不能忽略时,不能把物体看作质点,如研究火车过桥的时间时就不能把火车看作质点.
[课堂训练)
1.下列关于质点的说法中,正确的是
A.体积很小的物体都可看成质点
B.质量很小的物体都可看成质点
C.不论物体的质量多大,只要物体的尺寸跟物体间距相比甚小时,就可以看成质点
D.只有低速运动的物体才可看成质点,高速运动的物体不可看作质点
答案:C
2.在以下的哪些情况中可将物体看成质点?
(1)研究某学生骑车回校的速度.
(2)对这位学生骑车姿势进行生理学分析.
(3)研究火星探测器从地球到火星的飞行轨迹.
(4)研究火星探测器降落火星后如何探测火星的表面.
答案:(1)(3)
3.下列情形中的物体可以看作质点的是?????????( )
A.跳水冠军郭晶晶在跳水比赛中
B.一枚硬币用力上抛,猜测它落地时是正面朝上还是反面朝上
C.奥运会冠军邢慧娜在万米长跑中
D.花样滑冰运动员在比赛中
答案:C
二、参考系
引子:请你设想一下,你和一位同伴正坐在火车中去旅行在飞快地离去,铁路边的人看到火车中的乘客,而乘客自己却认为自己是静止的;
教师可展示F1ash动画课件,动画内容描述为:
两位同学在路边看到急驰而过的一辆小汽车,大声叫喊,
“唉呀!你看他们跑得真快啊!”
车中的人对司机说:“你动了吗?”
引导学生分析片中的对话.为什么路边的"同学说车上的人跑得快? 为什么车中的一个人又认为他和司机没有动?
投影教材中的图1.1—3图,让学生自己分析,教师加以引导.
生1:车中两个小孩都是静止的,他们都没动.
生2:这两个小孩是运动的,因为在车窗玻璃上有几个线条表示“风”,这是画家描述运动时常用的手法.
师:两个小孩和车都是运动的,这是相对地面来说的,而两个小孩之间是相对静止的,他们的相对位置没有改变.
师:平时我们说树木、房屋是静止的,行驶的汽车是运动的,这是以地面作标准来说的.坐在行驶的火车里的乘客,认为自己是静止的,而在车厢里走动的乘务员在运动,他还认为路旁的树木在向后倒退,这些都是以车厢作标准来说的.在描述一个物体的运动时,选来作为标准的另外的物体——参考系.
参考系:任何运动都是相对于某个参照物而言的,这个选来作标准的参照物称为参考系.
[讨论与交流] 与同桌和前排(或后排)同学组成四人一组,思考并交流讨论下列描述中隐含的参考系. 展示问题: 1.电影《闪闪的红星》中有两句歌词:“小小竹排江中游,巍巍青山两岸走”这其中分别描述了两种运动情景,那么它们分别是以什么为参考系的?
2.“月亮在莲花般的云朵里穿行.”
3.坐在美丽的校园内学习毛泽东的诗句“坐地日行八万里,巡天遥看一千河”时,我们感觉是静止不动的.这与诗句里的描述是否矛盾?说明理由.
4.敦煌曲子词中有这样的诗句:“满眼**多闪烁,看山恰似走来迎,仔细看山山不动,是船行.”其中“看山恰似走来迎”和“是船行”所选的参考系分别是什么?
[课堂交流](分四小组进行)
师:下述物理过程中选择什么为参考系较恰当?
课件投影问题:
1.,所有的目光都集中在火星.继美国宇航局的两台火星探险漫游者“勇气”号和“机遇”号之后,欧洲的火星快车飞船已顺利地将“猎兔犬”2号火星登陆车投放至火星表面.从地球表面向火星发射火星探测器的过程中,若要研究探测器的运动情况,各应选择什么为参考系?
2.在印度洋海啸救灾中,从水平匀速航行的飞机上向受灾的地区空投救灾物资.在不考虑空气阻力的情况下,飞机上的人以飞机作参考系,他看到投下的物体是沿什么路线下落的?地面上的人以地面作参考系,观察被投下的物体又是沿着什么路线下落的?
3.第一次世界大战期间的一次空战中,一个法国飞行员正在2 000米高的空中飞行,忽然,他发现脸旁好像有一个小东西在飞舞,他以为是一只小昆虫,于是就伸手轻松地把它抓了过来,仔细一看,把他吓出一身冷汗来.他抓住的不是别的,是德国飞机射向他的一颗子弹。请根据上述信息讨论回答以下问题,并注意体会参考系的选取与运动的相对性.
(1)子弹飞得那么快(一般为几百米每秒),为什么没有把他的手打穿?体会一下,同一物体相对于不同的参考系运动状态相同吗?
(2)受类似现象的启发,人们实现了飞机在飞行途中进行空中加油,在航天飞行中,宇宙飞船发射到太空和正在绕地球运动的空间站实行空中对接.实现“空中加油”和“空中对接”应满足的基本条件是什么?
4.6月10日,在我国西昌卫星发射中心用“长征一号”运载火箭成功发射的“风云二号A”气象卫星,是我国研制成功的第一颗静止气象卫星,设计工作历时三年.6月25日,“长征三号”运载火箭又将我国自行研制的第二颗“风云二号B”气象卫星成功发射上天,在太空中顺利完成与A星的“新老交替”,最终定点在东经105°赤道上空,向地面传回中国及周边地区的高质量的气象资料.
(1)上述材料中的“静止气象卫星”最终定点在东经105°赤道上空,是以谁为参考系来描述卫星的运动的?
(2)具有上述特点的卫星称为“同步卫星”.除了“气象卫星”外,“同步卫星”还有什么用途?
[课堂探究]
一跳伞运动员在下落过程中,看到身旁的直升机在向上运动,则直升机相对于地面的运动情况是怎样的?
教学目标
知识与技能
1.了解人造卫星的有关知识,正确理解人造卫星做圆周运动时,各物理量之间的关系.
2.知道三个宇宙速度的含义,会推导第一宇宙速度.
过程与方法
通过用万有引力定律来推导第一宇宙速度,培养学生运用知识解决问题的能力.
情感、态度与价值观
1.通过介绍我国在卫星发射方面的情况,激发学生的爱国热情.
2.感知人类探索宇宙的梦想,促使学生树立献身科学的人生价值观.
教学重难点
教学重点
1.第一宇宙速度的意义和求法.
2.人造卫星的线速度、角速度、周期与轨道半径的关系.
教学难点
1.近地卫星、同步卫星的区别.
2.卫星的变轨问题.
教学工具
多媒体、板书
教学过程
一、宇宙航行
1.基本知识
(1)牛顿的“卫星设想”
如图所示,当物体的初速度足够大时,它将会围绕地球旋转而不再落回地面,成为一颗绕地球转动的人造卫星.
(2)原理
一般情况下可认为人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动,向心力由地球对它的万有引力提供,
(3)宇宙速度
(4)梦想成真
1957年10月,苏联成功发射了第一颗人造卫星;
1969年7月,美国“阿波罗11号”登上月球;
10月15日,我国航天员杨利伟踏入太空.
2.思考判断
(1)绕地球做圆周运动的人造卫星的速度可以是10km/s.(×)
(2)在地面上发射人造卫星的最小速度是7.9km/s.(√)
(3)要发射一颗月球人造卫星,在地面的发射速度应大于16.7km/s.(×)
探究交流
我国于10月发射的火星探测器“萤火一号”.试问这个探测器应大约以多大的速度从地球上发射
【提示】火星探测器绕火星运动,脱离了地球的束缚,但没有挣脱太阳的束缚,因此它的发射速度应在第二宇宙速度与第三宇宙速度之间,即11.2km/s
二、第一宇宙速度的理解与计算
【问题导思】
1.第一宇宙速度有哪些意义?
2.如何计算第一宇宙速度?
3.第一宇宙速度与环绕速度、发射速度有什么联系?
1.第一宇宙速度的定义
又叫环绕速度,是人造卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动所具有的速度,是人造地球卫星的最小发射速度,v=7.9km/s.
2.第一宇宙速度的计算
设地球的质量为M,卫星的质量为m,卫星到地心的距离为r,卫星做匀速圆周运动的线速度为v:
3.第一宇宙速度的推广
由第一宇宙速度的两种表达式可以看出,第一宇宙速度之值由中心星体决定,可以说任何一颗行星都有自己的第一宇宙速度,都应以
式中G为万有引力常量,M为中心星球的质量,g为中心星球表面的重力加速度,r为中心星球的半径.
误区警示
第一宇宙速度是最小的发射速度.卫星离地面越高,卫星的发射速度越大,贴近地球表面的卫星(近地卫星)的发射速度最小,其运行速度即第一宇宙速度.
例:某人在一星球上以速率v竖直上抛一物体,经时间t物体以速率v落回手中,已知该星球的半径为R,求这个星球上的第一宇宙速度.
方法总结:天体环绕速度的计算方法
对于任何天体,计算其环绕速度时,都是根据万有引力提供向心力的思路,卫星的轨道半径等于天体的半径,由牛顿第二定律列式计算.
1.如果知道天体的质量和半径,可直接列式计算.
2.如果不知道天体的质量和半径的具体大小,但知道该天体与地球的质量、半径关系,可分别列出天体与地球环绕速度的表达式,用比例法进行计算.
三、卫星的线速度、角速度、周期与轨道半径的关系
【问题导思】
1.卫星绕地球的运动通常认为是什么运动?
2.如何求v、ω、T、a与r的关系?
3.卫星的线速度与卫星的发射速度相同吗?
为了研究问题的方便,通常认为卫星绕地球做匀速圆周运动,向心力由万有引力提供.
卫星的线速度v、角速度ω、周期T与轨道半径r的关系与推导如下:
由上表可以看出:卫星离地面高度越高,其线速度越小,角速度越小,周期越大,向心加速度越小.
误区警示
1.在处理卫星的v、ω、T与半径r的关系问题时,常用公式“gR2=GM”来替换出地球的质量M会使问题解决起来更方便.
2.人造地球卫星发射得越高,需要的发射速度越大,但卫星最后稳定在绕地球运动的圆形轨道上时的速度越小.
高中物理必修1公式总结
一、质点的运动
(1)直线运动
1)匀变速直线运动
1、平均速度V平=s/t(定义式)
2、有用推论Vt2-Vo2=2as
3、中间时刻速度Vt/2=V平=(Vt+Vo)/2
4、末速度Vt=Vo+at
5、中间位置速度Vs/2=[(Vo2+Vt2)/2]1/2
6、位移s=V平t=Vot+at2/2=Vt/2t
7、加速度a=(Vt-Vo)/t{以Vo为正方向,a与Vo同向(加速)a>0;反向则a
1)平抛运动
1、水平方向速度:Vx=Vo
2、竖直方向速度:Vy=gt
3、水平方向位移:x=Vot
4、竖直方向位移:y=gt2/2
5、运动时间t=(2y/g)1/2(通常又表示为(2h/g)1/2)
6、合速度Vt=(Vx2+Vy2)1/2=[Vo2+(gt)2]1/2合速度方向与水平夹角β:tgβ=Vy/Vx=gt/V0
7、合位移:s=(x2+y2)1/2,
8、位移方向与水平夹角α:tgα=y/x=gt/2Vo8、水平方向加速度:ax=0;竖直方向加速度:ay=g
(1)平抛运动是匀变速曲线运动,加速度为g,通常可看作是水平方向的匀速直线运与竖直方向的自由落体运动的合成;
(2)运动时间由下落高度h(y)决定与水平抛出速度无关;
(3)θ与β的关系为tgβ=2tgα;
(4)在平抛运动中时间t是解题关键;(5)做曲线运动的物体必有加速度,当速度方向与所受合力(加速度)方向不在同一直线上时,物体做曲线运动。力(常见的力、力的合成与分解)
1)常见的力1、重力G=mg(方向竖直向下,g=9、8m/s2≈10m/s2,作用点在重心,适用于地球表面附近)
2、胡克定律F=kx{方向沿恢复形变方向,k:劲度系数(N/m),x:形变量(m)}
3、滑动摩擦力F=μFN{与物体相对运动方向相反,μ:摩擦因数,FN:正压力(N)}
4、静摩擦力0≤f静≤fm(与物体相对运动趋势方向相反,fm为最大静摩擦力)
2)力的合成与分解
1、同一直线上力的合成同向:F=F1+F2,反向:F=F1-F2(F1>F2)
2、互成角度力的合成:
F=(F12+F22+2F1F2cosα)1/2(余弦定理)F1⊥F2时:F=(F12+F22)1/2
3、合力大小范围:|F1-F2|≤F≤|F1+F2|
4、力的正交分解:Fx=Fcosβ,Fy=Fsinβ(β为合力与x轴之间的夹角tgβ=Fy/Fx)
(1)力(矢量)的"合成与分解遵循平行四边形定则;
(2)合力与分力的关系是等效替代关系,可用合力替代分力的共同作用,反之也成立;
(3)除公式法外,也可用作图法求解,此时要选择标度,严格作图;
(4)F1与F2的值一定时,F1与F2的夹角(α角)越大,合力越小;
(5)同一直线上力的合成,可沿直线取正方向,用正负号表示力的方向,化简为代数运算。