高一物理必修2《机械运动》复习课教案
一、知识梳理(课前完成)
1.弹簧振子的振动:
弹簧振子是一个理想化的物理模型。弹簧振子的振动是________,其位移随时间按____规律变化,其位移-时间图象是一条_______曲线。
2.描述简谐运动的物理量有:
(1)振幅:振动物体离开__________的最大距离。描述物体的振动_______。
与位移的区别和联系:振幅是标量,位移是_______;振幅等于________位移的数值;在一个确定的简谐运动中,振幅是不变的,位移是___________的。
(2)周期:做简谐运动的物体完成一次_________所需的时间。
(3)频率:单位时间内完成的_________的次数。周期和频率之间的关系:_______
(4)相位:是表示物体________的物理量,用相位来描述
t/s
x/cm
O
A
0.2
0.4
0.5
简谐运动在一个全振动中所处的阶段。
简谐运动的振动方程为:x=Asin(t+)
如图所示是A、B两个弹簧振子的振动图象,则它们的相位差是=__________。
3.简谐运动的动力学特征:
(1)回复力:振动物体受到的总能使振动物体回到__________,且始终指向__________的力,叫回复力。
做简谐运动的质点,回复力总满足F=-kx的形式。式中k是_________。
回复力与加速度的方向总是与位移方向__________。
速度方向与位移方向有时_______,有时________;速度方向与回复力、加速度的方向也是有时_______,有时_______。因而速度的方向与其它各物理量的方向间没有必然联系。
4.简谐运动的能量:简谐运动系统的动能和势能相互转化,机械能_______。
5.单摆的振动:
O
A
A
G
F
L
G1
G2
(1)单摆模型:悬挂小球的细线的_______和_______可以忽略,线长又比球的直径_______。实际单摆的摆长是从悬点到小球的______,在观察的时间内可以不考虑各种阻力。
(2)单摆的回复力:重力G沿圆弧切线方向的分力G1=________(如图所示)提供了使摆球振动的回复力,在偏角很小时,sin______
所以单摆的回复力为_________
式中各符号的意义为:_______________________________________________________
(3)单摆的周期:在偏角很小的情况下,单摆做简谐运动。其周期与振幅无关,与决定与摆长、重力加速度。
公式:______________
(4)单摆周期公式的应用:测定当地的_________。
6.阻尼振动:振幅逐渐________的振动,叫做阻尼振动。当阻尼很小时,在一段不太长的时间内,看不出振幅有明显的减小,就可以把它作为理想振动来处理。
O
f
f'
A
7.受迫振动:物体在外界_________作用下所做的振动叫受迫振动。①物体做受迫振动时,振动稳定后的频率等于________的频率;②受迫振动的频率跟物体的_______频率没有关系。
8.共振:驱动力频率等于物体的_______频率时,受迫振动的振幅最大,这种现象叫做共振。
共振曲线,如图所示。
二、本章专题归纳(这些题分小组讨论做完且讨论做出的题请小组派代表讲解老师最后点评)
专题(一)简谐运动的规律
【例1】有一弹簧振子做简谐运动,则()
A.加速度最大时,速度最大B.速度最大时,位移最大
C.位移最大时,回复力最大D.回复力最大时,加速度最大
针对练习1:弹簧振子以O点为平衡位置在B、C两点之间做简谐运动。B、C相距20cm。某时刻振子处于B点。经过0.5s,振子首次到达C点。求:
(1)振动的周期和频率;
(2)振子在5s内通过的路程及位移大小;
(3)振子在B点的加速度大小跟它距O点4cm处P点的加速度大小的比值。
专题(二)简谐运动的动力学特征的应用
【例2】试证明竖直方向的弹簧振子的振动是简谐运动。
针对练习2:如图所示,质量为m的小球放在劲度为k的轻弹簧上,使小球上下振动而又始终未脱离弹簧。(1)最大振幅A是多大?(2)在这个振幅下弹簧对小球的最大弹力Fm是多大?
专题(三)单摆的周期公式的应用
【例3】已知单摆摆长为L,悬点正下方3L/4处有一个钉子。让摆球做小角度摆动,其周期将是多大?
针对练习3:固定圆弧轨道弧AB所含度数小于5,末端切线水平。两个相同的小球a、b分别从轨道的顶端和正中由静止开始下滑,比较它们到达轨道底端所用的时间和动能:ta__tb,Ea__2Eb。
专题(四)简谐运动的图象
【例4】劲度系数为20N/cm的弹簧振子,它的振动图象如图所示,在图中A点对应的时刻()
A.振子所受的弹力大小为0.5N,方向指向x轴的负方向
B.振子的速度方向指向x轴的正方向
C.在0~4s内振子作了1.75次全振动
D.在0~4s内振子通过的路程为0.35cm,位移为0
针对练习4:摆长为L的单摆做简谐振动,若从某时刻开始计时,(取作t=0),当振动至时,摆球具有负向最大速度,则单摆的振动图象是图中的()
专题(五)受迫振动和共振
【例5】把一个筛子用四根弹簧支起来,筛子上装一个电动偏心轮,它每转一周,给筛子一个驱动力,这就做成了一个共振筛。不开电动机让这个筛子自由振动时,完成20次全振动用15s;在某电压下,电动偏心轮的转速是88r/min。已知增大电动偏心轮的电压可以使其转速提高,而增加筛子的总质量可以增大筛子的固有周期。为使共振筛的振幅增大,以下做法正确的是()
A.降低输入电压B.提高输入电压
C.增加筛子质量D.减小筛子质量
针对练习5:如图所示,在一根张紧的水平绳上,悬挂有a、b、c、d、e五个单摆,让a摆略偏离平衡位置后无初速释放,在垂直纸面的平面内振动;接着其余各摆也开始振动。下列说法中正确的有:()
A.各摆的振动周期与a摆相同
B.各摆的振幅大小不同,c摆的振幅最大
C.各摆的振动周期不同,c摆的周期最长
D.各摆均做自由振动
三、课后训练
1.已知在单摆a完成10次全振动的时间内,单摆b完成6次全振动,两摆长之差为1.6m.则两单摆摆长la与lb分别为
A.la=2.5m,lb=0.9mB.la=0.9m,lb=2.5m
C.la=2.4m,lb=4.0mD.la=4.0m,lb=2.4m
2.一个弹簧振子在AB间作简谐运动,O是平衡位置,以某时刻作为计时零点()。经过周期,振子具有正方向的最大加速度。那么以下几个振动图中哪一个正确地反映了振子的振动情况?()
3.如下图所示,一个小铁球,用长约10m的细线系牢,另一端固定在O点,小球在C处平衡,第一次把小球由C处向右侧移开约4cm,从静止释放至回到C点所用时间为;第二次把小球提到O点,由静止释放,到达C点所用的时间为,则()
A.B.=C.D.无法判断
4.一个单摆作简谐运动,若使摆球质量变为原来的4倍,而通过平衡位置时的速度变为原来的,则()
A.频率不变,振幅不变B.频率不变,振幅改变
C.频率改变,振幅不变D.频率改变,振幅改变
5.甲、乙两个单摆的振动图线如图所示。根据振动图线可以断定()
A.甲、乙两单摆摆长之比是4∶9
B.甲、乙两单摆振动的频率之比是2∶3
C.甲摆的振动能量大于乙摆的振动能量
D.乙摆的振动能量大于甲摆的振动能量
6.如图所示,一块质量为2kg、涂有碳黑的玻璃板,在拉力F的作用下竖直向上做匀变速直线运动.一个频率为5Hz的振动方向为水平且固定的振针,在玻璃板上画出了如图所示的图线,量得OA=1cm,OB=4cm,OC=9cm.求拉力F的大小.(不计一切摩擦阻力,取g=10m/s2)
课后训练参考答案:
1.B2.D3.A4.B5.A
6.OA=1cmAB=3cm
BC=5cm
因为:TOA=TAB=TBC=T/2=0.1s
根据:s=aT2
a==2m/s2
F-mg=ma
得:F=mg+ma=24N
一名优秀的教师在教学时都会提前最好准备,作为教师就要好好准备好一份教案课件。教案可以让学生们能够在上课时充分理解所教内容,帮助教师缓解教学的压力,提高教学质量。所以你在写教案时要注意些什么呢?考虑到您的需要,小编特地编辑了“高一物理教案:《行星的运动》教学设计”,欢迎阅读,希望您能够喜欢并分享!
高一物理教案:《行星的运动》教学设计
教学目标
知识目标
通过学习物理学史的知识,使学生了解地心说(托勒密)和日心说(哥白尼)分别以不同的参照物观察天体运动的观点;通过学习开普勒对行星运动的描述,了解牛顿是通过总结前人的经验的基础上提出了万有引力定律.
能力目标
通过学生的阅读使学生知道开普勒对行星运动的描述;
情感目标
使学生在了解地心说和日心说两种不同的观点,也使学生懂得科学的道路并不是平坦的光明大道,也是要通过斗争,甚至会付出生命的代价;
说明:
1、日心、地心学说及两者之间的争论有许多内容可向学生介绍,教材为了简单明了地简述开普勒关于行星运动的规律,没有过多地叙述这些内容.教学中可根据学生的实际情况加以补充.
2、这一节的教学除向学生介绍日心、地心学说之争外,还要注意向学生说明古时候人们总是认为天体做匀速圆周运动是由于它遵循的运动规律与地面上物体运动的规律不同.
3.学习这一节的主要目的是为了下一节推导万有引力定律做铺垫,因此教材中没有过重地讲述开普勒的三大定律,而是将三大定律的内容综合在一起加以说明,节后也没有安排练习.希望老师能合理地安排这一节的教学.
教学建议
教材分析
本节教材首先让学生在上课前准备大量的资料并进行阅读,如:第谷在1572年时发现在仙后座中有一颗很亮的新星,从此连续十几个月观察这颗星从明亮到消失的过程,并用仪器定位确证是恒星(后称第谷星,是银河系一颗超新星),打破了历来“恒星不变”的学说.伽利略开创了以实验事实为基础并具有严密逻辑体系和数学表述形式的近代科学.为推翻以亚里士多德为旗号的经院哲学对科学的禁锢、改变与加深人类对物质运动和宇宙的科学认识而奋斗了一生,因此被誉为“近代科学之父”.开普勒幼年时期的不幸,通过自身不懈的努力完成了第谷未完成的工作.这些物理学家的有关资料可以帮助学生在了解万有引力定律发现的过程中体会科学家们追求真理、实事求是、不畏强权的精神.
教法建议
具体授课中教师可以用故事的形式讲述.也可通过放资料片和图片的形式讲述.也可大胆的让学生进行发言.
在讲授“日心说”和“地心说”时,先不要否定“地心说”,让学生了解托勒密巧妙的解释,同时让学生明白哥白尼的理论推翻了统治人类长达一千余年的地球是宇宙中心的“地心说”理论,为宣传和捍卫这一学说,意大利的思想家布鲁诺惨遭烧死,伽利略也为此受到残酷迫害.不必给结论,让学生自行得出结论.
典型例题
关于开普勒的三大定律
例1 月球环绕地球运动的轨道半径约为地球半径的60倍,运行周期约为27天。应用开普勒定律计算:在赤道平面内离地面多少高度,人造地球卫星可以随地球一起转动,就像停留在无空中不动一样.
分析:月球和人造地球卫星都在环绕地球运动,根据开普勒第三定律,它们运行轨道的半径的三次方跟圆周运动周期的二次方的比值都是相等的.
解:设人造地球卫星运行半径为R,周期为T,根据开普勒第三定律有:
同理设月球轨道半径为 ,周期为 ,也有:
由以上两式可得:
在赤道平面内离地面高度:
km
点评:随地球一起转动,就好像停留在天空中的卫星,通常称之为定点卫星.它们离地面的高度是一个确定的值,不能随意变动。
利用月相求解月球公转周期
例2 若近似认为月球绕地球公转与地球绕日公转的轨道在同一平面内,且都为正圆.又知这两种转动同向,如图所示,月相变化的周期为29.5天(图是相继两次满月,月、地、日相对位置示意图).
解:月球公转(2π+ )用了29.5天.
故转过2π只用 天.
由地球公转知 .
所以 =27.3天.
例3 如图所示,A、B、C是在地球大气层外的圆形轨道上运行的三颗人造地球卫星,下列说法中正确的是哪个?( )
A.B、C的线速度相等,且大于A的线速度
B.B、C的周期相等,且大于A的周期
C.B、C的向心加速度相等,且大于A的向心加速度
D.若C的速率增大可追上同一轨道上的B
分析:由卫星线速度公式 可以判断出 ,因而选项A是错误的.
由卫星运行周期公式 ,可以判断出 ,故选项B是正确的.
卫星的向心加速度是万有引力作用于卫星上产生的,由 ,可知 , 因而选项C是错误的.
若使卫星C速率增大,则必然会导致卫星C偏离原轨道,它不可能追上卫星B,故D也是错误的.
解:本题正确选项为B。
点评:由于人造地球卫星在轨道上运行时,所需要的向心力是由万有引力提供的,若由于某种原因,使卫星的速度增大。则所需要的向心力也必然会增加,而万有引力在轨道不变的时候,是不可能增加的,这样卫星由于所需要的向心力大于外界所提供的向心力而会作离心运动。
探究活动
1、观察月亮的运动现象.
2、观察日出现象.
俗话说,磨刀不误砍柴工。教师要准备好教案,这是每个教师都不可缺少的。教案可以让学生更好的吸收课堂上所讲的知识点,帮助教师缓解教学的压力,提高教学质量。那么,你知道教案要怎么写呢?为满足您的需求,小编特地编辑了“高一物理教案:《曲线运动》教学设计”,仅供您在工作和学习中参考。
高一物理教案:《曲线运动》教学设计
教学目标
知识目标
1、知道曲线运动是一种变速运动,它在某点的瞬时速度方向在曲线这一点的切线上.
2、理解物体做曲线运动的条件是所受合外力与初速度不在同一直线上.
能力目标
培养学生观察实验和分析推理的能力.
情感目标
激发学生学习兴趣,培养学生探究物理问题的习惯.
教学建议
教材分析
本节教材主要有两个知识点:曲线运动的速度方向和物体做曲线运动的条件.教材一开始提出曲线运动与直线运动的明显区别,引出曲线运动的速度方向问题,紧接着通过观察一些常见的现象,得到曲线运动中速度方向是时刻改变的,质点在某一点(或某一时刻)的速度方向是曲线的这一点(或这一时刻)的切线方向.再结合矢量的特点,给出曲线运动是变速运动.关于物体做曲线运动的条件,教材从实验入手得到:当运动物体所受合外力的方向跟它的速度方向不在同一直线上时,物体就做曲线运动.再通过实例加以说明,最后从牛顿第二定律角度从理论上加以分析.教材的编排自然顺畅,适合学生由特殊到一般再到特殊的认知规律,感性知识和理性知识相互渗透,适合对学生进行探求物理知识的训练:创造情境,提出问题,探求规律,验证规律,解释规律,理解规律,自然顺畅,严密合理.本节教材的知识内容和能力因素,是对前面所学知识的重要补充,是对运动和力的关系的进一步理解和完善,是进一步学习的基础.
教法建议
“关于曲线运动的速度方向”的教学建议是:首先让学生明确曲线运动是普遍存在的,通过图片、动画,或让学生举例,接着提出问题,怎样确定做曲线运动的物体在任意时刻速度的方向呢?可让学生先提出自己的看法,然后展示录像资料,让学生总结出结论.接着通过分析速度的矢量性及加速度的定义,得到曲线运动是变速运动.
“关于物体做曲线运动的条件”的教学建议是:可以按照教材的编排先做演示实验,引导学生提问题:物体做曲线运动的条件是什么?得到结论,再从力和运动的关系角度加以解释.如果学生基础较好,也可以运用逻辑推理的方法,先从理论上分析,然后做实验加以验证.
教学设计方案
教学重点:曲线运动的速度方向;物体做曲线运动的条件
教学难点:物体做曲线运动的条件
主要教学过程设计:
一、曲线运动的速度方向:
(一)让学生举例:物体做曲线运动的一些实例
(二)展示图片资料1、上海南浦大桥 2、导弹做曲线运动 3、汽车做曲线运动
(三)展示录像资料:l、弯道上行驶的自行车
通过以上内容增强学生对曲线运动的感性认识,紧接着提出曲线运动的速度方向问题:
(四)让学生讨论或猜测,曲线运动的速度方向应该怎样?
(五)展示录像资料2:火星儿沿砂轮切线飞出 3:沾有水珠的自行车后轮原地 运转
(六)让学生总结出曲线运动的方向
(七)引导学生分析推理:速度是矢量→速度方向变化,速度矢量就发生了变化→具有加速度→曲线运动是变速运动.
二、物体做曲线运动的条件:
[方案一]
(一)提出问题,引起思考:沿水平直线滚动的小球,若在它前进的方向或相反方向施加外力,小球的运动情况将如何?若在其侧向施加外力,运动情况将如何?
(二)演示实验;钢珠在磁铁作用下做曲线运动的情况,或钢珠沿水平直线运动之后飞离桌面的情况.
(三)请同学分析得出结论,并通过其它实例加以巩固.
(四)引导同学从力和运动的关系角度从理论上加以分析.
[方案二]
(一)由物体受到合外力方向与初速度共线时,物体做直线运动引入课题,教师提出问题请同学思考:如果合外力垂直于速度方向,速度的大小会发生改变吗?进而将问题展开,运用力的分解知识,引导学生认识力改变运动状态的两种特殊情况:
1、当力与速度共线时,力会改变速度的大小;
2、力与速度方向垂直时,力只会改变速度方向.
最后归结到:当力与初速度成角度时,物体只能做曲线运动,确定物体做哪一种运动的依据是合外力与初速度的关系.
(二)通过演示实验加以验证,通过举生活实例加以巩固:
展示课件三,人造卫星做曲线运动,让学生进一步认识曲线运动的相关知识.
课件2,抛出的手榴弹做曲线运动,加强认识.
探究活动
观察并思考,现实生活中物体做曲线运动的实例,并分析物体所受合外力的情况与各点速度的关系.
古人云,工欲善其事,必先利其器。高中教师要准备好教案,这是教师工作中的一部分。教案可以让学生能够在课堂积极的参与互动,帮助高中教师掌握上课时的教学节奏。你知道如何去写好一份优秀的高中教案呢?下面是小编精心为您整理的“高一物理教案:《运动快慢的描述 速度》教学设计”,相信能对大家有所帮助。
高一物理教案:《运动快慢的描述 速度》教学设计
教学目标
知识目标
1、理解平均速度的概念:
(1)知道平均速度是粗略描述变速运动的快慢的物理量.
(2)理解平均速度的定义,知道在不同的时间内或不同的位移上的平均速度一般是不同的.
(3)会用平均速度的公式解答有关的问题.
2、理解瞬时速度的概念
(1)知道瞬时速度是精确描述变速运动快慢和方向的物理量.
(2)知道瞬时速度是物体在某一时刻的速度或在某一位置时的速度.
3、理解用比值法定义物理量的方法.
能力目标
培养学生自主学习的能力.
情感目标
培养学生认真思考问题的习惯.
教学建议
教材分析
速度的定义是高中物理中第一次向学生介绍用比值定义物理量的方法,教材的讲述比较详细,通过两种通俗的比较运动快慢的方法,过渡到一个统一标准,自然地给出比值法定义速度.对平均速度和瞬时速度的讲述也非常便于学生的接受,且适时给出了速率的概念;课后给出的“阅读材料”和“做一做”对加深概念的理解和扩展思维有很大的好处.
教法建议
在学生看书自学的基础上,启发学生,要让学生参与速度的定义过程,通过一些讨论突破瞬时速度这个难点,配合一些多媒体资料加深理解和巩固.在引入速度概念时,也可采用,给出两个具体的匀速直线运动的实例,让同学体会,介绍一种运动要抓住其本质,本质应是相对不变的,位移是变化的,时间是变化的,观察位移与时间的比值,此比值是不变的.分析比值的含义,由此得到速度的定义.讲述平均速度时,最好给出一个具体的实例来说明.
教学设计示例
教学重点:速度的定义,平均速度,瞬时速度的理解.
教学难点:对瞬时速度的理解.
主要设计:
一、速度:
【方案一】
1、提问:在百米赛跑中,如何比较运动员跑得快慢?
(展示媒体资料:运动会上百米赛跑的资料)
2、提问:两辆汽车都行驶2h,如何比较哪辆车更快?
3、提问:如果两物体运动的时间不同,发生的位移也不同,如何比较它们谁运动的更快?
4、提问:什么叫速度?速度的物理意义?速度的单位?速度的方向?
5、讨论:如何在位移图像中求速度.
【方案二】
1、给出如图所示的甲、乙两辆汽车做匀速直线情况,请同学观察它们的特点.
2、引导同学思考与讨论:
(1)如何向别人介绍这两个的运动?谁运动得更快?
(2)只比较两车的位移,或只比较两车的运动时间,能知道哪辆车运动底快吗?为什么?
(3)引导:在介绍某一事物时要抓住其本质,本质应是相对不变的.位移是变化的、时间是变化的,观察位移与时间的比值,此比值是不变的,分析比值的含义,得到速度的定义.
3、讨论速度的单位、矢量性等.
4、讨论:如何利用位移图像求速度.
二、平均速度和瞬时速度:
(一)平均速度:
1、提问:匀速直线运动的速度有什么特点?
2、提问:如何粗略地描述变速直线运动的快慢?什么叫平均速度?
3、提问:在百米跑的过程中,前半程和后半程的平均速度相同吗?
4、练习:在百米跑的过程中,某运动员10s钟到达终点,观察记录得知,他跑到50m处时,用时5.5s.经过5s时跑到45m处,分别求全程的平均速度、前半程和后半程的平均速度、前一半时间和后一半时间的平均速度.
(二)瞬时速度:
1、引导启发:某人静止在A位置,与慢走经过A位置,或快跑经过A位置,情况是不同的(运动状态不同),这种不同需要用瞬时速度来描述,第一种情况瞬时速度为零,第二种情况的瞬时速度小于第三种情况的瞬时速度.
2、引导启发:百米赛跑运动员,若全程用10s,则10s内的平均速度为10m/s,若测出每一秒内的位移,如第1秒内的位移为8m,则 m/s,第二秒内的位移为9m,则 m/s,第3秒内的位移为11m,则 m/s,这样对运动员的情况就了解得比较细致了,若能知道每个0.1s内的位移,则对运动情况的了解就更细致了,若能知道每个0.01s内的位移,则对运动情况的了解就更细致了.要更精确的掌握物体的运动情况,则需要知道物体各个时刻的速度.
3、提问:什么叫瞬时速度?什么叫速率?
4、展示多媒体资料:汽车速度计及理程计,让瞬时速度的概念更加具体化.
5、练习书后“做一做”,模拟打点计时器.
探究活动
请你想办法测量下列物体运动时的平均速率:
1、人走路时的情况.
2、人骑自行车时的情况.
3、某人在运动会上400m跑时的情况.
4、公共汽车运行时的情况.
并思考:平均速率与平均速度有什么不同?
文章来源:http://m.jab88.com/j/108448.html
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