第一篇:11.3《簡諧運動的回復(fù)力和能量》示范教案
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11.3、簡諧運動的回復(fù)力和能量示范教案
一、教學(xué)目的
1.掌握簡諧運動的定義;了解簡諧運動的運動特征;掌握簡諧運動的動力學(xué)公式;了解簡諧運動的能量變化規(guī)律。
2.引導(dǎo)學(xué)生通過實驗觀察,概括簡諧運動的運動特征和簡諧運動的能量變化規(guī)律,培養(yǎng)歸納總結(jié)能力。
3.結(jié)合舊知識進(jìn)行分析,推理而掌握新知識,以培養(yǎng)其觀察和邏輯思維能力。
二、教學(xué)難點
1.重點是簡諧運動的定義;
2.難點是簡諧運動的動力學(xué)分析和能量分析。
三、教具:彈簧振子,掛圖。
四、主要教學(xué)過程
(一)引入新課
提問1:什么是機(jī)械振動?
答:物體在平衡位置附近做往復(fù)運動叫機(jī)械振動。提問2:振子做什么運動?
日常生活中經(jīng)常會遇到機(jī)械振動的情況:機(jī)器的振動,橋梁的振動,樹枝的振動,樂器的發(fā)聲,它們的振動比較復(fù)雜,但這些復(fù)雜的振動都是由簡單的振動的組成的,因此,我們的研究仍從最簡單、最基本的機(jī)械振動開始。剛才演示的就是一種最簡單、最基本的機(jī)械振動,叫做簡諧運動。
提問3:過去我們研究自由落體等勻變速直線運動是從哪幾個角度進(jìn)行研究的?
今天,我們?nèi)砸獜倪\動學(xué)(位移、速度、加速度)研究簡諧運動的運動性質(zhì);從動力學(xué)(力和運動的關(guān)系)研究簡諧運動的特征,再研究能量變化的情況。
(二)新課教學(xué)
(第二次演示豎直方向的彈簧振子)提問4:大家應(yīng)明確觀察什么?(物體)
提問5:上述四個物理量中,哪個比較容易觀察?
提問6:做簡諧運動的物體受的是恒力還是變力?力的大小、方向如何變?
小結(jié):簡諧運動的受力特點:回復(fù)力的大小與位移成正比,回復(fù)力的方向指向平衡位置 提問7:簡諧運動是不是勻變速運動?
小結(jié):簡諧運動是變速運動,但不是勻變速運動。加速度最大時,速度等于零;速度最大時,加速度等于零。
提問8:從簡諧運動的運動特點,我們來看它在運動過程中能量如何變化?讓我們再來觀察。提問9:振動前為什么必須將振子先拉離平衡位置?(外力對系統(tǒng)做功)提問10:在A點,振子的動能多大?系統(tǒng)有勢能嗎? 提問11:在O點,振子的動能多大?系統(tǒng)有勢能嗎?
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www.tmdps.cn 上中學(xué)學(xué)科網(wǎng),下精品學(xué)科資料 提問12:在D點,振子的動能多大?系統(tǒng)有勢能嗎? 提問13:在B,C點,振子有動能嗎?系統(tǒng)有勢能嗎? 小結(jié):簡諧運動過程是一個動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化過程。
(三)總結(jié):
(四)布置作業(yè):
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第二篇:《簡諧運動的回復(fù)力和能量》教案
11.3、簡諧運動的回復(fù)力和能量示范教案
一、教學(xué)目的
1.掌握簡諧運動的定義;了解簡諧運動的運動特征;掌握簡諧運動的動力學(xué)公式;了解簡諧運動的能量變化規(guī)律。
2.引導(dǎo)學(xué)生通過實驗觀察,概括簡諧運動的運動特征和簡諧運動的能量變化規(guī)律,培養(yǎng)歸納總結(jié)能力。
3.結(jié)合舊知識進(jìn)行分析,推理而掌握新知識,以培養(yǎng)其觀察和邏輯思維能力。
二、教學(xué)難點
1.重點是簡諧運動的定義;
2.難點是簡諧運動的動力學(xué)分析和能量分析。
三、教具:彈簧振子,掛圖。
四、主要教學(xué)過程
(一)引入新課
提問1:什么是機(jī)械振動?
答:物體在平衡位置附近做往復(fù)運動叫機(jī)械振動。提問2:振子做什么運動?
日常生活中經(jīng)常會遇到機(jī)械振動的情況:機(jī)器的振動,橋梁的振動,樹枝的振動,樂器的發(fā)聲,它們的振動比較復(fù)雜,但這些復(fù)雜的振動都是由簡單的振動的組成的,因此,我們的研究仍從最簡單、最基本的機(jī)械振動開始。剛才演示的就是一種最簡單、最基本的機(jī)械振動,叫做簡諧運動。
提問3:過去我們研究自由落體等勻變速直線運動是從哪幾個角度進(jìn)行研究的?
今天,我們?nèi)砸獜倪\動學(xué)(位移、速度、加速度)研究簡諧運動的運動性質(zhì);從動力學(xué)(力和運動的關(guān)系)研究簡諧運動的特征,再研究能量變化的情況。
(二)新課教學(xué)
(第二次演示豎直方向的彈簧振子)提問4:大家應(yīng)明確觀察什么?(物體)提問5:上述四個物理量中,哪個比較容易觀察?
提問6:做簡諧運動的物體受的是恒力還是變力?力的大小、方向如何變?
小結(jié):簡諧運動的受力特點:回復(fù)力的大小與位移成正比,回復(fù)力的方向指向平衡位置 提問7:簡諧運動是不是勻變速運動?
小結(jié):簡諧運動是變速運動,但不是勻變速運動。加速度最大時,速度等于零;速度最大時,加速度等于零。
提問8:從簡諧運動的運動特點,我們來看它在運動過程中能量如何變化?讓我們再來觀察。提問9:振動前為什么必須將振子先拉離平衡位置?(外力對系統(tǒng)做功)提問10:在A點,振子的動能多大?系統(tǒng)有勢能嗎? 提問11:在O點,振子的動能多大?系統(tǒng)有勢能嗎?
提問12:在D點,振子的動能多大?系統(tǒng)有勢能嗎? 提問13:在B,C點,振子有動能嗎?系統(tǒng)有勢能嗎? 小結(jié):簡諧運動過程是一個動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化過程。
(三)總結(jié):
(四)布置作業(yè):
第三篇:《簡諧運動的描述》示范教案
11.2、簡諧運動的描述示范教案
教學(xué)目標(biāo):
1.知道簡諧運動的振幅、周期和頻率的含義。2.理解周期和頻率的關(guān)系。
3.知道振動物體的固有周期和固有頻率,并正確理解與振幅無關(guān)。
重點難點:振幅、周期和頻率的物理意義;理解振動物體的固有周期和固有頻率與振幅無關(guān)。教學(xué)方法:實驗觀察、講授、討論,計算機(jī)輔助教學(xué)。教
具:彈簧振子,音叉,教學(xué)過程
1.新課引入
上節(jié)課講了簡諧運動的現(xiàn)象和受力情況。我們知道振子在回復(fù)力作用下,總以某一位置為中心做往復(fù)運動。現(xiàn)在我們觀察彈簧振子的運動。將振子拉到平衡位置O的右側(cè),放手后,振子在O點的兩側(cè)做往復(fù)運動。振子的運動是否具有周期性?
在圓周運動中,物體的運動由于具有周期性,為了研究其運動規(guī)律,我們引入了角速度、周期、轉(zhuǎn)速等物理量。為了描述簡諧運動,也需要引入新的物理量,即振幅、周期和頻率。
2.新課講授
實驗演示:觀察彈簧振子的運動,可知振子總在一定范圍內(nèi)運動。說明振子離開平衡位置的距離在一定的數(shù)值范圍內(nèi),這就是我們要學(xué)的第一個概念——振幅。
(1)、振幅A:振動物體離開平衡位置的最大距離。我們要注意,振幅是振動物體離開平衡位置的最大距離,而不是最大位移。這就意味著,振幅是一個數(shù)值,指的是最大位移的絕對值。
【板書】
2、振動的周期和頻率
(1)、振動的周期T:做簡諧運動的物體完成一次全振動的時間。振動的頻率f:單位時間內(nèi)完成全振動的次數(shù)。
(2)、周期的單位為秒(s)、頻率的單位為赫茲(Hz)。
實驗演示:下面我們觀察兩個勁度系數(shù)相差較大的彈簧振子,讓這兩個彈簧振子開始振動,用秒表或者脈搏計時,比較一下這兩個振子的周期和頻率。演示實驗表明,周期越小的彈簧振子,頻率就越大。
【板書】(3)、周期和頻率都是表示振動快慢的物理量。兩者的關(guān)系為:T=1/f
或
f=1/T
舉例來說,若周期T=0.2s,即完成一次全振動需要0.2s,那么1s內(nèi)完成全振動的次數(shù),就是1/0.2=5s-1.也就是說,1s鐘振動5次,即頻率為5Hz.【板書】
3、簡諧運動的周期或頻率與振幅無關(guān)
實驗演示(引導(dǎo)學(xué)生注意聽):敲一下音叉,聲音逐漸減弱,即振幅逐漸減小,但音調(diào)不發(fā)生變化,即頻率不變.【板書】 振子的周期(或頻率)由振動系統(tǒng)本身的性質(zhì)決定,稱為振子的固有周期或固有頻率.例如:一面鑼,它只有一種聲音,用錘敲鑼,發(fā)出響亮的鑼聲, 鑼聲很快弱下去,但不會變調(diào).擺動著的秋千,雖擺動幅度發(fā)生變化,但頻率不發(fā)生變化.彈簧振子在實際的振動中, 會逐漸停下來,但頻率是不變的.這些都說明所有能振動的物體,都有自己的固有周期或固有頻率.鞏固練習(xí): 1.A、B兩個完全一樣的彈簧振子,把A振子移到A的平衡位置右邊10cm,把B振子移到B的平衡位置右邊5cm,然后同時放手,那么:
A.B.C.D.作業(yè)
1.動手作業(yè):同學(xué)們自己制作一個彈簧振子,觀察其運動.分別改變振子振動的振幅、彈簧的勁度和振子的質(zhì)量,其周期和頻率是否變化? 2.書面作業(yè):把課本10頁練習(xí)二(1)、(2)題做在練習(xí)本上.A、B運動的方向總是相同的.A、B運動的方向總是相反的.A、B運動的方向有時相同、有時相反.無法判斷A、B運動的方向的關(guān)系.
第四篇:簡諧運動的能量受迫振動共振·教案
簡諧運動的能量 受迫振動 共振·教案
一、教學(xué)目標(biāo)
(1)知道阻尼振動和無阻尼振動,并能從能量的觀點給予說明。
(2)知道受迫振動的概念。知道受迫振動的頻率等于驅(qū)動力的頻率,而跟振動物體的固有頻率無關(guān)。
(3)理解共振的概念,知道常見的共振的應(yīng)用和危害。
二、教學(xué)重點、難點 受迫振動,共振。
三、教具
彈簧振子、受迫振動演示儀、擺的共振演示器、投影儀、投影片若干。
四、教學(xué)過程(一)復(fù)習(xí)提問
讓學(xué)生注意觀察教師的演示實驗。教師把彈簧振子的振子向右移動至B點,然后釋放,則振子在彈性力作用下,在平衡位置附近持續(xù)地沿直線振動起來。重復(fù)兩次讓學(xué)生在黑板上畫出振動圖象的示意圖(圖1中的Ⅰ)。
再次演示上面的振動,只是讓起始位置明顯地靠近平衡位置,再讓學(xué)生在原坐標(biāo)上畫出第二次振子振動的圖象(圖1中的Ⅱ)。Ⅰ和Ⅱ應(yīng)同頻、同相、振幅不同。
教師把畫得比較標(biāo)準(zhǔn)的投影片向?qū)W生展示。
結(jié)合圖象和振子運動與學(xué)生一起分析能量的變化并引入新課。(二)新課教學(xué)
現(xiàn)在以彈簧振子為例討論一下簡諧運動的能量問題。
問:振子從B向O運動過程中,它的能量是怎樣變化的?引導(dǎo)學(xué)生答出彈性勢能減少,動能增加。
問:振子從O向C運動過程中能量如何變化?振子由C向O、又由O向B運動的過程中,能量又是如何變化的?
問:振子在振動過程中總的機(jī)械能如何變化?引導(dǎo)學(xué)生運用機(jī)械能守恒定律,得出在不計阻力作用的情況下,總機(jī)械能保持不變。
教師指出:將振子從B點釋放后在彈簧彈力(回復(fù)力)作用下,振子向左運動,速度加大,彈簧形變(位移)減少,彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化為振子的動能。當(dāng)回到平衡位置O時,彈簧無形變,彈性勢能為零,振子動能達(dá)到最大值,這時振子的動能等于它在最大位移處(B點)彈簧的彈性勢能,也就是等于系統(tǒng)的總機(jī)械能。在任何一位置上,動能和勢能之和保持不變,都等于開始振動時的彈性勢能,也就是系統(tǒng)的總機(jī)械能。
由于簡諧運動中總機(jī)械能守恒,所以簡諧運動中振幅不變。如果初始時B點與O點的距離越大,到O點時,振子的動能越大,則系統(tǒng)所具有的機(jī)械能越大。相應(yīng)地,振子的振幅也就越大,因此簡諧運動的振幅與能量相對應(yīng)。問:從能量的觀點來看,Ⅰ和Ⅱ哪一個振動的機(jī)械能多?學(xué)生答出Ⅰ的機(jī)械能多。
教師可以指出:可以證明,對于簡諧運動,系統(tǒng)的機(jī)械能與振幅的平方成正比,即
其中E是振動系統(tǒng)的機(jī)械能,k是簡諧運動中回復(fù)力與位移的比例系數(shù),A是振幅,A越大,E越大。
簡諧運動是一種理想化的振動,像彈簧振子和單擺那樣,一旦提供振動系統(tǒng)一定的能量,由于機(jī)械能守恒,它們就要以一定的振幅永不停息地振動下去。可是實際上振動系統(tǒng)不可避免地要受到摩擦和其它阻力,那么擺球或彈簧振子的振動圖象是什么樣的呢?引導(dǎo)學(xué)生分析并畫出圖象(如圖2):在實際情況中存在空氣阻力或摩擦阻力,振動系統(tǒng)克服阻力做功,系統(tǒng)的能量就要損耗,振動的振幅也就會逐漸減小,甚至完全停下來。
指出:振幅隨時間減小的振動叫做阻尼振動。圖2就是阻尼振動的圖象。問:怎樣才能使受阻力的振動物體的振幅不變,而一直振動下去呢?引導(dǎo)學(xué)生答出,應(yīng)不斷地向系統(tǒng)補(bǔ)充損耗的機(jī)械能,以使振動物體的振幅不變。
指出:這種振幅不變的振動叫無阻尼振動。
問:無阻尼振動是否是無阻力振動?引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識到無阻尼和無阻力有不同的含義。
舉幾個無阻尼振動的例子,例如電鈴響的時候,鈴錘是做無阻尼振動。電磁打點計時器工作時,打點針是做無阻尼振動。掛鐘的擺是做無阻尼振動。……無阻尼振動的共同特點是,工作時振動物體不斷地受到周期性變化外力的作用。這種周期性變化的外力叫驅(qū)動力。在驅(qū)動力作用下物體的振動叫受迫振動。
再讓學(xué)生舉幾個受迫振動的例子,例如內(nèi)燃機(jī)氣缸中活塞的運動,縫紉機(jī)針頭的運動,揚(yáng)聲器紙盆的運動,電話耳機(jī)中膜片的運動等都是受迫振動。
問:受迫振動的頻率跟什么有關(guān)呢?
讓學(xué)生注意觀察演示(圖3)。用不同的轉(zhuǎn)速勻速地轉(zhuǎn)動把手,可以發(fā)現(xiàn),開始振子的運動情況比較復(fù)雜,但達(dá)到穩(wěn)定后,振子的運動就比較穩(wěn)定,可以明顯地觀察到受迫振動的周期等于驅(qū)動力的周期。這樣就可以得到物體做受迫振動的頻率等于驅(qū)動力的頻率,而跟振子的固有頻率無關(guān)。
問:受迫振動的振幅又跟什么有關(guān)呢?
演示擺的共振(裝置如圖4),在一根繃緊的繩上掛幾個單擺,其中A、B、G球擺的長相等。當(dāng)使A擺動起來后,A球的振動通過張緊的繩給其余各擺施加周期性的驅(qū)動力,經(jīng)一段時間后,它們都會振動起來。驅(qū)動力的頻率等于A擺的頻率。實驗發(fā)現(xiàn),在A擺多次擺動后,各球都將以A球的頻率振動起來,但振幅不同,固有頻率與驅(qū)動力頻率相等的B、G球的振幅最大,而頻率與驅(qū)動力頻率相差最大的D、E球的振幅最小。
明確指出:驅(qū)動力的頻率跟物體的固有頻率相等時,振幅最大,這種現(xiàn)象叫共振。
展示受迫振動的振幅隨驅(qū)動力頻率變化的關(guān)系投影片(如圖5),并加以解釋。講解一下共振在技術(shù)上有其有利的一面,也存在不利的一面。結(jié)合課本讓同學(xué)思考,在生活實際中利用共振和防止共振的實例。
三、請同學(xué)小結(jié)一下本節(jié)要點
1.振動物體都具有能量,能量的大小與振幅有關(guān),振幅越大,振動能量也越大;
2.當(dāng)振動物體的能量逐漸減小時,振幅也隨著減小,這樣的振動叫阻尼振動;
3.振幅保持不變的振動叫無阻尼振動;
4.物體在驅(qū)動力作用下的振動是受迫振動,受迫振動的頻率等于驅(qū)動力的頻率;
5.當(dāng)驅(qū)動力的頻率等于物體的固有頻率時,受迫振動振幅最大的現(xiàn)象叫共振;共振在技術(shù)上有其有利的一面,也存在不利的一面;有利的要盡量利用,不利的要盡量防止。
四、鞏固練習(xí)
支持火車車廂的彈簧的固有頻率為2Hz,行駛在每節(jié)鐵軌長10米的鐵路上,則當(dāng)運行速度為_______m/s時,車廂振動最劇烈。[20m/s]
五、說明
大綱把阻尼振動列為選學(xué)內(nèi)容,因而這部分內(nèi)容的難度應(yīng)有所降低,可以集中力量講好受迫振動和共振。本教案中關(guān)于振動系統(tǒng)的機(jī)械能與振幅的平方成正比的內(nèi)容適用于基礎(chǔ)較強(qiáng)的學(xué)生,對于接受能力較差的班級可略去。
這部分教學(xué)的困難是:(1)演示實驗很難做成;(2)通過實驗得出:做受迫振動的物體,它在達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后的頻率總是等于驅(qū)動力的頻率,而跟物體的固有頻率無關(guān),學(xué)生很難領(lǐng)會其所以然;(3)學(xué)生難以理解何以共振的發(fā)生決定于驅(qū)動力變化頻率和固有頻率之間的關(guān)系,而跟驅(qū)動力的大小無關(guān)。
為此,第一,要做好受迫振動實驗的演示和引導(dǎo)。不施驅(qū)動力時的振動是自由振動,振動頻率由系統(tǒng)自身決定,即振子以固有頻率振動。由于空氣阻力的緣故,振幅越來越小,最后振動停止。在驅(qū)動力作用下,小球的振動比較復(fù)雜,因它同時參與兩種振動:一種是以驅(qū)動力的頻率而振動,另一種是以小球自身的固有頻率的振動,而在前面的演示中已看出,小球以固有頻率所做的振動將會在阻力的影響下很快的消失。因此小球達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時,所做的振動就是以驅(qū)動力的頻率所做的振動,而跟小球的固有頻率無關(guān)。以上通過實驗驗證即可,不必作理論上的深入。第二,講清共振時的能量情況,按能量關(guān)系進(jìn)行分析。可以講一些共振的實例,來說明受迫振動和共振的關(guān)系,以擴(kuò)大學(xué)生的知識面。
第五篇:運動和力復(fù)習(xí)總結(jié)示范教案
第六節(jié) 復(fù)習(xí)和總結(jié)
從容說課
通過本章“運動和力”的學(xué)習(xí),學(xué)生對機(jī)械運動、參照物、速度、時間和長度的測量、力的單位和測量、力的表示、力的作用效果、物體的慣性、二力的平衡等一些基本的知識已有所了解.本節(jié)課的任務(wù)就是要學(xué)生系統(tǒng)地回顧和總結(jié)本章知識的內(nèi)容,體驗知識內(nèi)容之間的聯(lián)系并能綜合應(yīng)用知識解決實際問題.在歸納、總結(jié)、應(yīng)用的過程中培養(yǎng)學(xué)生的概括能力、應(yīng)用物理知識解決實際問題的能力和將科學(xué)知識服務(wù)于人類的意識. 教學(xué)目標(biāo)
一、知識目標(biāo)
1.知道運動和靜止的相對性,能根據(jù)物體的運動情況判斷選擇參照物. 2.能用速度描述物體的運動并能用速度公式進(jìn)行簡單的計算.
3.會選擇和使用適當(dāng)?shù)墓ぞ邷y量時間和長度,知道測量的誤差,區(qū)分誤差和錯誤. 4.知道影響力的作用效果的力的三要素并能用示意圖表示力.
5.會應(yīng)用慣性定律解釋慣性現(xiàn)象,會應(yīng)用二力平衡的條件分析實際問題.
二、能力目標(biāo)
通過對本單元知識的系統(tǒng)復(fù)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生的歸納概括能力和應(yīng)用物理知識解決實際問題的能力.
三、德育目標(biāo)
通過學(xué)生對所學(xué)知識的概括和總結(jié),養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣.培養(yǎng)學(xué)生熱愛科學(xué)的品質(zhì),將科學(xué)知識應(yīng)用于生活的意識. 教學(xué)重點
機(jī)械運動及其相對性、力的概念. 教學(xué)難點
慣性現(xiàn)象的解釋及二力平衡條件的應(yīng)用. 教學(xué)方法
歸納法:通過對本章知識的歸納總結(jié),體驗知識內(nèi)容之間的聯(lián)系,系統(tǒng)復(fù)習(xí)本章知識.
引導(dǎo)分析法:通過引導(dǎo)學(xué)生對典型事例的分析,鍛煉學(xué)生分析問題解決問題的能力. 教具準(zhǔn)備
投影儀及投影片. 課時安排 1課時 教學(xué)過程
一、知識網(wǎng)絡(luò)(板書)
二、典型例題
例1:下列關(guān)于力的說法中正確的是()A.汽車?yán)宪嚂r,汽車總是施力物體,而拖車總是受力物體 B.腳踢球時,腳先對球施力使球飛出,然后球?qū)δ_施力使腳疼痛 C.物體之間只有直接接觸才能發(fā)生力的作用
D.物體間力的作用是相互的,施力物體同時也是受力物體
分析:施力物體和受力物體是相對而言的,主要看以哪個物體為研究對象而言,因此A錯.力的作用具有相互性與同時性,在踢球的同時腳就會疼痛,不會等球飛出去之后才痛,故B錯.物體之間不接觸時也會發(fā)生力的作用,如磁場的作用,所以C錯.故應(yīng)選D.
答案:D 例2:在當(dāng)今世界,地面上奔跑速度最快的是獵豹,它的速度可達(dá)40 m/s;在水中游得最快的是旗魚,它的速度可達(dá)108 km/h;在空中飛行的鳥中最快的是褐海燕,它1 min內(nèi)能飛行5 km,如果有可能讓這三種動物在一起比賽,冠軍是_______,亞軍______.
分析:這是比較速度大小的類型題.解決這一類問題的基本方法是把它們都換算成統(tǒng)一的單位,就可以比較了.
獵豹的速度v1=40m/s,旗魚的速度v2=108 km/h=30 m/s;褐海燕的速度v3=5 km/min=83.3 m/s.v3>v1>v2.
答案:褐海燕 獵豹
例3:手提水桶時,會感到手也受水桶向下的拉力,可見,不但______對____施加了力,同時______對_____也施加了力.
分析:水桶被提起時,水桶位置發(fā)生了變化,水桶是受力物體,施力物體是人.與此同時,手也受到了向下的拉力,此力是由水桶施加的,也就是人在施力的同時.也受到了力.說明物體間力的作用是相互的.
答案:人(手)桶 桶 人(手)例4:有同學(xué)說:“物體沿直線運動,每分鐘通過的路程都是100 m,則必為勻速直線運動.”這句話對嗎? 分析:“快慢不變,經(jīng)過路線是直線的運動,叫做勻速直線運動.”何為“快慢不變”呢?也就是在相等的時間內(nèi)通過的路程都相等,這里可以把時間分割為1小時、1分鐘、1秒鐘等.每個1小時、1分鐘、1秒鐘都是相等的時間,甚至每個十分之一秒、百分之一秒等等都是“相等的時間”.物體如果做勻速直線運動,那么這個“相等的時間”顯然不是指某一種特定分割法的“相等的時間”,而是指任何一種分隔方式的“相等的時間”,也就是說,做勻速直線運動的物體,不僅每小時、每分鐘通過的路程要相等,而且每秒鐘、每十分之一秒鐘等通過的路程都必須相等.
所以,一個做直線運動的物體,每分鐘通過的路程是100 m,那么這個物體有可能做勻速直線運動,而并非一定做勻速直線運動.因為它雖然每分鐘經(jīng)過的路程都相等,但不見得每秒鐘通過的路程也相等.
可見,判斷一個物體的運動是不是勻速直線運動,不能只看某一種分隔法的相等時間內(nèi)通過的路程是否相等,而且要看是否在任何相等的時間內(nèi)物體通過的路程都相等.
例5:王師傅用一把刻度尺測量一木板的長度所測量結(jié)果是3.568m那么,這塊木板的長度的準(zhǔn)確值是多少?估計值是多少?所用刻度尺的最小刻度值是多少?測量的結(jié)果精確到多少? 分析:此類問題應(yīng)根據(jù)測量結(jié)果,運用逆向思維來分析.根據(jù)測量記錄的要求,測量結(jié)果的最后一位是估讀的,3.568m的最后一位是0.008m,即0.8cm,所以估計值是0.8cm.而估計值以前的數(shù)值均為準(zhǔn)確值,所以3.56 m即356 cm為準(zhǔn)確值.從右起倒數(shù)第二位數(shù)字所在單位就是所用刻度尺的最小刻度值,故這把尺的最小刻度值是1 cm.由于測量所能達(dá)到的精確程度是由刻度尺的最小刻度決定的,因此,這個測量結(jié)果精確到1 cm 答案:356 cm 0.8 cm 1 cm 1 cm 例6:工人用鏟子向爐膛內(nèi)送煤,鏟子并不進(jìn)入爐膛,而煤卻能飛進(jìn)爐膛,這是為什么? 分析:先確定以煤為研究對象.然后分析煤原來的運動狀態(tài),接著分析送煤過程中發(fā)生了什么變化,最后由于慣性,煤離開鏟子后要保持原來的狀態(tài)而飛進(jìn)爐膛.
答案:工人用鏟子向爐膛送煤時,鏟子和煤都向前運動,當(dāng)它們到達(dá)膛口前時,鏟子停止了運動,而鏟子上的煤由于慣性要保持原來向前運動的狀態(tài),而離開鏟子飛進(jìn)爐膛.
例7:在一次工程爆破中,用了一條96 cm長的導(dǎo)火索來使裝在鉆孔里的炸藥爆炸,導(dǎo)火索燃燒的速度是0.8cm/s,點火者點著導(dǎo)火索以后,以5 m/s的速度跑開.他能不能在爆炸前跑到離爆炸點500 m的安全地區(qū)? 分析:要解決這個問題,可以通過比較時間、路程和速度的多種方法求解.導(dǎo)火索的燃燒和點火者的跑動具有等時性.此題有多種解法.一題多解有利于同學(xué)們思維能力的提高.
已知:v1=0.8 cm/s v2=5 m/s s1=96 cm s2=500 m 解法一:比較運動時間(求t1=? t2=?)由v=s/t得t1=s1/v1=96 cm/O.8 cm/s=120s t2=s2/v2=500 m/5 mis=100 s 因為t1>t2 所以人能跑到安全區(qū). 解法二:比較需要導(dǎo)火索長度和實際導(dǎo)火索的長度(求s1′)由v=s/t得t1′=t2=s2/v2=500 m/5 m/s=100 s s1′=v1t1′=0.8 cm/s×100 s=80 cm.
因為s1′ 解決三:比較導(dǎo)火索燃燒過程中人跑過的路程與爆炸點到安全區(qū)的距離(求s2′)由v=s/t得t2′=t1=s1/v1=96 cm/0.8 cm/s=120 s s2′=v2t2′=5 m/s′120 s=600 m 因為s2′>s2 所以人能跑到安全區(qū). 解法四:比較剛好能保證人能跑到安全區(qū)的導(dǎo)火索燃燒速度與實際燃燒速度(求v1′)由v=s/t得t1′=t2=s2/v2=500 m/5 m/s=100 s v1′=s1/t1′=96 cm/100 s=0.96 cm/s 因為v1′>v1 所以人能跑到完全區(qū). 解法五:比較保證爆炸時人剛到安全區(qū)所需的速度與人實際跑開的速度(求v2′)由v=s/t得t2′=t1=S1/V1=96 cm/0.8 cm/s=120 s V2′=S2/t2′=500 m/120 s=4.17 m/s 因為v2′ 例8:步行人的速度為v1=5 km/h,騎車人的速度為v2=15 km/h,若步行人先出發(fā)30 min,騎車人由同一出發(fā)點需經(jīng)過多長時間才能追上步行人?這時距出發(fā)地多遠(yuǎn)? 分析:這是兩個物體參加的、運動時間不同的運動,可將這兩個運動轉(zhuǎn)化為運動路程或運動的時間相同來分析. 已知:v1=5 km/h v2=15 km/h Δt=30 min=0.5 h 求:t s 解法一:兩個物體運動的路程相等 s1=s2 v1(t+Δt)=v2t t=v1?t5km/h?0.5h==0.25h v1?v2(15?5)km/h s=s2=v2t=15 km/h×0.25 h=3.75 km. 解法二:兩個物體運動的時間相等 t1=t2 s?v1?tss?4ss? 所以? v1v2v1v2 s=v1v2?t15km/h?0.5h==3.75km v2?v1(15?5)km/h t=s/v2=3.75 km/15 km/h=0.25 h.