恒口高级中学公开课

5.3万有引力定律与天文学的新发现编号：131.了解太阳系第八颗行星以及哈雷彗星的发现过程；2.能够把万有引力定律和圆周运动的规律结合起来解决天体做匀速圆周运动的简单问题；3.掌握天体质量和密度的求解思路和方法，会求天体的质量及密度。

如何用一些特定量测量天体的一些未知量1.万有引力定律公式，其中G= ，忽略地球的自转，地面上物体的重力地球对物体的引力，可列出关系式，将地球绕太阳的运动近似看作匀速圆周运动，，向心力由提供。

2.“笔尖下发现的行星”这句话中发现的行星是，发现者是。

3．哈雷彗星的周期约为76年，这是是国天文学家根据计算而得出的。

这个事实有力地证明的正确性。

案例：测天体的质量M，测出卫星绕天体作匀速圆周运动的半径R和运动周期T.1. 测天体的质量M下面以地球质量的计算为例，再介绍几种计算天体质量的方法：①若已知月球绕地球做匀速圆周运动的半径r和月球运行的线速度v；②若已知月球运行的线速度v和运行周期T；③若已知地球的半径R和地球表面的重力加速度g；2.测天体的密度ρ测出卫星绕天体作匀速圆周运动的半径R、运行周期T和天体的半径R0.3.计算天体的半径设地球的质量为M,g表示物体的重力加速度.1.已知下面的哪组数据，可以算出地球的质量M（引力常量G为已知）（）A.月球绕地球运行的周期T1及月球到地球中心的距离R1B.地球绕太阳运行周期T2及地球到太阳中心的距离R2C.地球绕太阳运行的速度v3及地球到太阳中心的距离R3D.地球表面的重力加速度g及地球到太阳中心的距离R42.天文学家新发现了太阳系外的一颗行星.这颗行星的体积是地球的4.7倍，质量是地球的25倍.已知某一近地卫星绕地球运动的周期约为1.4小时，引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2,由此估算该行星的平均密度约为（）A.1.8×103 kg/m3B.5.6×103 kg/m3C.1.1×104kg/m3D.2.9×104 kg/m33.（思维拓展题）假设地球自转速度达到使赤道上的物体能“飘”起来（完全失重）.试估算一下，此时地球上的一天等于多少小时？（地球半径取6.4×106 m，g取10 m/s2）4.一宇宙飞船靠近某行星时，绕行星表面做匀速圆周运动，随后在行星上着陆，为了测定该行星的质量，宇航员带有简单仪器：秒表、天平、弹簧测力计、水银气压计、质量为m的钩码.（1）请为他设计一个可行性的测量方案，简述步骤；（2）导出行星质量表达式，引力常量G可作为已知.。

2.4研究离心运动及其应用 编号：⑨1、知道什么是离心现象，知道物体做离心运动的条件，2、结合生活中的实例，知道离心运动的应用和危害及其防止物体做离心运动所满足的条件1．(1)离心现象：如果一个正在做匀速圆周运动的物体在运动过程中向心力突然消失或合力不足以提供所需的向心力时，物体就会沿切线方向飞出或________圆心运动，这就是离心现象．离心现象并非受“离心力”作用的运动．(2)做圆周运动的物体所受的合外力F 合指向圆心，且F 合＝mv2r ，物体做稳定的________________；所受的合外力F 合突然增大，即F 合>mv 2/r 时，物体就会向内侧移动，做________运动；所受的合外力F 合突然减小，即F 合<mv 2/r 时，物体就会向外侧移动，做________运动，所受的合外力F 合＝0时，物体做离心运动，沿切线方向飞出．2．匀速圆周运动、离心运动、向心运动比较：F____mrω2供向心力，水滴做____________，当脱水筒转速加快时，附着力不足以提供向心力，水 滴做离心运动．探究点一：为什么会产生离心现象？分析产生离心现象的原因.探究点二：离心现象在生产和生活中有什好处和害处？我们该怎样利用其好处，防止其带来的害处？1.下列哪些现象是为了防止物体产生离心运动（）A.汽车转弯时要限制速度B.转速很高的砂轮半径不能做得太大C.在修筑铁路时，转弯处内轨要低于外轨D.离心水泵工作时2.一个做匀速圆周运动的物体，当F向＜mω2r时（）A.将沿切线方向匀速直线飞出B.将做靠近圆心的曲线运动C.将做远离圆心的曲线运动D.将做平抛运动3.盛有质量为m的水的水桶以手臂为半径使之在竖直平面内做圆周运动，水随桶转到最高点需要的向心力为mω2R，则（）A.当mω2R＞mg时水就洒出来B.当mω2R＜mg时水就不洒出来C.只有当mω2R=mg时水才不洒出来D.以上结论都不对4.下列关于离心现象说法正确的是（）A.当物体所受的离心力大于向心力时产生离心现象B.做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失时它将做背离圆心的圆周运动C.做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失时它将沿切线做直线运动D.做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失时它将做曲线运动5.如图所示，光滑水平面上，小球m在拉力F作用下做匀速圆周运动，若小球运动到P 点时，拉力F发生变化，下列关于小球运动情况的说法不正确的是( )A．若拉力突然消失，小球将沿轨迹Pa做离心运动B．若拉力突然变小，小球将沿轨迹Pa做离心运动C．若拉力突然变小，小球将可能沿轨迹Pb做离心运动D．若拉力突然变大，小球将可能沿轨迹Pc做向心运动6. 现在有一种叫做“魔盘”的娱乐设施，如图2所示．“魔盘”转动慢时，盘上的人都可以随盘一起转动而不至于被甩开，当盘的转速逐渐增大到一定值时，盘上的人开始向边缘滑去，离转动中心越远的人，这种滑动的趋势越厉害．设“魔盘”转速为6 r/min，一个体重为30 kg的小孩坐在距离轴心1 m处(盘半径大于1 m)随盘一起转动(没有滑动)．问：(1)这个小孩受到的向心力有多大？这个向心力是由什么力来提供的？(2)若“魔盘”转速很小，小孩会不会往“魔盘”中心滑去？(3)若坐在距离轴心1 m处的是一位体重为60 kg的成年人，他会不会随盘一起转动？。

3.2 功和功率 编号：171、 理解功的概念，知道做功的两个因素2 、明确功是标量，知道W=FLcos θ的适用范围，会用功的公式进行计算 3、 理解正功、负功的概念【学习重点与难点】：1、 功的概念（实际情况中如何理解力和力的方向上的位移）2、 瞬时功率和平均功率计算。

一、功1、功的定义：如果有____________作用在物体上，而且物体在___________上发生__________那么力就对物体做了功。

2、 功的计算：用F 表示力的大小，用L 表示位移的大小，用W 表示功的大小若力的方向和物体运动的方向一致时：功的大小W= b 、 若力F 的方向与运动方向成某一角度时，功的大小W 又等于多少呢？c 、功是标量，在国际单位制中，功的单位是 计算：力对物体所做的功等于_____________、________________它们之间夹角的________三者的乘积，计算公式为w=_____________。

3、______和______是做功的两个不可缺少的因素.4、物理量性质：功是______量，但可以是________值，也可以是________值，也可以等于___________。

π时，力对物体__________功.（1）当θ=2π时，力对物体__________功.(2) 当0≤θ＜2π＜θ≤π时，力对物体__________功。

或者说物体_____________做功。

（3）当2功的正、负表示力对物体运动状态__________不同。

5、功的图示：在F---S图中，纵坐标表示_________，横坐标表示____________。

F与S关系的曲线和坐标轴所包围的面积表示__________。

6、几个力对物体做功的总功等于______________或______________。

二、功率1、功率定义：功跟完成这些功所用时间的__________叫做功率。

计算公式________________，单位 __。

4.3 共点力的平衡与应用编号：15【学习目标】1、理解共点力作用下物体平衡状态的概念，能推导出共点力作用下物体的平衡条件。

2、会用共点力平衡条件解决有关力的平衡问题。

【学习重点与难点】1．共点力作用下物体的平衡状态。

2．共点力的平衡条件。

自主学习：1．共点力物体同时受几个力的作用，如果这几个力都作用于物体的或者它们的作用线交于，这几个力叫共点力。

2．平衡状态：一个物体在力的作用下，如果保持或运动状态，我们就说这个物体处于平衡状态．3．在共点力作用下物体的平衡条件：物体所受合外力．其数学表达式为：F合＝或F x合= F y合= ，其中F x合为物体在x轴方向上所受的合外力，F y合为物体在y轴方向上所受的合外力．4．力的平衡：作用在物体上的几个力的合力为零，这种情形叫做力的平衡。

若物体受到两个力的作用处于平衡状态，则这两个力大小方向_________作用在___________．若物体受到三个力的作用处于平衡状态，则其中任意两个力的合力与第三个力_________________________________________________________ ．自主探究：阅读P95案例1、案例2，思考问题：解决平衡问题的基本解题步骤为：①，在平衡问题中，研究对象常有三种情况：<1> 单个物体<2> 物体的组合<3> 几个物体的的结点，几根绳、绳和棒之间的结点常常是平衡问题的研究对象。

② 。

③ 。

④ 。

利用合成法分析问题时，利用三角形知识写出对应的各量之间的关系。

1．共点力的平衡条件是 ；2．平衡状态的二个特征是：①a ＝ ； ②速度v ；3．物体所受的合力为零，在正交分解时常采用，其平衡方程为：0=x F ，0=y F 练习：1、木箱重500 N ，放在水平地面上，一个人用大小为200 N 与水平方向成30°向上的力拉木箱，木箱沿地平面匀速运动，求木箱受到的摩擦力和支持力。

3.1 牛顿第三定律编号：⑨【学习目标】1．知道力的作用是相互的，理解作用力和反作用力的概念。

2．理解牛顿第三定律，并能应用它解释生活中的问题。

3．能区别平衡力和作用力、反作用力。

【学习重点与难点】对牛顿第三定律的理解及应用自主学习：自主探究：1、什么是力？一个力对应几个物体？力能否脱离物体而独立存在？2、一对相互作用力与一对平衡力的异同点3、浮力有无反作用力？是否满足牛顿第三定律？4、如何解释自行车、汽车的前进？如何解释轮船的前进？直升机上升？如何解释火箭的发射？自主检测：1、一个物体受绳拉力的作用，由静止开始前进，先做加速运动，然后改为匀速运动，再改为减速运动，下列说法正确的是（）A.加速前进时,绳拉物体的力大于物体拉绳的力B.减速运动时,绳拉物体的力小于物体拉绳的力C.只有匀速前进时,绳拉物体的力才与物体拉绳的力大小相等D.不管物体如何前进,绳拉物体的力与物体拉绳的力大小总相等2、物体静止于水平桌面上，则（）Ａ.桌面对物体的支持力的大小等于物体的重力大小，这两个力是一对平衡力Ｂ.物体所受的重力和桌面对它的支持力是一对作用力与反作用力Ｃ.物体对桌面的压力就是物体的重力，这两个力是同一种性质的力Ｄ.物体对桌面的压力和桌面对物体的支持力是一对平衡的力3、关于作用力和反作用力的说法正确的是（）Ａ.先有作用力，后有反作用力Ｂ.只有物体处于静止状态时，物体间才存在作用力和反作用力Ｃ.只有物体接触时，物体间才存在作用力和反作用力Ｄ.两物体间的作用力和反作用力一定是同性质的力4、以卵击石，鸡蛋“粉身碎骨”，而石头“安然无恙”，说明石头对鸡蛋的作用力大，而鸡蛋对石头的反作用力小，这一判断对吗?自我反思：1.收获：2.疑惑。

编号：24课题： 5.6洛伦兹力与现代科技主编：史胜波审稿：丁义浩时间：12.17 *实授课时： 2 班级：学生：组别：组评：师评：学习目标（1）知道加速器的原理；（2）掌握回旋加速器的原理；（3）知道速度选择器和质谱仪的原理及应用。

重点带电粒子在电场和磁场的受力与运动分析与现代科技应用的联系。

难点将实际问题转化为物理模型的研究方法。

学法指导探究讨论、分析讲解、归纳运用。

自主学习一、回旋加速器(1) 构造图：如图所示回旋加速器的核心部件是两个________．(2) 回旋加速器的工作条件：粒子在磁场运动的周期与交变电压的周期必须。

(3) 周期：粒子每经过一次加速，其轨道半径就大一些，粒子绕圆周运动的周期_______．(4) 最大动能：即粒子离开D形盒时的动能。

由qvB＝mv2r和E k＝12mv2得E k＝________，当r＝R时，有最大动能E km＝q2B2R22m(R为D形盒的半径)，即粒子在回旋加速器中获得的最大动能与q、m、B、R有关，与加速电压.二、质谱仪1．工作原理：如图所示(1)加速带电粒子进入质谱仪的加速电场，由动能定理得：________＝12mv2---------------------------------①(2)匀速运动带电粒子进入速度选择器中做匀速直线运动，满足关系式vBEqEqvB=⇒=(3)偏转带电粒子进入质谱仪的偏转磁场做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力：____＝mv2r---------------------②(4)由①②两式可以求出：粒子的半径r、__________、________等．其中由r＝1B2mUq可知电荷量相同时，半径将随________变化．2.质谱仪的应用：可以测定带电粒子的质量和分析__________．合作探究探究一：早期的加速器是通过什么方式提高粒子能量的？它与直线加速器都存在怎样的弊端？探究二：带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径与速度增大时，它的运动周期T是否变化?为什么？要保证粒子每次经过D形盒的间隙时，都能受到合适的电场力加速，高频电源的频率应符合怎样的要求？探究三：放在中心靠近M板的离子源静止释放质量为m、电量为+q的粒子，此时M、N两板间电势差U M - U N = U0. 经过电场加速后，粒子从A1点进入D2盒内，在磁场中做圆周运动到A2点又进入狭缝，此时M、N两板间电势差U M - U N = -U0…调整交流电压的周期，使粒子每经过狭缝时都被加速,且加速电压为最大值U0.当粒子运动到D形盒的边缘时可从D形盒的开口处引出高速粒子.已知D型盒的半径为R，匀强磁场的磁感强度为B，不计粒子经过狭缝的时间。

5.4飞出地球去 编号：141.了解三个宇宙速度的意义；2.会求天体的第一宇宙速度；3.掌握人造卫星问题的求解方法和规律。

1、第一宇宙速度的推导；2、运行速率与轨道半径之间的关系。

一、人造卫星1、人造卫星的工作原理卫星绕地球做匀速圆周运动时， 提供向心力，即2r Mm G = ，期中r 为 的距离。

2、卫星的绕行速度、角速度、周期与半径R 的关系由2R Mm G =R v m 2, 得V= ∴R 越大，v 越小。

由2R Mm G ＝R m 2ω，得ω= ，∴R 越大，ω越小。

由2R Mm G ＝R T m 2)2(π，得T= ,∴R 越大，T 越大。

二、宇宙速度1、第一宇宙速度：大小：=1v ，意义：第一宇宙速度是人造卫星在地面附近的速度，所以也称为 。

2、第二宇宙速度：大小：=2v ，意义：使卫星挣脱 的束缚，成为绕 运行的人造行星的最小发射速度，也称为 。

v，意义：使卫星挣脱束缚，3、第三宇宙速度：大小：3飞出太阳系的最小发射速度，也称为。

三、为了和平与进步1、1957年10月成功发射了；2、1969年7月美国登上月球；3、2003年10月15日我国宇航员踏入太空。

四、已知地球质量M,人造卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径为r，引力常为G。

利用万有引力定律和牛顿第二定律以及匀速圆周运动的规律推导人造卫星的线速度、角速度、周期、加速度的表达式，并体会人造地球卫星的以上各量均仅由其唯一决定。

探究一：人造地球卫星1、比较卫星的各个物理量随轨道半径的变化关系人造地球卫星的线速度跟半径是什么关系？卫星的线速度什么时候最大？卫星的周期跟半径是什么关系？卫星的周期什么时候最小？（1）人造卫星绕地球做匀速圆周运动，则万有引力提供向心力，即：F万=F向，公式为：___ ________=ma=_________=_____ __=____ ___;①a=_____ __,可见随着轨道半径增大，卫星的向心加速度减小，向心力减小；○2w=___ _____,随着轨道半径的增大，卫星的角速度；○3T=______ ___,随着轨道半径的增大，卫星绕地球运行的周期，近地卫星的周期约为84.6min，其他卫星的周期都大于这个数值；○4v=_____ ___,随着轨道半径的增大，卫星线速度；2、近地卫星：轨道半径等于地球的半径，它的运行速度是_________,也是卫星的__ _____环绕速度。

2.3研究电场能的性质（二） 编号：⑥恒口高级中学 编写人： 史胜波 审核人： 师评： 课时： 2课时 班级：姓名：学号：【学习目标】：1.理解电势差是描述电场的能的性质的物理量。

2.知道匀强电场中电场强度与电势差的关系。

3.理解电场强度的三个公式的区别，知道其不同的适用条件。

4.根据等势面与电场线垂直的特点及场强与电势差的关系处理相关问题.。

【学习重点与难点】：重点难点：场强与电势差的关系处理应用相关问题。

自主学习：电势ϕ 电势能p E 物理意义 相关因素 大小单位电势ϕ 电场强度E物理意义 大小标矢性 单位联系3、 电势差的定义（1）电场中两点间电势的差值叫做 ，也叫 ，电场中两点间的电势差与零势点的位置无关。

（2）A B BA B A AB U U ϕϕϕϕ-=-=,；因此=AB U BA U ，可见，电势差可以是正值也可以是负值。

4、静电力做功与电势差的关系设电荷q 在电场中从A 点运动到B 点，则=-=-=-=)(B A B A pB pA AB q q q E E W ϕϕϕϕ ，即 或 。

合作探究一：沿场强方向移动电荷如图所示：表示某一匀强电场的等势面和电场线。

沿场强方向把正电荷q 由A 点移动到B 点 ，设A 、B 两点间的距离为d ，电势差为U ，场强为E 。

则电场力所做的功：从能的角度： Ｗ= ① 从力的角度： Ｗ= = ②由 ① ② 两式得: U AB =结论：匀强电场中的两点间的电势差等于 合作探究二：不是沿场强方向移动电荷？如图，在匀强电场E 中，有相距为L 的A、B 两点，两点连线与场强方向成α角。

则A 、B 两点间的电势差为U = EL ，对不对？ [解析] ：（试着推导）结论：讨论与交流：1、电势差可以是正值也可以是负值，电势差的正负表示什么意义？2、电势的数值与零电势点的选取有关，电势差的数值与零电势点的选取有关吗？这与力学中学过的哪个概念相似？3、电势与电势差相比较有何区别？课本案例分析p33，p36。

2.3竖直上抛运动编号：⑤【学习重点与难点】1、竖直上抛运动的特点、规律。

2、利用竖直上抛运动规律解决现实问题。

自主探究：一、探究“竖直上抛运动”的运动特点1．做一做：手拿一硬币以一定的初速度竖直．．向上抛出，观察其运动轨迹及其整个运动过程中运动快慢的变化。

2．说一说：①上述硬币的运动是直线运动还是曲线运动？②其在整个运动过程中的速度如何变化？③其在运动过程中受到哪些力的作用？④你设为其受到的这几个力的大小关系如何？你是否能够借鉴“自由落体运动”中的科学抽象方法，提出“竖直上抛运动”的定义？定义：将物体以一定的初速度沿方向向上抛出去，物体只在作用下的运动。

⑤竖直上抛运动加速度大小为，方向，竖直上抛运动是一种往复性的匀变速直线运动。

3．练一练：关于竖直上抛运动，下列说法正确的是（）A．上升过程是减速过程，加速度越来越小；下降过程是加速运动，加速度越来越大B．上升时加速度小于下降时加速度C．在最高点速度为零，加速度也为零D．无论在上升过程、下落过程、最高点，物体的加速度多为g4．画一画：试在右图中定性．．画出“竖直上抛运动”的v-t图象0 tv（规定竖直向上为正方向）。

二、探究“竖直上抛运动”的求解方法1．想一想：写出“竖直上抛运动”的规律：上升过程（取竖直向上方向为正方向）：v = ，h = ； 上升到最高点的时间：t= ，上升的最大高度 ， 下落过程（取竖直向下方向为正方向）：v = ，h = 。

2．试一试：竖直上抛的物体，初速度为20m/s （空气阻力不计，g 取10m/s 2）。

求：（1）其能上升的最大高度是多少？所用时间是多少？（2）请试着把整个运动过程分上升和下降两阶段来处理，求抛出后：①1s 、3s 末的速度分别有大小？方向如何？②1s 内、3s 内的位移分别有大小？方向如何？说一说：请比较该物体在1s 、3s 末的速度及位置，你有何想法？（3）某同学就（2）中的两问给出了如下解法：解：规定竖直向上为正方向，则重力加速度应取g -；根据匀变速直线运动的速度公式at v v +=0，得：物体在1s 末的速度：s m gt v v s /1011020101=⨯-=-=物体在3s 末的速度：s m gt v v s /1031020203-=⨯-=-= 根据匀变速直线运动的位移公式2021at t v x +=，得：物体在1s 内的位移：m gt t v h s 151102112021221101=⨯⨯-⨯=-=物体在3s 内的位移：m gt t v h s 153102132021222203=⨯⨯-⨯=-=说一说：该同学的求解结果与你在（2）问中的求解结果是否相同？是否有他的合理性？从中你有何感悟？3．练一练：题1．一跳水运动员从离水面10m 高的平台上向上跃起,举双臂直体离开台面，此时其重心位于从手到脚全长的中点跃起后重心升高0.45m 达到最高点，落水时身体竖直，手先入水（在此过程中运动员水平方向的运动忽略不计）从离开跳台到手触水面，他可用于完成空中动作的时间有多长？ （计算时，可以把运动员看作全部质量集中在重心的一个质点，g 取为10m/s 2，结果保留二位数）题2．小球以V 0=10 m ／s 的初速度从斜面底端冲上足够长的光滑斜面做匀减速直线运动，它的加速度大小始终为a=2m ／s 2，方向与初速度方向相反。

1.3研究斜抛运动 编号：④ 恒口高级中学 编写人： 史胜波 审核人： 师评： 课时：1课时班级： 姓名： 学号：】1．知道斜抛运动2．理解并掌握斜抛运动的分析方法3．知道射程射高及其决定因素，知道弹道曲线。

【学习重点与难点】能够利用斜抛运动的规律分析理解生活中的实际问题自主学习：一、复习1、竖直上抛运动：（1）将物体沿 方向抛出，只在 作用下所做的运动叫做竖直上抛运动。

（2）将一物体从地面以v 0竖直上抛，不计空气阻力，求物体上升的最大高度h= ； 物体上升的时间t 上= ；物体运动的总时间t= 。

(3)对称性：在同一高度处的速率v 上 v 下（填“=”或“＞”或“<”）经过一段相同的高度t 上 t 下（填“=”或“＞”或“<”）2、平抛运动分解为两个分运动：水平方向 和竖直方向 。

公式V _______Vy=___________ V =__________tan =________x θ=合（水平夹角） S ________Sy=___________ S =__________tan =________x θ=合（水平夹角）二、斜抛运动的定义1、用一定的初速度沿 方向抛出的物体，只在 作用下所做的运动叫做斜抛运动。

2、斜抛运动的条件：（1） （2）3、斜抛运动的性质为： （直线or 曲线；匀变速or 变加速）4、比较斜抛运动与平抛运动：共同点： 不同点： 研究方法的共同点：三、斜抛运动的分解斜抛运动可以分解为： 水平方向： 水平方向速度：V 0x =________ __ 竖直方向： 竖直方向初速度：V 0y =___ _ ______ 讨论与交流：能否把竖直上抛运动和平抛运动看作是斜抛运动的特例？三、弹道曲线斜抛物体运动的抛物线是一种 。

实际上斜抛物体会受 的影响。

使射程和射高 此种情况下的轨迹称为自主探究：一、斜抛运动的规律1、位移分解：（经任意时间t ）水平方向位移：＿＿＿＿＿＿ ＿＿＿＿竖直方向位移：＿＿＿＿＿ ＿＿＿＿＿速度分解水平方向速度：＿＿＿＿ ＿＿＿＿＿＿竖直方向速度：＿＿＿＿ ＿＿＿＿＿＿2、射程与射高：请同学们自己推导斜抛运动物体飞行时间T 、水平射程X 和射高Y 的表达式。