物理必修一网络培训课件

物理必修一网络培训课件第一章力学基础概念导入力的定义力的测量力是物体之间的相互作用能够改变物体的运动状态或使物体发生形变在国际单位制中力的单位是牛顿常用的测力工具包括弹簧测力计、,,N力是矢量具有大小和方向测力传感器等牛顿约等于千克力相当于提起一个质量约克的,

10.102,100物体所需的力力的三要素大小力的强度用数值和单位表示:,方向力作用的指向:作用点力施加在物体上的位置:力的分类与实例接触力非接触力物体之间通过直接接触产生的力物体之间不需要接触就能产生的力弹力物体发生形变时产生重力地球对物体的吸引力•:•:摩擦力接触面间的阻碍运动的力电磁力电荷间的相互作用•:•:拉力、推力、支持力等万有引力任何物体间的吸引••:生活中各种力的示意力的合成与分解力的合成力的分解当一个物体同时受到多个力作用时这些将一个力分解为两个或多个分力的过程,力的共同作用效果可以用一个力来代替力的分解是力的合成的逆过程同样遵循,,这个力叫做合力求合力的过程称为力平行四边形法则的合成应用技巧根据力的实际作用效果确定分:平行四边形法则以两个力为邻边作平行解方向通常沿着两个相互垂直的方向分:,四边形对角线就表示合力的大小和方向解最为方便,观察探究建构反馈教学模式---观察探究引入生活中的物理现象激发学生学习兴趣和好奇心提出问题引导思考通过实验操作、小组讨论等方式引导学生主动探索发现规律培养科学,,,,,探究能力建构反馈在探究基础上帮助学生整理归纳形成完整的知识体系建立物理概念和通过习题练习、实验报告等方式巩固知识及时反馈学习效果促进知识,,,,,规律内化与应用这种教学模式将学生置于学习的中心位置教师作为引导者和组织者通过循环往复的教学过程帮助学生从被动接受转向主动建构真正理解和掌握物理,,,,知识培养核心素养,第二章重力与弹力重力弹力定义定义地球对物体的吸引力称为重力是由于地球的质量而产生的万有引力的发生形变的物体由于要恢复原状会对跟它接触的物体产生力的作用,,,,一个分力这种力称为弹力计算公式产生条件物体间相互接触G=mg•接触处发生弹性形变其中表示重力表示物体质量为重力加速度约•G,m,g

9.8m/s²形变未超过弹性限度重要特点•判定方法方向竖直向下•:弹力的方向总是垂直于接触面指向物体形变恢复的方向对于绳子作用点物体的重心,,•:弹力沿绳子收缩的方向对于杆可以是拉力或推力大小与物体质量成正比;,•弹力的判断方法详解010203条件法假设法状态法根据弹力产生的三个条件进行判断接触、形变、假设某处的弹力不存在看物体的运动状态是否改根据物体的运动状态利用牛顿运动定律或平衡条:,,弹性限度内若满足这三个条件则存在弹力变若状态改变说明该处确实存在弹力若状态件通过受力分析来判断弹力的存在及大小,,;,不变则不存在弹力,典型例题一个重的物体放在水平桌面上用手向下压物体压力为求物体对桌面的压力桌面对物体的支持力10N,,5N:1;2解析物体受到重力和手的压力对桌面的压力为根据牛顿第三定律桌面对物体的支持力也为方向竖直向上:10N5N,15N,15N,通过实验演示弹簧测力计的使用观察弹力随形变量的变化规律帮助学生建立直观认识,,弹力实验装置实验要点弹簧测力计是测量力的常用工具其工作原理基于,胡克定律其中为弹力大小为弹簧的劲:F=kx,F,k观察弹簧原长度系数为形变量•,x记录不同质量下的伸长量•实验中我们可以通过改变悬挂物体的质量观察弹,,绘制图像簧伸长量的变化验证弹力与形变量的正比关系加•F-x,,计算劲度系数深对弹力本质的理解•k摩擦力基础静摩擦力滑动摩擦力两个相对静止的物体间阻碍物体相对运动趋势的力两个相互接触且发生相对滑动的物体间的摩擦力,大小大小为动摩擦因数为正压力•:0≤f≤fmax•:f=μNμ,N方向沿接触面与相对运动趋势方向相反方向沿接触面与相对运动方向相反•:,•:,最大静摩擦力略大于滑动摩擦力动摩擦因数由材料和接触面状况决定••影响摩擦力大小的主要因素包括接触面的粗糙程度体现在摩擦因数中和正压力的大小摩擦力与接触面积大小无直接关系这是一个常见的误区:,摩擦力的应用与生活实例摩擦力的正面作用摩擦力的负面影响行走与运动没有摩擦力我们无法在地面上行走汽车无法前进能量损耗机械运转中的摩擦造成能量浪费:,,:抓握物体手与物体间的摩擦力使我们能够拿起和握住物品零件磨损摩擦导致机械部件损坏缩短使用寿命::,机械传动皮带传动、齿轮啮合都依赖摩擦力运动阻力增加了物体运动所需的力::刹车制动车辆刹车利用摩擦力减速停车减小方法使用润滑油、改用滚动代替滑动、气垫技术等::计算例题一个质量为的木块放在水平地面上木块与地面间的动摩擦因数用的水平拉力拉木块求木块受到的摩擦力大小木块的5kg,μ=

0.2,10N:1;2加速度g=10m/s²解正压力滑动摩擦力合力合所以木块做匀速运动加速度为若拉力大于木块将加速运动:N=mg=50N,f=μN=10N F=10N-10N=0,,010N,建议设计对比实验在不同材料表面如木板、玻璃、砂纸上拉动同一物体测量所需拉力直观感受摩擦因数的差异:,,第三章运动的描述质点参考系运动的相对性用来代替物体的有质量的点称为质点当描述物体运动时用来作参考的物体称为参物体的运动和静止是相对的取决于所选择,,物体的大小和形状对所研究的问题影响可考系选择不同的参考系对同一物体运动的参考系通常情况下我们以地面为参考,,以忽略时就可以把物体看作质点的描述可能不同系,例如研究地球绕太阳公转时地球可看作质例如坐在行驶列车上的乘客相对于车厢是理解相对性有助于解决实际问题如追及问:,:,,点但研究地球自转时不能看作质点静止的相对于地面是运动的题、相对速度计算等;,,位移速度加速度从初位置指向末位置的有向线段矢量单位米描述物体运动快慢和方向的物理量描述速度变化快慢的物理量矢量单位,,:,v=Δx/Δt,,a=Δv/Δt,,矢量单位m,:m/s:m/s²匀变速直线运动匀变速直线运动是指加速度恒定的直线运动是高中物理中最重要的运动模型之一掌握其运动规律和公式是解决力学问题的基础,速度与时间关系位移与时间关系速度与位移关系₀₀₀v=v+at x=v t+½at²v²-v²=2ax末速度等于初速度加上加速度与时间的乘积位移等于初速度乘以时间加上二分之一加速度末速度平方减初速度平方等于倍加速度乘以2乘以时间平方位移推论与应用平均速度\:bar{v}=\frac{v_0+v}{2}中间时刻速度₀•:vt/2=v+v/2中间位置速度v:_{x/2}=\sqrt{\frac{v_0^2+v^2}{2}}连续相等时间内的位移差常用于实验数据处理•:Δx=aT²这些公式是相互关联的解题时要根据已知条件和待求量选择合适的公式灵活运用,,运动图像分析速度时间图像位移时间图像-v-t-x-t斜率表示加速度斜率越大加速度越大斜率表示速度斜率越大速度越大:,,:,,纵坐标表示某时刻的瞬时速度纵坐标表示某时刻物体的位置::面积图线与时间轴围成的面积表示位移交点两图线交点表示该时刻两物体位置相同相遇::交点两图线交点表示该时刻两物体速度相等曲线形状匀速运动是直线匀变速运动是抛物线::,匀加速直线运动的图像是一条向上倾斜的直线匀减速则向下倾斜匀速注意图像的斜率不是加速度这是常见错误加速度体现在图像曲率v-t,,:x-t,运动是平行于时间轴的直线弯曲程度上通过图像分析可以直观地获取运动信息比纯粹的公式计算更加高效在解题时建议养成画图的习惯将抽象的运动过程可视化有助于理清思路避免错,,,,,,误匀变速直线运动图像示例图像解读要点图中显示了不同加速度下物体的速度变化情况斜率较大的直线表示加速度较大物,体速度增加更快面积意义图线与时间轴围成的三角形或梯形面积数值上等于物体在该时间段内的位移大小,教学建议引导学生从实际运动场景出发先分析运动特征再绘制对应图像最后利用图像解决,,,问题形成完整的思维链条,自由落体运动定义与特点实验测量物体只在重力作用下从静止开始下落的运动称为自利用打点计时器或光电门可以测量自由落由落体运动这是一种初速度为零、加速度为的匀体运动的加速度通过测量连续相等时间g加速直线运动内的位移利用逐差法处理数据可以较准,,确地得到重力加速度的值理想化条件g历史意义只受重力作用忽略空气阻力•伽利略通过斜面实验和思想实验推翻了初速度为零,•亚里士多德重物下落快的错误观点建立加速度恒为通常取,•g≈

9.8m/s²10m/s²了正确的自由落体运动规律开创了实验,运动规律物理学速度公式•:v=gt位移公式•:h=½gt²速度位移关系•:v²=2gh例题从高处自由释放一个小球求落地时的速度下落时间:10m,:1;2g=10m/s²解××:1v²=2gh=21010=200,v=10√2≈

14.1m/s;2h=½gt²,t=√2h/g=√2≈

1.41s牛顿第一定律惯性定律定律内容惯性概念生活中的惯性现象一切物体在没有受到力的作用时总保物体保持原有运动状态静止或匀速直汽车急刹车时乘客身体前倾拍打衣服,;持静止状态或匀速直线运动状态直到线运动的性质称为惯性惯性是物体灰尘脱落赛跑运动员冲过终点后难以,;有外力迫使它改变这种状态为止的固有属性一切物体都有惯性惯性大立即停下锤头松了将锤柄在地上撞击,,;小只与质量有关质量越大惯性越大几下使锤头套紧这些都是惯性的表,,——现分析例题汽车以的速度匀速行驶司机发现前方有障碍物刹车刹车后汽车做匀减速运动加速度大小为求汽车刹车后秒时的速度20m/s,,,5m/s²4解析先计算停车时间₀₀汽车刚好在秒时停止所以秒时速度为注意汽车不会倒退停止后速度保持为体现了惯:t=v/a=20/5=4s4,40:,0,性牛顿第二定律力与加速度的关系牛顿第二定律揭示了力、质量和加速度之间的定量关系是经典力学的核心定律也是解决动力学问题的基础工具,,公式表达矢量性瞬时性加速度的方向始终与合外力方向一致可以在加速度与合外力是瞬时对应关系力一旦改变F=ma,,各个方向上分别应用牛顿第二定律即加速度立即改变但速度的改变需要时间积累物体的加速度与所受合外力成正比与质量成,,,反比方向与合外力方向相同:Fx=max,Fy=may,质量的定义应用步骤质量是物体惯性大小的量度也可以理解为物体对加速度的阻抗同样的选取研究对象,

1.力作用在质量不同的物体上产生的加速度不同进行受力分析,

2.求合外力

3.应用求解

4.F=ma牛顿第三定律作用力与反作用力定律内容重要特征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、作用在同一条直作用力与反作用力具有同时性同时产生、同时变化、同时消失、同性质都是线上且作用在不同物体上同一种类型的力、异体性作用在不同物体上,生活实例分析注意区分游泳人向后划水水对人施加向前的推力平衡力作用反作用力:,vs走路脚向后蹬地地面对脚施加向前的摩擦力平衡力作用在同一物体上作用反作用力作用在不同物体上:,•,划船桨向后推水水对桨施加向前的作用力平衡力可以是不同性质的力作用反作用力必然是同性质:,•,喷气式飞机发动机向后喷气气流对飞机施加向前的推力平衡力可以单独存在作用反作用力必然成对出现:,•,计算例题一个质量为的物体放在水平地面上用的水平推力推它物体恰好匀速运动求地面对物体的摩擦力物体对地面的摩擦力:2kg,10N,:1;2解匀速运动合力为故摩擦力方向向左根据牛顿第三定律物体对地面的摩擦力也为方向向右:1,0,f=10N,;2,10N,牛顿第三定律应用火箭发射:火箭发射是牛顿第三定律最经典、最壮观的应用实例火箭发动机向下高速喷射燃气燃,气对火箭产生向上的巨大反作用力推动火箭升空,1点火阶段燃料燃烧产生高温高压气体开始向下喷射产生初始推力,,2加速上升随着燃料持续燃烧喷气速度和流量增大推力超过重力火箭加速向上,,,3脱离大气层空气阻力逐渐减小火箭继续加速最终进入太空轨道,,这个过程完美诠释了作用力与反作用力的原理火箭对燃气施加向下的作用力燃气对火:,箭施加向上的反作用力两力大小相等、方向相反作用在不同物体上正是这一原理使,,,人类能够突破地球引力探索宇宙奥秘,动量与动量守恒定律动量的定义动量守恒定律物体的质量与速度的乘积称为动量用符号表示一个系统不受外力或所受外力之和为零时系统的总动量保持不变,p:p=mv,动量是矢量方向与速度方向相同单位是动量描述了物体运动的₁₂₁₂,,kg·m/sp+p=p+p力度质量越大或速度越快动量越大,,守恒条件动量变化系统不受外力•₂₁系统所受外力之和为零Δp=p-p=mΔv•内力远大于外力近似守恒动量是矢量计算动量变化时要注意方向反向运动的动量变化可能很大•,,某一方向上外力之和为零该方向守恒•碰撞问题分析弹性碰撞非弹性碰撞完全非弹性碰撞碰撞过程中动能守恒物体发生完全弹性形变动量守恒但动能有损失部分机械能转化为内碰撞后物体粘在一起共同运动动能损失最大,,,,并恢复理想情况现实中很少见能大多数碰撞属于此类但动量仍守恒,能量与功功的定义功的正负功率的概念当力作用在物体上并使物体在力的方向上发°力做正功力对物体做功增加功率表示做功的快慢是单位时间内完成的功,•θ90:,,,生位移时这个力就对物体做了功物体能量或,P=W/t P=F·v°力不做功力与运动方向垂直•θ=90:,单位瓦特W=F·s·cosθ:W,1W=1J/s°力做负功物体克服力做功减其中为力与位移方向的夹角单位焦耳•θ90:,,θ,:J少物体能量机械能初步介绍机械能包括动能和势能动能是物体由于运动而具有的能量表达式为势能包括重力势能和弹性势能在只有重力或弹力做功的,Ek=½mv²;Ep=mgh情况下机械能保持守恒这为我们分析复杂运动过程提供了简便方法,,提示功和能量的单位都是焦耳功是能量转化的量度做功的过程就是能量转化的过程正功对应能量增加负功对应能量减少:,,机械能守恒定律定律内容能量转化在只有重力或弹力做功的物体系统内动能与势能可以相互转化而总的机械能保持不变动能增加势能减少,,⇔₁₂或物体下降时重力势能减少动能增加物体上升时动能减少重力势能增加E=E Ek1+Ep1=Ek2+Ep2,,;,,守恒条件应用场景只有重力做功如自由落体、抛体运动单摆运动••只有弹力做功如弹簧振子过山车运动••只有重力和弹力做功滑雪运动••其他力做功代数和为零卫星变轨••典型例题一个质量为的小球从高度处自由下落落到地面后反弹到高度求下落过程机械能是否守恒整个过程损失的机械能

0.5kg,h=5m,h=3m:12g=10m/s²解下落过程只有重力做功机械能守恒初始机械能₁××反弹后机械能₂损失转化为内能和声能:1,2E=mgh=

0.5105=25J,E=mgh=15J,ΔE=10J,实验教学设计示例弹力实验摩擦力实验运动规律实验实验目的探究弹力与弹簧伸长量的关系验证胡实验目的测定动摩擦因数理解影响摩擦力的因实验目的测量重力加速度验证匀变速直线运动:,:,:,克定律素规律实验器材弹簧、钩码、刻度尺、铁架台实验器材木块、弹簧测力计、不同材质平板、实验器材打点计时器、纸带、重物、米尺:::砝码实验步骤记录原长逐个增加钩码记录伸长量实验步骤释放重物获取纸带测量点间距用逐:,,,:,,,绘制图像计算劲度系数实验步骤水平匀速拉动木块记录拉力改变正压差法计算值F-x,:,,g力计算,μ=f/N实验教学是物理课程的重要组成部分通过亲手操作学生能够深化对物理规律的理解培养科学探究能力和实验技能教师应精心设计实验方案引导学,,,,生观察现象、分析数据、得出结论让学生在做中学真正掌握科学方法,,教学反馈与评价方法0102课堂即时反馈习题设计与批改利用课堂提问、小测验、投票器等方式及时了解学生掌握情况调整教学节奏和策设计层次分明的习题包括基础题、综合题、拓展题通过批改发现学生的薄弱环节,,,,略0304实验报告评价阶段性测试评估学生的实验操作、数据处理、结论分析能力关注实验态度和科学素养的培养定期进行单元测试或月考系统评估学习效果为后续教学提供依据,,,学生自主学习评价自我评价同伴互评成长档案引导学生反思学习过程总结经验教训制定改进计划通过小组讨论、作业互批等方式促进学生相互学习建立学习档案记录学习轨迹见证进步与成长,,,,,交流有效的反馈和评价不仅是检验学习效果的手段更是促进学习、改进教学的重要工具教师应建立多元化的评价体系关注学生的全面发展让评价成为激励学生前进的动力,,,物理学习方法指导观察提问留心生活中的物理现象培养观察力和好奇心对现象提出问题思考背后的原理,,总结探究定期回顾梳理建构完整知识体系通过实验和计算验证假设寻找规律,,应用理解将所学知识应用于解决实际问题深入理解物理概念和定律的本质知识建构方法概念图法用图示方式展现概念间的联系构建知识网络:,对比归纳法比较相似概念的异同总结规律和方法:,错题整理法分析错误原因避免重复犯错查漏补缺:,,思维导图法用树状结构整理章节内容清晰把握知识脉络:,学习物理不仅是记住公式和定律更重要的是培养科学思维方式要养成勤于思考、善于质疑、勇于探索的习惯把物理学习与生活实践结合起来体会物理的美妙与实用,,,物理与生活的联系科技应用交通安全智能手机利用加速度传感器实现屏幕自动旋转导航应用相对运动和参考系原理汽车安全带利用惯性保护乘客防抱死系统通过控制摩擦力避免打滑安全气囊,GPS,,ABS,相机防抖技术基于惯性原理物理知识是现代科技的基石利用动量定理减少冲击力了解物理有助于提高安全意识体育运动建筑工程跳高运动员的助跑增加动能篮球的抛物线轨迹是抛体运动游泳利用作用力与反作高楼大厦的稳定依赖力的平衡桥梁设计考虑材料的弹性限度电梯运行涉及加速度,,,,用力物理规律在体育运动中无处不在控制物理原理保障工程安全航天探索医疗健康火箭发射应用牛顿第三定律卫星轨道遵循万有引力定律空间站利用失重环境进行光成像利用电磁波特性超声诊断基于声波反射心电图记录生物电信号物理技术,,X,,科学实验物理推动人类探索宇宙服务医疗诊断物理不是枯燥的公式和定律而是解释世界、改造世界的有力工具引导学生发现生活中的物理用物理眼光看待周围事物能够极大激发学习兴趣培养应用意识和创新能,,,,力网络教学资源推荐课件资源人教版物理必修一课件涵盖所有章节配有精美插图和动画演示可免费下载使用PPT:,,获取途径教育资源网站、教师交流平台、学科门户网站:在线实验平台互动仿真科罗拉多大学开发的免费物理仿真软件提供力学、电磁学等多种虚拟实验PhET:,优势可重复操作参数可调直观展示物理过程弥补实验条件不足:,,,互动学习社区物理论坛与问答平台知乎、百度知道、学科网等平台的物理板块可以提问、讨论、分享学习经验:,在线答疑作业帮、猿辅导等教育提供实时答疑服务:App视频课程慕课平台中国大学、网易公开课、站等平台有丰富的物理课程视频:MOOC B特色名师讲解可反复观看适合课前预习和课后复习:,,使用建议网络资源丰富多样但质量参差不齐教师应筛选优质资源推荐给学生并指导学生合理使用避免过度依赖网络而忽视课堂学习和独立思考资源是辅助工具关键还是要靠自己的努力:,,,,和理解课程总结与知识体系回顾物理必修一核心知识点梳理核心力学基础牛顿运动定律重力、弹力、摩擦力实验运动学探究性实验设计匀变速直线运动能量动量功和机械能守恒动量守恒定律重点难点回顾学习建议受力分析准确判断物体受力情况是解题基础重视基本概念和物理意义的理解:•运动图像理解图和图的物理意义加强习题练习熟练掌握解题方法:v-t x-t•,牛顿定律应用灵活运用三大定律解决实际问题注重实验操作培养动手能力:•,守恒定律掌握动量守恒和机械能守恒的条件与应用联系生活实际学以致用:•,定期复习总结构建知识网络•,致谢与学习激励探索永无止境感谢各位老师和同学参与本次物理必修一网络培训课程物理学是探索自然规律的科学从微观粒子到宏观宇宙从日常现象到尖端科技物理无处不在魅力无穷!,,,,100%365∞全力投入持续学习无限可能每一次认真思考都是进步每天进步一点点物理世界等你探索物理学的最高使命在于发现那些支配自然现象的普遍规律,阿尔伯特爱因斯坦——·学习物理不仅是为了考试更是为了理解世界、认识自然希望大家保持对科学的热情和好奇心勇于提问、敢于探索、善于思考在遇到困难时不要气馁每一个问题的解决都会带来成,,,就感和进步祝愿同学们在物理学习的道路上越走越远收获知识、培养能力、感受快乐让我们一起用物理的眼光观察世界用科学的思维解决问题在探索自然奥秘的旅程中不断前行:,!,,!。