第一篇：貴州省巧馬中學(xué)2011屆高三物理一輪復(fù)習(xí)教案：05.2.運(yùn)動(dòng)的合成與分解（共）

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運(yùn)動(dòng)的合成與分解

一、教學(xué)目標(biāo)

1．在物理知識(shí)方面的要求：

(1)了解曲線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，速度方向時(shí)刻在變，因此曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)；(2)了解曲線運(yùn)動(dòng)的條件：合外力與速度不在同一條直線上；

(3)根據(jù)學(xué)生理解能力，可將曲線運(yùn)動(dòng)的條件深化，即平行速度的力只改變速度大小；垂直速度的力只改變速度方向，可根據(jù)力的效果將合外力沿速度方向和垂直速度方向分解；

(4)了解合運(yùn)動(dòng)、分運(yùn)動(dòng)，掌握運(yùn)動(dòng)的合成與分解法則——平行四邊形法則；(5)由分運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)及特點(diǎn)綜合判斷合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)及軌跡。

2．通過觀察演示實(shí)驗(yàn)，有關(guān)教學(xué)軟件，并聯(lián)系學(xué)生生活實(shí)際總結(jié)概括出曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向，曲線運(yùn)動(dòng)的條件，以及用運(yùn)動(dòng)的合成與分解處理復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的基本方法。培養(yǎng)學(xué)生觀察能力，分析概括推理能力，并激發(fā)學(xué)生興趣。

3．滲透物理學(xué)方法的教育。研究船渡河運(yùn)動(dòng)，假設(shè)水不流動(dòng)，可以想象出船的分運(yùn)動(dòng)；又假設(shè)船發(fā)動(dòng)機(jī)停止工作，可想象出船只隨水流而動(dòng)的另一分運(yùn)動(dòng)。培養(yǎng)學(xué)生的想象能力和運(yùn)用物理學(xué)抽象思維的基本方法。

二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析

1．重點(diǎn)是讓學(xué)生掌握曲線運(yùn)動(dòng)為什么是變速運(yùn)動(dòng)，理解曲線運(yùn)動(dòng)的條件及運(yùn)動(dòng)的合成與分解法則；

2．已知兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)特點(diǎn)，判斷合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)及軌跡，學(xué)生不容易很快掌握，是教學(xué)的難點(diǎn)，解決難點(diǎn)的關(guān)鍵是引導(dǎo)學(xué)生把每個(gè)分運(yùn)動(dòng)的初始值(包括初速度、加速度以及每個(gè)分運(yùn)動(dòng)所受的外力)進(jìn)行合成，最終還是用合運(yùn)動(dòng)的初速度與合外力的方向關(guān)系來判斷。

三、教具

1．乒乓球、小鐵球、細(xì)繩。

2．斜槽、條形磁鐵、鐵球、投影儀、計(jì)算機(jī)軟盤、彩電。

四、主要教學(xué)過程(一)引入新課

機(jī)械運(yùn)動(dòng)可以劃分為平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)，而平動(dòng)又可以劃分為直線運(yùn)動(dòng)和曲線運(yùn)動(dòng)，所以曲線運(yùn)動(dòng)屬于平動(dòng)形式，做曲線運(yùn)動(dòng)的物體仍然可以看成一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，曲線運(yùn)動(dòng)比直線運(yùn)動(dòng)更為普

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遍。例如，車輛拐彎；月球繞地球約27天轉(zhuǎn)一圈；地球繞太陽約一年轉(zhuǎn)一周；太陽繞銀河系中心約2.2億年轉(zhuǎn)一周。

(二)教學(xué)過程設(shè)計(jì) 1．曲線運(yùn)動(dòng)中速度的方向

因?yàn)榍€運(yùn)動(dòng)中速度方向連續(xù)發(fā)生變化，我們很難直觀物體在某時(shí)刻的速度方向?？梢栽O(shè)想如果某時(shí)刻的速度方向不再發(fā)生變化，物體將沿該時(shí)刻的速度方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)。然后聯(lián)系實(shí)際引導(dǎo)學(xué)生想象幾種現(xiàn)象。

(1)讓學(xué)生回答，繩拉小球在光滑的水平面上做圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)繩斷后小球?qū)⒀厥裁捶较蜻\(yùn)動(dòng)？(沿切線方向飛出)然后引導(dǎo)學(xué)生分析原因：繩斷后小球速度方向不再發(fā)生變化，由于慣性，從即刻起小球做勻速直線運(yùn)動(dòng)，沿切線飛出。

(2)教材內(nèi)容：砂輪磨刀使火星沿切線飛出，引導(dǎo)學(xué)生分析原因：被磨掉的熾熱微粒速度方向不再改變，由于慣性以分離時(shí)的速度方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)。又如，讓撐開的帶有雨滴的雨傘旋轉(zhuǎn)，雨滴沿傘邊切線方向飛出(與上例同理)。

(3)在想象與分析的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生概括總結(jié)得出：曲線運(yùn)動(dòng)中，速度方向是時(shí)刻改變的，在某時(shí)刻的即時(shí)速度方向在曲線的這一點(diǎn)的切線方向上。并引導(dǎo)學(xué)生注意到：曲線運(yùn)動(dòng)中速度的大小和方向可能同時(shí)變化，但變化的方向是一定改變的，速度是矢量，方向一定變，速度就一定變，所以曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)。

2．曲線運(yùn)動(dòng)的條件

曲線運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律分析可知，速度的變化一定產(chǎn)生加速度，而加速度必然由外力引起，加速度與合外力成正比并且方向相同。隨后提出問題，引導(dǎo)學(xué)生思考。

(1)如果合外力與速度在同一直線上，物體將做什么樣的運(yùn)動(dòng)？(變速直線運(yùn)動(dòng))(2)繩拉小球在光滑水平面上做速度大小不變的圓周運(yùn)動(dòng)，繩子的拉力T起什么作用？(改變速度方向)

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(3)演示實(shí)驗(yàn)(用投影儀或計(jì)算機(jī)軟件)：讓小鐵球從斜槽上滾下，小球?qū)⒀刂本€OO′運(yùn)動(dòng)。然后在垂直O(jiān)O′的方向上放條形磁鐵，使小球再從斜槽上滾下，小球?qū)⑵x原方向做曲線運(yùn)動(dòng)。又例如讓小球從桌面上滾下，離開桌面后做曲線運(yùn)動(dòng)。

(4)觀察實(shí)驗(yàn)后引導(dǎo)學(xué)生概括總結(jié)如下： ①平行速度的力改變速度大小； ②垂直速度的力改變速度的方向；

③不平行也不垂直速度的外力，同時(shí)改變速度的大小和方向；

④引導(dǎo)學(xué)生得出曲線運(yùn)動(dòng)的條件：合外力與速度不在同一直線上時(shí)，物體做曲線運(yùn)動(dòng)。

3．運(yùn)動(dòng)的合成和分解

物體的運(yùn)動(dòng)往往是復(fù)雜的，對于復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)，常?？梢园阉鼈兛闯蓭讉€(gè)簡單的運(yùn)動(dòng)組成的，通過研究簡單的運(yùn)動(dòng)達(dá)到研究復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的目的。

(1)通過演示實(shí)驗(yàn)和聯(lián)系船渡河實(shí)際，給出合運(yùn)動(dòng)、分運(yùn)動(dòng)的概念。

①把注滿水的乒乓球用細(xì)繩系住另一端固定在B釘上，乒乓球靜止在A點(diǎn)，畫出線段BB′且使AB≈BB′(方向任意)，用光滑棒在B點(diǎn)附近從左向右沿BB′方向勻速推動(dòng)吊繩，提示學(xué)生觀察乒乓球?qū)嶋H運(yùn)動(dòng)的軌跡是沿AB′方向，幫助學(xué)生分析這是因?yàn)槠古仪蛲瑫r(shí)參與了AB方向和BB′方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，而這兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的速度都等于棒的推動(dòng)速度。小球沿豎直方向及沿BB′方向的運(yùn)動(dòng)都是分運(yùn)動(dòng)；沿AB′方向的是合運(yùn)動(dòng)。分析表明合運(yùn)動(dòng)的位移與分運(yùn)動(dòng)位移遵守平行四邊形法則。

②船渡河問題：可以看做由兩個(gè)運(yùn)動(dòng)組成。假如河水不流動(dòng)而船在靜水中沿AB方向行駛，經(jīng)一段時(shí)間從A運(yùn)動(dòng)到B(如圖6)，假如船的發(fā)動(dòng)機(jī)沒有開動(dòng)，而河水流動(dòng)，那么船經(jīng)過相同的一段時(shí)間將從A運(yùn)動(dòng)到A′，如果船在流動(dòng)的河水中開動(dòng)同時(shí)參與上述兩個(gè)運(yùn)動(dòng)，經(jīng)相同時(shí)間從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B′點(diǎn)，從A到B′的運(yùn)動(dòng)就是上述兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)。

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注意：船頭指向?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的船速方向，指分速度；船的合運(yùn)動(dòng)的速度方向不一定是船頭的指向。這里的分運(yùn)動(dòng)、合運(yùn)動(dòng)都是相對地球而言，不必引入相對速度概念，避免使問題復(fù)雜化。

(2)引導(dǎo)學(xué)生概括總結(jié)運(yùn)動(dòng)的合成分解法則——平行四邊形法則。

①用分運(yùn)動(dòng)的位移、速度、加速度求合運(yùn)動(dòng)的位移、速度、加速度等叫運(yùn)動(dòng)的合成。反之由合運(yùn)動(dòng)求分運(yùn)動(dòng)的位移速度、加速度等叫運(yùn)動(dòng)的分解。

②運(yùn)動(dòng)的合成與分解遵守矢量運(yùn)算法則，即平行四邊形法則。例如：船的合位移s合是兩個(gè)分位移s1s2的矢量和；又例如飛機(jī)斜向上起飛時(shí)，在水平方向及豎直方向的分速度分別為v1=vcosθ，v2=vsinθ，其中，v是飛機(jī)的起飛速度。如圖7所示。

(3)用分運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)判斷合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)及軌跡。

①兩個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)一定是勻速直線運(yùn)動(dòng)。提問學(xué)生為什么？(v合為恒量)

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②提出問題：船渡河時(shí)如果在AB方向的分運(yùn)動(dòng)是勻加速運(yùn)動(dòng)，水仍然勻速流動(dòng)，船的合運(yùn)動(dòng)軌跡還是直線嗎？學(xué)生思考后回答并提示學(xué)生用曲線運(yùn)動(dòng)的條件來判斷，然后引導(dǎo)學(xué)生綜合概括出判斷方法：首先將兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的初始運(yùn)動(dòng)量及外力進(jìn)行合成，然后用合運(yùn)動(dòng)的初速度及合運(yùn)動(dòng)所受的合外力的方向關(guān)系進(jìn)行判斷。合成結(jié)果可知，船的合速度v合與合外力F不在同一直線上，船一定做曲線運(yùn)動(dòng)。如鞏固知識(shí)讓學(xué)生再思考回答：兩個(gè)不在同一直線上初速度都為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)是什么運(yùn)動(dòng)？

(勻加速直線運(yùn)動(dòng))4．引申內(nèi)容：關(guān)于船的渡河問題的討論

(1)通過此例讓學(xué)生明確運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性及等時(shí)性的問題，即每一個(gè)分運(yùn)動(dòng)彼此獨(dú)立，互不干擾；合運(yùn)動(dòng)與每一個(gè)分運(yùn)動(dòng)所用時(shí)間相同。

(2)關(guān)于速度的說明，在應(yīng)用船速這個(gè)概念時(shí)，應(yīng)注意區(qū)別船速v船及船的合運(yùn)動(dòng)速度v合。前者是發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的分速度，后者是合速度，由于不引入相對速度概念，使上述兩種速度容易相混。

(3)問題的提出：河寬H，船速為v船，水流速度為v水，船速v船與河岸的夾角為θ，如圖9所示。

①求渡河所用的時(shí)間，并討論θ=？時(shí)渡河時(shí)間最短。②怎樣渡河，船的合位移最?。?/p>

分析①用船在靜水中的分運(yùn)動(dòng)討論渡河時(shí)間比較方便，根據(jù)運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性，渡河時(shí)間

間最短。

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分析②當(dāng)v船＞v水時(shí)，v合垂直河岸，合位移最短等于河寬H，根

五、課堂小結(jié)

1．曲線運(yùn)動(dòng)的條件是F合與v不在同一直線上，曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向?yàn)榍€的切線方向。2．復(fù)雜運(yùn)動(dòng)可以分解成簡單的運(yùn)動(dòng)分別來研究，由分運(yùn)動(dòng)求合運(yùn)動(dòng)叫運(yùn)動(dòng)的合成，反之叫運(yùn)動(dòng)的分解，運(yùn)動(dòng)的合成與分解，遵守平行四邊形法則。

3．用曲線運(yùn)動(dòng)的條件及運(yùn)動(dòng)的合成與分解知識(shí)可以判斷合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)及合運(yùn)動(dòng)軌跡。

第二篇：貴州省巧馬中學(xué)2011屆高三物理一輪復(fù)習(xí)教案：17.4.變壓器

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變壓器

一、教育目標(biāo)

1．了解變壓器的構(gòu)造及工作原理。

2．掌握理想變壓器的電壓、電流與匝數(shù)間關(guān)系。3．掌握理想變壓器工作規(guī)律并能運(yùn)用解決實(shí)際問題。

二、重點(diǎn)、難點(diǎn)、疑點(diǎn)及解決辦法 1．重點(diǎn)

變壓器工作原理及工作規(guī)律。2．難點(diǎn)

(1)理解副線圈兩端的電壓為交變電壓。(2)推導(dǎo)變壓器原副線圈電流與匝數(shù)關(guān)系。(3)掌握公式中各物理量所表示對象的含義。3．疑點(diǎn)

變壓器鐵心是否帶電即如何將電能從原線圈傳輸出到副線圈。4．解決辦法

(1)通過演示實(shí)驗(yàn)來研究變壓器工作規(guī)律使學(xué)生能在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上建立規(guī)律。(2)通過理想化模型建立及理論推導(dǎo)得出通過原副線圈電流與匝數(shù)間的關(guān)系。

(3)通過運(yùn)用變壓器工作規(guī)律的公式來解題使學(xué)生從實(shí)踐中理解公式各物理量的含義。

三、教具準(zhǔn)備

可拆式變壓器、投影交流電流表(2只)、投影交流電壓表(2只)、導(dǎo)線若干 學(xué)生電源、小電珠(5只、2.5V，0.3A)、電鍵(4只)

四、教學(xué)過程 1．引入新課

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幻燈打出一組數(shù)據(jù)

從以上表格可看到各類用電器額定工作電壓往往不同，可我們國家民用統(tǒng)一供電均為220V，那這些元件是如何正常工作的呢？

出示已拆錄音機(jī)，指出變壓器。

這就靠我們這節(jié)將要學(xué)習(xí)的變壓器來實(shí)現(xiàn)升壓、降壓，從而使我們各類用電器在供電電壓220V以下都能正常工作。

出示可拆式變壓器 2．講授新課

我們先來了解變壓器的構(gòu)造，請同學(xué)觀察實(shí)物并回答變壓器由哪些部分組成。變壓器由一個(gè)閉合鐵心和兩個(gè)繞在鐵心上的線圈組成。

閉合鐵心是由極薄彼此絕緣的硅鋼片疊壓而成，(實(shí)物呈現(xiàn)，各組由前往后傳)現(xiàn)在我們用符號來表示變壓器。

強(qiáng)調(diào)線圈必須繞在鐵心

其中與電源連接叫原線圈，也叫初級線圈。另一個(gè)與負(fù)載連接叫副線圈，也叫次級線圈。接下來我們再來研究變壓器的工作原理。

原副線圈都是用絕緣導(dǎo)線繞成，原副線圈彼此間沒有直接關(guān)系。但閉合鐵芯使原副線圈發(fā)生了聯(lián)系。

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原線圈輸入交變電壓，則原線圈中就有交變電流，請同學(xué)們思考鐵芯閉合與沒有閉合兩種情況的磁感線分布圖。

當(dāng)鐵芯閉合，原線圈產(chǎn)生的磁感線幾乎全部分布在鐵芯內(nèi)部。當(dāng)鐵芯不閉合副線圈通過的磁通量減少。由于原線圈中通的是交變電流，因而鐵芯中的磁通量是變化的，這樣副線圈兩端有電壓嗎？為什么 [演示]

因?yàn)橥ㄟ^副線圈的磁通量也發(fā)生變化 那副線圈兩端電壓U2變化嗎？為什么？

感應(yīng)電動(dòng)勢大小與磁通量變化快慢有關(guān)，那副線圈的磁通量變化均勻嗎？如果通過線圈的磁通量均勻變化時(shí)，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢大小不變。副線圈中的磁通量做周期性變化，所以U2為交變電壓。

總結(jié)如下

～U1—～l1—～Φ—～U2

從能量角度看，顯然變壓器不能產(chǎn)生電能，它只是通過交變磁場傳輸電能。電能——磁場能——電能 變壓器能改變直流電壓嗎？為什么？ 不能。

可能有部分學(xué)生難以理解，可分析若為直流情況，鐵芯中有磁感線但鐵芯中的磁通量不變。即通過副線圈的磁通量不變?！郩2＝0 [演示] 按圖2原線圈接直流電壓10V，則請學(xué)生觀察伏特表的讀數(shù)。我們接下來討論副線圈兩端電壓U2與原線圈兩端電壓U1有什么關(guān)系？

(部分學(xué)生可能只認(rèn)為與副線圈匝數(shù)n2有關(guān))接下來，請大家來看演示實(shí)驗(yàn)。拿出儀器逐個(gè)向?qū)W生介紹，并連接好電路如下。

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那如何來設(shè)計(jì)我們記錄的數(shù)據(jù)表格呢？ 在學(xué)生設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上在黑板上作出表格如下

請兩位學(xué)生上臺(tái)來操作，大家積極參與讀數(shù)，共同完成以上表格。在此過程注意學(xué)生讀數(shù)是否準(zhǔn)確(估讀問題)，并及時(shí)加以糾正。學(xué)生完成后，請兩位學(xué)生手摸鐵芯。

如何處理數(shù)據(jù)？引導(dǎo)學(xué)生觀察記錄數(shù)據(jù)，體會(huì)可能存在電壓與匝數(shù)成正比。

由計(jì)算結(jié)果能得出什么結(jié)論？

在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)，原副線圈的電壓與原副線圈的匝數(shù)成正比

磁感線分布原副線圈完全一致嗎？

有一部分磁感線從閉合鐵芯中漏失。使得副線圈磁感線分布疏于原線圈的磁感線分布。[演示]按圖4接好電路，請學(xué)生觀察鐵芯閉合時(shí)與鐵芯斷開時(shí)小電珠的亮度差別。鐵芯不閉合，燈明顯變暗。

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由上述可知，通過原線圈的電流不變，若副線圈通過的磁通量減少(漏磁)則副線圈兩端的電壓減少。

由于漏磁使得能量有損失。同時(shí)因?yàn)樵本€圈的繞線有阻值，當(dāng)電流流過時(shí)也有內(nèi)能產(chǎn)生，使得電能損失?！郟入＞P輸

同時(shí)由于通過鐵芯的磁感線反復(fù)磁化時(shí)也產(chǎn)生焦耳熱(請加以證明)，組成變壓器鐵芯的硅鋼片不是一整塊，而是極薄的一片一片疊壓而成，就是為了減少這部分的內(nèi)能損失。原副線圈有電阻通過電流時(shí)也會(huì)產(chǎn)生焦耳熱。所以P入＞P輸．

一只變壓器如果磁感線沒有漏失，線圈和鐵芯都不發(fā)熱，那么這只變壓器便是無電能損耗的理想變壓器。在這種情況下，變壓器輸出電功率必然等于輸入電功率。

即P入=P出

理想化是科學(xué)研究中常用的重要方法，其要領(lǐng)是“分清主次，抓住主要矛盾”。建立理想變壓器模型，不僅有理論上的意義，而且為提高實(shí)際變壓器效率指出了方向。

上臺(tái)板演，教師批改，注意規(guī)范問題。

解

設(shè)變壓器原副線圈匝數(shù)分別為n1 n2，端電壓為U1 U2，通過的電流為I1、I2 則：P入＝U1I1 P出=U2I2 又∵理想變壓器

∴P入＝P出 ∴U1I1＝U2I2

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變壓器工作時(shí)，通過原線圈和副線圈中的電流跟它們的匝數(shù)成反比當(dāng)原副線圈匝數(shù)一定，原線圈電流隨副線圈電流增大怎么變化呢？我們來看以下演示實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)電路出示幻燈

其中n1＝1600匝，n2＝400匝

A．請學(xué)生觀察隨著K閉合的增加，觀察 的變化情況，并思考為什么？

幾乎不變。

隨著閉合的燈泡增多，副線圈所接的電阻變小，電壓不變，所以電流增大?；蛘?/p>

B．將副線圈的匝數(shù)改為200匝，請學(xué)生觀察燈的亮度，并說明為什么？ C．將原線圈的匝數(shù)改為800匝，請學(xué)生觀察燈的亮度，并說明為什么？ D．若A1允許通過電流為3安培，則副線圈至多可接幾盞小電珠？

E．若A1改為同規(guī)格的小電珠，則當(dāng)S1、S2、S3、S4均閉合且4只小電珠正常發(fā)光，則由A1所改的小電珠會(huì)燒毀嗎？為什么？

公式應(yīng)用必須靈活，結(jié)合實(shí)際。一定要注意公式中各物理量的含義，不能張冠李戴。U1、U2指原副線圈兩端的電壓，I1、I2指通過原副線圈的電流強(qiáng)度。

斷開電源，將變壓器拆下，問剛才是哪個(gè)為原線圈，哪個(gè)作為副線圈。降壓變壓器，所以：n2＜n1。

可如何去判別匝數(shù)的多少？出示原副線圈實(shí)物。

降壓變壓器由于原副線圈的電阻不為零，所以總有電能損耗P損=I2R，降壓變壓器哪個(gè)通過線圈電流大？為什么？

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P入=P出

即 U1I1＝U2I

2∵U1＞U

1∴I1＜I2

副線圈的通過的電流大，則為了減少電能的損耗，所以必須減少線

徑相對小些(經(jīng)濟(jì)，重量)。這樣高壓線圈匝數(shù)多，線徑小，低壓線圈電流大，匝數(shù)少，線徑大。將變壓器原副線圈非常和諧地繞在鐵芯上，非常美觀。反之則不符合物理規(guī)律，也不美觀。

五、總結(jié)、擴(kuò)展

變壓器不是改變電功率大小的儀器。2．若副線圈為多個(gè)，上述的規(guī)律還成立嗎？

六、板書設(shè)計(jì)

變壓器

1．變壓器構(gòu)造

2．理想變壓器工作原理

～U1→～I(xiàn)1→～Φ→～U2 電能→磁場能→電能 3．變壓器工作規(guī)律 P入=P出 U1I1＝U2I2

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n2＜n1降壓變壓器

n1＝n2

隔離變壓器

低壓線圈n小I大線徑粗

第三篇：貴州省巧馬中學(xué)2011屆高三物理一輪復(fù)習(xí)教案：07.3.功和能

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功和能

一、教學(xué)目標(biāo)

1．在學(xué)習(xí)機(jī)械能守恒定律的基礎(chǔ)上，研究有重力、彈簧彈力以外其它力做功的情況，學(xué)習(xí)處理這類問題的方法。

2．對功和能及其關(guān)系的理解和認(rèn)識(shí)是本章教學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容，本節(jié)教學(xué)是本章教學(xué)內(nèi)容的總結(jié)。通過本節(jié)教學(xué)使學(xué)生更加深入理解功和能的關(guān)系，明確物體機(jī)械能變化的規(guī)律，并能應(yīng)用它處理有關(guān)問題。

3．通過本節(jié)教學(xué)，使學(xué)生能更加全面、深入認(rèn)識(shí)功和能的關(guān)系，為學(xué)生今后能夠運(yùn)用功和能的觀點(diǎn)分析熱學(xué)、電學(xué)知識(shí)，為學(xué)生更好理解自然界中另一重要規(guī)律——能的轉(zhuǎn)化和守恒定律打下基礎(chǔ)。

二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析

1．重點(diǎn)是使學(xué)生認(rèn)識(shí)和理解物體機(jī)械能變化的規(guī)律，掌握應(yīng)用這一規(guī)律解決問題的方法。在此基礎(chǔ)上，深入理解和認(rèn)識(shí)功和能的關(guān)系。

2．本節(jié)教學(xué)實(shí)質(zhì)是滲透功能原理的觀點(diǎn)，在教學(xué)中不必出現(xiàn)功能原理的名稱。功能原理內(nèi)容與動(dòng)能定理的區(qū)別和聯(lián)系是本節(jié)教學(xué)的難點(diǎn)，要解決這一難點(diǎn)問題，必須使學(xué)生對“功是能量轉(zhuǎn)化的量度”的認(rèn)識(shí)，從籠統(tǒng)、膚淺地了解深入到十分明確認(rèn)識(shí)“某種形式能的變化，用什么力做功去量度”。

3．對功、能概念及其關(guān)系的認(rèn)識(shí)和理解，不僅是本節(jié)、本章教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，也是中學(xué)物理教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)之一。通過本節(jié)教學(xué)應(yīng)使學(xué)生認(rèn)識(shí)到，在今后的學(xué)習(xí)中還將不斷對上述問題作進(jìn)一步的分析和認(rèn)識(shí)。

三、教具

投影儀、投影片等。

四、主要教學(xué)過程(一)引入新課

結(jié)合復(fù)習(xí)機(jī)械能守恒定律引入新課。提出問題：

1．機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容及物體機(jī)械能守恒的條件各是什么？ 評價(jià)學(xué)生回答后，教師進(jìn)一步提問引導(dǎo)學(xué)生思考。

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2．如果有重力、彈簧彈力以外其它力對物體做功，物體的機(jī)械能如何變化？物體機(jī)械能的變化和哪些力做功有關(guān)呢？物體機(jī)械能變化的規(guī)律是什么呢？

教師提出問題之后引起學(xué)生的注意，并不要求學(xué)生回答。在此基礎(chǔ)上教師明確指出： 機(jī)械能守恒是有條件的。大量現(xiàn)象表明，許多物體的機(jī)械能是不守恒的。例如從車站開出的車輛、起飛或降落的飛機(jī)、打入木塊的子彈等等。

分析上述物體機(jī)械能不守恒的原因：從車站開出的車輛機(jī)械能增加，是由于牽引力(重力、彈力以外的力)對車輛做正功；射入木塊后子彈的機(jī)械能減少，是由于阻力對子彈做負(fù)功。重力和彈力以外的其它力對物體做功和物體機(jī)械能變化有什么關(guān)系，是本節(jié)要研究的中心問題。

(二)教學(xué)過程設(shè)計(jì)

提出問題：下面我們根據(jù)已掌握的動(dòng)能定理和有關(guān)機(jī)械能的知識(shí)，分析物體機(jī)械能變化的規(guī)律。

1．物體機(jī)械能的變化

問題：質(zhì)量m的小滑塊受平行斜面向上拉力F作用，沿斜面從高度h1上升到高度h2處，其速度由v1增大到v2，如圖所示，分析此過程中滑塊機(jī)械能的變化與各力做功的關(guān)系。

引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)動(dòng)能定理進(jìn)一步分析、探討小滑塊機(jī)械能變化與做功的關(guān)系。歸納學(xué)生分析，明確：

選取斜面底端所在平面為參考平面。根據(jù)動(dòng)能定理∑W＝ΔEk，有

由幾何關(guān)系，有sinθ·L＝h2-h1

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即FL-fL＝E2-E1＝ΔE 引導(dǎo)學(xué)生理解上式的物理意義。在學(xué)生回答的基礎(chǔ)上教師明確指出：

(1)有重力、彈簧彈力以外的其它力對物體做功，是使物體機(jī)械能發(fā)生變化的原因；(2)重力和彈簧彈力以外其它力對物體所做功的代數(shù)和，等于物體機(jī)械能的變化量。這是物體機(jī)械能變化所遵循的基本規(guī)律。

2．對物體機(jī)械能變化規(guī)律的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)

(1)物體機(jī)械能變化規(guī)律可以用公式表示為W外＝E2-E1或W外＝ΔE 其中W外表示除重力、彈簧彈力以外其它力做功的代數(shù)和，E1、E2分別表示物體初、末狀態(tài)的機(jī)械能，ΔE表示物體機(jī)械能變化量。

(2)對W外＝E2-E1進(jìn)一步分析可知：

(i)當(dāng)W外＞0時(shí)，E2＞E1，物體機(jī)械能增加；當(dāng)W外＜0時(shí)，E2＜E1，物體機(jī)械能減少。(ii)若W外＝0，則E2＝E1，即物體機(jī)械能守恒。由此可以看出，W外＝E2-E1是包含了機(jī)械能守恒定律在內(nèi)的、更加普遍的功和能關(guān)系的表達(dá)式。

(3)重力、彈簧彈力以外其它力做功的過程，其實(shí)質(zhì)是其它形式的能與機(jī)械能相互轉(zhuǎn)化的過程。

例1．質(zhì)量4.0×103kg的汽車開上一山坡。汽車沿山坡每前進(jìn)100m，其高度升高2m。上坡時(shí)汽車速度為5m/s，沿山坡行駛500m后速度變?yōu)?0m/s。已知車行駛中所受阻力大小是車重的0.01倍，試求：(1)此過程中汽車所受牽引力做功多少？(2)汽車所受平均牽引力多大？取g＝10m/s2。本題要求用物體機(jī)械能變化規(guī)律求解。

引導(dǎo)學(xué)生思考與分析：

(1)如何依據(jù)W外＝E2-E1求解本題？應(yīng)用該規(guī)律求解問題時(shí)應(yīng)注意哪些問題？(2)用W外＝E2-E1求解本題，與應(yīng)用動(dòng)能定理∑W＝Ek2-Ek1有什么區(qū)別？ 歸納學(xué)生分析的結(jié)果，教師明確給出例題求解的主要過程：

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取汽車開始時(shí)所在位置為參考平面，應(yīng)用物體機(jī)械能變化規(guī)律W外＝E2-E1解題時(shí)，要著重分析清楚重力、彈力以外其它力對物體所做的功，以及此過程中物體機(jī)械能的變化。這既是應(yīng)用此規(guī)律解題的基本要求，也是與應(yīng)用動(dòng)能定理解題的重要區(qū)別。

例2．將一個(gè)小物體以100J的初動(dòng)能從地面豎直向上拋出。物體向上運(yùn)動(dòng)經(jīng)過某一位置P時(shí)，它的動(dòng)能減少了80J，此時(shí)其重力勢能增加了60J。已知物體在運(yùn)動(dòng)中所受空氣阻力大小不變，求小物體返回地面時(shí)動(dòng)能多大？

引導(dǎo)學(xué)生分析思考：

(1)運(yùn)動(dòng)過程中(包括上升和下落)，什么力對小物體做功？做正功還是做負(fù)功？能否知道這些力對物體所做功的比例關(guān)系？

(2)小物體動(dòng)能、重力勢能以及機(jī)械能變化的關(guān)系如何？每一種形式能量的變化，應(yīng)該用什么力所做的功量度？

歸納學(xué)生分析的結(jié)果，教師明確指出：(1)運(yùn)動(dòng)過程中重力和阻力對小物體做功。

(2)小物體動(dòng)能變化用重力、阻力做功的代數(shù)和量度；重力勢能的變化用重力做功量度；機(jī)械能的變化用阻力做功量度。

(3)由于重力和阻力大小不變，在某一過程中各力做功的比例關(guān)系可以通過相應(yīng)能量的變化求出。

(4)根據(jù)物體的機(jī)械能E＝Ek+Ep，可以知道經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)，物體動(dòng)能變化量大小ΔEk＝80J，機(jī)械能變化量大小ΔE＝20J。

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例題求解主要過程：

上升到最高點(diǎn)時(shí)，物體機(jī)械能損失量為

由于物體所受阻力大小不變，下落過程中物體損失的機(jī)械能與上升過程相同，因此下落返回地面時(shí)，物體的動(dòng)能大小為

E′k＝Ek0-2ΔE′＝50J 本例題小結(jié)：

通過本例題分析，應(yīng)該對功和能量變化有更具體的認(rèn)識(shí)，同時(shí)應(yīng)注意學(xué)習(xí)綜合運(yùn)用動(dòng)能定理和物體機(jī)械能變化規(guī)律解決問題的方法。

思考題(留給學(xué)生課后練習(xí))：

(1)運(yùn)動(dòng)中物體所受阻力是其重力的幾分之幾？

(2)物體經(jīng)過P點(diǎn)后還能上升多高？是前一段高度的幾分之幾？

五、課堂小結(jié)

本小結(jié)既是本節(jié)課的第3項(xiàng)內(nèi)容，也是本章的小結(jié)。3．功和能

(1)功和能是不同的物理量。能是表征物理運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量，物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化，物體運(yùn)動(dòng)形式發(fā)生變化，物體的能都相應(yīng)隨之變化；做功是使物體能量發(fā)生變化的一種方式，物體能量的變化可以用相應(yīng)的力做功量度。

(2)力對物體做功使物體能量發(fā)生變化，不能理解為功變成能，而是通過力做功的過程，使物體之間發(fā)生能量的傳遞與轉(zhuǎn)化。

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(3)力做功可以使物體間發(fā)生能的傳遞與轉(zhuǎn)化，但能的總量是保持不變的。自然界中，物體的能量在傳遞、轉(zhuǎn)化過程中總是遵循能量守恒這一基本規(guī)律的。

六、說明

本節(jié)內(nèi)容的處理應(yīng)根據(jù)學(xué)生具體情況而定，學(xué)生基礎(chǔ)較好，可介紹較多內(nèi)容；學(xué)生基礎(chǔ)較差，不一定要求應(yīng)用物體機(jī)械能變化規(guī)律解題，只需對功和能關(guān)系有初步了解即可。

第四篇：貴州省巧馬中學(xué)2011屆高三物理一輪復(fù)習(xí)教案：14.2.并聯(lián)電路

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并聯(lián)電路

一、教育目標(biāo)

1．理解并聯(lián)電路的特點(diǎn)。

2．掌握并聯(lián)電路中電阻、電壓、電流和功率分配的關(guān)系。3．分析解決簡單的混聯(lián)電路問題。（二、重點(diǎn)、難點(diǎn)、疑點(diǎn)及解決辦法 1．重點(diǎn)

并聯(lián)電路的基本特點(diǎn)。2．難點(diǎn)

并聯(lián)電路的重要性質(zhì)。3．疑點(diǎn)

并聯(lián)電阻越多電阻越小。4．解決辦法

通過電流與水流進(jìn)行類比突破上述疑點(diǎn)。

三、教具準(zhǔn)備 學(xué)生每兩人一組

每組“3V、3W”“3V、6W”小燈泡各2個(gè)、電鍵、滑動(dòng)變阻器、學(xué)生電源電壓表、電流表各一只。

教師器材同上。

四、教學(xué)步驟 1．引入新課

將“3V 3W”和“3V 6W”燈泡串聯(lián)起來，兩端加上6V電壓，會(huì)出現(xiàn)什么情況呢？學(xué)生可能回答：都能正常發(fā)光或一個(gè)亮一個(gè)較暗。

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演示上述實(shí)驗(yàn)。

觀察現(xiàn)象“3V 3W”的燈泡閃一下就燒壞了。分析現(xiàn)象

幻燈顯示

P1=I2R1=1.52×3=6.75W＞3W 可見，要使“3V 3W”和“3V 6W”同時(shí)正常發(fā)光，直接用串聯(lián)起來是行不通的，同學(xué)們家里有許多家用電器，它們的額定電壓相同，而功率不同，它們大都是采用并聯(lián)接法。

2．新課教學(xué)

什么是并聯(lián)電路？試將桌子上的兩只燈泡、滑動(dòng)變阻器、電鍵及電源組成并聯(lián)電路。學(xué)生動(dòng)手組裝。

先畫電路圖，再進(jìn)行組裝和調(diào)試。電鍵要斷開，滑動(dòng)變阻器處于最大值。并聯(lián)電路的電流、電壓，各有什么特點(diǎn)呢？

試通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探討。指導(dǎo)學(xué)生①如何測電壓、電流。②如何處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

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結(jié)果①并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等。②并聯(lián)電路的總電流等于各支路的電流之和。下面我們根據(jù)這兩個(gè)基本特點(diǎn)著重研究三個(gè)問題。A．并聯(lián)電路的總電阻

以3個(gè)電阻并聯(lián)成的電路為例

設(shè)A、B兩端電壓為U，根據(jù)歐姆定律，有

設(shè)總電流為I，則I=U/R并 由I=I1+I2+I3得

即并聯(lián)電路總電阻的倒數(shù)，等于各個(gè)支路的電阻倒數(shù)之和。①如果幾個(gè)電阻并聯(lián)，每個(gè)電阻均為R，則R并=R/n．

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②若兩個(gè)已知電阻R1、R2并聯(lián)，則R并=R1R2/R1+R2．

③由于1/R并＞1/Rn，R并＜Rn，表明并聯(lián)電阻的總電阻比任何一條支路的電阻都小。好比水從高向低處流，如果它們支流越多，也就越容易。對于并聯(lián)電路來說，并聯(lián)電阻越多，電流越容易流過，表現(xiàn)出阻礙電流性質(zhì)越弱，電阻也就越小。

接下來，我們研究第二個(gè)問題。B．并聯(lián)電路的電流分配。

可見，通過各支路的電流強(qiáng)度跟它們電阻成反比，在并聯(lián)電路中電阻大的支路電流強(qiáng)度小，電阻小的支路電流強(qiáng)度大。

練習(xí)①若R1∶R2∶R3=1∶2∶3則I1∶I2∶I3=？（6∶3∶2）②若R1∶R2∶R3=3∶5∶7則I1∶I2∶I3=？（35∶21∶15）C．并聯(lián)電路的功率分配 ∵p=UI=U2/R

例1 試比較兩條相同的電阻R1=R2，串聯(lián)在220V電壓的線路中跟并聯(lián)在220V線路中消耗的總功率，若不考慮電阻隨溫度而變化，兩種情況下消耗的總功率之比等于多少？

解

因?yàn)榇?lián)總電阻（R串=2R）是并聯(lián)時(shí)總電阻（R并=R/2）的4

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設(shè)計(jì)小實(shí)驗(yàn)

分別標(biāo)有“3V 3W”和“3V 6W”的兩個(gè)小燈泡，現(xiàn)想把它們連接在220伏電壓的線路中使用。為使它們都能在額定電壓和額定功率下正常工作，請?jiān)O(shè)計(jì)出連接方法，畫出電路圖，并用實(shí)物連接好。讓幾個(gè)學(xué)生公布各自結(jié)果，評出最佳方案?？赡艿脑O(shè)計(jì)方案有：

通過比較，第二種連接方法是最佳的，這時(shí)并聯(lián)的滑動(dòng)電阻器起著分流的作用。3．課堂小結(jié)

（1）并聯(lián)電路基本特點(diǎn) ①U1=U2=U3=?=Un

②I=I1+I2+I3+?+In（2）并聯(lián)電路的重要性質(zhì)：

五、總結(jié)、擴(kuò)展

電路的并聯(lián)接法在電路連接中有著廣泛的應(yīng)用，并聯(lián)的電阻起著分流的作用，并聯(lián)電路的基本特點(diǎn)和重要性質(zhì)是研究較復(fù)雜電路的重要基礎(chǔ)。

六、板書設(shè)計(jì)

并聯(lián)電路

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一、并聯(lián)電路的基本特點(diǎn) 1．U1=U2=U3=?=Un

2．I=I1+I2+I3+?+In

二、并聯(lián)電阻的重要性質(zhì)

并聯(lián)電路起分流作用

第五篇：貴州省巧馬中學(xué)2011屆高三物理一輪復(fù)習(xí)教案：11.4.物體的內(nèi)能 改變內(nèi)能的兩種

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物體的內(nèi)能 改變內(nèi)能的兩種

一、教學(xué)目標(biāo)

1．在物理知識(shí)方面要求：

（1）知道分子的動(dòng)能，分子的平均動(dòng)能，知道物體的溫度是分子平均動(dòng)能大小的標(biāo)志。（2）知道分子的勢能跟物體的體積有關(guān)，知道分子勢能隨分子間距離變化而變化的定性規(guī)律。

（3）知道什么是物體的內(nèi)能，物體的內(nèi)能與哪個(gè)宏觀量有關(guān)，能區(qū)別物體的內(nèi)能和機(jī)械能。

（4）知道做功和熱傳遞在改變物體內(nèi)能上是等效的，知道兩者的區(qū)別，了解熱功參量的意義。

2．在培養(yǎng)學(xué)生能力方面，這節(jié)課中要讓學(xué)生建立：分子動(dòng)能、分子平均動(dòng)能、分子勢能、物體內(nèi)能、熱量等五個(gè)以上物理概念，又要讓學(xué)生初步知道三個(gè)物理規(guī)律：溫度與分子平均動(dòng)能關(guān)系，分子勢能與分子間距離關(guān)系，做功與熱傳遞在改變物體內(nèi)能上的關(guān)系。因此，教學(xué)中著重培養(yǎng)學(xué)生對物理概念和規(guī)律的理解能力。

3．滲透物理學(xué)方法的教育：在分子平均動(dòng)能與溫度關(guān)系的講授中，滲透統(tǒng)計(jì)的方法。在分子間勢能與分子間距離的關(guān)系上和做功與熱傳遞關(guān)系上都要滲透歸納推理方法。

二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析

1．教學(xué)重點(diǎn)是使學(xué)生掌握三個(gè)概念（分子平均動(dòng)能、分子勢能、物體內(nèi)能），掌握三個(gè)物理規(guī)律（溫度與分子平均動(dòng)能關(guān)系、分子勢能與分子之間距離關(guān)系、熱傳遞與功的關(guān)系）。2．區(qū)分溫度、內(nèi)能、熱量三個(gè)物理量是教學(xué)上的一個(gè)難點(diǎn)；分子勢能隨分子間距離變化的勢能曲線是教學(xué)上的另一難點(diǎn)。

三、教具

1．壓縮氣體做功，氣體內(nèi)能增加的演示實(shí)驗(yàn)： 圓形玻璃筒、活塞、硝化棉。

2．幻燈及幻燈片，展示分子間勢能隨分子間距離變化而變化的曲線。

四、主要教學(xué)過程

（一）引入新課

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我們知道做機(jī)械運(yùn)動(dòng)的物體具有機(jī)械能，那么熱現(xiàn)象發(fā)生過程中，也有相應(yīng)的能量變化。另一方面，我們又知道熱現(xiàn)象是大量分子做無規(guī)律熱運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的。那么熱運(yùn)動(dòng)的能量與大量的無規(guī)律運(yùn)動(dòng)有什么關(guān)系呢？這是今天學(xué)習(xí)的問題。

（二）教學(xué)過程的設(shè)計(jì) 1．分子的動(dòng)能、溫度

物體內(nèi)大量分子不停息地做無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)，對于每個(gè)分子來說都有無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能。由于物體內(nèi)各個(gè)分子的速率大小不同，因此，各個(gè)分子的動(dòng)能大小不同。由于熱現(xiàn)象是大量分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，所以研究個(gè)別分子運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能是沒有意義的。而研究大量分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能，需要將所有分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能的平均值求出來，這個(gè)平均值叫做分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能。

學(xué)習(xí)布朗運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散現(xiàn)象時(shí)，我們知道布朗運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散現(xiàn)象都與溫度有關(guān)系，溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越激烈，擴(kuò)散也加快。依照分子動(dòng)理論，這說明溫度升高后分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)加劇。用上述分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能來說明，就是溫度升高，分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能增大。如果溫度降低，說明分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能減小。因此從分子動(dòng)理論觀點(diǎn)來看，溫度是物體分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能的標(biāo)志。“標(biāo)志”的含義是指物體溫度升高或降低，表示了物體內(nèi)部大量分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能增大或減小。溫度不變，就表示了分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能不變。其他宏觀物理量如時(shí)間、質(zhì)量、物質(zhì)種類都不是分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能的標(biāo)志。但是，溫度不是直接等于分子的平均動(dòng)能。

另一方面，溫度只與物體內(nèi)大量分子熱運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)計(jì)意義上的平均動(dòng)能相對應(yīng)，對于個(gè)別分子或幾十個(gè)、幾百個(gè)分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能大小與溫度是沒有關(guān)系的。

我們知道，溫度這個(gè)物理量在宏觀上的意義是表示物體冷熱程度，而它又是大量分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能大小的標(biāo)志，這是溫度的微觀含義。

2．分子勢能

分子間存在著相互作用力，因此分子間具有由它們的相對位置決定的勢能，這就是分子勢能。

如果分子間距離約為10-10m數(shù)量級時(shí)，分子的作用力的合力為零，此距離為r0。

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當(dāng)分子距離小于r0時(shí)，分子間的作用力表現(xiàn)為斥力，要減小分子間的距離必須克服斥力做功，因此，分子勢能隨分子間距離的減小而增大。這種情形與彈簧被壓縮時(shí)彈性勢能增大是相似的。如圖1中彈簧壓縮，彈性勢能Ep增大。

如果分子間距離大于r0時(shí)，分子間的相互作用表現(xiàn)為引力，要增大分子間的距離必須克服引力做功，因此，分子勢能隨分子間的距離增大而增大。這種情況與彈簧被拉伸時(shí)彈性勢能增大是相似的。如圖1中彈簧拉伸，Ep增大。

從以上兩種情況綜合分析，分子間距離以r0為數(shù)值基準(zhǔn)，r不論減小或增大，分子勢能都增大。所以說，分子在平衡位置處是分子勢能最低點(diǎn)。如果分子間距離是無限遠(yuǎn)時(shí)，取分子勢能為零值，分子間距離從無限遠(yuǎn)逐漸減少至r0以前過程，分子間的作用力表現(xiàn)為引力，而且距離減少，分子引力做正功，分子勢能不斷減小，其數(shù)值將比零還小為負(fù)值。當(dāng)分子間距離到達(dá)r0以后再減小，分子作用力表現(xiàn)為斥力，在分子間距離減小過程中，克服斥力做功，使分子勢能增大。其數(shù)值將從負(fù)值逐漸變大至零，甚至為正值。分子勢能隨分子間距離r的變化情況可以在圖2的圖象中表現(xiàn)出來。從圖中看到分子間距離在r0處，分子勢能最小。

既然分子勢能的大小與分子間距離有關(guān)，那么在宏觀上什么物理量能反映分子勢能的大小變化情況呢？如果對于確定的物體，它的體積變化，直接反映了分子間的距離，也就反映了分子間的勢能變化。所以分子勢能的大小變化可通過宏觀量體積來反映。

3．物體的內(nèi)能

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（1）物體中所有分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子勢能的總和，叫做物體的內(nèi)能。一切物體都是由不停地做無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)并且相互作用著的分子組成，因此任何物體都是有內(nèi)能的。

提問學(xué)生：宏觀量中哪些物理量是分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能和分子勢能的標(biāo)志？ 根據(jù)學(xué)生的回答，引導(dǎo)到一個(gè)確定的物體，分子總數(shù)是固定的，那么這物體的內(nèi)能大小是由宏觀量——溫度和體積決定的。如果不是確定的物體，那么物體的內(nèi)能大小是由質(zhì)量、溫度、體積和物態(tài)來決定。

課堂討論題：下列各個(gè)實(shí)例中，比較物體的內(nèi)能大小，并說明理由。①一塊鐵由15℃升高到55℃，比較內(nèi)能。

②質(zhì)量是1kg50℃的鐵塊與質(zhì)量是0.1kg50℃的鐵塊，比較內(nèi)能。③質(zhì)量是1kg100℃的水與質(zhì)量是1kg100℃的水蒸氣，比較內(nèi)能。

（2）物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)對應(yīng)著機(jī)械能，熱運(yùn)動(dòng)對應(yīng)著內(nèi)能。任何物體都具有內(nèi)能，同時(shí)還可以具有機(jī)械能。例如在空中飛行的炮彈，除了具有內(nèi)能，還具有機(jī)械能——?jiǎng)幽芎椭亓菽堋Ｌ釂枌W(xué)生：一輛汽車的車廂內(nèi)有一氣瓶氧氣，當(dāng)汽車以 60km/h行駛起來后，氣瓶內(nèi)氧氣的內(nèi)能是否增加？

通過此問題，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)內(nèi)能是所有分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能和分子勢能之總和，而不是分子定向移動(dòng)的動(dòng)能。另一方面，物體機(jī)械能增加，內(nèi)能不一定增加。

4．物體的內(nèi)能改變的兩種方式

（1）列舉鋸木頭和用砂輪磨刀具，鋸條、木頭和刀具溫度升高，說明克服摩擦力做功，可以使物體的內(nèi)能增加。如果外力對物體做功全部用于物體內(nèi)能改變的情況下，外力做多少功，物體的內(nèi)能就改變多少。如果用W表示外界對物體做的功，用ΔE表示物體內(nèi)能的變化，那么有W=ΔE。功的單位是焦耳，內(nèi)能的單位也是焦耳。

演示壓縮空氣，硝化棉燃燒。說明外力壓縮空氣過程，對氣體做功，使氣體的內(nèi)能增加，溫度升高到棉花的燃點(diǎn)而使其燃燒。

以上實(shí)例說明做功可以改變物體的內(nèi)能。

（2）在爐灶上燒熱水，火爐烤熱周圍物體，這些物體溫度升高內(nèi)能增加。這些實(shí)例說明依靠熱傳遞方式也可以使物體的內(nèi)能改變。物體吸收熱量，內(nèi)能增加。物體放出熱量，物體的內(nèi)能減少。如果傳遞給物體的熱量用Q表示，物體內(nèi)能的變化量是ΔE，那么，Q=ΔE。熱量的計(jì)算公式有：Q=mcΔt，Q=ML，Q=mλ（后面的兩個(gè)公式分別是物質(zhì)熔解和汽化時(shí)熱量的計(jì)算式）。熱量的單位是焦耳，過去的單位是卡。

所以做功和熱傳遞是改變物體內(nèi)能的兩種方式。

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（3）做功和熱傳遞對改變物體的內(nèi)能是等效的。

一杯水可以用加熱的方法（即熱傳遞方式）傳遞給它一定的熱量，使它從某一溫度升高到另一溫度。這過程中這杯水的內(nèi)能有一定量的變化。也可以采取做功的方式，比如用攪拌器在水中不斷攪拌，也可以使這杯水從相同的初溫度升高到同一高溫度，這樣，水的內(nèi)能會(huì)有相同的變化量。兩種方式不同，得到的結(jié)果是相同的。除非事先知道，否則我們無法區(qū)別是哪種方式使這杯水的內(nèi)能增加的。

因此，做功和熱傳遞對改變物體的內(nèi)能是等效的。

（4）雖然做功和熱傳遞對改變物體的內(nèi)能是等效的，但是這兩種方式的物理過程有本質(zhì)的區(qū)別。做功使物體內(nèi)能改變的過程是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程。而熱傳遞的過程只是物體之間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移，沒有能量形式的轉(zhuǎn)化。

課上練習(xí)：

1．判斷下面各結(jié)論是否正確？（1）溫度高的物體，內(nèi)能不一定大。

（2）同樣質(zhì)量的水在100℃時(shí)的內(nèi)能比60℃時(shí)的內(nèi)能大。（3）內(nèi)能大的物體，溫度一定高。（4）內(nèi)能相同的物體，溫度一定相同。

（5）熱傳遞過程一定是從內(nèi)能大的物體向內(nèi)能小的物體傳遞熱量。（6）溫度高的物體，含有的熱量多，或者說內(nèi)能大的物體含有的熱量多。（7）摩擦鐵絲發(fā)熱，說明功可以轉(zhuǎn)化為熱量。答案：（1）、（2）是對的。

2．在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，100℃的水吸收熱量變成同溫度的水蒸氣的過程，下面的說法是否正確？

（1）分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能不變，因而物體的內(nèi)能不變。（2）分子的平均動(dòng)能增加，因而物體的內(nèi)能增加。（3）所吸收的熱量等于物體內(nèi)能的增加量。（4）分子的內(nèi)能不變。答案：以上四個(gè)結(jié)論都不對。

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五、課堂小結(jié)

（1）這節(jié)課上新建立了三個(gè)物理概念：分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能、分子勢能、內(nèi)能。要知道這三個(gè)概念的確切含義，更為重要的是能夠區(qū)分溫度、內(nèi)能、熱量，知道內(nèi)能與機(jī)械能的區(qū)別和聯(lián)系。

（2）要掌握三個(gè)物理規(guī)律：分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能與溫度的關(guān)系、分子間的相互作用力與分子間距離的關(guān)系、做功與熱傳遞在使物體內(nèi)能改變上的關(guān)系。

六、說明

這節(jié)課是概念性很強(qiáng)的課，又不是從物理實(shí)驗(yàn)或物理現(xiàn)象直接得出結(jié)論的課。對于概念要知道引入的目的、確切含義、與其他概念的區(qū)別和聯(lián)系。所以課上要講分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能、內(nèi)能、熱量等概念的意義，并且要通過實(shí)際例題，讓學(xué)生通過判斷、推理來加深對這些概念的認(rèn)識(shí)。