第一篇：[高一物理教案]

[高一物理教案]

第四節(jié)

平拋物體的運(yùn)動(dòng)

一、教學(xué)目標(biāo)

⑴ 知識(shí)目標(biāo)

知道平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)是初速度方向水平,只有豎直方向受重力作用,運(yùn)動(dòng)軌跡是拋物 線.2.知道平拋運(yùn)動(dòng)形成的條件.3.理解平拋運(yùn)動(dòng)是勻變速運(yùn)動(dòng),其加速度為g 4.會(huì)用平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律解答有關(guān)問題.⑵ 能力目標(biāo): 1.通過觀察演示實(shí)驗(yàn)，概括出平拋物體運(yùn)動(dòng)的特征，培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析能力;2.通過對(duì)教材上附圖5-17“平拋物體的閃光照片”的分析，或?qū)ζ綊佭\(yùn)動(dòng)課件的分析 啟發(fā)學(xué)生：處理物理問題可以利用各種技術(shù)手段來彌補(bǔ)我們感官功能上的不足，從而培養(yǎng)新的研究方向的創(chuàng)新能力、猜想能力和歸納總結(jié)能力.⑶ 思想、方法教育目標(biāo): 1.在知識(shí)教學(xué)中應(yīng)同時(shí)進(jìn)行科學(xué)研究過程教育,本節(jié)課以研究平拋物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律為中 心所展開的課堂教學(xué),應(yīng)突出一條研究物理科學(xué)的一般思想方法的主線:觀察現(xiàn)象,初步分析→猜測(cè)→實(shí)驗(yàn)研究→得出規(guī)律→重復(fù)實(shí)驗(yàn),鑒別結(jié)論→追求統(tǒng)一.2.利用已知的直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律來研究復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng)，滲透物理學(xué)“化曲為直”、“化 繁為簡(jiǎn)”的方法及“等效代換”“正交分解”的思想方法.3.在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,進(jìn)行控制的思想方法的教育:從實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、裝置、操作到數(shù)據(jù)處理, 所有環(huán)節(jié)都應(yīng)進(jìn)行多方面實(shí)驗(yàn)思想的教育.“實(shí)驗(yàn)的精髓在于控制”的思想,在平拋物體實(shí)驗(yàn)中非常突出.如裝置中斜槽末端應(yīng)保持水平的控制;木板要豎直放置的控制;操作上強(qiáng)調(diào)小球每次都從斜槽同一高度處由靜止開始釋放的控制;在測(cè)量小球位置時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)誤差的控制等.⑷ 情感、德育目標(biāo): 1.通過重復(fù)多次實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行共性分析、歸納分類,達(dá)到鑒別結(jié)論的教育目的,同時(shí)還能 進(jìn)行理論聯(lián)系實(shí)際的教育.2在理解平拋物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律是受恒力的勻變速曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)應(yīng)注意到“.力與物體運(yùn)動(dòng)的 關(guān)系”.這方面的問題,我國東漢的王充（公元27－97年）歷盡心血三十年寫成《論衡》一書,全書三十卷八十五篇約三十萬字.已有精辟論述.以此滲透愛國主義教育和刻苦學(xué)習(xí),勤奮工作精神的美德教育.【教學(xué)重、難點(diǎn)分析】

1.重點(diǎn)是平拋物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律：物體（質(zhì)點(diǎn)）的位置、速度如何隨時(shí)間變化，軌跡是 如何形成的；

2.平拋物體運(yùn)動(dòng)是怎樣分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng) 的？這是難點(diǎn)，也是教學(xué)的重點(diǎn)。

【教學(xué)器材】

1.平拋、豎落軌跡演示器（包括電源、三個(gè)鋼球）;平軌軌跡描繪儀（包括小車和繪 圖筆）

2.平拋、自由落體與水平勻速實(shí)驗(yàn)器（包括兩個(gè)不同顏色、同樣大小的小球、小錘、支架等）;3.平拋物體運(yùn)動(dòng)和自由落體運(yùn)動(dòng)的頻閃照片（課本圖5-17）、刻度尺、鉛筆；

4.“飛機(jī)投彈”課件

1、平拋課件2（能分析演示水平勻速運(yùn)動(dòng)和豎直自由落體運(yùn)動(dòng)）； 5,“獵猴”課件3《能演示第一冊(cè)p．89習(xí)題（3）描述的現(xiàn)象》。引入課題

談話引入：上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了運(yùn)動(dòng)的合成和分解,應(yīng)該知道兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)可 以是曲線運(yùn)動(dòng),一個(gè)曲線運(yùn)動(dòng)也可以分解為兩個(gè)方向上的直線運(yùn)動(dòng).《滲透遷移原則、激勵(lì)逆向思維》

今天我們要研究的是這樣一種新的運(yùn)動(dòng),請(qǐng)看實(shí)驗(yàn)演示：《小粉筆頭沿水平桌面彈出》、《小球水平拋出》、《小車沿水平軌道拋出》這是一類什么運(yùn)動(dòng)？ 《貫徹序列原則、期待原則》 【板書課題】平拋物體的運(yùn)動(dòng) 進(jìn)行新課

㈠ 師要求〖觀察現(xiàn)象,初步分析〗

由上面觀察的現(xiàn)象分析運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)及其原因？（由同學(xué)們互相討論或獨(dú)立思考完成）.《生生互動(dòng)3分鐘》

生：被拋出小球具有以下特點(diǎn)：1.水平拋出,2.拋出后的小球、小車、粉筆頭只受重力（空氣阻力很小可忽略）.由于初速與合外力不在一條直線上,運(yùn)動(dòng)軌跡必是曲線.由上述分析可知：初速度沿水平方向拋出的物體在重力作用下的運(yùn)動(dòng)叫做平拋運(yùn)動(dòng),平拋運(yùn)動(dòng)是一種曲線運(yùn)動(dòng).㈡ 引導(dǎo)（學(xué)生在上述分析基礎(chǔ)上進(jìn)行）〖猜測(cè)〗

平拋物體的運(yùn)動(dòng)可能是水平方向的勻速運(yùn)動(dòng)和豎直方向上的自由落體運(yùn)動(dòng).㈢ 師生共同（互動(dòng)10分鐘）對(duì)猜測(cè)進(jìn)行〖實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證性研究〗

觀察演示實(shí)驗(yàn)：⑴平拋、豎落軌跡演示器.平拋、豎落軌跡演示、⑵.平拋物體運(yùn)動(dòng)和 自由落體運(yùn)動(dòng)的頻閃照片（課本圖5-17）

1.在“平拋物體的閃光照片”上用鉛筆畫幾條豎直線和水平線，并且過小球的球心，用 刻度尺測(cè)量這些小球之間的水平距離和豎直距離，再用學(xué)過的知識(shí)計(jì)算一下,得出在相等時(shí)間里前進(jìn)的水平距離相等，可以證明平拋運(yùn)動(dòng)的水平分運(yùn)動(dòng)是勻速的.這說明豎直方向的運(yùn)動(dòng)也不影響水平方向的運(yùn)動(dòng)

2.由平拋、豎落軌跡演示器演示：平拋的小球與自由下落的小球同時(shí)落地。

在高度一定的條件下，先后使平拋小球以大小不同的水平速度拋出（小錘打擊的力 度不同），學(xué)生觀察得出結(jié)論：在高度一定的條件下，平拋初速度大小不同，但運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同。

推理：平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間與初速度大小無關(guān)，說明平拋運(yùn)動(dòng)的豎直分運(yùn)動(dòng)是自由落體 運(yùn)動(dòng)。

分析驗(yàn)證：從課本所附圖5-17“平拋物體的閃光照片”上可以看出，同時(shí)開始自由下 落和平拋的小球在同一時(shí)間下落相同的高度。實(shí)驗(yàn)表明，平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向上是自由落體運(yùn)動(dòng),水平方向速度的大小并不影響平拋物體在豎直方向的運(yùn)動(dòng).㈣ 引導(dǎo)同學(xué)自己推導(dǎo)〖得出規(guī)律〗（體現(xiàn)領(lǐng)悟、強(qiáng)化和激勵(lì)原則）（約10分鐘）明確：以拋出點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，沿初速度方向?yàn)閤軸正方向，豎直向下為y軸正方向。從拋出時(shí)開始計(jì)時(shí)，t時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的位置P（x，y），如圖1所示。

（1）

（2）

由于從拋出點(diǎn)開始計(jì)時(shí)，所以t時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的坐標(biāo)恰好等于時(shí)間t內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的水平位移和 豎直位移，因此（1）（2）兩式是平拋運(yùn)動(dòng)的位移公式。

①由（1）（2）兩式可在xOy平面描出任一時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)是平拋運(yùn)動(dòng)的位移公式。s?OP?

1x2?y2?(v0t)2?(gt2)2

2ygt

?x2v0②求時(shí)間t內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的位移,t時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)相對(duì)于拋出點(diǎn)的位移的大小 位移方向可用s與x軸正方向的夾角α，α 滿足下述關(guān)系。tg??③由（1）（2）兩式消去t，可得軌跡方程 上式為拋物線方程，“拋物線”的名稱就是從物理來的。

如圖2所示。平拋運(yùn)動(dòng)的速度公式

t時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的速度vt是由水平速度vx和豎直速度vy合成的。vx=v0 vy=gt vt的大小

vt的方向可用vt與x軸正方向夾角 β來表示，滿足下述關(guān)系

㈤ 教育學(xué)生要進(jìn)行〖重復(fù)實(shí)驗(yàn)，鑒別結(jié)論〗（指導(dǎo)學(xué)生自行閱讀相關(guān)資料）

在科學(xué)發(fā)展中，只有當(dāng)不同的研究者從重復(fù)實(shí)驗(yàn)中得出相同結(jié)果時(shí)，科學(xué)結(jié)論得到 鑒定，才能被公認(rèn)為成立。

㈥ 下一步才是〖追求統(tǒng)一〗（指導(dǎo)學(xué)生自行閱讀相關(guān)資料）在科學(xué)史上，凡是在某一具體領(lǐng)域得到物理規(guī)律，科學(xué)家總是要把它與己有的基礎(chǔ)理論進(jìn)行比較研究.當(dāng)?shù)?到平拋規(guī)律后，自己要想到它與牛頓運(yùn)動(dòng)定律的統(tǒng)一：水平方向F=0,a=0.勻速運(yùn)動(dòng);豎直方向F=ma,a=g.自由落體運(yùn)動(dòng).可見：平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律與牛頓運(yùn)動(dòng)定律是統(tǒng)一的.鞏固演示（開闊眼界，拓展知識(shí)，培養(yǎng)想象能力）

1.飛機(jī)投彈“課件1.《結(jié)合課本第87頁例題描述的現(xiàn)象》 2.”獵猴“課件3《能演示第一冊(cè)p．89習(xí)題（3）描述的現(xiàn)象》。布置作業(yè)（適時(shí)進(jìn)行物理學(xué)史教育）

1.練習(xí)三第⑴、⑵、⑶題課外思考并《討論1》平拋物體飛行時(shí)間與什么有關(guān)？水平位移與什么有關(guān)一。《討論2》伽利略在1638年寫的《兩種新科學(xué)的對(duì)話》一書中說,一顆石子從船上一根桅桿頂上落下時(shí)，不論船是靜止的還是勻速航行的，它都將落在桅桿的腳下,并親自做了這個(gè)實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)用平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律解釋這一現(xiàn)象.并能舉出生活中相似的實(shí)例。

2.練習(xí)三第⑷、⑸、⑹、⑺題做在練習(xí)本上?！窘虒W(xué)說明】

1.”引入“是一個(gè)重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，對(duì)調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性、主動(dòng)性和激發(fā)求知欲,都有 不可估量的作用.從己知到未知,是一般的引入方法,話語應(yīng)簡(jiǎn)潔且具有啟發(fā)性.”平拋物體的運(yùn)動(dòng)"這節(jié)課所需的準(zhǔn)備知識(shí)是：運(yùn)動(dòng)的合成、牛頓運(yùn)動(dòng)定律、物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件和直線運(yùn)動(dòng)的一些知識(shí)。所以,在引入時(shí)只需簡(jiǎn)單幾句話就能達(dá)到激發(fā)學(xué)生求知欲的目標(biāo),使學(xué)生產(chǎn)生躍躍欲試的心理狀態(tài).2.做好演示實(shí)驗(yàn)和分析好閃光照片是新課學(xué)習(xí)的關(guān)鍵.從實(shí)驗(yàn)事實(shí)出發(fā)，觀察現(xiàn)象初 步分析、進(jìn)行猜測(cè)、而后再實(shí)驗(yàn)研究得出規(guī)律、之后還需重復(fù)實(shí)驗(yàn)鑒別結(jié)論、最終要追求統(tǒng)一。這是一條研究物理科學(xué)規(guī)律的一般方法,也是本課教學(xué)主線.教師應(yīng)給予特別重視..3.學(xué)生應(yīng)在教師引導(dǎo)下,主動(dòng)獲取知識(shí)、.培養(yǎng)能力、學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)和科研的方法.這既有 利于調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性,也有利于使學(xué)生獲得成就感.所以本教案在觀察現(xiàn)象初步分析、猜測(cè)、實(shí)驗(yàn)研究、推導(dǎo)規(guī)律階段都交給學(xué)生自主完成.4.本節(jié)課的重點(diǎn)是掌握平拋運(yùn)動(dòng)的分解方法.要使學(xué)生能夠理解平拋運(yùn)動(dòng)為什么可 以分解為水平方向的勻速運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng).教材己從理論和實(shí)驗(yàn)兩方面提供了素材.因此,我們既要做好演示實(shí)驗(yàn)和演示課件,還要注意理論上的簡(jiǎn)單分析.對(duì)于基礎(chǔ)較好,能力較強(qiáng)的學(xué)生,這種理論分析可以在生生互動(dòng)的討論過程中進(jìn)行.5.在學(xué)生明確平拋運(yùn)動(dòng)是兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)后,對(duì)于平拋運(yùn)動(dòng)的計(jì)算公式,如飛行 時(shí)間、水平距離等，可引導(dǎo)學(xué)生日己分析推導(dǎo)得出,并可依據(jù)公式畫出它的軌跡,而不必死記硬背.有可能時(shí)，討論中應(yīng)明確下述幾個(gè)問題,對(duì)鞏固本課更為有益

⑴飛行時(shí)間由豎直分運(yùn)動(dòng)即自由落體運(yùn)動(dòng)決定,因而飛行時(shí)間t決定于高度h,而與水平方向的分運(yùn)動(dòng)無關(guān).也就是說,無論以多大的水平速度拋出的物體（小于第一宇宙速度）只要高度相同,都將同時(shí)落地;水平飛行距離與水平初速及飛行時(shí)間都有關(guān)系.本節(jié)課例題和練習(xí)三的第1、2、3題都是這方面的討論題.（建議留著課外思考鞏固）.⑵平拋運(yùn)動(dòng)在任一時(shí)刻的速度是它的兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)在這一時(shí)刻速度的合成.它的大小和 方向需用平行四邊形定則計(jì)算得出,它的方向時(shí)刻變化.平拋運(yùn)動(dòng)的速度不能直接用勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式得出。

第二篇：[高一物理教案9-7]

[高一物理教案9-7]

教案9-7 受迫振動(dòng) 共振

一、教學(xué)目標(biāo)

1.知道什么是受迫振動(dòng)，知道受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率.2.知道什么是共振以及發(fā)生共振的條件，知道共振的應(yīng)用和防止的實(shí)例.二、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)分析

1．理解受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率。2．掌握共振的條件及其應(yīng)用。

三、教具

受迫振動(dòng)演示器，共振演示器，兩個(gè)頻率相等的音叉

四、教學(xué)方法

實(shí)驗(yàn)觀察、講授

五、教學(xué)過程（－）引入新課

上節(jié)課講了阻尼振動(dòng)，在外力使彈簧振子的小球和單擺的擺球偏離平衡位置后，它們就在系統(tǒng)內(nèi)部的彈力或重力作用下振動(dòng)起來，不再需要外力的推動(dòng)，這種振動(dòng)叫做自由振動(dòng)，由于阻力不可避免，這樣的振動(dòng)最終都會(huì)停下來。那么我們有無使它們振幅不減小的辦法呢？（提問）那就是給系統(tǒng)不斷補(bǔ)充能量，即給系統(tǒng)一個(gè)周期性的外力，使該外力對(duì)系統(tǒng)做功來不斷補(bǔ)充系統(tǒng)所損失的能量，使其不斷振動(dòng)下去，這種振動(dòng)叫受迫振動(dòng)，這就是本節(jié)課我們要研究的內(nèi)容?！景鍟科?受迫振動(dòng) 共振

（二）進(jìn)行新課 【演示1】受迫振動(dòng)：課本圖9－29所示裝置中彈簧下面懸掛著重物，放手后讓它振動(dòng)，由于阻尼作用，重物很快停止振動(dòng)，如果不斷地轉(zhuǎn)動(dòng)搖把，即用周期性的外力作用于振動(dòng)的物體，重物就會(huì)不斷地振動(dòng)，這就是受迫振動(dòng)。

【板書】

1、受迫振動(dòng)

（1）驅(qū)動(dòng)力：維持受迫振動(dòng)的周期性外力叫做驅(qū)動(dòng)力。（2）受迫振動(dòng)：物體在外界驅(qū)動(dòng)力作用下的振動(dòng)叫做受迫振動(dòng)。提問：“請(qǐng)同學(xué)們舉出你所知道的受迫振動(dòng)的例子?！?/p>

學(xué)生舉例：跳水運(yùn)動(dòng)員在跳板上行走時(shí)跳板所發(fā)生的振動(dòng)；機(jī)器工作時(shí)機(jī)器底座所發(fā)生的振動(dòng)，都是由于受到外界驅(qū)動(dòng)力作用下所做的受迫振動(dòng)。那么做受迫振動(dòng)的物體在振動(dòng)時(shí)的頻率由什么決定呢？請(qǐng)同學(xué)們進(jìn)一步觀察實(shí)驗(yàn)。

（以日常生活中的實(shí)例激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，【演示2】受迫振動(dòng)

把重物提到某一高度，放手后讓它做自由振動(dòng)，記住它的振動(dòng)頻率（或周期），這個(gè)頻率是系統(tǒng)的固有頻率，然后以各種不同速度轉(zhuǎn)動(dòng)搖把，振子做受迫振動(dòng)的周期也隨之改變，轉(zhuǎn)速大，振子振動(dòng)的頻率也隨之增大，由此得出結(jié)論。

【板書】（3）物體受迫振動(dòng)時(shí)，振動(dòng)穩(wěn)定后的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，跟物體的固有頻率無關(guān)。

振子的固有頻率由什么決定的呢？任何物體都有自身的特殊的結(jié)構(gòu)，它們的固有頻率是由這些結(jié)構(gòu)所決定的，單擺的固有頻率是由擺長和當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣人鶝Q定的，彈簧振子的固有頻率是由彈簧和小球所決定的，而與外界無關(guān)。

雖然物體做受迫振動(dòng)的頻率是由驅(qū)動(dòng)力頻率決定的，而與物體的固的頻率無關(guān)，但物體做受迫振動(dòng)的振幅是否與物體的固有頻率有聯(lián)系呢？

【演示3】共振

在一根張緊的繩子上掛幾個(gè)擺（課本圖9－30），其中A、B、C的擺長相等．當(dāng)A擺振動(dòng)的時(shí)候，通過張緊的繩子給其他各擺施加驅(qū)動(dòng)力．當(dāng)A擺動(dòng)的時(shí)候，其余各擺也隨之做受迫振動(dòng)，而此時(shí)驅(qū)動(dòng)力的頻率就是A擺的固有頻率． 實(shí)驗(yàn)表明，固有頻率跟驅(qū)動(dòng)力頻率相等的B擺和C擺振幅最大；固有頻率跟驅(qū)動(dòng)力相差最大的D擺振幅最?。纱说贸鼋Y(jié)論：做受迫振動(dòng)的物體振幅A與驅(qū)動(dòng)力的頻率f的關(guān)系曲線．當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率f與物體的固有頻率f′接近時(shí)，物體的振幅越大；當(dāng)物體所受的驅(qū)動(dòng)力頻率與物體的固有頻率相等時(shí)，物體振動(dòng)振幅最大．在做實(shí)驗(yàn)1時(shí)，我們也看到當(dāng)把手轉(zhuǎn)速達(dá)到某一數(shù)值時(shí)，即驅(qū)動(dòng)力的頻率等于振子的固有頻率時(shí)，振子振幅最大，這種現(xiàn)象叫做共振．

【板書】

2、共振

（1）共振：驅(qū)動(dòng)力的頻率接近物體的固有頻率時(shí)，受迫振動(dòng)的振幅增大，這種現(xiàn)象叫做共振。

【演示4】聲音的共鳴（課本圖 9－32）．

取兩個(gè)頻率相同的音叉A和B，相隔不遠(yuǎn)并排放在桌上，打擊音叉A的叉股，使它發(fā)聲．過一會(huì)兒，用手按住音叉A的叉股，使它停止發(fā)音，可以聽到?jīng)]有被敲的音叉B發(fā)出了聲音．如果在音叉B的叉股上套上一個(gè)套管來改變B叉的固有頻率，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，就聽不到音叉B發(fā)出的聲音．

如何來解釋這種現(xiàn)象呢？音叉A振動(dòng)后，在空氣中激起聲波，聲波傳到B后，給B一個(gè)周期性的驅(qū)動(dòng)力．由于驅(qū)動(dòng)力的頻率跟音叉B的固有頻率相等，于是B發(fā)生共振，發(fā)出聲音．這種聲音的共振現(xiàn)象叫做共鳴．

【板書】（2）共鳴

音叉下面所裝的空箱叫共鳴箱，音叉發(fā)聲后，共鳴箱發(fā)生共鳴，可以使音叉的聲音加強(qiáng)，家用的音箱的原理類似于此．

在日常生活、生產(chǎn)中有些共振對(duì)人類有益，有些共振對(duì)人類有害，如何利用共振和防止共振呢？

【板書】（3）共振的應(yīng)用和防止

共振現(xiàn)象有許多應(yīng)用，把一些不同長度的鋼片裝在同一個(gè)支架上，可用于制成測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速計(jì)．使轉(zhuǎn)速計(jì)與開動(dòng)著的機(jī)器緊密接觸，機(jī)器振動(dòng)引起轉(zhuǎn)速計(jì)的輕微振動(dòng)，這時(shí)固有頻率與機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)頻率相同的那片鋼片發(fā)生共振，有較大的振幅．若已知鋼片的固有頻率，就可知道機(jī)器的轉(zhuǎn)速．

共振篩（課本圖9－33）也是利用共振現(xiàn)象制成的．把篩子用四根彈簧支起來，在篩架上安裝一個(gè)偏心輪，就成了共振篩．偏心輪在發(fā)動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，適當(dāng)調(diào)節(jié)偏心輪的轉(zhuǎn)速，可以使篩子受到驅(qū)動(dòng)力的頻率接近篩子的固有頻率，這時(shí)篩子發(fā)生共振，有較大的振幅，提高了篩除雜物的效率．

在某些情況下，共振也可能造成損害．軍隊(duì)或火車過轎時(shí)，整齊的步伐或車輪對(duì)鐵軌接頭處的撞擊會(huì)對(duì)橋梁產(chǎn)生周期性的驅(qū)動(dòng)力，如果驅(qū)動(dòng)力的頻率接近橋梁的固有頻率，就可能使橋梁的振幅顯著增大，以致使橋梁發(fā)生斷裂．因此，部隊(duì)過橋要用便步，以免產(chǎn)生周期性的驅(qū)動(dòng)力．火車過橋要慢開，使驅(qū)動(dòng)力的頻率遠(yuǎn)小于橋梁的固有頻率．

輪船航行時(shí)，如果所受波浪沖擊力的頻率接近輪船左右搖擺的固有頻率，可能使輪船傾覆，這時(shí)可以改變輪船的航向和速度，使波浪沖擊力的頻率遠(yuǎn)離輪船搖擺的固有頻率．

機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，零部件的運(yùn)動(dòng)（如活塞的運(yùn)動(dòng)、輪的轉(zhuǎn)動(dòng)）會(huì)產(chǎn)生周期性的驅(qū)動(dòng)力，如果驅(qū)動(dòng)力的頻率接近機(jī)器本身或支持物的固有頻率，就會(huì)發(fā)生共振，使機(jī)器或支持物受到損壞．這時(shí)要采取措施，如調(diào)節(jié)機(jī)器轉(zhuǎn)速，使驅(qū)動(dòng)力的頻率與機(jī)器或支持物的固有頻率不一致．同樣，廠房建筑物的固有頻率也不能處在機(jī)器所能引起的振動(dòng)頻率范圍之內(nèi)．

總之，在需要利用共振時(shí)，應(yīng)使驅(qū)動(dòng)力的頻率接近或等于振動(dòng)物體的固有頻率；在需要防止共振時(shí)，應(yīng)使驅(qū)動(dòng)力的頻率與物體的固有頻率不同，而且相差越大越好．

（三）鞏固練習(xí)

1．A、B兩個(gè)單擺，A擺的固有頻率為f, B擺的固有頻率為 4f．若讓它們?cè)陬l率為 5f的驅(qū)動(dòng)力作用下做受迫振動(dòng)，那么 A、B兩個(gè)單擺比較

A．A擺的振幅較大，振動(dòng)頻率為f． B．B擺的振幅較大，振動(dòng)頻率為 4f． C．A擺的振幅較大，振動(dòng)頻率為 5f． D．B擺的振幅較大，振動(dòng)頻率為 5f．

2．一船在海上以某速度朝東北方向行駛，正遇上自北向南的海浪，海浪每分鐘拍打船體15次，船在水中振動(dòng)的固有周期是6s，為避免發(fā)生共振，以下可采用的四種措施中，最有效的是

A．把船改向東航行，并使船速增大． B．把船改向東航行，并使船速減小． C．把船改向北航行，并使船速增大． D．把船改向北航行，并使船速減?。?/p>

3．支持車廂的彈簧固有頻率是2 Hz，列車行駛在鐵軌長度為12.5 m的鐵路上，當(dāng)行駛速度為多大時(shí)，車廂振動(dòng)最強(qiáng)烈？

（四）作業(yè)

1．復(fù)習(xí)本節(jié)課文，聯(lián)系實(shí)際列舉幾個(gè)共振的應(yīng)用和防止實(shí)例． 2．練習(xí)七第（1）、（2）題做在作業(yè)本上． 參考題

1、洗衣機(jī)在把衣服脫水完畢撥掉電源后，電動(dòng)機(jī)還要轉(zhuǎn)動(dòng)一會(huì)兒才能停下來．在撥掉電源后，發(fā)現(xiàn)洗衣機(jī)先振動(dòng)得比較小，然后有一陣子振動(dòng)得很劇烈，再慢慢振動(dòng)又減小直至停下來．其間振動(dòng)劇烈的原因是

A．洗衣機(jī)沒有放平穩(wěn)． B．電動(dòng)機(jī)有一陣子轉(zhuǎn)快了．

C．電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率和洗衣機(jī)的固有頻率相近或相等． D．這只是一種偶然現(xiàn)象．

2．“洗”是古代人用金屬制造的形似現(xiàn)在洗臉盆一樣的東西．盆底鑄有四條魚，叫魚洗．注入魚洗一半以上容量的水，用手有節(jié)奏地摩擦盆上的兩耳，盆會(huì)像擊鐘一樣振動(dòng)起來，發(fā)出嗡嗡的聲音，同時(shí)水產(chǎn)生激蕩的波紋，形成一定的圖案．在振動(dòng)強(qiáng)烈時(shí)，盆里像有幾條活魚一樣，不僅攪得浪花蕩漾，而且還有許多小水珠從魚口處向上噴．試解釋此現(xiàn)象．

說明：

1.教學(xué)中應(yīng)該充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)的作用，使學(xué)生理解物體在做受迫振動(dòng)時(shí)其頻率跟驅(qū)動(dòng)力頻率的關(guān)系，以及受迫振動(dòng)的頻率與物體固有頻率接近時(shí)，振動(dòng)的特點(diǎn).2．在做共振實(shí)驗(yàn)時(shí)，也可以用如下的實(shí)驗(yàn)代替課本中圖9-33的實(shí)驗(yàn)。即在同一塊薄木板上固定許多長度不同，但質(zhì)地、粗細(xì)相同的小木棒，振動(dòng)其中的一個(gè)，觀察其他小木棒哪一個(gè)振動(dòng)得最劇烈。

3．注意引導(dǎo)學(xué)生多思考一下共振在實(shí)際中的應(yīng)用(如樂器的共鳴箱等)以及避免共振的做法，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力和習(xí)慣。

第三篇：[高一物理教案3-5]

[高一物理教案3-5]

3.5 力學(xué)單位制

一、教學(xué)目標(biāo)

1、知道什么是單位制，什么是基本單位，什么是導(dǎo)出單位。

2、知道力學(xué)中的三個(gè)基本單位。

4、培養(yǎng)學(xué)生在計(jì)算中采用國際單位制，以簡(jiǎn)化運(yùn)算。

二、重點(diǎn)難點(diǎn)

重點(diǎn)：?jiǎn)挝恢萍捌鋺?yīng)用。

難點(diǎn)：正確理解單位制在錯(cuò)誤！鏈接無效。計(jì)算中的作用。

三、教學(xué)方法

講練結(jié)合四、教學(xué)過程(一)、新課引入

我們已經(jīng)學(xué)過許多物理量，大多數(shù)物理量都有單位，并且，有的是通過物理公式確定它們的單位。一般說來物理量的單位可以任意選取，這樣就會(huì)存在同一個(gè)物理量出現(xiàn)多個(gè)單位，與此同時(shí)存在多種單位制。那么，通用的單位制是什么？它們又是如何建立的？本節(jié)課我們就來學(xué)習(xí)這個(gè)問題。(二)、單位制

1、基本單位 ：選定幾個(gè)基本物理量的單位

學(xué)生閱讀課文，明確力學(xué)中的三個(gè)基本單位： a：長度的單位——厘米(cm)、米(m)、千米(km)； b：時(shí)間的單位——秒(s)、分(min)、時(shí)(h)； c：質(zhì)量的單位——克(g)、千克(kg)。

2、導(dǎo)出單位：根據(jù)物理公式中其他物理量和基本物理量之間的關(guān)系，推導(dǎo)出其他物理量的單位，叫導(dǎo)出單位。物理公式在確定物理量的數(shù)量的同時(shí)，也確定了物理量的單位關(guān)系。

舉例說明：

(1）我們選定位移的單位米，時(shí)間的單位秒，就可以利用v?米每秒。

(2）再結(jié)合公式a?Vt-Votst推導(dǎo)得到速度的單位，就可以推導(dǎo)出加速度的單位：米每二次方秒。

(3）如果再選定質(zhì)量的單位千克，利用公式F＝ma就可以推導(dǎo)出力的單位牛。

3、單位制：基本單位和導(dǎo)出單位一起構(gòu)成了單位制。(三)、學(xué)生閱讀課文：力學(xué)中的國際單位制及三個(gè)基本單位

1、長度單位——米(m)

2、時(shí)間單位——秒(s)

3、質(zhì)量單位——千克(kg)(四)、鞏固訓(xùn)練：

1、現(xiàn)有下列物理量或單位，按下面的要求填空：A.質(zhì)量； B.N； C.m/s ； D.密度； E.m/s； F.kg； G.cm；H.s； I.長度 j.時(shí)間。(1)屬于物理量的是。

(2)在國際單位制中作為基本單位的物理量有 ；

(3）在國際單位制中屬于基本單位的有，屬于導(dǎo)出單位的有。

2、例題：

一個(gè)原來靜止的物體，質(zhì)量是7kg，在14N的恒力作用下： a：5s末的速度是多大？ b：5s內(nèi)通過的路程是多大？

分析：本題中，物體的受力情況已知，需要明確物體的運(yùn)動(dòng)情況，物體的初速度v0=0，在恒力作用下產(chǎn)生恒定的加速度，所以它作初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，已知物體的質(zhì)量m和所受的力F，根據(jù)牛頓第二定律F＝ma求出加速度a，即可用運(yùn)動(dòng)學(xué)求解得到最終結(jié)果

2解答：

已知：m＝7kg，F(xiàn)＝14N，t＝5s 求：vt和S 解：a?Fm?14N7kg2=2m/s=2N/kg vt=at=2m/s×5s=10m/s s=12at=212×2m/s×25s=25m 22 說明：按國際單位制統(tǒng)一各已知量的單位后，不必一一寫出各物理量的單位，只在最終結(jié)果后面寫出正確單位就可以了。

簡(jiǎn)化后的解題過程：

a?Fm12?147m/s2?2m/s2vt?at?2?5m/s?10m/s s?at?212?2?25?25m 訓(xùn)練：

質(zhì)量m＝200g的物體，測(cè)得它的加速度為a＝20cm/s，則關(guān)于它所受的合力的大小及單位，下列運(yùn)算既正確又符合一般運(yùn)算要求的是。

A: F=200?20=400N； B: F=0.2?0.2=0.04N： C: F=0.2?0.2=0.04； D: F=0.2kg?0.2m/s=0.04N(五)、課堂小結(jié)：

（?1）選定的幾個(gè)物理量的基本單位?（?2）力學(xué)中的基本單位：?jiǎn)挝恢疲?1）由基本單位和物理公?導(dǎo)出單位（?2）在計(jì)算時(shí)，一般用國??計(jì)算中不必一一寫出各3

2單位長度；質(zhì)量；時(shí)間式推導(dǎo)出來的物理量的際單位制，量的單位單位(六)、課外作業(yè)：略

第四篇：[高一物理教案9-4]

[高一物理教案9-4]

教案9-4 單擺

第1課時(shí)

一、教學(xué)目標(biāo) 1．知識(shí)目標(biāo)：

（1）知道什么是單擺；

（2）理解單擺振動(dòng)的回復(fù)力來源及做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的條件；

（3）知道單擺的周期和什么有關(guān)，掌握單擺振動(dòng)的周期公式，并能用公式解題。2．能力目標(biāo)：

觀察演示實(shí)驗(yàn)，概括出影響周期的因素，培養(yǎng)由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出物理結(jié)論的能力。

二、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)分析

1．本課重點(diǎn)在于掌握好單擺的周期公式及其成立條件。2．本課難點(diǎn)在于單擺回復(fù)力的分析。

解決方案：通過課堂實(shí)驗(yàn)和課件演示以及鞏固練習(xí)來突破重難點(diǎn)，同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生看書

三、教學(xué)方法

讀書指導(dǎo)，猜想證明，實(shí)驗(yàn)對(duì)比，計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)

四、教具

兩個(gè)單擺（擺長相同，質(zhì)量不同），計(jì)算機(jī)，大屏幕，自制CAI課件

五、教學(xué)過程（－）引入新課

在前面我們學(xué)習(xí)了彈簧振子，知道彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。那么：物體做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的條件是什么？

答：物體做機(jī)械振動(dòng)，受到的回復(fù)力大小與位移大小成正比，方向與位移方向相反。

今天我們學(xué)習(xí)另一種機(jī)械振動(dòng)——單擺的運(yùn)動(dòng)

（二）進(jìn)行新課

1、閱讀課本第167頁到168頁第一段，思考：什么是單擺？（學(xué)生閱讀畢，出示三個(gè)擺，問： 以下三個(gè)擺是否是單擺？）

生一：不是，橡皮筋的伸長不可忽略 生二：不是，粗麻繩的質(zhì)量不可忽略 生三：不是，繩長不是遠(yuǎn)大于小球直徑

答：一根細(xì)線上端固定，下端系著一個(gè)小球，如果懸掛小球的細(xì)線的伸長和質(zhì)量可以忽略，細(xì)線的長度又比小球的直徑大得多，這樣的裝置就叫單擺。

（教師拿出單擺展示，同時(shí)演示單擺振動(dòng)，介紹單擺構(gòu)成）

物理上的單擺，是在一個(gè)固定的懸點(diǎn)下，用一根不可伸長的細(xì)繩，系住一個(gè)一定質(zhì)量的質(zhì)點(diǎn)，在豎直平面內(nèi)擺動(dòng)。所以，實(shí)際的單擺要求繩子輕而長，擺球要小而重。擺長指的是從懸點(diǎn)到擺球重心的距離。將擺球拉到某一高度由靜止釋放，單擺振動(dòng)類似于鐘擺振動(dòng)。擺球靜止時(shí)所處的位置就是單擺的平衡位置。

物體做機(jī)械振動(dòng)，必然受到回復(fù)力的作用，彈簧振子的回復(fù)力由彈簧彈力提供，單擺同樣做機(jī)械振動(dòng)，思考：

單擺的回復(fù)力由誰來提供，如何表示？（教師畫受力圖。）

1）平衡位置

當(dāng)擺球靜止在平衡位置O點(diǎn)時(shí)，細(xì)線豎直下垂，擺球所受重力G和懸線的拉力F平衡，O點(diǎn)就是擺球的平衡位置。

2）回復(fù)力

將擺球拉離O點(diǎn)，從A位置釋放，擺球在細(xì)線的拉力F和重力G的作用下,沿AOA’圓弧在平衡點(diǎn)O附近來回振動(dòng)，當(dāng)擺球運(yùn)動(dòng)到任一位置P時(shí)，此時(shí)擺球受重力G，拉力F作用，由于擺球沿圓弧運(yùn)動(dòng)，所以將重力分解成切線方向分力G1；和沿半徑方向G2，重力分力G

1圖２ 不論是在O左側(cè)還是右側(cè)始終指向平衡位置，而且正是在G1作用下擺球才能回到平衡位置。（此處：平衡位置是回復(fù)力為零的位置。）因此G1就是擺球的回復(fù)力。

單擺的回復(fù)力F回=G1=mg sinθ，單擺的振動(dòng)是不是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)呢？

單擺受到的回復(fù)力F回=mg sinθ，如圖：雖然隨著單擺位移X增大，sinθ也增大，但是回復(fù)力F的大小并不是和位移成正比，單擺的振動(dòng)不是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。但是，在θ值較小的情況下（一般取θ≤10°），在誤差允許的范圍內(nèi)可以近似的認(rèn)為 sinθ=X/ L，近似的有F= mg sinθ=(mg /L)x = k x（k=mg/L）,又回復(fù)力的方向始終指向O點(diǎn)，與位移方向相反，滿足簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的條件，即物體在大小與位移大小成正比，方向與位移方向相反的回復(fù)力作用下的振動(dòng)，F(xiàn) =k x（k=mg/L）為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。所以，當(dāng)θ≤10°時(shí)，單擺振動(dòng)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。

條件：擺角θ≤10°

位移大時(shí)，單擺的回復(fù)力大，位移小，回復(fù)力小，當(dāng)單擺經(jīng)過平衡位置時(shí)，單擺的位移為0，回復(fù)力也為0，思考：此時(shí)，單擺所受的合外力是否為0？

（學(xué)生思考，回答，根據(jù)學(xué)生的回答，引導(dǎo)。）

單擺此時(shí)做的是圓周運(yùn)動(dòng)，做圓周運(yùn)動(dòng)的物體受向心力，單擺也不能例外，也受到向心力的作用（引導(dǎo)學(xué)生思考，單擺作圓周運(yùn)動(dòng)的向心力從何而來？）。在平衡位置，擺球受繩的拉力F和重力G的作用，繩的拉力大于重力G，它們的合力充當(dāng)向心力。

所以，單擺經(jīng)過平衡位置時(shí)，受到的回復(fù)力為0，但是所受的合外力不為0。3．單擺的周期

我們知道做機(jī)械振動(dòng)的物體都有振動(dòng)周期，請(qǐng)思考： 單擺的周期受那些因素的影響呢？（引導(dǎo)學(xué)生猜想）

生：可能和擺球質(zhì)量、振幅、擺長有關(guān)。

單擺的周期是否和這些因素有關(guān)呢？下面我們用實(shí)驗(yàn)來證實(shí)我們的猜想 為了減小對(duì)實(shí)驗(yàn)的干擾，每次實(shí)驗(yàn)中我們只改變一個(gè)物理量，這種研究問題的方法就是——控制變量法。首先，我們研究擺球的質(zhì)量對(duì)單擺周期的影響：

那么就先來看一下擺球質(zhì)量不同，擺長和振幅相同，單擺振動(dòng)周期是不是相同。［演示1］將擺長相同，質(zhì)量不同的擺球拉到同一高度釋放。

現(xiàn)象：兩擺球擺動(dòng)是同步的，即說明單擺的周期與擺球質(zhì)量無關(guān)，不會(huì)受影響。這個(gè)實(shí)驗(yàn)主要是為研究屬于簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的單擺振動(dòng)的周期，所以擺角不要超過10°。

接下來看一下振幅對(duì)周期的影響。

［演示2］擺角小于10°的情況下，把兩個(gè)擺球從不同高度釋放。（由一名學(xué)生來完成實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，教師加以指導(dǎo)）

現(xiàn)象：擺球同步振動(dòng)，說明單擺振動(dòng)的周期和振幅無關(guān)。

剛才做過的兩個(gè)演示實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了如果兩個(gè)擺擺長相等，單擺振動(dòng)周期和擺球質(zhì)量、振幅無關(guān)。如果擺長L不等，改變了這個(gè)條件會(huì)不會(huì)影響周期？

［演示3］取擺長不同，兩個(gè)擺球從某一高度同時(shí)釋放，注意要θ≤10°。（由一名學(xué)生來完成實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，教師加以指導(dǎo)）

現(xiàn)象：兩擺振動(dòng)不同步，而且擺長越長，振動(dòng)就越慢。這說明單擺振動(dòng)和擺長有關(guān)。

具體有什么關(guān)系呢？荷蘭物理學(xué)惠更斯研究了單擺的振動(dòng)，在大量可靠的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，經(jīng)過一系列的理論推導(dǎo)和證明得到：?jiǎn)螖[的周期和擺長l的平方根成正比，和重力加速度g的平方根成反比，周期公式：

同時(shí)這個(gè)公式的提出，也是在單擺振動(dòng)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的前提下，條件：擺角θ≤10° 由周期公式我們看到T與兩個(gè)因素有關(guān)，當(dāng)g一定，T與T與

成正比；當(dāng)L一定，成反比；L，g都一定，T就一定了，對(duì)應(yīng)每一個(gè)單擺有一個(gè)固有周期T，周期的應(yīng)用：?jiǎn)螖[周期的這種周期和振幅無關(guān)的性質(zhì)，叫做等時(shí)性。單擺的等時(shí)性是由伽利略首先發(fā)現(xiàn)的。（此處可以講一下伽利略發(fā)現(xiàn)單擺等時(shí)性的，最早是由伽利略從教堂的燈的擺動(dòng)發(fā)現(xiàn)的。）鐘擺的擺動(dòng)就具有這種性質(zhì)，擺鐘也是根據(jù)這個(gè)原理制成的，如果條件改變了，比如說擺鐘走得慢了，那么就要把擺長調(diào)整一下，應(yīng)縮短L，使T減??；如果這個(gè)鐘在北京走得好好的，帶到廣州去會(huì)怎么樣？由于廣州g小于北京的g值，所以T變大，鐘也會(huì)走慢；同樣，把鐘帶到月球上鐘也會(huì)變慢。

我們還可以根據(jù)這個(gè)周期公式測(cè)某地的重力加速度，由公式可知只要測(cè)出單擺的擺長、周期，就可以得到單擺所在地的重力加速度。

（三）課件演示

通過課件演示，再現(xiàn)本課內(nèi)容，形象直觀，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，達(dá)到知識(shí)鞏固，理論升華的教學(xué)目的。

（四）課堂小結(jié)

本節(jié)課主要講了單擺振動(dòng)的規(guī)律，只有在θ<10°時(shí)單擺振動(dòng)才是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)；單擺振動(dòng)周期，當(dāng)g一定，T與成正比；當(dāng)L一定，T與成反比。我們還可以根據(jù)這個(gè)周期公式測(cè)某地的重力加速度，由公式可知只要測(cè)出單擺的擺長、周期，就可以得到單擺所在地的重力加速度。

附：

例 1：已知某單擺的擺長為L，振動(dòng)周期為T，試表示出單擺所在地的重力加速度g.例 2：有兩個(gè)單擺，甲擺振動(dòng)了15次的同時(shí)，乙擺振動(dòng)了5次，則甲乙兩個(gè)擺的擺長之比為_________ 練習(xí)

1． 振動(dòng)的單擺小球通過平衡位置時(shí)，下例有關(guān)小球受到回復(fù)力的方向或數(shù)值說法正確的是：（）

A 指向地面

B 指向懸點(diǎn)

C 數(shù)值為零

D 垂直于擺線 2． 下面那種情況下，單擺的周期會(huì)增大？（）A 增大擺球質(zhì)量

B 縮短擺長

C 減小振幅

D 將單擺由山下移至山頂

3．一個(gè)單擺的振動(dòng)周期是2S，求下列作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)情況下單擺的周期(1)擺長縮短為原來的1/4，單擺的周期為________s(2)擺球的質(zhì)量減為原來的1/4，單擺的周期為________ s(3)振幅減為原來的1/4，單擺的周期為________ s 4．把一個(gè)擺長為2.5m的單擺拿到月球上去，已知月球上的重力加速度為1.6m/s，這個(gè)單擺的周期是多大？

5．用擺長為24.8cm的單擺測(cè)定某地的重力加速度，測(cè)得完成120次全振動(dòng)所用的時(shí)間為120 s，求該地的重力加速度。

6．甲乙兩個(gè)單擺的擺長之比是 4∶1，質(zhì)量之比是1∶2，那么在甲擺振動(dòng)5次的時(shí)間里，乙擺動(dòng)了________次？

第五篇：連接體運(yùn)動(dòng)問題的討論-高一物理教案

連接體運(yùn)動(dòng)問題的討論

一、教法建議

【拋磚引玉】

“連接體運(yùn)動(dòng)”是在生活和生產(chǎn)中常見的現(xiàn)象，也是運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解答的一種重要題型。

在“連接體運(yùn)動(dòng)”的教學(xué)中，需要給學(xué)生講述兩種解題方法──“整體法”和“隔離法”。

教師可以采用下列這樣一個(gè)既簡(jiǎn)單又典型的“連接體運(yùn)動(dòng)”例題，給學(xué)生講解兩種解題方法。

如圖1-15所示：把質(zhì)量為M的的物體放在光．滑的水平高臺(tái)上，用一條可以忽略質(zhì)量而且不變．．．形的細(xì)繩繞過定滑輪把它與質(zhì)量為m的物體連接起來，求：物體M和物體m的運(yùn)動(dòng)加速度各是多大？

⒈ “整體法”解題

采用此法解題時(shí)，把物體M和m看作一個(gè)整．體，它們的總質(zhì)量為(M+m)。把通過細(xì)繩連接著的M與m之間的相互作用力看作是內(nèi)力，既．．．然水平高臺(tái)是光滑無阻力的，那么這個(gè)整體所受的外力就只有mg了。又因細(xì)繩不發(fā)生形變，．．所以M與m應(yīng)具有共同的加速度a。

現(xiàn)將牛頓第二定律用于本題，則可寫出下列關(guān)系式： mg=(M+m)a 所以物體M和物體m所共有的加速度為：

m a?g

M?m⒉ “隔離法”解題 采用此法解題時(shí)，要把物體M和m作為兩個(gè)物體隔離開分別進(jìn)行受力分析，因此通過細(xì)繩連接著的M與m之間的相互作用力T必須標(biāo)．．出，而且對(duì)M和m單獨(dú)來看都是外力（如圖．．．．1-16所示）。

根據(jù)牛頓第二定律對(duì)物體M可列出下式： T=Ma ①

根據(jù)牛頓第二定律對(duì)物體m可列出下式：

mg-T=ma ②

將①式代入②式：

mg-Ma=ma mg=(M+m)a 1

所以物體M和物體m所共有的加速度為：

ma?g

M?m最后我們還有一個(gè)建議：請(qǐng)教師給學(xué)生講完上述的例題后，讓學(xué)生自己獨(dú)立推導(dǎo)如圖1-17所示的另一個(gè)例題：用細(xì)繩連接繞過定滑輪的物體M和m，已知M>m，可忽略阻力，求物體M和m的共同加速度a。

如果學(xué)生能不在老師提示的情況下獨(dú)立地導(dǎo)出：M?ma?g，就表明學(xué)生已經(jīng)初步地掌握了“連接體運(yùn)動(dòng)的解M?m題方法了。（如果教師是采用小測(cè)驗(yàn)的方式進(jìn)行考察的，還可統(tǒng)計(jì)一下：采用“整體法”解題的學(xué)生有多少？采用“隔離法”解題的學(xué)生有多少？從而了解學(xué)生的思維習(xí)慣。）”

【指點(diǎn)迷津】

⒈ 既然采用“整體法”求連接體運(yùn)動(dòng)的加速度比較簡(jiǎn)便？為什么還要學(xué)習(xí)“隔離法”解題呢？

這有兩方面的原因：

①采用“整體法”解題只能求加速度a，而不能直接求出物體M與m之間的相互作用力．．．．T。采用“隔離法”解聯(lián)立方程，可以同時(shí)解出a與T。因此在解答比較復(fù)雜的連接體運(yùn)動(dòng)問題時(shí)，還是采用“隔離法”比較全面。

②通過“隔離法”的受力分析，可以復(fù)習(xí)鞏固作用力和反作用力的性質(zhì)，能夠使學(xué)生．．．．加深對(duì)“牛頓第三定律”的理解。

⒉ 在“連接體運(yùn)動(dòng)”的問題中，比較常見的連接方式有哪幾種？ ．．．．比較常見的連接方式有三種：

①用細(xì)繩將兩個(gè)物體連接，物體間的相互作用是通過細(xì)繩的“張力”體現(xiàn)的。在“拋磚引玉”中所舉的兩個(gè)例題就屬于這種連接方式。

②兩個(gè)物體通過“摩擦力”連接在一起。

③兩個(gè)物體通互相接觸推壓連接在一起，它們間的相互作用力是“彈力”。⒊ “連接體運(yùn)動(dòng)”問題是否只限于兩個(gè)物體的連接？

不是?？梢允侨齻€(gè)或更多物體的連接。在生活中我所見的一個(gè)火車牽引著十幾節(jié)車廂就是實(shí)際的例子。但是在中學(xué)物理解題中，我們比較常見的例題、習(xí)題和試題大多是兩個(gè)物體構(gòu)成的連接體。只要學(xué)會(huì)解答兩個(gè)物體構(gòu)成的連接體運(yùn)動(dòng)問題，那么解答多個(gè)物體的連接體運(yùn)動(dòng)問題也不會(huì)感到困難，只不過列出的聯(lián)立方程多一些，解題的過程麻煩一些。

二、學(xué)海導(dǎo)航

【思維基礎(chǔ)】

例題1： 如圖1-18所示：在光滑的水平桌面上放一物體A，在A上再放一物體B，物體A和B間有摩擦。施加一水平力F于物體B，使它相對(duì)于桌面向右運(yùn)動(dòng)。這時(shí)物體A相對(duì)于桌面

A.向左運(yùn) B.向右運(yùn)

C.不動(dòng) D.運(yùn)動(dòng)，但運(yùn)動(dòng)方向不能判斷。

答：（）

思維基礎(chǔ)：解答本題重要掌握“隔離法”，進(jìn)行受力分析。．．．．解題思路：物體A、B在豎直方向是受力平衡的，與本題所要判斷的內(nèi)容無直接關(guān)系，可不考慮。物體B在水平方向受兩個(gè)力：向右的拉力F，向左的A施于B的摩擦力f，在此．．二力作用下物體B相對(duì)于桌面向右運(yùn)動(dòng)。物體A在水平方向只受一個(gè)力：B施于A的向右．．的摩擦力f，因此物體A應(yīng)當(dāng)向右運(yùn)動(dòng)。

注

1、水平桌面是光滑的，所以對(duì)物體A沒有作用力。．．

注

2、物體A與物體B間的相互摩擦力是作用力和反作用力，應(yīng)當(dāng)大小相等、方向相反、同生同滅，分別作用于A和B兩個(gè)物體上。

答案：（B）

例題2：如圖1-19所示：兩個(gè)質(zhì)量相同的物體1和2緊靠在一起，放在光滑水平桌面上，如果它們分別受到水平推力F1和F2，且F1>F2，則物體1施于物體2的作用力的大小為：

A.F

1B.F2

11C.(F1+F2)

D.(F1-F2)22答：（）

思維基礎(chǔ)：解答本題不應(yīng)猜選答案（這是．．．．目前在一些中學(xué)生里的不良傾向），而應(yīng)列出聯(lián)立方程解出答案，才能作出正確選擇。因此掌握“隔離法”解題是十分重要的。

解題思路：已知物體1和2的質(zhì)量相同，設(shè)它們的質(zhì)量都為m；設(shè)物體1和2之間相互作用著的彈力為N；設(shè)物體1和2運(yùn)動(dòng)的共同加速度為a。則運(yùn)用“隔離法”可以列出下列兩個(gè)方程：

F1-N=ma ① N-F2=ma ②

∵①、②兩式右端相同 ∴F1-N=N-F2

2N=F1+F2

1得出：N=(F1+F2)2答案：（C）

【學(xué)法指要】

為了提高學(xué)生的解題能力，我們還需要講述綜合性例題進(jìn)行指導(dǎo)。

例題3：一條細(xì)繩（忽略質(zhì)量）跨過定滑輪在繩子的兩端各掛有物體A和B（如圖1-20所示），它們的質(zhì)量分別是mA=0.50kg，mB=0.10kg。開始運(yùn)動(dòng)時(shí)，物 體A距地面高度hA=0.75m，物體B距地面高度hB=0.25m，求：物體A落地后物體B上升的最大高度距地面多少米？

啟發(fā)性問題：

⒈ 在本題中細(xì)繩連接著物體A和B一塊運(yùn)動(dòng)，這是一種什么類型的動(dòng)力學(xué)問題？ ⒉ 在運(yùn)動(dòng)過程中物體A和B的加速度大小相同嗎？求它們的加速度有幾種方法？ ．． 3

⒊ 當(dāng)物體A落到地面時(shí)物體B開始作什么性質(zhì)的運(yùn)動(dòng)？ ⒋ 有人說物體B上升的最大高度H=hA+hB，你認(rèn)為是否正確？為什么？ ．．⒌ 在求解過程中本題需要運(yùn)用哪些關(guān)系式？（請(qǐng)你先把所需的關(guān)系式寫在紙上，然后通過解題和對(duì)照后面答案看看是否寫完全了。）

分析與說明：

⒈ 本題屬于“連接體運(yùn)動(dòng)問題”。⒉ 物體A和B的加速度大小是相同的。求它們的加速度有兩種方法──“整體法”和．．“隔離法”。由于本題不需要求出細(xì)繩的張力，所以采用“整體法”求加速度比較簡(jiǎn)便。⒊ 當(dāng)物體A落到地面時(shí)，因?yàn)槲矬wB有向上運(yùn)動(dòng)的速度，所以物體B不會(huì)立即停止運(yùn)．．動(dòng)，而是開始作豎直上拋運(yùn)動(dòng)直至升到最大高度。物體A落地時(shí)的末速度VAt與物體B作．．豎直上拋運(yùn)動(dòng)的初速度VB0是大小相等的（但方向相反）。．．⒋ 認(rèn)為物體B上升的最大高度H=hA+hB是不正確的。這種錯(cuò)誤是由于沒有考慮到物體．．．B作豎直上拋運(yùn)動(dòng)繼續(xù)上升的高度h上。所以物體B距地面的最大高度H=hA+hB+h上才是正確的。

⒌ 從下列“求解過程”中可以看到解答本題所需用的關(guān)系式。求解過程：

先用整體法求出物體A和B共同的加速度。mAg?mBg?(mA?mB)am?mB a?AgmA?mB0.50?0.10??9.8?6.5(m/S2)0.50?0.10再求物體A落到地面時(shí)的末速度：

VAt?2ahA

（可暫不求出數(shù)值）

因?yàn)槲矬wA和B是連接體運(yùn)動(dòng)，所以物體A落地時(shí)的末速度與物體B作豎直上拋運(yùn)動(dòng)的初速度大小相等。．．VB0?VAt?2ahA

根據(jù)高一學(xué)過的勻變速運(yùn)動(dòng)規(guī)律Vt2-V02=2aS，當(dāng)Vt=0, V0=VB0, a=g, S=h上可導(dǎo)出下式：

2O?VB0?2gh上h上2(2ahA)22ahAVB0 ???2g2g2gah6.5?0.75?A??0.50(m)g9.8綜上所述可知物體B距地面的最大高度是由下列三部分合成的：

物體B原來距地面的高度hB=0.25m 物體B被物體A通繩拉上的高度hA=0.75m 物體作豎直上拋運(yùn)動(dòng)繼續(xù)上升的高度h上=0.50m 所以物體B距地面的最大高度為： H=hB+hA+h上

=0.25m+0.75m+0.50m=1.5m 解題后的思考

物體B所達(dá)到的最大高度是保持不住的，因?yàn)樯蠏佒磷罡咛帟r(shí)就會(huì)按自由落體的方式下落，因此物體B停止運(yùn)動(dòng)后，最終的距地面高度h=hA+hB=0.75m+0.25m=1m，但這不是

物體B在運(yùn)動(dòng)過程中曾經(jīng)達(dá)到的最大高度。．．．．補(bǔ)充說明：

“豎直上拋運(yùn)動(dòng)”是一種勻減速運(yùn)動(dòng)，它的初速度V0是豎直向上的；它的加速度是重．．．．．力加速度g，方向是豎直向下的；當(dāng)物體的運(yùn)動(dòng)速度減為零時(shí)也就達(dá)到了最大高度。有關(guān)這．．．．．．．．．類問題我們還將在下章中進(jìn)行深入的討論。

【思維體操】

上面所講的例題雖然具有典型性和綜合性，但是靈活性還不夠。為了進(jìn)一步提高分析問題的能力，我們講授下列例題，加強(qiáng)學(xué)生的思維鍛煉。

例題4：如圖1-21之(a),(b)所示：將m1=4kg的木塊放在m2=5kg的木塊上，m2放在光滑的水平面上。若用F1=12N的水平力拉m1時(shí)，正好使m1相對(duì)于m2開始發(fā)生滑動(dòng)；則．．．需用多少牛頓的水平力（F2）拉m2時(shí)，正好使m1相對(duì)于m2開始滑動(dòng)？ ．．．．

“準(zhǔn)備運(yùn)動(dòng)”（解題所需的知識(shí)與技能）：

解答本題的關(guān)鍵在于──“受力分析”和“運(yùn)動(dòng)分析”。

根據(jù)題意可分析出物體m1和m2之間必有相互作用著的摩擦力f。因此圖1-22之(c),(d)所示的就是(a),(b)兩種狀態(tài)的受力分析圖。又因m2是置于光滑水平面上的，所以由m1和．．m2所構(gòu)成的連接體在受到外力作用時(shí)一定會(huì)產(chǎn)生加速度。由于(c),(d)圖示的受力形式不同，所產(chǎn)生的加速度a?和a“ 也不同。（還請(qǐng)讀者注意題文中的“正好”二字，因此二物體相對(duì)滑動(dòng)的瞬間仍可當(dāng)作具有共同的加速度。）

“體操表演”（解題的過程）：

根據(jù)前面的圖(c)用隔離法可以列出下面兩個(gè)方程： F1-f=m1a?

① f=m2a?

② 由①、②兩式相加可得： F1=(m1+m2)a?

③

根據(jù)前面圖(d)用隔離法可以列出下面兩個(gè)方程：

F2-f=m2a“

f=m1a“

④ ⑤

由④、⑤兩式相加可得：

F2=(m1+m2)a“ ⑥

由③、⑥兩式相除可得：

F1a'?

F2a“m2a' m1a”m1a'? m2a" ⑦

由②、⑤兩式相除可得：

1?即：⑧

根據(jù)：⑦、⑧兩式可以寫出：

F1m?1 F2m212N4kg? F25kg ⑨

將已知量m1=4kg，m2=5kg，F(xiàn)1=12N代入⑨式：

解出答案：F2=15N “整理運(yùn)動(dòng)”（解題后的思考）：

⒈ 你想到了物體m1和m2之間必存在著摩擦力嗎？

⒉ 你想到了在(a),(b)兩種情況下物體m1和m2都作加速運(yùn)動(dòng)嗎？為什么在(a),(b)兩種情況下運(yùn)動(dòng)的加速度不相等？

⒊ 在解題過程中你有什么體會(huì)？你還能想出其它的解法嗎？

三、智能顯示

【心中有數(shù)】

⒈ 若連結(jié)體內(nèi)（即系統(tǒng)內(nèi)）各物體具有相同的加速度時(shí)，首先應(yīng)該把這個(gè)連接體當(dāng)成一個(gè)整體（可看作一個(gè)質(zhì)點(diǎn)），分析它受到的外力和運(yùn)動(dòng)情況，再根據(jù)牛頓第二定律求出加速度；若要求連接體內(nèi)各物體相互作用的內(nèi)力，這時(shí)可把某個(gè)物體隔離出來，對(duì)它單獨(dú)進(jìn)行受力和運(yùn)動(dòng)情況的分析，再根據(jù)牛頓第二定律列式求解。

⒉ 若連接體內(nèi)各物體的加速度大小或方向不相同時(shí)，一般采用隔離法。如果不要求系統(tǒng)內(nèi)物體間的相互作用力，也可采用整體法，步驟如下：

(1)分析系統(tǒng)受到的外力；

(2)分析系統(tǒng)內(nèi)各物體加速度的大小和方向；(3)建立直角坐標(biāo)系；(4)列方程求解。

【動(dòng)腦動(dòng)手】

(一)選擇題 1.如圖1-23所示，質(zhì)量分別為m1=2kg，m2=3kg的二個(gè)物體置于光滑的水平面上，中間用一輕彈簧秤連接。水平力F1=30N和F2=20N分別作用在m1和m2上。以下敘述正確的是：

A.彈簧秤的示數(shù)是10N。B.彈簧秤的示數(shù)是50N。C.在同時(shí)撤出水平力F1、F2的瞬時(shí)，m1加速度的大小13m/S。D.若在只撤去水平力F1的瞬間，m1加速度的大小為13m/S。2.如圖1-24所示的裝置中，物體A在斜面上保持靜止，由此可知： A.物體A所受摩擦力的方向可能沿斜面向上。B.物體A所受摩擦力的方向可能沿斜面向下。

C.物體A可能不受摩擦力作用。D.物體A一定受摩擦力作用，但摩擦力的方向無法判定。

3.兩個(gè)質(zhì)量相同的物體1和2緊靠在一起放在光滑水平桌面上，如圖1-25所示。如果它們分別受到水平推力F1和F2，且F1>F2，則1施于2的作用力的大小為：

A.F1 B.F2

C.(F1+F2)/2 D.(F1-F2)2

4.兩物體A和B，質(zhì)量分別為m1和m2，互相接觸放在光滑水平面上，如圖1-26所示，對(duì)物體A施于水平推力F，則物體A對(duì)物體B的作用力等于：

A.m1F/(m1+m2)B.m2F/(m1+m2)C.F

D.m1F/m2

5.如圖1-27所示，在傾角為?的斜面上有A、B兩個(gè)長方形物塊，質(zhì)量分別為mA、mB，在平行于斜面向上的恒力F的推動(dòng)下，兩物體一起沿斜面向上做加速運(yùn)動(dòng)。A、B與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為?。設(shè)A、B之間的相互作用為T，則當(dāng)它們一起向上加速運(yùn)動(dòng)過程中：

A.T=mBF/(mA+mB)

B.T=mBF/(mA+mB)+mBg(Sin?+?Cos?)C.若斜面傾角?如有增減，T值也隨之增減。

D.不論斜面傾角?如何變化（0?≤?<90?），T值都保持不變。

6.如圖1-28所示，兩個(gè)物體中間用一個(gè)不計(jì)質(zhì)量的輕桿相連，A、B質(zhì)量分別為m1和m2，它們與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為?1和?2。當(dāng)它們?cè)谛泵嫔霞铀傧禄瑫r(shí)，關(guān)于桿的受力情況，以下說法中正確的是：

A.若?1>?2，則桿一定受到壓力。B.若?1=?2，m1m2，則桿受到壓力。D.若?1=?2，則桿的兩端既不受拉力也不受 壓力。

7.如圖1-29所示，質(zhì)量為M的斜面體靜止在水平地面上，幾個(gè)質(zhì)量都是m的不同物塊，先后在斜面上以不同的加速度向下滑動(dòng)。下列關(guān)于水平地面對(duì)斜面體底部的支持力N和靜摩擦力f的幾種說法中正確的是：

A.勻速下滑時(shí)，N=(M+m)g , f=0 B.勻加速下滑時(shí)，N<(M+m)g , f的方向水平向左

C.勻速下滑時(shí)，N>(M+m)g , f的方向水平向右

D.無論怎樣下滑，總是N=(M+m)g , f=0

8.如圖1-30所示，在光滑的水平地面上，水平外力F拉動(dòng)小車和木塊一起做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，小車的質(zhì)量是M，木塊的質(zhì)量是m，加速度為a。木塊與小車間的動(dòng)摩擦因數(shù)為?，則在這個(gè)過程中，木塊受到摩擦力的大小是：

A.?mg B.ma C.mF/(M+m)

D.F-Ma 9.如圖1-31所示，小車沿水平地面做直線運(yùn)動(dòng)，小車內(nèi)光滑底面上有一物塊被壓縮的彈簧壓向左壁，小車向右加速運(yùn)動(dòng)。若小車向右的加速度增大，則車左壁受物塊的壓力N1和車右壁受彈簧的壓力N2的大小變化是：

A.N1不變，N2變大 B.N1變大，N2不變

C.N1、N2都變大

D.N1變大，N2減少

10.如圖1-32所示，兩木塊的質(zhì)量分別為m1和m2，兩輕質(zhì)彈簧的勁度系數(shù)分別為k1和k2，上面木塊壓在上面的彈簧上（但不拴接），整個(gè)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)。現(xiàn)緩慢向上提上面的木塊，直到它剛離開上面彈簧。在這過程中下面木塊移動(dòng)的距離為：

A.m1g/k1 B.m2g/k2 C.m1g/k2 D.m2g/k2(二)填空題

11.質(zhì)量為M傾角為?的楔形木塊靜置于水平桌面上，與桌面的動(dòng)摩擦因數(shù)為?。質(zhì)量為m的物塊置于楔形木塊的斜面上，物塊與斜面的接觸是光滑的。為了保持物塊對(duì)斜面靜止，可用水平力F推楔形木塊，如圖1-33所示，此水平力F的大小等于________。

12.如圖1-34所示，質(zhì)量M=10kg的木楔ABC靜置于粗糙水平地面上，動(dòng)摩擦因數(shù)?=0.02。在木楔的傾角?=30?的斜面上，有一質(zhì)量m=1.0kg的物塊由靜止開始沿斜面下滑，當(dāng)滑行路程S=1.4m時(shí)，其速度V=1.4m/S。在這個(gè)過程中木楔沒有動(dòng)，則地面對(duì)木楔的摩

2擦力的大小等于________，方向是_____________。（g取10m/S）

13.總質(zhì)量為M的列車以速度V0在平直的軌道上勻速行駛，各車禁止所受阻力都是本車廂重力的K倍，且與車速無關(guān)。某時(shí)刻列車最后質(zhì)量為m的一切車廂脫了鉤，而機(jī)車的牽引力沒有變，則當(dāng)脫鉤的車廂剛停下的瞬時(shí)，前面列車的速度為_________。

14.如圖1-35所示，三個(gè)物體質(zhì)量分別為m1、m2和m3，帶有定滑輪的物體放在光滑水平面上，滑輪和所有接觸面的摩擦及繩子的質(zhì)量均不計(jì)。為使三個(gè)物體無相對(duì)運(yùn)動(dòng)，水平推力F等于_____________。

15.如圖1-36所示，在一個(gè)水平向左運(yùn)動(dòng)的質(zhì)量為M的車廂內(nèi)，用一個(gè)定滑輪通過

繩子懸掛兩個(gè)物體，它們的質(zhì)量分別為m1和m2，且m2>m1，m2相對(duì)于車廂地板靜止不動(dòng)，系m1的繩向左偏離豎直方向?角，繩子質(zhì)量和滑輪的摩擦可以不計(jì)。則這時(shí)作用在m2上的摩擦力的大小是________，車廂地板對(duì)m2的支持力的大小是_________。

(三)計(jì)算題

16.如圖1-37所示，將質(zhì)量m=10kg的鋼球掛在傾角為30?的傾面上，求：(1)斜面向左做勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度至少多大時(shí)，鋼球?qū)π泵娴膲毫榱悖?/p>

2(2)當(dāng)斜面以5m/S的加速度向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，鋼球受繩的拉力和斜面的支持力各是多少？

2(3)當(dāng)斜面以20m/S的加速度向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，鋼球受繩的拉力和斜面的支持力各是多少？(4)當(dāng)斜面以多大加速度向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，鋼球受繩的拉力剛好為零？

17.如圖1-38所示，質(zhì)量為M，傾角為?的斜面體放在粗糙地面上，質(zhì)量為m1的物體A與質(zhì)量為m2的物體B之間有摩擦，物體B與斜面間摩擦不計(jì)。A、B在加速下滑的過程中相對(duì)靜止，求：

(1)物體B對(duì)物體A的摩擦力和支持力各是多少？(2)地面對(duì)斜面體的摩擦力和支持力名是多少？ 18.如圖1-39所示，在水平桌面上放置質(zhì)量為4.0kg的木塊A，木塊A上放置質(zhì)量為0.50kg的砝碼B。連接木塊A的繩通過定滑輪吊一個(gè)砝碼盤（質(zhì)量為500g），在盤中放有質(zhì)量為1.0kg的砝碼。木塊A與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.20，砝碼B與木塊A相對(duì)靜止。不考慮繩和滑輪的質(zhì)量和摩擦。使砝碼盤從離地面1.0m高處由靜止釋放。求：

(1)木塊A運(yùn)動(dòng)的加速度和繩子的張力。

(2)砝碼B所受的摩擦力。

(3)當(dāng)砝碼盤著地瞬時(shí)，木塊A的速度。

(4)若開始運(yùn)動(dòng)時(shí)，木塊A與定滑

2輪的距離是3.0m。砝碼盤著地后，木塊A是否會(huì)撞到定滑輪上？（g取10m/S）

19.有一個(gè)質(zhì)量M=4.0kg，長L=3.0m的木板，水平外力F=8.0N向右拉木板，木板以V0=2.0m/S的速度在地面上勻速運(yùn)動(dòng)。某時(shí)刻將質(zhì)量m=1.0kg的銅塊輕輕地放在長木板的2最右端，如圖1-40所示。不計(jì)銅塊與木板間的摩擦，銅塊可視為質(zhì)點(diǎn)，g取10m/S，求銅塊經(jīng)過多長時(shí)間離開木板？

【創(chuàng)新園地】

20.如圖1-41所示，在兩端封閉，粗細(xì)均勻的細(xì)玻璃中，有一段長L=20cm的水銀柱。當(dāng)玻璃管水平靜止放置時(shí)，水銀柱恰在管的中央，兩端空氣柱的長度相等，均為L0=20cm，5溫度相同，氣體壓強(qiáng)均為 P0=1.0×10Pa。當(dāng)玻璃管沿水平方向向右有一加速度a時(shí)，兩端空氣柱的長度變?yōu)長1和L2，已知L1=19cm。若空氣柱的濕度保持不變，試求a的數(shù)值，并

3畫出水銀柱的受力圖。（水銀密度為13.6kg/m）

21.如圖1-42所示，傳熱性能良好的容器，兩端是直徑不同的兩個(gè)圓筒，里面各有一

22個(gè)活塞，其橫截面積分別是SA=10cm和SB=4.0cm，質(zhì)量分別是MA=6.0kg和MB=4.0kg，它們之間有一質(zhì)量不計(jì)的輕質(zhì)細(xì)桿相連。兩活塞可在筒內(nèi)無摩擦滑動(dòng)，但不漏氣。在氣溫是

3-23℃時(shí)，使容器和大氣相通，隨后關(guān)閉閥門K，此時(shí)兩活塞間氣體體積是300cm。當(dāng)氣溫升到27℃時(shí)，把銷子M拔去。設(shè)大氣壓強(qiáng)P0=1.0×105Pa不變，容器內(nèi)氣體溫度始終和外界相同。求：

(1)剛拔去銷子M時(shí)兩活塞的加速度大小和方向。

(2)活塞在各自圓筒范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)一段位移后速度達(dá)到最大，這段位移等于多少？ 22.n個(gè)質(zhì)量均為m的木塊并列地放在水平桌面上，如圖1-43所示，木塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為?。當(dāng)木塊受到水平力F的作用向右做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，木塊3對(duì)木塊4的作用力大小是多少？

第二單元

【動(dòng)腦動(dòng)手】

(一)選擇題

1.C、D； 2.A、B、C； 3.C；

4.B；

5.A、D； 6.A、D； 7.A、B、C； 8.B、C、D； 9.B；

10.C、(二)填空題

11.(M+m)g(?+tg?)12.0.61N，水平向左 13.MV0/(M-m)

14.m2(m1+m2+m3)g/m1

15.f=m2g?tg?，N=(m2-m1/Cos?)g(三)計(jì)算題

16.(1)ao=3g=17.32m/S(2)T=93.5N，N=61.5N(3)鋼球離開斜面，受繩的拉力T?=224N(4)a?3g/3=5.8m/S

17.(1)fA=m1g?Sin??COS?

NA=m1gCos?

(2)f=(m1+m2)gSin??Cos?

N=Mg+(m1+m2)gCos?

218.(1)a=1.0m/S，T=13.5N(2)f=0.50N(3)V=1.4m/S(4)砝碼盤落地后，木塊A做勻減速運(yùn)動(dòng)的路程為0.50m，距滑輪還有1.5m，所以撞不上。

19.放銅塊前，木板做勻速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為?，則有

F=?N=?Mg

∴?=F/Mg=0.20 放銅塊后，由于銅塊與木板沒有摩擦，所以銅塊相對(duì)地面沒有運(yùn)動(dòng)。這時(shí)地面對(duì)木板的摩擦力為：

f=?N?=?(M+m)g=10N 由于f>F，所以木板做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，加速度的大小為： a=(f-F)/M=0.50m/S根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式： L=Vot-at212 即3.0=2.0t-×0.50t 解得：t=2.0S

【創(chuàng)新園地】

20.水銀柱受力圖，如圖1-57所示。設(shè)管的截面積為S，水銀密度為?，以水銀柱為研究對(duì)象列牛頓第二定律方程：

F1-F2=ma

其中F1=?1S，F(xiàn)2=?2S，m=?LS

以氣體為研究對(duì)象，根據(jù)玻──馬定律： ?0SL0=?1SL1=?2SL2

?L11)?3.7m/s2 由以上各式解得：a?00(??LL1L22

21.(1)以容器中的氣體為研究對(duì)象，在閥門K關(guān)閉到銷子M拔去前的過程中，是等容變化。

初態(tài) P1=1.O×105Pa

T1=250k 末態(tài) P2=? T2=300k 由氣態(tài)方程P2?P1U1P2U2?得： T1T2P1T2?1.2?105Pa T1對(duì)兩活寒和桿隔離進(jìn)行受力分析，如圖1-58所示，列牛頓第二定律方程，取向左為正方向：

P2SA?P0SB?P2SB?POSA?(mA?mB)a?a?a?p2SA?POSB?P2SB?PBSAmA?mB(p2?po)(SA?SB)mA?mB

(1.2?105?1.0?105)(10?10?4?4?10?4)a?6.0?4.0?1.2m/s2兩活塞加速度大小為1.2m/s，方向向左。

(2)兩活塞在向左運(yùn)動(dòng)過程中溫度不變，是等溫過程，但是由于體積增大，所以容器中氣體壓強(qiáng)在不斷減小，由問題(1)可知加速度也不斷減小，速度卻不斷增大。當(dāng)容器中氣體壓強(qiáng)減小到跟外界大氣壓強(qiáng)相等時(shí)，加速度為零，這時(shí)速度達(dá)到最大。根據(jù)玻──馬定律：

P2V2=P3V3

3其中：v2=300cm P3=P0=1.0×105Pa，可求出：

P2V21.2?105?3003V3???360cm

P31.0?1052設(shè)所求位移為x，則 V3?V2?XSA?XSB V?V2360?300?x?3??10cmSA?SB10?4.022.以n個(gè)木塊整體為研究對(duì)象

F-?nmg=nma

以(n-3)個(gè)木塊為研究對(duì)象

T-?(n-3)mg=(n-3)ma

由以上兩式解得

T=(n-3)F/n