高中物理教案
發(fā)表時(shí)間：2021-12-11高三物理教案：《力學(xué)實(shí)驗(yàn)》教學(xué)設(shè)計(jì)。
一名優(yōu)秀的教師在教學(xué)方面無論做什么事都有計(jì)劃和準(zhǔn)備，高中教師要準(zhǔn)備好教案，這是每個(gè)高中教師都不可缺少的。教案可以保證學(xué)生們?cè)谏险n時(shí)能夠更好的聽課，幫助高中教師營(yíng)造一個(gè)良好的教學(xué)氛圍。寫好一份優(yōu)質(zhì)的高中教案要怎么做呢？以下是小編為大家精心整理的“高三物理教案：《力學(xué)實(shí)驗(yàn)》教學(xué)設(shè)計(jì)”，希望對(duì)您的工作和生活有所幫助。
本文題目：高三物理復(fù)習(xí)教案：力學(xué)實(shí)驗(yàn)
一、誤差和有效數(shù)字
1.誤差
測(cè)量值與真實(shí)值的差異叫做誤差。誤差可分為系統(tǒng)誤差和偶然誤差兩種。
(1)系統(tǒng)誤差的特點(diǎn)是在多次重復(fù)同一實(shí)驗(yàn)時(shí)，誤差總是同樣地偏大或偏小。
(2)偶然誤差總是有時(shí)偏大，有時(shí)偏小，并且偏大和偏小的機(jī)會(huì)相同。減小偶然誤差的方法，可以多進(jìn)行幾次測(cè)量，求出幾次測(cè)量的數(shù)值的平均值。這個(gè)平均值比某一次測(cè)得的數(shù)值更接近于真實(shí)值。
2.有效數(shù)字
帶有一位不可靠數(shù)字的近似數(shù)字，叫做有效數(shù)字。
(1)有效數(shù)字是指近似數(shù)字而言。
(2)只能帶有一位不可靠數(shù)字，不是位數(shù)越多越好。
注：凡是用測(cè)量?jī)x器直接測(cè)量的結(jié)果，讀數(shù)一般要求在讀出儀器最小刻度所在位的數(shù)值(可靠數(shù)字)后，再向下估讀一位(不可靠數(shù)字)，這里不受有效數(shù)字位數(shù)的限制。間接測(cè)量的有效數(shù)字運(yùn)算不作要求，運(yùn)算結(jié)果一般可用2~3位有效數(shù)字表示。
二、考試大綱規(guī)定的學(xué)生實(shí)驗(yàn)
1.長(zhǎng)度的測(cè)量(游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器)
(1)游標(biāo)卡尺
①10分度的游標(biāo)卡尺。游標(biāo)上相鄰兩個(gè)刻度間的距離為0.9mm，比主尺上相鄰兩個(gè)刻度間距離小0.1mm。讀數(shù)時(shí)先從主尺上讀出厘米數(shù)和毫米數(shù)，然后用游標(biāo)讀出0.1毫米位的數(shù)值：游標(biāo)的第幾條刻線跟主尺上某一條刻線對(duì)齊，0.1毫米位就讀幾(不能讀某)。其讀數(shù)準(zhǔn)確到0.1mm。
②20分度的游標(biāo)卡尺。游標(biāo)上相鄰兩個(gè)刻度間的距離為0.95mm，比主尺上相鄰兩個(gè)刻度間距離小0.05mm。讀數(shù)時(shí)先從主尺上讀出厘米數(shù)和毫米數(shù)，然后用游標(biāo) 讀出毫米以下的數(shù)值：游標(biāo)的第幾條刻線跟主尺上某一條刻線對(duì)齊，毫米以下的讀數(shù)就是幾乘0.05毫米。其讀數(shù)準(zhǔn)確到0.05mm。
③50分度的游標(biāo)卡尺。游標(biāo)上相鄰兩個(gè)刻度間的距離為0.98mm，比主尺上相鄰兩個(gè)刻度間距離小0.02mm。這種卡尺的刻度是特殊的，游標(biāo)上的刻度值，就是毫米以下的讀數(shù)。這種卡尺的讀數(shù)可以準(zhǔn)確到0.02mm。
注意：游標(biāo)卡尺都是根據(jù)刻線對(duì)齊來讀數(shù)的， 所以都不再往下一位估讀。
要知道主要構(gòu)造的名稱：主尺、游標(biāo)尺、外測(cè)量爪、內(nèi)測(cè)量爪、深度尺、緊固螺釘。
(2)螺旋測(cè)微器
固定刻度上的最小刻度為0.5mm(在中線的上側(cè));可動(dòng)刻度每旋轉(zhuǎn)一圈前進(jìn)(或后退)0.5mm。在可動(dòng)刻度的一周上平均刻有50條刻線，所以相鄰兩條刻線間代表0.01mm。讀數(shù)時(shí)，從固定刻度上讀取整、半毫米數(shù)，然后從可動(dòng)刻度上讀取剩余部分(因?yàn)槭?0分度，所以在最小刻度后必須再估讀一位)，再把兩部分讀數(shù)相加，得測(cè)量值。
要知道主要構(gòu)造的名稱：以下的①-⑦依次是：測(cè)砧、測(cè)微螺桿、固定刻度、可動(dòng)刻度、旋鈕、微調(diào)旋鈕和尺架。
例1 讀出下列游標(biāo)卡尺測(cè)量的讀數(shù)。
⑴ ⑵
解：(1)2.98cm;(2)6.170cm;(3)1.050cm
例2 讀出下列螺旋測(cè)微器測(cè)量的讀數(shù)。
⑴ ⑵
解：(1)0.642mm ;(2)10.294mm
2.互成角度的兩個(gè)共點(diǎn)力的合成
(1)原理是兩只彈簧秤成角度拉橡皮條AB和一只彈簧秤拉 橡皮條AB的效果相同，這個(gè)效果就是指橡皮條的形變量(大小和方向)相同。
(2)在畫力的圖示時(shí)，必須有箭頭、標(biāo)度、刻度。
(3)實(shí)驗(yàn)往往有一定的偶然誤差，只要用平行四邊形定則求得的合力F和一只彈簧秤的拉力F / 的圖示大小和方向在誤差允許的范圍內(nèi)相同就可以了。
例3 橡皮筋的一端固定在A點(diǎn)，另一端栓上兩根細(xì)繩，每根細(xì)繩分別連著一個(gè)量程為5N、最小刻度為0.1N的彈簧測(cè)力計(jì)，沿著兩個(gè)不同的方向拉彈簧測(cè)力計(jì)。當(dāng)橡皮筋的活動(dòng)端拉到O點(diǎn)時(shí)，兩根細(xì)繩相互垂直，如圖所示。這時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)可從圖中讀出。⑴由圖可讀得兩個(gè)相互垂直的拉力的大小分別為_____N和_____N。(只須讀到0.1N)⑵在右圖的方格紙中按作圖法的要求畫出這兩個(gè)力及它們的合力。
解：(1)2.5N和4.0N
(2)注意平行四邊形中的實(shí)線、虛線的區(qū)別和箭頭、標(biāo)度、單位。
3.測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度
(1)紙帶處理。從打點(diǎn)計(jì)時(shí)器重復(fù)打下的多條紙帶中選點(diǎn)跡 清楚的一條，舍掉開始比較密集的點(diǎn)跡，從便于測(cè)量的地方取一個(gè)開始點(diǎn)O，然后每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、…(或者說每隔4個(gè)點(diǎn)取一個(gè)記數(shù)點(diǎn))，這樣做的好處是相鄰記數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔是0.1s，便于計(jì)算。測(cè)出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離s1、s2、s3 …
(2)利用s1、s2、s3 …可以計(jì)算相鄰相等時(shí)間內(nèi)的位移差s2-s1、s3- s2、s4- s3…，如果它們?cè)谠试S的誤差范圍內(nèi)相等，則可以判定被測(cè)物體的運(yùn)動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng)。
(3)利用紙帶可以求被測(cè)物體在任一計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)時(shí)刻的瞬時(shí)速度v：如
(4)利用紙帶求被測(cè)物體的加速度a。具體來說又有3種方法：
①“逐差法”：從紙帶上得到6個(gè)相鄰相等時(shí)間內(nèi)的位移，則
②利用任意兩段相鄰記數(shù)點(diǎn)間的位移求a：如
③利用v-t圖象求a：求出A、B、C、D、E、F各點(diǎn)的即時(shí)速度，畫出如右的v-t圖線，圖線的斜率就是加速度a。
例4 某同學(xué)在做“測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度”實(shí)驗(yàn)時(shí)，從打下的若干紙帶中選出了如圖所示的一條(每?jī)牲c(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)沒有畫出來)，圖中上部的數(shù)字為相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源頻率為50Hz。
由這些已知數(shù)據(jù)計(jì)算：①該勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度a=___________m/s2。②與紙帶上D點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度v=__________ m/s。(答案均要求保留3位有效數(shù)字)
4.驗(yàn)證牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律
(1)了解該實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差的來源。
①用砂和砂桶的總重量代替小車受到的拉力。由牛頓第二定律可知，由于砂桶也在做勻加速運(yùn)動(dòng)，因此砂和砂桶的總重量肯定大于小車受到的實(shí)際拉力?？梢酝茖?dǎo)出結(jié)論：只有在小車的總質(zhì)量M遠(yuǎn)大于砂和砂桶的總質(zhì)量m時(shí)，才能使該系統(tǒng)誤差足夠小。
②沒有考慮摩擦阻力的作用。應(yīng)該用平衡摩擦力的方法來消除這個(gè)系統(tǒng)誤差。
(2)為研究a、F、m三者的關(guān)系，要利用“控制變量法”，分別研究a與F、 a與m的關(guān)系。
(3)用圖象法驗(yàn)證a∝F、 a∝m-1(后者必須用a-m-1圖象，不能用a-m圖象)
例5 一打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在斜面上某處，一小車拖著穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶從斜面上滑下，如右圖所示。下圖是打出的紙帶的一段。
⑴已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電頻率為50Hz，利用下圖給出的數(shù)據(jù)可求出小車下滑的加速度a=_____。
⑵為了求出小車在下滑過程中所受的阻力，還需要測(cè)量的物理量有_______。用測(cè)得的量及加速度a表示阻力的計(jì)算式為f=_________。
解： (1)3.89m/s2
(2)小車質(zhì)量m;斜面上任意兩點(diǎn)間距離l及這兩點(diǎn)的高度差h。mgh/l-ma
5.碰撞中的動(dòng)量守恒
(1)每次入射小球都應(yīng)該從斜槽軌道的同一位置開始自由下滑。
(2)被碰小球的位置必須與入射小球等高，其中心與斜槽末端的水平距離恰好是小球半徑的2倍。
(3)由于v1、v1/、v2/ 均為水平方向，且兩球的豎直下落高度相等，所以它們飛行時(shí)間相等，若以該時(shí)間為時(shí)間單位，那么小球的水平射程的數(shù)值就等于它們的水平速度。在右圖中分別用OP、OM和O /N表示。因此只需驗(yàn)證：m1?OP=m1?OM+m2?(O /N-2r)即可。
(4)必須以質(zhì)量較大的小球作為入射小球(保證碰撞后兩小球都向前運(yùn)動(dòng))。
(5)小球落地點(diǎn)的平均位置要用圓規(guī)來確定：用盡可能小的圓把所有落點(diǎn)都圈在里面，圓心就是落點(diǎn)的平均位置。
(6)所用的儀器有：天平、刻度尺、游標(biāo)卡尺(測(cè)小球直徑)、碰撞實(shí)驗(yàn)器、復(fù)寫紙、白紙、重錘、兩個(gè)直徑相同質(zhì)量不同的小球、圓規(guī)。
(7)若被碰小球放在斜槽末端，而不用支柱，那么兩小球?qū)⒉辉偻瑫r(shí)落地，但兩個(gè)小球都將從斜槽末端開始做平拋運(yùn)動(dòng)，于是驗(yàn)證式就變?yōu)椋簃1?OP=m1?OM+m2?ON，兩個(gè)小球的直徑也不需測(cè)量了(但必須相等)。
例6 在“碰撞中的動(dòng)量守恒”實(shí)驗(yàn)中，儀器按要求安裝好后開始實(shí)驗(yàn)，第一次不放被碰小球，第二次把被碰小球直接靜止放在斜槽末端的水平部分，在百紙上記錄下重錘位置和各小球落點(diǎn)的平均位置依次為O、A、B、C，設(shè)入射小球和被碰小球的質(zhì)量依次為m1、m2，則下列說法中正確的有
A.第一、二次入射小球的落點(diǎn)依次是A、B
B.第一、二次入射小球的落點(diǎn)依次是B、A
C.第二次入射小球和被碰小球?qū)⑼瑫r(shí)落地
D. m1?AB= m2?OC
解：最遠(yuǎn)的C點(diǎn)一定是被碰小球的落點(diǎn)，碰后入射小球的速度將減小，因此選B;由于被碰小球是放在斜槽末端的，因此被碰小球飛出后入射小球才可能從斜槽末端飛出，兩小球不可能同時(shí)落地;由動(dòng)量守恒得m1?OB= m1?OA+m2?OC，選D。答案是BD。
6.研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)
(1)斜槽末端的切線必須水平。
(2)用重錘線檢驗(yàn)坐標(biāo)紙上的豎直線是否豎直。
(3)以斜槽末端所在的點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)。
(4)如果是用白紙，則應(yīng)以斜槽末端所在的點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，在斜槽末端懸掛重錘線，先以重錘線方向確定y軸方向，再用直角三角板畫出水平線作為x軸，建立直角坐標(biāo)系。
(5)每次小球應(yīng)從斜槽上的同一位置由靜止開始下滑。
(6)由描跡法得到小球平拋的軌跡，從軌跡上任何一點(diǎn)的橫縱坐標(biāo)都可以計(jì)算出該平拋物體拋出時(shí)的初速度。
(7)若用閃光照相來研究，所得到的照片上相鄰小球間的時(shí)間間隔是相等的，利用這一 結(jié)論和運(yùn)動(dòng)分解的知識(shí)，可以求小球平拋的初速度，也可以求小球在任何一個(gè)位置的瞬時(shí)速度。
例7.如圖所示，在“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)按要求描繪出了小球做平拋運(yùn)動(dòng)過程中的三個(gè)點(diǎn)A、B、C，并利用刻度尺量出了三點(diǎn)的坐標(biāo)依次是A(0.369，0.112)、B(0.630，0.327)、C(0.761，0.480)，單位為m 。又稱得小球的質(zhì)量為20g，試計(jì)算小球平拋的初動(dòng)能EK。
解：小球的初速度 ，因此初動(dòng)能 ，帶入數(shù)據(jù)后得：EK1=0.0596J，EK2=0.0594J，EK3=0.0591J，因此初動(dòng)能的平均值為EK=0.0594J
7.驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律
本實(shí)驗(yàn)要求驗(yàn)證自由下落過程中機(jī)械能守恒，圖示紙帶的左端是用夾子夾重物的一端。
(1)要多做幾次實(shí)驗(yàn)，選點(diǎn)跡清楚，且第一、二兩點(diǎn)間距離接近2mm的紙帶進(jìn)行測(cè)量。
(2)用刻度尺量出從0點(diǎn)到1、2、3、4、5各點(diǎn)的距離h1、h2、h3、h4、h5，利用“勻變速直線運(yùn)動(dòng)中間時(shí)刻的即時(shí)速度等于該段位移內(nèi)的平均速度”，算出2、3、4各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的即時(shí)速度v2、v3、v4，驗(yàn)證與2、3、4各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的重力勢(shì)能減少量mgh和動(dòng)能增加量 是否相等。
(3)由于摩擦和空氣阻力的影響，本實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差總是使
(4)本實(shí)驗(yàn)不需要在打下的點(diǎn)中取計(jì)數(shù)點(diǎn)。也不需要測(cè)重物的質(zhì)量。
例8在用落體法驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律時(shí)，某同學(xué)按照正確的操作選得紙帶如右。其中O是起始點(diǎn)，A、B、C是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器連續(xù)打下的3個(gè)點(diǎn).該同學(xué)用毫米刻度尺測(cè)量O到A、B、C各點(diǎn)的距離,并記錄在圖中(單位cm)。
(1)這三個(gè)數(shù)據(jù)中不符合有效數(shù)字讀數(shù)要求的是_____ ,應(yīng)記作_______cm。
(2)該同學(xué)用重錘在OB段的運(yùn)動(dòng)來驗(yàn)證機(jī)械能守恒，已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=9.80m/s2，他用AC段的平均速度作為跟B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的物體的即時(shí)速度，則該段重錘重力勢(shì)能的減少量為_______，而動(dòng)能的增加量為________，(均保留3位有效數(shù)字，重錘質(zhì)量用m表示).這樣驗(yàn)證的系統(tǒng)誤差總是使重力勢(shì)能的減少量_______動(dòng)能的增加量，原因是_________________。
(3)另一位同學(xué)根據(jù)同一條紙帶，同一組數(shù)據(jù)，也用重錘在OB段的運(yùn)動(dòng)來驗(yàn)證機(jī)械能守恒，不過他數(shù)了一下：從打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的第一個(gè)點(diǎn)O數(shù)起，圖中的B是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的第9個(gè)點(diǎn)。因此他用vB=gt計(jì)算跟B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的物體的即時(shí)速度，得到動(dòng)能的增加量為______，這樣驗(yàn)證時(shí)的系統(tǒng)誤差總是使重力勢(shì)能的減少量_______動(dòng)能的增加量,原因是________________________________。
解： (1)OC，15.70
(2)1.22m，1.20m，大于，v是實(shí)際速度，因?yàn)橛心Σ辽鸁?，減少的重力勢(shì)能一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能;
(3)1.23m，小于，v是按照自由落體計(jì)算的，對(duì)應(yīng)的下落高度比實(shí)際測(cè)得的高度要大。
8.用單擺測(cè)定重力加速度
(1)擺長(zhǎng)的測(cè)量：讓單擺自由下垂，用米尺量出擺線長(zhǎng)L/(讀到0.1mm)，用游標(biāo)卡尺量出擺球直徑(讀到0. 1mm)算出半徑r，則擺長(zhǎng)L=L/+r
(2)開始擺動(dòng)時(shí)需注意：擺角要小于5°(要保證做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，不要使擺動(dòng)成為圓錐擺)
(3)從擺球通過最低點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí)，測(cè)出單擺做50次全振動(dòng)所用的時(shí)間，算出周期的平均值T。
(4)改變擺長(zhǎng)重做幾次實(shí)驗(yàn)，計(jì)算每次實(shí)驗(yàn)得到的重力加速度，再求這些重力加速度的平均值。
例9一組同學(xué)在做“用單擺測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中，用正確的操作方法，測(cè)定了6組擺長(zhǎng)L和周期T的對(duì)應(yīng)值。為了求出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭，4位同學(xué)提出了4種不同的方法：①?gòu)臏y(cè)定的6組數(shù)據(jù)中任意選取1組，用公式g=4π2L/T 2求出g作為測(cè)量值;②分別求出6個(gè)L值的平均值 和6個(gè)T值的平均值 ，用公式g=4π2 / 2求出g作為測(cè)量值;③分別用6組L、T的對(duì)應(yīng)值，用公式g=4π2L/T 2求出6個(gè)對(duì)應(yīng)的g值，再求這6個(gè)g的平均值作為測(cè)量值;④在坐標(biāo)紙上作出T 2-L圖象，從圖象中計(jì)算出圖線的斜率K，根據(jù)g=4π2/K求出g作為測(cè)量值。
你認(rèn)為以上4種方法中，錯(cuò)誤的是哪一種____(填代號(hào)即可)，其余正確方法中偶然誤差最小的是哪一種______(填代號(hào)即可)。
解：錯(cuò)誤的是②，因?yàn)長(zhǎng)和T之間不是一次函數(shù)的關(guān)系。偶然誤差最小的是④，因?yàn)榕既徽`差總是有時(shí)偏大有時(shí)偏小。而描點(diǎn)后畫線時(shí)要求盡可能多的點(diǎn)在該直線上，其余點(diǎn)盡可能均衡地分布在該直線兩側(cè)，實(shí)際上是把偶然誤差減小到最小了。
例10某同學(xué)在家里做用單擺測(cè)定重力加速度的實(shí)驗(yàn)，但沒有合適的擺球，他找到了一塊大小為3cm左右，外形不規(guī)則的大理石塊代替小球。他設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟是：
A.將石塊用細(xì)尼龍線系好，結(jié)點(diǎn)為M，將尼龍線的上端固定于O點(diǎn)
B.用刻度尺測(cè)量OM間尼龍線的長(zhǎng)度L作為擺長(zhǎng)
C.將石塊拉開一個(gè)大約α=30°的角度,然后由靜止釋放
D.從擺球擺到最高點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí)，測(cè)出30次全振動(dòng)的總時(shí)間t,，由T=t/30得出周期
E.改變OM間尼龍線的長(zhǎng)度再做幾次實(shí)驗(yàn)，記下相應(yīng)的L和T
F.求出多次實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的的平均值作為計(jì)算時(shí)使用的數(shù)據(jù),帶入公式 求出重力加速度g
⑴你認(rèn)為該同學(xué)以上實(shí)驗(yàn)步驟中有重大錯(cuò)誤的是_______________。為什么?
⑵該同學(xué)用OM的長(zhǎng)作為擺長(zhǎng)，這樣做引起的系統(tǒng)誤差將使重力加速度的測(cè)量值比真實(shí)值偏大還是偏小?________。你認(rèn)為用什么方法可以解決擺長(zhǎng)無法準(zhǔn)確測(cè)量的困難?
解：
(1)B(擺長(zhǎng)應(yīng)從懸點(diǎn)到大理石塊的質(zhì)心)、C(擺角太大，不能看作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng))、F(必須先分別求和各組L和T值對(duì)應(yīng)的g，再取所求得的各個(gè)g的平均值)。
(2)小。設(shè)兩次實(shí)驗(yàn)中擺線長(zhǎng)分別為L(zhǎng)1、L2，對(duì)應(yīng)的周期分別為T1、T2，石塊質(zhì)心到M點(diǎn)的距離為x，由 和 可解得
9.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)舉例
例11 利用手頭的常用儀器，粗略測(cè)定玩具手槍子彈射出時(shí)的初速度。除玩具手槍外，所給的測(cè)量?jī)x器為：⑴只有秒表;⑵只有米尺。
解：
(1)若只有秒表，可如圖(a)，將玩具手槍從地面豎直向上發(fā)射子 彈，用秒表記下從發(fā)射到子彈落會(huì)地面所用的時(shí)間t，則子彈上升的時(shí)間為t/2，故子彈初速度v0=gt/2。
(2)若只有米尺，可如圖(b)，將玩具手槍子彈從某一高度處水平射出，用米尺測(cè)量射出時(shí)離地面的高度h和水平射程s，則子彈初速度 。
例12 某同學(xué)在做探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。所用的鉤碼每只的質(zhì)量都是30g，他先測(cè)出不掛鉤碼時(shí)彈簧的自然長(zhǎng)度，再將5個(gè)鉤碼逐個(gè)掛在彈簧的下端，每次都測(cè)出相應(yīng)的彈簧總長(zhǎng)度，將數(shù)據(jù)填在了下面的表中。(彈力始終未超過彈性限度，取g=9.8m/s2)
(1)試根據(jù)這些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在右圖給定的坐標(biāo)紙上作出彈簧所受彈力大小F跟彈簧總長(zhǎng)L之間的函數(shù)關(guān)系圖線，說明圖線跟坐標(biāo)軸交點(diǎn)的物理意義。
(2)上一問所得圖線的物理意義是什么?該彈簧的勁度k是多大?
解：
(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上描出的點(diǎn)，基本上在同一條直線 上?？梢耘卸‵和L間是一次函數(shù)關(guān)系。畫一條直線，使盡可能多的點(diǎn)落在這條直線上，不在直線上的點(diǎn)均勻地分布在直線兩側(cè)。該圖線跟橫軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)表示彈簧的原長(zhǎng)。
(2)圖線的物理意義是表明彈簧的彈力大小和彈簧伸長(zhǎng)量大小成正比。由 可得k=25N/m。
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高三物理教案：《研究性實(shí)驗(yàn)》教學(xué)設(shè)計(jì)
俗話說，居安思危，思則有備，有備無患。高中教師要準(zhǔn)備好教案，這是高中教師的任務(wù)之一。教案可以讓學(xué)生們有一個(gè)良好的課堂環(huán)境，幫助高中教師營(yíng)造一個(gè)良好的教學(xué)氛圍。那么如何寫好我們的高中教案呢？下面是小編精心為您整理的“高三物理教案：《研究性實(shí)驗(yàn)》教學(xué)設(shè)計(jì)”，僅供參考，歡迎大家閱讀。
研究性實(shí)驗(yàn)：（1） 研究勻變速運(yùn)動(dòng)練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器:
1.構(gòu)造：見教材。
2.操作要點(diǎn)：接50HZ，4---6伏的交流電 S1 S2 S3 S4
正確標(biāo)取記：在紙帶中間部分選5個(gè)點(diǎn) 。T 。T 。 T 。 T 。
3.重點(diǎn)：紙帶的分析 0 1 2 3 4
a.判斷物體運(yùn)動(dòng)情況：
在誤差范圍內(nèi)：如果S1=S2=S3=......，則物體作勻速直線運(yùn)動(dòng)。
如果?S1=?S2=?S3= .......=常數(shù), 則物體作勻變速直線運(yùn)動(dòng)。
b.測(cè)定加速度：
公式法： 先求?S，再由?S= aT2求加速度。
圖象法： 作v-t圖,求a=直線的斜率
c.測(cè)定即時(shí)速度： V1=(S1+S2)/2T V2=(S2+S3)/2T
測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度：
1.原理:：?S=aT2
2.實(shí)驗(yàn)條件：
a.合力恒定，細(xì)線與木板是平行的。
b.接50HZ，4-6伏交流電。
3.實(shí)驗(yàn)器材：電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、復(fù)寫紙片、低壓交流電源、小車、細(xì)繩、一端附有滑輪的長(zhǎng)木板、刻度尺、鉤碼、導(dǎo)線、兩根導(dǎo)線。
4.主要測(cè)量:
選擇紙帶,標(biāo)出記數(shù)點(diǎn),測(cè)出每個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)的位移S1、S2、S3 。。。。圖中O是任一點(diǎn)。
5. 數(shù)據(jù)處理: 0 1 2 3 4 5 6
根據(jù)測(cè)出的S1、S2、S3....... 。S1 。S2 。 S3 。S4 。 S5 。 S6 。
用逐差法處理數(shù)據(jù)求出加速度：
S4-S1=3a1T2 ， S5-S2=3a2T2 ， S6-S3=3a3T2
a=(a1+a2+a3)/3=(S4+S5+S6- S1-S2-S3)/9T2
測(cè)勻變速運(yùn)動(dòng)的即時(shí)速度：(同上)
（2） 研究平拋運(yùn)動(dòng)
1.實(shí)驗(yàn)原理：
用一定的方法描出平拋小球在空中的軌跡曲線，再根據(jù)軌跡上某些點(diǎn)的位置坐標(biāo)，由h=求出t，再由x=v0t求v0，并求v0的平均值。
2.實(shí)驗(yàn)器材：
木板，白紙，圖釘，未端水平的斜槽，小球，刻度尺，附有小孔的卡片，重錘線。
3.實(shí)驗(yàn)條件：
a. 固定白紙的木板要豎直。
b. 斜槽未端的切線水平，在白紙上準(zhǔn)確記下槽口位置。
c.小球每次從槽上同一位置由靜止滑下。
（3） 研究彈力與形變關(guān)系
1. 方法歸納：(1)用懸掛砝碼的方法給彈簧施加壓力(2)用列表法來記錄和分析數(shù)據(jù)(如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)記錄表格)(3)用圖象法來分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)關(guān)系步驟：1：以力為縱坐標(biāo)、彈簧伸長(zhǎng)為橫坐標(biāo)建立坐標(biāo)系2：根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)3：按照?qǐng)D中各點(diǎn)的分布和走向，嘗試作出一條平滑的曲線(包括直線)4：以彈簧的伸重工業(yè)自變量，寫出曲線所代表的函數(shù)，首先嘗試一次函數(shù)，如不行則考慮二次函數(shù)，如看似象反比例函數(shù)，則變相關(guān)的量為倒數(shù)再研究一下是否為正比關(guān)系(圖象是否可變?yōu)橹本€)----化曲為直的方法等。5：解釋函數(shù)表達(dá)式中常數(shù)的意義。
2. 注意事項(xiàng)：所加砝碼不要過多(大)以免彈簧超出其彈性限度
高三物理教案：《經(jīng)典力學(xué)的局限性》教學(xué)設(shè)計(jì)
一、預(yù)習(xí)目標(biāo)
（1）了解經(jīng)典力學(xué)的發(fā)展歷程和偉大成就。
（2）認(rèn)識(shí)經(jīng)典力學(xué)的局限性和適用范圍。
二、預(yù)習(xí)內(nèi)容
（1）學(xué)生閱讀課文、課下上網(wǎng)查閱有關(guān)牛頓、愛因斯坦、霍金等科學(xué)家的資料。
（2）學(xué)生完成下列幾填空。
1、牛頓運(yùn)動(dòng)定律和萬有引力定律在_____________的廣闊領(lǐng)域，包括____________的研究中，經(jīng)受了實(shí)踐的檢驗(yàn)，取得了巨大的成就。
2、_______________________建立了相對(duì)論。
3、在相對(duì)論中，質(zhì)量隨著物體運(yùn)動(dòng)的速度的增大而增大，滿足:
_________________________________________;
4、電子、質(zhì)子、中子等微觀粒子不僅具有_________性，同時(shí)具有_____________性，_____________力學(xué)能夠正確地描述微觀粒子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律性。
5、經(jīng)典力學(xué)的適用范圍和局限性為：
（1） 經(jīng)典力學(xué)只適用于______運(yùn)動(dòng)，不適用于_______運(yùn)動(dòng)。
( 2 ) 經(jīng)典力學(xué)只適用于_______世界，不適用于_______世界。
( 3) 經(jīng)典力學(xué)只適用于_________力, 不適用于_______ 力。
課內(nèi)探究學(xué)案
一、學(xué)習(xí)目標(biāo)
（1）了解經(jīng)典力學(xué)的發(fā)展歷程和偉大成就。
（2）認(rèn)識(shí)經(jīng)典力學(xué)的局限性和適用范圍。
（3）初步了解微觀和高速世界中的奇妙現(xiàn)象。
（4）了解相對(duì)論、量子論的建立對(duì)人類深入認(rèn)識(shí)客觀世界的作用，知道物理學(xué)改變?nèi)藗兪澜缬^的作用。
二、學(xué)習(xí)過程
引入新課
進(jìn)行新課
請(qǐng)同學(xué)們閱讀課文，閱讀時(shí)考慮下列問題
1、經(jīng)典力學(xué)取得了哪些輝煌的成就？舉例說明。
2、經(jīng)典力學(xué)在哪些領(lǐng)域不能適用？能說出為什么嗎？舉例說明。
3、經(jīng)典力學(xué)的適用范圍是什么？自己概括一下。
4、相對(duì)論和量子力學(xué)的出現(xiàn)是否否定了牛頓的經(jīng)典力學(xué)？應(yīng)該怎樣認(rèn)識(shí)？
5、怎樣理解英國(guó)劇作家蕭伯納的話“科學(xué)總是從正確走向錯(cuò)誤”？
學(xué)生活動(dòng)：閱讀教材，并思考上面的問題。分組討論，代表發(fā)言。
［學(xué)生A］經(jīng)典力學(xué)在微觀領(lǐng)域和高速運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域不再適用；在不同參考系中不能適用；在強(qiáng)引力的情況下，經(jīng)典的引力理論也是不適用的。
［學(xué)生B］因?yàn)槲⒂^粒子（如電子、質(zhì)子、中子）在運(yùn)動(dòng)時(shí)不僅具有粒子性，而且還具有波動(dòng)性，經(jīng)典力學(xué)不能說明這種現(xiàn)象，所以它不再適用，同時(shí)在高速運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域，由于物體運(yùn)動(dòng)速度太快，要導(dǎo)致質(zhì)量發(fā)生變化，而經(jīng)典力學(xué)認(rèn)為質(zhì)量是不變的，所以經(jīng)典力學(xué)在高速運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域內(nèi)也不再適用。
［學(xué)生C］從上面分析知：牛頓運(yùn)動(dòng)定律的適用范圍是：宏觀物體，低速運(yùn)動(dòng)。
從經(jīng)典力學(xué)到相對(duì)論的發(fā)展
以牛頓運(yùn)動(dòng)定律為基礎(chǔ)的經(jīng)典力學(xué)中，空間間隔（長(zhǎng)度）s、時(shí)間t和質(zhì)量m這三個(gè)物理量都與物體的運(yùn)動(dòng)速度無關(guān)。一根尺子靜止時(shí)這樣長(zhǎng)，當(dāng)它運(yùn)動(dòng)時(shí)還是這樣長(zhǎng)；一分鐘不論處于靜止?fàn)顟B(tài)還是處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，其快慢保持不變；一個(gè)物體靜止時(shí)的質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)時(shí)的質(zhì)量一樣。這就是經(jīng)典力學(xué)的絕對(duì)時(shí)空觀。
到了19世紀(jì)末，面對(duì)高速運(yùn)動(dòng)的微觀粒子發(fā)生的現(xiàn)象，經(jīng)典力學(xué)遇到了困難。在新事物面前，愛因斯坦打破了傳統(tǒng)的時(shí)空觀，于1905年發(fā)表了題為《論運(yùn)動(dòng)物體的電動(dòng)力學(xué)》的論文，提出了狹義相對(duì)性原理和光速不變?cè)?，?chuàng)建了狹義相對(duì)論。狹義相對(duì)論指出：長(zhǎng)度、時(shí)間和質(zhì)量都是隨物體的運(yùn)動(dòng)速度而變化的。質(zhì)量隨速度的變化關(guān)系可以用下列方程表達(dá)式：
上式中，各式里的v都是物體的運(yùn)動(dòng)速度，c是真空中的光速，l0和l分別為在相對(duì)靜止和運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中沿速度方向測(cè)得的物體的長(zhǎng)度；t和t0分別為在相對(duì)靜止和運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)中測(cè)得的時(shí)間；m0和m分別為在相對(duì)靜止和運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中測(cè)得的物體質(zhì)量。
但是，當(dāng)宏觀物體的運(yùn)動(dòng)速度遠(yuǎn)小于光速時(shí)（v
繼狹義相對(duì)論之后，1915年愛因斯坦又建立了廣義相對(duì)論，指出空間——時(shí)間不可能離開物質(zhì)而獨(dú)立存在，空間的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)取決于物質(zhì)的分布，使人類對(duì)于時(shí)間、空間和引力現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)大大深化了?！蔼M義相對(duì)論”和“廣義相對(duì)論”統(tǒng)稱為相對(duì)論。
（四）實(shí)例探究
［例1］以牛頓運(yùn)動(dòng)定律為基礎(chǔ)的經(jīng)典力學(xué)，在科學(xué)研究和生產(chǎn)技術(shù)中有哪些應(yīng)用?
［例2］以牛頓運(yùn)動(dòng)定律為基礎(chǔ)的經(jīng)典力學(xué)的適用范圍是什么?
(四)當(dāng)堂檢測(cè)
1、20世紀(jì)初，著名物理學(xué)家愛因斯坦提出了 ，改變了經(jīng)典力學(xué)的一些結(jié)論。在經(jīng)典力學(xué)中，物體的質(zhì)量是 的，而相對(duì)論指出質(zhì)量隨著速度變化而 。
2、20世紀(jì)初期，建立了 ，它能夠正確地描述微觀粒子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。
3、經(jīng)典力學(xué)只適用于解決 問題，不能用來處理 問題，經(jīng)典力學(xué)只適用于 物體，一般不適用于 。
4、牛頓運(yùn)動(dòng)定律和萬有引力定律在 、 、 的廣闊的領(lǐng)域，包括天體力學(xué)的研究中經(jīng)受了實(shí)踐的檢驗(yàn)，取得了巨大的成就。
5、經(jīng)典力學(xué)的適用范圍：只適合于低速運(yùn)動(dòng)， ；只適合于宏觀世界， 。
6、經(jīng)典力學(xué)認(rèn)為時(shí)間是 ，質(zhì)量是 ，空間是 。經(jīng)典力學(xué)深入到高速領(lǐng)域?qū)⒈?所代替，深入到微觀領(lǐng)域?qū)⒈?所代替。
課后練習(xí)與提高
1、關(guān)于經(jīng)典力學(xué)和狹義相對(duì)論，下列說法中正確的是（ ）
A．經(jīng)典力學(xué)只適用于低速運(yùn)動(dòng)，不適用于與高速運(yùn)動(dòng)（速度接近于真空中的光速）
B．狹義相對(duì)論只適用于高速運(yùn)動(dòng)（速度接近于真空中的光速），不適用于低速運(yùn)動(dòng)
C．經(jīng)典力學(xué)既適用于低速運(yùn)動(dòng)，也適用與高速運(yùn)動(dòng)（速度接近于真空中的光速）
D．狹義相對(duì)論既適用于高速運(yùn)動(dòng)（速度接近于真空中的光速），也適用于低速運(yùn)動(dòng)
2、相對(duì)論告訴我們，物體運(yùn)動(dòng)時(shí)的質(zhì)量與其靜止時(shí)的質(zhì)量相比：（ ）
A、運(yùn)動(dòng)時(shí)的質(zhì)量比靜止時(shí)的質(zhì)量大 B、運(yùn)動(dòng)時(shí)的質(zhì)量比靜止時(shí)的質(zhì)量小
C、運(yùn)動(dòng)時(shí)的質(zhì)量與靜止時(shí)的質(zhì)量相等 D、是兩個(gè)不同的概念無法比較
3、經(jīng)典力學(xué)不能適用下列哪些運(yùn)動(dòng)（ ）
A、火箭的發(fā)射 B、宇宙飛船繞地球的運(yùn)動(dòng)
C、“勇氣號(hào)”宇宙探測(cè)器 D、微觀粒子的波動(dòng)性
4、日常生活我們并沒發(fā)現(xiàn)物體的質(zhì)量隨物體的運(yùn)動(dòng)的速度變化而變化，其原因是（ ）
A、運(yùn)動(dòng)中物體無法稱量質(zhì)量 B、物體的速度遠(yuǎn)小于光速，質(zhì)量變化極小
C、物體的質(zhì)量太大 D、物體的質(zhì)量不隨速度的變化而變化
5、以下關(guān)于物體的質(zhì)量的說法中正確的是（ ）
A．質(zhì)量是物體固有的屬性，其大小與物體運(yùn)動(dòng)的速度無關(guān)
B．只有當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)的速度遠(yuǎn)小于光速時(shí)，才可以認(rèn)為質(zhì)量不變
C．只有當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)的速度遠(yuǎn)小于光速時(shí)，物體的質(zhì)量才增大
D．物體速度大，說明受力大，同時(shí)物體的質(zhì)量也增大
6、下列說法正確的是（ ）
A、物質(zhì)、時(shí)間、空間是緊密聯(lián)系的統(tǒng)一體
B、在某參考系中觀察某一物理現(xiàn)象是同時(shí)發(fā)生的，但在另一參考系中，仍觀察該物理現(xiàn)象也一定是同時(shí)發(fā)生
C、關(guān)經(jīng)過大質(zhì)量的星體附近時(shí)會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)等現(xiàn)象
D、當(dāng)天體的半徑接近“引力半徑”時(shí)，引力趣于無窮大，牛頓引力理論只要在實(shí)際半徑大于他們的“引力半徑”時(shí)才適應(yīng)
7、相對(duì)論給出了物體在 狀態(tài)下所遵循的規(guī)律，量子力學(xué)給出了 世界所遵循的規(guī)律，愛因斯坦引力理論解決了 作用下的相關(guān)問題，而經(jīng)典力學(xué)只適用于 ，不適用于 。
參考答案
1.AD 2。 A 3。 D 4。 B 5。 B 6。 ACD 7。高速運(yùn)動(dòng)，微觀世界所遵循的規(guī)律，強(qiáng)引力，低速運(yùn)動(dòng)、宏觀世界和弱引力作用，高速運(yùn)動(dòng)、微觀世界和強(qiáng)引力作用。
高三物理教案：《電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)總復(fù)習(xí)》教學(xué)設(shè)計(jì)
一名優(yōu)秀負(fù)責(zé)的教師就要對(duì)每一位學(xué)生盡職盡責(zé)，高中教師要準(zhǔn)備好教案，這是教師工作中的一部分。教案可以讓學(xué)生更好地進(jìn)入課堂環(huán)境中來，幫助高中教師營(yíng)造一個(gè)良好的教學(xué)氛圍。你知道怎么寫具體的高中教案內(nèi)容嗎？以下是小編為大家精心整理的“高三物理教案：《電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)總復(fù)習(xí)》教學(xué)設(shè)計(jì)”，希望對(duì)您的工作和生活有所幫助。
本文題目：高三物理教案：電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)總復(fù)習(xí)
一、實(shí)驗(yàn)儀器的讀數(shù)
高考要求會(huì)正確使用的電學(xué)儀器有：電流表、電壓表、多用電表、滑動(dòng)變阻器、電阻箱等等。除了滑動(dòng)變阻器以外，其它儀器都要求會(huì)正確讀出數(shù)據(jù)。讀數(shù)的基本原則是：凡儀器最小刻度是10分度的，要求讀到最小刻度后再往下估讀一位(估讀的這位是不可靠數(shù)字);凡儀器最小刻度不是10分度的，只要求讀到最小刻度所在的這一位，不再往下估讀。電阻箱是按照各個(gè)數(shù)量級(jí)上指針的對(duì)應(yīng)數(shù)值讀數(shù)的，指針必須指向某一個(gè)確定的數(shù)值，不能在兩個(gè)數(shù)值之間，因此電阻箱測(cè)量結(jié)果的各位讀數(shù)都是從電阻箱上指針?biāo)肝恢弥苯幼x出的，不再向下估讀。
例1. 右圖是電壓表的刻度盤。若當(dāng)時(shí)使用的是該表的0-3V量程，那么電壓表讀數(shù)為多少?若當(dāng)時(shí)使用的是該表的0-15V量程，那么電壓表度數(shù)又為多少?
解：0-3V量程最小刻度是0.1V，是10分度的，因此要向下估讀一位，讀1.15V(由于最后一位是估讀的，有偶然誤差，讀成1.14V-1.17V之間都算正確)。0-15V量程最小刻度為0.5V，不是10分度的，因此只要求讀到0.1V這一位，所以讀5.7V(5.6V-5.8V之間都算正確)。
例2. 右圖是電阻箱示意圖，試讀出當(dāng)時(shí)電阻箱的阻值。
解：電阻箱面板上有6個(gè)旋鈕，每個(gè)旋鈕上方都標(biāo)有倍率。將每個(gè)旋鈕的指針?biāo)傅臄?shù)值(都為整數(shù))乘以各自的倍率，從最高位到低位依次讀出來，就得到這時(shí)電阻箱的實(shí)際阻值。注意圖中最左邊的兩個(gè)黑點(diǎn)是表示的是接線柱。若指針位置如圖所示，則阻值為84580.2Ω。
二、恒定電流實(shí)驗(yàn)常規(guī)
1.伏安法測(cè)電阻
伏安法測(cè)電阻有a、b兩種接法，a叫(安培計(jì))外接法，b叫(安培計(jì))內(nèi)接法。外接法的系統(tǒng)誤差是由電壓表的分流引起的，測(cè)量值總小于真實(shí)值，小電阻應(yīng)采用外接法;內(nèi)接法的系統(tǒng)誤差是由電流表的分壓引起的，測(cè)量值總大于真實(shí)值，大電阻應(yīng)采用內(nèi)接法。
如果被測(cè)電阻阻值為Rx，伏特表和安培表的內(nèi)阻分別為RV、RA，若 ，則采用外接法。若 ，則采用內(nèi)接法。
如果無法估計(jì)被測(cè)電阻的阻值大小，可以利用試觸法：如圖將電壓表的左端接a點(diǎn)，而將右端第一次接b點(diǎn)，第二次接c點(diǎn)，觀察電流表和電壓表示數(shù)的變化。若電流表示數(shù)變化大，說明被測(cè)電阻是大電阻，應(yīng)該用內(nèi)接法測(cè)量;若電壓表讀數(shù)變化大，說明被測(cè)電阻是小電阻，應(yīng)該用外接法測(cè)量。(這里所說的變化大，是指相對(duì)變化，即ΔI/I和ΔU/U)。
2.滑動(dòng)變阻器的兩種接法
滑動(dòng)變阻器在實(shí)驗(yàn)電路中常用的接法有兩種，分別用下面a、b兩圖表示：a叫限流接法，b叫分壓接法。采用分壓接法時(shí)，被測(cè)電阻RX上的電壓調(diào)節(jié)范圍較大。當(dāng)實(shí)驗(yàn)中要求被測(cè)電阻上的電壓從零開始逐漸增大，或要求電壓調(diào)節(jié)范圍盡量大時(shí)，應(yīng)該用分壓接法。采用分壓接法時(shí)，應(yīng)該選用總阻值較小的滑動(dòng)變阻器;采用限流接法時(shí)，應(yīng)該選用總阻值和被測(cè)電阻接近的滑動(dòng)變阻器。
3.實(shí)物圖連線方法
(1)無論是分壓接法還是限流接法，都應(yīng)該先把測(cè)量電路(伏安法部分)接好;
(2)對(duì)限流電路，只需用筆畫線當(dāng)作導(dǎo)線，從電源正極開始，把電源、電鍵、滑動(dòng)變阻器、伏安法四部分依次串聯(lián)起來即可(注意電表的正負(fù)接線柱并選擇正確的量程，滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭應(yīng)調(diào)到阻值最大處)。
(3)對(duì)分壓電路，應(yīng)該先把電源、電鍵和滑動(dòng)變阻器的全部電阻絲三部分用導(dǎo)線連接起來，然后在滑動(dòng)變阻器電阻絲兩端之中任選一個(gè)接頭，比較該接頭和滑動(dòng)觸頭兩點(diǎn)的電勢(shì)高低，根據(jù)伏安法部分電表正負(fù)接線柱的分布，將伏安法部分接入該兩點(diǎn)間。
三、考試大綱規(guī)定的學(xué)生實(shí)驗(yàn)
1.用描跡法畫出電場(chǎng)中平面上的等勢(shì)線
實(shí)驗(yàn)所用的電流表是零刻度在中央的靈敏電流表，在實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先查明電流方向與指針偏轉(zhuǎn)方向的關(guān)系。方法是：將電流表、電池、電阻、導(dǎo)線按圖a或圖b 連接，若R是阻值很大的電阻，就按圖a連接;若r是阻值很小的電阻，就按圖b連接。然后用導(dǎo)線的a端試觸電流表的另一端，觀察電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向，就可判定電流方向和指針偏轉(zhuǎn)方向的關(guān)系。
本實(shí)驗(yàn)是用恒定電流的電流場(chǎng)來模擬靜電場(chǎng)。與電池正極相連的A電極相當(dāng)于正點(diǎn)電荷，與電池負(fù)極相連的B相當(dāng)于負(fù)點(diǎn)電荷。白紙應(yīng)放在最下面，導(dǎo)電紙應(yīng)放在最上面(涂有導(dǎo)電物質(zhì)的一面必須向上)，復(fù)寫紙則放在中間。
只要電流表示數(shù)是零，就表示兩根探針針尖對(duì)應(yīng)的點(diǎn)電勢(shì)相等。把所有與同一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)電勢(shì)相等的點(diǎn)連起來，就是等勢(shì)線。
例3. 用恒定電流的電流場(chǎng)模擬靜電場(chǎng)描繪等勢(shì)線時(shí)，下列哪些模擬實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)是合理的
A.柱形電極M、N都接電源的正極，模擬等量正點(diǎn)電荷周圍的靜電場(chǎng)
B.柱形電極M接電源正極，圓環(huán)形電極N接電源負(fù)極，模擬正點(diǎn)電荷周圍附近的靜電場(chǎng)
C.兩個(gè)平行的長(zhǎng)條形電極M、N分別接電源正、負(fù)極，模擬平行板電容器間的靜電場(chǎng)
D.圓柱形電極M接電源負(fù)極，模擬負(fù)點(diǎn)電荷周圍的靜電場(chǎng)
解：用電流場(chǎng)模擬靜電場(chǎng)，在導(dǎo)電紙上必須形成電流。由于⑴、⑷兩個(gè)方案在導(dǎo)電紙上不會(huì)形成電流，因此設(shè)計(jì)不合理。⑵、⑶兩個(gè)設(shè)計(jì)是合理的。選BC。
2.測(cè)定金屬的電阻率
由于該實(shí)驗(yàn)中選用的被測(cè)電阻絲的電阻較小，所以測(cè)量電路應(yīng)該選用伏安法中的電流表外接法。本實(shí)驗(yàn)對(duì)電壓的調(diào)節(jié)范圍沒有特殊要求，被測(cè)電阻又較小，因此供電電路可以選用限流電路。
本實(shí)驗(yàn)通過的由于金屬的電阻率隨溫度的升高而變大，因此實(shí)驗(yàn)中通電時(shí)間不能太長(zhǎng)，電流也不宜太大，以免電阻絲發(fā)熱后電阻率發(fā)生較明顯的變化。由于選用限流電路，為保護(hù)電表和電源，閉合電鍵開始實(shí)驗(yàn)前應(yīng)該注意滑動(dòng)觸頭的位置，使滑動(dòng)變阻器接入電路部分的電阻值最大。
例4. 在測(cè)定金屬的電阻率的實(shí)驗(yàn)中，待測(cè)金屬導(dǎo)線的長(zhǎng)約0.8m，直徑小于1mm，電阻在5Ω左右。實(shí)驗(yàn)主要步驟如下：⑴用______測(cè)量金屬導(dǎo)線的長(zhǎng)度l，測(cè)3次，求出平均值;⑵在金屬導(dǎo)線的3個(gè)不同位置上用______________測(cè)量直徑d，求出平均值;⑶用伏安法測(cè)量該金屬導(dǎo)線的電阻R。在左邊方框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖，并把右圖中所給的器材連接成測(cè)量電路。安培計(jì)要求用0-0.6A量程，內(nèi)阻約1Ω;伏特計(jì)要求用0-3V量程，內(nèi)阻約幾kΩ;電源電動(dòng)勢(shì)為6V;滑動(dòng)變阻器最大阻值20Ω。在閉合電鍵前，滑動(dòng)變阻器
的滑動(dòng)觸點(diǎn)應(yīng)處于正確位置。 根據(jù)以上測(cè)量值，得到該種金屬電阻率的表達(dá)式為ρ=__________。
解：
(1)米尺;
(2)螺旋測(cè)微器;
(3)測(cè)量部分用安培表外接法，電源部分用限流電路或分壓電路都可以，電阻率 。
3.用電流表和電壓表測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻
實(shí)驗(yàn)電路如右。根據(jù)閉合電路歐姆定律：E=U+Ir，本實(shí)驗(yàn)電路中電壓表的示數(shù)是準(zhǔn)確的，而電流表的示數(shù)比通過電源的實(shí)際電流小，所以本實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差是由電壓表的分流引起的。為了減小這個(gè)系統(tǒng)誤差， 滑動(dòng)變阻器R的阻值應(yīng)該小一些，所選用的電壓表的內(nèi)阻應(yīng)該大一些。
為了減小偶然誤差，要多做幾次實(shí)驗(yàn)，多取幾組數(shù)據(jù)，然后利用U-I圖象處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。將點(diǎn)描好后，用直尺畫一條直線，使盡可能多的點(diǎn)落在這條直線上，而且在直線兩側(cè)的點(diǎn)數(shù)大致相等。這條直線代表的U-I關(guān)系的偶然誤差比每一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的偶然誤差都小。這條直線在U軸上的截距就是被測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)E(對(duì)應(yīng)的I=0)，斜率的絕對(duì)值就是被測(cè)電源的內(nèi)阻r。(特別要注意：有時(shí)縱坐標(biāo)的起始點(diǎn)不是0，求內(nèi)阻的一般式應(yīng)該是r=|ΔU/ΔI |)。
例5. 在用電流表和電壓表測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)中，所用的電流表和電壓表的內(nèi)阻分別約為0.1Ω和1kΩ。右邊為實(shí)驗(yàn)原理圖，下邊為所需器材的實(shí)物圖。試按原理圖在實(shí)物圖中畫線連接成實(shí)驗(yàn)電路。
I(A) 0.12 0.20 0.31 0.32 0.50 0.57
U(V) 1.37 1.32 1.24 1.18 1.10 1.05
一位同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中記錄的6組數(shù)據(jù)如上表所示，試根據(jù)這些數(shù)據(jù)在右圖中畫出U-I圖線。根據(jù)圖線可讀出被測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)E=____V，內(nèi)電阻r=___Ω。
解：1.46，0.719
4.練習(xí)用多用電表測(cè)電阻
(1)使用前應(yīng)看一下指針是否指在刻度盤左端的零刻線處。如果不在，就應(yīng)該進(jìn)行機(jī)械調(diào)零：用小螺絲刀輕旋表頭正下方中央處的調(diào)零螺絲，使指針指左端零刻線。
(2)根據(jù)被測(cè)物理量及其數(shù)量級(jí)將選擇開關(guān)旋到相應(yīng)的位置。讀數(shù)時(shí)還要注意選用刻度盤上對(duì)應(yīng)的量程刻度。(如測(cè)量20mA左右的直流電流，應(yīng)將選擇開關(guān)對(duì)準(zhǔn)左邊100mA量程處，在刻度盤上，應(yīng)該看最下方的刻度，即滿偏刻度為10的刻度線，從刻度盤讀出數(shù)據(jù)后還應(yīng)再乘10，得測(cè)量結(jié)果。)
(3)使用歐姆擋時(shí)，在選好倍率后，還必須進(jìn)行歐姆調(diào)零。方法是：將紅、黑表筆短接，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕，使指針指右端零刻線處。因此用多用電表的歐姆擋測(cè)電阻的操作步驟是：⑴選擋。一般比被測(cè)電阻的估計(jì)值低一個(gè)數(shù)量級(jí)，如估計(jì)值為200Ω就應(yīng)該選×10的倍率。⑵進(jìn)行歐姆調(diào)零。⑶將紅黑表筆接被測(cè)電阻兩端進(jìn)行測(cè)量。
(4)將指針示數(shù)乘以倍率，得測(cè)量值。
(5)將選擇開關(guān)扳到OFF或交流電壓最高擋。
用歐姆擋測(cè)電阻，如果指針偏轉(zhuǎn)角度太小(即指針?biāo)傅目潭戎堤?，應(yīng)該增大倍率重新調(diào)零后再測(cè);如果指針偏轉(zhuǎn)角度太大(即指針?biāo)傅目潭戎堤?，應(yīng)該減小倍率重新調(diào)零后再測(cè)。
(6)使用多用電表時(shí)，兩只手只能握住表筆的絕緣棒部分，不能接觸表筆上的金屬部分。
例6. 多用電表表頭的示意圖如右。在正確操作的情況下：
(1)若選擇開關(guān)的位置如灰箭頭所示，則測(cè)量的物理量是______，測(cè)量結(jié)果為___________。
(2)若選擇開關(guān)的位置如白箭頭所示，則測(cè)量的物理量是______，測(cè)量結(jié)果為___________。
(3)若選擇開關(guān)的位置如黑箭頭所示，則測(cè)量的物理量是______，測(cè)量結(jié)果為___________。
(4)若選擇開關(guān)的位置如黑箭頭所示，正確操作后發(fā)現(xiàn)指針的偏轉(zhuǎn)角很小，那么接下來的正確操作步驟應(yīng)該依次為：___________，____________，____________。
(5)全部測(cè)量結(jié)束后，應(yīng)將選擇開關(guān)撥到__________或者_(dá)__________。
(6)無論用多用電表進(jìn)行何種測(cè)量(限于直流)，電流都應(yīng)該從色_____表筆經(jīng)______插孔流入電表。
解：
(1)直流電壓，12.4V。
(2)直流電流，49mA。
(3)電阻，17kΩ。
(4)該用×1kΩ倍率，重新調(diào)零，將紅黑表筆分別接觸被測(cè)電阻的兩根引線，讀出指針?biāo)缚潭?，再乘以倍率得測(cè)量值。
(5)OFF，交流電壓500V檔位置。
(6)紅，正。
四、重要的演示實(shí)驗(yàn)
1.平行板電容器的電容
靜電計(jì)是測(cè)量電勢(shì)差的儀器。指針偏轉(zhuǎn)角度越大，金屬外殼和上方金屬小球間的電勢(shì)差越大。在本實(shí)驗(yàn)中，靜電計(jì)指針和A板等電勢(shì)，靜電計(jì)金屬殼和B板等電勢(shì)，因此指針偏轉(zhuǎn)角越大表示A、B兩極板間的電壓越高。
本實(shí)驗(yàn)中，極板帶電量保持不變。三個(gè)圖依次表示：正對(duì)面積減小時(shí)電壓增大;板間距離增大時(shí)電壓增大;插入電介質(zhì)時(shí)電壓減小。由 知，這三種情況下電容分別減小、減小、增大。因此可以確定C和S、d、ε的關(guān)系是 。
2.研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象
首先要查明電流表指針偏轉(zhuǎn)方向和電流方向的關(guān)系(方法與畫電場(chǎng)中平面上等勢(shì)線實(shí)驗(yàn)相同)。
電鍵閉合和斷開時(shí)、電鍵閉合后滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭移動(dòng)過程中、電鍵閉合后線圈A在B中插入、拔出時(shí)，都會(huì)發(fā)現(xiàn)電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明有感應(yīng)電流產(chǎn)生。而電鍵保持閉合、滑動(dòng)觸頭不動(dòng)、線圈A 在B中不動(dòng)時(shí)，電流表指針都不動(dòng)，說明無感應(yīng)電流產(chǎn)生。
結(jié)論：閉合電路中有感應(yīng)電流產(chǎn)生的充分必要條件是穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化。
五、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)舉例
例7. 一只電壓表、一個(gè)電阻箱和一個(gè)電鍵，測(cè)量一個(gè)電池組的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻。請(qǐng)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖，并用筆畫線作導(dǎo)線將所給器材連接成實(shí)驗(yàn)電路。用記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)寫出電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的表達(dá)式。
解：與學(xué)生實(shí)驗(yàn)相比，用電阻箱代替了電流表。由于電壓可測(cè)，由電壓、電阻就可以算出電流(這個(gè)電流是通過電阻箱的電流，比通過電池的電流偏小，系統(tǒng)誤差是由電壓表的分流造成的)。實(shí)驗(yàn)步驟是：
(1) 按電路接好實(shí)驗(yàn)電路
(2)改變電阻箱阻值，分別讀出兩組電阻箱阻值和對(duì)應(yīng)的路端電壓值R1、U1、R2、U2。
(3)根據(jù)閉合電路歐姆定律列出與這兩組數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的方程：
。
⑷解方程組可得E和r：
如果只給出電阻箱和電流表，用類似的方法同樣可以測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻。
例8. 電橋法測(cè)電阻。利用給出的電路圖和器材(G為靈敏電流表，R0為阻值均勻的電阻絲，R為已知阻值的定值電阻，Rx為被測(cè)電阻)。要求利用這些器材測(cè)未知電阻Rx。(1)實(shí)驗(yàn)中還需要什么測(cè)量?jī)x器?
(2)將實(shí)物連成電路圖。
(3)寫出測(cè)量Rx的實(shí)驗(yàn)步驟，并寫出利用測(cè)量數(shù)據(jù)表示Rx的表達(dá)式。
解：
(1)還需要米尺(測(cè)量左右兩部分電阻絲的長(zhǎng)度L1、L2)。
(2)實(shí)物連接圖略。
(3)按圖接好電路后，移動(dòng)滑動(dòng)觸頭P，使電流表指針指在中央零刻度處。用刻度尺測(cè)量P點(diǎn)兩邊電阻絲的長(zhǎng)度L1、L2;由RX∶R=L1∶L2得 。
例9. 下右的P是一根表面均勻地鍍有一層很薄的電阻膜的長(zhǎng)陶瓷管(碳膜布滿圓柱體的外側(cè)面)。陶瓷管的長(zhǎng)度約為50cm，外徑約為6cm，所用電阻膜材料的電阻率已知為ρ，管的兩端有導(dǎo)電箍M、N。該電阻的長(zhǎng)度就是陶瓷管的長(zhǎng)度，其截面積可看作等于膜的厚度與圓周長(zhǎng)的乘積?，F(xiàn)有器材為：A.米尺、B.游標(biāo)卡尺、C.螺旋測(cè)微器、D.電壓表、E.電流表、F.電池組、G.滑動(dòng)變阻器、H.電阻箱、I.電鍵和導(dǎo)線。請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)量該電阻膜厚度d的實(shí)驗(yàn)方案。
(1)所須選用的器材有：__________________(填器材前的字母即可)。
(2)所須測(cè)量的物理量有：_____ 、_____、 _____、 _____。
(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的以上數(shù)據(jù)計(jì)算電阻膜厚度d的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：d=________________。
(4)在左下圖的方框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖(MN間的電阻膜的電阻約幾個(gè)kΩ，滑動(dòng)變阻器的總阻值為50Ω)。并將右下圖中的實(shí)物按電路圖連接起來(有3根導(dǎo)線已經(jīng)連好，不得改動(dòng))。
解：
(1)A(用來測(cè)量MN間的長(zhǎng)度)、B(用來測(cè)量陶瓷管的外徑)、D、E、F、G、I(以上用來測(cè)量電阻膜的阻值)
(2)MN間距離L、管的外徑D、電流I、電壓U
(3)
(4)測(cè)量大電阻所以要采用電流表內(nèi)接法;由于被測(cè)電阻阻值 遠(yuǎn)大于滑 動(dòng)變阻器的總阻值，所以只有采用分壓電路才能做到多取幾組數(shù)據(jù)測(cè)電阻值，減小偶然誤差。
例10. 在實(shí)驗(yàn)室中，往往利用半偏法測(cè)量電流表或電壓表的內(nèi)阻。測(cè)量電路圖如右。E為電源，其電動(dòng)勢(shì)為E。R1為總阻值較大的滑動(dòng)變阻器。R2為電阻箱。A為被測(cè)電流表。用此電路，經(jīng)以下步驟可近似測(cè)得電流表的內(nèi)阻RA：①閉合K1，斷開K2，調(diào)節(jié)R1，使電流表讀數(shù)等于其量程I0;②保持R1不變，閉合K2，調(diào)節(jié)R2，使電流表讀數(shù)等于I0/2;③讀出R2的值，則RA=R2。
(1)按照電路圖在右邊實(shí)物圖所給出的實(shí)物圖中畫出連接導(dǎo)線。
(2)若電源的內(nèi)阻忽略不計(jì)，試分析該實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差總是使電表內(nèi)阻的測(cè)量值比其真實(shí)值偏大還是偏小?
解：
(1)圖略。
(2)閉合K2后，回路的總電阻減小，總電流將增大。因此當(dāng)電流表讀數(shù)等于I0/2時(shí)，通過電阻箱的電流將略大于I0/2，實(shí)際上電阻箱的電阻比表頭電阻小一些，也就是說測(cè)量值比真實(shí)值偏小。
例11. 用伏安法測(cè)電阻時(shí)，由于電壓表、電流表內(nèi)阻的影響，測(cè)量結(jié)果總存在系統(tǒng)誤差。按下圖所示的電路進(jìn)行測(cè)量，可以消除這種系統(tǒng)誤差。
(1)該實(shí)驗(yàn)的第一步是：閉合電鍵S1，將電鍵S2接2，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器RP和r，使電壓表讀數(shù)盡量接近滿量程，讀出這時(shí)電壓表和電流表的示數(shù)U1、I1;請(qǐng)你接著寫出第二步，并說明需要記錄的數(shù)據(jù)：_________________________。
(2)由以上記錄數(shù)據(jù)計(jì)算被測(cè)電阻RX的表達(dá)式是RX=___________。
(3)將右圖中給出的儀器按照電路圖的要求連接起來。
解：
(1)將電鍵S2接1，讀出這時(shí)電壓表和電流表的示數(shù)U2、I2。
(2)
(3)圖略。
例12. 某同學(xué)選用一只標(biāo)有“3.8V 0.3A”的小燈泡，用電流表和電壓表測(cè)量它在不同電壓下的電流，從而計(jì)算出它在不同電壓下的實(shí)際電阻值。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出的I-U圖象如右。
(1)從圖象看出，電壓越高對(duì)應(yīng)的實(shí)際電阻值越_____，這說明燈絲材料的電阻率隨溫度的升高而________。
(2)若實(shí)驗(yàn)室提供的器材是：電動(dòng)勢(shì)為6V，內(nèi)阻很小的鉛蓄電池;量程0-0.6-3A的直流電流表;量程0-3-15V的直流電壓表;最大阻值10Ω的滑動(dòng)變阻器;一只電鍵和若干導(dǎo)線。請(qǐng)畫出正確的實(shí)驗(yàn)電路圖。并標(biāo)出開始實(shí)驗(yàn)時(shí)所用的電表量程和滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭的位置。
解：
(1)曲線上每一點(diǎn)和原點(diǎn)的連線的斜率的倒數(shù)表示該時(shí)刻對(duì)應(yīng)的燈絲電阻。由圖象可知隨著電壓的升高燈絲的電阻增大。這說明燈絲材料的電阻率隨溫度的升高而增大。
(2)正常工作時(shí)燈絲的電阻才十幾個(gè)歐姆，電壓低時(shí)電阻更小，所以應(yīng)作為小電阻處理，測(cè)量部分應(yīng)該用外接法。燈絲兩端的電壓要求從零開始逐漸增大，所以供電部分必須采用分壓電路。開始時(shí)電流表量程應(yīng)選用0.6A，電壓表量程應(yīng)選用3V(快要超過3V時(shí)再改用15V量程)，滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭的位置應(yīng)使燈絲兩端分到的電壓為零。
例13. 隨著居民生活水平的提高，純凈水已經(jīng)進(jìn)入千家萬戶。某市對(duì)市場(chǎng)上出售的純凈水質(zhì)量進(jìn)行了抽測(cè)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)競(jìng)有九成樣品的細(xì)菌超標(biāo)或電導(dǎo)率不合格(電導(dǎo)率是電阻率的倒數(shù)，是檢驗(yàn)純凈水是否合格的一項(xiàng)重要指標(biāo))。(1)不合格的純凈水的電導(dǎo)率一定是偏_____(填大或小)。
(2)對(duì)純凈水樣品進(jìn)行檢驗(yàn)所用的設(shè)備原理如圖所示，將采集的水樣裝入絕緣性能良好的塑料圓柱形容器內(nèi)，容器兩端用金屬圓片電極密封。請(qǐng)把檢測(cè)電路連接好(要求測(cè)量盡可能準(zhǔn)確，已知水的電導(dǎo)率遠(yuǎn)小于金屬的電導(dǎo)率，所用滑動(dòng)變阻器的阻值較小)。
解：
(1)純水的電阻率是很大的，因此電導(dǎo)率是很小的。不合格的純凈水一定是含有雜質(zhì)，因此電導(dǎo)率偏大。
(2)測(cè)量部分用內(nèi)接法，供電部分用分壓電路。
高三物理教案：《功率》教學(xué)設(shè)計(jì)
一位優(yōu)秀的教師不打無準(zhǔn)備之仗，會(huì)提前做好準(zhǔn)備，作為高中教師就要精心準(zhǔn)備好合適的教案。教案可以讓學(xué)生更好的消化課堂內(nèi)容，幫助高中教師提高自己的教學(xué)質(zhì)量。那么，你知道高中教案要怎么寫呢？下面是小編為大家整理的“高三物理教案：《功率》教學(xué)設(shè)計(jì)”，希望能對(duì)您有所幫助，請(qǐng)收藏。
本文題目：高三物理教案：功率
6.2功率
設(shè)計(jì)人：宣金龍 審核： 上課時(shí)間： 編號(hào)：26
目標(biāo)：了解功率的概念及功率的計(jì)算方法
重點(diǎn)：功率的的計(jì)算方法
難點(diǎn)：機(jī)車啟動(dòng)問題的動(dòng)態(tài)分析
【知識(shí)梳理與重難點(diǎn)分析】
1.功率的意義：功率是描述做功 的物理量。
2.功率的定義式：?jiǎn)挝粫r(shí)間力所做的功。
3.功率的數(shù)學(xué)表達(dá)：
①定義式： ，所求出的功率是時(shí)間t內(nèi)的平均功率。
②瞬時(shí)功率的表達(dá)式：P=Fvcosθ，其中θ是 間的夾角。如果該式中的速度v是平均速度，此式中的功率為平均功率。
○3重力的功率可表示為PG=mgvy，即重力的瞬時(shí)功率等于重力和物體在該、時(shí)刻的豎直分速度之積。
4.汽車的兩種加速問題：
當(dāng)汽車從靜止開始沿水平面加速運(yùn)動(dòng)時(shí)， 有兩種不同的加速過程，但分析時(shí)采用的基本公式都是P=Fv和F-f = ma。
①恒定功率的加速。由公式P=Fv和F-f=ma知，由于P恒定，隨著v的增大，F(xiàn)必將 ，a也必將 ，汽車做加速度不斷 的加速運(yùn)動(dòng)，直到F= ，a= ，這時(shí)v達(dá)到最大值 。可見恒定功率的加速一定不是勻加速。
②恒定牽引力的加速。由公式P=Fv和F-f=ma知，由于F恒定，所以a恒定，汽車做 運(yùn)動(dòng)，而隨著v的增大，P也將不斷增大，直到P達(dá)到額定功率Pm，功率不能再增大了。這時(shí)勻加速運(yùn)動(dòng)結(jié)束，其最大速度為 ，此后汽車要想繼續(xù)加速就只能做恒定功率的變加速運(yùn)動(dòng)。
注意：兩種加速運(yùn)動(dòng)過程的最大速度的區(qū)別。
【要點(diǎn)講練】
1、功率的理解及計(jì)算
例1. 豎直上拋一小球，小球又落回原處，已知空氣阻力的大小正比于小球的速度.下列說法正確的是( )
A、上升過程中克服重力做的功大于下降過程中重力做的功
B、上升過程中克服重力做的功小于下降過程中重力做的功
C、上升過程中克服重力做功的平均功率大于下降過程中重力的平均功率
D、上升過程中克服重力做功的平均功率小于下降過程中重力的平均功率
變式1 、，一質(zhì)量為m的物體，從傾角為θ的光滑斜面頂端由靜止下滑，開始下滑時(shí)離地面的高度為h，當(dāng)物體滑至斜面底端時(shí)重力的瞬時(shí)功率為( )
A、
B、
C、
D、
變式2 、用水平力拉一物體在水平地面上從靜止開始做勻加速運(yùn)動(dòng),到
t1秒末撤去拉力F,物體做勻速運(yùn)動(dòng),到t2秒末靜止.其速度圖象如圖所示,且 .若拉力F做的功為W,平均功率為P;物體在加速和減速過程中克服摩擦阻力做的功分別為W1和W2,它們?cè)谄骄β史謩e為P1和P2,則下列選項(xiàng)正確的是 ( )
A.W=W1+W2 B.W1=W2 C.P=P1+P2 D.P1=P2
變式3 、如圖所示為測(cè)定運(yùn)動(dòng)員體能的一種裝置,運(yùn)動(dòng)員質(zhì)量為m1,繩拴在腰間沿水平方向跨過滑輪(不計(jì)滑輪質(zhì)量及摩擦),下懸一質(zhì)量為m2的重物,人用力蹬傳送帶而人的重心不動(dòng),使傳送帶以速率v勻速向右運(yùn)動(dòng).下面是人對(duì)傳送帶做功的四中說法,其中正確的是 ( )
A.人對(duì)傳送帶做功 B.人對(duì)傳送帶不做功
C.人對(duì)傳送帶做功的功率為m2gv D.人對(duì)傳送帶做功的功率為(m1+m2)gv
2.機(jī)車啟動(dòng)問題的分析：
例題2.汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為60kW，汽車質(zhì)量為5 t，汽車在水平路面上行駛時(shí)，阻力是車重的0.1倍，g取10m/s2，問：
(1)汽車保持以額定功率從靜止起動(dòng)后能達(dá)到的最大速度是多少?
(2)汽車在加速過程中，當(dāng)速度大小為4m/s時(shí)，加速度是多大?
例題3.汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率60千瓦，汽車的質(zhì)量5噸，汽車在水平路面上行駛時(shí)，阻力是車重的0.1倍。問：
(1)汽車保持以額定功率從靜止起動(dòng)后能達(dá)到的最大速度是多少?
(2)汽車從靜止開始，保持以0.5m/s2的加速度作勻加速運(yùn)動(dòng)，這一過程能維持多長(zhǎng)時(shí)間?
變式4 、汽車在平直公路上以速度v0勻速行駛，發(fā)動(dòng)機(jī)功率為P，牽引力為F0,t1時(shí)刻，司機(jī)減小了油門，使汽車的功率立即減小一半，并保持該功率繼續(xù)行駛，到t2時(shí)刻，汽車又恢復(fù)了勻速直線運(yùn)動(dòng)，能正確表示這一過程中汽車牽引力F和速度v隨時(shí)間t變化的圖象是 ( )
時(shí)間t(s) 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
距離s(m) 10 32 63 103 151 207 270 339 413 491 571 650 730 810 891
變式5 、一位駕駛員啟動(dòng)汽車后,從第4 s開始保持額定功率沿筆直的水平公路行駛,另一測(cè)量者用測(cè)距儀記錄了它啟動(dòng)后t s內(nèi)行駛的距離s,如下表所示,試根據(jù)下表所提供的數(shù)據(jù)回答下列問題.
(1)汽車是變速運(yùn)動(dòng)還是勻速運(yùn)動(dòng)?簡(jiǎn)述判斷的依據(jù).
(2)若汽車行駛的最大速度v0=40 m/s,所受阻力f與車速v成正比,汽車的額定功率為P0,請(qǐng)寫出用最大速度v0和額定功率P0表示的阻力f和車速v的關(guān)系式.
(3)若汽車的質(zhì)量m=1 500 kg,估算汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率P0.
變式6 、在傾角為 的斜坡公路上,一質(zhì)量m=10 t的卡車從坡底開始上坡,經(jīng)時(shí)間t=50 s,卡車的速度從v1=5 m/s均勻增加到v2=15 m/s.已知汽車在運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦及空氣阻力恒為車重的k倍(k=0.05).sin = ,取g=10 m/s2,求：
(1)這段時(shí)間內(nèi)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的平均功率;
(2)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)在30 s時(shí)的瞬時(shí)功率.
3、實(shí)際問題的分析：
例4.若某人的心臟每分鐘跳動(dòng)75次，心臟收縮壓為135mmHg，收縮一次輸出的平均血量為70mL，計(jì)算心臟收縮時(shí)做功的平均功率多大?
變式7 、跳繩是一種健身運(yùn)動(dòng)。設(shè)某運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量是50千克，他一分鐘跳繩180次。假定在每次跳躍中，腳與地面的接觸時(shí)間占跳躍一次所需時(shí)間2/5，則該運(yùn)動(dòng)員跳繩時(shí)克服重力做功的平均功率是多少?
