《高中物理教案优秀5篇》

教案能够展现出教师在备课中的思维过程，并且显示出教师对课标、教材、学生的理解和把握的水平以及运用有关教育理论和教学原则组织教学活动的能力。下面是整理的高中物理教案优秀5篇，希望能够给予您一些参考与帮助。

高中物理教案 篇1

热力学第一定律 能量守恒定律

教学目标

（1）知道热力学第一定律 ，理解能量守恒定律

（2）对热力学第一定律的数学表达式有简单认识

（3）知道永动机是不可能的

教学建议

教材分析

分析一：本节由改变物体内能的两种方式引出热力学第一定律及其数学表达式，在此基础上结合以往的知识总结出能量守恒定律，最后通过能量守恒定律阐述永动机是不可能的．

分析二：根据热力学第一定律知，物体内能的改变量 ，运用此公式时，需要注意各物理量的符号：物体内能增加时， 为正，物体内能减少时， 为负；外界对物体做功时， 为正，物体对外界做功时， 为负；物体吸收热量时， 为正，物体放出热量．

分析三：各种形式的能量在转化和转移过程中保持总量不变，无任何附加条件，而某种或几种能的守恒是要有条件的（例如机械能守恒需要对于系统只有重力或弹力做功）．

教法建议

建议一：在讲完热力学第一定律后，给出其表达式，为增进学生对其理解，最好能举出实际例子，应用热力学第一定律计算或解释．

建议二：在讲能量守恒定律后，最好能用它对以往所学知识进行一个简单的总结．要使学生认识到能量守恒定律是一个普遍的规律，热力学第一定律是其一个具体表达形式．另外，为激发学生学习兴趣，阐述能量守恒定律的'重要意义，可以简单介绍一下19世纪自然科学的三大发现．

教学设计示例

教学重点：热力学第一定律和能量守恒定律

教学难点：永动机

一、热力学第一定律

改变物体内能的方式有两种：做功和热传递．

运用此公式时，需要注意各物理量的符号：物体内能增加时， 为正，物体内能减少时， 为负；外界对物体做功时， 为正，物体对外界做功时， 为负；物体吸收热量时， 为正，物体放出热量时， 为负．

例1：下列说法中正确的是：

A、物体吸收热量，其内能必增加

B、外界对物体做功，物体内能必增加

C、物体吸收热量，同时对外做功，其内能可能减少

D、物体温度不变，其内能也一定不变

答案：C

评析：在分析问题时，要求考虑比较周全，既要考虑到内能包括分子动能和分子势能，又要考虑到改变内能也有两种方式：做功和热传递．

例题2：空气压缩机在一次压缩中，空气向外界传递的热量2.0 ×10 5 J，同时空气的内能增加了1.5 ×10 5 J. 这时空气对外做了多少功？

解：根据热力学第一定律 知

1.5 ×10 5 J - 2.0 ×10 5 J = -0.5 ×10 5 J

所以此过程中空气对外做了0.5 ×10 5 J的功．

二、能量守恒定律

1、复习各种能量的相互转化和转移

2、能量守恒定律：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为别的形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中其总量不变．（学生看书学习能量守恒定律内容）．

3、能量守恒定律的历史意义．

三、永动机

永动机的原理违背了能量守恒定律，所以是不可能的．

举例说明几种永动机模型

四、作业

探究活动

题目：永动机

组织：分组

方案：收集有关永动机的材料，并运用所学知识说明永动机是不可能的

评价：材料的丰富性

高中物理教案 篇2

课前预习

一、安培力

1．磁场对通电导线的作用力叫做___○1____．

2、大小：（1）当导线与匀强磁场方向________○2_____时，安培力最大为F=_____○3_____.

（2）当导线与匀强磁场方向_____○4________时，安培力最小为F=____○5______.

（3） 当导线与匀强磁场方向斜交时，所受安培力介于___○6___和__○7______之间。

3．方向：左手定则：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指__○8____，并且都跟手掌在___○9___，把手放入磁场中，让磁感线___○10____，并使伸开的四指指向 _○11___的方向，那么，拇指所指的方向，就是通电导线在磁场中的__○12___方向．

二、磁电式电流表

1、磁电式电流表主要由___○13____、____○14___、____○15____、____○16_____、_____○17_____构成。

2．蹄形磁铁的磁场的方向总是沿着径向均匀地分布的，在距轴线等距离处的磁感应强度的大小总是相等的，这样不管线圈转到什么位置，线圈平面总是跟它所在位置的磁感线平行，I与指针偏角θ成正比，I越大指针偏角越大，因而电流表可以量出电流I的大小，且刻度是均匀的，当线圈中的电流方向改变时，安培力的方向随着改变，指针偏转方向也随着改变，又可知道被测电流的方向。

3、磁电式仪表的优点是____○18________,可以测很弱的电流，缺点是绕制线圈的导线很细，允许通过的电流很弱。

课前预习答案

○1安培力○2垂直○3BIL○4平行○50○60○7BIL○8垂直○9同一个平面内○10垂直穿入手心○11电流○12受力○13蹄形磁铁 ○14 铁芯○15绕在线框上的线圈○16螺旋弹簧○17指针○18灵敏度高

重难点解读

一、 对安培力的认识

1、 安培力的性质：

安培力是磁场对电流的作用力，是一种性质力。

2、 安培力的作用点：

安培力是导体中通有电流而受到的力，与导体的中心位置无关，因此安培力的作用点在导体的几何中心上，这是因为电流始终流过导体的所有部分。

3、安培力的方向：

（1）安培力方向用左手定则判定：伸开左手，使大拇指和其余四指垂直，并且都跟手掌在同一个平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，并使伸开的四指指向电流方向，那么大拇指所指的方向就是通电导体在磁场中的受力方向。

（2）F、B、I三者间方向关系：已知B、I的方向（B、I不平行时），可用左手定则确定F的唯一方向：F⊥B，F⊥I，则F垂直于B和I所构成的平面（如图所示），但已知F和B的方向，不能唯一确定I的方向。由于I可在图中平面α内与B成任意不为零的夹角。同理，已知F和I的方向也不能唯一确定B的方向。

（3）用“同向电流相吸，反向电流相斥”（反映了磁现象的电本质）。只要两导线不是互相垂直的，都可以用“同向电流相吸，反向电流相斥”判定相互作用的磁场力的方向；当两导线互相垂直时，用左手定则判定。

4、安培力的大小：

（1）安培力的计算公式：F＝BILsinθ，θ为磁场B与直导体L之间的夹角。

（2）当θ＝90°时，导体与磁场垂直，安培力最大Fm＝BIL；当θ＝0°时，导体与磁场平行，安培力为零。

（3）F＝BILsinθ要求L上各点处磁感应强度相等，故该公式一般只适用于匀强磁场。

（4）安培力大小的特点：①不仅与B、I、L有关，还与放置方式θ有关。②L是有效长度，不一定是导线的实际长度。弯曲导线的有效长度L等于两端点所连直线的长度，所以任意形状的闭合线圈的有效长度L=0

二、通电导线或线圈在安培力作用下的运动判断方法

（1）电流元分析法：把整段电流等效为多段很小的直线电流元，先用左手定则判断出每小段电流元所受安培力的方向，从而判断出整段电流所受合力方向，最后确定运动方向。

（2）特殊位置分析法：把通电导体转到一个便于分析的特殊位置后判断其安培力方向，从而确定运动方向。

（3）等效法：环形电流可等效成小磁针，通电螺线管可以等效成条形磁铁或多个环形电流，反过来等效也成立。

（4）转换研究对象法：因为电流之间，电流与磁体之间相互作用满足牛顿第三定律，这样，定性分析磁体在力的作用下如何运动的问题，可先分析电流在磁场中所受的安培力，然后由牛顿第三定律，再确定磁体所受作用力，从而确定磁体所受合力及运动方向。

典题精讲

题型一、安培力的方向

例1、电视机显象管的偏转线圈示意图如右，即时电流方向如图所示。该时刻由里向外射出的电子流将向哪个方向偏转？

解：画出偏转线圈内侧的电流，是左半线圈靠电子流的一侧为向里，右半线圈靠电子流的一侧为向外。电子流的等效电流方向是向里的，根据“同向电流互相吸引，反向电流互相排斥”，可判定电子流向左偏转。（本题用其它方法判断也行，但不如这个方法简洁）。

答案：向左偏转

规律总结：安培力方向的判定方法：

（1）用左手定则。

（2）用“同性相斥，异性相吸”（只适用于磁铁之间或磁体位于螺线管外部时）。

（3）用“同向电流相吸，反向电流相斥”（反映了磁现象的电本质）。可以把条形磁铁等效为长直螺线管（不要把长直螺线管等效为条形磁铁）。

题型二、安培力的大小

例2、如图，一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，且与磁场方向（垂直于纸面向里）垂直。线段ab、bc和cd的长度均为L，且 。流经导线的电流为I，方向如图中箭头所示。导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力

A. 方向沿纸面向上，大小为

B. 方向沿纸面向上，大小为

C. 方向沿纸面向下，大小为

D. 方向沿纸面向下，大小为

解析：该导线可以用a和d之间的直导线长为 来等效代替，根据 ，可知大小为 ，方向根据左手定则。A正确。

答案：A

规律总结：应用F=BILsinθ来计算时，F不仅与B、I、L有关，还与放置方式θ有关。L是有效长度，不一定是导线的实际长度。弯曲导线的有效长度L等于两端点所连直线的长度，所以任意形状的闭合线圈的有效长度L=0

题型三、通电导线或线圈在安培力作用下的运动

例3、如图11-2-4条形磁铁放在粗糙水平面上，正中的正上方有一导线，通有图示方向的电流后，磁铁对水平面的压力将会＿＿（增大、减小还是不变？）水平面对磁铁的摩擦力大小为＿＿。

解析：本题有多种分析方法。⑴画出通电导线中电流的磁场中通过两极的那条磁感线（如图中粗虚线所示），可看出两极受的磁场力的合力竖直向上。磁铁对水平面的压力减小，但不受摩擦力。⑵画出条形磁铁的磁感线中通过通电导线的那一条（如图中细虚线所示），可看出导线受到的安培力竖直向下，因此条形磁铁受的反作用力竖直向上。⑶把条形磁铁等效为通电螺线管，上方的电流是向里的，与通电导线中的电流是同向电流，所以互相吸引。

答案：减小 零

规律总结：分析通电导线或线圈在安培力作用下的运动常用方法：（1）电流元分析法，（2）特殊位置分析法， （3）等效法，（4）转换研究对象法

题型四、安培力作用下的导体的平衡问题

例4、 水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ，它们之间的宽度为L，M和P之间接入电动势为E的电源（不计内阻）．现垂直于导轨搁一根质量为m，电阻为R的金属棒ab，并加一个范围较大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向与水平面夹角为θ且指向右斜上方，如图8－1－32所示，问：

（1）当ab棒静止时，受到的支持力和摩擦力各为多少？

（2）若B的大小和方向均能改变，则要使ab棒所受支持力为零，B的大小至少为多少？此时B的方向如何？

解析：从b向a看侧视图如图所示．

（1）水平方向：F＝FAsin θ①

竖直方向：FN＋FAcos θ＝mg②

又 FA＝BIL＝BERL③

联立①②③得：FN＝mg－BLEcos θR，F＝BLEsin θR.

（2）使ab棒受支持力为零，且让磁场最小，可知安培力竖直向上．则有FA＝mg

Bmin＝mgREL，根据左手定则判定磁场方向水平向右．

答案：(1)mg－BLEcos θR BLEsin θR (2)mgREL 方向水平向右

规律总结：对于这类问题的求解思路：

（1）若是立体图，则必须先将立体图转化为平面图

（2）对物体受力分析，要注意安培力方向的确定

（3）根据平衡条件或物体的运动状态列出方程

（4）解方程求解并验证结果

巩固拓展

1、 如图，长为 的直导线拆成边长相等，夹角为 的 形，并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为 ，当在该导线中通以电流强度为 的电流时，该 形通电导线受到的安培力大小为

（A）0 （B）0.5 （C） （D）

答案：C

解析：导线有效长度为2lsin30°=l，所以该V形通电导线收到的安培力大小为 。选C。

本题考查安培力大小的计算。

2．．一段长0.2 m，通过2.5 A电流的直导线，关于在磁感应强度为B的匀强磁场中所受安培力F的情况，正确的是（ ）

A．如果B＝2 T，F一定是1 N

B．如果F＝0，B也一定为零

C．如果B＝4 T，F有可能是1 N

D．如果F有最大值时，通电导线一定与B平行

答案：C

解析：当导线与磁场方向垂直放置时，F＝BIL，力最大，当导线与磁场方向平行放置时，F＝0，当导线与磁场方向成任意其他角度放置时，0

3、 首先对电磁作用力进行研究的是法国科学家安培．如图所示的装置，可以探究影响安培力大小的因素，实验中如果想增大导体棒AB摆动的幅度，可能的操作是（ ）

A．把磁铁的N极和S极换过来

B．减小通过导体棒的电流强度I

C．把接入电路的导线从②、③两条换成①、④两条

D．更换磁性较小的磁铁

答案：C

解析：安培力的大小与磁场强弱成正比，与电流强度成正比，与导线的长度成正比，C正确．

4、 一条形磁铁放在水平桌面上，它的上方靠S极一侧吊挂一根与它垂直的导电棒，图中只画出此棒的截面图，并标出此棒中的电流是流向纸内的，在通电的一瞬间可能产生的情况是（ ）

A．磁铁对桌面的压力减小

B．磁铁对桌面的压力增大

C．磁铁受到向右的摩擦力

D．磁铁受到向左的摩擦力

答案：AD

解析：如右图所示．对导体棒，通电后，由左手定则，导体棒受到斜向左下方的安培力，由牛顿第三定律可得，磁铁受到导体棒的作用力应斜向右上方，所以在通电的一瞬时，磁铁对桌面的压力减小，磁铁受到向左的摩擦力，因此A、D正确．

5．。质量为m的通电细杆ab置于倾角为θ的平行导轨上，导轨宽度为d，杆ab与导轨间的动摩擦因数为μ。有电流时ab恰好在导轨上静止，如图右所示。，下图是沿b→a方向观察时的四个平面图，标出了四种不同的匀强磁场方向，其中杆与导轨间摩擦力可能为零的是

A.①② B.③④ C.①③ D.②④

答案： A

解析： ①中通电导体杆受到水平向右的安培力，细杆所受的摩擦力可能为零。②中导电细杆受到竖直向上的安培力，摩擦力可能为零。③中导电细杆受到竖直向下的安培力，摩擦力不可能为零。④中导电细杆受到水平向左的安培力，摩擦力不可能为零。故①②正确，选A.

6．如图所示，两根无限长的平行导线a和b水平放置，两导线中通以方向相反、大小不等的恒定电流，且Ia>Ib.当加一个垂直于a、b所在平面的匀强磁场B时；导线a恰好不再受安培力的作用．则与加磁场B以前相比较（ ）

A．b也恰好不再受安培力的作用

B．b受的安培力小于原来安培力的2倍，方向竖直向上

C．b受的安培力等于原来安培力的2倍，方向竖直向下

D．b受的安培力小于原来安培力的大小，方向竖直向下

答案：D

解析：当a不受安培力时，Ib产生的磁场与所加磁场在a处叠加后的磁感应强度为零，此时判断所加磁场垂直纸面向外，因Ia>Ib，所以在b处叠加后的磁场垂直纸面向里，b受安培力向下，且比原来小．故选项D正确．

7． 如图所示，在绝缘的水平面上等间距固定着三根相互平行的通电直导线a、b和c，各导线中的电流大小相同，其中a、c导线中的电流方向垂直纸面向外，b导线电流方向垂直纸面向内．每根导线都受到另外两根导线对它的安培力作用，则关于每根导线所受安培力的合力，以下说法中正确的是（ ）

A．导线a所受合力方向水平向右

B．导线c所受合力方向水平向右

C．导线c所受合力方向水平向左

D．导线b所受合力方向水平向左

答案：B

解析：首先用安培定则判定导线所在处的磁场方向，要注意是合磁场的方向，然后用左手定则判定导线的受力方向．可以确定B是正确的．

8．如图所示，在空间有三根相同的导线，相互间的距离相等，各通以大小和方向都相同的电流。除了相互作用的磁场力外，其他作用力都可忽略，则它们的运动情况是______.

答案： 两两相互吸引，相聚到三角形的中心

解析：根据通电直导线周围磁场的特点，由安培定则可判断出，它们之间存在吸引力。

9．如图所示，长为L、质量为m的两导体棒a、b,a被置在光滑斜面上，b固定在距a为x距离的同一水平面处，且a、b水平平行，设θ＝45°，ａ、b均通以大小为I的同向平行电流时，a恰能在斜面上保持静止。则b的电流在a处所产生的磁场的磁感应强度B的大小为 。

答案：

解析： 由安培定则和左手定则可判知导体棒a的受力如图，由力的平衡得方程：

mgsin45°=Fcos45°，即

mg=F=BIL 可得B＝ 。

10．一劲度系数为k的轻质弹簧，下端挂有一匝数为n的矩形线框abcd.bc边长为l.线框的下半部处在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向与线框平面垂直。在下图中，垂直于纸面向里，线框中通以电流I，方向如图所示。开始时线框处于平衡状态，令磁场反向，磁感强度的大小仍为B，线框达到新的平衡。在此过程中线框位移的大小Δx______，方向______.

答案： ；位移的方向向下

解析：设线圈的质量为m，当通以图示电流时，弹簧的伸长量为x1，线框处于平衡状态，所以kx1=mg-nBIl.当电流反向时，线框达到新的平衡，弹簧的伸长量为x2，由平衡条件可知

kx2=mg+nBIl.

所以k(x2-x1)=kΔx=2nBIl

所以Δx=

电流反向后，弹簧的伸长是x2＞x1，位移的方向应向下。

高中物理教案 篇3

一、 教材分析

（一）、教材的地位和作用

本节是人教社物理选修3-1第一章第4、5节的内容，本节处在电场强度之后，位于静电现象前，起到承上启下的作用。教材从电场对电荷做功的角度出发，推知在匀强电场中电场力做功与移动电荷的路径无关。利用定义法给出电势的定义，并通过电势描述等势面，对学生能力的提高和对知识的迁移、灵活运用给予了思维上的指导作用。

（二）、学情分析

学生已学习了电荷及库仑定律、电场强度的知识，对本节的学习已具备基础知识，但不够深入，仍需要通过本节的学习进一步培养和提高。

（三）、教学内容

本节课为第一课时，主要内容为概念的引入和对其物理含义的理解。

二、 教学目标分析

根据高中新课程总目标（进一步提高科学素养，满足全体学生的终身发展需求）的要求和理念（探究性、主体性、发展性、和谐性）、本节教材的特点（思想性、探究性、逻辑性、方法性和哲理性融会一体）和所教学生的学习基础（知识结构、思维结构和认知结构），本节课的教学目标为：

知识与技能目标：

1、理解电势的概念，知道电势是描述电场的能的性质的物理量，理解电势差与零点电势面位置的选取无关，熟练应用其概念及定义式UAB?WAB进行相关计q

算。明确电势差、电势、静电力的功、电势能的关系。

2、理解电势是描述电场的物理量，知道电势与电势差的关系UAB?？A?？B，电势与零势面的选取有关，知道电场中沿着电场线的方向电势的变化。

过程与方法目标：利用学生已经掌握的知识进行类比、概括，讲述新知识，培养学生对新知识的自学能力，以及抽象思维能力。通过与前面知识的结合，理解电势能与静电力做的功的关系，从而更好地了解电势差和电势的概念。

情感与价值观目标：尝试运用物理原理和研究方法解决一些与生产和生活相关的实际问题，增强科学探究的价值观。

三、 重难点分析

为更好地完成教学目标，本课教学重点为：理解和掌握电势差、电势、等势面的概念及意义。在本节学习之前，学生已学习过其他力做功，如分子力做功使得分子势能发生变化，弹簧的弹力做功引起弹性势能的变化，因此本节教学的难点为把电势、电势面与前后知识区别、联系，并能用此解决相关问题。

四、 教学与学法分析

（一）、学法指导

教学矛盾的主要方面是学生的学。学是中心，会学是目的，因此在教学中要不断指导学

生学习。现代教育更重视在教学过程中对学生的学法指导，物理教学是以实验为基础的，重在启发思维，教会方法。对于简谐运动丰富的感性认识，在教学中，收集一些简谐运动实例，巧用提问，评价激活学生的积极性，调动起课堂气氛，让学生在轻松，自主，讨论的学习环境下完成学习任务。最后让学生自由发言，举出生活中一些简谐运动，做到从实践到理论，再从理论到实践。

（二）、教法分析

本节课设计的指导思想是：现代认知心理学—建构主义学习理论。

建构主义学习理论认为：应把学习看成是学生主动的建构活动，学生应与一定的知识背景即情景相联系，在实际情况下学习，可以使学生利用已有知识与经验同化和索引出当前要学习的新知识，这样获取的知识，不但便于保持，而且易于迁移到陌生的问题情境中。

本节课采用“诱思引探教学法”。使用投影仪，形象、直观的展示教学内容，引导学生发现简谐运动的规律及描述方式，把分析问题的机会留给学生。

五、 教学过程

本节课的教学设计充分体现以学生发展为本，培养学生的观察、概括和探究能力，遵循学生的认知规律，体现理论联系实际、循序渐进和因材施教的教学原则，通过问题情境的创设，激发兴趣，是学生在问题解决的探索过程中，由学会走向会学，由被动答题走向主动探究。

1、 知识回顾。首先展示图片，电场对放入其中的电荷有力的作用，此导体内部电荷同样有

力的作用，此力可以做功，所以电场也有能的性质。

电势、电势差的概念比较抽象，在讲解时可以通过引入重力场的有关概念进行类比，以增强知识的可感知性，有助于学生理解。因此接下来，复习有关功的知识以及重力做功和重力势能的关系。功的量度：W?FScos?；重力做功只与位置有关，与经过的路径无关；重力做功与势能的关系：WG?？Ep;重力势能是相对的，有零势能面。

进一步引导学生扩展思维，回顾所学知识，对新知识产生兴趣。例如，我们还研究过其它力做功，如分子力做功使得分子势能发生变化，弹簧的弹力做功引起弹性势能的变化，那么电场力做功的情形又是怎样的呢。

2、 引入新课。

指出上图：在某一点电荷+Q形成的电场中，将同一电荷放入电场的不同位置A、B两点，所受到的电场力是不同的，这是因为A、B两点的电场强度不同，为了研究问题的方便，以匀强电场为例，匀强电场中，电荷从A点移动到B点，电场力的大小F?

Eq为恒力，则电场力做功大小为：W?EqScos?。在这里，W类似如重力做功W

因此，将W?EScos?是一个与电荷本身无关的量，？hcos?，也是与物体本身无关的物理量，只与重力场本身性质有关。 这一比值叫A、B两点间的电势差，用UAB来表示。

继续联系重力势能提出问题：物体在重力作用下移动的高度差越大，重力势能的变化也越大，高度差即高度的差值，电势差也就是电势的差值，那么如何定义电场中各点的电势？给一分钟同学思考后，引导学生阅读教材定义，UAB?WAB，若将B点的电势定义为零电q势点，则A点的电势等于单位正电荷由A点移动到B点——零电势点时所做的功。因此，老师强调，电势通常用？表示，电场中某一点的电势，等于单位正电荷由该点移动到参考点（零电势点）时电场力所做的功。

3、 强化和延伸知识点。

引导学生思考，指出电势差与零点电势的选取无关，但电势是相对零点电势而言的，与零点电势的选取有关。然后课堂给出几分钟时间，由学生独立完成一道例题：设电场中AB

2两点的电势差U?2.0?10V，带电粒子的电量q?1.2?10?8C，把q从A点移动到B点，

电场力做了多少功？是正功还是负功？设UA?UB。

4、 知识小结。

（1）电场中两点间的电势差，类似重力场中两点的高度差，电势差UAB?WAB，q

U与W、q无关。

（2）电场中某一点的电势？，等于单位正电荷由该点移动到参考点时电场力所做的功，并且注意电势的大小与参考点的选取无关。

(3)A沿着电场线的方向，电势越来越低。

5、 布置作业。布置课后习题，要求学生课后独立完成。

高中物理教学设计 篇4

教材分析

本节重点讲述了人造卫星的发射原理，推导了第一宇宙速度，并介绍了第二、第三宇宙速度。人造卫星是万有引力定律在天文学上应用的一个非常重要实例，是人类征服自然的见证，体现了知识的力量，是学生学习了解现代科技知识的一个极好素材。教材不但介绍了人造卫星中一些基本理论，更是在其中渗透了很多研究实际物理问题的物理方法。学生通过行星的运动一节已经知道了行星的运动规律，因此在分析人造卫星的运动学特点，和动力学特点可采取类比的方法，近而进一步理解应用万有引力定律分析天体运动的方法。因此，本节课是“万有引力定律与航天”中的重点内容，是学生进一步学习、研究、探索天体物理问题的理论基础。另外，学生通过对人类在宇宙航行领域中的伟大成就及我国在航天领域成就的了解，增强学生的民族自信心和自豪感。

学情分析

学生已掌握了运动的合成与分解、牛顿运动定律、圆周运动等章节的理论。并在本章之前学习了天体的运动，和万有引力定律的知识，能运用万有引力定律揭示一些天体运动的特点。学生可以类比行星运动的特点原理自己分析人造卫星的规律。另外学生也可以利用前面的知识和对宇宙奥秘的好奇心来探索人造卫星的发射及宇宙速度。学生可以通过联想上一章所学的对平抛物体的运动的处理方法来探究牛顿的思考，以地心为参考系平抛出去的物体从空间运动效果上可分解为指向地心的自由落体运动和绕地心的匀速圆周运动。而这两个分运动都是变速度运动，它们都需要一个指向地心的力来维持它们各自的运动状态。因此万有引力就有要改变两个运动状态的效果，即要既要产生自由落体加速度又要产生向加速度。当万有引力只能提供向心力时，自由落体加速度就变成零，这样平抛出去的物体就落不下来了，从而得到第一宇宙速度。再根据圆周运动和机械运动的知识可知道速度再大一些会做椭圆运动或摆脱地球对它的约束。这样，人们就可以到更远的地方去探索宇宙的奥秘了……

教学目标

知识与技能

1、了解人造卫星的有关知识

2、分析人造卫星的运动规律

3、掌握三个宇宙速度的物理意义，

4、会推导第一宇宙速度；

5、简单了解航天发展史；

6、能用所学知识求解卫星基本问题。

过程与方法

1、培养学生观察数据分析数据的能力；

2、培养学生科学推理、探索能力；

3、培养学生在处理实际问题时，如何 构建物理模型的能力；

4、学习科学的思维方法培养学生归纳、分析和推导及合理表达能力。

情感态度与价值观

介绍世界及我国航天事业的发展现状，激发学习科学，热爱科学的激情，增强民族自信心和自豪感。

教学重点：

卫星运行的动力学特点规律，第一宇宙速度的推导。

教学难点：

1、卫星的运行速度与发射速度的区别；

2、第一宇宙速度是卫星发射的最小速度，是卫星运行的最大速度

教学过程

新课引入

教师：仰望星空，浩瀚的宇宙苍穹给人以无限遐想，千百年来，人类一直向往能插上翅膀飞出地球，去探索宇宙的奥秘，李白的“俱怀逸兴壮思飞，欲上青天揽明月”是怎样的一种豪情？到今天这一梦想实现了吗？

学生：实现了。（激起学生兴趣）

教师：世界上第一颗人造卫星的发射，揭开了人类探索宇宙的新篇章。

提问（1）：

1、世界上第一颗人造卫星是哪一年由哪一国家发射的？

2、我国哪一年发射了自己的人造卫星？

3、迄今我国共发射了多少颗人造卫星？

教师：从1970年4月24日东方红一号的成功发射，到2007年10月24日嫦娥一号发射

我国发射人造卫星和其他探测器60多个，他们分别在通信，气象，探测，导航等多个领域发挥着重要作用。

引入新课。

一、人造卫星规律的探究

教师：现在我们地球上空有这么多卫星，他们运行的速度一样吗？他们是怎样被发射升空的今天我们就通过的学习来解决这一问题。

教师：这是我国目前发射的部分卫星的运行规律的数据。

提问观察数据思考：

1、不同卫星的其运行轨道相同吗？

2、不同的卫星运行时有什么规律？

3、你能试着用你学过的知识解释为什么有这样的规律吗？

卫星名称 卫星质量（kg） 轨道近地点（km） 轨道远地点（km） 运行周期（h）

返回型遥感卫星 2100 205 315 1、48

东方红2号甲通信卫星 441 35786 35863 23、9

东方红2号试验通信卫星 461 35469 35782 23、76

返回型遥感卫星 2100 175 400 1、5

风云1号A 750 900 901 1、7

巴达尔1 50 210 992 1、57

大气1号 873 900 1、712

学生：1、观察数据，发现规律。

2、合作交流，类比行星运动特点分析人造卫星的运行特点。

3、试着从力和运动的角度分析问题。

教师引导学生发现。

人造卫星运行特点运动学特点：（板书）

1、轨迹：椭圆 有的近似为圆

2、人造卫星的半径不同，其运行的周期也不同，而且半径越大，其周期越大。

3、类比行星运动分析原因，卫星围绕地球作匀速圆周运动，需要向心力。

地球和卫星之间的引力提供向心力。

4、学生自己应用前面万有引力知识分析

卫星与地球间的万有引力提供了向心力（板书）

（1）由 得 ，

∴r越大，v越小、

（2）由 得 ，

∴r越大， 越小、

（3）由 得 ，

∴r越大，T越大

教师小结：卫星绕地运转轨道半径越大，速度越小、角速度越小、周期越大；（板书）

演示课件：几颗不同轨道卫星同时绕地运行动画，从而直观判断以上变化关系

二、应用知识解决问题

教师：学习了卫星的相关知识，我判断一下下列几种轨道哪一种是可能的为什么？

思考问题1：

下图中，有三颗人造地球卫星围绕地球运动，它们运行的轨道

可能是 ，不可能是 。

学生：分组讨论阐述观点

教师：结合学生讨论引导学生从动力学角度解决问题。

卫星近似做匀速圆周运动，需要向心力，且向心力时刻指向圆心。所以地球与卫星之间指向地心的万有引力提供向心力，所以卫星作圆周运动的圆心应该是地心。

思考问题2：

如图所示，a、b、c是在地球大气层外圆形轨道上运动的3颗卫星，

1、试比较三颗卫星的线速度、角速度、加速度、周期，万有引力的关系。

2、如果c 的速度增加，能否与同轨道的b相撞。-§

三、卫星发射原理

教师：过渡：不同的轨道的卫星其速度不同，那人类是怎样将卫星发送到指定轨道上的呢？

介绍牛顿的卫星设想（FLASH）

教师引导：我们抛一物体怎样才能抛的远？

讨论：依据平抛运动学生知道：速度越大，越远，那速度足够大，又有什么现象？

学生探讨：统一结论：不落回地球。

教师总结：这时由于有引力在，卫星想落回地面，但有一定的速度又落不回地面就形成了卫星？

思考：物体需要多大的发射速度，才能刚好贴着地面转？

学生讨论

教师点拨：这时（r=R）

学生

得出第一宇宙速度7.9 km/s

四、宇宙速度

1、第一宇宙速度7.9 km/s

定义：人造卫星在地面附近绕地球作匀速圆周运动所必须具有的速度。

思考：发射什么样的卫星最容易？

统一结论：高轨道发射卫星比低轨道发射卫星困难，原因是高轨道发射卫星时火箭要克服地球对它的引力做更多的功。

以第一宇宙速度发射卫星时其刚好能在地球表面附近作匀速圆周运动；如果卫星的速度小于第一宇宙速度，卫星将落到地面而不能绕地球运转；

进入半径越大的轨道，所需要的发射V 越大。

思考：这与刚才得出的半径越大的轨道，所需要的 运行速度V 越小矛盾吗？

讨论：

人造卫星的发射速度与运行速度是两个不同的概念。

（1）发射速度

所谓发射速度是指被发射物在地面附近离开发射装置时的初速度，并且一旦发射后就再无能量补充，被发射物仅依靠自己的初动能克服地球引力上升一定的高度，进入运动轨道。要发射一颗人造地球卫星，发射速度不能小于第一宇宙速度。若发射速度等于第一宇宙速度，卫星只能“贴着”地面近地运行。如果要使人造卫星在距地面较高的轨道上运行，就必须使发射速度大于第一宇宙速度。

（2）运行速度：是指卫星在进入运行轨道后绕地球做匀速圆周运动的线速度。当卫星“贴着”地面运行时，运行速度等于第一宇宙速度。根据 可知，人造卫星距地面越高（即轨道半径r越大），运行速度越小。实际上，由于人造卫星的轨道半径都大于地球半径，所以卫星的实际运行速度一定小于发射速度。

（板书）运行速度 指卫星在稳定的轨道上绕地球转动的线速度

发射速度 指被发射物体离开地面时的水平初速度

类比得出：

（板书）2、第二宇宙速度（脱离速度）：

①意义：使卫星挣脱地球的引力束缚，成为绕太阳运行的人造行星的最小发射速度。

②如果人造天体的速度大于11、2km/s而小于16、7km/s，则它的运行轨道相对于太阳将是椭圆，太阳就成为该椭圆轨道的一个焦点。

（板书）3、第三宇宙速度（逃逸速度）：

①意义：使卫星挣脱太阳引力束缚的最小发射速度。

②如果人造天体具有这样的速度并沿着地球绕太阳的公转方向发射时，就可以摆脱地球和太阳引力的束缚而邀游太空了。

这个速度目前能做到吗？教师介绍以第三速度发射的探测器，先驱者一号。

教师小结：只有你想不到的，没有你做不到的。

随着科学技术的发展，我们探测太空的脚步会越走越快，越走越远。也许有一天我们也能到其它星球旅游定居。

但是今天我们就必须掌握一些必备知识。也就是我们这节课的重点。

分层练习：

C类

1、关于第一宇宙速度，下面说法：①它是人造卫星绕地球飞行的最小速度；②它是发射人造卫星进入近地圆轨道的最小速度；③它是人造卫星绕地球飞行的最大速度；④它是发射人造卫星进入近地圆轨道的最大速度。以上说法中正确的有（ ）

A、①② B、②③ C、①④ D、③④

B类

2、对于绕地球做匀速圆周运动的人造地球卫星，下列说法正确的是（ ）

A、人造地球卫星的实际绕行速率一定大于7、9km/s

B、从卫星上释放的物体将作平抛运动

C、在卫星上可以用天平称物体的质量

D、我国第一颗人造地球卫星（周期是6、84×103s）离地面高度比地球同步卫星离地面高度小

A类

3、三颗人造地球卫星A、B、C在同一平面内沿不同的轨道绕地球做匀速圆周运动，且绕行方向相同，已知RA＜RB＜RC 。若在某一时刻，它们正好运行到同一条直线上，如图所示。那么再经过卫星A的四分之一周期时，卫星A、B、C的位置可能是（ ）

高中物理教学教案 篇5

一、划分能力培养阶段及目标

根据目前高中物理课程的设置情况和物理课的教学特点，遵循由浅入深、循序渐近、个个击破的教学原则，整个高中物理能力培养可分为过渡阶段、正常阶段、提高阶段、完善阶段四个阶段完成。

１?过渡阶段。学生由初中进入高中，由于知识台阶较大，加之一开始就遇到受力分析、力的矢量运算运动规律、动力学等问题，学生会感到困难重重，束手无策。因此，在高一第一学期的教学中，教师除按要求培养学生的识记、理解和简单应用能力外，要着重在培养学生的学习兴趣和良好的学习习惯上下功夫。刚上高一的同学，自学能力较差，课前预习和课后复习的任务难以落实，可根据课文，每节课给学生适量的阅读时间，教师指导学生阅读课文，以培养学生的阅读理解能力；为减少课堂的单调呆板气氛，可采用启发、演示、讨论等多种方法教学，以调动思维，活跃气氛，激发兴趣；可将主要概念、定律、定理等内容通过听写方式让学生记录，既控制了学生的注意力，又培养了学生的手脑并用和速记能力；可设置一些课堂作业，让学生在限定时间内完成，以培养学生的独立思考和速算能力。

２?正常阶段。通过第一学期的教学，大部分学生都应适应高中物理的教学特点，达到正常学习状态。这时，教师的重点要放在按教学大纲和会考大纲的要求实施教学方面来。吃透教材，把握重点、难点，在每节课中贯彻落实能力培养目标。通过第二学期和高二学年的教学，全面完成会考大纲中要求的能力培养目标任务，使学生达到会考的能力和水平要求，顺利通过会考关。

３?提高阶段。会考是水平考试，高考是能力考试。进入高三后，由于理科学生要参加物理高考，而力学和电学部分又是高考的重点，所以，在选修课教学中，在重点提高力学和电学知识水平的同时，要着重开拓学生的智能，培养学生发现问题和解决问题的能力以及独立创新的能力。教师的精力应放在精选习题、优化和组合试题上来，通过高质量的习题和试题，加强对学生的训练，以提高学生的五大能力，使之接近高考的能力水平。

４?完善阶段。根据近年来物理高考试题考查知识点多、覆盖面大、命题新颖、题型多样化、智能性强等特点，在总复习教学中，教师要确定好复习目标，制定出教学策略，处理好教师与教材、教师和学生、学生和教材之间的矛盾，把握好以下的原则：重点知识结构化———抓各部分知识的中心点，将知识以此中心组织起来，形成知识网络，找出各网络间物理量的相互关系。

基础知识系统化———打破原教材的排序结构，系统地划分、归类和排列基础知识。

难点知识问题化———以问题解决难点，精编一些含有难点知识的习题，让学生在解题过程中消化和理解知识，突破难点知识。

习题结构梯形化——基、中、难一起练，让学生做适量的习题，提高思路，强化联系，加深理解。

复习方法多样化———在研究知识、研究学生、精选习题及教学方法等方面多下功夫。

二、确定各能力的培养措施

好的培养措施，既可达到培养目标，又可省时省力，起到事半功倍的作用。作为一个物理教师，应该因人、因材科学地确定每一能力的培养措施。如课堂以学生为主体，教师为主导，采用启发、讲解、指导、讨论等措施，激发学习兴趣，养成良好的学习习惯；恰当地安排习题，培养学生的解题能力；让学生自己动手动脑做实验，观察自然现象，用所学知识进行分析研究，得出正确的结论，培养其观察、实验能力；组织学生进行必要的讨论，发表自己的见解，通过对某一概念的形成、规律的得出、模型的建立、知识的应用的探讨，培养学生的分析、概括、抽象、推理、想象、判断等思维能力。

三、能力培养在教学中的具体落实

各种能力的培养是贯穿于整个高中物理教学中自始至终的任务，大到三年的教学，小到每节课，甚至再小到一个概念的建立、一道题的解答，都牵扯到能力培养问题。而每一环节中，又有具体的能力培养目标。因此，教师在教学中，要根据教材内容及大纲要求，明确每课时中能力培养目标，结合学生情况，认真备课，确定完成方案，选用适当的教学方法，因人因材施教，完成培养方案。

四、检验能力培养结果，完善能力培养措施

通过一个阶段的教学，用考试或考查的方法及时检验本阶段的能力培养结果。着重有针对性和有目的地命好考查试题，尽可能多地覆盖各知识点中的能力要求内容。可采用个别或部分抽查和全体考查的方法进行检验。这样既可以促进学生的学习，又可反映学生的能力水平，对学习和教学能够起到积极的促进作用。

根据抽查或考查结果，认真分析卷面，总结经验。对未达标的个别同学，可通过耐心细致地辅导达到能力要求。普遍问题，可通过评析卷面加以解决，使绝大部分同学达到本阶段的能力要求。对不完善的措施和方法，及时加以修正和完善。