中專物理備課教案

1、退緒論2力 中專物理備課教案備課人：李旺青1勻變速直線運動3牛頓運動定律4功和能5動量6曲線運動7機械振動8物質分子動理論9熱和功10靜電場11恒定電流12電流的磁場13電磁感應14電磁振蕩15幾何光學16光的本性17原子基礎知識18原子核基礎知識上下一、物理學研究的對象物理學研究的對象是一切物質運動的規(guī)律，包括物質的能量守恒；電、磁場；各種力的分析等。即大千世界中除了化學變化外的一切變化規(guī)律，都是物理學所研究的范圍，所以說物理學是一門重要的基礎科學。 而我們所學的內容大致有：力學、熱學、電磁學、光學、原子核物理等其中較淺的知識，望大家在學習中反復領會、弄懂各堂課內容，并獨立完成每一次作業(yè)。緒

2、 論上下二、物理學與現代科技發(fā)展的關系 物理學基礎理論的重大進展能夠促進整個科技的發(fā)展，如：1、牛頓力學和熱力學的發(fā)展，推動了機器制造和蒸汽動力機械的發(fā)展。2、法拉第和麥克斯韋建立了完整的電磁場理論，推動了工業(yè)電氣化的發(fā)展。3、相對論和量子力學等近代物理的創(chuàng)立，推動了核物理、激光技術、電子技術、航天技術的發(fā)展。因此物理學是人類文明進化中不可缺少的一門科學。返下三、物理學與本專業(yè)的關系 正因為物理學是一門重要的基礎科學，所以我們專業(yè)的許多后續(xù)課程都會應用到本課程的某些知識，如工程力學、熱力學、電工電子學等。四、學習物理學的方法1、認真聽講，提前復習。 （因為認真聽講積極思考是學好物理最起碼基礎）

3、。2、注意觀察，做好實驗。 （做好實驗是檢驗和鞏固所學知識的最好標尺）。3、開動腦子，做好作業(yè)。 （獨立完成作業(yè)是鞏固知識最有效的保障）。4、拓展思路，深入皮里。 （檢驗自己對所學知識熟練掌握的程度）。返上下首上第一章 勻變速直線運動1-1參考系 質點1-2位移和路程 時刻和時間1-3勻速直線運動1-4變速直線運動1-5勻變速直線運動 加速度1-6勻變速直線運動中的速度和位移1-7自由落體運動 重力加速度下返上 宇宙間一切物體無一不在運動，所以說運動是絕對的，但是對運動的概念是相對的，如日、月隨著時間的不同而所在的位置不同，都是相對地球而言，也就是說，在描述一個物體是否運動，總要選擇一個假定不

4、動的物體物體作為標準，我們把這個標準的稱為參考系參考系，也叫參照物參照物。1-1參考系 質點一、參考系下上同例：太陽與地球，以太陽為參考系時，地球是一邊作自轉，一邊繞太陽公轉；若以地球為參考系時，太陽每天作東升西落轉動。參考系的選定是要根據研究的對象而定。例如：火車與樹，以火車為參考系時，樹是后退的；若以樹為參考系時，火車是前進的。 那么到底選擇哪個物體為參考點呢，這主要取決于所研究的對象。返下上 例如：甲、乙兩人相距100米，相向而行，甲的速度為6米/秒，乙的速度為4米/秒；甲有一只小狗，速率（度）為10米/秒，甲所帶的小狗同甲一起出發(fā)，過一段時間后碰到乙 ，該小狗馬上返回，又過一段時間后碰

5、到甲，該小狗又馬上返回，再過一段時間后又碰到乙這樣小狗來回走動，直到甲、乙兩人碰頭，問小狗在這個過程中共走了多少米？（100/14）10=71.429m返解：由于甲、乙及小狗都在運動，所以取一個運動物體作為參考系；現取甲為參考點，則乙對甲相對速度為10米/秒，則甲、乙兩人碰頭所需時間為10秒，即小狗走的路程為： S=1010=100米 進一步問：小狗第一次與乙碰頭，小狗走的路程為多少米？你能解嗎？下上為了便于研究，把物體的形狀和大小忽略不計，看成為一個點，而該物體的質量全部集中在該點上，我們把該點稱為質點質點。質點是科學思想的抽象模型，滿足質點要求的條件是該物體的形狀和大小可以忽略不計，否則不

6、能把物體看成質點。返二、質點物體機械運動往往是復雜的，但其基本形式主要有平動和轉動。如果物體上任何兩點聯成的直線在整個過程中始終是平行的一點，稱為平動平動。三、平動和轉動如果物體的各部分都圍繞著一定的軸線作圓周運動稱為轉動轉動。下上如果運動的質點其位置發(fā)生改變，若1、質點初、末位置間直線距離稱為位移位移（也包括其大?。?。位移是矢量（既有大小又有方向的量），其方向是初始位置指向終點位置，大小是直線距離值（用米表示）。返1-2位移和路程 時刻和時間一、位置物體在參照系中的坐標值稱為位置位置。二、位移和路程2、質點運動所經過的實際路線的長度叫路程路程。路程是標量，它表示質點運動所經歷的實際路線的長度

7、（用米表示）。下上如該運動員在田徑場上跑100米，則該運動員所走的路程100米；位移是100米。方向是起跑點指向終點。返如：某運動員在田徑場上跑完一圈，求：該運動員所走的路程和位移？解：路程是400米；位移是0米。某個瞬時稱為時刻時刻。先后兩個時刻的間隔稱為時間時間。如：第2秒末到第5秒初（2秒），而第2秒初到第5秒末（4秒）。三、時刻和時間下上一般，位移用S表示，時間用t表示，速度用v表示，則： v= S/t ( m/s)； 或 S= vt (m)速度是矢量，其方向為物體的運動方向。返1-3勻速直線運動一、勻速直線運動沿一條直線方向運動的物體，如果在任意相等的時間內，經過的位移都是相等的，則

8、這個物體的運動就叫勻速直線運動勻速直線運動。注：某物體沿一條直線方向上1秒內運動1米；2秒內運動2米；3秒內運動3米；10秒內運動10米。它不一定是作勻速直線運動，只能說它的平均速度為1米/秒。在勻速直線運動中，物體的位移與發(fā)生這段位移所用時間之比叫做勻速直線運動的速度速度。下上許多物理規(guī)律不僅可以用公式表示，也可以用圖像來表示。勻速直線運動的圖像有兩種： 返二、勻速直線運動的圖像1、位移時間圖像，簡稱st圖像。如下圖在平面直角坐標內，橫坐標表示時間，縱坐標表示位移，由于速度是恒量，據： S= vt 可知它的圖像是過原點的直線。 利用該圖可以求出物體在任意時間內的位移，也可以求出物體的速度。該

9、圖的斜率就是速度的大小。所以圖線與橫坐標的夾角越大，速度也越大。下上2、速度時間圖像，簡稱vt圖像。如下圖在平面直角坐標內，橫坐標表示時間，縱坐標表示速度，在同一坐標內圖線離橫坐標越遠，則速度也越大。利用該圖，據：S= vt 可知，位移是該圖中的面積（陰影部分）。vvtt返下上1-4變速直線運動 做直線運動的物體，如果在相等的時間內發(fā)生的位移并不相等，這種直線運動叫變速直線運動變速直線運動。一、變速直線運動 在變速直線運動中，物體的位移和發(fā)生這段位移所用時間之比叫做在這段時間（這段位移）內物體的平均速度平均速度。平均速度用V表示，即V=S/t （平均速度=位移這段位移所化的時間） 。返下上 平

10、均速度是矢量，它表示物體在這段位移（這段時間）內速度的快慢平均值。例如：某一列車，在第一個5分鐘內前進了2000米；在第二個5分鐘內前進了4000米；在第三個5分鐘內前進了6000米。 求：該列車，在第一個5分鐘內的平均時速？在前二個5分鐘內的平均時速？在15分鐘內的平均時速？解：V1=(20005)60=24000m/h V2=(2000+4000) 1060=36000m/hV3=(2000+4000+6000)1560=48000m/h注意，平均速度受到具體時間（位移）的限制，所以在不同的時間（位移）其平均速度是不同的。返下上二、瞬時速度物體在某一時刻或通過某一位置時速度叫做瞬時速度瞬時

11、速度。瞬時速度簡稱為速度。它能精確地描述物體某個瞬時的速度。我們把路程所用時間稱為速率，速率是標量，它只有大小，不計方向。在直線運動中位移與路程的大小是相等的。我們用V來表示速率。同理，也有平均速率，瞬時速率。返下上例如：某汽車從甲地開往乙地，已知在整個路程中的平均速率為12m/s，如果在前一半路程中的平均速率為10m/s，則后一半路程中的平均速率為多少？解：V=(V1 t1+V2 t2)(t1+t2) 因為 V1 t1=V2 t2 所以 t2= V1 t1/ V2則V=(2 V1 t1)(t1+V1 t1/ V2) 即V=(2 V1)(1V1 / V2)= （2V1 V2）(V1 V2) 將

12、速率數值代入得：V2=1208=15m/s。切莫認為：12=(10+ V2)2 V勻變速直線運動=14m/s 因為所化時間不同返下上1-5勻變速直線運動 加速度 在作直線運動的物體，如果在任一些等的時間內，速度的增加（或減少）的量都相等的話，則稱它為勻變速直線運動勻變速直線運動。如果物體的速度是均勻增加的話，稱為勻加速運動；如果物體的速度是均勻減少的話，稱為勻減速運動。一、勻變速直線運動返下上二、加速度 在勻變速直線運動中，速度的增量（增加或減少的量）和所用的時間之比稱為勻變速直線運動的加速度。用a表示。加速度=末速度初速度時間 a=(VtV0) / t 它的單位是 米/秒2 （m/s2）。讀

13、作：米每平方秒。加速度是矢量，其方向與所受力的方向相同，當物體的速度是均勻增加的話，則a為正，與物體的運動方向相同；當物體的速度是均勻減少的話，則a為負，與物體的運動方向相反。返下上例如：某汽車的速度在1分鐘內從3米/秒增加到32.4千米/小時，求它的加速度？解：已知 V0=3 m/s Vt=32.4103/3600=9 m/s 則a=(93)/60=0.1m/s2 注意：據a=(VtV0) / t 可以變化為：t =(VtV0) /a ； V t = V0 a t ；V0=Vta t。 運動物體有加速度時也可以用vt圖像來表示。返下上一、勻變速直線運動的速度據加速度公式：a=(VtV0) /

14、 t 變化后得：Vt=V0 a t 如果物體是從靜止開始作勻加速直線運動的話， 則Vt= a t。如果物體是作勻減速直線運動的話，則Vt= V0a t。1-6 勻變速直線運動中的速度和位移返下上例如：1、某物體作勻加速直線運動，初速度為2m/s，加速度為1m/s2，則3秒末的速度為多大？解：Vt=V0 a t=2+31=5m/s 2、某物體作勻減速直線運動，初速度為12m/s，加速度為2m/s2，則3秒末的速度為多大？解：Vt=V0 a t=12+3（2）=6m/s 返下上二、勻變速直線運動的速度時間圖像在勻變速直線運動中可以用Vt圖來表示其關系 V V V 0 t 0 t 0 tV0=0的勻

15、加速直線運動 V00的勻加速直線運動 V00的勻減速直線運動圖中圖線與時間軸的夾角的tg值即是加速度值。返下上三、在勻變速直線運動的位移S=Vt=（Vt+V0）2t 由于Vt= V0 a t 所以S = V0 t + a t2/2這是勻變速直線運動的位移公式，當初速度為零時變成：S= a t2/2 應用勻變速直線運動的位移公式時須注意：當a小于0時， 即物體作勻減速直線運動，時間不能過長，因為物體減速后只能停止，不可能倒退。時間是否過長，判斷的方法是：V0 ta t2，如果V0 ta t2則說明時間已經過長，需調整，取tmax=(0V0)/a，計算到停止為止所化時間。返下上如：某汽車的速度為1

16、0m/s，因發(fā)現有一個物體在前邊，所以緊急剎車，其加速度為：a=2m/s2，求6秒后該汽車滑行了幾米？ 解：如果按照公式直接代入，則：S=1062622=24米實際上tmax=(0V0)/a=5秒即該汽車5秒后停止后運動，所以需變?yōu)镾=1052522=25米返下上四、在勻變速直線運動的速度和位移的關系因為S = V0 t + a t2/2 Vt= V0 a t t= (VtV0) /a 所以S= V0 (VtV0) /a+ (VtV0) /a2a /2= （Vt2V02）/2 a 即Vt2=V022 aS返下上1-7自由落體運動 重力加速度一、自由落體運動我們把物體在空中自靜止開始豎直地下落（

17、只在重力的作用下）的運動，稱為自由落體自由落體。如果空氣的阻力對物體運動的影響較小，則可以忽略不計，也認為是自由落體運動。返下上二、自由落體的加速度 試驗證明，在同一地點，一切物體在自由落體運動中的加速度都相同，說明它們跟物體受到的地球引力有關，這個加速度稱為重力加速度重力加速度，用g表示，重力加速度的方向為豎直向下，重力加速度的大小，在地球不同的地方略微不同。一般取g=9.8m/s2，有時為了計算的方便，直接取g=10m/s2。由此可見自由落體運動是初速度為零，加速度為g的勻加速豎直向下的直線運動。返下上三、自由落體運動公式 因為自由落體運動是初速度為零，加速度為g的勻加速豎直向下的直線運動

18、，所以勻加速直線運動的公式可以直接應用，即： Vt=gt h=gt2/2 Vt2=2gh返下上四、初速度為零的勻加速直線運動的規(guī)律一）同一運動物體，取同一長度的時間，則：1、各相鄰時間內的位移之比： 1 ：3 ：5 （奇數之比）如：第一秒內的位移： S1=a12/2= a1/2， 第二秒內的位移： S2=a22/2 a12/2= a3/2，第三秒內的位移 S3=a32/2 a22/2 = a5/2 。即：即： 第一秒內的位移第一秒內的位移 ：第二秒內的位移：第二秒內的位移 ：第三：第三秒內的位移秒內的位移 = 1 ：3 ：5 返下上2、各相鄰時間內的速度之比：1 ：2 ：3 （自然數之比）因為

19、：Vt= at a相同則Vt與時間成正比即：即： 第一秒的速度第一秒的速度 ：第二秒的速度：第二秒的速度 ：第三秒的速：第三秒的速度度 = 1 ：2 ：33、各相鄰時間內的平均速度之比：1 ：2 ：3 （自然數之比）因為：V= Vt/2 同前例。即：即： 第一秒的平均速度第一秒的平均速度 ：第二秒的平均速度：第二秒的平均速度 ：第三秒：第三秒的平均速度的平均速度 = 1 ：2 ：3返下上二）同一運動物體，取不同的時間，則第一秒內的位移第一秒內的位移 ：前二秒內的位移：前二秒內的位移 ：前三秒內的位：前三秒內的位移移 = 12 ：22 ：32 因為：第一秒內的位移： S1 =a12/2= a12

20、/2， 前二秒內的位移：S 2=a22/2， 前三秒內的位移：S3=a32/2。返下上三）同一從靜止開始作勻加速運動的物體，發(fā)生相同的位移所化的時間之比第一段位移所化的時間第一段位移所化的時間 ：第二段的位移所化的時間：第二段的位移所化的時間 ：第三段的位移所化的時間第三段的位移所化的時間 t1 ： t2 ： t3 = 1 ： 2 1 ： 3 2 因為：S=at2/2 t= 2S/a 即t1= 2S1/a t2= 2S2/a t1= 22S1/a 2S1/a=（ 21）（ 2S1/a ） t3= 32S1/a （t2t1） =（ 3 2 ）（ 2S1/a ） 返下上 如果已知從靜止開始作勻加速

21、運動的物體，第n秒的位移為S，則其加速度的計算公式為 a=2S/（2n1） 請同學們證明之因為： S=(1/2)an2(1/2)a(n1)2 2S=a(n2n22n1) 所以 a=2S/(2n1) 返下上解：1、設：每一段所用時間為t秒 t= 2H/g 3=10 g 則：h1=(1/2)gt2=50m h2=(1/2)g (2t)2h1=150m h3=(1/2)g (3t) 2h1h2=250m2、按照1 ：3 ：5的規(guī)律 則450（135）=50mh1=150=50m h2=350=150m h3=550=250m 例如：從停在450米高空的直升飛機上，自由落下一個物體，如果把 450米分

22、成三段，使這個物體經過每一段的時間相等，試求出每一段的高度？返下上 再例如：有一個自由落下的物體，經過A點時的速度是9.8米/秒，B點時的速度是19.6米/秒。1、求AB間的距離為多大？ 2、物體通過AB這一段距離所用的時間？解：1、h=(VB2VA2)/2g=14.7米 2、t=(VBVA)/ g=1秒作業(yè)： P1516及P1819習題及復習題返下上第二章 力2-1 力的概念 2-2 重力 彈力 摩擦力2-3力的合成2-4力的分解 2-5共點力的平衡2-6力矩 首下返上2-1 力的概念一、力力力是一個物體對另一物體的作用，力力不能離開物體（物質）而單獨存在的。我們把受到力作用的物體稱為受力受

23、力體體，而對受力體施加力的物體稱為施力體施力體。二、力的效果1、可以改變受力體的形狀和大小。（即：力必然使受力體發(fā)生形變）。2、可能改變受力體的運動狀態(tài)。下上三、力是矢量 在描述一個力時需要講清它的大小及方向，其單位是牛頓，簡稱牛，用N記錄之。四、力的三要素 我們把力的大小、方向、作用點稱為力的三要素。 力也可以用帶箭頭線段來表示，線段的長度表示力的大小，箭頭的指向表示力的方向，箭的尾部畫在力的作用點上，因此，線段的長度必須選用適當的比例，這種表示力的方法叫做力的圖示法。返下上2-2 重力 彈力 摩擦力一、重力 由于地球的吸引而使物體受到的力叫做重力，用G表示，它的大小是物體的質量g(重力加速

24、度)，它的方向永遠是豎直向下，作用點稱為重心。 穩(wěn)度：物體在外力的作用下離開原來平衡位置，當外力消失后，物體恢復到原來平衡位置的能力稱為穩(wěn)度穩(wěn)度。一般重心低、底面積大的物體，其穩(wěn)度也大。返下上物體受到力的作用會發(fā)生形變，為了恢復原狀，會對使其發(fā)生形變的物體發(fā)出一個力，這個力稱為彈力，用T或N表示。如果物體能夠恢復原狀，則這個變形稱為彈性變形，如果外力較強，超過物體的彈性限度，則物體不能夠完全恢復原狀，這個變形稱為范性變形。二、彈力 實驗證明，彈性限度內，彈簧所產生的彈力與彈簧的伸長（或縮短）的長度成正比，即： F= kX 式中k為彈簧的勁度系數，它只跟彈簧材料的理化性能有關。其單位是：N/m（

25、牛/米）。這個規(guī)律叫做：胡克定律（虎克定律）。返下上例：一個彈簧原長10，若它的下端掛40牛的重物，彈簧的長度變成12，其勁度系數為多大？若它的下端掛10牛的重物，彈簧的長度變?yōu)槎嗌?？若它的下端不掛重物，則其勁度系數為多大？解：1、k = 40/0.02 = 2000 N/m 2、X=10/2000=0.005m L=0.10+0.005=0.105m=10.5 3、k =2000 N/m（勁度系數不變）返下上 在相互有接觸的物體間有相對運動或有相對運動趨勢時所產生的力叫做摩擦力，摩擦力的方向與物體的運動方向或運動趨勢方向相反。在物體接觸面間的切線方向上。即摩擦力總是阻礙物體間相對運動的。摩擦

26、力總是阻礙物體間相對運動的。三、摩擦力 如果只有運動趨勢而無運動的摩擦力稱為靜摩擦力，其大小是與外加力有關，（與外加力在切線方向上的分量相等）方向與外加力的方向相反。 如果有相對運動的摩擦力稱為滑動摩擦力，其大小是與正壓力和材料間的滑動摩擦系數成正比，即：f=N返下上四、摩擦力的方向（作圖法）返下上 例：有一物體重10牛頓，靜止在粗糙的水平面上，物體與水平面間的滑動摩擦系數的為0.3，現用一個水平力拉動該物體，求物體在水平面上滑動時所受到的摩擦力大??？解：f=100.3=3N作業(yè)： P21及P2425習題請同學們下一堂課帶好作圖工具返下上一、合力當物體受到幾個力的共同作用時，我們可以用一個力來代替這幾個力，其所產生的效果是相同的，則這個力就是原來幾個力的合力。2-3力的合成二、共點力物體同時受到幾個力的作用，如果幾個力都作用于物體的同一點或作用線的延長線相交同一點，則這幾個力稱為共點力。返下上三、力的平行四邊形法則求兩個互成一定角度的共點力的合力時，可以用平行四邊形法則求之。即將兩個互成一定角度的共點力用線段來表示，并用平行四邊形法作圖，其對角線就是共點力的合力。例：已知：F1=100N； F2=100N兩力的夾角為450，請用平行四邊形法作圖求其合力的大?。?F1=100N F合力=185N 450 根據平行四邊形法作圖的原理，也可以簡化成三角形法則，如右上圖。返下