校本課程教案生活中的物理

1、蒙陰一中校本課程教案授課教師：張家鳳蒙陰一中校本課程教案生活中的物理蒙陰一中校本課程教案生活中的物理 課題：第一節(jié)自行車中的力、熱、電、光等知識【教學目標】：1、擴大學生的知識面，開闊視野2、培養(yǎng)學生協(xié)作精神、培養(yǎng)學生的發(fā)散思維3、培養(yǎng)學生解決較難問題的能力【教學重點】：通過對自行車這一熟悉的交通工具，提出開放性試題，進行討論和解答，培養(yǎng)他們的發(fā)散思維和解決問題的能力?！窘虒W難點】：綜合運用力、熱、電、光等知識的能力【課時】：1【教學過程】：導入：自行車是我們日常生活中一種普遍的交通工具，它結構簡單，方便實用，但看似簡單的自行車卻涉及到很多物理知識，包括杠桿、輪軸、摩擦、壓強、能量的轉化等力學

2、、熱學及光學知識，下面我們就來具體來分析。新課教學首先請同學們討論自行車有關的力學知識：(引導提問學生發(fā)言、討論)然后進行分析歸納總結：一、力學知識1、摩擦方面自行車車輪胎、車把套、腳踏板以及剎車塊處均刻有一些花紋，增大接觸面粗糙程度，增大摩擦力。車軸處經常上一些潤滑油，以減小接觸面粗糙程度，來減小摩擦力。所有車軸處均有滾珠，變滑動摩擦為滾動摩擦，來減小摩擦，轉動方便。剎車時，需要纂緊剎車把，以增大剎車塊與車圈之間的壓力，從而增大摩擦力，緊蹬自行車前進時，后輪受到的摩擦力方向向前，是自行車前進的動力，前輪受到 的摩擦力方向向后，是自行車前進的阻力；自行車靠慣性前進時，前后輪受到的摩擦力方向均向

3、后，這兩個力均是自行車前進的阻力。2、壓強方面一般情況下，充足氣的自行車輪胎著地面積大約為S=2X10CmX5cm=100Xcm2，當一普通的成年人騎自行車前進時，自行車對地面的壓力大約為F=(500N+150N)=650N，可以計算出自行車對地面的壓強為6。5X104Pa。在車軸擰螺母處要加一個墊圈，來增大受力面積，以減小壓強。自行車的腳踏板做得扁而平，來增大受力面積，以減小它對腳的壓強，自行車的內胎要充夠足量的氣體，在氣體的體積、溫度一定時，氣體的質量越大，壓強越大。自行車的車座做得扁而平，來增大受力面積，以減小它對身體的壓強。3、輪軸方面自行車的車把相當于一個輪軸，車把相當于輪，前軸為軸

4、，是一個省力杠桿，如圖3所示。自行車的腳踏板與中軸也相當于一個輪軸，實質為一個省力杠桿。自行車的飛輪也相當于一個省力的輪軸。4、杠桿方面自行車的剎車把相當于一個省力杠桿。5、慣性方面當人騎自行車前進時，停止蹬自行車后，自行車仍然向前走，是由于它有慣性。當人騎自行車前進時，若遇到緊急情況，一般情況下要先捏緊后剎車，然后再捏緊前剎車，或者前后一起捏緊，這樣做是為了防止人由于慣性而向前飛出去。6、能量轉化方面(1)當人騎自行車下坡時，速度越來越快，是由于下坡時人和自行車的重力勢能轉化為人和自行車的動能。(2)當人騎自行車上坡之前要緊蹬幾下，目的是增大速度，來增大人和自行車的動能，這樣上坡時動能轉化為

5、重力勢能，能上得更高一些。自行車的車梯上掛有一個彈簧，在它彈起時，彈簧的彈性勢能轉化為動能，車梯自動彈起。7、聲學方面自行車的金屬車鈐發(fā)聲是由于鈴蓋在不停的振動，而汽笛發(fā)聲是由于汽笛內的氣體不斷的振動而引起的。8、齒輪傳動方面線速度和角速度的關系，如圖5所示，設齒輪邊緣的線速度為v,齒輪的半徑為R,齒輪轉動的角速度為3，則有V=3R。下面請同學們討論自行車有關的熱學、光學、電學知識：(引導提問學生發(fā)言、討論)然后進行歸納總結：二、熱學知識在夏天自行車輪胎內的氣體不能充得太足，是為了防止自行車爆胎，因為對于質量、體積一定的氣體，當溫度越高，壓強越大，當壓強達到一定程度時，若超過了輪胎的承受能力，

6、就會發(fā)生爆胎的情況。三、光學知識在日常生活中，自行車的后面都裝有一個反光鏡，它的設計很巧妙，組它是由三個相互垂直的平面鏡組成一個立體直角，用其內表面作為反射面，這叫角反射器。當有光線從任意角度射向尾燈時，它都能把光“反向射回”，當光線射向反光鏡時，會使后面的人很容易看到。在夜間，當汽車燈光照到它前方的自行車尾燈上，無論入射方向如何，反射光都能反射到汽車上，其光強遠大于一般的漫反射光，就如發(fā)光的紅燈，足以讓汽車的司機觀察到。四、電學方面在有些自行車上裝有小型的發(fā)電裝置，它利用摩擦轉動，就像我們在實驗室中看到的手搖發(fā)電機一樣，發(fā)出的電能供給車燈工作，起到一定的照明作用。【作業(yè)布置】：對載重自行車、

7、輕便自行車、山地自行車、童車、賽車、電動自行車的物理知識進行歸納，并進而自我擴展?！窘虒W反思】：蒙陰一中校本課程教案生活中的物理課題：第2節(jié)從楓橋夜泊談聲音的傳播教學目標】：1、擴大學生的知識面，開闊視野2、培養(yǎng)學生協(xié)作精神、培養(yǎng)學生的發(fā)散思維3、培養(yǎng)學生解決較難問題的能力教學重點】：通過文學詩詞提出開放性有趣的話題，進行討論和解答，培養(yǎng)他們的發(fā)散思維和解決問題的能力。教學難點】：綜合運用聲學知識的能力課時】：1教學過程】：導入月落烏啼霜滿天，江楓漁火對愁眠。姑蘇城外寒山寺，夜半鐘聲到客船。 這是唐朝人張繼寫的詩楓橋夜泊。張繼是天寶十二年(公元753年)的進士，他作的詩傳世的不多，在詩壇上也不

8、算第一流的大家，但他的這首詩卻入選在歷朝歷代的唐詩選中，成為膾炙人口的絕唱。當代著名歌手毛寧將此詩演繹成了一首歌曲濤聲依舊，深受人們的歡迎，相信同學們都會唱這首歌曲。與此同時，人們還找出在唐詩中談到半夜鐘聲的詩，張繼而外，還大有人在。如比張繼早的張說，就在山夜聞鐘詩中有：“夜臥聞夜鐘，夜靜山更響?！痹谟邬]的送宮人入道歸山詩中有：“定知別后宮中伴，應聽維山半夜鐘。”白居易有：“新秋松影下，半夜鐘聲后。”溫庭筠有：“悠然旅思頻回首，無復松山半夜鐘?！标愑鹩校骸案羲茡P午夜鐘?！弊x著這許多詩句，我們可以想象，那悠揚的夜半鐘聲，可以從山上傳到客船，可以隔河傳到彼岸。更進一層，在皇甫冉的詩句里有：“秋水

9、臨水月，夜半隔山鐘?！边@使我們可以想象那悠揚的鐘聲甚至可以隔著一座山傳過來。在唐詩中很少有人寫白晝、正午的鐘聲、笛聲、琴聲。這絕不是單純?yōu)榱俗非髢?yōu)美的詞句而“遞相沿襲”。宋代人說“恐必有說耳”，意思是說：這么多人寫半夜鐘聲，怕自有它的道理。從張繼的“楓橋夜泊”到現(xiàn)在已有1200多年了，在這段漫長歲月中，科學的發(fā)展證實張繼等人的寫法非常符合科學道理。在這許多詩句中，概括了一個科學事實：夜間的聲音傳得遠。新課教學出示課題：從楓橋夜泊談聲音的傳播夜間聲音為什么會傳得遠呢？一種說法是：夜深人靜了，背景噪音小了，人更易于分辨遠處傳來的聲音。這當然是一個因素，但它不是最主要的原因，這得從聲音是怎樣地傳播說

10、起。首先，聲音是聲源的振動擾動了空氣，擾動以波的形式往出傳。設想聲源是地面上空的一個點，空氣中的波是以它的密度不同往外傳遞，如果空氣中各點的聲速是相同的，由這個點傳出的聲波的波前是一個球面，聲音傳播的方向認為是和波前垂直的方向即半徑的方向。現(xiàn)在設聲音在大氣中不同高度傳播速度不同，這時波前就不再保持球面，而發(fā)生畸變；相應的，聲音傳播方向也不再是球半徑的方向，而是拐了彎，這種聲音傳播道路拐彎的現(xiàn)象，也稱為聲折射現(xiàn)象。白天同夜間，聲音傳播遠近不同，就是由這個折射現(xiàn)象產生的。其次，在地面附近空氣中，聲速c(m/s)和溫度t(C)的關系，可近似表為c=（331。45+0。61t/C）ms-1就是說在地面

11、上溫度每升高一度，聲速增加約0。61米秒。我們人類活動在貼近地面的大氣里，在高度20千米以下，大氣的溫度變化十分復雜。白天，由于地面接受太陽輻射溫度升高，靠近地面大氣層比稍高的氣層溫度高，也就是說近地聲速大于高空。這時聲音傳播路徑折向高空，在適當?shù)牡胤竭€可以形成聲靜區(qū)，即對遠處發(fā)出的什么聲音都聽不見(圖1(a)。這時，由于聲傳播路徑折射向高空，如果坐在氣球上便會聽到格外清晰的氣球下面地面的發(fā)聲，坐在氣球里的張繼也許會來上一句“正午鐘聲到氣球”。在夜間，靠近地面空氣逐漸冷下來了，上空的氣溫相對高，結果高空聲速比地面大，因而聲音會向地面折射(圖1(b)。這就是夜間聲音相對遠的道理。在寒冷的天氣，尤

12、其在結了冰的湖面或未結冰的水面上，即使在白天，由于地面溫度低，聲音向地面折射的效果也十分明顯?，F(xiàn)在，住在鬧市區(qū)的人大概都有這樣的體驗，對馬路車輛行駛造成的討厭的噪聲，白天除了臨街的樓房外，大多感受不到，而到深夜，即使只有一輛車駛過，也會攪得你睡不好覺，甚至隔幾座樓還可以聽到，可以說是“夜半噪聲擾眠床”吧，它和“夜半鐘聲到客船”是同樣的道理。聲誘圉1白天和夜間的聲線關于聲的折射現(xiàn)象，到了19世紀，歐洲學者才定量地研究了溫度梯度與聲折射效應的關系。后來，人們逐漸認識到，要了解大氣中聲折射的復雜現(xiàn)象，就得要有一張聲速沿高度變化的圖。即聲速作為距地面高度的函數(shù)關系。據(jù)現(xiàn)在人們的實測和理論計算，這個函數(shù)

13、關系簡略地可表為圖2。從圖2我們可以解釋許多大氣中聲音傳播的有趣現(xiàn)象。我們看到從B點到地面數(shù)千米內，白天到晚上速度梯度相反。它可以解釋地面聲音晚上比白天傳得遠的原因，已如前面所說。我們還看到，這條曲線拐了幾個彎。注意聲速局部極小處C點，在這個高程上發(fā)聲，任何方向的聲音都會折射彎向水平。因為從C點往上看，它的梯度正好和夜間地面上聲速梯度一樣，從C往下看，也是遠離C的高度聲速變大，所以無論怎樣，聲音都會彎向過C的水平線。就是說，這個高程，聲音傳得特別遠，稱為聲道。而具有聲速極大值的D點，則相反，當聲音傳播接近它時，有一部分會折射返回聲波來的那一側，猶如波的反射。夏天打雷，總是在閃電之后。閃電只是一

14、瞬間的事，也許不到千分之一秒?？墒且淮伍W電之后，往往雷聲隆隆不絕，要持續(xù)好一段時間。這原因就是由于沿高度聲音反射，有時來回若干次，就像在山谷中喊一嗓子聽到的不斷回聲。事實上，夏天雷雨前，聲速分布比圖2要復雜得多。這時由于近地的風、云，聲速分布不僅沿高度變化，沿水平也變化，會造成極復雜的聲折射現(xiàn)象。在第一次世界大戰(zhàn)時，發(fā)現(xiàn)了一個奇怪現(xiàn)象。一門不斷發(fā)射的大炮，當有人驅車從數(shù)百千米外的遠方駛向它時，起初聽到炮聲隆隆，但駛得更近時，在一段路上卻聽不到炮聲。原因是，起初聽到的炮聲是大氣反射的波，更近些是靜區(qū)，再靠近又聽到從大炮直接傳來的聲波。風對聲音的傳播是有影響的，聲音的速度在順風和逆風時不同。順風時

15、，是靜止空氣中聲速c加上風速，而逆風時要減去風速。但是風速沿不同高度的分布是增加的，而且近似地按指數(shù)增加。高空風速大，貼近地面小，于是逆風時，高空聲速小于地面聲速；順風時高空聲速大于地面聲速，這樣，在刮風時，順風時聲音的折射猶如夜間，而逆風聲音折射猶如白天。這就是為什么在刮風時聽人講話，站在下風處聽得格外清楚，也就是荀子在勸學中所說的：“順風而呼，聲非加疾也，而聞者彰”的道理。【】“夜半鐘聲到客船”是1200多年前的詩句，詩句概括的科學事實不斷為后來的科學發(fā)展所證實。人類對自然的認識逐漸進步著，我們沐浴在科學發(fā)展的薰風化日之中。當我們反復吟誦這優(yōu)美的詩句時，又怎能不嘆服這詩句的語言美和科學美的

16、完整結合。千年來日益發(fā)展的科學技術，不正是對這詩句作更為精細詳盡的注解嗎？【作業(yè)布置】：1、課下搜集閱讀古今中外描寫聲音的名段佳句，并相互交流。2、課下搜集閱讀古今中外與物理現(xiàn)象和原理有關的文學作品，并把這些內容相互交流，共同體驗身邊的物理?！窘虒W反思】：蒙陰一中校本課程教案生活中的物理 課題：第三節(jié)超聲波的奧妙【教學目標】：1、擴大學生的知識面，開闊視野2、培養(yǎng)學生協(xié)作精神、培養(yǎng)學生的發(fā)散思維3、培養(yǎng)學生解決較難問題的能力【教學重點】：超聲波在某些領域的應用【教學難點】：綜合運用聲學知識的能力【課時】：1【教學過程】：引入:人耳最高只能感覺到大約20000Hz的聲波，頻率更高的聲波就是超聲波

17、了，超聲波廣泛地應用在多種技術中。出示課題:超聲波的奧妙新課教學:超聲波有兩個特點，一個是能量大，一個是沿直線傳播它的應用就是按照這兩個特點展開的。理論研究表明，在振幅相同的情況下，一個物體振動的能量跟振動頻率的二次方成正比。超聲波在介質中傳播時，介質質點振動的頻率很高，因而能量很大。在我國北方干燥的冬季，如果把超聲波通入水罐中，劇烈的振動會使罐中的水破碎成許多小霧滴，再用小風扇把霧滴吹入室內，就可以增加室內空氣的濕度。這就是超聲波加濕器的原理。對于咽喉炎、氣管炎等疾病，藥力很難達到患病的部位。利用加濕器的原理，把藥液霧化，讓病人吸入，能夠增進療效。利用超聲波的巨大能量還可以把人體內的結石擊碎

18、。金屬零件、玻璃和陶瓷制品的除垢是件麻煩事。如果在放有這些物品的清洗液中通入超聲波，清洗液的劇烈振動沖擊物品上的污垢，能夠很快清洗干凈。蒙陰一中校本課程教案生活中的物理 #俗話說“隔墻有耳”（圖1），這說明聲波能夠繞過障礙物。但是，波長越短，這種繞射現(xiàn)象越不明顯，因此，超聲波基本上是沿直線傳播的，可以定向發(fā)射。如果漁船載有水下超聲波發(fā)生器，它旋轉著向各個方向發(fā)射超聲波，超聲波遇到魚群會反射回來，漁船探測到反射波就知道魚群的位置了。這種儀器叫做聲納。聲納也可以用來探測水中的暗礁、敵人的潛艇，測量海水的深度。根據(jù)同樣的道理也可以用超聲波探測金屬、陶瓷混凝土制品，甚至水庫大壩，檢查內部是否有氣泡、空

19、洞和裂紋。人體各個內臟的表面對超聲波的反射能力是不同的，健康內臟和病變內臟的反射能力也不一樣。平常說的“B超”就是根據(jù)內臟反射的超聲波進行造影，幫助醫(yī)生分析體內的病變。有趣的是，很多動物都有完善的發(fā)射和接收超聲波的器官。以昆蟲為食的蝙蝠，視覺很差，飛行中不斷發(fā)出超聲波的脈沖，依靠昆蟲身體的反射波來發(fā)現(xiàn)食物。海豚也有完善的“聲納”系統(tǒng)，使它能在混濁的水中準確地確定遠處小魚的位置?，F(xiàn)代的無線電定位器雷達，質量有幾十、幾百、幾千千克，蝙蝠的超聲定位系統(tǒng)只有幾分之一克，而在一些重要性能上，如確定目標方位的精確度、抗干擾的能力等都遠優(yōu)于現(xiàn)代的無線電定位器深入研究動物身上各種器官的功能和構造，將獲得的知識

20、用來改進現(xiàn)有的設備和創(chuàng)制新的設備，這是近幾十年來發(fā)展起來的一門新學科，叫做仿生學。【作業(yè)布置】：1、課下搜集關于中美俄國潛艇的聲納系統(tǒng)及靜音的相關知識資料2、課下學習次聲波、聲波的有關趣味知識?！窘虒W反思】：蒙陰一中校本課程教案生活中的物理 課題：第四節(jié)從海市蜃樓談光學應用【教學目標】：1、擴大學生的知識面，開闊視野2、培養(yǎng)學生協(xié)作精神、培養(yǎng)學生的發(fā)散思維3、培養(yǎng)學生解決較難問題的能力【教學重點】：通過提出開放性有趣的話題，進行討論和解答，培養(yǎng)他們的發(fā)散思維和解決問題的能力?！窘虒W難點】：綜合運用物理學知識的能力【課時】：1【教學過程】：一、海市蜃樓遠處的戈壁上出現(xiàn)了幾座虛無縹緲的沙丘。沙丘飄

21、浮在天空中，沙丘的周圍是波光粼粼的湖水，水面映出清晰的倒影。海市蜃樓是什么原因造成的？引用的原理之一：光的折射：光從一種介質射入另一種介質時，傳播方向發(fā)生改變的現(xiàn)象,叫做光的折射。引用的原理之二：全反射：當入射角增大到某一角度，使折射角達到90時，折射光線完全消失，只剩下反射光線，這種現(xiàn)象叫做全反射。具體解釋：海面上的空氣可看作是由折射率不同的許多水平大氣層組成的。遠處的山峰，船舶，樓房發(fā)出的光線射向空中時，由于不斷被折射，越來越偏離法線方向，以致發(fā)生全反射。人們逆著光線看去。就會看到遠方的景物懸在空中。二、坐井觀天有一口枯井，井邊有一棵棗樹。在枯井底下有一只青蛙，它天天坐井觀天，它嘆蒙陰一中

22、校本課程教案生活中的物理 # 息：“天并不大。”引用原理：光的直線傳播，青蛙的視角:小三、車中的光學知識1汽車駕駛室外面的觀后鏡是一個凸鏡利用凸鏡對光線的發(fā)散作用和成正立、縮小、虛像的特點，使看到的實物小，觀察范圍更大，而保證行車安全。2汽車頭燈里的反射鏡是一個凹鏡它是利用凹鏡能把放在其焦點上的光源發(fā)出的光反射成為平行光射出的性質做成的。3汽車頭燈總要裝有橫豎條紋的玻璃燈罩，汽車頭燈由燈泡、反射鏡和燈前玻璃罩組成。根據(jù)透鏡和棱鏡的知識，汽車頭燈玻璃罩相當于一個透鏡和棱鏡的組合體。在夜晚行車時，司機不僅要看清前方路面的情況，還要還要看清路邊持人、路標、岔路口等。透鏡和棱鏡對光線有折射作用，所以燈

23、罩通過折射，根據(jù)實際需要將光分散到需要的方向上，使光均勻柔和地照亮汽車前進的道路和路邊的景物，同時這種散光燈罩還能使一部分光微向上折射，以便照明路標和里程碑，從而確保行車安全。4轎車上裝有茶色玻璃后，行人很難看清車中人的面孔茶色玻璃能反射一部分光，還會吸收一部分光，這樣透進車內的光線較弱。要看清乘客的面孔，必須要從面孔反射足夠強的光透射到玻璃外面。由于車內光線較弱，沒有足夠的光透射出來，所以很難看清乘客的面孔。5除大型客車外，絕大多數(shù)汽車的前窗都是傾斜的當汽車的前窗玻璃傾斜時，車內乘客經玻璃反射成的像在車的前上方，而路上的行人是不可能出現(xiàn)在上方的空中的，這樣就將車內乘客的像與路上行人分離開來，

24、司機就不會出現(xiàn)錯覺。大型客車較大，前窗離地面要比小汽車高得多，即使前窗豎直裝，像是與窗同高的，而路上的行人不可能出現(xiàn)在這個高度，所以司機也不會將乘客在窗外的像與路上的行人相混淆。課堂討論問題：為什么先看到閃電后聽到雷聲？【作業(yè)布置】：1、結合所學發(fā)散思維分析趣味成語“鼠目寸光”，再找出3-5個成語俗語分析討論2、通過斑馬、變色龍等分析生物擬態(tài)的光學【教學反思】：蒙陰一中校本課程教案生活中的物理 課題：第五節(jié)：炮彈果真沿45方向發(fā)射最遠嗎？【教學目標】：1、擴大學生的知識面，開闊視野2、培養(yǎng)學生協(xié)作精神、培養(yǎng)學生的發(fā)散思維3、培養(yǎng)學生解決較難問題的能力【教學重點】：通過提出開放性有趣的話題，進行

25、討論和解答，培養(yǎng)他們的發(fā)散思維和解決問題的能力?！窘虒W難點】：綜合運用力學知識的能力【課時】：1【教學過程】：引入在中學物理中，我們已經知道，在地面上發(fā)射的炮彈，沿拋物線軌跡運動，當發(fā)射角為45時，其水平射程最遠。然而，這個結論是在不計地形變化和炮身運動，忽略空氣阻力，并假設炮彈運行中所受引力不變的條件下推導出來的，而實際情形卻決非如此。下面我們分別談談上述因素對炮彈運動軌跡和射程的影響。新課教學：一、高地放炮改變軌道在高度為的山頭向平地放炮，設炮彈初速度為0,落地速度為V則有0V式中為重力加速度，其矢量三角形如圖所示；由能要使炮彈落在平地上的射程最大，只要 取最大，即圖所示三角形面積最大；三

26、角形中，因邊長0，t一定，必有0丄t，故當炮彈發(fā)射角0滿足時，炮彈從高處發(fā)射落到平地上的射程為最大。顯然，從高山放炮獲得最大水平射程的發(fā)射角小于45。我們不難求出這個水平最大射程。如果炮彈落在高為的山坡上，求最大射程的問題就可類似進行分析。不過傾角的大小隨1的大小而變化。二、炮身反沖影響射程炮車發(fā)射炮彈時，由于炮身的反沖速度，使炮彈射出時相對地面的仰角大于炮筒的傾角。設炮車質量為，炮彈質量為，炮筒與水平面的傾角為a，若己知炮彈相對地面的膛口速率為0，試求a為多大時，其水平射程最大。這時炮身的反沖速度不可忽視，即0+，如圖所示，r為炮彈相對于炮身的速度。由上式有sin3=Vrsinct.3=V/

27、Cgsrct.u若不考慮炮身與地面的摩擦力，則由水平向動量守恒有再由，式可得覽卩=+(4)將（4代）入（1式）得時，炮彈從高處發(fā)射水平射程最大，可見考慮炮身反沖，平地放炮時炮筒傾角a應小于，高山放炮時a傾角應更小一些。三、空氣阻力縮短射程以上討論都是在不計空氣阻力的理想前提下進行的，實際上炮彈在稠密的大氣中運行時，受到與速度方向相反的阻力作用。由于這個阻力大小隨速度而變，其運動軌跡只能由求解微分方程得到。如圖3所示，虛線為不計空氣阻力的理想運動軌跡，實線為同樣初速的實際運動軌跡。算例表明，以61千0米秒速度射出的炮彈，在不計空氣阻力的空間會畫出一條高9。6千米的巨大弧線，射程可達39千米，而實

28、際炮彈在空氣阻力下只飛行了千米，其射程縮短倍之多。4千米陰千*殊不知環(huán)繞地球的大氣層，由里向外是逐漸稀薄的，遠程大炮的發(fā)射角一般在500范圍內變化。這是因為如此發(fā)射的炮彈，可達到離地千米的高度。在這個高度上，空氣十分稀薄，阻力很小，炮彈在大氣圈中飛越千米的距離。如果炮彈仍以45傾角發(fā)射飛行軌跡全在較稠密的大氣中，阻力很大，就只能達到約千米的射程了。四、引力向心拋物失真我們知道，炮彈運行中拋物線軌跡是在諸多假設下推導出來的，其中之一是炮彈在整個運動過程中所受重力均沿同一垂直向下方向的常力。實際上，炮彈飛行時所受引力恒指向地球中心，運行中在各個位置所受的引力方向不同，因而炮彈飛行的軌跡就是以地球中

29、心為其一個焦點的橢圓曲線。又因常規(guī)炮彈的運行速度較小，其橢圓軌跡的離心率接近于1，橢圓高度平化，通常近似視為拋物線?！咀鳂I(yè)布置】：奧運會上射擊和射箭運動員技術高超，讓觀眾折服，你在觀看運動員比賽時，看到射擊和射箭運動員的射角是否一樣，試解釋一下。【教學反思】： 蒙陰一中校本課程教案生活中的物理課題：第6節(jié)：“貓有九條命”的力學解析【教學目標】：1、擴大學生的知識面，開闊視野2、培養(yǎng)學生協(xié)作精神、培養(yǎng)學生的發(fā)散思維3、培養(yǎng)學生解決較難問題的能力【教學重點】：通過提出開放性有趣的話題，進行討論和解答，培養(yǎng)他們的發(fā)散思維和解決問題的能力。【教學難點】：綜合運用力學知識的能力【課時】：1【教學過程】：

30、引入力學科學，它在人們身邊無時不在，無處不有。俗話說：“貓有九條命”。而我們也經常看見貓從屋頂跳下，不會受傷，更不會是死，難道貓真的有九條命嗎？這期中又包含了什么物理知識呢？新課教學：一個頑皮的孩子用雙手托起一只貓，使它四腳朝天，然后突然撒手。孩子本想把貓摔一下取樂，可是出乎他的意料，貓竟能在空中翻身，四腳朝地安全落下。你是否也有過這樣的實踐？可是這個大家都熟悉的日常現(xiàn)象，在力學原理上卻有些說不清。因為根據(jù)力學中的動量矩守恒原理，貓在下落過程中，貓體對通過重心的縱軸（頭尾連線）的動量矩應該始終為零。這樣，貓的一部分（例如前半身）的轉動必然伴隨著另一部分（后半身）的反向轉動；因此，貓不可能整個身

31、子向一個方向轉動而翻身。然而事實上，貓確實向一個方向翻過身來；而且有人測量過，它翻轉180所需要的時間僅為1/8秒！貓的翻身竟好像違反了動量矩守恒原理，這就是力學發(fā)展中困感了許多科學家?guī)资甑摹柏埌浮薄Ｒ?、違反了力學原理嗎？在中學物理中有這樣一個例題：兩個人面對面地站在冰上，且假設冰面非常光滑；兩個相互一推，則兩人必向相反方向滑行，且質量大的人速度小，質量小的人速度大。這就是當系統(tǒng)所受外力為零時的動量守恒原理的一例。同樣，如果有兩個圓盤裝在同一個轉軸上，可以分別繞轉軸自由轉動；兩圓盤之間裝有電機，電機轉子裝在一個圓盤上，定子裝在另一個圓盤上。開始時圓盤都靜止。一通電，電機的轉子與定子之間產生相

32、互作用力矩，結果是兩個圓盤向相反的方向轉動，且質量大半徑大的圓盤轉動角速度小，質量小半徑小的圓盤轉動角速度大。這就是當系統(tǒng)所受外力矩為零時的動量矩守恒原理的一個實例。需要指出的是，當物體作直線運動時，可以用質量作為物體運動慣性的度量；而當物體繞某軸轉動時，轉動慣性的大小不僅與質量有關，而且與半徑有關。物體的質量分布距轉軸的距離越遠，轉動慣性就越大，亦即，越不容易改變轉動運動的狀態(tài)。因此，我們用轉動慣量J表示物體繞某軸的轉動慣性，它等于物體中各質點質量mi與距軸的距離ri平方乘積之和，即所以，當系統(tǒng)動量矩守恒并為零時，在內力作用下，兩物體反向轉動，且轉動慣量大的物體角速度小，轉動慣量小的物體角速

33、度大。貓在下落過程中，重力對通過重心的縱軸的力矩為零，因而貓對縱軸的動量矩守恒。又因下落開始時貓?zhí)幱陟o止狀態(tài)，動量矩的初值為零，因而整個下落過程中貓對縱軸的動量矩始終為零。當貓的一部分（例如前半身）向某一方向轉動時，根據(jù)前述的系統(tǒng)動量矩守恒原理實例，另一部分（后半身）必然要反轉，因而無法解釋貓作為整體向一個方向轉動的事實，這就是科學家們的長期困惑所在。二、形形色色的解釋最早試圖解釋貓翻身現(xiàn)象的大概是上世紀末法國的古龍。他認為貓先收縮前肢、伸開后肢、并轉動前半身（圖1），由于前半身對縱軸的轉動慣量小于后半身，根據(jù)動量矩守恒原理，在同樣時間內，前半身轉過的角度比后半身向相反方向轉過的角度要大。然后，貓伸開前肢，收縮后肢并轉動后半身，根據(jù)同樣的道理，后半身也轉過較大的角度。結果是：雖然動量矩始終為零，貓作為一個整體仍然可以向一個方向轉動。古龍的解釋可以稱為四肢開合論。它雖然符合力學原理，但卻不符合實際，因為在貓的自由下落過程中，我們根本觀察不到這種明顯的四肢開合運動。本世紀年代，蘇聯(lián)的洛強斯基與魯里葉在他們撰寫的理論力學教科書中曾提出另外一種解釋，即不用四肢的伸縮動作，