长沙市九年级物理教案五篇

长沙市九年级物理教案1

一、教材分析：环节一，地位与作用。

地位：牛顿第一定律是经典力学中三大定律之一，是整个力学中的基础。如果我们把所有力学现象看作一座大厦，那么牛顿三大定律则是这个大厦的奠基石，牛顿第二定律又是在牛顿第一定律定义的惯性系基础上建立起来的，牛顿第二定律建立在牛顿第一定律基础上。因此牛顿第一定律又是三大定律基础的基础，是否领会这一物理规律，不仅影响学生对这一章的学习，而且会影响整个物理课程中力学部分的学习。

作用：前面我们学习了简单的运动，又知道力学一些简单知识，牛顿第一定律正是基于此基础上将运动和力联系起来的一条纽带一座桥梁，是进一步分析和处理直线运动和力学问题的基础，起到承上启下的作用，是本册书中的一个重要内容，也是本节、本章的重点。环节一：学习状况分析：牛顿第一定律是由部分实验结果，部分外推假设、部分定义所构成的一个复合体，就其定义本身的表述学生不难记住，但初二学生由于接触物理时间比较短，学生平均年龄比较低，抽象思维能力及认知结构上尚不成熟，因此在接受牛顿第一定律上有一定的难度，怎样形成对牛顿第一定律的理解及这一概念的建立使其认识由直观的感觉上升到科学理性认识则是本节的难点。

环节二、目标、重点、难点确定：基于以上分析，结合教材和大纲。

本节重点：牛顿第一定律及理解，根据教学大纲和教材要求，确定本节教学目标、难点：了解理想实验推得物理规律方法。

目标：1、知识目标。2、能力德育目标。

(1)知道牛顿第一定律的内容

牛顿第一定律不是实验定律，而是在大量经验事实基础上，通过进一步概括，推理总结出的一条规律。

(2)理解力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动的原因。

(3)了解理想实验推得物理规律的方法。

牛顿第一定律是一节物理规律教学课。

2、德：培养学生以事实为基础，养成良好的科学态度和科学学习方法，实现由感性认识到理性的思维

3、情感目标：注意师生间沟通，创造良好的学习氛围。在知识目标上针对本节特点对学生提出，了解、理解、知道三个层次，以便学生在学习过程中理清脉络，把握重点部分。以往教学实践中证明，物理规律是物理基础知识部分比较难学的部分，学生往往只注意背定义、记公式、做习题而忽视了对物理概念及规律的理解，以至于丰富的物理含义被形形色色的数学符号所淹没。面对这一现象在这一节教学中突破重点上我主要采取了如下方法。

(1)首先在引题上创设情境，以毛主席诗词“坐地是行八万里，巡天遥看一千河”为开端，引导学生从宏观上复习运动现象，故而知新，提供新旧知识联系的支点，使学生感到新知识并不陌生，便于将新知识纳入原有的认识结构中，降低了学习的难度，有利于引导学生参与学习过程。

(2)通过物理实验进行启发诱导/

A：做课本中小车演示实验，让学生对此实验进行认真、仔细观察以获得足够的感性材料。

每次实验前向学生交代清楚实验的条件和做法，使学生找出实验中哪些条件不变，变化的是什么条件，不变：同一小车、同一斜面、让它从斜面的同一高度上滑下，变化：三种粗糙程度不同的表面，再针对实验结果，提出问题，让学生运用渗透比较，分析综合等研究方法，引导学生分析引导起变化的原因，使学生明确实验目的，动脑筋思考问题，根据实验结果得出结论“同样条件下，平面越光滑，小车前进得越远”为牛顿第一定律的建立提供了一定的感性材料。

B：其次通过上面的演示实验，简单介绍伽利略的推理方法和得出的结论。突出他的理想化实验和推理方法，理想化实验虽然不能实现，但都有可靠的事实基础，因而推理是合理的。C：在此基础指出牛顿在总结前人研究成果基础上，以事实为依据总结出一条经得起时间和实践检验的一条真理，牛顿第一定律。

3：在教学突出重点中，对定律中关键词语进行说明，各种易犯的错误进行分析，纠正学生头脑中原有的错误生活观念以形成正确的科学概念，由于牛顿第一定律是建立在实验和观察基础上大胆而合理的确良外推，它只是一种基础假设，由于不存在绝对不受外力作用的物体，因此这条定律无法直接用实验来证明，它的正确性在于它推得结果与客观事实相吻合，形成对比知道知识的发展过程由错误正确完善学生一目了然地看清其框架，把握重点和关键。投影牛顿第一定律

一、没有力的作用，运动物体就要静止下来(错误)

二、运动物体如果不受任何外力作用，它的速度将保持不变，永远运动下去。(正确)

三、一切物体在没有受外力作用的时候，总保持匀速直线运动或静止状态。(完善)环节五：难点突破

牛顿第一定律虽已建立，但学生对其建立过程仍比较生蔬，常不能予以接受因此造成了对牛顿第一定律理解不深入，不透彻，形成难点针对此现象采取了，实验和定性分析相结合的原则，使直观实验与抽象受力分析相结合的起来，这样做到了使其难点先简后繁，先定性，后定量;先具体后抽象;先特殊后一般的解决方法，使其难点被逐步得以解决，从而形成了完整的科学体系。这样有利于培养其思维能力和理想实验推得物理规律方法。

二程序安排

本节课在程序安排上针对学生特点主要采取了如下程安排：

1、引题，创新情境，复习提问导入新课。形成新旧知识互相联系、互相渗透。

2、重视物理实验，引导学生观察、分析、猜想，推导得出牛顿第一定律。

3、重视各种变成恰当的应用，对其定律中学生不易接受的地方和关键词语进行解释，使牛顿第一定律得以巩固，理解定义、特定的含义。

4、在此引导说明，对其进行加深，从而形成深刻印象，通过不同层次联系，加强基础与习题的配备，能够及时反馈学生认知情况，从而调整教学加经改进，体现以学生为主、教师为主导的作用。

5、归纳总结。由学生回忆本节学到了什么为主线，使学生对所学的新知识更加清晰，明确、系统，从知识结构上把握新内容，达到巩固和提高的目的，经过这一回顾，让学生会用科学方法去研究问题，从而进一步发展了思维能力设计。

6、定量作用：让学有余力的同学进一步提高，学习困难的同学加深对本节特点及基础知识理解认识，为之创造良好的外部条件以促进学生的学习进行如下设计。

(1)明确目标，激发动机(在复习运动和力基础上)

(2)新旧联系，指引注意。

(3)创设情境，提供感性材料(实物、小车实验)

(4)讨论分析形成结论。如果物体不受摩擦力作用，那么物体运动情况又会怎样呢?让学生思考，讲座得出结论，从而养成学生动口，动手的能力。

(5)反馈强化，通过对定律本身说明及习题配备，使定律得以巩固和深化。确定教学目标

导入课题

提供感性材料

分析推理

形成定律

反馈强化

巩固应用

小结综合

长沙市九年级物理教案2

一、说教材

1.教材内容的地位和作用

在本节之前，学生已经学习了一些化学知识，知道了物质经过化学反应可以生成新的物质，但是并没有涉及到反应物与生成物质量之间的问题。而本节开始了从生成何种物质向生成多少物质方面的过渡，引导学生从量的方面去研究化学反应的客观规律，为化学方程式书写和计算的教学做好理论准备。以往一些学生不能正确书写化学方程式或进行有关计算，就是因为没有正确理解质量守恒定律，所以本节内容是第四章的基础，也将对全部初中化学乃至今后的化学学习起到至关重要的作用。

2.教学目标

教学目标的确定必须科学、简明，切合教材要求、切准学生实际，切实突出重点，体现全面性、综合性和发展性。为此，确定了以下教学目标：

(1)知识目标

①记住质量守恒定律的内容，能理解质量守恒定律的涵义，会运用质量守恒定律解释，解决一些化学现象和问题。

②学有余力的同学能对质量守恒定律的简单应用进行分类归纳。

(2)能力目标

①培养学生的实验操作能力、观察能力。

②培养学生全面分析、逻辑推理和综合归纳能力。

③初步了解自然科学研究的基本方法。

(3)情感目标

①树立透过现象认识事物的本质的辩证唯物主义观点。

②体验科学发现真理的途径和方法。

3.教学重点、难点

根据教学大纲、教材内容设置及对今后教学的影响，本节的教学重点为理解和运用质量守恒定律。这也是本节教学的难点。

二、说教法

根据教学目标的要求、教材和学生的特点，本节课我采用讲授法、谈话法、讨论法、实验法。

1.讲授法。它能在较短的时间内通过口头语言，简捷地传授化学知识信息。如上课之初，教师导出本节课所要学习的主题，提出所要达到的目标，这样便于学生明确探索方向，激发学习动机。

2.谈话法。就是教师根据学生已有的知识和经验，帮助学生发现问题，让学生基于以往的经验，依靠他们的认识能力、形成对问题的解释、提出他们对问题的假设的方法。如在本节中当学生发现“反应物的质量同生成物的质量之间究竟有什么关系”这个问题后，教师引导学生对自己发现的问题作出尽可能多的假设，教师不压抑学生思维，不管对或错，都不忙于作出结论，这样学生的思路会开阔，思维的火花会闪现。

3.讨论法。就是要教师根据教学内容设置问题、创设情境，组织协作学习、展开讨论和交流，让学生畅所欲言、各抒己见，通过师与生、生与生之间的“会话”，自己得出结论。在这个过程中每个学习者的想法都为整个学习群体共享，而且把学生之间的差异作为一种资源，大家互相帮助、互相鼓励，大家都在原有的基础上有所提高、有所发展，不断体验成功的喜悦。如在这节课的后面，教师提出：你认为在化学反应中，哪些项目(指标)不变?哪些项目(指标)改变了?哪些项目(指标)可能变也可能不变?先让学生进行独立思考，然后进行小组讨论，最后请一些同学作组际间交流，教师真心倾听、真心欣赏、真心关注每位发言的学生，但不作评论、引发学生更深层次地探索和思考，进而让学生你来我往、唇枪舌战，在一派“学术争鸣”的气氛中将问题引向深入，当争论进行到白热化程度，教师对学生的观点进行归纳和点评。

4.实验法。这是反映化学学科特点、学习化学知识的最有效途径。基本方法是让学生自己动手做实验或观察教师演示实验，边观察、边记录、边思考、边讨论，实现以观生趣、以趣激疑、以疑导思、以思求知、以知增能。如本节中，按探究性实验的程序即“发现问题——提出假设——设计实验——实验求证——得出结论”来组织教学，让学生分组进行实验、得出结论。这样学生通过在做实验、思考、分析、讨论和交流的基础上，逐步建立质量守恒定律，真正领会质量守恒定律的涵义，体验化学的再发现过程，学习科学家发现真理的途径和方法，砺练自己的智慧。

三、说学法

教学过程不仅需要教师的活动，而且需要学生的活动，只有把教师教的化和学生学的化融合在一起，才能保证教学化有一个完整的过程。学生的学习方法有：

1.实验法

学生动手测定反应前后物质的质量、强化学生的实验基本操作技能，逐步学会分析现象得出结论的方法，教师应注意以下四点的指导：

①重视探索性实验的选择与设计。

②在实验之始，要向学生提示观察角度。

③要重视引导学生对实验现象完整而准确地叙述。

④要不失时机地引导学生透过实验现象分析其化学本质。

2.多种感官协同法

就是需要调动多种感官同时并用，把耳听、眼看、脑想、手写等结合起来，共同完成学习任务。本节课中学生要阅读、思考、分析、讨论和交流，因此需要多种感官同时开通。教师应做好以下指导：

①指导正确使用教科书。

②指导学生正确听课。

③指导学生开展小组合作学习。

④指导学生做笔记。

四、说教学程序

这节课，我按“设置问题、创设情境——活动探索、建立模型——解释应用、拓展提高——交流收获、体验成功”四个环节组织教学。

1.设置问题、创设情境。

上课之初、我让学生写出铁在氧气中燃烧，氯酸钾受热分解的文字表达式，然后发问：反应物的质量同生成物的质量之间究竟有什么关系?此时学生被难住了，于是教师导出本节课所要学习的主题，提出所要达到的教学目标。这样，使学生在明确探索方面中激发学习动机。

2.活动探索、建立模型。

这一环节我采用探究性实验的程序来组织教学。

(1)提出假设。当学生发现“反应物的质量同生成物的质量之间究竟有什么关系”这个问题后，我引导学生对自己发现的问题作出尽可能多的假设：①反应后物质的总质量可能增加;②反应后物质的总质量可能减少;③反应后物质的总质量可能不变;④在某些反应中可能增加，在某些反应中可能减少，而在某些反应中可能不变。

(2)设计实验。在充分假设基础上，我说：同学们，让我们测一测几个化学反应前后物质的质量，会出现什么情况?然后说出将做的几个实验：①白磷在空气中燃烧;②NaOH溶液与CuSO4

溶液反应;③NaOH溶液与FeCl3溶液反应;④Na2CO3溶液与CaCl2溶液反应;⑤BaCl2溶液与Na2SO4溶液反应。

(3)实验求证。我首先边做边讲实验⑴，然后，进一步提出：其它的反应又会出现什么情况呢?布置学生做分组实验，在实验前交待清楚怎么做实验，如何进行合作共同完成实验。第一行中每组做实验⑵，第二行中每组做实验⑶，第三行每组做实验⑷，第四行每组做实验⑸。

(4)得出结论。实验完毕，各小组汇报结果，然后我写出以上各反应的文字表达式，介绍以上各种溶液的成分。接着提出以下具有阶梯性问题：

①所用的溶液中哪些成分参加了反应?哪些成分没有参加反应?反应后的物质中哪些是反应生成的?

②反应前物质的总质量是哪些物质质量之和?反应后物质的总质量是哪些物质质量之和?

③反应前物质的总质量等于反应后物质的总质量其实质上是什么在反应前后的总质量相等?

让学生在自己独立思考后，进行小组讨论，然后进组际间交流，共同得出以下关系(略)

在建立了质量守恒定律模型后，教师提出：为什么物质在发生化学反应前后各物质的总质量相等?要求学生用化学式表达氢气还原氧化铜：H2+CuO

→Cu+H2O。提出以下具有阶梯性问题：

①反应前后，原子的种类是否改变了?

②反应前后，原子数目改变了没有?

③计算上式中各物质的相对分子质量。

④反应前各物质的质量总和是多少?反应后各物质的质量总和是多少?

⑤反应前后物质的质量总和是否相等?

⑥通过思考上述问题，你得出什么结论?

让学生独立思考后，进行小组讨论，然后进行组际间交流得出反应前后各物质的质量总和相等的原因。最后让学生阅读课文。

这样学生通过实验、思考、分析、讨论和交流的基础上，逐步建立质量守恒定律，真正领会质量守恒定律的涵义。在这个过程中，学生主动探索、体验化学的再发现过程，学习科学家发现真理的途径和方法，砺练自己的智慧。

3.解释应用，拓展提高。

建立理解质量守恒定律之后,运用它来解释、解决一些化学现象和问题，我设置了几组习题：

一、填空：

(1)电解水时生成2克H2和16克O2，则有克水参加了反应。

(2)将4.9克KClO3跟1.1克MnO2混合后,加热一段时间,称得剩余固体的质量为4.8克,则生成了克氧气.

二、根据质量守恒定律解释下列问题：

(1)KClO3受热分解后，剩余固体的质量比原反应物的质量小。

(2)镁带在空气中燃烧后，生成物的质量比原来镁带的质量大。

三、想一想，生活中还有哪些类似问题可以用质量守恒定律来解释。

建立一个化学模型不是目的，重要的是能用这些“化学化”的东西解释、解决生活中的一些化学现象和问题，寻找生活中符合这样特点的例子，引导学生能自觉地把化学知识和方法运用到生活实践中，鼓励学生把生活中碰到的问题带进课堂。

4.交流收获，体验成功。

在反馈、矫正后，提出：①通过这节课，你有什么收获?你能说出在化学反应中，哪些项目(指标)不变?哪些项目(指标)改变了?哪些项目(指标)可能变也可能不变?②你能否归纳出质量守恒定律有哪几方面的应用?

让学生在与同伴、与教师的交流中获取对化学的最深感受，体验到成功之乐，增强学好化学的信心，同时也让学生体验到不少。

长沙市九年级物理教案3

机械效率

(一)学习目标

1、知识与技能目标

(1)知道有用功、额外功、总功

(2) 理解机械效率，会计算机械效率

2、过程与方法目标

(1)根据生活事例认识物理知识，并运用物理知识解决实际问题

(2)探究：斜面的机械效率

(3)学习根据实验数据分析、归纳简单的科学规律

3、情感、态度价值观目标

使学生勇于探究日常用品或器件的物理原理，具有将科学技术应用于日常生活、社会初中的意识。

(二)教学重难点

1、 重点：(1) 理解机构效率

(2) 探究斜面的机械效率

2、难点：理解机械效率

(三)教学准备

长木板、木块、弹簧秤、刻度尺、细线

(四)教学过程

一、引入新课

小明家最近买了一处新楼房，三楼。想把洗手间、厨房装修一下，需把沙子运到三楼。请同学们根据需要，选择器械帮助小明家解决这个问题，看看哪个小组选的办法?

二、进行新课

假如用动滑轮提升沙子，请同学们观着提沙子的过程。

对谁做的功是我们需要的?

(板书有用功：我们所需要的功。)

哪部分功是我们不需要，但不得不做的?

(板书额外功：工作时，对于额外负担所不得不做的功。)

一共做的功等于什么?

(板书总功：有用功与额外功之和。)

假如我们用下面三种方法搬运沙子，你认为哪一种方法?为什么?

讨论回答。(第三种方法，因为第三种方法做的额外功最少。)

工作中，我们总是希望额外功越少越好;也就是有用功在总功中所占的比例越大越好。在物理学中，用机械效率表示有用功在总功中所占的比例。(板书机械效率：有用功在总功中所占的比例)表示机械效率;W有表示有用功;W总表示总功。那么，机械效率应该怎样表示?

根据公式计算，上面斜面的机械效率是多少?

(机械效率没有单位，小于1，常用百分数表示。)

师：同学们，刚才我们知道上面斜面的机械效率，任何斜面的机械效率都一样吗?请同学们再来观察用斜面推物体的情景。

下面我们探究斜面的机械效率(板书探究：斜面的机械效率。)

通过观察上面用斜面推物体的情景，对斜面的机械效率你能提出什么问题?

提出问题。

(斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有什么关系?斜面的机械效率与斜面的粗糙程度有什么关系?……)

请同学们猜想上面提出的问题。

根据提出的问题和做出的猜想，选择其中的一个问题进行实验，设计出实验的方案。

小组讨论，设计实验的方案。

小组实验，同时设计表格记录数据。

分析实验数据，你能得出什么结论?

(五)小结

通过本节课的学习，你有哪些收获?

1. 有用功、额外功、总功;

2. 机械效率：定义、公式、计算;

3.探究：斜面的机械效率。)

(六)作业

1、根据生活中你使用的机械，想想：怎样提高机械效率?结合自己的学习实际，如何提高学习效率?

2、动手动脑学物理

长沙市九年级物理教案4

滑轮(第一课时)

(一)学习目标

1、知识与技能目标

(1)认识定滑轮和动滑轮

(2)知道简单机械的一些应用

2、过程和方法目标

(1)通过观察和实验，了解定滑轮和动滑轮的结构

(2)通过探究，了解定滑轮和动滑轮的特点。

3、情感、态度与价值观目标

通过了解简单机械的应用，初步认识科学技术对人类社会发展的作用。

(二)教学重难点

1、 重点：认识定滑轮和动滑轮的结构、特点及作用

2、 难点：正确引导学生进行探究实验

(三)教学准备

定滑轮、动滑轮、钩码、细绳、测力计、铁架台、刻度尺。

(四)教学过程

一、总述

学好本节应注重实验。通过自己的探究活动，体会各种简单机械的特点。在探究活动之前，先画出简单机械的草图，用自己的知识和经验去分析会有什么结果，然后再用实验验证。如果有出入要去认真分析原因，必要时请老师参与。例如，探究定滑轮的特点时，先画草图、再分析：一根绳子，通过定滑轮转了一弯，估计不能省力，但明显能改变力的方向，然后实际做做看。做后我们发现实际情况与分析有出入，想想是什么原因?(是实验误差还是分析有问题)找出原因就是提高了自己。

二、引入

让同学们观看书上的漫画。问：为什么瘦子却拉不住这个物体?

三、定滑轮和动滑轮

1、介绍滑轮

周边有槽，能绕轴转动的轮子。

2、请学生用滑轮把钩码提升到一定的高度。(学生自由组装)

这个时候学生应该会出现不同的方法。在学生实验完成后，选取不同的类型放在讲台上进行讲解。

(1) 定滑轮：提升物体时滑轮不随物体一起移动。

(2) 动滑轮：提升物体时滑轮随物体一起移动。

3、探究：定滑轮与动滑轮的特点

学生自己动手探究，明确探究目的，

设计数据表格，通过分析得出结论。

如右图，在学生自己探究时，引导是非常

重要的，强调学生在提升物体时一定要匀速

移动。

分析：定滑轮不能省力，但能改变力的方向;

动滑轮不能改变力的方向，但能省一半力。

动滑轮在省力的同时，却费了一倍的距离。

此时，教师可以根据情况，用杠杆的知识分析一下，定滑轮、动滑轮的特点。

另外：在探究过程中，由于滑轮本身有重力，和绳子有摩擦，结果可能不太一样，教师应交待清楚。并提出在动滑轮中：F=G物+G动2

四、滑轮组

动滑轮可以省力，却不能改变力的方向;定滑轮能改变力的方向，却不能省力。有什么办法既能省力又能改变力的方向吗?引入滑轮组。

1、 将动滑轮和定滑轮组合在一起就形成了滑轮组。

让学生自己组装，教师巡视指导。(要求既能省力又能改变力的方向)

再让学生用测力计测量一下，归纳其特点：

2、 使用滑轮组时，滑轮组用几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物重的几分之一。

(五)小结

(六)作业

动手动脑学物理

附：课后总结

第二节 滑轮(第二课时)

(一)学习目标

1、知识与技能目标

(1) 知道轮轴和斜面也能省力

(2) 巩固简单机械有关的知识

2、过程和方法目标

通过观察和实验，了解轮轴与斜面的结构

3、情感、态度与价值观目标

通过了解简单机械的应用，初步认识科学技术对人类社会发展的作用。

(二)教学重难点

1、重点：认识定轮轴和斜面结构、特点及作用

2、难点：正确引导学生进行分析

(三)教学准备

带钩的木块、细绳、测力计、木板。

(四)教学过程

一、 斜面

阅读《科学世界》自己进行探究：斜面是不是真的省力?

通过实验后，教师分析：FL=Gh。

即在高度一定时，斜面越长越省力。请学生举例说明：盘山公路，我们骑自行车时上坡比较困难时就骑S形等。

二、 轮轴

介绍书上的一些例子，说明人作用在轮上省力。(F1R=F2r)

三、 练习

1、升旗的时候，我们看到旗手用力向下拉绳子，旗子就升上去了，这是因为旗杆顶端有一个 。这个事例告诉我们，这种简单机械能够改变 。

2、如图所示，当弹簧测力计A的读数是5N时，弹簧测力计B的读数是 ,这个事例告诉我们，这种简单机械能够 。

3、我们生活中经常使用的工具和见到的情景，分别属于哪种简单机械?

a、用扳手拧上螺钉： ; b、用改锥拧下螺钉： ;

c、汽车走的盘山公路： ; d、挑东西的扁担： 。

4、下面能够省距离的简单机械是( )

A、定滑轮 B、动滑轮 C、轮轴 D、斜面

5、在生活和生产中经常使用简单机械，其目的在于( )

A、省力 B、省距离 C、改变力的方向 D、工作的方便

6、如图是没有组装的滑轮组，如果用它来提升重物，请你用笔画线代表绳子画出两种组装方法，并说出它们的不同的特点。

7、如图是工人师傅运重物时经常采用的方法，其中利用的物理知识有 ，其目的在于 。

8、如图中的滑轮是 滑轮，如果重物重为100N(滑轮重不计)，则拉力F= N，分析一下，这样使用滑轮的好处在哪里?

9 、在3000多年前，我们的祖先就设计了结构合理的辘轳，直到现在，也还有些地方在使用它，去查找资料，看它是什么样的结构，有什么用?是属于哪一种简单机械?

10、如书上的图，观察这幅漫画，并回答：

①这幅科学漫画有什么科学道理?

②如果你是图中的瘦子，为了防止图中出现的尴尬场面，你会如何改进装置?(画图说明)

11、小红学习了简单机械后发现，所有的简单机械“省力、必然费距离”，没有既省力，又省距离的。如果想省一半的力，是否就要费一倍距离呢?为了弄清这个问题，她设计了实验装置如图进行探究。

请你回答：①实验中不用刻度尺能行吗?

②应该记录的数据除砝码和滑轮的总重外，还应有哪些?(画一个记录数据的表格)

③探究结论，有可能用一个等式来表示吗?

12、在研究斜面特点的探究活动中，小红找来一块木板做了一个斜面，测得斜面高为10cm，长为30cm.此后用弹簧测力计测得一木块重2N，小红想，要把木块直接提到10cm高的斜面上，需要用力为2N，如果沿斜面拉上去，根据前面议论过的“力”与“距离”的关系，这个拉力大约是直接提上去所用力的1/3。通过实验：小红发现这两个力相差不大，根本不是1/3的关系。

①帮小红画出这个实验的草图。

②帮小红评估一下，实验结果与分析不一致，是实验误差还是分析错误，还是别的什么原因?能提出改进实验的合理化建议。

长沙市九年级物理教案5

万有引力与航天

(一)知识网络

托勒密：地心说

人类对行 哥白尼：日心说

星运动规 开普勒 第一定律(轨道定律)

行星 第二定律(面积定律)

律的认识 第三定律(周期定律)

运动定律

万有引力定律的发现

万有引力定律的内容

万有引力定律 F=G

引力常数的测定

万有引力定律 称量地球质量M=

万有引力 的理论成就 M=

与航天 计算天体质量 r=R,M=

M=

人造地球卫星 M=

宇宙航行 G = m

mr

ma

第一宇宙速度7.9km/s

三个宇宙速度 第二宇宙速度11.2km/s

地三宇宙速度16.7km/s

宇宙航行的成就

(二)、重点内容讲解

计算重力加速度

1 在地球表面附近的重力加速度，在忽略地球自转的情况下，可用万有引力定律来计算。

G=G =6.67_ _ =9.8(m/ )=9.8N/kg

即在地球表面附近，物体的重力加速度g=9.8m/ 。这一结果表明，在重力作用下，物体加速度大小与物体质量无关。

2 即算地球上空距地面h处的重力加速度g’。有万有引力定律可得：

g’= 又g= ，∴ = ，∴g’= g

3 计算任意天体表面的重力加速度g’。有万有引力定律得：

g’= (M’为星球质量，R’卫星球的半径)，又g= ，

∴ = 。

星体运行的基本公式

在宇宙空间，行星和卫星运行所需的向心力，均来自于中心天体的万有引力。因此万有引力即为行星或卫星作圆周运动的向心力。因此可的以下几个基本公式。

1 向心力的六个基本公式，设中心天体的质量为M，行星(或卫星)的圆轨道半径为r，则向心力可以表示为： =G =ma=m =mr =mr =mr =m v。

2 五个比例关系。利用上述计算关系，可以导出与r相应的比例关系。

向心力： =G ，F∝ ;

向心加速度：a=G , a∝ ;

线速度：v= ，v∝ ;

角速度： = ， ∝ ;

周期：T=2 ，T∝ 。

3 v与 的关系。在r一定时，v=r ,v∝ ;在r变化时，如卫星绕一螺旋轨道远离或靠近中心天体时，r不断变化，v、 也随之变化。根据，v∝ 和 ∝ ，这时v与 为非线性关系，而不是正比关系。

一个重要物理常量的意义

根据万有引力定律和牛顿第二定律可得：G =mr ∴ .这实际上是开普勒第三定律。它表明 是一个与行星无关的物理量，它仅仅取决于中心天体的质量。在实际做题时，它具有重要的物理意义和广泛的应用。它同样适用于人造卫星的运动，在处理人造卫星问题时，只要围绕同一星球运转的卫星，均可使用该公式。

估算中心天体的质量和密度

1 中心天体的质量，根据万有引力定律和向心力表达式可得：G =mr ，∴M=

2 中心天体的密度

方法一：中心天体的密度表达式ρ= ，V= (R为中心天体的半径)，根据前面M的表达式可得：ρ= 。当r=R即行星或卫星沿中心天体表面运行时，ρ= 。此时表面只要用一个计时工具，测出行星或卫星绕中心天体表面附近运行一周的时间，周期T，就可简捷的估算出中心天体的平均密度。

方法二：由g= ,M= 进行估算，ρ= ，∴ρ=

(三)常考模型规律示例总结

1. 对万有引力定律的理解

(1)万有引力定律：自然界中任何两个物体都是相互吸引的，引力的大小跟这两个物体的质量的乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比，两物体间引力的方向沿着二者的连线。

(2)公式表示：F= 。

(3)引力常量G：①适用于任何两物体。

②意义：它在数值上等于两个质量都是1kg的物体(可看成质点)相距1m时的相互作用力。

③G的通常取值为G=6。67×10-11Nm2/kg2。是英国物理学家卡文迪许用实验测得。

(4)适用条件：①万有引力定律只适用于质点间引力大小的计算。当两物体间的距离远大于每个物体的尺寸时，物体可看成质点，直接使用万有引力定律计算。

②当两物体是质量均匀分布的球体时，它们间的引力也可以直接用公式计算，但式中的r是指两球心间的距离。

③当所研究物体不能看成质点时，可以把物体假想分割成无数个质点，求出两个物体上每个质点与另一物体上所有质点的万有引力，然后求合力。(此方法仅给学生提供一种思路)

(5)万有引力具有以下三个特性：

①普遍性：万有引力是普遍存在于宇宙中的任何有质量的物体(大到天体小到微观粒子)间的相互吸引力，它是自然界的物体间的基本相互作用之一。

②相互性：两个物体相互作用的引力是一对作用力和反作用力，符合牛顿第三定律。

③宏观性：通常情况下，万有引力非常小，只在质量巨大的天体间或天体与物体间它的存在才有宏观的物理意义，在微观世界中，粒子的质量都非常小，粒子间的万有引力可以忽略不计。

〖例1〗设地球的质量为M，地球的半径为R，物体的质量为m，关于物体与地球间的万有引力的说法，正确的是：

A、地球对物体的引力大于物体对地球的引力。

物体距地面的高度为h时，物体与地球间的万有引力为F= 。

物体放在地心处，因r=0，所受引力无穷大。

D、物体离地面的高度为R时，则引力为F=

〖答案〗D

〖总结〗(1)矫揉造作配地球之间的吸引是相互的，由牛顿第三定律，物体对地球与地球对物体的引力大小相等。

(2)F= 。中的r是两相互作用的物体质心间的距离，不能误认为是两物体表面间的距离。

(3)F= 适用于两个质点间的相互作用，如果把物体放在地心处，显然地球已不能看为质点，故选项C的推理是错误的。

〖变式训练1〗对于万有引力定律的数学表达式F= ，下列说法正确的是：

A、公式中G为引力常数，是人为规定的。

B、r趋近于零时，万有引力趋于无穷大。

C、m1、m2之间的引力总是大小相等，与m1、m2的质量是否相等无关。

D、m1、m2之间的万有引力总是大小相等，方向相反，是一对平衡力。

〖答案〗C

2. 计算中心天体的质量

解决天体运动问题，通常把一个天体绕另一个天体的运动看作匀速圆周运动，处在圆心的天体称作中心天体，绕中心天体运动的天体称作运动天体，运动天体做匀速圆周运动所需的向心力由中心天体对运动天体的万有引力来提供。

式中M为中心天体的质量,Sm为运动天体的质量,a为运动天体的向心加速度,ω为运动天体的角速度,T为运动天体的周期,r为运动天体的轨道半径.

(1)天体质量的估算

通过测量天体或卫星运行的周期T及轨道半径r,把天体或卫星的运动看作匀速圆周运动.根据万有引力提供向心力,有 ,得

注意:用万有引力定律计算求得的质量M是位于圆心的天体质量(一般是质量相对较大的天体),而不是绕它做圆周运动的行星或卫星的m,二者不能混淆.

用上述方法求得了天体的质量M后,如果知道天体的半径R,利用天体的体积 ,进而还可求得天体的密度. 如果卫星在天体表面运行,则r=R,则上式可简化为

规律总结:

掌握测天体质量的原理,行星(或卫星)绕天体做匀速圆周运动的向心力是由万有引力来提供的.

物体在天体表面受到的重力也等于万有引力.

注意挖掘题中的隐含条件:飞船靠近星球表面运行,运行半径等于星球半径.

(2)行星运行的速度、周期随轨道半径的变化规律

研究行星(或卫星)运动的一般方法为：把行星(或卫星)运动当做匀速圆周运动，向心力来源于万有引力，即：

根据问题的实际情况选用恰当的公式进行计算，必要时还须考虑物体在天体表面所受的万有引力等于重力，即

(3)利用万有引力定律发现海王星和冥王星

〖例2〗已知月球绕地球运动周期T和轨道半径r，地球半径为R求(1)地球的质量?(2)地球的平均密度?

〖思路分析〗

设月球质量为m，月球绕地球做匀速圆周运动，

则： ，

(2)地球平均密度为

答案： ;

总结：①已知运动天体周期T和轨道半径r，利用万有引力定律求中心天体的质量。

②求中心天体的密度时，求体积应用中心天体的半径R来计算。

〖变式训练2〗人类发射的空间探测器进入某行星的引力范围后，绕该行星做匀速圆周运动，已知该行星的半径为R，探测器运行轨道在其表面上空高为h处，运行周期为T。

(1)该行星的质量和平均密度?(2)探测器靠近行星表面飞行时，测得运行周期为T1，则行星平均密度为多少?

答案：(1) ; (2)

3. 地球的同步卫星(通讯卫星)

同步卫星：相对地球静止，跟地球自转同步的卫星叫做同步卫星，周期T=24h，同步卫星又叫做通讯卫星。

同步卫星必定点于赤道正上方，且离地高度h，运行速率v是确定的。

设地球质量为 ，地球的半径为 ，卫星的质量为 ，根据牛顿第二定律

设地球表面的重力加速度 ，则

以上两式联立解得：

同步卫星距离地面的高度为

同步卫星的运行方向与地球自转方向相同

注意：赤道上随地球做圆周运动的物体与绕地球表面做圆周运动的卫星的区别

在有的问题中，涉及到地球表面赤道上的物体和地球卫星的比较，地球赤道上的物体随地球自转做圆周运动的圆心与近地卫星的圆心都在地心，而且两者做匀速圆周运动的半径均可看作为地球的R，因此，有些同学就把两者混为一谈，实际上两者有着非常显著的区别。

地球上的物体随地球自转做匀速圆周运动所需的向心力由万有引力提供，但由于地球自转角速度不大，万有引力并没有全部充当向心力，向心力只占万有引力的一小部分，万有引力的另一分力是我们通常所说的物体所受的重力(请同学们思考：若地球自转角速度逐渐变大，将会出现什么现象?)而围绕地球表面做匀速圆周运动的卫星，万有引力全部充当向心力。

赤道上的物体随地球自转做匀速圆周运动时由于与地球保持相对静止，因此它做圆周运动的周期应与地球自转的周期相同，即24小时，其向心加速度

;而绕地球表面运行的近地卫星，其线速度即我们所说的第一宇宙速度，

它的周期可以由下式求出：

求得 ，代入地球的半径R与质量，可求出地球近地卫星绕地球的运行周期T约为84min，此值远小于地球自转周期，而向心加速度 远大于自转时向心加速度。

已知地球的半径为R=6400km，地球表面附近的重力加速度 ，若发射一颗地球的同步卫星，使它在赤道上空运转，其高度和速度应为多大?

：设同步卫星的质量为m，离地面的高度的高度为h，速度为v，周期为T，地球的质量为M。同步卫星的周期等于地球自转的周期。

①

②

由①②两式得

又因为 ③

由①③两式得

：

：此题利用在地面上 和在轨道上 两式联立解题。

下面关于同步卫星的说法正确的是( )

A .同步卫星和地球自转同步，卫星的高度和速率都被确定

B .同步卫星的角速度虽然已被确定，但高度和速率可以选择，高度增加，速率增大;高度降低，速率减小

C .我国发射的第一颗人造地球卫星的周期是114分钟，比同步卫星的周期短，所以第一颗人造地球卫星离地面的高度比同步卫星低

D .同步卫星的速率比我国发射的第一颗人造卫星的速率小

：ACD

三、第七章机械能守恒定律

(一)、知识网络

(二)、重点内容讲解

1.机车起动的两种过程

一恒定的功率起动

机车以恒定的功率起动后，若运动过程所受阻力f不变,由于牵引力F=P/v随v增大,F减小.根据牛顿第二定律a=(F-f)/m=P/mv-f/m,当速度v增大时,加速度a减小，其运动情况是做加速度减小的加速运动。直至F=F'时,a减小至零,此后速度不再增大，速度达到值而做匀速运动，做匀速直线运动的速度是

vm=P/f,下面是这个动态过程的简单方框图

速度 v 当a=0时

a =(F-f)/m 即F=f时 保持vm匀速

F =P/v v达到vm

变加速直线运动 匀速直线运动

这一过程的v-t关系如图所示

车以恒定的加速度起动

由a=(F-f)/m知,当加速度a不变时,发动机牵引力F恒定,再由P=F?v知,F一定,发动机实际输出功P 随v的增大而增大,但当增大到额定功率以后不再增大,此后,发动机保持额定功率不变,继续增大,牵引力减小,直至F=f时,a=0 ,车速达到值vm= P额 /f,此后匀速运动

在P增至P额之前,车匀加速运动,其持续时间为

t0 = v0/a= P额/F?a = P额/(ma+F’)a

(这个v0必定小于vm,它是车的功率增至P额之时的瞬时速度)计算时,先计算出F,F-F’=ma ,再求出v=P额/F,最后根据v=at求t

在P增至P额之后,为加速度减小的加速运动,直至达到vm.下面是这个动态过程的方框图.

匀加速直线运动 变加速直线运动

匀速直线运动 v

vm

注意:中的仅是机车的牵引力,而非车辆所受的合力,这一点在计算题目中极易出错.

实际上,飞机’轮船’火车等交通工具的行驶速度受到自身发动机额定功率P和运动阻力f两个因素的共同制约,其中运动阻力既包括摩擦阻力,也包括空气阻力,而且阻力会随着运动速度的增大而增大.因此,要提高各种交通工具的行驶速度,除想办法提高发动机的额定功率外,还要想办法减小运动阻力,汽车等交通工具外型的流线型设计不仅为了美观,更是出于减小运动阻力的考虑.

2. 动能定理

内容：合力所做的功等于物体动能的变化

表达式：W合=EK2-EK1=ΔE或W合= mv22/2- mv12/2 。其中EK2表示一个过程的末动能mv22/2，EK1表示这个过程的初动能mv12/2。

物理意义：动能地理实际上是一个质点的功能关系，即合外力对物体所做的功是物体动能变化的量度，动能变化的大小由外力对物体做的总功多少来决定。动能定理是力学的一条重要规律，它贯穿整个物理教材，是物理课中的学习重点。

说明：动能定理的理解及应用要点

动能定理的计算式为标量式，v为相对与同一参考系的速度。

动能定理的研究对象是单一物体,或者可以看成单一物体的物体系.

动能定理适用于物体的直线运动，也适用于曲线运动;适用于恒力做功，也适用于变力做功，力可以是各种性质的力，既可以同时作用，也可以分段作用。只要求出在作用的过程中各力做功的多少和正负即可。这些正是动能定理解题的优越性所在。

若物体运动的过程中包含几个不同过程，应用动能定理时，可以分段考虑，也可以考虑全过程作为一整体来处理。

3.动能定理的应用

一个物体的动能变化ΔEK与合外力对物体所做的功W具有等量代换关系，若ΔEK?0，表示物体的动能增加，其增加量等于合外力对物体所做的正功;若ΔEK?0，表示物体的动能减小，其减少良等于合外力对物体所做的负功的绝对值;若ΔEK=0，表示合外力对物体所做的功等于零。反之亦然。这种等量代换关系提供了一种计算变力做功的简便方法。

动能定理中涉及的物理量有F、L、m、v、W、EK等，在处理含有上述物理量的力学问题时，可以考虑使用动能定理。由于只需从力在整个位移内的功和这段位移始末两状态动能变化去考察，无需注意其中运动状态变化的细节，又由于动能和功都是标量，无方向性，无论是直线运动还是曲线运动，计算都会特别方便。

动能定理解题的基本思路

选取研究对象，明确它的运动过程。

分析研究对象的受力情况和各个力做功情况然后求各个外力做功的代数和。

明确物体在过程始末状态的动能EK1和EK2。

列出动能定理的方程W合=EK2-EK1，及其他必要的解题过程，进行求解。

4.应用机械能守恒定律的基本思路：

应用机械能守恒定律时，相互作用的物体间的力可以是变力，也可以是恒力，只要符合守恒条件，机械能就守恒。而且机械能守恒定律，只涉及物体第的初末状态的物理量，而不须分析中间过程的复杂变化，使处理问题得到简化，应用的基本思路如下：

选取研究对象-----物体系或物体。

根据研究对象所经右的物理过程，进行受力、做功分析，判断机械能是否守恒。

恰当地选取参考平面，确定对象在过程的初末状态时的机械能。(一般选地面或最低点为零势能面)

根据机械能守恒定律列方程，进行求解。

注意：(1)用机械能守恒定律做题，一定要按基本思路逐步分析求解。

(2)判断系统机械能是否守怛的另外一种方法是：若物体系中只有动能和势能的相互转化而无机械能与其它形式的能的转化，则物体系机械能守恒。

(三)常考模型规律示例总结

1. 机车起动的两种过程

(1)一恒定的功率起动

机车以恒定的功率起动后，若运动过程所受阻力f不变,由于牵引力F=P/v随v增大,F减小.根据牛顿第二定律a=(F-f)/m=P/mv-f/m,当速度v增大时,加速度a减小，其运动情况是做加速度减小的加速运动。直至F=F'时,a减小至零,此后速度不再增大，速度达到值而做匀速运动，做匀速直线运动的速度是

vm=P/f,下面是这个动态过程的简单方框图

速度 v 当a=0时

a =(F-f)/m 即F=f时 保持vm匀速

F =P/v v达到vm

变加速直线运动 匀速直线运动

(2)车以恒定的加速度起动

由a=(F-f)/m知,当加速度a不变时,发动机牵引力F恒定,再由P=F?v知,F一定,发动机实际输出功P 随v的增大而增大,但当增大到额定功率以后不再增大,此后,发动机保持额定功率不变,继续增大,牵引力减小,直至F=f时,a=0 ,车速达到值vm= P额 /f,此后匀速运动

在P增至P额之前,车匀加速运动,其持续时间为

t0 = v0/a= P额/F?a = P额/(ma+F’)a

(这个v0必定小于vm,它是车的功率增至P额之时的瞬时速度)计算时,先计算出F,F-F’=ma ,再求出v=P额/F,最后根据v=at求t

在P增至P额之后,为加速度减小的加速运动,直至达到vm.下面是这个动态过程的方框图.

匀加速直线运动 变加速直线运动

匀速直线运动 v

这一过程的关系可由右图所示 vm

注意:中的仅是机车的牵引力,而非车辆所受的合力,这 v0

一点在计算题目中极易出错.

实际上,飞机’轮船’火车等交通工具的行驶速度受到自身发动机额定功率P和运动阻力f两个因素的共同制约,其中运动阻力既包括摩擦阻力,也包括空气阻力,而且阻力会随着运动速度的增大而增大.因此,要提高各种交通工具的行驶速度,除想办法提高发动机的额定功率外,还要想办法减小运动阻力,汽车等交通工具外型的流线型设计不仅为了美观,更是出于减小运动阻力的考虑.

一汽车的额定功率为P0=100KW,质量为m=10×103,设阻力恒为车重的0..1倍,取

若汽车以额定功率起①所达到的速度vm②当速度v=1m/s时,汽车加速度为少?③加速度a=5m/s2时,汽车速度为多少?g=10m/s2

若汽车以的加速度a=0.5m/s2起动,求其匀加速运动的最长时间?

①汽车以额定功率起动,达到速度时,阻力与牵引力相等,依题,所以 vm=P0/F=P0/f=P0/0.1mg=10m/s

②汽车速度v1=1m/s时,汽车牵引力为F1

F1=P0/v1==1×105N

汽车加速度为 a1

a1=(F1-0.1mg)/m=90m/s2

③汽车加速度a2=5m/s2时,汽车牵引力为F2

F2-0.1mg=ma2 F2=6×104N

汽车速度v2=P0/F2=1.67m/s

汽车匀加速起动时的牵引力为:

F=ma+f=ma+0.1mg =(10×103×0.5+10×103×10)N=1.5×104N

达到额定功率时的速度为:vt=P额/F=6.7m/s

vt即为匀加速运动的末速度,故做匀加速运动的最长时间为:

t=vt/a=6.7/0.5=13.3s

1 ①vm=10m/s ②a1=90m/s2 ③v2=1.67m/s

2. t=13.3s

⑴机车起动过程中,发动机的功率指牵引力的功率,发动机的额定功率指的是该机器正常工作时的输出功率,实际输出功率可在零和额定值之间取值.所以,汽车做匀加速运动的时间是受额定功率限制的.

⑵飞机、轮船、汽车等交通工具匀速行驶的速度受额定功率的限制,所以要提高速度,必须提高发动机的额定功率,这就是高速火车和汽车需要大功率发动机的原因.此外,要尽可能减小阻力.

⑶本题涉及两个速度:一个是以恒定功率起动的速度v1,另一个是匀加速运动的速度v2,事实上,汽车以匀加速起动的过程中,在匀加速运动后还可以做加速度减小的运动,由此可知,v2>v1

汽车发动机的额定功率为60kw,汽车质量为5t,运动中所受阻力的大小恒为车重的0.1倍.

若汽车以恒定功率启动，汽车所能达到的速度是多少?当汽车以5m/s时的加速度多大?

若汽车以恒定加速度0.5m/s2启动，则这一过程能维持多长时间?这一过程中发动机的牵引力做功多少?

(1)12m/s , 1.4m/s2 (2) 16s , 4.8×105J

2. 动能定理

内容和表达式

合外力所做的功等于物体动能的变化，即

W = EK2-EK1

动能定理的应用技巧

一个物体的动能变化ΔEK与合外力对物体所做的功W具有等量代换关系。若ΔEK>0，表示物体的动能增加，其增加量等于合外力对物体所做的正功;若ΔEK<0，表示物体的动能减少，其减少量等于合外力对物体所做的负功的绝对值;若ΔEK=0，表示合外力对物体所做的功为零。反之亦然。这种等量代换关系提供了一种计算变力做功的简便方法。

动能定理中涉及的物理量有F、s、m、v、W、EK等，在处理含有上述物理量的力学问题时，可以考虑使用动能定理。由于只需从力在整个位移内的功和这段位移始末两状态的动能变化去考虑，无需注意其中运动状态变化的细节，又由于动能和功都是标量，无方向性，无论是直线运动还是曲线运动，计算都会特别方便。当题给条件涉及力的位移，而不涉及加速度和时间时，用动能定理求解比用牛顿第二定律和运动学公式求解简便用动能定理还能解决一些用牛顿第二定律和运动学公式难以求解的问题，如变力做功过程、曲线运动等。

3. 机械能守恒

系统内各个物体若通过轻绳或轻弹簧连接，则各物体与轻弹簧或轻绳组成的系统机械能守恒。

我们可以从三个不同的角度认识机械能守恒定律：

从守恒的角度来看：过程中前后两状态的机械能相等，即E1=E2;

从转化的角度来看：动能的增加等于势能的减少或动能的减少等于势能的增加，△EK=-△EP

从转移的角度来看：A物体机械能的增加等于B物体机械能的减少△EA=-△EB

解题时究竟选取哪一个角度，应根据题意灵活选取，需注意的是：选用(1)式时，必须规定零势能参考面，而选用(2)式和(3)式时，可以不规定零势能参考面，但必须分清能量的减少量和增加量。

〖例2〗如图所示，一轻弹簧固定于O点，另一端系一重物，将重物从与悬点在同一水平面且弹簧保持原长的A点无初速度地释放，让它自由摆下，不计空气阻力，在重物由A点向最低点的过程中，正确的说法有：

A、重物的重力势能减少。 B、重物的机械能减少。

C、重物的动能增加，增加的动能等于重物重力势能的减少量。

D、重物和轻弹簧组成的每每机械能守恒。

〖答案〗ABD