苏科版九年级下册物理教案五篇

苏科版九年级下册物理教案1

一、基本说明

1、本教学设计参与人员基本信息作者

2、教学内容

1)所用教材出版单位：人民教育出版社

2)年级或模块：九年级

3)所属的章节：第十六章第三节

4)教学时间45分钟

二、教学设计

1、教学目标

知识与技能：了解比热容的概念，知道比热容是物质的一种属性;会查比热容表。

过程与方法：通过探究，比较不同物质的吸热能力;尝试用比热容解释简单的自然现象。

情感、态度与价值观：利用探究学习，培养实践能力和创新精神。

2、内容分析

教材是在学生学习了热传递、热量知识的基础上，进一步研究物体温度升高时吸收热量多少与哪些因素有关，从而提出了比热容的概念，它是本章的重点知识。本节教材是从学生的日常生活常识出发提出问题，经过探究活动得出结论，并应用探究所得解决实际问题，新教材更为关注的是学生的生活体验和实验探究。本课时教学内容主要是比热容的概念的建立，这是下节课进行热量计算的基础。应把探究不同物质的吸热能力，作为本节教学的重点。由于比热容的概念内涵较深、外延较广，涉及热量、温度变化、质量三重概念间的关系，学生往往难以理解，所以对比热容概念的理解，以及应用比热容的知识来解释自然现象、解决实际问题，则是学生学习的难点。

3、学情分析

从学生角度看，学生已基本掌握探究的程序，基本掌握了控制变量、转换、比值定义等方法的运用，本节的探究活动教材采用的是一种部分探究方式，充分发挥学生的主动性和创造性，让学生在探究活动中切实体验物质的热属性，以加深学生对比热容概念的理解。

4、设计思路

主要采用科学探究等方法开展本节教学，探究中用到了控制变量法、转换法，给比

热容下定义时，用到比值定义法、类比法。探究活动中，要充分发挥学生的主动性和创造性，引导学生独立寻找解决实验中遇到的问题的办法，鼓励学生对课本提供的探究方案进行大胆的改进，以培养创新精神和实践能力，在探究中受到科学态度和科学精神的熏陶，体验成功的愉悦。为帮助学生理解比热容的概念，努力使本节的教学活动源于生活，服务于生活，帮助学生构建“身边的物理”，从而顺利突破教学难点。

三、教学过程

导入新课

方案一：多媒体展示：炎热夏季的一天傍晚，甲、乙两人在湖边游玩，为了纳凉问题两人发生激烈争执，甲主张划船到湖中去，乙则认为在岸上散步更凉爽，你认为谁的意见对?

学生思考、猜想、讨论并发表自己的观点：可能岸上、湖中、两者一样三者观点都有，到底哪种观点对呢 ?从而引入新课。

方案二：

出示图片，夏天，岸上的沙子被晒得很烫，而海水却很凉，你有这种感觉吗?你想不想知道为什么?

推进新课

一)探究物质的吸、放热性能

探究不同物质的吸、放热性能是初中物理中比较困难的实验之一，设计和实验操作的难度较大，需要注意及时指导和协助学生，以保证每组学生都观察到相应的实验现象，得到较好的实验结果。下面对探究的各个环节加以具体说明。

(1)提出问题

从生活中学生已经意识到不同物质的吸、放热性能不同，这里还要把这个比较笼统的问题描述为明确具体的可验证的物理问题。教师可以予以引导：如果上面两幅图中都是水或都是砂子，质量相同，升高的温度也相等，显然，它们吸收的热量必定相等。那么，不同物质(如水和砂子)，在质量相同、升高的温度相等时，它们吸收的热量也相等吗?

这已经是一个可验证的问题，其中包含限制条件，如质量相等、升高的温度相等、不同物质等，这些都可以通过实验技术条件予以控制和测量，为下面设计实验提供了基础。

(2)制定计划与设计实验

要比较不同物质的吸热性能，需要取质量相等的不同物质，使其升高相等的温度，比较各自吸收热量的多少。这仅仅是一个实验计划而已，还要具体设计怎样 实现这些要求。具体做法是：不同物质选择水和砂子;质量相等要用天平称 量;升高的温度通过温度计测量出来;水和砂子吸收热量的多少通过加热时间的长短来判断，因此要用两个相同的加热源(如相同的酒精灯，但从安全性考虑，尽量不要用通常的“热得快”等电加热器)。另外，装水和砂子的烧杯规格要相同，要保证除了水和砂子不同之外，其他条件都相同。通过观察水和砂子升高同样温度吸收热量是否相等来验证其吸热性能是否相同。

此外，砂子需要不停搅拌，否则会受热不均匀。实验中也可选用水和煤油(或酒精、色拉油)对比进行研究，可以省去搅拌的麻烦。 但煤油、酒精和色拉油均属易燃品 ，实验时一定要注意安全。由此看来，本实验对学生来说是有一定难度的。

记录实验数据的表格可以直接采用教材上的，也可根据需要自行设计。不管采用哪种，教师都应引导学生弄清表格中各行各列表示的含义，包括其中的单位等，这是以后阅读、使用和设计表格必备的知识。

实验的步骤要让学生自己设计，以锻炼他们设计实验和语言表达的能力。兹举一例，仅供参考：①按照图16.3-1和图16.3-2所示，用铁架台、酒精灯、石棉网、烧杯、温度计等组装两套器材;②用天平分别称取100 g水和砂子，分别倒入两个烧杯中;③记录水和 砂子开始时的温度;④同时对水和砂子加热，记录在加热1 min、2 min、3 min……时水和砂子各自升高的温度。

本实验的操作具有一定难度，需要同组学生互相配合，对实验结果不要过于追求完美，只要能得出定性结论即可。

(3)分析与论证

学生实验取得数据后，教师可引导学生比较、分析：质量相同的水和砂子，升高相同温度时，加热的时间长短是否相同?这说明了什么?从而引导学生得出结论。在描述结论时，初学的学生不一定能做到简洁而准确，只要能大致地将问题表达清楚，就应该予以肯定和鼓励。但教师一定要规范描述到“在质量相等、升高的温度相同的情况下，不同物质吸收的热量不相等，水吸收的热量比砂子吸收的热量多”。

二)比热容

比热容的定义可以直接给出，但教师要引领学生解析其中的关键词及其含义。如为什么要限定“单位质量”“温度升高1 ℃”，这是因为比热容是以热量来定义的，而热量跟物体的质量和升高的温度都有关。比热容是初中物理出现的一个由两个以上物理量来定义的物理概念，教师对概念的表述与单位的教学都要充分估计学生认知的困难，把铺垫和引导做得细一些。

对于比热容的单位，要结合阅读数据表“一些物质的比热容”，明确其含义。因为热量计算公式课标没有要求，教学不必要补充传统教材中的吸热公式和放热公式，不引入相关计算，而是把重点放在理解比热容的物理意义上。

通过阅读数据表，要求学生知道水的比热容，会利用水的比热容较大的特点解释有关现象。这里可以设计学生讨论交流活动：日常生活中为什么常用热水来取暖?汽车中为什么用水来做冷却剂?这些问题对于初中学生来说是具有一定难度的。为了突破难点，教师应先让学生充分思考交流，然后汇报辨析，教师梳理总结。对于水的比热容较大，教师在总结时要引导学生明确其两方面的含义：质量相同、升高温度也相同时，水比其他物质吸收的热量多，所以用来作发动机的冷却剂;质量相同、降低的温度也相同时，水比其他物质放出的热量多，所以冬季常用热水来取暖。

三)热量的计算

展示问题1：①1 kg水温度升高1 ℃吸收的热量是多少?

学生很容易即可得出：吸收的热量Q1=4.2×103 J。

展示问题2：2 kg水温度升高1 ℃吸收的热量是多少?

学生讨论得出：吸收的热量Q2=2×4.2×103 J=8.4×103 J。

展示问题3：2 kg水温度升高50 ℃吸收的热量是多少?

学生讨论得出：吸收的热量Q3=50×8.4×103 J=4.2×105 J。

展示问题4：物质吸收热量的多少与其质量、温度变化、比热容成什么关系?

学生讨论得出：物体吸收的热量与质量成正比，与升高的温度成正比，与物质的比热容成正比，计算公式：Q吸=cm(t-t0)。

学生自己推导得出：物体放出热量计算公式：Q放=cm(t0-t)。

四)课堂小结

1.引导学生回顾一个完整的探究应包括哪些过程。

2.比热容的概念、单位及物理意义。

3.Q吸=cm(t-t0)。

4.Q放=cm(t0-t)。

苏科版九年级下册物理教案2

教学目标

(一)知识与技能

1。知道弹力产生的条件。

2。知道压力、支持力、绳的拉力都是弹力，能在力的示意图中画出它们的方向。

3。知道弹性形变越大弹力越大，知道弹簧的弹力跟弹簧的形变量成正比，即胡克定律。会用胡克定律解决有关问题。

(二)过程与方法

1。通过在实际问题中确定弹力方向的能力。

2。自己动手进行设计实验和操作实验的能力。

3。知道实验数据处理常用的方法，尝试使用图象法处理数据。

(三)情感态度与价值观

1。真实准确地记录实验数据，体会科学的精神和态度在科学探究过程的重要作用。

2。在体验用简单的工具和方法探究物理规律的过程中，感受学习物理的乐趣，培养学生善于把物理学习与生活实践结合起来的习惯。

教学重点

1。弹力有无的判断和弹力方向的判断。

2。弹力大小的计算。

3。实验设计与操作。

教学难点

弹力有无的判断及弹力方向的判断。

教学方法

探究、讲授、讨论、练习

教学手段

教具准备

弹簧、钩码、泡沫塑料块、粉笔、烧瓶(内装红墨水瓶塞上面插细玻璃管)、演示胡克定律用的铁架台、刻度尺、弹簧、钩码等等。

教学过程

[新课导入]

观看伊辛巴耶娃撑杆跳破世界纪录及运动员跳水的视频。

撑杆跳高运动员要使用撑杆，跳水时要使用跳板，你能说明这样做的目的吗?由此引入新课

师：那么，这又是个什么力呢?它是怎样产生的，它的大小、方向各如何?带着这些问题我们一起来探究有关弹力的有关知识。

[新课教学]

[实验演示]

演示实验1：弹簧挂上钩码后伸长。

演示实验2：泡沫塑料块受力而被压缩、弯曲与扭转。

演示实验3：粉笔用力被折断。

学生观察思考什么是形变

给出形变的定义——物体形状或体积的变化叫做形变。

刚才举的那些例子都很容易观察到，如果一本书放在桌面上，书和桌面发生形变了没有?

生1：没有。

生2：可能发生了形变，但是由于形变量太小，所以肉眼观察不出来。

苏科版九年级下册物理教案3

1、教学目标

1)知识与技能

理解功率的概念及计算公式,知道功率的单位。

2)过程与方法

通过观察和联系生活实际了解功率的物理意义。

3)情感、态度与价值观

培养学生对生活中的物理知识的学习兴趣,形成对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理，有将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识。

2、学习者的分析

学生来自小城镇和农村(大部分)，有丰富的生活知识和生活经验，接触许多与功和功率有关的事物和现象，为这节课的教学过程奠定基础,同时学习过速度和电功率的概念,对于理解功率有很大帮助。

3、教具与学具

电化教具：多媒体课件

4、教学过程分析和设计

教学流程图

设计内容 设计意图 活动层面

教材处理 师生活动

创设情境

引入新课

一、播放多媒体素材(视频)或画面)如用挖掘机挖土和一个工人单独挖土比较哪一种方法更快?图中的情景说明了什么问题?

类似的事例还有吗?(启发思考) 教师通过所设计的情景，将学生引入学习怎样比较做功快慢的学习主题，让学生发表自己的看法，初步知道物体做功是有快慢之分的。

由情景引入吸引学生的注意，启发学生思考，并直接切入学习主题。

认知层面

想想议议学物理

二、功率的概念及计算公式

1、引导回顾速度的知识。 速度是表示物体运动快慢的物理量。

2、向学生提供一组数据,让学生想一想,议一议谁做功最快?说出比较的依据。

物体 所做的功 所用时间

A 1000J 5S

B 1000J 10S

C 4000J 1min

D 6000J 1min

3、联系教材，利用工地上的搬运问题加深对功率知识的认识。

4、想想议议：

投影演示插图孙女与爷爷上楼，让学生分析比较谁的功率大。

5、提问：用什么方法可以方便准确的表示物体做功的快慢呢?

6、介绍功率的概念及计算公式

并以适当的事例加以巩固。

例：过去我们学习电功率，说说某电风扇的功率为60W，表示什么意思?

引导学生参看课本小数据图表中的资料，说出各物体功率所表示的意义。

7、巩固提高：

提问：用1牛的力在2秒内将物理课本从地上提高1米，你能算出这个力做功的功率吗?

教师启发：以前学习过要比较两物体运动的快慢，可以先确定路程再比较时间，也可以先确定时间再比较路程。同理，要比较物体做功的快慢可采用什么方法?

学生在小组讨论的基础上进行回答，由他人(同组同学或其他组同学)适当补充，

再通过教师的引导使学生领悟比较物体做功快慢的方法：①做功相同，比较做功的时间，时间短的做功快;②时间相同，比较做功的多少，做功多的做功快。

利用机械或人工将同一大堆砖从地上搬到五楼，你会选用什么方法?

学生讨论过程。

教师点拔：在图中不知爷孙俩的体重和他们爬楼的时间，能否确定他们的功率的大小。

教师引导：用一个包含有功和做功所用的时间的概念(电功率)来表示物体做功的快慢是否可行?

学生在教师的引导下，理解功率的概念，功率表示的物理意义，认识功率的相关单位及计算公式。

学生回答问题，教师作适当的讲评，加深学生对功率概念的理解。

教师先引导学生求出所做的功，再求功率，这对学生巩固前后知识均有所帮助。

温故而知新，对后面的学习将起到重要的启发作用。

用类比法

学生通过讨论，知道物体做功有快有慢之分，进一步知道比较做功快慢的方法，在此基础上对物体做功的快慢有进一步的认识。

学生的答案可能两方面都具有，如果教师在学生的讨论中逐步启发，加选先进的起重机，学生就会在前面讨论的基础上深刻领悟物体做功确有快慢之分。

学生的讨论也会出现分歧，教师就在学生的分歧中导入功率的概念，循序渐进，恰到好处。

设疑，引出功率是表示物体做功快慢的物理量(要比较两物体做功的快慢，可用功率直接比较)。

通过实例讲授，让学生自然知道功率的概念。

加深学生对功率的物理意义的理解，使学生对人和一些事物的功率数值有个具体的概念，懂得功率大或小的意思是什么。

让学生更好地理解和掌握功率的相关知识，包括公式的运用。

知识的运用与迁移

三、通过例题训练，加深对功率概念的理解和加强知识的运用能力。

1、 想想议议：

物理学或者生活中，还有那些场合需要表示一个物理量变化快慢的?

2、例题：体重为900N的爷爷与体重为300N的小孙子举行登楼活动，楼高三层共10米。若：

(1)爷、孙两人同时从一楼起步，半分钟后同时到达三楼;

(2)爷爷年纪大、身体较重，孙子登楼用了半分钟，爷爷所用的时间是孙子的2倍;

(3)孙子登楼用了半分钟，爷爷所用的时间是孙子的3倍。

以上三种情况下，谁做功多?谁做功少?谁用的时间多?谁用的时间少?谁做功快?谁做功慢?

3、学生自己阅读课本例题，动手做一做。

教师适当的引导，让学生说出经济增长率、人口增长率、频率(振动)，拓展知识。

引导学生回到前面所举的例子，通过讨论及训练，培养学生运用所学知识解决实际问题的能力。

学生边边思考，边动手进行计算解答。教师把学生的答案进行投影，可进行全班讨论，加深理解。

学生自己进行阅读、解答，教师在课室巡视，给有学习困难的学适当的帮助。学生解答完后，教师再用解题示范，强调解题的方法和习惯。

对各种变化率，增长率的认识，让学生拓展知识

使学生加深对做功快慢的理解及加强学生对功率知识的应用能力

练习功和功率公式的应用，使学生加深认识功──力和在力的方向上移动的距离的乘积，功率──单位时间内所做的功。

小结

四、小结

请同学们总结一下，本节课你学到了哪些知识，有哪些收获?

学生先自己总结归纳，教师引导个别代表回答并作适当的讲解。

给学生充分表现自我的机会，同时教师也能借此机会发现学生学习的问题，并获得教学效果的即时反馈。

点评

功率的教学一个难点,以往的教学过程按教科书的思路进行授课,课堂显得枯燥,学生学习热情不高。本教学设计按照新课标的要求和理念，为学生创设了一个熟悉的生活情境，引起学生的注意和思考，再以想想议议学生小组讨论的方式逐步引导学生认识和功率的知识，最后让学生用所学生解决实际问题，学生体现到学致用的乐趣。本人教学实践证明，这节课取得不错的教学效果。

苏科版九年级下册物理教案4

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

苏科版九年级下册物理教案5

教学目标

知识目标

通过学习物理学史的知识，使学生了解地心说(托勒密)和日心说(哥白尼)分别以不同的参照物观察天体运动的观点;通过学习开普勒对行星运动的描述，了解牛顿是通过总结前人的经验的基础上提出了万有引力定律.

能力目标

通过学生的阅读使学生知道开普勒对行星运动的描述;

情感目标

使学生在了解地心说和日心说两种不同的观点，也使学生懂得科学的道路并不是平坦的光明大道，也是要通过斗争，甚至会付出生命的代价;

说明：

1、日心、地心学说及两者之间的争论有许多内容可向学生介绍，教材为了简单明了地简述开普勒关于行星运动的规律，没有过多地叙述这些内容.教学中可根据学生的实际情况加以补充.

2、这一节的教学除向学生介绍日心、地心学说之争外，还要注意向学生说明古时候人们总是认为天体做匀速圆周运动是由于它遵循的运动规律与地面上物体运动的规律不同.

3.学习这一节的主要目的是为了下一节推导万有引力定律做铺垫，因此教材中没有过重地讲述开普勒的三大定律，而是将三大定律的内容综合在一起加以说明，节后也没有安排练习.希望老师能合理地安排这一节的教学.

教学建议

教材分析

本节教材首先让学生在上课前准备大量的资料并进行阅读，如：第谷在1572年时发现在仙后座中有一颗很亮的新星，从此连续十几个月观察这颗星从明亮到消失的过程，并用仪器定位确证是恒星(后称第谷星，是银河系一颗超新星)，打破了历来“恒星不变”的学说.伽利略开创了以实验事实为基础并具有严密逻辑体系和数学表述形式的近代科学.为-以亚里士多德为旗号的经院哲学对科学的禁锢、改变与加深人类对物质运动和宇宙的科学认识而奋斗了一生，因此被誉为“近代科学之父”.开普勒幼年时期的不幸，通过自身不懈的努力完成了第谷未完成的工作.这些物理学家的有关资料可以帮助学生在了解万有引力定律发现的过程中体会科学家们追求真理、实事求是、不畏强权的精神.

教法建议

具体授课中教师可以用故事的形式讲述.也可通过放资料片和图片的形式讲述.也可大胆的让学生进行发言.

在讲授“日心说”和“地心说”时，先不要否定“地心说”，让学生了解托勒密巧妙的解释，同时让学生明白哥白尼的理论-了统治人类长达一千余年的地球是宇宙中心的“地心说”理论，为宣传和捍卫这一学说，意大利的思想家布鲁诺惨遭烧死，伽利略也为此受到残酷迫害.不必给结论，让学生自行得出结论.

典型例题

关于开普勒的三大定律

例1月球环绕地球运动的轨道半径约为地球半径的60倍，运行周期约为27天。应用开普勒定律计算：在赤道平面内离地面多少高度，人造地球卫星可以随地球一起转动，就像停留在无空中不动一样.

分析：月球和人造地球卫星都在环绕地球运动，根据开普勒第三定律，它们运行轨道的半径的三次方跟圆周运动周期的二次方的比值都是相等的.

解：设人造地球卫星运行半径为R，周期为T，根据开普勒第三定律有：

同理设月球轨道半径为，周期为，也有：

由以上两式可得：

在赤道平面内离地面高度：

km

点评：随地球一起转动，就好像停留在天空中的卫星，通常称之为定点卫星.它们离地面的高度是一个确定的值，不能随意变动。

利用月相求解月球公转周期

例2若近似认为月球绕地球公转与地球绕日公转的轨道在同一平面内，且都为正圆.又知这两种转动同向，如图所示，月相变化的周期为29.5天(图是相继两次满月，月、地、日相对位置示意图).

解：月球公转(2π+)用了29.5天.故转过2π只用天.

由地球公转知.

所以=27.3天.

例3如图所示，A、B、C是在地球大气层外的圆形轨道上运行的三颗人造地球卫星，下列说法中正确的是哪个?()

A.B、C的线速度相等，且大于A的线速度

B.B、C的周期相等，且大于A的周期

C.B、C的向心加速度相等，且大于A的向心加速度

D.若C的速率增大可追上同一轨道上的B

分析：由卫星线速度公式可以判断出，因而选项A是错误的.

由卫星运行周期公式，可以判断出，故选项B是正确的.

卫星的向心加速度是万有引力作用于卫星上产生的，由，可知，因而选项C是错误的.

若使卫星C速率增大，则必然会导致卫星C偏离原轨道，它不可能追上卫星B，故D也是错误的.

解：本题正确选项为B。

点评：由于人造地球卫星在轨道上运行时，所需要的向心力是由万有引力提供的，若由于某种原因，使卫星的速度增大。则所需要的向心力也必然会增加，而万有引力在轨道不变的时候，是不可能增加的，这样卫星由于所需要的向心力大于外界所提供的向心力而会作离心运动。

探究活动

1、观察月亮的运动现象.

2、观察日出现象.