高中物理思维模型导学

高中物理思维模型导学 篇一:高中物理导学案() 1.1 质点 参考系 空间 时间 【学习目标】 1(理解质点的概念，知道它是一种科学抽象，知道实际物体在什么条件下可看作质点，知道这种科学抽象是一种常用的研究方法。 2(知道参考系的概念和如何选择参考系。 3(知道时间和时刻的区别和联系。 【学习方法】 观察法、分析法、归纳法、讲授法 【学习过程】 一、机械运动 物体相对于其他物体 的改变,叫做机械运动，简称运动。宇宙中的一切物体都在不停地运动，无论是巨大的天体，还是微小的原子、分子，都处在永恒的运动之中。 二、质点 1、定义:用来代替物体的 。其突出特点是“具有质量”和 1 “占有位置”，但没有大小，它的质量就是它所代替的物体的质量。 2、物体可以看成质点的条件是什么, _______________________ ______。突出主要因素，忽略次要因素，将实际问题简化为物理模型，是研究物理学问题的基本思维方法之一，这种思维方法叫理想化方法。质点就是利用这种思维方法建立的一个理想化物理模型。 三、参考系 1、定义:在描述一个物体的运动时，必须选择另外的一个物体作为，这个被选来作为的物体叫做参考系。 2、参考系的特点有哪些, 四、空间 时间 时刻 1、时刻:是指某一瞬时，在示时间的数轴上用 2、时间间隔:是指两时刻的间隔，在表示时间的数轴上用 【小试身手】 1(下列哪些现象是机械运动( ) A(神舟5号飞船绕着地球运转 B(西昌卫星中心发射的运载火箭在上升过程中 C(钟表各指针的运动 D(煤燃烧的过程 2(下列关于质点的说法中正确的是( ) A(体积很小的物体都可看成质点 2 B(质量很小的物体都可看成质点 C(不论物体的质量多大，只要物体的尺寸跟物体间距离相比甚小时，就可以看成质点 D(只有低速运动的物体才可看成质点，高速运动的物体不可看做质点 3(以下的计时数据中指时间间隔的是( ) A(“嫦娥一号”卫星于2007年10月24日18时5分点火发射 B(第29届奥运会于2008年8月8日20时8分在北京开幕 C(高考理综考试的时间是150分钟 D(四川省汶川县发生8.0级强烈地震是在2008年5月12日14时28分 【合作探究】 【例1】在以下哪些情况下可将物体看成质点( ) A(研究某学生骑车回校的速度 B(对某学生骑车姿势进行生理学分析 C(研究火星探测器从地球到火星的飞行轨迹 D(研究火星探测器降落火星后如何探测火星的表面 【讨论交流】1、原子核很小，可以把原子核看作质点吗, 2、能否把物体看作质点，与物体的大小、形状有关吗, 【例2】我国在2003年10月成功地进行了首次载人航天 3 飞行。10月15日09时0分，“神舟”五号飞船点火，经9小时40分50秒至15日18时40分50秒，我国宇航员杨利伟在太空中展示中国国旗和联合国旗，再经11小时42分10秒至16日06时23分，飞船在内蒙古中部地区成为着陆。在上面给出的时间或时刻中，哪些指的是时间，哪些又指的是时刻? 4(下面是我国宋代诗人陈与义所写的《襄邑道中》的绝句: 飞花两岸照船红，百里榆堤半日风。 卧看满天云不动，不知云与我俱东。 诗中描述“我”运动时选取的参照物是 。 5(以下的计时数据指时刻的是( ) A.中央电视台新闻联播每日19时开播 B.我国优秀运动员刘翔在雅典奥运会跨栏决赛中，用12秒91夺得了冠军 C.某场足球赛15min时甲队攻入一球 D.由北京开往上海的Z1次列车，于19时28分从北京站开出 6. 甲、乙、丙三架观光电梯，甲中乘客看一高楼在向下运动，乙中乘客看甲在向下运动。丙中乘客看甲、乙都在向上运动。这三架电梯相对地面的运动情况可能是 A(甲向上、乙向下、丙不动 4 B(甲向上、乙向上、丙不动 C(甲向上、乙向上、丙向下 D(甲向上、乙向上、丙也向上，但比甲、乙都慢 【阅读】 理想模型及其在科学研究中的作用 在自然科学的研究中，“理想模型”的建立，具有十分重要的意义。第一，引入“理想模型”的概念，可以使问题的处理大为简化而又不会发生大的偏差。把现实世界中，有许多实际的事物与这种“理想模型”十分接近。在一定的场合、一定的条件下，作为一种近似，可以把实际事物当作“理想模型”来处理，即可以将“理想模型”的研究结果直接地应用于实际事物。例如，在研究地球绕太阳公转的运动的时候，由于地球与太阳的平均距离(约为14960万公里)比地球的半径(约为6370公里)大得多，地球上各点相对于太阳的运动可以看做是相同的，即地球的形状、大小可以忽略不计。在这种场合，就可以直接把地球当作一个“质点”来处理。在研究炮弹的飞行时，作为第一级近似，可以忽略其转动性能，把炮弹看成一个“质点”;作为第二级近似，可以忽略其弹性性能，把炮弹看成一个“刚体”。在研究一般的真实气体时，在通常的温度和压强范围内，可以把它近似地当作“理想气体”，从而直接地运用“理想气体”的状态方程来处理。第二，对于复杂的对象和过程，可以先研究其理想 5 模型，然后，将理想模型的研究结果加以种种的修正，使之与实际的对象相符合。这是自然科学中，经常采用的一种研究方法。例如:“理想气体”的状态方程，与实际的气体并不符合，但经过适当修正后的范德瓦尔斯方程，就能够与实际气体较好地符合了。第三，由于在“理想模型”的抽象过程中，舍去了大量的具体材料，突出了事物的主要特性，这就更便于发挥逻辑思维的力量，从而使得“理想模型”的研究结果能够超越现有的条件，指示研究的方向，形成科学的预见。例如:在固体物理的理论研究中，常常以没有“缺陷”的“理想晶体”作为研究对象。但应用量子力学对这种“理想晶体”进行计算的结果，表明其强度竟比普通金属材料的强度大一千倍。由此，人们想到:既然“理想晶体”的强度应比实际晶体的强度大一千倍，那就说明常用金属材料的(来自:WwW.xltkwJ.cOm 小龙 文档 网:高中物理思维模型导学)强度之所以减弱，就是因为材料中有许多“缺陷”的缘故。如果能设法减少这种“缺陷”，就可能大大提高金属材料的强度。后来，实践果然证实了这个预言。人们沿着这一思路制造出了若干极细的金属丝，其强度接近于“理想晶体”的强度，称之为“金胡须”。总之，由于客观事物具有质的多样性，它们的运动规律往往是非常复杂的，不可能一下子把它们认识清楚。而采用理想化的客体(即“理想模型”)来代替实在的客体，就可以使事物的规律具有比较简单的形式，从而便于 6 人们去认识和掌握它们。 【名师小结】 本节学习的重点是掌握质点的基本概念，理解质点是一种理想化的模型，难点是辨别时间与时刻。学好本节有利于对运动学规律的认识，掌握人类认识自然规律的科学方法，培养自己学习物理的科学思维方式。 【自我反思】 1.2 位置变化的描述——位移 【学习目标】 1(理解位置、位移和路程的概念，知道它们的区别，会选择参考系并建立坐标系，能判断什么是位移(会在坐标系中画出位移。 2(通过讨论、分析身边的实际现象，自行解释现象并从中提炼出知识，形成概念， 得出规律。 3(体验自主探索物理规律的艰辛和喜悦。 【学习方法】 实验法、探究法、讨论法、归纳法 【学习过程】 一、位置、位移、路程 1、什么叫物体的位置呢, 运动物体在某时刻处于空间的某个点，这个点就叫物体 7 的 。可以先确定参考系，然后建立坐标系，用坐标确定物体的位置。 2、位移 从初位置指向末位置的 表示质点在这次运动中发生的 。有向线段的长度表示位移的 ，有向线段的指向表示位移的。 3、路程 路程是指质点运动轨迹的，路程只有，没有 。 【思考】位移和路程的区别是什么, 二、标量和矢量 1、标量:只有大小没有方向(代数方法)。 2、矢量:既有大小又有方向(遵守平行四边形定则)。 【小试身手】 1、下列关于位移和路程的说法中，正确的是() A(位移的大小和路程总是相等，但位移是矢量，路程是标量 B(位移描述直线运动，路程描述曲线运动 C(位移取决于始末位置，路程取决于实际运动路线 D(运动物体的路程总大于位移 2(如图所示，一物体沿三条不同的路径由A运动到B，下列关于他 们的位移的说法中正确的是() A(沿2最小 B(沿3最大 C(一样大 D(虽一样大， 8 但方向不同 3(下列关于位移和路程的说法，正确的是( ) A(位移和路程的大小总相等，但位移是矢量，路程是标量。 B(位移描述的是直线运动，路程描述的是曲线运动。 C(位移取决于始、末位置，路程取决于实际运动路径。 D(运动物体的路程总大于位移。 【合作探究】 【例1】一辆汽车从 A 点出发，向东行驶了 40km到达 C 点，又向南行驶了30km到达 B 点，此过程中它通过的路程有多少,它的位移大小、方向如何, 【讨论交流】出租车是按位移收费的吗, 【例2】如图所示，某物体沿两个半径为R的半圆弧由A经B到C，则物体的位移等于____,方向______，物体的路程等于_______。 4(以下说法中正确的是() A(两个物体通过的路程相同，则它们的位移的大小也一定相同。 B(两个物体通过的路程不相同，但位移的大小和方向可能相同。 C(一个物体在某一运动中，位移大小可能大于所通过的路程。 D(若物体做单一方向的直线运动，位移的大小就等于路程。 9 【名师小结】 本节学习的重点是掌握位移与路程的区别和联系，了解并能辨别标量与矢量。学好本节有利于对运动学规律的认识，掌握解决运动学的科学方法，从而培养并养成学习物理的科学思维习惯。 【学习札记】 1.3 运动快慢与方向的描述——速度 【学习目标】 1(理解运动的快慢和方向是由速度来描述的。 2(观看用光电门和传感器来测量瞬时速度的演示实验，进一步理解“瞬时速度”中“极限”的思想。 3(感受物理研究中严密推理的美感和体会从理论到实践的理想近似的思想。 【学习方法】 实验法、探究法、讨论法、归纳法、演绎法 【学习过程】 一、速度 在物理学中，将位移发生这段位移所用时间的比值定义为 ，用公式表示为 。在国际单位制中，速度的单位是 ，常用的单位还有千米每小时，这两个单位之间的换算关系 是。 10 二、平均速度 篇二:高中物理的几种解题思维 高中物理的几种解题思维 一、形象思维和抽象思维 形象思维是指从具体的、较真实的、易理解的角度思考问题，而抽象思维则与之相反，是指人脑把各种对象或现象间共同的、本质的属性提取出来，并同非本质属性分离出来的过程。在物理解题时，抽象思维是学生把实际问题转化为典型物理问题的重要思维形式。如果把具体的物理问题化形象为抽象，找出事物的本质属性，则可简化解题过程。 如图1所示，abc和a’b’c’为平行放置的光滑金属导轨，ab、a’b’段形成一翘起斜面，bc、b’c’段形成一水平面。在bc、b’c’的水平部分导轨之间穿过磁感强度为B、方向垂直向上的匀强磁场。在导轨水平部分放有质量为m的金属杆PQ，让质量为M的金属杆JK由距水平面高为h处无初速下滑。如果JK始终不与PQ接触，导轨的水平部分足够长并始终在磁场区域中，那么JK的最后速度是多大, 分析求解:金属杆JK滑到轨道水平部分时的速度不难由机械能守恒定律求得V= ，当金属杆JK继续滑动，将引起闭合回路面积、磁通量、感生电流以及金属杆JK、PQ所受的安培力的一系列相互关联的变化。按上述物理过程用方法求出金属杆JK的最后速度ν’十分繁琐。但是，若 11 能透过电磁现象抓住问题实质就会发现，金属杆JK、PQ所组成的系统在水平轨道上运动的过程中，所受的外力的矢量和时时刻刻为零，因此系统的动量守恒，而且二者最后具有相同的速度ν。这就是对具体问题进行了抽象思维，提取出了问题的本质和规律。因此，由动量守恒定律，得Mν=(M+m)ν’，ν’=[M/(M+m)] ν=[M/(M+m)] 。 可见，把具体的物理问题进行抽象思维，抓住事物的本质，能使运算变得简洁明快，而转化的关键是进行模型抽象的物理思维。 二、发散思维和收敛思维 所谓发散思维就是多角度、全方位地思考问题，而收敛思维是将大量的、甚至零乱的事实集中于一点的思维方式。 发散思维必须对某问题的共性有全面的掌握，联系得越多，发散得越广，产生对问题的求解方法就越多，从而可做到一题多解，并从多种解法中选择出一种简单明快的方法;收敛思维须对问题的个性有明确的认识，分辨得越清，收敛得越准，这种思维方式可做到多题一解。例如:某一物体被竖直上抛，空气阻力不计，当它经过抛出点上方0.4m处时，速度为3m/s。当它经过抛出点下方0.4m处时，速度应为多少,(g=10 m/s2) 分析求解:此题可从多个方面入手求解。 解法一，设到达抛出点上方0.4m处时还能上升高度为h， 12 则h=ν02/2g=32/ 篇三:2013高二物理导学案 选修3-1 第一章静电场 第一节 电荷及守恒定律学案 课前预习学案 一、预习目标 认识电荷，知道电荷守恒定律，了解点电荷、元电荷 二、预习内容 【问题1】自然界存在几种电荷，它们之间的相互作用如何, 【问题2】摩擦可以产生静电，你能找出一两件通过摩擦带上电的物体吗,说说它们分别带 的是正电还是负电, 【问题3】电荷的多少叫做电荷量，用 表示。 在国际单位制中，电荷量的单位是，简称，用符号表示。 元电荷e= 【问题4】甲、乙两同学各拿一带电小球做实验，不小心两小球接触了一下，结果两小球都 没电了～电荷哪里去了呢,消失了,你能帮他们解释一下原因吗, 【问题5】想一想，在什么情况下带电体可以看成点电 13 荷呢, 三、提出疑惑 课内探究学 一、学习目标 1(认识电荷，了解点电荷、元电荷、感应起电。 2(知道电荷守恒定律。 3(探究点电荷的相互作用规律，知道库仑定律 二、学习过程 【问题1】?请你自制一个简易验电器。器材准备:一小段金属丝，两条长约2cm、宽约4mm 的金属箔，一个带有塑料瓶盖的透明玻璃瓶。 ?摩擦过的物体一定会带电吗,摩擦身边的物体，并用做好的验电器判定它们在摩擦后是否 都带上了电。 【问题2】?如图所示，两个互相接触的导体A和B不带电， 现将带正电的导体C靠近A端放置，三者均有绝缘支架。请 判断A、B带电情况如何, 若先将A、B分开再移走C，则A ，B ; 若先将C移走再把A、B分开，则A ，B 。 图 1.1-2 14 ?讨论交流:接触起电、摩擦起电、感应起电的实质是什么,总的电荷量满足什么样的规律, ?电荷守恒定律的内容, 三、反思总结 四、当堂检测 1、关于物体的带电荷量，以下说法中正确的是( ) A(物体所带的电荷量可以为任意实数 B(物体所带的电荷量只能是某些特定值 C(物体带电，1.60×10-9C，这是因为该物体失去了1.0×1010个电子 D(物体带电荷量的最小值为1.6×10-19C 2如图所示，将带电棒移近两个不带电的导体球， 两个导体球开始时互相接触且对地绝缘，下述几种方法中能使两球 都带电的是 ( ) A(先把两球分开，再移走棒 B(先移走棒，再把两球分开 C(先将棒接触一下其中的一个球，再把两球分开 D(棒的带电荷量不变，两导体球不能带电 3(用丝绸摩擦过的玻璃棒和用毛皮摩擦过的硬橡胶棒，都能吸引轻小物体，这是因为 ( ) A.被摩擦过的玻璃棒和硬橡胶棒一定带上了电荷 B.被摩擦过的玻璃棒和硬橡胶棒一定带有同种电荷 15 C.被吸引的轻小物体一定是带电体 D.被吸引的轻小物体可能不是带电体 4(一个带正电的验电器如图所示， 当一个金属球A靠近验电器上的金属球B时，验电 器中金属箔片的张角减小，则() A(金属球A可能不带电 B(金属球A一定带正电 C(金属球A可能带负电 D(金属球A一定带负电 课后练习与提高 1(用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近已带电的验电器时，发现它的金属箔片的张角减小，由此可判断( ) A(验电器所带电荷量部分被中和 B(验电器所带电荷量部分跑掉了 C(验电器一定带正电 D(验电器一定带负电 2(以下关于摩擦起电和感应起电的说法中正确的是( ) A.摩擦起电是因为电荷的转移，感应起电是因为产生电荷 B.摩擦起电是因为产生电荷，感应起电是因为电荷的转移 C.摩擦起电的两摩擦物体必定是绝缘体，而感应起电的物体必定是导体 D.不论是摩擦起电还是感应起电，都是电荷的转移 16 3(带电微粒所带的电荷量不可能是下列值中的( ) A. 2.4×10-19CB.-6.4×10-19CC.-1.6×10-18CD.4.0×10-17C 4有三个相同的绝缘金属小球A、B、C，其中小球A带有2.0×10-5C的正电荷，小球B、C不带电(现在让小球C先与球A接触后取走，再让小球B与球A接触后分开，最后让小球B与小球C接触后分开，最终三球的带电荷量分别是多少, 第二节库仑定律学案 课前预习学案 一预习目标 知道库仑定律的内容及其表达式 二预习内容 【问题1】库仑定律的内容是什么, 【问题2】库仑定律的表达式是什么,库伦是通过什么的到此表达式的, 【问题3】如图1.1-1，长为L的绝缘轻质杆两端分别固定一个带电小球A和B(可看作点电荷)，A球带电量为+Q，B球带电量为-Q。试画出B球受到的库仑力示意图。并求该力的大小。 图 1.1-1 三提出疑惑 课内探究学案 17 一学习目标 1理解库仑定律的含义和表达式，知道静电常量。 2了解库仑定律的适用条件，学习用库仑定律解决简单的问题。 3渗透理想化思想，培养由实际问题进行简化抽象思维建立物理模型的能力。 二学习过程 【问题1】点电荷之间的相互作用力与哪些因素有关,(控制变量) ? 相互作用力F与两点电荷间的距离r ?相互作用力F与两点电荷的电量Q1、Q2 ?演示实验 【问题2】认识库仑定律(类比万有引力定律) ?内容: ?库仑力(静电力)的大小和方向 ?条件: ?静电力常量k= ?应用:讲解例题1 例题 2 四当堂检测 1真空中有两个静止的点电荷，它们之间的相互作用力为F。若它们的带电量都增加为原来的2倍，它们之间的相互作用力变为( ) A(F/4 B(F/2C(2FD(4F 18 2 A、B两个点电荷间距离恒定，当其它电荷移到A、B附近时，A、B之间的库仑力将( ) A(可能变大B(可能变小 C(一定不变 D(不能确定 3(如图3所示，把质量为0.2克的带电小球A用丝线吊起，若将带电量为4×10库的小球B靠近它，当两小球在同一高度相距3cm时，丝线与竖直夹角为45?，此时小球B受到的库仑力F,______，小球A带的电量qA,______( -8 课后练习与提高 1(两个半径均为1cm的导体球，分别带上，Q和,3Q的电量，两球心相距90cm，相互作用力大小为F，现将它们碰一下后，放在两球心间相距3cm处，则它们的相互作用力大小变为 [ ] A(3000F B(1200F C(900F D(无法确定 2(真空中有两个固定的带正电的点电荷，其电量Q1,Q2，点电荷q置于Q1、Q2连线上某点时，正好处于平衡，则 [ ] A(q一定是正电荷 B(q一定是负电荷 C(q离Q2比离Q1远 D(q离Q2比离Q1近 19 3(如图1所示，用两根绝缘丝线挂着两个质量相同不带电的小球A和B，此时，上、下丝线受的力分别为TA、TB;如果使A带正电， 20