第三章自然界的运动性.ppt
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1、第三章 自然界的运动性,教学目的 1、理解物质的机械运动形式及运动规律 2、了解天体的运行 3、帮助学生树立“物质和运动是不可分割的,运动是绝对的、静止是相对的”辩证唯物主义观点 教学方法 启发和讲述相结合 紧密结合实际,本章知识结构,物体的最简单运动形式 天体的运行,第一节 物体的最简单运动方式,教学要求 了解 1、描述运动的相对性 2、重力势能、引力势能,理解: 1、牛顿第一和第三定律 2、功、动能、动能定理 3、地球的自转、公转、季节和五带、历法和时间 4、位移、速度和加速度、匀变速运动的规律 掌握: 牛顿第二定理、动量原理,教学重点: 1、运动的相对性 2、牛顿第二定律和牛顿第三定律
2、3、动量守恒定律,第一节知识结构,运动的表示法:运动的相对性、三种变速运动 运动和力 功和能,一、运动的表示法,要求: 1、学生能判断实例中运动形式所对应的参照物 (重点) 2、知道位移、速率、速度和加速度几个基本概念 3、了解几种变速运动的规律,1、参照系 例:一位学生在作文中写到:“红日从东方冉冉升起,我坐在奔驰的火车里,静靠在椅背上,欣赏着窗外的景物,只见路旁的树木急速地向后退去” 试指出“升起”、“奔驰”、“静靠”、“后退”这几种运动形式所对应的参照物。,运动都是相对于参照物来说的,(说出运动形式的参照物是重点),辩证唯物主义观点 运动是绝对的:自然界中没有不运动的物体 (运动是物质的
3、属性) 运动是相对的:相对于参照系来说的,不存在 “绝对”静止的物体,随着时间的变化,物体位置在改变,用坐标系描述: (1) 直线坐标系:X = OA(O是原点) (2) 平面直角坐标系,2、位移,空间位置的变化(运动造成的) 是一个既有大小,又有方向的量,是一个矢量 表示: 直线 AB 弧线 ACB,3、速度和加速度,速率:s=vt v 是速率,单位米/ 秒 只表示物体运动的快慢,不表示运动方向 速度:是大小为V(速率)和方向(物体运动方向) 的矢量 加速度:a 运动速度大小或方向在不断变化 ,矢量 表示单位时间内速度的变化,单位为 米/秒2,在关速度和加速度的几点注意:,(1)速度很大,加
4、速度不一定很大,也可能为零。如:匀速直线飞行的超音速飞机 (2)速度变化大(小),加速度不一大(小),由于加速 度是描述速度变化快慢的量 (3)加速度的方向不是速度的方向,而是跟速度变化的方向一致 汽车加速:速度,加速度与速度方向相同, 速度矢量加长,加速度为正值 汽车减速:速度,加速度与速度方向相反, 速度矢量变短,加速度为负值,4、几种变速运动的规律,匀加速直线运动:以变化的速率沿直线运动 v = v0 +at 自由落体运动是典型的匀加速运动 判断:棉花和石块从高处下落的速度是否一样? (现场演示) 结论:以同样的加速度下落 依据:伽利略发现(在真空中)重力加速度对 一切物体都是相同的 a
5、 = g=9.8 m/s2,匀速圆周运动: 以恒定的速率 v 在半径为 r 的圆周上的运动 如:机器上的飞轮、人造地球卫星及天体的运行 速率不变,但运动方向不断改变, 匀速圆周运动是变速运动 加速度为向心加速度 a =v2 / R,永远和速度垂直,简振运动 物体在中心平衡位置附近来回地振荡式运动 例:时钟摆的转动、 乐器弦的颤动 复杂的振动(声音的振动)是若干个简振运 动的合成 振动是一种周期性运动 公式见书(只要求会直接代入数据作简单运算),二、运动和力,要求: 1、牛顿第一定律:知道力是改变运动状态的原因 2、牛顿第二定律: 能够认识力、加速度和质量三者之间的关系 进行简单的计算 3、牛顿
6、第三定律:知道作用力和反作用力的关系,第二、第三定律是重点,1、牛顿第一定律,物体不受外力作用(或外力的合力为零)时,将保持静止或匀速直线运动状态,直到外力改变它的运动状态为止。 惯性定律 惯性是物体的属性,反映物体改变运动状态的难 易程度 力改变物体的运动状态(得到加速度) 质量是物体惯性的量度(质量大不易改变状态) 如:歼击机尽可能减小质量,提高战斗灵活性,2、牛顿第二定律 物体受到外力作用时,物体的加速度与作用在物体上的合外力正比,与物体的质量成反比,加速度的方向与合外力的方向一致。 F =K ma(K=1) 只适用于质点或能看成质点的物体的运动 a 为合外力作用下得到的加速度 力改变加
7、速度随着改变,合外力0零时,加速度0 力的单位为牛顿(N),质量为千克( kg),加速 度为米 /米2,重点内容,有关计算:,例1:体重45千克的滑水者,在水中从静止出发并在2 秒内均匀加速到10米/秒。在加速期间作用在滑 水者上的合力有多大? 解:分析 第一步:先求 a a = (v-v0)/t = (10-0)/2 =5 m /s2 第二步:求合外力 F = ma =45 kg * 5 m /s2 =225 N,例题2:人造卫星质量为M,绕地球在半径为r的 圆形轨道上运动,其速度v是多大? 解: 第一步:由向心加速度 a = 可得 F = M v2/ r 第二步:卫星的重力 F 就视为地球
8、引力 F = Mg 卫星的 r = R 地 + h(忽略不计) 第三步:将F和r代入第一步公式求得 v2 =g r,3、牛顿第三定律 两个物体之间的作用力和反作用力,同在一直线上,大小相等,方向相反 作用力与反作用力定律 与物体的运动无关 成对出现,成对消失 分别作用于两个物体上,不能相互抵消 作用力与反作用力总是属于同种性质的力,重点内容,三、功和能,要求: 1、会计算物体的动能 2、理解物体动能在何种情况下增加和减少,1、功 物体在力的方向上有位移,称力对物体做了功 如:人的行走、火箭升空 W = Fs (单位分别是J、N、m) 功只有大小而无方向 例:教材P181,2、动能与动能定理 动
9、能:物体运动而显示出具有做功的本领 Ek = Mv0 2 物体具有动能就能克服外力做功,消耗本 身的动能;若外力对物体做功,物体动能 就会加大 如汽车关闭发动机后,克服阻力做功 动能定理:合外力所做的功,等于物体动能的改变量 W= Ekt Ek0 动能定理的应用:动物奔跑,3、重力势能和引力势能 要求: 1、结合实际学习重力势能 2、会计算物体的重力势能,(1)重力势能 相对于地球的位置而具有的能 具有重力势能的物体通过位置变化,对外做功 重力对物体做功的结果,使物体位置发生变化 Ep = Gh = mgh (以地面作为重力势能的零点) 重力势能属于地球和物体所组成的物体系统,不能用来计算离地
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