高中物理 《平衡条件的应用》教案

第一篇：高中物理 《平衡条件的应用》教案

第四节平衡条件的应用

从容说课

力的平衡要有正确的思路：首先确定研究对象，其次是正确分析物体的受力，然后根据平衡条件列方程求解.对于比较简单的问题，可以用直角三角形的知识求解，对于不成直角的受力问题可以用正交分解方法求解.三维目标

知识与技能

1.知道共点力作用下物体的平衡概念.2.掌握在共点力作用下物体的平衡条件.3.知道如何用实验验证共点力作用下的物体的平衡条件.4.应用共点力的平衡条件解决具体问题.过程与方法

1.正确判断物体的运动状态，培养学生的观察和鉴别能力.2.进一步培养学生分析物体受力的能力.3.应用平衡条件解决实际问题的能力.情感态度与价值观

1.了解运动和静止的相对性，培养学生的辩证唯物主义观点.2.通过对周围处于静止状态的物体的观察和实验，总结出力的平衡条件，再用这个理论来解决和处理实际问题，使学生树立正确的认识观.通过对物体受力分析图的绘画，使学生了解到物理学中的对称美.教学设计

教学重点 1.共点力的平衡条件.2.熟练运用共点力的平衡条件，解决平衡状态下有关力的计算.3.进一步熟练受力分析的方法.教学难点 1.物体的受力分析.2.物体在什么条件下，可以认为是受到共点力作用？

3.物体受到三个不在一条直线上的力作用而处于平衡状态时，这三个力一定共点.教具准备 投影仪、投影片.课时安排 1课时

教学过程

导入新课式

1.用投影片出示复合题：

(1)如果一个物体能够保持_________或_________，我们就说物体处于平衡状态(2)当物体处于平衡状态时：

a.物体所受各个力的合力等于_________，这就是物体在共点力作用下的平衡条件.b.它所受的某一个力与它所受的其余外力的合力关系是_________.2.学生回答问题后，教师进行评价和纠正.3.引入：本节课我们来运用共点力的平衡条件求解一些实际问题.推进新课

1.共点力作用下物体的平衡条件的应用举例： 用投影片出示例题1：

［例题剖析1］如图5-4-1所示.细线的一端固定于A点，线的中点挂一质量为m的物体，另一端B用手拉住，当AO与竖直方向成θ角，OB沿水平方向时，AO及BO对O点的拉力分别是

Δx1′、Δx2′间的关系.无拉力F时:Δx1=(G1+G2)/k1，Δx2=G2/k2，(Δx1、Δx2为压缩量)

加拉力F时:Δx1′=G2/k1，Δx2′=(G1+G2)/k2，(Δx1′、Δx2′为伸长量)而Δh1=Δx1+Δx1′，Δh2=(Δx1′+Δx2′)+(Δx1+Δx2)系统重力势能的增量ΔEp=G1·Δh1+G2·Δh2 整理后可得：ΔEp=(G1+2G2)（G1G2G2)k1k24.讲解有关斜面问题的处理方法

［例题剖析3］如图5-4-5所示，将重力为G的物体A放在倾角θ的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，那么对A施加一个多大的水平力F1，可使物体沿斜面匀速上滑？ 分析本题:

图5-4-5 a.定物体A为研究对象 b.对物体A进行受力分析: 物体A共受四个力的作用：竖直向下的重力G、水平向右的力F1、垂直于斜面斜向上方的支持力F2、平行于斜面向下的滑动摩擦力F3，其中G和F1是已知的.由滑动摩擦定律F3＝μF2可求得F2和F3，就可以求出μ.c.画出物体的受力图如图5-4-6.d.本题采用正交分解法：

图5-4-6 对于斜面，常取平行于斜面的方向为x轴，垂直于斜面的方向为y轴，将力沿这两个方向分解，应用平衡条件求解： e.用投影片展示本题的解题过程：

解：取平行于斜面的方向为x轴，垂直于斜面的方向为y轴，分别在这两个方向上应用平衡条件求解，由平衡条件可知，在这两个方向上的合力Fx合和Fy合应分别等于零，即 Fx合=F3-F1cosθ+Gsinθ=0 Fy合=F2-F1sinθ-Gcosθ=0 并且F3=F2·μ 解得：F1=GcosGsin.cossin5.巩固训练

如图5-4-7所示,重为G＝10 N的小球在竖直挡板作用下静止在倾角为θ=30°的光滑斜面上，已知挡板也是光滑的，求：

图5-4-7(1)挡板对小球弹力的大小；(2)斜面对小球弹力的大小.课堂小结

本节课我们主要学习了以下几点：

1.应用共点力平衡条件解题时常用的方法——力的合成法、力的分解法、正交分解法.2.解共点力作用下物体平衡问题的一般步骤：(1)确定研究对象；

(2)对所选研究对象进行受力分析，并画出受力示意图;(3)分析研究对象是否处于平衡状态；

(4)运用平衡条件，选用适当方法，列出平衡方程求解.布置作业

练习1.如图5-4-8所示，一个半球形的碗放在桌面上，碗口水平，碗的内表面及碗口是光滑的.一根细线跨在碗口上，线的两端分别系有质量为m1和m2的小球，当它们处于平衡状态时，质量为m1的小球与O点的连线与水平线的夹角为α=60°.两小球的质量比为(A)

图5-4-8 A.3232 B.C.D.3322练习2.如图5-4-9所示，人重600 N，木板重400 N，人与木板、木板与地面间的动摩擦因数皆为0.2.现在人用水平力拉绳，使他与木块一起向右匀速运动，则(BC)

图5-4-9 A.人拉绳的力是200 N B.人拉绳的力是100 N C.人的脚给木块摩擦力向右 D.人的脚给木块摩擦力向左

练习3.如图5-4-10所示，两个完全相同的小球，重力大小为G，两物体与地面间的动摩擦因数均为μ，一根轻绳的两端固定在两个球上，在绳的中点施加一个竖直向上的拉力，当绳被拉直后，两段绳的夹角为θ.求当F至少为多大时，两球将会发生相对滑动？(F=

2Gtan2)

图5-4-10

第二篇：高中物理 《万有引力定律的应用》教案

万有引力定律的应用

【教育目标】

一、知识目标

1．了解万有引力定律的重要应用。

2．会用万有引力定律计算天体的质量。

3．掌握综合运用万有引力定律和圆周运动等知识分析具体问题的基本方法。

二、能力目标

通过求解太阳、地球的质量，培养学生理论联系实际的能力。

三、德育目标

利用万有引力定律可以发现未知天体，让学生懂得理论来源于实践，反过来又可以指导实践的辩证唯物主义观点。【重点、难点】

一、教学重点

对天体运动的向心力是由万有引力提供的理解

二、教学难点

如何根据已有条件求中心天体的质量 【教具准备】

太阳系行星运动的挂图和FLASH动画、PPT课件等。【教材分析】

这节课通过对一些天体运动的实例分析，使学生了解：通常物体之间的万有引力很小，常常觉察不出来，但在天体运动中，由于天体的质量很大，万有引力将起决定性作用，对天文学的发展起了很大的推动作用，其中一个重要的应用就是计算天体的质量。

在讲课时，应用万有引力定律有两条思路要交待清楚.

1.把天体（或卫星）的运动看成是匀速圆周运动，即F引=F向，用于计算天体（中心体）的质量，讨论卫星的速度、角速度、周期及半径等问题.

2.在地面附近把万有引力看成物体的重力，即F引=mg.主要用于计算涉及重力加速度的问题。这节内容是这一章的重点，这是万有引力定律在实际中的具体应用.主要知识点就是如何求中心体质量及其他应用，还是可发现未知天体的方法。【教学思路设计】

本节教学是本章的重点教学章节，用万有引力定律计算中心天体的质量，发现未知天体显示了该定律在天文研究上的重大意义。

本节内容有两大疑点：为什么行星运动的向心力等于恒星对它的万有引力？卫星绕行星运动的向心力等于行星对它的万有引力？我的设计思想是，先由运动和力的关系理论推理出行星（卫星）做圆周运动的向心力来源于恒星（行星）对它的万有引力，然后通过理论推导，让学生自行应用万有引力提供向心力这个特点来得到求中心天体的质量和密度的方法，并知道在具体问题中主要考虑哪些物体间的万有引力；最后引导阅读相关材料了解万有引力定律在天文学上的实际用途。

本节课我采用了“置疑－启发—自主”式教学法。教学中运用设问、提问、多媒体教学等综合手段，体现教师在教学中的主导地位。同时根据本节教材的特点，采用学生课前预习、查阅资料、课堂提问；师生共同讨论总结、数理推导、归纳概括等学习方法，为学生提供大量参与教学活动的机会，积极思维，充分体现教学活动中学生的主体地位。【教学过程设计】

一、温故知新，引入新课

教师：

1、物体做圆周运动的向心力公式是什么？

2、万有引力定律的内容是什么，如何用公式表示？

3、万有引力和重力的关系是什么？重力加速度的决定式是什么？ 【引导学生观看太阳系行星运动挂图和FLASH动画】 教师：根据前面我们所学习的知识，我们知道了所有物体之间都存在着相互作用的万有引力，而且这种万有引力在天体这类质量很大的物体之间是非常巨大的。那么为什么这样巨大的引力没有把天体拉到一起呢？

【设疑过渡】

教师：由运动和力的关系来解释：因为天体都是运动的，比如恒星附近有一颗行星，它具有一定的速度，根据牛顿第一定律，如果不受外力，它将做匀速直线运动。现在它受到恒星对它的万有引力，将偏离原来的运动方向。这样，它既不能摆脱恒星的控制远离恒星，也不会被恒星吸引到一起，将围绕恒星做圆周运动。此时，行星做圆周运动的向心力由恒星对它的万有引力提供。

本节课我们就来学习万有引力在天文学上的应用。

二、明确本节目标

1．了解万有引力定律在天文学上的重要应用。

2．会用万有引力定律计算天体的质量。

3．掌握综合运用万有引力定律和圆周运动等知识分析具体问题的基本方法。

三、重点、难点的学习与目标完成过程

1．理论思想的建立

教师：通过前面学过的知识和刚才的理论推测，我们研究天体运动的基本方法是什么？ 学生：（思考后回答）应该抓住恒星对行星的万有引力做行星圆周运动的向心力这一根本点去进行处理。

教师：（大屏幕投影动画，加深学生感性认识和理解能力）

教师：能否用我们学过的圆周运动知识求出天体的质量和密度呢？ 【自然过渡，进入定量运算过程】 2．天体质量的计算

教师：如果我们知道了一个卫星绕行星运动的周期，知道了卫星运动的轨道半径，能否求出行星的质量呢？

学生：由物体做圆周运动的动力学条件，列式可求。

教师：此时知道行星的圆周运动周期，其向心力公式用哪个好呢？ 【引导学生自行推导，然后在大屏幕上演示推导过程】

设行星的质量为m.根据万有引力提供行星绕太阳运动的向心力，有：

MmF向=F万有引力=G2m2r

rMm2即G2m()2r

Tr42r3M

GT2教师：这个质量表示的是做圆周运动的行星的质量吗？ 学生：是中心天体的质量。

【讨论】

1、要计算太阳的质量，你需要哪些数据？

2、要计算地球的质量，你需要哪些数据？ 3．天体密度的计算

教师：能否用推导出中心天体的密度呢？ 【提示】想一想，天体的体积容易求解出来吗？ 【教师在学生思考后利用大屏幕演示推导方法】

m42r3/GT23r3 2343VGTRR3教师：从实际情况来考虑，有什么更好的方法来进行测量吗？

学生：公式里的r和R如果能约掉，即让卫星绕行星贴着表面运动即可。

m42r3/GT23r33 23243VGTRGTR3总结：方法是发射卫星到该天体表面做近地运转，测出绕行周期

3．实例应用：海王星、冥王星的发现

让学生阅读教材内容，认识万有引力定律在天文学上的实际应用。

四、课堂练习

1、本节第二节介绍牛顿如何在开普勒第三定律的基础上推导出万有引力的思路。通过本节的学习，请证明，所有行星绕太阳运转其轨道半径的立方和运转周期的平方的比值即r3/T2是一个常量。

2、密封舱在离月球表面112km的空中沿圆形轨道运行，周期是120.5min，月球的半径是1740km，根据这些数据计算月球的质量和平均密度。

3、已知火星的半径是地球的半径的一半,火星的质量是地球的质量的1/10.如果在地球上质量为60kg的人到火星上去,问: ⑴在火星表面上人的质量多大?重量多少? ⑵火星表面的重力加速度多大? ⑶设此人在地面上能跳起的高度为1.6m,则他在火星上能跳多高?⑷这个人在地面上能举起质量为60kg的物体, 他在火星上可举起质量多大的物体? 答案：

1、略

2、M=7.19×1022kg,ρ=3.26×103kg/m3

3、（1）质量60kg, 重量240N；（2）4N/s;(3)4m;(4)150kg

五、小结 本节课我们学习了万有引力定律在天文学上的应用，计算天体的质量和密度的方法是F引 =

2m42r3/GT23r3342r3F向求得的结果M，23243VGTRGTGT2R3另外，根据天体质量的计算结果讨论

r31、从理论上验证了开普勒经验公式：2k的正确性。

T2、如果知道中心天体的质量M，也可以预测绕其运动的行星或卫星的运动情况。(3)星球表面加速度的计算对象：星球表面物体GMmmg =r2得：g =GMr2 【板书设计】 【素质能力训练】

1、两颗靠得很近的行星，必须各以一定的速度绕它们连线上某一点转动，才不至于由于万有引力的作用而将它们吸引到一起。以知这两颗行星的质量分别为m1、m2，相距为L,讨论这两颗行星运动的周期、运动半径有什么关系？求出它们的转动周期。

2.已知下面的数据，可以求出地球质量M的是（引力常数G是已知的） A.月球绕地球运行的周期T1及月球到地球中心的距离R1 B.地球“同步卫星”离地面的高度

C.地球绕太阳运行的周期T2及地球到太阳中心的距离R2 D.人造地球卫星在地面附近的运行速度v和运行周期T3

3、地球和月球的质量之比为81∶1,半径之比为4∶1，求：（1）地球和月球表面的重力加速度之比

（2）在地球上和月球上发射卫星所需最小速度之比.4、用火箭把宇航员送到月球上，如果已知月球半径，他用一个弹簧秤和一已知质量的砝码，能否测出月球的质量？如何测定？

答案：1：两颗行星靠得很近，它们绕连线上的某点作圆周运动，万有引力等于它们的向心力，它们的运动周期相等，则它们的质量和半径的乘积相同，即 m1r1 = m2r2 且 r1 + r2 = L T2L3所以G（m+m 12)

2、AD

3、（1）81∶16 2）9∶2 4、能，略

（

第三篇：高中物理必修一4.3 力的平衡 教案2

《力的平衡》教学案例

一．教学目标： 1．知识目标

1)知道平衡状态和平衡力的概念 2)了解共点力作用下物体平衡的概念 3)知道共点力的平衡条件 2．能力目标：

1)通过课堂小实验，培养学生实验观察能力。

2)通过设计实验探究物体的平衡条件，培养了学生的科学探究能力和实验能力。

3)通过课堂练习,训练学生进行知识迁移及应用 3．情感目标：

通过互相交流共同设计实验方案，培养学生与他人合作的精神；通过先从实验探究，再从理论上总结共点力作用下物体的平衡条件，然后再应用，培养学生科学探究精神和理论联系实验、实际的科学态度。

二．教学设计: 1．学习任务分析：

本节是新课程（鲁科版）第五章第三节的内容。本节学习共点力作用下物体的平衡，内容包括共点力作用下物体的平衡状态、共点力

作用下物体的平衡条件和力的平衡。共点力平衡问题是高中物理的重要内容之一，它涉及力的概念、受力分析、力的合成与分解、列方程运算等多方面物理知识和能力的综合性问题，是高一物理的难点，同时是解决高中力学问题的基础。另外，平衡问题中，涉及到的各种物理模型，在今后物理学习中会经常见到，对高一学生来讲，这些都是一些基本的模型素材。因此，学好本节课对今后力学学习意义重大。但刚开始学习时，力的平衡理论并不难掌握，只是后续应用较为困难。由此确定：本节课的教学重点是共点力作用下物体的平衡条件，难点是实验探究共点力作用下物体的平衡条件并加以简单应用。2．学习者分析：

学生在初中学习过牛顿第一定律，理解共点力作用下物体的平衡状态会比较容易；利用前面学过的知识分析推出共点力作用下物体的平衡条件，学生也不会有太大困难，教师只需适当点拨即可；但学生在设计实验并通过实验探究共点力作用下物体的平衡条件时会感到比较困难，教师要给予及时的引导，并可通过学生相互讨论共同解决。

3．设计理念：

1．“兴趣是最好的老师”，而要引发学生的学习兴趣，就要创建一定的教学情景。课堂中通过多媒体的应用、演示实验、学生动手探究实验、学生讨论及展示等课堂景观，激发学生的学习激情及学习自主性。

2．不少同学感到物理难，就难在物理规律的应用上。本节课创造性的引导学生，将原本是平衡条件的推导与应用的结论，让学生自己通过实验探究、总结，将有利于学生对规律的理解与应用。根据科学探究的基本模式：提出问题→猜想假设→实验验证→得出结论。在教学设计中，首先复习物体的平衡状态，接着利用几个同学拉绳子的小实验，引导学生通过观察实验现象，然后提出问题：请同学们设计一个实验来研究物体的平衡条件，激发学生的探究兴趣。接着在教师的引导下让学生设计实验，充分发挥学生的自主学习、应用的激情，对设计中碰到的问题，让同学们互相交流共同解决，培养学生交流与合作精神。最后，通过实验交流，得出结论。整个过程培养了学生的科学探究精神和物理实验能力。

三．教学过程及几个重要片断： 场景一：课堂预备阶段：

上课预备铃响后，老师并没有立即上课，而是请一位同学走上讲台。只见他先将一本课本顶在右手食指间上，旋转起来。同学哗然：太简单了，再来一个。于是该同学又将另一本课本同时顶在左手食指旋转，并大步向前走动起来。顿时教室一片掌声，大家脸上都是笑容„„

点评：这是一节公开示范课，同学们面对众多的听课老师及摄像镜头，难免心中有怯。如何在上课伊始就调整好同学们的情绪并使大家放松自然地进入课堂，是此堂课能否成功的第一关卡。此课预备阶段的处

理方式，也引起众多老师对课堂2分钟预备时间如何利用的思考。

（一）、导入新课：

用投影片出示本节课的学习目标：

1．知道平衡状态和平衡力的概念 2．了解共点力作用下物体平衡的概念 3．知道共点力的平衡条件

投影多媒体图片：马踏飞燕，悬空寺，飞行中的飞机等

设问：什么是物体的平衡状态？

（二）、新课教学

1．（板书）

一、物体的平衡状态

（引导学生回顾牛顿第一定律并回答）保持静止状态或保持匀速直线运动状态

2．设问：物体在什么条件下才能处于平衡状态？（学生回答）不受任何外力或受到两个平衡力

设问：如果物体在互成角度的三个共点力作用下，处于平衡状态，这三力的大小、方向应该满足什么条件? 场景二：课堂演示实验：

老师将三条绳子系在一个节上，请三位同学上前分别拉住三条绳索，互成角度地拉绳节。师问：如何描述绳节受到三个力的方向？ 生答：绳节受到三个力为沿绳方向，只要观察绳子的方向即可。师问：这三个力方向间有什么关系？

生1答：不在同一直线上。生2答：不在同一侧。„„ 师问：三个力会共面吗？（学生七嘴八舌，没有统一意见）

此时，老师将一片白木板贴近绳节，任意调整三条绳索的方向，学生顿时恍然：如果物体在互成角度的三个力共点作用下，处于平衡状态，这三力必共面。

点评：实验观察能力是高中物理教学中必须重视培养的基本能力之一，如何在教学中步步引导，使学生学会观察，学会思考，并带动能力的提升，值得我们更多的尝试与探索。此段教学老师在演示同时，语言引导步步深入，诱发学生更细致观察；当学生观察有一定障碍时，能借助简单道具显示复杂问题，足以体现教学智慧。

3．教师提问：如果三个力共面又共点，我们怎么研究这三个力之间的关系？

(学生讨论、回答实验设计思路)：利用弹簧秤互成角度拉细绳，记录绳子的方向及弹簧秤的读数，用力的图示将三个共点力描绘在白纸上。

进一步提问：你的猜测是什么？你准备怎么做？需要哪些仪器？桌面上都有吗？需要几个人配合？你们怎么分工？如何验证你的结论？

（学生讨论确定实验方法）合成法、分解法、正交分解法、矢量三角形等

学生讨论实验方案，并分小组进行实验。

（拓展思考）如果物体受到的共点力不止三个呢?你的结论能推广吗? 场景三：课堂实验结果展示：

实验结束后，由几组有代表性的小组上台展示，介绍实验过程、数据处理方法及结论。这些小组采用不同的方法和思路，各有各的特点。上台展示实验成果的学生自信、大方，语言流畅，小组成员间有较好的分工与合作。

点评：新课程理念中，学生是课堂的主体，要在课堂上给学生以充分的表现空间。本堂课先是让学生自主探究，后又给足学生们的交流、展示时间，很好的体现了新课程理念。当然，这会使教学容量受到一定影响。

4．总结结论：

（1）物体在共点力作用下处于平衡状态，力的平衡条件为合力为零

（2）在共点下作用下的物体，如果所受合力为零，一定处于平衡状态

（3）推论：

a.当物体受到三个力共点力的作用而平衡时，其中的任意一个力必定与余下的两力的合力等大反向。

b．当物体受到三个力共点力的作用而平衡时，任意建立直

角坐标系并分解不在坐标轴的力，沿两个坐标轴方向的合力均为零

c．三个共点力构成封闭的三角形

（引导学生将此推论拓展到多个共点力平衡时的情景）

(三)、练习巩固

1．课堂例题：用绳子将鸟笼挂在一根横梁上，如图所示，若鸟笼重19.6N，求绳子OA和OB的拉力各是多大？（启发学生用刚刚的实验结论求解）

2．作业：思考课本P93的1、2、3、7；完成课本P93的5、6、8（做在作业纸上）

四．教学反思：

本节课的重点是共点力作用下物体的平衡条件，这个条件得出后，学生是比较容易接受这个结论的。关键在于接受与掌握之间还有一定的差距，许多学生结论都能朗朗上口，但一到应用就手足无措。因此本节课创造性的引导学生，将原本是平衡条件的推导与应用的结论，让学生自己通过实验探究、总结得出。学生对自己实验得到的方法和结论印象深刻，这有利于学生对规律的理解，最后通过例题让学生体会到结论的应用。这是这节课的一个突破方面。

鼓励学生大胆质疑，积极思考，独创性地进行实验，这也是本节课着力引导的一方面。虽然学生的思维不可能脱离前几节课的合成与分解的思路，但多种角度、方法的引导将有利于学生开拓性思维的培

养。

不足之处在于：由于时间、器材等条件的限制，学生的实验局限性较大；并且本意是探究性实验，由于学生对课本的预习较为透彻，对结论很熟悉，容易演变成验证性的实验。有部分学生对验证类的实验兴趣不大，将会影响实验的积极性及实验效果。

第四篇：高中物理《传感器的应用实验》教案[最终版]

高中物理《传感器的应用实验》教案转载

一、教材分析

本节继第三节介绍四种传感器的应用实例之后，再进一步拓展学生的视野，提高学生的认识和分析能力以及动手能力，并通过实验的方法，让学生在组装和调试中，更为深入地认识传感器的应用。

二、教学目标 1．知识目标：

（1）、知道二极管的单向导电性和发光二极管的发光特性。（2）、知道晶体三极管的放大特性。(3)、掌握逻辑电路的基本知识和基本应用。2．能力目标：

通过实验的方法，让学生在组装和调试中，更为深入地认识传感器的应用。3．情感、态度和价值观目标：

培养学生的学习兴趣，倡导以创新为主，实践为重的素质教育理念。

三、教学重点难点 重点：传感器的应用实例。

难点：由门电路控制的传感器的工作原理。

四、学情分析

我们的学生属于理解较差，动手能力不好，尽量让学生多动手，必要时需要教师指导并借助动画给予直观的认识。

五、教学方法

PPT课件，演示实验，讲授

六、课前准备

1．学生的学习准备：预习新课，初步把握实验原理及方法步骤。

2．教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。3．教学环境的设计和布置：四人一组，课前准备好斯密特触发器或非门电路，二极管，三极管，蜂鸣器，滑线变阻器，热敏电阻，光敏电阻等材料用具。

七、课时安排：1课时

八、教学过程

（一）预习检查、总结疑惑

检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。

（二）情景导入、展示目标。

上节课我们学习了温度传感器、光传感器及其工作原理。请大家回忆一下我们学了哪些具体的温度、光传感器？ 学生思考后回答：电饭锅，测温仪，鼠标器，火灾报警器

这节课我们将结合简单逻辑电路中的知识学习由门电路以及传感器控制的电路问题。

（三）合作探究、精讲点拨。

探究一：（！）普通二极管和发光二极管

1、二极管具有单向导电性

2、发光二极管除了具有单向导电性外，导电时还能发光，普通发光二极管使用磷化镓或磷砷化镓等半导体材料制成，直接将电能转化为光能，该类发光二极管的正向导通电压大于1.8V。

（2）晶体三极管

1、三极管具有电流放大作用。

2、晶体三极管能够将微弱的信号放大，晶体三极管的三个极分别是发射极e，基极b和集电极c。

3、传感器输出的电流和电压很小，用一个三极管可以放大几十倍或几百倍，三极管的放大作用表现为基极b的电流对集电极c的电流起了控制作用。

（三）逻辑电路

逻辑门电路符号图包括与门，或门，非门，1．与逻辑

对于与门电路，只要一个输入端输入为0，则输出端一定是0，只有当所有输入端输入都同为1时，输出才是1.2．或逻辑

对于或门电路，只要一个输入端输入为1，则输出一定是1，反之，只有当所有输入端都为0时，输出端才是0.3.非门电路

对于非门电路，当输入为0时，输出总是1，当输入为1时，输出反而是0，非门电路也称反相器。

4.斯密特电路：

斯密特触发器是特殊的非门电路，当加在它的输入端A的电压逐渐上升到某个值1.6V时，输出端Y会突然从高电平调到低电平0.25V，而当输入端A的电压下降到另一个值的时候0.8V，Y会从低电平跳到高电平3.4V。斯密特触发器可以将连续变化的模拟信号转换为突变的数字信号。而这正是进行光控所需要的。

探究点二：应用实例

1、光控开关

电路组成：斯密特触发器，光敏电阻，发光二极管LED模仿路灯，滑线变阻器，定值电阻，电路如图所示。工作原理：天明时，RG变小，流过R1的电流变大，A端输入电压降低到0.8V，Y会从低电平跳到高电平3.4V，LED上的电压低于正向导通电压1.8V，LED不会发光，当天色暗到一定程度时，RG变大，输入端A的电压升高到某一个值1.6V时，输出端Y突然从高电平跳到低电平0.25V，此时加在LED上的正向电压大于导通电压1.8V，二极管LED发光。特别提醒：要想在天暗时路灯才会亮，应该把R1的阻值调大一些，这样要使斯密特触发器的输入端A电压达到某个值1.6V，就需要RG的阻值达到更大，即天色更暗。拓展：如果电路不用发光二极管来模拟，直接用在电路中，就必须用到电磁继电器。如下图。

2．温度报警器（热敏电阻式报警器）

结构组成：斯密特触发器，热敏电阻，蜂鸣器，变阻器，定值电阻，如图所示。工作原理：常温下，调整R1的阻值使斯密特触发器的输入端A处于低电平，则输出端Y处于高电平，无电流通过蜂鸣器，蜂鸣器不发声，当温度升高时，热敏电阻RT阻值减小，斯密特触发器输入端A电势升高，当达到某一值（高电平），其输出端由高电平调到低电平，蜂鸣器通电，从而发出报警声，R1的阻值不同，则报警器温度不同。

特别提示：要使热敏电阻在感测到更高的温度时才报警，应该减小R1的阻值，R1阻值越小，要使斯密特触发器输入达到高电平，则热敏电阻阻值要求越小，即温度越高。典型例题：

1.与门的输入端输入信号为何时，输出端输出“1”（）A.0 0 B.0 1 C.1 0 D.1 1 答案：D 2.或门的输入端输入信号为何时，输出端输出“0”（）A.0 0 B.1 0 C.0 1 D.1 1 答案：A 3.联合国安理会每个常任理事国都拥有否决权，假设设计一个表决器，常任理事国投反对票时输入“0”，投赞成或弃权时输入“1”，提案通过为“1”，通不过为“0”，则这个表决器应具有哪种逻辑关系（）

A.与门 B.非门 C.或门 D.与非门 答案：A 4.图是一个复合门电路，由一个x门电路与一个非门组成.若整个电路成为一个与门，则x电路应是（）

A.与门 B.或门 C.与非门 D.或非门 答案：C 5.“第4题”中的整个电路若成为一个或门，则x电路应是（）答案：D

（四）反思总结，当堂检测。

教师组织学生反思总结本节课的主要内容，并进行当堂检测。设计意图：引导学生夯实基础并对所学内容进行简单的反馈纠正。（课堂实录）

（五）发导学案、布置预习。

我们已经学习了几种传感器的基本元件，这节课后大家可以课下先对本章内容做一个总结并构建知识网络。完成本节的课后练习及课后延伸拓展作业。设计意图：总结本章知识。教师课后及时批阅本节的延伸拓展训练。

九、板书设计

第四节：传感器的应用实验教案

1、二极管的特点和作用：单向导电性，发光二极管不但能单向导电性，还能发光。

2、三极管的特点和作用，能放大微弱的电流

3、斯密特触发器的特点和作用：触发器其实由6个非门电路组成

4、斯密特触发器的应用：光控电路，温度报警器

十、教学反思

学以致用是学习的最终目的，将所学的知识用于实际生活和实际问题中，知识才有实用价值。

第五篇：《沉淀溶解平衡原理的应用》教案

第四单元 难溶电解质的沉淀溶解平衡 第二课时沉淀溶解平衡原理的应用教学设计

（一）三维目标 知识与技能目标

1、使学生能够运用平衡移动的观点对沉淀的溶解、生成与转化过程进行分析。

2、知道沉淀转化的本质并能够对相关实验的现象以及生活中的一些相关问题进行解释。

过程与方法目标

初步建立解决沉淀溶解平衡问题的一般思路，尝试运用微粒观、动态观、定量观分析沉淀溶解平衡的相关问题。

情感态度价值观目标

通过对生产、生活中与沉淀溶解平衡有关的某些现象的讨论，使学生体会到化学对于提高人类生活质量、促进社会发展的作用，激发学生学习化学的热情。

（二）教学重点

1．沉淀的转化的基本原理；

2．解决沉淀溶解平衡相关问题的基本思路；(三)教学难点

用微粒观、动态观、定量观分析水溶液中的平衡问题。(四)教学过程

【教师】上一节课我们学习了难溶电解质的沉淀溶解平衡，我们要求大家要学会描述沉淀溶解平衡的建立，这里我们以AgCl悬浊液为例，请一位同学来描述一下在这个体系中，沉淀溶解平衡是如何建立的？

【学生】微观上说，在AgCl悬浊液体系，一方面，在水分子的作用下，少量的Ag+和Cl-脱离AgCl表面进入水中，这是沉淀溶解过程；另一方面，溶液中的Ag+和Cl-受AgCl表面阴、阳离子的吸引，回到AgCl表面析出，这是沉淀生成过程。在一定温度下，当沉淀溶解的速率和沉淀生成的速率相等时，达到平衡状态，形成AgCl饱和溶液，这种平衡就是沉淀溶解平衡。

【教师】 我们可以用平衡表示式表示沉淀溶解平衡。

/ 6

【教师】

【教师】 为了便于分析，我们省略相关标注。

【教师】 沉淀溶解平衡是一个动态平衡，也会因影响因素的变化而发生移动。影响沉淀溶解平衡的因素有温度、离子浓度、pH等。根据平衡移动原理，如果改变影响平衡的条件，平衡将向能够减弱这种改变的方向移动。例如，当AgCl悬浊液体系达到沉淀溶解平衡时，增大体系中Cl-的浓度，平衡就会向生成AgCl沉淀的方向移动；反之，如果减小体系中Cl-的浓度，那么平衡就会向AgCl沉淀溶解的方向移动。因此，根据平衡移动原理，选择适当的条件，使平衡向着需要的方向移动。这就是沉淀溶解平衡的应用。【板书】 第2课时 沉淀溶解平衡原理的应用

[讲述] 那么现在我们就通过实验来初步体会沉淀溶解平衡的应用。(学生完成第90页的“活动与探究”)[学生] 滴加AgNO3溶液后出现白色沉淀，滴加KI溶液后，变成黄色沉淀，滴加Na2S溶液，变成黑色沉淀。

[引导思考]那么，如何解释这种现象呢？这里我们提供给同学们关于难溶物颜色的资料。刚才看到的不同颜色的沉淀应该分别是哪些呢？发生了什么样的变化。

[PPT演示] AgCl、AgI、Ag2S的颜色

[引导学生表述] 根据所给数据结合已学知识，白色沉淀应该是AgCl，黄色沉淀是AgI，黑色沉淀是Ag2S沉淀。刚才的现象说明了向AgCl溶液中滴加KI溶液，AgCl会转化为AgI；而继续滴加Na2S溶液，则沉淀转化为Ag2S黑色沉淀。

[讲述] 这就是沉淀溶解平衡的一个重要应用——沉淀的转化。[板书]

一、沉淀的转化

[设疑] 为什么会发生上述沉淀的转化？沉淀转化有什么一般性的规律呢？我在上面给大家上述沉淀的溶解度数据，大家可以参考这些数据，然后和小组的同学一起讨论。

[组织] 请同学以前后两桌4~6个人为一组进行讨论，然后请各组同学派代表来回答问题。开始讨论！

[PPT演示] AgCl、AgI、Ag2S的溶解度(25℃)[学生讨论，老师参与讨论，并适当引导学生得出较为准确的结论]

[学生汇报讨论结果，教师及时给予引导] 向NaCl溶液加AgNO3溶液，生成白色的AgCl沉淀生成。由于AgCl是难溶电解质，在溶液中存在沉淀溶解平衡。(利用已写板书，不再进行书写)。

/ 6

[讲述] 那么，这个过程中，Ag+的浓度是由大到小。

[学生继续汇报] 继续滴加KI溶液后，AgCl转化为更难溶的AgI沉淀。[设疑] 如何实现这个转化的？

[学生表述，教师及时引导] 在原AgCl的沉淀溶解平衡中存在的Ag+与滴加的I-结合生成更难溶的AgI沉淀，从而减少原平衡中Ag+的浓度，使AgCl的沉淀溶解平衡向沉淀溶解的方向移动，由AgCl溶解的Ag+又被I-沉淀成更难溶的AgI沉淀。从而使AgCl全部转化为AgI。我们可以看到整个过程中，原有的沉淀溶解平衡被破坏，新的沉淀溶解平衡建立。那么，这个反应的总的化学方程式和离子方程式可以这么书写。

[板书]

[引导并板书] 化学方程式: AgCl+KI=AgI+KCl 离子方程式: AgCl+I-=AgI+Cl-

[提问] 通过上述分析，你觉得沉淀为什么发生转化？上述沉淀的转化有什么规律？ [学生回答，教师引导] 通过上述的分析，我们可以知道沉淀之所以发生转化是由于添加的离子破坏了原有的沉淀溶解平衡，从而导致沉淀溶解平衡的移动。因此，沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡的移动。一般来说，溶解能力相对较强的物质易转化为溶解能力相对较弱的物质。

[PPT演示]

一、沉淀的转化

1.沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡的移动。2.沉淀转化的规律

a.一般来说，溶解能力相对较强的物质易转化为溶解能力相对较弱的物质。

[讲述] AgI沉淀转化为Ag2S沉淀的过程，也是符合上述规律的，我请一位同学象我在板书上分析的方式写出这个沉淀溶解平衡的移动过程，以及沉淀转化的化学方程式和离子方程式。有没有自告奋勇的同学举手到讲台上写板书。其他同学在下面把相关式子写下来。

[学生上台书写板书，教师在旁提示指导，共同完成板书] 提示Ag+和S2-的物质的量比值为2:1 [板书]

/ 6

离子方程式: 2AgI+S2-=Ag2S+2I-

[提问] 写好以后，请上来的同学来描述一下AgI转化为Ag2S沉淀的过程是怎样进行的？ 化学方程式: 2AgI+Na2S=Ag2S+2NaI 在这个过程中体系发生了哪些变化？

[学生表述，教师引导补充] 在原AgI的沉淀溶解平衡中存在的Ag+与滴加的S2-结合生成更难溶的Ag2S沉淀，从而减少原平衡中Ag+的浓度，使AgI的沉淀溶解平衡向沉淀溶解的方向移动，溶解的Ag+又被S2-沉淀成更难溶的Ag2S沉淀。从而使AgI转化为Ag2S。原有AgI的沉淀平衡被破坏，新的Ag2S沉淀平衡建立。

[设疑] 很好。那么利用沉淀的转化，我们来了解其在实际中的一些应用实例。请同学们结合我们所给的数据和刚才所学的知识来完成下面的这个问题，可以进行小组讨论，然后给出你们组的统一意见。

[PPT演示] 锅炉水垢中含有CaSO4, 可用Na2CO3溶液处理，使之转化为疏松、易溶于酸的CaCO3，再用酸除去。

1.分析将CaSO4转化为CaCO3的原理;2.写出除去CaSO4的化学方程式和离子方程式。

[提问学生] 学生回答，Na2CO3引导其他学生评价，组织讨论，达成共识。[板书] CaSO4+Na2CO3=CaCO3+Na2SO4

[设疑] 那么，BaSO4沉淀能否转化为BaCO3沉淀？如果能，需要添加什么试剂？大家分组讨论一下，然后给出你们的答案。

[PPT演示] BaSO4沉淀能否转化为BaCO3沉淀？

[学生通过讨论，感到困惑] BaSO4能或不能转化为BaCO3。如果能，可以通过添加Na2CO3溶液。

[引发思考和质疑] 我们不是说，一般来说，溶解能力相对较强的物质易转化为溶解能力相对较弱的物质吗？那么，你们说能转化不是和刚才的结论有矛盾吗？

/ 6

[引导分析] 关键还是在于沉淀溶解平衡的移动。要使溶解能力相对较弱的BaSO4转化为溶解能力相对较强的BaCO3，要想办法促进BaSO4向沉淀溶解的方向移动，同时想办法促进BaCO3的沉淀溶解平衡向生成沉淀的方向移动。

[引导分析] 增大CO能最大程度地增大CO确的，CO的浓度，使平衡向生成BaCO3沉淀的方向移动。而采用饱和Na2CO3的浓度，使平衡向生成BaCO3沉淀的方向移动。如果这种设想是正与Ba2+结合生成BaCO3沉淀，将降低体系中Ba2+的浓度，使BaSO4向沉淀溶解

离子的浓度应该增大。的方向移动，而这个过程中SO [讲述] 很好。我们可以把相关的化学方程式和离子方程式写出来。

[讲述] 但是，这里需要注意的是，这是由溶解性能相对弱较的物质转化为相对较强的物质，因此这个转化不是一步到位的，需要用饱和碳酸钠溶液反复处理多次。另一方面，要实现这一转化，还需要考虑两者的溶解性能差异，不能太大。因此，沉淀转化的第二个规律是当两种难溶物溶解能力差别不大时, 溶解能力相对较弱的物质在一定条件下能转化为溶解能力相对较强的物质。

[PPT演示] 2.沉淀转化规律

b.当两种难溶物溶解能力差别不大时, 溶解能力相对较弱的物质在一定条件下能转化为溶解能力相对较强的物质。

[讲述] 而对于溶解能力相差较大的，就较难实现溶解性能相对弱较的物质向溶解能力相对较强的物质的转化。同学们可以想想能否用我们桌面上的试剂来进行检验，想到的同学请举手提出自己的方案。

[学生] 表述自己的观点，应该能写出相关的实验设想，即先形成Ag2S沉淀，再滴加KI或NaCl溶液。

[PPT演示] 取2mLNa2S溶液，加数滴AgNO3溶液，振荡，再滴加KI溶液或NaCl溶液。[学生] 黑色沉淀难以转化为黄色。

[讲述] 从溶解度大小比较，不难发现Ag2S、AgI、AgCl三者的溶解能力差别较大，溶解能力差别较大，故难以实现溶解性能相对弱较的物质向溶解能力相对较强的物质的转化。

/ 6

[小结] 通过上述例子，我们可以发现利用根据平衡移动原理，通过改变溶液中离子浓度就能使平衡向着需要的方向移动。需要再次强调的是，影响沉淀溶解平衡的因素有温度、离子浓度、pH等，因此对于沉淀溶解平衡而言，除了改变离子浓度以外，改变反应温度或溶液的pH等因素也能使平衡向着需要的方向移动。

[评价] 结合所学知识，完成材料阅读和思考题，考察学生的学习情况。[阅读材料] P89氟化物防治龋齿的化学原理

[讲述] 人体牙齿主要的无机成分是羟基磷灰石[Ca5(PO4)3(OH)]，是一种难溶的磷酸钙类沉积物。在口腔中，牙齿表面的羟基磷灰石存在着这样的沉淀溶解平衡。

[PPT演示]

[讲述] 如果我们在饭后没有及时漱口或刷牙，口腔中残留的食物在酶的作用下，会分解产生有机酸——乳酸。乳酸是酸性物质，能与氢氧根反应，使羟基磷灰石的沉淀溶解平衡向溶解的方向移动，从而导致龋齿的发生。但如果饮用水或者牙膏中含有氟离子，氟离子能与牙齿表面Ca2+和PO43-反应生成更难溶的氟磷灰石[Ca5(PO4)3F]，沉积在牙齿表面。氟磷灰石比羟基磷灰石更能抵抗酸的侵蚀，并能抑制口腔细菌产生酸。因而能有效保护我们的牙齿，降低龋齿的发生率。这是通过添加F-使难溶的羟基磷灰石转化为更难溶的氟磷灰石，实质就是发生了沉淀的转化。应该说添加F-对于防治龋齿有正面影响。但在我国部分地区，由于水中含有过量的F-导致地区性氟斑牙，因此在牙膏添加F-并非医疗手段。养成良好的卫生习惯才是预防龋齿的关键。

[小结] 沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡的移动。利用沉淀溶解平衡的移动可以帮助我们认识和解决生产生活中的问题。

[思考题] 请同学们回去回顾本节课内容，并思考以下问题，添加何种试剂能使MgCO3转化为Mg(OH)2? 还有其他途径吗？

[提示] 从弱酸根水解的角度去分析，加热有利于促进水解进行。持续加热MgCO3悬浊液体系，也能转化为Mg(OH)2。

【布置作业】 P96 4、5

/ 6