第一篇：高中物理.《简谐运动的图像和公式》教案教科版选修解析
《简谐运动的图像》
一、教学三维目标
（一）知识与技能
1、知道振动图像的物理含义。
2、知道简谐运动的图像是一条正弦或余弦曲线。
3、能根据图象知道振动的振幅、周期和频率。
（二）过程与方法
1、学会用图象法、列表法表示简谐运动位移随时间变化规律，提高运用工具解决物理问题的能力。
2、分析简谐运动图像所表示的位移，速度、加速度和回复力等物理量大小及方向变化的规律，培养抽象思维能力。
（三）情感态度与价值观
1、描绘简谐运动的图像，培养学生认真、严谨、实事求是的科学态度。
2、从图像了解简谐运动的规律，培养学生分析问题的能力，以及审美能力（逐步认识客观存在着简洁美、对称美等）。
二、重点、难点、疑点及解决办法
1、重点
（1）简谐运动图像的物理意义。（2）简谐运动图像的特点。
2、难点
（1）用描点法画出简谐运动的图像。（2）振动图像和振动轨迹的区别。
（3）由简谐运动图像比较各时刻的位移、速度、加速度和回复力的大小及方向。
3、疑点
能用正弦（或余弦）图像判定一个物体的振动是否是简谐运动。
4、解决办法
（1）通过对颗闪照相的分析，利用表格，通过作图比较，认识简谐运动的特点。（2）复习数学中的正弦（或余弦）图像知识；比较几种典型运动（匀速直线运动，匀加速、匀减速直线运动）的图像与简谐运动图像的区别。
三、课时安排 1课时
四、教具、学具准备
自制幻灯片、幻灯机（或多媒体课件）、音叉（带共鸣箱）（附小槌、灵敏话筒、示波器）。
五、学生活动设计
1、学生观看多媒体课件，观察振子的简谐运动情况及其频闪照片、位移一时间变化表格。
2、学生根据表格画出s-t图
3、学生分组讨论，确定振子在各时刻的位移、速度、回复力和加速度的方向。
六、教学步骤 ［导入新课］
提问
1、在匀速直线运动中，设开始计时的那一时刻位移为零，则运动的位移图像是一条什么线？（是一条过原点的直线）
2、在匀变速直线运动中，设开始计时的那一时刻位移为零，则运动的位移图像是一条什么线？ （根据s＝
at,运动的位移图像是一条过原点的抛物线）
2那么，简谐运动的位移图像是一条什么线？ ［新课教学］
多媒体课件（或幻灯）显示。观察气垫导轨上弹簧振子的振动情况，这是典型的简谐运动。
观察振子从离平衡位置最左侧20mm处向右运动的1/2周期内频闪照片，以及接下来1/2周期内的频门照片，已知频闪的频率为9.0Hz提问，相邻两次闪光的时间间隔t。是多少？
时间t0＝s＝0.11s 提问，频闪照片上记录下来什么？
（照片上记录下来每隔t0振子所在的位置）
取平衡位置的右方为正方向。根据频门照片上的读数，列出位移。随时间；变 化的表格，阅读课本P163的内容。
请同学独立作图，以纵轴表示位移X，横轴表示时间t，根据表格数据在坐标平面上一一描出各个点，并用平滑曲线将各点连接起来，看看究竟是一条什么线？ 简谐运动的位移图像是一条余弦（或正弦）曲线。
一、简谐运动的图像的物理意义
简谐运动的图像表示振子对平衡位置的位移随时间变化的规律，简称x-t图像。注意：不要把简谐运动的图像和振子运动的轨迹混为一谈，简谐运动的图像不是振子运动的轨迹。
例题设水平弹簧振子从平衡位置向正方向运动起开始计时。（1）画出历时一周期的振动图像。（2）在上述图像中标出图。
3、在上述图像中标出振子在上述时刻的速度方向。
4、在上述图像中标出振子在上述时刻的加速度方向。（上述各问可让同学讨论后回答）
（复合幻灯片展示，或多媒体课件展示）
从图像中可以得出的物理量有
①振幅
②振动的周期T
③某时刻振子的位移大小及方向
④某时刻振子的速度方向
⑤某时刻振子的加速度方向
二、简谐运动图像中正弦曲线和余弦曲线
图9-2中（甲）图表示振子从平衡位置向正向最大位移处运动。
（乙）图表示振子从正向最大位移处向平衡位置运动。
等时刻的位移矢量 3
甲
乙
图9-2
三、振动图像的广泛应用 心电图、脑电图、地震图等。
（四）总结、扩展
1、简谐运动图像表示了做简谐运动质点的位移随时间变化的规律。是一条正弦（或余弦）函数图像，它不是质点运动的轨迹。
2、在简谐运动图像上可以知道振幅、周期的大小，可以判断位移X、速度v，加速度a、回复力F的方向，还可以比较其大小。
3、一切复杂的振动都不是简谐运动，但它们都可以看做是若于个振幅和频率不同的简谐运动的合运动。
演示：用发声的音叉通过示波器显示音叉振动的图像，反过来振动图像又可以判断物体的振动是否是简谐运动。
七、作业与思考
（一）作业题
1、P167练习三：①②③
2、小聚焦本节练习
（二）思考题
1、如图所示的简谐运动中，物体在第1s内通过的路程是（）A、5cm B、10cm
C、15cm
D、20cm
2、做简谐运动的物体的位移—时间曲线如图所示，由图可知，t＝4s时物体的 A、速度为正的最大值，加速度的为零
B、速度为负的最大值，加速度为零
C、速度为零，加速度为正的最大值
D、速度为零，加速度为负的最大值
3、一物体沿x轴做简谐运动，振动图像如图所示，当t＝2s时，振动物体
A、向＋x方向运动，加速度有正的最大值
B、向－x方向运动，加速度有负的最大值
C、向＋x方向运动，速度有最大值
D、向－x方向运动，速度有最大值
4、图9-6为某原点振动图像，从图可知 A、第3秒内质点的位移是－5cm B、第2秒内和第3秒的动量方向相同 C、第2秒内回复力做正功 D、第2秒内的加速度在逐渐增加
（思考题答案：
1、B
2、D
3、D
4、AD）
八、板书设计
三、简谐运动的图像
一、简谐运动图像的物理意义
简谐运动的图像表示振子对平衡位置的位移随时间变化的规律。从图像中可以了解到哪些物理量？ ①振幅 ②推动的周期T ③某时刻振子的位移大小及方向 ④某时刻振子的速度方向 ⑤某时刻振子的加速度方向
二、简谐运动图像中正弦曲线和余弦曲线的物理含义
三、振动图像的广泛应用
第二篇：《简谐运动的图像和公式》教案
《简谐运动的图像和公式》教案
【教学目标】
1．正确理解简谐运动图象的物理含义，知道简谐运动的图象是一条正弦或余弦曲线。2．能根据图象直接读出振动的振幅、周期（频率）和任一时刻的位移，分析运动速度和加速度的变化及方向，从而由图象了解物体的运动情况。【重点】：简谐运动图象的物理意义
【难点】：
1、简谐运动图象与振动轨迹的区别；
2、相位的物理意义 【教学流程】
一、复习回顾 1.什么是简谐振动？
2.描述简谐运动有哪些特征物理量？ 3.简谐运动过程中各物理量发生了什么变化？
（板书：回顾：1.简谐运动；2.A、T、f、ｖ、ｘ等；3.物理量相关变化）
二、导入新课
师：在前面的学习中，我们研究描述物体的运动规律一般可以用几种方法？ 生：公式法――即用物理公式表示
图像法――即用图像表示（老师引导学生作答）师：大家再回忆一下匀速直线运动的位移—时间图象是怎样的？
生：以时间为横轴，以位移为纵轴，建立直角坐标系，作出图
像。
师：沿用这种研究方法，如果用位移图象来表示简谐运动位移与时间的关
系，形状又如何呢？我们一起来探究一下物体做简谐运动的图像和表达公式。
（板书：1.3 简谐运动的图像和公式）
一、简谐运动的图像 1． 简谐运动图像的获得
师：首先我们来看看如何来获得简谐运动的图像。（板书：
一、简谐运动图像的获得）
如图所示的装置是一个悬挂在固定支架上盛沙的漏斗。用细线悬挂的漏斗可看作是单摆，漏斗相当于小球，让它在一个固定的竖直平面做小角度摆动，这个摆动是简谐运动。在漏斗下方水平放置一张画有直线的薄板，静止时漏斗位于直线OO’正上方。匀速拉动薄板，每一刻都有细沙从漏斗中漏出，大家来通过观察一下这个实验，一边观察，一边思考两个问题：
1.落在薄板上的细沙的位置和各个时刻摆球（漏斗）的位置有什么关系？ 2.仔细观察并判断细沙在薄板上形成什么形状的曲线？（动画演示两遍）
生：细沙的位置代表了摆球的位置；形成正弦曲线或者余弦曲线。
师：对，因为每一刻都有细沙从漏斗中漏出，所以落在薄板上的就记录了各个时刻摆球的位置。由于匀速拖动薄板，由S=vt 知，v一定，位移正比于时间，因此可以用OO’表示时间轴，以垂直OO’的坐标ｘ表示摆球相对于平衡位置的位移。我们将得到位移x随时间t的变化图像，称之为简谐运动的图像。
师：这张图片是用照相机拍摄的一个由竖直弹簧吊着的弹簧振子振动的图片，它使得底片在相等时间间隔水平移动相等时间并多次曝光。因此图像也能展示振子的位移随时间的变化规律，大家可以看到简谐运动的图像是一条正弦（或余弦）曲线。（板书：1.简谐运动图像为一条正弦（或余弦）曲线）
2.简谐运动的图象及物理意义
师： 因为细沙的位置代表了摆球的位置，匀速拖动纸带代表了时间，因此简谐运动的振动图象表示某个振动物体相对于平衡位置的位移。
（板书：2.物理意义：表示某个振动物体相对于平衡位置的位移随时间的变化规律。）师：请大家思考：振动图象是不是质点的运动轨迹？ 生：是；不是
师：振子或者摆球只在一个方向上下或者左右振动，不会跟随时间移动，因此不能表示振动物体的运动轨迹。
（板书：3.振动图像不代表物体的运动轨迹）
二、从简谐运动的图象了解振动物体的运动情况
1.直接描述量
师：得到了简谐运动的图像，那我们就来从图像上去了解物体的运动情况，观察如图所示图像，我们可以从图像得出什么直接描述振动情况的物理量？
生：振幅、周期
师：对，我们可以看到x最大值为2cm，因此振幅为2cm，而经过了4s,振子又回到了原来的位置，因此它的周期为4s。那大家看看能得出振子任意时刻的位移吗？ 生：能（板书：1.直接描述量A、T、任意时刻的位移X）
①振幅A；图像的峰值，②周期T；相邻两个位移为正的最大值或负的最大值之间的时间间隔，③任意时刻的位移x。
师：此外，我们也可以间接得出一些描述物体运动情况的物理量。（板书：2.间接描述量f、v的方向及变化趋势、a的方向及变化趋势）①频率f=1/T ②任一时刻t的振动方向
③x-t图线上任一点的切线的斜率等于v。④任一时刻t的加速度a的方向 4．简谐运动的表达式（1）简谐运动的振动方程 师：既然简谐运动的位移和时间的关系可以用正弦曲线或余弦曲线来表示，那么若以x代表质点对于平衡位置的位移，t代表时间，根据三角函数知识，x和t的函数关系可以写成
x=Asin（ωt+Φ）
注意：①公式中的A代表振动的振幅，ω叫做圆频率，它与频率f之间的关系为：ω=2πf，且不同于圆周运动中的角速度；
②公式中的（ωt+Φ）表示简谐运动的相位，t=0时的相位 叫做初相位，简称初相。（2）两个同频率简谐运动的相位差
师：设两个简谐运动的频率相同，则据ω=2πf，得到它们的圆频率相同，设它们的初相分别为Φ1和Φ2，它们的相位差就是（ωt+Φ2）－（ωt+Φ1）=Φ2－Φ1 讨论：
师：①一个物体运动时其相位变化多少就意味着完成了一次全振动? 生：相位每增加2π就意味着发生了一次全振动
师：②甲和乙两个简谐运动的相位差为3π/2，意味着什么? 生：甲和乙两个简谐运动的相位差为3π/2，意味着乙总是比甲滞后3/2个周期或3/2次全振动
（老师引导学生回答）
例
1、如图所示，是某简谐振动图象，试由图象判断下列说法哪些正确：()A、振幅是6cm B、周期是8s C、4s末摆球速度为负，振动加速度为零 D、第6s末摆球的加速度为正，速度为零 E、第9s末摆球的加速度为正，速度为正
答案：BCD
例2.如图所示，是质点的振动图象，则振幅是______m，频率是_______Hz，0-4s内质点通过路程是______m，6s末质点位移是_______m。
答案：0.02、0.125、0.04、—0.02）
四、振动曲线的应用(1）心电图仪
(2)地震仪
五、课堂小结
1.从物体的振动图像得出描述物理运动状态的物理量（A、Ｔ、Ｘ、ａ、V等），从而了解物体的运动状况
2.简谐振动的表达式及其意义，相位及相位差的概念 【板书设计】
1.3 简谐运动的图像和公式 回顾：1.简谐运动；
2.A、T、f、ｖ、ｘ等 3.物理量相关变化
一、简谐运动图像的获得
1.简谐运动图像为一条正弦（或余弦）曲线
2.物理意义：表示某个振动物体相对于平衡位置的位移随时间的变化规律 3.振动图像不代表物体的运动轨迹
二、从简谐运动的图象了解振动物体的运动情况 1.直接描述量:A、T、任意时刻的位移X 2.间接描述量:f、v的方向及变化趋势、a的方向及变化趋势
三、简谐运动的表达式
x=Asin（ωt+Φ）
（ω=2πf，圆频率）
相位差：X1=A1sin（ωt+Φ1）X2=A2sin（ωt+Φ2）
因此，（ωt+Φ2）－（ωt+Φ1）=Φ2－Φ1
第三篇：(教科版选修3-4)教案：1.1《简谐运动》
选修3-4 第一章机械振动
1.1《简谐运动》教案
一、本节教材分析
简谐运动是最简单、最基本、最有规律性的机械振动，通过学习，使学生既了解到机械振动的基本特点，又体会到振动这种运动形式较直线运动、曲线运动都要复杂.在本节教材中研究弹簧振子的振动情况时，忽略了摩擦力和弹簧的质量，应让学生认真领会这种理想化的方法.二、教学三维目标
（一）知识与技能
1.知道什么是简谐运动以及物体在什么样的力作用下做简谐运动，了解简谐运动的若干实例.2.理解简谐运动在一次全振动过程中位移、回复力、加速度、速度的变化情况.3.知道简谐运动是一种理想化模型以及在什么条件下可以把实际发生的振动看作简谐运动.（二）过程与方法
1.通过对简谐运动中位移、回复力、加速度、速度等物理量间变化规律的综合分析，知道各物理量之间有密切的相互依存关系，学会用联系的观点来分析问题.2.本节中通过对弹簧振子所做简谐运动的分析，得到了有关简谐运动的一般规律性的结论，使学生知道从个别到一般的思维方法.(三)情感态度与价值观
1.通过物体做简谐运动时的回复力和惯性之间关系的教学，使学生认识到回复力和惯性是矛盾的两个对立面，正是这一对立面能够使物体做简谐运动.2.通过对简谐运动的分析，使学生知道各物理量之间的普遍联系
三、教学重点
1.什么是简谐运动.2.简谐运动中回复力的特点.3.简谐运动过程中的位移、回复力、加速度和速度的变化规律.四、教学难点
物体做简谐运动过程中的位移、回复力、加速度、速度的变化规律.五、教学方法
1.关于机械振动概念的得出，采用实验演示、多媒体展示、阅读、归纳等综合教法.2.关于弹簧振子和简谐运动规律的教学，采用多媒体模拟展示，结合运动学、动力学相关公式推导表对比等教学方法.六、教学过程设计
首先用多媒体出示本节课的教学目标
（一）同学们观察动画: 枝头的小鸟飞离枝头时，树枝的檀动
实验演示：弹簧的下面挂着一个小球，拉动小球时，小球的运动
提出问题：（让学生思考并回答）
1、树枝的颤动和小球的运动有什么共同特点？（都在平衡位置附近做往复运动）
2、它们为什么会做这样的运动？（受到外力的作用）
从而得出机械振动的概念：
物体在平衡位置附近所做的往复运动，叫做机械振动，通常简称振动。
用多媒体演示：水平方向连接弹簧的小球和物块的振动
提出问题（让学生思考并回答）
1.小球和物块谁振动的时间长，为什么？（物块振动的时间长。小球受到摩擦阻力大，物块受到摩擦阻力小）
2.如果物块受到的摩擦阻力更小，其结果如何？（振动的时间会更长）
3、如果摩擦阻力忽略不计，弹簧的质量也忽略，结果如何？（将一直振动下去）
从而得出弹簧振子是个理想化的物理模型。它理想就理想在：
1、物块与水平面间的摩擦忽略不计
2、弹簧的质量比物块的质量小得多也忽略不计
(二)多媒体演示横向弹簧振子
提出问题：弹簧振子为什么会做这样的往复运动呢？
通过受力分析，让学生总结出：振子在竖直方向上受到的重力和支持力相互平衡，所以影响振子运动的只有弹簧弹力弹力的方向始终指向平衡位置，它的作用就是使振子返回到平衡位置。
根据作用效果把它叫做回复力
（三）再次演示横向弹簧振子的运动
提出问题：（学生思考并回答问题）
振子在振动过程中，回复力和位移有什么样的关系？
通过分析得出：
1、回复力的方向与位移的方向始终相反，并且总是指向平衡位置
2、回复力的大小与位移的大小成正比
从而得到：F=-kX这个关系式在物理学中叫做胡克定律。
进而得出简谐运动的概念:
物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比,并且总是指向平衡位置的回复力的作用下的振动,叫做简谐运动
让学生分析得出:简谐运动的条件: F=-kx
(四)用多媒体展示简谐运动的几个实例:
①音叉叉股上各点的振动是简谐运动
②弹簧片上各点的振动是简谐运动
③摆的摆锤上各点的振动是简谐运动
(五)再次演示弹簧振子的运动
提出问题:(学生思考并回答)
振子在简谐运动中的加速度的大小和方向,由牛顿第二定律可知:
振子的加速度大小与回复力的大小成正比,方向与回复力方向相同。
从而总结出：简谐运动不仅是变速运动，而且是变加速运动
（六）课堂练习：
让学生讨论回答表格的问题。
七、小结
1、机械振动概念。
2、简谐运动概念。
F=-kx3、简谐运动的规律。
4、我们学习了忽略次要因素，突出主要因素的研究方法——理想化的研究方法。
【教学反思】:
第四篇：高中物理《电源的电动势和内阻》教案教科版选修解析
电源的电动势和内阻
一 教材分析
本节课是高中物理选修3—1的第四章第三节，这节课内容是测量电源的电动势与内阻，电源的特性主要由电动势与内阻来描述，因此测量电动势和内阻对于合理使用电源具有重要的意义，在上一节介绍的测量电源内电压的方法，在许多情况下是不可行的，这一节在它的基础上，从实用的角度向学生提出了新的问题，即怎样简洁的测量电源的电动势与内阻？ 只有设计合理的实验电路，选择必要的实验器材，科学的处理数据，才能得到满意的结果。本节课主要介绍了用伏安法测量电源的电动势与内阻的电路以及一种新的处理实验数据的方法——用图象法处理实验数据。重点是：实验方案的获取与利用图像法处理数据。难点是如何利用图线得到结论以及实验误差的分析。本节教学中主要让学生自己根据已经学过的关于闭合电路欧姆定理等相关知识，通过自己的探索，把学过的知识应用于实际，本节内容涉及到的动手实验及用图象法处理数据，这正是学生感兴趣的内容，通过学生自己的探索，不但把学过的知识应用于实际还可以激发他们的创新精神。二 教学目标
1知识与技能：使学生掌握利用仪器测量电池电动势和内电阻的方法，并通过设计电路和选择仪器，开阔思路，激发兴趣。
2.过程与方法：学会利用图线处理数据的方法。
3.情感态度与价值观：使学生理解和掌握运用实验手段处理物理问题的基本程序和技能，具备敢于质疑的习惯、严谨求实的态度和不断求索的精神，培养学生观察能力、思维能力和操作能力，提高学生对物理学习的动机和兴趣。三 设计思路
测量电源的电动势与内阻其实就是对闭合电路欧姆定理的应用，这节课的安排主要是对闭合电路欧姆定理的应用反馈。因此，本着巩固和深化所学知识，以及能够把所学过的知识应用于实际的思想，本节内容我设计如下：
把全班同学分成八个小组，要求每一个小组在课下利用课余时间查阅资料了解测量电阻的各种方案，看是否可以用于本节内容中，能够设计哪些方案来测量电源的电动势与内阻，并且设计好本组将要应用的测量方案。4.2节分两个课时，第一课时主要课堂上让学生分小组展示他们的方案，按照理论阐述、模拟演示、自我评价的程序进行展示。教师和其他小组的学生作为评委，让展示的学生现场答辩，教师和其他小组的学生可以向他们提问。最后教师对各小组进行评价，确定实验方案。第二课时主要是引导学生，让其探究出处理实验数据的重要方法——图象法，以及必要的误差分析。重点是学习图象法处理数据。
这节内容以课内外相结合的形式，课下让学生进行科学设计，课上组织学生汇报交流，教师只是作为指导者，引导学生分析原理，指导学生在实际操作中应该考虑哪些问题，帮助学生完善方案，因此，本节内容中采用研究性的探究式教学，充分的体现学生的主体地位。教师改变原来的传授式教学方式，以观众的身份对学生提问，在问题中把这节课的内容渗透给学生，以评委的身份对学生的成果进行评价并且提出改进方案。四 教学准备
首先，对全班的学生进行分组，每个小组自己设计测量方案，设计过程中要考虑到实际操作，要求能够方便的测量出电动势与内阻。这一步要提前布置，给学生足够的时间去准备。其次，设计过程中需要的仪器向实验室申请，需要有关的知识自己查阅资料，遇到难题时可以找老师帮忙解决。最后，因为这节内容有课件展示，有分组实验，所以安排在多媒体教室上课。上课前和实验员协调好，预先将部分一起放在每组的课桌上，同学们上课前分小组确定座位，留出一张课桌做实验用。准备好音箱和话筒，以便使学生听得清楚。五 教学过程（分两课时）（第一课时）
回顾上节所学内容，引入新内容
教师： 上堂课我们学习了闭合电路的欧姆定律，那么此定律文字怎么述？公式怎么写？ 学生： 闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟整个电路的电阻成反 比，这就是闭合电路的欧姆定律。
教师： 这儿有一节干电池，请问同学在我们已学过的物理量中有哪几个物理量是用来描写电源的性质？ 学生： E r 教师： 在你们桌上都有一节这样的干电池，这些干电池有的是比较新的，有的是比较旧的，我们可以用些什么方法来测出这一节干电池的电动势和内阻呢？这就是我们这节课所需要解决的问题。
投影 4.2 测电源的电动势和内阻
教师： 前面我们已经学了闭合电路的欧姆定律。投影 定律的内容
教师： 接下来就请同学根据闭合电路的欧姆定律，大家在下面以学习小组为单位讨论，看可以有哪几种方法来测电源的电动势和内阻，然后把你们设计出来的电路图画在白纸上，列出求解方程式。设计完毕以后，每一组请一位同学起来作为代表讲一下你们这一组的设计思路。我们比赛一下看哪一组的设计方案即合理又最多，现在开始讨论。学生互相讨论、设计测量方案………… 教师： 请每组同学推出一名代表介绍设计的方案，同时将设计方案中的电路图投影到屏幕上。学生介绍设计方案…………
教师： 同学们设计的方案很多，接下来请同学们针对这些设计方案来思考一下，如果根据他们测量时所使用的测量仪器和所列方程的形式，看看有什么相同的地方？ 投影： 方案1电路图
学生： 使用一个电流表 一个伏特表 一个滑动变阻器(板书)投影： 方案 2电路图
学生： 使用一个伏特表 一个变阻箱(板书)投影： 方案 3电路图
学生： 使用一个电流表 一个变阻箱 E=I（R+r）(板书)教师： 同学们根据分析对比，现在得出了测电源电动势和内阻的三种方法。投影： 方案1 E=Ir+U 方案2 方案3 E=I（R+r）方案1 方案2 方案3
教师： 尽管这三种方法所列的方程形式不同，但他们的本质是一样的，都是闭合电路的欧姆定律。在第一种方法中E=U+Ir，其中E r是要求的，只要得到两组不同的I和U的数值，列两个方程，便可求得E r。至于外电路上的电阻R可以是已知的，也可以是未知的，只要能改变就行了，也就是说可以是两个定值电阻，可以是滑动变阻器，可以是电阻箱，等等。另外两种方法与第一种方法相比，最大的区别在于他们只用了一个电表，但是外电路上的电阻必须是已知的。这就给外电路上的电阻有了一定的限制，在这二种情况下，滑动变阻器是不能
知，U是I的一次函数，则U—I图像应该是一条直线.投影：U—I 图象如右图。
教师：那么大家观察图象，直线与U轴、I轴各有交 点，那么两个交点分别代表什么物理意义，直线的斜率又代表什么呢？
学生回答总结：直线与U轴相交点的值，I等于零，此值即为断路时的路端电压应等于电源电动势E；这条直线与I轴的交点表示
U=0(外电路短路)时的短路电流 I0，而且I0 =，由U=E-Ir可知直线斜率为-r，计算内阻时，要在直线上任取两个相距较远的点，用r=| |计算电池的内阻r.投影：用几何画板模拟画图，取一组用方案一得出的数据描点。
教师：在坐标纸上建立U—I坐标系，依据测量数据在坐标系中画出相应的点，怎样连接这些点呢？是否两两相连？
学生讨论后回答总结：两两相连得出的折线不符合理论分析的结果，应该作一条直线使之通过尽可能多的点，并使不在直线上的点尽可能均匀的分布在两旁.离直线教远的点应该舍弃，如图甲所示，延长这条直线，读出它与U轴相交点的值，此值即为断路时的路端电压应等于电源电动势E；这条直线与I轴的交点表示U=0(外电路短路)时的短路电流 I0，而且I0 =，还计算出内阻r=| |.教师：A、B两点均是无法用实验实际测到的，是利用得到的图线向两侧合理外推得到的。当干电池内阻较小时，路端电压U的变化较小，坐标图中数据点所描直线呈现如下图乙所示的状况，下部大面积空间得不到利用，作图时也易造成较大误差，为此可使坐标不从零开始如图丙所示，并把坐标的标度取得小一些，可使结果的误差减小些，要注意的是: 此时图像与横轴的交点不表示短路电流，计算内阻时，要在直线上任取两个相距较远的点，用r=| |.来计算电池的内阻r.（教学过程中必须明确）：
①图线的纵坐标是路端电压，它反映的是：当电流强度I增大时，路端电压U将随之减小，U与I成线性关系，U=E-Ir。也就是说它所反映的是电源的性质，所以也叫电源的外特性曲线。②电阻的伏安特性曲线中，U与I成正比，前提是R保持一定，而这里的U-I图线中，E、r不变，外电阻R改变，正是R的变化，才有I和U的变化。
实验中至少得到6组数据，画在图上拟合出一条直线。要求：使多数点落在直线上，并且分布在直线两侧的数据点的个数要大致相等，这样，可使偶然误差得到部分抵消，从而提高精确度。
归纳：将图线两侧延长，分别交轴与A、B点。
A点意味着断路情况，它的纵轴截距就是电源电动势E。
说明：①A、B两点均是无法用实验实际测到的，是利用得到的图线向两侧合理外推得到的。②由于r一般很小，得到的图线斜率的绝对值就较小。为了使测量结果准确，可以将纵轴的坐标不从零开始，计算r时选取直线上相距较远的两点求得。2.误差分析：
实验中的误差属于系统误差，请同学们进一步讨论，得到的数值是偏大还是偏小？（提示：利用图线及合理的推理）
可以请几位同学发言，最后得到结论。因为 电压表的分流作用 所以 I真=I测＋IV
即（I真-I测）↑，反映在图线上：
第五篇：高中物理《人造卫星宇宙速度》教案教科版解析
人造卫星 宇宙速度
教学目的:
1．了解人造卫星的有关知识
2．掌握第一宇宙速度的推导。了解第二、第三宇宙速度的意义。教学重点：第一宇宙速度的推导 教学难点：发射速度与环绕速度的区别 教学方法:启发、讲授 教学过程： 一 导入新课
1．问：在高山上用不同的水平初速度抛出一个物体，不计空气阻力，它们的落地点相同吗？
学生：它们的落地点不同，速度越大，落地点离山脚越远.因为在同一座高山上抛出，它们在空中运动的时间相同，速度大的水平位移大，所以落地点也较远。
教师：假设被抛出物体的速度足够大，物体的运动情形又如何呢？ 学生进行猜想。
教师总结，并用多媒体模拟。
如果地面上空有一个相对于地面静止的物体，它只受重力的作用，那么它就做自由落体运动，如果物体在空中具有一定的初速度，且初速度的方向与重力的方向垂直，那么它将做平抛运动，牛顿曾设想过：从高山上用不同的水平速度抛出物体，速度一次比一次大，落地点也一次比一次离山脚远，如果没有空气阻力，当速度足够大时，物体就永远不会落到地面上来，它将围绕地球旋转，成为一颗绕地球运动的人造地球卫星，简称人造卫星。1970年4月24日,我国发射了第一颗人造地球卫星, 到现在我国已发射了多颗人造地球卫星。1975年,我国就掌握了使卫星返回地面的回收技术,成为世界上第三个掌握这种先进技术的国家。1984年4月8日, 我国发射了一颗试验通讯卫星, 把卫星准确地运送到指定位置的同步轨道上。这是一个难度非常大的多维控制问题.同步卫星的定点成功, 标志着我国在运载火箭和卫星技术方面已加入世界先进行列。近几年,我国一直利用火箭为其它国家发射卫星。这节课我们来学习人造地球卫星的基本知识。
2．人造卫星的分类
a．轨道分类：同步卫星、极地卫星、任一轨道卫星。
b．用途分类：通讯卫星、军事卫星、气象卫星等等。3．同步卫星
1．轨道；一定在赤道上空。
2．必须有一定的高度、周期、线速度、角速度。（为什么？）
3．引入：那么人造卫星的轨道半径和它的运动速率之间有什么关系呢？本节课我们就来学习这个问题。
二 新课教学
（一）宇宙速度
1．设一颗人造卫星沿圆形轨道绕地球运转。
①教师：卫星绕地球运转的向心力由什么力提供？
学生：由卫星所受地球的万有引力来提供。
②据上述关系你能得到什么表达式？
学生：＝mr
③所以我们得到,T=2л
教师：在公式中，M为地球质量，G为引力恒量，r为卫星轨道半径。此式为卫星绕地球正常运转的线速度(环绕速度)和运行周期表达式。
2．讨论v、T与r之间的关系：
学生：由于GM一定，r越小，线速度v越大，反之，r越大，v越小.即：r↑→v↓ 同理：r↑→T↑,对于人造卫星vmax=7.9km/s,Tmin=84.4min
教师：由此我们得到：距地面越高的卫星运转速率越小。那么，是向高轨道发射困难，还是向低轨道发射卫星困难呢？
学生：向高轨道发射卫星比向低轨道发射卫星要困难，因为向高轨道发射卫星，火箭要克服地球对它的引力做更多的功。
3．对于靠近地面运行的人造卫星，求解它绕地球的速率
对于靠近地面运行的人造卫星，可以认为此时的r近似等于地球的半径R，则
或者：mg=mv/r v
2==7.9km/s
教师：这个速度就是人造卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动所必须具有的速度，叫第一宇宙速度。
4．讨论：
①第一宇宙速度是卫星绕地球的最大速度，为什么？
②为什么说第一宇宙速度是发射人造卫星的最小速度
学生讨论后，教师总结：
第一宇宙速度v=7.9km/s可理解成：
(1)是发射卫星进入最低轨道所必须具有的最小速度。
(2)是卫星进入轨道正常运转的最大环绕速度，即所有卫星的环绕速度均小于7.9km/s。
过渡：如果卫星进入地面附近的轨道速度大于7.9km/s,此时卫星的运行轨道又如何呢？
5．教师讲解，并用多媒体模拟：
①当人造卫星进入地面附近的轨道速度大于7.9km/s,而小于11.2 km/s,它绕地球运动的轨迹就不是圆形，而是椭圆。
②当卫星从地面飞出时的速度大于或等于11.2km/s时，卫星就会脱离地球的引力，不再绕地球运行，为太阳的行星这个速度叫做第二宇宙速度，也叫脱离速度。
③当卫星从地面上飞出时的速度大于或等于16.7km/s,则能脱离太阳的束缚，进入太阳系以外的宇宙空间中去，这个速度叫做第三宇宙速度，也叫逃逸速度。
（二）地球同步卫星
下面我们再来研究一种卫星──同步通信卫星。这种卫星绕地球运动的角速度与地球自转的速度相同，所以从地面上看，它总在某地的正上方，因此叫同步卫星。这种卫星一般用于通讯，又叫同步通讯卫星。我们平时看电视实况转播时总听到解说员所说的太平洋上空或印度洋上空的卫星都是通讯卫星，在北京上空有没有同步卫星呢？同步卫星有何特点呢？ 若在北纬或南纬某地上空真有一颗同步卫星，那么这颗卫星轨道平面的中心应是地轴上的某点，而不是地心，其需要的向心力也指向这一点。而地球所能够提供的引力只能指向地心，所以北纬或南纬某地上空是不可能有同步卫星的。另外由于同步卫星的周期与地球自转周期相同，所以此卫星离地球的距离只能是一个定值。换句话说，所有地球的同步卫星只能分布在赤道正上方的一条圆弧上，而为了卫星之间不相互干扰，大约3度角左右才能放置一颗卫星，地球的同步通讯卫星只能有120颗。可见，空间位置也是一种资源。(让学生推导同步卫星的高度)。
同步通讯卫星的特点：1．在赤道平面内。2．与地球自转方向相同。3．高度一定。值得说明的是：卫星在发射的过程中处于超重状态，和在升降机中相同。卫星进入轨道，在正常运行的过程中，卫星中的物体处于完全失重状态，凡是工作原理与重力有关的仪器（天平，水银气压计）在卫星中都不能正常使用，凡是与重力有关的实验都无法进行。地球同步卫星是指运转周期与地球自转周期相同，与地球同步转动，相对于地面上某一点始终保持静止的人造卫星。有一下特点：
（1）周期、角速度与地球相同，即T＝24h（2）轨道确定。因为ω、T与地球相同，又在做匀速圆周运动，所以只能在赤道面上与地球自转同步，所有地球同步卫星的轨道均在赤道平面内，且离地面的高度和环绕速度相同。
三 巩固练习
1．发射一个用来转播电视节目的同步卫星，应使它与地面相对静止，已知地球半径为6400km,问此卫星应发射到什么高度？（h=-R=3.59χ104km）
2．宇航员坐在人造卫星里，试说明卫星在发射过程中人为什么会产生超重现象？当卫星绕地球做匀速圆周运动时又为什么会产生完全失重现象？
3．在环绕地球运行的宇宙飞船的实验舱内，下面几项实验中可以正常进行的是（CD）
A．用天平称物体的质量
B．同弹簧秤称物体的重力
C．上紧闹钟上的发条
D．用体温表测宇航员的体温
4.关于第一宇宙速度，下面说法正确的是(BC)A．它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度
B．它是近地圆形轨道上人造地球卫星的运行速度
C．它是使卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度
D．它是卫星在椭圆轨道上运行时在近地点的速度
5．某行星的卫星，在靠近行星的轨道上飞行，若要计算行星的密度，需要测出的物理量是(D)A．行星的半径
B．卫星的半径
C．卫星运行的线速度
D．卫星运行的周期
6．关于人造地球卫星与宇宙飞船的下列说法中，正确的是(AB)A．如果知道人造地球卫星的轨道半径和它的周期，再利用万有引力恒量，就可算出地球质量
B．两颗人造地球卫星，只要它们的绕行速率相等，不管它们的质量、形状差别有多大，它们的绕行半径和绕行周期就一定是相同的
C．原来在同一轨道上沿同一方向绕行的人造卫星一前一后，若要后一卫星追上前一卫星并发生碰撞，只要将后者速率增大一些即可
D．一只绕火星飞行的宇宙飞船，宇航员从舱内慢慢走出，并离开飞船，飞船因质量减小，所受万有引力减小，故飞行速度减小
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