实用的力的教案汇总九篇
作为一位杰出的教职工,时常需要用到教案,教案是教学活动的总的组织纲领和行动方案。怎样写教案才更能起到其作用呢?下面是小编整理的力的教案9篇,欢迎阅读与收藏。
力的教案 篇1
(一)教学目的
1.知道力的单位是牛顿。
2.会正确使用弹簧秤,培养学生的实验操作能力。
(二)教具
弹簧秤、木块。
(三)教学过程
一、复习提问
1.什么是力?力产生的效果有哪些?
2.在弹簧下挂一物体,物体对弹簧有一拉力,施力物体和受力物体各是什么?说明这个力产生什么效果。
二、新课引入
教师:请大家看课本图87和图88。回答这两个图说明了什么?
(学生回答)
这两个图说明了力有大小。
教师:生活中我们发现有的力很大,有的力很小。起重机把大块的建筑材料吊起来,起重机对物体向上的拉力非常大。我们背着书包上学,我们用的力很小。我们需要对力的大小进行测量。
三、力的单位
教师:要测量力的大小,首先应该规定力的单位。在国际单位制中,力的单位是牛顿,简称牛。这是为了纪念伟大的科学家牛顿而命名的。
牛顿这个单位是怎样规定的,在初中阶段暂时不能讨论,我们只要对“牛顿”这个力的单位有初步的感性认识就够了。
多大的力是1牛顿?你拿起两个鸡蛋所用的力大约是1牛顿。拿起一块砖用的力大约是20牛顿。运动员举起杠铃时需要用1000至3000牛顿的力。
四、弹簧秤
教师:有了力的单位还不够,要测量力的大小还需要有测量工具。测量力的工具是测力计,常用的测力计是弹簧秤。
1.弹簧秤的原理
教师演示并讲解:我们知道,弹簧受到拉力就要伸长,拉力越大,弹簧伸长的越长。弹簧秤就是根据这个原理制成的。
2.观察弹簧秤
(l)弹簧秤上刻度数值是用什么作单位的?
(学生观察、回答:弹簧秤上的刻度数值用牛顿作单位)
(2)弹簧秤上最大刻度的数值是多少?
(学生回答:最大刻度数值是5牛顿)
教师:弹簧秤上最大刻度数值就是这个弹簧秤的量程。弹簧秤受到的力最大不能超过它的量程,否则弹簧秤就会损坏。我们今天所用的弹簧秤的量程就是5牛顿。
(3)弹簧秤的最小刻度是多少?
(学生回答:0.2牛顿)
教师:不同的弹簧秤的最小刻度不一定相同,应该根据刻度数值和格的数目去计算。
(4)零刻度的调整
教师:看看你所用的弹簧秤,当不受拉力时,指针是不是对准零刻度线,如果没对准,请你调整好。
(学生调整)
教师:使用弹簧秤测量力的大小时,应该先观察它的量程和最小刻度,进行零刻度的调整。
3.学生实验
(1)用手拉弹簧秤的钩,大家亲自感受1牛顿和5牛顿的力有多大。
(学生操作)
(2)每人一个木块,用弹簧秤拉着它在空中静止不动,测量拉力。
(学生操作)
(3)使木块匀速直线上升,拉力多大?
(学生操作)
(4)木块在水平桌面上匀速直线运动,拉力多大?
(学生操作)
教师:从刚才的实验可以看出,同一个木块在空中静止和匀速直线上升时,拉力大小相等。拉着木块在桌面上匀速直线运动时所需要的力远比拉着它匀速上升时的拉力小得多。正因为这个道理,很多沉的东西我们搬不动,但是可把它推动。
(5)现在用一根头发拴在弹簧秤的钩上。测量将头发拉断时的拉力多大。
(学生操作)
教师:人的头发的强度随人的年龄大小而变,成年人的头发强度大,小孩和老人的头发强度小。
五、总结
1.力的单位是牛顿,简称牛,用字母N表示。
2.力的大小用测力计测量,常用的测力计是弹簧秤。
3.使用弹簧秤时,应先观察它的量程和最小刻度,进行零刻度的调整。测量力时,不得超过它的量程。
六、作业
1.复习课文。
2.完成节后的练习。
第二节力的测量教案之一
力的教案 篇2
活动目标
1.初步懂得保护视力的重要性。
2.了解学习-些保护视力的有关常识,逐步养成好习惯。
活动准备
1.提供一本可供教师讲故事用的大图书《倒霉的大近视限》
2.提供做游戏用的眼罩。
3.“幼儿看电视时间”记录卡。
4.与幼儿共同制作保护视力安全图或“公约”图。
提供有关材料:现成的可剪剪贴贴的画片、作底版用的旧挂历(反面)胶水、剪刀、彩色笔。水粉颜料等等。
活动流程
感知讨论 操作实践 强化巩固
1.引导幼儿感知、讨论有关“近视眼”的问题。
建议教师根据班级实际,循序渐进地开展以下-些活动。
活动-:在图书区内摆放一本自制的大图书《倒霉的大近视眼》,并提供录音,供幼儿阅读。
活动二:启发幼儿观察、了解周围一些“近视患者”的生活,学习和工作有哪些不方便,有哪些困难,以及形成“近视眼”的原因。
活动三:带领幼儿共同访问几位“近视患者”,或请他们来到幼儿园,讲讲自己的“苦恼”。
活动四:择时开展讨论活动:
设问:你周围有哪些人也是“倒霉的近视眼”?他们在生活、工作、学习时有哪些不方便?碰到过哪些不愉快的事?遇到哪些困难?“近视眼”不能干哪些工作,为什么?他们怎么会变成“近视眼”的?“近视眼”能不能从小预防?怎样预防?
2.以集体或分组的形式,开展操作实践活动。
活动一:《学学、做做》
结合-些用眼要求较高的活动,向幼儿介绍一些看书、写字、绘画剪纸等活动中保护视力的常识,幼儿在活动中进行实践。看书、书写或绘画时,要有正确的坐姿和握笔姿势,眼睛离视物30厘米左右。(可让幼儿坐在桌前学学、做做棗将胳膊肘撑在桌上,将小臂和手掌伸直,中指点到鼻尖或额头,即距离30厘米左右)。
不在过强、过弱的光线下看书、绘画或制作手工作品。(可与幼儿共同看一看、找一找,活动室的哪些部位光线过强。过弱,不宜开展上述活动)。
看书、书写及绘画等活动的时间,每次约30~45分钟,进行这些活动后,最好能向远处望一会儿。(教幼儿学习用定时器。闹钟,或看时钟来控制时间)。
不躺着、走着,或者在动荡的车厢里看书。(可演个小小哑剧)。
活动:《看电视和玩游戏机》。
在组织幼儿看电视、玩儿童电脑游戏机前介绍保护视力的常识,鼓励幼儿积极实践。尽可能坐在电视机的正前方,距离不小于2米。
力的教案 篇3
●教学目标:
1.知识与技能
(1)认识力的作用效果。
(2)知道力的概念和力的单位。
(3)知道力的三要素,能用示意图表示力
2.过程与方法
(1)通过活动和生活经验感受力的作用效果
(2)了解物体间力的作用是相互的,并能解释有关现象
3、情感、态度与价值观
(1)在观察体验过程中,培养学生的科学态度。
(2)从力用三要素表示的事例中认识科学方法的价值。
●教学重点
1、力的概念和力的单位。
2、力的三要素,用示意图表示力。
●教学难点
1、力的概念
2、认识物体间力的作用是相互的,并解释有关现象。
●教学过程:
(一)引入新课
让学生描述生活中要用到力的例子(例如:提起一桶水、踢足球、推动物体等等)
(二)讲授新课
1.力的作用效果
学生探究活动:实验器材:橡皮筋、弹簧、乒乓球。体会对这些器材施加力时,这些器材有什么变化?
结合课本里的插图,让学生讨论总结出力的作用效果
(1)力可以使物体发生形变(改变物体的形状)
(2)力可以改变物体的运动状态
(3)力的单位:牛顿,简称牛,符号用N表示
补充一些常见的例子让学生了解力的大小:托起两个鸡蛋所用的力大约为1N,一个质量为50kg的同学对地面的压力大约为500N。
2.力的大小、方向、作用点(即力的三要素)
学生探究活动:(1)用不同大小的力去拉弹簧,观察弹簧是否不同
(2)用不同方向的力弹击乒乓球,观察乒乓球的运动是否不同
(3)用同样大小的力向下压一端固定在桌面上的钢尺,每次手的位置离桌面的距离都不同,观察钢尺的形状改变是否不同
引导学生从实验总结得出:力的大小、方向、作用都会影响到力的.作用效果
3.力的示意图:用一根带箭头的线段来表示力。线段的末端画箭头表示力的方向;线段的长度可以表示力的大小;线段的起点或终点表示力的作用点。
练习:画出木块受到的水平向右的拉力
4.力是物体间的相互作用(物体对物体的作用),即物体间力的作用是相互的学生活动:
(1)拉开弹簧时,是否感觉到弹簧也在拉自己的手?
(2)乒乓球打在桌面上,有没有被弹起?
(3)观察书本43页图12.4-4,能得到什么启示?
(4)游泳分析
组织学生讨论,引导学生归纳得出结论:物体间力的作用是相互的,一个施加力的物体,同时也是受力物体。
让学生列举生活中体现物体间力的作用是相互的例子并进行解释。
强调:产生力的作用时,物体之间不一定直接接触,并且至少要有两个物体。
(三)课堂小结
1.力的作用效果有哪些?
2.力的有哪三个要素?
3.怎样体现力的作用是相互的?
(四)布置作业
力的教案 篇4
复习目标
1.能说出力的概念、单位、作用效果、三要素和力的作用是相互的,会画力的示意图。
2.能阐明弹力的概念,会用弹簧测力计测量力的大小,并知道其原理。
3.知道重力概念、方向,能说出重力与质量的关系,记住G=mg。
复习过程
一、知识梳理,基础巩固
1.自学指导:阅读本章教材,完成“中考新突破”54、55页“考点解读”部分。(15分钟)
2.学生自学
3.教师精讲与点拨:(5分钟)
二、典型事例,抽取规律(25分钟)
考点一:力及其作用效果
例1:用手拍桌子,手会感觉到疼,这说明物体间力的作用是_____的。用力捏一下空易拉罐,易拉罐扁了,这说明力可以使物体发生__________。
练习1:在湖水中划船时,使船前进的动力是:()
A.桨对水的推力B.水直接对船的推力
C.人对船的推力D.水对桨的推力
考点二:弹力和弹簧测力计
例2:一个物体放在水平地面上,下列关于物体和地面受力情况的叙述中,正确的是()
A.地面受到向下的弹力是因为地面发生了形变
B.地面受到向下的弹力是因为物体发生了形变
C.物体受到向上的弹力是因为地面发生了形变
D.物体受到向上的弹力是因为物体发生了形变
练习1:关于弹簧测力计的说法中,不正确的是()
A.弹簧测力计是常见的测力计
B.弹簧测力计的最大刻度就是它的量程
C.弹簧测力计的刻度是不均匀的
D.弹簧测力计的刻度是根据弹簧的伸长与受到的拉力成正比的原理制成的
考点三:重力:
例3:物体所受重力大小跟它的质量成__比.公式G=mg中g表示物体受到重力与___之比,约等于___N/kg.在要求不精确的情况下,可取g=10N/kg.甲、乙两同学的质量之比是10:9,甲同学重为540N,乙同学重为_____N.
练习1:重垂线是根据______________的原理制成的,瓦工常用它来检查墙壁________,木工常用它来检查工作台_______。
练习2:如果没有重力,下列说法中不正确的是()
A.河水不再流动,再也看不见大瀑布B.人一跳起来就离开地球,再也回不来
C.物体将失去质量D.杯子里的水倒不进口里面
三、课堂小结:
课后反思
力的教案 篇5
活动目标:
1、让幼儿尝试使用筷子,激发幼儿自己动手做事的愿望。
2、培养幼儿积极参与活动的兴趣,发展幼儿的动手能力。
活动准备:
筷子、 盘子、糖、红绿两种颜色的积木若干。
活动过程:
a) 感知体验,教师幼儿在门口
老师:"今天,陆老师来做猴妈妈,你们来做我的孩子小猴宝宝好吗?"(好)
猴妈妈带着小猴在音乐的伴奏下边唱歌边跳进教室。
猴妈妈:"每个猴宝宝找到一个位子坐下来。"猴妈妈:"今天我请猴宝宝吃糖。"
猴妈妈:"用手拿着吃不卫生,那怎么吃呢?用筷子夹,看看我的宝宝谁会用筷子把糖夹起来。"
猴妈妈:"让妈妈先试试看。(妈妈用筷子夹糖)夹住了,啊呜,啊呜,真好吃。"
猴妈妈:"猴宝宝,你们想吃糖吗?"(想)谁愿意上来夹住糖的。幼儿(猴宝宝)拿筷子讲自己怎么夹。
猴妈妈:"原来是把筷子放在这两个手指的中间,把筷子分开,用力一夹,糖就夹起来了。"
猴妈妈:"哪个宝宝还想来吃糖的。我们一起看看哪个宝宝的筷子用的好。猴宝宝,记住了只夹一粒糖。"
b) 操作练习
猴妈妈:"我的宝宝真能干,会用筷子夹糖。妈妈昨天不小心把一些豆子混在一起,可怎么办呀
猴妈妈:"谁愿意帮助妈妈,先用筷子夹豆子,放在盘子里,端着盘子走到放豆子的篮子跟前,
把红豆子和绿豆子分开!"
一名幼儿上来示范。拍手鼓励。
猴妈妈:"你们都想帮妈妈吗?请你们去夹。"
幼儿操作,教师随机帮助指导。
c) 小结,自然愉快结束。
力的教案 篇6
知识与技能
1、理解合力、分力、力的合成、共点力的概念、
2、掌握平行四边形定则,会用平行四边形定则求二力的合力、
3、理解力的合成本质上是从作用效果相等的角度进行力的相互替代、
过程与方法
1、能够通过实验演示归纳出互成角度的两个共点力的合成遵循平行四边形定则;
2、通过作图法培养学生解决问题的能力情感、态度与价值观
1、培养学生的物理思维能力和科学研究的态度。
2、培养学生热爱生活、事实求是的科学态度,激发学生探索与创新的意识。
教学重点
1、合力与分力的关系。
2、力的平行四边形定则的理解和应用。
教学过程
引入新课
请一位同学提起重为200N的一桶水,请分析该同学施加的提水的力为多大?然后请两同学一起提起水桶,分析提水桶的有几个力?从效果上看跟刚才用一个力提一样吗?
通过实践体验,让学生体会一个力的作用效果与两个或更多力的作用效果相同。
引导学生思考:生活中还有哪些事例是说明几个力与一个力的作用效果相同的?
举例:用两条细绳吊着日光灯、很多只狗拉着雪撬前进。
通过列举生活中的实例,进一步体会一个力可以与几个力的作用效果相同。培养学生观察生活的能力,同时激发学生对生活的热爱。
启发引导同学找出这些例子的共性,给出合力和分力的概念。
进行新课
一、共点力的概念:
1、什么样的力是共点力?
2、你认为在掌握共点力的概念时应注意些什么问题?
3、教师利用计算机网络出示图片:大吊车吊起物体;人担水;举重;比萨斜塔等。吊车吊起物体时钩子受的力为共点力吗?人担水时担子受到的力为共点力吗?举重运动员举起的重物受到的力为共点力吗?比萨斜塔受几个力作用?它们是共点力吗?
今天我们学习的是共点力的合成。
二、力的合成
求几个力的合力的过程或合力的方法叫做力的合成。
今天我们着重研究两个共点力的合成(已知二个分力求合力)
A、两分力同向
合力为两分力之和,方向与两分力同向。引导学生理解。
B.两分力反向
合力为两分力之差,方向与两分力反向。引导学生理解。
C.互成角度的两分力求合力
演示实验:先告诉学生有关的器材,以及实验的目的,提出如下问题:在这个实验中合力与分力等效的标志是什么?(橡皮条的伸长量相等)然后教师操作,下面的学生观察。在实验结果的处理时,引导学生先做出各力的图示,讨论合力与分力之间的关系。
教师和学生一起进行归纳总结。最后得出求合力的方法一一平行四边形定则。
平行四边形定则的内容
强调:两邻边之间的对角线就是两分力的合力(合力分力共点)
例题:力F1=45N,方问水平向右。F2=60 N,方向竖直向上。求这两个力的合力F的大小和方向。
用作图法解:
①选择标度,用1 cm代表15 N。
②用三角板作出两个力的图示。
③作出和两个力大小相等的平行线,完成平行四边形。
④连接两力之间的对角线,即表示合力。
⑤用刻度尺量出对角线的长度。
⑥通过比例关系求出合力的大小。
⑦用量角器量出合力与分力之间的夹角,得到合力的大小是5 N,与45 N力的夹角是53°。
注意事项:
1.实线、虚线要分清。
2、合力、分力要共点
3.同一图,合力与分力用同一标度画出
4.力的图示箭头不能忘。
小结并板书:
一、几个概念:
1、合力、分力定义:如果一个力的作用效果与另外几个力的共同作用效果相同,那么这个力与另外几个力可以相互替代,这个力称为另外几个力的合力,-另外几个力叫这个力的分力。
2、共点力 如果一个物体受到两个或更多个力的作用,有些情况下这些力共同作用在同一个点上,或者虽然不是作用于同一个点上,但是他们的延长线交于一点,这样的一组力叫做共点力、
3.力的合成、力的分力定义:已知分力求合力叫力的合成;已知合力求分力叫力的分解。
二、求两分力的合力
A、两分力同向:合力为两分力之和,方向与两分力同向。
B.两分力反向:合力为两分力之差,方向与两分力反向。
C:互成角度的两分力求合力:(遵循平行四边形定则)
平行四边形定则内容:以表示两个分力的线段为邻边作一个平行四边形,则这个平行四边形中表示两分力的线段所夹的对角线表示合力的大小和方向。
教后感:
这一章教材通过分析生活和生产中的大量实际问题,让学生初步理解并掌握力的矢量性和解决矢量问题的平行四边形定则。力的运算的平行四边形定则是初学者很难跨越的一个台阶,教学中应注意引导学生从实际出发来分析问题,使学生在学习过程中感觉自然、畅快、水到渠成、不突兀。同时在教学中应充分发挥学生的学习积极性和主动性,激发学生的学习兴趣。
力的教案 篇7
【教学目标】
科学概念:力的大小是可以测量的;弹簧测力计是利用弹簧“受力大,伸长长”的特征制成的;力的单位是“牛”。
过程与方法:使用弹簧测力计测量力的大小;制作简易的橡皮筋测力计。
情感、态度、价值观:树立细致、有步骤工作的态度。
【教学重点】
使用弹簧测力计测量力的大小
【教学难点】
【教学准备】
弹簧测力计、钩码、橡皮筋、回形针、长条形硬纸板
【教学过程】
一、导入
1、师:(出示一个螺帽),老师这里有一个螺帽,掂一掂有多重?
我们可以准确地测出它有多重吗?
2、揭示课题:测量力的大小
(略讲:重量—一般指该物对悬持或水平支承物所施的力;重力—通常指地球对物体的吸引力。一般情况下,它们两者在数值上是相等的。今天,我们测的是物体的重力。)
二、认识弹簧测力计
过渡:要测量力的大小,有很多工具。今天,我们一起来认识一种非常重要的测量力的工具——弹簧测力计。
1、师:(出示弹簧测力计)仔细观察:弹簧测力计是由哪几部分构成的?
2、学生观察活动。
3、汇报、整理:弹簧测力计的构造:提环、指针、刻度板、挂钩
再看看刻度板,力的单位是什么? 1(牛) = 100(克力)
看一看:每一大格表示几牛?每一小格表示几牛?最大能测量多大的力?
4、用力慢慢拉弹簧测力计,观察弹簧的形状有什么变化?
思考:弹簧测力计为什么能测量力的大小?
(弹簧在外力作用下,发生形变,从而产生弹力。)
三、使用弹簧测力计
1、教师出示弹簧测力计
引导语:刚才我们通过观察认识了弹簧测力计,那你用过弹簧测力计吗?你会用它来物体的重力大小吗?
2、课件——强调使用弹簧测力计测重力时的注意事项:
(1)拿起测力计,先检查指针是不是在“0”位置。
(2)读数时,视线与指针相平。
(3)测量的力不能超过测力计刻度标出的最大数量,因此要先估计重力大小。
3、学生尝试使用弹簧测力计测量一个钩码的重力大小。
4、用弹簧测力计测量身边物体的重力,并记录在78页表格。
5、交流汇报
6、用弹簧测力计测量螺母的重力。
思考:5牛的弹簧测力计为什么测不出螺母的重力?我们可以怎么办?
7、用弹簧测力计测量螺母的水平拉力。
四、制作弹簧测力计
1、讨论制作方法
2、如何画出测力计的刻度
五、小结
今天,我们认识了弹簧测力计的构造、原理,以及正确使用弹簧测力计的方法。
板书:
4、测量力的大小
一、 弹簧称的构造:
提环
指针
刻度板
挂钩
弹簧(具有伸缩性)
二、力的单位:牛
1牛=100克力
三、使用弹簧称的注意事项:
1、归零
2、先估计重力大小
3、读数时,视线与指针相平
四、制作简易弹簧测力计
力的教案 篇8
课时:
1课时。
教学要求:
1.理解调节物体所受的重力与浮力的关系,可以增大可利用的浮力。
2.知道轮船、潜水艇、气球、飞艇的工作原理。
教具:
形状、体积相同的铁块、木块各一个,卷成一团的废牙膏皮(底部已剪去),橡皮泥,玻璃水槽2个,自制潜水艇模型,潜水艇挂图。
教学过程
一、复习提问
演示:先让学生注意铁块、木块体积相同,而材料不同,然后把铁块、木块一同浸没水中,同时放手,让学生观察。
依次提出下列问题,让学生回答,教师小结。
1.浸没在水中的木块、铁块,各受到什么力的作用?为什么一个浮起,一个沉下?
2.浸没在水中的木块,铁块受到的浮力相等不相等?为什么?受到的重力相等不相等?为什么?
3.木块、铁块的体积相等,为什么受到的重力不相等?(引导学生认识是因为密度不相等)
小结:像铁块、木块这些实心的物体,有的密度比水大,有的密度比水小,把它们浸没在水里,密度比水大的,下沉;密度比水小的,上浮;如果物体的密度跟水一样,它将怎样呢?
二、讲新课
将橡皮泥、废牙膏皮(铝的)分别放在两个玻璃水槽旁。
教师讲:橡皮泥、铝的密度都比水大,能不能使密度比水大的橡皮泥、牙膏皮浮在水面上?
(找两名学生分别做这两个实验,并让他们每个人试着说明自己采用的办法为什么能达到要求。然后,教师就着做成船形的橡皮泥、空心的牙膏皮小结。)
小结:密度比水大的物质,做成空心,就可以浮在水面上。这时,这个物体受到的重力虽然没变,但它排开水的体积增大了,受到的浮力增大了。
边讲边板书:
三、浮力的应用
1、采用“空心”的办法能增大可以利用的浮力
教师讲:密度小于水的物质,像木材,做成独木舟——“空心”,能增大可以利用的浮力,运送更多的人和货物.密度大于水的物质,像橡皮泥、铝,做成空心,也能调节它受到的重力和浮力的关系,使它下沉、悬浮或漂浮.现在看看技术上怎样利用这个道理。先看看轮船。
问:轮船是钢铁做的,钢铁的密度比水大还是比水小?轮船为什么能浮在水面上呢?
(根据学生的回答,边小结边板书。)
2、浮力的利用
(1)轮船 用空心办法,增大体积,增大受到的浮力。
问:如果一只轮船,它本身和装的货物总重100 000 N,它受到的浮力多少牛?它排开的水重多少牛?它排开的水的质量是多少吨?(简单交代什么叫排水量)
讨论:这只船如果从河水驶入海里,它受到的浮力变不变?它排开的水的体积变不变?它是沉下一些,还是浮起一些?
(2)潜水艇
演示:潜水艇挂图,潜水艇模型。(边讲解边板书)
用改变水舱中水量的办法,使潜水艇受到的重力大于、等于或小于受到的浮力。
(3)气球和飞艇(让学生看课文而后问学生)
问:气球、飞艇采用了什么办法使它能够受到空气的浮力而升空呢?(根据学生的回答板书)
用充密度小于空气的气体的办法,使它受到的浮力大于重力而升空。
讨论:要使充了氢气、升到空中的气球落回地面,你们能想出什么办法?要使热气球落回地面,有什么办法?
三、小结(略)
四、布置作业(略
力的教案 篇9
【学习目标】洛伦兹力、圆周运动、圆心、半径、运动时间
【学习重点】 确定做匀速圆周运动的圆心
【知识要点】
一、基础知识:
1、洛仑兹力
叫洛仑兹力。通电导线所受到的安培力实际上是作用在运动电荷上的洛仑兹力的。
2、洛仑兹力的方向
用左手定则判定。应用左手定则要注意:
(1)判定负电荷运动所受洛仑兹力的方向,应使四指指向电荷运动的方向。
(2)洛仑兹力的方向总是既垂直于又垂直于,即总是垂直于所决定的平面。但在这个平面内电荷运动方向和磁场方向却不一定垂直,当电荷运动方向与磁场方向不垂直时,应用左手定则不可能使四指指向电荷运动方向的同时让磁感线垂直穿入手心,这时只要磁感线从手心穿入即可。
3、洛仑兹力的大小
f=,其中 是带电粒子的运动方向与磁场方向的夹角。
(1)当 =90°,即v的方向与B的方向垂直时,f=,这种情况下洛仑兹力。
(2)当 =0°,即v的方向与B的方向平行时,f=最小。
(3)当v=0,即电荷与磁场无相对运动时,f=,表明了一个重要结论:磁场只对相对于磁场运动的电荷有作用力,而对相对磁场静止的电荷没有作用力。
4、如何确立带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的圆心、半径及运动时间?
(1)圆心的确定。因为洛伦兹力f指向圆心,根据f⊥v,画出粒子运动轨迹上任意两点(一般是射入和射出磁场的两点)的f的方向,其延长线的交点即为圆心。
(2)半径的确定和计算。圆心找到以后,自然就有了半径(一般是利用粒子入、出磁场时的半径)。半径的计算一般是利用几何知识,常用解三角形的方法及圆心角等于圆弧上弦切角的两倍等知识。
(3)在磁场中运动时间的确定。利用圆心角与弦
切角的关系,或者是四边形内角和等于360°计算出圆
心角 的大小,由公式t= ×T可求出运动时间。
有时也用弧长与线速度的比。
如图所示,还应注意到:
①速度的偏向角 等于弧AB所对的圆心角 。
②偏向角 与弦切角 的关系为: <180°, =2 ; >180°, =360°-2 ;
(4)注意圆周运动中有关对称规律
如从同一直线边界射入的粒子,再从这一边射出时,速度与边界的夹角相等;在圆形磁场区域内,沿径向射入的粒子,必沿径向射出。
【典型例题】
例1、图中MN表示真空室中垂直于纸面的平板,它的一侧有匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,磁感应强度大小为B。一带电粒子从平板上狭缝O处以垂直于平板的初速v射入磁场区域,最后到达平板上的P点。已知B、v以及P到O的距离l,不计重力,求此粒子的电荷e与质量m之比。
解析:粒子初速v垂直于磁场,粒子在磁场中受洛伦兹力而做匀速圈周运动,设其半径为R,由洛伦兹力公式和牛顿第二定律,
有Bqv=mv2/R
因粒子经O点时的速度垂直于OP,故OP是直径,l=2R
由此得
例2、一个负离子,质量为m,电量为q,以速率v垂直于屏S经小孔O射入有匀强磁场的真空室中,磁感应强度B的方向与离子运动方向垂直,并垂直于纸面向里,如图所示。如果离子进入磁场后经过时间t到达P点,则直线OP与离子入射方向之间的夹角 跟t的关系式如何?
解析:做出OP的中垂线与OS的交点即为离子做匀速圆周运动的圆心,轨迹如图示:
方法一:弧OP对应的圆心角 ①
周期T= ②
运动时间:t= ③
解得: ④
方法二:弧OP对应的圆心角 ⑤
半径为r,则qvB= ⑥
弧长:l=r ⑦
线速度:v= ⑧
解得: ⑨
例3、如图,在某装置中有一匀强磁场,磁感应强度为B,方向垂直于Oxy所在的纸面向外。某时刻在x=l0、y=0处,一质子沿y轴的负方向进入磁场;同一时刻,在x=-l0、y=0处,一个 粒子进入磁场,速度方向与磁场垂直。不考虑质子与 粒子的相互作用。设质子的质量为m,电荷量为e。
(1)如果质子经过坐标原点O,它的速度为多大?
(2)如果 粒子与质子经最短时间在坐标原点相遇, 粒子的速度应为何值?方向如何?
解析:①质子的运动轨迹如图示,其圆心在x= 处
其半径r1= ⑴
又r1= ⑵
⑶
②质子从x=l0处至达坐标原点O处的时间为
t= ⑷
又TH= ⑸
⑹
粒子的周期为 ⑺
⑻
两粒子的运动轨迹如图示
由几何关系得: ⑼
又 ⑽
解得:
与x轴正方向的夹角为 。
【达标训练】
1. 每时每刻都有大量带电的宇宙射线向地球射来,地球磁场可以有效地改变这些宇宙射线中大多数带电粒子的运动方向,使它们不能到达地面,这对地球上的生命有十分重要的意义。假设有一个带正电的宇宙射线粒子正垂直于地面向赤道射来,(如图,地球由西向东转,虚线表示地球自转轴,上方为地理北极),在地球磁场的作用下,它将(A)
A.向东偏转
B.向南偏转
C.向西偏转
D.向北偏转
2. 图为云室中某粒子穿过铅板P前后的轨迹。室中匀强磁场的方向与轨迹所在平面垂直(图中垂直于纸面向里)。由此可知此粒子(A)
A.一定带正电
B.一定带负电
C.不带电
D.可能带正电,也可能带负电
3. 如图所示,在垂直纸面向里的匀强磁场的边界上,有两个质量和电量均相同的正、负离子,从O点以相同的速度射入磁场中,射入方向均与边界成 角。若不计重力,关于正、负离子在磁场中的运动,下列说法正确的是(B)
A.运动的轨道半径不相同
B.重新回到边界的速度大小和方向都相同
C.重新回到边界的位置与O点距离不相同
D.运动的时间相同
4. 如图,在x>0、y>0的空间中有恒定的匀强磁场,磁感强度的方向垂直于xOy平面向里,大小为B。现有一质量为m电量为q的带电粒子,在x轴上到原点的距离为x0的P点,以平行于y轴的初速度射入此磁场,在磁场作用下沿垂直于y轴的方向射出此磁场。不计重力的影响。由这些条件可知(D)
A.不能确定粒子通过y轴时的位置
B.不能确定粒子速度的大小
C.不能确定粒子在磁场中运动所经历的时间
D.以上三个判断都不对
5. 一个质量为m、带电量为q的粒子,以速度v垂直射入磁感应强度为B的匀强磁场中,粒子经过一段时间,受到的冲量大小为mv,不计重力,则这段时间可能为(CD)
A.2 m/(qB)
B. m/(qB)
C. m/(3qB)
D.7 m/(3qB)
6. 质子( )和 粒子( )从静止开始经相同的电势差加速后垂直进入同一匀强磁场做圆周运动,则这两粒子的动能之比Ek1:Ek2=,轨道半径之比r1:r2=,周期之比T1:T2=。
1:21: ;1:2
7. 如图所示,一电子以速度1.0×107m/s与x轴成30°的方向从原点出发,在垂直纸面向里的匀强磁场中运动,磁感应强度B=1T,那么圆运动的半径为m,经过时间s,第一次经过x轴。(电子质量m=9.1×10-31kg)5.69×10-5,5.95×10-12
8. 在图所示的各图中,匀强磁场的磁感应强度均为B,带电粒子的速率均为v、带电量均为q。试求出图中带电粒子所受洛仑兹力的大小。
F=qvBF= qvB0F=qvB
9. 如图所示一电子以速度v垂直射入磁感应强度为B,宽度为d的匀强磁场中,穿透磁场时速度方向与电子原来入射方向夹角30°,则电子的质量是。
2qBd/v
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