高中物理第四章第一节伽利略的理想实验与牛顿第一定律教案2粤教版必修1.docx
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高中物理第四章第一节伽利略的理想实验与牛顿第一定律教案2粤教版必修1
第一节伽利略的理想实验与牛顿第一定律
【教学过程设计】
【实验与推理，经历过程】
（1）精心观察
演示气垫导轨实验，引导学生观察“小车在手停止施力后仍向前运动一段时间才停止下来”这个实验现象，并认真思考其中的道理、
气垫导轨演示实验
（2）理想实验，逻辑推理
用多媒体动画演示伽利略理想实验，遵循伽利略思辨的思路，一步一步引导学生认真思考理想实验的内容，得出：
力不是维持物体的原因，而是改变物体运动状态的原因。
并了解，物体在没有受到力的作用下，将以原速度一直运动下去。
（3）伽利略单摆实验
演示伽利略单摆实验——伽利略理想实验的前身，引导学生思考单摆实验与理想实验之间的区别与联系。
演示气垫导轨实验，强调“小车在手停止施力后仍向前运动一段时间才停止下来”这个实验现象。
提问学生：
如果说“力是维持物体运动的原因”，那么手一旦撤去力，小车应该立刻停止，为什么还会向前运动一段距离呢？
鼓励学生大胆怀疑权威。
遵循伽利略思辨的思路，一步一步引导学生认真思考理想实验的内容：
（1）设想如果对接斜面没有摩擦力，小球将达到跟原来同样的高度；
（2）减小对接斜面的倾斜度，小球仍达到同一高度，通过的路程更长；（3）对接斜面的倾斜度越小，小球经过的路程越长；（4）把对接斜面变成水平面，小球无法达到原来的高度，只能以原速度一直运动下去。
演示：
（1）摆球拉到左边，与尺子同高度的地方，静止释放摆球，小球运动到右边等高的地方；
（2）在悬挂小球的正下方固定一根针，当球往右边摆的时候，碰到针后还能摆到相同的高度；（3）改变针的固定位置，摆球都能上升到原来的高度，通过的路程有长短。
引导学生伽利略的理想实验灵感源于此。
观察
思考
回答
思考
回答
思考
回答
有了对亚里士多德权威的怀疑才有伽利略的理想实验，才能发现牛顿第一定律。
经历由经验得出结论到实验推翻结论的过程，培养学生科学严谨的求实态度。
一步一步引导学生认真思考理想实验的内容，能让学生对伽利略理想实验有深入的理解，并在此过程中抛掉错误观点，建立新的正确的观点。
让学生经历伽利略理想实验的过程，能引发学生更大的兴趣，对其理解得更加深入和了解其精妙之处，体会到理解理想实验是科学研究的重要方法。
【总结与解释定律】
（1）总结
回顾历史的发展后，先要求学生对伽利略理想实验用自己的语言进行总结。
教师给出牛顿第一定律的准确表述。
（2）解释
教师对牛顿第一定律的内容与意义进行详细的解释，引出惯性的概念，给出惯性的准确表述，引导学生体会到牛顿得出的牛顿第一定律与前人的结论的区别，体现牛顿的高明之处。
问：
学习完伽利略的研究结果后，大家能用自己的语言概括一下他的结论吗？
讲：
后半句“直到有外力迫使它改变这种状态为止”，是重复前人的结论——力是改变物体运动状态的原因。
前半句“一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态”，这里道出了一切物体的一个固有属性：
惯性！
惯性：
物体保持原来匀速直线运动状态或静止状态不变的性质。
思考
回答
思考
分析
回答
培养学生书面或口头表述自己的观点，初步具有评估和听取反馈意见的意识。
有初步的信息交流能力。
牛顿第一定律的表述比伽利略的结论更加简练准确，具有更广泛的应用范围。
理解好牛顿第一定律和惯性的概念是课表与教材的重点要求。
【应用与拓展】
（1）惯性现象的解释
学生亲手动手做一些日常生活中常见的现象，并用所学惯性的知识去解释
（2）惯性大小的影响因素
用“体操运动员身材灵活，质量小，容易改变运动状态，惯性小；相扑运动员身材庞大，质量大，不容易改变运动状态，惯性大”为实例，逐步探讨出“质量是物体惯性的唯一量度”的结论。
教师首先演示“小车突然加速，木块向后倒”的实验，并示范解释：
小车及其上的木块原来是静止的，小车突然向前加速运动，木块下部分随着小车加速运动，上部分由于惯性，想保持原来的静止状态，所以木块向后倒。
然后指导学生做“匀速运动的小车突然制动，木块向前倒”和“将纸片从瓶底下抽出，矿泉水瓶不倒”两个实验，引导学生观察现象，并用所学惯性的知识去解释
问：
体操运动员的身材能否当相扑运动员？
问：
相扑运动员如果苗条的话容易配搬倒，也就是原来静止的状态被改变，即物体惯性小。
相扑运动员需要很大的惯性，运动状态才不容易被改变。
那么惯性大小跟什么因素有关呢？
讲：
惯性大小用质量来量度，质量越大，惯性越小；惯性越小，质量越小。
思考
实验
解释
观察
思考
回答
通过对用所学惯性的知识去解释，一些日常生活中常见的现象，能加深学生对惯性概念的理解。
学生亲手做实验，能吸引学生的兴趣，培养他们的动手实验能力。
用“体操运动员身材灵活，质量小，容易改变运动状态，惯性小；相扑运动员身材庞大，质量大，不容易改变运动状态，惯性大”为实例，避免了引入速度这个令学生容易搞混的物理量。
【课后思考】
火车静止在水平的铁轨上，一个小球静止在车厢里的水平的桌面。
这时候小球在桌面上保持它的静止状态不变，这是符合牛顿第一定律的。
然而，火车突然前向开动，坐在车厢里的人将看到小球将向后运动。
问：
你看到小球向后运动，说明它的在水平方向的运动状态已改变。
然而，它在水平方向受到力的作用吗？
或者是牛顿第一定律在这种情况不适用了呢？
究竟是什么原因呢？
请同学们课后思考一下。
思考
旨在让学生更深层次地理解牛顿第一定律，清楚牛顿第一定律的适用范围。
板书设计：
1.牛顿第一定律：
一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。
2.力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动的原因。
3.物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性。
4.惯性的大小只与物体的质量有关！
与其它一切因素都无关!
5.一切物体，无论处于什么状态，都具有惯性；惯性是物体的固有属性。
高考理综物理模拟试卷
注意事项：
1.答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。
4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、单项选择题
1．半径为R的某均匀球形天体上，两“极点”处的重力加速度大小为g，“赤道”处的重力加速度大小为“极点”处的
。
已知引力常量为G，则下列说法正确的是
A．该天体的质量为
B．该天体的平均密度为
C．该天体的第一宇宙速度为
D．该天体的自转周期为2
2．如图所示，电视显像管中有一个电子枪，工作时它能发射电子，荧光屏被电子束撞击就能发光。
在偏转区有垂直于纸面的磁场B1和平行纸面上下的磁场B2，就是靠这样的磁场来使电子束偏转，使整个荧光屏发光。
经检测仅有一处故障：
磁场B1不存在，则荧光屏上
A．不亮
B．仅有一个中心亮点
C．仅有一条水平亮线
D．仅有一条竖直亮线
3．在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈，规定线圈中感应电流的正方向如图甲所示，当磁场的磁感应强度B随时间t如图乙变化时，正确表示线圈中感应电动势E变化的是图中的（）
A．
B．
C．
D．
4．如图，光滑水平面上有两辆小车，用细线相连，中间有一个被压缩的轻弹簧，小车处于静止状态。
烧断细线后，由于弹力的作用两小车分别向左、右运动。
已知两小车质量之比m1:
m2=2:
1，下列说法正确的是
A．弹簧弹开后两车速度大小之比为1:
2
B．弹簧弹开后两车动量大小之比为1:
2
C．弹簧弹开过程m1、m2受到的冲量大小之比为2:
1
D．弹簧弹开过程弹力对m1、m2做功之比为1:
4
5．物体A放在物体B上，物体B放在光滑的水平面上，已知mA=6kg，mB=2kg，A、B间动摩擦因数μ=0.2，如图所示．现用一水平向右的拉力F作用于物体A上，则下列说法中正确的是（g=10m/s2）（）
A．当拉力F＜12N时，A静止不动
B．当拉力F＞12N时，A一定相对B滑动
C．无论拉力F多大，A相对B始终静止
D．当拉力F=24N时，A对B的摩擦力等于6N
6．不计电阻的某线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生如图甲所示的正弦交流电，把该交流电接在图乙中理想变压器的A、B两端，电压表和电流表均为理想电表，R1为热敏电阻（温度升高时其电阻减小），R2为定值电阻。
下列说法正确的是（）
A．在t＝0.01s，穿过该线圈的磁通量为零
B．原线圈两端电压的瞬时值表达式为
（V）
C．R1处温度升高时，电流表的示数变大，变压器输入功率变大
D．R1处温度升高时，电压表V1、V2示数的比值不变
二、多项选择题
7．图甲为一列简谐横波在t＝0.10s时的波形图，P是平衡位置在x＝0.5m处的质点，Q是平衡位置在x＝2.0m处的质点；图乙为质点Q的振动图象．下列说法正确的是__________．
A．这列波沿x轴正方向传播
B．这列波的传播速度为20m/s
C．从t＝0到t＝0.15s，这列波传播的距离为3m
D．从t＝0.10s到t＝0.15s，P通过的路程为10cm
E.t＝0.15s时，P的加速度方向与y轴正方向相反
8．如图所示，2019个质量均为m的小球通过完全相同的轻质弹簧（在弹性限度内）相连，在水平拉力F的作用下，一起沿光滑水平面以加速度a向右做匀加速运动，设1和2之间弹簧的弹力为F1—2，2和3间弹簧的弹力为F2—3，2018和2019间弹簧的弹力为F2018—2019，则下列结论正确的是
A．F1—2：
F2—3：
……F2018—2019=1：
2：
3：
……2018
B．从左到右每根弹簧长度之化为1：
2：
3：
……2018
C．如果突然撤去拉力F，撤去F瞬间，第2019个小球的加速度为F/m，N其余每个球的加速度依然为a
D．如果1和2两个球间的弹簧从第1个球处脱落，那么脱落瞬间第1个小球的加速度为0，第2个小球的加速度为2a，其余小球加速度依然为a.
9．如图所示，两等量异种电荷在同一水平线上，它们连线的中点为O，竖直面内的半圆弧光滑绝缘轨道的直径AB水平，圆心在O点，圆弧的半径为R，C为圆弧上的一点，OC为竖直方向的夹角为37°，一电荷量为+q，质量为m的带电小球从轨道的A端由静止释放，沿轨道滚动到最低点时，速度v=2
，g为重力加速度，取无穷远处电势为零，则下列说法正确的是（）
A．电场中A点的电势为
B．电场中B点的电势为
C．小球运动到B点时的动能为2mgR
D．小球运动到C点时，其动能与电势能的和为1.6mgR
10．在民族运动会上,运动员弯弓放箭射击侧向的固定目标.假设运动员骑马奔驰的速度为
运动员静止时射出的弓箭速度为
，跑道离固定目标的最小距离为d.下列说法中正确的是（）
A．要想击中目标且箭在空中飞行时间最短,运动员放箭处离目标的距离应为
B．只要击中侧向的固定目标,箭在空中运动的合速度大小一定是
C．要想击中目标且箭在空中飞行时间最短,运动员放箭处离目标的距离应为
D．箭射到靶的最短时间为
三、实验题
11．流量是指单位时间流过某个横截面积的流体的体积，用Q表示，它与管口的面积和速度有关，即Q=v·S。
一水平放置的水管，水从管口处以大小恒定的速度源源不断地沿水平方向流出，管口的横截面积为S=2×10-4m2，管口流量Q=4×10-4m3，管口距地面高h=1.8m，出口各处水流的速度都相同，水流在空中不散开。
不计空气阻力，g=10m/s2。
求：
（1）水从管口流出到落地的时间；
（2）水流落地点与管口的水平距离?
12．关于“探究加速度与力、质量的关系”的实验，下列说法中正确的是（）
A．通过同时改变小车的质量m及受到的拉力F的研究，能归纳出加速度、力、质量三者之间的关系
B．通过保持小车质量不变，只改变小车的拉力的研究，就可以归纳出加速度、力、质量三者之间的关系
C．通过保持小车受力不变，只改变小车质量的研究，就可以得出加速度、力、质量三者之间的关系
D．先保持小车质量不变，研究加速度与力的关系；再保持小车受力不变，研究加速度与质量的关系，最后归纳出加速度、力、质量三者之间的关系
四、解答题
13．如图所示，一个人用一根长L=1m、只能承受F=74N拉力的绳子，拴着一个质量为m=1kg的小球，在竖直平面内做圆周运动，已知圆心O离地面距离h=6m，转动中小球在最低点时绳子恰好断了。
（取g=10m/s2）
（1）绳子断时小球运动的角速度多大？
（2）绳断后，小球落地点与抛出点间的水平距离是多少？
14．有一个匀强电场,电场线和坐标平面xOy平行,以原点O为圆心,半径r=10cm的圆周上任意一点P的电势
θ为O、P两点的连线与x轴正方向所成的角,A、B、C、D为圆周与坐标轴的四个交点,如图所示。
（1）求该匀强电场场强的大小和方向;
（2）若在圆周上D点处有一个
粒子源,能在xOy平面内发射出初动能均为200eV的
粒子（氦核
），当发射的方向不同时,
粒子会经过圆周上不同的点，在所有的这些点中,
粒子到达哪一点的动能最大?
最大动能是多少eV？
【参考答案】
一、单项选择题
题号
1
2
3
4
5
6
答案
D
C
A
A
D
C
二、多项选择题
7．BCE
8．AD
9．AC
10．CD
三、实验题
11．
（1）0.6s；
（2）1.2m；
12．D
四、解答题
13．
（1）8rad/s；
（2）8m
14．
（1）400V/m，方向沿y轴负向
（2）280eV
高考理综物理模拟试卷
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2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。
4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、单项选择题
1．示波器是一种常见的电学仪器，可以在荧光屏上显示出被检测的电压随时间的变化情况。
图1为示波器的原理结构图。
当不加电压时，电子恰好打在荧光屏的正中心，在那里产生一个亮斑；当极板YY'间加高频偏转电压Uy、极板XX'间加高频偏转电压Ux，偏转电压随时间变化规律分别如图2所示时，荧光屏上所得的波形是图中的
A．
B．
C．
D．
2．如图所示,竖直平面内有一固定的光滑椭圆大环,其长轴长
、短轴长
劲度系数为
的轻弹簧上端固定在大环的中心
下端连接一个质量为
、电荷量为
可视为质点的小环.小环刚好套在大环上且与大环及弹簧绝缘,整个装置处在水平向右的匀强电场中.将小环从
点由静止释放、小环运动到
点时速度恰好为0.已知小环在
、
两点时弹簧的形变量大小相等,则（）
A．电场强度的大小
B．小环从
点运动到
点的过程中,弹簧的弹力不做功
C．小环从
点运动到
点的过程中,弹簧的弹性势能先减小后增大
D．小环在
点时受到大环对它的弹力大小
3．已知月球半径为R，飞船在距月球表面高度为R的圆轨道上飞行，周期为T，万有引力常量为G，下列说法正确的是（）
A．月球质量为
B．月球表面重力加速度为
C．月球密度为
D．月球第一宇宙速度为
4．某同学通过实验测定半圆形玻璃砖的折射率n。
如图甲所示，O是圆心，MN是法线，AO、BO分别表示某次测量时光线在空气和玻璃砖中的传播路径。
该同学测得多组入射角i和折射角r，做出sini-sinr图像如图乙所示。
则
A．光由A经O到B，n=1．5
B．光由B经O到A，n=1．5
C．光由A经O到B，n=0．67
D．光由B经O到A，n=0．67
5．如图，光滑绝缘的水平面上，放置一原长为L0的绝缘弹簧，两端分别固定带等量同种电荷的小球A和B（均当成点电），A、B间的静电斥力使弹簧伸长了△L。
如果将两球的电荷量均增为原来的两倍，那么弹簧伸长的长度
A．大于4△LB．等于4△LC．小于4△LD．等于2△L
6．由a、b两种单色光组成的细光束A0以45°的入射角从某种介质时问空气时，光路则图所示，关于这两种单色光，下列说法中正确的是（）
A．从该介质射向空气时，a光发生全反射时的临界角一定大于45°
B．该介质对b光的折射率一定大于
C．用a光和b光分别做双缝干涉实验，若实验条件相同，则b光在屏上形成的明条纹的间距比a光小
D．若用a光照射某金属板能发生光电效应，则用b光照射该金属板也可能发生光电效应
二、多项选择题
7．如图所示，纸面内有两条互相平行的长直绝缘导线L1和L2，L1中的电流方向向左，L2中的电流方向向右，L1和L2中电流大小相等：
a、b两点相对于L1对称，且a点到L1、L2的距离相等。
整个系统处于匀强外磁场中，外磁场方向垂直于纸面向外。
已知a、b两点的磁感应强度的方向也垂直于纸面向外，a点的磁感应强度大小是b点的3倍。
流经L2的电流在a、b两点产生的磁感应强度大小分别为B0和
B0。
则
A．流经L1的电流在a、b两点产生的磁感应强度相同
B．流经L1的电流和流经L2的电流在a点产生的磁感应强度相同
C．外磁场的磁感应强度的大小为B0
D．外磁场的磁感应强度的大小为2B0
8．2016年2月11日，美国科学家宣布探测到引力波，根据科学家们的推测，双星的运动是产生引力波的来源之一.假设宇宙中有一由a、b两颗星组成的双星系统，这两颗星绕它们连线上的某一点在万有引力作用下做匀速圆周运动，测得a星的周期为T，a、b两星间的距离为
，轨道半径之差为△r，已知a星的轨道半径大于b星的轨道半径，则
A．b星的周期为
B．b星的线速度大小为
C．a、b两星的轨道半径之比为
D．a、b两星的质量之比为
9．如图,竖直环A半径为r，固定在木板B上，木板B放在水平地面上，B的左右两侧各有一档板固定在地上，B不能左右运动，在环的最低点静放有一小球C，A．B．C的质量均为m。
给小球一水平向右的瞬时速度V，小球会在环内侧做圆周运动，为保证小球能通过环的最高点，且不会使环在竖直方向上跳起，（不计小球与环的摩擦阻力），瞬时速度必须满足
A．最小值
B．最大值
C．最小值
D．最大值
10．在足够大的匀强磁场中，静止的镁的同位素得
发生衰变，沿与磁场垂直的方向释放出一个粒子后，变为一个新核，新核与放出粒子在磁场中运动的轨迹均为圆，如图所示，下列说法正确的是（）
A．新核为
B．新核沿逆时针方向旋转
C．
发生的是
衰变
D．轨迹1是新核的径迹
三、实验题
11．为了验证动量守恒定律，某实验小组选取两个材质相同而质量不同的滑块A和B，并按下述步骤进行了实验：
①在A、B的相撞面分别粘上橡皮泥，便于二者相撞后连成一体；
②实验装置如图甲所示，铝质导轨槽固定在水平桌面上，其倾斜段的右端和水平段的左端由一小段圆弧连接，在导轨槽的侧面且与水平导轨等高处安装一台数码频闪照相机；
③将滑块B静置于槽的水平段某处，滑块A由槽的倾斜段适当位置静止释放，同时开始频闪拍摄，直至两滑块停止运动，得到一幅多次曝光的照片；
④多次重复步骤③，得到多幅照片，挑选其中最理想的一幅，打印出来，将刻度尺紧靠照片放置，如图乙所示（图中只显示滑块A）。
请对上述操作进行分析并回答以下问题：
（1）分析图乙可知，A、B滑块碰撞发生的位置是______（选填P5、P6或P7）；
（2）为了验证碰撞中动量是否守恒，必须直接测量或读取的物理量是______；
A．A、B两滑块的质量m1和m2
B．滑块A释放时距桌面的高度
C．频闪照相的周期
D．照片尺寸和实际尺寸的比例
E．照片上测得的S34、S45和S56、S67
F．照片上测得的S45、S56和S67、S78
G．滑块与导轨间的动摩擦因数
（3）此实验验证动量守恒的表达式为______。
12．如图所示，一架战斗机在距水平地面A点正上方高h＝500m处，将质量m＝50kg的炮弹以相对地面v＝100m/s的水平速度投出，击中目标B.不计空气阻力，g取10m/s2.求炮弹：
（1）刚投出时相对地面所具有的重力势能；
（2）目标B距离A点的水平距离x；
（3）击中目标时速度的大小.
四、解答题
13．跳伞运动员做低空跳伞表演，当直升机悬停在离地面224m高时，运动员离开飞机作自由落体运动，运动了5s后，打开降落伞，展伞后运动员减速下降至地面，若运动员落地速度为5m/s，取
，求运动员匀减速下降过程的加速度大小和时间。
14．如图（a）所示，轻质弹簧左端固定在墙上，自由状态时右端在C点，C点左侧地面光滑、右侧粗糙.用可视为质点的质量为m=1kg的物体A将弹簧压缩至O点并锁定.以O点为原点建立坐标轴.现用水平向右的拉力F作用于物体A，同时解除弹簧锁定，使物体A做匀加速直线运动，拉力F随位移x变化的关系如图（b）所示，运动到0.225m处时，撤去拉力F.
（1）求物体A与粗糙地面间的动摩擦因数以及向右运动至最右端的位置D点的坐标；
（2）若在D点给物体A一向左的初速度，物体A恰好能将弹簧压缩至O点，求物体A到C点时的速度；
（3）质量为M=3kg的物体B在D点与静止的物体A发生弹性正碰，碰后物体A向左运动并恰能压缩弹簧到O点，求物体B与A碰撞前的瞬时速度.
【参考答案】
一、单项选择题
题号
1
2
3
4
5
6
答案
B
C
A
B
C
B
二、多项选择题
7．BD
8．BD
9．CD
10．AB
三、实验题
11．P6AFm1（3S56-S45）=（m1+m2）（3S67-S78）
12．
（1）2.5×105J
（2）1000m（3）100
m/s
四、解答题
13．
；
14．
（1）0.45m；
（2）
m/s；（3）
m/s
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