所谓符合科学性，就是教师要认真贯彻课标精神，按教材内在规律，结合学生实际来确定教学目标、重点、难点。设计教学过程，避免出现知识性错误。以下是人见人爱的小编分享的高一人教版物理教案（优秀10篇），希望能够给予您一些参考与帮助。
合力的计算
1.方法：公式法，图解法(平行四边形/多边形/△)
2.三角形定则：将两个分力首尾相接，连接始末端的有向线段即表示它们的合力。
3.设F为F1、F2的合力，θ为F1、F2的夹角，则：
F=√F12+F22+2F1F2cosθtanθ=F2sinθ/(F1+F2cosθ)
当两分力垂直时，F=F12+F22，当两分力大小相等时，F=2F1cos(θ/2)
1)|F1—F2|≤F≤|F1+F2|
2)随F1、F2夹角的增大，合力F逐渐减小。
3)当两个分力同向时θ=0，合力：F=F1+F2
4)当两个分力反向时θ=180°，合力最小：F=|F1—F2|
5)当两个分力垂直时θ=90°，F2=F12+F22
分力的计算
1.分解原则：力的实际效果/解题方便(正交分解)
2.受力分析顺序：G→N→F→电磁力
一、设计实验
让学生阐述自己进行实验的初步构想。
①器材。
②电路。
③操作。
对学生的实验方法提出异议，促使学生思索实验的改进。
锁定实验方案，板书合理的器材选择、电路图、数据记录方法、操作过程。学生按照学案的过程，补充实验器材，画电路图，并且简单陈述自己的实验操作过程。
学生根据老师提出的异议，讨论实验的改进方案，并修正器材、电路图、操作方法。设计实验部分是一个难点，教师要进行引导，不要轻易否定学生的想法，在设计过程中教师可以提出启发性的问题，让学生自我发现问题。
二、进行实验
教师巡视指导，帮助困难学生。学生以小组为单位进行实验。
实验数据之间的关系非常明显，要让学生从分析数据的过程中感受欧姆定律发现的逻辑过程，传授学生控制变量法。
三、分析论证
传授学生观察数据的方法，投影问题，让学生通过观察数据找到问题的答案，最终得到结论。学生根据教师投影出的问题观察数据，在回答问题的过程中发现规律。
四、评估交流
让学生讨论在实验中遇到的问题以及自己对问题的看法和解决办法，教师引领回答几个大家普遍遇到的问题。学生小组内讨论。
使学生意识到共同讨论可以发现自己的不足，借鉴别人的经验。
反思总结、当堂检测
扩展记录表格，让学生补充。
投影一道与生活有关的题目。学生补充表格。
学生在作业本上完成。这个练习很简单，但能使学生沿着前面的思维惯性走下去，强化学生对欧姆定律的认识。
这一道练习主要是让学生了解欧姆定律在生活中的应用。
课堂小结
让学生归纳这节课学到的知识，回顾实验的设计和操作过程，既强化了知识又锻炼了学生归纳整理知识的能力。学生归纳。
让学生意识到课堂回顾的重要性，并培养学生归纳整理的能力，对提高学生的自学能力有重要的作用。
五、教学反思
学生对实验方法的掌握既是重点也是难点，这个实验难度比较大，主要在实验的设计、数据的记录以及数据的分析方面。由于实验的难度比较大，学生出现错误的可能性也比较大，所以实验的评估和交流也比较重要。这些方面都需要教师的引导和协助，所以这次课采用启发式综合的教学方法。
初中物理新课程强调实现学生学习方式的根本变革，转变学生学习中这种被动的学习态度，提倡和发展多样化学习方式，特别是提倡自主、探究与合作的学习方式，让学生成为学习的主人，使学生的主体意识、能动性、独立性和创造性不断得到发展，发展学生的创新意识和实践能力。
一、要充分发挥学生的主体作用。
教师在教学中就要敢于“放”，让学生动脑、动手、动口、主动积极的学，要充分相信学生的能力。但是，敢“放”并不意味着放任自流，而是科学的引导学生自觉的完成探究活动。当学生在探究中遇到困难时，教师要予以指导。当学生的探究方向偏离探究目标时，教师也要予以指导。作为一名物理教师，如何紧跟时代的步伐，做新课程改革的领跑人呢？这对物理教师素质提出了更高的要求，向传统的教学观、教师观提出了挑战，迫切呼唤教学观念的转变和教师角色的再定位。
二，注重学法指导。
中学阶段形成物理概念，一是在大量的物理现象的基础上归纳、总结出来的；其次是在已有的概念、规律的基础上通过演绎出来的。所以，在课堂教学中教师应该改变以往那种讲解知识为主的传授者的角色，应努力成为一个善于倾听学生想法的聆听者。而在教学过程中，要想改变以往那种以教师为中心的传统观念就必须加强学生在教学这一师生双边活动中的主体参与。
三、教学方式形式多样，恰当运用现代化的教学手段，提高教学效率。
科技的发展，为新时代的教育提供了现代化的教学平台，为“一支粉笔，一张嘴，一块黑板加墨水”的传统教学模式注入了新鲜的血液。在新形势下，教师也要对自身提出更高的要求，提高教师的科学素养和教学技能，提高自己的计算机水平，特别是加强一些常用教学软件的学习和使用是十分必要的。
最后，在教学过程中应有意向学生渗透物理学的常用研究方法。例如理想实验法、控制变量法、转换法、等效替代法、以及模型法等。学生如果对物理问题的研究方法有了一定的了解，将对物理知识领会的更加深刻，同时研究物理问题的思维方法，增强了学习物理的能力。
教学目的：
1、了解万有引力定律得出的思路和过程；
2、理解万有引力定律的含义并会推导万有引力定律；
3、掌握万有引力定律，能解决简单的万有引力问题；
教学难点：
万有引力定律的应用
[完]
教学重点：
万有引力定律
[完]
教具：
展示第谷、哥白尼，伽利略、开普勒和牛顿等人图片．
教学过程
1、引言
展示第谷、哥白尼，伽利略、开普勒和牛顿等人照片并讲述物理学史：
十七世纪中叶以前的漫长时间中，许多天文学家和物理学家（如第谷、哥白尼，伽利略和开普勒等人），通过了长期的观察、研究，已为人类揭示了行星的运动规律．但是，长期以来人们对于支配行星按照一定规律运动的原因是什么．却缺乏了解，更没有人敢于把天体运动与地面上物体的运动联系起来加以研究．
伟大的物理学家牛顿在哥白尼、伽利略和开普勒等人研究成果的基础上，进一步将地面上的动力学规律推广到天体运动中，研究、确立了《万有引力定律》．从而使人们认识了支配行星按一定规律运动的原因，为天体动力学的发展奠定了基础．那么：
（1）牛顿是怎样研究、确立《万有引力定律》的呢？
（2）《万有引力定律》是如何反映物体间相互作用规律的？
以上两个问题就是这节课要研究的重点．
2、通过举例分析，引导学生粗略领会牛顿研究、确立《万有引力定律》的科学推理的思维方法．
苹果在地面上加速下落：（由于受重力的原因）：
月亮绕地球作圆周运动：（由于受地球引力的原因）；
行星绕太阳作圆周运动：（由于受太阳引力的原因），
（牛顿认为）
牛顿将上述各运动联系起来研究后提出：这些力是属于同种性质的力，应遵循同一规律；并进一步指出这种力应存在于宇宙中任何具有质量的物体之间．
3、引入课题．
学习目标
1、会用左手定则来判断安培力的方向，
2、通过磁感应强度的定义得出安培力的计算公式，应会用公式F=BIL解答有关问题、
3、知道磁电式电流表的工作原理。
学习重、难点用左手定则判定安培力方向；用安培力公式计算
学法指导自主、合作、探究
知识链接1.磁感应强度的定义式： 单位：
2、磁通量计算式： 单位：
3、磁通密度是指： 计算式为 。
学习过程用案人自我创新
【自主学习】
1、安培力的方向
（1）左手定则：伸开左手，使拇指与其余四指垂直，并且都与手掌在同一平面内，让磁感线从掌心进入，并使四指指向 ，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受 。
（2）安培力的方向特点：尽管磁场与电流方向可以不垂直，但安培力肯总是直于电流方向、同时也垂直于磁场方向，即垂直于_____方向和_______方向所构成的平面。
2、安培力的大小：
（1）当长为L的直导线，垂直于磁场B放置，通过电流为I时，F= ，此时电流受力最 。
（2）当磁场与电流平行时，安培力F= 。
（3）当磁感应强度B的方向与通电导线的方向成时，F=
说明：以上是在匀强磁场中安培力的计算公式，非匀强磁场可以看成是很多个大小、方向不同的匀强磁场的组合，通电导线在非匀强磁场中受到的安培力，是每一小段受到的安培力的合力。
3、磁电式电流表：
（1）用途： 。
（2）依据原理： 。
（3）构造： 。
（4）优缺点：
电流表的灵敏度很高，是指通过很小的电流时，指针就可以偏转较大的角度。在使用电流表时，允许通过的电流一般都很小，使用时应该特别注意。
【范例精析】
例1、试用电流的磁场及磁场对电流的作用力的原理，证明通有同向电流的导线相互吸引，通有异向电流的导线相互推斥力。
解析：
例2、如图3-4-3所示，质量为m的导体棒AB静止在水平导轨上，导轨宽度为L，已知电源的电动势为E，内阻为r，导体棒的电阻为R，其余接触电阻不计，磁场方向垂直导体棒斜向上与水平面的夹角为，磁感应强度为B，求轨道对导体棒的支持力和摩擦力。
解析：
拓展：本题是有关安培力的典型问题，必须作好受力分析图，原题给出的是立体图是很难进行受力分析，应画出投影图，养成良好的受力习惯是能力培养过程中的一个重要环节。
达标检测1.关于安培力的说法中正确的是( )
A.通电导线在磁场中一定受安培力的作用
B.安培力的大小与磁感应强度成正比，与电流成正比，而与其他量无关
C.安培力的方向总是垂直于磁场和通电导线所构成的平面
D.安培力的方向不一定垂直于通电直导线
2、下图所示的四种情况，通电导体均置于匀强磁场中，其中通电导线不受安培力的是( )
3、如图3-4-5所示，一根质量为m的金属棒AC用软线悬挂在磁感强度为B的匀强磁场中，通入AC方向的电流时，悬线张力不为零，欲使悬线张力为零，可以采用的办法是( )
A、不改变电流和磁场方向，适当增大电流
B、只改变电流方向，并适当减小电流
C、不改变磁场和电流方向，适当减小磁感强度
D、同时改变磁场方向，并适当增大磁感强度
4、一根长直导线穿过载流金属环中心且垂直与金属环的平面，导线和环中的电流方向如图3-4-6所示，那么金属环受的力：( )
A.等于零 B.沿着环半径向外 C.向左 D.向右
5、如上左3图所示，一位于xy平面内的矩形通电线圈只能绕ox轴转动，线圈的四个边分别与x、y轴平行，线圈中电流方向如图，当空间加上如下所述的哪种磁场时，线圈会转动起来？( )
A.方向沿x轴的恒定磁场 B.方向沿y轴的恒定磁场
C.方向沿z轴的恒定磁场 D.方向沿z轴的变化磁场
6、如图3-4-7所示的天平可用来测定磁感应强度B.天平的右臂下面挂有一个矩形线圈，宽为L，共N匝，线圈的下部悬在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面。当线圈中通有电流I（方向如图）时，在天平左、右两边加上质量各为m1、m2的砝码，天平平衡。当电流反向（大小不变）时，右边再加上质量为m的砝码后，天平重新平衡。由此可知( )
A、B方向垂直纸面向里，大小为(m1-m2)g/NI L
B、B的方向垂直纸面向里，大小为mg/2NI L
C、B的方向垂直纸面向外，大小为(m1-m2)g/NI L
D、B的方向垂直纸面向外，大小为mg/2NI L
7、如图3-4-8所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其正中央的上方固定一根长直导线，导线与磁铁垂直，给导线通以垂直纸面向外的电流，则( )
A、磁铁对桌面压力减小，不受桌面的摩擦力作用
B、磁铁对桌面压力减小，受到桌面的摩擦力作用
C、磁铁对桌面压力增大，不受桌面的摩擦力作用
D、磁铁对桌面压力增大，受到桌面的摩擦力作用
8、在磁感应强度B=0.3T的匀强磁场中，放置一根长=10cm的直导线，导线中通过I=2A的电流。求以下情况，导线所受的安培力：(1)导线和磁场方向垂直；(2)导线和磁场方向的夹角为30(3)导线和磁场方向平行。
9、在两个倾角均为的光滑斜面上，放有一个相同的金属棒，分别通以电流I1和I2，磁场的磁感应强度大小相同，方向如图3-4-9中(a)、(b)所示，两金属棒均处于平衡状态，则两种情况下的电流强度的比值I1：I2为多少？
10、如图3-4-10所示，两根平行放置的长直导线a和b载有大小相同、方向相反的电流，a受到的磁场力大小为F1.当加入一与导线所在平面垂直的匀强磁场后，a受到磁场力大小变为F2，则此时b受到的磁场力大小变为( )
A、F2
B、F1-F2
C、F1+F2
D、2F1-F2
11、如图3-4-11所示，长为L的导线AB放在相互平行的金属导轨上，导轨宽度为d，通过的电流为I，垂直于纸面的匀强磁场的磁感应强度为B，则AB所受的磁场力的大小为( )
A.BIL B. BIdcos C.BId/sin D.BIdsin
【学习目标】
1、理解动能的概念，会用功能关系导出动能的定义式，并会用动能的定义式进行计算。
2、理解重力势能的概念，会用功能关系导出势能的定义式，会用重力势能的定义式进行计算。
3、理解重力势能的变化与重力做功的关系。知道重力做功与路径无关及重力势能的相对性。
4、了解弹性势能的概念。
【阅读指导】
1、一个物体的质量为m，它在某时刻的速度为v1，那么它在该时刻的动能Ek1=__________，某时刻这个物体的速度变为v2，那么它在该时刻的动能Ek2=________，对于同一物体，速度的大小变化动能就会变化，速度是描述物体____________的物理量，动能也是描述物体_________的物理量，动能是_______量（填“矢”或“标”）。
2、被举高的物体具有做功的本领，所以被举高的物体具有能量，物体的重力势能等于________________________。由于物体受到的重力方向是竖直向下的，当一个物体所处的高度变化时，重力一定对物体做功。
3、如图所示，质量为m的物体从高H处沿不同路径a、b、c、d落下，试计算从a、b、c路径落下的过程中，
（1）重力所做的功；
（2）物体重力势能如何变化；变化量是多少；
（3）你从中发现了什么结论；
（4）如果物体是从d路径落下的还能得出以上结论吗？你怎么得出的？
4、物体所处的高度是相对的，因此，物体的重力势能也总是相对于某一个水平面说的。如果我们设海拔零高度为重力势能为零的点，那么高于海平面以上物体的重力势能为_____，处于海平面相同高度处物体的重力势能为______，海平面以下物体的重力势能为______。
【课堂练习】夯实基础
1、质量为0.2kg的小球，以5m/s的速度碰墙后以3m/s的速度被弹回，若选定小球初速度方向为正方向，则小球碰墙前的动能为_________，小球碰墙后的动能为_________。
2、两物体质量之比为1:2，速度之比为2:1，则两个物体的动能之比为___________。
3、关于速度与动能，下列说法中正确的是( )
A.一个物体速度越大时，动能越大
B.速度相等的物体，如果质量相等，那么它们的动能也相等
C.动能相等的物体，如果质量相等，那么它们的速度也相同
D.动能越大的物体，速度也越大
4、从离地h高的同一点将一小球分别竖直上抛、平抛、竖直下抛、自由下落，都落到地面，下列说法中正确的是( )
A.竖直上抛重力做的功最多
B.竖直上抛、平抛、竖直下抛、自由下落重力做的功一样多
C.只有平抛、竖直下抛、自由下落三种情况重力做的功一样多
D.重力做功与路径无关，只与重力大小和始末位置的高度差有关
5、质量为m=1kg的物体克服重力做功50J，g取10m/s2，则：
A.物体一定升高了5m
B.物体的动能一定减少50J
C.物体的重力势能一定增加50J
D.物体一定是竖直向上运动
能力提升
6、两物体质量之比为1:3，它们距离地面高度之比也为1:3，让它们自由下落，它们落地时的动能之比为( )
A.1:3 B.3:1 C.1:9 D.9:1
7、一质量分布均匀的不可伸长的绳索重为G，A、B两端固定在水平天花板上，如图所示，今在绳的最低点C施加一竖直向下的力将绳绷直，在此过程中，绳索AB的重心位置( )
A.逐渐升高 B.逐渐降低
C.先降低后升高 D.始终不变
8.5kg的钢球，从离地面高15m处自由落下，如果规定地面的高度为零，则物体下落前的重力势能为__________J，物体下落1s，它的重力势能变为_______J，该过程中重力做了_______J的功，重力势能变化了__________J。(g取10m/s2)
第3节 动能与势能
【阅读指导】
1、 运动状态 状态 标2、物体的重量和它的高度的乘积 3、(1)重力所做的功均为WG=mgH (2) 物体重力势能减少了。减少量均为mgH (3)重力做功重力势能减少 重力做了多少功，重力势能就减少多少。*(4)能 可以将d曲面分成很多小的斜面，在每个小斜面上，物体运动过程中重力做的功都为mg△h，重力做的总功就为mgH; 4. 正值 零 负值
【课堂练习】
1、2.5J 0.9J 2、2:1 3、1:3 1、BD 2、AC 3、ABD 4、750 500 250 250
运动与静止
物质世界的运动是绝对的，而物质在运动过程中又有某种暂时的静止，静止是相对的。静止是物质运动在一定条件下的稳定状态，包括空间位置和根本性质暂时未变这样两种运动的特殊状态。运动的绝对性体现了物质运动的变动性、无条件性。静止的相对性体现了物质运动的稳定性、有条件性。运动和静止相互依赖、相互渗透、相互包含，“动中有静、静中有动”。无条件的绝对运动和有条件的相对静止构成了事物的矛盾运动。只有把握了运动和静止的辩证关系，才能正确理解物质世界及其运动形式的多样性，才能理解认识和改造世界的可能性。
时间和空间
时间和空间是物质运动的存在形式。物质运动与时间和空间的不可分割证明了时间和空间的客观性。
时间是指物质运动的持续性、顺序性，特点是一维性。
空间是指物质运动的广延性、伸张性，特点是三维性。
物质运动总是在一定的时间和空间中进行的，没有离开物质运动的“纯粹”时间和空间，也没有离开时间和空间的物质运动。具体物质形态的时空是有限的，而整个物质世界的时空是无限的；物质运动时间和空间的客观实在性是绝对的，物质运动时间和空间的具体特性是相对的。一切以时间、地点、条件为转移，具体问题具体分析，是马克思主义的活的灵魂。物质、运动、时间、空间具有内在的统一性。
时间与时刻
钟表指示的一个读数对应着某一个瞬间，就是时刻，时刻在时间轴上对应某一点。两个时刻之间的间隔称为时间，时间在时间轴上对应一段。
△t=t2—t1
时间和时刻的单位都是秒，符号为s，常见单位还有min，h。
通常以问题中的初始时刻为零点。
路程和位移
路程表示物体运动轨迹的长度，但不能完全确定物体位置的变化，是标量。
从物体运动的起点指向运动的重点的有向线段称为位移，是矢量。
物理学中，只有大小的物理量称为标量；既有大小又有方向的物理量称为矢量。
只有在质点做单向直线运动是，位移的大小等于路程。两者运算法则不同。
以讲授法为主多媒体手段等为辅，配合学生的自学、讨论等多种形式的教法和学法。
一、引入新课
以一道例题引入新课，激起学生的学习兴趣。
例：例：一水平放置的圆盘可绕竖直转轴转动，质量为m的物块放在圆盘上离转轴的距离为R，物块随转盘由静止开始转动，当转速增加到一定值时，物块即将在转台上运动。已知物块与转盘之间的动摩擦因数为u，求在这一过程中摩擦力对物块所做的功？
提出这个问题是为了激发学生的学习兴趣，提高学生的学习效率。这道题目是典型的功能关系转换，考虑到学生的知识结构，这道题以他们现有的知识难以解决。这样很容易激起学生的学习兴趣。
二、复习提问
1、什么叫动能？
2、动能与什么因素有关？
在初中学生已经接触过动能，提出这两个问题便于学生回忆，有助于新课的讲解。
三、新科讲解
主要以板书配合多媒体讲授，概念以多媒体形式展示，动能定理的推导以板书形式为主。这样设计主要是便于学生门理解记忆，因为物理公式以及定理定律都不能死记硬背，应该理解记忆。要不然就会出现知其然不知其所以然。也是为了锻炼学生的逻辑思维能力。
四、讲解开课时引入的例题
解：分析：运动整个过程中重力、支持力、向心力都不做功，做功的只有摩檫力，而且摩檫力是变力，因此设想用动能定理。
小物块的初动能为： ①
小物块的末动能为： ②
此题转换为求小物块的末速度v，小物块做圆周运动时的向心力由摩檫力提供，并且最大静摩擦力等于滑动摩檫力。于是有：③
所以：
有动能定理可得：④此题得解解开学生的疑惑！
五、动能定理的应用
主要讲解课本上的例题和练习题。
六、课堂练习
让学生自己动手做课后习题，有不明白的进行讲解。
七、课堂总结
口述本节课的重点、难点。（在本节课中，重点在讲授中已经突出，需学生理解记忆。难点主要在例题中突破，在讲授过程中强调功能转换。）
1、物体由于运动而具有的能叫做动能。动能定理：外力所做的功等于动能的改变量。
2、根据牛顿第二定律和运动学公式，演绎推导动能定理，体现了运用数学解决物理问题的思想。
3、动能定理中所说的外力可以是任意的力，功是指所有作用在物体上的外力的合力的功。要使学生分清过程量与状态量之间的关系。
4、优越性：动能定理只涉及物体运动过程中的受力情况和初末状态；而不考虑运动过程中的细节，选择适当的运动过程更是能简化求解过程。因此应用动能定理解题比较方便。尤其是物体在变力做功的情况下。
八、布置作业
教材“问题与练习”第1、2、3题。
共点力的平衡条件
1、共点力：物体受到的各力的作用线或作用线的延长线能相交于一点的力
2、平衡状态：在共点力的作用下，物体保持静止或匀速直线运动的状态。
说明：这里的静止需要二个条件，一是物体受到的合外力为零，二是物体的速度为零，仅速度为零时物体不一定处于静止状态，如物体做竖直上抛运动达到点时刻，物体速度为零，但物体不是处于静止状态，因为物体受到的合外力不为零。
3、共点力作用下物体的平衡条件：合力为零，即0
说明；
①三力汇交原理：当物体受到三个非平行的共点力作用而平衡时，这三个力必交于一点；
②物体受到N个共点力作用而处于平衡状态时，取出其中的一个力，则这个力必与剩下的(N-1)个力的合力等大反向。
③若采用正交分解法求平衡问题，则其平衡条件为：FX合=0，FY合=0;
④有固定转动轴的物体的平衡条件
教学目标
知识与技能
1.了解人造卫星的有关知识，正确理解人造卫星做圆周运动时，各物理量之间的关系。
2.知道三个宇宙速度的含义，会推导第一宇宙速度。
过程与方法
通过用万有引力定律来推导第一宇宙速度，培养学生运用知识解决问题的能力。
情感、态度与价值观
1.通过介绍我国在卫星发射方面的情况，激发学生的爱国热情。
2.感知人类探索宇宙的梦想，促使学生树立献身科学的人生价值观。
教学重难点
教学重点
1.第一宇宙速度的意义和求法。
2.人造卫星的线速度、角速度、周期与轨道半径的关系。
教学难点
1.近地卫星、同步卫星的区别。
2.卫星的变轨问题。
教学工具
多媒体、板书
教学过程
一、宇宙航行
1.基本知识
(1)牛顿的“卫星设想”
如图所示，当物体的初速度足够大时，它将会围绕地球旋转而不再落回地面，成为一颗绕地球转动的人造卫星。
(2)原理
一般情况下可认为人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，向心力由地球对它的万有引力提供，
(3)宇宙速度
(4)梦想成真
1957年10月，苏联成功发射了第一颗人造卫星；
1969年7月，美国“阿波罗11号”登上月球；
2003年10月15日，我国航天员杨利伟踏入太空。
2.思考判断
(1)绕地球做圆周运动的人造卫星的速度可以是10km/s.(×)
(2)在地面上发射人造卫星的最小速度是7.9km/s.(√)
(3)要发射一颗月球人造卫星，在地面的发射速度应大于16.7km/s.(×)
探究交流
我国于2011年10月发射的火星探测器“萤火一号”。试问这个探测器应大约以多大的速度从地球上发射
【提示】火星探测器绕火星运动，脱离了地球的束缚，但没有挣脱太阳的束缚，因此它的发射速度应在第二宇宙速度与第三宇宙速度之间，即11.2km/s
二、第一宇宙速度的理解与计算
【问题导思】
1.第一宇宙速度有哪些意义？
2.如何计算第一宇宙速度？
3.第一宇宙速度与环绕速度、发射速度有什么联系？
1.第一宇宙速度的定义
又叫环绕速度，是人造卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动所具有的速度，是人造地球卫星的最小发射速度，v=7.9km/s.
2.第一宇宙速度的计算
设地球的质量为M，卫星的质量为m，卫星到地心的距离为r，卫星做匀速圆周运动的线速度为v：
3.第一宇宙速度的推广
由第一宇宙速度的两种表达式可以看出，第一宇宙速度之值由中心星体决定，可以说任何一颗行星都有自己的第一宇宙速度，都应以
式中G为万有引力常量，M为中心星球的质量，g为中心星球表面的重力加速度，r为中心星球的半径。
误区警示
第一宇宙速度是最小的发射速度。卫星离地面越高，卫星的发射速度越大，贴近地球表面的卫星(近地卫星)的发射速度最小，其运行速度即第一宇宙速度。
例：某人在一星球上以速率v竖直上抛一物体，经时间t物体以速率v落回手中，已知该星球的半径为R，求这个星球上的第一宇宙速度。
方法总结：天体环绕速度的计算方法
对于任何天体，计算其环绕速度时，都是根据万有引力提供向心力的思路，卫星的轨道半径等于天体的半径，由牛顿第二定律列式计算。
1.如果知道天体的质量和半径，可直接列式计算。
2.如果不知道天体的质量和半径的具体大小，但知道该天体与地球的质量、半径关系，可分别列出天体与地球环绕速度的表达式，用比例法进行计算。
三、卫星的线速度、角速度、周期与轨道半径的关系
【问题导思】
1.卫星绕地球的运动通常认为是什么运动？
2.如何求v、ω、T、a与r的关系？
3.卫星的线速度与卫星的发射速度相同吗？
为了研究问题的方便，通常认为卫星绕地球做匀速圆周运动，向心力由万有引力提供。
卫星的线速度v、角速度ω、周期T与轨道半径r的关系与推导如下：
由上表可以看出：卫星离地面高度越高，其线速度越小，角速度越小，周期越大，向心加速度越小。
误区警示
1.在处理卫星的v、ω、T与半径r的关系问题时，常用公式“gR2=GM”来替换出地球的质量M会使问题解决起来更方便。
2.人造地球卫星发射得越高，需要的发射速度越大，但卫星最后稳定在绕地球运动的圆形轨道上时的速度越小。
高一物理教案 功和能教案
功和能
一、教学目标
1.在学习机械能守恒定律的基础上，研究有重力、弹簧弹力以外其它力做功的情况，学习处理这类问题的方法。
2.对功和能及其关系的理解和认识是本章教学的重点内容，本节教学是本章教学内容的总结。通过本节教学使学生更加深入理解功和能的关系，明确物体机械能变化的规律，并能应用它处理有关问题。
3.通过本节教学，使学生能更加全面、深入认识功和能的关系，为学生今后能够运用功和能的观点分析热学、电学知识，为学生更好理解自然界中另一重要规律能的转化和守恒定律打下基础。
二、重点、难点分析
1.重点是使学生认识和理解物体机械能变化的规律，掌握应用这一规律解决问题的方法。在此基础上，深入理解和认识功和能的关系。
2.本节教学实质是渗透功能原理的观点，在教学中不必出现功能原理的名称。功能原理内容与动能定理的区别和联系是本节教学的难点，要解决这一难点问题，必须使学生对功是能量转化的量度的认识，从笼统、肤浅地了解深入到十分明确认识某种形式能的变化，用什么力做功去量度。
3.对功、能概念及其关系的认识和理解，不仅是本节、本章教学的重点和难点，也是中学物理教学的重点和难点之一。通过本节教学应使学生认识到，在今后的学习中还将不断对上述问题作进一步的分析和认识。
三、教具
投影仪、投影片等。
四、主要教学过程
(一)引入新课
结合复习机械能守恒定律引入新课。
提出问题：
1.机械能守恒定律的内容及物体机械能守恒的条件各是什么？
评价学生回答后，教师进一步提问引导学生思考。
2.如果有重力、弹簧弹力以外其它力对物体做功，物体的机械能如何变化？物体机械能的变化和哪些力做功有关呢？物体机械能变化的规律是什么呢？
教师提出问题之后引起学生的注意，并不要求学生回答。在此基础上教师明确指出：
机械能守恒是有条件的。大量现象表明，许多物体的机械能是不守恒的。例如从车站开出的车辆、起飞或降落的飞机、打入木块的子弹等等。
分析上述物体机械能不守恒的原因：从车站开出的车辆机械能增加，是由于牵引力(重力、弹力以外的力)对车辆做正功；射入木块后子弹的机械能减少，是由于阻力对子弹做负功。
重力和弹力以外的其它力对物体做功和物体机械能变化有什么关系，是本节要研究的中心问题。
(二)教学过程设计
提出问题：下面我们根据已掌握的动能定理和有关机械能的知识，分析物体机械能变化的规律。
1.物体机械能的变化
问题：质量m的。小滑块受平行斜面向上拉力F作用，沿斜面从高度h1上升到高度h2处，其速度由v1增大到v2，如图所示，分析此过程中滑块机械能的变化与各力做功的关系。
引导学生根据动能定理进一步分析、探讨小滑块机械能变化与做功的关系。归纳学生分析，明确：
选取斜面底端所在平面为参考平面。根据动能定理W=Ek，有由几何关系，有sinL=h2-h1即FL-fL=E2-E1=E
引导学生理解上式的物理意义。在学生回答的基础上教师明确指出：
(1)有重力、弹簧弹力以外的其它力对物体做功，是使物体机械能发生变化的原因；
(2)重力和弹簧弹力以外其它力对物体所做功的代数和，等于物体机械能的变化量。这是物体机械能变化所遵循的基本规律。
2.对物体机械能变化规律的进一步认识
(1)物体机械能变化规律可以用公式表示为W外=E2-E1或W外=E
其中W外表示除重力、弹簧弹力以外其它力做功的代数和，E1、E2分别表示物体初、末状态的机械能，E表示物体机械能变化量。
(2)对W外=E2-E1进一步分析可知：
(i)当W外0时，E2E1，物体机械能增加；当W外0时，E2
(ii)若W外=0，则E2=E1，即物体机械能守恒。由此可以看出，W外=E2-E1是包含了机械能守恒定律在内的、更加普遍的功和能关系的表达式。
(3)重力、弹簧弹力以外其它力做功的过程，其实质是其它形式的能与机械能相互转化的过程。
例1.质量4.0103kg的汽车开上一山坡。汽车沿山坡每前进100m，其高度升高2m。上坡时汽车速度为5m/s，沿山坡行驶500m后速度变为10m/s。已知车行驶中所受阻力大小是车重的0.01倍，试求：(1)此过程中汽车所受牵引力做功多少？(2)汽车所受平均牵引力多大？取g=10m/s2。本题要求用物体机械能变化规律求解。
引导学生思考与分析：
(1)如何依据W外=E2-E1求解本题？应用该规律求解问题时应注意哪些问题？
(2)用W外=E2-E1求解本题，与应用动能定理W=Ek2-Ek1有什么区别？
归纳学生分析的结果，教师明确给出例题求解的主要过程：
取汽车开始时所在位置为参考平面，应用物体机械能变化规律W外=E2-E1解题时，要着重分析清楚重力、弹力以外其它力对物体所做的功，以及此过程中物体机械能的变化。这既是应用此规律解题的基本要求，也是与应用动能定理解题的重要区别。
例2.将一个小物体以100J的初动能从地面竖直向上抛出。物体向上运动经过某一位置P时，它的动能减少了80J，此时其重力势能增加了60J。已知物体在运动中所受空气阻力大小不变，求小物体返回地面时动能多大？
引导学生分析思考：
(1)运动过程中(包括上升和下落)，什么力对小物体做功？做正功还是做负功？能否知道这些力对物体所做功的比例关系？
(2)小物体动能、重力势能以及机械能变化的关系如何？每一种形式能量的变化，应该用什么力所做的功量度？
归纳学生分析的结果，教师明确指出：
(1)运动过程中重力和阻力对小物体做功。
(2)小物体动能变化用重力、阻力做功的代数和量度；重力势能的变化用重力做功量度；机械能的变化用阻力做功量度。
(3)由于重力和阻力大小不变，在某一过程中各力做功的比例关系可以通过相应能量的变化求出。
(4)根据物体的机械能E=Ek+Ep，可以知道经过P点时，物体动能变化量大小Ek=80J，机械能变化量大小E=20J。
例题求解主要过程：
上升到最高点时，物体机械能损失量为
由于物体所受阻力大小不变，下落过程中物体损失的机械能与上升过程相同，因此下落返回地面时，物体的动能大小为
Ek=Ek0-2E=50J
本例题小结：
通过本例题分析，应该对功和能量变化有更具体的认识，同时应注意学习综合运用动能定理和物体机械能变化规律解决问题的方法。
思考题(留给学生课后练习)：
(1)运动中物体所受阻力是其重力的几分之几？
(2)物体经过P点后还能上升多高？是前一段高度的几分之几？
五、课堂小结
本小结既是本节课的第3项内容，也是本章的小结。
3.功和能
(1)功和能是不同的物理量。能是表征物理运动状态的物理量，物体运动状态发生变化，物体运动形式发生变化，物体的能都相应随之变化；做功是使物体能量发生变化的一种方式，物体能量的变化可以用相应的力做功量度。
(2)力对物体做功使物体能量发生变化，不能理解为功变成能，而是通过力做功的过程，使物体之间发生能量的传递与转化。
(3)力做功可以使物体间发生能的传递与转化，但能的总量是保持不变的。自然界中，物体的能量在传递、转化过程中总是遵循能量守恒这一基本规律的。
六、说明
本节内容的处理应根据学生具体情况而定，学生基础较好，可介绍较多内容；学生基础较差，不一定要求应用物体机械能变化规律解题，只需对功和能关系有初步了解即可。