小學(xué)語文的教學(xué)教案
發(fā)表時(shí)間:2020-05-20研究物體間的相互作用教學(xué)設(shè)計(jì)。
作為杰出的教學(xué)工作者,能夠保證教課的順利開展,教師在教學(xué)前就要準(zhǔn)備好教案,做好充分的準(zhǔn)備。教案可以讓學(xué)生能夠聽懂教師所講的內(nèi)容,幫助教師更好的完成實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。優(yōu)秀有創(chuàng)意的教案要怎樣寫呢?小編特地為大家精心收集和整理了“研究物體間的相互作用教學(xué)設(shè)計(jì)”,供大家參考,希望能幫助到有需要的朋友。
3.1探究形變與彈力的關(guān)系
教學(xué)目標(biāo):
一、知識(shí)目標(biāo)
1、知道什么是彈力以及彈力產(chǎn)生的條件
2、知道壓力、支持力、繩的拉力都是彈力,能在力的圖示(力的示意圖)中正確畫出他們的方向。
3、知道形變?cè)酱?,彈力越大,知道彈簧的彈力跟彈簧伸長(或縮短)的長度成正比
二、能力目標(biāo):
培養(yǎng)學(xué)生在實(shí)際問題中能夠確定彈力的方向
三、德育目標(biāo):
在實(shí)驗(yàn)中,培養(yǎng)其觀察能力,結(jié)合實(shí)際的求實(shí)精神。
教學(xué)重點(diǎn):
彈力產(chǎn)生的條件、彈力的方向
教學(xué)難點(diǎn):
1、在接觸的物體間是否有彈力
2、彈力方向的確定
教學(xué)方法:
實(shí)驗(yàn)演示、討論答疑
教學(xué)用具:
彈簧、海綿、薄竹片、微小形變演示儀
課時(shí)安排:
1課時(shí)
教學(xué)步驟:
一、導(dǎo)入新課
在運(yùn)動(dòng)場上跳遠(yuǎn)時(shí)要用踏跳板,撐桿跳高運(yùn)動(dòng)員的桿,都是利用他們彈性形變時(shí)的彈力,同學(xué)們還可以舉出許多利用彈力得力子,誰來說?
學(xué)生回答拉弓射箭、跳跳床、跳水踏跳板
……
那彈力是怎樣產(chǎn)生的呢?
二、新課教學(xué)
(一)用投影片出示本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo)
1、知道形變的概念
2、理解彈力是因?yàn)樾巫兊奈矬w由于要恢復(fù)原狀,對(duì)與它接觸的物體會(huì)產(chǎn)生力的作用
3、會(huì)判斷彈力的方向
4、知道形變的種類
(二)學(xué)習(xí)目標(biāo)完成過程
1、彈力是怎樣產(chǎn)生的?
(1)實(shí)驗(yàn)演示:
壓縮彈簧、海綿、用手彎曲竹片
觀察到什么現(xiàn)象?
學(xué)生:看到形狀或體積改變
老師:對(duì),這就是形變。
板書:物體的形狀或體積的改變叫形變
(2)被壓縮的彈簧上放一黑板擦,放手,黑板擦被彈起;被彎曲的竹片上放一粉筆頭,放手,粉筆頭被彈起。
提問:為什么黑板擦、粉筆頭被彈起?
引導(dǎo)學(xué)生回答:發(fā)生形變的物體要恢復(fù)原狀,對(duì)和它接觸的物體有力的作用,就被彈起。
提問:如果粉筆頭、黑板擦與形變物不接觸,會(huì)受到這個(gè)力嗎?
引導(dǎo)回答:不接觸一定不會(huì)受到這個(gè)力
學(xué)生總結(jié)什么是彈力?
板書:發(fā)生形變的物體,由于要恢復(fù)原狀,對(duì)跟它接觸的物體產(chǎn)生力的作用,這種力叫彈力。
可見,彈力的產(chǎn)生需兩個(gè)條件:直接接觸并發(fā)生形變。
2、任何物體都會(huì)發(fā)生形變
實(shí)驗(yàn)操作:顯示微小形變的裝置向?qū)W生作一簡單介紹。
(1)入射光的位置不變,將光線經(jīng)M、N兩平面鏡兩次反射,射到一
(2)個(gè)刻度尺上,形成一光亮點(diǎn)。用力壓桌面,同學(xué)會(huì)看到什么現(xiàn)象?
學(xué)生:光點(diǎn)在刻度尺上移動(dòng)?
學(xué)生分析:桌面有了形變,使M、N平面鏡的位置發(fā)生了微小的變化。
總結(jié):我們通常用眼看到一些物體發(fā)生形變,還有一些物體眼睛根本觀察不到它的形變,比如一些比較堅(jiān)硬的物體,但是這些物體都有形變,只不過形變很微小。所以,一切物體都在力的作用下會(huì)發(fā)生形成。
3、彈力的方向
一般情況下,凡是支持物對(duì)物體的支持力,都是支持物因發(fā)生形變而對(duì)物體產(chǎn)生彈力。所以支持力的方向總是垂直于支持面而指向被支持的物體。
例1:放在水平桌面上的書
書由于重力的作用而壓迫桌面,使書和桌面同時(shí)發(fā)生微小形變,要恢復(fù)原狀,對(duì)桌面產(chǎn)生垂直于桌面向下的彈力F1,這就是書對(duì)桌面的壓力;桌面由于發(fā)生微小的形變,對(duì)書產(chǎn)生垂直于書面向上的彈力F2,這就是桌面對(duì)書的支持力。
學(xué)生分析:靜止地放在傾斜木板上的書,書對(duì)木板的壓力和木板對(duì)書的支持力。并畫出力的示意圖。(工作總結(jié)之家 Dg15.com)
結(jié)論:壓力、支持力都是彈力。壓力的方向總是垂直于支持面而指向被壓的物體,支持力的方向總是垂直于支持面而指向被支持的物體。
引導(dǎo)學(xué)生分析靜止時(shí),懸繩對(duì)重物的拉力及方向。
引導(dǎo)得出:懸掛物由于重力的作用而拉緊懸繩,使重物、懸繩同時(shí)發(fā)生微小的形變。重物由于發(fā)生微小的形變,對(duì)懸繩沉重豎直向下的彈力F1,這是物對(duì)繩的拉力;懸繩由于發(fā)生微小形變,對(duì)物產(chǎn)生豎直向上的彈力F2,這就是繩對(duì)物體的拉力。
結(jié)論:拉力是彈力,方向總是沿著繩而指向繩收縮的方向。
4、鞏固訓(xùn)練(出示投影片)
(1)畫出下列各靜止物體的彈力(接觸面光滑)
(2)師生共評(píng):彈力的方向總跟接觸的面垂直,面與面接觸,點(diǎn)與面接觸,都是垂直于面;點(diǎn)與點(diǎn)的接觸要找兩接觸點(diǎn)的公切面,彈力垂直于這個(gè)共切面指向被支持物。
強(qiáng)調(diào):象B圖中,斜面與球間有無彈力?
對(duì)小球狀態(tài)進(jìn)行分析:如果小球受到斜面彈力,小球在水平方向上不會(huì)靜止,會(huì)向右運(yùn)動(dòng)。由此可判定小球不受斜面的彈力。這是判定相接觸的物體間是否有彈力得基本方法,說明兩接觸物體接觸但沒有發(fā)生形變。
5、形變的種類
請(qǐng)同學(xué)閱讀P6,看形變的種類有哪些,舉例說明。
學(xué)生:形變分為拉伸形變、彎曲形變、扭轉(zhuǎn)形變。比如彈簧的伸長或縮短為拉伸形變,弓、跳板的形變?yōu)閺澢巫?,金屬絲被扭轉(zhuǎn)為扭轉(zhuǎn)形變。
總結(jié):產(chǎn)生彈力的大小與形變程度有關(guān),形變程度越大,產(chǎn)生的彈力就越大。
演示實(shí)驗(yàn):探索彈力和彈簧伸長的關(guān)系?
甲彈簧(原長:)
123
彈力大?。∟)
彈簧長度(m)
彈簧伸長量(m)
乙彈簧(原長:)
123
彈力大?。∟)
彈簧長度(m)
彈簧伸長量(m)
結(jié)論:彈簧彈力的大小與彈簧的伸長量成正比
思考:彈簧被壓縮時(shí),彈簧彈力與彈簧的縮短量有什么關(guān)系呢?
胡克定律:在彈性限度內(nèi),彈簧彈力的大小f和彈簧的形變量x成正比
f=kx
三、小結(jié)
1、彈力產(chǎn)生的條件
2、彈力方向的確定
3、形變的種
五、板書設(shè)計(jì)
3.2研究摩擦力
一、教學(xué)目標(biāo)
1、知道滑動(dòng)摩擦力產(chǎn)生的條件,會(huì)判斷滑動(dòng)摩擦力的方向.
2、會(huì)運(yùn)用公式F=μFN進(jìn)行計(jì)算,知道動(dòng)摩擦因數(shù)與什么有關(guān)
3、知道靜摩擦力產(chǎn)生的條件,會(huì)判斷靜摩擦力的方向,掌握求靜摩擦力大小的方法.
4、知道最大靜摩擦力的概念.
二、重點(diǎn)難點(diǎn)
1、重點(diǎn):滑動(dòng)摩擦力、靜摩擦力大小及方向的確定.
2、難點(diǎn):靜摩擦力大小及方向的確定.
三、教學(xué)方法:,觀察演示,總結(jié)
四、教具:木刷,木塊,測(cè)力計(jì)
五、課時(shí):1節(jié)
六、教學(xué)過程
(一)質(zhì)量為m的木刷放在水平桌面上,木刷受幾個(gè)力?大小、方向如何?各是什么性質(zhì)的力?畫出木刷受力示意圖?
解答:木刷受重力和彈力作用,重力方向豎直向下,大小等于mg;還受支持力(彈力)作用,依二力平衡原理可知彈力FN=mg.受力圖如圖所示.
導(dǎo)出新課:如果用水平向右的外力F1拉木刷,使其滑動(dòng),觀察木刷底下鬃毛的形狀,這是為什么?再次分析物體受幾個(gè)力作用.
(二)滑動(dòng)摩擦力
(1)產(chǎn)生:觀察上面的現(xiàn)象可知:毛刷與桌面接觸,并且相對(duì)于桌面滑動(dòng),而桌面由于粗糙,在接觸面處產(chǎn)生了一個(gè)作用于毛刷上的阻礙其相對(duì)于桌面運(yùn)動(dòng)的滑動(dòng)摩擦力.
兩個(gè)互相接觸的物體,當(dāng)一個(gè)物體在另一個(gè)物體表面上相對(duì)于另一個(gè)物體滑動(dòng)時(shí),要受到另一個(gè)物體阻礙它相對(duì)滑動(dòng)的力,這種力叫做滑動(dòng)摩擦力.
(2)方向:毛刷的鬃毛向著相對(duì)于地面運(yùn)動(dòng)的反方向傾斜,說明毛刷受到的摩擦力跟毛刷相對(duì)于地面運(yùn)動(dòng)的方向相反.如圖中F2所示.
滑動(dòng)摩擦力的方向總跟接觸面相切,并且跟物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反,這里的相對(duì)運(yùn)動(dòng)是指相對(duì)于與之接觸的物體的運(yùn)動(dòng).
如圖所示:
(3)大小:
實(shí)驗(yàn):將木塊放在長方形木板上,用測(cè)力計(jì)水平勻速拉動(dòng)木塊,再分別在木塊上放置不同的砝碼,仍分別勻速拉動(dòng)木塊,記下每次測(cè)力計(jì)讀數(shù)及木塊與砝碼的總質(zhì)量,填入表中
12345
重力G
壓力FN
摩擦力F
F/FN
結(jié)論:滑動(dòng)摩擦力與壓力成正比,也就是跟一個(gè)物體對(duì)另一個(gè)物體表面的垂直作用力成正比.
公式F=μFN,其中μ是比例常數(shù),叫做動(dòng)摩擦因數(shù).
必須指出,滑動(dòng)摩擦力是與壓力成正比,而不是與物體的重力成正比,在上面的實(shí)驗(yàn)中壓力與重力大小相等只是特例,在很多情況下,壓力并不等于重力,例如斜面上的物體,同時(shí),滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面積以及相對(duì)速度大小(≠0)無關(guān).
將上述實(shí)驗(yàn)中的木板換成硬紙板,重復(fù)實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)比例系數(shù)μ與前次不等,說明μ值跟相互接觸的兩個(gè)物體的材料有關(guān),材料不同,兩物體之間的動(dòng)摩擦因數(shù)不同.
學(xué)生閱讀教材《幾種材料間的動(dòng)摩擦因數(shù)》表.
例題:教材第9頁(例題)
(三)靜摩擦力
演示實(shí)驗(yàn):用不大的力通過測(cè)力計(jì)水平拉靜止在桌面上的木塊,木塊雖有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),但仍靜止,讀出測(cè)力計(jì)讀數(shù),分析木塊水平方向上受幾個(gè)力?
由二力平衡可知,木塊除受到拉力以外,還受到了與拉力等大反向的作用力,這個(gè)力是桌面對(duì)木塊的靜摩擦力,所謂“靜”,是指木塊相對(duì)于桌面靜止.
繼續(xù)增大拉力,木塊仍處于靜止?fàn)顟B(tài),說明靜摩擦力隨外力的增大而增大.
1.產(chǎn)生:靜摩擦力產(chǎn)生于相互接觸的物體且有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)而保持相對(duì)靜止的接觸面之間.
2.方向:靜摩擦力的方向總是跟接觸面相切,并且跟物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反.
,
木塊相對(duì)于桌面有向右運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),木塊受到的靜摩擦力方向向左,即與物體相對(duì)于桌面向右運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反.
3.大小:靜摩擦力總等于沿接觸面方向物體受到的外力,而與壓力無關(guān).
在上面的實(shí)驗(yàn)中,增大拉力,發(fā)現(xiàn)木塊靜止到一定的時(shí)候就由“靜”變?yōu)椤皠?dòng)”了.說明靜摩擦力有一個(gè)限度,靜摩擦力的最大值Fmax叫做最大靜摩擦力,最大靜摩擦力等于使物體剛要運(yùn)動(dòng)時(shí)的外力,因此,靜摩擦力F的值為
0<F≤Fmax
例題:粗糙水平地面上有一質(zhì)量為m的木箱,它與地面間的最大靜摩擦力Fmax大于滑動(dòng)摩擦力,接觸面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,現(xiàn)給木箱施一水平推力,推力大小由零逐漸增大,使木箱由靜止?fàn)顟B(tài)變?yōu)檫\(yùn)動(dòng)狀態(tài),畫出地面對(duì)木箱的摩擦力F′隨推力F變化的圖象.
當(dāng)外力在小于F0以前,木箱受靜摩擦力作用,靜摩擦力的大小與外力F相等,故圖線為過原點(diǎn)的45°傾斜直線;當(dāng)外力等于F0時(shí),物體受最大靜摩擦力Fmax=F0,以后物體開始滑動(dòng),且受滑動(dòng)摩擦力F′=μFN=μmg不變,故圖線為水平直線.
閱讀課文最后自然段:靜摩擦力常見的例子.
(四)課堂小結(jié):
產(chǎn)生條件:接觸、擠壓、相對(duì)滑動(dòng)
大?。篎=μFN
滑動(dòng)摩擦力方向:與相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反
作用點(diǎn):接觸面上
摩擦力
產(chǎn)生條件:接觸、擠壓、有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)
靜摩擦力大?。?<F≤Fmax
方向:與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反
作用點(diǎn):接觸面上
(五)課外作業(yè)
思考題:
1.請(qǐng)舉一二個(gè)生活中的例子,來說明靜摩擦力為動(dòng)力。
2.人在爬繩的過程中,手受到什么摩擦力?方向怎樣?摩擦力的方向跟人體運(yùn)動(dòng)的方向是一致還是相反?
3.3力的等效和替代
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
【知識(shí)和技能】
1.知道力的圖示和力的示意圖。
2.知道什么是力的等效與力的替代。
3、學(xué)會(huì)尋找等效力。
【過程和方法】
1.類比力的等效與替代,自己分析、討論,培養(yǎng)自己的自學(xué)能力.
2.運(yùn)用數(shù)學(xué)工具(圖象)的能力.
【情感、態(tài)度和價(jià)值觀】
教學(xué)中重視嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)推理過程,培養(yǎng)腳踏實(shí)地的作風(fēng),形成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣
【學(xué)習(xí)重點(diǎn)】
力的圖示和力的示意圖,力的等效與替代
【知識(shí)要點(diǎn)】
力的作用效果:
(1)、靜力的效應(yīng):①物體的形變。②物體的平衡。
(2)、動(dòng)力的效應(yīng)(本章暫不涉及):①瞬時(shí)效應(yīng)產(chǎn)生加速度。牛頓第二定律。②時(shí)間上的累積效應(yīng)、沖量、動(dòng)量定理。③空間上的累積效應(yīng)、功、動(dòng)能定理。
3、力的三要素與力的圖示
影響力的作用效果的是力的大小,方向和作用點(diǎn)這三個(gè)因素,稱為“力的三要素”。我們用有向線段可以把極抽象的力具體化:有向線段的長短表示力的大小,有向線段的指向表示力的方向,有向線段的箭頭或箭尾表示力的作用點(diǎn)。力的方向所沿的直線叫力的作用線。這種表示力的方法,叫做力的圖示。
4、力的分類:
(1)、按力的性質(zhì)分類,如重力,彈力,摩擦力等;
(2)、按力的效果分類,如拉力,壓力,支持力,動(dòng)力,阻力等。
效果不同的力性質(zhì)可以相同;性質(zhì)不同的力,效果可以相同。
【問題探究】
給你兩個(gè)量程為5N的輕彈簧秤,一個(gè)帶有小釘子的平板,幾張白紙,將橡皮筋結(jié)在小釘子上,白紙平鋪在木板上,探究下面兩個(gè)問題:
1.用一個(gè)彈簧秤將橡皮筋拉到某點(diǎn)O,用兩個(gè)彈簧秤同時(shí)以不同的角度拉橡皮筋是否也能將橡皮筋拉到O點(diǎn)?即兩種方法的效果是否可以相同?
2.用一個(gè)彈簧秤將橡皮筋拉到某點(diǎn)O的作用力與用兩個(gè)彈簧秤同時(shí)以不同的角度拉橡皮筋到O點(diǎn)的作用力有什么關(guān)系?
解析:1.用一個(gè)彈簧秤將橡皮筋拉到某點(diǎn)O,用兩個(gè)彈簧秤同時(shí)以不同的角度拉橡皮筋也能將橡皮筋拉到O點(diǎn).
2.記下用一個(gè)彈簧秤拉到O點(diǎn)時(shí)的力的大小和方向,并用力的圖示法將這個(gè)力表示出
來,并計(jì)為F;記下用兩個(gè)彈簧秤同時(shí)以不同的角度拉到O點(diǎn)時(shí)兩彈簧秤的示數(shù)及方向,并用力的圖示法將這兩個(gè)力表示出來,并計(jì)為F1、F2.
3.多次重復(fù)步驟2,發(fā)現(xiàn)有一個(gè)共同的特點(diǎn):F是以F1、F2為鄰邊構(gòu)成的平行四邊形的對(duì)角線.
點(diǎn)評(píng):試題從問題情景出發(fā),讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)探究真切地認(rèn)識(shí)到力是可以等效和替代的,同時(shí)讓學(xué)生從感性上認(rèn)識(shí)分力和合力,并能初步發(fā)現(xiàn)合力和分力的關(guān)系,為下一節(jié)的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ),也能夠培養(yǎng)學(xué)生探究和發(fā)現(xiàn)問題的能力.該題也給教材“實(shí)踐與拓展”欄目中問題的解決提供了思路.
【典型例題】
例:關(guān)于力的下列說法正確的是:()
A、只有相互接觸的物體,才有力的作用。
B、任何物體受到力的作用后運(yùn)動(dòng)狀態(tài)都將發(fā)生改變。
C、影響力的作用效果的因素有力的大小,方向和作用點(diǎn)。
D、力是物體對(duì)物體的作用,所以施力物體也是受力物體。
解析:相互接觸的物體,不一定是有力的作用,如兩物體輕觸但不相互擠壓。而有力的作用的物體不一定是直接接觸。力的作用效果是使物體發(fā)生形變或改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),兩者不一定同時(shí)發(fā)生,但兩者必居其一,物體受到平衡力,運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不改變。力的作用是相互的所以施力一物體對(duì)其它物體施加力的同時(shí),一定受到其他物體對(duì)它的作用力,所以施力物體同是也是受力物體,所以C、D兩項(xiàng)正確。
【規(guī)律總結(jié)】
本節(jié)研究問題的方法主要是通過實(shí)驗(yàn)探究,利用等效替代的科學(xué)思維方法,并結(jié)合力的圖示法來研究分力和合力的關(guān)系,讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)尋找合力與分力的關(guān)系.
通過實(shí)驗(yàn)探究,發(fā)現(xiàn)兩個(gè)力的合力不一定比每個(gè)分力大,隨著它們夾角的增加,合力逐漸變小.合力最大為兩個(gè)力同方向時(shí)兩力大小之和,最小為兩個(gè)力反方向時(shí)兩力大小之差.
【當(dāng)堂反饋】
1.關(guān)于合力的下列敘述中正確的是()
A.合力的性質(zhì)同原來的兩個(gè)力的性質(zhì)相同B.合力是原來幾個(gè)力的等效代替
C.合力也有施力物體與受力物體D.合力隨兩個(gè)力之間夾角的增大而減小
2.兩個(gè)共點(diǎn)力的大小分別為Fl=15N,F(xiàn)2=9N,它們的合力可能為()
A.9NB.25NC.5ND.21N
3.從勻速上升的氣球上拋出一個(gè)重為G的物體,若氣球所受的浮力f不變,則拋出物體后氣球所受的合力大小為()
A.fB.GC.0Df+G:
4.如圖3-22所示,是兩個(gè)共點(diǎn)力的合力,跟它的兩個(gè)分力之間的夾角θ的關(guān)系圖象,則這兩個(gè)力的大小分別是()
A.1N和4NB.2N和3NC.1N和5ND.2N和4N
5.如圖3—23所示,A、B分別為甲、乙兩位同學(xué)在做本實(shí)驗(yàn)時(shí)得到的結(jié)果,可以斷定其中___________同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較符合實(shí)驗(yàn)事實(shí),理由是________________
6.將橡皮筋的一端固定在A點(diǎn),另一端拴上兩根細(xì)繩,每根細(xì)繩分別連著一個(gè)量程為5N、最小刻度為0.1N的彈簧測(cè)力計(jì),沿著兩個(gè)不同的方向拉彈簧測(cè)力計(jì).當(dāng)橡皮筋的活動(dòng)端拉到O點(diǎn)時(shí),兩根細(xì)繩相互垂直,如圖3-24所示,這時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)可從圖中讀出:
(1)由圖中可讀得兩個(gè)相互垂直的拉力的大小分別為______N和________N(只須讀到0.1N).
(2)在本題的虛線方格紙上按作圖法的要求畫出這兩個(gè)力及它們的合力.
【參考答案】
1、B2、AD3、B4、B
5、甲F‘與橡皮筋在同一條直線上
6.2.54.0
【反思】
收
獲
疑
問
3.4力的合成和分解
教學(xué)目標(biāo):
1.理解合力、分力的概念,掌握矢量合成的平行四邊形定則。
2.能夠運(yùn)用平行四邊形定則或力三角形定則解決力的合成與分解問題。
3.進(jìn)一步熟悉受力分析的基本方法,培養(yǎng)學(xué)生處理力學(xué)問題的基本技能。
教學(xué)重點(diǎn):力的平行四邊形定則
教學(xué)難點(diǎn):受力分析
教學(xué)方法:講練結(jié)合,計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)
教學(xué)過程:
一、標(biāo)量和矢量
1.將物理量區(qū)分為矢量和標(biāo)量體現(xiàn)了用分類方法研究物理問題的思想。
2.矢量和標(biāo)量的根本區(qū)別在于它們遵從不同的運(yùn)算法則:標(biāo)量用代數(shù)法;矢量用平行四邊形定則或三角形定則。
矢量的合成與分解都遵從平行四邊形定則(可簡化成三角形定則)。平行四邊形定則實(shí)質(zhì)上是一種等效替換的方法。一個(gè)矢量(合矢量)的作用效果和另外幾個(gè)矢量(分矢量)共同作用的效果相同,就可以用這一個(gè)矢量代替那幾個(gè)矢量,也可以用那幾個(gè)矢量代替這一個(gè)矢量,而不改變?cè)瓉淼淖饔眯Ч?br>
3.同一直線上矢量的合成可轉(zhuǎn)為代數(shù)法,即規(guī)定某一方向?yàn)檎较颉Ec正方向相同的物理量用正號(hào)代入.相反的用負(fù)號(hào)代入,然后求代數(shù)和,最后結(jié)果的正、負(fù)體現(xiàn)了方向,但有些物理量雖也有正負(fù)之分,運(yùn)算法則也一樣.但不能認(rèn)為是矢量,最后結(jié)果的正負(fù)也不表示方向如:功、重力勢(shì)能、電勢(shì)能、電勢(shì)等。
二、力的合成與分解
力的合成與分解體現(xiàn)了用等效的方法研究物理問題。
合成與分解是為了研究問題的方便而引人的一種方法。用合力來代替幾個(gè)力時(shí)必須把合力與各分力脫鉤,即考慮合力則不能考慮分力,同理在力的分解時(shí)只考慮分力而不能同時(shí)考慮合力。
1.力的合成
(1)力的合成的本質(zhì)就在于保證作用效果相同的前提下,用一個(gè)力的作用代替幾個(gè)力的作用,這個(gè)力就是那幾個(gè)力的“等效力”(合力)。力的平行四邊形定則是運(yùn)用“等效”觀點(diǎn),通過實(shí)驗(yàn)總結(jié)出來的共點(diǎn)力的合成法則,它給出了尋求這種“等效代換”所遵循的規(guī)律。
(2)平行四邊形定則可簡化成三角形定則。由三角形定則還可以得到一個(gè)有用的推論:如果n個(gè)力首尾相接組成一個(gè)封閉多邊形,則這n個(gè)力的合力為零。
(3)共點(diǎn)的兩個(gè)力合力的大小范圍是
|F1-F2|≤F合≤F1+F2
(4)共點(diǎn)的三個(gè)力合力的最大值為三個(gè)力的大小之和,最小值可能為零。
【例1】物體受到互相垂直的兩個(gè)力F1、F2的作用,若兩力大小分別為5N、5N,求這兩個(gè)力的合力.
解析:根據(jù)平行四邊形定則作出平行四邊形,如圖所示,由于F1、F2相互垂直,所以作出的平行四邊形為矩形,對(duì)角線分成的兩個(gè)三角形為直角三角形,由勾股定理得:
N=10N
合力的方向與F1的夾角θ為:
θ=30°
2.力的分解
(1)力的分解遵循平行四邊形法則,力的分解相當(dāng)于已知對(duì)角線求鄰邊。
(2)兩個(gè)力的合力惟一確定,一個(gè)力的兩個(gè)分力在無附加條件時(shí),從理論上講可分解為無數(shù)組分力,但在具體問題中,應(yīng)根據(jù)力實(shí)際產(chǎn)生的效果來分解。
【例2】將一個(gè)力分解為兩個(gè)互相垂直的力,有幾種分法?
解析:有無數(shù)種分法,只要在表示這個(gè)力的有向線段的一段任意畫一條直線,在有向線段的另一端向這條直線做垂線,就是一種方法。如圖所示。
(3)幾種有條件的力的分解?
①已知兩個(gè)分力的方向,求兩個(gè)分力的大小時(shí),有唯一解。
②已知一個(gè)分力的大小和方向,求另一個(gè)分力的大小和方向時(shí),有唯一解。
③已知兩個(gè)分力的大小,求兩個(gè)分力的方向時(shí),其分解不惟一。
④已知一個(gè)分力的大小和另一個(gè)分力的方向,求這個(gè)分力的方向和另一個(gè)分力的大小時(shí),其分解方法可能惟一,也可能不惟一。
(4)用力的矢量三角形定則分析力最小值的規(guī)律:
①當(dāng)已知合力F的大小、方向及一個(gè)分力F1的方向時(shí),另一個(gè)分力F2取最小值的條件是兩分力垂直。如圖所示,F(xiàn)2的最小值為:F2min=Fsinα
②當(dāng)已知合力F的方向及一個(gè)分力F1的大小、方向時(shí),另一個(gè)分力F2取最小值的條件是:所求分力F2與合力F垂直,如圖所示,F(xiàn)2的最小值為:F2min=F1sinα?
③當(dāng)已知合力F的大小及一個(gè)分力F1的大小時(shí),另一個(gè)分力F2取最小值的條件是:已知大小的分力F1與合力F同方向,F(xiàn)2的最小值為|F-F1|
(5)正交分解法:?
把一個(gè)力分解成兩個(gè)互相垂直的分力,這種分解方法稱為正交分解法。
用正交分解法求合力的步驟:
①首先建立平面直角坐標(biāo)系,并確定正方向
②把各個(gè)力向x軸、y軸上投影,但應(yīng)注意的是:與確定的正方向相同的力為正,與確定的正方向相反的為負(fù),這樣,就用正、負(fù)號(hào)表示了被正交分解的力的分力的方向
③求在x軸上的各分力的代數(shù)和Fx合和在y軸上的各分力的代數(shù)和Fy合
④求合力的大小
合力的方向:tanα=(α為合力F與x軸的夾角)
【例3】質(zhì)量為m的木塊在推力F作用下,在水平地面上做勻速運(yùn)動(dòng).已知木塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,那么木塊受到的滑動(dòng)摩擦力為下列各值的哪個(gè)?A.mgB.(mg+Fsinθ)
C.(mg+Fsinθ)D.Fcosθ
解析:木塊勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)受到四個(gè)力的作用:重力mg、推力F、支持力FN、摩擦力F.沿水平方向建立x軸,將F進(jìn)行正交分解如圖(這樣建立坐標(biāo)系只需分解F),由于木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng),所以,在x軸上,向左的力等于向右的力(水平方向二力平衡);在y軸上向上的力等于向下的力(豎直方向二力平衡).即
Fcosθ=F①
FN=mg+Fsinθ②
又由于F=FN③
∴F=(mg+Fsinθ)故B、D答案是正確的.
三、綜合應(yīng)用舉例
【例4】水平橫粱的一端A插在墻壁內(nèi),另一端裝有一小滑輪B,一輕繩的一端C固定于墻上,另一端跨過滑輪后懸掛一質(zhì)量m=10kg的重物,∠CBA=30°,如圖甲所示,則滑輪受到繩子的作用力為(g=10m/s2)
A.50NB.50NC.100ND.100N
解析:取小滑輪作為研究對(duì)象,懸掛重物的繩中的彈力是T=mg=10×10N=100N,故小滑輪受繩的作用力沿BC、BD方向的大小都是100N,分析受力如圖(乙)所示.∠CBD=120°,∠CBF=∠DBF,∴∠CBF=60°,⊿CBF是等邊三角形.故F=100N。故選C。
【例5】已知質(zhì)量為m、電荷為q的小球,在勻強(qiáng)電場中由靜止釋放后沿直線OP向斜下方運(yùn)動(dòng)(OP和豎直方向成θ角),那么所加勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)E的最小值是多少?
解析:根據(jù)題意,釋放后小球所受合力的方向必為OP方向。用三角形定則從右圖中不難看出:重力矢量OG的大小方向確定后,合力F的方向確定(為OP方向),而電場力Eq的矢量起點(diǎn)必須在G點(diǎn),終點(diǎn)必須在OP射線上。在圖中畫出一組可能的電場力,不難看出,只有當(dāng)電場力方向與OP方向垂直時(shí)Eq才會(huì)最小,所以E也最小,有E=
【例6】A的質(zhì)量是m,A、B始終相對(duì)靜止,共同沿水平面向右運(yùn)動(dòng)。當(dāng)a1=0時(shí)和a2=0.75g時(shí),B對(duì)A的作用力FB各多大?
解析:一定要審清題:B對(duì)A的作用力FB是B對(duì)A的支持力和摩擦力的合力。而A所受重力G=mg和FB的合力是F=ma。
當(dāng)a1=0時(shí),G與FB二力平衡,所以FB大小為mg,方向豎直向上。
當(dāng)a2=0.75g時(shí),用平行四邊形定則作圖:先畫出重力(包括大小和方向),再畫出A所受合力F的大小和方向,再根據(jù)平行四邊形定則畫出FB。由已知可得FB的大小FB=1.25mg,方向與豎直方向成37o角斜向右上方。
3.5共點(diǎn)力的平衡條件
一、教學(xué)任務(wù)分析
本節(jié)的教學(xué)任務(wù)有:
(1)基于生活中力的平衡的實(shí)例,引出在共點(diǎn)力作用下物體平衡的概念。
(2)聯(lián)系“力的合成”和“力的分解”的知識(shí)以及對(duì)物體受力情況的分析,通過DIS實(shí)驗(yàn)探究,分析歸納共點(diǎn)力的平衡條件F合=0。
(3)在課內(nèi)的學(xué)習(xí)討論與訓(xùn)練中,鞏固對(duì)物體在共點(diǎn)力作用下平衡條件的理解。
(4)通過對(duì)共點(diǎn)力的平衡條件的科學(xué)探究過程,體驗(yàn)科學(xué)方法的應(yīng)用,了解古代科學(xué)家張衡的科學(xué)成就,激發(fā)愛國主義情懷和對(duì)科學(xué)熱愛。
二、教學(xué)目標(biāo)
1、知識(shí)與技能
(1)知道什么是共點(diǎn)力,及在共點(diǎn)力作用下物體平衡的概念。
(2)理解物體在共點(diǎn)力作用下的平衡條件。
(3)知道我國古代科學(xué)家張衡的相關(guān)科學(xué)成就。
(4)會(huì)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)研究物體在共點(diǎn)力作用下的平衡條件。
2、過程與方法
(1)在對(duì)共點(diǎn)力平衡問題的探究中,感受等效、圖示、歸納推理等科學(xué)方法。
(2)在共點(diǎn)力平衡條件的實(shí)驗(yàn)研究中,感受猜想、方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)探究、分析歸納結(jié)論的科學(xué)探究方法。
3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀
(1)在共同的實(shí)驗(yàn)探究過程中,體驗(yàn)合作,樂于合作。
(2)通過了解張衡的相關(guān)科學(xué)成就,激發(fā)愛國主義情感和對(duì)科學(xué)的熱愛。
三、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)
重點(diǎn):共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件。
難點(diǎn):共點(diǎn)力平衡條件的探究過程。
四、教學(xué)資源
1、學(xué)生分組實(shí)驗(yàn):DIS實(shí)驗(yàn)設(shè)備或彈簧秤;學(xué)生實(shí)驗(yàn)器材。
2、多媒體資源:張衡及相關(guān)資料的課件,舉重運(yùn)動(dòng)員奧運(yùn)會(huì)比賽奪冠錄像,東方明珠、趙州橋等圖片。
五、教學(xué)設(shè)計(jì)思路
以多媒體資源情景和實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ),通過觀察、分析認(rèn)識(shí)什么是共點(diǎn)力,形成物體在共點(diǎn)力作用下平衡的概念。再由DIS實(shí)驗(yàn)探究,分析、歸納得出物體在共點(diǎn)力作用下的平衡條件
F合=0。最后通過我國古代科學(xué)家張衡的相關(guān)科學(xué)成就的介紹,激發(fā)愛國主義情懷和對(duì)科學(xué)的追求,鞏固所學(xué)的知識(shí),感悟物理學(xué)在社會(huì)發(fā)展中的重要作用。本節(jié)課要突出的重點(diǎn)是,物體在共點(diǎn)力作用下的平衡條件。突出重點(diǎn)的方法是,從觀看奧運(yùn)會(huì)我國舉重運(yùn)動(dòng)員奪冠的錄像,及東方明珠、趙州橋及靜止的花盆等多媒體資源情景,結(jié)合學(xué)生的親身感受,分析歸納得到物體在共點(diǎn)力作用下的平衡概念。再以分組DIS實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng),運(yùn)用等效、圖示、推理等科學(xué)方法得出物體在共點(diǎn)力作用下的平衡條件。本節(jié)課要突破的難點(diǎn)是,共點(diǎn)力作用下物體平衡條件的建立過程。突破難點(diǎn)的方法是,從二力平衡的條件F合=0出發(fā),以“力的合成”(或“力的分解”)為基礎(chǔ),通過DIS實(shí)驗(yàn),運(yùn)用等效替代的方法,得出不在一直線上、三個(gè)共點(diǎn)力的平衡條件F合=0,并推廣到一般情況,即共點(diǎn)力的平衡條件為F合=0,體現(xiàn)從特殊到一般的歸納推理過程。
六、教學(xué)流程
七、教案過程
(一)情景導(dǎo)入,激發(fā)懸念
錄像引入:2008北京奧運(yùn)會(huì)我國舉重運(yùn)動(dòng)員奪冠錄像播放。
教師:張國政在69公斤級(jí)比賽中以抓舉160公斤和挺舉187.5公斤總成績347.5公斤而奪冠,裁判員判定舉重運(yùn)動(dòng)員成績有效的依據(jù)是什么?
學(xué)生活動(dòng):舉重運(yùn)動(dòng)員能將舉起的杠鈴保持靜止幾秒鐘。
教師:這與本節(jié)課學(xué)習(xí)的受力平衡問題有關(guān)。
(二)通過圖片引入共點(diǎn)力作用下物體的平衡
教師:生活中的物體有的處于平衡狀態(tài),有的處于非平衡狀態(tài),其中的平衡比較常見,而且很有實(shí)際意義。
下面給大家看一些熟悉的圖片:
學(xué)生活動(dòng):
教師:這些物體均處于平衡狀態(tài),那么,什么叫平衡狀態(tài)?
歸納總結(jié):物體處于靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng)的狀態(tài),叫做平衡狀態(tài)。
(三)DIS實(shí)驗(yàn)探究共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件
教師:首先來回顧一下初中已經(jīng)學(xué)過的二力平衡的知識(shí)。
1、例:用一根很輕的不可伸長的細(xì)線將小鋼球懸掛于鐵架臺(tái)上,并保持靜止。
教師:小球處于什么狀態(tài)?
學(xué)生活動(dòng):平衡狀態(tài)。
教師:請(qǐng)一位同學(xué)來畫小球的受力示意圖。
學(xué)生活動(dòng):(畫小球受力示意圖)小球受到
重力G和拉力T的作用。
教師:這兩個(gè)力的大小、方向有什么關(guān)系?
學(xué)生活動(dòng):大小相等,方向相反,且在作用在同一直線上。
教師:這兩個(gè)力的合力是多少?
學(xué)生活動(dòng):合力為零。
歸納:1、二力平衡F合=0
教師:如果用一個(gè)水平拉力使小球偏離原來位置一個(gè)角度,并再次達(dá)到靜止?fàn)顟B(tài),小球共受哪些力的作用?
學(xué)生活動(dòng):重力G,水平拉力F,沿細(xì)線方向的拉力T。
教師:小球現(xiàn)在還處于平衡狀態(tài)嗎?
學(xué)生活動(dòng):是的。
教師:這三個(gè)力的方向不在同一直線上,它們的合力多大?
學(xué)生猜測(cè):合力為零。
提示:只要能將這幾個(gè)力的大小測(cè)出,我們可以將其中兩個(gè)力等效成一個(gè)力,變成二力平衡——-物理學(xué)研究方法之一:等效替代法。下面我們就用實(shí)驗(yàn)的方法驗(yàn)證一下你們的猜測(cè)。
2、DIS實(shí)驗(yàn)探究三個(gè)力平衡的條件
教師:如何測(cè)量幾個(gè)力的大小呢?
學(xué)生活動(dòng):可以用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量,以可以用力傳感器來測(cè)量。
教師:介紹實(shí)驗(yàn)儀器——力傳感器(兩個(gè))、數(shù)據(jù)采集器、計(jì)算機(jī)。我們用力傳感器測(cè)出兩個(gè)拉力的大小,彈簧秤測(cè)出重力,然后再怎么辦呢?
學(xué)生活動(dòng):可以在紙上畫出力的圖示,然后分析有什么關(guān)系。
教師:非常好,那么我們請(qǐng)兩位同學(xué)配合來做這個(gè)實(shí)驗(yàn)。
學(xué)生活動(dòng):兩位同學(xué)上臺(tái)配合完成實(shí)驗(yàn),并得出F—t圖,測(cè)量出小球重力。
教師負(fù)責(zé)指導(dǎo)、協(xié)調(diào)學(xué)生代表完成實(shí)驗(yàn),引導(dǎo)下面學(xué)生觀察和思考實(shí)驗(yàn)步驟、數(shù)據(jù)處理等環(huán)節(jié)。
教師:數(shù)據(jù)已經(jīng)測(cè)得了,我們知道力是矢量,要知道三個(gè)力的關(guān)系,還要知道方向,那么我們?cè)诋媹D時(shí)怎么確定這幾個(gè)力的方向呢?
學(xué)生活動(dòng):用量角器測(cè)量角度。
教師:(質(zhì)疑)懸掛著怎么測(cè)量?我們可以用一張白紙輕輕放在懸掛的裝置后面,然后用鉛筆把力的方向畫在紙上,然后再在紙上做三個(gè)力的圖示,找出結(jié)論。
學(xué)生活動(dòng):在紙上畫力的圖示,4人一組地探究三個(gè)力之間的關(guān)系。
教師:我們來看看幾個(gè)小組的討論結(jié)果。
學(xué)生活動(dòng):2個(gè)小組來展示他們畫圖后得出的結(jié)論,三個(gè)力合力為零。
歸納:1、任意兩個(gè)力的合力與第三個(gè)力大小相等,方向相反,作用在同一直線上。
2、這三個(gè)力的合力為零。
教師:想一想,如果物體受到的是4個(gè)力或5個(gè)力的作用,物體的平衡條件是否還是合力為零?
學(xué)生活動(dòng):(議論)應(yīng)用類似研究三個(gè)力平衡問題的等效替代的方法,可得到多個(gè)共點(diǎn)力的平衡條件仍是合力為零。
總結(jié):共點(diǎn)力平衡的條件:作用在物體上各力的合力為零,即:F合=0
(四)學(xué)生課件交流(了解張衡及其成就)
教師:我們知道,早在1800多年前,我國古代科學(xué)家張衡就巧妙地利用平衡原理制成了測(cè)定地震的侯風(fēng)地動(dòng)儀。
課前老師請(qǐng)同學(xué)們回去查找關(guān)于張衡的資料,并制作powerpoint。
教師:下面請(qǐng)幾位同學(xué)上來展示一下他們查找的結(jié)果,供大家共同學(xué)習(xí)。
學(xué)生:課件展示交流。
學(xué)生:談?dòng)^看感受。
(五)實(shí)際應(yīng)用
示例:用彈簧秤沿著光滑斜面的方向?qū)⒁粔K重5N的木塊勻速向上拉,這時(shí)彈簧秤的讀數(shù)是1.4N,求斜面對(duì)木塊的彈力的大???
教師引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用作圖法、解三角形的數(shù)學(xué)方法、正交分解法等三種方法求解。
求解完畢后,引導(dǎo)學(xué)生歸納應(yīng)用共點(diǎn)力的平衡條件解決實(shí)際問題的步驟:
(1)確定分析對(duì)象。
(2)對(duì)分析對(duì)象作受力分析,畫受析示意圖。
(3)如果是三力平衡,可應(yīng)用合成法畫圖用作圖法求解,或應(yīng)用解三角形的數(shù)學(xué)方法求解。
(4)如果是三力或以上的平衡,可適當(dāng)選擇坐標(biāo)軸,對(duì)物體的受力作正交分解后,分坐標(biāo)軸方向列物體平衡的代數(shù)方程求解。
3.6作用力與反作用力
1、教材分析
牛頓的三個(gè)定律是經(jīng)典力學(xué)的基礎(chǔ),也是整個(gè)力學(xué)的核心內(nèi)容。牛頓第一、二定律的研究對(duì)象是單個(gè)的受力物體,只能解決一個(gè)物體的受力與運(yùn)動(dòng)之間的關(guān)系。而自然界中的物體都是相互聯(lián)系、相互影響、相互作用的。反映物體間相互作用規(guī)律的“牛頓第三定律”,是把一個(gè)物體受到的力與其它物體受到的力聯(lián)系起來的橋梁,它獨(dú)立地反映了力學(xué)規(guī)律的另一側(cè)面。因此它是對(duì)牛頓第一、二定律最有效的補(bǔ)充,學(xué)好這部分知識(shí)是學(xué)生能正確對(duì)物體進(jìn)行受力分析的基礎(chǔ)。
2、教學(xué)目標(biāo)
2.1知識(shí)目標(biāo)
(1)了解物體之間的作用總是相互的。
(2)掌握牛頓第三定律的內(nèi)容及其本質(zhì)含義。
(3)學(xué)會(huì)區(qū)分一對(duì)平衡力跟一對(duì)作用力和反作用力。
2.2能力目標(biāo)
(1)理解定律的形成過程,培養(yǎng)學(xué)生依據(jù)實(shí)驗(yàn)事實(shí),分析、探索,歸納問題的能力。
(2)用牛頓第三定律解決實(shí)際問題的能力。
2.3情感目標(biāo)
(1)激發(fā)學(xué)生關(guān)心和重視生活中的物理,勇于探索、敢于創(chuàng)新,培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和嚴(yán)格的科學(xué)方法。
(2)激發(fā)了學(xué)生的求知欲、創(chuàng)造欲和主體意識(shí),培養(yǎng)創(chuàng)造能力。
(3)鍛煉學(xué)生的觀察能力、分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的能力、邏輯思維能力、語言表達(dá)能力。
3、教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)
3.1掌握牛頓第三定律的本質(zhì)含義。
3.2正確區(qū)別一對(duì)平衡力與一對(duì)作用力和反作用力。
4教學(xué)流程教學(xué)流程圖:
5教學(xué)過程:
5.1新課引入
引入:用手拍一下桌面,會(huì)有什么感覺?為什么?
多媒體展示圖片:足球運(yùn)動(dòng)員頭球攻門圖片。(如圖1)
問題:足球運(yùn)動(dòng)員會(huì)有什么感覺?為什么?
5.2探究一:作用在兩個(gè)物體間的作用力和反作用力存在什么關(guān)系?
多媒體展示:
一、力是物體間的相互作用。A←→B
學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)(共四組):(每組)探究器材:磁鐵小車一對(duì)、彈簧秤六只、測(cè)力計(jì)一對(duì)、玩具遙控小車一輛、輕木板一塊、圓形玻璃棒3根、溜冰鞋兩雙、一根繩子。
教師布置任務(wù):
(1)利用各組的儀器設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),探究作用力和反作用力是什么關(guān)系?(從力的三要素著手)
(2)各組將設(shè)計(jì)得最好的實(shí)驗(yàn)展示出來,描述觀察到的現(xiàn)象,并說明從中得出的結(jié)論。
學(xué)生分組演示并上講臺(tái)匯報(bào):
第一組:
(演示)將異名磁極靠近,兩輛磁鐵小車沿一直線相向運(yùn)動(dòng)。
(說明)磁鐵A對(duì)磁體B的吸引力和磁鐵B對(duì)磁體A的吸引力方向相反,作用在一條直線上。
第二組:
(演示)如圖2所示,利用遙控汽車的遙控器控制小車向前進(jìn),觀察到輪子下面的木板向后運(yùn)動(dòng)。
(說明)木板對(duì)小車向前的摩檫力使小車向前運(yùn)動(dòng),同時(shí)小車對(duì)木板向后的摩檫力使木板向后運(yùn)動(dòng),這對(duì)相互作用的摩檫力作用在兩個(gè)物體上,方向相反。
第三組:
(演示)兩個(gè)測(cè)力計(jì)對(duì)拉,觀察讀數(shù),大小相等,改變力,繼續(xù)觀察讀數(shù),仍相等。
(說明)這對(duì)拉力不僅方向相反,作用在一條直線上,而且大小始終相等,并且同時(shí)變化。
第四組:
(演示)穿上溜冰鞋的兩位同學(xué)相對(duì)站立,其中同學(xué)甲推了同學(xué)乙一下,觀察到兩位同學(xué)都向后運(yùn)動(dòng)。
(說明)一對(duì)作用力與反作用力分別作用在兩個(gè)物體上且方向相反。
小結(jié):由四組同學(xué)的演示和總結(jié)可以得到:
(1)兩個(gè)物體之間的相互作用力總是大小相等,方向相反,作用在一條直線上。
(2)從第三組實(shí)驗(yàn)中可知,作用力與反作用力同時(shí)產(chǎn)生,同時(shí)變化,同時(shí)消失。
(3)第一組實(shí)驗(yàn)中的作用力與反作用力都是磁場力,第二組實(shí)驗(yàn)中的作用力與反作用力都是摩擦力,第三組、第四組實(shí)驗(yàn)中的作用力與反作用力都是彈力。說明作用力與反作用力是同種性質(zhì)的力。
多媒體展示:
二、牛頓第三定律
(1)內(nèi)容:兩個(gè)物體之間的作用力和反作用力總是大小相等,方向相反,作用在一條直線上。
(2)表達(dá)式:F=-F′。
(3)作用力、反作用力的特點(diǎn):
三同:(1)同大?。?2)同性質(zhì):(3)同時(shí)性(同時(shí)產(chǎn)生,同時(shí)變化,同時(shí)消失)。
二異:(1)作用在不同物體上:(2)力的方向相反。
5.3探究二:一對(duì)平衡力和一對(duì)作用力與反作用力的異同點(diǎn)
思考與練習(xí):
如圖3所示,燈靜止在天花板下面的一根電線的一端。
(1)試分析燈的受力情況。
(2)請(qǐng)同學(xué)找出各力的反作用力。作用力與反作用力的關(guān)系和兩平衡力間關(guān)系的相同之處為:等大、反向、共線。討論它們的不同之處,從作用對(duì)象、力的性質(zhì)、作用效果、作用時(shí)間四個(gè)方面分析。
5.4應(yīng)用
各組討論:
(1)在日常生活中,你體驗(yàn)過作用力與反作用力嗎?
(2)在生產(chǎn)科技中,你知道哪些是利用作用力與反作用力的?(學(xué)生分組匯報(bào)各組討論的結(jié)果,采用競爭機(jī)制,學(xué)生的思維充分地展開。涉及到各個(gè)領(lǐng)域。)
6、思考并回答:
(1)人走路時(shí),人與地球之間的作用力與反作用力有幾對(duì)?
(2)雞蛋碰石頭,雞蛋破了,而石頭絲毫未損,說明石頭對(duì)雞蛋的作用力大,而雞蛋對(duì)石頭的作用力小,對(duì)嗎?
提出問題:在拔河比賽中,根據(jù)牛頓第三定律,甲隊(duì)拉乙隊(duì)的力等于乙隊(duì)拉的甲隊(duì)力,那么為什么還會(huì)有輸贏呢?請(qǐng)同學(xué)們課后思考討論。
多媒體展示:
(1)本班學(xué)生在運(yùn)動(dòng)會(huì)上100米起跑的錄象片段,跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)員起跳的錄象片段。
(2)奧運(yùn)健兒孟關(guān)良皮滑艇沖刺的錄象片段。
(3)神州六號(hào)升空的錄象片段。
相關(guān)閱讀
分子間的相互作用力
俗話說,凡事預(yù)則立,不預(yù)則廢。教師要準(zhǔn)備好教案,這是老師職責(zé)的一部分。教案可以讓學(xué)生們能夠更好的找到學(xué)習(xí)的樂趣,有效的提高課堂的教學(xué)效率。你知道怎么寫具體的教案內(nèi)容嗎?為此,小編從網(wǎng)絡(luò)上為大家精心整理了《分子間的相互作用力》,歡迎大家閱讀,希望對(duì)大家有所幫助。
分子間的相互作用力一、教學(xué)目標(biāo)
1.在物理知識(shí)方面的要求:
(1)知道分子同時(shí)存在著相互作用的引力和斥力,表現(xiàn)出的分子力是引力和斥力的合力。
(2)知道分子力隨分子間距離變化而變化的定性規(guī)律,知道分子間距離是r0時(shí)分子力為零,知道r0的數(shù)量級(jí)。
(3)了解在固體、液體、氣體三種不同物質(zhì)狀態(tài)下,分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)。
2.通過一些基本物理事實(shí)和實(shí)驗(yàn)推理得出分子之間有引力,同時(shí)有斥力。這種以事實(shí)和實(shí)驗(yàn)為依據(jù)求出新的結(jié)論的思維過程,就是邏輯推理。通過學(xué)習(xí)這部分知識(shí),培養(yǎng)學(xué)生的推理能力。
二、重點(diǎn)、難點(diǎn)的分析
1.重點(diǎn)內(nèi)容有兩個(gè),一是通過分子之間存在間隙和分子之間有引力和斥力的一些演示實(shí)驗(yàn)和事實(shí),推理論證出分子之間存在著引力和斥力;二是分子間的引力和斥力都隨分子間距離的變化而變化,而分子力是引力和斥力的合力,能正確理解分子間作用力與距離關(guān)系的曲線的物理意義。
2.難點(diǎn)是形象化理解分子間作用力跟分子間距離關(guān)系的曲線的物理意義。
三、教具
1.演示分子間有間隙的實(shí)驗(yàn)。
①約1m長的,外徑約1cm的玻璃管,各約20~30ml的酒精和有紅色顏料的水、橡皮塞。
②長15cm的U形玻璃管、架臺(tái)、橡皮塞、紅墨水。
2.演示分子間存在引力的實(shí)驗(yàn)。
兩個(gè)圓柱形鉛塊(端面刮光、平滑)、支架、鉤碼若干。用細(xì)線捆住的平板玻璃、直徑20cm的盛水玻璃槽、彈簧秤。
3.幻燈片:分子力隨分子間距離變化的曲線和兩個(gè)分子距離在r=r0,r>r0,r<r0時(shí)分子力的示意圖。
四、教學(xué)過程
(一)引入新課
分子動(dòng)理論是在堅(jiān)實(shí)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上建立起來的。我們通過單分子油膜實(shí)驗(yàn)、離子顯微鏡觀察鎢原子的分布等實(shí)驗(yàn),知道物質(zhì)是由很小的分子組成的,分子大小在10-10m數(shù)量級(jí)。我們又通過擴(kuò)散現(xiàn)象和布朗運(yùn)動(dòng)等實(shí)驗(yàn)知道了分子是永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的。分子動(dòng)理論還告訴我們分子之間有相互作用力,這結(jié)論的實(shí)驗(yàn)依據(jù)是什么?分子間相互作用力有什么特點(diǎn)?這是今天要學(xué)習(xí)的問題。
(二)教學(xué)過程設(shè)計(jì)
1.已知的實(shí)驗(yàn)事實(shí)分析、推理得出分子之間存在著引力。
(1)演示實(shí)驗(yàn):
①長玻璃管內(nèi),分別注入水和酒精,混合后總體積減小。
②U形管兩臂內(nèi)盛有一定量的水(不注滿水),將右管端橡皮塞堵住,左管繼續(xù)注入水,右管水面上的空氣被壓縮。
提問學(xué)生:這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)說明了什么問題?
總結(jié)歸納學(xué)生的回答:上述實(shí)驗(yàn)可以說明氣體、液體的內(nèi)部分子之間是有空隙的。鋼鐵這樣堅(jiān)固的固體的分子之間也有空隙,有人用兩萬標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的壓強(qiáng)壓縮鋼筒內(nèi)的油,發(fā)現(xiàn)油可以透過筒壁溢出。
布朗運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散現(xiàn)象不但說明分子不停地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng),同時(shí)也說明分子間有空隙,否則分子便不能運(yùn)動(dòng)了。
前面第一節(jié)討論分子的大小時(shí),認(rèn)為固體和液體分子是一個(gè)挨一個(gè)排列的,那只是估算分子直徑的數(shù)量級(jí)而做的設(shè)想,實(shí)際上分子大小比估算值要小,中間存在著空隙,但數(shù)量級(jí)還是正確的。
(2)一方面分子間有空隙,另一方面,固體、液體內(nèi)大量分子卻能聚集在一起形成固定的形狀或固定的體積,這兩方面的事實(shí),使我們推理出分子之間一定存在著相互吸引力。
(3)演示實(shí)驗(yàn):兩個(gè)圓柱體形鉛塊,當(dāng)把端面刮平后,讓它們端面緊壓在一起,合起來后,它們不分開,而且懸掛起來后,下面還可以吊起一定量的重物。
還有平時(shí)人們用力拉伸物體時(shí),為什么不易拉斷物體。
(4)以上所有實(shí)驗(yàn)事實(shí)都說明分子之間存在著相互吸引力。
2.根據(jù)已知的實(shí)驗(yàn)事實(shí),推理得出分子之間還存在著斥力。
提問學(xué)生:由哪些實(shí)驗(yàn)事實(shí),判斷得出分子之間有斥力?
綜合學(xué)生的回答,總結(jié)出:固體和液體很難被壓縮,即使氣體壓縮到了一定程度后再壓縮也是很困難的;用力壓縮固體(或液體、氣體)時(shí),物體內(nèi)會(huì)產(chǎn)生反抗壓縮的彈力。這些事實(shí)都是分子之間存在斥力的表現(xiàn)。
運(yùn)用反證法推理,如果分子之間只存在著引力,分子之間又存在著空隙,那么物體內(nèi)部分子都吸引到一起,造成所有物體都是很緊密的物質(zhì)。但事實(shí)不是這樣的,說明必然還有斥力存在著。
3.分子間引力和斥力的大小跟分子間距離的關(guān)系。
(1)經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)分子之間的引力和斥力都隨分子間距離增大而減小。但是分子間斥力隨分子間距離加大而減小得更快些,如圖1中兩條虛線所示。
(2)由于分子間同時(shí)存在引力和斥力,兩種力的合力又叫做分子力。在圖1圖象中實(shí)線曲線表示引力和斥力的合力(即分子力)隨距離變化的情況。當(dāng)兩個(gè)分子間距在圖象橫坐標(biāo)r0距離時(shí),分子間的引力與斥力平衡,分子間作用力為零,r0的數(shù)量級(jí)為10-10m,相當(dāng)于r0位置叫做平衡位置。
分子間距離當(dāng)rr0時(shí),分子間引力和斥力都隨距離減小而增大,但斥力增加得更快,因此分子間作用力表現(xiàn)為斥力。展示幻燈片圖2。當(dāng)r>r0時(shí),引力和斥力都隨距離的增大而減小,但是斥力減小的更快,因而分子間的作用力表現(xiàn)為引力,但它也隨距離增大而迅速減小,當(dāng)分子距離的數(shù)量級(jí)大于10-9m時(shí),分子間的作用力變得十分微弱,可以忽略不計(jì)了。在圖2中表示分子間距離r不同的三種情況下,分子間引力斥力大小的情況。
4.固體、液體和氣體的分子運(yùn)動(dòng)情況。
分子動(dòng)理論告訴我們物體中的分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng),它們之間又存在著相互作用力。分子力的作用要使分子聚集起來,而分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)又要使它們分散開來。由于這兩種相反因素的作用結(jié)果,有固體、液體和氣體三種不同的物質(zhì)狀態(tài)。
(1)提問學(xué)生:固體與液體、氣體比較有什么特征?
總結(jié)學(xué)生回答的結(jié)果,說明固體為什么有一定的形狀和體積呢?因?yàn)樵诠腆w中,分子間距離較近,數(shù)量級(jí)在10-10m,分子之間作用力很大,絕大部分分子只能在各自平衡位置附近做無規(guī)則的振動(dòng)。
(2)液體分子運(yùn)動(dòng)情況。
固體受熱溫度升高,最終熔化為液體,對(duì)大多數(shù)物質(zhì)來說,其體積增加10%,也就是說分子之間距離大約增加3%。因此,液體分子之間作用力很接近固體情況,分子間有較強(qiáng)的作用力,分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)主要表現(xiàn)為在平衡位置附近振動(dòng)。但由于分子間距離有所增加,使分子也存在移動(dòng)性,所以液體在宏觀上有一定的體積,而又有流動(dòng)性,沒有固定的形狀。
(3)液體汽化時(shí)體積擴(kuò)大為原來的1000倍,說明分子間距離約增
間除碰撞時(shí)有相互作用力外,彼此之間一般幾乎沒有分子作用力,分子在兩次碰撞之間是自由移動(dòng)的。所以氣體在宏觀上表現(xiàn)出沒有一定的體積形狀,可以充滿任何一種容器。
五、課堂小結(jié)
1.前面三課時(shí)內(nèi)學(xué)習(xí)的內(nèi)容是對(duì)初中物理已學(xué)過的分子動(dòng)理論的加深和擴(kuò)展。總結(jié)起來,分子動(dòng)理論內(nèi)容是:物體是由大量分子組成的,分子做永不停息的無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng),分子之間存在著引力和斥力。分子動(dòng)理論是建立在大量實(shí)驗(yàn)事實(shí)基礎(chǔ)上的,這理論是解釋、分析熱現(xiàn)象的基本理論。
2.通過實(shí)驗(yàn)知道分子之間存在著引力和斥力,而且知道分子間的引力和斥力都隨分子間距離增大而減少,尤其斥力隨距離增大減小得更快。由于分子間的斥力和引力同時(shí)存在,每個(gè)分子受到引力和斥力的合力大小及方向隨分子間距離大小而改變。其中分子間距離在10-10m的數(shù)量級(jí)有一個(gè)平衡位置(r0),此位置下,斥力與引力的合力為零。當(dāng)分子間距離大于r0引力顯著,當(dāng)分子間距離小于r0斥力顯著。分子間距離接近10-9m時(shí),分子間作用力將微小到可忽略的程度。
3.固體、液體、氣體三種狀態(tài)的分子之間距離不同,分子之間作用力的變化也由大到小至幾乎不計(jì)。造成固、液、氣三種物質(zhì)狀態(tài)的特性不同。
課堂練習(xí):
1.用分子動(dòng)理論的知識(shí)解釋下列現(xiàn)象:
(1)灑在屋里的一點(diǎn)香水,很快就會(huì)在屋里的其他地方被聞到。
(2)水和酒精混合后,總體積減小。
(3)高壓下的油會(huì)透過鋼壁滲出。
(4)溫度升高,布朗運(yùn)動(dòng)及擴(kuò)散現(xiàn)象加劇。
(5)固體不容易被壓縮和拉伸。
2.把一塊洗凈的玻璃板吊在橡皮筋的下端,使玻璃板水平地接觸水面(如圖3)。如果你想使玻璃板離開水面,用手向上拉橡皮筋,拉動(dòng)玻璃板的力是否大于玻璃板受的重力?動(dòng)手試一試,并解釋為什么?
課堂上,表演后讓學(xué)生回答。
正確答案是:拉力會(huì)大于玻璃板的重力。玻璃板離開水面時(shí)水會(huì)發(fā)生分裂,由于水分子之間有引力存在,外力要克服這些分子引力造成外界拉力大于玻璃板的重力。玻璃板離開水面后,可以看到玻璃板下表面上仍有水,說明玻璃板離開水時(shí),水層發(fā)生斷裂。
六、說明
完成本節(jié)課內(nèi)容,以教師與學(xué)生相互討論對(duì)話方式進(jìn)行為宜,在其中完成幾個(gè)必要的演示實(shí)驗(yàn)。整個(gè)教學(xué)過程體現(xiàn)人們根據(jù)已知事實(shí),進(jìn)行分析、判斷、推理的過程。避免一節(jié)課自始至終采用教師單獨(dú)講授的方式。
高一物理《研究物體間的相互作用》知識(shí)點(diǎn)總結(jié)粵教版
高一物理《研究物體間的相互作用》知識(shí)點(diǎn)總結(jié)粵教版
一、探究形變與彈力的關(guān)系
彈性形變(撤去使物體發(fā)生形變的外力后能恢復(fù)原來形狀的物體的形變)范性形變(撤去使物體發(fā)生形變的外力后不能恢復(fù)原來形狀的物體的形變)3、彈性限度:若物體形變過大,超過一定限度,撤去外力后,無法恢復(fù)原來的形狀,這個(gè)限度叫彈性限度。
二、探究摩擦力
滑動(dòng)摩擦力:一個(gè)物體在另一個(gè)物體表面上相當(dāng)于另一個(gè)物體滑動(dòng)的時(shí)候,要受到另一個(gè)物體阻礙它相對(duì)滑動(dòng)的力,這種力叫做滑動(dòng)摩擦力。
說明:①摩擦力的產(chǎn)生是由于物體表面不光滑造成的。
三、力的合成與分解
(1)若處于平衡狀態(tài)的物體僅受兩個(gè)力作用,這兩個(gè)力一定大小相等、方向相反、作用在一條直線上,即二力平衡
(2)若處于平衡狀態(tài)的物體受三個(gè)力作用,則這三個(gè)力中的任意兩個(gè)力的合力一定與另一個(gè)力大小相等、方向相反、作用在一條直線上
(3)若處于平衡狀態(tài)的物體受到三個(gè)或三個(gè)以上的力的作用,則宜用正交分解法處理,此時(shí)的平衡方程可寫成
①確定研究對(duì)象;②分析受力情況;③建立適當(dāng)坐標(biāo);④列出平衡方程
四、共點(diǎn)力的平衡條件
1.共點(diǎn)力:物體受到的各力的作用線或作用線的延長線能相交于一點(diǎn)的力
2.平衡狀態(tài):在共點(diǎn)力的作用下,物體保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的狀態(tài).
說明:這里的靜止需要二個(gè)條件,一是物體受到的合外力為零,二是物體的速度為零,僅速度為零時(shí)物體不一定處于靜止?fàn)顟B(tài),如物體做豎直上拋運(yùn)動(dòng)達(dá)到最高點(diǎn)時(shí)刻,物體速度為零,但物體不是處于靜止?fàn)顟B(tài),因?yàn)槲矬w受到的合外力不為零.
3.共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件:合力為零,即0
說明;
①三力匯交原理:當(dāng)物體受到三個(gè)非平行的共點(diǎn)力作用而平衡時(shí),這三個(gè)力必交于一點(diǎn);
②物體受到N個(gè)共點(diǎn)力作用而處于平衡狀態(tài)時(shí),取出其中的一個(gè)力,則這個(gè)力必與剩下的(N-1)個(gè)力的合力等大反向。
③若采用正交分解法求平衡問題,則其平衡條件為:FX合=0,F(xiàn)Y合=0;
④有固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸的物體的平衡條件
五、作用力與反作用力
學(xué)過物理學(xué)的人都會(huì)知道牛頓第三定律,此定律主要說明了作用力和反作用的關(guān)系。在對(duì)一個(gè)物體用力的時(shí)候同時(shí)會(huì)受到另一個(gè)物體的反作用力,這對(duì)力大小相等,方向相反,并且保持在一條直線上。
高一物理上學(xué)期知識(shí)點(diǎn)整理:研究物體間的相互作用
高一物理上學(xué)期知識(shí)點(diǎn)整理:研究物體間的相互作用
第三章研究物體間的相互作用
第一節(jié)探究形變與彈力的關(guān)系
認(rèn)識(shí)形變
1.物體形狀回體積發(fā)生變化簡稱形變。
2.分類:按形式分:壓縮形變、拉伸形變、彎曲形變、扭曲形變。
按效果分:彈性形變、塑性形變
3.彈力有無的判斷:1)定義法(產(chǎn)生條件)
2)搬移法:假設(shè)其中某一個(gè)彈力不存在,然后分析其狀態(tài)是否有變化。
3)假設(shè)法:假設(shè)其中某一個(gè)彈力存在,然后分析其狀態(tài)是否有變化。
彈性與彈性限度
1.物體具有恢復(fù)原狀的性質(zhì)稱為彈性。
2.撤去外力后,物體能完全恢復(fù)原狀的形變,稱為彈性形變。
3.如果外力過大,撤去外力后,物體的形狀不能完全恢復(fù),這種現(xiàn)象為超過了物體的彈性限度,發(fā)生了塑性形變。
探究彈力
1.產(chǎn)生形變的物體由于要恢復(fù)原狀,會(huì)對(duì)與它接觸的物體產(chǎn)生力的作用,這種力稱為彈力。
2.彈力方向垂直于兩物體的接觸面,與引起形變的外力方向相反,與恢復(fù)方向相同。
繩子彈力沿繩的收縮方向;鉸鏈彈力沿桿方向;硬桿彈力可不沿桿方向。
彈力的作用線總是通過兩物體的接觸點(diǎn)并沿其接觸點(diǎn)公共切面的垂直方向。
3.在彈性限度內(nèi),彈簧彈力F的大小與彈簧的伸長或縮短量x成正比,即胡克定律。
F=kx
4.上式的k稱為彈簧的勁度系數(shù)(倔強(qiáng)系數(shù)),反映了彈簧發(fā)生形變的難易程度。
5.彈簧的串、并聯(lián):串聯(lián):1/k=1/k1+1/k2并聯(lián):k=k1+k2
第二節(jié)研究摩擦力
滑動(dòng)摩擦力
1.兩個(gè)相互接觸的物體有相對(duì)滑動(dòng)時(shí),物體之間存在的摩擦叫做滑動(dòng)摩擦。
2.在滑動(dòng)摩擦中,物體間產(chǎn)生的阻礙物體相對(duì)滑動(dòng)的作用力,叫做滑動(dòng)摩擦力。
3.滑動(dòng)摩擦力f的大小跟正壓力N(≠G)成正比。即:f=μN(yùn)
4.μ稱為動(dòng)摩擦因數(shù),與相接觸的物體材料和接觸面的粗糙程度有關(guān)。0<μ<1。
5.滑動(dòng)摩擦力的方向總是與物體相對(duì)滑動(dòng)的方向相反,與其接觸面相切。
6.條件:直接接觸、相互擠壓(彈力),相對(duì)運(yùn)動(dòng)/趨勢(shì)。
7.摩擦力的大小與接觸面積無關(guān),與相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度無關(guān)。
8.摩擦力可以是阻力,也可以是動(dòng)力。
9.計(jì)算:公式法/二力平衡法。
研究靜摩擦力
1.當(dāng)物體具有相對(duì)滑動(dòng)趨勢(shì)時(shí),物體間產(chǎn)生的摩擦叫做靜摩擦,這時(shí)產(chǎn)生的摩擦力叫靜摩擦力。
2.物體所受到的靜摩擦力有一個(gè)最大限度,這個(gè)最大值叫最大靜摩擦力。
3.靜摩擦力的方向總與接觸面相切,與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反。
4.靜摩擦力的大小由物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)以及外部受力情況決定,與正壓力無關(guān),平衡時(shí)總與切面外力平衡。0≤F=f0≤fm
5.最大靜摩擦力的大小與正壓力接觸面的粗糙程度有關(guān)。fm=μ0·N(μ≤μ0)
6.靜摩擦有無的判斷:概念法(相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì));二力平衡法;牛頓運(yùn)動(dòng)定律法;假設(shè)法(假設(shè)沒有靜摩擦)。
第三節(jié)力的等效和替代
力的圖示
1.力的圖示是用一根帶箭頭的線段(定量)表示力的三要素的方法。
2.圖示畫法:選定標(biāo)度(同一物體上標(biāo)度應(yīng)當(dāng)統(tǒng)一),沿力的方向從力的作用點(diǎn)開始按比例畫一線段,在線段末端標(biāo)上箭頭。
3.力的示意圖:突出方向,不定量。
力的等效/替代
1.如果一個(gè)力的作用效果與另外幾個(gè)力的共同效果作用相同,那么這個(gè)力與另外幾個(gè)力可以相互替代,這個(gè)力稱為另外幾個(gè)力的合力,另外幾個(gè)力稱為這個(gè)力的分力。
2.根據(jù)具體情況進(jìn)行力的替代,稱為力的合成與分解。求幾個(gè)力的合力叫力的合成,求一個(gè)力的分力叫力的分解。合力和分力具有等效替代的關(guān)系。
3.實(shí)驗(yàn):平行四邊形定則:P58
第四節(jié)力的合成與分解
力的平行四邊形定則
1.力的平行四邊形定則:如果用表示兩個(gè)共點(diǎn)力的線段為鄰邊作一個(gè)平行四邊形,則這兩個(gè)鄰邊的對(duì)角線表示合力的大小和方向。
2.一切矢量的運(yùn)算都遵循平行四邊形定則。
合力的計(jì)算
1.方法:公式法,圖解法(平行四邊形/多邊形/△)
2.三角形定則:將兩個(gè)分力首尾相接,連接始末端的有向線段即表示它們的合力。
3.設(shè)F為F1、F2的合力,θ為F1、F2的夾角,則:
F=√F1+F2+2F1F2cosθtanθ=F2sinθ/(F1+F2cosθ)
當(dāng)兩分力垂直時(shí),F(xiàn)=F1+F2,當(dāng)兩分力大小相等時(shí),F(xiàn)=2F1cos(θ/2)
4.1)|F1—F2|≤F≤|F1+F2|
2)隨F1、F2夾角的增大,合力F逐漸減小。
3)當(dāng)兩個(gè)分力同向時(shí)θ=0,合力最大:F=F1+F2
4)當(dāng)兩個(gè)分力反向時(shí)θ=180°,合力最?。篎=|F1—F2|
5)當(dāng)兩個(gè)分力垂直時(shí)θ=90°,F(xiàn)=F1+F2
分力的計(jì)算
1.分解原則:力的實(shí)際效果/解題方便(正交分解)
2.受力分析順序:G→N→F→電磁力
第五節(jié)共點(diǎn)力的平衡條件
共點(diǎn)力
如果幾個(gè)力作用在物體的同一點(diǎn),或者它們的作用線相交于同一點(diǎn)(該點(diǎn)不一定在物體上),這幾個(gè)力叫做共點(diǎn)力。
尋找共點(diǎn)力的平衡條件
1.物體保持靜止或者保持勻速直線運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)叫平衡狀態(tài)。
2.物體如果受到共點(diǎn)力的作用且處于平衡狀態(tài),就叫做共點(diǎn)力的平衡。
3.二力平衡是指物體在兩個(gè)共點(diǎn)力的作用下處于平衡狀態(tài),其平衡條件是這兩個(gè)離的大小相等、方向相反。多力亦是如此。
4.正交分解法:把一個(gè)矢量分解在兩個(gè)相互垂直的坐標(biāo)軸上,利于處理多個(gè)不在同一直線上的矢量(力)作用分解。
第六節(jié)作用力與反作用力
探究作用力與反作用力的關(guān)系
1.一個(gè)物體對(duì)另一個(gè)物體有作用力時(shí),同時(shí)也受到另一物體對(duì)它的作用力,這種相互作用力稱為作用力和反作用力。
2.力的性質(zhì):物質(zhì)性(必有施/手力物體),相互性(力的作用是相互的)
3.平衡力與相互作用力:
同:等大,反向,共線
異:相互作用力具有同時(shí)性(產(chǎn)生、變化、小時(shí)),異體性(作用效果不同,不可抵消),二力同性質(zhì)。平衡力不具備同時(shí)性,可相互抵消,二力性質(zhì)可不同。
牛頓第三定律
1.牛頓第三定律:兩個(gè)物體之間的作用力與反作用力總是大小相等、方向相反。
2.牛頓第三定律適用于任何兩個(gè)相互作用的物體,與物體的質(zhì)量、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)。二力的產(chǎn)生和消失同時(shí),無先后之分。二力分別作用在兩個(gè)物體上,各自分別產(chǎn)生作用效果。
相互作用
經(jīng)驗(yàn)告訴我們,成功是留給有準(zhǔn)備的人。作為教師就要在上課前做好適合自己的教案。教案可以讓學(xué)生更好的吸收課堂上所講的知識(shí)點(diǎn),幫助教師營造一個(gè)良好的教學(xué)氛圍。優(yōu)秀有創(chuàng)意的教案要怎樣寫呢?經(jīng)過搜索和整理,小編為大家呈現(xiàn)“相互作用”,僅供參考,歡迎大家閱讀。
第三章:物體的相互作用章末檢測(cè)題
一、選擇題(以下各題的各個(gè)選項(xiàng)中至少有一個(gè)正確答案請(qǐng)選出)
1.物體受到三個(gè)共點(diǎn)力的作用,以下分別是這三個(gè)力的大小,不可能使該物體保持平衡狀態(tài)的是()
A.3N,4N,6NB.1N,2N,4N
C.2N,4N,6ND.5N,5N,2N
2.設(shè)有五個(gè)力同時(shí)作用在質(zhì)點(diǎn)P,它們的大小和方向相當(dāng)于正六邊形的兩條邊和三條對(duì)角線,如圖所示。這五個(gè)力中的最小力的大小為F,則這五個(gè)力的合力等于()
A.3F
B.4F
C.5F
D.6F
3.三個(gè)相同的支座上分別擱著三個(gè)質(zhì)量和直徑都相等的光滑圓球a、b、c,支點(diǎn)P、Q在同一水平面上,a球的重心Oa位于球心,b球和c球的重心Ob、Oc分別位于球心的正上方和球心的正下方,如圖所示,三球均處于平衡狀態(tài),支點(diǎn)P對(duì)a球的彈力為Na,對(duì)b球和c球的彈力分別為Nb和Nc,則()
A.Na=Nb=Nc
B.NbNaNc
C.NbNaNc
D.NaNb=Nc
4.一條輕繩承受的拉力達(dá)到1000N時(shí)就會(huì)拉斷,若用此繩進(jìn)行拔河比賽,兩邊的拉力大小都是600N時(shí),則繩子()
A.一定會(huì)斷B.一定不會(huì)斷C.可能斷,也可能不斷
D.只要繩子兩邊的拉力相等,不管拉力多大,合力總為0,繩子永遠(yuǎn)不會(huì)斷
5.如圖所示,mgsinθ>Mg,在m上放一小物體時(shí),m仍保持靜止,則()
A.繩子的拉力增大
B.m所受合力變大
C.斜面對(duì)m的靜摩擦力可能減小
D.斜面對(duì)m的靜摩擦力一定增大
6.如圖所示,位于斜面上的物塊m在沿斜面向上的力F的作用下,處于靜止?fàn)顟B(tài),則斜面作用于物塊的靜摩擦力的()
A.方向可能沿斜面向上
B.方向可能沿斜面向下
C.大小可能等于零
D.大小可能等于F
7.如圖所示,物體在水平力F的作用下靜止在斜面上,若稍許增大水平力F,而使物體仍能保持靜止時(shí)()
A.斜面對(duì)物體的靜摩擦力及支持力一定增大
B.斜面對(duì)物體的靜摩擦力及支持力都不一定增大
C.斜面對(duì)物體的靜摩擦力一定增大,支持力不一定增大
D.斜面對(duì)物體的靜摩擦力不一定增大,支持力一定增大
8.如圖所示,斜面體M放在水平面上,物體m放在斜面上,m受到一個(gè)水平向右的力F,m和M始終保持靜止,這時(shí)m受到的摩擦力大小為f1,M受到水平面的摩擦力大小為f2,當(dāng)F變大時(shí),則()
A.f1變大,f2不一定變大
B.f2變大,f1不一定變大
C.f1與f2都不一定變大
D.f1與f2都一定變大
9.如圖所示,質(zhì)量為m的木塊在質(zhì)量為M的長木板上滑動(dòng),長木板與水平地面間的滑動(dòng)摩擦系數(shù)為μ1,木塊與木板間的滑動(dòng)摩擦系數(shù)為μ2,已知長木板處于靜止?fàn)顟B(tài),那么此時(shí)長木板受到的地面摩擦力大小為()
A.μ2mg
B.μ1Mg
C.μ1(m+M)g
D.μ2mg+μ1Mg
10.如圖所示,一木塊放在水平桌面上,在水平方向上共受到三個(gè)力即F1、F2和摩擦力作用,木塊處于靜止?fàn)顟B(tài),其中F1=10N,F(xiàn)2=2N。若撤去力F1,則木塊在水平方向受到的合力為()
A.10N,方向向左
B.8N,方向向右
C.2N,方向向左
D.零
二、填空題:
11.如圖所示,質(zhì)量為m、橫截面為直角三角形的物塊ABC,∠ABC=α,AB邊靠在豎直墻面上,F(xiàn)是垂直于斜面BC的推力,現(xiàn)物塊靜止不動(dòng),則摩擦力的大小為__________。
12.如圖所示,長為5m的細(xì)繩兩端分別系于豎立在地面上相距為4m的兩桿的頂端A、B。繩上掛一個(gè)光滑的輕質(zhì)掛鉤,其下連著一個(gè)重為12N的物體。平衡時(shí)繩中的張力T=__________。
13.小分別為4N、9N和11N牛的三個(gè)共點(diǎn)力,它們之間的夾角可以變化,則它們的合力的最大值是__________;合力的最小值是__________
三、計(jì)算題:
14.如圖所示,B、C兩個(gè)小球均重G,用細(xì)線懸掛而靜止于A、D兩點(diǎn)。求:
(1)AB和CD兩根細(xì)線的拉力各多大?
(2)細(xì)線BC與豎直方向的夾角是多少?
15.一個(gè)木塊放在斜面上,用沿斜面方向的輕彈簧拉著處于靜止。要使木塊靜止在斜面上,彈簧的最小伸長為ΔL1,最大伸長為ΔL2,已知彈簧的倔強(qiáng)系數(shù)為k。木塊在斜面上受到的最大靜摩擦力是多少?
16.在水平地面上放一重為30N的物體,物體與地面間的滑動(dòng)摩擦系數(shù)為/3。若要使物體在地面上做勻速直線運(yùn)動(dòng),問F與地面的夾角為多大時(shí)最省力,此時(shí)的拉力多大?
17.計(jì)算下列各圖所示的支架中輕桿和輕繩上的力的大小
參考答案
1、B2、D3、A4、B5、D6、ABCD7、D8、B9、A10、D11、mg+Fsin12、10N
13、24N,014、(1)TAB=G,TCD=G(2)6015、
16、物體受力如圖所示,因?yàn)槲矬w做勻速直線運(yùn)動(dòng),所以物體所受合外力為零。有:Fx=Fcos-f=0
Fy=N+Fsin-mg=0
二式聯(lián)立可解得:F=
要使力F有最小值,則需有最大值
=(cos+sin)
令tg=,則=[cos(-)]
當(dāng)=時(shí),cos(-)有最大值等于1
=
Fmin===15N
此時(shí)力F與地面的夾角=tg-1=tg-1=30
17、計(jì)算下列各圖所示的支架中輕桿和輕繩上的力的大小
分析:(1)O點(diǎn)的受力分析如圖:
由三角函數(shù)關(guān)系可知:
TA=T/sin=100=N
NB=T/ctg=100=N
(2)O點(diǎn)的受力分析如圖:
由相似三角形可得:
==
TA=100=150NNB=100=200N
(3)O點(diǎn)的受力分析如圖:
由正弦定理可得:
==
TA=T=100NNB=100N=173N