物理(必修一)教学案 第三章研究物体间的相
物理必修一第三章复习教案
第三章 研究物体间的相互作用知识总结:产生:①物体直接接触,②接触处物体发生了弹性形变方向:弹力的方向与施力物体的形变方向相反,与受力物体的形变方向相同①在接触面上产生的弹力的方向与面垂直;②绳产生的弹力方向沿绳指向绳收缩的方向。
产生:①物体直接接触,②接触处物体发生了弹性形变方向:弹力的方向与施力物体的形变方向相反,与受力物体的形变方向相同①在接触面上产生的弹力的方向与面垂直;②绳产生的弹力方向沿绳指向绳收缩的方向。
产生:①物体接触且挤压②接触面粗糙③有相对运动方向:沿着接触面的切线与相对运动方向相反大小:f=u N产生:①物体接触且挤压②接触面粗糙③有相对运动方向:沿着接触面的切线与相对运动方向相反大小:f=u N产生:①物体接触且挤压②接触面粗糙③有相对运动趋势方向:沿接触面的切线,与相对运动趋势方向相反大小:0<f≤ fm产生:①物体接触且挤压②接触面粗糙③有相对运动趋势方向:沿接触面的切线,与相对运动趋势方向相反大小:0<f≤ fm滑动摩擦力滑动摩擦力静摩擦力静摩擦力摩擦力摩擦力弹力弹力力的合成与分解力的合成与分解合力与分力:等效代替关系遵守的定则:平行四边形定则合力范围:≤F≤F1+F2合力与分力:等效代替关系遵守的定则:平行四边形定则合力范围:≤F≤F1+F2两种常见的力两种常见的力力力物体的平衡物体的平衡3.1 探究形变与弹力的关系学习重点: 1. 弹力有无的判断。
2. 弹力方向的判断。
主要内容:一、形变物体的形状和体积的改变叫形变。
1.形变产生的原因是受到了外力作用。
任何物体在外力的作用下都能发生形变。
只是形变的明显程度不同。
把微小变化放大以利于观察或测量的实验方法,叫“微量放大法”。
2.形变的分类A.弹性形变:在外力停止作用后,能够恢复原来形状的形变,如弹簧、钢条在通常情况下发生的形变都叫做弹性形变。
B.非弹性形变:在外力停止作用后,不能恢复原来形状的形变,如保险丝、橡皮泥等发生的形变都叫做塑性形变(非弹性形变)。
高中物理必修一第三章教案
学生活动:做例题中物体受力的图示,教师巡回指导,帮助水平较差的学
实验的原理是什么呢?
图3-2-1
通过上面的实验,我们观察到什么样的实验现象?
)杆靠在墙上.
图3-2-6
通过以上的实验,我们可以得出怎样的结论?
弹簧弹力的大小与弹簧的形变量成正比. F=kx.
这个规律叫做胡克定律,是英国科学家胡克首先发现的,其中式子中
图3-2-8
弹簧的劲度系数为1 N/m B.弹簧的劲度系数为
是两个长方形的物块,F是作用在物块
的物体分别置于质量为M的物体的两侧,
放在B的上面,A的右端板
书
设
计
总
体
木片和橡皮筋同时发生了形变,说明两个物体都受到了力的作用
图3-5-8。
物理新学案同步粤教版必修一讲义:第三章 研究物体间的相互作用 第一节
第一节探究形变与弹力的关系[学习目标]1.知道常见形变和弹性形变.2.知道弹力产生的原因和条件.3.知道压力、支持力和拉力都是弹力,会分析弹力的方向,能正确画出力的图示及示意图.4.掌握胡克定律,会用F =kx分析、解决有关问题.一、认识形变1.形变:物体形状发生变化.2.分类:压缩形变、拉伸形变、弯曲形变和扭曲形变等.3.任何物体都能发生形变.有时形变比较明显,有时很微小,需要借助仪器才能观察到.二、弹性与弹性限度1.弹性:弹簧具有恢复原状的性质.2.弹性形变:任何物体受到外力作用后都会产生形变,撤去外力后,物体能完全恢复原状的形变,称为弹性形变.3.弹性限度:如果外力过大,撤去外力后,物体形状不能完全恢复,我们称这种现象为超过了物体的弹性限度.三、探究弹力1.弹力:产生形变的物体由于要恢复原状,会对与它接触的物体产生力的作用,这种力称为弹力.2.弹力是由施力物体(填“受力物体”或“施力物体”)发生形变而产生的.3.几种弹力的方向(1)压力或支持力的方向:压力的方向垂直于支持面指向被压的物体;支持力的方向垂直于支持面指向被支持的物体.(2)绳子对物体的拉力方向:沿绳子指向绳子收缩的方向.4.胡克定律(1)内容:在弹性限度内,弹簧弹力F的大小与弹簧的伸长(或缩短)量x成正比.(2)公式:F=kx.k为弹簧的劲度系数,单位为N/m,不同的弹簧,其劲度系数不同.四、力的图示1.力的示意图:用一带箭头的线段表示.2.力的图示:用线段的长度表示力的大小,线段的箭头指向力的方向,箭尾(或箭头)表示力的作用点.1.判断下列说法的正误.(1)只要两物体接触就一定产生弹力.(×)(2)发生形变后的物体撤去外力后都能够恢复原状.(×)(3)绳对物体的拉力方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向.(√)(4)静止在水平地面上的物体受到向上的弹力是因为地面发生了形变.(√)(5)由F=kx可知,在弹性限度内弹力F的大小与弹簧的长度成正比.(×)2.弹簧的原长为10 cm,它下面挂一个重为4 N的物体时,弹簧长为12 cm,则该弹簧的劲度系数为N/m.若在它下面挂一个重为6 N的物体,则弹簧的伸长量为cm.(弹簧始终处于弹性限度内)答案20033.小明用20 N的水平力推桌子(如图1所示),作出此力的图示和力的示意图.图1答案一、形变和弹力1.如图2所示,取一个玻璃瓶,里面盛满水,用穿有透明细管的橡皮塞封口,使水面位于细管中,用手捏玻璃瓶,会看到什么现象?说明什么?图2答案用手捏玻璃瓶,管中水面上升.说明受压时玻璃瓶发生形变,体积变小了.2.用手压橡皮泥,橡皮泥发生形变;脚踩在松软的泥土上,留下了深深的脚印(形变),这两种形变与玻璃瓶的形变有什么不同?答案橡皮泥、泥土受力后发生的形变,在撤去外力后不能恢复原状(非弹性形变),玻璃瓶的形变在撤去外力后能恢复原状(弹性形变).3.如图3所示,被拉长的弹簧对手有一个拉力的作用,这个拉力是如何产生的?图3答案弹簧受到拉力后发生形变(伸长),发生形变的弹簧要恢复原状,对手就产生了拉力.1.弹性形变和非弹性形变弹性形变:撤去外力后能恢复原状的形变.非弹性形变:撤去外力后不能恢复原状的形变.发生弹性形变的物体,外力过大,超过一定的限度(弹性限度),会变成非弹性形变.2.弹力的产生必须同时具备两个条件:(1)两物体直接接触;(2)两物体接触处发生弹性形变.例1关于弹力的产生,下列说法正确的是()A.木块放在桌面上受到一个向上的弹力,这是由于木块发生微小形变而产生的B.木块放在桌面上,木块没有形变,所以对桌面没有施加弹力C.拿一根细竹竿拨动水中的木头,木头受到细竹竿的弹力,这是由于木头发生形变而产生的D.挂在电线下面的电灯受到向上的拉力,是因为电线发生微小的形变而产生的答案D解析木块和桌面相互作用,都会发生微小的形变.桌面发生微小形变对木块有向上的弹力即支持力;木块由于发生微小形变对桌面有向下的弹力即压力,A、B错;木头受到的弹力是由细竹竿发生形变而产生的,C错;电灯受到的拉力是电线发生微小形变而产生的,D对.二、力的图示如图4所示是足球撞击球网的瞬间.图4若足球对球网的作用点为图中的A点,且作用力F方向水平向右,大小为50 N,请画出该力的图示和力的示意图.答案如图所示力的图示力的示意图力的图示和力的示意图的区别力的图示可以表示力的三个要素,即大小、方向和作用点.力的示意图只能表示力的两个要素,即方向和作用点.例2在图5甲中木块P点,用与水平方向成30°角斜向右上方的150 N的力拉木块;在图乙中木块的Q点,用与竖直方向成60°角斜向左上方的20 N的力把木块抵在墙壁上,试作出甲、乙两图中所给力的图示.图5答案如图所示力的图示与力的示意图的画法作图步骤力的图示力的示意图选标度选定标度(用某一长度的线段表示一定大小的力)画线段从作用点开始沿力的方向画一线段,根据选定的标度和力的大小按比例确定线段长度从作用点开始沿力的方向画一适当长度线段标方向在线段的末端标出箭头,表示方向在线段的末端标出箭头,表示方向三、弹力有无的判断弹力方向的确定(1)试分析图6中半圆柱体上A、B、C三点所受的弹力方向.图6(2)如图7所示,小球放于固定的两个平滑的木板之间,且与两木板接触.图7①试画出小球受到的作用力(重力和弹力);②两相互接触的物体间一定有弹力吗?答案(1)如图所示(2)①如图所示②两相互接触的物体间不一定有弹力,例如A处无弹力.1.弹力的方向与施力物体形变方向相反,作用在迫使物体发生形变的那个物体上,几种常见情况如下:(1)压力、支持力的方向:总是垂直于接触面,若接触面是曲面,则垂直于接触面的切面;若接触面是球面,弹力方向的延长线或反向延长线过球心,如图8所示.图8(2)绳的拉力方向:总是沿着绳并指向绳收缩的方向.2.弹力有无的判断(1)对于明显形变的情况,可以根据弹力产生条件直接进行判断.(2)对于不明显形变的情况,可利用假设法进行判断,具体有下列两种方法:①假设无弹力:假设撤去接触面,看物体还能否在原位置保持原来的状态,若能保持原来的状态则说明物体间可能无弹力作用;否则,有弹力作用.②假设有弹力:假设接触物体间有弹力,画出假设状态下的受力分析图,判断受力情况与所处状态是否矛盾,若矛盾,则不存在弹力;若不矛盾,则存在弹力.如图9中,若A处有弹力,则无法使球处于静止状态,故A处无弹力.(接触面均光滑)图9例3在如图10所示的各图中画出物体P受到的各接触点或接触面对它的弹力的示意图,各图中物体P均处于静止状态.图10答案见解析图解析题图甲中P与斜面的接触面为平面,P受到的支持力垂直于斜面向上;题图乙中A、B两点都是球面与平面的接触点,弹力应垂直于平面,且必过球心,所以A点弹力方向水平向右,B点弹力方向垂直于斜面指向左上方,且都过球心;题图丙中绳的拉力应沿着绳指向绳收缩的方向,因此绳的弹力方向沿绳向上;假设斜面B对小球P有弹力作用,小球P则不能保持静止,所以题图丙中小球不受斜面弹力的作用.题图丁中A点属于杆与球面的接触点,弹力应垂直于球面的切面斜向上,且必过球心O,B 点属于点与杆相接触,弹力应垂直于杆向上.它们所受弹力的示意图如图所示.判断弹力有无的两个误区1.误认为两物体只要接触就一定存在弹力作用,而忽视了弹力产生的另一条件——发生弹性形变.2.误认为有形变一定有弹力,而忽视了弹性形变和非弹性形变的区别.针对训练在图11中画出物体A所受弹力的示意图.图11答案见解析图解析支持力、压力的方向都要与接触面垂直并指向被支持或被压的物体,物体A所受弹力的示意图如图所示.【考点】弹力方向和弹力有无的判断【题点】弹力方向的判断四、胡克定律对于同一根弹簧,被拉得越长,弹簧的弹力越大,关于弹簧弹力的大小,甲说:弹簧弹力大小与其长度成正比;乙说:弹簧弹力的变化量ΔF与弹簧形变的变化量Δx成正比.哪个同学说法正确?答案甲错,乙对.弹簧的弹力与弹簧的形变量成正比,即F=kx,也有ΔF=k·Δx.胡克定律1.成立条件:在弹性限度内.2.对F=kx的理解(1)x是弹簧的形变量,而不是弹簧形变后的长度.(2)k为弹簧的劲度系数,反映弹簧本身的属性,由弹簧自身的长度、粗细、材料等因素决定,与弹力F的大小和伸长(或缩短)量x无关.(3)F-x图象是一条过原点的倾斜直线(如图12所示),直线的斜率表示弹簧的劲度系数k.图12(4)弹簧弹力的变化量ΔF与形变量的变化量Δx也成正比,即ΔF=kΔx.例4一根轻质弹簧一端固定,用大小为50 N的力压弹簧的另一端,平衡时长度为L1=20 cm;改用大小为25 N的力拉弹簧,平衡时长度为L2=35 cm;若弹簧的拉伸或压缩均在弹性限度内,求弹簧的原长和劲度系数.答案30 cm500 N/m解析设弹簧原长为L0,劲度系数为k.由胡克定律得:F1=k(L0-L1)①F2=k(L2-L0)②联立①②两式得:L0=0.3 m=30 cm,k=500 N/m.1.轻弹簧有压缩和拉伸形变,既能产生压力,又能产生拉力,方向沿弹簧的轴线方向.2.如果题目中只告诉弹簧的形变量,并没有指出是伸长还是压缩,或只告诉弹簧弹力的大小,并没有指出弹簧处于拉伸状态还是处于压缩状态,就要分别进行讨论.3.轻弹簧的一端空载时弹力为零,不空载时两端弹力必然相等.1.(对弹力概念的理解)(多选)在日常生活及各项体育运动中,有弹力出现的情况比较普遍,如图13所示的跳水运动就是一个实例.请判断下列说法正确的是()图13A.跳板发生形变,运动员的脚没有发生形变B.跳板和运动员的脚都发生了形变C.运动员受到的支持力,是跳板发生形变而产生的D.跳板受到的压力,是跳板发生形变而产生的答案BC【考点】物体的形变和弹力【题点】对弹力概念的理解2.(弹力方向的判断)在图14中画出物体A所受弹力的示意图.图14答案如图所示【考点】弹力方向和弹力有无的判断【题点】弹力方向的判断3.(弹力有无的判断)下列各图中P 、Q 两球之间不存在弹力的是(所有接触面都是光滑的)( )答案 A解析 A 图中两球间若有弹力则小球Q 将向右运动,所以P 、Q 间无弹力;B 图中两球间若无弹力,则两球将向大圆弧底部运动,所以P 、Q 间有弹力;C 图中两球间若无弹力则小球P 将向下运动,所以P 、Q 间有弹力;D 图中两球间若无弹力则小球P 将向右下运动,所以P 、Q 间有弹力.故选A.【考点】弹力方向和弹力有无的判断 【题点】弹力有无的判断4.(胡克定律的应用)如图15所示,锻炼身体用的拉力器,并列装有四根相同的弹簧,每根弹簧的自然长度都是40 cm ,某人用600 N 的力把它们拉长至1.6 m ,则( )图15A.人的每只手受到拉力器的拉力为300 NB.每根弹簧产生的弹力为150 NC.每根弹簧的劲度系数为93.75 N/mD.每根弹簧的劲度系数为500 N/m 答案 B解析 每只手的拉力均为600 N ,故A 错误;每根弹簧的弹力为6004 N =150 N ,故B 正确;每根弹簧的劲度系数k =F Δx =150 N(1.6-0.4) m =125 N/m ,故C 、D 错误.【考点】胡克定律 【题点】胡克定律的应用5.(胡克定律的应用)由实验测得某弹簧所受弹力F 和弹簧的长度l 的关系图象如图16所示,求:图16(1)该弹簧的原长为多少? (2)该弹簧的劲度系数为多少? 答案 (1)15 cm (2)500 N/m解析 (1)弹簧不产生弹力时的长度等于原长,由题图可知该弹簧的原长为l 0=15 cm. (2)据F =kx 得劲度系数:k =F x =ΔFΔl ,由题图可知,该弹簧伸长Δl =25 cm -15 cm =10 cm 时,弹力ΔF =50 N.所以k =ΔF Δl =5010×10-2 N /m =500 N/m.【考点】胡克定律 【题点】胡克定律的应用一、选择题考点一 物体的形变和弹力1.足球运动是目前全球体育界最具影响力的项目之一,深受青少年喜爱.如图1所示为三种与足球有关的情景.下列说法正确的是( )图1A.甲图中,静止在草地上的足球受到的弹力就是它的重力B.乙图中,静止在光滑水平地面上的两个足球由于接触而受到相互作用的弹力C.丙图中,落在球网中的足球受到弹力是由于足球发生了形变D.丙图中,落在球网中的足球受到弹力是由于球网发生了形变答案D解析静止在草地上的足球受到的弹力,与重力相平衡,但不是它的重力,故A错误;静止在光滑水平地面上的两个足球虽然接触,但由于没有弹性形变,所以没有受到相互作用的弹力,B错误;足球撞到网上,球网被撑开,由于球网的形变,而使足球受到了弹力,故C错误,D正确.【考点】物体的形变和弹力【题点】对弹力概念的理解2.(多选)玩具汽车停在模型桥面上,如图2所示,下列说法正确的是()图2A.桥面受向下的弹力,是因为汽车发生了形变B.汽车没有发生形变,所以汽车不受弹力C.汽车受向上的弹力,是因为桥梁发生了形变D.汽车受向上的弹力,是因为汽车发生了形变答案AC解析因为施力物体发生形变而产生弹力,故桥受向下的弹力是因为汽车发生了形变,汽车受到向上的弹力是因为桥梁发生了形变.【考点】物体的形变和弹力【题点】对弹力概念的理解考点二弹力的有无及其方向的判断3.(多选)如图3所示,图中的物体A均处于静止状态,关于物体A受到弹力作用的说法正确的是()图3A.图甲中地面是光滑水平的,A与B间存在弹力B.图乙中两斜面与水平地面的夹角分别为α、β,A对两斜面均有压力的作用C.图丙中斜面B对A无弹力的作用D.图丁中斜面光滑,A不受B对它的弹力作用答案BD解析题图甲中对B进行受力分析,B球受重力和地面的弹力的作用,二力平衡,B球静止,不可能再受到A对它的弹力作用;B选项中采用假设法,若去掉左侧的斜面,A将运动,若去掉右侧的斜面,A也将运动,所以球A对两斜面均有力的作用;C选项中假设斜面B不存在,则小球A无法在原位置保持静止,故题图丙中小球受到斜面的弹力.D选项中假设斜面B 对小球A有弹力作用,则小球A不能保持静止,所以题图丁中小球不受斜面弹力的作用.4.一杆搁在矮墙上,关于杆受到的弹力的方向,图中画得正确的是()答案D解析弹力的方向总是垂直于接触面指向受力物体,D对.5.如图4所示,球A在斜面上,被竖直挡板挡住而处于静止状态,关于球A所受的弹力,以下说法正确的是()图4A. 球A仅受一个弹力作用,弹力的方向垂直斜面向上B.球A受两个弹力作用,一个水平向左,一个垂直斜面向下C.球A受两个弹力作用,一个水平向右,一个垂直斜面向上D.球A受三个弹力作用,一个水平向右,一个垂直斜面向上,一个竖直向下答案C解析由于球A对挡板和斜面接触挤压,挡板和斜面都产生弹性形变,它们对球A产生弹力,而且弹力的方向垂直于接触面,所以挡板对球A的弹力方向水平向右,斜面对球A的弹力方向垂直于斜面向上.故球A受两个弹力作用,一个水平向右,一个垂直斜面向上.6.如图5所示,是我国极地考察破冰船——“雪龙号”.为满足破冰航行的要求,其船体结构经过特殊设计,船体下部与竖直方向成特殊角度.则船体对冰块的弹力示意图正确的是()图5答案C解析船体对冰块的弹力垂直于接触面,指向受力物体,故C正确,A、B、D错误.【考点】弹力方向和弹力有无的判断【题点】弹力方向的判断 考点三 胡克定律7.(多选)关于胡克定律,下列说法正确的是( )A.由F =kx 可知,在弹性限度内弹力F 的大小与弹簧形变量x 成正比B.由k =Fx可知,劲度系数k 与弹力F 成正比,与弹簧的形变量成反比C.弹簧的劲度系数k 是由弹簧本身的性质决定的,与弹力F 的大小和弹簧形变量x 的大小 无关D.弹簧的劲度系数在数值上等于弹簧伸长(或缩短)单位长度时弹力的大小 答案 ACD解析 在弹性限度内,弹簧的弹力与形变量遵守胡克定律F =kx ,A 正确;弹簧的劲度系数是由弹簧本身的性质决定,与弹力F 及形变量x 无关,B 错误,C 正确;由胡克定律得k =Fx ,可理解为弹簧伸长(或缩短)单位长度时受到的弹力的值与k 相等,D 正确. 【考点】胡克定律 【题点】胡克定律的理解8.(多选)弹簧原长为10 cm ,当挂上一个50 g 的钩码时,弹簧的长度变为12 cm ,当在原钩码下再挂一个同样的钩码时,弹簧仍处于弹性限度内,下列说法中正确的是(取g =10 m/s 2)( ) A.弹簧长度变为24 cm B.弹簧劲度系数为25 N/m C.弹簧伸长了4 cm D.弹簧伸长了2 cm 答案 BC解析 由题可知,F 1=mg =0.5 N ,x 1=2 cm ,根据胡克定律F =kx ,得k =0.50.02 N /m =25 N/m.当拉力F 2=1 N 时,由胡克定律得x 2=125×102 cm =4 cm ,所以弹簧的长度L =x 2+L 0=4 cm+10 cm=14 cm,选项B、C正确,A、D错误.二、非选择题9.(力的图示和力的示意图)如图6所示,叠放的物体A、B静止在水平地面上,物体A对物体B的压力是10 N,试画出这个力的图示和示意图.图6答案见解析图解析画力的图示:①选定标度:此题用2 mm长的线段表示2 N的力.②从作用点沿力的方向画一线段,线段长短根据选定的标度和力的大小画出,线段上加刻度,如图甲所示,也可以如图乙所示,从O点(用O点代替B物体)竖直向下画一段五倍于标度(即10 mm)的线段;③在线段上加箭头表示力的方向.画力的示意图:从作用点或从B的中心处沿力的方向画一线段,并加上箭头,表示方向,然后标明F N=10 N即可,如图丙所示.10.(胡克定律)如图7所示为一轻质弹簧的弹力F大小和长度L的关系图象,试由图线求:图7(1)弹簧的原长;(2)弹簧的劲度系数;(3)弹簧伸长0.10 m时,弹力的大小.(弹簧在弹性限度内)答案(1)10 cm(2)200 N/m(3)20 N解析(1)由题图知,当弹簧的弹力F=0时,弹簧的长度L=10 cm,这就是弹簧的原长. (2)由题图知,当弹簧的长度L1=15 cm,即伸长量x1=L1-L=5 cm时,弹簧的弹力F1=10 N.由胡克定律得F1=kx1,则k=10 N0.05 m=200 N/m.(3)当弹簧伸长0.10 m时,F=kx2=200 N/m×0.10 m=20 N.【考点】胡克定律【题点】胡克定律的应用。
高中物理教案必修1第三章-新人教
交互作用是我们从现代自然科学的观点考察整个运动着的物质时首先遇到的东西。
自然科学证实了……交互作用是事物的真正的终极作用。
——恩格斯第三章相互作用全章概述本章学习力的基本知识,是学习整个力学的基础和准备。
内容包括重力、弹力、摩擦力、力的合成、力的分解。
本章的内容与初中学过的有关力学知识联系密切,是初中知识的扩展和深化,是今后学好其它力学知识的基础。
在新课程标准下本章突出了以下特点:l、和过去教材相比,突出介绍了自然界中的四种相互作用,四种相互作用之间的关系没有定论的说法激起了有志者的热情与探索欲望。
2、注重从生活走向物理。
从我们熟悉的生活现象引入教学内容或回应教学内容,比如足球运动、重心改变、摩擦力的产生等等,源于生活的实例激发了大家探索的热情。
3、强调实验的作用,锻炼动手能力。
每节课都设计了若干实验,比如微小形变的演示,弹簧弹力规律的探索,滚动摩擦的研究等等。
在实验过程中体会和感悟实验方法对物理学习的重要性,激发学习物理的兴趣。
4、密切联系生活实际,源于生活并且最终服务于生活。
新课标要求1、通过实验认识滑动摩擦、静摩擦的规律,能用动摩擦因数计算摩擦力。
2、知道常见的形变,通过实验了解物体的弹性,知道胡克定律3、通过实验,理解力的合成与分解,知道共点力的平衡条件,区分矢量和标量,用力的合成与分解分析日常生活中的问题1、重力基本相互作用一、知识与技能1、知道重力产生的原因及其定义。
2、知道重力的方向以及重力的大小与物体质量的关系,能用重锤线检验一条线或一个面是否竖直或水平。
3、知道物体重心的含义4、了解力是物体对物体的作用,力的作用是相互的,认识力能使物体发生形变或运动状态发生改变5、知道力的三要素6、了解四种基本相互作用二、过程与方法1、知道人类认识力的作用是从力的作用产生的效果开始的2、能通过探究活动体验力的作用效果与力的大小、方向、作用点三个因素有关3、能通过多个实验现象归纳得出力的作用是相互的4、通过观察和亲身感受以及对初中知识的回顾,概括出重力的产生、方向及大小与什么有关,培养学生归纳总结知识的能力以及认真阅读教材的习惯5、通过“重心”概念的引人渗透“等效代换”的物理学方法三、情感、态度与价值观1、通过实例激发学生对科学的求知欲,激励探索与创新的意识2、培养主动与他人合作的精神和与他人交流的愿望,敢于质疑,勇于修正3、通过介绍“神五”发射升空过程,培养学生的爱国主义情操,了解科学技术对人类生活和社会所起的巨大推动作用★教学重点1、重力的方向以及重力的大小与物体质量的关系2、力能使物体发生形变或运动状态发生改变★教学难点1、力的作用效果与力的大小、方向、作用点三个因素有关2、重心的概念★教学方法创设情景,导入目标——自主探索,实践体验——表达交流,总结归纳★教学用具:长方形木块,锯条,橡皮条,已知质量的钩码,重锤线,铅笔,刻度尺,质量均匀分布的金属板等。
粤教版高中物理必修一第三章探究物体间的相互作用学案
第三章第一节探究形变与弹力的关系学习目标1、知道常见的形变种类;2、了解弹性、弹性形变和弹性限度3、掌握弹力的三种效果力及其方向判断方法;4、掌握胡克定律学习过程一、预习指导:1、认识形变⑴形变:在力的作用下,物体或发生变化。
⑵形变的种类:形变、形变、形变、形变等四种⑶形变的特点:任何物体在力的作用下都可发生形变,只是有的形变很,而有些形变很。
2、弹性与弹性限度⑴弹性:发生形变的物体能的性质⑵弹性形变:发生形变的物体,撤去外力后,能原状的形变⑶弹性限度:如果形变超出一定的限度,撤去外力后物体不能原来的形状,这个限度即为弹性限度。
3、弹力⑴定义:发生的物体,由于要,会对跟它的其它物体产生力的作用,这个力叫弹力。
⑵种类:、、(从力的效果分类)⑶方向:弹力的方向与两物体的接触面。
其中压力方向垂直指向的物体;支持力方向垂直指向的物体;拉力方向总是绳子指向绳子的方向。
4、胡克定律⑴内容:在弹性限度内,弹簧的弹力F的大小与弹簧的(或)量X成正比。
⑵定义式:其中K为二、课堂导学:※学习探究1、认识形变2、弹性与弹性限度弹力⑴定义:发生的物体,由于要,会对跟它的其它物体产生力的作用,这个力叫弹力。
⑵种类:、、⑶大小:与物体形变程度有关。
一般来说,同一物体,形变程度越产生的弹力越大,⑷方向:弹力的方向与两物体的接触面。
压力方向垂直指向的物体;支持力方向垂直指向的物体;拉力方向总是绳子指向绳子的方向。
⑸弹力产生的条件BA ① ② 两个条件缺一不可⑹胡克定律【实验与探究】探究弹簧弹力F 与弹簧的伸长量(或缩短量)X 之间的关系实验步骤:①器材:铁架台、两根相同的弹簧、刻度尺、钩码若干②按图安装好器材,用刻度尺量度弹簧的原长L 0并记录③先在弹簧下端挂一个钩码,稳定后量度弹簧的长度并在表3-1-1中记录有关数据④再在弹簧下端增加一个钩码,稳定后量度弹簧的长度并在表3-1-1中记录有关数据⑤在弹性限度内依次增加钩码,并且每次增加钩码后都在表3-1-1中记录有关数据结论定义式: ,用来计算弹簧弹力的大小 ,K 为 ,单位是 。
(粤教版必修1)物理第3章《研究物体间的相互作用》学案
研究物体间的相互作用一、要弄清楚的十二个问题问题一:弄清滑动摩擦力与静摩擦力大小计算方法的不同。
当物体间存在滑动摩擦力时,其大小即可由公式F μ=μF N 计算,由此可看出它只与接触面间的动摩擦因数及正压力有关,而与相对运动速度大小、接触面积的大小无关。
正压力是静摩擦力产生的条件之一,但静摩擦力的大小与正压力无关(最大静摩擦力除外)。
当物体处于平衡状态时,静摩擦力的大小由平衡条件或牛顿定律求解;而物体处于非平衡态的某些静摩擦力的大小应由牛顿第二定律求解。
例1、如图1所示,质量为m ,横截面为直角三角形的物块ABC ,,AB 边靠在竖直墙面上,F 是垂直于斜面BC 的推力,现物块静止不动,则摩擦力的大小为_________。
分析与解:物块ABC 受到重力、墙的支持力、摩擦力及推力四个力作用而平衡,由平衡条件不难得出静摩擦力大小为 。
例2、如图2所示,质量分别为m 和M 的两物体P 和Q 叠放在倾角为θ的斜面上,P 、Q 之间的动摩擦因数为μ1,Q 与斜面间的动摩擦因数为μ2。
当它们从静止开始沿斜面滑下时,两物体始终保持相对静止,则物体P 受到的摩擦力大小为:A .0; B. μ1mgcosθ;C.μ2mgcosθ;D. (μ1+μ2)mgcosθ;分析与解:当物体P 和Q 一起沿斜面加速下滑时,其加速度为:a=gsin θ-μ2gcosθ.因为P 和Q 相对静止,所以P 和Q 之间的摩擦力为静摩擦力,不能用公式求解。
对物体P 运用牛顿第二定律得: mgsin θ-f=ma所以求得:f=μ2mgcosθ.即C 选项正确。
问题二、弄清摩擦力的方向是与“相对运动或相对运动趋势的方向相反”。
滑动摩擦力的方向总是与物体“相对运动”的方向相反。
所谓相对运动方向,即是把与研究对象接触的物体作为参照物,研究对象相对该参照物运动的方向。
当研究对象参与几种运动时,相对运动方向应是相对接触物体的合运动方向。
静摩擦力的方向总是与物体“相对运动趋势”的方向相反。
高中物理第三章相互作用章末总结教案新人教版必修1(I)
高中物理第三章相互作用章末总结教案新人教版必修1(I).doc高中物理第三章《相互作用》章末总结教案新人教版必修1(I) 摘要:本教案旨在为高中物理第三章《相互作用》提供一份详尽的章末总结,帮助学生巩固和深化对力的概念、力的合成与分解、共点力平衡、摩擦力等重要知识点的理解。
一、教学目标理解力的概念及其基本性质。
掌握力的合成与分解的方法。
理解共点力平衡的条件及其应用。
掌握摩擦力的产生条件和计算方法。
培养学生解决实际问题的能力。
二、教学重点力的合成与分解。
共点力平衡的判定和计算。
摩擦力的计算和应用。
三、教学难点力的合成中平行四边形法则的理解与应用。
共点力平衡条件下的动态分析。
摩擦力方向的判断和静摩擦力的计算。
四、教学内容力的概念:力的定义、性质、作用效果。
力的合成与分解:力的矢量性质、平行四边形法则、合力与分力的关系。
共点力平衡:平衡状态的判断、平衡条件的应用、三力平衡的特殊情况。
摩擦力:摩擦力的分类、产生条件、计算方法、影响因素。
五、教学方法讲授法:对基本概念和原理进行系统讲授。
讨论法:组织学生就难点问题进行小组讨论。
案例分析法:通过具体案例分析,帮助学生理解抽象概念。
实验演示法:通过实验演示,直观展示力的作用效果。
六、教学过程导入新课:通过实际问题引入力的概念,激发学生兴趣。
讲授新知:系统讲解力的合成与分解、共点力平衡、摩擦力等知识点。
案例分析:选取典型案例,引导学生分析和解决问题。
实验演示:进行力的合成与分解的实验演示,加深理解。
课堂练习:设计相关练习题,巩固课堂所学知识。
课堂小结:总结本章重点内容,强调易错点和注意事项。
七、作业布置完成课后习题,加深对知识点的理解和应用。
准备下一章的学习内容,预习新课。
八、教学反思学生对力的合成与分解的理解是否到位。
学生在解决共点力平衡问题时是否能够灵活运用平衡条件。
学生对摩擦力的计算和应用是否熟练。
九、结语通过对第三章《相互作用》的系统学习和总结,学生应能够熟练掌握力的基本概念、力的合成与分解方法、共点力平衡条件以及摩擦力的相关知识。
高一物理必修一第三章教案
【当堂检测】1.关于力的说法,下列结论正确的是 ( )A.只有有生命的物体才会施加力 B.受力的物体同时也是施力的物体 C.静止的物体不受力,运动的物体才受力D.只有相互接触的物体间才可能相互施加力2.关于力的认识,下列说法中错误的是( )A.力是物体对物体的作用B.力能使物体发生形变或使物体的运动状态发生改变C.物体间力的作用是相互的D.只有相互接触的物体才会产生力的作用3.关于重力的说法,正确的是 ( )A.重力就是地球对物体的吸引力 B.只有静止的物体才受到重力C.重力的方向总是指向地心的 D.重力是由于物体受到地球的吸引而产生的4.关于重心,下列说法中正确的是 ( )A.重心就是物体上最重的一点 B.重心就是物体的几何中心C.直铁丝弯曲后,重心便不在中点上,但一定还在铁丝上D.重心是物体的各部分所受重力集中于一点的等效作用点5.关于四种基本相互作用,以下说法中正确的是 ( )A.万有引力只发生在天体与天体之间,质量小的物体(如人与人)之间无万有引力B.强相互作用只发生在宇宙天体等宏观物体之间C.弱相互作用就是非常小的物体间的相互作用D.电磁相互作用是不需要相互接触就能起作用的【课后拓展】1.下列关于力的说法中正确的是A.射出枪口的子弹,能打到很远的距离,是因为子弹离开枪口后受到一个推力作用B.甲用力把乙推倒,说明只是甲对乙有力的作用,乙对甲没有力的作用C.只有有生命或有动力的物体才会施力,无生命或无动力的物体只会受到力D.任何一个物体,一定既是受力物体,也是施力物体2.关于重力的说法,正确的是A.重力大小用天平测量B.静止的物体受到重力比运动的物体大C.同一物体在地球上无论怎样运动都受到重力D.重力是由于物体受到地球的吸引而产生的.如果地面上一切物体受到3.重力都消失了,则不可能出现的现象是A.江河的水不会流动B.鸡毛和铁球都可以悬浮在空中C.天不会下雨D.一切物体的质量都变为零4.一个边长为2 m的质量均匀分布的正方形薄板,一边放在水平桌面上,薄板平面与桌面垂直,绕其位于桌面上的一个顶点转到薄板平面的对角线处于竖直位置的过程中,其重心位置升高了__________m.。
高一物理必修一第三章教案学生
第三章相互作用本章教材分析第一节重力基本相互作用重点难点1.力是物体间的相互作用这是关于力的概念的最本质的描述,可从以下五个方面深入理解:(1)力是存在于两个物体之间.一个物体受到力的作用,一定有另外的物体施加这种作用.前者是受力物体(研究对象),后者是施力物体.力不能离开物体而单独存在.分析力时,要弄清该力是对谁的作用.若找不到施力物体,则该力不存在.(2)力的作用是相互的.力总是成对出现的.若甲物体对乙物体施加某种力的作用,则乙物体一定同时对甲物体施加力的作用.(3)物体间发生相互作用可以是直接接触,也可以是不直接接触.如桌面对书本的支持力和书本对桌面的压力,就是书本与桌面直接接触发生作用而产生的.而两磁铁之间的引力或斥力并不需要接触也能产生.(4)力不但有大小,而且有方向,力的大小用测力计来测量.在国际单位制中,力的单位是N(牛).力的三要素决定了力的作用效果,若其中一个要素发生变化,则力的作用效果也将发生变化.(5)力的作用效果有:①使物体发生形变;②使物体的运动状态发生改变.2、力的图示(1)物理学中,用一根带有箭头的线段来形象地表示一个力,线段的长短表示力的大小,箭头表示力的方向,箭头(或箭尾)表示力的作用点,这种表示力的方法叫做力的图示.(2)作力的图示的方法可以简单概括为“四定二标”:一定作用点,二定作用线,三定标度,四定线段长度;一标力的方向,二标力的量值.(3)力的图示与力的示意图不同.力的示意图是便于分析受力而作,侧重于画准力的方向,带箭头的线段上没有标度,线段的长度只定性显示力的大小.3、重力是由于地球的吸引而使物体受到的力(1)重力的产生.重力是由于地球的吸引而产生的.重力也叫重量,常用符号G表示.①重力的本质是地球对物体的吸引力,但不能说重力就是地球对物体的吸引力,因为地球对物体的吸引力还有一个作用效果,就是使地面上的物体能够与绕地轴转动不止的地球保持相对静止.②地球表面附近的一切物体,不论是静止的,还是运动的,不论是否与地面接触,都受重力作用.重力与运动状态和接触面情况无关.(2)重力的方向总是竖直向下的.竖直向下,沿重锤线向下的方向.物体只在重力作用下从静止开始落下的方向是竖直向下的.不能将“竖直向下”理解为“垂直于支持面向下”、“垂直于地面向下”或“指向地心的方向”.(3)重力的大小.①重力大小的计算公式是G=mg.式中m是物体的质量,单位用kg;g是一个与地理位置有关的量,反映地球对物体作用力的强弱.g值随纬度的增加而增大,随离地面高度的增大而减小,通常情况下,在地球表面附近,取g=9.8N/kg.②重力的大小可以用弹簧秤测出,其依据原理是二力平衡条件和力作用的相互性;用悬绳挂着的静止物体,用静止的水平支持物支持的物体,对竖直悬绳的拉力或对水平支持物的压力,大小等于物体受到的重力.特别注意:拉力或压力与重力大小相等是有条件的,且不能认为拉力或压力就是重力,因力的性质不同,施力物体和受力物体也不同.4、重心(1)重心是重力的等效作用点,等效法是研究物理问题常用的思维方法,它是在保证作用效果不变的前提下用一种简化的或便于研究问题的形式来代替原来的形式.重力本来是作用于物体的各个部分,为了研究问题方便,我们可以认为各部分受到的重力集中于一点,这一点就是重力的等效作用点.显然,重心并不是重力的实际作用点,也不是物体上最重的点,更不是地球只吸引那一点.(2)物体重心的位置由物体的形状及质量分布情况所决定,与物体的放置状态无关,与物体的运动状态无关.①质量均匀分布的物体,重心的位置跟物体的形状有关.有规则形状的均匀物体,它的重心就在几何中心上,如均匀球体的重心在球心.②质量分布不均匀的物体,重心的位置除跟物体的形状有关外,还与物体的质量分布有关.(3)物体的重心不一定在物体上.如均匀细直金属丝,其重心就在金属丝的中点,而当把金属丝做成金属环时,其重心就在金属环的环心处,显然已经不在物体上了.(4)对于质量分布不均匀、形状不规则的薄板状物体,可用悬挂法确定其重心的位置.(5)四种基本相互作用:万有引力,电磁相互作用,强相互作用,弱相互作用.典例剖析例1下面关于力的说法中正确的是A.单个孤立物体有时也能产生力的作用B.力在任何情况下都是成对出现的C.知道力的大小和方向就完全知道一个力D.两个相互作用的物体中,其中一个物体是施力物体,另一个物体只能是受力物体分析解答:只要有力产生,就一定有施力物体和受力物体,单个孤立物体不可能产生力的作用,因此选项A是错误的.力是物体间的相互作用,问题关键在“相互”二字上,如A与B两物体发生相互作用,A对B物体有作用力的同时B对A也有作用力,A与B两物体发生相互作用时产生一对力,因此选项B是正确的A.力有三要素,即力的大小、方向和作用点,只知道力的大小和方向还不能完全确定一个力,因此选项C是错误的.根据物体间作用的相互性,一个物体是受力物体的同时也是施力物体.因此选项D是错误的.理解和掌握了力的概念,就会判断出本题的正确答案是B.解后反思:本题的三种错误说法都是对力的概念理解模糊或认识不全造成的.对“力是物体间的相互作用”的理解,只有把握力的物质性和力的相互性,才能准确地加以判断.例2 如图1-1所示,物体A对物体B的压力是15N,试画出这个力的图示.5N分析解答:画力的图示,要严格按照图1-1.例3 关于重力,下列说法正确的是A.重力就是地球对物体的吸引力,其方向必定指向地心B.重力的大小可以用弹簧秤或天平直接测出C.质量大的物体所受重力可能比质量小的物体所受重力小D.物体对悬绳的拉力或对支承面的压力的大小可以不等于重力例4 关于重心的说法,正确的是A.重心就是物体内重力最大的部分B.因为重心是物体所受重力的作用点,所以重心在物体上,不可能在物体外C.物体升高或降低,重心相对于物体的位置保持不变D.如果物体有对称中心,则该对称中心就是重心第二节 弹力学习目标1、了解形变的概念.2、知道什么是弹力及弹力产生的条件.3.知道压力、支持力、绳的拉力都是弹力,能在具体问题中正确画出它们的方向.4.知道胡克定律的内容及适用条件.重点难点1、形变物体在外力的作用下,所发生的形状或体积的改变叫形变.(1)任何物体在外力的作用下都能发生形变,不能发生形变的物体是不存在的,不过 有的形变比较明显,可以直接看出;有的形变极其微小,要用仪器才能显示出来.把物体挂在弹簧上,弹簧伸长,对被挂物体产生向上的弹力.弹簧的伸长形变很容易看出.把物体放在坚硬的桌面上,桌面发生的形变直接观察不到,要用显示微小形变的装置把微小形变放大才能观察到.(2)在外力停止作用后,能够恢复原状的形变叫弹性形变.如在弹性限度内,弹簧、橡皮筋等的形变都属于弹性形变.在外力停止作用后,不能恢复原状的形变叫非弹性形变(也叫塑性形变),如折断的金属丝、橡皮泥等的形变都属于非弹性形变.研究弹性形变有实际意义,今后凡提到形变(除非特别指明),一般都弹性形变.(3)形变可分为拉伸(或压缩)形变、弯曲形变、扭转形变.2.弹力的产生发生形变的物体,由于要恢复原状,对跟它接触的物体会产生力的作用,这种力叫做弹力.(1)弹力的施力物体是发生形变的物体,受力物体是与施力物体接触,使施力物体发生形变且阻碍其恢复原状的物体.(2)弹力产生的条件:①两物体必须直接接触;②两物体接触处发生形变.弹力是接触力.如图1-7所示绳L 1对B 球没有拉力,绳L 2对B 球有拉力.互相接触的物体间也不一定有弹力,要看接触处是否发生形变.有些形变不容易看出,可用假设法判定.即假设把相接触的某个物体撤去,看研究对象的运动状态有无改变;若无改变,则无弹力;若有改变,则有弹力存在.(3)通常所说的压力、支持力、拉力都是由于形变产生的,都属于弹力. 3.弹力的方向弹力的方向是从施力物体指向受力物体,与施力物体的形变方向相反.具体地说:(1)绳的拉力方向总是沿绳而指向绳收缩的方向.(2)压力的方向垂直于支持面而指向被压的物体,支持力的方向垂直于支持面而指向被支持的物体.两物体的接触面大致可分成以下几种情况:①平面与平面接触的弹力方向 ,垂直于平面指向受力物体.②平面与曲面接触的弹力方向 ,过接触点,垂直于平面指向受力物体.图1-7③曲面与曲面接触的弹力方向,过接触点,垂直于过接触点的公切面而指向受力物体. ④点与平面接触的弹力方向 ,过接触点,垂直于平面指向受力物体.⑤点与曲面接触的弹力方向 ,过接触点,垂直于曲面的切面指向受力物体.(3)弹簧两端的弹力方向,与弹簧中心轴线相重合,指向弹簧恢复原状的方向.(4)轻杆两端受到拉伸或挤压时,会出现拉力或压力,拉力或压力的方向沿细杆方向.当杆发生弯曲形变时,杆中的弹力不沿杆的方向,要具体问题具体分析.4.胡克定律F=kx(1)上式适用于在弹性限度内弹簧拉伸或压缩形变所产生的弹力的大小计算.(2)式中的k 为弹簧的劲度系数,是弹簧本身的一种物理性质,与外力无关,其大小只与弹簧的长短、粗细及材料有关.(3)x 为弹簧的形变量的大小,0l l x -=,式中的0l 为弹簧的自然长度,l 为弹簧发生形变后的长度.典例剖析例1 下列说法正确的是 ( )A .木块放在桌面上要受到一个向上的弹力,这是由于木块发生微小的形变而产生的B .拿一细杆拨动水中的木头,木头受到细杆的弹力,这是由于木头发生形变而产生的;C .绳对物体的拉力方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向;D .挂在电线下面的电灯受到向上的拉力,是因为电线发生微小的形变而产生的;例2 均匀球体分别静止在如图1-8所所示位置.(a )图与(b )图中BC 板固定不动,图(c )中BC 是可绕C 轴自由转动的光滑木板.求以上三种情况下,球体A各受哪几个力的作用?例3 在图1-10中,圆弧形槽中有一金属杆,画出金属杆受到的弹力.图1-8 图1-9例4一弹簧受到80牛的拉力作用时弹簧伸长为14㎝,弹簧受到40牛的压力作用时,弹簧长度为8㎝,试求该弹簧的劲度系数与原长.本节小结知识点内容说明或提示形变物体在力的作用下所发生的形状或体积的变化叫形变.在外力停止作用后能恢复原状的形变叫弹性形变.在无特别说明时,形变通常指弹性形变.弹力产生的条件两个物体直接接触且发生(弹性)形变.可用假设撤物法判断有无弹力.常见弹力的方向压力的方向:垂直支持面指向被压物体.支持力方向:垂直支持面指向被支持的物体.绳子的拉力:沿绳指向绳收缩的方向.弹力的方向;从施力物体指向受力物体,与施力物体形变的方向相反.弹力大小形变越大,弹力越大.弹簧的弹力跟弹簧伸长(或缩短)的长度成正比.胡克定律F=kx图1-11第三节摩擦力学习目标1、理解滑动摩擦力的概念,知道滑动摩擦力产生的条件,会判断滑动摩擦力的方向,会用公式F f=μF N计算滑动摩擦力的大小.2、了解静摩擦力和最大静摩擦力的概念.知道静摩擦力产生的条件,会判断静摩擦力的方向,并能根据对物体受力情况的分析确定静摩擦力的大小.重点难点1、滑动摩擦力(1)定义:当一个物体在另一个物体表面上相对于另一个物体滑动时,受到另一个物体阻碍它相对滑动的力,这种力叫滑动摩擦力.(2)产生条件:产生滑动摩擦力要同时具备三个条件:①两物体之间的接触面粗糙.凡题中写明“接触面光滑”、“光滑物体”等,均不考虑摩擦力.②两物体接触且要相互挤压,即两物体之间存在弹力.③两物体之间有相对运动.(3)滑动摩擦力的方向:总跟接触面相切,与物体相对运动方向相反.不要把“物体的相对运动方向”与“物体的运动方向”等同起来,也就是说摩擦力可以作为物体运动的动力,但是必然要阻碍物体间的相对运动.(4)滑动摩擦力的大小:滑动摩擦力的大小跟压力成正比.计算公式:F=μF N①公式中的FN是两个物体表面间的压力,性质上是弹力,它不是物体的重力.大小也不一定总等于重力.②μ的大小由相互接触的两物体的材料和表面情况(如粗糙程度等)决定,与两个物体间的压力大小及物体的运动情况无关.③μ的大小和接触面积的大小没有关系.2.静摩擦力(1)定义:一个物体在另一个物体的表面上相对于另一个物体静止但存在着相对运动趋势时,所受到的另一个物体阻碍其发生相对运动的力,这种力叫静摩擦力.(2)产生条件:产生静摩擦力要同时具备三个条件:①两物体之间的接触面粗糙.凡题中写明“接触面光滑”、“光滑物体”等,均不考虑摩擦力.②两物体接触且要相互挤压,即两物体之间存在弹力.③两物体之间相对静止且有相对运动趋势.(3)静摩擦力的方向:总跟接触相切,与物体相对运动趋势的方向相反静摩擦力方向的可以用假设法加以判断:①选取研究对象,即受静摩擦力的物体;②选参照物体,就是与研究对象直接接触且施加静摩擦力的物体;③假设接触面光滑,找出研究对象相对参照物体的运动方向即相对运动趋势的方向;④确定静摩擦力的方向,与相对运动趋势的方向相反。
高中物理 第三章 相互作用全章教案 新人教版必修1(2021年最新整理)
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第三章相互作用用力的图示法表示拉力.解析:画力的图示要严格按照以下步骤进行:(1)选定标度.(2)从作用点沿力的方向画一线段,线段长短按选定的标度和力的大小画.线段上加刻度,如图甲所示从O点竖直向上画一段3倍于标度的线段;(3)在线段终点上加箭头表示力的方向.为了简便也可以照图乙那样不画物体,而用质点来表示物体,画出力F的图示.学生活动:做例题中物体受力的图示,教师巡回指导,帮助水平较差的学生,把做得好的同学的图示用实物投影投到大屏幕上,和学生自己做的进行比较,也可以让同位之间互换进行检查,找出对方的缺点,锻炼学生发现错误的能力.(3)力的示意图由于高中对物体进行受力分析的时候很多,力的图示画起来比较麻烦,我们以后会经常画一种简化的力的图示--力的示意图.力的示意图是在力的图示的基础上,不对力的大小有具体的要求,只画力的作用点和方向,表示物体在这个方向上受到了力.我们在以后经常要用到这种方法,希望大家能够熟练掌握.[课堂训练][参考案例]用悬挂法确定薄板的重心这是一种老师们比较熟悉的方法.演示时可以增加重心在物体之外的情况.例如,如图3—1—2所示的薄板,在用悬挂法确定了物体的重心之后,在板上固定一条细线ab,再在其重心c 处拴上细线提拉,可使薄板水平平衡.生:可以用悬挂的方法来确定这块薄木板的重心位置.师:实验的原理是什么呢?生:根据物体的拉力和物体的重力平衡,拉力的方向一定是竖直向上,绳子的反向延长线一定通过重心的位置,我们可以改变薄木板的悬挂点,用两条直线的交点来确定薄木板的重心.师:很好,根据自己的实验方案,大家分组进行实验,同时,也可以选择其他的物体想办法测出他们的重心,例如我们的直尺、三角板、物理课本、橡皮等等.(学生进行分组实验,寻找薄物体的重心)三、四种基本相互作用(学生自己阅读教材第56页四种基本相互作用)注:由于这一部分是属于了解性质的问题,让学生自己阅读,有利于提高学生阅读科技论文的能力,是学生提高自己水平的很好机会,老师一定要相信学生有这个能力,不能把一切都进行讲解,而是应该把这一部分时间让学生自由支配,锻炼学生的自学能力,为终身学习作好准备.师:请同学们把自己阅读的内容总结一下.生:这一部分叙述的是自然界的四种基本相互作用,它们分别是万有引力、电磁相互作用、强相互作用和弱相互作用.师:它们的基本特点是什么?生:万有引力相互作用存在于一切物体之间,相互作用的强度随距离的增大而减小;电磁相互作用是存在于电荷之间和磁体之间,它们的本质是相同的,称之为电磁相互作用;强相互作用和弱相互作用存在范围很小,它们的作用范围只有10—15m,但是弱相互作用的强度只有强相互作用的10-12.师:刚才这几位同学总结得非常好,自然界的这四种相互作用是近几十年才发现的,许多科学家都认为这四种相互作用是一种相互作用不同的体现形式,也就是说有更为一般的一种相互作用就可以解释自然界所有的力学现象了,这里面包括著名科学家爱因斯坦也支持这种说法,并且在晚年致力于统一场方面的研究但没有成功.这也给我们同学们留下了需要研究的问题,希望有一天我们的同学当中有一位能够解决这个问题.点评:通过讲解这一部分,可以激发学生对科学前沿的了解,积极投身到为科学而献身的队伍中去.[小结]力的概念在初中已经有所接触,但是它的理解仍然是一个难点,关键是在于力是物体间的相互作用这一问题上,并且两个力地(2)力的示意图:用一条带箭头的线段表示力的方向和作用点.[延伸思考]是否只有接触的物体之间才有力的作用?举例说明.答案不是.例如:两个相距一定距离的同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引;同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引等.二、重力1.重力定义:由于地球的吸引而使物体受到的力,叫做重力.2.产生原因:重力是由于地球的吸引而使物体受到的力.但不能说成“重力就是地球对物体的吸引力”.3.大小:G=mg,g为重力加速度,g=9.8 m/s2,同一地点,重力的大小与质量成正比,不同地点重力的大小因g值不同而不同.(注意:重力的大小与物体的运动状态无关,与物体是否受其他力无关)4.方向:重力的方向总是竖直向下的(竖直向下不是垂直于支撑面向下,也不是指向地心).5.作用点:在重心上.(1)重心是物体各部分所受重力的等效作用点.(2)重心位置与质量分布和物体形状有关,质量分布均匀、形状规则的物体的重心在物体的几何中心上.重心可以不在(填“可以不在"或“一定在”)物体上.[典例解析]一、对力的概念的理解例1下列关于力的说法中正确的是()A.甲用力把乙推倒,说明甲对乙有力的作用,乙对甲没有力的作用B.只有有生命或有动力的物体才会施力,无生命或无动力的物体只会受力,不会施力C.任何一个物体,一定既是受力物体,也是施力物体D.两个力的大小都是5 N,则这两个力一定相同解析甲推乙的同时,乙也在推甲,力的作用是相互的,A错;不论物体是否有生命或是否有动力,它们受到别的物体作用时都会施力.例如马拉车时,车也拉马;书向下压桌子,桌子也向上支撑书,B错;由于自然界中的物体都是相互联系的,找不到一个孤立的、不受其他物体作用的物体,所以每一个物体都受到别的物体的作用,是受力物体,同时也对其他物体施力,即又是施力物体,C对;力是矢量,比较两个力是否相同,除了比较其大小还要比较其方向,D错.答案C二、力的图示和示意图例2在图3甲中木箱P点,用与水平方向成30°角斜向右上的150 N的力拉木箱;在图乙中木块的Q点,用与竖直方向成60°角斜向左上的20 N的力把木块抵在墙壁上.试作出甲、乙两图中所给力的图示,并作出图丙中电灯所受重力和拉力的示意图.图3答案如图所示三、重力和重心的特点例3关于重力和重心,下列说法正确的是()A.当物体漂浮在水面上时重力会减小B.放置在水平面上的物体对水平面的压力就是物体的重力C.物体的重心位置总是在物体的几何中心上D.物体的重心位置可能随物体形状的变化而改变解析物体的重力与物体所处状态无关,A错;物体对水平面的压力与物体的重力的施力物体及受力物体不同,B错;物体的重心位置与物体的形状及质量分布有关,只有质量分布均匀、形状规则的物体的重心才在其几何中心,C错,D对.答案D[巩固训练]1.(对力的概念的理解)关于力,下列说法正确的是() A.有的物体自己就有力,如爆炸的手榴弹,所以这个力可以没有施力物体B.力不能离开物体而存在C.不接触的物体之间一定没有力的作用D.有的物体只是施力物体而不是受力物体2.(重力的特点)关于物体所受的重力,以下说法正确的是()A.物体只有在地面上静止时才受到重力作用B.物体落向地面时,它受到的重力大于它静止时所受到的重力C.物体在向上抛出时受到的重力小于它静止时所受到的重力D.同一物体在同一地点,不论其运动状态如何,它所受到的重力都是一样大的3.(对重心的理解)下列关于重心的说法中正确的是() A.任何有规则形状的物体,它的重心一定与它的几何中心重合B.用一条绳子把一个物体悬挂起来,物体处于完全静止状态,该物体的重心不一定在绳子的延长线上C.任何物体的重心都在物体内,不可能在物体外D.重心与物体的形状和物体的质量分布有关4.(力的图示和示意图)如图4所示,叠放的物体A、B静止在水平地面上,物体A对物体B的压力是10 N,试画出这个力的图示和示意图.图4长的橡皮筋、被拉长的弹簧等等.生3:弹簧还可以由于被压缩而产生形变,我们可以把这种形变叫做压缩形变,同样的例子还有被压缩的面包、海绵等等.生4:绳子被扭转后也会发生形变,我们可以称之为扭转形变,被扭转的金属也有这样的特征.师:(鼓励)刚才同学们总结得非常好,我们可以根据形变的不同状况把形变分为弯曲形变、拉伸或压缩形变以及扭转形变.刚才举的那些例子都很容易观察到,如果一本书放在桌面上,书和桌面发生形变了没有?生1:没有.生2:可能发生了形变,但是由于形变量太小,所以肉眼观察不出来.师:我们来看这样几个实验.(实验参考,如图3-2—1所示,用手压扁平瓶子的不同部位,细管中的液面上升或下降,通过观察液面的升降可以判断瓶子发生形变;在一个大桌上放两个平面镜,用小型激光源发射激光照射平面镜M,用力压桌面,让一束光依次被两面镜子反射,通过反光镜的放大原理可以使墙上的光点移动很大的距离.(演示实验)师:在这个例子中,倾斜的墙面对小球有没有弹力的作用呢?生l:墙和小球之间好像应该有弹力.生2:不好判断,因为二者虽然接触但是它们的形变情况从图中观察不出来.生3:产生弹力的必要条件是接触,充分条件是挤压产生形变.在上图中与小球相接触的有两点A和B,因此小球所受到的弹力只能来自这两点,但是有接触并不一定就产生弹力,必须要挤压才产生形变.对月点来说,小球一定与水平面挤压,因为假设没有水平面,小球在重力作用下一定掉下来,因此B点有弹力且方向垂直于B点的切面指向圆心;对于.A点来说,假设受到侧壁的弹力F,则F将会使小球向右运动,这与题目(小球静止)相矛盾,所以侧壁对小球没有弹力,小球受力情况如图所示,两力大小相等、方向相反.师:刚才那位同学分析得非常好,这种方法我们以后经常用来判断力的有无,这种方法叫做假设法,就是假设这个力存在,看在这个力存在时作用效果是否与物体实际的运动状态相符合,如果确实符合,说明这个力确实存在,如果不相符合,可以判定这个力不存在.三、胡克定律师:下面我们大家设计一个实验,实验的目的是寻找与弹簧的弹力有关的因素.学生设计实验,然后分组实验参考实验案例如图3—2-6所示,用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力,系统静止时,弹簧的弹力等于所悬挂钩码的总重;弹簧的长度及伸长量可由刻度尺测出.注意事项(1)本实验要求定量测量,因此要尽可能减小实验误差.标尺要竖直且紧靠指针以减小读数带来的误差,每次改变悬挂钩码个数后,要待系统稳定后再读数.(2)实验中所提供的米尺精确度为1 mm,应估读一位.(3)弹簧组的说明书已说明每个弹簧的弹性限度,注意不要超过它的弹性限度使用.建议做法:(1)选择器材:从弹簧组中选择一只弹簧(注意它的弹性限度)悬挂在铁架台的横杆上;实验桌上有200g、50g的钩码各一盒,选择50g钩码来做这一实验.(想一想,为什么?)(参考答50kg的钩码质量比较小,容易调节,另外增加一个不会损坏弹簧)(2)首先将实验装置调整妥当(如整个装置是否竖直平稳,标尺与弹簧的距离是否合适,标尺面与弹簧上的指针是否在同一平面内,是否便于读数等).(3)读出弹簧自然下垂时指针所指刻度.(4)悬挂50g钩码一个,待稳定后,读出弹簧上指针所指刻度并计算出弹簧的伸长量记入表格(5)逐个增加钩码,重复第4步,至少做5组数据.初态指针对应刻度(cm)弹簧弹力(N)指针所指刻度(cm)弹簧伸长量(cm)(6)图象法处理数据:在下面的坐标纸上,以弹簧弹力为纵轴,弹簧伸长量为横轴建立坐标系,如图3—2—?所示.描出5个特殊点,以寻找弹簧弹力和弹簧伸长量之间的关系.拓展一步:常用的实验数据的处理方法有:计算法(求比值、2.公式:F=kx。
3.3摩擦力 优秀教案优秀教学设计 高中物理必修一·第三章:相互作用
3.摩擦力一、教材内容分析摩擦力是高中物理第一册第三章第三节的内容,它既是本章的重点,又是以后学习牛顿运动定律、物体平衡、动量、能量等知识的基础。
因此,学生对该内容学习的好坏将直接影响到许多力学问题的解决。
本节课的重点是静摩擦力、滑动摩擦力产生的条件并得出关系F =μFN。
本人在设计中对教材进行了有意识和有针对性的选择和处理。
首先,把教材中一课时内容分为二课时,静摩擦力、滑动摩擦力基本概念上一课时,这样学生会有充足的时间去科学探究;另一课时为习题练习及深理解;其次,将教师演示实验和学生分组探究实验结合;第三,鼓励学生在讨论交流的过程互相学习,以培养学生的实验设计能力,动手操作能力和友好合作精神,从而使学生积极、主动地参与到探究过程中来,从中体验科学探究与发现的成就感。
二、学生情况简单分析我校的学生基础比较扎实,在初中已初步了解和掌握了摩擦力的基本概念,只是对摩擦力的方向及大小的计算并不了解;并且初步具备了设计实验方案的能力和较强的动手操作能力交流与合作的学习习惯。
通过开学二个月的教学,本人基本了解了所教学生的学习现状和发展潜能,确定合适的教学起点、教学侧重点,使教学设计和教学实施具有针对性,避免盲目性。
三、教学目标知识与技能1.知道静摩擦力的产生条件认识静摩擦的规律,知道静摩擦力的变化范围及其最大值.2.知道最大静摩擦力略大于滑动摩擦力.3.会根据物体的平衡条件简单地计算静摩擦力的大小.4.知道滑动摩擦力的产生条件,认识滑动摩擦的规律.知道动摩擦因数与相互接触的物体的材料和接触面的粗糙程度有关,会判断滑动摩擦力的方向.5.能运用滑动摩擦力公式来计算滑动摩擦力.过程与方法1.通过观察演示实验,概括出摩擦力产生的条件及摩擦力的特点,培养学生的观察、概括能力。
通过静摩擦力与滑动摩擦力的区别对比,培养学生分析综合能力.2.培养学生的实验探究能力,让学生学会在实验中控制变量和实验条件.3.通过自己动手实验,培养学生解决问题的能力.情感态度与价值观1.利用实验和生活实例激发学生学习兴趣.2.培养学生实践——认识(规律)——实践(解决实际问题)的思想.3.在研究问题时,要培养突出主要矛盾,忽略次要因素的思维方法.由静摩擦力增大到一定值时,继续增加外力则受滑动摩擦力,使同学培养辩证思维的方法。
2018版物理粤教版必修一文档:第三章 研究物体间的相
习题课(二) 力的合成与分解、共点力的平衡[学习目标] 1.熟练力的合成与分解的方法,进一步理解共点力作用下物体的平衡条件.2.掌握矢量三角形法解共点力作用下的平衡问题.3.掌握动态平衡问题的分析方法.4.掌握整体法和隔离法分析连接体平衡问题.一、处理共点力平衡问题的常用方法1.力的合成法——用于受三个力而平衡的物体 (1)确定要合成的两个力;(2)根据平行四边形定则作出这两个力的合力;(3)根据平衡条件确定两个力的合力与第三个力的关系(等大反向); (4)根据三角函数或勾股定理解三角形.2.正交分解法——用于受三个及以上的力而平衡的物体 (1)建立直角坐标系; (2)正交分解各力;(3)沿坐标轴方向根据平衡条件列式求解.例1 如图1所示,光滑半球形容器固定在水平面上,O 为球心.一质量为m 的小滑块,在水平力F 的作用下静止于P 点.设滑块所受支持力为F N ,OP 与水平方向的夹角为θ,下列关系正确的是( )图1A .F =mgtan θB .F =mg tan θC .F N =mgtan θD .F N =mg tan θ答案 A解析 方法一:合成法.滑块受力情况如图所示,由平衡条件知:F =mg tan θ,F N =mgsin θ.方法二:正交分解法.将小滑块受的力沿水平、竖直方向分解,如图所示. mg =F N sin θ F =F N cos θ联立解得:F =mg tan θ,F N =mgsin θ.解共点力平衡问题的一般步骤1.选取研究对象,对于由相互作用的两个或两个以上的物体构成的系统,应明确所选研究对象是系统整体还是系统中的某一个物体(整体法或隔离法). 2.对所选研究对象进行受力分析,并画出受力分析图.3.对研究对象所受的力进行处理.对三力平衡问题,一般根据平衡条件画出力合成的平行四边形.对四力或四力以上的平衡问题,一般建立合适的直角坐标系,对各力按坐标轴进行分解.4.建立平衡方程.对于四力或四力以上的平衡问题,用正交分解法列出方程组.例2 如图2所示,质量为m 的物体置于倾角为θ的固定斜面上.物体与斜面之间的动摩擦因数为μ,先用平行于斜面的推力F 1作用于物体上使其能沿斜面匀速上滑,若改用水平推力F 2作用于物体上,也能使物体沿斜面匀速上滑,则两次的推力之比F 1F 2为( )图2A .cos θ+μsin θB .cos θ-μsin θC .1+μtan θD .1-μtan θ答案 B解析 F 1作用时,物体的受力情况如图甲所示,根据平衡条件得F 1=mg sin θ+μF N1 F N1=mg cos θ 解得:F 1=mg sin θ+μmg cos θF 2作用时,物体的受力情况如图乙所示,根据平衡条件得 F 2cos θ=mg sin θ+μF N2 F N2=mg cos θ+F 2sin θ 解得:F 2=mg sin θ+μmg cos θcos θ-μsin θ所以F 1F 2=cos θ-μsin θ,故选B.二、整体法与隔离法分析连接体的平衡问题1.隔离法:为了弄清系统(连接体)内某个物体的受力情况和运动情况,一般要把这个物体隔离出来进行受力分析,然后利用平衡条件求解.2.整体法:当只涉及研究系统而不涉及系统内部某些物体的力和运动时,一般可把整个系统看成一个整体,画出系统整体的受力分析图,然后利用平衡条件求解.例3 如图3所示,质量M =2 3 kg 的木块套在水平杆上,并用细绳将木块与质量m = 3 kg 的小球相连.今用跟水平方向成30°角的力F =10 3 N 拉着球带动木块一起向右匀速运动,运动中M 、m 相对位置保持不变,取g =10 m/s 2,求:图3(1)运动过程中细绳与水平方向的夹角θ; (2)木块与水平杆间的动摩擦因数μ. 答案 (1)30° (2)35解析 (1)设细绳对小球的拉力为F T .以小球为研究对象,分析受力,作出受力分析图如图甲所示,由平衡条件可知: F cos 30°=F T cos θ F sin 30°+F T sin θ=mg联立解得,F T =10 3 N ,tan θ=33,即θ=30°.(2)以木块和小球组成的整体为研究对象,分析受力情况,如图乙所示.再由平衡条件得F cos 30°=fF N+F sin 30°=(M+m)g又f=μF N得到μ=F cos 30°(M+m)g-F sin 30°代入解得μ=3 5.三、动态平衡问题1.动态平衡:是指平衡问题中的一部分是变力,是动态力,力的大小和方向均要发生变化,所以叫动态平衡,这是力平衡问题中的一类难题.2.基本思路:化“动”为“静”,“静”中求“动”.3.基本方法:图解法、解析法和相似三角形法.4.处理动态平衡问题的一般步骤(1)解析法①列平衡方程求出未知量与已知量的关系表达式.②根据已知量的变化情况来确定未知量的变化情况.(2)图解法①适用情况:一般物体只受三个力作用,且其中一个力大小、方向均不变,另一个力的方向不变,第三个力的大小、方向均变化.②一般步骤:a.首先对物体进行受力分析,根据力的平行四边形定则将三个力的大小、方向放在同一个三角形中.b.明确大小、方向不变的力,方向不变的力及方向变化的力的方向如何变化,画示意图.③注意:由图解可知,当大小、方向都可变的分力(设为F1)与方向不变、大小可变的分力垂直时,F1有最小值.例4如图4,一小球放置在木板与竖直墙面之间.设墙面对球的压力大小为F N1,球对木板的压力大小为F N2.以木板与墙连接点为轴,将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置.不计摩擦,在此过程中()图4A .F N1始终减小,F N2始终增大B .F N1始终减小,F N2始终减小C .F N1先增大后减小,F N2始终减小D .F N1先增大后减小,F N2先减小后增大 答案 B解析 方法一:解析法对球进行受力分析,如图甲所示,小球受重力G 、墙面对球的压力F N1、木板对小球的支持力F N2′而处于平衡状态.则有tan θ=G ′F N1=G F N1,F N1=Gtan θ从图示位置开始缓慢地转到水平位置过程中,θ逐渐增大,tan θ逐渐增大,故F N1始终减小. 从图中可以看出,F N2′=Gsin θ,从图示位置开始缓慢地转到水平位置, θ逐渐增大,sin θ逐渐增大,故F N2′始终减小.球对木板的压力F N2与木板对小球的支持力F N2′是一对作用力与反作用力,大小相等,故F N2始终减小,选项B 正确.方法二:图解法小球受重力G 、墙面对球的压力F N1、木板对小球的支持力F N2′而处于平衡状态.此三力必构成一封闭三角形,如图乙所示.从图示位置开始缓慢地转到水平位置的过程中,α逐渐减小,据图可知F N1始终减小,F N2′始终减小.由于F N2与F N2′是一对作用力与反作用力,大小相等,所以F N2始终减小,选项B 正确.1.(合成法) 如图5所示,一质量为1 kg 、横截面为直角三角形的物块ABC ,∠ABC =30°,物块BC 边紧靠光滑竖直墙面,用一推力垂直作用在AB 边上使物块处于静止状态,则推力F及物块受墙的弹力各为多大?(g =10 m/s 2)图5答案 20 N 10 3 N解析 物块受重力G 、推力F 和墙的弹力F N 作用,如图所示,由平衡条件知,F 和F N 的合力与重力等大反向.故有F =Gsin 30°=1×1012 N =20 NF N =G tan 60°=1×10× 3 N =10 3 N.2.(解析法) (多选)如图6所示,在粗糙水平地面上放着一个截面为四分之一圆弧的柱状物体A ,A 的左端紧靠竖直墙,A 与竖直墙壁之间放一光滑球B ,整个装置处于静止状态.若把A 向右移动少许后,它们仍处于静止状态,则( )图6A .B 对墙的压力减小 B .A 与B 之间的作用力增大C .地面对A 的摩擦力减小D .A 对地面的压力不变 答案 ACD解析 设物体A 对球B 的支持力为F 1,竖直墙对球B 的弹力为F 2,F 1与竖直方向的夹角θ因物体A 右移而减小.对球B 进行受力分析如图所示,由平衡条件得:F 1cos θ=m B g ,F 1sin θ=F2,解得F1=m B gcos θ,F2=m B g tan θ,θ减小,F1减小,F2减小,选项A对,B错;对A、B整体受力分析可知,竖直方向,地面对整体的支持力F N=(m A+m B)g,与θ无关,即A对地面的压力不变,选项D对;水平方向,地面对A的摩擦力f=F2,因F2减小,故f减小,选项C对.3.(图解法)(多选) 如图7所示,电灯悬挂于两墙壁之间,更换水平绳OA使连接点A向上移动而保持O点的位置不变,则在A点向上移动的过程中()图7A.绳OB的拉力逐渐增大B.绳OB的拉力逐渐减小C.绳OA的拉力先增大后减小D.绳OA的拉力先减小后增大答案BD解析以O点为研究对象,O点处于平衡状态,根据受力平衡,由图可知,在A点向上移动的过程中,绳子OB上的拉力逐渐减小,OA上的拉力先减小后增大,故A、C错误,B、D 正确.课时作业一、选择题(1~6为单选题,7~10为多选题)1. 如图1所示,弹簧测力计、绳子和滑轮的质量都不计,摩擦不计.物体A重40 N,物体B 重10 N,整个系统处于静止状态.以下说法正确的是()图1A .地面对A 的支持力是40 NB .物体A 受到的合外力是30 NC .弹簧测力计示数为20 ND .弹簧测力计示数为30 N 答案 C2.一串小灯笼(五只)彼此用轻绳连接,并悬挂在空中,在稳定水平风力作用下发生倾斜,悬绳与竖直方向的夹角为30°,如图2所示.设每个红灯笼的质量均为m ,则自上往下第二只灯笼对第三只灯笼的拉力大小为( )图2A .23mg B.233mgC.833mg D .8mg答案 A解析 以下面三个灯笼作为整体为研究对象,进行受力分析,如图所示:竖直方向:F T cos 30°=3mg 得:F T =3mgcos 30°=23mg 故选A.3.用三根轻绳将质量为m 的物块悬挂在空中,如图3所示.已知ac 和bc 与竖直方向的夹角分别为30°和60°,则ac 绳和bc 绳上的拉力分别为( )图3A.32mg ,12mg B.12mg ,32mg C.34mg ,12mg D.12mg ,34mg 答案 A解析 分析结点c 的受力情况如图,设ac 绳上的拉力为F 1、bc 绳上的拉力为F 2,根据平衡条件知F 1、F 2的合力F 与物块的重力mg 等大、反向,由几何知识得F 1=F cos 30°=32mg F 2=F sin 30°=12mg选项A 正确.4. 如图4所示,在建筑装修中,工人用质量为m 的磨石对斜壁进行打磨,当对磨石施加竖直向上的推力F 时,磨石恰好沿斜壁向上匀速运动,已知磨石与斜壁之间的动摩擦因数为μ,则磨石受到的摩擦力是( )图4A .(mg -F )sin θB.(F+mg)cos θC.μ(F-mg)cos θD.μ(F-mg)sin θ答案 D解析作出如图所示的受力分析图,F与mg的合力向上,其沿斜面的分力与摩擦力平衡.故有(F-mg)cos θ=f,(F-mg)sin θ=F N,由于磨石恰好沿斜壁向上做匀速运动,故磨石与斜壁间的摩擦力是滑动摩擦力,所以f=μ(F-mg)sin θ,D正确.5. 如图5所示,一根轻绳跨过定滑轮后系在质量较大的球上,球的大小不可忽略.在轻绳的另一端加一个力F,使球沿固定斜面由图示位置缓慢运动到斜面顶端,各处的摩擦不计,在这个过程中拉力F()图5A.逐渐增大B.保持不变C.先增大后减小D.先减小后增大答案 A解析将球沿固定的光滑斜面由题图位置缓慢拉到斜面顶端的过程中,绳子拉力方向变化如图中1到2到3的位置(注意开始时绳子的拉力与斜面的支持力的夹角就是大于90°的),由图可以看出绳子拉力一直增大,即F一直增大.6. 如图6所示,将一个球放在两块光滑斜面板AB和AC之间,两板与水平面的夹角都是60°.现在使AB板固定,使AC板与水平面的夹角逐渐减小,则()图6A.球对AC板的压力先增大后减小B.球对AC板的压力逐渐减小C.球对AC板的压力先减小后增大D.球对AC板的压力逐渐增大答案 C解析对小球受力分析,如图所示,当使AC板与水平面的夹角逐渐减小,AC板运动过程中F B的方向不变,F C的大小和方向都变化,但是两者的合力恒等于小球的重力,由矢量三角形可得F B逐渐减小,F C先减小后增大,由牛顿第三定律知,选项C正确.7.在粗糙水平面上放着一个质量为M的三角形木块abc,在它的两个粗糙斜面上分别放有质量为m1和m2的两个物体,m1>m2,如图7所示,若三角形木块和两物体都是静止的,则粗糙水平面对三角形木块()图7A.无摩擦力的作用B.有摩擦力的作用,摩擦力的方向水平向左C.有摩擦力的作用,但摩擦力的方向不能确定,因m1、m2、θ1、θ2的数值均未给出D.支持力大小为(m1+m2+M)g答案AD解析由于三角形木块和斜面上的两物体都静止,可以把它们看成一个整体,如图所示,整体竖直方向受到重力(m1+m2+M)g和支持力F N作用处于平衡状态,故地面对整体的支持力大小为(m1+m2+M)g,故D选项正确;水平方向无任何滑动趋势,因此不受水平面的摩擦力作用,故A选项正确.8. 如图8所示,一个质量为3.0 kg 的物体,放在倾角为θ=30°的斜面上静止不动.若用竖直向上的力F =5.0 N 提物体,物体仍静止,下述结论正确的是(g =10 m/s 2)( )图8A .物体受到的摩擦力减小2.5 NB .斜面对物体的作用力减小5.0 NC .物体受到的弹力减小5.0 ND .物体受到的合外力减小5.0 N 答案 AB解析 未施加F 时,对物体进行受力分析,如图甲所示由平衡条件,得f =mg sin 30°=15 N F N =mg cos 30°=15 3 N施加F 后物体的受力情况如图乙所示由平衡条件,得f ′+F sin 30°=mg sin 30° f ′=12.5 N F N ′+F cos 30°=mg cos 30° F N ′=252 3 N即物体受到的摩擦力减小f -f ′=2.5 N , 弹力减小F N -F N ′=523 N .A 正确,C 错误;因物体仍静止,合外力仍为零,斜面对物体的作用力与mg 和F 的合力大小相等,方向相反,B 正确,D 错误.9. 如图9所示,物体a 、b 的质量均为m ,水平地面和竖直墙面均光滑,在水平推力F 作用下,两物体均处于静止状态.则( )图9A .b 受到的摩擦力大小等于mgB .b 受到的摩擦力大小等于2mgC .b 对地面的压力大小等于mgD .b 对地面的压力大小等于2mg 答案 AD解析 a 物体受b 给的水平向右的弹力和墙面向左的弹力,又由于a 受力平衡,故a 物体受到自身重力的同时必须受到b 对a 竖直向上的摩擦力,且其大小等于a 的重力,则a 对b 的摩擦力向下且其大小等于mg ,故A 正确,B 错误;b 在竖直方向受地面对它的支持力,自身的重力和a 对b 的摩擦力,三力平衡,故b 对地面的压力大小等于2mg ,故C 错误,D 正确. 10.如图10所示,光滑水平面上放有截面为14圆周的柱状物体A ,A 与墙面之间放一光滑的圆柱形物体B ,对A 施加一水平向左的力F ,整个装置保持静止,若将A 的位置向右移动少许,整个装置仍保持平衡,则( )图10A .水平外力F 增大B .墙对B 的作用力减小C .地面对A 的支持力减小D .B 对A 的作用力增大答案 AD解析 对物体B 受力分析,受到重力mg 、物体A 对物体B 的支持力F N ′和墙面对B 的弹力F N ,如图:当物体A 向右移动后,物体A 对物体B 的支持力F N ′的方向不断变化,根据平衡条件结合合成法可以知道物体A 对物体B 的支持力F N ′和墙面对物体B 的支持力F N 都在不断增大,故B 错误,D 正确;再对A 和B 整体受力分析,受到总重力G 、地面支持力F N1、推力F 和墙面的弹力F N ,如图:根据平衡条件,有:F=F N,F N1=G,故地面的支持力不变,推力F随着墙面对物体B的支持力F N的不断增大而增大,故A正确,C错误.二、非选择题11.如图11所示,球A重G1=60 N,斜面体B重G2=100 N,斜面倾角θ=30°,一切摩擦均不计,则水平力F为多大时,才能使A、B均处于静止状态?此时竖直墙壁和水平地面受到的弹力为多大?图11答案20 3 N20 3 N160 N解析设竖直墙壁和水平地面对A、B的作用力分别为F1、F2,取A、B组成的整体为研究对象,受力分析如图甲所示.由受力平衡得F2=G1+G2=160 N,F1=F.取A为研究对象,受力分析如图乙所示.由受力平衡得F1=G1tan θ.则F=G1tan θ=20 3 N,由牛顿第三定律知,竖直墙壁和水平地面受到的弹力的大小分别为20 3 N、160 N.12. 如图12所示,A、B的重力分别为9.2 N和6.4 N,各接触面间的动摩擦因数均为0.2,连接墙壁与A之间的细绳MN与水平方向夹角为37°,现从A下方向右匀速拉出B.求:(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)图12(1)此时绳MN对A的拉力大小为多少?(2)所需的水平拉力F为多大?答案(1)2 N(2)4.48 N解析(1)对A,受力如图甲所示,根据平衡条件,有:水平方向:f 1=μF N1=F T cos 37° ① 竖直方向:G A =F N1+F T sin 37°②由①②并代入数据可求得F T =2 N ,F N1=8 N. (2)对B 受力分析如图乙所示,根据平衡条件得: 竖直方向:F N2=F N1′+G B =F N1+G B =14.4 N 水平方向:F =f 1′+μF N2=f 1+μF N2=4.48 N.13.一物体置于粗糙的斜面上,给该物体施加一个平行于斜面的力,当此力为100 N 且沿斜面向上时,物体恰能沿斜面向上匀速运动;当此力为20 N 且沿斜面向下时,物体恰能在斜面上向下匀速运动,求施加此力前物体在斜面上受到的摩擦力的大小. 答案 40 N解析 物体沿斜面向上运动时对物体受力分析如图甲所示.甲 乙由共点力的平衡条件得 x 轴:F 1-f 1-mg sin α=0, y 轴:mg cos α-F N1=0 又f 1=μF N1物体沿斜面向下运动时对物体受力分析如图乙所示. 由共点力的平衡条件得 x 轴:f 2-F 2-mg sin α=0, y 轴:mg cos α-F N2=0 又f 2=μF N2,f 1=f 2=f 以上各式联立得:f 1=f 2=f =F 1+F 22代入数据得:f =100+202N =60 N ,mg sin α=40 N当不施加此力时,物体受重力沿斜面向下的分力mg sin α<f故物体静止在斜面上,受到的静摩擦力f′=mg sin α=40 N.。
高中物理第三章单元小结教案粤教版必修1
第三章研究物体间的相互作用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.如图所示,在x轴上方空间存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场。
在原点O处有一粒子源,沿纸面各个方向不断地放出同种粒子,粒子以相同的速率v射入磁场。
粒子重力及粒子间的作用均不计。
图中的阴影部分表示粒子在磁场中能经过的区域,其边界与y轴交点为M,与x轴交点为N,已知ON=L。
下列说法正确的是A.能经过M点的粒子必能经过N点B.粒子的电荷量与质量之比为C.从ON的中点离开磁场的粒子在磁场中运动的时间可能为D.从N点离开磁场的粒子在磁场中运动的时间为2.如图,一圆环上均匀分布着电荷,在垂直于圆盘且过圆心c的轴线上有a、b、d三个点,a和b、b和c、c和d间的距离均为R,在a点处有一电荷量为q(q>0)的固定点电荷,已知b点处的场强为零,则d 点处场强为()A.水平向左B.水平向右C.水平向左D.水平向右3.下列说法中正确的是()A.由R=可知,若电阻两端所加电压为0,则此时电阻阻值为0B.由E=可知,若检验电荷在某处受电场力大小为0,说明此处场强大小一定为0C.由B=可知,若一小段通电导体在某处受磁场力大小为0,说明此处磁感应强度大小一定为0D.由E=n可知,若通过回路的磁通量大小为0,则感应电动势的大小也为04.甲、乙两车在平直公路上行驶,其速度-时间图象如图所示,则下列说法正确的是()A.8 s末,甲、乙两车相遇B.甲车在0~4s内的位移小于乙车在4~8s内的位移C.4 s末,甲车的加速度小于乙车的加速度D.在0~8s内,甲车的平均速度小于乙车的平均速度5.图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比,电阻,为规格相同的两只小灯泡,为单刀双掷开关。
新教材人教版高中物理必修第一册第三章相互作用-力 教案教学设计
第三章相互作用—力教学设计1.重力与弹力 .................................................................................................................. - 1 -2.摩擦力 ........................................................................................................................ - 10 -3.牛顿第三定律............................................................................................................. - 17 -4.力的合成和分解......................................................................................................... - 25 -5.共点力的平衡............................................................................................................. - 33 -1.重力与弹力【教学目标】一、知识与技能1. 知道力的三要素,会用力的图示和力的示意图表示力;2. 知道重力产生的原因,理解重力的大小和方向,知道重心的概念。
二、过程与方法1. 知道压力、支持力和绳的拉力都是弹力,会分析弹力的方向,能正确画出弹力的示意图;2. 通过实验探究弹簧弹力和形变量的关系,理解胡克定律,了解科学研究方法。
三、情感态度与价值观1. 了解弹力在生产和生活中的应用,体会物理与生产和生活息息相关。
3.3 牛顿第三定律 教学设计 -2023学年高一物理人教版(2019)必修第一册
第三章第三节牛顿第三定律【教学目标】1.知道作用力和反作用力的概念,知道力的作用是相互的。
2.理解牛顿第三定律,会用它解决有关问题.3.通过用牛顿第三定律分析物理现象,培养学生分析解决实际问题的能力。
【核心素养发展】核心知识1.知道作用力和反作用力的概念.2.理解牛顿第三定律,会用它解决有关问题.核心能力1.观察生活中力的相互作用现象,思考力的相互作用的规律.2.通过实验探究力的相互作用规律.科学品质1.经历观察、实验、探究等学习活动,培养尊重客观事实、实事求是的科学态度.2.通过研究性学习,获得成功的喜悦,培养学好物理的信心.3.鼓励学生动手、大胆质疑、勇于探索,养成科学思维习惯.【教学重点】1.知道力的作用是相互的,掌握作用力和反作用力.2.掌握牛顿第三定律并用它分析实际问题【教学难点】作用力反作用力大小时刻相等,静止、匀速运动、加速时都相等【教学用具】弹簧秤、多媒体教学设备.【教学方法】教师启发、引导学生思考。
探究法、讨论法、实验法。
(一)新课导入力是物体与物体间的相互作用.体重悬殊的两学生进行拔河比赛,比赛结果显而易见;将滑板给体重较大学生,再进行比赛。
为什么结果不一样了?带着问题我们开始今天的学习。
(二)新课内容说说生活中常见的相互作用,并指出你认为的施力物体与受力物体可用实例:1. 鼓掌,两只手同时感觉到力的作用.2. 用力推桌子,推桌子时手也感受到了桌子对人的力3. 用手摩擦桌子,手也感受到了桌子的摩擦.4.足球运动员的头球,头也受到了球的力。
一、作用力和反作用力1.施力物体和受力物体:大量实验事实表明,自然界中一切力的现象,总是表现为物体之间的相互作用,只要有力发生,就一定有受力物体和施力物体。
甲物体施给乙物体一个力的同时,甲物体也受到乙物体施给的一个力,施力物体同时也是受力物体,受力物体同时也是施力物体。
2.作用力和反作用力:当一个物体对另一个物体施加了力,后一个物体一定同时对前一个物体也施加了力。
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第三章研究物体间的相互作用
第1节探究形变与弹力的关系
【学习目标】
1.了解形变的概念。
2.理解弹力是物体发生弹性形变时产生的。
3.知道什么是弹力及弹力产生的条件。
4.能够正确判断弹力的有无和弹力的方向。
5.知道压力、支持力、拉力都是弹力,并能在具体问题中正确画出它们的方向。
6.知道形变越大,弹力越大,掌握胡克定律的内容和适用条件。
【学习重点】
1.弹力有无的判断。
2.弹力方向的判断。
【阅读指导】请自主阅读课本P50-P54内容,思考并回答以下问题:
1.物体在外力的作用下,所发生的____________或____________的改变叫形变,在外力停止作用后,能够恢复原状的的形变叫____________。
2.发生形变的物体,由于要回复原状,对跟它接触的物体会产生力的作用,这种力叫做__________。
3.弹力产生的两个条件:
(1)两物体必须_________________;
(2)两物体接触处发生________,即产生了相互挤压。
弹力是接触力,互相接触物体间也不一定有弹力,要看接触处是否_________
4.弹力的方向是从______物体指向______物体,与施力物体的形变方向相____,施力物体的形变恢复的方向相_______.
5、常见的弹力有拉力、支持力、压力,它们的方向如下:
(1)绳的拉力方向总是沿绳而指向绳__________的方向.
(2)支持力的方向垂直于支持面而指向________的物体.
(3)压力的方向垂直于支持面而指向__________的物体,
6.胡克定律的公式:_____________
(1)上式适用于发生________形变即在_______限度内,弹簧拉伸或压缩形变所产生的弹力的大小计算.(2)式中的k为弹簧的_________,单位为_______是弹簧本身的一种物理性质,与外力无关,其大小只与弹簧的长短、粗细及材料有关.
(3)x为弹簧的_______的大小。
【课堂练习】
典型例题
1.(双选)一个物体平放在水平地面上处于静止状态。
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
2.如图所示,一个球形物体静止于光滑水平面,并与竖直光滑墙壁接触,A、B两点是球跟墙和地面的接出点,则下列说法正确的是()
A.物体受重力、B点的支持力、A点的支持力作用
B.物体受重力、B点的支持力作用
C.物体受重力、B点的支持力、地面的弹力作用
D.物体受重力、B点的支持力、物体对地面的压力作用
3.画出下列处于静止状态物体(物块或球)所受的弹力。
4.一弹簧受到80N的拉力作用时弹簧伸长为14㎝,弹簧受到40N的压力作用时,弹簧长度为8㎝,试求该弹簧的劲度系数与原长。
针对训练
1.关于弹性形变的概念,下列说法中正确的是()
A.物体形状的改变叫弹性形变
B.物体在外力停止作用后的形变,叫弹性形变
C.一根铁杆用力弯折后的形变就是弹性形变
D.物体在外力停止作用后,能够恢复原来形状的形变,叫弹性形变
2.关于弹力,下列说法不正确的是()
A.静止在水平面上的物体所受的重力就是它对水平面的压力
B.压力、支持力、绳中的张力都属于弹力
C.弹力大小与物体的形变程度有关,在弹性限度内形变程度越大,弹力越大
D.弹力的方向总是与施力物体恢复形变的方向相同
3.(双选)物体A受到外力作用发生弹性形变时,发生形变的物体A对使它发生形变的物体B产生弹力作用,下列说法中正确的是()
A.物体A先发生形变,后产生弹力
B.物体A先产生弹力,后发生形变
C.弹力和形变是同时产生同时变化的
D.物体A由于形变而对物体B产生了弹力作用
4.(双选)如图所示,物体A静止在斜面B上。
下列说法正确的是()
A.斜面B对物块A的弹力方向是竖直向上的
B.物块A对斜面B的弹力方向是竖直向下的
C.斜面B对物块A的弹力方向是垂直斜面向上的
D.物块A对斜面B的弹力方向跟物块A恢复形变的方向是相同的
5.关于弹簧的劲度系数k,下列说法正确的是()
A.与弹簧所受的拉力大小有关,拉力越大,k值也越大
B.由弹簧本身决定,与弹簧所受的拉力大小及形变程度无关
C.与弹簧发生的形变的大小有关,形变越大,k值越小
D.与弹簧本身特性,所受拉力的大小、形变大小都无关
6.如图所示,小球A系在坚直拉紧的细绳下端,球恰又与斜面接触并处于静止状态。
则小球A所受的力是()A.重力和绳对它的拉力
B.重力、绳对它的拉力和斜面对它的弹力
C.重力和斜面对球的支持力
D.绳对它的拉力和斜面对它的支持力
7.(双选)如图所示,是探究某根弹簧的伸长量x与所受拉力F之间的关系图,下列说法中正确的是()
A.弹簧的劲度系数是2 N/m
B.弹簧的劲度系数是2X103N/m
C.当弹簧受F2=800 N的拉力作用时,弹簧伸长为x2=40cm
D.当弹簧伸长为x1=20cm时,弹簧产生的拉力是F1=200 N
8.(双选)一根绳子受200N的拉力就会被拉断,则下列说法中正确的是()
A.如果两人沿反方向同时拉绳,每人用力为100N时,绳子就会被拉断
B.如果两人沿反方向同时拉绳,每人用力为200N时,绳子就会被拉断
C.如果将绳的一端固定,一个人用力拉绳的另一端,则该人用力为100N时,绳子就会被拉断
D.如果将绳的一端固定,一个人用力拉绳的另一端,则该人用力为200N时,绳子就会被拉断
9.画出图中A物体所受弹力的示意图。
10.如图所示,将G=50N的物体悬挂在轻质弹簧上,弹簧伸长了2.0cm。
求:①静止时弹簧的弹力;②弹簧的
劲度系数。