第三章教学案Word下载.docx
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按一定比例作出的带箭头的线段,线段的长短表示力的大小,
箭头的方向表示力的作用方向,箭头或箭尾表示力的作用点。
重力
提问:
重力是怎样产生的?
学生在预习后回答:
地球上的一切物体都要受到地球的,所以人跳起来总会落在地上,扔出去的东西总要落回地面。
有的同学说物体的重力就是地球的吸引力,到底是不是呢?
释疑:
严格地说,重力并不是地球的吸引力,而是吸引力的一部分,以后才会学到这些知识,现在知道就行了。
所以说重力是由于地球的吸引而使物体受到的力,而不能说地球的吸引力就是物体的重力。
由于两者相差很小,通常可以用重力代替吸引力。
概念:
由于地球对物体的吸引而使物体受到的力,叫做重力。
重力就是重量。
一个物体受到10N的重力,可以说这个物体的重量是
重物受到的重力的施力物体和受力物体各是谁?
学生:
施力物体是,受力物体是重物。
强调:
地球上的任何物体在任何状态下都受到重力的作用。
因此,在今后的受力分析中重力肯定有。
在月球上,物体也会由于月球的吸引而受到相应的重力,到其他星球表面也一样。
产生条件:
是由于地球的吸引。
重力的大小和方向
重力的大小可以用弹簧秤来测量,为什么?
物体时对弹簧秤的拉力大小等于其重力。
实验:
手提弹簧称及其下挂的钩码,测出钩码的重力;
在竖直方向上用不同的方式运动,观察弹簧称示数及其变化。
(引导学生根据实验,并结合二力平衡知识得出结论)
重力的大小:
重力的大小可以用弹簧秤测出。
在静止的情况下,物体对竖直悬绳的拉力或对水平支持物的压力,
在数值上等于物体重力的大小。
动手实验:
用弹簧秤测量一个钩码、两个钩码、三个钩码的重力的大小,观察计算重力G与钩码的质量m的关系。
得到:
G与m成正比。
重力大小与物体质量关系:
G=mg(g=9.8N/kg=9.8m/s2)
g值在地球的不同位置取值不同,一般情况下忽略这个差异,可认为g值恒定。
从静止释放的小石块总是竖直下落,重锤线的方向总是竖直向下。
归纳:
从静止释放的小石块总是竖直下落,分析重锤线下重物的受力情况,可知重力的方向竖直向下。
重力的方向:
总是竖直向下。
竖直向下不能说成垂直向下,竖直向下指的是与水平地面相垂直,
不能笼统指垂直方向。
重心
概念
物体的各部分都受到重力的作用。
从效果上看,可以认为物体各部分受到的重力作用集中于一点,或各部分重力的等效作用点,或各部分所受到的重力的合力的作用点,叫物体的重心。
通俗点讲,重心就是重力的作用点。
把物体的全部质量集中到一点将不影响研究结果,这就是物理学的一种等效替代的思想。
与重心位置有关的因素:
①与物体的形状有关;
②与物体的质量分布有关。
质量分布均匀的物体的重心,跟物体的形状有关。
质量分布均匀的有规则形状的物体,其重心在此几何中心上。
同学们在初中知识的基础上,找出这些质量分布均匀的物体的重心(投影分析)
质量分布均匀的形状不规则的薄板形物体的重心可用二次悬挂法或寻找支点法找到。
学生动手找自己的不规则薄板的中心,并且说出其原理。
演示:
木圆环,不规则形状薄木板的重心。
(参照课本中P5的实验)
验证:
用悬挂法确定重心之后,在板上固定一条细线,让其穿过重心C点,再在其重心C处拴上细绳提拉,验证薄板可以水平平衡。
也可以重心C为支点,让薄板水平平衡。
将一段均匀的直铁丝,做成直角、四边形、圆形等不同的形状,用悬挂法寻找其重心的位置。
物体的重心可在物体之上,也可在物体之外。
物体的稳定程度与重心的高低及支承面的大小等有关。
5、基本相互作用
引力相互作用是是所有物体之间都存在的一种相互作用。
对于通常大小的物体,它们之间的引力非常微弱,常被忽略不计。
电磁相互作用包括静止电荷之间以及运动电荷之间的相互作用。
电和磁是密切相关的,在一个参考系中观察到的磁力可以和另一个参考系中的电力联系起来,电力和磁力可统一为电磁相互作用。
引力和电磁力能在宏观世界里显示其作用。
这两种力是长程力,从理论上说,它们的作用范围是无限的。
但是,电磁力要比引力强得多。
宏观物体之间的相互作用,除引力外,所有接触力都是大量原子、分子之间电磁相互作用的宏观表现。
强相互作用和弱相互作用都是短程力。
短程力的作用范围在原子核尺度内。
强作用力只在10-15m范围内有显著作用,弱作用力的作用范围不超过10-16m。
这两种力只有在原子核内部和基本粒子的相互作用中才显示出来,在宏观世界里不能觉察它们的存在。
核子(质子、中子)、电子和中微子等参与弱相互作用。
强相互作用是介子和重子(包括质子、中子)之间的相互作用,因为这种力将核子束缚在一起,核物理学家们把它称为核相互作用。
巩固训练
1、物体静止在水平桌面上,物体对水平桌面的压力()
A、就是物体的重力
B、大小等于物体的重力
C、这压力是由于地球的吸引产生的
D、这压力是竖直向下的
2、物体静止在斜面上,物体所受重力的方向如图所示,这样表示对吗?
(请学生分析)
3、简单介绍一下不倒翁的原理,为以后学习平衡的种类奠定基础。
4、巩固练习:
用卡车运输一些有的轻、有的重物体,将这些物体怎样堆放到卡车上较为合理。
5、放在水平桌面上的书,它对桌面的压力和它的重力之间的关系是()
A、压力就是重力
B、压力和重力是一对平衡力
C、压力的施力物体是重力的受力物体
D、压力的受力物体是重力的施力物体
3.2弹力
1.知道弹力是接触力,本质是电磁力。
2.知道形变、弹性形变的概念,理解弹性限度
3.知道什么是弹力,掌握弹力产生的条件
4.知道压力、支持力、绳的拉力都是弹力,会确定它们的方向
5.知道弹簧形变与弹力的关系,掌握胡克定律
弹力产生的条件、弹力的方向
教学难点:
1、在接触的物体间是否有弹力
2、弹力方向的确定
二、课前预习(11.23)
1、叫做形变。
所有物体均能发生形变。
2、叫弹性形变,
叫范性形变,
叫弹性限度。
3、弹力:
,弹力产生的条件是。
弹力的方向与物体的形变方向
(相同或相反);
与使物体产生形变的力的方向;
弹力是
发生形变产生的(施力物体或受力物体)。
4、弹力的方向:
1、面面接触:
;
2、点面接触:
3、点点接触:
。
4、绳子的拉力方向;
5、杆产生的弹力方向(一定或不一定)。
5、胡克定律:
劲度系数:
,单位;
弹簧的劲度系数跟弹簧丝的粗细、材料、弹簧的直径、绕法、弹簧的长度等量有关,这个量反映了弹簧的特性。
6、压力、支持力、拉力、推力等从性质上讲均是,压力、支持力、拉力、推力这些名称是按来命的。
接触力按其性质可分为和
,接触力本质是四种基本相互作用中的。
教学过程:
一、引入
初中我们已经学习过常见的力有重力、摩擦力,还有一些平时比较熟悉的力,如拉力、推力、压力、支持力等,但对什么是弹力可能就比较陌生。
事实上,在日常生活中,弹力是无处不在的。
二、研究问题1:
弹力产生的共同特点
通过演示一组实验,设置情景,观察弹力产生的共同特点
演示实验1:
橡皮筋被拉长。
演示实验2:
拉力器被拉伸。
演示实验3:
弹簧被压缩。
演示实验4:
羽毛球与球拍接触瞬间。
演示实验5:
蹦床运动。
演示实验6:
指压手臂。
观察得出弹力产生的共同特点-----
研究问题2:
(1)什么是形变?
观察实验中物体发生的变化,探究什么是形变。
加在弹簧上的拉力是否可以不断增大?
并比较弹簧被压缩和橡皮泥被压扁的不同之处,总结出弹性形变
(2)微小形变
展示情景:
跳水运动员起跳时。
跳板发生明显形变,跳台有无形变呢?
寻找把微小量放大的方法。
演示实验7:
玻璃瓶的微小形变效应.(请学生上来演示)
注意:
挤压的时候不要用手捂在上面,避免热胀冷缩.
演示实验8:
桌面的微小形变效应.
一束光线照到平面镜上
结论:
微小形变也是无处不在的。
(像绳子、桌面、跳台等等都能发生微小形变)。
知道微小量的是一种常用的实验方法。
研究问题3:
弹力的产生
通过实验弹簧拉着钩码说明弹力产生的过程.
通过实验绳子吊着砝码阐述弹力的产生过程.
学生实验:
请同学说明课桌上的书所受弹力产生的过程.
请同学总结一下到底弹力是如何产生的?
[弹力]发生弹性形变的物体由于要恢复,就会对跟它直接并使它的物体产生的力的作用.
(施力体:
发生弹性形变的物体,受力体:
使它形变的物体。
)
结合实例分析压力、支持力、拉力、推力的本质都是弹力。
研究问题4:
弹力产生的条件
从弹力的概念出发,结合实例,组织学生讨论得出
弹力产生的条件:
(1)两物体必须直接;
(2)接触处发生了形变.这是直接判断有无弹力存在的基本依据.
研究问题5:
弹力的三要素
弹力的作用点:
接触点或接触面.
弹力的方向:
指向物体恢复原状的方向。
通过例题巩固弹力知识。
分析下列物体A、B各面的弹力及其方向,物体均静止,接触面均光滑
弹力的大小:
实验:
研究弹力大小与哪些因素有关?
三、小结
形变:
物体形状的改变。
弹性形变:
外力撤去后能恢复的形变。
弹力:
发生弹性形变的物体为了恢复原状,对跟它接触的物体会产生力的作用。
弹力的方向:
与恢复原状的方向相同(与形变方向相反),
并和接触面。
训练
画出物体所受到的弹力
3.3摩擦力
1.知道摩擦力的概念及分类,知道这两种摩擦力的分类
2.知道静摩擦力产生的条件,会判断静摩擦力的大小和方向
3.知道滑动摩擦力产生的条件,会判断滑动摩擦力的大小和方向
4.知道最大静摩擦力与滑动摩擦力的关系。
5.了解动摩擦因数μ的决定因素,会用实验测量计算μ
6.知道日常生活中如何防止和利用摩擦力。
学习重点:
1.滑动摩擦力产生的条件及规律,并会用F摩=μFN解决具体问题。
2.静摩擦力产生的条件及规律,正确理解最大静摩擦力的概念。
学习难点:
1.正压力FN的确定。
2.静摩擦力的有无、大小的判定。
1、滑动摩擦力:
滑动摩擦力产生的条件是1、2、3、。
滑动摩擦力与弹力的关系是。
2、滑动摩擦力的方向是。
它与弹力方向的关系是。
3、滑动摩擦力的大小是;
μ叫做,它的大小由由决定。
滑动摩擦力与接触面积的关系是;
与相对运动速度的关系是
4、静摩擦力:
静摩擦力产生的条件是1、2、3、。
5、最大静摩擦力:
静摩擦力的大小
最大静摩擦力与滑动摩擦力的大小关系是
教学内容:
一、摩擦力
一个物体在另一个物体上滑动时,或者在另一个物体上有滑动的趋势时我们会感到它们之间有相互阻碍的作用,这就是摩擦,这种情况下产生力我们就称为摩擦力。
固体、液体、气体的接触面上都会有摩擦作用。
二、滑动摩擦力
产生:
一个物体在另一个物体表面上相对于另一个物体发生相对滑动时,另一个物体阻碍它相对滑动的力称为滑动摩擦力。
相互接触、相互挤压、相对运动、表面粗糙。
①两个物体直接接触、相互挤压有弹力产生。
摩擦力与弹力一样属接触作用力,但两个物体直接接触并不挤压就不会出现摩擦力。
挤压的效果是有压力产生。
压力就是一个物体对另一个物体表面的垂直作用力,也叫正压力,压力属弹力,可依上一节有关弹力的知识判断有无压力产生。
②接触面粗糙。
当一个物体沿另一物体表面滑动时,接触面粗糙,各凹凸不平的部分互相啮合,形成阻碍相对运动的力,即为摩擦力。
凡题中写明“接触面光滑”、“光滑小球”等,统统不考虑摩擦力(“光滑”是一个理想化模型)。
③接触面上发生相对运动。
特别注意:
“相对运动”与“物体运动”不是同一概念,“相对运动”是指受力物体相对于施力物体(以施力物体为参照物)的位置发生了改变;
而“物体的运动”一般指物体相对地面的位置发生了改变。
3.方向:
总与接触面相切,且与相对运动方向相反。
这里的“相对”是指相互接触发生摩擦的物体,而不是相对别的物体。
滑动摩擦力的方向跟物体的相对运动的方向相反,但并非一定与物体的运动方向相反。
【例一】如图,某时刻木块正在以3m/s的速度在以5m/s速度向右传送的传送带上向右运动,试判断:
木块的运动方向。
木块相对于传送带的运动方向。
木块所受滑动摩擦力的方向。
4.大小:
与压力成正比F=μN
①压力N与重力G是两种不同性质的力,它们在大小上可以相等,也可以不等,也可以毫无关系,用力将物块压在竖直墙上且让物块沿墙面下滑,物块与墙面间的压力就与物块重力无关,不要一提到压力,就联想到放在水平地面上的物体,认为物体对支承面的压力的大小一定等于物体的重力。
②μ是比例常数,称为动摩擦因数,没有单位,只有大小,数值与相互接触的______、接触面的______程度有关。
在通常情况下,μ<
1。
③计算公式表明:
滑动摩擦力F的大小只由μ和FN共同决定,跟物体的运动情况、接触面的大小等无关。
5.滑动摩擦力的作用点:
在两个物体的接触面上的受力物体上。
【例二】在东北的林场中,冬季常用马拉的雪橇运木材,雪橇有两个与冰面接触的钢制滑板.如果冰面是水平的,雪橇和所装的木材的总质量是5.0t(吨),滑板与冰面间的动摩擦因数是0.027,马要在水平方向上用多大的力才能拉着雪橇在冰道上匀速前进?
问题:
1.相对运动和运动有什么区别?
请举例说明。
2.压力N的值一定等于物体的重力吗?
3.滑动摩擦力的大小与物体间的接触面积有关吗?
4.滑动摩擦力的大小跟物体间相对运动的速度有关吗?
三、静摩擦力
两个物体满足产生摩擦力的条件,有相对运动趋势时,物体间所产生的阻碍相对运动趋势的力叫静摩擦力。
①两物体直接接触、相互挤压有弹力产生;
②接触面粗糙;
③两物体保持相对静止但有相对运动趋势。
所谓“相对运动趋势”,就是说假设没有静摩擦力的存在,物体间就会发生相对运动。
比如物体静止在斜面上就是由于有静摩擦力存在;
如果接触面光滑.没有静摩擦力,则由于重力的作用,物体会沿斜面下滑。
跟滑动摩擦力条件的区别是:
大小:
两物体间实际发生的静摩擦力F在零和最大静摩擦力Fmax之间
0<F≤Fmax
实际大小可根据二力平衡条件判断。
方向:
总跟接触面相切,与相对运动趋势相反
①所谓“相对运动趋势的方向”,是指假设接触面光滑时,物体将要发生的相对运动的方向。
比如物体静止在粗糙斜面上,假没没有摩擦,物体将沿斜面下滑,即物体静止时相对(斜面)运动趋势的方向是沿斜面向下,则物体所受静摩擦力的方向沿斜面向上,与物体相对运动趋势的方向相反。
②判断静摩擦力的方向可用假设法。
其操作程序是:
A.选研究对象----受静摩擦力作用的物体;
B.选参照物体----与研究对象直接接触且施加静摩擦力的物体;
C.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
D.确定静摩擦力的方向一一与相对运动趋势的方向相反
③静摩擦力的方向与物体相对运动趋势的方向相反,但并非一定与物体的运动方向相反。
5.静摩擦力的作用点:
在两物体的接触面受力物体上。
【例三】下述关于静摩擦力的说法正确的是:
()
A.静摩擦力的方向总是与物体运动方向相反;
B.静摩擦力的大小与物体的正压力成正比;
C.静摩擦力只能在物体静止时产生;
D.静摩擦力的方向与接触物体相对运动的趋势相反.
【例四】用水平推力F把重为G的黑板擦紧压在竖直的墙面上静止不动,不计手指与黑板擦之间的摩擦力,当把推力增加到2F时,黑板擦所受的摩擦力大小是原来的几倍?
四、滑动摩擦力和静摩擦力的比较
滑动摩擦力
静摩擦力
符号及单位
产生原因
表面粗糙有挤压作用的物体间发生相对运动时
表面粗糙有挤压作用的物体间具有相对运动趋势时
摩擦力用f表示
单位:
牛顿
简称:
牛
符号:
N
大小
f=μN
始终与外力沿着接触面的分量相等
方向
与相对运动方向相反
与相对运动趋势相反
1.摩擦力一定是阻力吗?
2.静摩擦力的大小与正压力成正比吗?
3.最大静摩擦力等于滑动摩擦力吗?
课堂训练:
1.关于滑动摩擦力,下列说法正确的是:
A、物体在支持面上的滑动速度越大,滑动摩擦力也一定越大;
B、滑动摩擦力的方向一定与物体相对支持面的滑动方向相反;
C、接触面的滑动摩擦系数越大,滑动摩擦力也越大;
D、滑动摩擦力的方向与物体运动方向相反。
2.用100N的力在水平方向匀速推动重500N的箱子,那么接触面的滑动摩擦力是多大?
μ值为多大?
3.重100N的物体,静止在粗糙水平面上,物体与水平面间的动摩擦因数为0.2,当物体受到一个大小为10N,方向水平向右的力作用时,水平面对物体的摩擦力大小和方向是:
A.10N,水平向左;
B.10N,水平向右;
C.20N,水平向左;
D.20N,水平向右.
3.4力的合成
一、学习目标:
1.理解等效理念,理解合力、分力、力的合成等概念。
2.理解力的平行四边形定则,会用平行四边形定则分析共点力的合成
3.了解分力与合力的大小关系及角度关系。
4.理解分力、合力从本质上讲是一种等效替换
1.合力与分力的关系.
2.平行四边形定则及应用.
:
平行四边形定则的应用。
二、课前预习(12月7日,5分钟)
1、如果一个力的和几个力的相同,那么
叫合力,叫分力。
2、叫力的合成。
3、力的合成遵循法则,所谓法则就是
。
4、同直线上的力合成时可以转化代数运算,具体的做法是
;
5、当互成角度的两个力F1、F2合成时在角度不确定的情况下,它们合力的取值范围是,当两力的夹角为时取最大值,当两力的夹角为时取最小值。
6、分力和合力的大小关系。
7、共点力:
8、三个或三个以上共点力的合成方法:
三、教学内容:
一、合力和分力
如果一个力作用在物体上,它产生的效果跟几个力共同作用在物体上产生的效果相同,则这个力就叫那几个力的,而那几个力就叫这个力的。
合力和分力的关系:
等效替代关系,并不同时作用于物体上,所以不能把合力和分力同时当成物体受的力。
1.一个物体受到几个力(分力)作用的同时,还受到合力的作用吗?
2.合力与分力的等效替代是可逆的吗?
二、共点力
几个力如果都作用在物体的同一点,或者几个力作用在物体上的不同点,但这几个力的作用线延长后相交于同一点,这几个力就叫共点力,所以,共点力不一定作用在同一点上,如图所示的三个力F1、F2、F3均为共点力。
三、共点力合成实验:
实验结论:
四、力的合成的定则
1.平行四边形定则
求两个互成角度的力的合力,可以用表示这两个力的线段作邻边,作平行四边形,它的______就表示合力的_______和_______.这叫做力的平行四边形定则。
2.三角形定则
根据平行四边形的对边平行且相等,即平行四边形是由两个全等的三角形组成,平行四边形定则可简化为三角形定则。
若从O点出发先作出表示力F1的有向线段OA,再以A点出发作表示力F2的有向线段AC,连接OC,则有向线段OC即表示合力F的大小和方向。
五、共点力的合成
1.作图法(图解法):
以力的图示为基础,以表示两个力的有向线段为邻边严格作出平行四边形,然后量出这两个邻边之间的对角线的长度,从与图示标度的比例关系求出合力的大小,再用量角器量出对角线与一个邻边的夹角,表示合力的方向。
注意:
作图时要先确定力的标度,同一图上的各个力必须采用同一标度。
表示
分力和合力的有向线段共点且要画成实线,与分力平行的对边要画成虚线,力线段上要画上刻度和箭头。
2.计算法:
先根据力的平行四边形定则作出力的合成示意图,然后运用数学知识求合力大小和方向。
3.两个以上共点力的合成
【例一】两个小孩拉一辆车子,一个小孩用的力是45N,另一个小孩用的力是60N,这两个力的夹角是90°
.求它们的合力.
【例二】三名同学一起玩游戏,用三根绳拴住同一物体,其中甲同学用100N向东拉,乙同学用400N的力向西拉,丙同学用400N的力向南拉。
求物体所受的合力.
【例三】用作图法求夹角分别为30°
、60°
、90°
、120°
、150°
的两个力的合力.再求它们的夹角是0°
和180°
时的合力.比较求得的结果,能不能得出下面的结论:
①合力总是大于分力;
②夹角在0°
到180°
之间时,夹角越大,合力越小.
1.合力一定大小任何一个分力吗?
2.平行四边形定则也适用于其它矢量的合成吗?
3.两个大小一定的力F1、F2,当它们间的夹角由00增大到1800的过程中,合力F的大小怎样变化?
六、合力大小与二分力间的夹角的关系:
七、合力大小与分力大小之间的关系:
【例四】如图,质量为m的物体A静止于倾角为θ的斜面上,试求斜面对A的支持力和摩擦力。
3.5力的分解
一:
学习目标:
1、理解力的分解和分力的概念。
2、知道力的分解是力的合成的逆运算,同样遵循力的平行四边形定则。
3、会从力的作用的实际效果出发进行力的分解,掌握力的分解的定解条件。
4、会根据力的平行四边形定则用作图法求分力,会用直角三角形的知识计算分力。
5、理解力的正交分解法,会用直角三角形知识计算
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