- 2022-03-30 发布 |
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文档介绍
高中物理第三章相互作用全章教案新人教版必修1
第三章相互作用课题：§3.1.1重力基本相互作用 第1课时 总序第个教案课型：新授课 编写时时间：年月日 执行时间：年月日三维目标：知识与技能1．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使物体运动状态发生改变．2．知道力的三要素，会画力的图示和力的示意图．3．知道重力的方向以及重力的大小与物体质量的关系．4．知道物体重心的含义．5．知道重力产生的原因及其定义．6．了解四种基本相互作用．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．自己动手，找不规则薄板重心的实验锻炼自己的动手能力．5．通过“重心”概念的引入渗透“等效代换”的物理学方法．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．通过实验，培养学生的团结协作精神．3．通过本节课的学习，培养全面观察分析问题的能力．教学重点1．力的概念、图示以及力的作用效果．2．重力的概念及重心的理解．教学难点1．力的概念．2．重心的概念和位置．教学方法：探究、讲授、讨论、练习教学用具：多媒体课件，长方形木块，锯条，橡皮条，已知质量的钩码，重垂线，铅笔，刻度尺，质量均匀的金属板等．教学过程：[新课导入][多媒体投影]播放“运动员踢球、守门员接球、运动员用头顶球、人推物体(但没有推动)、火箭发射、压缩海绵”等录像资料．学生观察讨论，引发学生的兴趣师：通过以上的观看，大家可以总结出这几个物体的共同点吗?生1：这几个物体都在运动．批注 生2：不对，有的在运动，有的静止，比如说人推物体时并没有推动物体．生3：海绵的情况和那几个物体有所不同，那几个物体都是从运动到静止或者从静止到运动，形状都没有发生变化，但是海绵形状变化比较明显．师：刚才这位同学观察得很仔细，除了海绵之外的其他物体形状好像没有发生变化，或者说它们的变化从图中观察不出来．是不是真的没有发生变化呢?其他几个物体从运动到静止或从静止到运动，而海绵的形状发生了变化，这些都是什么原因造成的呢?生：是因为物体受到了力的作用．[新课教学]一、力和力的图示[演示实验]演示用手压锯条、拉橡皮条等等，提出问题．师：类似这些你还能举出哪些生活实例?生：类似这样的例子很多，比如小树在大风的作用下的弯曲，直尺在力的作用下的弯曲，绳子在力的作用下的扭转，弹簧对压缩它的物体的力的作用．师：所有这些现象说明了什么?生：要使物体形状发生变化，要对它施加力的作用．师：物体形状或体积的变化称为形变，从刚才几个例子我们可以得到什么样的结论?生：力是使物体产生形变的原因．师：这是力的作用效果之一，除了这样一种作用效果之外，力还有什么样的作用效果呢?试举例说明．生1：用力推箱子，可以发现箱子开始运动了，说明是力使物体从静止变为运动了．可见力可以使物体从静止变为运动．生2：汽车停下来，首先要刹车，可见要使物体从运动变为静止，需要力的作用。生3：飞行在空中的足球，当一个运动员用头顶一下，发现足球的运动方向发生了变化，可见运动方向的变化需要力的作用．师：刚才几个同学举例非常好，物体速度的变化称为物体运动状态的变化，那么我们能不能把上述几位同学的话总结成一句话呢?生：力是物体运动状态发生变化的原因．师：结合上面的分析，再加上我们初中所学的知识，大家给力下一个定义．1.力的概念：力是物体间的相互作用，力是物体运动状态变化的原因，力是物体发生形变的原因．师：当我们向东拉一个物体和向南拉一个物体时，同样大小的力产生的作用效果一样吗?生：不一样．师：所以力是既有大小又有方向的物理量，这样的物理量叫什么?以前我们所学的哪几个物理量和力具有相同的情况?生：这样既有大小又有方向的物理量称为矢量，我们在以前的学习中位移、速度、加速度都是矢量． 2．力的单位与测量师：物理量都有自己的单位，力的单位是什么呢?师：要想测量力的大小，我们可以用什么工具呢?（1）力的单位是牛顿，简称牛，符号是N．（2）力的大小可以用测力计(弹簧秤)来测量．3．力的图示和示意图师：要具体描述作用在物体上的一个力，我们可以采用什么样的方法?生：可以用力的图示的方法．师：要想画力的图示，需要了解哪几个问题?（1）力的三要素：大小、方向和作用点．（2）力的图示：用一根带箭头的线段来表示一个力的大小、方向和作用点．师：下面我们就进行一下力的图示的练习．(多媒体投影例题)[参考例题]如图3—1—1所示，绳对物体竖直向上的拉力大小为150N，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]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，也是施力物体解析：子弹在枪管内受到火药爆炸所产生的强大推力，使子弹离开枪口时有很大的速度，但子弹离开枪口以后，只受重力和空气阻力作用，并没有一个所谓的推力，因为不可能找到这个“推力”的施力物体；故不存在，所以A错．物体间力的作用总是相互的，甲推乙的同时乙也推甲，故说法B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，马拉车时，车也拉马；书向下压桌子，桌子也向上推书，故C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，所以每一个物体既是受力物体，又是施力物体，故说法D正确．2．下列说法中正确的是……………………………………()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．有物体存在就一定存在力4．力的性质和分类：力的性质主要有三个：（1）力的物质性：力是不能离开物体而独立存在的，只要有力，就有施力物体和受力物体。（2）力的相互性：力存在于施力物体和受力物体之间，力的作用是相互的，施力物体和受力物体同时存在。（3）力的矢量性：力是矢量，既有大小，又有方向。力的分类常见的有两种：（1）性质力：根据力的本质和产生规律来命名的，如重力，弹力，摩檫力，电场力，磁场力等。（2）效果力：根据力的作用效果来命名的，如推力，拉力，压力，支持力；动力，阻力；浮力，向心力等。效果不同的力，性质可以相同；性质不同的力，效果可以相同。二、重力(投影展示物体下落的几幅图象)下落的物体可以有从树上下落的苹果、跳高运动员、飞机投下救援物资等等．师：这样几个物体有一个共同的特点是什么?生：它们都落向地球．师：通过刚才的学习，我们知道力是改变物体运动状态的原因，那么物体的下落是由于什么力作用呢?生：是受到重力的作用．师：重力产生的原因是什么?1．重力产生的原因：是由于地球的吸引而使物体受到的力．师：要研究一个力，首先要研究这个力的三要素，重力的三要素应该怎样进行研究呢? 2．重力的三要素（1）大小：重力的大小可以用弹簧秤进行测量．同样一个物体受重力的大小在地球的不同地方是不同的，根据公式G＝mg中的g是我们以前所学的自由落体加速度，它的大小与物体所处的高度和纬度有关．当高度增加时，g的值减小；当纬度增加时，g的值增大．那么重力的方向是如何的呢?（2）方向：重力的方向是竖直向下的．（3）作用点：重力的作用点称为重心，①重心的概念：从效果上看，我们可以认为各部分受到的重力集中在一个点上，这个点叫做物体的重心．②重心的测量物体的重心是如何进行确定的呢?规则形状并且质量分布均匀的物体重心是在几何中心．质量分布不均匀物体的重心除与物体形状有关外，还与物体质量分布有关．现在这里有一个不规则形状的薄木板，大家设计一个实验方案来标出这块木板的重心所在．(学生设计实验，对实验方案进行讨论)[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，并且两个力地位是相同的．重力是在初中已经学习过的一个概念，对它的理解主要应该放在重心的研究上，知道不同情况下物体重心的位置．自然界四种基本相互作用是新教材新增的内容，对它的理解不必太深，了解这方面的知识，为将来发展打下基础．教学后记： 课题：§3.1.2重力基本相互作用 第2课时 总序第个教案课型：习题课 编写时时间：年月日 执行时间：年月日[学习目标] 1.知道力的概念及矢量性，会作力的图示.2.了解重力产生的原因，会确定重力的大小和方向，理解重心的概念.3.了解自然界中四种基本相互作用．[基础知识回顾]一、力和力的图示1．力的特性(1)力的物质性：力是物体间的相互作用，力不能脱离物体而独立存在．我们谈到一个力时，一定同时具有受力物体和施力物体．(2)力的相互性：力总是成对出现的．施力物体同时又是受力物体，受力物体同时又是施力物体．(3)矢量性：力不仅有大小而且有方向．2．力的作用效果：改变物体的运动状态或使物体发生形变．说明 只要一个物体的速度变化了，不管是速度的大小还是速度的方向改变了，物体的运动状态就发生变化．3．力的表示方法(1)力的图示：用一条带箭头的线段(有向线段)来表示力．①线段的长短(严格按标度画)表示力的大小；②箭头指向表示力的方向；③箭尾(或箭头)常画在力的作用点上(在有些问题中为了方便，常把物体用一个点表示)．注意 (1)标度的选取应根据力的大小合理设计．一般情况下，线段应取2～5个整数段标度的长度．(2)画同一物体受到的不同力时要用同一标度．(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＝9.8m/s2批注 ，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5N，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150N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20N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10N，试画出这个力的图示和示意图．图4 课题：§3.2.1弹力 第1课时 总序第个教案课型：新授课 编写时时间：年月日 执行时间：年月日三维目标：知识与技能1．知道弹力产生的条件．2．知道压力、支持力、绳的拉力都是弹力，能在力的示意图中画出它们的方向．3．知道形变越大弹力越大，知道弹簧的弹力跟弹簧的形变量成正比，即胡克定律．会用胡克定律解决有关问题．过程与方法1．通过在实际问题中确定弹力方向的能力．2．自己动手进行设计实验和操作实验的能力．3．知道实验数据处理常用的方法，尝试使用图象法处理数据．情感态度与价值观1．真实准确地记录实验数据，体会科学的精神和态度在科学探究过程的重要作用．在体验用简单的工具和方法探究物理规律的过程中，感受学习物理的乐趣，培养学生善于把物理学习与生活实践结合起来的习惯．2．从任何物体都能发生形变人手，培养学生实事求是的世界观．认识事物本来面目，不被表面现象所迷惑．教学重点、难点：教学重点：1．弹力有无的判断和弹力方向的判断．2．弹力大小的计算．3．实验设计与操作．教学难点：弹力有无的判断及弹力方向的判断．教学方法：探究、讲授、讨论、练习教具准备：刻度尺、钢锯条、弹簧、泡沫塑料块、铜片、面团、白纸，墨水瓶(灌满红墨水)、通过橡皮塞插有细玻璃管的椭圆形玻璃瓶、激光光源、平面镜及支架(两套)、物理小车、橡皮筋、小螺旋桨、小球、演示胡克定律用的带刻度的木板、弹簧、钩码等等教学过程：[新课导入]每小组分发一根细铁丝，让同学们自己动手绕制一个小弹簧．(可以让学生在家先做好)让学生拿起自己绕制的小弹簧，轻轻地拉一拉或压一压．师：在弹簧被拉伸的同时，有没有感觉到你的手受到一个力的作用?生：有．师：那么，这又是个什么力呢?它是怎样产生的，它的大小、方向各如何?带着这些问题我们一起来探究有关弹力的有关知识．[新课教学]一、弹性形变和弹力批注 [实验演示]演示实验1：钢锯条在手的作用下弯曲．演示实验2：弹簧被拉长或压短．演示实验3：泡沫塑料块受力而被压缩、弯曲与扭转．演示实验4：铜片被弯成直角状、演示实验5：面团在重力作用下下坠，形状变化．演示实验6：纸张被手揉皱．学生观察思考什么是形变师：上面的几个实验非常容易做，大家可以在课下做这几个实验，同时也可以根据自己的思路设计出更好的实验。这几个实验共同的特征是什么?生1：它们的形状都发生了变化．生2：它们的体积有的发生了变化．师：物体形状或体积的变化叫做形变．物体的形变分为几种类型呢?请举例说明．生1：根据物体形变的程度，有一种形变是由于物体被弯曲造成的，比如说弯曲的直尺，弯曲的竹竿等等．生2：有的形变可能是由于物体被拉长而引起的，比如说拉长的橡皮筋、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：通过上面的实验，我们观察到什么样的实验现象?生：通过观察，我们发现原来不容易观察的瓶子和桌面也发生了形变． 师：我们用了什么样的方法?生：微观放大的方法．师：可以得出什么样的结论?生：一切物体都可以发生形变．师：形变分为很多种类，有些物体在形变后能够恢复原状，这种形变叫做弹性形变．发生弹性形变的物体是不是在所有的情况下都可以恢复原状呢?实验演示橡皮筋在较大的力的作用下的断裂师：通过刚才的观察说明什么情况呢?生：发生弹性形变的物体要想恢复原状是有条件的，不能超过一定的限度．超过一定限度，即使撤去力的作用，也不会恢复原状．师：(微笑鼓励)刚才这位同学分析得非常好，这种限度叫做弹性限度．任何发生弹性形变的物体都有弹性限度，这也是为什么弹簧秤不能称量质量过大物体的原因，如果质量过大，会损坏弹簧秤．师：当发生弹性形变的物体要恢复原状就会对与它接触的物体有什么作用?生：将会对与它接触阻碍它恢复原状的物体有力的作用．师：我们把这种发生弹性形变的物体由于要恢复原状，对与它接触的物体产生力的作用，这种力叫做弹力．下面通过观察几个演示实验，大家来总结一下弹力产生的条件．实验方案参考1．弯曲的锯条将小球弹出．2．压缩弹簧将与之相毗邻的小车推出．3．伸长着的橡皮筋将与之相连的小车拉过来．学生讨论回答生：通过观察以上的几个实验，可以知道弹力产生的条件有两个：接触并且发生形变．师：力是一个矢量，弹力当然也是矢量，那么通过以上的实验，大家总结一下弹力的方向。生：弹力方向总是指向施力物体形变恢复的方向．[课堂训练]关于弹力的产生，下列说法中正确的是……………………………()A.只要两物体相接触就一定产生弹力B.只要两物体相互吸引就一定产生弹力C只要物体发生形变就一定有弹力产生D.只有发生弹性形变的物体才会对与它接触的物体产生弹力作用答案：D解析：此题根据弹力的产生条件，接触和弹性形变缺一不可．A、C都只有弹力产生条件的一个方面，而B只说“有相互吸引”，只能证明有力存在，不是弹力，故选项D正确．二、几种弹力师：让我们通过几种常见的弹力进一步来研究弹力问题．实验演示课本放在桌面上，绳子悬挂物体师：当把课本放在桌面上，根据我们以前所学的知识，课本和桌面之间的相互作用力是什么呢? 生：是课本对桌面的压力和桌面对课本的支持力．师：它们是不是弹力?为什么?生：它们是弹力，因为它们符合弹力产生的条件，接触并且发生形变．师：压力和支持力的方向是怎样的呢?生：压力的方向是垂直于支持面并且指向被压的物体，支持力的方向是垂直于支持面指向被支持的物体．师：刚才我们演示了绳子拉物体的情形，绳子的拉力是不是弹力呢?它的方向又是如何规定的呢?生：绳子的拉力也是弹力，它的方向沿着绳指向绳收缩的方向．师：好的，下面我们通过具体的例子判断一下弹力的有无和方向．多媒体投影例题(参考例题)试分析图3—2—2中光滑小球受到的弹力的情况(小球放在水平面上静止)，并画出小球受到的重力和弹力(示意图)．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1mm，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、求积、求和、求差等)和图象法两种．两者比较，图象法处理数据更为直观、更容易得出物理变化规律，且该种方法处理数据能更好地减小实验的偶然误差．师：通过以上的实验，我们可以得出怎样的结论?生：通过分析实验中的实验数据，我们可以得到弹簧弹力的大小与弹簧的形变量成正比．师：用一个公式来表示这种关系．生：F＝KX其中F是弹簧受到的弹力大小，X是弹簧的形变量，既可以是弹簧的伸长量，又可以是弹簧的压缩量．师：这个公式实际上是一个定律，叫做胡克定律，是英国科学家胡克首先发现的，其中式子中的A是弹簧的劲度系数，单位是牛每米，符号是N／m．生活中常说有的弹簧“硬”，有的弹簧“软”指的就是它们的劲度系数不同．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．[小结]在弹力的教学过程中，有这样几个难点需要突破，一是任何相接触的物体间都可能有弹力，弹力的产生条件是接触并且有形变，但是有些物体的形变量很小，不容易观察到，就会使学生产生这样的疑问：这种情况下弹力到底有没有?例如物体放在桌面上，压力和支持力不能通过形变来进行判断，解决这个问题的方法是微小形变的演示，通过演示，使学生确信任何两个接触的物体间都可以有弹力．另外一个难点是弹力有无的判断，解决这个问题可以用假设判断的方法，不仅让学生知道判断的方法，更应该让学生学会这些方法的迁移，例如假设的判断方法，也可以用到摩擦力有无的判断中去．一般弹力大小的判断要根据物体的实际情况判断，而弹簧弹力的判断可以根据胡克定律进行判断，让学生通过实验“发现”胡克定律，在发现中锻炼究物理规律的能力．教学后记： 课题：§3.2.2弹力 第2课时 总序第个教案课型：习题课 编写时时间：年月日 执行时间：年月日[学习目标] 1.知道形变的概念，会区分弹性形变和非弹性形变.2.知道弹力的定义及产生的条件，会判断两个物体间是否存在弹力，会判断弹力的方向.3.掌握胡克定律并能用此定律解决有关问题．[基础知识回顾]一、弹性形变和弹力1．弹性形变和弹力(1)形变：物体在力的作用下形状或体积发生的变化．①弹性形变：物体在形变后撤去作用力时能够恢复原状的形变．②非弹性形变：外力撤去后不能完全恢复原状的形变．(2)弹性限度：当形变超过一定的限度，撤去作用力后物体不能(填“能”或“不能”)完全恢复原来的形状，这个限度叫做弹性限度．(3)弹力：发生形变的物体，由于要恢复原状，对与它接触的物体产生的力．2．弹力产生的条件：(1)两物体相互接触；(2)发生弹性形变．二、几种弹力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线；若接触面是球面，弹力方向延长线或反向延长线过球心．2．绳的拉力方向：总是沿着绳并指向绳收缩的方向．三、胡克定律1．内容：在弹性限度内，弹簧弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比．2．公式：F＝kx.3．说明(1)应用条件：弹簧发生形变时必须在弹性限度内．(2)x是弹簧的形变量，而不是弹簧形变后的长度．(3)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的大小和伸长量x无关．(4)F－x图象是一条过原点的倾斜直线(如图6所示)，直线的斜率表示弹簧的劲度系数k.批注 图6(5)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.一、弹力的产生例1 下列关于弹力的几种说法，其中正确的是( )A．只要两物体接触就一定产生弹力B．静止在水平面上的物体所受重力就是它对水平面的压力C．静止在水平面上的物体受到向上的弹力是因为地面发生了形变D．只要物体发生形变就一定有弹力产生解析 两物体接触并发生弹性形变才会产生弹力，A、D错误．静止在水平面上的物体所受重力的施力物体是地球，而压力的施力物体是该物体，受力物体是水平面，两力不同，B错误，C正确．答案 C二、弹力的方向例2 画出图7中静止物体A所受弹力的示意图．图7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，A物体所受弹力的示意图如图所示．答案 见解析图针对训练 分别画出图8甲、乙中小球、丙中杆的受力示意图．(甲中小球用细绳挂在光滑的墙壁上，乙中小球用细绳拴着静止在桌角上，丙中杆一端放在光滑的半球形碗中，另一端靠在墙壁上) 图8答案 受力示意图如图所示三、胡克定律例3 竖直悬挂的弹簧下端，挂一重为4N的物体时弹簧长度为12cm；挂一重为6N的物体时弹簧长度为13cm，则弹簧原长为多少？劲度系数为多少？解析 弹簧下端悬挂物体时弹簧要伸长，由胡克定律知：弹簧的拉力与弹簧伸长量成正比，即F＝kx，其中k为劲度系数，x为弹簧伸长量，x在数值上等于弹簧伸长后总长度L减去弹簧原长L0，即x＝L－L0.改变悬挂重物的重力，伸长量变化，这样可以列出两个方程，通过方程组可求出弹簧原长和劲度系数．设弹簧的原长为L0，劲度系数为k，设挂G1＝4N的重物时弹簧的长度为L1，挂G2＝6N的重物时弹簧的长度为L2，则L1＝12cm，L2＝13cm，由胡克定律得：G1＝k(L1－L0)G2＝k(L2－L0)代入数据解得：L0＝10cm，k＝200N/m即弹簧原长为10cm，劲度系数为200N/m.答案 10cm[巩固训练]1．(弹力的产生)下列有关物体所受的弹力及形变的说法正确的是( )A．有弹力作用在物体上，物体一定发生形变，撤去此力后，形变完全消失B．有弹力作用在物体上，物体不一定发生形变C．弹力作用在硬物体上，物体不发生形变；弹力作用在软物体上，物体才发生形变D．一切物体受到弹力都要发生形变，撤去弹力后，形变不一定完全消失 2．(弹力的产生)杂技演员有高超的技术，能轻松地顶住从高处落下的坛子．如图9所示，关于他顶坛时头顶受到的压力，产生的直接原因是( )图9A．坛的形变B．头的形变C．坛子受到的重力D．人受到的重力3．(弹力的方向)三个相同的支座上分别放着三个质量和直径均相同的光滑圆球a、b、c，支点P、Q在同一水平面上．a的重心位于球心，b、c的重心分别位于球心的正上方和正下方，如图10所示，三球皆静止，试分析三种情况下支点P、Q对球的弹力方向是怎样的？图104．(胡克定律)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11所示，求：图11(1)该弹簧的原长为多少？(2)该弹簧的劲度系数为多少？ 课题：§3.3.1摩擦力 第1课时 总序第个教案课型：新授课 编写时时间：年月日 执行时间：年月日三维目标：知识与技能1．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．2．能运用滑动摩擦力公式来计算滑动摩擦力．3．认识静摩擦的规律，知道静摩擦力的变化范围及其最大值．4．知道最大静摩擦力略大于滑动摩擦力．5．会根据物体的平衡条件简单地计算静摩擦力的大小．过程与方法1．培养学生利用物理语言分析、思考、描述摩擦力概念和规律的能力．2．培养学生的实验探究能力．3．让学生学会在实验中控制变量和实验条件．4．通过自己动手实验，培养学生分析问题、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．教学重点、难点：教学重点1．滑动摩擦力大小的计算以及方向的判断．2．静摩擦力的有无的判断以及静摩擦力方向的判断．3．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。教学难点1．静摩擦力有无的判断和静摩擦力方向的判断．2．静摩擦力大小的简单计算．教学方法：探究、讲授、讨论、练习教具准备多媒体教学课件、长方体木块(每组3块)、弹簧秤、毛巾；玻璃板、毛刷(两个学生一组)．身边的物体(例如水杯、黑板擦、钢笔、橡皮、讲桌等物体)教学过程：[新课导入]师：(举生活中的例子，也可以用多媒体演示)(演示实验]用手握住水杯．师：水杯为什么没有运动?生：因为水杯受力平衡．师：水杯受几个力呢?生：两个，重力和手对它的摩擦力．重力和摩擦力应该是平衡力．批注 师：那么摩擦力的方向又是如何呢?生：重力的方向竖直向下，摩擦力和重力大小相等，方向相反，所以在这个问题中摩擦力的方向应该竖直向上．师：这位同学回答得很好，今天我们就在初中学习的基础上进一步学习摩擦力．[进行新课]一、静摩擦力师：首先看一下什么是摩擦力，大家回忆一下初中所学的内容，叙述一下摩擦力的概念．生：两个相互接触的物体，当它们发生相对运动或具有相对运动趋势时，就会在接触面上产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力，这个力叫做摩擦力．师：(举身边的例子，用水平推力推课桌时，课桌没有运动)当我用力推课桌时，课桌为什么没有运动?生：因为课桌与地面之间有摩擦力的作用．师：这种摩擦力发生在相对静止的两个物体之间，我们把这种摩擦力叫做静摩擦力．同学们思考一下静摩擦力存在的条件．生1：首先两个物体间的接触面不光滑．生2：两个物体间有相对运动趋势．生3：两个物体应该接触并且相互挤压．师：(鼓励)刚才几位同学分析得非常好，根据上节课的知识，弹力产生的条件是接触并且有形变，那么把摩擦力产生的条件概括成一句话，这句话应该怎样表达?生：两个接触面不光滑的物体间有弹力并且有相对运动趋势．师：下面我们通过实验探究一下静摩擦力的大小和方向．[实验探究](参考实验)(1)用弹簧测力计水平地拉静止在水平桌面上的木块，逐渐增大拉力，直到木块运动为止。观察在此过程中弹簧测力计的示数变化，并将实验数据填入表格中．(2)在木块上增加砝码，重复上述实验，将实验数据填入表中．师：实验数据记录的表格应该怎样设计?生：我设计的表格是这样的．多媒体投影学生的表格设计(参考表格)实验次数木块的运动情况木块(或含砝码)的重力G／N弹簧测力计的示数F／Nl23师：根据实验结果，尝试讨论以下问题：木块在水平桌面上，不用外力去拉，它有没有受到摩擦力的作用?生：没有师：用弹簧测力计轻 轻拉木块，但它不动，木块有没有受到摩擦力的作用?生：有．师：其大小和方向如何?依据是什么?生：大小与拉力大小相同，方向与相对运动趋势的方向相反，即与拉力的方向相反；依据二力平衡．师：静摩擦力的大小是一个固定的值吗?它与压力有关系吗?如何确定其大小?生：静摩擦力的大小不是一个固定值，它与压力没有关系，可以用二力平衡条件来确定它的大小，在物体静止时，物体受到的拉力和物体受到的地面对它的静摩擦力相等．师：当物块才刚开始相对于桌面滑动，这时物块所受的静摩擦力叫什么?它的大小和方向呢?生：最大静止摩擦力；大小等于物块刚开始运动时的最小拉力，方向与相对运动趋势的方向相反．师：大家讨论归纳一下静摩擦力的特点．生：一般静摩擦力的大小没有一个确定的值，类似上述情况，当物块不动处于平衡状态时，静摩擦力的大小随拉力大小的变化而变化，总是等于拉力的大小．静摩擦力的方向，总是沿接触面切线方向，跟物体间相对滑动趋势方向相反．静摩擦力增大到某数值后就不再增大了，这时静摩擦力达到最大值，叫做最大静摩擦力，用fM表示．最大静摩擦力的方向，也总是沿接触面切线方向，跟物体间相对运动趋势相反．师：(微笑鼓励)刚才这位同学分析得很好，在一般情况下，如果两个相接触的物体之间存在着静摩擦力的作用，则并不一定处于最大静摩擦状态，最大静摩擦力等于使物体将要开始运动所需的最小推力．师：对于静摩擦力，我们还要讨论几个问题，首先考虑第一个问题：静摩擦力能不能发生在运动的物体之间?生1：我看不可以，因为这种摩擦力是静摩擦力．生2：我不同意刚才这位同学的看法，静摩擦力中的“静”应该是指的相互接触并且有相对运动趋势的物体之间的摩擦力，它应该是指的相对静止．师：对，静摩擦力中的“静”是指的相对静止．第二个问题是静摩擦力的大小如何确定?生：可以根据平衡条件来做．师：下面我们看这样一个例子．[课堂训练]用手握住一个油瓶(瓶始终处于竖直方向)．下列说法正确的是()A．瓶中油越多，手必须握得越紧B.手握得越紧，油瓶受到的摩擦力越大C.不管手握得有多紧，油瓶受到的摩擦力总是一定的D．以上说法都正确答案：AC解析：手握住油瓶，油瓶不掉落下来，表明手对油瓶竖直向上的静摩擦力跟油瓶受到的重力平衡—— 静摩擦力的大小由瓶的重力(大小)决定；油瓶变重，它受到的静摩擦力必须随之增大，手握得紧一点，相应的最大静摩擦力值也就大一些，才能保障油瓶不会掉落下来；如果手握得不够紧，正压力不够大，最大静摩擦力小于油瓶的重力，油瓶就会掉下来．所以选项A正确．手握得越紧，手与瓶之间的正压力越大，最大静摩擦力值也越大；但这时油瓶受到的是静摩擦力，是与油瓶重力平衡的静摩擦力，是一个定值——等于油瓶的重力．可见，选项B错误，C正确；显然D也不正确．师：继续刚才的分组实验，当拉力大于物体与地面间的最大静摩擦力时，物体的运动情况发生了怎样的变化?学生继续做实验，仔细观察实验现象，并对实验现象进行解释．生：物体由静止变为了运动．师：这时候物体与地面之间还有没有摩擦力?如果有，是什么性质的摩擦力?生：物体与地面之间仍然有摩擦力，不过摩擦力的性质由静摩擦力变为滑动摩擦力．师：好，我们下面就来研究一下滑动摩擦力．二、滑动摩擦力师：请同学们阅读课文，结合上面的实验，然后说出什么叫做滑动摩擦，什么叫做滑动摩擦力．生：从上面的实验可得出，两个相互接触的物体有相对滑动时，物体之间存在的摩擦叫做滑动摩擦．在滑动摩擦中，物体间产生的阻碍物体间相对滑动的作用力，叫做滑动摩擦力．师：根据静摩擦力产生的条件，我们探究一下滑动摩擦力产生的条件是怎样的．生：接触面粗糙的两个物体之间有弹力并且有相对运动．动手实验，“感受摩擦力”学生做身边的实验，感受与滑动摩擦力有关的因素，回答老师提出的问题．(参考实验)在桌面上垫一张纸，把手压在纸上，然后手掌向前推，保持接触面的材料不变，在大小不同的压力下朝前推手掌(材料可以是纸、塑料、毛巾、木板、橡胶等)；然后保持压力不变，改变接触面的材料．师：通过比较，感受滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关．生：与正压力和接触面的粗糙程度有关．师：下面我们自己设计一个实验，看一下滑动摩擦力到底与正压力之间的关系是什么．首先大家考虑一下实验器材的选择，然后探究如何用这些器材进行实验，也就是实验原理是什么，最后我们进行实验．学生探究如何进行实验，包括实验器材的选择、实验过程的设计、实验数据的处理等等．师：第一个问题，实验前你选择的器材是什么?生：我们可以继续刚才那个实验，只不过是让木块运动起来．师：对木块的运动情况有没有限制?生：木块要匀速运动或缓慢地移动，因为只有这样才可以保持拉力等于滑动摩擦力．师：是的，这一点一定要注意．实验过程中是如何改变木块对地面的压力的呢?生：可以在木块上添加砝码．师：实验数据是怎样进行处理的? 生：我们可以用表格的形式记录下在不同压力下物体做匀速运动的拉力大小，而在水平面上运动时物体对地面的压力大小等于物体的重力，所以我们要测量木块及砝码的重力从而得到木块对地面的压力．为记录数据设计的表格如下：多媒体投影学生设计的表格实验次数1234压力FN／N拉力F／N摩擦力f／N师：记录了数据以后是如何对数据进行处理的呢?生1：可以用每组得到的摩擦力和对应的重力相比．生2：可以作摩擦力f随压力Fn变化的图象，如果图象是一条直线，说明二者成正比．师：刚才两个同学的做法都很好，但是我还是建议用第二种做法，这样作出来的图象一目了然，很容易进行判断．如果你在测量中出现了错误的点，这个点可以在作图中舍去．以后大家要多采用图象的方法处理实验所得到的数据．师：实验得到的结论是什么?生：在其他条件不变的情况下物体与地面间的滑动摩擦力与物体对地面的压力成正比．师：大家猜想一下滑动摩擦力还与什么因素有关?生1：可能与接触面的面积有关．生2：可能与物体运动的速度有关．生3：可能与物体与接触面的粗糙程度有关．师：下面大家就通过实验验证一下我们的猜想．学生实验，教师巡回指导．师：通过实验，我们能够得出什么样的结论?生：物体与地面间的滑动摩擦力与接触面积无关，跟物体运动的速度大小无关，跟接触面的粗糙程度有关．师：(总结)更为精确的实验表明：滑动摩擦力的大小跟压力成正比，也就是跟两个物体间的垂直作用力成正比．如果用F表示滑动摩擦力的大小，用FN表示压力的大小，则有F=μFN，其中μ是比例常数(它是两个力的比值，没有单位)，叫做动摩擦因数，它的数值跟相互接触的两个物体的材料有关，材料不同，两物体间的动摩擦因数也不同．动摩擦因数还跟接触的情况(如粗糙程度)有关．师：滑动摩擦力的方向是如何规定的?生：滑动摩擦力跟物体相对运动方向相反．师：(强调)需要注意的是，滑动摩擦力的方向虽然是跟相对运动方向相反，但是要把相对运动方向跟运动方向这两个概念区分开，不能混为一谈．师：为了加强对滑动摩擦力的理解，我们看下面一个例题．多媒体展示课本例题 注意：在例题讲解的过程中，教师一定要把分析问题的机会留给学生，不能越俎代庖，而应该循序渐进地引导学生形成正确的分析问题的方法，锻炼学生分析问题特别是受力分析的能力，为以后复杂的受力分析打下良好的基础．三、滚动摩擦力一个物体在另一个物体表面上滚动时，物体之间存在的摩擦叫做滚动摩擦．在滑动摩擦中，物体间产生的阻碍物体间滚动的作用力，叫做滚动摩擦力．在压力相同时，滚动摩擦力要比滑动摩擦力小得多。[小结]摩擦力是物理教学中的难点，这节课突破难点的方法是利用我们身边随手可见的例子和简单的学生实验来进行的，一定要注意避免的是把知识点强加给学生，应该让学生自己去感受、去体会．滑动摩擦力这个概念的难点在于滑动摩擦力的方向和物体相对运动方向相反，而不是和物体运动方向相反，滑动摩擦力的计算等等．静摩擦力则更是一个难点集中的知识点，包括静摩擦力有无的判断、静摩擦力方向的判断、静摩擦力大小的判断等等，这些问题不可能在我们这一节课就能完全解释清楚，让学生全部了解，应该让学生先熟悉解决问题的基本方法，然后在以后的学习中逐步解决这些问题，因为静摩擦力不止一次地将会出现在将来的学习中．教学后记： 课题：§3.3.2摩擦力 第2课时 总序第个教案课型：习题课 编写时时间：年月日 执行时间：年月日[学习目标] 1.知道摩擦力的定义及分类.2.理解静摩擦力和滑动摩擦力的产生条件.3.会判断摩擦力的方向及计算摩擦力的大小.4.了解最大静摩擦力的概念．[基础知识回顾]一、静摩擦力1．定义：两个物体之间只有相对运动的趋势，而没有相对运动时产生的摩擦力叫做静摩擦力．2．静摩擦力产生的条件(1)物体相互接触且相互挤压．(2)接触面粗糙．(3)两物体间相对静止但有相对运动趋势．注意 两物体是“相对静止”，并不是静止．3．静摩擦力的方向总是沿着接触面，并且跟物体间相对运动趋势的方向相反．注意 (1)与“相对运动趋势的方向相反”，并不是与“运动方向”相反．(2)静摩擦力的效果是阻碍物体间的相对运动趋势，并不是阻碍物体的运动．4．静摩擦力的大小(1)静摩擦力的大小总随迫使物体发生相对运动的外力的变化而变化，与正压力大小无关(填“有关”或“无关”)．(2)静摩擦力有一个最大值，即最大静摩擦力Fmax，静摩擦力的范围是0查看更多