第三章相互作用我的教案.docx
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第三章相互作用我的教案
高一物理必修一
第三章：
相互作用
教案
班级：
高一年级
科任：
黄巨成刘庆阳
科目：
物理
2010年10月
1重力基本相互作用
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.
教具准备
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.
课时安排
2课时
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.
［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.
（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.
图3－1－1
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.
［课堂训练］
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.
（投影展示物体下落的几幅图象）
二、重力
师：
重力产生的原因是什么？
生：
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？
生：
重力的大小可以用弹簧秤进行测量.
师：
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？
生：
重力的方向是竖直向下的.
师：
重力的作用点称为重心，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.物体的重心是如何进行确定的呢？
生1：
如果是规则形状的物体，物体的重心一定在物体的几何中心.
生2：
不一定，当物体密度分布不均匀时，即使是规则形状的物体，重心也不一定在物体的几何中心.比如一个空杯子，逐渐地向里面注入水，它的重心应该不断地变化.所以应该说成规则形状并且质量分布均匀的物体重心是在几何中心.
师：
（鼓励的微笑）刚才这位同学分析得非常好.物体的重心可以随物体质量分布变化而变化.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.
图3－1－2
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）
［课堂训练］
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.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
答案：
CD
三、四种基本相互作用
（学生自己阅读教材第53页四种基本相互作用）
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.
课堂小结
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.
［布置作业］
教材第54页问题与练习.
［课外训练］
1.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
2.如果地面上一切物体受到的重力都消失了，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
3.一个边长为2m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.
4.两位同学在看体育比赛时，发现“背越式”跳高比“跨越式”跳高好得多，如图3－1－3.请你来探究一下这个问题，说说为什么是这样的.
图3－1－3
板书设计
1重力基本相互作用
一、力和力的图示
二、重力
三、四种基本相互作用
1.力的定义
1.大小G=mg
1.万有引力
2.力的单位
2.方向
2.电磁相互作用
3.力的图示和力的示意图
3.重心
3.强相互作用和弱相互作用
教学后记
从这一节课开始研究物体所受的力，首先从力的概念入手进行研究，“力是物体间的相互作用”这个表达是抽象的，也是教学中的一个难点，教学中要从生活中的具体例子出发，说明力是改变物体运动状态的原因，是使物体产生形变的原因，在此基础上给出力的定义.对于力的相互性的理解是从施力物体和受力物体的角度来进行定义的，刚开始分析物体受力时，可以把施力物体找出来以便在分析时不会凭空增加力的个数.
力的三要素是对物体进行受力分析时把问题简单化的一种方法，也是以后作力的分析草图时必须用到的一种基本知识和技能，所以要学生多加练习，特别是对力的示意图更要加以重视，这是受力分析的基础.
重力概念的理解难点在于重心的理解，重心是重力的作用点，但重心的位置与物体的形状和物体的密度分布都有关系.理解重力可以从演示实验入手进行，把抽象的问题具体化是解决难点的很好的方法.
2弹力
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入手，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
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.
课时安排
2课时
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.
［新课教学］
一、弹性形变和弹力
【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
【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.
图3－2－1
【演示实验】
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.
【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
二、几种弹力
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）.
图3－2－2
【课堂训练】
1.请在图3－2－3中画出杆及球所受的弹力.
图3－2－3
（1）杆靠在墙上.
（2）杆放在半球形的槽中.（3）球用细线悬挂在竖直墙上.
（4）球放在两个等高的支座上.
2.在图3－2－5中，A、B两小球相互间一定有弹力作用的图是
图3－2－5
答案:
B
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.
图3－2－6
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？
）（参考答案:
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3－2－7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.
图3－2－7
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.
【课堂训练】
如图3－2－8所示，为一轻质弹簧的长度和弹力大小的关系，根据图象判断，正确的结论是
图3－2－8
A.弹簧的劲度系数为1N/mB.弹簧的劲度系数为100N/m
C.弹簧的原长为6cmD.弹簧伸长0.2m时，弹力的大小为4N
解析:
弹簧处于原长时，弹簧的弹力应为0，由此可知弹簧原长为6cm.由图象可知:
当拉长2cm时，弹力为2N，可得劲度系数为100N/m，因此答案为BC.
课堂小结
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，在发现中锻炼探究物理规律的能力.
［布置作业］
教材第56页问题与练习.［课外训练］
1.关于弹力的产生，下列说法中正确的是
A.木块放在桌面上受到向上的弹力，是由于木块发生微小形变而产生的
B.木块放在桌面上受到向上的弹力，是由于桌面发生微小形变而产生的
C.挂在悬线下的物体受到向上的拉力，是由于悬线发生微小形变而产生的
D.挂在悬线下的物体受到向上的拉力，是由于物体发生微小形变而产生的
2.如图3－2－9所示，细绳竖直拉紧，小球和光滑斜面接触，则小球受到的力是
图3－2－9
A.重力、绳的拉力B.重力、绳的拉力、斜面的弹力
C.重力、斜面的弹力D.绳的拉力、斜面的弹力
3.一根弹簧在弹性限度内，对其施加30N的拉力时，其长为20cm，对其施加30N的压力时，其长为14cm，试求该弹簧的自然长度和它的劲度系数.
4.在研究弹簧的形变与外力的关系的实验中，将弹簧水平放置测出其自然长度，然后竖直悬挂让其自然下垂，在其下端竖直向下施加外力F，实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的.用记录的外力F与弹簧的形变量x作出的F－x图线如图所示，由图3－2－10可知弹簧的劲度系数为________.图线不过原点的原因是由于_______________.
图3－2－10
板书设计
2弹力
弹力
形变
概念
物体的形状和体积的改变
特点
1.任何物体都能发生形变
2.有的形变明显，有的形变极其微小
分类
按形式分:
拉伸（或压缩）形变、弯曲形变、扭转形变
按效果分:
弹性形变、非弹性形变
弹力
概念
发生形变的物体由于要恢复原状，对跟它接触的物体间产生的力
产生条件
直接接触
发生形变
方向
1.压力的方向垂直于支持面指向被压的物体
2.支持力的方向垂直于支持面指向被支持的物体
3.绳的拉力方向总是沿着绳指向绳子收缩的方向
大小
1.形变越大，弹力也越大
2.形变消失，弹力也随之消失
教学后记
本节教学总体可从展示宏观的形变引入，而演示微小的形变更为关键，可以根据各地不同的情况进行选取实验器材，使学生确信微小形变的存在，让学生认识任何物体受到外力作用后都会产生形变事实.对于几种常见的弹力的教学，弹力有无的判断和弹力方向的确定是两个难点，对于弹力的有无，要使学生掌握用假设的方法来进行判断，提高学生分析问题的能力，为以后受力分析打下良好的基础，对于弹力方向的教学，要注意支持力和重力方向的区别以及接触面形状不容易确定的物体表面间受到的弹力方向.对于胡克定律的教学，可以先从现实生活中获得具体的体验，然后再用实验验证弹力的大小和形变量大小之间的关系，注意区别弹簧的原长和弹簧的形变量，并能够应用胡克定律进行简单的计算.学习胡克定律之后，可以将“研究橡皮筋的弹力与橡皮筋的形变量之间的关系”作为学生研究性学习的课题，让学生体会其他物体产生的弹力与形变量的关系，研究一下这种关系是否满足胡克定律，如果不满足胡克定律，让学生想一想这种关系是否存在内在规律性.
3摩擦力
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
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）
课时安排
3课时
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.
［进行新课］
一、静摩擦力
【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）
实验数据记录表
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/N
1
2
3
…
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:
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，如图3－3－1）.下列说法正确的是
图3－3－1
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
二、滑动摩擦力
【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.
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
1
2
3
4
压力FN/N
拉力F/N
摩擦力f/N
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面的情况（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.
比较：
1．产生：
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。
2．产生条件：
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
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