高中物理 31力的相互作用教学设计 新人教版必修1.docx

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高中物理31力的相互作用教学设计新人教版必修1

《相互作用》教学设计

教学设计

【教学目标】

1、知识与能力

（1）知道常见的形变及胡克定律，了解弹力在生产和生活中的应用。

（2）知道影响滑动摩擦力大小的因素，会判断滑动摩擦力的方向；会计算摩擦力的大小。

（3）能正确区分矢量与标量，能用力的合成与分解分析日常生活中的问题，能用共点力的平衡条件解释一些简单的平衡问题。

2、过程与方法：

（1）探究弹性体的弹力与形变量的关系。

（2）尝试运用共点力的合成、分解及平衡规律和研究方法解决一些简单的平衡问题。

3.情感、态度与价值观：

体验各种力现象的奇妙，主动去探索、运用自然规律，并用来解释、解决生活中的实际问题。

【教材分析】

教材所处的地位与作用

本部分知识在初中的基础上，进一步让学生领略丰富多彩的力的现象，学会基本的力学研究方法，理解弹力、摩擦力产生的条件及特点；运用力的平衡条件感悟力与平衡之美。

重点、难点

弹力、摩擦力及平衡条件的应用为本专题复习的重点，而摩擦力的判定，运用力的矢量运算法则求解合力与分力为难点。

围绕共点力的合成、分解和平衡展开讨论，接着，讨论力的分解并指出分解实际上力的合成的逆运算，以使学生能将合成与分解有机联系起来，最后，探讨平衡条件，并进一步分析了三种不同类型的平衡状态。

本专题强调与生活、生产的密切联系，着力体现知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观的三维目标；

【学情分析】

学生在初中接触过力的相互作用基本概念和构成要素，有初步的经验；有这些内容做铺垫，可以说是有备而来，接受起来不算困难。

但是摩擦力的判定及力的合成与分解是本部分的难点，要求学生应对它有明确的认识。

需要通过启发、引导、举例、观察、具体分析物理情境，逐步达成目的。

通过身边易见的实例或易得的经验让学生较为容易地感受到弹力的存在及摩擦力的判定，化解其抽象性，再启发提示学生，由此引发继续探究的兴趣。

在学习过程中，让学生体会到从“生活走向物理”，由定性走向定量的理念，由浅入深、逐级推进，最后得出结论，通过建立物理模型，让学生领会科学的研究方法，并通过规律应用使学生感受规律在解决实际问题时的优越性，体会物理规律对生活实践的作用。

【课时安排】1课时

【教学过程】

专题三　相互作用

考　点

考点解读

五年考情

考点1.常见的形变　物体的弹性

胡克定律

了解弹性形变的概念,知道常见的形变;知道弹力及弹力产生的条件,会分析弹力的方向;掌握胡克定律,并会应用其进行简单的计算。

五年2考

2011年T18、2010年T3

考点2.静摩擦的规律

掌握静摩擦力产生的条件,会判断静摩擦力是否存在;掌握静摩擦力方向的判断方法,了解最大静摩擦力的概念。

五年3考

2014年T14、2013年T9

2011年T9

考点3.滑动摩擦的规律

掌握滑动摩擦力产生的条件,会判断滑动摩擦力的方向,掌握滑动摩擦力的计算公式,并会应用它解答相关问题。

五年6考

2013年T11

2013年T20、2012年T8

2012年T20、2011年T9

2010年T11

考点4.力的合成与分解

了解合力和分力的概念。

会应用平行四边形定则进行力的合成和分解,会应用作图法和几何知识求合力或分力。

五年4考

2014年T6、2013年T17

2011年T15、2011年T7

考点5.共点力的平衡条件

知道物体平衡时其所受合外力为零,会应用平衡条件解答有关问题。

五年5考

2013年T14、2013年T7

2012年T19、2011年T10

2010年T19

考点6.矢量与标量

了解矢量和标量的特点。

知道矢量和标量所遵循的计算法则。

五年2考

2014年T1、2011年T1

考点速记·夯基固源　

一、形变、弹力和胡克定律

1.形变：

（1）定义：

物体在力的作用下　　　　或　　　　发生改变的现象。

（2）弹性形变：

物体在形变后撤去作用力时能够　　　　　　的形变。

（3）弹性限度：

当形变超过一定限度时,撤去作用力后,物体将不能完全恢复　　　　　　　,这个限度为弹性限度。

2.弹力：

（1）定义：

发生　　　　　　　的物体由于要恢复原状,对　　　　　　　　　

产生的力。

（2）弹力的产生条件。

①两物体　　　　　　　。

②发生　　　　　　　。

（3）常见弹力：

平时所说的　　　　、　　　　　　和　　　　都是弹力。

绳中的弹力通常称为张力。

（4）弹力的方向。

①压力和支持力的方向　　　　　　　物体的接触面。

②绳的拉力沿着绳而指向绳　　　　的方向。

3.胡克定律：

（1）内容：

弹簧发生弹性形变时,弹力的大小F跟 

成正比。

（2）公式：

　　　　。

其中k为弹簧的　　　　　　　,单位：

牛顿每米,符号N/m,它的大小反映了弹簧的软硬程度;x为弹簧的形变量（伸长量或缩短量）。

（3）实验：

探究弹力与弹簧伸长量的关系。

①弹簧弹力的测量方法：

在竖直弹簧的下端悬挂质量为m的钩码,待钩码静止时,利用G=mg得到的钩码的重力等于　　　　　　　的大小。

②数据处理方法：

作出F-x图像,研究图像中的图线,确定二者关系。

③实验结论：

在弹性限度内,弹力与弹簧的伸长量成　　　　。

对弹力、胡克定律的深入理解

（1）相互接触是产生弹力的必要条件,但相互接触的物体之间不一定存在弹力,只有两个物体相互接触并发生弹性形变时才有弹力产生。

（2）胡克定律的表达式F=kx中的x是弹簧的形变量（伸长量或缩短量）,而不是弹簧的长度。

二、静摩擦力和滑动摩擦力的规律

1.静摩擦力：

（1）定义：

两个相互接触的物体,当它们具有　　　　　　　　时（没有相对运动）,在接触面上产生阻碍相对运动趋势的力。

（2）产生条件。

①物体直接接触且　　　　　　　。

②接触面　　　　。

③物体间有　　　　　　　　　。

（3）方向：

与接触面相切,并且跟物体　　　　　　　　　　的方向相反。

（4）大小范围：

2.滑动摩擦力：

（1）定义：

两个相互接触的物体,当它们发生相对运动时,在接触面上产生阻碍

　　　　　　　的力。

（2）产生条件。

①物体直接接触且　　　　　　　。

②接触面　　　　。

③物体间有　　　　　　　。

（3）方向：

与接触面相切,并且跟物体　　　　　　　的方向相反。

（4）大小：

F=　　　　　　,其中μ为　　　　　　　　,FN为接触面上的

　　　　。

对摩擦力认识的三种误区

误区一　认为静止的物体总受静摩擦力,运动的物体总受滑动摩擦力

两物体间产生静摩擦力,两物体一定保持相对静止,而不一定静止,两者可以以共同速度运动。

两物体间若产生滑动摩擦力,两物体一定发生了相对运动,而不一定都运动,可以是一个运动,另一个静止。

误区二　认为摩擦力的方向总与物体运动方向相反,摩擦力总是阻力

摩擦力的方向与产生摩擦力的两物体间的相对运动或相对运动趋势的方向相反,但与这两个物体相对于其他物体的运动方向没有关系。

因此,摩擦力的方向可以与物体的运动方向相同,也可以相反。

误区三　认为静摩擦力的大小随正压力的变化而变化

滑动摩擦力的大小与正压力FN成正比,但静摩擦力的大小与正压力无关,它与物体的运动状态和所受外力的大小有关,只是最大静摩擦力与正压力成正比。

三、力的合成与分解

1.力的合成：

（1）合力与分力：

当一个物体受到几个力的共同作用时,如果一个力的　　　　

　　　跟这几个力的　　　　　　　　相同,这个力叫作那几个力的　　　　,那几个力叫作这个力的　　　　。

合力与分力的关系为　　　　　　　关系。

（2）力的合成：

求几个力的　　　　的过程。

（3）两个力的合成。

①遵循法则——　;

②方法：

以表示这两个力的线段为　　　　作平行四边形,这两个邻边之间的对角线表示　　　　　　　　　　。

2.力的分解：

（1）定义：

求一个已知力的　　　　的过程。

（2）与合成的关系：

力的分解是力的合成的　　　　　　。

（3）分解法则：

　　　　　　　　　　　。

对合力、分力的深入理解

将力进行合成时,分力真实存在,合力不真实存在;将力进行分解时,合力真实存在,分力不真实存在。

它们之间的关系为等效替代关系。

四、共点力的平衡条件

1.平衡状态：

一个物体在力的作用下处于　　　　或　　　　　　　　　　　状态。

2.共点力的平衡条件：

在共点力作用下物体的平衡条件是　　　　　　　。

五、矢量和标量

1.矢量：

既有大小,又有方向,合成时遵循　　　　　　　　或　　　　　　　

的物理量。

2.标量：

只有大小,没有方向,求和时按照　　　　　　　　相加减的物理量。

热点精练·突破重点　

弹簧弹力

【例1】（2011·山东学业水平真题）如表是某同学在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验中测得的几组实验数据。

弹力F/N

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

弹簧的伸长量x/cm

2.6

5.0

6.8

9.8

12.4

（1）请你在给定的坐标系中描点连线,作出F-x图像。

（2）根据图像,写出F-x的具体函数关系式：

F=　　　　（其中F的单位为N,x的单位为m）。

静摩擦力和滑动摩擦力

【例2】（2011·山东学业水平真题）重为500N的木箱放在水平地面上,木箱与地面间的最大静摩擦力为105N,动摩擦因数是0.2,如果分别用80N和120N的水平力推木箱,经过一段时间后,木箱受到的摩擦力分别是（　　）

A.80N　120NB.80N　100N

C.0N　100ND.80N　105N

摩擦力大小的确定

物体原来静止,当施加在物体上的作用力小于最大静摩擦力时,物体仍静止,这时需要根据二力平衡来确定静摩擦力的大小;当施加在物体上的力超过最大静摩擦力时,物体发生滑动,这时需根据F=μFN确定滑动摩擦力。

受力分析

【例3】静止的木箱在水平拉力F的作用下沿粗糙水平面向左运动。

下列受力示意图正确的是（　　）

在分析物体受力时容易出现的错误

（1）将分力和合力同时分析,比如题中下滑力和重力。

（2）将受力物体受到的力和它对外施加的力同时分析。

共点力的平衡

【例4】（2013·山东学业水平真题）重为G的杂技演员沿竖直杆匀速下滑时,受到的摩擦力为F,则（　　）

A.F>G　　　B.F

处理平衡问题的思路

（1）确定研究对象。

（2）对研究对象进行受力分析,画出受力示意图。

（3）根据平衡条件列方程。

（4）求解方程,必要时进行讨论。

力的合成与分解

【例5】如图所示,拖拉机拉着耙耕地,拉力F与水平方向成α角,若将该力沿水平和竖直方向分解,则它的竖直分力为（　　）

A.Fsinα　　B.Fcosα　　C.Ftanα　　D.

矢量和标量

【例6】下列物理量属于标量的是（　　）

A.速度　　B.时间　　C.加速度　　D.位移

对点训练·提升技能　

一、选择题

1.（考点1）玩具汽车停在模型桥面上,如图所示,下列说法正确的是（　　）

A.桥面受到向下的弹力,是因为桥梁发生了弹性形变

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,是因为桥梁发生了弹性形变

D.汽车受向上的弹力,是因为汽车发生了形变

2.（考点1）在竖直悬挂的轻质弹簧下端挂一个钩码,弹簧伸长了4cm,如果在该弹簧下端挂两个这样的钩码（弹簧始终发生弹性形变）,弹簧的伸长量为（　　）

A.4cm　　　　B.6cm　　　　C.8cm　　　　D.16cm

3.（考点2）皮带运输机把物体匀速送到高处时,物体受到的摩擦力的方向（　　）

A.与物体速度同向

B.与物体速度反向

C.摩擦力为零

D.因不知相对运动趋势,故不能判定

4.（考点2、3）下列说法中不正确的是（　　）

A.受到摩擦力作用的物体,一定也受到弹力

B.摩擦力的方向与物体运动的方向可能相同,也可能相反

C.静摩擦力的大小与接触面的正压力成正比

D.滑动摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反

5.（考点2、3）（2010·山东学业水平真题）重为400N的木箱静止在水平地面上,木箱与地面间的最大静摩擦力是85N,动摩擦因数为0.2,如果用90N的水平力推木箱,则木箱受到的摩擦力大小是（　　）

A.85NB.80NC.50ND.0

6.（考点1、5）（2011·山东学业水平真题）如图所示,一重球悬挂于轻绳下端,并与光滑斜面接触,处于静止状态。

若绳保持竖直,则重球的受力为（　　）

A.重力、绳的拉力和斜面的支持力

B.重力、绳的拉力

C.重力、斜面的支持力

D.重力、下滑力、绳的拉力和斜面的支持力

7.（考点2、5）如图所示,将两本书的纸张交叉重叠起来,两同学分别抓住每本书的一侧往外拉,两书仍在原处且没有被分开,此过程中（　　）

A.拉力小于两本书的重力

B.拉力等于两本书的重力

C.拉力增大,摩擦力也增大

D.拉力增大,摩擦力保持不变

8.（考点3、5）物体沿着斜面匀速下滑时,若不计空气阻力,则物体受到的作用力是（　　）

A.重力、下滑力和斜面的支持力

B.重力、摩擦力和斜面的支持力

C.重力、下滑力和摩擦力

D.下滑力、摩擦力和斜面的支持力

9.（考点5）如图所示,一大力士正在用力拖动汽车匀速前进,若大力士通过绳对汽车施加的拉力为F,绳与水平方向之间的夹角为θ,则汽车前进过程中受到的阻力为（　　）

A.FcosθB.Fsinθ

C.

D.

10.（考点6）下列各组物理量中,都是矢量的是（　　）

A.位移、时间、速度

B.速度、速率、加速度

C.加速度、速度的变化量、速度

D.路程、时间、位移

【提升训练】

11.（考点1、5）一个弹簧挂30N的重物时,弹簧伸长1.2cm,若改挂100N的重物时,弹簧总长为20cm,则弹簧的原长为（　　）

A.12cm　　　B.14cm　　　C.15cm　　　D.16cm

13.

（考点1、2、5）如图所示,用等大反向的力F和F′压住两块木板,中间夹着一个重量为G的立方体金属块,它们一起处于静止状态,则（　　）

A.木板和金属块之间肯定有摩擦力

B.金属块受三个力作用

C.若同时增大F和F′,木板和金属块之间的摩擦力会增大

D.若同时增大F和F′,金属块所受合力会增大

14.（考点4、5）某物体在三个共点力的作用下处于静止状态,若把其中一个力F1的方向沿顺时针转过60°而保持其大小不变,其余两力保持不变,则此时物体所受的合力大小为（　　）

A.F1B.

F1C.2F1D.无法确定

二、填空与作图题

15.（考点4）（多选）（2013·山东学业水平真题）在“验证力的平行四边形定则”的实验中,除已有的方木板、白纸、图钉、橡皮条、细绳、铅笔外,还需要的器材有：

　　　　　　　　（填写字母代号）。

A.天平B.弹簧测力计

C.秒表D.刻度尺

16.（考点4）（2011·山东学业水平真题）共点力的合成遵循　　　　　　　　定则。

请画出图中共点力F1和F2合力的示意图（请保留有关的辅助线）。

三、计算题

17.（考点3、5）重20N的物块,放在水平桌面上,用F=8N的水平拉力拉物块可以使其做匀速直线运动。

求：

（1）物块所受的摩擦力。

（2）物块和桌面间的动摩擦因数。