【2013秋课堂教学同步】《课堂新坐标》高中物理必修一（沪科版）配套教师版文档：第3章　力与相互作用（78页）

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必修1　　 　 　　　　　　 第3章　力与相互作用
3．1牛顿第三定律
(教师用书独具)
●课标要求
1．知道物体之间的相互作用遵循牛顿第三定律，并能找到作用力和反作用力．
2．理解作用力和反作用力的特点，会判断作用力和反作用力的大小和方向．
3．了解牛顿第三定律在生活中的应用，如轮船、螺旋桨飞机以及划艇获得动力的原理．
●课标解读
1．理解作用力与反作用力的概念和关系．
2．知道作用力和反作用力跟平衡力的区别．
3．掌握牛顿第三定律，并能应用它解释有关问题．
●教学地位
本节重点就是让学生从实验的基础上．明确作用力与反作用力之间的关系，理解这一概念及与平衡力的区别．它是力学的基础内容也是高考的常考知识点.
(教师用书独具)
●新课导入建议
故事导入　学生活动：拍手鼓掌、用力推桌子，体会手的感觉(相互性、大小关系)，每个小组成员根据自己的体验说出各种感受．再让学生利用身边的器材自己设计实验，验证刚才的体验．
教师：你们刚才的体验暗含了一位伟人发现的一个重要规律，现在就来学习这一内容．
●教学流程设计
课前预习安排：1.通读教材.2.填写【课前自主导学】 步骤1：导入新课(本节教学地位分析) 步骤2：提问：检查预习效果 步骤3：a.完成“探究1”可变换角度更改或补充例题启发学生理解探究内容．b.完成【迁移应用】．c.也可联系【当堂双基达标】的相关内容

步骤6：先由学生总结本节内容，教师点评并小结，布置课下完成【课后知能检测】 步骤5：指导学生完成【当堂双基达标】并检查学习效果，进行个别指导(此项内容也可融合在课堂互动探究中) 步骤4：同步骤3但要变换形式，改变方法完成“探究2、3”
课　标　解　读 重　点　难　点
1.知道力的作用是相互的，知道作用力和反作用力的概念．2.理解牛顿第三定律的确切含义，知道牛顿第三定律适用于固体、液体和气体．能用它解决简单的问题．3.能区分平衡力与作用力和反作用力. 1.牛顿第三定律．(重点) 2.作用和反作用力的概念．(重点)3.运用牛顿第三定律分析实际问题．(难点)4.作用和反作用力与平衡力的区别．(难点)
(对应学生用书第29页)
[FL(－F@%(0,0,0,70)K2
作用力与反作用力
1.基本知识
(1)实验探究：比较拉力的大小
让一个大男孩和一个小孩子对拉比力气，并在他们之间加上两个同样的弹簧测力计．
(2)实验结论
①两弹簧测力计的示数总是相同．
②两个物体之间的作用力总是成对出现的，即物体间力的作用是相互的．
③施力物体同时也是受力物体，受力物体同时也是施力物体．
(3)作用力与反作用力的概念
物体间相互作用的一对力中，任意一个叫做作用力，另一个叫做反作用力．
2．思考判断
(1)力是物体对物体的作用，施力物体同时也是受力物体．(√)
(2)作用力和反作用力的受力物体是同一物体．(×)
(3)作用力和反作用力的合力为零．(×)
3．探究交流
火箭为什么能将“神舟八号”推向天空？
【提示】　火箭内的燃料燃烧时，向下喷出大量气体，根据作用力和反作用力关系，气体将对火箭产生向上的推力.
牛顿第三定律
1.基本知识
(1)牛顿第三定律
两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在一条直线上．
(2)表达式
F＝－F′，其中F、F′分别表示作用力和反作用力，负号表示两个力方向相反．
(3)适用范围
不仅适用于固体间的相互作用，也同样适用于液体和气体间的相互作用，而且跟物体的运动状态无关．
2．思考判断
(1)一个人在用力打拳，可见一个力可以只有施力物体没有受力物体．(×)
(2)先有作用力后有反作用力．(×)
(3)作用力与反作用力一定是同性质的力．(√)
3．探究交流
图3－1－1
“掰腕子”是比较臂力大小的一种常见比赛．在一次“掰腕子”比赛中，甲轻松地胜了乙，是否是因为甲对乙的作用力大于乙对甲的作用力？
【提示】　不是．甲、乙两手间的力为作用力与反作用力，根据牛顿第三定律可知，这两个力大小相等，甲之所以胜了乙，那是因为甲手腕能承受的力大于乙手腕能承受的力.
(对应学生用书第30页)
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对牛顿第三定律的理解
【问题导思】　
1．作用力和反作用力是作用在一个物体上吗？
2．是先产生作用力，后产生反作用力的吗？
1．理解：定义中的“总是”是强调对于任何大小、形状、物质状态的物体，在任何运动状态下均成立．
2．重要意义
(1)牛顿第三定律定量地反映出物体间相互作用时彼此施力所遵循的规律．
(2)牛顿第三定律全面揭示了作用力和反作用力的关系，可归纳为三个性质和四个特征．
①三个性质
a．异体性：作用力和反作用力分别作用在彼此相互作用的两个不同的物体上，各自产生各自的作用效果；
b．同时性：作用力和反作用力总是同时产生、同时变化、同时消失，不分先后；
c．相互性：作用力和反作用力总是相互的，成对出现的．
②四个特征
a．等值：大小总是相等的；
b．反向：方向总是相反的；
c．共线：总是在同一直线上；
d．同性：力的性质总是相同的．
(3)牛顿第三定律为解决物体间的相互作用问题提供了依据．
①揭示了力作用的相互性，兼顾施力、受力两个方面，是正确分析物体受力的基础．
②说明物体间力的作用是相互的，因而物体运动状态的改变也必然相互关联．
③可以从一个物体的受力分析过渡到另一个物体的受力分析．
(4)作用力与反作用力的关系，不仅适用于静止的物体之间，也适用于相对运动的物体之间，这种关系与作用力性质、物体质量大小、作用方式(接触还是不接触)、物体运动状态及参考系的选择均无关．
　跳高运动员从地面起跳的瞬间，下列说法哪些是正确的(　　)
A．运动员给地面的压力与运动员受到的重力是一对作用力和反作用力
B．地面给运动员的支持力和运动员受到的重力是一对作用力和反作用力
C．地面给运动员的支持力大于运动员对地面的压力
D．地面给运动员的支持力等于运动员对地面的压力
【解析】　地面给运动员的支持力和运动员对地面的压力是一对作用力和反作用力，永远大小相等，方向相反，作用在一条直线上，与运动员的运动状态无关．所以C错误，D正确．运动员对地面的压力(或支持力)与运动员的重力不是它们间的相互作用力，故A、B错误．
【答案】　D
1．狗拉着雪橇从静止开始运动，下面说法正确的是
(　　)
A．狗对雪橇的拉力和雪橇对狗的拉力是一对作用力与反作用力
B．狗对雪橇的拉力先产生，运动后雪橇才对狗产生拉力
C．当狗拉着雪橇加速前进时，狗拉雪橇的力大于雪橇拉狗的力
D. 狗对雪橇的拉力和雪橇对狗的拉力是一对平衡力
【解析】　作用力与反作用力总是大小相等，分别作用在两个物体上，作用效果不能相互抵消．同时产生，同时消失，与物体所处的状态无关，由此可知B、C、D错误，A正确．
【答案】　A
作用力与反作用和二力平衡的比较
【问题导思】　
1．作用在两个物体上，大小相等 、方向相反、在同一条直线上的两个力是否一定是作用力与反作用力？
2．平衡力作用在物体上能够产生什么样的效果？作用力与反作用力呢？
　一对力比较项目　　 一对平衡力 一对作用力与反作用力
不同点 作用对象 两个力作用在同一物体上 两个力分别作用在两个不同物体上
涉及物体 两个力涉及三个物体 两个力涉及两个物体
力的性质 两个力的性质不一定相同 两个力的性质一定相同
作用效果 两个力共同作用的效果是使物体处于平衡状态 两个力的效果分别表现在相互作用的两个物体上，各自独立产生作用效果
依赖关系 一个力的产生、变化、消失不一定影响另一个力，不存在依赖关系，撤除一个力时另一个可依然存在，只是不再平衡 两个力一定同时产生、同时变化、同时消失，不可单独存在
共同点 大小相等、方向相反、作用在同一条直线上
1．作用力与反作用力是“异体、共线、反向、等大、同性、同存”．
2．平衡力是“同体、共线、反向、等大”．
图3－1－2
　(2012·铜川高一期末)如图3－1－2所示，水平力F把一个物体紧压在竖直的墙壁上静止不动，下列说法中正确的是(　　)
A．作用力F跟墙壁对物体的支持力是一对作用力与反作用力
B．作用力F与物体对墙壁的压力是一对平衡力
C．物体的重力跟墙壁对物体的静摩擦力是一对平衡力
D．物体对墙壁的压力与墙壁对物体的支持力是一对作用力与反作用力
【解析】　作用力F跟墙壁对物体的支持力作用在同一物体上，大小相等、方向相反，在一条直线上，是一对平衡力，A错．作用力F作用在物体上而物体对墙壁的压力作用在墙壁上，这两个力不能成为平衡力，也不是作用力和反作用力，B错．物体在竖直方向上，受竖直向下的重力和墙壁对物体竖直向上的静摩擦力，因物体处于静止，故这两个力是一对平衡力，C对．物体对墙壁的压力与墙壁对物体的支持力，是两个物体之间的相互作用力，是一对作用力和反作用力，D对．
【答案】　CD
2．2011年11月3日“神州八号”与“天宫一号”成功对接，实现了中国航天的新的跨跃，二者对接时要发生微弱的碰撞，在碰撞过程中(　　)
A．“神州八号”对“天宫一号”的力大于“天宫一号”对“神州八号”的力
B．“神州八号”对“天宫一号”的力小于“天宫一号”对“神州八号”的力
C．二者之间的力是一对平衡力
D．二者之间的力等大、反向
【解析】　“神州八号”与“天宫一号”间的力为作用力和反作用力间的关系，大小相等，方向相反、作用在两物体上，故D项正确，A、B、C错．
【答案】　D
综合解题方略——拔河问题的分析
　甲、乙两队进行拔河比赛，结果甲队获胜，有位同学解释甲队获胜的原因是因为甲队的拉力大于乙队的拉力，请你分析一下，这位同学的解释正确与否？(绳子的质量可忽略不计)
【审题指导】　解答此题应把握以下两点：
(1)由于绳子质量可忽略，甲队与乙队间的相互拉力可视为作用力和反作用力．
(2)明确地面对人的摩擦力对胜负的影响．
【规范解答】　这位同学的解答不正确．拔河比赛时，能不能拉动对方，取决于对方所受的拉力与地面所施加的最大静摩擦力的大小关系．根据牛顿第三定律，可知甲队拉乙队的力与乙队拉甲队的力总是大小相等的．拔河比赛时，甲、乙两队水平方向受力情况如图所示．
由于地面给甲队的最大静摩擦力大于地面给乙队的最大静摩擦力，所以当甲队对乙队的拉力大于地面给乙队的最大静摩擦力时，乙队被拉动，而甲队仍没被拉动，故甲队就能获胜．
【答案】　见规范解答
　牛顿　
第三定律作用力与
反作用力概念与平衡力的区别关系能用牛顿第三定律解决简单问题
【备课资源】(教师用书独具)
黄河气垫船
黄河的一大特征是险情丛生，在黄河平静的河面下隐藏着无数的浅滩、暗滩，宽阔的河面无船出现，正是“黄河自古难行舟”的写照．但郑州号气垫船却在河面上乘风破浪，自由飞翔．郑州号水陆两栖气垫船是我国第一艘用于旅游的气垫船．气垫船是高科技的结晶．顾名思义，它是由船下的大型鼓风机向船身下吹气，使船下产生一个巨大的气垫，把船身向上抬高20厘米～50厘米，船体借助船后两个巨型螺旋桨产生的推动力，使船向前行进．一望无际的黄河滩地坎坷不平，汽车在这里无法行驶，一般船只在这里搁浅，唯有气垫船畅通无阻，运行自如.
(对应学生用书第31页)
1．下列说法中正确的是(　　)
A．甲物体受乙物体的作用，则乙物体一定同时受到甲物体的作用
B．甲物体对乙物体的作用一定是作用力，而乙物体对甲物体的作用一定是反作用力
C．若把甲、乙两物体看成质点，则甲、乙两物体间的作用力和反作用力一定在甲、乙两物体的连线上
D．若甲物体对乙物体的作用力竖直向上，则乙物体对甲物体的作用力也一定竖直向上
【解析】　物体间的作用是相互的，甲物体受到乙物体的作用，乙物体必定同时受到甲物体的作用，且作用力与反作用力一定大小相等、方向相反，作用在同一条直线上，相互作用的两个力中，其中任何一个都可以叫做作用力，另一个叫做反作用力．综上所述，A、C正确B、D错误．
【答案】　AC
2．(2012·潮州高一检测)用手托着一块砖，开始静止不动，当手突然向上加速运动时，砖对手的压力(　　)
A．一定小于手对砖的支持力
B．一定等于手对砖的支持力
C．一定大于手对砖的支持力
D．无法判断手和砖之间作用力的大小关系
【解析】　砖对手的力与手对砖的力是作用力与反作用力，由牛顿第三定律知二者等大．
【答案】　B
3．如图3－1－3所示，是某同学“用两只弹簧秤探究作用力与反作用力关系”的实验，发现左右弹簧秤的读数总是不相等，周围同学帮忙分析出现这种现象的原因中正确的是(　　)
图3－1－3
A．左右手对弹簧秤的拉力大小不等
B．左右两弹簧秤没有保持静止
C．物体间的相互作用力有时可以不等
D．实验前没有对弹簧秤进行调零
【解析】　物体间的相互作用力总是大小相等的，A、B、C错，出现示数不等的原因是实验前忘记调零，D对．
【答案】　D
4．关于作用力、反作用力和一对平衡力的认识，正确的是(　　)
A．一对平衡力的作用效果相互抵消，一对作用力与反作用力的作用效果也相互抵消
B．作用力和反作用力同时产生、同时变化、同时消失，且性质相同，平衡力的性质却不一定相同
C．作用力和反作用力同时产生、同时变化、同时消失，且一对平衡力也是如此
D．先有作用力，接着才有反作用力，一对平衡力却是同时作用在同一个物体上
【解析】　作用力与反作用力作用在两个不同的物体上，作用效果不能抵消，A错误；作用力与反作用力具有同时性、性质相同的特点，平衡力不一定具备这些特点，B正确，C、D错误．
【答案】　B
1．下列关于作用力与反作用力的说法中正确的是(　　)
A．先有作用力，然后才有反作用力
B．作用力与反作用力的大小相等，方向相反，作用效果相互抵消
C．物体间的作用力与反作用力一定同时产生，同时消失
D．只有两物体接触时，才会产生作用力与反作用力
【解析】　作用力与反作用力是同时产生，同时消失的，所以选项A是错误的，选项C是正确的．由于作用力与反作用力分别作用于两个不同的物体，所以这两个力的作用效果不能相互抵消，选项B是错误的．只要两个物体间能发生力的作用，就存在相互作用力，而两个不接触的物体间也可以产生力的作用，像两块磁铁发生相互作用时就不需要接触，所以选项D是错误的．
【答案】　C
2．(2012·渭南高一检测)粗糙的水平地面上有一只木箱，现用一水平力拉木箱匀速前进，则(　　)
A．拉力与地面对木箱的摩擦力是一对作用力与反作用力
B．木箱对地面的压力与地面对木箱的支持力是一对平衡力
C．木箱对地面的压力与地面对木箱的支持力是一对作用力与反作用力
D．木箱对地面的压力与木箱受到的重力是一对平衡力
【解析】　木箱匀速前进，则木箱受力平衡，拉力与地面对木箱的摩擦力是一对平衡力，地面对木箱的支持力与木箱受到的重力是一对平衡力，A、D错误；木箱对地面的压力与地面对木箱的支持力是一对作用力与反作用力，B错误，C正确．
【答案】　C
3．一物体受绳的拉力作用由静止开始前进，先做加速运动，然后改为匀速运动，最后改做减速运动，则下列说法中正确的是(　　)
A．加速前进时，绳拉物体的力大于物体拉绳的力
B．减速前进时，绳拉物体的力小于物体拉绳的力
C．只有匀速前进时，绳拉物体的力与物体拉绳的力大小相等
D．不管物体如何前进，绳拉物体的力与物体拉绳的力大小总相等
【解析】　不论物体加速、匀速还是减速运动，绳拉物体的力与物体拉绳的力总是作用力与反作用力，大小相等、方向相反，故D正确，A、B、C错误．
【答案】　D
图3－1－4
4．如图3－1－4是中国运动员黄珊汕在第16届广州亚运会女子蹦床比赛中的精彩镜头，黄珊汕在与蹦床接触的时候，以下说法正确的是(　　)
A．黄珊汕的重力与蹦床对她的弹力是作用力与反作用力
B．黄珊汕对蹦床的作用力与蹦床对她的作用力是作用力与反作用力
C．蹦床对黄珊汕的作用力大于黄珊汕对蹦床的作用力，因此才能将她弹起
D．蹦床对黄珊汕的作用力大小等于黄珊汕对蹦床的作用力
【解析】　蹦床对黄珊汕的作用力与黄珊汕对蹦床的作用力是作用力与反作用力；由牛顿第三定律知二者等大小．
【答案】　BD
5．一根轻绳的上端悬挂在天花板上，下端挂一个灯泡，则(　　)
图3－1－5
A．灯泡受的重力和灯泡对绳的拉力是一对平衡力
B．灯泡受的重力和绳对灯泡的拉力是一对作用力和反作用力
C．灯泡对绳的拉力和绳对灯泡的拉力是一对作用力和反作用力
D．绳对天花板的拉力和天花板对绳的拉力是一对平衡力
【解析】　灯泡受的重力与绳对灯泡拉力是一对平衡力；灯泡对绳的拉力与绳对灯泡的拉力是作用力与反作用力；绳对天花板的拉力和天花板对绳的拉力是作用力与反作用力．
【答案】　C
6．跳水一直是我国的优势项目，如图3－1－6所示，一运动员静止站在3 m跳板上，图中F1表示人对跳板的弹力，F2表示跳板对人的弹力，则(　　)
图3－1－6
A．F1和F2是一对平衡力
B．F1和F2是一对作用力和反作用力
C．先有力F1，后有力F2
D．G和F2方向相反，大小可能不相等
【解析】　F1是人对跳板的弹力，受力物体是跳板．F2是跳板对人的弹力，受力物体是人，故F1、F2不是平衡力，A错；F1、F2性质都是弹力，是一对作用力和反作用力，B正确；F1、F2同时产生，C错；运动员静止站立时处于平衡状态，G与F2是平衡力，大小相等，故D错．
【答案】　B
7．下列说法中正确的是(　　)
A．以卵击石头，蛋破而石头没损伤，是因为石头对鸡蛋的作用力大于鸡蛋对石头的作用力
B．物A静止在物B上，A质量小于B质量，所以A作用于B的力小于B作用于A的力
C．一本书静止在水平桌面上，书对桌面压力和桌面对书支持力是一对作用力与反作用力
D．一本书静止在水平桌面上，书对桌面的压力和桌面对书的支持力是一对平衡力
【解析】　物体间的作用力和反作用力一定大小相等，而产生的效果与各个物体的情况有关，故A、B错误；作用力和反作用力是物体间相互作用的一对力，但不是平衡力，故C正确，D错误．
【答案】　C
8．(2012·银川一中高一检测)如图3－1－7所示，用弹簧秤悬挂一个重G＝10 N的金属块，使金属块部分地浸在台秤上的水杯中(水不会溢出)，若弹簧秤的示数变为T′＝6 N，则台秤的示数(　　)
图3－1－7
A．保持不变　　　　　B．增加10 N
C．增加6 N D．增加4 N
【解析】　金属块浸入水中后，水对金属块产生浮力F.由弹簧秤的示数知，浮力的大小为：F＝10 N－6 N＝4 N，根据牛顿第三定律，金属块对水也施加一个反作用力F′，其大小F′＝F＝4 N．所以，台秤的示数增加4 N.
【答案】　D
9．(2012·山东实验中学高一检测)为探究作用力和反作用力的关系，阿芳同学把两只力传感器同时连在计算机上，其中一只系在墙上，一只握在手中，将两只力传感器的挂钩钩在一起，用力拉一只传感器，在计算机显示屏观察到了这对拉力随时间变化的曲线[如图3－1－8(a)]所示．阿芳同学还做了另一个实验：将一个力传感器固定在一个滑块上，另一个力传感器钩住它向右变速拉动滑块，观察到这对拉力随时间变化的曲线[如图3－1－8(b)]所示．由曲线(a)和曲线(b)可以看出：由牛顿第三定律所阐述的作用力和反作用力总是________________________的关系，不仅适用于________的物体之间，也适用于________的物体之间．
图3－1－8
【答案】　大小相等、方向相反　静止　运动
10．如图3－1－9所示，天平左盘中有一个木质框架，框架的上部固定着一个电磁铁A，框架的下面有一块小铁片B，天平的右盘放上适当的砝码，使天平处于平衡状态．现用遥控的方法使电磁铁A的电路接通，铁片B将被A吸上去．试分析回答下列问题：
图3－1－9
(1)在B向上运动的过程中，天平是什么状态？
(2)B被A吸住不动时，天平是什么状态？
(3)用遥控器切断A的电路，在B下落过程中，天平是什么状态？
【答案】　(1)天平右边向上翘起　(2)天平处于平衡状态　(3)天平左边向上翘起
11．一个物体静止在光滑水平面上，试证明物体对支持面的压力的大小等于物体所受的重力的大小.
【解析】　
物体的受力如图所示．
由于物体是静止的，根据二力平衡的条件，N1与G大小相等，又因为桌面对物体的支持力N1与物体对桌面的压力N2是作用力与反作用力，根据牛顿第三定律有N2＝N1，
所以N2＝G，即物体对桌面压力的大小等于物体所受的重力．
【答案】　见解析
图3－1－10
12．1920年，国外一份著名的报纸就T.H歌达德所做的第一个火箭实验发表评论，否定了歌达德关于火箭能在真空中飞行的见解，该评论说：“他不知道作用与反作用的关系，不了解需要有一种比真空更好的东西作为反作用对象”——这就是说该评论认为歌达德的实验是荒谬的．试用牛顿第三定律重新分析一下，并指出这个评论错在哪里．
【解析】　火箭的飞行是靠火箭喷射出的高速气流对火箭产生向前的推力，使火箭向前飞行的，它是靠火箭自身产生的气体对火箭本身的反作用力来加速火箭飞行．虽然喷出的气体和火箭之间的作用力和反作用力是内力，它不会改变整个火箭系统总的运动状态，但对火箭和喷出的气体单独来说，这一对作用力就是外力，它们分别改变火箭和喷出气体的运动状态，即气体被向后高速喷出，火箭获得向前的反作用力，从而产生向前的加速度使火箭的运动状态发生改变．综上所述，火箭的飞行不需要外界其他物体作为反作用对象，因而火箭能在真空中飞行，报纸的评论是错误的．
【答案】　见解析
3．2弹　力
(教师用书独具)
●课标要求
1．知道常见的形变，通过实验了解物体的弹性，了解日常生活和生产中所用弹簧的形状及使用目的．
2．知道胡克定律，能用胡克定律解释简易弹簧秤的工作原理．
●课标解读
1．知道形变的概念及弹力产生的原因和条件．
2．知道压力、支持力、绳的拉力都是弹力，能在力的图示或力的示意图中正确画出它们的方向．
3．理解掌握胡克定律及劲度系数并能解决相关问题．
4．能够探究弹力与弹簧伸长量之间的关系．
●教学地位
形变与弹力的知识跟人们的日常生活紧密相连，因此学习它有广泛的现实意义．本节的特点之一是：演示实验和探究实验直接使学生参与到探究物理规律的过程，体验学物理的乐趣．特点之二是：先研究比较常见的各种形变，后研究与形变有关的弹力，符合学生由感性到理性的认识过程．特点之三是：基础概念多，演示实验多，再加上学生的探究实验，故容量较大，需仔细安排，做到时间分配合理，条理清晰.
(教师用书独具)
●新课导入建议
故事导入　
图教3－2－1
如图教3－2－1所示，大家都知道，弓拉得越满，箭射出得越远．跳板运动员在什么时机起跳最为合适？在跳板运动员到最上端、中间位置还是最下端？如图，在金属丝的下面提一横杆，用力扭这个横杆，金属丝就发生扭转形变，扭转越大，放手后，横杆扭回来越快，以上事例说明什么问题？本节就探究这方面的问题．
●教学流程设计
课前预习安排：1.通读教材.2.填写【课前自主导学】 步骤1：导入新课(本节教学地位分析) 步骤2：提问：检查预习效果 步骤3：a.完成“探究1”可变换角度更改或补充例题启发学生理解探究内容．b.完成【迁移应用】．c.也可联系【当堂双基达标】的相关内容

步骤6：先由学生总结本节内容，教师点评并小结，布置课下完成【课后知能检测】 步骤5：指导学生完成【当堂双基达标】并检查学习效果，进行个别指导(此项内容也可融合在课堂互动探究中) 步骤4：同步骤3但要变换形式，改变方法完成“探究2、3、4”
课　标　解　读 重　点　难　点
1.了解形变概念及常见的几种形变．2.知道弹力的概念及产生条件．3.能正确判断各种弹力的方向．4.会利用胡克定律计算弹簧的弹力大小. 1.弹力产生的条件．(重点) 2.胡克定律及其应用．(重点)3.弹力方向和有无的判断．(难点)4.探究弹力与弹簧伸长量之间的关系．(难点)
(对应学生用书第32页)
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形变与弹力
1.基本知识
(1)形变：任何物体即使受到很小的力，都会发生形变．
(2)弹性形变与范性形变
①弹性形变：外力撤去后物体能够恢复原状的形变
②范性形变：外力撤去后物体不能恢复原状的形变
(3)弹力：发生弹性形变的物体，由于要恢复原状，就会对跟它接触使它发生形变的物体产生的力．
(4)弹力产生的条件：①接触，②弹性形变．
(5)形变的分类：
①压缩与拉伸形变．②弯曲形变．③扭转形变．④剪切形变．
2．思考判断
(1)任何物体都可以发生形变，但并不是所有的形变都是弹性形变．(√)
(2)物体在外力停止作用后的形变叫弹性形变．(×)
(3)细钢丝被绕制成弹簧是弹性形变．(×)
3．探究交流
较大的力能使物体产生形变，很小的力能否使物体产生形变？如何观察？
【提示】　形变产生的原因是物体受到外力作用，任何物体在外力的作用下都能发生形变，只是形变的程度不同，有的形变比较明显，如弹簧的伸长和缩短，被拉紧的橡皮条，由短变长，运动员的撑竿由直变弯．有的形变微小，我们很难观察到，我们可以通过放大来观察微小的形变.
弹力的大小
1.基本知识
(1)弹力的大小与形变
形变越大，弹力也越大；形变消失，弹力随之消失．
(2)胡克定律
①弹性限度：作用在弹簧上的力超过一定的程度时，弹簧就不能回复原状，这个限度叫做弹性限度．
②胡克定律
a．内容：在弹性限度内，弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比．
b．公式：F＝kx.
k为劲度系数：单位N/m ，表示弹簧伸长(或缩短)单位长度所施加的力．
2．思考判断
(1)任何物体发生弹性形变，其弹力均适用于F＝kx.(×)
(2)对某一只弹簧，把它拉的越长，其劲度系数k越大．(×)
(3)弹力一定产生于两个相互接触的物体间，不相互接触的物体间一定不存在弹力．(√)
3．探究交流
图3－2－1
同一只弹簧，在弹性限度内对它的拉力越大，它就越长，弹簧越长，反映了弹簧的弹力越大，如图3－2－1所示．
弹簧的弹力大小是否与其长度成正比？
【提示】　胡克定律给出了在弹性限度内弹簧弹力大小与弹簧长度变化量的关系，即F＝kx.其中当弹簧伸长时．式中x＝l－l0，l、l0为弹簧现在和原来的长度，所以F＝k(l－l0)，因此弹力大小是与(l－l0)成正比，而不是与弹簧长度(l)成正比.
弹力的方向
1.基本知识
(1)平板状物体：平板受压后产生的弹力，方向垂直于平板，指向压它的物体．
(2)绳索弹力：方向沿着绳索、指向绳索收缩的方向 .
2．思考判断
(1)弹力的方向总是垂直于接触面并指向使其发生形变的物体．(√)
(2)弹力的方向总是竖直的．(×)
3．探究交流
怎样判定弹力的方向？
【提示】　(1)明确产生弹力的物体．
(2)找出使该物体发生形变的外力的方向．
(3)确定该物体产生的弹力的方向.
(对应学生用书第33页)
[FL(－F@%(0,0,0,70)K2
弹力的产生和弹力有无的判断方法
【问题导思】　
1．弹力产生的直接原因是受力物体发生了形变，还是施力物体发生了形变？
2．相互接触的物体间一定存在弹力的作用吗？
1．弹力的成因
相互接触的物体间不一定存在弹力，只有当两个物体相互挤压或拉伸产生弹性形变时，由于物体要恢复原状，才在接触位置对与它接触的物体产生弹力，所以弹力产生的直接原因是由施力物体发生形变引起的．
2．弹力产生的过程
3．弹力有无的判断方法
(1)直接法：对于形变化较明显的情况，可以根据弹力产生的条件判断：①物体间相互接触；②发生弹性形变．两个条件必须同时满足才有弹力产生．(2)利用假设法判断：要判断物体在某一接触位置是否受弹力作用，可假设将在此处与物体接触的物体去掉，看物体是否在该位置保持原来的状态，若能保持原来的状态，则说明物体间无弹力作用；否则有弹力作用．(3)根据物体的运动状态判断：看除了要研究的弹力外，物体所受的其他作用力与物体的运动状态是否满足相应的规律(目前主要应用二力平衡的规律)，若满足，则无弹力存在；若不满足，则有弹力存在．(4)利用力的作用效果分析：如果相互接触的物体间存在弹力，则必有相应的作用效果，或平衡其他作用力或改变受力物体的运动状态，可利用作用效果确定弹力的有无．
相互接触是产生弹力的首要条件，但相互接触的物体间不一定存在弹力，只有两个物体接触并产生弹性形变时，两物体间才有弹力产生．
　判断图3－2－2(甲)、(乙)、(丙)中小球是否受到弹力作用，若受到弹力，请指出其施力物体．(接触面光滑)
图3－2－2
【解析】　用消除法来判断小球是否受斜面的弹力，若将三个图中的斜面去掉，则(甲)图中小球无法在原位置静止，(乙)和(丙)两图中小球仍静止，(甲)图中小球受到斜面的弹力，施力物体是斜面，同时受细绳的弹力，施力物体是细绳；(乙)图中小球只受到细绳的弹力，不受斜面的弹力；(丙)图中小球只受水平面的弹力，不受斜面的弹力．
【答案】　(甲)图中小球受到绳的拉力和斜面的支持力；(乙)图中小球受到绳的拉力；(丙)图中小球受到水平面的支持力．
1．如图3－2－3所示，一小球用两绳挂于天花板上，球静止，绳1倾斜，绳2恰好竖直，则关于小球受弹力个数正确的是(　　)
A．1个　　　　　　　　　
B．2个
C．3个
D．4个
【解析】　解答该题可用消除法，若撤去绳1球的状态不变，即绳1无弹力，同理可判断绳2有弹力，由此知A正确．
【答案】　A
弹力方向的确定
【问题导思】　
1．弹力的方向与物体形变的方向有什么关系？
2．绳子拉力的方向有什么特点？
发生弹性形变的物体，由于恢复原状产生弹力，所以弹力的方向由施力物体的形变的方向决定，弹力的方向总与施力物体形变的方向相反．
1．弹力方向的判定步骤
明确产生弹力的物体→找出使该物体发生形变的外力方向→确定该物体产生的弹力的方向．
2．常见弹力的方向
类型 方向 图示
接触
方式
面与面 垂直公共接触面指向被支持物体
点与面 过点垂直于面指向受力物体
点与点 垂直于切面指向受力物体
轻绳 沿绳收缩方向(同一根轻绳上拉力相等)
轻杆
可沿杆
可不沿杆(常据二
力平衡知识判断)
轻弹簧 沿弹簧形变的反方向
　请在图3－2－4中画出杆和球所受的弹力．
(1)杆靠在墙上；(2)球用细线悬挂在竖直墙上．
甲　　　　　　乙
图3－2－4
【解析】　(1)杆在重力作用下对A、B两处都产生挤压作用，故A、B两点处对杆有弹力，弹力方向与接触点的平面垂直，如图(1)所示．
(2)球挤压墙壁且拉紧绳子，所以墙对球的弹力与墙面垂直；绳子对球的弹力沿绳斜向上，如图(2)所示．
【答案】　见解析
2．(2012·龙岩高一检测)在半球形光滑容器内放置一细杆，细杆与容器的接触点分别为A、B两点，如图3－2－5所示，容器上A、B两点对细杆的作用力的方向分别为(　　)
A．均竖直向上
B．均指向球心
C．A点处的弹力指向球心O，B点处的弹力竖直向上
D．A点处的弹力指向球心O，B点处的弹力垂直于细杆向上
【解析】　支持力、压力的方向垂直于接触面或其切面．在A点，杆的端点跟球面接触，弹力的方向垂直于该处球面的切面，指向球心，在B点，容器的边缘跟杆的侧面接触，该处的支持力应垂直于杆向上，D正确，A、B、C错误．
【答案】　D
弹力与弹簧伸长的关系
【问题导思】　
1．实验的原理是什么？需要哪些器材？
2．怎样进行实验？怎样减小实验误差？实验中需注意哪些问题？
1．实验原理
(1)弹簧受力会发生形变，形变的大小与受到的外力有关．沿着弹簧的方向拉弹簧，当形变稳定时，弹簧的弹力与使它发生形变的拉力在数值上是相等的．用悬挂法测量弹簧的弹力，利用的是钩码和弹簧静止时弹簧的弹力与挂在弹簧下面的钩码的重力相等．
(2)弹簧的长度可用刻度尺直接测出，伸长量可由弹簧拉长后的长度减去弹簧的原长来计算．
(3)建立坐标系，以纵坐标表示弹力大小F，以横坐标表示弹簧的伸长量x，在坐标系中描出实验所测得的各组(x，F)对应的点，用平滑的曲线连接起来，根据实验所得的图线，就可探究弹力大小与伸长量间的关系．
2．实验器材
轻弹簧、钩码(一盒)、刻度尺、铁架台、三角板、重垂线、坐标纸．
3．实验步骤
图3－2－6
(1)按图3－2－6安装实验装置，记下弹簧下端不挂钩码时所对应的刻度l0.
(2)在弹簧下悬挂一个钩码，平衡时记下弹簧的总长度并记下钩码的重力．
(3)增加钩码的个数，重复上述实验过程，将数据填入表格，以F表示弹力，l表示弹簧的总长度，x＝l－l0表示弹簧的伸长量.
1 2 3 4 5 6 7
F/N 0
l/cm
x/cm 0
4.数据处理
(1)以弹力F(大小等于所挂钩码的重力)为纵坐标，以弹簧的伸长量x为横坐标，用描点法作图．连接各点，得出弹力F随弹簧伸长量x变化的图线．
(2)以弹簧伸长量为自变量，写出曲线所代表的函数．首先尝试一次函数，如果不行则考虑二次函数．
(3)得出弹力和弹簧伸长量之间的函数关系，研究并解释函数表达式中常数的物理意义．
5．误差分析
(1)本实验误差的主要来源为读数和作图时的偶然误差．为了减小误差，要尽量多测几组数据．
(2)弹簧竖直悬挂时，未考虑弹簧自身重力的影响会带来系统误差．为了减小误差，实验中应使用轻质弹簧．
6．注意事项
(1)所挂钩码不要过重，以免弹簧被过分拉伸，超出它的弹性限度．
(2)每次所挂钩码的质量差尽量大一些，从而使坐标上描的点尽可能稀一些，这样作出的图线更精确．
(3)测弹簧长度时，一定要在弹簧竖直悬挂且处于平衡状态时测量，刻度尺要保持竖直并靠近弹簧，以免增大误差．
(4)描点画线时，所描的点不一定都落在一条曲线上，但应注意一定要使各点均匀分布在曲线的两侧．
(5)记录数据时要注意弹力与弹簧伸长量的对应关系及单位．
图3－2－8
　某同学用如图3－2－8所示装置做探究弹力和弹簧伸长关系的实验．他先测出不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度，然后在弹簧下端挂上1个钩码，并逐渐增加钩码的个数，测出指针所指的标尺刻度，所得数据列表如下：(重力加速度取g＝9.8 m/s2)
砝码质量m/×102g 0 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00
标尺刻度x/×10－2m 15.00 18.94 22.82 26.78 30.66 34.60 42.00 54.50
(1)根据所测数据，在如图3－2－9所示的坐标纸上作出弹簧指针所指的标尺刻度x与钩码质量m的关系曲线．
图3－2－9
(2)根据所测得的数据和关系曲线可以判断，在________N范围内弹力大小与弹簧伸长关系满足胡克定律，这种规格的弹簧的劲度系数为________ N/m.
【解析】　(1)根据题目中所测量的数据进行描点，然后用平滑的曲线(或直线)连接各点，在连接时应让尽量多的点落在线上．(偏差比较大的点舍去)不在线上的点尽量平均分布在线的两侧，如图．
(2)根据所画图像可以看出，当m≤5.00×102 g＝0.5 kg时，标尺刻度x与钩码质量m成一次函数关系，所以当F≤4.9 N时弹力大小与弹簧伸长关系满足胡克定律．由ΔF＝kΔx，可得k＝＝ ＝25 N/m.
【答案】　(1)见分析　(2)4.9　25
3．在“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验中，以下说法正确的是(　　)
A．弹簧被拉伸时，不能超出它的弹性限度
B．用悬挂砝码的方法给弹簧施加拉力，应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态
C．用直尺测量弹簧的长度即为弹簧的伸长量
D．用几个不同的弹簧，分别测出几组拉力与伸长量，得出拉力与伸长量之比相等
【解析】　弹簧的伸长量是指弹簧伸长后的长度减去弹簧的原长，故C错误；做实验时要用同一个弹簧来测量，故D错误，正确选项为A、B.
【答案】　AB
综合解题方略——胡克定律的图像描述法
　一根大弹簧内套一根小弹簧，大弹簧比小弹簧长0.2 m，它们的一端平齐并固定，另一端自由，如图3－2－10甲所示，当压缩此组合弹簧时，测得力与压缩距离之间的关系图线如图3－2－10乙所示，求这两根弹簧的劲度系数k1和k2.
甲　　　　　　　乙
图3－2－10
【规范解答】　当x1＝0.2 m时，F1＝2 N，即弹簧被压缩0.2 m，
此时仅有大弹簧被压缩，且与小弹簧上端对齐
所以k1＝F1/x1＝10 N/m
当x2＝0.3 m时，F2＝5 N，这个过程两根弹簧都被压缩．
所以F2＝k1x2＋k2(x2－x1)
即k2＝＝20 N/m.
【答案】　10 N/m　20 N/m
F＝kx是胡克定律的数学表达式，F与x的关系还可以用图像来描述．横轴为自变量x，纵轴为因变量F，其图像是一条过原点的直线，如右图所示，图像上各点的坐标(x，F)反映弹簧的一个工作状态，所以这一条直线是弹簧所有状态的集合．直线的斜率k＝＝反映了弹簧的劲度系数，从图像还可以看到：F与x对应，ΔF和Δx对应，弹簧的劲度系数可用k＝计算，也可用k＝计算，这样使胡克定律的应用变得更加灵活．
【备课资源】(教师用书独具)
无处不在的弹簧
在我们的日常生活中，弹簧形态各异，处处都在为我们服务．常见的弹簧是螺旋形的，叫螺旋弹簧．做力学实验用的弹簧秤、扩胸器的弹簧等都是螺旋弹簧，有的弹簧制成片形的或板形的，叫簧片或板簧．在口琴、手风琴里有铜制的发声簧片，在许多电器开关中也有铜制的簧片．它们在弯曲时会产生恢复原来形状的倾向，弯曲得越厉害，这种倾向越强．有的弹簧像蚊香那样盘绕，例如，实验室的电学测量仪表(电流计、电压计)、机械钟表中都安装了这种弹簧．这种弹簧在被扭转时也会产生恢复原来形状的倾向，叫做扭簧．形形色色的弹簧在不同场合下发挥着不同的功能：
1．测量功能
我们知道，在弹性限度内，弹簧的伸长(或压缩)跟外力成正比．利用弹簧这一性质可制成弹簧秤．
2．紧压功能
观察各种电器开关会发现，开关的两个触头中，必然有一个触头装有弹簧，以保证两个触头紧密接触，使导通良好．如果接触不良．接触处的电阻变大，电流通过时产生的热量变大，严重的还会使接触处的金属熔化．卡口灯头的两个金属柱都装有弹簧也是为了接触良好．此外，像盒式磁带中的簧片、订书机中的螺旋弹簧、自动步枪中的子弹上膛、夹衣服的夹子，圆珠笔、钢笔套上的夹片都利用弹簧的紧压功能．
3．复位功能
弹簧在外力作用下发生形变，撤去外力后，弹簧就能恢复原状．很多工具和设备都是利用弹簧的这一性质来复位的．例如，许多建筑物大门的合页上都装了复位弹簧，人进出后，门会自动复位．人们还利用这一功能制成了自动伞、自动铅笔等用品，十分方便．此外，各种按钮、按键也少不了复位弹簧．
4．带动功能
机械钟表、发条玩具都是靠上紧发条带动的．当发条被上紧时，发条产生弯曲形变，存储一定的弹性势能．释放后，弹性势能转变为动能，通过传动装置带动时、分、秒针或轮子转动．在许多玩具枪中都装有弹簧，弹簧被压缩后具有势能，扣动扳机，弹簧释放，势能转变为动能，撞击小球使其沿枪管射出．田径比赛用的发令枪和军用枪支也是利用弹簧被释放后弹性势能转变为动能撞击发令纸或子弹的引信完成发令或发火任务的．
5．缓冲功能
在机车、汽车车架与车轮之间装有弹簧，利用弹簧的弹性来减缓车辆的颠簸．
6．振动发声功能
当空气从口琴、手风琴中的簧孔中流动时，冲击簧片，簧片振动发出声音.
(对应学生用书第35页)
1．书放在桌面上，会受到桌面对它的弹力的作用，产生这个弹力的直接原因是(　　)
A．书的形变　　　　　B．桌面的形变
C．书所受到的重力 D．桌面所受到的重力
【解析】　书受到的向上的弹力，是由桌面形变产生的；而桌面受到向下的压力是由书形变产生的．
【答案】　B
2．关于弹力，下列说法中正确的是(　　)
A．发生形变的物体才能有弹力，也一定有弹力
B．物体的形变越大，弹力也越大
C．弹力的方向一定与物体发生形变的方向相反
D．弹力的大小与物体大小有关，体积越大的物体能产生的弹力也越大
【解析】　发生弹性形变的物体，才能产生弹力作用，A错误；弹簧弹力的大小是由形变量和劲度系数共同决定的，物体的形变越大，弹力不一定也越大，B错误；弹力的大小与物体的大小无关，D错误；弹力的方向指向物体形变恢复的方向，一定与物体发生形变的方向相反，C正确．
【答案】　C
3．关于弹力的方向，以下说法正确的是(　　)
A．压力的方向总是垂直于接触面，并指向被压物体
B．支持力的方向总是垂直于支持面，并指向被支持物体
C．绳对物体拉力的方向总是沿着绳，并指向绳收缩的方向
D．杆对物体的弹力总是沿着杆，并指向杆收缩的方向
【解析】　由产生弹力的常见几种模型可知，A、B、C正确，而杆的弹力不一定沿着杆，杆的弹力方向一般要利用平衡条件或结合物体运动状态判断，D错．
【答案】　ABC
4．关于弹簧的劲度系数，下列说法中正确的是(　　)
A．与弹簧受到的拉力有关
B．与弹簧发生的形变有关
C．由弹簧本身决定，与弹簧所受的拉力大小及形变程度无关
D．与弹簧本身特征、所受拉力大小、形变的大小都有关
【解析】　弹簧的劲度系数是描述弹簧本身特性的物理量，仅与弹簧自身有关，与外界因素无关，A、B、D错误，C正确．
【答案】　C
1．(2012·南平高一检测)下列说法中不正确的是(　　)
A．书放在水平桌面上受到的支持力，是由于书发生了微小形变而产生的
B．用细木棍拨动浮在水中的圆木，圆木受到的弹力是由于细木棍发生形变而产生的
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．支持力的方向总是垂直于支持面而指向被支持的物体
【解析】　弹力是发生弹性形变的物体对对方施加的力，书放在水平桌面上受到的支持力，是由于桌面发生了微小形变而产生的．A不正确，B正确．弹力的方向垂直于接触面而指向受力物体，绳类柔软物体的弹力方向指向收缩的方向，C、D正确．故选A.
【答案】　A
2．关于形变和弹力的说法中，正确的是(　　)
A．相互接触的物体先产生形变后产生弹力
B．相互接触的物体先产生弹力后产生形变
C．相互接触的物体产生形变的同时产生弹力
D. 物体间弹力的作用不是相互的
【解析】　相互接触的物体产生形变的同时也就产生了弹力，二者无先后之分，A、B错误，C正确，物体间任何力的作用都是相互的，D错．
【答案】　C
3．(2012·贺兰一中高一检测)下列两个实验中体现出的共同的物理思想方法是(　　)
图3－2－11
A．极限法　　　　　　　　B．放大法
C．控制变量法 D．等效替代法
【解析】　图甲是利用光的反射将微小形变放大，图乙是利用细管中液面的变化观察玻璃瓶的微小形变，故为放大法，B正确．
【答案】　B
图3－2－12
4. 体育课上一学生在水平篮球场上拍篮球，如图3－2－12所示，试分析篮球与地面作用时，地面给篮球的弹力的方向为(　　)
A．斜左上 B．斜右上
C．竖直向上 D．竖直向下
【解析】　篮球与水平地面接触时发生形变，产生弹力．如果认为球的一点与地面接触，则属于点与面接触问题，弹力应垂直于面(即地面)，方向向上．
【答案】　C
图3－2－13
5．(2012·榆林高一检测)如图3－2－13所示，一根弹性杆的一端固定在倾角为30°的斜面上，杆的另一端固定一个重为2 N的小球，小球处于静止状态，则关于弹性杆对小球的弹力，下列结论正确的是(　　)
A．大小为2 N，方向平行于斜面向上
B．大小为1 N，方向平行于斜面向上
C．大小为2 N，方向垂直于斜面向上
D．大小为2 N，方向竖直向上
【解析】　小球受重力和杆的支持力(弹力)作用处于静止状态，由二力平衡知识可知，杆对小球的弹力与重力等大、反向．
【答案】　D
6．在表示弹力大小的公式F＝kx中，下列说法中正确的是(　　)
A．式中的k反映了某个具体弹簧的一种特性
B．弹簧越长其k值越大
C．弹簧只有发生形变，k数值才不为0
D．k与弹簧所受的外力成正比
【解析】　k反映了弹簧的一种特性，与外在条件无关，A对，C、D错；k值取决于多个因素，B错．
【答案】　A
7.
图3－2－14
如图3－2－14所示，A、B两物体的重力分别是GA＝3 N，GB＝4 N．A用细线悬挂在顶板上，B放在水平面上，A、B间轻弹簧中的弹力F＝2 N，则细线中的张力FT及B对地面的压力FN的可能值分别是(　　)
A．5 N和6 N　　　B．5 N和2 N
C．1 N和6 N D．1 N和2 N
【解析】　弹簧可以被压缩，也可以被拉伸，判断出弹簧的状态是关键，然后再用平衡条件来解决.
弹簧如果处于被拉伸的状态，它将有收缩原状的趋势，会向下拉A，向上提B，则B正确；如果处于被压缩的状态，将向两边恢复原状，会向上顶A，向下压B，则C正确，故选B、C.
【答案】　BC
图3－2－15
8．如图3－2－15所示，一劲度系数为k的弹簧，下端悬挂一重物，重物质量为m，平衡时物体在a位置．现用力将物体由a向下拉长x至b位置，则此时弹簧的弹力为(　　)
A．kx
B．mg＋kx
C．mg－kx
D．以上说法都不正确
【解析】　公式法：题中给出的x并非在原长基础上的形变量，因此，弹力F≠kx.开始时，物体在位置a静止，此时弹力与重力相等，即F1＝mg，由F＝kx知，弹簧伸长量x1＝ .又因为拉力使弹簧又伸长了x，则弹簧总的形变量为x1＋x＝＋ x .故弹簧弹力为F2＝k (＋x)＝mg＋kx.
【答案】　B
9．按下列要求画出图3－2－16中物体所受的弹力的示意图．
(1)图：斜面对物块的支持力
(2)图：墙壁对球的支持力
(3)图：大球面对小球的支持力
(4)图：墙和地面对杆的弹力
图3－2－16
【解析】　(1)斜面对物块的支持力垂直于斜面向上；
(2)墙壁对球的支持力垂直于墙壁向外；
(3)大球面对小球的支持力反向延长线过大球的球心指向小球；
(4)墙对杆的弹力垂直于杆向上；地面对杆的弹力垂直于地面向上．
【答案】　
10．(2012·漳州高一期末)某人设计了一只弹簧测力计，如图3－2－17所示，当弹簧的自由端B未悬挂重物时指针正对刻度5，在弹性限度内，当挂上80 N重物时指针正对刻度45；当指针正对刻度20时，请你探究分析所挂重物的重量为多少？
图3－2－17
【解析】　弹簧的伸长量可用刻度的变化量表示．当所挂重物G1＝80 N时，伸长量x1＝40；当指针正对刻度20时，弹簧伸长量x2＝15.设所挂重物为G2，根据二力平衡和胡克定律得，G1＝kx1，G2＝kx2，所以G2＝G1＝×80 N＝30 N.
【答案】　30 N
11．(2012·福州高一期末)如图3－2－18所示为一轻质弹簧的长度L和弹力F大小的关系．试由图线确定：
图3－2－18
(1)弹簧的原长；
(2)弹簧的劲度系数；
(3)弹簧长为0.20 m时弹力的大小．
【解析】　(1)由题图容易看出，弹簧原长L0＝10 cm，因为此时F＝0，其长度必为原长．
(2)当L＝15 cm时，F＝10 N.
由胡克定律得F＝k(L－L0)，
所以k＝＝＝200 N/m.
(3)当L′＝0.20 m时，
F＝k(L′－L0)＝200 N/m×(0.20－0.10) m＝20 N.
【答案】　(1)10 cm　(2)200 N/m　(3)20 N
图3－2－19
12．“蹦极”是一种非常刺激的户外休闲运动，人从水面上方某处的平台上跳下，靠自身所受的重力让其自由下落，被拉伸的橡皮绳又会产生向上的力，把人拉上去，然后人再下落．正是在这上上下下的运动中，蹦极者体会到惊心动魄的刺激，如图3－2－19所示．设一次蹦极中所用的橡皮绳原长为15 m．质量为50 kg的人在下落到最低点时所受的向上的最大拉力为3 000 N，已知此人停在空中时，蹦极的橡皮绳长度为17.5 m，橡皮绳的弹力与伸长的关系符合胡克定律．(取g＝10 N/kg)．求：
(1)橡皮绳的劲度系数；
(2)橡皮绳的上端悬点离下方的水面至少为多高？
【解析】　(1)人静止于空中时，橡皮绳的拉力F1＝500 N.
而F1＝k(l－l0)，所以橡皮绳劲度系数k＝＝ N/m＝200 N/m.
(2)设橡皮绳拉力最大时，绳长为l′.
据胡克定律F2＝k(l′－l0)得
l′＝＋l0＝ m＋15 m＝30 m.
【答案】　(1)200 N/m　(2)30 m
3.3摩擦力
(教师用书独具)
●课标要求
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04．会根据物体的平衡条件简单地计算静摩擦力的大小．
●课标解读
1．通过实验认识滑动摩擦力和静摩擦力的规律，知道最大静摩擦力，会判断静摩擦力的方向．
2．知道滑动摩擦力的概念及产生条件，会判断滑动摩擦力的方向，会运用公式f＝μN计算滑动摩擦力．
3．知道生产和生活中增大摩擦和减小摩擦的实例，有将物理知识应用于生产和生活的意识．
●教学地位
摩擦力是本章的一个重点，同时也是一个难点．对于这一知识点，教材安排内容为科学探究课，以探究滑动摩擦与哪些因素有关为主线，安排了学生猜想、设计实验、实验探究、合作交流等教学过程，让学生经历探讨滑动摩擦力与压力、接触面粗糙程度关系的过程．很好地体现了新教材让学生在体验知识的形成、发展过程中，主动获取知识的精神．这节教材的内容与学生的生活实际及生产实际联系十分密切，教材的编写突出了这一点．很好地体现了新课程“从生活走向物理，从物理走向社会”的理念.
(教师用书独具)
●新课导入建议
故事导入　行驶的摩托车要停下来需要通过刹车装置来实现，小提琴演奏家需要用琴弓在弦上拉动才能奏出美妙的音乐，人冰面上行走容易滑倒，这些生活中常见的现象都与摩擦有关，本节学习关于摩擦的知识．
图教3－3－1
●教学流程设计
课前预习安排：1.通读教材.2.填写【课前自主导学】 步骤1：导入新课(本节教学地位分析) 步骤2：提问：检查预习效果 步骤3：a.完成“探究1”可变换角度更改或补充例题启发学生理解探究内容．b.完成【迁移应用】．c.也可联系【当堂双基达标】的相关内容

步骤6：先由学生总结本节内容，教师点评并小结，布置课下完成【课后知能检测】 步骤5：指导学生完成【当堂双基达标】并检查学习效果，进行个别指导(此项内容也可融合在课堂互动探究中) 步骤4：同步骤3但要变换形式，改变方法完成“探究2、3”
课　标　解　读 重　点　难　点
1.通过实验知道静摩擦力的规律，知道最大静摩擦力．
2.会判断滑动摩擦力的方向，会用f＝μN计算滑动摩擦力的大小．
3.会用二力平衡条件判断静摩擦力的大小和方向. 1.滑动摩擦力的产生条件、大小和方向的判断．(重点)
2.静摩擦力的大小、静摩擦力的有无及方向的判断．(难点)
3.能应用摩擦力的规律分析解决实际问题．(难点)
(对应学生用书第36页)
[FL(－F@%(0,0,0,70)K2
滑动摩擦力
1.基本知识
(1)定义：一个物体跟另一个物体有相对滑动时，在它们的接触面上产生的摩擦力．
(2)作用：总是阻碍物体间的相对运动．
(3)方向：与物体的相对运动方向相反．
(4)公式：f＝μN.其中μ是比例常数，叫做动摩擦因数，它的数值与相互接触的两个物体的材料性质、接触面的表面状况(粗糙程度、干湿情况) 有关．
2．思考判断
(1)静止的物体可能受到滑动摩擦力．(√)
(2)滑动摩擦力的方向沿接触面，与物体运动方向相反．(×)
(3)滑动摩擦力总是阻碍物体的相对运动．(√)
3．探究交流
滑动摩擦力的大小与两物体的接触面积和相对运动速度是否有关？
【提示】　一块质量为m的砖头在粗糙的水平地面上滑动时，设两物体间的动摩擦因数为μ，无论砖是横放还是侧放，运动速度是大还是小，所受地面的滑动摩擦力都为f＝μN＝μmg从上例可知，滑动摩擦力的大小跟接触面的面积无关，与物体的速度无关．
静摩擦力
1.基本知识
(1)定义：物体间有相对运动趋势时产生的摩擦力．
(2)大小：静摩擦力是一个变力，它的大小在零和最大静摩擦力之间变化．
(3)方向：静摩擦力的方向，跟相对滑动趋势方向相反．
(4)最大静摩擦力：静摩擦力的增大是有一定限度的，它的最大值fmax叫最大静摩擦力．
2．思考判断
(1)静摩擦力总是发生在相对静止且有相对运动趋势的物体之间．(√)
(2)运动的物体不可能受静摩擦力的作用．(×)
(3)静止于水平粗糙地面上的木箱，受到的静摩擦力大小与推力大小有关．(√)
3．探究交流
图3－3－1
用手握住瓶子，使瓶子在竖直方向上静止，当担心手中瓶子掉下去时，总是用力握得更紧一些．这时瓶子所受的摩擦力增大了吗？
【提示】　由于手与瓶子保持相对静止，手与瓶子之间的摩擦力为静摩擦力，由二力平衡得，摩擦力总与重力大小相等，当用力握紧瓶子时，手与瓶子接触处压力增大，手对瓶子的最大静摩擦力增大，但静摩擦力保持不变.
(对应学生用书第36页)
[FL(－F@%(0,0,0,70)K2
摩擦力的产生
【问题导思】　
1．摩擦力一定是阻力吗？
2．摩擦力的方向与运动方向一定相反吗？
1．产生摩擦力的条件
(1)接触面粗糙；
(2)两个物体之间有弹力；
(3)有相对运动或相对运动趋势．这三个条件缺一不可，必须同时满足才能产生摩擦力．
2．“相对”的含义
“相对”指的是研究对象相对于与其接触的物体而言，即指物体之间的相对静止或相对运动，都是以施力物体为参考系的，而不一定是物体相对地的运动．
3．摩擦力产生的效果
(1)摩擦力阻碍的是接触物体之间的相对运动或相对运动趋势，不一定阻碍物体的运动．
(2)摩擦力可以是阻力也可以是动力，如匀速前进的自行车，后轮受到的摩擦力为动力，前轮受到的摩擦力为阻力．
两物体间有弹力存在，不一定有摩擦力产生，但两物体间有摩擦力产生，必有弹力存在．
　下列关于摩擦力的说法，正确的是(　　)
A．相互接触的两物体间一定存在摩擦力
B．摩擦力总是阻碍物体的运动
C．相对静止的物体间，也可能存在摩擦力作用
D．只有静止的物体才受静摩擦力作用，运动的物体不会受静摩擦力作用
【解析】　相互接触挤压，接触面粗糙，有相对运动或相对运动的趋势，是摩擦力产生的三个条件，三个条件必须同时满足，才产生摩擦力，A错误；摩擦力的效果总是阻碍物体间的相对运动而不是阻碍运动，B错误；相对静止的物体间可能具有相对运动趋势，可能存在摩擦力，C正确；静止的物体和运动的物体都可能受到静摩擦力的作用，比如，被传送带送到高处的物体，受到传送带的静摩擦力作用，D错误．
【答案】　C
1．关于摩擦力，下列说法正确的是(　　)
A．人走路时，脚和地面之间的摩擦力是阻碍人运动的
B．滑动摩擦力的方向总是与物体运动方向相反
C．受静摩擦力作用的物体一定是静止不动的
D．摩擦力的方向可以与物体的运动方向相同
【解析】　人走路当脚向后蹬地时，脚相对地面有向后的运动趋势，受到向前的摩擦力，此力对人的运动来说为动力，A错误；滑动摩擦力的方向一定与物体的相对运动方向相反而不是与运动方向相反，B错误；运动的物体也可能受静摩擦力作用，C错误；摩擦力的方向一定与相对运动方向相反，可以与运动方向相同，比如摩擦力作动力时，D正确．
【答案】　D
静摩擦力的有无和方向的判断
【问题导思】　
1．如何判断物体间是否存在相对运动趋势？
2．判断静摩擦力方向的方法有哪些？
1．静摩擦力有无的判断
(1)条件判断，接触面间有压力，粗糙且有相对运动趋势．
(2)假设法：假设接触面光滑，若物体原来运动状态改变则存在静摩擦力，否则不存在．
2．静摩擦力方向的判断
(1)直接法：对于相对运动趋势比较明显的情况，可以根据“静摩擦力的方向沿着接触面与相对运动趋势的方向相反”直接判断．
(2)利用假设法判断：若物体的相对运动趋势不易判断，可假设接触面光滑，看物体会做怎样的相对运动，根据相对运动的方向判断物体间的相对运动趋势的方向从而判断静摩擦力的方向．
图3－3－2
(3)根据物体的运动状态分析：物体的运动状态与物体的受力有密切的关系．例如，如图3－3－2所示，在拉力F的作用下，A、B两物体一起在水平地面上做匀速运动，对A物体来说，它在水平方向受到向右的拉力F而处于平衡状态，根据二力平衡的条件知，A必然受沿A、B接触面向左的静摩擦力的作用．由于物体B相对地面向右滑动，所以B物体在地面上受到向左的滑动摩擦力的作用，根据二力平衡的条件可知，在A、B接触面上，B物体受到A的向右的静摩擦力的作用．
图3－3－3
　(2012·安康高一检测)如图3－3－3所示，在平直公路上有一辆汽车，车厢中装有一木箱．试判断下列情况中，木箱所受摩擦力的方向．
(1)汽车由静止加速运动时(木箱和车厢无相对滑动)；
(2)汽车刹车时(二者无相对滑动)；
(3)汽车匀速运动时(二者无相对滑动)；
(4)汽车刹车，木箱在车上向前滑动时；
(5)汽车在匀速行驶中突然加速，木箱在车上滑动时．
【解析】　(1)木箱随汽车一起由静止加速运动时，假设二者的接触面是光滑的，木箱将相对于汽车向后滑动．实际上两者无相对滑动，说明木箱有相对汽车向后滑动的趋势，所以木箱受到向前的静摩擦力．
(2)汽车刹车时，速度减小，假设木箱与汽车的接触面是光滑的，则木箱将相对于汽车向前滑行．实际木箱没有滑动，说明有相对汽车向前滑行的趋势，所以木箱受到向后的静摩擦力．
(3)木箱随汽车一起匀速运动时，二者无相对滑动，也无相对滑动趋势．木箱与汽车间没有摩擦力．
(4)汽车刹车，木箱相对汽车向前滑动，所以木箱受到向后的滑动摩擦力．
(5)汽车在匀速行驶过程中突然加速，木箱相对汽车向后滑动，所以木箱受到向前的滑动摩擦力．
【答案】　(1)木箱受到向前的静摩擦力　(2)木箱受到向后的静摩擦力　(3)木箱与汽车间没有摩擦力
(4)木箱受到向后的滑动摩擦力　(5)木箱受到向前的滑动摩擦力
图3－3－4
2．如图3－3－4所示，A、B两物块竖直叠放在水平面上．今用水平力F拉B物块，两物块均静止，那么物块A和B是否受静摩擦力作用？
【解析】　本题可以结合运动状态来判断，假设A受到静摩擦力作用，该摩擦力方向一定与接触面相切，即沿水平方向．根据力的作用效果知，A物块在摩擦力作用下不可能处于静止状态．因此与题意是相矛盾的，故A物块不受静摩擦力作用．再对B进行分析，B受到向右的拉力F作用处于平衡状态，由二力平衡特点，则B一定受到地面产生的向左的静摩擦力作用．
【答案】　见解析
综合解题方略——滑动摩擦力和静摩擦力变化问题
3－3－5
　把一个重为G的物体，用一个水平力F＝kt(k为恒量，t为时间)压在竖直的足够高的平面墙体上，如图3－3－5所示，t＝0时刻，物体静止，从t＝0开始物体所受的摩擦力Ff随t的变化关系是下图中的哪一个？(　　)
【规范解答】　由于物体受的水平推力为F＝kt，由二力平衡得，墙与物体间的压力FN＝kt.当F比较小时，物体受到的摩擦力Ff小于物体的重力G，物体将沿墙壁下滑，此时物体间的摩擦力为滑动摩擦力．由Ff＝μFN得，滑动摩擦力Ff＝μkt，当摩擦力Ff大小等于重力G时，由于惯性作用，物体不能立即停止运动，物体受到的摩擦力仍然是滑动摩擦力．随着摩擦力的增大，摩擦力将大于重力，物体做减速运动直至静止，摩擦力将变为静摩擦力，静摩擦力与正压力无关，跟重力始终平衡．
【答案】　B
对一些摩擦力的题目，首先分清是静摩擦力还是滑动摩擦力．不论是物体做怎样的运动，只要物体间发生相对滑动，它们之间的摩擦力就是滑动摩擦力，该题易错点是，当物体受的摩擦力大小等于重力时，有些同学就认为物体会立即停止运动，忘掉了物体具有惯性．
【备课资源】(教师用书独具)
世界上如果没有摩擦会怎样？
摩擦是自然界里一种极为普遍的现象，如人用手抓住物体需要摩擦，皮带传动需要摩擦，钉子钉在墙上也需要摩擦等．不过摩擦也会给我们带来麻烦．比如，机器开动工作时，会因为摩擦而使各部件磨损，并且要损失一部分动力．我们有时会希望世界上没有摩擦力，但如果真的没有了摩擦力，对人类的生活会造成什么影响呢？
首先，人们将无法行走，脚与地面缺少了摩擦，人们就寸步难行．自行车车轮在光滑的地面上，怎会向前运动呢？汽车开动时只能在地上打滑，假如汽车能够前行，可是如何停下来呢？没有了摩擦阻力，它只能永远地滑下去，直到撞上别的物体为止．
其次，我们无法拿起东西，人能拿东西就是靠摩擦力．没有了摩擦力，人类在日常生活中将困难重重．想写字却拿不起笔，笔又不能和纸产生摩擦写字；想吃饭却拿不起刀叉和筷子，筷子却夹不住菜，想喝水却又提不起杯子；想穿衣服却拿不起穿不上；想工作、劳动，任何工具却都不能被人拿在手中使用……
总之，假如没有摩擦存在，那么人们的衣、食、住、行都很难解决，那么人类连最基本的生存都没有了，更别提发展了．
我们可能幻想过如果没有摩擦，干什么事情都将不受阻碍，可是等我们真正到了没有摩擦力的世界，才能感受到摩擦力的重要．摩擦力有利也有弊，我们应该尽量减少有害摩擦，学会利用摩擦造福人类．
(对应学生用书第38页)
1．关于物体受静摩擦力的叙述中，正确的是(　　)
A．静摩擦力的方向不一定与物体运动方向相反
B．静摩擦力的方向不可能与物体运动方向相同
C．静摩擦力的方向可能与物体相对运动趋势的方向垂直
D．静止物体所受静摩擦力一定为零
【解析】　静摩擦力的方向与物体间相对运动趋势的方向相反，与运动方向之间无关系，即可以相同，可以相反，也可以有任意夹角，但一定与相对运动趋势方向相反，故A对，B、C错；静止物体可以受到静摩擦力的作用，比如用力推桌子而桌子没动，说明有静摩擦力平衡了推力，D错．
【答案】　A
2．关于摩擦力与弹力的关系，下列说法正确的是(　　)
A．有弹力一定有摩擦力
B．有弹力不一定有摩擦力
C．有摩擦力一定有弹力
D．同一接触面上的弹力和摩擦力的方向一定垂直
【解析】　两物体间若存在摩擦力，则两物体间一定存在弹力．而若存在弹力，不一定有相对运动或相对运动趋势，也有可能接触面光滑，不一定存在摩擦力，故A错，B、C对．弹力方向总是与接触面垂直，而摩擦力方向总是与接触面平行，故两力一定是垂直关系，D对．
【答案】　BCD
图3－3－6
3．(2012·杨陵高一期末)如图3－3－6所示，用水平力F将同种材料不同质量的物体压到一竖直墙壁上，下列说法正确的是(　　)
A．若物体保持静止，则F越大，物体所受摩擦力越大
B．若物体保持静止，则质量越大，物体所受摩擦力越大
C．若物体沿墙壁向下滑动，则F越大，物体所受摩擦力越大
D．若物体沿墙壁向下滑动，则质量越大，物体所受摩擦力越大
【解析】　物体静止时，物体受静摩擦力，大小等于其重力，与水平力F无关，物体质量越大，所受摩擦力越大，故A错，B正确；物体向下滑动时，受到滑动摩擦力作用，大小为f＝μN＝μF，故F越大，摩擦力越大，且与物体的质量无关，C对、D错．
【答案】　BC
4．有关滑动摩擦力，下列说法中正确的是(　　)
A．物体所受的滑动摩擦力与物体所受的重力成正比
B．滑动摩擦力总是与压力垂直
C．滑动摩擦力总是阻碍物体的运动
D．滑动摩擦力随着压力的增大而增大
【解析】　滑动摩擦力与压力成正比，而不是与重力成正比，所以A选项错误，D选项正确．滑动摩擦力的方向总是与接触面相切，而压力总是垂直接触面，故摩擦力一定垂直压力，B选项正确．滑动摩擦力总是阻碍物体的相对运动，但不一定阻碍物体的运动，因此C选项错误．
【答案】　BD
(对应学生用书第97页)
1．下列关于摩擦力的说法中正确的是(　　)
A．物体在运动时才受到摩擦力
B．摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反
C．摩擦力总是成对地出现
D．摩擦力的大小总是与正压力的大小成正比
【解析】　放在水平地面上的物体，受水平拉力作用处于静止状态时，物体就受到了静摩擦力作用，所以A错误；摩擦力的方向一定与物体的相对运动方向相反，可以与运动方向相同，B错误；摩擦力是相互接触物体间的相互作用，一定是成对出现的，C正确；静摩擦力的大小与正压力的大小之间没有正比关系，D错误．
【答案】　C
2．三个质量相同的物体，与水平桌面的动摩擦因数相同，由于所受的水平力不同，A做匀速运动，B做加速运动，C做减速运动，那么，它们受到的摩擦力的大小关系应是(　　)
A．fC＞fA＞fB　　　　　B．fC＜fA＜fB
C．fA＝fB＝fC D．不能比较大小
【解析】　由f＝μN知f的大小只与μ和N有关，与物体的运动状态无关，故选C.
【答案】　C
3．(2012·咸阳高一期末)下列关于摩擦力大小的有关说法，正确的是(　　)
A．摩擦力的大小一定与接触面处的压力成正比
B．运动物体受到的摩擦力一定等于μFN
C．在水平地面上的物体受到的摩擦力一定与该物体的重力成正比
D．物体间的压力增大时，摩擦力的大小可能不变
【解析】　滑动摩擦力的大小一定与接触面处的压力成正比，但静摩擦力不具有此关系，A错；只有滑动摩擦力才能用μFN计算而运动的物体可能受静摩擦力，B错；物体在水平面上时正压力也不一定等于重力，C错；被压在竖直墙上静止不动的物体、压力增大时，静摩擦力总等于重力，D正确．
【答案】　D
4．(2012·黄冈高一检测)关于由滑动摩擦力公式F＝μFN推出的μ＝，下列说法正确的是(　　)
A．动摩擦因数μ与摩擦力F成正比，F越大，μ越大
B．动摩擦因数μ与正压力FN成反比，FN越大，μ越小
C．μ与F成正比，与FN成反比
D．μ的大小由两物体接触面的情况及其材料决定
【解析】　μ与两个物体的材料和两物体接触面的情况有关，与F、FN均无关．
【答案】　D
5．(2012·潍坊高一检测)在2010年广州亚运会上，运动员刘翔勇夺110 m跨栏冠军，图3－3－7为刘翔奔跑途中的两个瞬间，用F1、F2分别表示刘翔在图(甲)、(乙)两瞬间所受到的摩擦力，则关于F1、F2的方向，以下说法正确的是(　　)
(甲)　　　　　　　　　(乙)
图3－3－7
A．F1向后，F2向后 B．F1向前，F2向后
C．F1向前，F2向前 D．F1向后，F2向前
【解析】　人在奔跑时，脚与地面相对静止，受到静摩擦力．题图(甲)中，脚用力后蹬，相对地面有向后滑的趋势，受到向前的静摩擦力，F1向前；题图(乙)中脚接触地面时有相对地面向前滑的趋势，受到的静摩擦力向后，F2向后．
【答案】　C
6．(2012·奎屯高一检测)人握住旗杆匀速上爬，则下列说法正确的是(　　)
A．人受的摩擦力的方向是向下的
B．人受的摩擦力的方向是向上的
C．人握旗杆用力越大，人受的摩擦力也越大
D．人握旗杆用力越大，并不会使人受的摩擦力也增大
【解析】　人匀速上爬，但手与旗杆的相对运动趋势方向向下，故摩擦力方向向上，A错B对；人握旗杆用力的大小，不影响摩擦力的大小，因为人匀速运动，摩擦力与人的重力二力平衡，故C错，D对．
【答案】　BD
7.
图3－3－8
(2012·银川一中高一检测)如图3－3－8所示，在μ＝0.1的水平面上向右运动的物体，质量为20 kg，在运动过程中，还受到一个方向向左的大小为10 N的拉力作用，则物体受到的滑动摩擦力为(g＝10 m/s2)(　　)
A．10 N，向右　　　　B．10 N，向左
C．20 N，向右 D．20 N，向左
【解析】　在竖直方向，物体对水平地面的压力N＝G，故滑动摩擦力大小f′＝μN＝μG＝0.1×20×10 N＝20 N，物体所受滑动摩擦力方向应与物体相对地面的运动方向相反，即所受滑动摩擦力方向向左．这个力的大小与所加向左的10 N的拉力无关．
【答案】　D
8．已知一些材料间动摩擦因数如下：
材料 钢—钢 木—木 木—金属 木—冰
动摩擦因数 0.25 0.30 0.20 0.03
质量为10 kg的物块放置于水平面上，现用弹簧秤沿水平方向匀速拉动此物块时，读得弹簧秤的示数为30 N，则两接触面的材料可能是(取g＝10 m/s2)(　　)
A．钢—钢 B．木—木
C．木—金属 D．木—冰
【解析】　匀速拉动此物块，拉力等于摩擦力．
由f＝μN，得μ＝0.30.B正确
【答案】　B
图3－3－9
9．(2012·厦门高一期末)如图3－3－9所示，物体A重GA＝40 N，物体B重GB＝20 N，A与B、B与地的动摩擦因数相同．用水平绳将物体A系在竖直墙壁上，水平力F向右拉物体B，当F＝30 N时，才能将B匀速拉出．求接触面间的动摩擦因数多大？
【解析】　设接触面间的动摩擦因数为μ，物体A与B间的摩擦力为F1＝μGA
物体B与地面间的滑动摩擦力为
F2＝μ(GA＋GB)
将B匀速拉出，拉力大小与两个摩擦力的合力大小应相等，有
F＝μGA＋μ(GA＋GB)＝μ(2GA＋GB)
即30＝μ(2×40＋20)
解得：μ＝0.30.
【答案】　0.30
图3－3－10
10．如图3－3－10所示，在两块木板中间夹着一个50 N的木块A，左右两边对木板的压力F均为150 N，木板和木块间的动摩擦因数为0.2.如果想从下面把此木块拉出来，至少需要多大的力？如果想从上面把它拉出来，至少需要多大的力？
【解析】　从下面把木块拉出来，这时摩擦力方向向上，如下图甲所示，左右两侧各等于f＝μF＝0.2×150 N＝30 N，需要的最小拉力F1＝2f－G＝10 N
从上面把木块拉出来，这时摩擦力方向向下，如图乙所示，左右两侧各等于f＝30 N，所需最小拉力F2＝G＋2f＝110 N.
甲　　　　　　　乙
【答案】　10 N　110 N
图3－3－11
11．我国邹德俊先生发明了吸附式挂衣钩．挂衣钩的主要部分是用橡胶制成的皮碗，挂衣钩可以吸附在平整墙壁或木板上，与墙壁接触时，只有皮碗的与墙壁接触，中空部分是真空的，如图3－3－11所示，若皮碗的整个截面面积为S，外界大气压强为p0，皮碗与墙面间的动摩擦因数为μ，问挂衣钩最多能挂多大重量的衣服？(最大静摩擦力约等于滑动摩擦力)
【解析】　皮碗对墙壁的压力N＝p0S，故皮碗与墙壁间的最大静摩擦力
fmax＝μN＝μp0S
所挂衣服的重量G≤fmax＝μp0S.
【答案】　μp0S
12．为了测量两张纸之间的动摩擦因数，某同学设计了一个实验，如图3－3－12所示，在木块A和木块B上贴上待测的纸，B板水平固定，用测力计拉A，使A匀速向左运动，读出并记下测力计的示数F，测出木块A的重力GA，则由F＝μN＝μGA，得μ＝.
图3－3－12
(1)该同学为什么要把纸贴在木块上而不直接测量两张纸间的摩擦力？
(2)在实验操作中，发现实验误差较大，请你对这个实验做出改进以减小误差．
(3)请对改进前后的两种实验方案进行简要分析并作出评价．
【解析】　(1)由于两张纸之间的压力太小，而摩擦力更小，无法直接测量，把纸贴在木块上可以增大压力，从而增大摩擦力，测量时相对误差小．
(2)改进后的实验图为
(3)改进前：只有当A在B上匀速运动时，测力计示数才等于摩擦力，但要保证A做匀速运动比较困难，因此误差较大．
改进后：无论B如何被拉出，A始终处于平衡状态，测力计示数均等于摩擦力大小，从而减小了实验误差．
【答案】　见解析3.4分析物体的受力
(教师用书独具)
认识物体受力分析的一般顺序，能够准确画出物体受力图．
2．通过对物体受力分析的操作，认识到物体不是孤立的，它与周围物体是相互联系的；同时培养思维的条理性和周密性．
●课标解读
1．知道对物体进行受力分析是研究物体运动的基础，也是学好力学的先决条件．
2．掌握受力分析的方法，能正确对物体进行受力分析，这是本节的重点和难点．
3．本节还要了解重心的概念及意义，知道分析物体的重力时要把作用点画在重心上．
●教学地位
力的概念是贯穿力学乃至整个物理学的，重要概念对物体进行受力分析是解决力学问题的基础和关键．因此本节是学好物理的重要的内容，高考对本节知识的考查，一般以选择题和计算题为主，且多与其他知识相结合进行综合考查.
(教师用书独具)
●新课导入建议
故事导入　力是贯穿于整个物理学中的一个重要概念，一个物体的运动状态取决于它的受力情况，所以在研究物体的运动规律时，一定要知道物体的受力情况，本节我们先学习分析物体受力情况的方法．
●教学流程设计
课前预习安排：1.通读教材.2.填写【课前自主导学】 步骤1：导入新课(本节教学地位分析) 步骤2：提问：检查预习效果 步骤3：a.完成“探究1”可变换角度更改或补充例题启发学生理解探究内容．b.完成【迁移应用】．c.也可联系【当堂双基达标】的相关内容

步骤6：先由学生总结本节内容，教师点评并小结，布置课下完成【课后知能检测】 步骤5：指导学生完成【当堂双基达标】并检查学习效果，进行个别指导(此项内容也可融合在课堂互动探究中) 步骤4：同步骤3但要变换形式，改变方法完成“探究2、3”
课　标　解　读 重　点　难　点
1.知道物体重心的含义．
2.知道力的三要素：力的大小、方向、作用点．
3.掌握受力分析的一般方法和步骤．能做出物体的受力示意图. 1.力的图示和力的示意图．(重点)
2.重心的概念及重心位置的确定．(重点)
3.物体的受力分析．(难点)
(对应学生用书第38页)
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物体的受力分析
1.基本知识
(1)受力分析及意义
①任何物体的运动变化，都跟它受到的力的大小、方向有关．
②受力分析就是要分析研究对象受到的力．
(2)受力分析的步骤
①明确研究对象，可以是某个物体、物体的一部分或某个作用点．
②按照先重力、再弹力、后摩擦力、最后其它力的顺序，逐个确定物体受到哪些力的作用；
③依据物体受到的各个力的方向，画出受力示意图．
2．思考判断
(1)在物体运动的方向上一定有力的作用．(×)
(2)有的力可以没有施力物体．(×)
(3)两个物体不接触但可能有相互作用力．(√)
物体的重心
1.基本知识
(1)重心：一个物体各部分都会受到重力的作用，从作用效果上，可以把这些作用力视作集中作用于一点，这一点称为重心．
(2)重心的分布
①质量分布均匀、规则的物体，重心就在其几何中心．
②质量分布不均匀的物体，其重心的位置与物体的形状和质量分布有关，并且它既可以在物体内部，也可以在物体外部．
2．思考判断
(1)重心就是地球对物体引力的作用点．(×)
(2)重心就是物体的几何中心．(×)
(3)重心可能不在物体上．(√)
3．探究交流
图3－4－1
如果你按如图3－4－1所示的姿势坐在椅子上，把上身挺直，不向前倾，手也不扶在椅子上而是空悬着，两小腿竖直，不把脚放到椅子底下，请你试试能否站起来，并对结果分析原因．
【提示】　一个物体，只有它的重力作用线没有超出它的底面范围时，才能保持平衡．如果我们按题目要求那样坐着，我们的重心会在身体内靠近腰腹部的地方，重力的作用线不通过两脚或两脚之间．要想站起来，人的重力的作用线一定要通过两脚或两脚之间，现在身体不前倾，脚也不后移，不能满足人站起来的条件，故不可能站起来.
(对应学生用书第39页)
[FL(－F@%(0,0,0,70)K2
物体的受力分析
【问题导思】　
1．为什么对物体的受力分析还要遵守一定的程序、步骤？
2．受力分析有哪些具体的方法？
1．受力分析：把指定物体(研究对象)在特定的物理环境中受到的所有力找出来，并画出受力示意图，这就是受力分析．
对物体进行正确的受力分析，是分析求解力学问题的关键，对物体进行受力分析通常采用“隔离法”，即把要分析的物体隔离出来，只分析它受到的力，而不分析它对别的物体施加的力．
2．受力分析的步骤
(1)明确研究对象，即首先要确定我们要分析哪个物体的受力情况．
(2)按一定的顺序去分析：先重力，后接触力(弹力、摩擦力)．其中重力是非接触力，应先予以标出；弹力在接触且发生形变处存在；摩擦力在有弹力存在的接触面上才可能有．
(3)受力分析图画好后，一定要判断一下受力情况与物体的运动状态是否相符合，同时是否“多力”(即出现无施力物体的力)、“漏力”．按正确的顺序进行受力分析是保证不“漏力”的有效措施；注意每个力的施力物体和产生的条件是不“多力”的关键．
注：若研究对象处在复杂环境中，则就将所要研究的物体从复杂的周围环境中隔离出来，再分析它受到周围哪些物体的力的作用．重点分析力的方向、作用点，并将这些力画在物体的受力示意图上．
3．受力分析的方法
(1)整体法与隔离法：整体法研究系统外的物体对系统整体的作用，不考虑系统内物体间的相互作用；隔离法研究系统内物体之间的相互作用．
(2)假设法：是受力分析有效的辅助方法．当不容易确定某力的有无或方向时，可先假设该力有或无(或方向)，看引起的结果是否符合给定的运动状态或形变效果．
4．受力分析时需注意的问题
(1)在进行受力分析时，一定要注意，我们分析的是物体“受到”的力，而不是物体对外施加的力．
(2)区分内力和外力：对几个物体的整体进行受力分析时，这几个物体间的作用力为内力，不能在受力图中出现；当把某一物体单独隔离分析时，原来的内力变成了外力，要画在受力分析图上．
　(2012·高新一中高一检测)如图3－4－2，质量为m的物体A以一定的初速度v沿粗糙斜面上滑，物体A在上滑过程中受到的力有(　　)
图3－4－2
A．向上的冲力、重力、斜面的支持力、沿斜面向下的摩擦力
B．重力、斜面的支持力、下滑力
C．重力、对斜面的正压力、沿斜面向下的摩擦力
D．重力、斜面的支持力、沿斜面向下的摩擦力
【解析】　A受到的力只有重力、斜面对它的支持力和摩擦力，各力的方向如图所示，D正确．冲力因无施力物体而不存在，A错．不存在下滑力，B错．对斜面的压力为斜面受到的力，C错．
【答案】　D
1．如图3－4－3所示，一个行李箱随着水平传送带一起匀速向右运动时，行李箱受到的作用力是(　　)
图3－4－3
A．重力和支持力
B．重力、支持力和拉力
C．重力、支持力和摩擦力
D．重力、支持力和对皮带的压力
【解析】　取行李箱为研究对象，竖直方向上一定受重力与支持力，水平方向上，因行李箱匀速运动，假如行李箱受到皮带的摩擦力，则行李箱受到的力不能平衡，行李箱不能做匀速运动，故水平方向不受力．
【答案】　A
受力分析要防止添力和漏力
【问题导思】　
1．如何判断某力是否存在？
2．如何防止添力和漏力？
1．力是否存在的三个判断依据
(1)“条件判据”：即根据各种性质力的产生条件进行判断，如弹力必须是相互接触并且发生了弹性形变；摩擦力必须是相互接触的物体间有挤压力且有相对运动或相对运动的趋势等．
(2)“效果判据”：即根据各种力的作用效果进行判断，如放在水平桌面上的物体，物体与桌面之间一定挤压，必定存在弹力．
(3)“相互作用判据”：即根据力的作用的相互性判断，从一个物体是否受到某个力的作用来判断另一个物体是否受到相应的力的作用．
2．添力的情况
(1)凭空多一个没有施力物体的力．
例如，冲上斜面的物体受到沿斜面向上的冲力(该力无施力物体，容易排除)；
(2)受力和施力共同分析．把研究对象对其它物体施加的力当作对象受到的力(研究对象不清)；
(3)性质力和效果力重复计算．切记效果力不是物体所受的力
(4)内力和外力共同分析．
对几个物体的整体进行分析时，这几个物体间的作用力为内力，不是整体受到的力．
3．漏力的情况
(1)一个施力物体同时对受力物体产生几个力的作用，但是对研究对象的受力情况考虑不周；
(2)对一些“被动”力不能依据物体所处环境进行分析判断；
例如弹力、静摩擦力等．
　分析图3－4－4中物体A、B、C的受力，并画出物体的受力示意图(已知物体A、B、C均静止，A、B球光滑)．
图3－4－4
【解析】　A物体受重力、斜面的弹力、挡板的弹力；
B物体受重力、绳的拉力；
C物体受重力、绳的拉力、墙壁的弹力及摩擦力．
【答案】　
2．分析物体A在以下四种情况下所受的静摩擦力的方向：
(1)物体A静止在斜面上，如图3－4－5甲所示．
(2)物体A受到水平拉力F的作用，仍静止在水平面上，如图3－4－5乙所示．
(3)物体A放在车上，当车在刹车过程中，如图3－4－5丙所示．
(4)物体A在力的作用下，静止在竖直墙壁上．
图3－4－5
【解析】　甲图中A受摩擦力平行斜面向上；乙图中A受摩擦力平行地面向左；丙图中A受摩擦力平行于车底板向后；丁图中A在重力作用下具有下滑的趋势，所受静摩擦力方向向上．
【答案】　
综合解题方略——重心的确定
图3－4－6
　如图3－4－6所示，一个空心均匀球壳里面注满水，球的正下方有一个小孔，当水由小孔慢慢流出的过程中，空心球壳和水的共同重心将会(　　)
A．一直下降
B．一直上升
C．先升高后降低
D．先降低后升高
【审题指导】　判断重心位置的变化，关键是判断物体质量分布的变化．
【规范解答】　重心的位置跟物体的形状和质量分布有关．当注满水时，重心必在球心．随着水的流出，球壳与水共同的重心慢慢下降；当水流出一定量时，球壳与水共同的重心又慢慢上升，直至水流完时，重心又回到球心．故球壳和水的共同重心将先降低后升高．故选D.
【答案】　D
决定重心两因素，几何形状和分布；
二力平衡来应用，两次悬挂可得出．
分布均匀形状定，对称图形即中心；
心在物外不稀奇，重心移动重分布．
受力分析受力分析的意义重心受力分析的步骤
【备课资源】(教师用书独具)
迷你实验——圆锥为什么会向“上”滚
用厚纸或薄卡片，做成两个圆锥体，并用胶水或胶带把它们对接在一起．然后，把一本大书和一本小书相隔一定距离书脊朝上放在桌上，在书上架两根筷子或两枝笔作轨道，让高的一端比低的一端略为宽些，如图所示．
图教3－4－1
把圆锥体放在较低端的轨道上，你是否发现圆锥体会向上滚动，事实上，圆锥体越向上滚，重心越低，圆锥体的滚动是重力作用的结果.
(对应学生用书第41页)
1．下列关于力的说法中正确的是(　　)
A. 射出枪口的子弹，能打到很远的地方，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，并未受到所谓的推力，所以A错．
任何物体间力的作用总是相互的，无论物体是否有生命或是否有动力，甲推乙的同时乙也推甲，故B、C错．D正确．
【答案】　D
2．对下列四图中的A物体进行受力分析，并画出其受力图．
图3－4－7
【解析】　A图中物体受重力、地面的弹力；B图中物体受重力、碗面对A点指向圆心的弹力、碗缘对B点垂直于杆向上的弹力；C图中物体受重力和绳的向上的弹力．D图中两侧的支撑点对圆柱体指向圆心的弹力和向下的重力．
【答案】　
3．关于重力，下列说法中正确的是(　　)
A．重力是根据力的性质来命名的
B．重力的方向总是垂直向下的
C．重力的作用点是重心，它是物体内最重的一点
D．地球表面的物体一定受到重力作用
【解析】　重力是由于地球对物体的吸引而产生的，由此知A、D正确；重力的方向竖直向下，但是不一定和接触面垂直，B错；重心是物体上各个部分受重力的等效集中点，不是最重的中点，C错．
【答案】　AD
4．如图3－4－8所示，重为mg的梯子AB立于光滑的竖直墙壁上处于静止状态，试画出梯子的受力示意图．
图3－4－8
【解析】　梯子除受到重力mg作用外，还与地面和竖直墙壁接触，因此受弹力N1、N2作用，B端有沿地面向右的运动趋势，故受到水平向左的静摩擦力f作用，其受力如图所示.
1．跳高运动是奥运会重要项目之一，跳高过程中，分起跳、越杆和下落等几个过程，下列叙述正确的是(　　)
A．在起跳过程中，运动员只受向上的升力
B．下落过程中，运动员受地球引力和重力
C．越杆过程中，运动员不受任何力
D．在跳越的全过程中，运动员始终受到重力作用
【解析】　起跳过程中，运动员受向上的弹力和重力，A错．在跳越的全过程中，运动员总受到重力作用，但重力是由于地球引力产生的，即重力是引力的表现，因此B、C错，D正确．
【答案】　D
图3－4－9
2．如图3－4－9所示，轻弹簧上端固定，下端挂一重球，重球下放着一光滑斜面，球与光滑斜面接触且处于静止状态，当弹簧处于竖直方向时，则重球受到的力有(　　)
A．重力和弹簧拉力
B．重力、弹簧拉力和斜面支持力
C．重力、弹簧拉力和斜面的静摩擦力
D．重力、弹簧拉力、斜面支持力和静摩擦力
【解析】　因斜面光滑，故无摩擦力，若斜面对重球有一支持力，则弹簧不可能处于竖直方向，因此，斜面对球无支持力，根据二力平衡，重球必受弹簧的弹力作用，由此知A正确．
【答案】　A
图3－4－10
3．(2012·西北工大附中高一检测)如图3－4－10所示，物体沿粗糙斜面减速上滑，对物体的受力分析中正确的是(　　)
A．物体受到重力、弹力、摩擦力的作用
B．物体受到重力、弹力、摩擦力及向上的冲力的作用
C．物体受到重力、对斜面的压力、摩擦力的作用
D．物体受到重力、弹力、摩擦力和使物体下滑的力的作用
【解析】　物体上滑，是因为物体的本性——惯性，不存在上滑的力，B错；物体受重力、斜面的弹力和摩擦力，A对，D错；对斜面的压力是物体施加给斜面的作用力，而不是