【教案学案集】（鲁科版）高中物理必修一全册（78份）

第一节 运动、空间和时间
[三维目标]
知识与技能
1．知道机械运动的概念.理解运动是绝对的，静止是相对的.
2．知道参考系的概念.知道对同一物体选择不同的参考系时，观察的结果可能不同.
3．知道时间和时刻的含义以及它们的区别.知道在实验室测量时间的方法.会运用已学知识
过程与方法
1．在选择参考系时，能选择使研究问题方便的参考系.
2．能区分开时间和时刻的区别.
情感态度与价值观　让学生在运动的相对性中体会哲学的思想.
[教学重点]
1．在研究问题时，如何选取参考系。
2．时刻与时间的区别。
[教学难点] 如何选取参考系
[教具准备] 多媒体设备一套，手表一块，列车时刻表一张
[教学过程]
一、导入新课
同学们，在初中我们学过，一个物体相对于别的物体的位置改变叫做机械运动，简称运动.机械运动是最普遍的自然现象.宇宙中的一切物体，小到原子内部的质子、中子和电子，大到遥远的恒星和星系，都在不停地运动着.有些物体，例如耸立的山峰、马路两侧的房屋、路面上的铁轨，看起来是不动的，其实，这些物体是随着地球一起运动的.同学们回忆一下初中学过的有关知识，回答有关问题.
（1）物体相对于其他物体有________（位置的变动），叫机械运动.
（2）被选作标准的另外的物体叫________（参考系）.
二、机械运动
参考系：为了描述一个物体的运动，选来作为标准的物体，叫参考系.
选择不同的参考系观察同一个运动，观察的结果会有不同.
出示空投物资的投影片（飞机、物资都可以抽动，能显示出其实际的运动路径）.
学生分析：以飞机为参考系，看到投下的物资沿直线竖直下落，地面上的人以地面为参考系，看到物体是沿曲线下落的.
要求学生举例：描述同一个运动，选择不同参考系，观察结果也不一样.
学生举例：运动的汽车，是选择地面为参考系，如选司机为标准，汽车是静止的.
……
老师总结：参考系是可任意选取的，但选择的原则要使运动和描述尽可能简单.比如，研究地面上物体的运动，选择地面或相对地面动的物体作参考系要比选太阳作参考系简单.
三、空间位置的描述
1．教师精讲
在生活中，我们怎样描述一个物体的位置呢？假设一辆汽车在天安门前的长安街上行驶，如果要知道汽车开到哪里了，通常我们会选取天安门作为参考标志，说明汽车离该标志有多远，在标志的哪个方向上.例如我们可以说“汽车目前在天安门东面5 km处.”如果只说汽车距离天安门5 km是不够的，因为这样的信息不明确，人们不知道汽车是在天安门的东面还是西面.
2．方法引导
在物理学中,通常借助数学方法，建立坐标系来描述物体的位置.例如仍然是描述上述汽车的位置，我们可以建立一个一维坐标系，假定坐标原点选在天安门,由西向东为坐标的正方向,汽车的位置可以记为x=5 km.
如果汽车在天安门西边5 km处,在上述坐标系中，汽车的位置则记为
x=-5 km
所以在物理学中，通常要建立一个坐标系，用正、负号表示物体所在位置的方向.
3．知识拓展
同学们都到电影院里看过电影：想想看你是如何找到自己的座位的.我们是根据电影票上的两个数字找到的某某排某某座.对于一个在平面上运动的物体，要描述其位置，仅用一维坐标系就不行了,就必须采用二维直角坐标系描述物体在一个平面上的位置.有时我们为了要确定一个物体的空间位置，还必须建立三维直角坐标系.
四、时刻、时间间隔（也称时间）
1．合作探究
这两个物理量与我们联系太密切了,根据同学们各自的理解，举一些关于时间、时刻的例子.
学生回答：
几点钟开会，几时上课，几点发车……
这都是时刻，而会议长达2个小时，这是从开始到结束的时间间隔等等.
老师：如果把时刻、时间在数轴上表示出来，那含义就一目了然了
学生回答有关问题：
(1)要指出时刻、时间间隔在数轴上的表示特点.
(2)时间的单位有____________、_____________、______________，符号分别为___________、
_______________、___________________.
(3)在实验室研究物体运动情况时，需要测量和记录很短的时间，常用_____________来测量.
老师强调：要在时间轴上表示出时刻、时间：时刻表示为一点，时间表示为一线段.在以后的直线运动中的速度的研究中，常要用到这两个概念.
时间的单位:年、月、日、小时、分、秒、飞秒、阿秒.在国际单位制中用秒作为主单位.
［例题剖析］请你手托一石子匀速前进，突然释放石子，观察石子的运动情况.再请站在路边的人观察石子的运动情况.二者观察到的运动轨迹一样吗
2．教师精讲
自己观察到的运动轨迹是直线，这是因为石子相对自己是自由落体运动；站在路边的人观察到的运动轨迹是抛物线，这是因为石子相对地面是平抛运动.二者观察到的运动轨迹是不一样的.
3．方法引导
物体的运动规律是相对参考系而言的，同一个物体的运动，如果选择不同的参考系，描述的运动规律是不同的.
4．例题讲解
［例题1］有甲、乙、丙三架观光电梯，甲中乘客看一高楼在向下运动；乙中乘客看甲在向下运动；丙中乘客看甲、乙都在向上运动.这三架电梯相对地面的运动情况是（ ）
A.甲向上、乙向下、丙不动 B.甲向上、乙向上、丙不动
C.甲向上、乙向上、丙向下 D.甲向上、乙向上、丙也向上，但比甲、乙都慢
分析:电梯中的乘客观看其他物体的运动情况时，是以自己所乘的电梯为参考系.甲中乘客看高楼向下运动，说明甲相对于地面一定在向上运动.同理，乙相对甲在向上运动，说明乙对地面也是向上运动，且运动得比甲更快.丙电梯无论是静止，还是在向下运动，或以比甲、乙都慢的速度在向上运动，丙中乘客看甲、乙两电梯都会感到是在向上运动.
答案:BCD
［例题2］如图2-1-3为游乐场中摩天轮示意图，开动后，轮子和客舱分别做什么运动？
分析:开动后，轮上各点都绕轴O做圆周运动，客舱虽然也绕O轴做圆周运动，但它始终处于竖直悬挂状态，表示客舱上各点的运动情况完全
相同.
答案:轮子做转动，客舱做平动.
说明:物体平动时，可以沿直线运动，也可以沿曲线运动.
图2-1-3
五、讨论
1.坐标系
为了定量地研究物体的运动变化规律，还必须建立一个与参考系联系在一起的坐标系.这样，物体相对于参考系的位置变化就可以转化为在坐标系中点的坐标的变化.因此，坐标系就是参考系的一种数学抽象.
当物体做直线运动时，只需建立一个直线坐标系（一维坐标）就可精确地描述物体的运动.
2.平动的判断
判断平动时，可在物体上任意画一线段，如果它在整个运动过程中是平行移动的，说明物体上各点的运动情况完全相同，物体做平动.
六、课堂小结
这节课我们学习了有关机械运动、参考系、空间位置、时间、时刻等概念，这将是后面学习速度、加速度等概念的基础，所以同学们要结合实际问题将它们区分开.
七、布置作业
1．阅读课本上的“信息窗”.
2．找一张列车时刻表，研究一下它.注意：位置、时刻、时间等物理量第3节 摩擦力
学习目标:
知道滑动摩擦产生的条件，会正确判断滑动摩擦力的方向。
会用公式F=μFN计算滑动摩擦力的大小，知道影响动摩擦因数的大小因素。
知道静摩擦力的产生条件，能判断静摩擦力的有无以及大小和方向。
理解最大静摩擦力。能根据二力平衡条件确定静摩擦力的大小。
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。
主要内容:
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。
产生条件：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＝μFN
压力FN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FN的值一定等于物体的重力吗？请举例说明。 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
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。
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
问题：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．
4．如图，木块放在水平桌面上，在水平方向其受到三个力即F1、F2和摩擦力作用，木块处于静止状态，其中F1=10N，F2=2N。此时水平桌面对木块的静摩擦力为多少？方向如何？若撤去力F1，木块将怎样运动，桌面对木块的摩擦力将如何变化 ？
课后作业:
1．下列关于摩擦力的说法中错误的是( )
A．两个相对静止物体间一定有静摩擦力作用．B．受静摩擦力作用的物体一定是静止的．
C．静摩擦力对物体总是阻力． D．有摩擦力一定有弹力
2．下列说法中不正确的是( )
A．物体越重，使它滑动时的摩擦力越大，所以摩擦力与物重成正比．
B. 由μ=f/N可知,动摩擦因数与滑动摩擦力成正比,与正压力成反比．
C．摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反．
D．摩擦力总是对物体的运动起阻碍作用．
3．如图所示，一个重G=200N的物体，在粗糙水平面上向左运动，物体和水平面间的摩擦因数μ=0.1，同时物体还受到大小为10N、方向向右的水平力F作用，则水平面对物体的摩擦力的大小和方向是( )
A．大小是10N，方向向左．B．大小是10N，方向向右．
C．大小是20N，方向向左．D．大小是20N，方向向右．
4．粗糙的水平面上叠放着A和B两个物体，A和B间的接触面也是粗糙的，如果用水平力F拉B，而B仍保持静止，则此时( )
A．B和地面间的静摩擦力等于F，B和A间的静摩擦力也等于F．
B．B和地面间的静摩擦力等于F，B和A间的静摩擦力等于零．
C．B和地面间的静摩擦力等于零，B和A间的静摩擦力也等于零．
D．B和地面间的静摩擦力等于零，B和A间的静摩擦力等于F．
5．一木块重G=30N，按图中四种方法放置时施加的外力分别为F1=10N，F2=20N，F3=30N，F4=40N，则木块与接触面之间的压力分别为N1=______，N2=______，N3＝______，N4=______．
6．在水平桌面上放一块重G=200N的木块，木块与桌面间的动摩擦因数μ=0.2，设桌面对木块的最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，则分别用水平拉力F1=15N、F2=30N、F3=80N拉木块时，木块受到的摩擦力分别为f1=______，f2=______，f3=______．
7．一块长l、质量为m的均匀木板，放在水平桌面上，木板与桌面间动摩擦因数为μ．当木板受到水平推力F向右运动伸出桌面1／3时，木板受到的摩擦力等于______．
*8．如图所示，A、B两物体均重G=10N，各接触面间的动摩擦因数均为μ=0.3，同时有F=1N的两个水平力分别作用在A和B上，则地面对B的摩擦力等于______，B对A的摩擦力等于______．
*9．如图所示，在两块相同的竖直木板A、B间有重为30N的物体．用两个大小均为F=100N的水平力压木板，物体与两木板间的动摩擦因数均为f=0.2．求：
(1)当物体不动时，物体与木板A间的摩擦力大小是多少
(2)若用竖直向上的力将物体拉出来，所需拉力的最小值是多少
阅读材料: 从经典力学到相对论的发展
　 在以牛顿运动定律为基础的经典力学中，空间间隔(长度)S、时间t和质量m这三个物理量都与物体的运动速度无关。一根尺静止时这样长，当它运动时还是这样长；一只钟不论处于静止状态还是处于运动状态，其快慢保持不变；一个物体静止时的质量与它运动时的质量一样。这就是经典力学的绝对时空观。到了十九世纪末，面对高速运动的微观粒子发生的现象，经典力学遇到了困难。在新事物面前，爱因斯坦打破了传统的绝对时空观，于1905年发表了题为《论运动物体的电动力学》的论文，提出了狭义相对性原理和光速不变原理，创建了狭义相对论。狭义相对论指出：长度、时间和质量都是随运动速度变化的。长度、时间和质量随速度变化的关系可用下列方程来表示：,（通称“尺缩效应”）、（通称“钟慢效应”）、（通称“质—速关系”）
上列各式里的v是物体运动的速度，C是真空中的光速，l0和l分别为在相对静止和运动系统中沿速度v的方向测得的物体长度；t0和t分别为在相对静止和运动系统中测得的时间； m0和 m分别为在相对静止和运动系统中测得的物体质量。
但是，当宏观物体的运动速度远小于光速时(v＜＜C)，则上面的一些结果就变为l≈l0、t≈t0、m≈m0，因而对于宏观低速运动的物体，使用牛顿定律来处理问题，还是足够精确的。
继狭义相对论之后，1915年爱因斯坦又建立了广义相对论，指出空间——时间不可能离开物质而独立存在，空间的结构和性质取决于物体的分布，使人类对于时间、空间和引力现象的认识大大深化了。“狭义相对论”和“广义相对论”统称为相对论。第1节 牛顿第一定律
[课前预习]
1．代表人物对力和运动关系的看法
代表人物 对力和运动关系的看法
雅里斯多德
伽利略
笛卡儿
注意：伽利略理想斜面实验是想象中的实验,但它建立在________基础之上，经过________，抓住________，忽略__________，从而更深刻地揭示了自然规律。
2．牛顿第一定律：：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。
问题：
(1)“迫使”说明了________________________
(2) 牛顿第一定律揭示了________________________
3．惯性：物体保持原来的匀速直线运动或静止状态的性质，所以牛顿第一又叫_______定律。
问题：
（1）惯性定律和惯性的区别和联系：
a．惯性定律是物体__________作用时所遵从的运动规律。
b．惯性是物体的___________，一切物体都有惯性。
（2）伽利略的理想实验说明了 。
（3）汽车突然开动的时候，乘客会___________，为什么？
汽车突然停止的时候，乘客会______________，为什么？
[典型例题]
关于物体的惯性，下列说法中正确的是（ C ）
A．物体能够保持原有运动状态的性质叫惯性
B．物体静止时有惯性，一旦运动起来不再保持原有的运动状态，也就失去了惯性
C．一切物体在任何情况下都有惯性
D．要相同的外力作用下，获得加速度大的物体惯性大
伽利略的理想实验证明了（ C ）
①要物体运动必须有力作用，没有力作用物体将静止
②要物体静止必须有力作用，没有力作用物体就运动
③要使物体由静止变为运动 必须受不为零的合外力作用，且力越大速度变化越快
④物体不受力时，总保持原来的匀速运动状态或静止状态
A．①② B．②③ C．③④ D．①④
一个劈形物体abc，各面均光滑，上面放一光滑小球，用手按住在固定的光滑斜面上，如图所示．现把手放开，使劈形物体沿斜面下滑，则小球在碰到斜面以前的运动轨迹是( C )
A．沿斜面向下的直线 B．曲线
C．竖直向下的直线 D．折线
2．一人在车厢中把物体抛出，下列哪种情况，乘客在运动车厢里观察到的现象和在静止车厢里观察到的现象一样( D )
A.车厢加速行驶时 B．车厢减速行驶时
C．车厢转弯时 D．车厢匀速直线行驶时
16世纪末，伽利略用实验和推理，推翻了已在欧洲流行了近两千年的亚里士多德关于力和运动的理论，开启了物理学发展的新纪元。在以下说法中，与亚里士多德观点相反的是（ D ）
A．“四匹马拉的车比两匹马拉的车跑得快”这说明，物体受的力越大，速度就越大
B．“一个运动的物体，如果不再受力了，它总会逐渐停下来”这说明，静止状态才是物体长时间不受力时的“自然状态”
C．两物体从同一高度自由下落，较重的物体下落较快
D．一个物体维持匀速直线运动，不需要受力
a
b
c第3节 牛顿第三定律
学习目标:
1．知道力的作用是相互的，理解作用力和反作用力的概念。
2. 知道牛顿第三定律的内容，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。
学习重点: 牛顿第三定律
学习难点: 平衡力与作用力和反作用力的关系
主要内容:
一、力的作用是相互的、同时发生的
1．大量实验事实表明，自然界中一切力的现象，总是表现为物体之间的相互作用，只要有力发生，就一定有受力物体和施力物体。甲物体施给乙物体一个力的同时，甲物体也受到乙物体施给的一个力，施力物体同时也是受力物体，受力物体同时也是施力物体。
2．物体间相互作用的这一对力，通常叫做作用力和反作用力。
①把相互作用的一对力中的一个叫做作用力(或反作用力)，另个就叫做反作用力 (或作用力)。习惯上，常把研究对象受到的力称为作用力，而把研究对象对其他施力物体所施加的力称为反作用力。
②作用力和反作用力是同时发生的，切莫以为“作用力在先，反作用力在后”(可以用自已的双手对掌体会之)。用脚踢足球，有人说：“只有把脚对球的力叫作用力，球对脚的力叫反作用力才行，因为前者是主动力，后者是被动力，主动力在先，被动力在后”。这种说法是错误的，因为主动力与被动力只能说明引起相互作用的原因，并不意味着相互作用有先后之分．
二．牛顿第三定律
1．内容：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：(作用力)F=- F′(反作用力)，式中的“一”号表示方向相反。
3．重要意义
①牛顿第三定律独立地反映了力学规律的一个重要侧面，是牛顿第一、第二定律的重要补充，定量地反映出物体间相互作用时彼此施力所遵循的规律，即作用力和反作用力定律。
②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。
三个性质是：
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。
四个特征是：
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．定律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，借助定律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牛顿第三定律所阐明的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．
⑤牛顿第三定律是牛顿及其前人通过大量实验得出的一条普遍规律，广泛应用于生产、生活和科学技术中，所以要把所学知识与实际问题联系起来，用以解决各种实际问题．
三、平衡力与作用力和反作用力的关系
一对平衡力 一对作用力与反作用力
不同之点 作用在同一个物体上 分别作用在两个相互作用的物体上
力的性质不一定相同 两个力的性质一定相同
不一定同时产生，同时消失 一定同时产生，同时消失
两个力的作用效果相互抵消 各有各的作用效果，不能相互抵消
相同点 大小相等，方向相反，作用在同一条直线上
【例一】一个大汉(甲)跟一个女孩(乙)站在水平地面上手拉手比力气，结果大汉把女孩拉过来了，对这个过程中作用于双方的力的关系，不正确的说法是( )
A．大汉拉女孩的力一定比女孩拉大汉的力大。
B．大汉拉女孩的力不一定比女孩拉大汉的力大。
C．大汉拉女孩的力与女孩拉大汉的力一定相等。
D．只有在大汉把女孩拉动的过程中，大汉的力才比女孩的力大。在可能出现的短暂相持过程中，两人的拉力一样大。
答案:C
【例二】关于两个物体间作用力与反作用力的下列说法中，正确的是( )
A．有作用力才有反作用力，因此先有作用力后产生反作用力。
B．只有两个物体处于平衡状态中，作用力与反作用力才大小相等。
C．作用力与反作用力只存在于相互接触的两个物体之间。
D．作用力与反作用力的性质一定相同。
答案:D
【例三】一个400N重的木箱放在大磅秤上，木箱内有一个质量为60kg的人，站在小磅秤上，如图所示．如果人用力推木箱顶板，则小磅秤和大磅秤上的示数T1、T2的变化情况是( )
A．T1增大，T2减小 B．T1减小，T2不变
C．T1增大，T2增大． D．T1增大，T2不变
答案:D
【例四】如图所示，用力F拉着叠放的A、B两木块一起沿粗糙斜面匀速上行，对木块B，存在________对作用力与反作用力；对木块A，存在______对作用力与反作用力。
答案:3 , 6
课堂训练：
1．一本书静放在水平桌面上，则( )
A．桌面对书的支持力的大小等于书的重力，它们是一对相互平衡力。
B．书所受到的重力和桌面对书的支持力是一对作用与反作用力。
C．书对桌面的压力就是书的重力，它们是同一性质的力。
D．书对桌面的压力和桌面对书的支持力是一对平衡力。
2．重物A用一根轻弹簧悬于天花板下，画出重物和弹簧的受力图
如图所示，关于这四个力的以下说法正确的是( )
A．F1的反作用力是F4 B．F2的反作用力是F3
C．Fl的施力者是弹簧 D．F1与F2是一对作用与反作用力
3．两个小球A和B，中间用弹簧连结，并用细绳悬于天花板下，下
面四对力中，属平衡力的是（ ）
A．绳对A的拉力和弹簧对A的拉力。
B．弹簧对A的拉力和弹簧对B的拉力。
C．弹簧对B的拉力和B对弹簧的拉力。
D．B的重力和弹簧对B的拉力。
4．两人分别用10N的力拉弹簧秤的两端，则弹簧秤的示数是( )
A．0 8．10N C．20N D．5N．
答案:1.A 2.C 3.D 4.B第2节 牛顿第二定律
理解领悟
牛顿第二定律具体地、定量地回答了物体运动状态的变化率——加速度与它所受外力的关系，以及加速度与物体自身的惯性——质量的关系，因而成为牛顿运动学的核心。本节课应重点理解牛顿第二定律公式的确立，并掌握其简单应用。
基础级
从牛顿第二定律的比例式到等式
由上节课对加速度与力、质量关系的实验探究结果可知：物体的加速度跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，这就是牛顿第二定律。将此结论写成比例式就是
a ∝ F，a ∝，
即 a ∝，或F ∝ ma。
上述比例式写成等式就是 F=kma，
式中k是比例系数。
力的单位“牛顿（N）”的定义
在牛顿第二定律的表达式F=kma中，k的数值取决于F、m、a所选取的单位。若选择合适的单位使k=1，则可使上式最为简单。如果F、m、a的单位均已被确定，则k的数值就不能任意选择。现在的情况是m、a的单位已被确定，在国际单位制中它们的单位分别是kg、m/s2，而F的单位尚未确定。于是根据牛顿第二定律，规定国际单位制中力的单位“牛顿”（简称“牛”，符号是N）为：使质量是1kg的物体产生1m/s2的加速度的力为1N，即
1N=1kg·m/s2。
从而，k=1，牛顿第二定律的表达式就简化为
F=ma。
对牛顿第二定律的理解
牛顿第二定律揭示了加速度与力及质量的关系，着重解决了加速度的大小、方向和决定因素等问题。对于牛顿第二定律，应从以下几方面加深理解：
因果性 只要物体所受合力不为0（无论合力多么的小），物体就获得加速度，即力是产生加速度的原因。力决定加速度，力与速度、速度的变化没有直接的关系。
矢量性 F=ma是一个矢量式，加速度与合外力都是矢量。物体的加速度的方向由它所受的合外力的方向决定，且总与合外力的方向相同（同向性），而物体的速度方向与合外力的方向之间则并无这种关系。应用时应规定正方向，凡是与正方向相同的力和加速度取正值，反之取负值，在一般情况下取加速度的方向为正方向。
瞬时性 牛顿第二定律表示的是力的瞬时作用规律。物体在某一时刻加速度的大小和方向是由该物体在这一时刻所受到的合外力的大小和方向决定的。当物体所受到的合外力发生变化时，它的加速度随即也要发生变化，F=ma对运动过程的每一瞬时成立。加速度与力是同一时刻的对应量，即同时产生（虽有因果关系，但却不分先后）、同时变化、同时消失。
同体性 加速度和合外力还有质量是对应于同一个物体的，所以分析问题时一定要确定好研究对象，把研究对象全过程的受力情况都搞清楚。
相对性 加速度a是相对于地面的（或相对于地面静止和匀速运动的物体），即相对于惯性参考系的。牛顿第二定律仅适用于惯性参考系，在非惯性参考系中应用时，必须引入惯性力（参见本章第1节“理解领悟”栏目中的“惯性参考系和非惯性参考系”）。
关于牛顿第一定律和牛顿第二定律
虽然由牛顿第二定律可以得出，当物体不受外力或所受合力为0时，物体将保持匀速直线运动状态或静止状态，但是不能说牛顿第一定律是牛顿第二定律的特殊情况。牛顿第一定律有其自身的物理意义和独立地位，如给出了力的定性概念，给出了惯性概念，是整个动力学的出发点等；而牛顿第二定律则进一步定量地揭示了加速度与力以及质量间的关系。
教材中两道例题的说明
例题1选取的是从物体的运动状态确定受力情况，以及从受力情况确定物体的运动状态的问题。这是将运动学与动力学相结合的典型问题。要重视题目的分析过程，并注意理解运算过程中力或加速度的字正、负号的含义。
例题2选取的是已知作用在物体上的两个力，求物体的加速度问题。这个加速度是由作用在物体上的合力产生的，要根据平行四边形定则求出合力，然后再根据牛顿第二定律解出运动物体的加速度值。另外，解决这个具体问题还要学会怎样建立坐标系，如何恰当地选择坐标轴的方向能够使问题简化等。
对“说一说”栏目问题的提示
本节“说一说”栏目要求对“质量不同的物体，所受的重力不一样，它们自由下落时加速度却是一样的”做出解释。
我们知道，物体的重力与质量之间的关系是G=mg。根据牛顿第二定律，可理解为重力G是使质量为m的物体产生重力加速度g的力。由于在同一地点，同一物体的重力与质量成正比，而，故g为常量。这就是说，质量不同的物体，所受的重力不一样，它们自由下落时加速度却是一样的。
发展级
7. 关于力的独立作用原理
所谓力的独立作用原理，是指当物体受到几个力作用时，每个力各自独立地使物体产生一个加速度，就好像其他力不存在一样。物体的加速度等于各个力单独存在时所产生加速度的矢量和。
根据力的独立作用原理，合力在x方向的分力产生x方向的加速度，合力在y方向的分力产生y方向的加速度。牛顿第二定律的分量式为
Fx=max，Fy=may。
8. 用动力学方法测质量
本节教材在“科学漫步”栏目中介绍了用动力学方法测火箭组质量的实验。下面，我们根据实验测得的数据，应用牛顿第二定律来计算火箭组的质量：
以m1和m2组成的系统为研究对象，系统的加速度
m/s2=0.13 m/s2。
由牛顿第二定律，有 F=( m1+m2)a，
故火箭组的质量 kg－3 400kg≈3 485kg。
已知火箭组质量的真实值m2’=3660kg，故测量的相对误差为
≈4.8%＜5%。
9. 求瞬时加速度时的几类力学模型
在应用牛顿第二定律求解物体的瞬时加速度时，经常会遇到轻绳、轻杆、轻弹簧和橡皮绳这些常见的力学模型。全面准确地理解它们的特点，可帮助我们灵活正确地分析问题。
这些模型的共同点是：都是质量可忽略的理想化模型，都会发生形变而产生弹力，同一时刻内部弹力处处相等且与运动状态无关。
这些模型的不同点是：
轻绳 只能产生拉力，且方向一定沿着绳子背离受力物体，不能承受压力；认为绳子不可伸长，即无论绳子所受拉力多大，长度不变（只要不被拉断）；绳子的弹力可以发生突变——瞬时产生，瞬时改变，瞬时消失。
轻杆 既能承受拉力，又可承受压力，施力或受力方向不一定沿着杆的轴向（只有“二力杆件”才沿杆的轴向）；认为杆子既不可伸长，也不可缩短，杆子的弹力也可以发生突变。
轻弹簧 既能承受拉力，又可承受压力，力的方向沿弹簧的轴线；受力后发生较大形变，弹簧的长度既可变长，又可变短，遵循胡克定律；因形变量较大，产生形变或使形变消失都有一个过程，故弹簧的弹力不能突变，在极短时间内可认为弹力不变；当弹簧被剪断时，弹力立即消失。
橡皮条 只能受拉力，不能承受压力；其长度只能变长，不能变短，同样遵循胡克定律；因形变量较大，产生形变或使形变消失都有一个过程，故橡皮条的弹力同样不能突变，在极短时间内可认为弹力不变；当弹簧被剪断时，弹力立即消失。
应用链接
本节课的应用主要涉及对牛顿第二定律和力的单位（N）的理解，以及应用牛顿第二定律对相关问题的定性分析和简单计算。
基础级
例1 在光滑的水平面上做匀加速直线运动的物体，当它所受的合力逐渐减小而方向不变时，物体的（ ）
A. 加速度越来越大，速度越来越大 B. 加速度越来越小，速度越来越小
C. 加速度越来越大，速度越来越小 D. 加速度越来越小，速度越来越大
提示 对于某个物体，合力的大小决定加速度的大小，合力的方向决定三定是增加还是减小。
解析 开始时物体做匀加速直线运动，说明合力方向与速度方向相同。当合力逐渐减小时，根据牛顿第二定律可知，物体的加速度在逐渐减小。但合力的方向始终与物体运动的方向相同，物体仍做加速运动，速度仍在增加，只是单位时间内速度的增加量在减小，即速度增加得慢了。正确选项为D。
点悟 有同学可能会错误地认为：合力减小了，速度也随之减小，产生这种错误的原因是没有弄清合力对速度的影响。合力的大小会影响到加速度的大小，影响到速度变化的快慢；速度是增加还是减小要看合力方向与速度方向的关系。要注意正确理解力、加速度和速度之间的关系。加速度与合力有直接的关系，加速度的大小与合力的大小成正比，方向总与合力的方向相同；一般情况下，速度的大小与合力的大小无直接联系。
例2 如图4—18所示，一轻质弹簧一端固定在墙上的O点，自由伸长到B点。今用一小物体m把弹簧压缩到A点（m与弹簧不连接），然后释放，小物体能经B点运动到C点而静止。小物体m与水平面间的动摩擦因数μ恒定，则下列说法中正确的是（ ）
A. 物体从A到B速度越来越大 B. 物体从A到B速度先增加后减小
C. 物体从A到B加速度越来越小 D. 物体从A到B加速度先减小后增加
提示 因为速度变大还是变小，取决于速度方向和加速度方向的关系（当a与v同向时，v增大；当a与v反向时，v减小），而加速度由合力决定，所以要分析v、a的变化情况，必须先分析物体受到的合力的变化情况。
解析 物体从A到B的过程中水平方向一直受到向左的滑动摩擦力Ff=μmg，大小不变；还一直受到向右的弹簧的弹力，从某个值逐渐减小为0。开始时，弹力大于摩擦力，合力向右，物体向右加速，随着弹力的减小，合力越来越小；到A、B间的某一位置时，弹力和摩擦力大小相等、方向相反，合力为0，速度达到最大；随后，摩擦力大于弹力，合力增大但方向向左，合力方向与速度方向相反，物体开始做减速运动。所以，小物体由A到B的过程中，先做加速度减小的加速运动，后做加速度增加的减速运动，正确选项为B、D。
点悟 对于本题，有些同学可能会因受力分析不全面（漏掉滑动摩擦力）而误选A、C。注意分析物体运动时，将复杂过程划分为几个简单的过程，找到运动的转折点是关键。对此类运动过程的动态分析问题，要在受力分析上下功夫。
例3 有一个恒力能使质量为m1的物体获得3m/s2的加速度，如将其作用在质量为m2的物体上能产生1.5m/s2的加速度。若将m1和m2合为一体，该力能使它们产生多大的加速度？
提示 应用牛顿第二定律求解。
解析 以m1为研究对象，有 F=m1a2；
以m2为研究对象，有 F=m2a2；
以m1、m2整体为研究对象，有 F=( m1+ m2)a。
由以上三式解得m1、m2整体的加速度
m/s2=1 m/s2。
点悟 应用牛顿第二定律解题，当变换研究对象时，要注意物理量 F、m、a的同一性，即对同一个研究对象而言，切勿张冠李戴。
例4 质量为m的三角形木楔A置于倾角为的固定斜面上，它与斜面间的动摩擦因数为，一水平力F作用在木楔A的竖直平面上，在力F的推动下，木楔A沿斜面以恒定的加速度a向上滑动，则F的大小为 ( )
A． B．
C． D．
提示 应用牛顿第二定律求解。
解析 如图4—20所示，木楔A除受水平力F作用外，还受竖直向下的重力mg、垂直于斜面斜向上的弹力FN和平行于斜向下的滑动摩擦力Ff的作用。以加速度方向（沿斜面向上的方向）为一个坐标轴的正方向，建立直角坐标系，由牛顿第二定律可得
。 ①
又 ， ②
， ③
由以上三式解得 F=，
正确选项为C。
点悟 用牛顿第二定律解题时，通常沿加速度方向由牛顿第二定律列出一个方程(如本例①式)，沿垂直于加速度的方向由力的平衡条件列出另一个方程(如本例③式)，有时还得列出辅助方程(如本例②式)，由此组成方程组求解。另外，坐标轴的原点可定在物体的重心上，当不考虑物体的形变和转动时可把各力的作用点均移到重心上。图4—20没有采用上述画法，对这种形式的图，亦应熟练地将力分解。
发展级
例5 如图4—20所示，电梯与水平面的夹角为300，当电梯加速向上运动时，人对梯面的压力是其重力的，求人对梯面的摩擦力是其重力的多少倍？
提示 应用牛顿第二定律的分量式求解。
解析 人在水平方向受摩擦力Ff作用，竖直方向受支持力FN和重力G作用。如图4—21所示建立直角坐标系，并将加速度a沿坐标轴方向分解，由牛顿第二定律分量式可得
Ff=max=macos300，FN－mg=may=masin300，
又 FN=FN’=mg，
由以上三式可得 ，
即人对梯面的摩擦力方向是其重力的倍。
点悟 本题中人所受的力沿水平方向和竖直方向，因而如图4—21 建立坐标轴可不必分解力，但须分解加速度。这种解法要比沿加速度方向和垂直于加速度方向建立坐标轴求解来得简单，同学们不妨比较一下。
例6 如图4—22所示，A、B的质量分别为mA=0.2kg，mB=0.4kg，盘C的质量mC=0.6kg，现悬挂于天花板O处，处于静止状态。当用火柴烧断O处的细线瞬间，木块A的加速度aA多大？木块B对盘C的压力FBC多大？（g取10m/s2）
提示 注意求瞬时加速度时不同的物理模型。
解析 烧断细线前，木块A处于二力平衡状态，有
F=mAg。
在烧断细线瞬间，弹簧形变尚来不及改变，可认为F不变，从而木块A仍处于二力平衡状态，木块A的加速度为 aA=0。
在烧断细线瞬间，对木块B与盘C整体应用牛顿第二定律有
F+mBg+mCg=(mB+mC)aBC ，
对盘C应用牛顿第二定律有 FBC+ mCg=mC aBC ，
解得木块B对盘C的压力为
FBC=N=1.2N。
点悟本题应区分弹性模型和刚性模型。弹簧是弹性模型，其弹力变化需要时间；物体是刚性模型，B、C间的弹力变化是瞬时的。细线烧断瞬间，弹簧弹力不变，而B、C间的弹力却立即由(mA+mB)g变为。
课本习题解读
[p.82问题与练习]
1. 从牛顿第二定律知道，无论怎样小的力都可以使物体产生加速度，可是，我们用力提一个很重的箱子，却提不动它。这跟牛顿第二定律没有矛盾。牛顿第二定律F=ma中的F指的是物体所受的合力，而不是其中的某一个力。我们用力提一个放在地面上的很重的物体时，物体受到的力共有三个：手对物体向上的作用力F1，竖直向下的重力G，以及向上的支持力F2。如果F1＜G，只是支持力F2减小，这三个力的合力F=0，故物体的加速度为0，物体保持不动。
2. 由 ，
可得需要施加的力 N=12N。
3. 由 ，
可得 ，
即甲车的质量是乙车的3倍。
4. 如图4—23所示，根据平行四边形定则，这两个力的合力的大小为 F=2F1cos45°=2×14×N≈19.8N。
所以，这个物体加速度的大小为
m/s2=9.9 m/s2。
加速度的方向与合力方向相同，即与两分力成45°角。
5. 如图4—24所示，手推车原受水平推力F和阻力Ff两个力的作用，撤去推力后仅受阻力Ff一个力的作用。以小车的运动方向为正方向，根据牛顿第二定律有
F－Ff=ma，－Ff=ma’，
由以上两式解得撤去推力后手推车的加速度
=1.5m/s2－m/s2=－0.5 m/s2，
负号表示加速度方向与推力方向相反。
练习巩固（4—3）
基础级
1. 关于牛顿第二定律的表达式F=ma及其变形式，下列说法中正确的是（ ）
A．由F=ma可知，物体所受的合外力与物体的质量成正比，与物体的加速度成反比
B．由可知，物体的质量与其所受的合外力成正比，与其运动的加速度成反比
C．由可知，物体的加速度与其所受的合外力成正比，与其质量成反比
D．由可知，物体的质量可以通过测量它所受的合外力和它的加速度而求得
2. 在牛顿第二定律的表达式F=kma中，有关比例系数k的下列说法中正确的是（ ）
A. 在任何情况下，k都等于1
B. k的数值由质量、加速度和力的大小决定
C. k的数值由质量、加速度和力的单位决定
D. 在国际单位制中，k等于1
3. 一个物体只受到一个逐渐减小的力的作用，力的方向跟速度的方向相同，则物体的速度大小和速度大小将（ ）
A. 加速度逐渐减小，速度逐渐减小，速度减小变慢了
B. 加速度逐渐增大，速度逐渐减小，速度减小变快了
C. 加速度逐渐增大，速度逐渐增大，速度增大变快了
D. 加速度逐渐减小，速度逐渐增大，速度增大变慢了
4. 如图4—25所示，一根轻弹簧的一端系着一个物体，手拉弹簧的另一端，使弹簧和物体一起在光滑的水平面上向右做匀加速运动，当手突然停止运动的短时间内，物体可能（ ）
A. 继续向右匀加速运动 B. 开始向右匀速运动
C. 先加速后减速向右运动 D. 先减速后加速向右运动
5. 如图4—26所示，轻弹簧下端固定在水平面上，一个小球从弹簧正上方某一高度处由静止开始自由下落，接触弹簧后把弹簧压缩到一定程度后停止下落。在小球下落的这一全过程中，下列说法中正确的是 ( )
A. 小球刚接触弹簧瞬间速度最大
B. 从小球接触弹簧起加速度变为竖直向上
C. 从小球接触弹簧到到达最低点，小球的速度先增大后减小
D. 从小球接触弹簧到到达最低点，小球的加速度先减小后增大
6. 质量为50kg的物体放在光滑的水平面上，某人用绳子沿着与水平面成45°角的方向拉着物体前进，绳子的拉力为200N，则物体的加速度多大？在拉的过程中突然松手，此时物体的加速度多大？
7. 一个物体放在斜面上，当斜面倾角为30°时，物体沿着斜面做匀速运动；当把斜面的倾角增大到60°时，物体沿斜面做匀加速运动的加速度为多大？
发展级
8.　一条轻弹簧和一根细线共同拉住一个质量为m的小球，平衡时细线是水平的，弹簧与竖直方向的夹角为θ，如图4—27所示。若突然剪断细线，则在剪断细线的瞬间，小球的加速度的大小和方向如何？
9. 如图4—28所示，用一种钳子夹着一块质量M＝50kg的混凝土砌块起吊。已知钳子与砌块之间的动摩擦因数μ＝0.4，钳子的质量m＝20kg.。为使砌块不从钳口滑出，绳子的拉力F至少要700N，求此时钳口对砌块施加的压力。（设钳子与砌块间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力）
10. 如图4—29所示，三个物体质量分别为m1、m2和m3，带有滑轮的物体放的光滑的水平面上，滑轮和所有接触处的摩擦及绳子的质量不计，为使三个物体无相对运动，则水平推力F须为多大？
图4—18
O
A
B
C
图4—19
图4—19
FN
mg
Ff
a
O
y
x
a

图4—20
y
a
ay
图4—21
O
x
ax
Ff
FN
mg

A
B
C
O
图4—22
F1
O
F
F2
图4—23
图4—24
Ff
Ff
F
F
图4—25
图4—26
图4—28
图4—27
θ
m
F
图4—29
m1
m2
m3第2节《形变与弹力》学案
一、学习目标知道弹力是接触力
知道形变、弹性形变的概念，理解弹性限度
知道什么是弹力，掌握弹力产生的条件
知道压力、支持力、绳的拉力都是弹力，会确定它们的方向
知道弹簧形变与弹力的关系，掌握胡克定律
二、课前预习
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）平面与平面接触： ；
（2）点与平面接触： ；
（3）点与曲面接触： 。
（4）绳子的拉力方向 。
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、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。
三、典型例题
例1 关于弹力的产生，下列说法正确的是（ D ）
只要两物体接触就一定有弹力。
只要两物体相互吸引就一定有弹力。
只要有形变就一定有弹力。
只有发生弹性形变的物体才会对跟它接触的物体产生弹力的作用。
例2 试判断下列各情况小球A受到的弹力情况。
例3 分析下面各球受到的弹力。
例4 一根长6cm的橡皮条上端固定，下端挂重0.5N的物体时长度为8cm，要再拉长1cm（在弹性限度内）则再挂多重物体？劲度系数是多少？
四、巩固练习
1、一本书放在水平桌面上 （ ）
书对桌面的压力就是书的重力。
书对桌面的压力，施力物体是地球。
书对桌面的压力在数值上等于它所受的重力。
桌面对书的支持力和书对桌面的压力大小相等，所以书才处于平衡状态。
2、如图，地面所受的力是（ ）
A对地面压力。
B对地面的压力
A和B的重力
B的重力
3、关于压力和支持力，说法正确的是（ ）
压力和支持力都是弹力。
压力和支持力是对平衡力。
压力是物体对支持物的弹力，方向总是垂直于支持面指向支持物。
支持力是支持物对被支持物体的弹力，方向总是垂直于支持面而指向被支持的物体。
4、两根完全相同的轻弹簧A和B，劲度系数均为k，与静止两个质量相同均为m的小球连起来，静止时A伸长为多少？
参考答案
二、略（阅读课文作答）
三、
D
例3
例4 x1 = 8cm – 6cm = 2cm
F1 = G1 = 0.5N
k = = 25N/m
由k = 得
△G = △F = k△x = 25 × 0.01N = 0.25N
四、巩固练习
1、【答案】C
【解析】书对桌面的压力，施力物体是书，受力物体是桌面；书的重力，施力物体是地球，受力物体是书，不是一种力。A错B错；桌面对书支持力与书对桌面的压力是物体间的相互作用力，是作用力与反作用力。作用力与反作用力等大反向且在同一直线上；使物体处于平衡状态的两个力叫做一对平衡力，一对平衡力等大反向且在同一直线上。作用力与反作用力和一对平衡力的关键区别在于：一对平衡力作用在同一个物体上，力的作用效果可以相互抵消，而作用力与反作用力作用在两个物体上，作用效果不能抵消。D错；书本放在桌面上处于静止状态，说明物体所受的合外力为0，即物体所受的力相互抵消。书受两个力：书的重力、桌面对书支持力。因为书静止所以这两个力的大小相等，作用效果相互抵消。即书的重力=桌面对书支持力，又因为桌面对书的支持力与书对桌面的压力是作用力与反作用力，大小相等，所以又有书的重力=书对桌面的压力。
2、【答案】B
【解析】图中与地面接触的是物体B，物体B与地面之间相互接触并挤压产生了形变，从而产生了弹力，B对地面的弹力垂直于地面向下；地面对B的弹力垂直于地面向上，所以B正确。
3、【答案】ACD
【解析】压力与支持力是作用力与反作用力。
4、【解析】分别对1、2球进行受力分析：
因为1球和2球均静止，所以每个球所受的合外力应该为0，则有
A
A
A
A
B
A
B
1
2
A
A
A
N
F
F
N
N
N1
N2
F
F
N
N2
N1
N2
N1
N
N2
N1
N3
2
mg
FB
1
mg
FB
FA第2节 匀变速直线运动的规律
【学习目标 细解考纲】1．会正确使用打点计时器打出的匀变速直线运动的纸带。2．会用描点法作出 v-t 图象。3．能从 v-t 图象分析出匀变速直线运动的速度随时间的变化规律。4．培养学生的探索发现精神。【知识梳理 双基再现】一．实验目的 探究小车速度随 变化的规律。二．实验原理 利用 打出的纸带上记录的数据，以寻找小车速度随时间变化的规律。三．实验器材 打点计时器、低压 电源、纸带、带滑轮的长木板、小车、 、细线、复写纸片、 。四．实验步骤1．如课本34页图所示，把附有滑轮的长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路。 2．把一条细线拴在小车上，使细线跨过滑轮，下边挂上合适的 。把纸带穿过打点计时器，并把纸带的一端固定在小车的后面。 3．把小车停在靠近打点计时器处，接通 后，放开 ，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一行小点，随后立即关闭电源。换上新纸带，重复实验三次。 4．从三条纸带中选择一条比较理想的，舍掉开头比较密集的点迹，在后边便于测量的地方找一个点做计时起点。为了测量方便和减少误差，通常不用每打一次点的时间作为时间的单位，而用每打五次点的时间作为时间的单位，就是T=0.02 s ×5=0.1 s 。在选好的计时起点下面表明A，在第6点下面表明B，在第11点下面表明C……，点A、B、C……叫做计数点，两个相邻计数点间的距离分别是x1、x2、x3…… 5．利用第一章方法得出各计数点的瞬时速度填入下表：
位置 A B C D E F G
时间（s） 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
v(m/s)
6．以速度v为 轴，时间t为 轴建立直角坐标系，根据表中的数据，在直角坐标系中描点。7．通过观察思考，找出这些点的分布规律。五．注意事项开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器。 先接通电源，计时器工作后，再放开小车，当小车停止运动时及时断开电源。 要防止钩码落地和小车跟滑轮相撞，当小车到达滑轮前及时用手按住它。牵引小车的钩码个数要适当，以免加速度过大而使纸带上的点太少，或者加速度太小而使各段位移无多大差别，从而使误差增大。加速度的大小以能在60cm长的纸带上清楚地取得六七个计数点为宜。
5．要区别计时器打出的点和人为选取的计数点。一般在纸带上每5个点取一个计数点，间隔为0.1 s 。【小试身手 轻松过关】1．在探究小车速度随时间变化的规律的实验中，按照实验进行的先后顺序，将下述步骤地代号填在横线上 。A．把穿过打点计时器的纸带固定在小车后面 B．把打点计时器固定在木板的没有滑轮的一端，并连好电路 C．换上新的纸带，再重做两次 D．把长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面 E．使小车停在靠近打点计时器处，接通电源，放开小车，让小车运动 F．把一条细线拴在小车上，细线跨过定滑轮，下边吊着合适的钩码 G．断开电源，取出纸带2．在下列给出的器材中，选出“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中所需的器材并填在横线上（填序号）。①打点计时器 ②天平 ③低压交流电源 ④低压直流电源 ⑤细线和纸带 ⑥钩码和小车 ⑦秒表 ⑧一端有滑轮的长木板 ⑨刻度尺选出的器材是 3．某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，算出小车经过各计数点的瞬时速度如表格中所示：
计数点序号 1 2 3 4 5 6
计数点对应时刻（s） 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
通过计数点的速度（m/s） 44.0 62.0 81.0 100.0 110.0 138.0
请作出小车的v-t图象，并分析运动特点。4．两做直线运动的质点A、B的 v- t图象如图所示，试分析它们的运动情况。
【基础训练 锋芒初显】
5．一个人沿平直的街道匀速步行到邮局去发信，又以原速率步行返回原处，设出发时的方向为正，在下列四个图中近似描述他的运动的是（ ）6．甲、乙两物体在同一直线上运动，它们的 v-t 图象如图，可知（ ）A．在t1时刻，甲和乙的速度相同 B．在t1时刻，甲和乙的速度大小相等，方向相反C．在t2时刻，甲和乙的速度方向相同，加速度方向也相同D．在t2时刻，甲和乙的速度相同，加速度也相同【举一反三 能力拓展】7．在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，如图给出了从0点开始，每5个点取一个计数点的纸带，其中0、1、2、3、4、5、6都为计数点。测得：s1=1.40 cm，s2=1.90 cm，s3=2.38 cm， s4= 2.88 cm，s5=3.39 cm，s6=3. 87 cm。那么： （1）在计时器打出点1、2、3、4、5时，小车的速度分别为：v1= cm/s ，v2= cm/s ，v3= cm/s ，v4= cm/s ，v5= cm/s 。（2）在平面直角坐标系中作出速度—时间图象。 （3）分析小车运动速度随时间变化的规律。【名师小结 感悟反思】 在纸带上选取合适的测量点作为计时起点，在选好计数点后利用平均速度近似为该点瞬时速度的方法，得出各计数点的瞬时速度，描点连线作图建立速度—时间图象可直观地描绘出质点的运动情况。答案1．DBFAEGC 2．①③⑤⑥⑧⑨ 3．解析：用描点法做出v-t图象如下图所示。4．解：对A而言，0-t1时间内速度随时间均匀增加，达到v1后做匀速直线运动。5．B 6．A 7．（1）16.50 21.40 26.30 31.35 36.30 （2）如图示 （3）v随t均匀增加 详解：（1）显然，两个相邻计数点之间的时间间隔为T=0.02×5s=0.1s。各点对应的速度分别为：，v2、v3、v4、v5同理可得。（2）利用描点法作出v-t图象。
v
v1
v2
0
t2
t1
t
B
A
第 4 题图
A
t
v
0
B
t
v
0
C
t
v
0
D
第 5 题图
t
v
0
第 6 题图
甲
t1
t
0
t2
乙
v
s6
s5
s4
s3
s2
s1
第 7 题图
0
1
2
3
4
5
6第4节 超重与失重
[课前预习]
问题：
1．什么是超重（失重）现象？
2．什么情况下会出现超重（失重）现象？
3．为什么会出现超重（失重）现象？
一．超重现象
（1）物体对水平支持物的压力(或悬挂物对竖直悬线的拉力) ______物体所受重力的现象叫超重现象。
（2）产生原因：物体具有向上的______。
注意：
①发生超重现象与物体的速度______关，
②只要物体有向上的加速度——物体向上做______运动或向下做______运动都会发生超重现象。
二、失重现象
（1）物体对水平支持物的压力(或悬挂物对竖直悬线的拉力) ______物体所受重力的现象叫失重现象。
（2）产生原因：物体具有向上的______。
注意：
①发生失重现象与物体的速度______关，
②只要物体有向上的加速度——物体向上做______运动或向下做______运动都会发生失重现象。
③完全失重现象是失重的特殊情况
物体对水平支持物的压力(或悬挂物对竖直悬线的拉力)_______的现象叫做完全失重现象
产生原因：___________作用。
注意：
a．发生完全失重现象与速度的大小和方向均无关，只要物体竖直向下的加速度等于重力加速度即可。
b．发生完全失重现象时，虽然物体与水平的支持物或竖直的悬线与悬挂物有接触但无相互作用力。
三、无论是超重还是失重，物体的重力均不发生变化。只是由于物体在竖直方向有加速度，从而使物体的视重变大或变小而已。注意：物体由于处于地球上不同地理位置而使重力略有不同的现象不属于超重和失重现象。
[例题点拨]A和B是叠放在一起的两木块。现将它们一起以初速度υ向上抛出，不考虑空气阻力。则抛出后B的受力情况是 （ ）
A．只受重力作用
B．受重力和A的压力作用
C．受重力、A的压力和摩擦力作用
D．受重力、A的压力和支持力作用
A（点拨：由于A、B抛出后它们的加速度均为重力加速度g，A、B均处于完全失重状态，其间没有挤压，不存在压力和摩擦力。）
不习惯乘坐电梯的人，在电梯启动或停止时，会有一种说不出的不舒服的感觉，其实这是由于人体超重或失重造成的。超重或失重时，人体的内脏器官在身体内的位置较正常状态下发生了一些轻微的上移或下移，这种“五脏挪位”才是使人产生不舒服感觉的原因。关于“五脏挪位”跟电梯运动情况的关系叙述正确的是： （ ）
A．当电梯向上加速运动时，乘电梯的人处于超重状态，有内脏上顶的不舒服感
B．当电梯向上减速运动时，乘电梯的人处于超重状态，有内脏下压的不舒服感
C．当电梯向下加速运动时，乘电梯的人处于失重状态，有内脏上顶的不舒服感
D．当电梯向下减速运动时，乘电梯的人处于失重状态，有内脏上顶的不舒服感
C（点拨：根据加速度方向来判断超重、失重情况，分析内脏的受力情况，即可得出结论。）
一物体放在台秤上，台秤置于电梯内。下列哪种情况下台秤的示数最大？ （ ）
A．电梯匀速上升
B．电梯匀速下降
C．电梯加速上升
D．电梯加速下降
C（点拨：根据加速度方向来判断超重、失重情况。超重时示数最大。）
如图所示，在原来匀速运动的升降机的水平地板上放一物体，受到一个伸长的水平弹簧的拉力作用，但仍能保持与升降机相对静止。现突然发现物体被弹簧拉动，则判定升降机的运动状态可能是（ ）
A．加速上升
B．加速下降
C．减速上升
D．减速下降
BC（点拨：当物体匀速运动时，受力平衡。由“物体被弹簧拉动”可知，弹簧的弹力F大于物体所受的最大静摩擦力。这说明最大静摩擦力在减小，即压力在减小，故升降机在竖直方向上具有向下的加速度。）
（第1题）
A
B
υ
（第4题）4.3 摩擦力
★新课标要求
（一）知识与技能
1、知道滑动摩擦力概念及产生的条件，会判断滑动摩擦力的方向。
2、知道滑动摩擦力概念及产生条件，知道滑动摩擦力的大小跟什么有关，知道滑动摩擦力跟压力成正比。
3、知道静摩擦力概念及产生的条件，会判决静摩擦力的方向，知道最大静降擦力的概念。
4、了解滚动摩擦力和流体阻力。
（二）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、培养学生实验探究能力；
3、让学生学会在实验中如何控制变量和实验条件。
（三）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。
★教学重点
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。
★教学难点　静摩擦力有无、大小的判定
★教学方法　实验探究法
★教学用具：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）。
★教学过程
（一）引入新课
教师活动：指导学生实验，提问学生复习摩擦力概念。
学生活动：将手放在桌面上，由静止开始向前移动，体会手受到的阻力。建立摩擦力概念。
点评：通过实验建立静摩擦力概念。
（二）进行新课
1、对“静摩擦力”的学习
教师活动：指导学生完成实验，提出问题：为什么弹簧秤有读数？得出静摩擦力概念
提出问题：什么情况下产生静摩擦力？让学生思考讨论。
让学生重复刚才实验，注意观察弹簧秤读数，发现问题，得出最大静摩擦力概念和静摩擦力范围。（0＜F≤Fmax＝
学生活动：将木块置于水平桌面上，用细线连接木块和弹簧秤，用力水平拉弹簧秤，不要使木块移动，并读数。回答问题：桌面对木块有阻力作用。
思考讨论静摩擦力产生的条件：接触，弹性形变，相对运动趋势。
重复实验，慢慢拉动木块，注意观察弹簧秤读数（木块刚开始移动时读数最大）。
点评：通过实验得到静摩擦力的概念，分析出静摩擦力的产生条件，再得到最大静摩擦力的概念。
教师活动：给学生出示课堂练习：
（1）如图所示，各接触面光滑，墙壁对小球有无静摩擦力
（2）如图所示，人用力推木箱，但没有推动。地面对木箱有无摩擦力？
学生活动：完成练习：注意学习假设法和二力平衡法在分析静摩擦力时的运用。
点评：由实验分析静摩擦力有无，教给学生分析判定静摩擦力的方法。
教师活动：指导学生完成实验和分析皮带传送问题，总结出静摩擦力的方向。
学生活动：将毛刷放置于水平桌面上，用手按住向前推（不要移动），观察毛的变化（弯曲）回答老师问题（摩擦力方向与运动方向相反）
观察皮带传送问题，判定物体所受摩擦力的方向。（与运动方向相向）
总结：与相对运动趋势方向相反
点评：通过实验分析静摩擦力的方向。
2、对“滑动摩擦力”的学习
教师活动：让学生重复实验，提问学生：木块移动时弹簧秤有无读数，得到滑动摩擦力概念。
提问学生：滑动摩擦力的大小与什么有关？让学生讨论回答。
用实验探究滑动摩擦力与压力的关系（控制实验条件：接触面不变）
一块 二块 三块
木块与桌面间压力
弹簧秤读数
得到：F∝FN
F=μFN
让学生再次实验：讨论滑动摩擦力与接触面的关系。（控制实验条件：压力不变）
讲解：动摩擦因数μ，大小与材料和接触面的粗糙程度有关。参看课本第62页表。
学生活动：重复弹簧拉木块的实验，在木块匀速运动的条件下，观察弹簧秤的读数。讨论滑动摩擦力与什么有关（压力和接触面的粗糙程度）
（l）用弹簧秤分别拉一个，两个，三个木块（叠放），将每次的读数填在设计的表格中，分析比较：摩擦力与压力的关系。（成正比）
（2）分别在桌面，玻璃板和毛巾上用弹簧秤拉动木块。观察记录弹簧秤读数。（接触面粗糙的摩擦力大）
（3）在光滑桌面上和粗糙木板上分别拉动同一木块，并读数。
点评：通过实验得到滑动摩擦力概念，探究滑动摩擦力与什么因素有关，得到滑动摩擦力公式。
教师活动：让学生完成实验，总结滑动摩擦力方向。
学生活动：将毛刷放在桌面上，用力水平拉动，观察毛变弯的方向。总结滑动摩擦力的方向。并将静摩擦力和滑动摩擦力方向合起来总结。
点评：通过实验，分析滑动摩擦力的方向。培养学生归纳能力。
教师活动：指导学生完成课本第63页例题。
学生活动：完成训练。
点评：训练学生解决问题的能力。
教师活动：提问学生：在我们身边有哪些地方在增大摩擦力？那些地方在减小摩擦？
用滚动摩擦代替滑动摩擦力。
学生活动：思考回答。
实验：用弹簧秤在桌面上拉木块，记下弹簧秤读数；在木块下放两支铅笔，再用弹簧秤来拉，记下弹簧秤读数．比较两种情况下弹簧秤读数的大小。
点评：通过实际事例说明摩擦力的利害以及增大和减小摩擦力的方法。
教师活动：指导学生阅读课本第64页“流体的阻力”
学生活动：阅读“流体的阻力”
点评：培养学生阅读能力。
教师活动：出示课堂练习。
学生活动：完成练习。
点评：培养解决问题的能力。
（三）课堂总结、点评
判断弹力的方向及计算弹力的大小是这节课学习的重点。只有掌握了弹力方向的判断方法，确定了弹力的方向，才能为今后的受力分析打下良好的基础。弹力大小的计算在今后也将有许多实际的应用，方法有多种，主要有：利用平衡条件及动力学规律，利用公式F=kx来计算。
（四）实例探究
☆关于摩擦力在日常生活中的应用
l、观察自行车上哪些地方存在摩擦，其中那些是有益的，那些是有害的，你能想出哪些办法来增大和减小它们？试分析你骑自行车在加速行驶和减速滑行时，前轮和后轮受到路面所给的摩擦力的方向。
☆关于静摩擦力的求解
2、如图所示，用50N的作用力F将重10N的物体压在竖直墙壁上，问物体受到的摩擦力多大？方向如何？
☆关于摩擦力的理解
3、下列说法正确的是：
A．摩擦力存在于静止的物体之间
B．因为摩擦力总是阻碍物体间的相对运动，所以摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反
C．滚动摩擦力总是小于滑动摩擦力
D．摩擦力既可以是阻力，也可以是动力
☆关于静摩擦力的求解
4、有一长条形木板，其质量为m，全长为L、现以一定的速度使木板在一水平桌面上滑行，已知木板与桌面间的动摩擦因数为μ，问当木板的三分之一滑出桌面时，木板与桌面间的摩擦力多大？
★课余作业
课后完成课本65页“问题与练习”中的习题。
★教学体会
思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本；亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。学生素质的培养就成了镜中花，水中月。
附录1
摩擦力――教材分析
1、本节教材的地位和作用：本节教材中摩擦力的测量涉及到二力平衡知识的具体应用，“增大和减小摩擦的方法”是摩擦力在日常生活和工、农业生产知识中的具体应用，通过学习本节教材的知识，提高了学生利用知识解决实际问题的能力。因此这一节课无论在知识学习上还是培养学生的能力上都有着十分重要的作用。
2、教学目标的确定
认知目标：知道摩擦力的种类，会用弹簧测力计测量摩擦力的大小，知道滑动摩擦力的大 小跟哪些因素有关，知道摩擦在实际中的意义以及增大和减小摩擦的方法。了解滚动摩擦和流体阻力。
过程目标：培养学生实验探究能力、培养学生利用知识解决实际问题的能力。
情感目标：体验自然科学的价值，体验知识来源于实践而又作用于实践的辩证关系。
3、重点、难点的确定
重点：滑动摩擦力的影响因素；增大和减小摩擦的方法
难点：摩擦产生的原因和滑动摩擦力的方向。教材对滚动摩擦没有单独讲述，而是作为减小摩擦的方法来讲，在此只做了解。
附录二
摩擦力——学生分析
学生在初中已经学习了摩擦力的概念，在生活中学生接触到了大量的有关摩擦力的现象和问题，因此，学生对摩擦力并不陌生，但是学生对静摩擦力的认识是不完整的，存在着因思维定势而造成的错误认识，特别是对静摩擦力方向的认识有一定的困难。通过实验和生活事例可以使学生实现由现象到本质的认识，从而彻底澄清一些错误认识。《力的平衡》教学案例
一．教学目标：
1．知识目标
1)知道平衡状态和平衡力的概念
2)了解共点力作用下物体平衡的概念
3)知道共点力的平衡条件
2．能力目标：
1)通过课堂小实验，培养学生实验观察能力。
2)通过设计实验探究物体的平衡条件，培养了学生的科学探究能力和实验能力。
3)通过课堂练习,训练学生进行知识迁移及应用
3．情感目标：
通过互相交流共同设计实验方案，培养学生与他人合作的精神；通过先从实验探究，再从理论上总结共点力作用下物体的平衡条件，然后再应用，培养学生科学探究精神和理论联系实验、实际的科学态度。
二．教学设计:
1．学习任务分析：
本节是新课程（鲁科版）第五章第三节的内容。本节学习共点力作用下物体的平衡，内容包括共点力作用下物体的平衡状态、共点力作用下物体的平衡条件和力的平衡。共点力平衡问题是高中物理的重要内容之一，它涉及力的概念、受力分析、力的合成与分解、列方程运算等多方面物理知识和能力的综合性问题，是高一物理的难点，同时是解决高中力学问题的基础。另外，平衡问题中，涉及到的各种物理模型，在今后物理学习中会经常见到，对高一学生来讲，这些都是一些基本的模型素材。因此，学好本节课对今后力学学习意义重大。但刚开始学习时，力的平衡理论并不难掌握，只是后续应用较为困难。由此确定：本节课的教学重点是共点力作用下物体的平衡条件，难点是实验探究共点力作用下物体的平衡条件并加以简单应用。
2．学习者分析：
学生在初中学习过牛顿第一定律，理解共点力作用下物体的平衡状态会比较容易；利用前面学过的知识分析推出共点力作用下物体的平衡条件，学生也不会有太大困难，教师只需适当点拨即可；但学生在设计实验并通过实验探究共点力作用下物体的平衡条件时会感到比较困难，教师要给予及时的引导，并可通过学生相互讨论共同解决。3．设计理念：
1．“兴趣是最好的老师”，而要引发学生的学习兴趣，就要创建一定的教学情景。课堂中通过多媒体的应用、演示实验、学生动手探究实验、学生讨论及展示等课堂景观，激发学生的学习激情及学习自主性。
2．不少同学感到物理难，就难在物理规律的应用上。本节课创造性的引导学生，将原本是平衡条件的推导与应用的结论，让学生自己通过实验探究、总结，将有利于学生对规律的理解与应用。根据科学探究的基本模式：提出问题→猜想假设→实验验证→得出结论。在教学设计中，首先复习物体的平衡状态，接着利用几个同学拉绳子的小实验，引导学生通过观察实验现象，然后提出问题：请同学们设计一个实验来研究物体的平衡条件，激发学生的探究兴趣。接着在教师的引导下让学生设计实验，充分发挥学生的自主学习、应用的激情，对设计中碰到的问题，让同学们互相交流共同解决，培养学生交流与合作精神。最后，通过实验交流，得出结论。整个过程培养了学生的科学探究精神和物理实验能力。

三．教学过程及几个重要片断：
场景一：课堂预备阶段：
上课预备铃响后，老师并没有立即上课，而是请一位同学走上讲台。只见他先将一本课本顶在右手食指间上，旋转起来。同学哗然：太简单了，再来一个。于是该同学又将另一本课本同时顶在左手食指旋转，并大步向前走动起来。顿时教室一片掌声，大家脸上都是笑容……
点评：这是一节公开示范课，同学们面对众多的听课老师及摄像镜头，难免心中有怯。如何在上课伊始就调整好同学们的情绪并使大家放松自然地进入课堂，是此堂课能否成功的第一关卡。此课预备阶段的处理方式，也引起众多老师对课堂2分钟预备时间如何利用的思考。
（一）、导入新课：
用投影片出示本节课的学习目标：
1．知道平衡状态和平衡力的概念
2．了解共点力作用下物体平衡的概念
3．知道共点力的平衡条件
投影多媒体图片：马踏飞燕，悬空寺，飞行中的飞机等
设问：什么是物体的平衡状态？

（二）、新课教学
1．（板书）一、物体的平衡状态
（引导学生回顾牛顿第一定律并回答）保持静止状态或保持匀速直线运动状态
2．设问：物体在什么条件下才能处于平衡状态？
（学生回答）不受任何外力或受到两个平衡力
设问：如果物体在互成角度的三个共点力作用下，处于平衡状态，这三力的大小、方向应该满足什么条件
场景二：课堂演示实验：
老师将三条绳子系在一个节上，请三位同学上前分别拉住三条绳索，互成角度地拉绳节。师问：如何描述绳节受到三个力的方向？
生答：绳节受到三个力为沿绳方向，只要观察绳子的方向即可。
师问：这三个力方向间有什么关系？
生1答：不在同一直线上。生2答：不在同一侧。……
师问：三个力会共面吗？
（学生七嘴八舌，没有统一意见）
此时，老师将一片白木板贴近绳节，任意调整三条绳索的方向，学生顿时恍然：如果物体在互成角度的三个力共点作用下，处于平衡状态，这三力必共面。
点评：实验观察能力是高中物理教学中必须重视培养的基本能力之一，如何在教学中步步引导，使学生学会观察，学会思考，并带动能力的提升，值得我们更多的尝试与探索。此段教学老师在演示同时，语言引导步步深入，诱发学生更细致观察；当学生观察有一定障碍时，能借助简单道具显示复杂问题，足以体现教学智慧。
3．教师提问：如果三个力共面又共点，我们怎么研究这三个力之间的关系？
(学生讨论、回答实验设计思路)：利用弹簧秤互成角度拉细绳，记录绳子的方向及弹簧秤的读数，用力的图示将三个共点力描绘在白纸上。
进一步提问：你的猜测是什么？你准备怎么做？需要哪些仪器？桌面上都有吗？需要几个人配合？你们怎么分工？如何验证你的结论？
（学生讨论确定实验方法）合成法、分解法、正交分解法、矢量三角形等
学生讨论实验方案，并分小组进行实验。
（拓展思考）如果物体受到的共点力不止三个呢 你的结论能推广吗
场景三：课堂实验结果展示：
实验结束后，由几组有代表性的小组上台展示，介绍实验过程、数据处理方法及结论。这些小组采用不同的方法和思路，各有各的特点。上台展示实验成果的学生自信、大方，语言流畅，小组成员间有较好的分工与合作。
点评：新课程理念中，学生是课堂的主体，要在课堂上给学生以充分的表现空间。本堂课先是让学生自主探究，后又给足学生们的交流、展示时间，很好的体现了新课程理念。当然，这会使教学容量受到一定影响。

4．总结结论：
（1）物体在共点力作用下处于平衡状态，力的平衡条件为合力为零
（2）在共点下作用下的物体，如果所受合力为零，一定处于平衡状态
（3）推论：
a.当物体受到三个力共点力的作用而平衡时，其中的任意一个力必定与余下的两力的合力等大反向。
b．当物体受到三个力共点力的作用而平衡时，任意建立直角坐标系并分解不在坐标轴的力，沿两个坐标轴方向的合力均为零
c．三个共点力构成封闭的三角形
（引导学生将此推论拓展到多个共点力平衡时的情景）
(三)、练习巩固
1．课堂例题：用绳子将鸟笼挂在一根横梁上，如图所示，若鸟笼重19.6N，求绳子OA和OB的拉力各是多大？（启发学生用刚刚的实验结论求解）
2．作业：思考课本P93的1、2、3、7；完成课本P93的5、6、8（做在作业纸上）

四．教学反思：
本节课的重点是共点力作用下物体的平衡条件，这个条件得出后，学生是比较容易接受这个结论的。关键在于接受与掌握之间还有一定的差距，许多学生结论都能朗朗上口，但一到应用就手足无措。因此本节课创造性的引导学生，将原本是平衡条件的推导与应用的结论，让学生自己通过实验探究、总结得出。学生对自己实验得到的方法和结论印象深刻，这有利于学生对规律的理解，最后通过例题让学生体会到结论的应用。这是这节课的一个突破方面。
鼓励学生大胆质疑，积极思考，独创性地进行实验，这也是本节课着力引导的一方面。虽然学生的思维不可能脱离前几节课的合成与分解的思路，但多种角度、方法的引导将有利于学生开拓性思维的培养。
不足之处在于：由于时间、器材等条件的限制，学生的实验局限性较大；并且本意是探究性实验，由于学生对课本的预习较为透彻，对结论很熟悉，容易演变成验证性的实验。有部分学生对验证类的实验兴趣不大，将会影响实验的积极性及实验效果。第2节 形变与弹力
[概念导思]
【形变】
物体发生伸长、缩短、弯曲等变化称为形变。
物体发生形变的原因是受到了外力的作用，任何物体在外力作用下都能发生形变，只是形变的明显程度不同。明显的形变很容易观察，如弹簧被拉伸，有些微小的形变不易直接观察到，可采用特殊的方法观察，如课本上利用激光反射法，观察桌面的微笑形变，利用细管中的液面的升降观察硬玻璃瓶的形变。这种把微笑形变进行放大贯彻或测量的方法叫范性形变。发生弹性形变的物体，当形变达到某一值时，即使撤取外力，物体也不能恢复原状，这个值叫弹性限度。
【弹力】 （1）定义：物体发生弹性形变时，会产生一种恢复原状的力，这种力叫做弹力。
（2）弹力产生的条件：两物体直接接触，相互挤压，发生弹性形变。
（3）弹力的方向：总是与物体形变的方向相反。（如上左图）所示，书本对桌子的的力是压力；桌子受到的力是弹力，压力总垂直于支持面指向被压的物体，支持力总垂直于支持面指向被支持的物体。

（3）弹力的大小，弹力的大小与物体弹性形变的大小有关（如上左图），形变越大。一般物体弹力大小与形变大小的关系比复杂，但对于弹簧来讲则比较简单：在弹性限度内，弹簧弹力大小跟弹簧伸长（或缩短）的长度成正比，（如上右图）即：
比例系数k叫弹簧的劲度系数，其单位是N/m。这个规律为胡克定律。
【弹力的应用】
弹簧在实际中的应用主要是利用了：
（1）发生弹性形变的弹簧所储存的弹性势能；
（2）弹簧形变过程中有缓冲减振的作用；
（3）发生弹性形变的弹簧有恢复原状的作用。
[例题解析]
例1　（如下左图）所示，一球放在在光滑水平面AC上，并和斜面AB接触，球处于静止状态，分析球受弹力的情况。
　　解析： 球受到竖直向上的重力作用，一定与水平面AC挤压，所以球一定受AC的弹力，弹力方向竖直向上，由于没有外力使球向左压斜面AB，因此球不受AB，因此球不受AB面的弹力，此题也可以利用假设法判断，假设去掉AC面，因AC面水平，球仍将处于静止状态，故球与AB面无挤压，无弹力。
　　说明：判断弹力是否存在，可以根据弹力产生的条件，也可以通过假设法，这种假设的思维方法是力学中一种常见的方法。
如果AC面不水平，而与水平面成一夹角，两个面上是否都有弹力？（如下右图）

例2　一根轻弹簧，受到的压力时长度，受到时的压力时长度，求此弹簧的劲度系数值及不受力时的长度 。
　　解析：根据胡克定律得：
两式相比得：
代入数据得： =0.17m
再根据 得 k=5000N/m
说明：利用胡克定律解题时，要特别明确式中的x是弹簧的形变量，是弹力为F时弹簧的长度与弹簧原长的差的绝对值。式中k由弹簧自身决定，与F、x无关。另外计算时注意单位统一。3.3 匀变速直线运动实例——自由落体运动
★教学目标
知识与技能
认识自由落体运动，知道影响物体下落快慢的因素，理解自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。
能用打点计时器或其他实验仪器得到相关的运动轨迹并能自主进行分析。
知道什么是自由落体的加速度，知道它的方向，了解在地球上的不同地方，重力加速度大小不同。
掌握如何从匀变速直线运动的规律推出自由落体运动规律，并能够运用自由落体规律解决实际问题。
初步了解探索自然规律的科学方法，重点培养学生的实验能力和推理能力。
过程与方法
会根据现象进行合理假设与猜想的探究方法。
会利用实验数据分析并能归纳总结出物理规律的方法。
善于进行观察，并能独立思考或与别人进行讨论、交流。
情感态度与价值观
通过指导学生探究，调动学生积极参与讨论，培养学生学习物理的浓厚兴趣。
渗透物理方法的教育，在研究物理规律的过程中抽象出一种物理模型──自由落体。
培养学生的团结合作精神和协作意识，敢于积极探索并能提出与别人不同的见解。
★教学重点
自由落体运动的概念及探究自由落体运动的过程。
掌握自由落体运动的规律，并能运用其解决实际问题。
★教学难点
理解并运用自由落体运动的条件及规律解决实际问题。
教学过程
设计思想：
先用游戏激发学生学习兴趣，顺理成章地研究落体运动；
通过演示实验让学生自己总结出物体下落快慢不同的主要原因是空气阻力，从而猜想若没有空气阻力会怎样；
用牛顿管实验验证猜想，引入了新的理想运动模型：自由落体运动。讲述1971年宇航员做的实验，加深印象；
了解地球表面物体下落运动近似成自由落体运动的条件；
着手研究自由落体运动的规律，利用打点计时器进行研究，得到结论；
总结自由落体运动特点及重力加速度；
应用训练
引入 ：
教师在课前需要设计制作好“测反应时间尺”（在一约50cm长的尺有刻度的一面标上自由下落对应长度所用的时间）
游戏
师：一般情况下，刻度尺是用来测量什么物理量的？
生：测量物体长度的！
师：大家看到我手里的这把尺子了没有？我这把尺子跟普通尺子是不一样，有特殊的功能，它可以测量出你的反应时间。不信？我请几位同学上来试试。
找几名同学上来做这个实验。可通过比比谁的反应时间短来调动学生的积极性。
师：相信大家一定非常想知道这把尺为什么能测出人的反应时间呢？是根据什么原理呢？我可以告诉大家，尺子测时间的原理就是利用尺子下落过程中的运动特点制成的。而我们今天要研究的就是尺子下落这样的运动。
师：像尺子下落这样的运动是一种常见的运动。挂在线上的重物，如果把线剪断，它就在重力的作用下，沿着竖直方向下落。从手中释放的石块，在重力的作用下也沿着竖直方向下落。
师：不同的物体下落快慢是否一样呢？物体下落的快慢由哪些量决定？请大家结合日常生活经验回答问题。
生：不同物体下落快慢应该是不一样的，下落快慢应该是由质量决定，质量大的下落快，质量小的下落快慢。
师：这位同学回答得对不对呢？大家看我来做几个实验。
演示实验
1、将一张纸和一张金属片在同一高度同时释放，结果金属片先着地。
教师不发表意见，继续做实验。分别将实验内容和实验结果板书在黑板上。
2、将刚才的纸片紧紧捏成一团，再次与硬币同时释放，结果两者几乎同时落地。
3、将两个完全一样的纸片，一个捏成团，一个平展，则纸团下落快。
师：物体下落快慢是由质量决定吗？
生：不是的！
师：为什么这样说？
生：第2个实验和第三实验都说明了这个问题，特别是第3个问题，质量一样却下落有快慢之分。
师：那你现在觉得物体下落快慢由什么因素决定呢？
生：我想应该是空气阻力。
猜想
师：如果影响物体下落快慢的因素是空气阻力，那么在没有空气阻力，物体的下落快慢应该是一样的，这种猜想是不是正确呢？我们来做一个实验验证一下。
验证
牛顿管实验：
师：刚才的实验现象验证了我们的猜想，在没有空气阻力即物体只受重力的情况下，所有物体由静止下落的快慢是一样的。
师： 1971年美国阿波罗15号宇航员在月球表面将锤子和羽毛同时释放，它们同时落在月球表面，这是通过电视转播过的。
二、自由落体运动
师：物体若在没有空气阻力的情况下由静止下落，它的受力情况有什么特点？
生：没有空气阻力，则物体只受重力。
师：很好！物理学中把这种只受重力作用，由静止开始下落的运动叫做自由落体运动。
自由落体运动：在只受重力的情况下，由静止开始下落的运动。
师：我们日常生活中见到的落体运动是自由落体运动吗？比如开始测反应时间的尺子的下落运动是自由落体运动吗？
生：肯定不是，因为在地球表面大气层内，没有空气的情况是不存在的。
师：说得很好！在我们的日常生活环境下，自由落体运动是不存在的，只是一种理想运动模型。但利用忽略次要因素，抓住主要因素的物理研究方法，我们可以把日常生活中一些空气阻力影响不大的落体运动近似看作自由落体运动。什么样才叫做阻力影响不大，就是阻力跟重力相比可以忽略。
近似条件：一般情况下，密度较大实心物体的下落都可以近似看成自由落体运动。
三、自由落体运动的运动规律
师：做自由落体运动的物体的运动规律是什么呢？速度随时间是如何变化的？位移随时间又是如何变化的，我们该如何来研究它的运动规律呢？
生：利用打点计时器。先选择一个物体，这个物体必须密度大，实心，体积不要太大，这样的话就可以把这个物体由静止开始下落的运动近似看成自由落体运动。接着用打点计时器来研究物体的运动规律。
师：请同学们自己设计并进行实验，将纸带的处理结果告诉我。
学生设计、操作并处理实验结果
总结分析运动规律
师：实验结论是什么？
生：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。
师：如何得出这个结论？
生：根据实验得到的纸带，我猜想它是匀加速运动。于是我用匀变速直线运动的运动规律来验证纸带，结果证明自由落体运动是匀变速直线运动。
师：回答得非常正确！自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，这个结论我们要牢记。
师：那再计算一下自由落体的加速度大小是多少？方向如何？
生：我所算得的结果在9.4左右，方向是竖直向下，因为物体是竖直向下匀加速的，所以加速度方向应该与速度方向相同，竖直向下。
师：其他同学的结果呢？
生：我的也差不多。
关键点提问
师：大家用的是质量不同的重锤做的实验，为什么求出来的加速度结果差不多呢？
生：虽然重锤质量不同，但由于空气阻力影响较小，均可以近似成自由落体运动，而我们已经知道：所有物体做自由落体运动的运动情况是完全一样的。所以测出来的结果差不多是符合事实的。
总结归纳重力加速度
师：同学们刚才测量计算出来的自由落体加速度又叫做重力加速度，用g表示。精确的实验发现，在地球上不同的地方，g的大小是不同的：1、纬度越高，g越来越大；2、同一纬度，高度越大，g越小。一般的计算中可以取9.8m/s2或10m/s2，如果没有特殊说明，都按9.8m/s2计算。
例1、下列说法正确的是（BD）
物体从静止开始下落的运动叫做自由落体运动
物体只在重力作用下从静止开始下落的运动叫做自由落体运动
从静止开始下落的钢球受到空气阻力作用，不能看成自由落体运动。
从静止开始下落的钢球受到空气阻力作用，因为阻力与重力相比可以忽略，所以能看成自由落体运动。
例2、下列说法不正确的是（A）
g是标题，有大小无方向。
地面不同地方g不同，但相差不大。
在同一地点，一切物体的自由落体加速度一样。
在地面同一地方，高度越高，g越小。
例3、AB两物体质量之比是1：2，体积之比是4：1，同时从同一高度自由落下，求下落的时间之比，下落过程中加速度之比。
解：因为都是自由落体运动，高度一样，所以下落时间一样，1：1；下落过程加速度也一样都是g，1:1
例4、质量为2kg的小球从离地面80m空中自由落下，g=10m/s2，求
1、经过多长时间落地？
2、第一秒和最后一秒的位移。
3、下落时间为总时间的一半时下落的位移。
解：1、
2、；
3、连续相等时间位移之比1：3，则位移为
师：自由落体运动速度与时间关系、位移速度关系以及位移与时间关系是怎样的？
学生总结：
回答测反应时间尺的原理
学生分析，自己回答。第三节 速度和加速度
三维目标
知识与技能
理解物体运动的速度，知道速度的意义、公式、符号、单位、矢量性。
理解平均速度的意义，会用公式计算物体运动的平均速度，认识各种仪表中的速度。
理解瞬时速度的意义。
能区别质点的平均速度和瞬时速度等概念。
知道速度和速率以及它们的区别。
理解加速度的意义，知道加速度是表示速度变化快慢的物理量。知道它的定义、公式、符号和单位，能用公式a=△v/△t进行定量计算。
知道加速度与速度的区别和联系，会根据加速度与速度的方向关系判断物体是加速度运动还是减速运动。
过程与方法
通过描述方法的探索，体会如何描述一个有特点的物理量，体会科学的方法，体验用比值定义物理量的方法。
同时通过实际体验感知速度的意义和应用。
让学生在活动中加深对平均速度的理解，通过生活中的实例说明平均速度的局限性。
让学生在相互交流中逐步领会瞬时速度于平均速度的关系，同时初步领略极限的思想并初步领会数学与物理相结合的方法，进而直接给出瞬时速度的定义。
会通过仪表读数，判断不同速度或变速度。
情感态度与价值观
通过介绍或学习各种工具的速度，去感知科学的价值和应用。
了解从平均速度求瞬时速度的思想方法，体会数学与物理间的关系。
培养学生认识事物的规律：由简单到复杂。培养学生抽象思维能力。
培养对科学的兴趣，坚定学习思考探索的信念。
教学重点：
速度、瞬时速度、平均速度、加速度四个概念，及四个概念之间的区别和联系。
教学方法和教具：
使用讲授法，不需要特别的教具
课时安排：二课时
教学过程：
[引入]为了描述物体的运动，上两节课我们已经学习了几个概念，分别是质点、参考系、坐标系、时间、时刻、位移和路程，位移描述的是物体位置的变化，我们谈到运动的时候，经常还关心另一个问题，就是物体位置变化的快慢，也就是运动的快慢，今天引入一个新的物理量来描述它。
大家先阅读教材的第一、二、三自然段，回答思考与讨论的问题，补充问题：当我们用一维数轴表示位置和位移时，坐标与坐标变化量有什么区别和联系？
[板书]一、坐标与坐标的变化量
[讲解]在研究物体沿直线的运动时，我们沿物体运动的方向建立x轴，例如：一辆汽车在沿平直公路运动，设想我们以公路为x轴建立直线坐标系，时刻t1 汽车处于A点，坐标是x1=10m，一段时间之后，时刻t2到达B点，坐标是x2=30m，x2-x1就是这辆汽车位置坐标的变化量，可以用“△x”表示，
△x=x2-x1=30m-10m=20m
这样，物体的位移就可以通过坐标的变化量来表示，△x的大小表示位移的大小，△x的正负表示位移的方向。
当我们用一维数轴表示时间轴时，同样的可以用 t表示时间的变化量△t=t2-t1。
[板书]二、速度
不同物体的运动，快慢往往不同，那么该如何来衡量呢？大家来比较下面四个物体的的快慢程度：
初始位置（m） 经过时间（s） 末了位置（m）
A、自行车沿平直道路行驶 0 20 100
B、公共汽车沿平直道路行驶 0 10 100
C、火车沿平直轨道行驶 500 30 1250
D、飞机在天空直线飞行 500 10 2500
[分析]比较A和B，他们经过的位移是相同的（都是100m），A用的时间长（20s），B用的时间短（10s），在位移相等的情况下，时间短的运动的快，即汽车比自行车快。
比较B和D，它们所用的时间相同（都是10s），B行驶了100m，D飞行了2000m，B行驶的位移比D短，在时间相等的情况下，位移大的运动得快，即飞机比汽车快。
比较B和C，由于它们的位移和所用时间都不同，要比较它们的运动快慢，只有计算它们平均每秒位移的大小量才能比较。单位时间内位移大的运动得快，由上列表可算出以上四个物体每秒位移大小分别为5m、10 m、25 m、200 m，这说明飞机行驶得最快。
这样，我们知道，可以用位移跟时间的比值来表示物体运动的快慢，这就是速度。
[板书]
定义：位移与发生这段位移所用时间的比值表示物体运动的快慢。
公式 ：v=△x/△t
单位：米每秒（m/s） 常用的有：千米每时（km/h ） 、厘米每秒（cm/ s）
矢量性：速度是矢量，其大小在数值上等于单位时间内物体位移的大小，其方向就是物体运动的方向。
[提问]大家想一想这和我们初中学过的速度有什么不同呢？
[分析]初中学过的速度是路程和时间的比值，那时那样讲是限于当时同学们的接受能力，现在我们学习的速度概念更严谨，路程与所用时间的比值是另外一个物理量，我们在后面的学习会讲到。
[板书]三、平均速度和瞬时速度
通常物体在某段时间内的运动快慢总是不同的，所以我们用上述公式求得的速度，往往体现物体在某段时间运动快慢程度的平均效果，是一种比较粗略的描述。这个速度，我们叫平均速度
在时间轴上观察可知，如果把 △t取得非常小，这物体在从t到t+△t这样一个微小间隔内的平均速度就非常接近于t时刻的速度，所以当△t 非常小时，我们可以认为，上述公式所求得的是时刻t的速度，叫瞬时速度。这是对物体运动一种精确的描述。
[学生练习]书P21的第三题，叫学生求800米跑的平均速度
[提问]在什么情况下平均速度等于瞬时速度呢？
速度，有时指的是平均速度，有时指的是瞬时速度，大家要根据上下文判断。
[学生练习]对作变速直线运动的物体，有如下几种叙述中表示平均速度的是（ ）
物体在第2s内的速度为6m/s
物体在第3s末的速度为7m/s
物体在通过其路径上某一点的速度为5m/s
物体在通过一段位移s时的速度为5m/s
答案：A、D
[板书]四、速度和速率
我们知道，速度是个矢量，既有大小，又有方向，那么在日常生活中，我们通常只关心速度的大小，（比如汽车的时速表），把瞬时速度的大小叫做速率。
那么，初中学过的路程与时间的比值又表示什么呢？它表示的是平均速率。平均速率是否是平均速度的大小呢？（举800米环跑的例子）注意，这是两个不同的概念，严格来说，瞬时速度的大小叫瞬时速率，而平均速率则是物体运动路程和所用时间的比值。
第二课时引入
我们通常在评价一个赛跑运动员的素质的时候会说，某个运动员有很好的爆发力，起跑很快。那么现在同学们来想一想，如果用物理的语言应该如何描述呢？爆发力好指的是运动员赛跑的“速度快”、“速度变化大”、还是“速度变化快”呢？显然，指的是速度变化快。
不同的运动物体速度变化的快慢不同，这是很常见的现象，大家可以看下表：
启动物体 速度增加量（m/s） 所用时间（s） 1s内速度的增加量（m/s）
竞赛用跑车 27.8 3.87 7.2
高速列车 69.4 265 0.26
自行车 15 9 1.7
运动员 12 0.2 60
很明显，这几个运动物体速度的增加量不同，速度增加的快慢也不同，而且速度增加大的不一定就增加的快，所以有必要引入一个新的物理量来描述速度变化的快慢，这个物理量就是我们今天要学习的“加速度”。
[讲解]前面我们学过了速度的概念，速度是位移和所用时间的比值，也就是用单位时间内位移的大小描述了物体位置变化的快慢，相似的，我们也用单位时间内速度变化量来表示物体速度变化的快慢。
[板书]
加速度
定义：加速度是速度的变化量与发生这一变化所用时间的比值，用来表示速度变化的快慢。
公式：a=△v/△t
单位：米每二次方秒（m/s2）
矢量性：加速度矢量
[分析]我们来分析加速度的方向，
a、取初速度v0>0时，物体加速△v=v2-v1>0, △t是标量，所以a>0;
物体减速△v=v2-v1<0, △t是标量，所以a<0;
b、取初速度v0<0时，物体加速△v=v2-v1<0, △t是标量，所以a<0;
物体减速△v=v2-v1>0, △t是标量，所以a>0;
所以可以得到这样的结论：
速度增加，加速度方向与速度方向相同
速度减小，加速度方向与速度方向相反
这个结论反过来也成立。
[学生练习]P27“作业”第四题
介绍
平均加速度和瞬时加速度
[分析]这两个概念的理解类似与平均速度和瞬时速度，公式a=△v/△t当△t趋于无穷小的时候，a为瞬时加速度。
[分析]速度、速度变化量、加速度这三个物理量比较容易混淆，请一位同学来说说它们的区别。思考：1、速度大，加速度小，有可能吗？2、速度变化量小，而加速度大，有可能吗？
3、加速度大，而速度小，有可能吗？
速度、速度变化量、加速度的区别
[分析]速度是用来表示物体运动快慢的物理量，它等于位移和所用时间的比值，而加速度是用来表示物体的速度变化快慢的物理量，它等于速度的变化量和时间的比值（速度的变化率）。加速度的大小只反映物体速度变化的快慢，不能反映物体运动的快慢，加速度大，说明物体速度变化快，并不意味着物体就运动得快；加速度小说明物体速度变化的慢，并不意味着物体运动得慢；加速度为零，说明物体速度不变化，但并不意味着物体的速度为零，物体可能以很大的速度做匀速直线运动。不仅速度大小和加速度大小没有必然联系，速度方向和加速度方向也没有必然联系，加速度方向与速度方向可能相同，也可能不同。对于速度的变化量和加速度的区别，可根据加速度的定义来理解，加速度是速度的变化率，而不是速度的变化量，加速度表示的是速度变化的快慢，而不是速度变化的多少，速度的变化量不仅与加速度有关，还与时间有关，因此，根据加速度不能判断速度变化量的大小，反过来，根据速度变化量的大小也不能判断加速度的大小。
[板书]⑴速度大，加速度不一定大；加速度大，速度不一定大。
⑵变化量大，加速度不一定大。
⑶加速度为零，速度可以不为零；速度为零，加速度可以不为零。
[小结]这节课我们主要学习了速度的概念及其物理意义，平均速度和瞬时速度的概念及物理意义。知道平均速度只能粗糙的描述指点运动的快慢，是一段时间或位移上的平均效果，而瞬时速度能更准确地描述质点运动的快慢。速度是矢量，方向就是物体运动的方向，平均速度中，速度方向也与位移方向相同，瞬时速度的方向就是指点在那一时刻的运动方向。速率是标量，指的是速度的大小，平均速度与平均速率是不同的，前者跟位移相关，后者跟路程相关。
板书设计：
一、坐标与坐标的变化量
物体的位移就可以通过坐标的变化量来表示，△x的大小表示位移的大小，△x的正负表示位移的方向。
二、速度
1、定义：位移与发生这段位移所用时间的比值表示物体运动的快慢。
2、公式 ：v=△x/△t
3、单位：米每秒（m/s） 常用的有：千米每时（km/h ） 、厘米每秒（cm/ s）
矢量性：速度是矢量，其大小在数值上等于单位时间内物体位移的大小，其方向就是物体运动的方向。
三、平均速度和瞬时速度
平均速度：粗略的描述，对应某段时间或某段位移。
瞬时速度：精确的描述，对应某个时刻或某个位置。
四、速度和速率
瞬时速度的大小叫做（瞬时）速率。
平均速率：路程和所用时间的比值。
第二课时板书
加速度
1、定义：加速度是速度的变化量与发生这一变化所用时间的比值，用来表示速度变化的快慢。
2、公式：a=△v/△t
3、单位：米每二次方秒（m/s2）
4、矢量性：加速度矢量
速度增加，加速度方向与速度方向相同
速度减小，加速度方向与速度方向相反
二、平均加速度和瞬时加速度
匀变速运动：加速度保持不变的运动。
三、速度、速度变化量、加速度的区别
⑴速度大，加速度不一定大；加速度大，速度不一定大。
⑵变化量大，加速度不一定大。
⑶加速度为零，速度可以不为零；速度为零，加速度可以不为零。
作业：
一辆汽车以72km/h的速度行驶10s后，来到一座大桥上，司机放慢车速后用0.5min通过了300m的大桥，求汽车在这40s内的平均速度？第4节 超重和失重
【视重、超重和失重】
视重：我们通常用弹簧称或带有水平支持面的台秤来测量物体的重力，也就是说，通过测量物体对弹簧秤的拉力或台秤来感知重力。我们把弹簧秤或台秤的示数叫做物体的视重。
超重与失重：：所谓的超重和失重，是把物体的视重和物体的重力进行改变，相对而言的，如果物体视重大于重力，就说物体处于超重状态；如果物体视重小于重力，就说物体处于失重状态；如果视重为零，就说物体处于完全失重状态。
注意：（1）无论物体处于超重还是失重状态，物体的重力都没有改变，改变的只是物体对水平面的压力或者对竖直悬线的拉力。
（2）由牛顿第二定律知；物体的视重之所以不等于重力，是因为物体具有竖直方向的加速度，水平方向的加速度不影响物体的视重。
【例题解析】
例1 设想某同学站在一高层公寓中的电梯中，手中的弹簧秤下挂一质量为m的钩码，试分析各种情况下弹簧秤的示数（钩码的视重）
解析：电梯有七种运动状态：静止、加速向上运动、匀速向上运动、减速向上运动、加速向下运动，匀速向下运动，，减速向下运动。
静止和匀速直线运动是平衡状态，钩码所受的合外力为零，弹簧秤的示数F=mg（视重=重力）
加速向上和减速向下，电梯的加速度都向上，由牛顿第二定律F-mg=ma 弹簧秤的示数F=mg+ma（视重大于重力，超重了ma）
加速向下和减速向上，电梯的加速度都向下，由牛顿第二定律mg-F=ma 弹簧秤的示数F=mg-ma（视重小于重力，失重了ma）
如果像自由落体运动那样，钩码的加速度是重力加速度是重力加速度g,则弹簧秤的示数F=mg-mg=0（视重为零，钩码处于完全失重状态）。
说明： 完全失重不限于自由落体运动，由牛顿第二定律知，只要物体只受重力作用，其加速度为g,物体就处于完全失重状态。比如：不计空气阻力作用时的各种抛体运动，后边还要学习的环绕地球运转的空间站中的物体等，都处于完全失重状态。
在完全失重状态中，有很多特殊现象，如：物体对水平面没有压力，对竖直悬线没有拉力，不能用天平测量物体的质量，液柱不产生压强，浸没在液体中的物体不受浮力。第4节 超重与失重
【学习目标 细解考纲】
1．知道超重现象和失重现象，理解产生超重和失重现象的原因。
2．能用牛顿运动定律解决有关超重和失重问题。
【知识梳理 双基再现】
1．超重与失重
（1）超重：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）_________物体所受重力的情况称为超重现象。
（2）失重：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）_________物体所受重力的情况称为失重现象。
如果物体对支持物、悬挂物的作用力的__________，即物体正好以大于等于_________，方向________的加速度运动，此时物体处于完全失重状态。
【小试身手 轻松过关】
1．关于超重和失重，下列说法正确的是（ ）
A．超重就是物体受的重力增加了
B．失重就是物体受的重力减少了
C．完全失重就是物体一点重力都没有人
D．不论超重、失重或安全失重，物体所受的重力是不变的
2．下列说法中正确的是（ ）
A．只要物体向上运动，速度越大，超重部分越大
B．只要物体向下运动，物体就失重
C．只要物体具有竖直向上加速度，物体就处于超重状态，与物体运动方向和速度大小无关
D．只要物体在竖直方向运动，物体就一定处于超重或失重状态
3．重2 kg的物体用弹簧秤挂在可竖直升降的电梯里，读数为26 N，由此可知，该物体处于________状态，电梯做_________运动，其加速度大小等于___________m/s2。（g取10 m/s2）
4．如图所示，在倾角为的斜面上放着一个质量为m的光滑小球，球被竖直的木板挡住，则球对木板的压力大小为（ ）
A．mgcos
B．mgtan
C．
D．
5．一个质量是50 kg的人站在升降机的地板上，升降机的顶部悬挂了一个弹簧秤，弹簧秤下面挂着一个质量为m=5 kg的物体A，当升降机向上运动时，他看到弹簧秤的示数为40 N， g取10 m/s2，求此时人对地板的压力。
6．找一条纸带，在纸带中间部位剪个小缺口，纸带的一端固定一重物，另一端用手拿住，小心提起重物，这时纸带没有断。然后向上加速提起重物，纸带就断了；或者提起重物急剧向下运动后突然停住，纸带也会断裂。做一做，观察现象说明理由。
【名师小结 感悟反思】
1．超重不是重力增加，失重也不是重力减小，完全失重也不是重力消失，在超重、失重现象中，物体所受的重力不变。
2.物体加速度向上，出现超重现象；加速度向下，出现失重现象，与速度方向无关。
答案：1．D 2．C
3．超重 变速 3
4．B
5．以A为研究对象，对A进行受力分析如图所示，选向下的方向为正方向，由牛顿第二定律可行mg-FT=ma，所以，再以人为研究对象，他受到向下的重力m人g和地板的支持力FN。仍选向下的方向为正方向，同样由牛顿第二定律可得方程m人g-FN=m人a
所以。
则由牛顿第三定律可知，人对地板的压力为400N，方向竖直向下。
6．实验中，当重物以加速度a向上运动时，重物受到重力G和纸带的拉力F作用，
由牛顿第二定律知：F-mg=ma，所以F=m(g+a)。这时拉力大于重物所受的重力。当拉力达到纸带承受力时，纸带就断裂了。这种对物体的拉力（或支持力）大于物体所受重力的情况称为超重现象。当重物由急剧向下运动到停住前这段时间内，重物做向下的减速运动，也属于超重现象。
第 8 题图
FT
m人g重力与重心同步学习
【难点精析】
1、“孤掌难鸣”说明了一个什么物理道理？
解析：本题考查应用力的基本概念解释实际问题。鼓掌时，左右两手互相拍击，两手均有感觉，并发出响声，孤掌难鸣即一只手拍不响，说明了力是物体之间的相互作用，所以要理解力的概念，必须回到实践中去，以所见事实为基础，通过观察思考，体会力的概念。
“孤掌难鸣”说明了力是物体与物体的相互作用，单个物体不能产生力的作用的道理。
2、被踢出去的足球，在空中飞行（空气阻力不计）时受到几个力的作用？
解析：被踢出去的足球在空中飞行，因为空气阻力不计，它仅与地球有相互作用，只受到重力的作用。有的同学认为，足球还受到踢球的脚对它的作用。错误的原因在于对力的概念没有理解好。因为力不能凭空产生，足球受脚对它的作用仅仅在于用脚踢足球的那一瞬间，一旦脚与球分离，球就不再受脚的作用了。所以分析物体是否受到某个力的作用，必须分析该时刻物体与其他物体的相互作用情况，不能把物体前一段时间里曾经受到过的力，不加分析的套用到后一段时间里去。
【例题精析】
例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。
例2、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
解析：重力是由于物体受到地球的吸引而产生的，地球对物体的吸引力产生两个效果：一个效果是吸引力的一部分使物体绕地球转动；另一个效果即另一部分力才是重力，也就是说重力通常只是吸引力的一部分。重力只决定于地球对物体的作用，而与物体的运动状态无关，也与物体是否受到其他力的作用无关。
例3、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。
例4、正误判断
A.物体受力的作用，运动状态一定改变。（错误）
B.物体运动状态发生改变，一定是物体受到了力。（正确）
C.物体只有相互接触才会产生力的作用。（错误）
D.甲把乙推倒在地，但甲并没有倒下，说明甲没有受到力的作用。（错误）
E.同一物体既可以是施力物体也可以是受力物体。（正确）
F.力的大小可以用天平测量。（错误）
G.找不到施力物体或受力物体的力是不存在的。（正确）
H.无生命的物体不能产生力的作用。（错误）
I.物体的重力总是大小不变的。（错误）
J.重力就是地球对物体的吸引力。（错误）
K.重力的方向总是垂直向下的。（错误）
L.把物体从赤道拿到北极，物体的重力将增大。（正确）
M.在地球表面运动的物体，无论怎样运动，总会受到重力的作用。（正确）
N.物体的重心一定在物体上。（错误）
O.形状规则的物体，其重心一定在其几何中心上。（错误）
P.细绳下吊一小球，细绳的拉力总等于小球的重力。（错误）
例5、一个被吊着的均匀的球壳，其内部注满了水，在球的底部有一带阀门的细出水口。在打开阀门让水慢慢流出的过程中，球壳与其中的水的共同重心将会（ ）
A.一直下降 B.一直不变 C.先下降后上升 D.先上升后下降
解析：在注满水时，球壳和水的共同重心在球心，随着水的流出，球壳的重心不变，但是水的重心下降，二者共同的重心在下降。当水流完时，重心又回到球心，故选项C正确。
【能力提升点】
1、重心位置的变化——极限法
极限法就是设想物理过程、物理变化、物理现象或物理问题的本质特征，使我们弄清其变化过程。这是一种极其重要的判断重心位置变化的方法。极限法化难为易，化繁为简，化抽象为直观，便于把握事物的本质特征。
2、四种相互基本作用
自然界中存在四种基本相互作用，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。
它们的基本特点是：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。
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，希望有一天同学们能够解决这个问题。第一节 重力与重心
[问题概念导思]
1．重力是怎样产生的？
重力是由于地球对物体的吸引而使物体受到的力。
注意：不能说地球的吸引力就是物体的重力。
2．重力是矢量
（1）方向：重力的方向竖直向下。
注意：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向下，不能笼统指垂直方向。
提问：重力的大小可以用弹簧秤来测量，为什么？
物体静止时对弹簧秤的拉力与其重力大小相等。
注意：弹簧秤的作用是测量拉力大小，只有当拉力与重力平衡时，弹簧秤测的才可视为是重力的大小。
（2）大小： G＝mg（g＝9.8N/kg）
注意：
a．g值在地球的不同位置取值不同。赤道上g值最小，而两极g值最大。
b．一般的处理方法：在地面附近不太大的范围内，可认为g值是恒定的。
3．重心：
通俗点讲，重心就是重力的作用点。就是在研究问题时，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，这一点就叫物体的重心。
我们把物体的全部质量压缩成一点将不影响研究结果，这就是物理学的一种 的思想。
（1）质量分布均匀的物体的重心，跟物体的 有关。
（2）质量分布均匀的形状不规则的薄板的重心可用 法找到。
注意：物体的重心不一定在物体上，可在物体之上，也可在物体之外。
（3）质量分布不均匀的物体，重心的位置即跟 有关，也与 有关。
比如：往高处叠放东西，重心不断随高度而 。
4．重心的 与支承面的 决定物体的稳定程度。
[针对性训练]
关于重心，下列说法中正确的是 （ D ）
A．重心就是物体内最重的一点
B．物体发生形变时，其重心位置一定不变
C．物体升高时，其重心在空中的位置一定不变
D．采用背越式跳高的运动员在越过横杆时，其重心位置可能在横杆之下
有“高空王子”之称的美籍加拿大人科克伦，于1996年9月24日晚，在毫无保护的情况下，手握10 m长的金属杆，在一根横跨在上海浦东两幢大楼之间、高度为110m、长度为196m的钢丝上稳步向前走，18min后走完全程。他在如此危险的高空中走钢丝能够获得成功，是利用的力学原理有（ AC ）
A．降低重心 B．升高重心 C．增大摩擦力 D．减小摩擦力
关于物体的重心，下列说法中正确的是（ D ）
A．物体的重心一定在这个物体上．
B．形状规则的物体的重心在它的几何中心上．
C．在物体上只有重心才受到重力的作用．
D．一辆装满货物的载重汽车，当把货物卸掉后，它的重心会降低．
关于物体的重心，下列说法中正确的是（ D ）
A．重心就是物体上的最重的一点．
B．任何有规则形状的物体，它的重心一定在其几何中心．
C．重心是物体所受重力的作用点，所以重心总是在物体上，不可能在物体外．
D．悬挂在细线下的物体处于平衡状态，则物体的重心一定在沿细线方向的竖直线上．第4节 超重与失重
[概念导思]
一、视重：把竖直弹簧秤或水平台秤的示数叫做物体的视重。
通过测量物体对弹簧秤的拉力或台秤来感知重力，但视重不一定等于重力
若当物体做向上加速运动或向下减速运动时，视重大于重力；当物体做向下加速运动或向上做减速运动时，视重小于重力
二、超重与失重：所谓的超重和失重，是把物体的视重和物体的重力进行比较，相对而言的，如果物体视重大于重力，就说物体处于超重状态；如果物体视重小于重力，就说物体处于失重状态；如果视重为零，就说物体处于完全失重状态。
注意：
（1）无论物体处于超重还是失重状态，物体的重力都没有改变。
（2）水平方向的加速度不影响物体的视重。
（3）物体运动时，只要加速度具有竖直向上的分量，物体就处于超重状态。同理，只要加速度具有竖直向下的分量，物体就处于失重状态
[例题解析]
A和B是叠放在一起的两木块。现将它们一起以初速度υ向上抛出，不考虑空气阻力。则抛出后B的受力情况是 （ ）
A．只受重力作用
B．受重力和A的压力作用
C．受重力、A的压力和摩擦力作用
D．受重力、A的压力和支持力作用
解析：由于A、B抛出后它们的加速度均为重力加速度g，A、B均处于完全失重状态，其间没有挤压，不存在压力和摩擦力。
答案：A
例2 一位同学的家住在一座25层的高楼内，他每天乘电梯上楼，经过多次仔细观察和反复测量，发现电梯启动后的速度图象符合如图所示的规律，根据这一规律在电梯内用台秤、重物和秒表测量这座楼房的高度。
他将台秤放在电梯内，重物放在台秤的托盘上，让电梯从第一层开始启动，经过不间断地运行，最后停在最高层。在整个过程中，记录了台秤在不同时间段内的示数，记录的数据如下表所示。但由于0～3.0s段的时间太短，他没有来得及将台秤的示数记录下来。假设在每个时间段内台秤的示数都是稳定的，取g = 10m/s2。
时间/s 台秤示数/kg
电梯启动前 5.0
0～3.0
3.0～13.0 5.0
13.0～19.0 4.6
19.0以上 5.0
(1)电梯在0～3.0s时间段内台秤的示数应该是多少
(2)根据测量的数据，计算该座楼房每一层的平均高度．
解析：由图象知，电梯先匀加速运动，再匀速运动，最后匀减速运动到停止。由表中的数据可以判断：电梯加速的时间是减速时间的一半，则加速时的加速度大小是减速时的2倍。先求出电梯减速时的加速度，就知道了电梯加速运动时的加速度，进一步求出电梯在0～3. 0s时间段内台秤的示数及电梯在19s内的位移，再求出每层的高度。
答案：由表中的数据知，物体的质量m = 5.0kg，电梯匀加速运动的时间t1 = 3.0s，匀速运动的时间t2 = 10.0s，匀减速运动的时间t3 = 6.0s，3.0s～13.0s s内支持力N2 = mg = 50N，13.0s～19.0s内，支持力N3 = 46N。
(1)由牛顿第二定律得 mg – N3 = ma3
解得在t3时间内，a3 = 0.8m/s2
13.0s末物体速度υ2 = a3t3 = 4.8m/s
电梯在3.0s末的速度υ1 = υ2 = 4.8m/s
0～3.0 s内的加速度a1 = = 1.6m/s2
N1 – mg = ma1
解得 N1 = 58N
根据牛顿第三定律知，台秤示数为5.8kg。
(2) 总高度H = EQ \A( )υ1t1 + υ1t2 + EQ \A( )υ2t3 = 69.6m
每层高度h = = m = 2.9m
反思 本题中，电梯加速上升时物体处于超重状态，电梯减速上升时物体处于失重状态。物体是处于超重状态还是处于失重状态，与物体的运动速度大小及方向无关，仅与加速度方向有关：当加速度方向向上时，物体处于超重状态；当加速度方向向下时，物体处于失重状态。无论物体处于超重状态还是处于失重状态，其重力都没有变化。
变形题 如图所示，升降机的天花板上用轻弹簧悬挂一物体，升降机静止时弹簧伸长10cm，运动时弹簧伸长5cm，取g = 9.8m/s2。则升降机的运动状态可能是（ ）
A．以a = 1m/s2的加速度加速下降
B．以a = 1m/s2的加速度加速上升
C．以a = 4.9m/s2的加速度减速上升
D．以a = 4.9m/s2的加速度加速下降
提示：升降机运动时，弹簧伸长量变小，弹力减小，物体处于失重状态，具有竖直向下的加速度。静止时F1 = mg，运动时F2 = EQ \A( )F1 = EQ \A( )mg，mg – F2 = ma，所以a = EQ \A( )g = 4.9m/s2。
答案：CD。
A
B
υ
O
t
υ
t1第3节 牛顿第三定律
一、学习目标知道作用力与反作用力的概念理解、掌握牛顿第三定律区分平衡力跟作用力与反作用力二、课前预习 1、力的作用是相互的，日常生活中有太多的实例可以证明物体间的作用是相互的。例如坐在椅子上推桌子，也会感到桌子在推我们，我们的身体要后仰；一只船上的人用手推另一只船，两只船将开始向相反的方向运动等。我们把物体之间的一对相互作用力叫做 。 2、AB之间有相互作用，A对B有作用力的同时B对A也有作用力，请问哪一个力是作用力？哪一个是反作用力？ 。 3、作用力与反作用力大小 、方向 、作用点在 ，两力在同一直线上。 4、牛顿第三定律 。 5、老师和一个小个子同学进行拔河比赛（不用绳子，手与手对拉），结果发现老师胜了，学生输了，则老师对学生的拉力 （大于、小于或等于）学生对老师的拉力。 6、一对平衡力与一对作用力反作用力的关系
一对平衡力 一对作用力与反作用力
作用在同一物体上
作用效果可以相互抵消
一定是同性质的力
一定同时产生，变化及消失
三、经典例题例1、当两只手分别用20N的力在同一直线上沿相反方向拉弹簧秤的挂钩和手拉环，弹簧秤的示数是多少？例2、瘦弱的男子和一个大力士“掰腕子”，两手间的作用力与反作用力一样大吗？以卵击石，鸡蛋“粉身碎骨”，但石头“安然无恙”，是不是鸡蛋对石头的力小，石头对鸡蛋的力大？例3、在太空中没有空气，火箭前进的动力是谁提供的？例4、挂在竖直悬绳上的物体受到几个力的作用？这些力的反作用力各是哪些力，都作用在哪些物体上？在这些力中，哪些是作用力和反作用力？哪些是一对平衡力？例5、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。
四、巩固练习1、关于作用力和反作用力，下列说法中错误的是 （ ）　 A．我们可把物体间相互作用的任何一个力叫做作用力，另一力叫做反作用力　 B．若作用力是摩擦力，则反作用力也一定是摩擦力　 C．先有作用力，再产生反作用力　 D．作用力与反作用力大小相等，方向相反，作用在一条直线上，因此它们可能成为一对平衡力1、【答案】CD2、鹿拉着雪橇从静止开始运动，下面说法正确的是（ ）A. 鹿对雪撬的拉力和雪橇对鹿的拉力是一对作用力与反作用力。B. 鹿对雪撬的拉力先产生，运动后雪橇才对鹿产生拉力。C. 当鹿拉着雪橇加速前进时，鹿拉雪撬的力大于雪橇拉鹿的力。D. 鹿对雪撬的拉力和雪橇对鹿的拉力的合力为零 。2、【答案】A【解析】作用力与反作用力总是大小相等的，但不能分解合成，作用效果不能相互抵消。3、如图所示，水平力F把一个物体紧压在墙上静止不动，以下说法中正确的是（ ）A、作用力F与墙壁对物体的弹力是一对作用力和反作用力B、作用力F与物体对墙壁的压力是一对平衡力C、物体的重力与墙壁对物体的静摩檫力是一对平衡力D、物体的重力与墙壁对物体的静摩檫力是一对作用力和反作用力3、【答案】C【解析】牢记一对平衡力是作用在一个物体上，而作用力与反作用力是作用在两个物体上。4、如图所示，F大小为20N，AB均是静止的，重力大小分别为10N、20N。求AB间的摩擦力、B地间的摩擦力以及B对地面的压力。4、【答案】0N 20N 30N【解析】受力分析：先分析受力情况比较简单的物体，图中A受力情况比B简单，先对A进行受力分析:1、重力；2、接触力：a、B对A的支持力；b、因为A是静止的，合外力应该为0，所以A不能再受到一个摩擦力，否则将与A的静止状态相矛盾。接着分析B的受力，1、先根据牛顿第三定律作出A对B的力，因为B对A只有支持力，所以A对B也只有压力。2、重力。3、接触力：与B接触的有A和地面， A对B的力已分析完毕，就分析地面对B的力。a、地面对B肯定有支持力；b、因为B也静止，所以合外力应该为0，B在水平方向受到一个水平向右的拉力20N，为了平衡这个拉力，必须有一个水平向左的20N的力，那这个力只能是地面给B的摩擦力。如图一对平衡力 作用力与反作用力 平衡力 一对平衡力5、一航天探测器完成对月球的探测任务后，在离开月球的过程中，由静止开始沿着与月球表面成一倾斜角的直线飞行，先加速运动，再匀速运动，探测器通过喷气而获得推动力。以下关于喷气方向的描述中正确的是（ ）A．探测器加速运动时，沿直线向后喷气 B．探测器加速运动时，竖直向下喷气 C．探测器匀速运动时，竖直向下喷气 D．探测器匀速运动时，不需要喷气 5、【答案】C【解析】如图所示，探测器受的合力沿运动方向才能做直线加速运动，受平衡力时才做匀速直线运动。
A
B
A
GA
NBA
B
GB
NAB
NDB
F=20N
f=20N第2节 力的分解的应用
平行四边形定则把力的合力与分力的关系转化为几何关系，因此，力的合成与分解运算也就转化为根据平行四边形定则解三角形的几何运算。
[例题解析]
例1 如图5 – 1a所示，细绳MO与NO所能承受的最大拉力相同，长度MO ＞ NO，则在不断增加重物G重力的过程中（设绳OC不会断） （ ）
A．ON绳先被拉断
B．OM绳先被拉断
C．ON绳和OM绳同时被拉断
D．因无具体数据，故无法判断哪条绳先被拉断
解析：竖直方向的细绳的拉力FC = G，作出力FC分解的平行四边形如图5 – 1b所示，因MO ＞ NO，即∠MNO > ∠NMO，而α + ∠NMO = 90°，β + ∠MNO = 90°，得α > β，所以FNO > FMO。
答案：A。
总结：求一个已知力的实际分力的步骤：
根据物体（或结点）所处的状态分析力的作用效果；
根据力的作用效果，确定两个实际分力的方向；
根据两个分力的方向，画出平行四边形；
根据平行四边形，利用学过的几何或三角形知识求两个分力的大小。
例2 三个相同的支座上分别搁着三个质量和直径都相等的光滑圆球a、b、c，支点P、Q在同一水平面上，a的重心Oa位于球心，b和c的重心Ob和Oc分别位于球心的正上方和正下方，如图5 – 1a所示，三球均处于平衡状态。设a、b、c对P的压力大小分别为Na、Nb、Nc，则（ ）
A．Na = Nb = Nc B．Nb > Na > Nc
C．Nb < Na < Nc D．Na > Nb = Nc
解析：三个球均光滑，球对支座的压力方向垂直接触面，即由圆心沿半径指向支点，球的重力在三种情况中作用效果是相同的，因为分解的两个方向均相同，如图5 – 1b所示，所以球对P点的压力大小相同，与球的重心位置高低无关。
答案：A。
例3 下图所示的三种情况中，均匀球都处于静止状态，各接触面光滑。为了讨论各接触面所受的压力，应该怎样对重力进行分解？若球的重力均为G，斜面倾角均为α，将重力分解后，它的两个分力分别为多大？
解析：
甲、乙、丙图中的重力分解方向分别如图所示
甲中F1 = Gsinα，F2 = Gcosα；
乙中F1 = Gtanα，F2 = ；丙中F1 = G，F2 = 0。
总结：在一实际问题中要进行力的分解时，应先弄清该力产生了怎样的效果，沿什么方向进行分解，然后根据平行四边形定则分解这个力。
例4 物体静止于光滑水平面上，力F作用于物体上的O点。现要使合力沿着OO′方向，如图5 – 4a所示，则必须同时再加一个力 F ′。若F和F ′均在同一水平面上，则力F ′的最小值为 （ ）
A．Fcosθ
B．Fsinθ
C．Ftanθ
D．Fcotθ
解析： F应沿OO′方向和之OO′垂直的方向分解，如图5-4b所示。则F ′ = F1 = Fsinθ
答案：B。
总结：利用“直线外一点与直线上各点连结的所有线段中垂直线段最短”常常用来求力的最小值。
（图5 – 1a）
M
N
O
C
G
M
N
O
FMO
FNO
FC = G
α
β
β
α
（图5 –1b）
Q
P
O
（图5 – 2b）
G
P
Q
a
O
Oa
P
Q
b
Ob
O
Q
P
c
O
Oc
（图5 – 2a）
α
甲
α
乙
α
丙
甲
乙
丙
α
α
F1
F2
G
α
G
F1
F2
α
α
G
F1
F
O′
O
θ
（图5 – 4a）
（图5 – 4a）
F
O′
O
θ
F1
F2
F′第2节 匀变速直线运动的实验探究
［要点导学］
1．学习中学实验室里测速度的常用仪器——电磁打点计时器和电火花计时器的构造、原理和使用方法，学习用计时器测量瞬时速度的方法。
测量瞬时速度的方法和速度-时间图像是重点。
速度图像的理解是难点。
2．打点时间间隔T与所用交流电的频率f的关系是：T=1/ f。50Hz交流电时，每隔0.02s打一次点。
3．利用打点纸带测量速度的方法就是应用速度的定义式“υ = ”。
注意：用“υ = ”得到的其实是平均速度，只有当时间Δt很小的情况下，算出的υ才能认为是瞬时速度。
4．以时间t为横坐标、瞬时速度v为纵坐标，画出的表示物体速度随时间变化关系的图线，称为速度-时间图线（v-t图线），简称速度图象。
［范例精析］
例题 如图所示是一位同学利用电磁打点计时器打出的一条纸带，相邻点的时间间隔为0．02s，纸带旁边是一支最小刻度为1mm的直尺，试计算拖着纸带做直线运动的物体在AC这段时间内的平均速度和在B点的瞬时速度。
解析： AC这段时间内的平均速度就等于A到C的位移跟所用的时间的比值。位移的大小从刻度尺上读出：x=4.20cm，A到C共11个点，10个时间间隔，所以A到C所用的时间t=0.02s×10=0.2s，所以

根据公式υ = 计算B点的瞬时速度，为了尽量精确地反映物体在B点的运动快慢，我们尽量在靠近B点的地方取得数据。
例如取靠近B点的左右两个点子，左边一个点子在刻度尺上的读数是1.73cm，右边一个点子在刻度尺上的读数是2.61cm，那么Δx=2.61－1.73cm=0.88cm，两点间相隔的时间为Δt =0.02s×2= 0.04s，所以

拓展： 用最小刻度是mm的尺，读数时应该估读到0.1mm位，不能为了 “方便”而“凑整数”，这是实验的规则。
［能力训练］
1．运动物体拉动穿过打点计时器的纸带，纸带上打下一系列小点．打点计时器打下的点直接记录了　　(AB )
A．物体运动的时间 　　　B、物体在不同时刻的位置
C．物体在不同时刻的速度 D．物体在不同时间内的位移
2.对于物体运动的情况，可以用列表法进行描述．下面表格中的数据就是某物体做直线运动过程中测得的位移x和时间t的数据记录，试根据表中的记录分析，并寻找s随t变化的规律．
物体运动起始点 所测物理量 测量次数
l 2 3 4 5
A→B 时间t／s 0.55 1.09 1.67 2.23 2.74
位移x／m 0.2511 0.5052 0.7493 1.0014 1. 2547
B→A 时间t／s 0.89 1.24 1.52 1.76 1.97
位移x／m 0.2545 0.5009 0.7450 1.0036 1.2549
　　A到B时位移与时间成正比,B到A时位移与时间的平方成正比(提示:可用图象法寻找规律)第2节 匀变速直线运动的实验探究
[问题导思]
【计时器的工作原理】

常用的计时器有打点计时器和电火花计时器两类，是用来记录时间时间的仪器。
（1）打点计时器是一种使用低压交流电源的计时器，（如上左图）其工作电压为4~6V。当电源频率为50Hz，它每隔0.02s打一个点。把纸带穿过限位孔，再把套在轴上的复写纸片压在纸带上面，通电后，在线圈和永久磁铁的作用下，振片便振动起来，位于振片一端的振针就跟着上下振动起来，当物体拖着纸带运动时，振针就在纸带上打出一系列的点，这些点记录了运动物体的位置，也记录了发生这些位移所用的时间。这就为我们定量地研究物体的运动情况提供了方便。
（2）电火花计时器是利用火花放电在纸带上打出小孔，从而显示出电迹的计时器（如上右图）使用时，墨粉纸盘轴上，并夹在两条纸带之间，接通220V交流电源，按下脉冲输出开关，计时器发出的脉冲电流经接正相的放电计、墨粉纸盘到负相的纸盘轴，产生火花放电，于是在运动的纸带1上就打出一列电迹，电源频率50Hz时，它每隔0.02s打一个点。
【纸带求匀速直线运动的加速度的方法】
（1）逐差法：如下左图所示，根据 ，同理， 这样利用 可以求出三个加速度值，再算出 的平均值 ，即为 我们所求匀变速直线运动物体的加速度。“逐差法”求加速度的目的是尽可能多地使用测量的数据 以减小偶然误差。
（2）v-t图象法：根据匀变速直线运动某段时间中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，即 ，求出打出第n个计数点时纸带的瞬时速度如上右图所示，再作出v-t图象，图线的斜率 ，即为匀变速直线运动物体的加速度a.
【频闪照相】
频闪照相：可以侧线户物体在做匀变速直线运动时每隔相等时间间隔的维护子，对数据进行研究、分析、处理等，就可以发现它们是否遵循匀变速直线运动的规律，达到研究的目的，深刻体会匀变速直线运动的基本特点和运动过场的形成，处理方法同上
观察、测量数据以及对数据进行研究、分析、处理等，是物理学告诉发展的基础，学重大发明发现，都来源于实验观察、数据测量及研究、分析、处理。
[例题解析]
例1　在研究匀变速直线运动规律的实验中，小车拖车纸带运动，每秒打点50次的打点计时器打出的纸带如下图所示，选出A、B、C、D、E共5个计树点，每相邻两点间4个实验点（图中未画出）。以A点为起点量出的到各点计数点的位移，已经在图上，求：（1）AE段的平均速度；（2）C点的瞬时速度；（3）小车运动的加速度a。
　　解析：（1）AE段的瞬时速度由公式。
根据题意，AE段的位移 ，所用时间t=0.1s，则：
（2） C点是AE段的时间中点，对匀变速直线运动来水，C点的瞬时速度等于该段的平均速度，所以
　 （3）根据上图所示，有：




AB、BC、CD、DE各段所用时间T=0.1s，由 可得：
说明：此题目中各计数点间相邻位移差恰好相等，如果不相等，则应该利用逐差法 ，求得 由 求得 ，再由 求得加速度的平均值。速度与加速度
一、教学内容分析
1.内容和地位
在《普通高中物理课程标准》共同必修模块“物理1”中的第一个二级主题“运动的描述”中涉及本节的条目有：“经历匀变速直线运动实验研究的过程，理解位移、速度和加速度，体会在实验中发现自然规律的作用”。
本节速度、加速度是描述运动的重要物理量，理解速度和加速度概念，是学习匀变速直线运动规律的基础。物体的运动是日常生活中最为常见的现象，学生对此已有自己的认识，教师可举例常见的、学生感兴趣的运动作为教学的起点，激发学生的学习热情。本节定义平均速度和加速度所应用的比值法、研究瞬时速度所应用的极限法等都是物理学中常用的研究方法，在教学中教师引导学生主动学习这几种方法，为以后应用类似方法来解决物理问题打下基础。
2.教学目标
知识与技能
①知道物体运动的快慢可以用平均速度和瞬时速度来描述，理解平均速度和瞬时速度。知道速度是矢量，知道速度和速率以及它们的区别。
②知道平均速度和瞬时速度在描述运动快慢方面的区别与联系。
③知道加速度是用来描述物体速度变化快慢的物理量，理解加速度的概念。知道加速度是矢量，理解直线运动中加速度方向与物体运动方向及其加速运动或减速运动的联系。
过程与方法
①了解和体会比值定义法在科学研究中的作用，体会数学在研究物理问题中的重要性。
②初步了解和体会极限思想和方法在物理教学中的作用。
③培养学生的知识迁移推理能力。
情感态度与价值观
善于发表自己的见解，感受合作学习的快乐；勇于克服困难，保持探究的热情。
加强学生交通安全意识。
3.教学重点、难点
重点：平均速度与瞬时速度的概念及区别，加速度的概念。
难点：怎样由平均速度引出瞬时速度，加速度方向与物体运动方向及其加速运动或减速运动的联系。
二、案例设计
(一)导入
介绍2004年奥运会上刘翔以12.91s勇夺110m栏冠军的情况，以及2006年刘翔以12.88s的成绩打破世界纪录的情况（收集刘翔参加比赛的录像资料，以及100m短跑比赛画面，放映给学生看）。特别介绍当时现场记者的高呼“刘翔，刘翔，刘翔赢了！”
（二）新课教学
1、平均速度
问题一：记者是如何在第一时间知道刘翔得了冠军？
问题二：100m比赛中，三个选手几乎同时到达终点，裁判根据什么判断其中一位得了冠军？
问题三：有位同学的100m成绩是11s，请你判断他和刘翔谁跑得快？
预测：学生的可能答案是：
（问题一）记者看到刘翔第一个跑到终点；
（问题一）所有选手的位移相同，而刘翔所用时间最短。
（问题二）裁判根据计时器的时间来判断，即用时最少者获得冠军。
说明：学生在回答前两个问题时，教师应及时引导学生按照初中所学的速度知识计算出刘翔的“速度”，即： ，或者，
对于第三个问题，学生的回答可能有：
一定是刘翔（出于对刘翔的绝对信任）；
跨栏与短跑是不能比较的；
快慢由速度决定，得比较两人的速度；
这位同学的速度是，所以他跑得比刘翔快。
说明：教师在此过程中应该向学生强调“比值法”的作用。
问题四：对于刘翔和教练孙海平来说，要取得更大的突破，这样的数字对他们有什么实际意义？能从这个数字了解他的各项技术水平吗？（学生讨论）
预测：学生可能有以下认识：
和大家的认识一样：破纪录，拿奖金……
只能知道他跑得比别人快，但是优势在哪里却无法判断；
无法辨别刘翔的起跑和冲刺或者跨栏哪一项技术更好，所以无法“对症下药”；
只能粗略地表示刘翔运动的快慢，无法确定起跑、冲刺等具体的情况；
……
教师小结：平均速度就是粗略描述做变速运动的物体运动快慢的物理量，大小等于位移s跟发生这段位移所用时间t的比值，用表示。
由速度的定义式中可看出，v的单位由位移和时间共同决定，国际单位制中是米每秒，符号为m／s或m·s－1，常用单位还有km／h、cm／s等，而且平均速度是既具有大小，又有方向的物理量，即矢量。
问题五：平均速度与初中所学的“速度”有什么区别与联系？
说明：通过对问题的思考讨论使学生分清“平均速度”和“平均速率”，知道初中课本中所说的“速度”其实就是“平均速率”。
2、瞬时速度
问题六: 如果想进一步了解刘翔跑步的快慢变化,该怎么办
学生思考得出:应分成多段。
问题七: 结合奥运会录像以及下表信息,请你计算
(1)刘翔由起点到第三栏,运动的平均速度是多大
(2)刘翔由第三栏到第八栏,运动的平均速度是多大
(3)刘翔由第八栏到终点线,运动的平均速度是多大
路段 起跑线至第三栏的距离 第三栏到第八栏的距离 第八栏到终点线的距离
距离 32.00m 45.75m 32.25m
时间 3.86s 5.42s 3.63s
学生分组计算得出结果,再猜想并验证三段平均速度的平均值是否等于整段的平均速度
由此说明平均速度应指明是哪段时间内的平均速度。
问题八：如果教练孙海平想知道刘翔跨栏更详细的技术情况，他应该怎么办？（学生讨论，派代表发言）
预测：学生讨论的结果可能有：
将110m分成很多段，分别测出时间，求每一段的平均速度；
将录像资料用慢镜头播放，比较他和其他选手在各个时刻的位置情况；
在刘翔身上绑一个速度计，将任何时候的速度都纪录下来；
……
点评：通过问题讨论，自然地由平均速度过渡到瞬时速度，即在极短时间内（）或极短位移内（）的平均速度可以认为就是该时刻或该位置的瞬时速度。（极限思想渗透）
教师：（引导学生看书）瞬时速度的测量工具有“速度计，光电门等（介绍光电门时应体现极限思想）”
播放录像：汽车速度计的图片，司机面前的速度计指针所指的数值随着行驶的快慢而改变的情况。
短剧表演:
“短剧:警察与司机的故事”
一司机驱车从漳州赶往厦门,由于路上堵车,已经行驶了2个小时,眼看就要到目的地了,司机开始加速行驶……(基本数据:漳州到厦门约80km,允许行驶的最大时速为80km/h。)
警察:你的车已超速,请接受处理。
司机:不会吧,我的车速是ｖ=ｓ/ｔ=80km/2h,车速最多只有40km/h呀,怎么会超速呢 你搞错了吧
问题：从中得到什么启示
3、加速度
教师：如图表提供了几种物体运动的情况，同学们以小组为单位根据表格的信息，针对运动速度的变化情况进行讨论。（注：最后两列在学生讨论得出结论后才写出）
运动物体 初始速度（m/s） 经过时间（s） 末了速度（m/s） 速度变化 速度变化快慢
赛车运输飞机火车开动在枪膛内运动的子弹汽车刹车 03000030 10501000.015 50400308000
(1)各物体运动时速度的变化情况如何
(2)能否用分析物体运动快慢的比值方法来分析速度变化的快慢呢 (必须在第1思考题回答后才能提出第2个思考题) (类比迁移方法)。
预测 学生可能从以下几种情况思考：
（1）物体的速度增减情况
（2）每个运动物体速度的变化各是多少
（3）比较每个运动物体速度变化的值和所用的时间之间的关系。
（4）比较每个运动物体速度变化与所用时间的比值的大小关系。
教师总结：几位同学分析的角度有所不同。有的同学分析的是谁速度变化得多；有的同学分析的是单位时间内谁速度变化得多，即谁速度变化得更快。怎样来表示这种不同
若要比较速度变化的多少，只要知道末速度和初速度的差值；若要比较速度变化快慢，不仅要知道速度变化的多少。(末速度和初速度的差值)，还要知道完成这一速度变化所用的时间，比较时要看单位时间内的速度变化。
设运动物体的初速度为vo，末速度为vt，在t时间内物体速度的变化为vt—vo。引导学生用类比迁移方法由来表示速度变化的快慢。
教师引导学生同样运用类比迁移方法，归纳得出：加速度不仅有大小，而且有方向，加速度是矢量，在直线运动中，当加速度的方向与速度同向时，物体运动速度越来越大，做加速运动；当加速度的方向与速度反向时，物体运动速度越来越小，做减速运动。加速度的单位就是m／s2(米／秒2)，读作“米每二次方秒”。
课堂练习
[例题1] 猎豹由静止开始起跑，经2s的时间，速度达到70km／h，猎豹的加速度是多大 是正值还是负值，是加速还是减速运动
[例题2] 列车以30m／s的速度行驶，司机发现前方路段给出低速行驶的信号后，采取自动措施，在10 s内使列车的速度减少到10 m／s。求列车的加速度。列车是加速还是减速运动
说明：通过例题结果得出在加速直线运动中，末速度大于初速度（vt >v0），速度变化量是正值，加速度也是正值，表示加速度方向与速度方向相同。在减速直线运动中，末速度小初速度（vt 三、板书设计
　　　平均速度 　　　瞬时速度 　　　　　　　加速度
定义 位移与时间的比值 某一时刻或某一位置的速度　 速度变化与时间的比值
定义式
物理意义 粗略表述物体运动快慢 精确表述物体运动快慢 表述速度变化快慢
单位　　　　m/s　　　　　　　　　　　 m/s　　　　　　　　 m/s2
方向 与位移方向相同 与物体运动方向相同 　　　　与速度 变化方向相同
四、布置作业
五、案例评析
本节课教学设计注重学生知识的形成过程。教师注重创设问题情境，留给学生独立的观察思考的空间。学生在已有的认知条件下，即根据学生已掌握的匀速直线运动的速度知识，在小组讨论中充分展示自己的观点，激发学生的问题意识和创新意识，较好地理解平均速度、瞬时速度、加速度的物理意义。学习过程中注重体会推理、归纳等科学思维方法，培养学生运用数学工具解决物理问题的能力。第2节 力的分解学案
【学习目标 细解考纲】
1.知道力的分解是力的合成的逆运算。
2.通过实验探究，理解从力的实际作用效果分解力，并能用力的分解分析日常生活中的问题。
3.会用图解法求分力，用直角三角形知识计算分力。
【知识梳理 双基再现】
力的分解是力的合成的______________，同样遵守____________定则，同一个力，如果没有其它限制，可以分解为_______________对大小、方向不同的分力。对一个实际问题，要根据力的________来分解。一个力分解为互成角度的两个力时，要有确定的解必须已知两个分力的_______或一个分力的_______。
【小试身手 轻松过关】
1.下列说法中正确的是（ ）
A.一个2 N的力可分解为7 N和4 N的两个分力
B.一个2 N的力可分解为9 N和9 N的两个分力
C.一个6 N的力可分解为4 N和3 N的两个分力
D.一个8 N的力可分解为4 N和3 N的两个分力
2.要把一个已知力F分解为两个分力F1和F2，在下列哪些情况下可以得到唯一的解？
A.已知F1和F2的方向
B. 已知F1或F2的大小和方向
C. 已知F1的方向和F2的大小
D. 已知F1和F2的大小
3.将一个大小为10 N的力分解为两个分力，如果已知其中的一个分力的大小为15 N，则另一个分力的大小可能是（ ）
A. 5 N B. 10 N C. 15 N D. 20 N
4.在光滑的斜面上自由下滑的物体所受的力为（ ）
A.重力的斜面的支持力 B.重力、下滑力和斜面的支持力
C.重力和下滑力 D.重力、下滑力、斜面的支持力和紧压斜面的力
5.一个质量可以不计的细线，能够承受的最大拉力为F。现在把重力G＝F的重物通过光滑的轻质小钩挂在这根细线上，两手握住细线的两端，开始两手并拢，然后沿水平方向慢慢地分开，为了不使细线被拉断，细线的两端之间的夹角不能大于（ ）
A.60°
B.90°
C.120°
D.150°
6.请根据实际情况画出重力的分解图，并求解各个分力，已知物体重力为G，夹角为θ。
7.放在斜面上的物体，所受重力G可以分解使物体沿斜面向下滑的分力G1和使物体压紧斜面的分力G2，当斜面倾角增大时（ ）
A. G1和G2都增大 B. G1和G2都减小
C. G1增大，G2减小 D. G1减小，G2增大
8.如图所示，细绳MO与NO所能承受的最大拉力相同，长度MO>NO,则在不断增加重物G的重力过程中（绳OC不会断）（ ）
A．ON绳先被拉断
B．OM绳先被拉断
C．ON绳和OM绳同时被拉断
D．条件不足，无法判断
9.如图所示，已知力F和一个分力F1的方向夹角为θ，则另一个分力F2的最小值为________。
【名师小结 感悟反思】
a.一个力可以分解成无数对力，但实际情况中，要根据力的作用效果来分解，一般是沿其它两个力的反方向分解，目的是为方便求解。
b.所有矢量的分解同样遵守平行四边形定则。
力的分解
1.BC 2.AB 3.ABCD 4.A 5.C
6.
7.C 8.A 9.Fsinθ
第 5 题图
θ
θ
θ
θ
θ
第 6 题图
第 8 题图
G
C
O
M
N
第 9 题图
θ
F1
F第2节 力的分解
学习目标: 理解力的分解和分力的概念。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。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。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。理解力的正交分解法，会用直角三角形知识计算分力。学习重点: 理解力的分解是力的合成的逆运算，会利用平行四边形进行力的分解。学习难点: 力的分解的定解条件的确定。 主要内容:一、分力 几个力，如果它们共同产生的效果跟作用在物体上的一个力产生的效果相同，则这几个力就叫做那个力的分力(那个力就叫做这几个力的合力)。 注意：分力与合力是等效替代关系，其相同之处是作用效果相同；不同之处是不能同时出现，在受力分析或有关力的计算中不能重复考虑。二、力的分解求一个已知力的分力叫做力的分解。1．力的分解是力的合成的逆运算。同样遵守力的平行四边形定则：如果把已知力F作为平行四边形的对角线，那么，与力F共点的平行四边形的两个邻边就表示力F的两个分力F1和F2。 2．力的分解的特点是：同一个力，若没有其他限制，可以分解为无数对大小、方向不同的力(因为对于同一条对角线．可以作出无数个不同的平行四边形)。 通常根据力的作用效果分解力才有实际意义。 3．按力的效果分解力F的一般方法步骤：
(1)根据物体(或结点)所处的状态分析力的作用效果 (2)根据力的作用效果，确定两个实际分力的方向； (3)根据两个分力的方向画出平行四边形；(4)根据平行四边形定则，利用学过的几何知识求两个分力的大小。也可根据数学知识用计算法。 例如，物体重G，放在倾角为θ的斜面上时，重力常分解为沿斜面向下的分力F1=Gsinθ(表示重力产生的使物体沿斜面下滑的效果)和垂直斜面向下的分力F2=Gcosθ（表示重力产生的使物体紧压斜面的效果） 【例一】在倾角θ=30 的斜面上有一块竖直放置的挡板，在挡板和斜面之间放有一个重为G=20N的光滑圆球，如图所示，试求这个球对斜面的压力和对挡板的压力。三、对一个已知力进行分解的几种常见的情况和力的分解的定解问题将一个力F分解为两个分力，根据力的平行四边形法则，是以这个力F为平行四边形的一条对角线作一个平行四边形。在无附加条件限制时可作无数个不同的平行四边形。这说明两个力的合力可唯一确定，一个力的两个分力不是唯一的。要确定一个力的两个分力，一定有定解条件。1．对一个已知力进行分解的几种常见的情况① ② ③④⑤
2．力的分解的定解条件
一个力有确定的两个分力的条件是：1、2、【例二】试判断：（1）若已知两个分力F1和F2的方向，如图1所示， F1、F2有唯一解吗？（2）若已知一个分力F1的大小和方向，如图2所示，另一个分力F2有唯一解吗？（3）若已知两个分力F1和F2的大小，如图3所示，F1，F2有唯一解吗？ 【例三】已知某力F的一个分力F1的方向和另一个分力F2的大小，试分析：F2的大小满足什么条件时，F的两个分力有唯一解？F2的大小满足什么条件时，F的两个分力有两解？F2的大小满足什么条件时，F的两个分力无解？四、力的正交分解法：将一个力沿着两个相互垂直的方向进行分解的方法称为力的正交分解法。力的正交分解法是力学问题中处理力的最常用的方法。如放在斜面上的物体的重力分解成垂直于斜面与平行于斜面的两个分力就是采用了力的正交分解法。力的正交分解法的优点：其一，借助数学中的直角坐标系(x， y)对力进行描述；其二，几何图形关系简单，是直角三角形，解直角三角形方法多，容易求解。正交分解的一般步骤：建立xOy直角坐标系将所有力依次向x轴和y轴上分解为Fx1、Fx2……，Fy1、Fy2……分别求出x轴和y轴上的合力Fx、Fy求出合力F，大小 方向【例四】大小均为F的三个力共同作用在O点，如图，F1与F2、F2与F3之间的夹角均为60 ，求合力。【例五】如图，从正六边形ABCDEF的一个顶点A向其余五个顶点作用着五个力F1、F2、F3、F4、F5，已知F1=f，且各个力的大小跟对应的边长成正比，用正交分解法求这五个力的合力大小和方向。课堂训练: 1．一重为G的物体放在光滑斜面上，受到斜面的弹力FN，如图所示，设使物体沿斜面下滑的力为F1，则( ) A．F1是FN与G的合力 B．F1是G沿斜面向下的分力 C．G分解为F1和物体对斜面的压力F2
D．物体受到G、FN、F1和使物体垂直于斜面压紧斜面的力F2
2．下列有关合力与分力的说法，正确的是( )
A．分力总是小于合力 B．对力进行正交分解时，分力总是小于合力
C．将5 N的力进行分解，可以得到50 N的分力
D．将5 N的力进行分解，不可以得到1 N的分力
3．如右图示，一个半径为r，重为G的圆球被长为r的细线AC悬挂在墙上， 求球对细线的拉力T和球对墙的压力N。
课后作业:
1．在一个已知力的分解中，下列情况中具有唯一一对分力的是（　　　）
A．已知一个分力的大小和方向 B．已知一个分力的大小和另一分力的方向
C．已知两个分力的大小 D．已知两个分力的方向，并且不在一条直线上
2．将一个力F分解为两个不为零的力，下列哪种情况是不可能的（　　　）
A．两个分力与F都在一条直线上 B．两个分力与F间的夹角都大于90
C．一个分力的大小与F的大小相同 D．一个分力与F间的夹角为90
3．下列有关说法正确的是（　　　）
A．一个2N的力能分解为7N和4N的两个分力
B．一个2N的力能分解为7N和9N的两个分力
C．一个6N的力能分解为3N和4N的两个分力
D．一个8N的力能分解为4N和3N的两个分力
4．已知力的大小为10N，将此力可分解成如下（　　　）
A．3N、3N　　B．6N、6N　　C．100N、100N　　D．500N、500N
5．已知力F的一个分力F1跟F成30 角，大小未知，另一个分力F2的大小为F，方向未知，则F1的大小可能是（　　　）
A． F　　B．F　　C．F　　D．F
6．在光滑斜面上自由下滑的物体受到的力是（　　　）
A．重力和斜面的支持力 B．重力、下滑力和斜面支持力
C．重力、下滑力和正压力 D．重力、下滑力、支持力和正压力
7．在水平木板上放一个小铁块，逐渐抬高木板一端，在铁块下滑前的过程中，铁块受到的摩擦力F和铁块对木块的正压力FN的变化情况是（　　　）
A．F和FN都不断增大 B．F增大，FN减小
C．F减小， FN增大 D．F和FN都减小
*8．如图示，已知力F和一个分力F1的方向的夹角为θ，若使另一个分力F2的值最小，则F2大小为______________。
*9. 如图，位于水平地面上的质量为M的小木块，在大小为F、方向与水平方向成a角的拉力作用下沿地面作匀速直线运动。求：
地面对物体的支持力？
木块与地面之间的动摩擦因数？　　　　　　　　
阅读材料: 帆船逆风前进
　　很难想象帆船怎样能够逆着风前进。水手的确会告诉你们，正顶着风驾驶帆船是不可能的，帆船只能在跟风的方向成锐角的时候前进。可是这个锐角很小——大约只有直角的四分之一，大约是22°，——不管是正顶着风或者成22°的角度，看来是同样难以理解的。
　　可是实际上，这两种情形不是没有区别的。我们现在来说明帆船是怎样跟风向成小角度逆着风前进的。首先，让我们看风一般是怎样对船帆起作用的，也就是说，当风吹在帆上的时候，它把帆往哪里推。你也许会这样想，风总是把帆推往它所吹的方向去。然而实际并不是这样。无论风向哪里吹，它总产生一个垂直帆面的力，这个力推动着船帆。且让我们假定风向就是箭头所指的方向。AB线代表帆。因为风力是平均分布在全部帆面上的，所以我们可以用R来代表风的压力，它作用在帆的中心。把这力分解成两个：跟帆面垂直的力Q和跟帆面平行的力P。力P不能推动帆，因为风跟帆的摩擦太小了。剩下的力Q依着垂直帆面的方向推动着帆。
　　懂得了这点，就容易懂得为什么帆船能够在跟风向成锐角的情况下过着凤前进了。让我们用KK线代表船的龙骨线。风照箭头所表示的方向成锐角吹向这条线。AB线代表帆面，我们把帆转到这样的位置，使帆面刚好平分龙骨的方向和风的方向之间的那只角。现在看力的分解。风对帆的压力，我们用力Q来表示，这个力，我们知道应当是跟帆面垂直的。把这个力分解成两个力：使力R垂直龙骨线，力S顺着龙骨线指向前面。因为船朝力B的方向运动的时候，是要遇到水的强大的阻力的（帆船的龙骨在水里很深），所以力R几乎全部被抵消了。剩下的只是指向前面的力S在推动船，因而，船是跟风向成着一个角度在前进，好象在逆风里一样。这种运动通常总采取“之”字形路线那样。水手们把这种行船法叫做“抢风行船”。5.4 平衡条件的应用
[本章本节概述]
本章讲述有关力的基本知识，包括了以后学习的动力学和静力学所必须的预备知识，基础性和预备性仍然是本章的特点。
力学平衡状态是比较常见的力学状态，研究物体力学平衡状态的种类，保持平衡状态的条件，是本章的主要任务。物体的力学状态与物体的受力情况紧密联系。研究物体的平衡状态，归根结底就是研究物体的受力情况、研究物体保持平衡状态的受力条件。
力的平衡要有正确的思路：首先确定研究对象，其次是正确分析物体的受力，然后根据平衡条件列方程求解。对于比较简单的问题，可以用直角三角形的知识求解，对于不成直角的受力问题可以用正交分解方法求解。
[教学设计]
教学目标 ：
1.能用共点力的平衡条件，解决有关力的平衡问题；
2.进一步学习受力分析，正交分解等方法。
3.学会使用共点力平衡条件解决共点力作用下物体平衡的思路和方法，培养灵活分析和解决问题的能力。
教学重点：共点力平衡条件的应用。
教学难点：受力分析，正交分解法，共点力平衡条件的应用。
教学方法：以题引法，讲练法，启发诱导，归纳法。
课时安排：1~2课时
[教学过程]：

解共点力平衡问题的一般步骤：













一、复习导入：
复习
（1）如果一个物体能够保持 静止或 匀速直线运动，我们就说物体处于平衡状态。
（2）当物体处于平衡状态时
a：物体所受各个力的合力等于 0 ，这就是物体在共点力作用下的平衡条件。
b：它所受的某一个力与它所受的其余外力的合力关系是 大小相等，方向相反 ，作用在一条直线上 。
教师归纳：
平衡状态: 匀速直线运动状态，或保持静止状态。
平衡条件: 在共点力作用下物体的平衡条件是合力为零。即
F合＝0
以力的作用点为坐标原点,建立直角坐标系,则平衡条件又可表示为:
Fx＝0 Fy＝0
二 、新课教学：
例题1
如图，一物块静止在倾角为37°的斜面上，物块的重力为20N，请分析物块受力并求其大小．
　　分析：物块受竖直向下的重力 G，斜面给物块的垂直斜面向上的支持力 N，斜面给物块的沿斜面向上的静摩擦力 f．
解：方法1——用合成法
　　（1）合成支持力 N和静摩擦力 f，其合力的方向竖直向上，大小与物块重力大小相等；
　　（2）合成重力 G和支持力 N，其合力的方向沿斜面向下，大小与斜面给物块的沿斜面向上的静摩擦力f的大小相等；
（3）合成斜面给物块的沿斜面向上的静摩擦力 f和重力G，其合力的方向垂直斜面向下，大小与斜面给物块的垂直斜面向上的支持力N的大小相等．
合成法的讲解要注意合力的方向的确定是唯一的，这有共点力平衡条件决定，关于这一点一定要与学生共同分析说明清楚．（三力平衡：任意两个力的合力与第三个力大小相等、方向相反）
　　方法2——用分解法
　　理论上物块受的每一个力都可分解，但实际解题时要根据实际受力情况来确定分解哪个力(被确定分解的力所分解的力大小方向要明确简单易于计算)，本题正交分解物块所受的重力 ，利用平衡条件 ， ，列方程较为简便．
（为了学生能真正掌握物体的受力分析能力，要求学生全面分析使用力的合成法和力的分解法，要有一定数量的训练．）
总结：解共点力平衡问题的一般步骤：
1、选取研究对象。
2、对所选取的研究对象进行受力分析，并画出受力图。
3、对研究对象所受力进行处理，选择适当的方法：合成法、分解法、正交分解法等。
4、建立适当的平衡方程。
5、对方程求解，必要时需要进行讨论。
　　 拓展1： 一物块静止在倾角为 的斜面上，物块的重力为 G，请分析物块受力并分析当倾角 慢慢减小到零的过程其大小的变化情况．
　　 解：依题意 用分解法将物块受的重力 G正交分解，利用 ， 的平衡条件，得斜面给物块的垂直斜面向上的支持力 N的大小为 ，
　　斜面给物块的沿斜面向上的静摩擦力 的大小 ．
　　物块受的重力 G是不变的(关于这一点学生非常清楚)，根据数学的知识的分析可以知道当倾角 慢慢减小到零的过程，
　　 逐渐增大，最后等于物块的重力 G；
　　 逐渐减小，最后等于零．
　　（适当的时候，提醒学生分析的方法和结论；提醒学生极限法的应用，即倾角 等于零时的极限情况下分析题目）
　　拓展2：一物块放在倾角为 的斜面上，物块的重力为 G，斜面与物块的动摩擦因数为 ，请分析物块受力的方向并分析当倾角 慢慢由零增大到90°的过程，物块对斜面的压力及受到的摩擦力大小的变化情况．
　　分析物块受力： 时，只受两个力重力 G和斜面给的支持力 N，此时没有摩擦力；
　　　 时，物块只受一个力，物块的重力 G．(此亦为极限法处理)．
　　借此，和学生一起分析，可知物块的运动状态是变化的，既开始时物块静止在斜面上，这时物块受三个力．物块的重力 G，斜面给物块的支持力 N和斜面给物块的静摩擦力 f．
　　在斜面给物块的静摩擦力 f等于时，物块开始滑动，此时物块依旧受三个力， 物块的重力 G，斜面给物块的支持力 N和斜面给物块的滑动摩擦力 f．物块处于加速运动状态．(这里学习应用了运动性质的分段处理方法)．在此基础上分析每个力的大小变化情况．(利用物体平衡条件和滑动摩擦力的性质来分析求解)．
重力大小不变；斜面给物块的支持力的大小逐渐减小；斜面给物块的摩擦力的大小是先增大后减小．
课堂练习（详解）
如图所示,电灯的质量为m ,BO与顶板间的夹角为α,AO绳水平,求绳AO、BO受到的拉力F1 、F2 是多少？

［分析］取电灯作为研究对象，分析它受到那些力的作用。如图乙所示。它共受到三个力的作用：重力G＝mg，悬绳的拉力F1F2.
解法一:合成法
取电灯为研究对象。由共点力的平衡条件可知，F1和mg的合力F与F2大小相等、方向相反。从图示的平行四边形可求得：
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　1


解法二:正交分解法
解:取电灯作为研究对象,受三个共点力作用.以水平方向为x轴,竖直方向为y轴,将F2 分解在X轴和Y轴方向进行分解,由平衡条件可知,FX合=0和FY合=0
Fx合=F1 – F2sinα=0 （1）
Fy合=F2cosa-G=0 （2）
由（2）式解得：F2=mg/cos
代入（1）式得:F1=F2sina=mgtg
解法三：分解法
取电灯为研究对象，受三个共点力作用，如图所示，将
重力G分解为F和F，由共点力平衡条件可知，F1 和F的合力必为零，F2 和F的合力必为零。所以
F1 = F =mgtan F2 =F=mg/cos

课堂练习：
如图所示，重为10N的小球在竖直挡板作用下静止在倾角为300的光滑斜面上，挡板也是光滑的，求：
挡板对小球弹力的大小
斜面对小球弹力的大小

例题2
如图所示的情况，物体质量为m,如果力F与水平方向的夹角为θ，物体和水平面间的动摩擦因数为μ，那么，要使物体在水平面上做匀速直线运动，力F的大小是多大
[分析]
取物体作为研究对象。物体受到四个力的作用：竖直向下的重力G, 竖直向上的支持力，右斜向上的已知力F和水平向左的滑动摩擦力f， 物体在这四个共点力的作用下处于平衡状态。分别在水平和竖直方向上列出物体的平衡方程，即可求出F。




课堂练习：
物体A在水平力F1＝400N的作用下，沿倾角＝60°的斜面匀速下滑，如图甲。物体A受的重力G＝400N,求斜面对物体A的支持力和A与斜面间的动摩擦因数。
[分析] 取物体A作为研究对象。物体A受到四个力的作用：竖直向下的重量G,水平向右的力F1,垂直于斜面斜向上方的支持力N，平行于斜面向上的滑动摩擦力f，如图乙。其中G和F1是已知的。由滑动摩擦定律f=N可知，求得f和N就可以求出 。
物体A在这四个共点力的作用下处于平衡状态。分别在平行和垂直于斜面的方向上列出物体的平衡方程，即可求出N和f。
［解］ 取平行于斜面的方向为x轴，垂直于斜面的方向为y轴，分别在这两个方向上应用平衡条件求解。由平衡条件可知，在这两个方向上的合力Fx合和Fy合应分别等于零，即
Fx = f + F1cosθ－ Gsinθ= 0 (1)
Fy = N - F1sinθ－ Gcosθ = 0 (2)
由(2)式得
N = Gcosθ + F1sinθ= 564N
由（1）得
f = G sinθ –F1cosθ=146 N
所求
μ= f/N =0.27
例3:
如图所示,一个重为G的小球,夹在斜面与竖直挡板之间保持静止,斜面倾角为30o,不计一切摩擦,小球对斜面与竖直挡板的压力各是多少 现使挡板从图示竖直位置缓慢的顺时针转为水平, 这个过程中小球对斜面与竖直挡板的压力大小是怎么变化的？


“图解法”解有关变力问题：
所谓图解法就是通过三角形或平行四边形的邻边和对角线长短的关系或变化情况，做一些较为复杂的定性分析，从图上一下就可以看出结果，得出结论。
（先画不变的力，再画方向不变或大小不变的力，最后画变化的力）







课堂练习: 如图所示, 用水平细线将电灯拉到图示位置, 若保持灯的位置不变,将细线由水平位置顺时针转到竖直为止的过程中, 细线受到的拉力如何变化

三．巩固练习：
练习1
如图所示，A和B的质量分别是 4 kg和 10kg ，B 与地面间摩擦因数u=0.4 ，滑轮摩擦及绳重不计，整个装置处于平衡状态，此时地面对B的摩擦力大小为多少？对地面的压力为多大？绳子拉力和摩擦力的合力方向是怎样的？（g＝10N /kg）
练习2如图所示，物体静止在斜面上，斜面对物体作用力的方向是 （ ）
A 沿斜面向上
B垂直斜面向上
C 竖直向上
D 以上都不对
四．课堂小结
这节课我们主要学习了以下几点：
应用共点力平衡条件解题时常用的方法————力的合成法、力的分解法、正交分解法
解共点力作用下物体平衡问题的一般步骤：
确定研究对象
对所选研究对象进行受力分析，并画出受力示意图
分析研究对象是否处于平衡状态
运用平衡条件，选用适当方法，列出平衡方程求解。
[教学建议]
物体处于平衡状态，或者是匀速直线运动，反过来物体处于静止或匀速直线运动，物体就是处于平衡状态，平衡状态满足的条件是合外力为零。既无论哪个方向上的合力都是零。
有关研究对象的选取：若问题中只有一个物体，一个过程，研究对象没有选择余地，也就是研究这个物体和这个过程。若问题中是一个连接体，又有多个过程，首先研究谁，再研究谁；是研究一个物体为好还是研究多个物体为好，这在审题中需要认真思考。总的原则：首先被研究的应该是受力最简、已知量足够多的，这样通过研究后又可将研究结果作为一个已知条件，为下一次研究创造条件。
正交分解法求解平衡问题，建立坐标轴的原则是让尽可能多的力在坐标轴上；被分解的力尽可能是已知力，不宜分解待求力。因一个待求力分解变成两个待求力，给求解带来很多不便。
平衡分为静态平衡和动态平衡。静态平衡是指问题处于静止状态，动态平衡指物体匀速运动，也可指在某方向上处于平衡状态。
[备课资料]：
物体的平衡状态是指物体处于静止或匀速直线运动状态，即物体的加速度为零。由牛顿第二定律可知物体的平衡条件是物体所受的合外力为零，这一条件也是解决平衡问题的基本依据。在这个基本结论的基础上，我们可以得到一些推论，掌握这些推论，将会给解题带来很大的方便。
推论1：若物体受到几个力作用而处于平衡状态，则其中任意一个力与其余几个力的合力构成一对平衡力。
例1. 如图所示，某个物体在F1、F2、F3和F4四个共点力的作用下处于静止状态，若F4沿逆时针方向转过而保持其大小不变，其它三个力的大小和方向均不变，则此时物体所受的合力大小为（　 ）
A. 　　　 B. 　　　C. 　　 　D.
解析：物体受到四个力的作用而平衡，则其中一个力F4与余下的三个力F1、F2、F3的合力应等大，反向。当F4沿逆时针方向转过而保持其大小不变时，F1、F2、F3的合力大小仍为F4，方向与F4成角。由平行四边形定则可知，此时物体所受合力大小为F4，故正确答案为C项。
推论2：当物体受到三个力作用而平衡时，这三个力必在同一平面内，且这三个力的作用线或作用线的延长线必相交于一点，这就是三力汇交原理。
例2. 如图所示，AB为一不均匀直杆，长为，将它用两根细绳拴住两端后悬挂于同一点O，当AB在水平方向平衡时，两绳与AB的夹角分别为和，求杆的重心距B端的距离。
解析：以AB杆为研究对象，它共受到三个力的作用，即重力G和两绳对它的拉力、。当物体受到三个力的作用而平衡时，三个力的作用线必相交于同一点，因为
和相交于O点，故杆受到的重力的作用线也必过O点。由于AB杆是水平的，过O点作AB杆的垂线相交于C，则C即为AB杆的重心。
由三角函数关系可得：
即AB杆的重心距B端的距离为l/4。
推论3：当物体受到三个共点力作用而处于平衡时，某个力的大小与另两个力所成角的正弦之比为常数，这一结论称为拉密定理。
例3. 如图所示，一根均匀轻绳AB的两端系在天花板上，在绳上一点C施加一拉力F，逐渐增大F，为使AC、BC两段绳同时断裂，则拉力F与AC绳间的夹角应为多少？
解析：AB是一根均匀轻绳，AC、BC两段绳能承受的最大拉力T相同。由于已知各角度，因此可利用拉密定理来解题。
以C点为研究对象，它受到拉力F及AC、BC绳对它的拉力。设当两绳同时被拉断时，AC、BC绳中的拉力都为T，则由拉密定理得
将代入上式解得
取研究对象。
2、对所选取的研究对象进行受力分析，并画出受力图。
3、对研究对象所受力进行处理，选择适当的方法：合成法、分解法、正交分解法等。
4、建立适当的平衡方程。
5、对方程求解，必要时需要进行讨论。
平衡条件的应用
三力平衡
多力平衡（三力或三力以上）：正交分解法
用图解法解变力问题
合成法
分解法
正交分解法
静态平衡
动态平衡
乙
O
G
F
F1
F2
B
A
α
O
F2
G
O
X
Y
F1
F2
G
′
′
α
F2
F1
F1′
O
F2
θ
F
θ
F
G
f
N
Fsinθ+N=G
Fcosθ=f=μN
A
600°
F1
甲
f
N
600°
600°
A
B
60°第1节 力的合成的应用
[概念规律导思]
注意：⑴在一直线上的两个力的合成可以直接用加减法，但互成角度的两个的合成一定要遵守平行四边形定则。
⑵互成角度的两个的合成的问题上，常常要用到几何关系，要求同学们复习一下平面几何的相关知识，如勾股定理，平行四边形、菱形的性质，相似三角形的性质等
[例题解析]
两个分力F1 = F2 = 6N，其夹角为θ，求：
（1）当θ = 时，合力F = 6N；
（2）当θ = 时，合力F > 6N；
（3）当θ = 时，合力F < 6N。
解析：根据平行四边形定则作图，再利用三角函数知识求解。
答案：F1、F2的合力大小为F = 12cos N。
（1）令F = 6N，则有12cos = 6，即cos = EQ \A( )，得θ = 120°；
（2）令F > 6N，则有12cos > 6，即cos > EQ \A( )，0 ≤ < 60°，得0 ≤ θ < 120°；
（3）令F < 6N，则有12cos < 6，即cos < EQ \A( )，60°< ≤ 90°，得120° < θ ≤ 180°。
反思 力的合成遵守平行四边形定则，其合力大小不一定等于两个分力大小之和，其大小可以小于每一个分力，也可以大于每一个分力，还可能等于某个分力。
例2 用一匹马刚好能把陷入泥坑里的汽车拉出来。一个同学说用两匹马一定能够轻松地将车拉出，他说得对吗？
答案：求两匹马对车的拉力的合力不能简单地将两个力相加，而应遵守平行四边形定则。根据平行四边形定则可知两个共点力的合力F大小范围应满足| F1– F2| ≤ F ≤ F1 + F2，两个共点力的合力大小可能小于其中任意一个力，所以这个同学说得不正确。
反思 解决本题的关键是审题，将实际问题转化为合力与分力的关系进行讨论。
例3 如图5 – 4所示，有五个力F 1、F2、F3、F 4、F 5作用于某点O，构成一个正六边形的两邻边和三条对角线。设F3 = 10N，试求这5个力的合力。
解析：求五个共点力的合力，同样依据平行四边形定则，其一般解题步骤是：先求出其中任意两个力的合力，再求出合力跟第三个力的合力……直到把这五个力都合成为止。最后得到的结果就是这些力的合力。
但对这种多个力的合成问题，应先对力进行分析，通过组合使问题简化。本题有两种组合方式：
组合一：F 1 和F 5，F2和F 4。它们的合力方向都与F3同向，分别求出F 1和F 5，F2和 F 4的合力，再求它们与F3的合力。
组合二：F 1和F4，F2和F 5。分别求出F 1和F4， F2和F 5的合力，再求它们与F3的合力。
答案：组合一：根据正六边形的特点，将图5 – 4中的F1、F3的箭头连接起来，可求得F 1 = F 5 = 5N，F 2 = F4 = 5N，以表示F 1和F 5的线段为邻边作出的平行四边形为菱形，如图5 – 4a所示，由此求得的合力F 15 = 5N。
以表示F2和 F 4的线段为邻边作出的平行四边形如图5 – 4b所示，由此求得F2和 F 4的合力F24 = 15N。
这五个力的合力F = F 15 + F24 + F3 = 30N，方向沿F3的方向。
组合二：依据正六边形的性质，不难看出，F 1、F4的合力与F3的大小和方向都相同。同理可得F2、F 5的合力也与F3相同。所求五个力的合力就等效为三个共点同向的F3的合力，即所求五个力的合力大小为30N，方向沿F3的方向，（合力与合成顺序无关）。
显然组合二解法较简单。
反思 此题若根据平行四边形定则，应用正六边形的几何特征及三角形有关知识求解，将会涉及复杂的数学运算。巧用物理概念、物理规律和物理方法去分析、研究、推理和论证，会使解题思路变得简单明了。
力的合成
基本概念
共点力
合力
力的合成
力的平行四边形定则
合力F与分力F1、F2的大小关系：|F1 – F2| ≤ F ≤ F1 + F2
O
F4
F3
F1
F5
F2
（图5 – 4）
F4
F2
F24
F1
F5
F15
（图5 – 4a）
（图5 – 4b）第2节 牛顿第二定律
一、课标要求
通过实验，探究加速度与物体质量、物体受力的关系。理解牛顿运动定律，用牛顿运动定律解释生活中的有关问题。认识单位制在物理学中的重要意义。知道国际单位制中的力学单位。
二、内容分析
牛顿运动定律是高中力学知识的基础，而牛顿第二定律是牛顿运动定律的核心。因此本节内容是本章中的重点，学好本节内容至关重要。
在高中物理课程标准中，特别强调要让学生经历探究加速度与物体质量、物体受力的关系的过程。其目的就是要让学生在这一过程中，巩固对加速度、力和质量的测量，学会科学研究的常用方法——控制变量法、图象法等，培养探究的能力，体验探究的乐趣，增强合作交流的意识。
三、教学目标
经历探究加速度与物体质量、物体受力的关系的过程，学会用图象法表示加速度与力、加速度与质量的关系，并根据图像分析得出加速度与力、质量的关系式。体会探究过程中所用到的控制变量法、图象法等科学方法。培养设计实验、动手操作、分析问题和交流合作等能力。通过等式F＝kma中给定k = 1来定义力的单位，明白国际单位制的意义。
教学重点：经历探究加速度与物体质量、物体受力的关系的过程。理解牛顿第二定律。
教学难点：分析实验数据得出加速度与力、质量的关系式。
四、案例设计
（第一课时）
（一）导入新课
教师：通过牛顿第一定律的学习，是否知道物体运动状态发生改变的原因是什么？
（边提问，边板书：运动状态变化）
学生：是力，力是改变物体运动状态的原因。
（边评价，边板书：力F，原因。画箭头指向 “运动状态变化”）
教师：同一个力作用在不同物体上，使物体运动状态改变的效果相同吗？
学生：不同。
教师：那么，还跟什么因素有关呢？
学生：还跟物体的质量有关。
（边评价，边板书：质量m。画箭头指向“运动状态变化”）
教师：因此，力是改变物体运动状态的原因，也可以理解为力是使物体产生加速度的原因。上述的关系表明，围绕物体运动状态的改变有F、m、a三个物理量，你能定性地说一说这三个物理量之间的关系吗？
学生：力越大，质量越小，物体产生加速度就越大。
教师：很好，但研究物体的运动，仅作定性的分析往往是不够的，需要找出它们之间的定量关系。下面，我们就一起来探究a与F、m的定量关系。
（二）实验探究
教师：首先应该解决两个问题：一是F和m同时决定a，三个量同时发生关系该如何进行研究？
学生：（引导）可以采用控制变量法，即在保持m一定的情况下，探究a与F的关系；在保持F一定的情况下探究a与m的关系，然后再综合得出三者之间的关系。
教师：第二个问题是选择什么样的物体来研究，并如何测量或比较这三个物理量？也就是如何设计一个具体的实验来进行探究的问题，请大家展开讨论，并将初步的设想说出来，让大家一起来补充和完善。
学生：实验设计方案。（必要时启发学生：考虑前面测定匀变速直线运动的加速度装置）
教师：（组织学生对各方案进行可行性分析、评价，从中确定一种方案：木板—小车。如果气垫导轨数量够，就用气垫导轨做，但普通学校可能都还是用斜面小车来做）
教师：为了使小车所受的拉力约等于砂桶重力，以及如何消除摩擦力的影响，请同学们阅读课本第5自然段的内容。
学生：（阅读课本）
教师：怎样才能判断小车作匀速运动呢？小车如果越跑越快，或者推动后滑一段就停下，肯定都不是匀速运动。而是要在轻轻推动后它能一直滑动下去才趋于匀速，最后是让它拖动纸带，看打出的点是否均匀。
教师：参考课本的介绍完成实验操作，两项实验分别做三次，一共打印出6条纸带，注意编上记号，回家后请同学们自行设计记录实验数据的表格，测量出数据并作出分析处理。
学生：（完成实验操作）
1、保持M不变，探究a与F的关系。
2、保持F不变，探究a与M的关系。
作业布置：测量纸带，将得到的数据填入自行设计的表中，并以此在坐标上作图分析，总结出规律。
注：第一课时结束。
（三）交流研讨
（第二课时）
教师：请各小组将实验数据分析处理的过程和结果准备好，老师检查之后抽几个小组向大家汇报一下。（巡回查看，注意选取存在典型问题的案例和数据处理较好的案例）
学生：学生汇报和展示自己的数据、分析处理的过程及结论。
（老师指定的，具有代表性的小组发言。每个小组发言后进行师生共同评价，特别
是对图象画的情况进行评价，引导学生今后应注意些什么）
（四）归纳总结
教师：根据各组探究的结果，我们可以总结得出如下结论。（学生回答，教师板书）
1、当保持m不变时，a与F成正比。
2、当保持F不变时，a与m成反比。
教师：牛顿在进行大量的实验后，发现上述两个结论都是正确的，并综合得出
a∝F/m和F∝ma
这就是著名的牛顿第二定律。用文字可表述为：
物体的加速度跟它所受的合外力成正比，跟它的质量成反比。（板书）
教师：如果把上述的综合结论写成等式，应是F=kma。那么这里的比例系
数k应取何值呢？这就跟各物理量所使用的单位有关了。还记得初中就学过的力的
单位吗？
学生：是牛顿，用N表示。
教师：实际上，这个单位就是根据牛顿第二定律规定的，即把可以使质量为1kg的物体产生1m/s2加速度的力规定为1N。所以 1N = 1 kg·m/s2
因此，当F、m、a三个物理量都采用国际单位制时，k = 1，公式可简化为
F=ma
教师：这一关系式除确定了三个量之间的大小关系外，你认为还确定了什么？
学生：（1）a与F两矢量间的方向关系。（教师适当引导）
（2）a 与F的瞬时关系。
（五）力学单位制
教师：对物理量单位的规定是一件大事，关系到国际科学技术的交流和商业的往来，必须有一个国际的标准。请阅读课本“力学单位制”的内容。并发表自己的见解或提出疑问。
学生：自由发言（对学生的见解和疑问，师生进行共同评价或解释）
教师：就学过的物理量中，有哪些物理量的单位是导出单位？
学生：回答（比如：速度m/s、密度kg/m3、压强Pa等）
（五）巩固练习
例题1：（见课本P110的例题）
例题2：（见课本P112的例题）
例题3：P113作业的1、2两道选择题
（六）作业布置
书面作业：P113第3～6题
课后活动：根据牛顿第二定律，设计一种能显示加速度大小的装置。
六、案例评析
学习物理并非只掌握几个公式，而是要学会理性分析与思考。在本节课的复习引入上，注重引导学生通过理性的分析与思考，寻找运动状态变化与力、质量的关系，这是很有意义的。这可以帮助学生形成一个完整的知识框架，从根本上把握a、F、m三者的关系。
本节也属于实验探究课，但在探究的七个要素（①提出问题、②猜想假设、③制定计划与设计实验、④进行实验与收集数据、⑤分析与论证、⑥评估、⑦交流与合作）中，本节课的设计不追求面面俱到，而是侧重于③、④、⑤、⑦四个要素。即根据本节课的特点，重点培养设计实验、动手实验、处理和分析数据、交流与合作等方面的能力，这样的取舍是比较合理的。
探究加速度与物体质量、物体受力的关系的实验方案很多，可以根据实验的条件和学生的实际水平加以适当选择，以求得好的效果。如果条件许可，还可以让学生同时用不同的方法进行探究，并对这些方法进行比较和分析。第2节 力的分解
在力的分解中，常常出现分力大于合力的情况，这种分力大于合力的现象在我们的生产和生活中有重要的应用，我们常常用分力大于合力来为人类服务，下面就常见的几种应用举例如下：
一、劈
例1 刀、跑刨等切削工具的刃部叫做劈，劈的纵截面是一个三角形，如图使用劈的两个截面推压物体，把物体劈开，设劈的纵截面是一个等腰三角形，劈背的宽度是d劈的侧面的长度是L。证明：F1 = F2 = F。并说明为什么劈的两侧面之间的夹角越小（即越锋利的切削工具）越容易劈开物体。
证明：根据力的分解法画力F的分力F1、F2的矢量图，有力△OFF2与几何△ABC
相似，得 = 即 = ，F1 = F2 = F
当F一定时，劈的两侧面之间的夹角越小，即d越小，就越大，F1、F2就越大。
即越锋利的切削工具就越容易批劈开物体。
二、简易起重机
例2 某旧厂房里有一台废旧机器，一工人师傅欲将此较重机器提起一定高度，以便用车运走。他在厂房里找来几根足够长的钢丝绳和一只滑轮，将它们在天花板的适当位置和机器上拴好，就顺利地提起了机器。请你想一想这位工人师傅是用什么方法来提吊机器的，在虚线框中画出示意图，并指出他是根据_____________ 原理设计的。
解析：根据力的分解中分力大于合力的原理设计，示意图如右图所示，用一较小的力作用在绳的中点，在绳子与固定点的夹角不大的情况下，产生于绳子上的张力比F大得多的力，这个力就可以把重物提起
三、拉力器
例3、为了把陷在泥坑里的汽车拉出来，司机用一条结实的绳子把汽车拴在一棵大树上，开始时相距12m，然后在绳的中点用400N的力F，沿与绳垂直的方向拉绳，如果中点被匀速拉过60cm,如图8所示，假设绳子的伸长可以不计，求汽车受到的拉力。
解：由力的分解得
F = 2Tcosθ,cosθ = = 0.1
T = = N = 200N
四、测量张力仪
例4 有些人员，如电梯修理员、牵引专家等，常需要知道绳(或金属线)中的张力，可又不便到绳(或线)的自由端去测量．某家公司制造了一种夹在绳上的仪表(图中B、C为该夹子的横截面)．测量时，只要如图示那样用一硬杆竖直向上作用在绳上的某点A，使绳产生一个微小偏移量a，借助仪表很容易测出这时绳对硬杆的压力F．现测得该微小偏移量为a = 12mm，BC间的距离为2L = 0.30m，绳对横杆的压力为F = 3.0×102N，试求绳中的张力F1．
F′ = F
= F1sinα
由于tanα = = 很小，所以可以认为sinα≈tanα =
F1 = ≈1.9×103N
五、压榨机
例5、曲柄压榨机结构示意图如下：A处作用一水平力F，OB为竖直线，若杆与活塞重力不计，两杆AO与OB长度相同，当OB的尺寸为200mm，A到OB的距离为10mm时，求M受到的压力是多少？
解析：力F的作用效果是对AB、AO两杆产生沿杆方向的压力F1、F2，而F1的作用效果是对M产生水平的推力和竖直向下的压力，由图知
tanθ = = 10， F1 = F2 = ，，N = F1sinα = tanα = 5F
简易千斤顶的原理与压榨机的原理相似。这种千斤顶就是用力的分解原理制成的。
L
d
F
N1
N2
A
B
F
F1
F2
C
O
F3.3匀变速直线运动实例——自由落体运动（学案）
[要点导学]
1．物体只在___________________________________________叫做自由落体运动。这种运动只在没有空气的空间里才能发生，我们所研究的自由落体运动是实际运动的一种抽象，是一种理想化的运动模型：忽略次要因素（空气阻力）、突出主要因素（重力）。生活中的很多落体问题，如果空气阻力的作用比较小，可以忽略，物体的下落也可以近似看作自由落体运动。因此，对生活中的落体运动进行理想化处理是有实际意义的。
2．自由落体运动的特点：物体仅受重力作用；初速度v0=____，加速度a=____，即初速度为零的匀加速直线运动。
3．　　　　　　　　　　　　　叫做自由落体加速度，也叫　　　　　　　　，通常用符号_____表示。重力加速度g的方向总是_______________；g的大小随地点的不同而略有变化，在地球表面上赤道处重力加速度最小，数值为________，南、北两极处重力加速度_______，数值为_______；g的大小还随高度的变化而变化，高度越大，g值______。但这些差异并不是太大，在通常计算中，地面附近的g取9.8m/s2，在粗略的计算中，g还可以取10m/s2。
4．自由落体运动是匀变速直线运动在v0=0、a=g时的一个特例,因此其运动规律可由匀变速直线运动的一般规律来推导。
速度公式：vt=gt
位移公式：h=gt2/2
速度与位移的关系式：vt2=2gh
在应用自由落体运动的规律解题时，通常选取　　　　　方向为正方向。
5．重力加速度的测量
研究自由落体运动通常有两种方法：用打点计时器研究自由落体运动和用频闪摄影法研究自由落体运动。研究的原理和过程与前面对小车运动的研究相同，在对纸带或照片进行数据处理，计算物体运动的加速时，可以有下面两种方法：
(1)图象法求重力加速度
以打点计时器研究自由落体运动为例，对实验得到如图2-4-1所示的纸带进行研究。
根据匀变速直线运动的一个推论：在一段时间t内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度，有v1=(x1+x2)/2T， v2=(x2+x3)/2T……求出各计数点的瞬时速度后，由加速度的定义：a=Δv/Δt计算出该物体做匀变速直线运动的加速度；或选好计时起点作v-t图象，图象的斜率即为该匀变速直线运动的加速度。
(2)逐差法求重力加速度
图2-4-1中x1、x2、x3、…、xn是相邻两计数点间的距离,Δx表示两个连续相等的时间里的位移之差,即Δx1= x2-x1, Δx2= x3-x2, ……T是两相邻计数点间的时间间隔且T=0.02n(n为两相邻计数点间的间隔数)。
设物体做匀变速直线运动经过计数点0时的初速度为v0，加速度为a，由位移公式得： x1= v0T+aT2/2，x2= v1T+aT2/2，又因为v1=v0+aT，所以Δx= x2-x1= aT2。因为时间T是个恒量，物体的加速度a也是个恒量，因此，Δx必然是个恒量。这表明，只要物体做匀变速直线运动，它在任意两个连续相等时间里的位移之差就一定相等。
根据x4-x1= (x4-x3)+ (x3-x2)+ (x2-x1)=3aT2，可得：
a1=(x4-x1)/3T2，同理可得：a2=(x5-x2)/3T2 ；a3=(x6-x3)/3T2。
加速度的平均值为：
a=(a1+a2+a3)/3=[(x4-x1)/3T2+(x5-x2)/3T2+(x6-x3)/3T2]/3
=[( x4+x5+x6)- ( x1+x2+x3)] /9T2
这种计算加速度的方法叫做“逐差法”。
如果不用此法，而用相邻的各x值之差计算加速度再求平均值可得：
a=[(x2-x1)/T2+(x3-x2)/T2+(x4-x3)/T2+(x5-x4)/T2+(x6-x5)/T2]/5=(x6-x1)/5T2
比较可知，逐差法将x1到x6各实验数据都利用了，而后一种方法只用上了x1和x6两个实验数据，所以失去了多个数据正负偶然误差互相抵消的作用，算出的a值误差较大，因此实验中要采用逐差法。
[范例精析]
例1：甲球的重力是乙球的5倍，甲、乙分别从高H、2H处同时自由落下（H足够大），下列说法正确的是（ ）
A．同一时刻甲的速度比乙大
B．下落1m时，甲、乙的速度相同
C．下落过程中甲的加速度大小是乙的5倍
D．在自由下落的全过程，两球平均速度大小相等
解析：甲、乙两球同时作初速度为零、加速度为g的直线运动，所以下落过程的任一时刻两者加速度相同、速度相同，但整个过程中的平均速度等于末速度的一半，与下落高度有关。所以正确选项为B。
拓展：自由落体运动是匀加速直线运动的一个特例，其初速度为零、加速度为g，g的大小与重力大小无关。当问题指明（或有明显暗示）空气阻力不能忽略不计时，物体运动就不再是自由落体运动。
例2：水滴由屋檐自由下落，当它通过屋檐下高为1.4m的窗户时，用时0.2s，不计空气阻力，g取10m/s2，求窗台下沿距屋檐的高度。
解析：雨滴自由下落，由题意画出雨滴下落运动的示意图如图2-4-2所示,利用自由落体运动的特点和图中的几何关系求解。
如图2-4-2所示h1=gt2/2……①
h2=gt2/2……②
t2=t1+0.2s……③
h2=h1+L……④
由①②③④解得: g(t1+0.2)2/2=gt12/2+L代入数据得t1=0.6s
所以, h2=g(t1+0.2)2=10×0.82/2=3.2m
拓展：由该问题的解题过程可以看出，利用平均速度来解题比较方便、简捷。请思考：本题有无其它解题方法，如有，请验证答案。
例3：升降机以速度v＝4.9m/s匀速竖直上升，升降机内的天花板上有一个螺丝帽突然松脱，脱离天花板。已知升降机天花板到其地板的高度为h＝14.7m。求螺丝帽落到升降机地板所需时间。
解析：解法一：以地面为参照物求解
（1）上升过程：螺丝帽脱离升降机后以v=4.9m/s初速度竖直向上运动
上升到最高点时间：t1=-v/(-g)=4.9/9.8=0.5s
上升到最高点的位移：h1=(0-v2)/(-2g)=(0-4.92)/(-2×9.8) =1.225m
螺丝帽的运动过程如图2-4-3所示，由图中位移约束关系得：
h1+h=h2+v(t1+t2) 即v2/2g+h=gt22/2+v(t1+t2)
v2/2g+h=gt22/2+v(v/g+t2) 代入数据化简得：t22+t2-2.75=0
解得：t2=1.23 s
因此，螺丝帽落到升降机地板所需时间t=t1+t2 =1.73s
解法二：以升降机为参照物求解
我们以升降机为参考系，即在升降机内观察螺丝帽的运动，因为升降机做匀速直线运动，所以相对于升降机而言，螺丝帽的下落加速度仍然是重力加速度。显然，螺丝帽相对于升降机的运动是自由落体运动，相对位移大小即升降机天花板到其地板的高度。由自由落体运动的规律可得
h＝gt2/2
t＝1.73s
拓展：参考系选择不同，不仅物体的运动形式不同，求解时所用的物理规律也可能不同。选择适当的参考系，往往可以使问题的求解过程得到简化。
[能力训练]
1．某物体从某一较高处自由下落，第1s内的位移是_______m，第2s末的速度是______m/s，前3s 内的平均速度是_________m/s（g取10m/s2）。5,20,15
2．小球做自由落体运动，它在前ns内通过的位移与前（n+1）s内通过的位移之比是_____________。n2/(n+1)2
3．一物体从高处A点自由下落，经B点到达C点，已知B点的速度是C点速度的3/4，BC间距离是7m，则AC间距离是__________m（g取10m/s2）。16
4．一物体从高H处自由下落，当其下落x时，物体的速度恰好是着地时速度的一半，由它下落的位移x=__________H/4
5．关于自由落体运动的加速度g,下列说法中正确的是( B )
A．重的物体的g值大
B．同一地点,轻重物体的g值一样大
C．g值在地球上任何地方都一样大
D．g值在赤道处大于在北极处
6．一个铁钉与一个小棉花团同时从同一高处下落,总是铁钉先落地,这是因为( C )
A．铁钉比棉花团重
B．铁钉比棉花团密度大
C．棉花团的加速度比重力加速度小得多
D．铁钉的重力加速度比棉花团的大
7．甲物体的重力是乙物体重力的3倍，它们从同一高度处同时自由下落，由下列说法正确的是（C）
A．甲比乙先着地
B．甲比乙的加速度大
C．甲、乙同时着地
D．无法确定谁先着地
8．自由下落的物体，自起点开始依次下落相等高度所用的时间之比是（D）
A．1/2 B．1/3 C．1/4 D．(+1):1
9．自由落体运动的v-t图象应是图2-4-4中的( B )
10．一个物体从20m高的地方下落,到达地面时的速度是多大 落到地面用了多长时间 (取g=10m/s2)20m/s,2s
11.气球以4m/s的速度匀速竖直上升,它上升到217m高处时,一重物由气球里掉落,则重物要经过多长时间才能落到地面 到达地面时的速度是多少 (不计空气阻力, g=10m/s2)。7.0s,66m/s
12．如图2-4-5所示,把一直杆AB自然下垂地悬挂在天花板上,放开后直杆做自由落体运动,已知直杆通过A点下方3.2m处一点C历时0.5s,求直杆的长度是多少 (不计空气阻力, g=10m/s2). 2.75m
13．某同学利用打点时器测量学校所在地的重力加速度，得到如图2-4-6所示的一条纸带，测得相邻计数点间的距离在纸带上已标出，已知打点计时器的周期为0.02s；请根据纸带记录的数据，计算该学校所在地的重力加速度为多少？
9.72~9.78m/s2第二章 运动的描述
第2节 质点和位移
一、三维目标
知识与技能
1.通过大量实例，每一个学生都能体会到抓住主要矛盾分析和解决问题的思想，并能说出质点的概念，会确定怎样运动的物体可以当作质点来处理.
2.通过大量实例和问题，每一个学生都会确定位移并会计算位移.
3.通过对位移的学习，明确“像位移一样的有大小，又有方向的物理量”叫矢量，对矢量的更重要的性质将随着后面的学习而深入理解.
过程与方法
通过老师或学生做演示实验，学生分组讨论，自行解释现象并从中提炼出知识，形成概念；会计算位移并能体会到位移的矢量性.
情感态度与价值观
小组合作学习能让每个同学体会到责任和义务以及尊重，学会从别人那里学到长处并体会欣赏别人和帮助别人的乐趣，学会倾听，为学生逐渐形成严谨的科学态度进行点滴积累.
二、教学重点 1.理想化的模型——质点.
2.位移.
三、教学难点 位移和路程的区别.
四、教学过程
导入新课
［教师活动］
1.演示弹簧振子
2.老师从某位置走到另一位置
提示同学们注意观察并分析弹簧振子及老师的运动性质，怎样描述和确定研究对象的位置.
［学生活动］
同学们讨论两分钟，找两个小组的两三位同学描述研究对象的运动性质并确定出他的位置，让其他同学补充完整.
让学生的描述在多方努力的情况下尽量严谨，会用确定坐标系的方法表示出研究对象的位置.
推进新课
［教师活动］在研究老师的运动的时候，通常说的老师的位置在哪，同学们是以老师的哪个部位来衡量的呢？（脚还是头？）
［学生活动］学生讨论得出，以老师的整体或任何一个部分为研究对象都可以，因为老师的各个部分的运动情况完全一样.
对质点概念的形成，提出最初步的印象.
［教师活动］
1.接着研究纸飞机的运动.
2.观察陀螺的运动.
提示学生分析纸飞机、陀螺的运动情况，会确定它们的位置，讨论纸飞机的各个部分运动是否相同.
［学生活动］学生讨论得出：如果研究纸飞机飞行的路径很长的时候可以忽略各部分的差异，如果路线较短，则不可忽略各部分的差异；陀螺运动分析.
得出一般平动或可以忽略自转影响的情况下，物体可以看成质点.
一、质点：物理学中把用来代替物体的有质量的点叫做质点.
把物体看作质点的条件:
物体之间的距离比物体大得多时
如研究地球绕太阳公转时，由于地球和太阳之间的距离比地球直径大得多,因自转引起地球各部分运动的差异对我们研究的问题不起主要作用,因而可以忽略地球的大小和形状，把它当作质点.然而研究地球上昼夜交替时要考虑地球自转,不能把地球看成质点，所以所谓的“大小”是相对要研究对象之间的距离而言的.
物体的运动为平动时
此时物体各部分的运动情况都相同，它的任何一点的运动都可以代表整个物体的运动.
［教师活动］
1.任意抛出乒乓球.
2.再抛纸飞机.
3.以学生自己从起床开始一天的运动为例表示物体的位置.
方法引导
提示：已经可以确定出研究对象的位置，怎样表示出来呢？是用路径好还是用直线好？最好把方向、远近都表示出来.
［学生活动］
学生讨论，得出比较全面的概念，老师明确：位移、矢量.
二、位移：在物理学中采用位移来描述运动物体空间位置的变化.位移通常用符号s来表示.
注意:先得出位移的概念，然后再给它加个“矢量”帽子，明确矢量和标量的区别和联系.
教师精讲
关于位移要弄清以下几点：“位置”在几何图上对应的是点，位移就是针对始末这两个位置而言的，它与路径无关.位移具有大小和方向，是矢量.直线长度表示物体位置变化的大小,直线的方向表示位移的方向.
路程:物体（质点）运动过程中所通过的实际轨迹的长度叫路程.
很明显:路程是标量，只有大小没有方向.路程是沿质点运动轨迹计算的实际长度，与路径有关.由此可见位移与路程是两个完全不同的物理量.
教师精讲
［位移和路程的关系］
（1）位移和路程的区别
位移是矢量,有大小和方向;路程是标量,总是正值.
（2）位移和路程的联系
一般情况下，路程大于位移的大小，只有做直线直进运动,物体的位移的大小才等于路程.位移是一个很重要的概念，有了位移就可以确定运动物体的位置，今后要讲的速度、加速度、功等都是建立在位移的基础上的.路程是建立在路径的基础上的.路径就是物体运动的轨迹，我们通常将物体运动分类就是以运动轨迹为依据的.
矢量和标量
标量是指只有大小，没有方向的物理量.如：质量、时间以及我们学过的功等.与它相对应的是矢量，矢量是指既有大小又有方向的物理量，如力、位移、速度、冲量、动量等等.
［例题剖析1］下列说法正确的是( )
A.凡是轻小的物体都可看作质点
B.物体的运动规律是确定的，与参考系的选取无关
C.物体的位置确定，则位置坐标是确定的
D.如果物体的形状和大小在所研究的问题中属于无关或次要因素，就可以把物体看作质点
教师精讲
物体能否看成质点是由问题的性质决定的，与物体的大小无关，A不正确.物体的运动规律是相对参考系而言的，同一个物体的运动，如果选择不同的参考系，描述的运动规律是不同的，B不正确.只有先确定坐标原点，才能确定某点的位置坐标，C不正确.由以上分析得D正确.
答案：D
［例题剖析2］下列情况的物体，哪些情况可将物体当作质点来处理( )
A.放在地面上的木箱，在上面的箱角处用水平推力推它，木箱可绕下面的箱角转动
B.放在地面上的木箱，在木箱高的中点处用水平推力推它,木箱在地面上滑动
C.做花样滑冰的运动员
D.研究钟表的时针转动的情况
教师精讲
如果物体的大小、形状在所研究的问题中属于次要因素，可忽略不计，该物体就可看作质点.A项中箱子的转动，B项中花样滑冰运动员，有着不可忽略的旋转等动作，身体各部分运动情况完全不同，所以不能看作质点.同理，钟表的时针转动也不能当作质点.B项中箱子平动，可视作质点，故B项正确.
点评：质点作为学生在高中接触到的第一个物理模型，让学生仔细体会，只要把握问题的实质，一般不会很难.
课堂小结
一、质点：物理学中把用来代替物体的有质量的点叫做质点.
二、位移：在物理学中采用位移来描述运动物体空间位置的变化.位移通常用符号s来表示.
三、位移和路程的关系
（1）位移和路程的区别
位移是矢量,有大小和方向;路程是标量,总是正值.
（2）位移和路程的联系
一般情况下，路程大于位移的大小，只有做直线直进运动物体的位移的大小才等于路程.
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板书设计
一、质点：物理学中把用来代替物体的有质量的点叫做质点.
二、位移：在物理学中采用位移来描述运动物体空间位置的变化.位移通常用符号s来表示.
三、位移和路程的关系
（1）位移和路程的区别
位移是矢量,有大小和方向;路程是标量,总是正值.
（2）位移和路程的联系第二节 牛顿第二定律 说课教案
第1课时
知识要点表解
力是使物体产生加速度的原因，物体受到力的作用，就会产生加速度，而物体的加速度不仅与它所受力有关，还与物体质量有关，牛顿第二定律揭示了加速度与力和质量的关系.
牛顿第二定律 文字表述 物体的加速度跟所受外力的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同
公式 F合=ma
单位 F:N m:kg a:m/s2
教材分析
牛顿第二定律是动力学的核心规律，动力学又是经典力学的基础，也是进一步学习热学、电学等其他部分知识所必须掌握的内容.所以，牛顿第二定律是本章的中心内容，更是本章的教学重点.
1.本课以必修教材为依据.实验采用课文所述装置，简单直观，易得出结论.缺点是不够精确，操作亦须谨慎，否则会出现误差较大的情形.重复实验时，也可逆向操作验证.先确定两小车距终点位移，然后放手由同时到达终点验证，操作较容易.有条件的学校可使用气垫导轨、光电门进行精确测量验证.
2.通过定律的探求过程，渗透物理学研究方法，是整个物理教学的重要内容和任务.本节内容即为一典型探求过程:运用控制变量、实验归纳的方法研究三个变量的关系.这种方法在热学中研究p、V、T三量关系，在电学中研究U、d、E的关系等都要用到.这是人类认识世界的常用方法.所以本节课不只是让学生掌握牛顿第二定律，更应知道定律是如何得出的.
3.牛顿第二定律通过加速度将物体的运动和受力紧密联系，使前三章构成一个整体，这是解决力学问题的重要工具.应使学生明确对于牛顿第二定律应深入理解、全面掌握，即理解各物理量和公式的内涵和外延，避免重公式、轻文字的现象.数学语言可以简明地表达物理规律，使其形式完善、便于记忆，但它不能替代文字表述，更不能涵盖与它关联的运动和力的复杂多变的情况,否则就会将活的规律变为死的公式.
设计思路:本节课的设计出发点在于更多地调动学生参与，使其动手动脑，以提高其能力.本节课的关键在于电脑辅助实验数据处理，提高了课堂密度，有可能在一节课内完成讲授与实验.本节课设计时隐含了“假说”——“实验验证”的科学研究方法、电脑辅助实验数据处理，烘托了科学研究气氛.
本节课学生实验器材即学生分组验证牛顿第二定律器材，电脑软件系自制软件:包括表格（输入s1至s6及Ｔ即可算出a，根据a和F或1/M的值即可在图象中描点连线）和图象，也可以用一些现成的软件如Excel等.
学生状态分析
1.学生知道牛顿第一运动定律.
2.知道加速度、速度、位移等概念，掌握加速度的测量方法.
3.会对物体进行正确的受力分析.
三维目标
知识与技能
1.学会用控制变量法探究加速度与力和质量之间的关系.
2.能熟练地应用图象法分析处理数据.
3.理解牛顿第二定律的内涵和外延.
4.会应用牛顿第二定律解释生活中的相关现象，并能运用牛顿第二定律进行定量计算.
5.了解国际单位制的组成并知道力学单位制中的基本单位及导出单位.
过程与方法
1.以实验为基础，通过观察、测量、归纳得到物体的加速度跟它的质量及所受外力的关系，进而总结出牛顿第二定律.培养学生的实验能力、概括能力和分析推理能力.
2.渗透物理学研究方法的教育.实验采用控制变量的方法对物体的a、F、m三个物理量进行研究；运用列表法处理数据，使学生知道结论是如何得出的；认识到由实验归纳总结物理规律是物理学研究的重要方法.
情感态度与价值观
1.通过共同探究，培养学生尊重事实、实事求是的美德.
2.在整个教学过程中，让学生学会科学的发现、分析、研究等方法，培养学生的科学探究能力.
3.在课堂教学中，要经常注意对学生进行德育和美育的教育.
教学设计
教学重点 本节的重点内容是做好演示实验.让学生观察并读取数据，从而有说服力地归纳出a与F和m的关系，即可顺理成章地得出牛顿第二定律的基本关系式.因此，熟练且准确地操作实验就是本课的关键点.同时，也只有讲清实验装置、原理和圆满地完成实验才能使学生体会到物理学研究的方法，才能达到掌握方法、提高素质的目标.
教学难点 牛顿第二定律的数学表达式简单完美，记住并不难.但要全面、深入理解该定律中各物理量的意义和相互关联,牢固掌握定律的物理意义和广泛的应用前景，对学生来说是较困难的.这一难点在本课中可通过对定律的辨析和有针对性的巩固练习加以深化和突破.另外，还有待在后续课程的学习和应用过程中去体会和理解.
教具准备 1.学生分组实验牛顿第二定律器材（木板、小车、打点计时器、电源、小筒、细线、砝码、天平、刻度尺、纸带等）.
2.计算机及自编软件，电视机（作显示器）.
3.投影仪，投影片.
课时安排 1课时
教学过程
导入新课
［教师活动］我们先听英国诗人蒲柏的一段诗:“自然和自然规律，隐藏在黑暗中.上帝说:让牛顿出生吧！于是，一切显先光明.”确实，有力就会运动，没有力就不会运动.这个错误的观点千百年来一直躲藏在黑暗中，一直到牛顿的出现，才使我们真正了解到:力不是维持物体运动状态的原因.而是改变物体运动状态的原因.也就是说力是产生加速度的原因.我们自然会问:力、质量、加速度到底存在什么样的定量关系？先请大家根据生活经验和你所掌握的知识，猜想力、质量、加速度到底存在什么样的定量关系.
推进新课
1.实验:用一根绳子牵引着一个小车在粗糙的水平桌面上匀速运动，然后松开手让车自己运动,然后停下来.
2.学生观察现象后，老师提问这样两个问题:①开始时为什么小车能做匀速运动？②松手后小车为什么还能运动，做什么运动，为什么？
3.如果要想让小车快一点停下来可以采取什么样的方案，回答并设计实验.
4.小车停下的快慢实际上就是它的加速度的表现.
5.影响加速度的因素又会是哪些呢 学生猜测并给出相应的理由.
(学生最终在老师的启发下和同学们的相互讨论下能够猜测到加速度和力以及质量有关，因为力是物体产生加速度的原因.而质量是物体惯性的量度，质量越大惯性越大，物体的运动状态越难改变.)
6.可以通过怎样的方法来研究这个问题呢？
实验与探究
［问题1］加速度可能跟力有关系，同时也可能跟质量有关系，那么到底怎么来判断加速度是不是跟力有关系呢？
学生回答:可以让质量不变，改变力来研究加速度跟力的关系.
同样可以用此方法来研究加速度跟质量之间的关系.
教师在此基础上提出“控制变量法”的思想.
［问题2］加速度如何来测量？能否设计一个实验来测量加速度并研究加速度跟力和质量的关系 学生可以讨论并提出自己的设想.
教师介绍课本中的实验:
在实验中必须能够具体地测出加速度、力和质量这三个量的数值.其中质量和力都有直接测量的工具；加速度虽然不能直接测量，但可以利用打点计时器在纸带上打出的计数点，通过计算得出物体的加速度.所以实验可以这样设计:
如图6-2-1,在水平木板上放置一辆小车,小车的前端系上细绳，细绳的另一端跨过定滑轮并挂一个质量很小的重物.小车的尾部挂上一条纸带，纸带穿过打点计时器.为了消除摩擦力对小车运动的影响，必须将木板无滑轮的一端稍微垫高一些，用重力的分力来抵消摩擦力，直到小车不挂重物时能匀速运动为止.当挂上重物时，只要重物的质量远小于小车的质量，那么可近似地认为重物所受的重力大小等于小车所受的合外力的大小.将小车从某一位置释放，小车在绳子的拉力作用下做匀加速直线运动,利用纸带上打出的点便可算出小车的加速度.
图6-2-1
合作探究
提问:如何测出小车的加速度？（学生回答:可用打点计时器）再追问:测加速度的公式是什么？（学生回答公式.若学生回答不清时，可帮助其答出）
板书：
板书:a=.
(1)加速度与物体受力的关系
保持小车的质量m不变,测出所挂物体的重力，挂上重物后将小车由静止释放，根据纸带上打出的点算出小车的加速度.改变所挂重物的重力，重复几次实验，每次实验时都要将小车从同一位置释放.将几次实验的数据填入表中.
实验次数 加速度a/(m·s-2) 小车受力F/N
1
2
3
（2）加速度与物体质量之间的关系
保持合外力F不变，也就是保持所挂重物的重力不变.测出小车的质量，挂上重物后将小车由静止释放，根据纸带上打出的点算出小车的加速度.通过在小车上叠放砝码的方法改变小车的质量，重复几次实验，每次实验时都要将小车从同一位置释放.将几次实验的数据填入表中.
实验次数 加速度a/(m·s-2) 小车受力F/N
1
2
3
数据分析:为了便于得出正确的实验结论，应利用以上数据分别作出m不变时的aF图象和F不变时的am图象.
图6-2-2
在我们的猜想中，F不变时，m越大，a越小，有可能是成反比关系,可以通过a与1/m的图象关系来验证.
得出结论:
①当m不变时，a与F的关系;
②当F不变时，a与m的关系.
方法点拨
利用图象处理数据是一种常用的重要方法.将实验中得到的数据通过描点作出图象，可以非常直观地看出两个物理量之间的关系，也可以有效地减少实验误差，确定并排除实验中测得的一些错误数据.另外，在实验中如果发现一个量x与另一个量y成反比，那么，x就应与1/y成正比.据此，我们可以将反比函数的曲线转化为正比函数的直线.因为在处理数据时，判断正比图象比判断一条曲线是否为反比函数图象要简单和直观得多.
【牛顿第二定律】
根据实验我们证实了我们的猜想:物体的加速度跟作用力成正比，跟物体质量成反比.这就是著名的牛顿第二定律.
板书：
物体的加速度跟作用力成正比，跟物体质量成反比.
用公式表示为a∝F/m F∝ma
若改写为等式，应乘以系数,kF=kma
如果我们把1 N定义为:使质量为1 kg的物体产生1 m/s2加速度的力为1 N.这时等式左侧为1，等式右侧为k.也就是说我们采用这种定义方式可以使k=1，此时牛顿第二定律的表达式为
板书：
F=ma
讲解:下面我们对牛顿第二定律进行进一步的讨论:首先我们可以注意刚才小车所受到的拉力，实际是小车所受到的合外力，所以牛顿第二定律中的F应为物体受到的合外力.
板书：
(1)F为合外力
其次我们可以注意到小车的加速度方向与拉力方向是一致的，这就是牛顿第二定律的方向性.
(2)a的方向与F一致
另外，物体某一时刻的加速度，只由它此刻的受力决定，而与其他时刻的受力无关，这就是牛顿第二定律的即时性.
(3)即时性
a与F是瞬时对应关系.
同生:一有力作用在物体上，这个力就要产生与之相对应的加速度.
注意:整个物体是否有加速度，则取决于物体受的合外力是否为0.
同灭:力一消失，与之相应的加速度就消失.
同变:力一变化，与之相应的加速度就相应变化.
［例题剖析1］一个静止在水平面上的物体，质量是2.0 kg，在水平方向上受到4.4 N的拉力，物体跟平面间的滑动摩擦力是2.2 N.
（1）求物体在4.0 s末的速度和4.0 s内发生的位移.
（2）如果在2.0 s末将水平拉力撤去，求物体在4.0 s内的位移.
解题思路:研究对象为物体.已知受力，可得物体所受合外力.根据牛顿第二定律可求出物体的加速度，再依据初始条件和运动学公式就可解出前一段运动的加速度.运用同样的思路也可解答后一段运动的滑行距离.
分析:（投影灯片）
解:由于F=4.4 N，f=2.2 N，m=2.0 kg
（1）又知t=4.0 s.
则可由牛顿第二定律求得:
物体运动的加速度为a=（F-f）/m=（4.4-2.2）/2.0 m/s2=1.1 m/s2
根据运动学公式可求得:
物体在4.0 s末的速度为v=at=1.1×4.0 m/s=4.4 m/s
物体在4.0 s内的位移为s=at2/2=1.1×4.02/2 m=8.8 m.
（2）又知t1=2.0 s，t2=4.0 s
物体在2 s末速度为v=at1=1.1×1.0 m/s=1.1 m/s
物体在2.0 s后运动的加速度为a′=-ｆ/ｍ＝-2.2/2.0 m/s2=-1.1 m/s2
物体在4.0 s末的速度为v-t=v+a′(t2-t1)=(1.1-1.1×2.0) m/s=-1.1 m/s
v-t<0，说明物体在4.0 s时已停下,则4.0 s末物体的位移为
s=v2/2a+（0-v2）/2a′=1.21/2.2 m+1. 21/2.2 m=1.1 m.
小结:解决这一类型问题的基本思路是——对研究对象进行受力分析、运动情况分析，先由牛顿定律求出加速度，再根据运动学公式求出要求的量.（板书）
重要意义:具有预见性.
引申:这一类题目是运用已知的力学规律，作出明确的分段.它是物理学和技术上进行正确分析和设计的基础，如发射人造地球卫星进入预定轨道，带电粒子在电场中加速后获得速度等都属这一类题目.
【力学单位制】
前面我们应用F=ma定义了1 N＝1 kg·m/s2，我们在这之前也学习了很多物理量的单位.
教师提问:请学生列举一些前面学习的物理量（力、长度、时间、质量、速度、加速度的单位）
教师提出国际单位制.
板书：
国际单位制是由基本单位和导出单位组成的.
强调指出三个力学基本单位,顺便介绍其他四个基本单位.
板书：
m（长度单位）、kg（质量单位）、s（时间单位）、A(电流单位)、cd（光强度单位）、K（温度单位）、mol（物质的量的单位）.
请学生列举学过的物理公式，通过公式教师讲解并指出:如果已知量的单位是国际单位，那么在计算过程中不必带单位计算，只要在结果中写出待求量的单位即可.
［例题剖析2］一木箱质量为m，与水平地面间的动摩擦因数为μ，现用斜向右下方与水平方向成θ角的力F推木箱，求经过t秒时木箱的速度.
图6-2-3
解:画图分析:木箱受4个力，
将力F沿运动方向和垂直运动方向分解:
水平分力为 Fcosθ
竖直分力为 Fsinθ
据牛顿第二定律列方程
竖直方向 N-Fsinθ-G=0 ①
水平方向 Fcosθ-f=ma ②
二者联系 f=μN ③
由①式得N=Fsinθ+mg,代入③式有f=μ(Fsinθ+mg),
代入②式有ma=Fcosθ-μ(Fsinθ+mg)得a=.
可见解题方法与受水平力作用时相同.
课堂小结
（可引导学生总结）
1.这节课以实验为依据，采用控制变量的方法进行研究.这一方法今后在电学、热学的研究中还要用到.我们根据已掌握的知识设计实验、探索规律是物理研究的重要方法.
2.定义力的单位“牛顿”使得k=1，得到牛顿第二定律的简单形式F＝ma.使用简捷的数学语言表达物理规律是物理学的特征之一，但应知道它所对应的文字内容和意义.
3.牛顿第二定律概括了运动和力的关系.物体所受合外力恒定，其加速度恒定；合外力为零，加速度为零.即合外力决定了加速度，而加速度影响着物体的运动情况.因此，牛顿第二定律是把前两章力和物体的运动构成一个整体，其中的纽带就是加速度.
布置作业
阅读“信息窗”
P121第1、2、3题.
板书设计
牛顿第二定律
1.研究方案:利用实验.
2.m一定时，a与F的关系:a∝F.
3.F一定时，a与m的关系:a∝1/m.
4.牛顿第二定律
（1）内容:
A.文字表述:
B.数学公式:a∝F/m.F=ma
C.力的单位N的定义:1 N=1 kg·m/s2
（2）理解:矢量性 瞬时性
（3）应用:多个力作用下的牛顿第二定律,
平衡状态是牛顿第二定律的特殊情况
5.力学单位制
A.国际单位制是由基本单位和导出单位组成的.
B.m（长度单位）、kg（质量单位）、s（时间单位）、A(电流单位)、cd（光强度单位）、K（温度单位）、mol（物质的量的单位）.
活动与探究
动手做课本119页迷你实验，记录实验现象并解释.牛顿第一定律
教学目标：
一、知识目标
1、理解牛顿第一定律和惯性的概念。
2、知道牛顿第一定律的建立过程。
3、正确理解力和物体运动的关系。
二、能力目标
培养学生的观察能力、思维能力及应用定律解决实际问题的能力。
三、德育目标
使学生学会从纷繁的现象中探求事物本质的科学态度和研究方法。
教学重点 牛顿第一运动定律、惯性
教学难点：对牛顿第一运动定律和惯性的正确理解
教学方法：实验法、阅读法、归纳法
教学用具： 投影仪、投影片、小车、木块、气垫导轨滑块
课时安排：1课时
教学步骤：
一、导入新课
在讲台上放一辆小车，使它处于静止状态提出问题：怎样才能让小车运动起来呢？（学生答：要用力去推它）师讲：从这个例子很容易得到：物体要运动，需要对它施加力的作用，那么力和运动之间关系如何呢？本节课我们就来探究这个问题。
二、新课教学
（一）用投影片出示本节目的学习目标：
1、知道什么是惯性，会正确解释有关惯性的现象。
2、理解牛顿第一定律的内容和意义。
3、知道伽利略和亚里斯多德对力和运动的关系的不同认识，并了解伽利略的理想实验及其主要推理过程和结论。知道理想实验是科学研究的重要方法。
（二）学习目标完成过程：
1、历史的回顾：
①讲：远在两千多年以前，人们已经提出了运动和力的关系问题，可是直到伽利略时代才对这个问题给出了正确的答案。下边请同志们阅读课文有关内容，并回答下列问题。
②用复合投影片概括历史上几位代表人物关于力和运动关系的看法。
代表人物对力和运动关系的看法
代表人物 对力和运动关系的看法
雅里斯多德
伽利略
笛卡儿
亚里斯多德认为：必须有力作用在物体上，物体才能运动，没有力的作用，物体就要静止下来。
伽利略认为：在水平面上运动的物体所以会停下来，是因为受到摩擦阻力的缘故。
笛卡尔认为：如果没有其他原因，运动的物体将继续以同一速度沿着一条直线运动，既不会停下来，也不会改变原来的方向。
③请同志们叙述伽利略的理想实验：
让小球从一个斜面从静止滚下来，小球将滚上另一个斜面，如果没有摩擦，小球将上升到原来的高度。
师总结：伽利略在可靠的实验基础上，推论说：如果减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上达到原来的高度就要通过更长的路程，继续减小第二个斜面的倾角，使它最终成为水平面，小球就再也达不到原来的高度，而沿水平面以恒定速度继续运动下去。
④学生总结伽利略的研究方法，以可靠的事实为依据，抓住主要因素，忽略次要因素，解释自然规律。
⑤用气垫导轨近似地验证上述结论：
把滑块放在一个水气垫导轨上，使滑块和导轨之间形成气层，物体沿这种导轨运动时受到的阻力很小，推动一下物体，可以看到物体沿气垫导轨的运动很接近匀速直线运动。
2、牛顿第一定律：
（1）师讲：伽利略和笛卡尔对物体的运动做了准确的描述，但是没有指明原因是什么，牛顿在前人研究的基础上，结合自己的研究，系统地总结了力学知识，提出了三条运动定律：
（2）牛顿第一定律 ：
一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。
（3）讲解什么是惯性：
物体的这种保持原来的匀速直线运动或静止状态的性质叫惯性，所以牛顿第一又叫惯性定律。
（4）惯性定律和惯性的区别和联系：
a：惯性定律是物体不受外力作用时所遵从的运动规律。
b：惯性是物体的固有属性，一切物体都有惯性。
3：巩固训练：（用投影片出示）
（1）一切物体总保持 状态或 状态，直到有 迫使它改变这种状态为止。
（2）物体保持 的性质叫做惯性，惯性是物体的 ，与物体的运动情况或受力情况 。
（3）伽利略的理想实验说明了 。
4、运用牛顿第一定律解释现象：
（1）演示：在小车上放一方木块，使它们静止在水平桌面上，然后，突然给小车一个推力，观察到木块会向后倾倒。
（2）引导学生对实验现象进行解析：
a：施加推力前，小车和木块处于什么状态？（静止）
b：当给小车施加推力后，分析小车和木块会发生什么变化？——当给小车施加推力后，木块的下部由于摩擦力作用随车前行，而木块的上部由于惯性，仍将保持原来的静止状态，所以会向后倾倒）
（3）巩固训练（用投影片出示）
a：汽车突然开动的时候，乘客会向后倾倒，为什么？
b：汽车突然停止的时候，乘客会向前倾倒，为什么？
三：小结
本节课我们主要学习了以下几个问题：
（1）历史上几位科学家对力和运动关系的看法和研究。
（2）伽利略得到力和运动关系的研究方法。
（3）牛顿第一定律的内容；
（4）惯性及应用惯性知识解决实际问题的方法。
四、作业：
1、阅读本节课文；
2、课本P48练习一①②③④
五、板书设计：
1．伽利略的研究方法——理想实验研究法
2．
3：
六、教学总结：
本节课的特点是对力和运动的关系的正确认识，要受到日常经验的影响，所以在本节课中采用了多联系实际问题加以分析，以使学生澄清错误认识。第二章 运动的描述
第1节：运动、空间和时间
一、教学目标
知识与技能
理解参考系的选取在物理中的作用，会根据实际情况选定参考系
认识一维直线坐标系，掌握坐标系的简单应用
知道时间和时刻的区别和联系
过程与方法
通过参考系的学习，知道从不同角度研究问题的方法，让学生从熟悉的和已知的生活情景出发，体验不同参考系中运动的相对性，揭示参考系在确定物体运动时客观存在的必要性和合理性，促使学生形成勤于思考的习惯，提高学生自主获取知识的能力。
体会用坐标方法描述物体位置时刻与时间的优越性，，增强学生发现问题并力求解决问题的意识和能力。
情感态度与价值观
认识运动是宇宙中的普遍现象，运动和静止的相对性，培养学生热爱自然，勇于探索的精神。
渗透抓住主要因素，忽略次要因素的哲学思想。
渗透具体问题具体分析的辩证唯物主义思想
二、重难点
坐标系表示物体的位置变化是本节课的教学重点，对于在哪些情况下可以把物体看成质点是本节课教学的难点，时间和时刻的概念以及它们之间的区别和联系是难点。
三、教学活动
（一）多媒体显示引出课题
自然界的一切物体都在不停地运动，河水奔流，鸟儿飞翔，车辆行驶，火箭发射，卫星飞行，电子绕核运动……
归纳：
1. 运动是一切物体的固有属性，是物体的存在形式，宇宙中的一切，大到天体，小到分子、原子、都处在永恒的运动中.
2. 物体相对于其他物体的位置的变化，叫做机械运动，简称运动.
（二）怎样描述机械运动？
1. 运动的相对性讨论（师生）
（1）静止是绝对的吗？
（2）描述一辆列车的运动，甲说它向北行驶，乙说它向南后退，这可能吗？
引出参考系概念：
在描述一个物体的运动时，选来作为标准的另外的物体，叫做参考系.
选择不同的参考系来观察同一个运动，观察的结果会有不同.
讨论坐在行驶的车中的乘客
以车厢作为参考系——静止 以地面作为参考系——运动
多媒体显示
4、参考系可以任意选取，但在不同参考系中描述同一个物体的运动，繁简程度不一样，因此，选取参考系应以观察和研究问题方便为准.如
研究地面物体的运动，一般以地面为参考系；
研究月亮或人造卫星的运动，应选取地球为参考系；
研究行星的运动，应选取太阳为参考系.
（三）怎样描述空间位置？
要描述物体的运动,首先要确定物体的位置及位置的变化,如果一个物体沿直线运动,怎样定量地描述物体的位置变化.
如何选坐标轴和正方向？
如何选择坐标原点？
如何确定坐标轴上刻度值？
（直线运动，一般选质点的运动轨迹为坐标轴，运动的方向为坐标的正方向，选取经过坐标轴原点的时刻为时间的起点。）
（画坐标系时，必须标上原点，正方向和单位长度。）
一般来说,要定量地描述物体的位置及位置的变化需要在参考系上建立适当的坐标系
说明：坐标系是固定于参考系上的。
引导:二维平面坐标系，
师：若要确定一架在天空飞行的飞机的位置，如何确定坐标系？
引导：三维坐标系：
说明：有直线坐标系（一维），平面坐标系（二维），空间坐标系（三维）
多媒体：全球定位系统(GPS)
师:请同学们可以查阅相关资料,了解书本介绍的全球定位系统有关知识.
（四）时间的描述
[讨论与交流]
指导学生仔细阅读“时刻和时间间隔”一部分，然后用课件投影展示本校作息时间表．
师：同时提出问题；
1．在我校的作息时间表上，你能找出更多的时刻和时间间隔吗
2．结合教材，你能列举出哪些关于时间和时刻的说法
3．，如何用数轴表示时间
学生在教师的指导下，自主阅读，积极思考，提出问题．
我们开始上课的“时间”：8：00就是指的时刻；下课的“时间”：8：45也是指的时刻．这样每个活动开始和结束的那一瞬间就是指时刻．
我们上一堂课需要45分钟，做眼保健操需要5分钟，这些都是指时间间隔，每一个活动所经历的一段时间都是指时间间隔．
师：根据以上讨论与交流，能否说出时刻与时间的概念．
教师帮助总结并回答学生的提问．
师：时刻是指某一瞬时，时间是时间间隔的简称，指一段持续的时间间隔。两个时刻的间隔表示一段时间．
让学生再举出一些生活中能反映时间间隔和时刻的实例，并让他们讨论．
教师利用课件展示某一时刻表，帮助学生分析车运动情况．
(展示问题)根据下列“车时刻表”中的数据，汽车从才溪到南阳、古田和龙岩分别需要多长时间
3076 站名
08：19 才溪
08：3908：44 南阳
09：2409：30 古田
10：30 龙岩
(教师总结)
师：平常所说的“时间”，有时指时刻，有时指时间间隔，如有人问你：“你们什么时间上课啊 ”这里的时间是指时间间隔吗
（不是，实际上这里的时间就是指的时刻）．
师：我们可以用数轴形象地表示出时刻和时间间隔．
教师课件投放教材图
学生讨论，然后说说怎样用时间轴表示时间和时刻．
（ 时刻：在时间坐标轴上用一点来表示时刻．时间：两个时刻的间隔表示一段时间．一段时间在时间坐标轴上用一线段表示．）
师：为了用具体数字说明时间，必须选择某一时刻作为计时起点，计时起点的选择是人为的．单位秒(s)．
师：下图1—2—1给出了时间轴，请你说出第3秒，前3秒，第3秒初第3秒末，第n秒的意义．
答：
师强调：要在时间轴上表示出时刻、时间：时刻表示为一点，时间表示为一线段。这在以后的直线运动中的速度的研究中，常要用到这两个概念。
（ 五.）课堂小结：
本节学习的参考系的运动 空间和时间概念是运动学甚至整个力学的最重要的概念，并且还提供了重要的科学思维方法，了解参考系的概念，对于观察，比较，研究物体的运动有实际的意义，同学们要明白。
四、板书设计：
1、
概念
研究物体的运动 参照系 同一物体的运动，选择不同参照物，运动描述可以不同
选择参照系的原则
2、坐标
3、时刻、时间的区别
五、课堂达标
1．学习了时间与时刻，蓝仔、红孩、紫珠和黑柱发表了如下一些说法，正确的是…( )
A. 蓝仔说，下午2点上课，2点是我们上课的时刻
B．红孩说，下午2点上课，2点是我们上课的时间
C．紫珠说，下午2点上课，2点45分下课，上课的时刻是45分钟
D．黑柱说，2点45分下课，2点45分是我们下课的时间
答案：A
2．关于时刻和时间，下列说法中正确的是…………………………………( )
A. 时刻表示时间较短，时间表示时间较长 B．时刻对应位置，时间对应位移
C. 作息时间表上的数字表示时刻 D．1 min内有60个时刻
答案：BC
解析：紧扣时间和时刻的定义及位置、位移与时刻、时间的关系，可知B、C正确，A错．一段时间内有无数个时刻，因而D错．
3 [讨论与交流]：我国在2003年10月成功地进行了首次载人航天飞行．10月15日09时0分，“神舟”五号飞船点火，经9小时40分50秒至15日18时40分50秒，我国宇航员杨利伟在太空中层示中国国旗和联合国旗，再经11小时42分10秒至16日06时23分，飞船在内蒙古中部地区成为着陆．在上面给出的时间或时刻中，哪些指的是时间，哪些又指的是时刻
参考答案：这里的“10月15日09时0分”、“15日18时40分50秒”和“16日06时23分”，分别是指这次航天飞行点火、展示国旗和着陆的时刻，而“9小时40分50秒”和“11小时62分10秒”分别指的是从点火到展示国旗和从展示国旗到着陆所用的时间．
（1）要指出时刻、时间间隔在数轴上的表示特点。
（2）时间的单位有 、 、 ，符号分别为 、 、 。
（3）在实验室研究物体运动情况时，需要测量和记录很短的时间，常用 来测量。
8 9 10 t/h
45min 10 45min
上课 下课上课 下课第2节 力的分解
[概念导思]
【分力】
分力：如果几个力同时作用在物体产生的效果跟作用在物体上的一个力产生的效果相同，那么这几个力叫做那个力的分力。
注意：分力和合力是等效替代关系，其作用效果相同，在受力分析或有关力的计算中不能重复考虑。
【力的分解】
求一个已知力的分力叫力的分解。
力的分解是力的合成的逆运算同样遵循平行四边形定则。由于同一条对角线，以作出无数个不同的平行四边形，因而，在分解一个力时，如果没有限制，可以分解为无数对大小、方向不同的力。
针对具体世界情况，分解力是按照力的作用效果来分解，其一般步骤是：
（1）根据力产生的两个作用效果画出两个分力 、 的方向。
（2）把力作为对角线，画出平行四边形，求出分力的大小；或者根据数学知识计算的办法求出分力 和 的大小。
力的正交分解：把一个力沿着两个相互垂直的方向的分解叫力的正交分解。其他矢量如加速度、力的分解也可以正交分解，它是在平行四边形定则基础上发展起来的一种有关矢量的运算的办法，这种方法应用广泛，必须掌握好 。
[例题解析]
例1　（如下甲图）质量为m =1kg的物体，由轻绳悬挂在横梁BC 的端点C ，C点由AC系住，AC 与BC 的夹角，求悬绳AC 和横梁BC 所受的作用力各为多大。
　　解析：连接重物的轻绳对节点C 施加一方向向下的力，由初中学过的平衡条件知其值为=。该拉力产生两个效果，其一是眼AC 方向拉紧AC 绳，其二是沿着BC 方向压BC杆。根据以上两个效果将进行分解（如上乙图），其中 等于AC 所受的拉力，等于BC 所受的压力，由几何关系有：


说明：本题中考查拉力的作用效果是分解拉力的前提。
例1　（如下图）质量为m =1kg的物体，放在一粗糙的水平地方上，物体与地面间的动摩擦因数为，物体与地面间的动摩擦因数为，物体在与水平成 角斜向下的推力作用下沿地面向右运动，求地面对物体的摩擦力。
　　解析：推力产生两个效果：一个是水平向右推动物体运动；另一个是竖直向下压物体，从而使物体与地面间的压力增大，按力的正交分解，把分解成水平的向右的水平分力 ，竖直向下的水平分力 。
物体对地面的压力大小为：
则动摩擦力的大小为：
说明：滑动摩擦力由动摩擦力由动摩擦运输与正压力共同决定，特别是在缺点正压力时，要全面分析各力在垂直接触面方向上产生的效果。第3节 力的平衡·教案
教学目标
一、知识能力目标
1、通过具体事例知道什么叫共点力作用下的平衡状态．
2、通过理论分析和实验探究掌握共点力的平衡条件．
3、会用共点力的平衡条件解决有关平衡问题．
4、用实例了解平衡的种类以及稳度问题.
二、过程与方法目标
1、经历用实验探究方法推理多力作用下的平衡条件．
2、学会用平衡条件解决简单的实际问题，理解基本的思维方式。
三、情感态度与价值观目标
1、领略自然界的奇妙与和谐，发展对科学的好奇心与求知欲．
2、尝试将物理知识应用于生活和生产实践的意识。
教学设计方案
一、复习旧知，引出新课：
提问：什么是共点力？(如果几个力的作用点相同，或作用线交于一点，这几个力就叫做共点力)
教师：今天我们来一起学习共点力作用下的物体平衡以及相关知识。
二、共点力作用下物体的平衡
物体平衡状态的概念教学
1、呈现平衡状态的一些图片（蘑菇石、山西悬空寺、芭蕾舞、自动扶梯等）让学生感受自然界、生活、艺术等不同领域存在的平衡之美；同时初步感知从物理学的角度所谓的平衡状态——静止或匀速直线运动状态。
2、讨论交流
呈现实际例子，反馈学生对概念的理解。
问题：分析下面实际例子中，物体在全过程中的哪些阶段，物体是处于平衡状态？
实例1：飞机从起飞，到一一定的速度平稳飞行，再到降落，最后停留在机场的停机坪上。
实例2：观光电梯从一楼静止开始运动到39楼停止。
学生小组：讨论——交流——表述
3、注意点：
1、物体的瞬时速度为零时与静止是不等价的，这时物体不一定处于平衡状态。例如，将物体竖直上抛，物体上升到最高点时，其瞬时速度为0，但物体并不能保持静止状态，物体在重力作用下将向下运动。
2、物理中的缓慢移动可认为物体的移动速度很小，即要多小有多小，故可认为其移动速度趋于零，因此，习题中出现“缓慢移动”都可理解为物体处于动态平衡状态．
物体平衡状态的条件教学
　　1、理论推理
学生回忆：牛顿第一定律内容
教师引导：如果物体保持静止或者做匀速直线运动，则这个物体处于平衡状态．实际中物体不受任何外力是不可能的，物体所受的合外力等于零时与不受任何外力是等效的。
师生推理1：平衡状态的条件为物体所受的合力为零。即F合=0
师生推理2：从加速度的角度分析，平衡状态的条件。（只能从运动学角度分析，不能从牛顿第二定律角度分析。）
小结：平衡状态的条件为物体的加速度为零。
说明：平衡状态分两种情况：一种是静态平衡状态，此时，物体运动的速度v=0,物体的加速度 a=0；另一种是动态平衡，此时，物体运动的速度v≠0,物体的加速度 a=0．
2、实验探究
器材：钩码（50g）若干，细线，小钢丝环，弹簧称两个（教师演示和学生实验视具体情况）
探究过程：
（1）探究二力平衡。如图1操作（可以改变钩码个数）
（2）探究三力平衡（研究对象为重力忽略的小钢丝环）。如图2操作
◆作图探究1：学生据实验数据，用平行四边形定则作图，探究小钢丝环的平衡条件。
◆作图探究2：学生据实验数据，用平行四边形定则作图，探究一条规律：物体在三个共点力作用下处于平衡状态时，其中任意两个力的合力一定跟第三个力大小相等、方向相反、作用在统一条直线上。
教师：用flash动画演示，给学生有系统连贯的感性认识。
◆分析推广：n个力平衡：其中任意（n-1)个力的合力与第n个力大小相等，方向相反，作用在同一直线上
◆拓展教学：（视学生情况取舍）其实，当物体在多个点力作用下处于平衡状态时，如果通过平移力的作用线，使之首尾相接，必然会构成一个封闭的多边形。我们根据能否构成一个封闭的多边形，来探究物体平衡状态的条件。
教师：用flash动画演示，给学生展示平移的过程，对“构成一个封闭的多边形”有更加直观的感受和深刻理解。
物体平衡状态的条件应用教学
例题：用绳子将鸟笼挂在一根横梁上，如图所示，若鸟笼重19.6N，求绳子OA和OB的拉力各是多大。
详细解答见教材
教师：注意解题规范和思路分析过程。
◆引申教学：（据教学具体情况进行取舍）
①用分解法求解。②用正交分解法求解
◆变式教学：（据教学具体情况进行取舍）
变式1：三段绳子的最大承受力相同，当鸟笼重力越来越大时，哪段绳子先断？
变式2：将OB绳子移到水平位置，OA的方向不变，求这时绳子OA和OB的拉力各是多大。
教师引导学生总结解题的基本思路：
第一步确定研究对象。根据题意将处于平衡状态的物体或结点作为研究对象，通常用隔离体法将确定的研究对象从它所处的环境中隔离出来．
第二步进行受力分析。作出研究对象的受力图．这一步是解题成败之关键，务必细致周到，不多不漏．（判断分析的力是不是正确，可用假定拆除法和条件法来处理）
第三步应用平衡条件。根据物体平衡的充要条件列出平衡式子（或方程组），运算求解．对结论进行评估．必要时对结论进行讨论．
三、平衡的种类和稳度
物体平衡的种类教学
教师演示：用带凹槽铝塑板做成轨道，演示如图实验。
从观察现象得到结论：
1、不稳定平衡：如A球，当物体稍微偏离平衡位置一点，重心位置下降，就会失去平衡，且不能自动回到原来的平衡位置，这样的平衡叫不稳定平衡。
2、稳定平衡：如B球，当物体稍微偏离平衡位置一点，重心位置上升，就会失去平衡，但能自动回到原来的平衡位置，继续保持平衡，这样的平衡叫稳定平衡。
3、随遇平衡：如C球，当物体稍微偏离平衡位置一点，重心位置既不降低也不上升，物体始终保持平衡状态，这样的平衡叫随遇平衡。
稳度教学
制作“平衡针”来演示，说明物体重心越低，支持面越大，物体越稳定。
实验目的：观察物体的重心和稳度
实验内容和现象：
把一根细铁丝从软木塞的中心穿过．在针的一端插上一个泡沫球．再另外取一根细铁丝，穿过软木塞，并将细铁丝弯曲，在这根细铁丝的两端各插上一个橡胶瓶塞，见上图．注意伸出软木塞的一端不宜太长．将此端放在任何一个凸出点上，该系统都将对支撑点保持平衡．
演示1：如果向上移动软木塞，将使系统失去初始状态的稳定性．若将软木塞下移，特别是使系统的重心低于系统的支撑点的位置，则会显著增强系统的稳定性．这也是赛车的底盘为什么尽可能安装得越低越好得原因．只有这样，赛车在急转弯时才会紧贴地面而不至翻倒．
演示2：如果向上移动软木塞，将使系统失去初始状态的稳定性．若将接触点处的毛衣针折成一个“类似V形的底盘”，则会显著增强系统的稳定性．这就是为什么高大建筑物通常建造成上小下大的原因。
作业：教材P93 5、6、8题
教学流程
教学建议
1、通过实际（生产生活中）的例子来说明怎样的状态是平衡状态，使学生全面理解平衡状态——静止或匀速直线运动．
2、通过理论推理和实验探究共点力作用下物体的平衡条件，以及在实例中的应用，是本节课教学的重点．如何依据平衡条件画受力示意图与列式，对于学生来说是学习中的难点．
3、通过本节例题的教学重在引导学生学习受力分析方法；建议教学中引导学生做出解题基本思路小结．
图2
图1
复习旧知，引入新课
呈现图片，感性认识平衡状态
通过实例，理性分析平衡状态
建立共点力作用下物体平衡状态概念
理论推理，由牛顿第一定律推理平衡条件
实验探究：经历探究三力作用平衡条件
推广得出，n个力作用物体平衡状态条件
实例分析：物体平衡状态条件的应用
实践感受：平衡的种类和稳度牛顿第三定律
三维目标
知识与技能
1.让学生深刻理解物体间的作用是相互的及相互作用力的大小关系.
2.能够利用牛顿第三定律解决生活中遇到的实际问题.
过程与方法 学习研究物理现象，总结规律的方法.
情感态度与价值观 对学生进行创新精神的培养.
教学设计
教学重点 掌握牛顿第三定律
教学难点 区别平衡力和作用力与反作用力.
教具准备 1.对所有的学生进行合理分组.
2.提出问题，设计好学生的活动方案.
3.准备实验所需的各种器材.
课时安排 1课时
教学过程
导入新课
［教师活动］
提出问题1:拍手鼓掌的感觉怎样？
提出问题2:用脚踢球的感觉怎样？
［学生活动］每个小组成员根据自己的体验说出各种感受.
（设计意图:根据学生感受的共性引出物体的作用是相互的，提出作用力与反作用力的概念）
推进新课
［教师活动］左手疼痛，是左手受到力的作用所产生的一种效果，这说明左手受到了力的作用.
问（紧接提）:请你分析一下，这个力是谁施加给它的？（答:右手)
出示:
问:刚才鼓掌时，你的左手痛，那右手痛不痛？（答:也痛)
［教师活动］那也就是说，你的右手也受到了力的作用.
那请你分析一下谁是施力物体.（答:左手)
出示:
小结:左手对右手有力的作用，右手对左手也有力的作用.
问:这说明什么问题？（请学生回答:力的作用是相互的)肯定学生的回答.
一、物体间的作用是相互的
1.两个物体间的作用总是相互的
问:在刚才这个例子中，左手对右手有力的作用，右手对左手也有力的作用，这里出
现了几个力？答:两个.（强调:两个力,F1、F2）
引:这说明物体间的作用力总是成对出现的.
问:自然界的作用力的个数若用数学中的方法怎么表示？答:2 N，必然是偶数.
引:物体间的作用力总是成对出现的，两个物体间相互作用的这一对力，叫做作用力
与反作用力.若把其中一个力叫做作用力，则另一个就叫做反作用力.(电脑出示)
2.两个物体间相互作用的这一对力，叫做作用力与反作用力.若把其中一个力叫做作用力，则另一个就叫做反作用力.
今天我们要学习的牛顿第三定律就是研究两个物体间的一对作用力与反作用力的规律.
二、牛顿第三定律
［教师活动］
提出问题3:如果班级中力气大的同学与力气小的同学进行拔河比赛，预测比赛结果.
合作探究
学生活动:学生分小组开始实验；力气大的同学穿上旱冰鞋（或站在比较光滑的平面上）重复实验.
（设计意图:让学生亲自去体会作用力与反作用力大小的定性关系）
自然界的物体是相互联系、相互影响、相互作用的.
举例:
地球对人有吸引作用，人对地球也有吸引作用重力的作用是相互的;用手打排球弹力的作用是相互的;刹车时车轮受地面的摩擦而停止摩擦力的作用是相互的;同名磁极相斥，异名磁极相吸磁力的作用是相互的;带电的通草球之间的作用静电力的作用是相互的.
［教师活动］提出问题4:设计实验探讨作用力与反作用力的定量关系（提供学生实验所需的测量器材如弹簧秤）,并亲自去指导每个小组的实验.
［学生活动］学生以小组为单位进行设计、实施实验.
（设计意图:让学生自己去探究本节课的重点并能分析实验得出结论）
教师精讲
结论:学生根据自己的实验得出结论，教师加以恰当的指导，最后给出完整的牛顿第三定律.
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.
强调说明:任何情况都是如此.
讨论:A.以卵击石；B.以拳击脸.
注意:（1）反向性——作用力和反作用力方向相反；
（2）相等性——作用力和反作用力大小总相等；
（3）同时性——作用力和反作用力同时产生，同时消失；
（4）同性质——作用力和反作用力性质相同.
合作探究
作用力与反作用力和一对平衡力的区别:
作用力与反作用力 一对平衡力
作用在不同的物体上，效果不可抵消 作用在同一个物体上，效果可以抵消
性质相同 性质不一定相同
同时产生，同时消失 不一定同时
一个力只有一个反作用力 一个力的平衡力有可能不止一个
知识拓展
解决实际问题:分析马拉车和车拉马的力的大小关系；分析人走路的受力情况.
（最好让学生提出生活中涉及到的有关牛顿第三定律的问题）
课堂小结
这节课我们认识了作用力和反作用力，而这节课的重点是了解牛顿第三定律.牛顿第三定律揭示了作用力与反作用力之间的关系,说明作用力与反作用力是大小相等、方向相反，作用在同一条直线上的,以及作用力与反作用力的相互性、同时性和同一性.并要注意作用力与反作用力跟我们初中学过的一对平衡力的区分.我们可以根据作用力与反作用力的性质来区分.
［例题剖析1］ 一个大汉（甲）跟一个女孩（乙）站在水平地面上手拉手比力气，结果大汉把女孩拉过来了.对这个过程中作用于双方的力的关系，不正确的说法是( )
A.大汉拉女孩的力一定比女孩拉大汉的力大
B.大汉拉女孩的力不一定比女孩拉大汉的力大
C.大汉拉女孩的力与女孩拉大汉的力一定相等
D.只有在大汉把女孩拉动的过程中，大汉的力才比女孩的力大，在可能出现的短暂相持过程中，两人的拉力一样大
分析:作用力与反作用力总是大小相等的.大汉与女孩手拉手比力气时，无论是在相持阶段还是女孩被大汉拉过来的过程中，大汉拉女孩的力与女孩拉大汉的力的大小总是相等的，所以说法B、C正确.
答案:AD
说明:既然大汉拉女孩和女孩拉大汉的力一样大，大汉为什么能把女孩拉过来呢？关键在于地面对两者的最大静摩擦力不同.如图6-3-1分别画出两者在水平方向上的受力情况，显然，只有当f甲＞f乙时，女孩才会被大汉拉过来.如果让大汉穿上溜冰鞋站在磨光水泥地上，两人再比力气时，女孩就可以轻而易举地把大汉拉过来.
图6-3-1
［例题剖析2］一辆汽车沿山坡加速上行，不计空气阻力，汽车受到哪几个力？指出各个力的反作用力.
分析:以汽车为研究对象，根据对汽车发生作用的物体，找出汽车受到的力，然后由“甲对乙和乙对甲”的关系，找出各自的反作用力.
解答:汽车受到的力和各个力的反作用力列表如下:
汽车受到的力 对应的反作用力
地球对汽车的重力G 汽车对地球的吸引力G′
山坡对汽车的支持力N 汽车对山坡的压力N′
山坡对汽车的摩擦力f 汽车对山坡的摩擦力f′
山坡对汽车的牵引力F 汽车对山坡的推力F′
画出汽车和山坡隔离体的受力图，如图6-3-2所示.
图6-3-2
说明:常有些学生会把汽车受到的牵引力，说成是“发动机对汽车的力”，这是不正确的.发动机作为汽车的一部分，它与车身之间的作用力是内力，根据牛顿第二定律，内力不可能使整体产生加速度.这正像自己用手揪住头发向上拉，不会使自己离开地面一样.
汽车前进的机理是:发动机工作，通过传动装置带动车轮旋转，车轮旋转时力图把地面向后推，地面施力使车向前，正像人行走时也是依靠从地面获得推力一样.
［例题剖析3］如图6-3-3所示，用弹簧秤悬挂一个重力为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6-3-3
A.保持不变 B.增加10 N C.增加6 N D.增加4 N
分析: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=G=T′=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.通过水和缸的传递，对台秤产生附加压力.所以，台秤的示数增加4 N.
答案:D
说明:任何力都是成对出现的，对液体和气体的作用同样遵循着牛顿第三定律.本题可以通过实验精确验证，请同学们自己去完成.
讨论:牛顿第三定律中的作用力与反作用力，指的都是实际物体间的相互作用力，每一个力都有明确的施力者与受力者.它们不同于在力的分解与合成中，根据力的作用效果而引入的“合力”与“分力”.因此，合力与分力都没有单独的反作用力.
布置作业
根据本课和以后的学习要求提出以下两个作业:
（1）分析火箭为什么能够升空；
（2）总结区分牛顿第三定律和二力平衡.
思考题:
1.甲、乙两位同学在课间休息时相互打闹，甲失手将乙打痛了.甲狡辩说:“力的作用是相互的，我给了你多大的力，你同样给了我多大的力；我把你打痛了，你同样也把我打痛了.”你对此如何评判？
2.在拔河比赛中，甲队胜了乙队，是不是由于甲队作用于乙队的力大于乙队作用于甲队的力.为什么？如果不是那是由于什么原因
教材习题讲解
1.答:1.棒球 2.直升机 3.火箭
4.斜面上推物体 5.手推车 6.踢球 7.跑步8.起吊重物……
2.答:当人在船上跑的时候，船对人有一个向前的静摩擦力，对人来说是动力；同样人对船也有一个反作用力,此力对船来说也是动力,故人加速跑的同时船也反向加速运动.
3.答:此题主要是让学生区别一对平衡力和一对作用力、反作用力的不同.这两对力的区别在于1.前者不一定是同性质的力,后者一定是同性质的力;2.前者力的作用点在同一个物体上,而后者则在不同物体上.故A对.
板书设计
牛顿第三定律
一、力是物体间的相互作用
二、作用力与反作用力
三、牛顿第三定律
相互性、同时性、同一性
四、平衡力跟作用力和反作用力的区别5.1 力的合成 教案
一、教学内容分析
1．内容与地位
在《普通高中物理课程标准》共同必修模块物理一的内容标准中涉及本节内容有“通过实验，理解力的合成与分解，区分矢量与标量，用力的合成与分解分析日常生活中的问题” 。该条目要求学生通过实验对力的合成与分解的学习应达到理解的水平，并能用力的合成与分解分析日常生活中的问题，这体现了关注物理与生产、生活的联系。
“力的合成”这一节研究的是力的等效关系，依据等效思想总结出力的平行四边形定则。教学中应让学生体会运用“等效” 思想研究问题是物理学研究中的一种重要方法。平行四边形定则是矢量运算普遍遵循的法则，而矢量运算贯穿高中物理始终，因此，本节内容为以后学习速度、速度的变化，动量、动量的变化等矢量及其运算奠定了基础，它具有承上启下的作用。教学设计应注重学生知识的形成过程和对知识的真正理解。采用实验探究的学习方式，培养学生收集信息、处理信息、分析论证的能力，养成事实求实的科学态度和良好的合作习惯。
教学目标
力的效果正确理解和掌握合力和分力的概念；
过实验探究平行四边形定则,能应用平行四边形法则分析合力和分力的的关系；
用作图法求合力，会用直角三角形知识计算合力；
培养实验动手能力及分析实验数据能力,能运用等效的方法解决问题的能力；
养成良好的思维习惯和实事求是的科学态度。
3．教学重点、难点
本节课的重点是通过实验探究归纳总结出力的平行四边形法则
能从力的效果正确理解和掌握合力和分力的概念是本节课的难点；同时，由代数求和扩充到矢量求和，既是知识的跨越，也是概念的延伸，必然给初学者带来难度。二、案例设计
引入教学：正确理解和掌握合力和分力的概念
教师：经验告诉我们，一个砝码可以用一根细线提起来，也可以用两根细线提起来，其效果完全一样，如图1所示。 如果一个力作用在物体上产生的效果跟几个力共同作用在物体上产生的效果相同，这个力就叫做那几个力的合力，而那几个力就叫做这个力的分力。上例中F就是F1、F2的合力，F1 、F2就是F的分力。求F1、F2两个力的合力F的过程，就叫做二力的合成。
2．问题情境创设：取一个质量较大的砝码放在桌面上. 要用细棉线把它提起来，用一根线易断还是两根线易断？
预测：学生可能回答是一根线易断。
实验演示：用一根细线可将砝码稳稳地提起，而用两根同样的细线(故意使两线间有一较大夹角)提砝码时，细线断开了．
教师问：为什么两根线的作用效果反而不如一根线呢？
说明：这一“悬念”的创设在学生的大脑里立即产生了撞击，思维被迅速地激活，学生的求知欲望油然而升。
引入课题：互成角度的两个力的合力跟两个分力的关系
教师问：同学们猜测一下合力和分力之间可能存在什么关系？
预测：合力大小比每个分力大小都大？
合力大小等于两分力大小之和？
合力大小总小于两分力大小之和？
合力和两分力的关系构成平行四边形？合力为其中一条对角线？
······
教师：今天我们要通过实验来研究这个问题。
4．请同学们根据所提供的实验器材，设计一个能证实自己猜想的实验方案
[实验器材] ①木板一块；②弹簧秤两个；③细绳两段；④橡皮条一段；⑤白纸；⑥铅笔；⑦尺；⑧量角器；⑨图钉。
说明：弹簧秤可以只用一个，分别测出两个分力，虽然操作较麻烦，但可避免两个测力计的不一致性带来的系统误差。
（增加师生互动的过程，描述学生是怎样讨论发现问题，最终形成正确的方案）启发学生：用橡皮筋来表示力的作用效果，将橡皮筋一端固定在M点，第一次用互成角度的两个力F1、F2共同作用，将橡皮筋的另一端拉到O点；第二次只用一个力，也将橡皮筋的另一端拉到O点。如图1、图2。


由于两次产生的效果相同（都将橡皮筋的另一端拉到O点），图2所示的F就是图1所示的那两个力F1、F2的合力，而F1、F2就叫这个力F的分力。
教师问：那么怎样确定两个分力F1、F2的大小、方向呢？
启发学生：
①确定分力的大小：(边演示边讲解两人如何分工合作)一位同学用两只弹簧秤分别钩挂细绳套，同时用力互成角度地拉橡皮筋，使橡皮筋的另一端伸长到O点；另一位同学用笔分别记下两个弹簧秤的读数。这就是分力的大小。同时提醒学生拉动橡皮筋时，要使两只弹簧秤与木板平面平行。
②确定分力的方向：分力的方向分别沿细线方向，另一位同学用笔分别记下两个弹簧秤的读数的同时还要标记每条细线方向，标记每条细线方向的方法是使视线通过细线垂直于纸面，在细线下面的纸上用铅笔点出两个定点的位置，并使这两个点的距离要尽量远些，沿所标明的两个定点画出细线方向，即为分力的方向。
教师问：怎样确定合力F的大小、方向呢？
引导学生回答：用一只弹簧秤通过细绳套也把橡皮筋拉到位置O，弹簧秤的读数就是合力的大小，细绳的方向就是合力的方向。
确定合力的大小和方向：一位同学用一只弹簧秤通过细绳套也把橡皮筋拉到位置O，另一位同学用笔记下细绳的方向，并记下弹簧秤的读数。这就是合力的方向、大小。注意强调前后两次实验O点应该重合。
5．学生分组动手实验
(观察学生实验情况)
说明：经验得知两个分力F1、F2间夹角θ越大，用平行四边形作图得出的合力F的误差也越大，所以实验中不要把θ角取得太大，一般不大于90°为最佳，为了直观地看出分力可能大于合力，可以使其中一次两个分力的夹角大于120°。可将学生分成4组，θ角分别取30°、45°、60°、135°。
6．对实验结果进行交流
到此为止，我们已经确定了两个分力以及它们的合力的大小、方向。为了弄清楚两个力的合力与分力的大小、方向的关系，我们可以用力的图示法形象地将分力和合力的大小、方向表示出来。选择适当的标准长度(3cm长的线段表示1N力)，利用三角板，从O点开始，用力的图示法分别表示两个分力及合力的大小、方向。注意标准长度要一致。
选出典型，投影讲评。
7．总结实验结果
经过前人多次的、精细的实验，最后确认，对角线的长度、方向，跟合力的大小、方向一致，即对角线与合力重合，也就是说，对角线就表示F1、F2的合力。可见求互成角度的两个力的合力，不是简单地将两个力相加减，而是(可以)用表示两个力的有向线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向。这就是平行四边形定则。如图5所示。
提问：有没有同学实验结果是对角线与合力相距比较远？
有这种情况很正常，一个规律的得出，是由很多人在很长时间里，进行了许多次实验，才能总结出来，并要经得起实践检验。因此，一个规律，并不是通过一次实验就能得到的。如果有同学实验结果是对角线与合力相距比较远，不要着急，课下我们一起来看看问题出在哪里。
9．小结
(1)互成角度的两个力的合成，不是简单地利用代数方法相加减，而是遵循平行四边形定则。即合力F的大小不仅取决于两个分力F1、F2的大小，而且取决于两个分力的夹角。
现在，就来观察一下合力与分力大小、方向的关系的动态情景。
[电脑演示]
合力F与两个分力F1、F2的大小的关系；
合力F与两个分力F1、F2的夹角的关系。
说明：没有条件的学校可用自制教具演示合力与分力大小、方向的关系的动态情景。
（2）如何求出三个分力F1、F2、F3的合力？
10．作业(略)
三、案例评析
1．本节课开始创设了一个问题情境：取一个质量较大的砝码放在桌面上，要用细棉线把它提起来，用一根线易断还是两根线易断？这个问题情境既是学生熟悉的现象，又能产生冲突，学生会产生强烈的求知欲望。
2．本节课的重点是通过实验归纳总结出力的平行四边形法则．矢量的运算法则是矢量概念的核心内容，又是学习物理学的基础，对于初上高中的学生来说，是一个大的飞跃，学生刚开始接触矢量的运算方法，定会出现许多困难，教师遵循学生的认知特点，从能够感知和理解的日常现象和规律出发，引出合力与分力的概念，采用实验探究的学习方式，通过“猜想、实验、归纳总结”的过程，自己得出互成角度的两个力的合成所遵循的平行四边形定则。这一过程着重培养学生的分析论证的能力，养成科学态度和合作的良好习惯。教学设计注重了学生知识的形成过程和对知识的真正理解。
实际教学中，可能部分学生事先看了课本的结论，“猜测”、“探索”的成分会大大降低，更多的还是在“验证”，但是学生经历了亲自动手探索的过程，不但可以使所学的知识得以领悟，还有利于提高他们学习物理的兴趣。从这个意义上看，这个实验的价值就不言而喻了。第3节 牛顿第三定律
【学习目标 细解考纲】
1．知道力的作用是相互的，理解作用力和反作用力的概念。
2．理解牛顿第三定律，并能应用它解释生活中的问题。
3．能区别平衡力和作用力、反作用力。
【知识梳理 双基再现】
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_________，方向________，作用在________________。如汽车的发动机驱动车轮转动，由于轮胎和地面间的摩擦。车轮向后推地面，地面给车轮一个向前的___________，使汽车前进。汽车受到的牵引力就是这样产生的。
【小试身手 轻松过关】
1．下列的各对力中，是相互作用力的是（ ）
A．悬绳对电灯的拉力和电灯的重力 B．电灯拉悬绳的力和悬绳拉电灯的力
C．悬绳拉天花板的力和电灯拉悬绳的力 D．悬绳拉天花板的力和电灯的重力
2．用绳悬挂一重物，当重物处于平衡状态时，重物所受重力的平衡力是____________，重力的反作用力是_______________。
3．浮在水面上的木块所受重力的反作用力为_____________________，方向___________，木块所受浮力的反作用力为_______________，方向_______________。
4．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，后有反作用力
B．只有物体静止时，才存在作用力与反作用力
C．只有物体接触时，物体间才存在作用力与反作用力
D．物体间的作用力与反作用力一定是同性质的力
5．一小球用一细绳悬挂于天花板上，以下几种说法中正确的是（ ）
A．小球所受的重力和细绳对它的拉力是一对作用力和反作用力
B．小球对细绳的拉力就是小球所受的重力
C．小球所受重力的反作用力作用在地球上
D．小球所受重力的反作用力作用在细绳上
6．关于作用力、反作用力和一对平衡力的认识，正确的是（ ）
A．一对平衡力的合力为零，作用效果相互抵消，一对作用力与反作用力的合力也为零，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
7．甲、乙两人发生口角，甲打了乙的胸口一拳致使乙受伤。法院判决甲应支付乙的医药费。甲狡辩说：“我打了乙一拳，根据牛顿的作用力与反作用力相等，乙对我也有相同大小的作用力，所以，乙并没有吃亏。”那么这一事件判决的依据在哪里？
A．甲打乙的力大于乙对甲的作用力，判决甲付乙的医药费
B．甲打乙的力等于乙对甲的作用力，但甲的拳能承受的力大于乙的胸能承受的力，乙受伤而甲未受伤，甲主动打乙，判决甲支付乙的医药费
C．甲打乙的力等于乙对甲的作用力，甲的拳和乙的胸受伤害程度不相同，甲轻而乙重，判决甲付乙的医药费
D．由于是甲用拳打乙的胸，甲对乙的力远大于乙胸对甲拳的作用力，判决甲付乙的医药费
8．机车A拉着一节车厢B向右行驶。用FAB和FBA分别代表A对B和B对A的作用力。已知B行驶时受到的阻力F阻=2.0×103 N。画出题中情境的草图，回答以下问题。
（1）A拉B匀速行驶时，FAB与F阻有什么关系？FAB和FBA有什么关系？（要说明大小和方向两方面的关系，并说明回答的根据。）
（2）A拉B加速行驶时，FAB和F阻有什么关系？FAB和FBA有什么关系？若车厢B的质量是4.0 t，加速度a是0.3 m/s2，FAB和FBA各等于多少？
【名师小结 感悟反思】
1．一对作用力和反作用力与一对平衡力的区别
一对作用力和反作用力 一对平衡力
共同点 大小相等、方向相反、且作用在一条直线上
不同点 作用对象 两个力分别作用在两个物体上 两个力作用在同一个物体上
作用时间 同时产生，同时变化，同时消失 不一定同时产生或消失
力的性质 一定是同性质的力 不一定是同性质的力
2．牛顿第三定律提示了力的作用的相互性，即两个物体间只要有力的作用，就必然成对出现作用力和反作用力，理解这种相互作用关系，对解决受力分析问题有很大帮助。另外，在求解某力大小时，可以通过转换研究对象分析该力的反作用力求解。
牛顿第三定律
1．B 2．绳子对重物的拉力 重物对地球的吸引力
3．木块对地球的吸引力 竖直向上 木块对水的压力 竖直向下
4．D 5．C 6．B
7．B
8．（1）因为A拉B匀速运动，即物体处于平衡状态，因此B车厢所受的合力为零，故FAB=F阻。而FAB与FBA是一对相互作用力，根据牛顿第三定律，它们总是大小相等方向相反。
（2）因为A拉B加速行驶，根据牛顿第二定律：
FAB-F阻=ma，所以FAB>F阻。
而FAB与FBA是一对相互作用力，根据牛顿第三定律，
它们总是大小相等方向相反。
由牛顿第二定律：FAB-F阻=ma
FAB=ma+F阻=4.0×103×0.3N+2.0×103N=3.2×103N
由牛顿第三定律：FAB与FBA是一对相互作用力，它们总是大小相等方向相反。即
FAB=FBA=3.2×103N第3节 《力的平衡》学案
【学习目标】
1、知道共点力作用下的平衡状态．
2、通过理论分析和实验探究掌握共点力的平衡条件． 3、用实例了解平衡的种类以及稳度问题.
【学习重点】
共点力作用下物体的平衡状态。 2．共点力的平衡条件。
【知识要点】 1．什么是共点力：
几个力都作用在物体的同一点，或者它们的作用线相交于同一点，这几个力就叫做共点力。
2．物体在共点力作用下的平衡状态。
一个物体在共点力的作用下，如果保持静止或者做匀速直线运动，我们就说这个物体处于平衡状态。
3．在共点力作用下物体的平衡条件是合力为零。
推论：若物体在共点力作用下而平衡，则其中的某个力一定与其余的力的合力等值反向。 4．平衡状态的二个特征是：
① 加速度a = 0； ② 速度υ恒定；
5．物体所受的合力为零，在正交分解时常采用：
①Fx合=0； ②Fy合=0
6．平衡的种类和稳度
（1）不稳定平衡：如A球，当物体稍微偏离平衡位置一点，重心位置下降，就会失去平衡，且不能自动回到原来的平衡位置，这样的平衡叫不稳定平衡。
（2）稳定平衡：如B球，当物体稍微偏离平衡位置一点，重心位置上升，就会失去平衡，但能自动回到原来的平衡位置，继续保持平衡，这样的平衡叫稳定平衡。
（3）随遇平衡：如C球，当物体稍微偏离平衡位置一点，重心位置既不降低也不上升，物体始终保持平衡状态，这样的平衡叫随遇平衡。
【问题探究】
【问题1】物体的瞬时速度为零时物体一定处于平衡状态吗？
物体的瞬时速度为零时与静止是不等价的，这时物体不一定处于平衡状态。例如，将物体竖直上抛，物体上升到最高点时，其瞬时速度为0，但物体并不能保持静止状态，物体在重力作用下将向下运动。
【问题2】缓慢移动的物体能否视为平衡状态？
物理中的缓慢移动可认为物体的移动速度很小，即要多小有多小，故可认为其移动速度
趋于零，因此，习题中出现“缓慢移动”都可理解为物体处于动态平衡状态．
【典型例题】
例1 质量为m的木块，被水平力
F紧压在倾角θ=60°的固定木板上，如图1a所示，木板对木块的作用力为多大？
[析与解]块受力如图1b所示，首先要明确
①“木板对木块的作用力”指的应是木板对木块的摩擦力和弹力的合力N；
②“紧压”说明了木块处于静止状态.这样就可以认为木块在重力mg、F、N的作用下而平衡，N′=N，由“勾股定理”可得， 图1a 图1b
N′=
即N=
答案：
例2，质量为m的物体，在沿斜面向上的恒力F的作用下，沿倾角为θ的斜面匀速向上运动。已知斜面与物体间的动摩擦因数为μ，求外力F的大小。
[析与解]物体受力如图2b所示，则 沿斜面方向 mgsinθ + f = F 垂直于斜面方向 N = mgcosθ 又 f= μN 联立解得
F = mgsinθ + μmgcosθ
答案： mgsinθ + μmgcosθ
【规律总结】
（1）分析物体在多个不在一条直线上的共点力作用下平衡的问题时常用正交分解法，本题中A受的力除F′外均在x轴和y轴方向上，题目要求x轴方向的拉力F的取值，所以需要将F′分解到x轴和y轴方向，便可列Fx合 = 0，Fy合 = 0的平衡方程。
（2）求解这类物理量取值范围的问题，关键是确定其临界值。
（3）静摩擦力是一种被动力，在物体受力情况发生变化时，它可以改变方向，并在一定范围内改变大小。另外，静摩擦力大小不能用f = μN计算，只能通过物体受力情况的变化去判断静摩擦力大小的改变。
【反思】
【达标训练】
1． 下列各组的三个点力，可能平衡的有 （ D ）
A．3N，4N，8N B 8N，9N，20N
C． 6N，7N，18N D 7N，6N，11N
2． 如图所示，《马踏飞燕》是汉代艺术家高度智慧、丰富想象、浪漫主义精神和高超的艺术技巧的结晶，是我国古代雕塑艺术的稀世之宝，飞奔的骏马之所以能用一只蹄稳稳地踏在飞燕上是因为（ D ）
A．马跑得快的缘故
B．马蹄大的缘故
C．马的重心在飞燕上
D．马的重心位置和飞燕在一条竖直线上
3． 如图所示，人站在自动扶梯的水平踏板上，随扶梯斜向上匀速运动，则以下说法正确的是（ A ）
A．人受到重力和支持力的作用 B．人受到重力、支持力和摩擦力的作用 C．人受到的合外力不为零
D．人受到的合外力方向与速度方向相同
4． 如图，把一个质量分布均匀的光滑球放在竖直墙OA与挡板OB之间静止，OA与OB间夹角为θ，把球受的重力G分解为垂直于OA的分力G1和垂直于挡板OB的G2．若把挡板的B端向上移一点，使夹角θ减小一些．则G1与G2的大小的变化情况是（ A ）
A．G1变大，G2变大 B．G1变大，G2变小
C．G1变小，G2变小 D．G1变小，G2变大
5． 如图，重力为G的物体受到与水平成 α角的恒力F的作用，物体沿水平面做匀速直线运动，则（ ACD ）
A．地面对物体的支持力大小等于F – Fsinα．
B．物体对地面的压力大小等于G．
C．物体所受摩擦力大小等于Fcosα．
D．物体与地面之间的动摩擦因数等于Fcosα/G – Fsinα
6． 物体A置于倾斜的传送带上(如图所示)，当传送带向上匀速运动或向下匀速运动时，物体A均与传送带保持相对静止，则以下关于物体A在上述两种情况下受力的描述，正确的是（ D ）
A．只有当A随传送带一起向上运动时，A所受的摩擦力才沿斜面向下 B．只有当A随传送带一起向下运动时，A所受的摩擦力才沿斜面向上
C．当A随传送带一起向下运动时，A不受摩擦力作用
D．无论传送带向上或向下运动，传送带对A的作用力均相同
7． 在倾角为α的斜面上，放一个光滑的质量为m的小球，球被竖直的木板挡住，如图，如果斜面与木板间都是光滑的，则球对斜面的压力大小为
（ B ）
mg
A．mgcosα B． C．mgtanα D．mg
cosα
8． 如图，用细线悬挂一个均质小球靠在光滑竖直墙上，如把线的长度缩短，则球对线的拉力F、对墙的压力N的变化情况正确的是（ D ）
A．F、N都不变 B．F减小，N增大 C．F增大，N减小 D．F、N都增大
9． 如图，物体M静止于水平放置的木板上，在木板的倾角缓慢增大直到M开始滑动之前的过程中，物体对木板的压力N和M所受的摩擦力f的变化是（ C ）
A．N、f都增大 B．N、f都减小 C．N减小，f增大 D．N增大，f减小第2节 牛顿第二定律
【学习目标 细解考纲】
1．理解牛顿第二定律的内容，知道其表达式的确切含义。
2．知道力的国际单位“牛顿”的定义。
3．会用牛顿第二定律进行计算。
【知识梳理 双基再现】
1．牛顿第二定律的内容和公式
牛顿第二定律的内容是：____________________________，_________________________________。
在国际单位制中，力的单位是_______。它的定义是使质量为_________的物体，获得________的加速度的力，叫做1 N。即1牛顿=________。
当物体受多个力作用时，物体的加速度跟所受_______成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟__________相同。
牛顿第二定律的公式为____________。
2．牛顿第二定律的意义
牛顿第二定律的物理意义在于建立了物体的加速度与___________及__________之间的定量关系。从而把运动和力结合起来，建立了力与运动之间的桥梁，知道物体的运动规律可以研究物体的受力情况，知道物体的受力可以预测物体的运动。
【小试身手 轻松过关】
1．静止在光滑水平面上的物体，受到一个水平拉力，在力刚开始作用的瞬间，下列说法中正确的是（ ）
A．物体立即获得加速度和速度
B．物体立即获得加速度，但速度仍为零
C．物体立即获得速度，但加速度仍为零
D．物体的速度和加速度均为零
2．从牛顿第二定律知道，无论怎样小的力都可以使物体产生加速度，可是当我们用一个微小的力去推很重的桌子时，却推不动它，这是因为（ ）
A．牛顿第二定律不适用于静止的物体
B．桌子的加速度很小，速度增量极小，眼睛不易觉察到
C．推力小于静摩擦力，加速度是负的
D．桌子所受的合力为零
3．一个质量为1kg的物体受到两个大小分别为2N和3N的共点力作用，则这个物体可能产生的最大加速度大小为____________，最小加速度大小为____________。
4．下列对于牛顿第二定律的表达式F=ma及其变形公式的理解中，正确的是（ ）A．由可知，物体所受的合外力与物体的质量成正比，与物体的加速度成反比
B．由可知，物体的质量与其所受的合外力成正比，与其运动的加速度成反比
C．由可知，物体的加速度与其所受的合外力成正比，与其质量成反比
D．由可知，物体的质量可以通过测量它所受的合外力和它的加速度而求得
5．在牛顿第二定律的表达式F=kma中，有关比例系数k的下列说法中，正确的是（ ）
A．在任何情况下k都等于1
B．k的数值由质量、加速度和力的大小决定
C．k的数值由质量、加速度和力的单位决定
D．在国际单位制中，k等于1
6．一个物体受到F1=4 N的力，产生a1=2 m/s2的加速度，要使它产生a2=6 m/s2的加速度，需要施加多大的力？
7． 质量为50 kg的物体放在光滑的水平面上，某人用绳子沿着水平成45°角的方向拉着物体前进时，绳子的拉力为200 N，物体的加速度是_________。在拉的过程中突然松手，此时物体的加速度是_________。
8．一辆质量为3×103 kg的汽车，以10 m/s的速度前进，受到的阻力为车重的0.02倍，关闭发动机后汽车要经过时间_________才能停止。
【名师小结 感悟反思】
1．牛顿第二定律的内容特别要注意其瞬时性和矢量性，以及定律中的F是指物体所受的合外力。
2．牛顿第二定律的意义。它建立了物体的加速度与质量及合外力之间的定量关系，建立了力和运动之间的桥梁。知道物体的运动常规可以研究物体的受力情况，知道物体的受力情况可以预测物体的运动。
牛顿第二定律
1．B 2．D 3．5m/s2 1m/s2
4．CD 5．CD 6．12N 解：由可得：
7．，零 8．50s第二节 力的分解
一、教学任务分析
力的分解是继力的合成之后，对力的等效方式的进一步学习，是以后解决力学问题的一个重要方法，也是中学阶段其他矢量运算的基础。力的分解既是本章教学的重点，也是本章教学的难点。
学习本节内容需要的知识有：力的图示、力的合成、平形四边形定则和等效的思想方法。
从生活中的常见的现象入手，通过演示实验和学生分组实验的探究，从等效的角度启发学生认识合力和分力，建立分力、力的分解的概念。
根据学生分组实验的自主探究的结果，通过分析、比较，总结出力的分解遵循平行四边形定则。
根据学生对实例的分析，归纳、总结得出按力作用的实际效果进行分解的思想方法，以达到通过简单的个性问题的分析推广到一般的情况，起到突破难点的作用。
通过对简单实际问题的研究，使学生知道力的分解在生产和生活中的应用，从而自觉联系生活、生产和科技实际，激发求知欲望和研究周围事物的兴趣。
二、教学目标
1、知识与技能
（1）知道力的分解是力的合成的逆运算。
（2）理解分力和力的分解的概念。
（3）初步学会按力的实际作用效果来分解力。
（4）初步学会用作图法求分力，初步学会用直角三角形的知识计算分力。
（5）初步学会用力的分解知识解释一些简单的物理现象。
2、过程与方法
（1）通过本节学习，感受实验是建立物理概念、探究物理规律的必由之路。
（2）通过用两个力等效地替代一个力，从而建立分力和力的分解概念，感受等效替代在力的合成与与分解学习中的重要性。
（3）通过对力按实际作用效果进行分解的探究过程，感受具体问题具体分析的方法。
3、情感、态度与价值观
（1）通过联系生活实际情景，激发求知欲望和探究的兴趣。
（2）通过对力的分解实际应用的分析与讨论，养成理论联系实际的自觉性。
（3）通过分组实验体验分工合作在实验过程中的重要作用，增强合作的意识。
三、教学重点 难点
教学重点：理解分力和力的分解的概念，利用平行四边形定则进行力的分解。
教学难点：按实际作用效果分解力。
四、教学资源
1、教学器材
（1）演示实验器材：一个1kg的砝码，一根细线，物品、刀刃的夹角不同的两把刀（刀刃的夹角差距要大些）、GQY数字化实验室数据采集分析器、GQY多功能实验台、斜面上力分解实验仪、小车、两个力传感器等，一端系有细绳的木块等
（2）学生分组实验器材：木板、橡皮绳、细绳若干、白纸、图钉、自制定量研究力的分解遵循平行四边形定则的DIS实验器材、力传感器、数据采集器、计算机 等
2、教学课件 力的分解课件（几何画板）
五、教学设计思路
本设计的内容包括分力和合力的概念，力的分解两部分内容。
本设计的基本思路是：以生活中的常见现象和实验为基础，通过探究、分析、建立分力、力的分解概念。从等效的角度根据实验结论，通过分析、比较，各次的分力的作用效果，归纳总结得出力的分解遵循平行四边形定则。通过简单实际问题的分析、讨论，归纳出按实际效果分解一个力的思路。
本设计要突出的重点是：分力、力的分解的概念和利用平行四边形定则进行力的分解。方法是：以生活中的常见现象入手，通过演示实验、学生分组实验，结合学生的亲身感受，从等效性的角度，通过分析、推理，建立分力和力的分解的概念，进而通过DIS学生分组实验得出力的分解同样遵循平行四边形定则。
本设计要突破的难点是：按实际作用效果分解力。方法是：结合简单实例，并通过演示实验，把抽象的问题转化为直观形象的问题，根据具体情况，分析力作用的实际效果，按实际效果的方向分解力，然后从简单问题中归纳出规律，并推广一般情况。
本设计强调学生的主动参与，重视概念、规律的形成过程以及伴随这一过程的科学方法的教育，重视学生合作意识和合作能力的培养。
完成本设计的内容约需2课时。
六、教学流程
1、教学流程图
2、教学流程说明
活动I 演示实验1
用一根细线系住砝码并提起砝码，然后用同一根细线对折后系住砝码，用两手分开细线拉物体，增大夹角直到细线断掉。
设置上述演示实验的目的是激发学生的学习兴趣和求知欲望，通过设问I引入新课。
活动Ⅱ 学生分组实验1
用一个力平行板面拉两端固定好的一根橡皮绳的结点位置，用两个力同是作用于橡皮绳的结点位置让其产生相同的效果。让学生边实验边分析力的作用效果怎样，总结得出概念。
设置这个学生分组实验的目的是让学生通过实验理解分力与合力的等效性并建立分力和力的分解的概念。
问题I 设问2
目的是过渡到下一个探究过程。
活动Ⅲ 学生实验2
用自制DIS实验装置探究力的分解遵循的规律。用力传感器测绳的拉力，为了实验的简便可让两绳的拉力方向互相垂直。学生经过自己的探究得出力的分解也遵循平行四边形定则。
设置这个学生分组实验的目的是让学生通过探究得出力的分解也遵循平行四边形定则。
问题Ⅱ 设问3
目的是过渡到下一个教学环节
活动Ⅳ 实例、练习
实例分析：（演示实验）
（1）静止在斜面上的物体不受其它外力的作用，它的重力按实际效果分解的DIS实验。按平行四边形定测得到的与用DIS实验测得的是一致的。
（2）水平面上的物体受一个倾斜向上的拉力F作用时，拉力F的分解。
（3）刀刃劈物时力的分解演示实验，学生分析作用在刀上的向下的力按作用效果的两个分力的方向。
设置的目的是通过把问题转化为简单的几个演示实验，便于突破难点，得到按作用效果分解一个力的基本步骤和方法。
3、教学的几个主要环节：本节课可以分为三主要个教学环节。
第一环节，通过情景和学生活动引人力的分解的概念。
第二环节，通过学生实验探究得出力的分解遵循平行四边形定则。
第三环节，为通过实例的分析、归纳总结力按作用效果分解的步骤和方法。
七、教案示例：
（一）引入
1、观察演示实验提出问题
演示实验1：用一根细线系住砝码并提起砝码，然后用同一根细线对折后系住砝码，用两手分开细线拉物体，增大夹角直到细线断掉。
设问1：为什么用一根细线提起砝码细线没断，用两根细线提物体时细线反而断掉了
2、导入新课
我们可以用这节课学习的内容力的分解的知识来回答上面的问题。
（二）通过实验建立概念
1、实验探究
装置介绍：实验2：（学生分组实验）如图， 略
学生分组实验：一块木板上面固定一张白纸，在把一
根橡皮绳的两端固定在木板上,并在两绳结点处系两细线，第一次用竖直向下的一个力F拉伸两根橡皮绳,使结点到达某一位置。请学生回答观察到的现象。
引导学生观察分析：橡皮绳OA、OB都发生了形变，说明力F产生了两个效果，这两个作用效果相当于两个分别沿OA、OB的拉力产生的，可以用两个沿OA、OB方向的拉力F1、F2同时作用于结点上来替代F让结点到达相同的位置而使其效果不变。
根据分析请同学继续进行实验操作：如图所示用两个力F1、F2同时作用于结点上来代替F，沿OA、OB方向拉橡皮绳来替代F让结点到达相同的位置而使其效果不变。
2、归纳总结
学生通过对实验的观察和分析,理解力F1 和F2共同产生的效果与力F产生的效果是等效的,在引导学生结合已学过的力的合成一节内容归纳总结建立概念。
设问2：力的分解遵循什么规律？
（三）、通过实验和类比探究规律
1、实验装置介绍
实验3：（学生分组实验）实验装置简单介绍：
如图自制DIS实验装置，其中AB、CD两绳与
力传感器相连，力传感器与数据采集器相连，
BO、CO绳的拉力可由数据采集器直接得到，O
点所挂砝码的质量已知（质量已知的砝码一组）。
2、学生实验探究
请同学们分组实验操作，提示学生正确安装仪器。
学生操作四次（作的快的同学可多进行几次）为了实验方便，请学生在这几次实验中都保持OB⊥OC。
第一次：在结点O处挂上钩码让绳OB⊥OC。记录两绳的拉力、钩码的重力及O点和位置填入表格中。
第二次：改变钩码的个数，重复第一次操作。
第三次：改变第一次操作中的O点的位置，同前面操作记录数据。
第四次：改变第二次操作中的O点的位置，同前面操作记录数据。
请同学们分析实验数据在实验误差允许的范围内得出结论：力的分解遵循平行四边形定则。
3、通过归纳、总结得出规律
启发学生回答：
（1）分力的合力就是原来被分解的那个力。
（2）这几个力与原来那个力可“等效代替”。
（3）力的分解是力的合成的逆运算
（4）应该遵循平行四边形定则
设问3：怎样分解一个已知力？
（四）实例分析
已知一个力的大小和方向不加任何条件的限制则它的分解情况如何？
请学生回答：应有无数种分解的方法，因为可以这个力为对角线做出无数个平行四边形。
教师展示课件。（用几何画板做的课件）
教师：在实际应用中是根据力的作用效果来分解的。
1、实例分析
实例1：如图斜面上物体重力的分解
学生讨论：斜面上的物体在重力的作用下实际上有哪两种效果？
学生回答：沿斜面产生下滑的趋势和垂直斜面产生下压作用。
如图所示，斜面上的物体的重力可分解为沿斜面向下的分力和垂直斜面向下的分力。
θ 0 300 450 600 900
F1/N
F2/N
F1 = Fsinθ
F2 = Fcosθ
将θ角取不同值时，F1、F2的值填入表中
DIS演示实验：
装置介绍：略
学生记录数据填入表格。
比较分析数据与理论计算相同
实例2：如图水平面上的物体受一个倾斜向上的拉力F作用时，根据实际作用效果，把拉力F分解两分力。
演示实验：把物体放在水平放置的大一点的毛刷上，
当加一个倾斜向上的力时，请学生观察毛刷上边毛的形
状的变化情况。
学生讨论分析：拉力F作用实际上有哪两种效果？
学生回答：F产生了向上拉的效果和水平向前拉的效果。
可分解竖直向上的分力F1和水平向前的分力F2 。
实例3：用刀劈木柴
学生讨论：刀向下劈木柴的力的实际作用效果。
学生回答：使木柴被刀向两面推开（劈开）
分力的方向如何？
教师引导学生应从木柴被刀向两面推开的角度来分析，可确定两个分力的方向。
学生回答：垂直刀的两个侧面，如图所示。
学生讨论：分力F1、F2的大小与刀刃的夹角的关系
学生回答：刀刃的夹角越小，则F1、F2越大。
可以解释引入新课时留有的问题。
2、归纳总结：按力的实际效果分解一个力的思路，在学生充分讨论的基础上，由学生分析归纳：
（1）确定力的实际作用效果
（2）确定分力的方向
（3）由平行四边形定则画出平行四边形
小结：略
（五）反馈练习 略
（六）作业布置 略。
活动Ⅲ
学生实验2
活动I
演示实验1
设问1
活动Ⅱ
学生实验1
分 力
力的分解
问题I
设问2
分解的步骤与方法
平行四边形定则
活动Ⅳ
实例、练习
问题II
设问3
A B
O
F
A B
O
F1 F2
A B C D
O
F1
θ
F2 F
F
F1
F2
o
F1 F2
F
O第1节《匀变速直线运动的规律》学案 鲁科版必修1
静悟寄语：
1、一心向着目标前进的人，整个世界都得给他让路。
2、成功就在再坚持一下的努力之中。
3、奇迹，就在凝心聚力的静悟之中。
一、“静”什么？
1、 环境“安静”：鸦雀无声，无人走动，无声说话、交流，无人随意出进。每一个人充分沉浸在难得的静谧之中。以享受维护安静环境为荣，以影响破坏安静环境为耻。
2 、心态“安静”：心静自然“凉”，脑子自然清醒，精力自然集中，思路自然清晰。心静如水，超然物外，成为时间的主人，学习的主人。情绪稳定，效率较高。心不静，则心乱如麻，心神不定，心不在焉，如坐针毡，眼在此心在彼，貌似用功，实则骗人。
二、【高考常考查的知识点】
1．静力学的受力分析与共点力平衡（选择题）
此题定位为送分题目，一般安排为16题，即物理学科的第一题，要求学生具有规范的受力分析习惯，熟练运用静力学的基本规律，如胡克定律、滑动摩擦定律与静摩擦力的变化规律、力的合成与分解、正交分解法等，可涉及两个状态，但一般不涉及变化过程的动态分析，也不至于考查相似三角形法等非常规方法。不必考虑计算题
2.运动图象及其综合应用（选择题）
山东卷对物理图象的专门考查以运动图象为代表，立足于对物理图象的理解。可涉及物理图象的基本意义、利用运动图象的分析运动过程、用不同物理量关系图象描述同一运动过程等。以宁夏、海南为代表的利用运动图象考查追及、相遇问题尚未被山东采纳。专题设计为选择题，尽量多涉及不同的图象类型。
3．牛顿定律的直接应用（选择、计算题）
与自感一样，超重失重为Ⅰ级要求知识点，此题为非主干知识考查题，为最可能调整和变化的题目。
但对牛顿定律的考查不会削弱，而很可能更加宽泛和深入，可拓展为具体情境中力和运动关系的分析（选择）、直线、类平抛和圆周运动中牛顿第二定律的计算（计算题的一部分）。
此专题定位在牛顿定律的直接应用，针对基本规律的建立、定律物理内涵的理解及实际情境中规律的应用，可涉及瞬时分析、过程分析、动态分析、特殊装置、临界条件，以及模型抽象、对象转换、整体隔离、合成分解等方法问题。
4.第四专题 万有引力与航天（选择、计算题）
此专题内容既相对宽泛又相对集中，宽泛指万有引力与航天的内容均可涉及，集中即一定是本章内容且集中在一道题目中。这部分内容也是必考内容，今年考试说明中本章知识点增加了“经典时空观和相对论时空观（Ⅰ）”，“环绕速度”由（Ⅱ）到（Ⅰ）。可以理解为深度减弱，广度增加，最大的可能仍是选择题，也不排除作为力学综合题出现的可能，复习时应适当照顾。需特别注意的是，一定要关注近一年内天文的新发现或航天领域的新成就，题目常以此类情境为载体。
5.功能关系：（选择、计算题）动能定理、机械能守恒、功能关系、能量守恒是必考内容，要结合动力学过程分析、功能分析，进行全过程、分过程列式。考查形式选择题、计算题
注意：必修1、2部分考察多为选择题，但在牛顿定律结合功能关系以及抛体运动和圆周运动部分综合的计算，出现在24题上，本题一般涉及多个过程，是中等难度的保分题。
6.静电场主要以考察电场线、电势、电势差、电势能、电容器、带电粒子的加速与偏转为主
7.恒定电流以考察电学实验为主，选择中也容易出电路的分析题
8.磁场以考察磁场对运动电荷和通电导线的作用为主，选择中易出一个题，在大题中容易出与电场及重力场相结合的题目。
9．电磁感应以选择题、计算题，主要考察导体棒的切割以及感生电动势，楞次定律，注意图像问题
10.交流电主要考察交流电的四值、图像，以及远距离输电变压器问题，通常以选择形式出现
11.热学3-3：油膜法、微观量计算，气体实验定律，热一律、压强微观解释、热二律是重点
10.选修3-5中动量守恒、动量变化量计算、原子结构中能级跃迁、原子核中质能方程、核反应方程是考察重点。
三、【静悟注意事项】
1. 以查缺补漏为主要目的，以考纲知识点为主线复习
2. 重点看课本、课后题、改错本、以前做过的相关题目
3. 把不会的问题记下来，集中找时间找老师解决
4. 必须边思考，边动笔。静悟最忌只动眼动嘴的学习方式，必须多动脑多动手，做到手不离笔，笔不离纸。
匀变速直线运动
【考试说明】
主题 内 容 要求 说明
质点的直线运动 参考系、质点位移、速度和加速度匀变速直线运动及其公式、图像 ⅠⅡⅡ
【知识网络】
【考试说明解读】
1．参考系
⑴定义：在描述一个物体的运动时，选来作为标准的假定不动的物体，叫做参考系。
⑵运动学中的同一公式中涉及的各物理量应以同一参考系为标准。
2．质点
⑴定义：质点是指有质量而不考虑大小和形状的物体。
⑵质点是物理学中一个理想化模型，能否将物体看作质点，取决于所研究的具体问题，而不是取决于这一物体的大小、形状及质量，只有当所研究物体的大小和形状对所研究的问题没有影响或影响很小，可以将其形状和大小忽略时，才能将物体看作质点。
物体可视为质点的主要三种情形：
①物体只作平动时；
②物体的位移远远大于物体本身的尺度时；
③只研究物体的平动，而不考虑其转动效果时。
3．时间与时刻
⑴时刻：指某一瞬时，在时间轴上表示为某一点。
⑵时间：指两个时刻之间的间隔，在时间轴上表示为两点间线段的长度。
⑶时刻与物体运动过程中的某一位置相对应，时间与物体运动过程中的位移（或路程）相对应。
4．位移和路程
⑴位移：表示物体位置的变化，是一个矢量，物体的位移是指从初位置到末位置的有向线段，其大小就是此线段的长度，方向从初位置指向末位置。
⑵路程：路程等于运动轨迹的长度，是一个标量。只有在单方向的直线运动中，位移的大小才等于路程。
5．速度、平均速度、瞬时速度
⑴速度：是表示质点运动快慢的物理量，在匀速直线运动中它等于位移与发生这段位移所用时间的比值，速度是矢量，它的方向就是物体运动的方向。
⑵平均速度：物体所发生的位移跟发生这一位移所用时间的比值叫这段时间内的平均速度，即，平均速度是矢量，其方向就是相应位移的方向。公式=（V0＋Vt）/2只对匀变速直线运动适用。
⑶瞬时速度：运动物体经过某一时刻（或某一位置）的速度，其方向就是物体经过某有一位置时的运动方向。
6．加速度
⑴加速度是描述物体速度变化快慢的物理量，是一个矢量，方向与速度变化的方向相同。
⑵做匀速直线运动的物体，速度的变化量与发生这一变化所需时间的比值叫加速度，即
⑶速度、速度变化、加速度的关系：
①方向关系：加速度的方向与速度变化的方向一定相同,加速度方向和速度方向没有必然的联系。
②大小关系：V、△V、a无必然的大小决定关系。
③只要加速度方向跟速度方向相同，无论加速度在减少还是在增大，物体的速度一定增大，若加速度减小，速度增大得越来越慢（仍然增大）;只要加速度方向跟速度方向相反，物体的速度一定减小。
7、运动图象：s—t图象与v—t图象的比较
下图和下表是形状一样的图线在s—t图象与v—t图象中的比较.
s—t图 v—t图
①表示物体匀速直线运动（斜率表示速度v） ①表示物体匀加速直线运动（斜率表示加速度a）
②表示物体静止 ②表示物体做匀速直线运动
③表示物体向反方向做匀速直线运动；初位移为s0 ③表示物体做匀减速直线运动；初速度为v0
④t1时间内物体位移s1 ④t1时刻物体速度v1（图中阴影部分面积表示质点在0～t1时间内的位移）
补充：(1) s—t图中两图线相交说明两物体相遇，v—t图中两图线相交说明两物体在交点时的速度相等
(2) s—t图象与横轴交叉，表示物体从参考点的一边运动到另一边. v—t图线与横轴交叉，表示物体运动的速度反向.
(3) s—t图象是直线表示物体做匀速直线运动或静止.图象是曲线则表示物体做变速运动. v—t图线是直线表示物体做匀变速直线运动或匀速直线运动；图线是曲线表示物体做变加速运动.
(4) s—t图象斜率为正值，表示物体沿与规定正方向相同的方向运动.图象斜率为负值，表示物体沿与规定正方向相反的方向运动. v—t图线的斜率为正值，表示物体的加速度与规定正方向相同；图象的斜率为负值，表示物体的加速度与规定正方向相反.
【例题：07山东理综】如图所示，光滑轨道MO和ON底端对接且ON＝2MO，M、N两点高度相同。小球自M点右静止自由滚下，忽略小球经过O点时的机械能损失，以v、s、a、EK分别表示小球的速度、位移、加速度和动能四个物理量的大小。下列图象中能正确反映小球自M点到N点运动过程的是
【例题：08·山东理综】质量为1500kg的汽车在平直的公路上运动,v-t图象如图所示.由此可求 （ABD ）
A.前25 s内汽车的平均速度
B.前l0 s内汽车的加速度
C.前l0 s内汽车所受的阻力
D.15～25 s内合外力对汽车所做的功
8.匀变速直线运动的基本规律及推论：
基本规律： ⑴Vt=V0+at， ⑵s=V0t+at2/2
推论： ⑴Vt2 _VO2=2as
⑵ (Vt/2表示时间t的中间时刻的瞬时速度)
⑶任意两个连续相等的时间间隔(T)内，位移之差是一恒量.即：
sⅡ-sⅠ=sⅢ-sⅡ=……=sN-sN-1=△s=aT2.
9.初速度为零的匀加速直线运动的特点： (设T为等分时间间隔)：
⑴1T末、2T末、3T末……瞬时速度的比为：v1：v2：v3：……vn=1：2：3：……：n
⑵1T内、2T内、3T内……位移的比为：s1：s2：s3：……：sn=12：22：32：……：n2
⑶第一个T内、第二个T内、第三个T内……位移的比为：s1：sⅡ：sⅢ?……：sN=1：3：5：……：(2n-1)
⑷从静止开始通过连续相等的位移所用时间的比
t1：t2：t3：……：tn=
10、竖直上抛运动的两种研究方法
①分段法：上升阶段是匀减速直线运动，下落阶段是自由落体运动.
②整体法：从全程来看，加速度方向始终与初速度v0的方向相反，所以可把竖直上抛运动看成是一个匀变速直线运动，应用公式时，要特别注意v，h等矢量的正负号.一般选取向上为正方向，则上升过程中v为正值下降过程中v为负值，物体在抛出点以下时h为负值.
11、追及问题的处理方法
1. 要通过两质点的速度比较进行分析，找到隐含条件. 再结合两个运动的时间关系、位移关系建立相应的方程求解，也可以利用二次函数求极值，及应用图象法和相对运动知识求解
2. 追击类问题的提示
1．匀加速运动追击匀速运动，当二者速度相同时相距最远．
2．匀速运动追击匀加速运动，当二者速度相同时追不上以后就永远追不上了．此时二者相距最近．
3．匀减速直线运动追匀速运动，当二者速度相同时相距最近，此时假设追不上，以后就永远追不上了．
4．匀速运动追匀减速直线运动，当二者速度相同时相距最远．
【例题：09·海南】甲乙两车在一平直道路上同向运动，其图像如图所示，图中和的面积分别为和.初始时，甲车在乙车前方处.(ABC)
A.若,两车不会相遇 B.若,两车相遇2次
C.若,两车相遇1次 D.若,两车相遇1次
图A-2-6-1
M
N
O
t
v
A
O
t
s
B
O
t
a
C
O
t
Ek
D第2节 牛顿第二定律
[概念导思]
【牛顿第二定律】
定义：物体的加速度跟所受的合外力成正比，跟物体的质量成反比（如下图）。
方向：加速度的方向跟引起这个加速度的合外力的方向相同。
当各物理量都用国际单位制时，牛顿第二定律的公式为：
注意：(1)速度是描写物体运动状态的物理量，加速度描述了物体速度变化的快慢，而力是物体产生加速度的原因。速度和力没有直接联系，比如，做匀速直线运动的物体，无论速度大小如何，其加速度与外合力都是零。。
（2）由牛顿第二定律知，作用力相同时，物体的质量越大，加速度就越小，运动状态就越难以改变，惯性就越大。质量是物体惯性大小的量度。
（3）物体的加速度a与所受的合外力是瞬时对应关系。当发生变化时，a也随之改变。也就是说，当是变力时，物体做的是加速运动。
（4）在高中物理研究的范畴内，牛顿第二定律中的加速度a是以地面作为参考系的。解决系统中几个物体有相对运动的问题，要特别注意这一点。比如，把物体放在运动着的传送带上，或者物体在一个相对运动着的小车或长木版上发生了相对滑动，由于木块受到滑动摩擦力而具有了加速度，这个加速度是相对地面的。
（5）力的独立作用原理：如果作用在物体上的力不止一个，则每一个力都依据牛顿第二定律产生自己的加速度，物体实际运动的加速度是他们的矢量和。
【力学单位制】
（1）物理公式在确立了物理量的数量关系的同时，还确定了它们的单位关系。在物理学中，通常选取几个物理量的单位为基本单位，然后利用物理公式导出其他物理量的单位（导出单位）。基本单位和导出单位构成了物理单位制。
（2）在国际单位制中，选定长度单位（m） 、质量单位（kg）时间单位（s）作为基本单位，其他导出单位都可以用基本单位表示。如用基本单位表示力的单位“N” ，。随着物理研究领域的扩大，以后还要学习热力学温度单位（K）、电流强度单位（A）等其他基本单位。
（3）实际运用中，如果各物理量都采用国际基本单位制，则运算的中间过程不必写出每个物理量的单位，而直接写出所求物理量的国际单位就可以了。
[例题解析]
例1 （如下左图）所示，用细丝将重为G的小球悬挂在小车的横杆上，当小车沿水 面向右做匀加速运动时，悬线与竖直方向成角。此时，小车的加速度到大？悬线的拉力多大？

解析：小球受重力和悬线拉力的图示（如上右图）所示。
显然：
由牛顿第二定律得

解得：
悬线的拉力：
说明： 物体的运动取决于其受力情况。因此，画出物体的受力图求出和外力，是用牛顿第二定律解题的关键。注意，本题用平行四边形定则求。
例2　（如下左图）所示，质量m=1kg的球穿在斜杆上，斜杆与水平方向成角，球与杆之间的动摩擦因素，球受竖直向上的拉力F=20N，则球运动的加速度多大？

解析：球受力的图示（如上右图）所示。由于拉力F>mg，故球沿杆向上加速运动。
沿垂直杆的方向有
沿球运动的方向，根据牛顿第二定律得
其中，联立以上各式解得

说明：求解本题的思路 先分析球的受力，画好受力图，然后分别沿斜面和垂直斜面两个方向将力分解。在垂直斜面的方向上球没有运动，列平衡方程 球沿斜面向上加速运动，沿该方向根据牛顿第二定律列式。请认真体会力的独立作用原理的含义。第2节《形变与弹力》学案
【学习要求】
1．知道什么叫形变，能识别常见的形变，知道如何显示微小的形变.知道弹力的概念及产生的原因
2．知道压力，支持力，拉力是弹力.并能确定压力，支持力，拉力的方向．根据二力平衡确定弹力的大小
3．能正确分析具体实例中弹力的受力物体和施力物体．能用力的图示（示意图），正确画出弹力
4．体验微小物理量的放大方法的作用，探究弹力大小与形变量的关系．针对实际问题确定弹力大小和方向，提高判断分析能力
　
［知识要点］
1．形变： 叫形变．任何物体受力时都会发生形变。
2．弹力的定义：发生 的物体，由于 ，会对 的物体产生力的作用，这种力叫弹力．
压力、支持力、拉力都是由于物体发生 而产生的，所以它们都是 ．
3．弹力的产生条件：① ，
② ．
4．压力或支持力的方向总是 于接触面而 被压或被支持的物体；绳的拉力的方向总是沿着 而指向 的方向．
5．弹簧凡是弹性形变时，弹力的大小F跟弹簧伸长（或压缩）的长度x成正比，公式是： ，其中比例系数称为 ，单位是 。
［习题精选］
1．关于形变的说法中正确的是 （　 　）
A．坚硬的物体受力后不会发生形变
B．任何物体都有可能发生形变
C．压力足够大时，才能使坚硬的物体发生形变
D．无论多小的力都能使坚硬的物体发生形变
2．下列说法正确的是 （　 　）
A．木块放在桌面上受到一个向上的支持力，是由于木块发生形变而产生的
B．拿一细竹条拨动水中的木头，木头受到细竹条的推力是由于木头发生形变而产生的
C．绳对物体的拉力方向总是沿着绳且指向绳收缩的方向
D．挂在电线下的电灯受到向上的拉力，是因为电线发生形变而产生的
3．篮球放在地面上，则 （ ）
A．在接触处只有地面有弹力产生
B．在接触处地面和篮球都有弹力产生
C．篮球对地面的压力是篮球形变后要恢复原状而对地面施加的力
D．篮球对地面的压力是篮球的重力
4．下列说法中，正确的是 （ ）
A．有接触就有弹力作用
B．有了形变必定有弹力作用
C．弹力的作用也是相互的
D．不接触的两物体之间不可能发生相互的弹力作用
5．小木块放在桌子上，下列说法正确的是 （ ）
A．在接触处只有桌子有弹力产生
B．在接触处桌面和小木块都有弹力产生
C．木块对桌面的压力是木块形变后要恢复原状而对桌面施加的力
D．木块对桌子的压力是木块的重力
6．日常生活中说有的弹簧“硬”，有的弹簧“软”，指的是它们的劲度系数不同，那么关于弹簧的“软”“硬”与劲度系数的关系，下列说法中正确的是 （ ）
A．“软”弹簧劲度系数小 B．“软”弹簧的劲度系数大
C．“硬”弹簧劲度系数小 D．“硬”弹簧的劲度系数大
7．如图所示，图中物体M静止于水平地面，按要求画出物体M所受弹力的方向。
8．如图所示，所有接触面光滑，物体M静止不动，试画出M受到的弹力方向。
9．如图所示，两根相同的轻弹簧s1、s2，劲度系数皆为k = 4×102N/m．悬挂的重物的质量分别为m1 = 2kg和m2 = 4kg．若不计弹簧质量，取g = 10m/s2，则平衡时弹簧s1、s2的伸长量分别为 （ ）
A．5cm、10cm B．10cm、5cm
C．15 cm、10cm D．10cm、15cm
［习题精选］
BD 2．CD 3．BC 4．CD 5．BC 6．AD
7．
8．
9．C
s1
s2
m1
m2
M
M
M
M
N
N
N
N
M
M
M
M
M
N1
N2
N2
N1
N
F
F
N
F
N第二节 力的分解 教案
从容说课
让学生在观察、分析力的分解实例和自己动手实验的过程中，提高观察物体受力和实验研究的能力，理解力的分解过程是力的合成的逆过程，同样遵循力的平行四边形定则，并能应用于解决实际问题；体验力的分解必须从力的实际作用效果出发，选择合理的分解方案，在学习的过程中培养科学精神.
教材分析
本章是承前启后的重要的一章，前一章的力学基本知识为本章的学习作了理论上的铺垫，而本章又为后几章的学习奠定了坚实的理论基础.
学生状态分析:
1.本章之前，学生已经掌握了力的基本概念和表示方法，并且熟悉了生活中常见的几种力的定义和特点.
2.学生已经掌握了平行四边形的作图方法，并且熟知了直角三角形有关的数学方法.
三维目标
知识与技能
1.区分矢量和标量.
2.通过实验探究,理解力的分解,能用力的分解分析日常生活中的问题.
过程与方法
1.通过经历力的分解概念和规律的学习过程,了解物理学的研究方法,认识物理实验、物理模型和数学工具在物理学习过程中的作用.
2.通过经历力的分解科学探究过程，认识科学探究的意义，尝试应用科学探究的方法研究物理问题，验证物理规律.
情感态度与价值观
能领略自然界的奇妙与和谐，发展对科学的好奇心与求知欲，培养学生主动与他人合作的精神、能将自己的见解与他人交流的愿望，具有团队精神.
教学设计
教学重点 在具体情况中运用平行四边形定则进行力的分解.
教学难点 1.难点:力的分解方法.
2.疑点:力分解时如何确定两分力的方向.
解决办法:设计实验，在具体情境中根据力的实际作用效果分解力.
教具准备 实验准备:实验器材：1.60个弹簧测力计，若干细绳、橡皮筋、图钉、木板、刻度尺、量角器、三角板、白纸；
2.钩码、铅笔、细绳；
3.海绵、圆柱体、两块木板；
4.带把手的水杯、橡皮筋.
课件准备:用Powerpoint做的教学课件,关于平衡的教学录像带.
课时安排 1课时
教学过程
导入新课
［教师活动］先回顾上节课的关于力的合成的内容以及共点力合成的平行四边形定则.
教师演示一实验:将一木块放置于斜面上,学生会看到木块将沿着斜面下滑且使斜面发生了形变,从而引入本节课的教学,并得出分力和力的分解的概念.
［力的分解］ 1.一个已知力分成几个分力叫做力的分解.
2.力的分解——共点力合成的“逆运算”.
［学生活动］学生针对实验所表征出的现象进行分组讨论,并发表自己的看法和意见.
推进新课
［教师活动］教师引导学生通过自行设计的实验来分析感受一个力的不同的几个作用效果,并能根据力的实际作用效果来确定它的分力.
［学生活动］学生分组讨论和设计实验来亲身经历力的分解的效果,并在班级中和其他小组进行交流,清晰地表达出自己的设计方案和感受,培养学生设计实验、操作实验以及语言表达能力.
［教师活动］提出问题:知道了按照力的作用效果来分解一个力,那么这个力和它的几个分力之间存在着怎样的定量关系呢
［学生活动］学生通过小组讨论并利用类比的方法,自行得出力的分解实际上是力的合成的逆运算,同样遵循平行四边形定则.
学生讨论：力的分解的方法与要点.
学生小组代表交流讨论结果：(教师点评)
1.一个力分解成两个分力的方法——平行四边形定则——作图法、计算法、正交分解法、力的三角形法.
2.一个力分解成两个分力的要点：
①被分解的力是力的平行四边形中的对角线;
②力的分解必须根据具体条件，按照力的实际作用效果分析确定.
［教师活动］教师通过演示实验让学生直观地感受到在很多情况下,我们可以把一个力分解成两个相互垂直的分力,并指出这种分解方法可以使问题得到简化,有利于对问题的分析和讨论,提出正交分解的概念.
教师通过例题加以说明.
［例题剖析1］人斜向上提箱子
分析：力F有两个作用效果，一是水平向右，二是竖直向上.故力F应沿着这两个方向分解.
图5-2-1 图5-2-2
［例题剖析2］物体沿斜面下滑
分析：放在斜面上的物体的重力有两个作用效果:一是压斜面，二是使物体沿斜面下滑.故重力应沿着这两个方向分解.
［教师活动］提出问题:我们生活中有哪些实际问题运用力的分解知识 教师布置分组讨论.
［学生活动］学生通过小组讨论收集生活相关实例,先提交小组讨论交流,然后准备在全班发言交流.学生绘出力的分解图,并加以定量分析和求解.
学生讨论：力的分解有确定答案的4种情况，分组设计情景并作力的分解.(教师巡视指导)
(1)已知合力和两个分力的方向，则可确定两个分力的大小；
(2)已知合力和一个分力的大小和方向，则可确定另一个分力的大小和方向；
(3)已知合力和一个分力的大小和另一个分力的方向，则可确定这个分力的方向和另一个分力的大小(可能有两个解)；
(4)已知合力和两个分力的大小，则可确定两个分力的方向；
课堂小结
力的分解
布置作业
阅读课本上信息窗.
P951、2、3题.
板书设计
力的分解
一、分力和力的分解
二、力的分解原则
(1)无条件限制 无条件限制的分解具有任意性.
(2)有条件限制
条件一：已知两个分力的方向
条件二：已知一个分力的大小和方向
条件三：已知一个分力的方向和另一个分力的大小
基本原则 条件限制的分解根据具体条件
在具体的物理问题中，两个分力的方向要根据力(合力)产生的效果确定.
活动与探究
研究斜面上物体重力的分解
实验：斜面上小车重力的分解
器材：一把30 cm长的塑料直尺作斜面，小车，弹簧秤
步骤：调整好实验装置后按下列顺序进行
①被分解的力——小车的重力；
②物体的受力情况——重力、斜面、弹簧秤；
③分析被分解力的作用效果——压斜面、拉弹簧；
④确定分解方案——沿斜面正交分解；
⑤测分力大小；
⑥按平行四边形定则作力的图示；
⑦从力的图示中测定重力.
改变斜面的角度，调整好装置后再重复上面的步骤.高一物理教案
教师： 年 月 日（星期 ）第 节
教学班级 课 时 数
课程 第4章相互作用，第一节重力与重心
教学目的 一、知识目标1、知道力是物体间的相互作用，力不能脱离物体而存在，在具体问题中能找出施力物体和受力物体。2、知道力有大小和方向，在具体问题中能画出力的图示和力的示意图。3、知道力的作用效果，知道力的分类。4、知道重力是由于物体受到地球的吸引而产生的。5、知道重力的大小和方向。会用公式G＝mg（g＝9.8N/kg）计算重力。6、知道重心的概念以及均匀物体中心的位置7、知道重心与稳定的关系。二、能力目标：1、通过具体的例子，培养学生独立分析物体的受力情况，并能够画出力的图示和力的示意图。2、让学生自己动手，找薄板的重心培养学生自己动手探究的能力。3、通过“重心”的概念，让学生知道等效代替是研究物理学的一种方法。三、德育目标：通过课本内容的完成，让学生自己动手、动脑、观察、教育学生在日常生活当中多观察、多分析、看问题不要片面。从实际的物理情景出发，养成一种科学分析问题的习惯。
教具 弹簧秤、钩码（二人一组）薄板、细绳（学生准备）直尺、投影仪、ppt课件（教师用）气球、重锤线、大测力计、钩码、不倒翁、大木块（演示用）
重点难点 重点：1、力的图示。2、重力的大小和方向； 3、G＝mg中，g值因在地球的不同纬度而不同。难点：1、力的图示。2、“重心”概念的理解 3、“重心”不一定在物体上的理解。
教 学 过 程
教学环节时间分配 教 学内 容 教学方法运用
导入新课 一、力的描述 二、重力 同学们，平常我们在日常生活当中力的现象太多了，打过篮球吗？提过水吗？举过哑铃吗？帮人推过车吗……都干过，这些事情通俗的话就是出点力气，可在物理学里力是什么？ 1、力的概念：力是物体和物体之间的相互作用，符号F。从刚才的分析中，我们可以发现力有那些特点？2、力的性质：（1）物质性：有力发生则一定存在着施力物体和受力物体。（2）相互性：力总是成对出现的，施力物体同时也是受力物体（3）矢量性：力是矢量，不但有大小还有方向。力有什么用，可以干什么？3、力的效果：改变物体的形状和运动状态。影响力的作用效果的因素有那些？4、力的三要素：大小、方向、作用点。力的大小可用弹簧测力计来测量。力的单位：牛顿，简称牛，符号N。力的三要素决定力的作用效果，那在物理学当中可以形成准确地表示出力的三要素的方法有那些？5、作图法：（1）力的图示：用一根带箭头的线段表示力，①按一定比例（或标度）②画出线段，其长短表明力的大小；③在线段的末端标上箭头表明力的作用方向； ④箭头或箭尾表示力的作用点；箭头所在的直线表示力的作用线，这种表示力的方法，叫做力的图示。（2）力的示意图只画出带箭头的线段来表示物体在这个方向上受到了力，对线段的长度没有严格的要求。演示如何做力的图示。作图：（工具：刻度尺、笔、量角器）（1）、汽车用5000N的力F水平向左拉拖车，做出力F的图示；（2）、大象对跷跷板施加了一个斜向下600的力，做出力F的图示。力有多种多样，可以怎样分类？6、四种基本相互作用：（1）万有引力；（ 2）电磁力（3）强力（4）弱力日常生活中我们跳起来，总会落回地面，扔出去的东西，也都要落回地面，悬挂物体的绳子静止时总会指向地面，这都是因为在地面附近的物体都要受到重力的作用。那重力是怎样产生的？1、重力概念：由于地球的吸引而使物体受到的力，简称物重，符号G。重力是非接触力；重力的施力物体是地球。重力要怎么测量呢？2、测量：在实验室里，重力的大小可以用弹簧测力计测出，测量时，物体必须保持静止，这样物体对测力计的拉力才等于物体受到 课件展示图片并引导归纳 分析 展示图片及气球分析说明 引导学生结合初中知识自己找出答案 课件练习，并投影讲评 课件演示 出示测力计
三、重心 的重力。重力的大小怎么确定呢？实验探究：（工具：弹簧秤、钩码）质量50g100g150g200g重力0.5N1N1.5N2N3、重力的大小：G=mg，在地球附近，g=9.8N/kg，表示质量为1kg的物体受到的重力是9.8N。在地球附近：（1）g值随地球上纬度的改变而改变，纬度越高，g值越大。（2）g值还会随海拔高度而改变，海拔高度越高，g值越小。重力的方向有什么特点？4、重力的方向：总是竖直向下，与水平面垂直。应用：重垂线、倾角仪……重力是不是只作用于一点？1、重心概念：在研究重力对一个物体的作用效果时，可以把物体各部分受到的重力视为集中作用在某点，这个点就是重力的作用点，叫做物体的重心，任何一个物体都有重心，而且只有一个重心。重心的位置跟什么因素有关呢？实验探究：（悬挂法，工具：不同形状的薄纸板、细线、剪刀、刻度尺） 形状质量分布重心位置1圆均匀圆心2不规则均匀跟几何形状有关3长方不均匀不在几何中心4空心圆均匀在圆心上，但不在板上2、质量分布均匀的物体，重心位置只跟物体的形状有关，如果物体形状是中心对称的，对称中心就是物体的重心，质量分布不均匀的物体，重心除跟物体的形状有关外，还跟物体质量的分布情况有关。重心不一定在物体上。为什么倾斜的物体有时候会倒下，有时候不会？3、重心与稳定（1）重心的高低会影响物体的稳定，物体的重心越低，物体的稳定性越高。（2）当物体的重力作用线落到它的支持面外时，物体就会翻倒。运输货车的制造标准是：当汽车侧立在倾角为300的斜坡上时，如图所示，仍不致翻倒，也就是说，货车受到的钟离的作用线仍落在货车的支持面（地面上，以车轮为顶点构成的平面）以内，如果车轮间的距离为2m，车身的重心不能高出地面多少m？ 引导进行实验 实验探究 演示不倒翁，木块并分析 练习
四、练习 五、教学反思 比较质量与重力 项目质量重力不同性质物质本身的一种属性是物体受到地球的吸引力的一个分力变化情况是不会发生变化的随着地理位置的不同而有所变化测量工具天平（杠杆原理）弹簧测力计（二力平衡原理）物理性质标量矢量联系G=mg试画出物体A的重力示意图 在本小结内容的教学过程中较好的让学生明白了如下几点：1、知道力是物体间的相互作用，力不能脱离物体而存在，在具体问题中能找出施力物体和受力物体。2、知道力有大小和方向，在具体问题中能画出力的图示和力的示意图。3、知道力的作用效果，知道力的分类。4、知道重力是由于物体受到地球的吸引而产生的。5、知道重力的大小和方向。会用公式G＝mg（g＝9.8N/kg）计算重力。6、知道重心的概念以及均匀物体中心的位置。7、知道重心与稳定的关系。并通过具体的例子，培养学生独立分析物体的受力情况，并能够画出力的图示和力的示意图。让学生自己动手，找薄板的重心培养学生自己动手探究的能力。通过“重心”的概念，让学生知道等效代替是研究物理学的一种方法。通过课本内容的完成，让学生自己动手、动脑、观察、教育学生在日常生活当中多观察、多分析、看问题不要片面。从实际的物理情景出发，养成一种科学分析问题的习惯。但是在教学过程中也出现一些缺点需要在以后的教学中改进：1、本节内容较多，且安排了学生的科学探究活动，实际实施时间为2课时；
2、画力的图示时有部分同学画到施力物体上，最好由FLASH换为黑板演示效果更清楚；3、悬挂法测物体的重心，要强调重心在2条重力作用线的交点上。4、重心与稳度的关系可以把器材再改进下，使实验现象更明显。 希望能在以后的教学工作中做得更好。 第1节 匀变速直线运动的规律
三维目标
知识与技能
1.掌握匀变速直线运动的速度公式，知道它是如何推导出来的，知道它的图象的物理意义，会应用这一公式分析和计算.
2.掌握匀变速直线运动的位移公式，会应用这一公式分析和计算.
3.能推出匀变速直线运动的位移和速度的关系式，并会运用它进行计算.
过程与方法
从表格中分析处理数据并能归纳总结.培养学生将已学过的数学规律运用到物理当中，将公式、图象及物理意义联系起来加以运用，培养学生运用数学工具解决物理问题的能力.
情感态度与价值观
从具体情景中抽象出本质特点,既要用联系的观点看问题，还要具体问题具体分析.
教学设计
教学重点 应用数学工具推导匀变速直线运动的速度公式和位移公式.
教学难点 1.注意数学手段与物理过程的紧密联系.
2.将公式、图象及其物理意义联系起来.
3.获得匀变速运动的规律，特别是用图象描述运动.图象的应用和公式的选择是两个难点.
教具准备 多媒体工具，作图工具
课时安排 1课时
教学过程
导入新课
物理学中将物体速度发生变化的运动称为变速运动.一般来说，做变速运动的物体，速度变化情况非常复杂.本节，我们仅讨论一种特殊的变速运动——匀变速直线运动.
推进新课
一、匀变速直线运动的特点
合作探究
请同学们阅读P33的实例并合作讨论表31的数据.
从数据中可知：小车速度不断增大，但是加速度保持不变.
得出结论:物理学中，称物体加速度保持不变的直线运动为匀变速直线运动.
匀变速直线运动是一种最简单而且特殊的变速直线运动，它的重要特点是：物体在直线运动过程中，加速度为一恒量.当加速度与速度同向时，物体做匀加速直线运动；当加速度与速度反向时，物体做匀减速直线运动.匀变速直线运动是一种理想化的运动,自然界中并不存在，但是为了讨论的方便，人们通常将某些物体的运动或其中一段运动近似认为是匀变速直线运动.
二、匀变速直线运动的速度—时间关系v-t=v0+at
速度公式:a=v0+at（由加速度定义推导）
其中v-t为末速度（时间t秒末的瞬时速度）
v0为初速度（时间t秒初的瞬时速度）
a为加速度（时间t秒内的加速度）
讨论:一般取v0方向为正，当a与v0同向时，a>0；当a与v0反向时，a<0.
当a=0时，公式为v-t=v0
当v0=0时，公式为v-t=at
当a<0时，公式为v-t=v0-at（此时a只能取绝对值）
可见：v-t=v0+at为匀变速直线运动速度公式的一般表达形式（只要知道v0和a就可求出任一时刻的瞬时速度.
速度—时间图象:
(1)由v-t=v0+at可知，v-t是t的一次函数，根据数学知识可知其速度—时间图象是一倾斜的直线.
(2)由v-t图象可确定的量：
可直接看出物体的初速度;
可找出对应时刻的瞬时速度;
可求出它的加速度（斜率=加速度）;
可判断物体运动性质;
可求出t时间内的位移.
例如：根据图3-1-1我们可以求出：
图3-1-1
(1）甲的初速度为2 m/s，乙的初速度为12 m/s；
(2）在第2 s末甲、乙瞬时速度相同，均为6 m/s；
(3）甲做匀加速运动，加速度为2 m/s2;乙做匀减速运动，加速度为-3 m/s2；
(4）甲、乙前2 s内的位移分别为：s甲=（2+6）×2/2 m=8 m
s乙=（12+6）×2/2 m=18 m.
三、位移—时间关系
1.平均速度公式=
由于物体做匀变速运动，物体的速度变化是均匀的，它在时间t内的平均速度等于初速度和末速度的平均值.
2.位移—时间关系s=v0t+at2.
教师精讲
1.推导
因为s=，=,所以s=×t
s=（v0+v0+at）t=v0t+at2.
2.讨论：当a=0时，s=v0t；
当v0=0时,s=at2；
当a＜0时，s=v0t-at2（此时a只能取绝对值）.
3.位移公式s=v0t+at2也可由速度图象推出.
［例题剖析1］如图3-1-2所示,下列说法正确的是( )
图3-1-2
A.前10 s的加速度为0.8 m/s2,后5 s的加速度为1.6 m/s2
B.15 s末回到出发点
C.前10 s的平均速度为4 m/s
D.15 s物体的位移为60 m
解析：a1=0.8 m/s2 a2=-1.6 m/s215 s末的速度为零，但是15 s内的位移为60 m前10 s内的平均速度为40/10 m/s=4 m/s15 s内的位移为×8×15 m=60 m.
答案:CD
［例题剖析2］一物体做匀加速直线运动，位移方程为s=(5t+2t2) m，则该物体的初速度为________________，加速度为______________，2 s内的位移大小是_______________.
解析：与标准方程相比较一次项系数为初速度，二次项系数的两倍为加速度,v0=5 m/s,a=4 m/s2, s=18 m.
答案：5 m/s 4 m/s 18 m
［例题剖析3］以8 m/s匀速行驶的汽车开始刹车，刹车后的加速度大小为2 m/s2，试求：
(1)汽车在第3 s末的速度为多大？通过的位移为多大？
(2)汽车开始刹车后的最大位移.
(3)汽车通过最大位移中点时的速度.
解析：(1)由公式v-t=v0+at可知v0为8 m/s,加速度a为-2 m/s2,3 s末的速度为2 m/s
由公式s=v0t+at2可知s=15 m.
(2)汽车最大滑行位移为16 m.
(3)汽车滑行过最大位移中点时的速度为4m/s.
答案：（1）2 m/s;15 m (2)16 m (3)4 m/s
教师精讲
位移—时间关系s=v0t+at2
另一种推导方法:根据匀变速直线运动v-t图来推导(微元法).
图3-1-3
意义：匀变速直线运动的物体在时间t内的位移数值上等于速度图线下方梯形的面积. 思考：若是非匀变速直线运动，这一结论还适用吗？
图3-1-4
课堂小结
速度公式v-t=v0+at和位移公式s=v0t+at2是匀变速直线运动的两个基本公式，在一条直线上的矢量可用“+”“－”号表示其方向.一般以v0的方向为正方向,所以与v0的方向相同为正，与v0的方向相反为负.
布置作业
1.某质点的位移随时间而变化的关系式为s=4t+2t2,s和t的单位分别是m和s，则质点的初速度与加速度分别为( )
A.4 m/s与2 m/s2 B.0与4 m/s2
C.4 m/s与4 m/s2 D.4 m/s与0
2.汽车以20 m/s的速度做匀速直线运动，刹车后做匀减速运动，加速度的大小为5 m/s2，则刹车后6 s内汽车的位移是( )
A.30 m B.40 m C.10 m D.0
3.试证明匀变速直线运动物体在时间t内的平均速度为: =.（利用速度和位移公式或者用v-t图进行说明）
板书设计
匀变速运动的规律
一、匀变速直线运动的特点
v-t=v0+at
讨论:一般取v0方向为正方向，当a与v0同向时，a>0；当a与v0反向时，a<0.
当a=0时，公式为v-t=v0；
当v0=0时，公式为v-t=at；
当a<0时，公式为v-t=v0-at （此时a只能取绝对值）.
速度—时间图象:
(1)由v-t=v0+at可知，v-t是t的一次函数，根据数学知识可知其速度—时间图象是一倾斜的直线.
图3-1-5
(2)由v-t图象可确定的量：
可直接看出物体的初速度;
可找出对应时刻的瞬时速度;
可求出它的加速度（斜率=加速度）;
可判断物体运动性质;
可求出t时间内的位移.
二、位移—时间关系
s=v0t+at2.§4.3《摩擦力》教案
教 学 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 学 方 法 探究、讲授、讨论、练习
教 学 手 段 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 活 动 [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． 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 1 2 3 4 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． 学 生 活 动
作 业 [布置作业] 教材 练习．
板 书 设 计 1．两物体接触且接触面粗糙产生条件2．有相互作用的压力一一垂直于接触面的强力(正压力)3．有相对运动或相对运动趋势1．概念：一个物体相对于另一个物体有相对运动趋势时产生的摩擦力摩静摩擦力2.方向：跟接触面相切，跟物体阀相对运动趋势的方向相反擦力3．大小：0≤f≤fm分类4.最大静摩擦力fm：静摩擦力的最大值:最大静摩擦力跟正压力成正比1.概念一个物体在另一个物体表面上对于另一物体滑动时产生的摩擦力滑动摩擦力2．方向：跟接触面相切，且与物体间相对运动方向相反3、大小：滑动摩擦力跟压力成正比，即F=4．动摩擦因数9：无单位，与接触面的材料和粗度有关滚动摩擦力概念一个物体在另一个物体表面上对于另一物体滚动时产生的摩擦力在压力相同时，滚动摩擦力要比滑动摩擦力小得多。
教学后记第一节 力的合成
三维目标
知识与技能
1.区分矢量和标量.
2.通过实验探究，理解力的合成.
3.理解两个互成角度的共点力的合成遵循平行四边形定则.
4.能用力的合成分析解决生活中的实际问题.
5.通过实验，培养学生实验、探索、总结规律的能力，应用数学工具处理物理问题的能力，渗透等效思想.
过程与方法
1.运用已有的知识和方法分析解决实际问题.
2.参与实践，培养动手能力.
3.培养认真、仔细、实事求是的科学态度.
情感态度与价值观
1.发展学生对科学的好奇心和求知欲望，培养学生科学探究的精神和参与科技活动的热情.
2.通过平行四边形定则的学习，使学生体会到几何图形中的对称美.
教学设计
教学重点 1.重点：运用平行四边形定则求合力.
解决办法：通过演示、学生实验，从实验中归纳出平行四边形定则，并结合数学知识处理具体问题.
2.难点：运用数学工具求解物理问题，如何从实验中归纳总结出平行四边形定则.
教学难点 1.力的合成是“等效思维”在解决实际问题中的应用，它可将几个同时作用于一个物体上的力用一个力“等效替代”，使物体受力情况简化.这种“等效替代”是高中物理中常用的研究方法之一.
2.求几个力的合力，必须以这几个力同时作用于同一个物体为前提.
3.力的三角形法是力的平行四边形法的推论，平行四边形法是一切矢量合成的普遍法则.掌握和运用平行四边形定则是本节课的重点，也是难点.
4.疑点:1+1≠2？
教具准备 一幅画、一个重物、弹簧秤(学生每两人一组，每组两只)、细线(每组两根)、橡皮筋(每组一条)、木板(每组一块)、白纸(每组一张).
课时安排 1课时
教学过程
导入新课
(教师活动)介绍力平衡的例子：教材86页，梵净山的蘑菇石和山西的悬空寺.
(设计意图)引起学生的兴趣.
推进新课
在初中，我们学过“一个力产生的效果，与两个力共同作用产生的效果相同，这个力就叫做那两个力的合力，求两个力的合力叫做二力的合成.
［教师活动］重物静止放在桌面上，请学生分析重物的受力情况.
(设计意图)复习二力平衡的知识.
［学生活动］分析出重物受两个力，两个力大小相等，二力平衡.
［教师活动］给重物加一个向下的力，仍使重物保持静止，请学生分析重物的受力.
(设计意图)先给出物体受三个力的情景，复习同一直线上多个力的处理方法，为后面力的合成作过渡.
［学生活动］分析出物体受重力、压力、支持力，三个力作用下物体平衡.
［教师活动］提出问题：当力更多时，怎样应用二力平衡？
［学生活动］得出减少力的个数，将多个力化为两个力.
［教师活动］将一幅画挂在墙上，使画静止，如教材87页图5-3-.请学生分析受力情况.
(设计意图)物体受三个不在同一直线的力，由这个情景引发学生思考解决问题的方法——力的合成.
［学生活动］分析出物体受三个力和力的方向.
可能出现的问题及预案
学生这时解释物体平衡可能会出现问题.这时教师提出问题，能否也把问题转化为二力平衡来解决？如果能，应怎样做？
［学生活动］想办法将其中的两个力变为一个力.
［教师活动］进行小结，给出共点力、力的合成的概念.
(设计意图)这样的设计是希望让学生更好地理解为什么要用力的合成的方法，什么时候用力的合成.
在现实生活中，有这样的例子：两位同学沿不同方向共同用力提住一袋土石，解放军战士一人也能提住同一袋土石.
［教师活动］两个不在同一直线上的力要合成为一个力，能否直接进行数值的加减？为什么？
(设计意图)通过力的合成加深学生对矢量和标量的认识.
［学生活动］大部分学生会回答：不能.因为力是矢量，有大小、有方向.
［教师活动］那么，怎样用一个力来代替两个力呢，下面请同学们自己通过实验来研究得出结论.
(设计意图)让学生自己动手得出结论，使学生更好地理解和掌握规律，同时，也增强学生的动手能力.
［学生活动］自己用实验研究力的合成的规律.
可能出现的问题及预案
学生可能不知道该怎样做这个实验或是步骤不对.
?方法引导
1.可以研究橡皮筋的受力，分别用一个弹簧秤和两个弹簧秤施加力，注意怎样保证力是等效的.
2.怎样记录并表示力的大小和方向？
3.怎样处理数据，总结规律？
［学生活动］做实验，画出力的图示，得出结论.
总结：平行四边形定则的内容. (演示)
教师精讲
将橡皮筋一端固定在M点，用互成角度的两个力F1、F2共同作用，将橡皮筋的另一端拉到O点；如果我们只用一个力，也可以将橡皮筋的另一端拉到O点.如图5-1-1、图5-1-2所示.
教师可以给出一些提示：
图5-1-1 图5-1-2 图5-1-3
一个力F产生的效果，与两个力F1、F2共同作用产生的效果相同，这个力F就叫做那两个力F1、F2的合力，而那两个力F1、F2就叫这个力F的分力.求F1、F2两个力的合力F，也叫做二力的合成.如图5-1-3所示.
与初中的二力合成不同的是，F1、F2不在同一直线上，而是互成角度.
这节课我们就来研究互成角度的两个力的合成.
板书：
第一节 力的合成
同一直线上两个力的合力，跟两个力的大小、方向两个因素有关.那么，
板书：
互成角度的两个力的合力跟两个力的哪些因素有关呢？
提问：互成角度的两个力的合力与分力的大小、方向是否有关？如果有关，又有什么样的关系？我们通过实验来研究这个问题.首先，应该确定两个分力的大小、方向；再确定合力的大小、方向；然后才能研究合力与两个分力的大小、方向的关系.
那么怎样确定两个分力F1、F2的大小、方向呢？
启发学生回答：用弹簧秤测量分力的大小，分力的方向分别沿细绳方向，即沿所标明的虚线方向.
教师精讲
弹簧秤的使用
在使用弹簧秤测量力的大小时，首先，要观察弹簧秤的零刻度及最小刻度，同时要注意弹簧秤的正确使用及正确的读数方法.
确定分力的大小：(边演示边讲解两人如何分工合作)一位同学用两只弹簧秤分别钩挂细绳套，同时用力互成角度地沿规定的方向拉橡皮筋，使橡皮筋的另一端伸长到O点；另一位同学用记号笔分别在相应位置记下两只弹簧秤的读数.这就是分力的大小.
注意：拉动橡皮筋时，要使两只弹簧秤与木板平面平行.
现在，请同学们观察M点有没有固定橡皮筋，规定的方向是不是明确，记录用的油笔有没有？用铁夹子将木板固定在桌上.
都准备好之后，左边同学拉橡皮筋，右边同学读数并记录数据，测量两个分力的大小，测量完之后请举手！
指导学生进行分组实验
提问：怎样确定合力F的大小、方向呢？
引导学生回答：用一只弹簧秤通过细绳套也把橡皮筋拉到位置O，弹簧秤的读数就是合力的大小，细绳的方向就是合力的方向.
确定合力的大小和方向：一位同学用一只弹簧秤通过细绳套也把橡皮筋拉到位置O，另一位同学用记号笔记下细绳的方向，并在相应位置记下弹簧秤的读数.这就是合力的方向、大小.注意前后两次实验O点应该重合.
现在，请右边同学拉橡皮筋，左边同学读数并记录数据，确定合力的大小和方向.
视察学生实验情况
到此为止，我们已经确定了两个分力以及它们的合力的大小、方向.为了弄清楚两个力的合力与分力的大小、方向的关系，我们可以用力的图示法形象地将分力和合力的大小、方向表示出来.
数据处理
(1)用力的图示法分别表示分力及合力：选择适当的标准长度(3 cm长的线段表示1 N力)，利用三角板，从O点开始，用力的图示法分别表示两个分力及合力的大小、方向.注意标准长度要一致.如图5-1-4所示，有向线段OA、OB、OC分别表示两个分力及合力.
图5-1-4
现在，请同学们用力的图示法将自己测量的分力和合力分别表示出来.
提问：分力的大小分别等于多少？合力的大小等于多少？
进一步提问：由此看来，互成角度的两个力的合成，不能简单地利用代数方法相加减.那么合力与分力的大小、方向究竟有什么关系呢？
同学们仔细看看，O、A、C、B的位置关系有什么特点？
(停顿20秒，引导同学猜出)
O、A、C、B好像是一个平行四边形的四个顶点,OC好像是这个平行四边形的对角线.
教师解说：OC好像是这个平行四边形的对角线，这毕竟是一种猜测，究竟OC是不是这个平行四边形的对角线呢？我们可以以OA、OB为邻边作平行四边形OACB，看平行四边形的对角线与OC是否重合.
(2)用两个三角板，以表示两个分力的有向线段OA、OB为邻边，用虚线作平行四边形OACB.
(示范.强调邻边，利用两个三角板作平行四边形)
现在请同学们以自己所得的OA、OB为邻边，作平行四边形，并连接OA、OB之间的对角线.
(3)同学操作，教师指导，选出典型，投影讲评.
(4)比较平行四边形的对角线和合力，发现对角线与合力很接近.
(5)四组同学所得结果都是结论(4)，教师所得实验结果也是结论(4)，那么结论(4)是不是普遍的呢？
(6)经过前人们很多次的、精细的实验，最后确认，对角线的长度、方向，跟合力的大小、方向一致，即对角线与合力重合，也就是说，对角线就表示F1、F2的合力.
可见求互成角度的两个力的合力，不是简单地将两个力相加减，而是(可以)用表示两个力的有向线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向.这就是平行四边形定则.如图5-1-5所示.
图5
提问：有没有同学实验结果是对角线与合力相距比较远？
有这种情况很正常，一个规律的得出，是由很多人在很长时间里，进行了许多次实验，才总结出来，并要经得起实践检验.因此，一个规律，并不是通过一次实验就能得到的.如果有同学实验结果是对角线与合力相距比较远，不要着急，课下我们一起来看看问题出在哪里.
现在我们就用平行四边形定则来求互成角度的两个力的合力.
小结：
(1)互成角度的两个力的合成，不是简单地利用代数方法相加减，而是遵循平行四边形定则.即合力F的大小不仅取决于两个分力F1、F2的大小，而且取决于两个分力的夹角.
现在，就来观察一下合力与分力大小、方向的关系的动态情景.
电脑演示：合力F与两个分力F1、F2的大小的关系；
合力F与两个分力F1、F2的夹角的关系.
学生思考：如果两个分力的大小分别为F1、F2，两个分力之间的夹角为θ，当θ=0°时，它们的合力等于多少？当θ=180°时，它们的合力又等于多少？
(2)对平行四边形定则的认识，是通过实验归纳法来完成的.实验归纳法的步骤是：提出问题→设计实验、进行实验、获取数据、进行数据分析→多次实验、归纳、总结→得出结论.课堂小结
1.互成角度的两个力的合成，不是简单地利用代数方法相加减，而是遵循平行四边形定则.即合力F的大小不仅取决于两个分力F1、F2的大小，而且取决于两个分力的夹角.
2.对平行四边形定则的认识，是通过实验归纳法来完成的.实验归纳法的步骤是：提出问题→设计实验、进行实验、获取数据、进行数据分析→多次实验、归纳、总结→得出结论.
布置作业
阅读课本上信息窗.
P90第1、2两题.
板书设计
力的合成
1.合力：一个力所产生的作用效果跟几个力共同作用时产生的效果相同，这个力就叫那几个力的合力.
2.力的合成：求几个力的合力叫做力的合成.
3.共点力：几个力共同作用于同一点，或者它们的作用线交于同一点，这几个力叫做共点力.
4.定则：如果用表示两个共点力F1和Ｆ2的线段为邻边作平行四边形，那么，合力F的大小和方向就可以用这两个邻边之间的对角线表示出来.这叫做力的平行四边形定则.
5.两个共点力合力的大小范围：|F1－F2|≤F≤F1+F2.
活动与探究
试做教材P90讨论与交流中的模型，并用这个模型试研究合力与两个力之间夹角的关系.第2节 形变与弹力 学案
【要点导学】
1．物体在外力的作用下，所发生的 或 的改变叫形变，在外力停止作用后，能够 的形变叫弹性形变。
2．发生形变的物体，由于要回复原状，对跟它接触的物体会产生力的作用，这种力叫做弹力．
3．弹力产生的条件：
（1）两物体必须直接接触；
（2）两物体接触处发生形变（相互挤压）．
弹力是接触力．互相接触的物体间也不一定有弹力，要看接触处是否发生形变．有些形变不容易看出，可用假设法判定．
4．弹力的方向是从施力物体指向受力物体，与施力物体的形变方向相反．具体地说：
（1）绳的拉力方向总是沿绳而指向绳收缩的方向．
（2）压力的方向垂直于支持面而指向被压的物体，支持力的方向垂直于支持面而指向被支持的物体．
5．胡克定律F=kx
（1）上式适用于发生弹性形变（在弹性限度内）时，弹簧拉伸或压缩形变所产生的弹力的大小计算．
（2）式中的k为弹簧的劲度系数，是弹簧本身的一种物理性质，与外力无关，其大小只与弹簧的长短、粗细及材料有关．（3）x为弹簧的形变量的大小。
【范例精析】
例1一个物体放在水平地面上，下列关于物体和地面受力情况的叙述中，正确的是（ ）
　　A.地面受到向下的弹力是因为地面发生了形变
　　B.地面受到向下的弹力是因为物体发生了形变
　　C.物体受到向上的弹力是因为地面发生了形变
D.物体受到向上的弹力是因为物体发生了形变
解析：地面受到向下的压力，这个压力的施力物是物体，所以应该是因为物体的形变产生了对地面的压力，故B是正确的选项。
物体受到向上的弹力，这个弹力的施力物是地面，所以应该是地面的形变产生了对物体的弹力，故C也是正确的选项。
本题正确的选项是BC。
拓展：通过本题可以看出，弹力也是成对产生的。甲对乙挤压使乙产生形变，乙就会对甲产生弹力；同时乙对甲的弹力也使甲产生形变，甲的形变就对乙产生了弹力。一个物体的形变只能对别的物体产生弹力，不能对自己产生弹力。
正确解答 C
例2．如图3-2-1所示，一个球形物体静止于光滑水平面，并与竖直光滑墙壁接触，A、B两点是球跟墙和地面的接出点，则下列说法正确的是（ ）
　　A.物体受重力、B点的支持力、A点的弹力作用
　　B.物体受重力、B点的支持力作用
　　C.物体受重力、B点的支持力、地面的弹力作用
D.物体受重力、B点的支持力、物体对地面的压力作用
解析：本题要排除二个干扰，一是地面的弹力就是B点的支持力；二是A点有没有弹力，在A点球虽然与墙壁接触但相互间没有挤压，所以在A点没有弹力。那么怎么样判断A点没有相互挤压的呢？我们可以用假设法，设想A处的墙壁撤消，球仍然保持静止状态，所以在A处没有弹力。
本题正确的选项是B。
拓展：在某些接触点处有无弹力难以确定时都可以用上述的假设法判断。我们设想B处的水平地面撤消，那么球就会下落，这就说明B处是有弹力的。例如图3-2-2中要判断静止的球与光滑平面AB、BC之间是否有弹力作用？
我们也可以用假设法：若将AB去掉，看受力物体球仍可以保持静止状态．故球A只受一个弹力N作用．

例3．画出下列物体（物块或球）受到的弹力。
解析：根据弹力产生的因素：物体相互接触；物体间有弹性形变。可画出各物体所受的弹力情况。
拓展：支持力的方向总是垂直于支持面而指向被支持的物体,与使物体发生形变的外力方向相反.平面与平面接触, 弹力方向垂直于平面；平面与曲面接触, 弹力方向垂直于平面,也垂直于曲面的切线；曲面与曲面接触, 弹力方向垂直于公切线；点与平面接触,弹力方向垂直于平面；点与曲面接触,弹力方向垂直与曲面的切线方向.绳子产生的弹力方向总是沿绳子方向。
例4　一弹簧受到80牛的拉力作用时弹簧伸长为14㎝，弹簧受到40牛的压力作用时，弹簧长度为8㎝，试求该弹簧的劲度系数与原长．
解析：弹簧受拉力伸长时胡克定律的形式为F1=k(L1-L0) ，
即 80=k(14- L0)
弹簧受压力缩短时胡克定律的形式为F2=k(L0 -L2) ，
即 40=k (L0 - 8) ，
有上面两式可得到
k=20 N/cm , L0= 10 cm
拓展：应用胡克定律解题时，一定要正确找出形变量（一般应确定弹簧未形变时端点的位置），即拉伸或压缩的长度，而本题中的14cm和8cm，均指弹簧在某状态时的长度.

【能力训练】
1．产生弹力的条件是______________.接触并且有形变
2．除拉伸或缩短形变外，还有______形变和_______形变。弯曲，扭转
3．压力和支持力的方向总是_______接触面,压力指向被____的物体，支持力指向被______ 的 物体；绳子的张力（拉力）总是沿着__________的方向. 垂直于，压，支持；绳子收缩
4．弹力的大小与发生形变的物体的________有关，还与形变的_____有关；对于发生弹性形变的弹簧而言，弹力与弹簧的形变量（伸长或缩短的长度）成______.一弹簧的劲度系数为500N/m,它表示_______________________________,若用200N的力拉弹簧,则弹簧的伸长量为_____m. 材料，程度,正比 该弹簧形变量为1m时产生弹力500N 0.4
5.关于弹性形变的概念，下列说法中正确的是（　D　）
A.物体形状的改变叫弹性形变
B.物体在外力停止作用后的形变，叫弹性形变
C.一根铁杆用力弯折后的形变就是弹性形变
D.物体在外力停止作用后，能够恢复原来形状的形变，叫弹性形变
6. 关于弹力下列说法正确的是( BCD )
A.静止在水平面上的物体所受的重力就是它对水平面的压力
B.压力、支持力、绳中的张力都属于弹力
C.弹力的大小与物体的形变程度有关,在弹性限度内形变程度越大,弹力越大
D.弹力的方向总是与施力物体恢复形变的方向相同
7物体A受到外力作用发生弹性形变时,发生形变的物体A对使它发生形变的物体B产生弹力作用,下列说法中正确的是( CD )
A.物体A先发生形变,后产生弹力
B.物体A先产生弹力,后发生形变
C.弹力和形变是同时产生同时变化的
D.物体A由于形变而对物体B产生了弹力作用
8．如图3－2－5所示,物体A静止在斜面B上.下列说法正确的是( CD )
A.斜面B对物块A的弹力方向是竖直向上的
B.物块A对斜面B的弹力方向是竖直向下的
C.斜面B对物块A的弹力方向是垂直斜面向上的
D.物块A对斜面B的弹力方向跟物块A恢复形变的方向是相同的
9．关于弹簧的劲度系数k,下列说法正确的是( B )
A.与弹簧所受的拉力大小有关,拉力越大,k值也越大
B.由弹簧本身决定,与弹簧所受的拉力大小及形变程度无关
C.与弹簧发生的形变的大小有关,形变越大,k值越小
D.与弹簧本身特性,所受拉力的大小.形变大小都无关
10．如图3－2－6所示,小球A系在坚直拉紧的细绳下端,球恰又与斜面接触并处于静止状态,则小球A所受的力是( A )
A.重力和绳对它的拉力
B.重力、绳对它的拉力和斜面对它的弹力
C.重力和斜面对球的支持力
D.绳对它的拉力和斜面对它的支持力
11．画出图中A物体所受弹力的示意图
12.将G=50N的物体悬挂在轻质弹簧上,弹簧伸长了2.0cm, 静止时弹簧的弹力是多大 弹簧的劲度系数多大(如图甲)将弹簧从挂钩处摘下,在0点施加一个竖直向上的50N的拉力(图乙),物体仍然静止,那么弹簧的伸长量又是多少 50N，2500N/m 2.0cm
13.如图3-2-9所示，是探究某根弹簧的伸长量x与所受拉力F之间的关系图，下列说法中正确的是 ( BC )
A.弹簧的劲度系数是2 N／m
B.弹簧的劲度系数是2X103N／m
C.当弹簧受F2＝800 N的拉力作用时，弹簧伸长为x2＝40 cm
D.当弹簧伸长为x1＝20cm时，弹簧产生的拉力是F1＝200 N第2节 力的分解
【知识点导学】
[知识点一] 分力
如果几个力同时作用在物体上产生的效果跟一个力作用的效果相同，这几个力就叫做那个力的分力。
[知识点二] 力的分解
力的分解是力的合成的逆运算，同样遵守平行四边形法则，一个力可以分解为无数对分力，分解后的力性质及作用点不变。
力的分解有唯一一组解的条件：已知两个方向不在一条直线上的分力的方向，可唯一确定两分力的大小；已知其中一个分力的大小和方向，可唯一确定另一个分力的大小和方向。
[知识点二] 力的正交分解
求物体所受外力的合力，常采用正交分解法。所谓 “正交分解法”，就是将受力物体所受外力（限同一平面内的共点力）沿选定的相互垂直的x轴和y轴方向分解（坐标的设立，并不一定是水平与竖直方向，可根据问题方便来设定，不过x和y的方向一定是相互垂直即正交），然后分别求出x方向、y方向的合力Fx合、Fy合，由于Fx合、Fy合相互垂直，可方便地求出物体所受外力的合力F合（大小和方向）。
议一议：已知合力一定，试讨论：当它的两个分力分别满足以下条件时，两个分力能否唯一确定。
一个分力的大小和方向；
一个分力的大小和另一个分力的方向；
两个分力的方向；
两个分力的大小。
探究 在雨后乡间的小道上，有一汽车陷在泥泞的路面上而抛锚，尽管司机加大油门，后轮仍打滑，无法启动，于是司机找来一根长绳，一端系在路旁的大树上，另一端系在车上，并使绳绷紧，然后在绳的中央沿垂直于绳的方向用力拉绳。他能把车拉出来吗？为什么？
提示：如图5 – 1，F1 = F2 = EQ \A( )，在θ接近90°时，cosθ很小，则F1、F2很大，即可克服车受的阻力。
【典例解析】
例1 如图5 – 2a所示，电灯的重力为G = 20N，绳AO与天花板间的夹角为45°，绳BO水平，求绳AO、BO所受的拉力大小。
解析：OC绳对结点O的拉力F与电灯所受的重力G大小相等，方向竖直向下。由于F的作用，AO、BO也受到拉力的作用，因此F产生了两个效果：一个是沿AO向下使O点紧拉绳AO的分力F1；一个是沿BO水平向左使O点紧拉绳BO的分力F2。
答案：F = G，力的分解如图5 – 2b所示。由几何知识知
F1 = = = 20N
F2 = F · tan45° = G · tan 45° = 20N
所以，绳AO、BO所受的拉力大小分别为20N、20N。
例2 刀、斧、凿、刨等切削工具的刃都叫做劈。劈的截面是一个三角形，如图5 – 3a所示。使用劈的时候，在劈背上加力F，这个力产生的作用效果是使劈的两侧面推压物体，把物体劈开。设劈的纵截面是一个等腰三角形，劈背的宽度为d，劈的侧面的长度为L。试求劈的两个侧面对物体的压力N1、N2大小。
解析：根据力F产生的作用效果，可以把力F分解为两个垂直于侧面的力F1、F2，如图5 – 3b所示。由对称性可知，F1 = F2，根据三角形相似即可求解。
答案：根据力的分解画力F的分力F1、F2的矢量图，则力△OFF2与几何△ABC
相似，有 = ，得F1 = F2 = F。
由于N1 = F1，N2 = F2，所以N1 = N2 = F。
例3半圆形支架BAD上悬着两细绳OA和OB，系于圆心O，下悬重为G的物体，使OA绳固定不动，如图5 – 4a所示。将OB绳的B端沿半圆支架从水平位置逐渐移至竖直处C的过程中，分析OA绳和OB绳所受力的大小如何变化。
解析：本题中物体重力不变，结点O位置不变，绳OA的拉力大小变化而方向不变，绳OB的拉力大小和方向都变化，但绳OA的拉力与绳OB的拉力的合力恒定。利用平行四边形中的三角形进行动态分析，判断当绳OB的拉力方向变化时，绳OA的拉力与绳OB的拉力的大小如何变化。
答案：用图解法解。结点O受重物的拉力F才使OA和OB受到拉力，因此将F分解为FA和FB，如图5 – 4a所示。OA绳固定，则FA的方向不变，在OB向上靠近C的过程中，在B1、B2、B3的三个位置，绳OA和OB所受的力大小分别为FA1和FB1、FA2和FB2、FA3和FB3。从图5 – 4b可以看出：绳OA的拉力大小FA是一直减小的，而绳OB的拉力大小FB则是先变小后变大（当OB垂直于OA时，OB绳的拉力最小）。
F
F1
F2
θ
（图5 - 1）
45°
A
B
C
O
（图5 – 2a）
45°
A
B
O
F = G
F1
F2
（图5 – 2b）
L
d
F
N1
N2
（图5 – 3a）
（图5 – 3b）
A
B
F
F1
F2
C
O
A
B
C
D
O
G
（图5 – 4a）
（图5 – 4b）
A
B
C
O
F = G
FA
FB
FB1
FA1
FA2
FA3
FB2
FB3
B1
B2
B3第一章 绪论
撩开物理学的神秘面纱
知识与技能目标：
1．知道物理学的研究内容。
2．了解物理学与自然规律和社会规律的关系。
3．掌握学习物理学的方法。
4．了解高中物理的教材特点。
过程与方法目标：
1．通过对物理学历史和发展的了解和认识，激发学生学习兴趣。
2．培养学生的观察能力、概括能力和分析阅读能力。
情感、态度与价值观目标：
1．激发学生学习、探索的兴趣和积极性
2．使学生对物理学有概括的认识，初步知道它的研究范围，知道它是现代科学和技术的重要基础，知道它对社会发展有重要作用．
3．培养学生正确的科学学习态度，知道怎样学好高中物理，并做更广更深的探索。
教学重点和难点：
物理学的研究范围及物理的学习方法
教学方法：
多媒体展示、讲授法、阅读教学法
教学用具：
投影仪、投影片、静电金属屏蔽罩、带绝缘座的金属板、感应起电机
教学课时： 1课时
课前准备：
1．教师准备：新闻资料、大量的物理现象和历史图片、多媒体课件，全面掌握本章内容。
2．学生准备：预习了解课本内容，了解物理学历史和发展现状。
教学过程设计：
一、新课导入：
在初中我们学了一些简单的物理知识，对我们身边的物理有了一定的简单的认识，而且我们已经能够用我们所学的物理知识解决一写简单的问题。但要解决更广泛的问题，我们在初中所学的物理就显得太过粗浅了，在高中我们将更系统、更深入的学习物理知识。
那在我们高中学习的物理究竟有什么内容呢？
二、进行新课
1、最新资讯
教师活动：用多媒体展示最新的8月24日有关天体物理的报纸新闻：“冥王星将被除名九大行星”，让学生猜想天体物理的发展。
展示太阳系图谱、报纸及网上评论，简单分析新闻内容。
学生活动：讨论，并对新闻内容提出问题。
总结点评：通过最新物理新闻，生动的图谱分析，让学升对天体物理产生浓厚的兴趣，并对当前的物理知识体系提出质疑，培养学生的“提问能力”。
2、物理学科介绍
教师活动：多媒体展示
讲述：物理学是一门自然科学,它起始于伽利略和牛顿的年代,经过三个多世纪的发展,已经成为一门众多分支,令人尊敬和热爱的基础科学；它远到宇宙深处至咫尺之间，大到广袤苍穹，小到微观粒子的浩瀚而又精细的时空中，物理学研究物质存在的基本形式，以及它们的性质和运动规律，因此说物理学是关于“万物之理”的学问并不为过。
3、物理学与自然规律
教师活动：讲述：大自然充满了奥秘。在天地之间，各种形态的物质展示着惊人的多样和复杂，而在如此多样和复杂的大自然背后，却隐藏着统一与和谐的规律。
课件展示：哈雷慧星的照片，提问，它为什么能够回归？
学生活动：思考，讨论，简要猜想。
教师活动： 讲述：满天星斗循环往复、东起西落，是什么力量使目月星辰有着这样的运动规律？通过这些，我们将了解天体的运动。
课件展示星空图片、运动员跳水图片
提出问题：这些现象隐藏了什么样的物理规律/
学生活动：思考、讨论，在老师引导下得出结论
总结点评：用有趣的物理问题引导学生积极思考，发挥学生想象和现有的知识。从而引导出新的知识
教师活动：多媒体展示自然界的又一现象：闪电，对生活中的常见现象：静电现象。
学生活动：欣赏、观察、思考。
总结点评：闪电和生活中的静电，都是大自然的秘密之一：静电现象。体现了大自然的多样性和统一性。
板书总结：物理学规律属于大自然规律的一部分
物理学就是探究物质的结构和基本运动规律的科学。
4、物理学和其他学科的区别和联系
教师活动：提问：物理学和其他学科的区别在哪儿？
提问：物理学和其他学科的有什么联系？
学生活动：思考、联想、讨论并总结发言
总结点评：（1）物理科和其他科目所关注的内容不同。
（2）物理学有许多分支：如力学、热学、电磁学、光学、统计物理学、量子力学、凝聚态物理、原子和原子核物理、粒子物理等。
（3）联系：与其它学科形成交叉学科：物理化学、生物物理、地球物理等。
教师活动：课件展示――各个不同的学科对瀑布所关注的重点。
化学更关心水的分子成分和结构，水质的变化。
生物学则侧重水中的微生物种类，以及瀑布对周围生态的影响。
地球科学更关注瀑布周围的地层结构。
物理学更关心瀑布的基本运动规律。
５、物理与社会的发展
教师活动：（１）讲述：物理学的起源――自然哲学，来自观察和思考
　　　　　多媒体展示：古人认识宇宙的过程
（２）17世纪，观察和实验方法成为物理学的重要基础
学生活动：欣赏、积极联想
总结点评：从“观察和思考”到“观察和实验”是物理学成为一门独立的自然科学的重要标志，让学生体会到物理实验的重要性。
板书总结：实验是物理的重要基础和方法。
教师活动：讲述：17世纪，牛顿在前人研究成果的基础上，建立了经典力学体系。
成为现代意义上的物理学开端。
牛顿力学不仅能帮助我们解释周围的宏观世界，而且让人类实现了登月梦想。
课件展示：人类对宇宙的不懈追求和探索
学生活动：欣赏、了解人类对宇宙的不懈追求和探索过程。
总结点评：通过展示人类对宇宙的不懈追求和探索的过程，激发学生的学习兴趣和对科学探索的欲望。
教师活动：讲述第一次工业革命和第二次工业革命过程和意义。
课件展示电磁技术的应用和发展。
学生活动：了解第一次工业革命和第二次工业革命过程和意义。
教师活动：讲述相对论和量子技术的发展及其意义――物理学历史上一次惊天动地的革命。
　　　　课件展示：爱因斯坦相对论原理提出的过程和量子力学的应用。
学生活动：欣赏、了解相对论和量子技术的发展
教师活动：讲述：20世纪，激光器、信息技术、超导技术、纳米技术、生命科学的发展。
课件展示：各种新兴技术的应用和发展
课件展示：列举20世纪物理学的重大发现
学生活动：欣赏、思考，讨论物理学和生活的联系。
板书总结：物理学就是自然科学和技术科学的基础，同时也与普通人的日常生活密切相关。
6、这样学好高中物理
教师活动：（1）从“知识与技能”、“过程与方法”、“情感、态度与价值观”三个方面指导学生了解学习高中物理的方法。
（2）指导学生从理解高中物理课程结构，掌握高中物理的基本结构。
（3）指导学生掌握学习的四个基本环节。
学生活动：思考、讨论高中物理的学习方法。
三、课堂小结
教师活动：讲述：在本堂课中，我们主要介绍了以下几个方面的内容：
物理学的来源和发展、与自然规律的关系
物理学与社会发展的关系
怎样来学习高中物理
学生活动：阅读课本绪论内容、思考学习方法、预习课本。
教学反思 第一节 匀变速直线运动的规律 教案
一、学习目标与任务
1、学习目标描述
（一）知识与技能1．进一步理解位移、速度和加速度等概念。2．知道匀变速直线运动的加速度保持不变。3．了解匀变速直线运动中加速度的特点以及位移、速度的变化规律。4．能运用匀变速直线规律解释或解决一些实际问题。（二）过程与方法1．能根据加速度的概念，推导出匀变速直线运动的速度公式。2．能根据平均速度的概念，推导出匀变速直线运动的位移公式。3．会用公式法和图象法研究匀变速直线运动，了解微积分的思想，体会数学在研究物理问题中的重要性。（三）情感、态度与价值观体验匀变速直线运动的奇妙与和谐，领略运动的艺术美，保持对运动世界的好奇心和探究欲。
2、学习内容与任务及教学流程说明
本节课的内容主要是研究匀变速直线运动的特点、速度变化规律、位移变化规律。在研究中应用公式和图象两种数学方法，而考虑到图象在生产和生活中的广泛应用，相对突出了图象的应用。教学过程应使学生通过推导速度公式、位移公式和两个常用推论，以及对运动图象物理意义的理解，进一步理解匀变速直线运动规律及其应用。学习重点：速度公式、位移公式的推导和运动图象物理意义的理解与应用。学习难点：速度公式、位移公式和运动图象物理意义的理解和应用。明确本课的重点和难点，以学习任务驱动，问题分析和公式推导为方式，以速度公式、位移公式和运动图象物理意义为核心，通过创设情景，引导学生通过公式推导、图象分析和对问题的交流讨论，会用公式法和图象法研究匀变速直线运动，了解微积分的思想，体会数学在研究物理问题中的重要性。充分利用教师个人主页提供的课程学习资源和交流讨论区，在着重学习内容的基础上，内延外拓，培养学生利用网络搜集信息和协作交流的能力。
二、学习者特征分析
高一学生通过初中物理的学习，对匀速直线运动有一定的了解，有简单的运用公式的能力，但对于应用数学方法综合解决物理问题的知识与技能还是第一次真正涉及，整体的较大的难度。另一方面学生在课堂上的积极性较高，能初步体现出学习的主体作用。学生具有一定的群体性小组交流能力与协同讨论学习能力的，还是能完成上课时教师布置的协作学习任务的。
三、学习环境选择与学习资源设计
1．学习环境选择（打√）
（1）Web教室（ ） （2）多媒体教室（√ ） （3）室外活动（ ）
（4）校园网（√ ） （5）Internet（√ ） （6）其它
2、学习资源类型（打√）
（1）课件（网络课件）（√ ） （2）工具（ ） （3）专题学习网站（ ）
（4）多媒体资源库（ ） （5）案例库（ ） （6）题库（ ）
（7）网络课程（ ） （8）个人主页（√ ） （8）其它（ ）
3、学习资源内容简要说明
司南版物理1教科书与配套学习手册教师个人主页下学习资源：包含知识归纳、课堂练习、课后交流、拓展研究及Flash交互性网络课件等课程学习材料。网址(http://61.131.50. 38/www/index.asp id=czs)。
四、学习情境创设
1、真实性情境（√） 2、问题性情境（√）
物体匀变速直线运动视频。用flash制作的一系列教学软件。 匀变速直线运动的速度有怎样的变化规律？匀变速直线运动的位移有怎样的变化规律？
五、学习活动的组织
类型 相应内容 使用资源 学生活动 教师活动
自主协作学习设计 匀变速直线运动的规律课后练习 物理教材、演示实验、课后练习题教师个人主页下的多媒体教学资源。相关的物理学习网站。 分析、操作、小组协作讨论、总结、提交结论。独立思考分析得出结论 问题情景的创设，问题的提出。学习资源获取路径的指导。问题解答和咨询。
六、教学过程
步骤 教师行为 学生行为 设计意图
课堂准备 1．准备物体匀变速直线运动视频。2．制作教学辅助ppt、flash课件。3．指导学生登陆教师主页。 1．作好课前准备。2．熟悉教师主页的操作方法。 引导学生利用网络来辅助学习，拓展学习空间。
情境导入 通过视频课件展示各种物体的运动，提出问题1：物体的速度变化、位移变化存在规律吗？怎样探索复杂运动蕴涵的规律？引出从最简单的匀变速运动入手进行研究。 学生通过观察、思考与小组讨论分析。体会物理学研究由简单到复杂的思想，理解应从最简单的变速运动开始研究。 引导学生通过对运动实例的观察与思考。
操 作 讨 论 问题2：什么样的运动叫匀变速直线运动？通过匀变速直线运动的视频观察，和实验数据的分析归纳匀变速直线运动的定义。物体的加速度保持不变的直线运动叫匀变速直线运动。问题3：匀变速直线运动的特点是什么？加速度是恒量（大小和方向均保持不变）。即任意相等时间的速度增量相同。问题4：什么叫匀加速直线运动？什么叫匀减速直线运动？当加速度不变且与速度同向时，物体的运动叫匀加速直线运动；当加速度不变且与速度反向时，物体的运动叫匀减速直线运动；问题5：匀变速直线运动的速度有怎样的变化规律？由得当时一般以方向为正方向，与同向时，取，物体匀加速； 与反向时，取，物体匀减速。复习匀速直线运动的图象描述方法，引出问题6：如何用图象描述匀变速直线运动的速度变化规律？速度时间图象图：通过图可以确定物体任一时刻的速度，可以求出某一段时间的位移，可以求出物体运动的加速度。 分析匀变速直线运动实例的速度变化数据，计算不同时间段的加速度，分析讨论，尝试归纳匀变速直线运动的定义。理解匀加速直线运动和匀减速直线运动中加速度与速度的方向关系。运用加速度定义推导速度公式，理解加速度与速度的方向与符号的关系。学习作出速度时间图象，讨论交流利用图计算加速度分析物体的运动特征的方法。 分析匀变速直线运动的基本特点，速度与加速度方向的关系和速度变化的联系，使学生进一步理解匀变速直线运动的定义。使学生学会推导速度公式。理解速度公式的应用方法。通过对书本中讨论与交流栏目的内容进一步理解用图描述匀变速直线运动的方法。
操 作 讨 论 加速度时间图象介绍图：引导学生对书本方法点拔讨论分析。问题7：匀变速直线运动的位移有怎样的变化规律？匀变速直线运动的平均速度：。位移公式：。当时，。拓展一步：位移公式的图推导。位移等于图象与时间坐标所围成的面积。问题8：如何用图象描述匀变速直线运动的位移变化规律？复习匀速直线运动的位移时间图象图：介绍匀变速直线运动的位移时间图象图：引导学生推导匀变速直线运动的常用推论： 认识理解图。理解匀变速直线运动的平均速度公式，推导位移公式。思考理解微积分思想在物理学研究中的应用。分析讨论回顾匀速直线运动的图，认识匀变速直线运动的图。推导匀变速直线运动的常用推论。 使学生进一步理解数学公式或图象描述物理规律时应考虑其适用范围。使学生学会推导位移公式。理解平均速度和位移公式的应用方法。学习微积分的思想，拓展视野。理解位移时间图象的物理含义，进一步学习用图象研究物理物理的方法。培养学生数学推导能力，进一步理解速度公式、位移公式的应用，和平均速度公式的适用范围。
课 堂 小 结 1．归纳匀变速直线运动的规律：2．分析应用实例。 回顾描述匀变速直线运动的规律，思考加速度与速度方向关系与公式中符号的确定。学习运动规律应用解决问题的方法。 加强归纳与总结，使学生全面掌握匀变速直线运动的规律，和应用知识解决问题的方法。
课 外 创 新 1．分析讨论书本讨论与交流栏目。2．书面作业P37 2，3，4，5，6，7。3．指导学生根据自身的情况，进行在线学习和交流。4．考虑在知识应用中的配置不同层次的例题和练习：如 1．进一步理解匀变速直线运动的规律。2．学生独立思考完成练习。3．学生进入教师个人主页的讨论区，进行探讨研究。 1．让学生实现知识的自我反馈。2．教学要求具有层次性，才能适合不同层次的学生的学习需要。3．充分利用网络可以保证学生在学习过程中更具有自主性。
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t第三节 摩擦力
（一）教学目标
知识目标
　　1、知道摩擦力产生的条件；
　　2、能在简单的问题中，根据物体的运动状态，判断静摩擦力的有无、大小和方向；知道存在着最大静摩擦力；
　　3、掌握动摩擦因数，会在具体问题中计算滑动摩擦力，掌握判定摩擦力方向的方法；
　　4、知道影响动摩擦因数的因素；
能力目标
　　1、通过观察演示实验，概括出摩擦力产生的条件以及摩擦力的特点，培养学生的观察、概括能力．通过静摩擦力与滑动摩擦力的区别对比，培养学生的分析综合能力．
情感目标
　　渗透物理方法的教育．在分析物体所受摩擦力时，突出主要矛盾，忽略次要因素及无关因素，总结出摩擦力产生的条件和规律．
　（二）教法选择
　　教材难度适中，适宜用探索法展开教学，由于摩擦实验用文具可以进行，本课以实验探索法为主要教学方法．
　（三）教学过程
　一、悬问征解引入新课
　　提出问题：有什么办法在不使用任何工具情况下，用手竖直地把一本书提起的同时，将另一本书也“粘”起？
　　学生：边思考边动手实验，探求可行方案．
　　教师：演示下图中做法的同时问学生，为何一本书能“粘”起另一本书呢？从而引入摩擦的课题，说明两书接触处有摩擦．
　　学生：自己动手用两本书做该实验，实验的过程中让学生握两本书的边缘用力向外拉一拉，这为下面“滑动摩擦力的教学”做好了准备．
　　二、动手实验总结规律
　　学生实验(1)：用力将橡皮擦在写有铅笔字迹的纸上滑动．
　　教师：指出橡皮擦与纸之间这种形式的摩擦是滑动摩擦，讲明概念并举例后提出问题，橡皮擦与纸摩擦后留有尾迹，这尾迹是如何形成的．
　　学生：观察尾迹中的橡皮沫，以橡皮沫中有铅笔色素和纸被擦白这些现象中，分析出滑动摩擦本质，摩擦的过程中，相互摩擦物体的互相啮合的凹凸部，相撞碰被破坏形成了尾迹．
　　学生实验(2)：用小刀在橡皮擦上切一根细长橡皮条，用手拿住橡皮条顶端在纸面上做滑动摩擦．
　　教师：提出问题，橡皮条弯曲方向与运动方向有什么关系？为什么有这样的关系？
　　学生：观察后得出橡皮条弯曲方向与运动方向相反，在教师引导下进一步开展讨论得出，在滑动摩擦过程中有阻碍物体运动的摩擦力，摩擦力的方向与物体运动方向相反．
　　学生实验(3)：用手指沿水平方向推桌面上物理书做匀速直线运动．
　　接下来教学活动，用教师问、学生答的形式．
　　问：书匀速运动的过程中受哪些力作用？
　　答：受重力、支持力、拉力和摩擦力的作用．
　　问：其中哪些力是平衡力．
　　答：重力与支持力、拉力和摩擦力分别是一对平衡力．
　　问：如何测量这时的摩擦力大小呢？
　　答：测量出拉力的大小就等于摩擦力．
　　问：为什么这时拉力的大小等于摩擦力．
　　答：因为拉力和摩擦力是一对平衡力，大小相等……．
　　学生实验(4)：把物理书的一端架在笔盒上成一斜面，先把一支圆珠笔从斜面上自由滚下，再把笔竖放在斜面上，用手轻碰笔滑动一小段后停止滑动．
　　教师：指出前者笔从书面上滚动而下的摩擦叫做滚动摩擦，同时提出问题：这两种摩擦有什么不同之处．
　　学生：再次动手实验后总结出摩擦形式不同，滚动摩擦比滑动摩擦小得多．
　　三、应用知识解题（学生独立完成）
　　1．一个物体在另一个物体表面上_________叫做滑动摩擦，在滑动摩擦中_____的力叫做摩擦力．
　　2．滑动摩擦力的方向总是_______．
　　3．笨重的机器底部常安装上小轮，搬动时更为省力，这是应用了______道理．
　　四、教学测评
　　1．下列几种关于摩擦力的说法，哪一种正确？　　 [ ]
　　　A．物体只有在很快运动的时候，才有摩擦力的作用．
　　　B．物体静止时一定没有摩擦力的作用．
　　　C．人的手握住东四，原因之一，靠的就是摩擦力．
　　　D．以上说法都不对．
　　2．用水平力去推静止在水平地面的大木箱，没有推动，其原因是： []
　　　A．木箱有惯性．　　　B．木箱受到摩擦力的作用．
　　　C．推力小于木箱所受的摩擦力．
　　　D．木箱受到的推力和摩擦力是一对平衡力．
　　3．一辆重100牛顿的小车，使它沿水平地面作匀速直线运动，需用推力10牛顿，这小车受到地面对它的摩擦力为： [ ]
　　　A．100牛顿
　　　B．10牛顿
　　　C．50牛顿
　　　D．55牛顿
　　五、教学反馈及矫正：
　　（举黑板反馈，教师口头予以矫正）第三章第一节：匀变速直线运动规律
教学目标：
一、知识目标
1、掌握匀变速直线运动的速度、位移公式
2、会推出匀变速直线运动的位移和速度的关系式，并会应用它进行计算
二、能力目标 提高学生灵活应用公式解题的能力
三、德育目标
本部分矢量较多，在解题中要依据质点的运动情况确定出各量的方向，不要死套公式而不分析实际的客观运动。
教学重点：匀变速直线运动规律的应用
教学难点：据速度和位移公式推导得到的速度和位移关系式的正确使用
教学方法：讲练法、推理法、归纳法
教学用具：投影仪、投影片、CAI课件
课时安排1课时
教学过程：
一、导入新课
上节课我们学习了匀变速直线运动的速度、位移和时间之间的关系，本节课我们来学生上述规律的应用。
二、新课教学
（一）用投影片出示本节课的学生目标，在匀变速直线运动中涉及到五个物理量，均是上章节学习过的分别是s a t和v0与vt掌握好这五个量之间的关系。
1、会推导匀变速直线运动的位移和速度的关系式
2、能应用匀变速直线运动的规律求解有关问题。
3、提问灵活应用公式解题的能力
（二）学生目标完成过程：
1、匀变速直线运动的规律
（1）学生在白纸上书写匀变速直线运动的速度和位移公式：分别是不含s与不含vt的关系式
（2）在实物投影仪上进行检查和评析
（3）据，消去时间，同学们试着推一下，能得到一个什么关系式。
（4）学生推导后，抽查推导过程并在实物投影仪上评析。
（5）教师说明：一般在不涉及时间的前提下，我们使用刚才得到的推论求解。（不含t的公式）
（6）在黑板上板书上述三个公式：
2、匀变速直线运动规律的应用
（1）a．用投影片出示例题1：
发射炮弹时，炮弹在枪筒中的运动可以看作是匀加速运动，如果枪弹的加速度是，枪筒长0.64m，枪弹射出枪口时的速度是多大？
b：用CAI课体模拟题中的物理情景，并出示分析思考题：
1）枪筒的长度对应于枪弹做匀加速运动的哪个物理量？
2）枪弹的初速度是多大？
3）枪弹出枪口时的速度对应于枪弹做匀加速运动的什么速度？
4）据上述分析，你准备选用哪个公式求解？
C：学生写出解题过程，并抽查实物投影仪上评析。
（2）用投影片注视巩固练习I：
物体做匀加速运动，初速度为v0＝2m/s，加速度a＝0.1，求
A：前4s内通过的位移
B：前4s内的平均速度及位移。
（3）a．用投影片出示例题2
一个滑雪的人，从85米长的山坡上匀变速滑下，初速度是1.8m/s，末速度系5.0m/s，他通过这段山坡需要多长时间？
b：用CAI课件模拟题中的物理情景。
c：据物理情景，同学们思考
1）该滑雪人的运动可当做哪一种匀变速运动？
2）你认为所给的已知条件等效为匀变速直线运动的哪些物理量？
3）要求得时间t，你准备用什么方法求？
d：经同学们讨论后，用投影片展示课本上的解题过程：
解：滑雪的人做匀加速直线运动，由
e：说明：对于匀变速直线运动
也就是说：对于变速直线运动，平均速度的求解有两个途径：（1）（2）
这两个公式综合使用往往可使问题简化。
三、巩固练习
做匀加速直线运动的物体，速度从v增加到2v时结果的位移是s，测它的速度从2v增加到4v经过的位移是多少？
四、小结
本节课我们主要是应用匀变速直线运动的下述公式解决了一些实际问题：
vt=v0+at；s=v0t+at2；=2as
s=
这些公式共涉及v0、vt、a、s、t五个物理量，对于一段直线运动，只要已知三个物理量，总可以就出另外两个物理量。
四、作业课后习题
五、板书设计第3节 牛顿第三定律
【知识点导学】
[知识点一] 作用力与反作用力
力的作用总是相互的，物体间的这一对相互作用力，叫做作用力与反作用力，其中的任意一个力叫做作用力，另一个力就叫做反作用力。
[知识点二] 一对作用力与反作用力和一对平衡力的区别与联系
内容 一对平衡力 作用力与反作用力
共同点 大小相等、方向相反、作用在一条直线上
不同点 受力物体 两个力共同作用在同一物体上 两个力作用在不同的物体上
力的性质 两个力不一定是同种性质的力 两个力一定是同种性质的力
依存关系 两个力无依存关系，一个力的产生、消失不一定影响另一个力；一个力可能有平衡力，也可能没有平衡力 两个力有依存关系，同时产生，同时消失，不可单独存在即有作用力必定有反作用力
叠加性 两个力共同作用的效果是使物体平衡 两个力各有各的作用
[知识点三]作用力与反作用力的关系
作用力与反作用力是同时作用于两个不同物体上的力，同时出现、同时存在、同时消失，不存在谁先谁后的问题。
作用力与反作用力总是同种性质的力，如作用力是摩擦力，则反作用力也一定是摩擦力；作用力是弹力，则反作用力也一定是弹力。
作用力与反作用力不作用在同一个物体上，因而他们之间不存在相互抵消或合力为零的问题。
无论相互作用的物体双方处于何种运动状态，牛顿第三定律都成立。
【问题导析】
（1）如图所示，“拔河比赛中，若甲队胜了乙队，则甲队对乙队的力大于乙队对甲队的力。”这种说法对吗？
提示：不对。为了避免犯这种错误，首先应搞清什么样的一对力是作用力与反作用力。若这两个力，一个是甲对乙的力，乙是受力物体，甲是施力物体，表示为F甲对乙；另一个是乙对甲的力， 甲是受力物体，乙是施力物体，表示为F乙对甲。F甲对乙、F乙对甲在一条直线上，方向相反，这两个力是作用力与反作用力。可见甲、乙两队拔河比赛时，甲队对乙队的力和乙队对甲队的力是一对作用力与反作用力，其大小是相等的。其次，各队的运动情况取决于各队受的最大静摩擦力。假设地面是水平的，拔河比赛中的绳子也是水平的，乙队被拉动了是因为甲队对乙队的力大于乙队受到的最大静摩擦力。所以要想在拔河比赛中取胜，想办法增大最大静摩擦力是关键。
（2）“用手压弹簧，手先给弹簧一个作用力，弹簧形变后给手一个弹力。”这种说法对吗？
提示：这似乎很有道理，其实是错误的。事实上，手给弹簧的压力与弹簧给手的弹力是一对作用力与反作用力，是同时产生，没有先后之分的，在压缩过程中，随着形变的增大，压力、弹力同时增大。
（3）“某人用一水平力推放在水平地面上的木箱，但未推动，所以手给木箱的力与木箱给手的力抵消了。”这种说法对不对？
提示：不对。产生这样的错误认识是因为混淆了作用力与反作用力、平衡力的概念。平衡力是作用在同一物体上，大小相等、方向相反的两个力；而作用力与反作用力作用是在两个物体上，它们的作用效果在两个不同的物体上得到反映。由此可知，作用力与反作用力的作用效果不能相互“抵消”。这一点与平衡力是不同的。作用力与反作用力和平衡力最根本的区别是作用在两个物体上还是一个物体上。人推木箱的力和木箱给人的力是一对作用力与反作用力，其效果是不能相互“抵消”的，木箱静止不动的原因是推力和木箱受到地面的摩擦力平衡了。
（4）汽车拉着拖车在水平公路上做直线运动，下列说法中正确的是（ ）
A．汽车能拉着拖车向前是因为汽车对拖车的拉力大于拖车对汽车的拉力
B．汽车先对拖车施加拉力，然后拖车产生对汽车的拉力
C．匀速前进时，汽车对拖车的拉力等于拖车向后拉汽车的力；加速前进时，汽车向前拉拖车的力大于拖车向后拉汽车的力
D．拖车加速前进时，汽车对拖车的拉力大于地面对拖车的摩擦阻力；汽车加速前进时，地面对汽车向前的作用力（牵引力）大于拖车对它的拉力
解析：汽车和拖车间的相互作用力总是大小相等、方向相反。汽车或拖车是匀速运动还是加速直线运动，并不取决于汽车和拖车的相互作用力，而是取决于各自受到的合力的大小和方向。
汽车对拖车的拉力与拖车对汽车的拉力是一对作用力与反作用力，二者等大、反向，分别作用在拖车和汽车上，故A选项错误。作用力与反作用力总是同时产生、同时变化、同时消失，故B选项错误。不论物体做匀速运动，还是加速运动，作用力与反作用力大小总是相等，故C选项错误。D选项符合牛顿第二定律，是正确的。
答案：D
反思 本题考查了相互作用力的关系，它们一定等大、反向，不能根据物体做什么运动来判断相互作用力的大小关系。
变形题 一个大人跟一个小孩站在水平地面上拉手比力气，结果大人把小孩拉过来了。关于这个过程中作用于双方的力的关系，下列说法中正确的是（ ）
A．大人拉小孩的力一定大于小孩拉大人的力
B．大人拉小孩的力不一定大于小孩拉大人的力
C．大人拉小孩的力与小孩拉大人的力一定大小相等
D．地面对大人的最大静摩擦力一定比地面对小孩的最大静摩擦力大
提示：作用力与反作用力总是大小相等的，大人和小孩拉手比力气时，无论在相持阶段还是小孩被拉过来的过程中，大人的拉力始终与小孩的拉力大小相等。大人之所以把小孩拉过来，关键在于地面对两者的最大静摩擦力不同。
答案：CD。
（5） 质量为10kg的竖直杆立在水平地面上，有一质量为50kg的人以4m/s2的加速度沿杆向下滑，取g = 10m/s2。求人对杆的摩擦力和杆对地面的压力。
解析：人在重力和摩擦力的作用下加速下滑，根据牛顿第三定律就可求得他所受的摩擦力。杆在重力、摩擦力和支持力的作用下处于平衡状态，根据平衡条件可求得地面对杆的支持力。地面对杆的支持力和杆对地面的压力是一对作用力与反作用力，等大反向。
答案：人受到两个力作用：重力mg和竖直向上的摩擦力f。根据牛顿第二定律有mg – f = ma，得f = mg – ma = 300N。
根据牛顿第三定律，人对杆的摩擦力方向竖直向下，大小f ′ = f = 300N。
杆受力平衡，杆所受的支持力
N = f + Mg = 400N。
根据牛顿第三定律，杆对地面的压力大小为N ′ = N = 400N，方向竖直向下。
反思 对于多个研究的问题，要注意它们之间的相互作用力，还要注意它们各自的运动状态及所遵循的规律。
变形题 如图所示，一条质量不计的绳子跨过同一水平面的两个光滑的定滑轮。甲、乙两人质量相等，但甲的力气比乙大，他们各自握紧绳子的一端由静止同时在同一高度开始都尽力上爬，则（ ）
A．甲先到达顶端
B．乙先到达顶端
C．两人同时到达顶端
D．两人谁先到达顶端无法判断
提示：甲、乙两人受力情况相同
答案：C。
乙
甲匀变速直线运动的规律 教学案例
福建省龙海一中 康宏宏
Ⅰ、教材分析
一、设计思想：
匀变速直线运动规律是高中物理课程中运动学的重要组成部分，是学生在高中阶段学习运动学的基础。除了课程标准中的知识内容和能力要求外，本节课教学过程还应重视引导学生能够通过数据分析来认识匀变直线运动的特点，用数学方法探究并描述匀变速直线运动规律，体会数学在研究物理问题中的重要性，培养学生应用数学知识解决物理问题的能力。
二、教学目标：
1、通过对观测数据的分析，知道匀变速直线运动的物体在相等的时间内速度的变化相等（即加速度保持不变）。
2、能根据加速度的概念，推导出匀变速直线运动的速度公式。
3、从数值运算中的算术平均值运算条件出发，引导学生初步理解匀变速直线运动的平均速度公式。
4、能根据平均速度的概念，推导出匀变速直线运动的位移公式。
5、会运用公式和图象等方法研究匀变速直线运动，了解微积分的思想。
6、会运用匀变速直线运动规律解决简单的实际问题。
7、领略运动的艺术美，保持对运动世界的好奇心和探究欲。
三、重点与难点：
1、重点：探究匀变速直线运动速度与位移的变化规律；
2、难点：用匀变速直线运动的v-t图象求一段时间内的位移。
Ⅱ、教学过程
第一课时
第1环节：让学生初步知道研究物体运动的基本方法。
提出问题（实例）：一辆小汽车以20m/s的速度行驶，前方50米处正好有一个行人以1.5m/s的速度横穿道路，设路宽6m，问行人会不会有危险？
学生分析结果：汽车到达行人位置处只需2.5s，而行人穿越道路需4 s时间，存在相遇的危险。
[师生对话]
教师：为了安全，汽车司机应采取什么措施？
学生：让汽车减速。
教师：对，让汽车做减速运动，汽车减速后对行人是否还构成危险，我们能否做出预测？我们如何预测？
学生：必需知道物体作减速运动的公式。
教师：在生产、生活中的物体运动较多的是作变速（加速、减速）运动，物体的速度变化存在规律吗？怎样探索运动的规律？这就是我们要探究的问题。为了降低研究的难度，我们先从变速运动中最简单的匀变速直线运动开始研究。
[教师讲述]
（1）历史回顾：从亚里士多德到伽利略；
（2）研究方法：实验观测、数据分析、描述规律（数学语言）。
第2环节：观察或观测实验数据，直观地得出物体匀加速直线运动过程中速度和位移随时间的变化情况。
[学生活动]
引导学生观察P31图3-3、表3-1中的实验数据，直观地得出小车沿直线作匀加速行驶过程中速度和位移随时间的变化情况。
学生交流观察结果（主要有以下几种）：
（1）小车的速度随时间增大，在相等的时间内速度的变化相等，每秒中速度增加2m/s。
（2）小车的位移随时间增大，后1秒内的位移比前1秒内的的位移大，说明汽车速度越来越大。
（注意：在这个环节中教师要还可提醒学生“相等的时间”可取每1秒为时间单位，也可以取每2秒、每3秒或每4秒等为时间单位，也可以取更短的时间为时间单位，得出的结论也是匀变速直线运动在相等的时间内速度的变化相等 。）
结论1：小车的匀加速行驶的过程中，速度不断增加，在相等时间内速度增加（变化）相等。
引导学生用a=(vt-v0)/t公式任取表3-1数据计算出加速度。
结论2：匀变速直线运动加速度大小保持不变。
第3环节：用公式和图象描述匀变速直线运动的速度变化规律。
[学生活动]
引导学生用公式和图象描述匀变速直线运动的速度变化规律：
（1）公式推导：由a=(vt-vo)/t得到匀变速直线运动的速度公式：vt=v0+at
（2）图象描述：p32图3-4小车作匀加速直线运动时的速度随时间的变化关系，p33图3-5小车作匀加速直线运动时的加速度随时间的变化关系。
（简要介绍用描点的方法作图）
[随堂练习]
根据P32图3-4速度-时间图象求出4秒末的速度。（提示：从t坐标4秒处用虚线画一条垂直于t轴的直线交于v-t图线，再从直线与v-t图线交点处开始沿平行t轴画一条虚线，在直线与v轴交点即可得到4秒末的速度）。
第4环节：探究用v-t图象判断加速度的大小。
[分组讨论]
p33《讨论与交流》中第（1）题。
学生交流：
1、可从图线与t轴的夹角的大小（或斜率）判断3辆小车加速度的大小。
2、用v-t图象计算加速度的大小，学生交流中有如下几种方法：
（1）任取图线上的一点，取得数据（如t=4s,v=8m/s）,由a=(vt-vo)/t=vt/t求出加速度。
（2）任取图线上的两点数据计算：第1点取原点（v0=0, t0=0），第2点任意（如vt=12m/s, t=6s）, 由a=(vt-vo)/t求出加速度。
（3）任取图线上的两点数据计算：第1点和第2点数据都任意（如v0=2m/s, t0=1s; v1=10m/s,t1=5s）, 由a=(vt-vo)/t求出加速度。
（4）另外还发现有部分学生第2点的数据选取选线段的末端点。
（教师应提醒学生注意：用v-t图线计算匀变速运动的加速度一般情况下都应取两点的数据进行计算，第一种方法只适合在初速度为0的情况下。另外，为使计算方便，速度和时间两个量中的一个量的数据采集尽可能要取整数。）
（教师参与学生讨论过程中，发现了部分学生采用第一种方法：任取图线上的一点，由a=vt/t求出加速度，为了让学生能感悟到第一种算法的局限性，让学生再计算P33的图3-7(a)、(b)的加速度，然后再进行点评。）
第5环节：通过实例分析，得出物体做匀加速直线运动与匀减速直线运动的条件。
[分组讨论]
P33的《讨论与交流》第（2）个问题，。
学生交流：
（1）（a）图线表示速度随时间增大，是加速度运动； （b）图线表示速度随时间减少，是减速运动。
（2）根据（a）图象计算出的加速度约0.6m/s2，根据（b）图象计算出的加速度约-1.5m/s2。
[师生讨论]
（1）加速度是矢量，加速度为负表示加速度与初速度方向相反，物体做减速运动。
（2）匀加速直线运动与匀减速直线运动的条件：当加速度与初速度同向时，物体做匀加速度直线运动；当加速度与初速度反向时，物体做匀减速直线运动。
（3）匀变速直线运动加速度方向保持不变。
结论：匀变速直线运动加速度大小、方向保持不变（恒量）。
第6个环节：
回到课前引入的问题，请同学们为小汽车的减速运动假设一个作的加速度，计算出小汽车的速度从20m/ s到速度减为零的时间。
学生交流：（1）加速度取2m/s2，汽车停止经历时间为10s；
（2）加速度取-5m/s2，小汽车停下时间历时4s；
（3）加速度取-20m/s2，小汽车停下时间历时1s；
结论：汽车加速度越大，汽车运动时间越短，对行人就越安全。一般情况下，汽车刹车时加速度最大，所以紧急情况下，汽车一般都要紧急刹车。（但刹车的加速度也不可能太大，这些数值同学可课后通过各种途径进行了解）。
教师：考虑汽车及行人的安全问题只有时间这个因素吗？其他因素就不重要了吗？
学生：应该再考虑位移这个因素。
教师：匀变速直线运动的位移变化规律我们将在下一节课进行探讨。
小结：匀变速度直线运动的速度随时间的变化规律。
作业：（略）
第二课时
复习引入：（1）匀变速度直线运动的速度随时间的变化规律；
（2）研究方法：实验观测+数学方法。
第7环节：探究用算术平均值求匀变速直线运动的平均速度。
[师生互动]
如何求得匀变速直线运动的平均速度v平均？如已知v0与vt如何求v平均？
在这个环节中，教师可用类比的方法，引导学生运用算术平均値的运算规律来初步理解匀变速运动的平均速度公式，并且要让学生明白，只有匀变速直线运动（速度随时间均匀变化）才能用算术平均的方法来计算平均速度。
结论：匀变速直线运动平均速度v平均=(v0+vt)/2。
第8环节：探究匀变速直线运动位移随时间的变化关系
问题：匀变速直线运动位移随时间的变化存在什么关系？
（1）由平均速度公式v平均=s/t可得s=v平均t，我们可从s=v平均t.出发来研究匀变速直线运动位移的变化。
（2）通过匀变速直线运动平均速度公式：v平均=(v0+vt)/2，可推导出匀变速直线运动的位移公式：
s=v0t+ at2/2。
第9环节：探究匀变速直线运动的位移随时间变化规律的图象描述。
问题：用s-t图象描述匀变速度直线运动。
引导学生认识P35图3-9位移-时间图象，并与位移公式：s=v0t+ at2/2作定性对比（v0=0，s= at2/2）。
第10环节：探究用v-t图象求解匀变速直线运动位移。
[师生互动]讨论用v-t图象求解匀变速直线运动位移。
教师：请同学们根据p33图3-7（a）中的数据计算5秒内物体的位移。
学生：s=v0t+ at2/2=（1*5+1/2*0.6*52）m=12.5m。
教师：接下来请同学们观察图3-7（a）中v-t图线，从中可发现12.5m的位移可能与图象中的什么因素有关？（板书作图提示）
学生1：发现物体的位移与v-t图线和坐标包围面积与位移有关，图象中的梯形面积正好等于位移的大小。
学生2：也可将梯形面积分成矩形与三角形，矩形的面积刚等于v0t，三角形的面积等于（vt-v0）t/2=at2/2。
（说明：上课后与6个同学交谈了解到，能直接感觉到v-t图象包围面积正好等于位移的只有1个同学，另有3个同学是通过教辅材料阅读而知道的，还有2个同学则是在讨论之后才知道的。）
教师：这是偶然的巧合还是确实可用v-t图线包围面积来求位移？
[师生互动]与学生一起讨论p36《拓展一步》的内容：通过v-t图推导位移公式。
第11环节：
教师：回到本节课的引入问题，请同学们计算小车刹车过程的位移。
学生计算结果：a取-2m/s, 位移100m；
a取-5m/s， 位移50m。
说明加速度越大，汽车的安全性就越高。
教师：刚才多数同学是先根据vt=v0+at，求出汽车的停下时间，再根据s=v0t+at2/2
求出汽车的位移，能否不先通过求时间而直接求出位移？
学生：可用将vt=v0+at代入s=v0t+at2/2得出：vt2-v02=2as求解。
[小结] 匀变速直线运动位移随时间变化规律。
指导阅读：P34《信息窗》
作业：（略）
（教材：山东科技）5.1 力的合成 教案
教学目标：
知识与技能
1．理解合力、分力、力的合成、共点力的概念．
2．掌握平行四边形定则，会用平行四边形定则求合力．
3．理解力的合成本质上是从作用效果相等的角度进行力的相互替代．
过程与方法
1．通过学习合力和分力的概念，了解物理学常用的方法——等效替代法．
2．通过实验探究方案的设计与实施，初步认识科学探究的意义和基本过程，并进行初步的探究．
3．学生在自主找规律的过程中体会到学习的乐趣．实验结果在误差范围内是准确的．
情感态度与价值观
1．培养学生善于交流的合作精神，在交流合作中发展能力，并形成良好的学习习惯和学习方法．
2．通过力的等效替代，使学生领略跨学科知识结合的奇妙，同时领会科学探究中严谨、务实的精神和态度。
教学重点：
1．通过实例理解分力、合力、力的合成的概念。
2．通过实验探索“力的合成”所遵循的法则。
教学难点：
“平行四边形定则”的理解。
教学方法：
实验探索法、启发式教学、归纳分析法。
教学用具：
实物投影仪、CAI课件、投影片、合力与分力关系模拟演示器、三角板。
实验器材（学生分组实验）：方木块1块、弹簧秤2个、橡皮筋1条、20cm细线1条（两端打好套）、白纸1张、图钉几个、三角板一对。
教学过程
一、导入新课
师：(播放歌曲《众人划桨开大船》片段)刚才这首歌曲大家可能都听过，叫做《众人划桨开大船》，从物理学的角度说，一个人划桨产生的力太小不能开大船，众人划桨产生的力合起来才能开动大船．如果知道每个人划桨的力，怎样求合起来的力呢 学习了这一节课后我们就可以解决这个问题了．
二、新课教学
1、感受合力
[演示实验]分别让两位学生把一桶水或一个重物从地面上想办法放在桌面上．
师：在提水桶这个事件上，一个力产生的作用效果和两个力的作用效果是相同的．
请学生用自己的话总结什么叫合力，什么是力的合成。
　师：那么怎样来求几个力的合力呢 下面我们设计实验来探究一下求合力的方法。
2、 实验探究求合力的方法
教师演示实验．(用两只弹簧秤成一定角度提起一个重物，分别读一下两只弹簧秤的读数．然后用一只弹簧秤提起这个物体，看这时弹簧秤的读数)
学生观察实验现象，读取实验数据并进行简单处理。
师：力的合成并不是简单地相加减．那么它们之间的关系到底是怎样的呢 首先明确实验的目的是什么．
学 生讨论、回答。
师：请学生根据提供的器材，分小组讨论，抓住合力和分力效果相同这一关键，设计实验方案，选择适当的仪器。在做实验之前，让一个小组的同学介绍他们的实验器材的选择和实验方案的设计过程．
3、学生动手做实验并分析
（1）．用图钉把白纸固定在方木板上，把橡皮筋的一端固定。
（2）．在橡皮筋的另一端系上细绳，用两个弹簧秤互成角度地通过细绳套把橡皮筋拉到某一点O，记下O点的位置，两弹簧秤的读数F1、F2和两条细绳的方向。
（3）．用一个弹簧秤把同一条橡皮筋拉到点O，记下力F的大小和方向。
（4）．选定标度，作出力F1和F2、F的图示。
师：教师选几组做得比较准确的图示放到实物投影仪上展示，让学生逐一观察。
学生作图并分析：F’和F基本重合。
4、[师生活动]总结：
求两个共点力的合力时，可分别用表示这两个力的共点力的有向线段F1和F2为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就是合力F的大小和方向，这就是平行四边形定则。实验中F’和F并不完全重合，为什么？
[师生共同分析]
实验过程中存在误差。
在本实验中，为了减小误差：
1．弹簧秤使用前要检查指针是否指在零点。
2．弹簧秤要与木板表面平行。
[投影出示例1]
[例1]力F1=4N，方向水平向右，力F2=3N，方向竖直向下，这两个力都作用在　　　　　　同一点上，用作图法求这两个力的合力F的大小和方向。
[学生讨论求解]
[教师评析拓展]
[投影出示例2]
天鹅、小兔、鱼分别用F1 F2 F3 的力拉一条小船，如图所示，求三个共点力F1、F2、F3的合力。
[学生讨论并求解]
[教师选择具有代表性的投影]
[评析拓展]
求三个或三个以上共点力的合力时，可先求出任意两个力的合力，再求出此合力跟第三个力的总合力，以此类推，直到求完为止。
[思考与讨论]
两个分力F1与F2大小一定时，合力与它们的夹角θ有什么关系？合力大小与两个分力大小有什么关系？
[学生活动]自行设定F1和F2的大小，并用作图法求出θ=0o， 30o，90o，120o，180o时合力F的大小。
[教师]用合力与分力演示器演示分力F1和F2一定时，夹角θ在0o～180o之间发生变化时，合力F的大小变化情况。
[师生共同总结]用课件出示：两个力合力大小与其夹角的关系。
[学生活动]阅读课本最后一段。
[教师出示思考题]
1．什么叫矢量？什么叫标量？矢量运算遵循什么规则？
[学生阅读后回答]
[强化训练]
1．作用在物体上的两个力，F1=10N，F2=2N。若它们之间的夹角可任意，那么它们的合力可能是（ ）
A．8N B．11N C．0N D．1N
2．用作图法和计算法求解下面两图中的合力。
三、小结
[投影]小结思考题
1．一个力，如果它产生的________跟几个力共同产生的________相同，这个力就叫做那几个力的合力。求几个力的________叫做力的合成。
2．求两个互成角度的共点力的合力，可以用表示这两个力的线段为________作________就表示合力的大小和方向，这就是力的平行四边形定则。
3．________的物理量叫矢量________的物理量叫标量。标量按代数求和。
四、作业
1．课本作业：P14练习四
2．思考题：
大小分别为6N、10N、14N的三个力的合力的最大值为多少？最小值为多少？6.2 牛顿第二定律
（课时为2学时）
一、教学内容分析
1．内容与地位
在共同必修模块物理1的内容标准中涉及本节的内容有：“通过实验，探究加速度与物体质量、物体受力的关系．理解牛顿运动定律”．本条目要求学生通过实验，探究加速度、质量、力三者的关系，强调让学生经历实验探究过程．
牛顿第二定律是动力学的核心规律，是学习其他动力学规律的基础，是本章的重点内容，它阐明了物体的加速度跟力和质量间的定量关系，是在实验基础上建立起来的重要规律，在理论与实际问题中都有广泛的运用．在教学过程中要创设问题情境，让学生经历探究加速度、质量、力三者关系的过程，可以通过实验测量加速度、力、质量，分别作出表示加速度与力、加速度与质量的关系的图像，根据图像导出加速度与力、质量的关系式．学习过程中引导体会科学的研究方法——控制变量法、图像法的应用，培养观察能力、质疑能力、分析解决问题的能力和交流合作能力．在知识的形成中真正理解牛顿第二定律，同时体验到探究的乐趣．
2．教学目标
（1）经历探究加速度与力和质量的关系的过程．
（2）感悟控制变量法、图像法等科学研究方法的应用．
（3）体验探究物理规律的乐趣．
（4）培养观察能力、质疑能力、分析解决问题的能力和交流合作能力．
3．教学重点、难点
引导学生探究加速度与力和质量的关系的过程是本节课教学的重点，通过实验数据画出图像，根据图像导出加速度与力、质量的关系式是本节的难点．
二、案例设计
（一）复习导入
教师：什么是物体运动状态的改变 物体运动状态发生变化的原因是什么
学生：物体运动状态的改变就是指物体速度发生了改变，力是使物体运动状态发生变化的原因．
教师：物体运动状态的改变，也就是指物体产生了加速度．加速度大，物体运动状态变化快；加速度小，物体运动状态变化慢．弄清物体的加速度是由哪些因素决定的，具有十分重要的意义．那么物体的加速度大小是由哪些因素决定的呢 请同学们先根据自己的经验对这个问题展开讨论，让学生尝试从身边实例中提出自己的观点．讨论中体会到a跟力F、物体质量m有关．
（二）探究加速度a跟力F、物体质量m的关系
1．定性讨论a、F、m的关系
学生：分小组讨论．
教师：在学生分组讨论的基础上，请各组派代表汇报讨论结果．
引导学生总结出定性的结论：a与F、m有关系，当m一定时F越大，a就越大；当F一定时，m越大，a就越小．
请思考： 在这里为什么要组织学生开展这样的讨论？
2．定量研究a、F、m的关系
（1）设计实验方案
教师在肯定学生回答的基础上，提问：如何定量地研究a与F、m的关系呢 指出刚才大家在定性讨论a、F、m三者关系时，就已经采用了在研究a与F关系时保持m一定，在研究a与m的关系时保持F一定的方法，这种方法叫做控制变量法，它是研究多变量问题的一种重要方法．下面我们可应用这种方法，通过实验对a、F、m的关系进行定量研究．
教师进一步引导，使学生明确要在实验中研究a、F、m的关系必须有办法测出a、F、m．
教师在指出讲台上放有气垫导轨、气源、两个光电开关和与之配套的数字计时器、滑块、细线、砝码、小桶、弹簧秤、托盘天平、一端带有滑轮的长木板、小车、钩码、打点计时器、纸带、刻度尺，并说明每个光电开关与数字计时器一起能测出一定宽度的遮光板通过它的时间进而测出物体的瞬时速度后，让学生根据给定的器材设计实验方案，并在小组讨论基础上，全班交流．在大家互相启发、补充的过程中形成较为完善的方案．
学生：设计出如下实验方案．
方案一 以小车、打点计时器、纸带、长木板、细线、小桶、钩码、砝码、刻度尺、天平为器材，研究小车的运动．用天平测出小车的质量m1，测出小桶的质量m2，把小桶与小桶中砝码的总重力m′g当作小车受到的拉力F，从打点计时器打出的纸带上测出△s，由△s＝at2计算出小车的加速度a．
方案二 以气垫导轨、气源、两个光电开关、数字计时器、滑块、刻度尺、细线、小桶、砝码、钩码、天平为器材研究滑块的运动．用天平测出滑块的质量m1，测出小桶的质量m2，把小桶与小桶中砝码的总重力m′g当作滑块受到的拉力F，用导轨旁边的刻度尺测出两光电开关的距离s0，用刻度尺测出固定在滑块上的遮光片的宽度△s，根据数字计时器给出的遮光片分别通过前后两个光电开关所经历的时间△t1、△t2，由于△s s0，因此可以根据v1＝△s／△t1和v2＝△s／△t2计算出滑块在两光电开关间运动时的初、末速度，再由计算出滑块的加速度a．
教师引导学生讨论两种方案的可行性，让学生踊跃发表自己见解．
教师：上述两种方案都是可行的．但前一种方案中小车受到的摩擦力较大，实验误差较大，因此就得想办法消除摩擦力的影响，那么如何消除摩擦力呢 建议有兴趣的同学自己利用课余的时间去实验室用前一种方案或其他方案进行实验探索．本节课我们采用上述后一种方案进行实验探究．
教师：不论采用上述哪种方案，我们把小桶与小桶中砝码的总重力mg当作小车（包括上面的钩码）或滑块（包括上面的钩码）受到的拉力，这是有条件的，这条件就是m m′（m为小车与钩码或滑块与钩码的总质量）．
（2）进行实验探究
教师：引导学生在气垫导轨上研究a、F、m三者关系，为了让学生能有条不紊地进行实验，用电子幻灯片打出研究内容、实验步骤和数据记录表格如下：
【研究内容】研究m一定时，a与F的关系
【研究步骤】①用天平分别测出单个滑块的质量m1＝__________g，小桶质量m2＝__________g，则滑块总质量m等于m1加上放在它上面的钩码的质量△m1．
②在桶中放置质量为△m2的砝码，则m′＝m2＋△m2，当m m′时，认为F＝m′g（g取9.8m／s2）．
③用刻度尺测出遮光片的宽度△s＝__________m，用轨道边上的标尺测出两光电开关之间的距离s0＝__________m．
④实验时，保持s0不变，把各次滑块运动中遮光片经过前后光电开关的时间△t1、△t3代入公式计算出各次滑块运动的加速度，并把实验数据填入表11-1．
表11-1 研究m一定时，滑块加速度a与其受力F的关系
单个滑块质量m1＝_____g滑块总质量m＝_____g小桶质量m2＝_____g遮光片宽度△s＝_____m两光电开关间距s0＝_____m 实验次数 小桶上的砝码质量△m2/g 小桶与坛码总质量m′/g △t1/s △t2/s 滑块加速度a/（m﹒s -2） 滑块受的拉力F/N
1
2
3
4
【实验的结论】____________________________________________________
【研究内容二】研究a与m的关系（F一定）
【研究步骤】①用天平分别测出单个滑块的质量m1＝__________g，小桶质量m2＝__________g，则各次实验中滑块总质量m等于m1加上放在它上面的钩码的质量△m1．
②在小桶中放置质量为△m2的砝码，则m′＝m2＋△m2，当m m′时，认为F＝m′g（g取9.8m/s2），并保持m不变．
③用刻度尺测出遮光片的宽度△s＝__________m，用轨道边上的标尺测出两光电开关之间的距离s0＝__________m．
④实验时，保持s0不变，把各次滑块运动中遮光片经过光电开关的时间△t1、△t2代入公式，计算出各次滑块运动的加速度，把实验数据填入表11-2．
表11-2 研究滑块加速度a与滑块总质量m的关系（拉力F一定）
单个滑块质量m2＝_____g小桶质量m2＝_____g小桶与砝码的总质量m′＝_____g遮光片宽度△s＝_____m两光电开关间距s0＝_____m 实验次数 滑块砝码质量△m1/g △t1/s △t2/s 滑块加速度a/（m﹒s -2） 滑块与砝码总质量m/g
1
2
3
4
【实验的结论】____________________________________________________
说明 在简要说明数字计时器的使用方法，强调实验过程应使气垫导轨保持水平，两光电开关间距要尽可能大些，尽可能使m′远大于m（如果m′≥20m，则可认为m′ m）等注意事项后，请两位学生上台操作并报告测量数据，其他学生边观察边在课前印发的实验数据记录表（表11-1、表11-2）上填上实验测量数据．
教师：把全班学生分成8个小组，第1组～第4组学生分别完成（表11-1）中从实验次数1～4各项目的计算与填写，第5组～第8组学生分别完成（表11-2）中从实验次数1～4各项目的计算与填写．
教师：让学生反馈计算结果，并填入电子幻灯片（表11-1）、（表11-2）的对应栏目中．
教师：引导学生对表11-1的数据①通过直接观察；②通过在坐标纸上画出a－F图像进行分析，得出a∝F（m一定时）的结论．
在描点画图时，让学生体会为什么要让描出的点尽可能多地分布在某一直线的两侧，尝试说出实验误差的原因．
教师：引导学生对表11-2的数据①通过直接观察②通过在坐标纸上画出a－m图像进行分析，只能得出当F一定时，m越大a就越小的结论．
教师：能不能就此马上断言a与m成反比 让学生展开讨论．
教师：在引导学生进行全班交流的基础上，问学生能不能猜想a与m成反比
如何证明这种猜想是否正确 请思考讨论．
学生：可以画出a与图像，看它是否为过原点的直线．
学生：还可以通过计算a与m的比值来判断．
教师：让学生分组计算出对应各次实验的，并在全班反馈填人表11-2后，在坐标纸上作出a－图像．
学生：确实实验得到的直线是接近过原点的，实验误差允许范围内a与m是成反比（F一定时）的．
说明 这里开展一系列讨论的目的是为了让学生体会从a－m图像转化到a－图像的意义，认识图像法描述物理规律的作用．
教师：本实验只是让我们对于自然规律的探究有所体验，实际上一个规律的发现不可能是几次简单的测量实验就能得出，还需要通过大量的实验事实来论证．
3．牛顿第二定律
通过大量的实验探究得到加速度与力、质量的关系是：
当物体的质量一定时，物体的加速度跟所受的作用力成正比，跟物体的质量成反比，这就是牛顿第二定律．
加速度和力都是矢量，它们都有方向，牛顿第二定律不但确定了加速度和力的大小之间的关系，还确定了它们的方向之间的关系：加速度的方向跟引起这个加速度的力的方向相同．
牛顿第二定律也可用数学公式来表示：
a∝F/m或F∝ma
上式可改写为等式：F＝kma，式中的k是比例常数．
教师指出：
（1）如果各物理量都采用国际单位，k＝1；
（2）力的单位“牛顿”是根据牛顿第二定律定义的．
定义：使质量1kg的物体产生1m／s2的加速度所需要的力，叫做1N．即1N＝1kg·m／s2
可见，如果都用国际制单位，则k＝1．
牛顿第二定律可简化为
F＝ma
这就是牛顿第二定律的数学表达式．
三、案例评析
本节课教学设计的思路是：首先提出物体的加速度是由哪些因素决定的这个问题，引导学生根据自己已有的经验进行定性探究，在此基础上，进一步引导学生应用控制变量法进行定量探究，让学生经历自己设计实验方案、观察实验现象、记录实验数据、全班合作处理实验数据、分析实验数据得出结论的过程，最后总结出牛顿第二定律的数学表达式．
本节课教学设计为创设问题情境，让学生主动参与探究加速度、质量、力三者关系的全过程，在实验方案设计分析、应用图像探究规律等问题解决的过程中较为关注学生自己的观念，让学生在问题讨论中完善自己的观点，学习应用物理和数学的方法研究自然规律，有效地培养学生的实验设计能力、观察能力、分析能力、解决问题的能力以及合作交流的能力．教师在实验完成后的一句话“本实验只是让我们对于自然规律的探究有所体验，实际上一个规律的发现不可能是几次简单的测量实验就得出，还需要通过大量的实验事实来论证”充分体现了注重对学生进行科学态度和科学精神的教育．对于实验的方案可以根据学校、学生的情况，选择一种或两种或三种做，让学生比较实验的结果，对实验进行多方面的反思．
四、相关链接
探究牛顿第二定律中的图像问题
典型例题1 在“探究牛顿第二定律”实验中，研究加速度与力的关系时得到如图11-1所示的图像，试分析其原因．
分析：在做a－F关系实验时，用砂和砂桶所受重力mg代替了小车所受的拉力F，如图11-2所示：
事实上，砂和砂桶的重力mg与小车所受的拉力F是不相等的，这是产生实验系统误差的原因，为此，必须根据牛顿第二定律分析mg和F在产生加速度问题上存在的差别．由图像经过原点知，小车所受的摩擦力已被平衡．设小车实际加速度为a，由牛顿第二定律可得
mg＝（m＋m0）a即
若视F＝mg，设这种情况下小车的加速度为a′，则a′＝mg／m0．在本实验中，m0保持不变，与mg（F）成正比，而实际加速度a与mg成非线性关系，且m越大，图像斜率越小．理想情况下，加速度a与实际加速度a差值为
上式可见，m取不同值，△a不同，m越大，△a越大，当m0 m时，a≈a′△a→0，这就是要求该实验必须满足m0 m的原因所在．
本题误差是由于砂及砂桶质量较大，不能很好满足m0 m造成的．
点评：本实验的误差因原理不完善引起的误差，本实验用砂和砂桶所受的总重力mg代替小车的拉力，而实际小车所受的拉力要小于砂和砂桶所受的总重力，这个砂和砂桶的总质量越接近小车和砝码的总质量，误差越大；反之砂和砂桶的总质量越小于小车和砝码的总质量，由此引起的误差就越小．因此满足砂和砂桶的总质量m远小于小车和砝码的总质量m0的目的就是为了减小因实验原理不完善而引起的误差．此误差可因为m m0而减小，但不可能消去此误差．
典型例题2 在利用打点计时器和小车做 “探究牛顿第二定律”的实验时，实验前为什么要平衡摩擦力 应当如何平衡摩擦力
分析：牛顿第二定律表达式F＝ma中的F，是物体所受的合外力，在本实验中，如果不采用一定的办法平衡小车及纸带所受的摩擦力，小车所受的合外力就不只是细绳的拉力，而应是细绳的拉力和系统所受的摩擦力的合力．因此，在研究加速度a和外力F的关系时，若不计摩擦力，误差较大；若计摩擦力，其大小的测量又很困难．在研究加速度a和质量m的关系时，由于随着小车上的砝码增加，小车与木板间的摩擦力会增大，小车所受的合外力就会变化（此时长板是水平放置的），不满足合外力恒定的实验条件，因此实验前必须平衡摩擦力．
应如何平衡摩擦力 怎样检查平衡的效果 有人是这样操作的：把如图11-3所示装置中的长木板的右端垫高一些，使之形成一个斜面，然后把实验用小车放在长木板上，轻推小车，给小车一个沿斜面向下的初速度，观察小车的运动情况，看其是否作匀速直线运动．如果基本可看作匀速直线运动，就认为平衡效果较好．这样操作有两个问题：一是在实验开始以后，阻碍小车运动的阻力不只是小车受到的摩擦力，还有打点计时器限位孔对纸带的摩擦力及打点时振针对纸带的阻力，在上面的做法中没有考虑后两个阻力；二是检验平衡效果的方法不当，靠眼睛的直接观察判断小车是否做匀速直线运动是很不可靠的．正确的做法是：将长木板的末端（如图11-3中的右端）垫高一些，把小车放在斜面上，轻推小车，给小车一个沿斜面向下的初速度，观察小车的运动，当用眼睛直接观察可认为小车做加速度很小的直线运动以后，保持长木板和水平桌面的夹角不动，并装上打点计时器及纸带，在小车后拖纸带、打点计时器开始打点的情况下，给小车一个沿斜面向下的初速度，使小车沿斜面向下运动．取下纸带后，如果在纸带上打出的点的间隔基本上均匀，就表明小车受到的阻力跟它所受的重力沿斜面的分力平衡．
点评：
（1）打点计时器工作时，振针对纸带的阻力是周期性变化的，所以，难以做到重力沿斜面方向的分力与阻力始终完全平衡，小车的运动也不是严格的匀速直线运动，纸带上的点的间隔也不可能完全均匀，所以上面提到要求基本均匀．
（2）在实验前对摩擦力进行了平衡以后，实验中需在小车上增加或减少砝码，因为改变了小车对木板的压力，从而使摩擦力出现了变化，有没有必要重新平衡摩擦力 我们说没有必要，因为由此引起的摩擦力变化是极其微小的．从理论上讲，在小车及其砝码质量变化时，由力的分解可知，重力沿斜面向下的分力G1和垂直斜面方向的分力G2（大小等于对斜面的压力），在斜面倾角不变的情况下是成比例增大或减小的，进而重力沿斜面方向的分力G1和摩擦力f成比例变化，仍能平衡．但实际情况是，纸带所受阻力F′f，在平衡时有G1＝Ff＋F′f，而当F′f和Ff成比例变化后，前式不再相等，因而略有变化．另外，小车的轴与轮的摩擦力也会略有变化，在我们的实验中，质量变化较小，所引起的误差可忽略不计．
典型例题3 用如图11-4（a）所示的装置研究质量、定时加速度与作用力的关系．实验中认为细绳对小车的作用力F等于砂和桶所受的总重力，用改变砂的质量的办法来改变对小车的作用力F，用打点计时器测出小车的加速度a，得出若干组F和a的数值，然后根据测得的数据作a－F图线．一学生作出如图11-4（b）所示的图线，发现横轴上的截距OA较大，明显地超出了偶然误差的范围，这是由于实验中没有进行什么步骤
分析：这是一个验证性的实验，作出的a－F图线理应通过原点，表明质量m0一定时，加速度a与F成正比，作出图11-4（b）所示的图线，表示什么意思呢 设截距OA＝Ff，现变换一下坐标原点，把原点移至A点，纵坐标仍表示加速度a，横坐标表示F－Ff，设直线的斜率为，则图11-4（c）表示
a＝k（F－Ff），F－Ff＝m0a
即：由牛顿第二定律可知，在某同学所做的这个实验中，合外力并不是细绳对小车的作用力F，而是F－Ff，显然，这个f是水平长木板对小车的摩擦力，这个摩擦力在实验中是不能忽略的，实验中需平衡此摩擦力，采用的办法是：“在长木板的不带定滑轮的一端下面垫一块木板，反复移动木板的位置，直到小车在斜面上运动时可以保持匀速直线运动状态，这时小车拖着纸带运动时受到的摩擦阻力恰好与小车所受的重力在斜面上的分力平衡”．（见高中课本）这时小车所受的合外力F－Ff＋m0gsinθ＝F，画出的图线应当通过原点，该同学作出如图11-4乙所示的a－F图线，是因为他在实验中没有进行平衡摩擦力这一步骤．
典型例题4 利用例3图11-4（a）所示的装置做“探究牛顿第二定律”实验，甲同学根据实验数据画出的小车的加速度。和小车所受拉力F的图像为图11-5中的直线Ⅰ，乙同学画出的a－F图像为图11-5中的直线Ⅱ．直线Ⅰ、Ⅱ在纵轴或横轴上的截距较大，明显超出了误差范围，下面给出了关于形成这种情况原因的四种解释，其中可能正确的是（ ）
A．实验前甲同学没有平衡摩擦力
B．甲同学在平衡摩擦力时，把长木板的末端抬得过高了
C．实验前乙同学没有平衡摩擦力
D．乙同学在平衡摩擦力时，把长木板的末端抬得过高了
分析：图像Ⅰ在纵轴上有较大的截距，说明在绳对小车的拉力F＝0（还没有挂砂桶）的情况下，小车就有了沿长木板向下的加速度a0．设长木板与水平桌面间的夹角为θ，小车所受的重力mg沿长木板向下的分力应为mg sinθ，长木板对小车的摩擦阻力应为μmg cosθ．又设运动系统所受的其他阻力为Ff（可视为定值），则应有mg sinθ－（μmg cosθ＋Ff）＝ma0，在此式中m、g、μ、Ff为定值．如果适当减小θ值，可使sinθ减小而cosθ值增大，实现a0＝0，图像起点回到坐标系的原点．图像Ⅱ在横轴上有较大的截距，说明乙同学在实验前没有平衡摩擦力，因此在绳对小车有了较大的拉力F以后，小车的加速度仍然为零，其原因如例3所述．由上述分析可知，B、C选项的叙述正确．
分析：（1）关键分析纵截距及其物理意义；（2）在实验中平衡摩擦力的标准是物体在不挂砂桶时匀速运动，即所连纸带上的点应是均匀分布的．第二节 匀变速直线运动的实验探究 教案
一、实验目的
使用打点计时器测定匀变速直线运动的加速度。
二、实验原理
设物体做匀加速直线运动，加速度是a，在各个连续相等的时间T里的位移分别是s1、s2、s3……则有（见第二章的习题）
△s=s2-s1=s3-s2=s4-s3=……=aT2
由上式还可得到
s4-s1=(s4-s3)+(s3-s2)+(s2-s1)=3aT2
同理有
s5-s2=s6-s3=……=3aT2
可见，测出各段位移s1、s2……即可求出
……
再算出a1、a2……的平均值，就是我们所要测定的匀变速直线运动的加速度。
三、实验器材
电火花计时器或电磁打点计时器，一端附有滑轮的长木板，小车，纸带，刻度尺，导线，电源，钩码，细绳。
四、实验步骤
（1）按教材191页图实-10所示，把附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸处桌面。把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路。
（2）把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边挂上合适的钩码。把纸带穿过打点计时器，并把纸带的一端固定在小车的后面。
（3）把小车停在靠近打点计时器处，接通电源后，放开小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一列小点。换上新纸带，重复实验三次。
（4）从三条纸带中选择一条比较理想的，舍掉开头一些比较密集的点子，在后边便于测量的地方找一个开始点。为了测量方便和减小误差，通常不用每打一次点的时间作为时间的单位，而用每打五次点的时间作为时间的单位，就是T=0. 02×5=0.1s。在选好的开始点下面标明A，在第六点下面标明B，在第十一点下面标明C，在第十六点下面标明D，……，点A、B、C、D……叫做计数点，如图所示。两个相邻计数点间的距离分别是s1、s2、s3……
（5）测出六段位移s1、s2、s3、s4、s5、s6的长度，把测量结果填入下表1中。
（6）根据测量结果，利用“实验原理”中给出的公式算出加速度a1、a2、a3的值。注意：T=0.1s。
求出a1、a2、a3的平均值，它就是小车做匀变速直线运动的加速度。把计算的结果填入下表1中
小车做匀变速直线运动的加速度a=
表1 计算小车的加速度a= T=0.1s
计数点 位移s/m 位移差△s/m 分段加速度a/m·s-2 小车加速度a/m·s-2
0
1 S1=
2 S2=
3 S3=
4 S4= S4-S1=
5 S5= S5-S2=
6 S6= S6-S3=
五、布置作业
完成实验报告
六、参考题
1、图为用打点计时器测定匀变速直线运动的加速度的实验时记录下的一条纸带。纸带上选取1、2、3、4、5各点为记数点，将直尺靠在纸带边，零刻线与纸带上某一点0对齐。由0到1、2、3……点的距离分别用d1、d2、d3……表示，测量出d1、d2、d3……的值，填入表中。已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz，由测量数据计算出小车的加速度a和纸带上打下点3时小车的速度v3，并说明加速度的方向。
距 离 d1 d2 d3 d4 d5
测量值(cm)
加速度大小a＝____m／s2，方向______，小车在点3时的速度大小v3＝______m／s。
2、根据图所示的打点计时器构造图，指出各主要部件的名称：①____，②____，③____，④ ____，⑤____，⑥____，⑦____，⑧____，⑨____
3、电磁打点计时器的电源应是________电源，通常的工作电压为________伏，实验室使用我国民用电时，每隔________秒打一次点，如果每打5个取一个计数点，即相邻两个计数点间的时间间隔为________秒。
4、在“测定匀变速直线运动的加速度”的实验中，用打点计时器记录纸带运动的时间。计时器所用电源的频率为50Hz，图为一次实验得到的一条纸带，纸带上每相邻的两计数点间都有四个点未画出，按时间顺序取0、1、2、3、4、5六个计数点，用米尺量出1、2、3、4、5点到0点的距离如图所示（单位：cm）。
由纸带数据计算可得计数点4所代表时刻的即时速度大小v4＝________m／s，小车的加速度大小a＝________m／s2。
参考答案：
1、测量值：1．75 2．90 3．80 4．50 5．00 0．56
与运动方向相反 12．9
2、略
3、低压交流，4~6；0.02秒，0.1
4、0.405 0.756
s1 s2 s3
A B C D第2节 牛顿第二定律
一、学习要求
1． 理解加速度与力和质量的关系，知道得出这些关系的实验过程。
2． 知道国际单位制中力的单位牛顿是怎样定义的。
3． 理解牛顿第二定律的内容，知道牛顿第二定律的表达式的确切含义。
4． 会用牛顿第二定律的公式进行计算。
二、课前预习
1． 什么是物体运动状态的改变？

2． 在合外力相同时，物体的惯性表示物体的运动状态改变的难易程度。

3． 加速度与哪些物理量有关？如何研究加速度与物体质量之间的关系？

三、课内学习
1． 演示实验的过程设计以及步骤：

2． 牛顿第二定律的内容及其意义：

3． 国际单位制中单位牛顿（N）的定义：

4． 进一步理解牛顿第二定律的确切含义：同体性、矢量性、瞬时性、同一性、相对性和独立性。

5． 用牛顿第二定律解决简单的问题：

四、典型例题
1．从牛顿第二定律知道，无论怎样小的力都可以使物体产生加速度，可是当我们用一个很小的力去推很重的桌子时，却推不动，这是因为（ ）
A． 牛顿第二定律不适用于静止物体
B． 桌子加速度很小，速度增量很小，眼睛不易觉察到
C． 推力小于静摩擦力
D．桌子所受的合外力为零
2．某物体互成120 的两个力的作用，这两个力的大小都是8N，物体产生的加速度是2m/s2，求物体的质量。

3．一质量为4 kg的物体在两个共点力作用下做匀加速运动，若两个力的大小分别为1 N和3 N，则物体的加速度的大小可能是（ ）
A．0. 35 m/s2 ≤ a ≤0.75 m/s2 B．0.25 m/s2≤ a ≤1 m/s2
C．0.5 m/s2≤ a ≤1 m/s2 D．以上答案均不对




五、疑难解析
1． 演示实验中认为绳子拉小车的力，就等于挂在绳子上砝码（包括砝码盘）的重力，这是有条件的，即小车的质量远大于砝码及砝码盘的重量。这是连接体问题，到以后再讨论。
2． 力、加速度和速度的关系：加速度随力的变化而变化，但力（或加速度）和速度并没有直接的关系，其变化规律需根据具体情况来分析。
3． 利用牛顿第二定律解题的一般步骤：⑴选择研究对象；⑵正确受力分析；⑶想方设法求合力（作图法、正交分解法、合成法都可以）；⑷根据牛顿第二定律列出方程求解。
六、课后练习
1．在无风的天气里，一质量为0. 2g的雨滴在空中竖直下落，由于受到空气的阻力，最后以某一恒定的速度下落，这个恒定的速度通常叫做收尾速度。⑴雨滴达到收尾速度时受到的空气阻力为多大？
⑵设空气阻力与雨滴的速度成正比，试定性分析雨滴运动的加速度和速度如何变化？

2．蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种动作的运动项目。一个质量为60kg的运动员，从离水平网面3.2m高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面5.0m高处。已知运动员与网面接触的时间为1.2s，若在这段时间内网对运动员的作用力当作恒力处理，求此力的大小。（g = 10m/s2）第4节 超重与失重
学习目标:
1. 知道什么是超重与失重。
2. 知道产生超重与失重的条件。
3. 了解生活实际中超重和失重现象。
4．理解超重和失重的实质。
5. 了解超重与失重在现代科学技术研究中的重要应用。
6．会用牛顿第二定律求解超重和失重问题。
学习重点: 超重和失重的实质。
学习难点: 应用牛顿定律求解超重和失重问题。
主要内容:
一、超重和失重现象
1．超重现象
定义（力学特征）：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受重力的情况叫超重现象。
产生原因（运动学特征）：物体具有竖直向上的加速度。
发生超重现象与物体的运动（速度）方向无关，只要加速度方向竖直向上—物体加速向上运动或减速向下运动都会发生超重现象。
2．失重现象
定义（力学特征）：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的情况叫失重现象。
产生原因（运动学特征）：物体具有竖直向下的加速度。
发生超重现象与物体的运动（速度）方向无关，只要加速度方向竖直向下—物体加速向下运动或减速向上运动都会发生失重现象。
3．完全失重现象—失重的特殊情况
定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于零的情况（即与支持物或悬挂物虽然接触但无相互作用）。
产生原因：物体竖直向下的加速度就是重力加速度，即只受重力作用，不会再与支持物或悬挂物发生作用。
是否发生完全失重现象与运动（速度）方向无关，只要物体竖直向下的加速度等于重力加速度即可。
问题：试在右图中分别讨论当GA>GB和GA超重和失重现象的运动学特征
V的方向 △V的方向 a的方向 视重F与G的大小关系 现象
↑ ↑ ↑ F＞G
↑ ↓ ↓
↓ ↓ ↓ F＜G
↓ ↑ ↑
a=g F=0
二、注意
超重和失重的实质：物体超重和失重并不是物体的实际重力变大或变小，物体所受重力G=mg始终存在，且大小方向不随运动状态变化。只是因为由于物体在竖直方向有加速度，从而使物体的视重变大变小。
物体由于处于地球上不同地理位置而使重力G值略有不同的现象不属于超重和失重现象。
判断超重和失重现象的关键，是分析物体的加速度。要灵活运用整体法和隔离法，根据牛顿运动定律解决超重、失重的实际问题。
问题：1、手提弹簧秤突然上升一段距离的过程中，有无超重和失重现象
2．人突然站立、下蹲的过程中有无、失重现象
3．已调平衡的天平，在竖直方向变速运动的电梯中平衡会否被破坏
4．容器中装有水，在水中有一只木球，用一根橡皮筋将木球系在容器底部。在失重的条件下，木球将要上浮一些还是要下沉一些
5．两个木块叠放在一起，竖直向上抛出以后的飞行过程中， 若不计空气阻力，它们之间是否存在相互作用的弹力 为什么
6．在超重、失重和完全失重的情况下，天平、杆秤、弹簧秤、水银气压计、水银温度计能否正常工作
7．完全失重时，能否用弹簧秤测量力的大小
同步训练：
l.木箱中有一个lOKg的物体，钢绳吊着木箱向上作初速度为零的匀加速直线运动，加速度是0．5g，至第3s末，钢绳突然断裂，那么，4．5s末物体对木箱的压力是( )
A.100N B．0 C．150N D．5N
2.电梯内弹簧秤上挂有一个质量为5kg的物体，电梯在运动时，弹簧秤的示数为39．2N，
若弹簧秤示数突然变为58．8N，则可以肯定的是( )
A．电梯速率突然增加 B．电梯速率突然减小
C．电梯突然改变运动方向 D．电梯加速度突然增加
E．电梯加速度突然减少 F．电梯突然改变加速度方向
3．一个质量为50kg的人，站在竖直向上运动着的升降机地板上。他看到升降机内挂着重物的弹簧秤的示数为40N。已知弹簧秤下挂着的物体的重力为50N，取g=lOm／s2，则人对地板的压力为( )
A．大于500N B．小于500N
C．等于500N D．上述说法均不对
4．一个小杯子的侧壁有一小孔，杯内盛水后，水会从小孔射出。现使杯自由下落，则杯中的水( )
会比静止时射得更远些
B．会比静止时射得更近些
C．与静止时射得一样远
D．不会射出
5．原来作匀速运动的升降机内，有一被伸长弹簧拉住的、具有一定质量的物体A静止在地板上，如图所示。现发现物体A突然被弹簧拉向右方。由此可判断，此时升降机的运动可能是( )
A．加速上升 B．减速上升
C．加速下降 D．减速下降
答案:1.B 2.A 3.B 4.D 5.BC
阅读材料：人体生理的微重效应
人体在漫长的进化过程中，已经适应了周围的物理环境，例如地球表面的温度、电磁场、重力场等。地球表面的重力场强度大约在9．8m／s2左右，作用于所有物体上，使它们受到指向地心的作用力。人体中的每一器官、组织，细胞以及生物分子都是在这样的重力场中得以演化并赖以生存的。一旦失去了正常的重力场，生物体的器官和组织就将失去平衡，导致一系列的生理变化，甚至危及生命。超重和失重就是两种偏离正常重力场的典型状态。所谓微重力环境就是重力强度大大减少，十分微弱，其大小大约只有地球表面重力场强度的百万分之一。宇航员乘坐宇宙飞船在太空中飞行就是在这样的微重环境下生活和工作的。
在太空中，宇航员可以毫不费力地漂浮在飞船中，他们用自己的内力去建立运动。在微重的空间里，方向性已经无意义了，因为只有在地球上由于重力才有“上” “下”的方向概念。在地面上的人们是靠内耳的敏感器官传递信息给大脑，以保持身体的平衡。在太空的微重状态下，与重力有关的振动发生了变化，把神经系统搞乱了，结果内耳的传感系统向大脑传递了模糊不清的信息，身体难以平衡。这种感觉在地球上也能体会到。例如，在海上旅行时，船体在波涛中起伏摇晃，不适应者感到头昏目眩。这就是身体失去平衡产生的感觉，有时称作“运动病”。为了使宇航员适应微重状态，可让他们在实验室内作训练。宇航员们坐在旋转的椅子上或者旋转的机舱内，以不同的速度旋转，宇航员们就可感受到不同的重力条件，以体验他们将要去的太空和星球的重力环境。第二节 形变与弹力
知识架构
列举实例，叙述弹力的定义。
说出弹力产生的条件，能区分弹力和重力。
说出显示微小形变的方法。
知识目标
了解形变的概念，了解弹力是物体发生弹性形变时产生的．
能够正确判断弹力的有无和弹力的方向，正确画出物体受到的弹力．
掌握运用胡克定律计算弹簧弹力的方法．
能力目标
能够运用二力平衡条件确定弹力的大小．
针对实际问题确定弹力的大小方向，提高判断分析能力．
教学建议
基本知识技能：
（一）、基本概念：
1、弹力：发生形变的物体，由于要回复原状，对跟它接触的物体会产生力的作用，这种力叫做弹力．
2、弹性限度：如果形变超过一定限度，物体的形状将不能完全恢复，这个限度叫做弹性限度．
3、弹力的大小跟形变的大小有关，形变越大，弹力也越大．
4、形变有拉伸形变、弯曲形变、和扭转形变．
（二）、基本技能：
1、应用胡克定律求解弹簧等的产生弹力的大小．
2、根据不同接触面或点画出弹力的图示．
重点难点分析：
1、弹力是物体发生形变后产生的，了解弹力产生的原因、方向的判断和大小的确定是本节的教学重点．
2、弹力的有无和弹力方向的判断是教学中学生比较难掌握的知识点．
教法建议
关于讲解弹力的产生原因的教法建议
介绍弹力时，一定要把物体在外力作用时发生形状改变的事实演示好，可以演示圆
形状玻璃瓶在用力握紧时的形状变化，也可以演示其它明显的形变实验，如矿泉水瓶的形变，握力器的形变，钢尺的形变，也可以借助媒体资料演示一些研究观察物体微小形变的方法．通过演示，介绍我们在做科学研究时，通常将微小变化“放大”以利于观察．玻璃瓶的形变
如下图所示，在椭圆形的大墨水瓶瓶塞中插一根内径约1－1.5 mm毛细管，瓶内装满染色水，管后衬白色纸屏。演示时，在瓶的截面短轴方向（图a所示方向）施加压力，水柱上升，说明瓶体微小形变使容积减小；撤去压力，水柱下降到原位。在瓶的长轴方向（图b所示方向）施加压力，水柱下降，说明瓶的容积变大；撤去压力，水柱升到原处。
演示长轴方向施力时水柱下降，可纠正学生错误认为是这是瓶内水柱受热膨胀所致。玻璃管的长短、内径的大小要经实验选择，以液柱变化明显为宜。
（2）桌面的形变
如右图所示，用激光束照在桌面平面镜上，经两次反射后照在墙上。演示时，用力压桌面，墙上的光点会发生明显偏移，说明桌面受外力而产生形变。若无激光器可用幻灯代替，用一块开有狭缝的黑纸片插在透镜前，利用墙上的狭光带偏移演示桌面的形变。
关于弹力方向讲解的教法建议
1、弹力的方向判断是本节的重点，可以将接触面的关系具体为“点——面（平面、曲面）”接触和“面——面”接触．举一些例子，将问题简单化．往往弹力的方向的判断以“面”或“面上接触点的切面”为准．
　如所示的简单图示：
2、注意在分析两物体之间弹力的作用时，可以分别对一个物体进行受力分析，确切说明，是哪一个物体的形变对其产生弹力的作用．配合教材讲解绳子的拉力时，可以用具体的例子，画出示意图加以分析．
教学过程
第二节 形变与弹力
教学方法：实验法、讲解法
教学用具：演示形变用的钢尺、橡皮泥、弹簧、重物（钩码）．
过程设计：
（一）复习提问
1、重力是的产生原因是什么？重力的方怎样？
2、复习初中内容：形变；弹性形变．
（二）新课教学
由复习过渡到新课，并演示说明
1、演示实验1：捏橡皮泥，用力拉压弹簧，用力弯动钢尺，它们的形状都发生了改变，教师总结形变的概念．
形变：物体的形状或体积的变化叫做形变，形变的原因是物体受到了力的作用．针对橡皮泥形变之后形状改变总结出弹性形变的概念：能够恢复原来形状的形变叫做弹性形变．不能恢复原来形状的形变叫做塑性形变．
2、将钩码悬挂在弹簧上，弹簧另一端固定，弹簧被拉长，提问：
（1）钩码受哪些力？（重力、拉力、这二力平衡）
（2）拉力是谁加给钩码的？（弹簧）
（3）弹簧为什么对钩码产生拉力？（弹簧发生了弹性形变）
由此引出弹力的概念：
弹力：发生弹性形变的物体，会对跟它直接接触的物体产生力的作用．这种力就叫弹力．
就上述实验继续提问：
（1）弹力产生的条件：物体直接接触并发生弹性形变．
（2）弹力的方向
　　提问：课本放在桌子上．书给桌子的压力和桌子对书的支持力属于什么性质的力？其受力物体、施力物体各是什么？方向如何？
　　与学生讨论，然后总结：
4、压力的方向总是垂直与支持面而指向受力物体（被压物体）．
5、支持力的方向总是垂直与支持面而指向受力物体（被支持物体）．
　　继续提问：电灯对电线产生的拉力和电线对电灯产生的拉力又是什么性质的力？
　　其受力物体、施力物体各是谁？方向如何？
分析讨论，总结．
6、绳的拉力是绳对所拉物体的弹力，方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向．
7、胡克定律
　　弹力的大小与形变有关，同一物体，形变越大，弹力越大．弹簧的弹力，与 形变的关系为：
在弹性限度内，弹力的大小 跟弹簧的伸长（或缩短）的长度 成正比，即：
式中 叫弹簧的倔强系数，单位：Ｎ／ｍ．它由弹簧本身所决定．不同弹簧的倔强系数一般不相同．这个规律是英国科学家胡克发现的，叫胡克定律． 胡克定律的适用条件：只适用于伸长或压缩形变．
　　8、练习使用胡克定律，注意强调 为形变量的大小．
（三）、布置课后作业．
探究活动——运用弹簧的串并联知识研究钢材的拉伸
课题1：
题目：关于弹簧的串并联——钢材的拉伸
内容：在建筑力学中，关于钢筋的劲度以及拉伸，可以根据弹簧的串并联进行研究。
有关弹簧的串并联内容可以参考“探究活动”中的相关内容。
探究活动——自行设计实验求解弹簧的劲度系数
课题2：
题目：自行设计实验求解弹簧的劲度系数
内容：学生自行组织利用工具研究弹簧的劲度求解，方法不限，记录实验数据，写出实验报告——说明实验目的、实验仪器、实验原理以及结论。第4节 平衡条件的应用之临界问题
临界状态是指某种物理现象（或物理过程）转变为另一种物理现象（或物理过程）的转折状态，它既有前一种物理现象（或物理过程）的特点，又具有后一种种物理现象（或物理过程）的特点，起着承前启后的转折作用．临界状态是物理问题中常遇到的一种情景．由于临界状态的存在使得某些问题的物理情景变得丰富多彩，找出“恰好出现”与“恰好不出现”的临界点的相关条件是处理临界问题的关键．
例1：一质量为m的物块在水平力F的作用下静止在粗糙的固定斜面上，如图所示，在F稍微逐渐增大的过程中，物块仍静止不动，关于物块所受的静摩擦力下列说法可能正确的是（ ）
A．增大 B．先增大后减小
C．先减小后增大 D．减小
[分析] 本题中由于不知道斜面倾角α及F与物块质量间的大小关系，所以一时无法判断物块受到的静摩擦力的变化情况．假设物块不受静摩擦力的作用，是本题的临界点，找出此临界点的相关条件即临界条件是解题的关键．
[解答]假设物块不受静摩擦力作用，这时水平力为F0，则物块在水平力F0、重力mg和支持力FN作用下恰好处于静止状态，如图所示，F0cosα = mgsinα．
假设F从F0开始稍微逐渐增大到F1，则F1cosα > mgsinα，物块有沿斜面向上的运动趋势，静摩擦力Ff1方向沿斜面向下，即静摩擦力从零开始逐渐增大到Ff1，故选项A可能正确．
假设F从F2（设F2小于F0）开始稍微逐渐增大到F0，则mgsinα > F2cosα，物块有沿斜面向下的运动趋势，静摩擦力Ff2方向沿斜面向上，所以当F从F2逐渐增大到F0时，静摩擦力就从Ff2减小到零，故选项D可能正确．
假设F从F1逐渐增大到F2，则静摩擦力先由Ff1减小到零，后由零增大到Ff2，所以选项C可能正确，B错误．
答案ACD．
[规律小结]①临界问题一般是给出一定的条件（或范围），却隐去了物理现象或物理过程中的临界状态，解题者要根据题给条件或现象自己去判断存在这一临界状态，从而来解题．对这种问题，解题能力要求较高．
②解决临界问题的一般步骤：（1）用假设法求出临界条件．（2）比较题给条件与临界条件的关系，确定物理现象或物理过程加以求解．
注意：解答这类题型，应从静摩擦力是被动力入手，静摩擦力可能为零，可能方向沿斜面向上、也可能方向沿斜面向下。本题极易认为物块在F作用会有沿斜面向上运动的趋势，F稍微逐渐增大的过程中静摩擦力增大而只选A。
例2：质量为m的小球用细线系住，并放在倾角为α的光滑斜面上，斜面体位于水平面上，如图所示。现用水平力F向左推斜面体，在斜面体从图示位置开始向左缓慢移动的过程中，下列说法中正确的是（ ）
A．细线对小球拉力先变小后变大
B．细线对小球拉力先变大后变小
C．斜面对球的支持力始终变大
D．斜面对球的支持力始终变小
[分析] 在斜面体从图示位置开始向左缓慢移动的过程中，小球受到重力mg、线的拉力F1和斜面体的支持力F2而平衡．设线与竖直方向的夹角为θ．
思路一：用解析法求解，在△OG′F2中，重力mg的平衡力G′恒定，α不变，可以利用正弦定理，列出方程，求出F1、F2与θ角之间的关系式讨论求解．
思路二：本题属于三个共点力动态平衡问题可以用图解法解，但由于G′和α角均不变，使得θ缓慢变大的过程中，线的拉力会出现最小值．
[解答]解法一：在△OG′F2中，由正弦定理得
= =
解得 F1 = mg ①
F2 = mg ②
由①式可知，当α + θ = 90°即线与斜面平行时，线的拉力F1有最小值，所以θ缓慢变大的过程中，线的拉力先变小后变大，选项A正确．
若0° ≤ α + θ ≤ 90°，由于y = sin x在区间[0°，90°]上是增函数，由右图可知，x值越大，y值随x值的增大反而增大得越慢，所以在θ缓慢变大的过程中，sinθ比sin(α + θ)增大得快些，所以 变大，由②式可知F2变大；若90° ≤ α + θ ≤ 180°，由于y = sin x在区间[90°，180°]上是减函数，所以在θ缓慢变大的过程中，sin(α + θ)变小，而sinθ却变大，而由②式可知F2变大．综上，在θ缓慢变大的过程中，斜面体的支持力F2变大，选项C正确，D错误．
解法二：斜面体从图示位置向左缓慢移动使θ缓慢变大的过程中，F1、F2的变化情况如图所示，由于G′、α均不变，根据“直线外一点与直线上各点连结的所有线段中垂直线段最短”可知，当F1⊥F2即线与斜面平行时，F1最小且为Fmin．所以θ缓慢变大的过程中，斜面对球的支持力大小从F2→F2′→F2″即逐渐变大，线对球的拉力大小从F1→Fmin→F1″即先变小后变大．
答案AC．
[规律小结]①本题的临界点是细线与斜面平行时细线对小球的拉力有最小值，属于隐性临界问题．
②比较以上两种解法，可以看出用图解法解决动态平衡问题，可以避免正交分解、列方程、解方程和讨论力的函数关系的繁琐过程；用解析法求解要求数学知识掌握熟练，且解题过程繁琐．
③若合力的大小和方向不变，其中一个分力F1是方向不变，另一个分力F2大小和方向都在变化，则分力F2存在着最小值，这类问题可以用图解法快速找出临界点加以讨论．
注意：解答这类题型，关键要分析小球受到的力中哪个力是恒力，哪个力是方向在变，哪个力是大小方向都在变。由于小球的重力是恒力，支持力与拉力的夹角不断变大，本题会因没有考虑拉力存在最小值，极易认为支持力和拉力都变大而只选C。
同步训练：
1、在圆弧形的杆子PQ上用两根绳子AC、BO系住一个重为G的物体当保持AO与竖直方向的夹角α保持不变，逐渐增大BO与竖直方向间的夹角β时，AO、BO绳子上的拉力F1，F2的变化情况是（ ）
A．F1、F2都变大
B．F1变小，F2变大
C．当α + β < 90°时，F1 变大，F2变小
D．当α + β > 90°时，F1、F2都变大
2、倾角为α ≤ 30°的斜面上，O处的轴上安一个可以自由转动的光滑挡板，如图．当挡板与斜面夹θ角缓慢增大的过程中光滑斜面对球的支持力和球对挡板的作用力如何变化？（ ）
A．挡板对小球压力先变小后变大
B．挡板对小球压力先变大后变小
C．斜面对球的支持力始终变大
D．斜面对球的支持力始终变小
3、重为G的物体放在倾角为θ的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，现用力拉物体匀速上升，如图所示，问F与斜面的夹角α为多大时最省力？F最小为多大？
4、在电视节目中，我们常常能看到一种精彩的水上运动——滑水板运动，如图所示，运动员在快艇的水平牵引作用下，脚踏倾斜滑板在水上匀速滑行，设滑板是光滑的，若运动员与滑板的总质量为m，滑板的滑水面积为S，水的密度为ρ，理论研究表明：当滑板与水平方向的夹角为θ（板前端抬起的角度)时，水对滑板的作用力大小FN = ρSυ2sin2θ，方向垂直于板面(式中的υ为快艇的牵引速度，S为滑板的滑水面积)，求为使滑板能在水面上滑行，快艇的水平牵引滑板的最小速度υmin.
[参考答案]
1、CD[提示]用图解法求解．临界条件是F1⊥F2时F2有最小值．
2、AD[解析]θ缓慢增大的过程中，F1、F2的变化情况如图所示，根据“直线外一点与直线上各点连结的所有线段中垂直线段最短”可知，当F2⊥F1即挡板与斜面垂直时，F2最小且为Fmin．所以θ缓慢增大的过程中，斜面对球的弹力大小从F1→F1′→F1″ 即始终变小，挡板对球的弹力大小从F2→Fmin→F2″ 即先变小后变大．
3、[解析]解法一：常规法．对物体，由平衡条件得
FN = Gcosθ – Fsinα，Ff = Fcosα - Gsinθ，而Ff = μFN，
整理得F =
设 tanβ = μ，则F = =
当α = β = arctanμ时，cos (α - β ) = 1有最大值，即
当α = arctanμ时，F有最小值 Fmin= Gsin(θ + β ) = Gsin(θ + arctanμ )
解法二：用图解法．由于Ff = μFN，且Ff⊥FN，所以Ff与FN关系最密切，先将Ff与FN合成，四力平衡转化为三力平衡求解，而Ff与FN的合力FfN方向始终保持不变，因为tanβ = = μ，而重力不变，可以用图解法求解．临界条件为F⊥FfN时F有最小值．
4、[解析]选取滑板和运动员为研究对象，受力平衡，则 eq \A()= FN = ρSυ2sin2θ
即牵引速度为　υ =
令K = sin2θcosθ，则有K2 = EQ \A( )sin2θsin2θ (2cos2θ)，
由于sin2θ + sin2θ + (2cos2θ ) = 2 (sin2θ + cos2θ ) = 2为定值，
由均值不等式可知，当且仅当sin2θ = (2cos2θ ) 即tanθ = （sinθ = 、cosθ = EQ \A(EQ \F( 1, ) )）时，K有最大值 = ，即υ有最小值，所以υmin =
υ
θ
快艇
F
FN
mg
θ第3节 匀变速直线运动实例——自由落体运动
[概念规律导思]
【自由落体运动】
物体只在重力的作用下由静止开始下落的运动叫自由落体运动。在同一地点，一切物体自由落体的加速度都是相同的，这个加速度就是重力加速度。重力加速度g的方向总是竖直向下的，g的大小在地球上不他的地方是不同的，两极最大，赤道最小，但差别不大（如下图），一般计算中，取 ，粗略的计算也可以取 。
自由落体运动是初速度为零的、加速度为g的匀加速直线运动，只是把公式的a换成g，即可，即： ， ， 。其中h为为物体由静止下落的高度。
枷利略对自由落体运动的研究（如下图），开创了研究自然鼓励的科学方法——抽象思维、数学推导和科学实验相结合的方法，这种方法至今仍是科学研究的重要方法之一。
【初速度为零的匀变速运用的结论】
（1）1s、2s、3s、……速度之比： （其中 ）
（2）1s内、2s内、3s内、……位移之比： （其中）
（3）第1s内、第2s内、第3s内、……位移之比：
（其中 ）
（4）通过第1个L、通过第1个L、通过第1个L、……所用时间之比：

（其中 ， ）
[例题解析]
例1　对于自由路体运动，求：（1）第n s末的即时速度；（2）第n s内的平均速度；（3）前n s的位移；（2）第n s内的位移。
　　 解析：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，可以直接应用匀变速直线运动的规律进行求解。
（1）由公式求得：
（2）第n s内的平均速度可以间接从公式求出：
所以
（3）前n s前的位移由公式求得
（4）第n s内的位移可间接由求出：

例2　一只小球自屋檐自由下落，在时间内通过高度为的窗口，则窗口的顶端距离屋檐有多高？（）
　　解析：设球落到窗顶处的速度为 ，则 。
由位移公式 得，代入数据解得：
窗口的顶端距离屋檐的距离为：
　　说明：（1）物体做自由落体运动必须满足两个条件：物体只受重力作用，初速度必须为零
（2）自由落体运动是匀加速直线运动，匀变速直线运动的各个公式，在求几解自由落体问题时，都可以灵活运用。4.2《形变与弹力》教案
教学目标
知识目标
　　1、了解形变的概念，了解弹力是物体发生弹性形变时产生的．
　　2、能够正确判断弹力的有无和弹力的方向，正确画出物体受到的弹力．
　　3、掌握运用胡克定律计算弹簧弹力的方法．
能力目标
　　1、能够运用二力平衡条件确定弹力的大小．
　　2、针对实际问题确定弹力的大小方向，提高判断分析能力．
教学建议
一、基本知识技能：
（一）、基本概念：
1、弹力：发生形变的物体，由于要回复原状，对跟它接触的物体会产生力的作用，这种力叫做弹力．
2、弹性限度：如果形变超过一定限度，物体的形状将不能完全恢复，这个限度叫做弹性限度．
3、弹力的大小跟形变的大小有关，形变越大，弹力也越大．
4、形变有拉伸形变、弯曲形变、和扭转形变．
（二）、基本技能：
1、应用胡克定律求解弹簧等的产生弹力的大小．
2、根据不同接触面或点画出弹力的图示．
二、重点难点分析：
1、弹力是物体发生形变后产生的，了解弹力产生的原因、方向的判断和大小的确定是本节的教学重点．
2、弹力的有无和弹力方向的判断是教学中学生比较难掌握的知识点．
教法建议
一、关于讲解弹力的产生原因的教法建议
　　1、介绍弹力时一定要把物体在外力作用时发生形状改变的事实演示好，可以演示椭圆形状玻璃瓶在用力握紧时的形状变化，也可以演示其它明显的形变实验，如矿泉水瓶的形变，握力器的形变，钢尺的形变，也可以借助媒体资料演示一些研究观察物体微小形变的方法．通过演示，介绍我们在做科学研究时，通常将微小变化“放大”以利于观察．
二、关于弹力方向讲解的教法建议
　　1、弹力的方向判断是本节的重点，可以将接触面的关系具体为“点——面（平面、曲面）”接触和“面——面”接触．举一些例子，将问题简单化．往往弹力的方向的判断以“面”或“面上接触点的切面”为准．
　　如所示的简单图示：
　　2、注意在分析两物体之间弹力的作用时，可以分别对一个物体进行受力分析，确切说明，是哪一个物体的形变对其产生弹力的作用．配合教材讲解绳子的拉力时，可以用具体的例子，画出示意图加以分析．
弹力
教学方法：实验法、讲解法
教学用具：演示形变用的钢尺、橡皮泥、弹簧、重物（钩码）．
教学过程设计
（一）、复习提问
　　1、重力是的产生原因是什么？重力的方怎样？
　　2、复习初中内容：形变；弹性形变．
（二）、新课教学
　　由复习过渡到新课，并演示说明
　　1、演示实验1：捏橡皮泥，用力拉压弹簧，用力弯动钢尺，它们的形状都发生了改变，教师总结形变的概念．
　　形变：物体的形状或体积的变化叫做形变，形变的原因是物体受到了力的作用．针对橡皮泥形变之后形状改变总结出弹性形变的概念：能够恢复原来形状的形变叫做弹性形变．不能恢复原来形状的形变叫做塑性形变．
　　2、将钩码悬挂在弹簧上，弹簧另一端固定，弹簧被拉长，提问：
　　（1）钩码受哪些力？（重力、拉力、这二力平衡）
　　（2）拉力是谁加给钩码的？（弹簧）
　　（3）弹簧为什么对钩码产生拉力？（弹簧发生了弹性形变）
　　由此引出弹力的概念：
　　3、弹力：发生弹性形变的物体，会对跟它直接接触的物体产生力的作用．这种力就叫弹力．
就上述实验继续提问：
　　（1）弹力产生的条件：物体直接接触并发生弹性形变．
　　（2）弹力的方向
　　提问：课本放在桌子上．书给桌子的压力和桌子对书的支持力属于什么性质的力？其受力物体、施力物体各是什么？方向如何？
　　与学生讨论，然后总结：
　　4、压力的方向总是垂直与支持面而指向受力物体（被压物体）．
　　5、支持力的方向总是垂直与支持面而指向受力物体（被支持物体）．
　　继续提问：电灯对电线产生的拉力和电线对电灯产生的拉力又是什么性质的力？
其受力物体、施力物体各是谁？方向如何？
分析讨论，总结．
　　6、绳的拉力是绳对所拉物体的弹力，方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向．
　　7、胡克定律
　　弹力的大小与形变有关，同一物体，形变越大，弹力越大．弹簧的弹力，与 形变的关系为：
在弹性限度内，弹力的大小 跟弹簧的伸长（或缩短）的长度 成正比，即：
式中 叫弹簧的倔强系数，单位：Ｎ／ｍ．它由弹簧本身所决定．不同弹簧的倔强系数一般不相同．这个规律是英国科学家胡克发现的，叫胡克定律． 胡克定律的适用条件：只适用于伸长或压缩形变．
　　8、练习使用胡克定律，注意强调
为形变量的大小．
（三）、布置课后作业．3.1 匀变速直线运动的规律
一、目的要求
1、匀变速直线运动的速度公式
（1）知道如何推导出vt=v0+at
（2）会应用公式进行分析和计算
2、掌握匀变速直线运动中的平均速度式：会推导会应用
3、会推导匀变速直线运动的位移公式,并能熟练地应用
4、理解并掌握匀变速直线运动的速度和位移公式中物理量的符号法则.
二、重点难点
重点：匀变速直线运动的速度和位移公式及其符号法则。
难点：位移公式的推导和匀变速直线运动规律的应用。
三、教学过程：
（一）新课引入
上节课已经学习了在变速直线运动中用加速度a描述物体速度变化快慢，本节课将从加速度的定义式a =（vt-v0）/t出发，研究在变速直线运动中速度和位移随时间变化的规律。
（二）匀变速直线运动的速度
1、提问：根据a=（vt-v0）/t，质点的末速度vt怎样表达？学生推导.
Vt = v0+at
这是匀变速直线运动的速度公式，当物体的初速度v0和加速度a已知时，任意时刻t的瞬时速度vt可由该式计算得出.
速度公式表示出匀变速直线运动的速度vt是时间t的一次函数.
3、用图象表示vt与t的关系，显然是一条倾斜直线，直线的斜率等于物体的加速度，直线在纵轴上的截距等于初速度，这正是前面学习的匀变速直线运动的速度图象.
4、例题1；教材第31页例题1（学生阅读）
提问1：题目给出的是什么运动？已知条件是什么？求什么？
答：研究汽车刹车后的匀减速运动
已知加速度的大小|a|＝6m/s,运动时间t=2s,隐含条件：末速度vt=0.求汽车的初速度v0.
提问2：在运用公式vt=v0+at求v0之前，对加速度a的符号作了怎样的处理？原因何在？
答：汽车因作匀减速直线运动，设初速度方向为正，则加速度a为负.故a=-6m/s2.
提问2：在解答书写上，例题作了怎样的示范？书写步骤是怎样的？
步骤（1）依题意，写出显性及隐性已知条件，标明单位及符号（正、负号）
（2）依据公式（依vt=v0+at），进行文字运算（得v0=vt－at）
（3）代入数据，得出结果（注意标明单位）
（4）简答
讨论：通过本题，有何启示？
（1）将题目交代的物理情景理想化为典型的运动模型是关键，本题交代的是汽车刹车，我们将它抽象为匀减速直线运动，从而可以应用速度公式求未知量.
（2）模型化以后的工作应该是分析题意，用字母表达出题目给出的已知条件，注意挖掘隐含条件（vt=0）,弄清要求的物理量（v0）.
(3)速度公式vt=v0+at是矢量方程，在匀变速直线运动中演变为代数关系式，公式中的矢量vt，v0，a有方向，分别用正负号表达，如果是未知量，则设为正，由最终结果再确定方向，各物理量的正负以初速度v0的方向为正方向作为前提.
（4）公式vt=v0+at中有四个物理量，只要知道其中的任意三个，第四个量可求.不一定总是求vt，如上述例题求的就是v0.
（5）应特别注意解题时的书写格式.
（三）匀变速直线运动中的平均速度
1、提问：下图是匀变速直线运动的速度图象.
已知初速度为v0，末速度为vt，经历时间为t，如果用某一匀速直线运动代替，使其在时间t 内的位移与之相等，试在图中画出该匀速运动的速度图象，进而用v0和vt表示这一速度.
答案：v=(v0+vt)/2
2、评讲：显然，上面的速度v就是匀变速直线运动中的平均速度，必须注意，它只适用于匀变速直线运动，用 v- 表示平均速度，则 v- ＝(v0+vt)/2.
（四）匀变速直线运动的位移（学生推导）
1、提问：由s=v- t, v- =(v0+vt)/2 ,vt=v0+at推导出匀变速直线运动的位移公式，要求用v0、a、t表示.
2、结果：s=v0t+(1/2)at2
这就是匀变速直线运动的位移公式，它表示出匀变速直线运动的位移与时间t的关系.
由匀变速直线运动的速度图象得到位移公式
如图所示，匀变速运动的位移大小为阴影总面积，其中矩形面积s1=v0t ,三角形面积s2=(1/2)·at·t=(1/2)at2，因而总面积s=v0t+ (1/2)at2，即匀变速直线运动的位移公式： s=v0t+(1/2)at2
阅读课文：第32页例题（学生阅读）
（1）例题讲述：（学生讲述）题目交待的情景，已知条件，待求物理量各是什么？
＿＿汽车由匀速运动改作匀加速运动，已知a=1m/s2,t=12s,s=180m,求初速度v0.
（2）解题步骤：写出已知条件后，依，s=v0t+(1/2)at2
文字运算得s=s/t-(1/2)at,代入数值，解得v0=9m/s
结果说明
可见其解题步骤与前一例题步骤一致.
（3）启示：与例题1的启示相同.
位移公式s=v0t+(1/2)at2涉及s、v0、a、t四个物理量，其中前三个是矢量.运用前应在理解题意的基础上，选定初速度vo为正方向，然后用正负号表示s、v0、a，依照原始公式先作文字运算，得到待求量的表达式，然后代入数据，求出结果，并对结果加以具体说明.
（五）课堂练习
（5）阅读教材第33页练习六中的6个习题，指出每道题给出的物理情景应简化成怎样的运动模型？各道题的已知条件是什么？求什么？如何进行符号设定？
答案：（1）汽车做匀加速运动，已知v0=18m/s,a=0.5m/s2,t=20s,求vt
（2）火车做匀减速运动，已知v0=72km/h=20m/s,t=2min=60s,a=-0.1m/s2,求vt，整理已知条件时要统一单位.
（3）机车作匀加速运动，已知v0=36km/h=10m/s,a=0.2m/s2,vt=54km/h=
15m/s,求t.
（4）钢球做匀加速运动，v0=0,t1=0.2s,s1=3cm=3×10-2m,t2=1s,s2= 若s3=
1.5m求t3= ,解答本题时，应该运用s∝t2求解.
汽车做匀减速运动，已知v0=18m/s,t=3s,s=36m,求加速度a.解答结果加速度为负值，要说明负号的物理意义.
（6）骑车人做匀减速运动,已知v0=5m/s,a=-0.4m/s2,t=10s,求s.
四、课堂小结
速度公式 vt =v0+at
1、匀变速运动的规律 平均速度 v- ＝（v0＋vt）／2
s=v0t+(1/2)at2
位移公式
s= v- t
运用规律解题时的步骤
(1)审查题意，构建模型；(2)设定方向，写出条件；(3)依据公式，文字运算；(4)代入数据，数字运算；(5)结果分析，完善答案.3.3匀变速直线运动实例——自由落体运动（学案）
一、学习目标
认识自由落体运动，知道影响物体下落快慢的因素，理解自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。
能用打点计时器或其他实验仪器得到相关的运动轨迹并能自主进行分析。
知道什么是自由落体的加速度，知道它的方向，了解在地球上的不同地方，重力加速度大小不同。
掌握如何从匀变速直线运动的规律推出自由落体运动规律，并能够运用自由落体规律解决实际问题。
初步了解探索自然规律的科学方法，重点培养实验能力和推理能力。
二、课前预习
1、自由落体运动： 。在地球表面上，它是一个理想运动模型。一般情况下，如果空气阻力相对重力比较小，产生的影响小，可以近似看作自由落体运动。密度较大实心物体的下落都可以近似看成自由落体运动。
2、物体做自由落体运动需要满足两个条件1、 和2、
。
3、自由落体运动是初速度为 的 直线运动。
4、自由落体加速度又叫做 ，用符号 表示。在地球上不同的地方，g的大小是不同的：1、纬度越高，g越 ；2、同一纬度，高度越大，g越 。一般的计算中可以取9.8m/s2或10m/s2，如果没有特殊说明，都按 m/s2计算。
5、自由落体运动的速度时间关系是 ；位移与时间关系是 ；位移与速度的关系是 。
三、巩固练习
1、一位观察者测出，悬崖跳水者碰到水面前在空中下落了3s.如果不考虑空气阻力，悬崖有多高？实际上是有阻力的，因此实际高度比计算值大些还是小些？为什么？
2、甲物体的重力比乙物体的重力大5倍，甲从H m高处自由落下，乙从2H m高处同时自由落下．以下几种说法中正确的是（ ）
A．两物体下落过程中，同一时刻甲的速率比乙大
B．下落l s末，它们的速度相等
C．各自下落l m它们的速度相等
D．下落过程中甲的加速度比乙大
3、关于自由落体运动，下列说法正确的是（ ）
A. 物体做自由落体运动时不受任何外力的作用
B. 在空气中忽略空气阻力的运动就是自由落体运动
C. 自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动
D. 不同物体做自由落体时其速度变化的快慢是不相同的
4、从某一高塔自由落下一石子，落地前最后一秒下落的高度为塔高的7/16，求塔高。
5、A球处塔顶自由落下，当1m时，B球自距离塔顶7m处开始自由下落，两球恰好同时落地，求塔高为多少？
参考答案
该学案可以结合与之配套的教案（一种非常适合学生自学的详细教案，模拟真实的课堂教学情境，力争无坡度引入）使用，例题答案见教案。
1、45m 小于 因为实际加速度比g小 不考虑空气阻力，跳水者做自由落体运动，则，如果考虑空气阻力，则实际加速度比g小，实际高度小于45m。
2、BC 因为甲乙都是自由落体运动，所以运动规律完全一样，D错；因为是同时下落，根据可知同一时刻甲乙的速率一样大，A错，B正确；根据知C正确；
3、C 做自由落体运动的物体只受重力，A错；忽略空气阻力，还需要初速度为零，B错；C正确 ；不同物体做自由落体运动的运动规律是完全一样的，所以加速度是一样的，当然速度变化快慢是一样的。D错。
4、80m 方法一：
　　　画出石子的运动草图。
设石下落的总时间为t，塔高为H，则下落距离为塔高的9/16时经过时间（t-1），根据自由落体运动的位移公式：
……①
……②
解①、②两式得：t=4s　 H=80m
解法二：
设石子落地前最后一秒的初速度为V，则落体瞬间的速度为V+g
根据有：
　……①
　　②
解①、②得：V=30m/s，H=80m
解法三：
画出物体做自由落体运动的图象，如图所示。
三角形OMN的面积表示石子在前t-1秒内下降的高度。大三角形的面积表示塔高。根据面积比等于相似比的平方，应有：
　 得：t=4s
再根据H=gt2　 　　　　得：H=80m。
5、 学会作图拣出规律：B球t时间内下落距离加7m等于A在t时间内下落距离加1m，先算出自由落体运动1m所需时间
t=，H=9+7=16m
1m
7m
t
t2.2 质点和位移
教学内容分析
内容与地位
在共同必修模块物理1的内容标准中涉及本节的内容有“通过对质点的认识，了解物理学研究中物理模型的特点，体会物理模型在探索自然规律中的作用。”和“理解位移、…”等。由于质点是高中物理的入门知识，因此不仅要求学生认识质点，而且更重要的是让学生通过对质点的学习了解物理学研究中物理模型的特点，体会物理模型在探索自然规律中的作用；位移是物体位置的变化，是运动学中的一个基本物理量，是后续学习速度、功等概念的基础。为此,在教学过程中要创设问题情境,让学生在解决问题的过程中,经历从物理现象中抽象出质点这一物理模型的过程,从而真正理解质点及其研究方法。要通过问题阐述引入位移的必要性、位移与路程的区别、位移与位置的联系，让学生真正理解位移的概念。
教学目标
理解质点的概念，知道它是一种科学的抽象；认识在哪些情况下，可以把物体看成质点，知道这种科学抽象是一种普遍的研究方法。
理解位移的概念，知道它是表示质点位置变化的物理量，知道它是矢量，可以用有向线段来表示；知道位移的公式表示法；知道位移和路程的区别；理解位移——时间图象的意义。
通过经历从物理现象中抽象出质点模型的过程，了解物理学研究中物理模型的特点，体会物理模型在探索自然规律中的作用。
通过对位移和位移——时间图象的学习，体会数学在研究物理问题中的重要性。
通过同学之间的交流讨论，感受合作学习的快乐；通过对新知识的研究，激发探索未知世界的乐趣。
教学重点、难点：
质点的概念、理想化模型的方法、位移的概念和表述是本节课的教学重点，对在哪些情况下可以把物体看成质点是本节课教学的难点。
案例设计
（一）位移的教学
1、位移概念的引入
教师在引导学生简要复习位置概念之后指出，要研究如何描述物体的运动我们就必须来研究如何描述物体位置的变化。为简单起见，要先研究如何描述一个点的位置变化。
教师在引导学生复习路程概念之后，通过对实例的讨论说明路程不能描述物体位置的变化，路程与位置变化属于两个不同的概念，为了描述物体位置的变化必须引入一个新的物理量，这个物理量就叫做位移，位移即是物体位置的变化，通常用符号S来表示。位移的大小等于起点至终点的直线距离，位移的方向从起点指向终点。
2、位移的表述
（1）文字表述
教师：（用PPT幻灯片打出）有一点P在水平面上沿直线先向东后向西运动，在该直线上建有由西向东的一维坐标系，若测得在各个时刻点P的位置坐标如下表所示，你能求出点P在3秒内、第3秒内、6秒内和第6秒内的位移和路程吗，若能求，请求出其结果；若不能求，请说明理由。把你思考的结果与学习小组的同学进行交流讨论。
在学生对上述问题进行分析、思考、讨论之后，教师请学生汇报讨论结果。
该问题的正确结果是：点P在3秒内的位移是15m向东、路程无法确定，因为点P在2—4秒之间的某时刻返回，开始返回的时刻和位置我们不知道；第3秒内的位移是4m向东、路程无法确定；6秒内的位移是2m向西、路程无法确定；第6秒内的位移是11m向西、路程是11m。
预测：学生对该问题的思考最可能出现的错误是：A.对运动过程可能发生的情况没有进行全面细致的分析，想当然的以为是第3秒末返回，从而导致对路程的判断错误；B.对位移、路程是与具体的时间段对应的认识模糊，把3秒内和第3秒内的位移或6秒内和第6秒内的位移混为一谈；C.没有指出位移的方向。
因此，在学生汇报讨论结果的过程中，教师应引导学生根据问题所给出的信息，在坐标轴上画出点P的运动过程的示意图，对点P的运动过程进行全面细致的分析，强调位移的方向性和位移、路程与所给时间段的对应性，强调位移与路程的区别和联系。
（2）公式表述
教师引导学生从位移是物体的位置变化和位置可以用坐标表示出发，启发学生写出当物体在一直线上运动时，它的位移s的表达式s= x2－x1，并用上述所讨论的例子来验证该式的正确性，强调s的计算结果中的正、负号的物理意义，加深对位移的理解。
3、矢量和标量
教师向学生简介标量、矢量的概念
4、位移——时间图象
教师向学生说明：可以把位置看成是一种特殊的位移，即物体相对于坐标原点的位移，它的起点在坐标原点，终点在该时刻物体所在的位置，在具体情境中要注意区分。
教师向学生指出：我们可以有多种方法来表述一个物理量随另一个物理量的变化情况，如上述问题中我们用列表的方法表述了点P的位置随时间的变化情况；在上述问题中，如果我们以时间t为横坐标，以位置s为纵坐标，根据表格中的数据描点作图（教师用PPT打出S—t图），我们可以得到表述点P的位置随时间的变化情况的另一种方法——图象法，我们把这个图象称为位移——时间图象，显然这里的位移——即纵坐标s是指点P相对于坐标原点的位移，从图中可以形象的看出，在点P各时间段内的位移，如……；用图象法描述物理现象及其规律，形象直观，它是物理学中研究问题的一种常用的方法，在后续课程的学习中，将会接触到更多的图象知识。
（二）、质点的教学
1、质点概念的抽象过程
教师：上面我们已经知道如何描述一个点的位置变化，而实际物体都是有一定的大小、形状的，那么我们该如何研究一个实际物体的运动问题呢？通过对下面一系列问题的思考，看看能否给我们一些启示。
教师用PPT打出如下问题让学生思考并按学习小组讨论：
问题1、一列长度为L1的火车以速度V做匀速直线运动，求（1）它在时间t内所发生的位移；（2）它经过一长为L2的桥时所需要的时间。
问题2、如图1所示，一半径为r的园盘，其圆心在半径为R的圆周上运动，AB为园盘上的一条直径，在运动过程中方向保持不变，在从t1时刻到t2时刻这段时间内，园盘的圆心绕O点运动了1/4圆周，求在这段时间内，A、B和园盘心三点的位移大小和方向。
问题3、在上题中，如果在园盘的圆心绕O点运动了1/4圆周的同时，园盘自转了90°（如图2所示），求在这段时间内，A、B和园盘心三点的位移大小，已知r=1m，R=2m。
问题4、在第3题中，若已知r=1m，R=2000m，其他条件相同，再求在这段时间内，A、B 和园盘心三点的位移大小。）
教师让学生汇报对上述问题的思考结果，并肯定学生的回答，同时把正确的结果写在各个问题后面用PPT打出。
预测：通过对上述问题的思考可以让学生感受到：在研究实际物体的运动时，有时需要考虑其大小和形状，在这种情况下描述一个实际物体的运动往往比描述一个点的运动要复杂得多；有时尽管物体的大小形状给物体上不同的点的运动带来差异，但这种差异对所研究的问题影响不大，完全可以忽略不计（如上述第4题的情况）
教师：如果把在上述第4题的题目改为：园盘的圆心绕O点运动了1/6圆周的同时，园盘自转了90°（如图3所示），其他条件不变，你如何以最快的速度估算出A点的位移呢？
预测：学生将从上述第4题的结果中受到启发，去计算园盘心的位移，以此做为A点位移的估计值，从而避开了繁难的计算，感受到了把园盘当作一个有质量的点来研究的这种方法的简洁。
教师在学生汇报出正确的做法和结果后，指出把实际物体当作一个有质量的点来研究，这是物理学中的一种重要的研究方法；再引导学生定性评估出该结果与实际情况的差异很小，从而使学生理解这种研究方法之所以具有重要意义是因为它具有如下特点：它抓住了影响问题的主要因素，忽略了一些无关的或者次要的因素，不仅使研究的问题简化，而且所研究的结果比较接近真实情况。
教师引导学生抽象出质点概念，让学生理解它是一种科学的抽象和理想化的模型以及这种理想化模型的特点。
2、对实际物体能否看成质点的研究
教师进一步提问：既然把物体看成质点能简化对问题的研究，那么在什么情况下可以把物体看成质点呢？让学生通过反思上述问题和学生之间的相互交流获得如下结论：
当物体的大小、形状对所研究的问题没有影响（如第1题中第（1）小题、第2题的情况）或影响很小（如第4题的情况）时，完全可以不考虑物体的大小和形状，而把物体看成质点。
教师肯定学生的回答后强调指出：一个物体能不能看做质点，需要根据具体的问题来定。判断的基本思路是物体的大小和形状等因素对所研究的问题的影响是否可以忽略。
为了促进学生对质点及其研究方法的掌握，教师可以引导学生思考讨论如下问题：
问题1、在研究地球绕太阳的公转时，地球能否看成质点？在研究地球的自转时，地球能否看成质点？（已知地球直径约为1.3×104km，地球和太阳之间的距离约为1.5×108km）
问题2、在研究一列火车从北京开往上海的运动时间时，能否把火车看成质点？
问题3、自行车能否看成质点？
（三）、本节课小结
教师（对本节课从知识和研究方法两个方面进行小结。知识：1、质点概念和运用2、位移概念和表述。方法：1、理想化模型2、图象法）
案例评析
本节课教学设计的思路：首先，在复习位置概念的基础上，从如何描述一个点的位置变化这个问题出发，引入位移的概念，阐述位移的矢量性、过程性、位移与路程的区别、位移的文字表述和公式表述，介绍位移——时间图象；其次，再从如何研究一个实际物体的运动问题出发，通过对预先设计的一系列问题的思考讨论，经历从具体现象中抽象出质点概念的过程，体验物理模型在探索自然规律中的作用；最后通过对一系列问题的反思研究把实际物体看成质点的条件，从而真正理解质点概念及其研究方法。
本节课教学设计的特色是：
在教学过程中，先进行位移的教学后进行质点的教学，从而把位置概念作为学习位移概念的基础，又把位移概念作为学习质点概念的基础，这样安排教学前后连贯，关注学生原有的经验，符合从简单到复杂的认知规律。
不论是对位移的教学还是对质点的教学，教师都注重创设问题情境，特别是在进行质点概念教学中设计的一系列问题具有承上启下的作用，承上就是巩固位移的知识，启下就是引发学生对质点的思考，使学生在对一系列问题的思考探究中感悟物理知识及其研究方法，避免了机械灌输现象，从而能有效地培养学生的探究意识，增强学生的学习信心，激发学生的学习热情。
本节课的教学设计适合于农村县一级中学中等程度的学生，如果学生的物理基础较好，可以让学生自主学习的机会多一些，多进行小组同学间的交流讨论，主要的结论可以让学生自己得出；如果学生的物理基础较薄弱，教师的引导就要多一些，但是仍然要给学生提供思考交流的机会，以便使他们的自主学习能力逐步得到培养。
t/s 0 1 2 3 4 5 6
x/m －1 7 10 14 12 8 －3
请思考：
引导学生对上述问题的思考可以产生什么效果？
请思考：
在教学过程中，改变教材编排顺序，先进行位移的教学后进行质点的教学，这样处理有何优点？第2节 牛顿第二定律
【知识点导学】
[知识点一]
1．内容：物体的加速度跟物体所受的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合力的方向相同。
2．公式：F合 = ma
3．理解：
（1）牛顿第二定律反映的是加速度与力和质量的定量关系。
①合力和质量决定了加速度，加速度不能决定力和质量；
②大小决定关系：加速度与合力成正比，与质量成反比；
③方向决定关系：加速度的方向总跟合力的方向相同；
④单位决定关系：应用F = ma进行计算时，各量必须使用国际单位制中的单位。
（2）牛顿第二定律是力的作用规律。它说明力的瞬时作用效果是使物体产生加速度。力和加速度同时产生、同时变化、同时消逝。
（3）根据力的独立作用原理，用牛顿第二定律处理物体在一个平面内运动的问题时，可将物体所受各力正交分解，在正交的方向上分别应用牛顿第二定律的分量形式Fx合 = max，Fy合 = may，列方程求解。
[知识点二] 国际单位制
国际单位制：由基本单位和导出单位组成。在力学中，国际单位制的基本单位是m（长度单位）、kg（质量单位）、s（时间单位），力学中其他物理量的单位，都可利用物理公式从这三个基本单位推导出来，叫做导出单位。
【典例解悟】
例1 对静止在光滑的水平面上的物体施加一水平拉力，当力刚开始作用的瞬间（ ）
A．物体立即获得速度
B．物体立即获得加速度
C．物体同时获得速度和加速度
D．由于物体未来得及运动，速度和加速度都为零
解析：根据牛顿第二定律，物体的加速度与所受合力是瞬时对应的，所以物体立即产生了加速度；由于惯性，物体不能立即获得速度。
答案：B
例2 如图所示，物体在水平拉力F作用下沿水平地面做匀速直线运动。现让F逐渐减小，则物体的加速度和速度的变化情况应是（ ）
A．加速度和速度都在逐渐增大
B．加速度和速度都在逐渐减小
C．加速度逐渐减小，速度逐渐增大
D．加速度逐渐增大，速度逐渐减小
解析：物体匀速直线运动，滑动摩擦力f = F = μN = μmg。当F逐渐减小时，f不变，所以产生与υ速度方向相反的加速度，加速度大小a = 随F逐渐减小，a逐渐增大。因为a与υ方向相反，所以υ减小。
答案：D
例3 如图所示，沿水平方向做匀变速直线运动的车厢中，有质量为1kg的小球，当它和车厢相对静止时，悬挂球的线偏离竖直方向37°角。取g = 10m/s2，sin37° = 0.6，cos37° = 0.8。试求：
（1）车厢运动的加速度，并说明车厢的运动情况；
（2）悬线对球的拉力大小．
解析：（1）球和车厢相对静止，它们的运动情况相同，以球为研究对象．球受两个力作用：重力mg和线的拉力F，球随车一起沿水平方向做匀变速直线运动，其加速度沿水平方向，合力沿水平方向．
答案：作出平行四边形如图所示．球所受的合力为 F合 = mgtan37°。
由牛顿第二定律得，球的加速度大小 a = = gtan37° = 7.5m/s2
加速度方向水平向右．
车厢可能水平向右做匀加速直线运动，也可能水平向左做匀减速直线运动．
（2）由图可得，线对球的拉力大小为F = = 12.5N。
反思 解本题的关键是根据小球的加速度方向，判断出物体所受合力的方向，然后画出力合成的平行四边形，解其中的三角形就可求得结果。本题也可以用正交分解法求解。
例4 如图所示，轻弹簧下端固定在水平面上。一个小球从弹簧正上方某一高度处由静止开始自由下落，接触弹簧后把弹簧压缩到一定程度后停止下落。则在小球下落的这一全过程中，下列说法中正确的是（ ）
A．小球刚接触弹簧瞬间速度最大
B．从小球接触弹簧起加速度变为竖直向上
C．从小球接触弹簧到到达最低点，小球的速度先增大后减小
D．从小球接触弹簧到到达最低点，小球的加速度先减小后增大
解析：小球的加速度大小决定于小球受到的合力。从接触弹簧到到达最低点，弹力从零开始逐渐增大，刚开始，重力大于弹力，合力与速度同向，小球速度增大，加速度减小，当小球所受弹力和重力大小相等时加速度为零，速度最大。由于惯性，小球继续向下运动，弹力大于重力，合力方向向上，与速度反向，速度减小，加速度却增大。所以加速度先减小后增大。
答案：CD。
反思（1）涉及弹簧问题，要注意弹力的变化情况及由此引起的合力变化和加速度的变化情况。要特别注意：物体合力为零即加速度为零时，速度最大。
（2）利用牛顿运动定律分析瞬时问题，关键是分析物体瞬时的受力，由此判断物体瞬时的加速度。有的同学会误认为“小球一接触弹簧就开始减速”，实际上，小球接触弹簧后，弹簧的弹力是从零开始逐渐增大的，要经过一段时间才会比重力大。
F
37°
F
mg
F合
37°力的合成学案
【学习目标 细解考纲】
1.深刻理解合力与分力的等效替代关系。
2.区分矢量与标量，知道矢量的合成，应用平行四边形定则。
3.通过实验探究，理解力的合成，能用力的合成分析日常生活中的问题。
4.能够用图解法和计算法求多个力的合力的大小和方向。
【知识梳理 双基再现】
如果一个力和其他几个力的____________相同，就把这一个力叫那几个力的合力。
互成角度的二力合成时，可以用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就表示合力的_______________和_______________。
物体受几个力的作用，这几个力作用于一点上或__________________交于一点，这样的一组力就叫做_________________，平等四边形定则只适用于_________________。
【小试身手 轻松过关】
1.关于两个大小一定的力的合力，以下说法中正确的是（ ）
A.两个力的合力总大于原来的任意一个力 B.两个力的合力至少比原来的一个力大
C.合力的大小随两个力之间的夹角增大而减小
D.合力的大小介于二力之和与二力之差的绝对值之间
2.两个共点力的大小分别为8 N、3 N，它们之间的夹角可任意变化，则其合力的大小可能是（ ）
A.3 N B.8 N C.10 N D.15 N
3.两个大小和方向都确定的共点力，其合力的（ ）
A.大小和方向都确定 B.大小确定，方向不确定
C.大小不确定，方向确定 D.大小方向都不确定
4.两个共点力同向时合力为a，反向时合力为b，当两个力垂直时，合力大小为（ ）
A. B. C. D.
5.两个大小相等同时作用于同一物体的共点力，当它们间的夹角为90°时，其合力大小为F；当它们之间的夹角为120°时，合力的大小为（ ）
A. 2F B. C. D.
6.已知三个共点力的合力为零，则这三个力的大小可能为（ ）
A.15N，5N，6N B.3N，6N，4N C.1N， 2N，10N D.1N，6N，3N
7.一个重为20 N的物体置于光滑的水平面上，当用一个F＝5 N的力竖直向上拉该物体时，如图所示，物体受到的合力为（ ）
A.15 N
B.25 N
C.20 N
D.0
8.质量为m的木块静止在倾角为θ的斜面上，斜面对木块的支持力和摩擦力的合力方向应该是（ ）
A.沿斜面向下 B.垂直于斜面向上 C.沿斜面向上 D.竖直向上
9.如图所示，有大小不变的两个力 F1=40 N和 F2=30 N，当它们之间的夹角分别为30°、60°、90°、120°、150°时，用作图法求这两个力的合力。
10.如图所示，在同一平面内的三个力作用于同一物体上，其中F1＝60 N，F2=F3=40 N。且F2和F3均与F1成θ＝60°的夹角，则这三个力的合力的大小为___________。
11.用弹簧测力计代替砝码做本节中的实验，实验时，先通过细绳用两个测力计拉橡皮条，使其活动端伸长到某一位置O，此时需记下：①______________②______________③______________，然后用一个弹簧测力计把橡皮条拉长，使活动端到达④___________，再记下⑤___________和⑥___________。
【名师小结 感悟反思】
a.平行四边形定则只适用于两个或多个共点力的合成，多个共点力时，可以多次运用定则依此求解。
b.平行四边形定则适用于任何矢量的合成，如速度、加速度、位移等。
力的合成
1.CD 2.BC 3.A 4.B 5.B 6.B 7. D
8.D 9.略 10.100N
11.①O的位置 ②两弹簧称的示数 ③两细绳的方向 ④O点 ⑤弹簧秤的示数 ⑥细绳的方向
第 7 题图
F
第 9 题图
O
F2
F1
60°
30°
O
O
O
O
F2
F2
F2
F2
F1
F1
F1
F1
90°
120°
150°
第 10 题图
θ
θ
F2
F1
F36.1 牛顿第一定律 教案
一、教学目标
1．在物理知识方面学习牛顿第一定律的内容，正确理解力跟物体运动的关系，掌握惯性的概念。
2．对客观事物的正确认识需要人们经过由表及里，由片面到全面长时间的认识过程。通过本节的学习要让学生建立起正确的认识论的观点，同时体会到人们认识世界的长期性和艰巨性。
3．物理实验是科学研究的方法，对实际问题做出合理的抽象，进行理想实验的研究正是伽利略得到力与物体运动正确关系的基础。我们要学习这种科学抽象的方法，并把它用到今后的物理研究中去。
二、重点、难点分析
1．本节的重点是正确认识物体运动跟力的关系，在物体不受力的情况下，应保持匀速直线运动状态或静止状态。通过对牛顿第一定律的学习，加深对惯性概念的理解。
2．生活常识使人们对力和运动的关系形成了不正确的认识，通过教学要让学生们克服传统观念，形成正确的认识，需要下一定的功夫。
三、教具
1．说明伽利略理想实验的装置，自制导轨和小球。
2．说明物体在不受阻力下做匀速直线运动的气垫导轨和滑块。
3．演示惯性的小车和木块。
四、主要教学过程
(一)引入新课
介绍本章的地位：在第一章我们学习了物体在静止或匀速直线运动状态下的受力问题，这时物体处于平衡状态，所受的力为平衡力。这部分内容在物理学中叫做静力学。
第二章研究了物体在直线上的运动，包括匀速运动和变速运动。在变速运动中重点讨论了匀变速直线运动。这部分内容在物体学中属于运动学。
在前边两章知识的基础上，我们在第三章里来研究运动和力的关系。这部分知识的基础是牛顿第一定律和第二定律。这部分内容在物理中属于动力学。
学习动力学的知识后，可以在知道物体受力情况后确定物体的运动状态；在知道物体的运动状态的情况下，可以确定它的受力情况。动力学的知识在科学研究和生产实际中有着非常广泛的应用，如研究交通工具的速度问题，天体的运动问题等。我们从牛顿第一定律开始。
(二)教学过程设计
板书：一、牛顿第一定律
实验：在桌上放着一本物理书，它是静止的，怎样才能让它运动起来呢？要用力去推它。从这个例子可以看出物体要运动，需要对它施加力的作用。力是使物体运动的原因吗？
这是一个运动和力的关系问题。这个问题在2000多年前人们就对它进行了研究，下面我们来回顾一下历史。
1．历史的回顾
2000多年前，古希腊哲学家亚里斯多德根据当时人们对运动和力的关系的认识提出一个观点：必须有力作用在物体上，物体才能运动。
这种观点的提出是很自然的。我们从周围的事情出发，很容易就会得到这个结论。如车不推就不走，门不拉不开等。这种观点统治人们的思想有两千年。
直到17世纪，意大利科学家伽利略才指出这种说法是错误的，他分析到：运动的车停下来是由于摩擦力的原因，运动物体减速的原因是摩擦力。伽利略提出了自己的看法，他指出：物体一旦具有某一速度，没有加速和减速的原因，这个速度将保持不变。这里所指的减速的原因就是摩擦力。
为了证实结论的正确，他设计了一个理想实验(thought experiment)，下面利用一个跟他的理想实验装置相似的实验向大家介绍一下伽利略的实验。
实验：有两个斜面，用一个小球放到左边的斜面上，放手后小球从左边斜面上滚下后滚到右边的斜面上。在有摩擦力的情况下，到达右边斜面的高度比左边的释放高度要低。
伽利略所设计的实验是这样的：实验装置跟现在的一样，实验时若没有摩擦力，(当然没有摩擦力是不可能的，所以他的实验是想象中的理想实验。)我们看一下小球在这个理想实验中会怎样运动。
把小球放到左边斜面的某一个高度，放手后由于有加速的原因，所以小球会从斜面上滚下，越滚越快；到右边斜面时，由于有减速的原因，小球会越滚越慢。在没有摩擦力的情况下，小球应达到左边的释放高度。
改变右边斜面的倾角，倾角变小，小球要达到同样的高度，要在斜面上走更远的距离。当右边倾角为零时，小球将一直滚下去永远达不到左边的释放高度，这个速度将保持不变。
这个实验虽然是个理想实验，但却是符合科学道理的。没有摩擦的情况是很难实现的，现代技术给我们提供了阻力很小的条件。我们来看一下气垫实验。它的原理是气泵给气垫装置打气，导轨上有许多小孔，滑块与导轨间形成一层空气薄膜，滑动时阻力很小。我们观察一下滑块的运动情况，可以看到滑块的速度基本不变。
法国科学家笛卡尔补充和完善了伽利略的论点，提出了惯性定律：如果没有其它原因，运动的物体将继续以同一速度沿着一条直线运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向。
伽利略和笛卡尔对物体的运动作了准确的描述，但是没有指明原因是什么，这个原因跟运动的关系是什么。
牛顿总结了前人的经验，指出了加速和减速的原因是什么，并指出了这个原因跟运动的关系，这就是牛顿第一定律。
2．牛顿第一定律：一切物体总保持匀速运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。
从牛顿第一定律可以看出：
(1)物体在不受力时，总保持匀速运动状态或静止状态。
(2)物体有保持匀速直线运动状态的性质，叫做惯性。在初中已经学过惯性的概念，下面通过实验再来看一下物体具有惯性的例子。
小车起动时，车上的木板向后倒；刹车时，木块向前倒。人在坐汽车时也有同样的感受。
(3)物体运动状态的改变需要外力。
我们所遇到的实际问题中，物体不受力的情况是没有的。物体受平衡力时，或者说合力为零时的情况跟不受力的情况是相同的。
3．小结
毛主席在《实践论》中对感性认识和理性认识的关系作出如下的论述：“感性材料固然是客观外界某些真实性的反映，但它们仅是片面的和表面的东西，这种反映是不完全的，是没有反映事物本质的。要完全地反映整个的事物，反映事物的本质，反映事物的内部规律性，就必须经过思考作用，将丰富的感觉材料加以去粗取精，去伪存真，由此及彼，由表及里的改造制作工夫，造成概念和理论的系统。就必须从感性认识跃进到理性认识。”
人们对运动和力的关系的认识经过了从感性认识到理性认识的跃进。这个过程经历了两千年的时间，在此过程中伽利略作出了主要贡献。由此可以看出伽利略的伟大和工作的卓越。就是这样一个伟大的科学家，因为他的科学思想不符合教会的统治思想，受到教会的禁锢。直到最近，梵帝冈教庭才给他公开平反。科学思想得来不易，科学的真理总是要战胜不科学的东西。
4．讨论布置作业
五、说明
1．牛顿第一定律在初中阶段学生已经学习过，在高中阶段再次学习这个内容时，要让学生的认识有进一步的提高。教师在授课时应注意到这一点。
2．几个科学家在研究力与物体运动的关系中做出了贡献，在讲课时可以把他们的画像用投影幻灯打出来，增加课堂的活跃气氛，加深学生的记忆。
3．说明伽利略理想实验的装置可以自制，用两根粗铁丝按下图制作，末端弯成小环，两根轨道用螺丝灯连起来，可以改变两轨的倾角，选用钢球，注意小球在最低点时要能圆滑地通过轨道。
课题：4.3 摩擦力
授课时间：2课时 授课教师：高一 姚香花
教学目的 知道摩擦力的概念及分类，知道这两种摩擦力的分类知道静摩擦力产生的条件，会判断静摩擦力的大小和方向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
教学难点 静摩擦力的有无，大小及方向的判断。
知识重点 静摩擦力的有无，大小及方向的判断滑动摩擦力的有无，大小及方向的判断
教学过程 教学方法和手段
引入 师：上节课学习弹力时曾提到，弹力是接触力，接触力从性质上分为弹力和摩擦力，今天我们的学习任务就是学习了解摩擦力。
概念分析 一、讨论探究滑动摩擦力的特点师：对于摩擦力，我们在初中的时候已经接触过了，而且知道摩擦力可以分为滑动摩擦力、静摩擦力和滚动摩擦力。大家都试着回想一下，你还记得哪些知识。(不需要学生回答出来，学生自己明白就好)现在请同学们利用你们的课桌和书本做一个简单的实验：把书平放在桌面上，给书本一个初速度，仔细观察书本滑出后在桌面的滑行情况是怎样的？ 生：书本在滑动过程中速度会逐渐减小并最终停止下来。 师：是什么原因导致书本的速度越来越慢呢？ 生：是因为受到了桌面给书本的摩擦力。 师：桌面给书本的摩擦力是三类摩擦力中的哪一类呢？ 生：是滑动摩擦力。 师：对，当一个物体在另一个物体表面滑动时，会受到另一个物体阻碍它滑动的力，这个力叫做滑动摩擦力。我们也可以用手掌在桌面上滑动来感受滑动摩擦力。 师：当我们用手掌压着桌面滑动时，桌面给手掌的摩擦力向什么方向？ 生：与手掌的运动方向相反，阻碍物体的运动。 师：手掌在桌面滑动时，桌面对手掌有摩擦力作用，那手掌对桌面有摩擦力作用吗？为什么？ 生：根据力的作用是相互的，我知道桌面给手掌摩擦力的同时手掌也会给桌面以摩擦力。 师：那手掌给桌面的摩擦力向什么方向？ 生：跟手掌的运动方向相同。 师：对！从这里也要看到作用力与反作用力是方向相反的（解释）。 师：那桌面受到的摩擦力是三种摩擦力中的哪一种？ 生：是静摩擦力！ 生：不是，应该是滑动摩擦力！ 师：是滑动摩擦力！有同学不明白了，桌面没有滑动啊，怎么会是滑动摩擦力，这就要涉及到滑动摩擦力的概念了。什么样的力是滑动摩擦力？如果产生摩擦力的两个物体是相对运动的，那它们之间产生的摩擦力就是滑动摩擦力。什么意思？就是说看一个力是不是滑动摩擦力不是看这个物体是不是运动的（我们平时讲一个物体是否运动是选择地面为参考系的），而是看产生摩擦力的两个物体间是不是相对运动的。刚才我们研究的是手掌与桌面之间的摩擦力，而手掌与桌面是相对滑动的，所以手掌与桌面间的摩擦力是滑动摩擦力。手掌相对于桌面是滑动的，所以桌面给手的是滑动摩擦力，桌面相对于手也是运动的，所以手给桌面的摩擦力也是滑动摩擦力。 师：大家应该还记得什么是相对运动吧？所谓的相对运动就是两个物体分别以对方为参考系所表现出来的运动，而不是相对于地面或其它参考系得出来的运动。比如手掌在桌面上向正北方向运动，那手掌相对于桌面的运动是怎样的？ 生：手掌相对于桌面是向北运动的。 师：桌面相对于手掌的运动是怎样的？ 生：桌面相对于手掌向南运动。 师：大家还可以再做一个实验体会一下：左手压在一本书上，右手将书抽走，整个过程中要保持左手不动，由于书本与左手间是相对滑动的，所以无论是书给手的摩擦力还是手给书的摩擦力均是滑动摩擦力。【牢记】：一个力是不是滑动摩擦力，看产生这个摩擦力的两个物体间是不是相对滑动的。师：下面我们来讨论滑动摩擦力产生的条件。请同学们思考一下，怎样才能产生滑动摩擦力？ 生：首先两物体一定要相互接触，再者相互接触的两物体间一定要有相对运动。 生：还有地面不能是光滑的。 师：很好！能归纳出这几点已经很不错的，其实还差一个条件，就是两物体间不但要接触，而且要挤压。这个结论我们也可以通过刚才的实验体会出来。第二个实验中，左手压书，右手抽书，如果左手压书的力越小，右手抽书需要克服的摩擦力就越小，我们可以想象当左手压书的力小到接近于0时，手与书之间的摩擦力也将小到接近于0，说明光接触还不行，还得挤压。滑动摩擦力产生的条件：1、接触并挤压2、两物体间有相对运动。3、接触面都不光滑。【牢记】：有摩擦力必有弹力，有弹力不一定有摩擦力。滑动摩擦力的方向： 师：下面我们来归纳滑动摩擦力的方向。 师：手掌在桌面上滑动时，手掌受到桌面给它的作用力有几个？ 生：有两个，一个是桌面给手掌的支持力，一个是桌面给手掌的滑动摩擦力。 师：支持力的方向向什么方向？摩擦力的方向向什么方向？ 生：支持力的方向垂直于桌面向上，摩擦力方向与手滑动方向相反。 师：这两个力的方向有什么关系？同一直线还是成一角度？角度是多大？ 生：这两力是垂直的，因为支持力垂直于接触面，而摩擦力与接触面相切。【牢记】：弹力与摩擦力相互垂直。 师：现在我们已经知道摩擦力与接触面相切，但具体是向哪个方向呢？有没有同学能不说一说？我们可以以第一实验为例，大家根据手掌受到的摩擦力和桌面受到的摩擦力来对比总结。 生：是不是与运动方向相反啊？ 生：不能这样说，因为桌面也受到的摩擦力，但桌面没有运动，当然也无法谈起与运动方向相同或相反的说法。 生：我想应该是与相对运动方向有一定的关系，因为刚才我们已经了解到：如果两个物体有相对滑动，那它们之间产生的摩擦力叫做滑动摩擦力。 师：经过大家的努力，摩擦力方向的真面目就快要露出来了，滑动摩擦力的根本是两物体间的相对滑动，所以研究滑动摩擦力的方向我们要从它与物体的相对运动方向的关系着手。板书：（手掌在桌面上向正北方向滑动）手受到的滑动摩擦力方向：正南 桌面受到的滑动摩擦力的方向：正北手相对于桌面的运动方向：正北 桌面相对于手的运动方向：正南。【牢记】：滑动摩擦力方向与相对运动方向相反。 师：我们同样可以结合第二个例子体会。 师：现在我引入滑动摩擦力的下定义，相信经过刚才的一番探究讨论，我们一定对能定义有更深刻的理解二、滑动摩擦力【定义】：当两个物体彼此接触挤压且有相对运动时，接触面上会产生一种阻碍相对运动的力，该力叫做滑动摩擦力。大小： 师：大家猜想滑动摩擦力的大小会哪些因素有关呢？ 生：我想可能与两物体间的挤压力、相对运动速度、接触面面积、接触面粗糙程度等因素有关。 师：既然有这么因素可能影响滑动摩擦力的大小，我们该如何着手进行研究呢？ 生：我们只能一个一个地来，比如我们可以先研究摩擦力大小于两物体间挤压力的有关系，研究出这两个量之间的关系后，再研究摩擦力大小与相对运动速度的关系，就这样一个个在进行研究。不可能同时研究摩擦力大小与所有因素的关系，因为你不会知道摩擦力变化了究竟是由哪个因素的变化引起的。 师：好！如果我准备研究摩擦力大小与两物体挤压力关系时，如何保证摩擦力的变化就是因为压力变化引起的。 生：很简单，只要在研究压力变化对摩擦力大小变化影响的实验中保持其它所有因素不变就行了。 师：这位同学回答得非常好！如果一个物理量与多个因素有关，我们在研究某一个因素对该物理量的影响时，应控制其它与该物理量有关的因素不变，这种研究方法在物理上叫做“控制变量法”。师：实验表明，滑动摩擦力的大小与两物体之间的压力成正比，即。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。它的数值与两物体的材料和接触面粗糙程度（现在研究表明并非越光滑阻力越小）有关。N是物体之间的弹力，因为弹力与接触面垂直，所以又叫做正压力。 师：我这边有些简单的实验仪器：木块、长木板、弹簧秤、布面、砝码等，课后同学们可以利用这些仪器设计实验来验这个结论。三、静摩擦力：日常生活中我们常常见到这样一种现象，一个大木箱停放在地面上，你用力推，没推动，什么原因呢？有人会讲：“你力气太小呗”。那你们有没有想过，是什么阻碍木箱的运动呢？我们先来对物体进行受力分析看看。根据以前所学，我们知道物体受重力G、拉力F和支持力N。由于你没有推动，物体是静止的，根据牛顿第一定律，物体应该受力平衡即所受的力相互抵消。看图：图中N和G相互抵消，但还剩下一个拉力F无法被消去，所以物体必然还受到一个我们以前没有接触过的力，该力与F等大反向。那么这个力是什么力呢？是谁施给物体呢？该力肯定是接触力，而跟物体接触的只有地面，难道也是地面给的？不错！这个力就是地面给物体的，叫做静摩擦力。大家想一想，如果地面是光滑的，那么推动这个物体还有那么难吗？没有，这说明这个力也是因为接触在粗糙有摩擦造成的。由于这个力产生在相对静止的两个物体的接触面上，所以叫做静摩擦力。师：刚才你向右推没推动，理论分析受到的静摩擦力向左，那如果你从右面向左推也没有推动，那此时受到静摩擦力应该向哪个方向呢？生：理论分析应该向右。师：学习滑动摩擦力时，我们知道滑动摩擦力是阻碍相对运动，那你们知道静摩擦力阻碍的是什么吗？生：虽然物体间没有相对运动，但在推力作用下物体有相对运动趋势，所以我想静摩擦力阻碍的是相对运动趋势吧？师：回答得很好 ，下面我们来学习静摩擦力的定义：静摩擦力：两物体接触挤压且有相对运动趋势时，接触面上会产生一种阻碍相对运动趋势的力，该力叫做静摩擦力。产生条件：1、接触并挤压（弹力产生的条件）2、有相对运动趋势。3、接触面都不光滑。大小：还是推箱子的问题，如果你用10N的力推箱子没有推动，理论分析说明此时的静摩擦力大小是10N，如果你用100N还没有推动，理论分析说明此时静摩擦力的大小是100N，如果你用500N还是没有推动，静摩擦力就是500N。但我们知道，随着推力的增大，物体总有被推动的时候，当推力增大到某一个值时物体就要滑动，此时静摩擦力达到最大值。所以叫做最大静摩擦力。那最大静摩擦力与哪些因素有关呢？我们在日常生活中也经常看到这们的事实：在越粗糙的地面上想把箱子从静止推动需要的力越大，同时在同一地面上，如果在箱子上坐一个人时与不坐人时需要的力要大些。那么从这些现象大家觉得应该与哪些因素有关呢？当推力达到最大静摩擦力时，物体开始滑动，物体将受滑动摩擦力，那么滑动摩擦力与最大静摩擦力的大小关系如何呢？演示实验：实验装置如右图在弹簧测力计的指针下轻塞一个纸团，它可以随指针移动，并作为指针到达最大位置的标记。继续用力，当拉力达到某一数值时木块开始移动，此时测力计拉力示数突然减小，并且从此在拉力的作用下匀速直线运动。作图： 分析：物体开始由于静摩擦力作用保持静止，该过程中静摩擦力始终等于拉力，所以图象斜率等于1。当拉力达到时物体开始由静止到运动，此后物体受到的摩擦力变为滑动摩擦力。由于在物体开始运动的一瞬间测力计示数突然减小，说明物体受到的阻力突然减小，这就是说大于滑动摩擦力。又因为物体能在的作用下匀速直线运动，说明物体受到的滑动摩擦力大小是。结论：静摩擦力的大小由外部因素决定 ，一般可由物体的运动状态进行受力分析中得出。（比如推箱子中，由于物体是静止的，所以合外力是零，从而知道静摩擦力随推力的增大而增大）与μN无关，μN只决定最大静摩擦力。，一般情况下大于滑动摩擦力，无特殊说明情况下，近似认为等于滑动摩擦力。方向：与相对运动趋势相反。如何判断物体间是否有相对运动趋势以及相对运动趋势的方向1、假设不存在法什么叫做运动趋势呢？就是有运动的动向却没有付诸行动，大家想一想，为什么物体间有相对运动的动向却没有付诸行动呢？就是因为有静摩擦力阻碍了这个相对运动趋势，使它没有变成现实。那如果没有静摩擦力，物体的相对运动趋势就应该能变成行动了，所以如果我们假设摩擦力不存在，那么我们从物体间运动状态不同和物体受力分析中可以看出物体间是否有相对运动趋势以及相对运动趋势的方向。如下图：人推木箱没推动，那木箱与地面之间有没有摩擦力呢？假设摩擦力不存在，则木箱将会向右运动，说明存在静摩擦力，且木箱相对于地面有向右运动的趋势。 2、牛顿定律其实大多情况下，我们并不是看物体的相对运动趋势，我们只要综合受力分析和牛顿定律，就可以判断出静摩擦力了。比如下图，求AB间摩擦力和B地间摩擦力。因为A匀速，所以A应该受力平衡，A竖直方向受两个力：重力；B对A的支持力，这两力相互抵消。水平方向如果受摩擦力，则A不可能受力平衡，说明A肯定不受摩擦力。四、难点：1、摩擦力（不管是静摩擦力还是动摩擦力）可以动力也可以是阻力动力和阻力是从效果上来讲的：动力：促进物体运动的力（暂时理解为该力与速度同向）阻力：阻碍物体运动的力（暂时理解为该力与速度反向）举例：一个正在下落的物体，它受到重力G和空气阻力f的作用，重力方向与速度同向，该力是动力，促进物体下落。空气阻力与速度反向，阻碍物体下落，是阻力。师：那摩擦力是动力还是阻力呢？生：阻力！师：为什么呢？生：因为摩擦力方向与速度方向相反！师：你怎么知道的呢？生：概念讲的啊？师：概念怎么讲的啊？再仔细看看！注意：摩擦力是与相对运动或相对运动趋势相反，并不是与物体运动相反。（运动和相对运动不是一回事，无特殊说明的情况下我们讲的运动通常是指物体相对于地面的运动，而摩擦力看的是产生摩擦力的两个物体之间的相对运动）2、静摩擦力还是滑动摩擦力看物体间是相对静止还是相对运动静止的物体可以受到滑动摩擦力在地面上推箱子，箱子对地面的摩擦力是滑动摩擦力，但地面却是静止的。运动的物体也能受到静摩擦力物体在传送带上匀速度上升，它是运动的，但它却受到静摩擦力。例8、G=400N的木箱放在水平地面上，=120N，μ=0.25，若分别用70N和150N两力推，求f。【解析】用70N力推时，推不动，所以是静摩擦力，大小为70N；用150N推时，物体被推动了，物体受滑动摩擦力，大小为=100N思考：给你一个长木板B和一木块A，弹簧测力计，如何测A在B上滑动时受到的滑动摩擦力（两种方法进行比较）五、滚动摩擦：除了滑动摩擦外，还有滚动摩擦。滚动摩擦是一个物体在另一个物体表面滚动时产生的摩擦。当压力相同时，滚动摩擦比滑动摩擦小很多。滚动轴承就是根据这一点制成的。六、生活中的摩擦在生产、生活中，我们有时需要加大物体之间的摩擦力，有时又需要减小物体之间的摩擦力。钻木取火利用了摩擦生热，古埃及金字塔以滚动摩擦代替滑动摩擦、磁悬浮列车。 有利:鞋底做得越粗糙就越不容易打滑,是因为增加了鞋与地面的摩擦,因此要将鞋底做得更粗糙,才使人不易滑倒;木匠把木板打磨光滑,是用砂纸与木板的摩擦将木板打磨光滑的;洗衣机洗衣服是经过转动使衣服与水产生摩擦,才能将衣服洗干净的;等等,这些有利摩擦我们都要多多利用. 有害:机器运转是会相互摩擦发热,造成无谓的能量损失和有害与零部件,缩短了机械使用寿命,因此要把接触面造得更加光滑;在泥泞的道路或雪地里,汽车容易打滑,易发生事故.所以要尽量将车轮造得更加粗糙或加铁环;等等这些都是有害摩擦. 通过观察演示实验，概括出摩擦力产生的条件及摩擦力的特点，培养学生的观察、概括能力。在研究影响滑动摩擦力因素问题中学会运用控制变量的方法从探究中获得积极的情感体验和认真、严谨的科学态度和科学精神通过对生活中有益摩擦和有害摩擦的分析,对学生进行辩证唯物主义的教育
例题讲解 滑动摩擦力：【例１】砖横放和竖放在地面移动时受到的滑动摩擦力哪一个大？【牢记】：f与接触面积无关。【例２】那物体分别做匀速直线运动和匀加速直线运动时的滑动摩擦力大小关系如何呢？【牢记】：f与相对运动速度无关。【例３】下列说法正确的是（AD）只有相互接触且发生相对运动的物体间才可能产生滑动摩擦力。只有运动的物体才可能受滑动摩擦力。受弹力的物体一定受滑动摩擦力受滑动摩擦力的物体一定受到弹力。静摩擦力：举例：1、人用F力向右推箱子没有推动解：很明显，如果没有摩擦力，物体受到重力G、支持力N和推力F，物体是不能保持静止的，将向右运动，所以箱子相对于地面有向右运动的趋势，它受到的静摩擦力方向向左。根据力的作用是相互的，所以箱子对地面的静摩擦力是向右的。2、三角斜面上静止的木块解：如果不存在摩擦力，则物体受到重力G和支持力N是不能保持静止的，将向下滑，所以木块相对于斜面的运动趋势是向下滑的，它受到的静摩擦力沿斜面向上，斜面的受到的静摩擦力沿斜面向下。3、放在汽车里的箱子随汽车由静止启动过程中与汽车没有相对滑动。解：如果不存在摩擦力，箱子只受重力G和支持力N，而且这两个力相互抵消，由于物体本来是静止的，所以物体应该仍然保持静止，而汽车启动了，则汽车相对于箱子向前了，箱子相对于汽车落后了，所以箱子受到向前的静摩擦力，汽车受到向后的静摩擦力。]4、人行走时，脚与地面间的摩擦力是静摩擦力还是滑动摩擦力，方向如何？解：带领学生看动画演示知：脚与地面的摩擦力是静摩擦力，地面对脚的摩擦力方向向前。5、自行车前后轮与地面的摩擦是静摩擦还是滑动摩擦，前后轮所受摩擦力方向如何？解：是静摩擦力，前轮所受摩擦力方向向后；后轮所受的摩擦力方向向前。 通过静摩擦力与滑动摩擦力的区别对比，培养学生分析综合能力
课堂练习 滑动摩擦力实例分析(1)(2)汽车启动时，车上货物向后滑动，分析货物受到的滑动摩擦力的方向。解：可以用书本上拉黑板擦来示范，让学生明白，虽然货物相对车是后退了，但相对于地面是前进了，其实常识也可以告诉我们：货物从静止到跟车一起以相同的速度向前运动，说明车启动的过程中货物也在加速启动，那是谁给它这个动力的呢？很明显是摩擦力啊；(3)汽车刹车时， 车上货物向前滑动，试分析货物受到的没动摩擦力的方向。解：货物相对车向前， 是受到的摩擦力向后；车相对于货物向后，则受到的滑动摩擦力向前。（4）接触面均不光滑。B与地面之间的摩擦力与刚才一样，先略过去，主要看AB之间的摩擦力。AB之间接触挤压，有相对运动，接触面不光滑，所有条件满足，所以AB之间有摩擦力的存在。A相对于B向右运动，所以B给它一个向左的摩擦力来阻碍它的这个相对运动。B相对于A向左运动，所以A给B一个向右的摩擦力来阻碍B的这个相对运动。（其实大家也可以想得到，系在墙上的绳子被拉紧了，肯定有一个力把A向左拉，那就是摩擦力了）（5）已知：传送带静止时，将物体轻轻放上，物体将由静止开始下滑，若传送带反向转动时，会不会减缓物体下落速度甚至物体不下落呢？ （6）看图，斜面光滑，传送带不光滑。若带子不动时，物体从高处下来后会冲出带子，若带子反向转动呢？例 一物体正在水平桌面上沿正东方向做直线运动，物体与桌面间的动摩擦因数μ=0.2，物体的质量为m=10kg，g=10m/s2，此时物体正受一个沿正西方向的水平拉力F=20N的水平拉力的作用，求此时物体受到的滑动摩擦力。 解：物体相对于桌面向东运动，所以受到的滑动摩擦力方向向西，大小为=0.2×10×10=20N 静摩擦力实例分析：例 一物体如图所示，F由零逐渐增大直到物体刚要开始滑动，则整个过程中关于说法正确的是（AC）逐渐增大，当刚要开始滑动时达到最大。大小不变方向一直水平向左方向先向左后向右。例 判断静摩擦力方向1、人紧握瓶子水平移动2、 3、 4、
其他
小结与作业
课堂小结 A、滑动摩擦力：手受到的滑动摩擦力方向： 正南桌面受到的滑动摩擦力的方向：正北手相对于桌面的运动方向： 正北桌面相对于手的运动方向： 正南【牢记】：滑动摩擦力方向与相对运动方向相反。Ｂ、静摩擦力：两物体接触挤压且有相对运动趋势时，接触面上会产生一种阻碍相对运动趋势的力，该力叫做静摩擦力。产生条件：1、接触并挤压（弹力产生的条件）2、有相对运动趋势。3、接触面都不光滑。大小：静摩擦力的大小由外部因素决定 ，一般可由物体的运动状态进行受力分析中得出。（比如推箱子中，由于物体是静止的，所以合外力是零，从而知道静摩擦力随推力的增大而增大）与μN无关，μN只决定最大静摩擦力。，一般情况下大于滑动摩擦力，无特殊说明情况下，近似认为等于滑动摩擦力。C、1、摩擦力（不管是静摩擦力还是动摩擦力）可以动力也可以是阻力动力和阻力是从效果上来讲的：动力：促进物体运动的力（暂时理解为该力与速度同向）阻力：阻碍物体运动的力（暂时理解为该力与速度反向）2、静摩擦力还是滑动摩擦力看物体间是相对静止还是相对运动静止的物体可以受到滑动摩擦力在地面上推箱子，箱子对地面的摩擦力是滑动摩擦力，但地面却是静止的。运动的物体也能受到静摩擦力物体在传送带上匀速度上升，它是运动的，但它却受到静摩擦力。
本课作业 课后作业：3、5
本课教学反思（课堂设计理念，实际教学效果及改进设想）
第一点，学生按照教材的内容进行猜想时，要注意鼓励和引导学生打开思路，大胆地进行其它猜想。
第二点，要转变教学理念，不能走形式上的科学探究，要有效地组织学生进行科学探究，以达到教学目的。而这个教学环节对能否真正达到新课程的教学目标是极为重要的。特别是学生探究时的组织教学。
第三点，由于这是一堂科学探究课，所以教师在引导和提问时，要注意问题的目的性和语言的技巧性；对于学生的看法和观点，要多使用鼓励性的语言，增强学生的自信心。
第四点，由于这一节教材的容量较大，本节内容分为两节课来完成。第一节课完成科学探究，总结实验的方法叫“变量控制法”；第二节课再讨论增大和减小摩擦的方法，以及讨论“假如生活中没有摩擦力”。
2018年7月22日
N
G
F
N
G
F
f
F拉力
f摩擦力
0
物体不动
物体滑动
F
A
BF
匀速
A
B
A
B
F
v
F
v
F
v
F
v
f
f
A
B
A
B
V
F
A
BF
静止
F
A
BF
静止第四章 第2节 形变与弹力
一、教学目标
1．知识与技能：
（1）了解生活中常见形变；
（2）知道什么是弹力以及弹力产生的条件；
（3）知道压力、支持力和绳的拉力都是弹力，能在力的图示（或示意图）中正确画出它们的方向；
（4）会知道胡克定律，并计算弹簧弹力；
（5）正确判断弹力的有无和弹力的方向，正确地画出物体受到的弹力。
2．过程与方法目标
（1）通过实验，体会 “放大方法”，显示微小形变，培养学生观察能力和分析能力；
（2）经历探究弹簧伸长量与弹力的关系，体验探究方法。
3．情感价值目标
（1）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；
（2）了解弹力在生产、生活中的应用，关心科学技术应用与发展；
（3）通过播放2008北京奥运会冠军，进行爱国主义教育。
二、重点、难点分析
1．弹力是在物体发生弹性形变后产生的，了解弹力产生的原因、条件、方向的判断和探究弹簧伸长量与弹力的关系是本节教学的重点。
2．弹力的有无和弹力方向的判断是教学中学生较难掌握的知识，在教学中应加以注意，要在练习中巩固。
三、教具媒体
1．演示形变用的面包、棉线、橡皮条、木板、弹簧、木块、激光器、平面镜、玻璃瓶形变放大器等。
2．演示胡克定律用的带长度刻度的木板，弹簧、钩码等
3．多媒体课件
四、教学过程
(一)引入新课
前边我们研究了重力的特点，这一节课我们一起研究力学中的第二种力——弹力。
(二)教学过程设计
1．形变
[教师]：演示几个小实验：用手指压面包、用力拉压弹簧、用力将钢条弯曲等。
观察图片：
跳板的形变 蹦极
竹片的形变 吉它弦的形变
橡皮泥的形变 面包的形变
[学生思考]：讨论观察到的各种实验现象中的共性与区别，发表看法。
[师生讨论总结]：
[板书]：一、形变（定义）：物体发生的伸长、缩短、弯曲等变化称为形变。
或者物体的形状或体积的改变叫做形变。
（形变的原因是物体受到了外力，联系上节力的作用效果）
1、形变的类型：弹性形变：撤去外力后，物体能够恢复原来形状的形变
范性形变：撤去外力后，物体不能够恢复原来形状的形变
注意：弹性形变也有一定限度的，以后重点研究弹性形变，不加说明形变就指弹性限度内的弹性形变
[教师演示]：用力压讲台桌或用力跺脚、用力压玻璃瓶等。
[提出问题]：讲台桌或地板、玻璃瓶发生形变了吗？又是属于什么类型的形变？
[教师演示]：微小形变的实验（微小形变属于弹性形变）
玻璃瓶的微不形变 桌面的微小形变
学生体会和感受其中“放大方法”的精妙之处
[提出问题]：灯泡破碎、瓷瓶破碎的瞬间，又是什么形变？（范性形变）
灯泡的范性形变 花瓶的范性形变
剑的弹性形变 剑的范性形变
2．弹性限度（定义）：当弹性形变达到某一值时，即使撤去外力，物体也不能恢复原状，这个值叫弹性限度。
2.弹力的产生
[演示并提出问题]：压弹簧，或者拉弹簧（让学生感受）
●形变的原因是物体受到了外力，那么物体受力后发生形变，形变后的物体对跟它接触的物体又有什么作用呢？
●弹力产生条件是什么？
●弹力的大小和方向又是怎样？
方案1：
皮球的瞬间弹性形变 弓的弹性形变
撑杆的弹性形变 蹦床的弹性形变
方案2：演示实验：木块压在泡沫塑料上，泡沫塑料形变后对木块产生向上的支持力。弹簧拉木块时，弹簧伸长后产生对木块的弹力等等
方案3：学生实验：每两位学生一组，用橡皮条或弹簧实验体会弹力的存在与相关问题
学生：小组讨论、小结。
板书：
二、弹力
1、定义：物体发生弹性形变时，会产生一种使物体恢复原状的力，这种力叫做弹力。
2、弹力产生的条件：直接接触、发生弹性形变（可以举例说明）
3、定性地分析弹力的大小：跟物体发生的弹性形变程度有关。
4、弹力的方向：跟物体恢复原状的方向一致。
三、实例分析与探究：
1、分析书对桌面的压力、桌面对书的支持力如何产生？大小、方向？
把书放在桌面上，书压桌面，书和桌面都有微小的变形。书要恢复原状，对桌面有一个向下的弹力，压力。桌要恢复原状有一个向上的弹力，支持力。
一般情况：凡是支持物对物体的支持力，都是支持物因发生形变而对物体产生的弹力；支持力的方向总是垂直于支持面并指向被支持的物体。
2、分析：细绳对钩码的拉力，钩码对细绳的拉力如何产生？（大小、）方向？
钩码拉绳，绳拉钩码，使钩码和绳都有极微小的形变。发生形变的绳要恢复原形，对钩码产生向上的弹力（拉力）。发生形变的钩码要恢复原状，对绳产生向下的弹力（拉力）。
一般情况：凡是一根线(或绳)对物体的拉力，都是这根线(或绳)因为发生形变而对物体产生的弹力；拉力的方向总是指向线收缩的方向。
说明：支持力、压力、拉力、都是弹力。
3. 探究弹簧伸长量与弹力的关系
提出问题：前边我们定性地研究了弹力的大小，下面定量地研究弹簧的弹力跟哪些因素有关。
方案1：学生自行实验探究：在一个后面附有长度刻度的弹簧上面挂钩码，当钩码的数量增加时，弹簧中的弹力加大，弹簧的伸长增大，把读出的数据记录在表中。
实验次数 1 2 3 4
钩码数（个）
弹簧的伸长（厘米）

分析实验数据，处理实验数据可以得到胡克定律。
方案2：个别学生与教师共同演示，学生处理数据，体验探究数据过程，养成科学严谨的作风。
板书：
四、胡克定律
1．内容：在弹性限度内，弹性体弹力的大小跟弹性体伸长（或缩短）的长度成正比。
2．公式：F = kx
x——伸长（或缩短）的长度，与弹性体本身长度不同。
k——为劲度系数，跟弹性体的粗细、材料、长度等量有关，这个量反映了弹性体本身的特性，与F和x无关，单位：N/m。
五、弹力的应用
学生自学为主，师生共同讨论P70的“跳水运动员的起跳时机影响其成绩”
郭晶晶跳水 李小鹏双杠
何雯娜蹦床 弹簧高跷
空气动力
展示弹力应用图片：
二战时用的冲锋枪 尼龙扣的显微照片
扎头发的橡皮筋 火车减震弹簧
六、说明
1．在本节教学中几个小实验应做好，这对学生理解相关的知识很重要。
2．在教学中要发挥学生的作用，有些结论可让学生总结出来。
3. 做好探究弹簧伸长量与弹力的关系实验，这是科学方法渗透的要求。
第四章 第2节 形变与弹力 板书
一、形变
1．定义：物体发生的伸长、缩短、弯曲等变化称为形变，或者说物体的形状或体积的改变叫做形变。
2．原因：物体受到了外力
3．类型：弹性形变：撤去外力后，物体能够恢复原来形状的形变
范性形变：撤去外力后，物体不能够恢复原来形状的形变
4．弹性限度：当弹性形变达到某一值时，即使撤去外力，物体也不能恢复原状，这个值叫弹性限度。
二、弹力
1．定义：物体发生弹性形变时，会产生一种使物体恢复原状的力，这种力叫做弹力。
2．产生条件：直接接触、发生弹性形变
3．大小：跟物体发生的弹性形变程度有关
4．方向：总是与物体形变的趋向相反，即跟物体恢复原状的方向一致。
说明：支持力、压力、拉力都是弹力。
三、实例分析与探究：
1．凡是支持物对物体的支持力，都是支持物因发生形变而对物体产生的弹力，方向总是垂直于支持面并指向被支持的物体。
2．凡是一根线(或绳)对物体的拉力，都是这根线(或绳)因为发生形变而对物体产生的弹力，方向总是指向线收缩的方向。
3．探究弹簧伸长量与弹力的关系
实验次数 1 2 3 4
钩码数（个）
弹簧的伸长（厘米）

四、胡克定律
1．内容：在弹性限度内，弹性体弹力的大小跟弹性体伸长（或缩短）的长度成正比
2．公式： F = kx
x——伸长（或缩短）的长度，与弹性体本身长度不同。
k——为劲度系数，跟弹性体的粗细、材料、长度等因素有关，这个量反映了弹性体本身的特性，与F和x无关。
五、弹力的应用第二节 牛顿第二定律 说课教案
第2课时
1.本课以高中物理课本（必修）第一册为依据.在例题上强调过程图和受力图的重要性,因为有些学生对此不够重视而导致错误，尤其是以后遇到复杂问题的处理时更加突出，比如不注意各段运动中物体受力情况的变化和与之相关的加速度的变化，用前一段运动的加速度代入后一段运动方程进行运算，得出错误结果.教材练习题中没有这类题目，所以可根据学生情况加以取舍.
2.解题过程反复强调分析方法、解题步骤，意在培养学生的良好解题习惯和书写规范，由于解题过程要力求详尽，故本课密度较大.为此，解题过程可利用投影片以节省时间.
三维目标
知识与技能
物理知识方面的要求:
（1）巩固记忆牛顿第二定律内容、公式和物理意义；
（2）掌握牛顿第二定律的应用方法.
过程与方法
1.通过例题分析、讨论、练习使学生掌握应用牛顿定律解决力学问题的方法，培养学生的审题能力、分析综合能力和运用数学工具的能力.
2.训练学生解题规范、画图分析、完善步骤的能力.
情感态度与价值观
1.通过共同探究，培养学生尊重事实、实事求是的美德.
2.在整个教学过程中，让学生学会科学的发现、分析、研究等方法，培养学生科学探究能力.
教学设计
教学重点 本节为习题课，重点内容是选好例题，讲清应用牛顿第二定律解决的两类力学问题及解决这类问题的基本方法.
教学难点 应用牛顿第二定律解题重要的是分析过程、建立图景,抓住运动情况、受力情况和初始条件,依据定律列方程求解.但学生往往存在重结论、轻过程，习惯于套公式得结果，所以培养学生良好的解题习惯、建立思路、掌握方法是难点.
教具准备 投影仪、投影片、彩笔.
课时安排 3课时
教学过程
导入新课
牛顿第二定律揭示了运动和力的内在联系.因此，应用牛顿第二定律即可解答一些力学问题.
我们通过以下例题来体会应用牛顿第二定律解题的思路、方法和步骤.
推进新课
一、已知受力情况求解运动情况
［例题剖析1］（投影）一个静止在水平面上的物体，质量是2 kg，在水平方向受到5.0 N的拉力，物体跟水平面的滑动摩擦力是2.0 N.
(1)求物体在4.0 s末的速度；
(2)若在4 s末撤去拉力，求物体滑行时间.
教师精讲
（1）审题分析
这个题目就是根据已知的受力情况来求物体的运动情况.前4 s内运动情况:物体由静止在恒力作用下做匀加速直线运动，t=4.0 s.受力情况:F=5.0 N，f=2.0 N,G=N；初始条件:v0=0；研究对象:m=2.0 kg.求解4 s末的速度v-t.4 s后，撤去拉力，物体做匀减速运动，vt′=0
.受力情况:G=N、f=2.0 N；初始条件:
v0′=t1，求解滑行时间.
（2）解题思路
研究对象为物体.已知受力，可得物体所受合外力.根据牛顿第二定律可求出物体的加速度，再依据初始条件和运动学公式就可解出前一段运动的速度.运用同样的思路也可解答后一段运动的滑行距离.
（3）解题步骤（投影）
解:确定研究对象，分析过程（画过程图），进行受力分析（画受力图）
图6-2-7
前4 s根据牛顿第二定律列方程:
水平方向F-f=ma
竖直方向N-G=0
a=m/s2=1.5 m/s2 v0=0
v-t=at=1.5×4.0 m/s=6.0 m/s
4 s后竖直方向N-G=0
水平方向-f=ma′
a′=-m/s2=-2.5 m/s2 v0′=vt=1.5 m/s
由vt=v0+at,t′=s=2.04 s
引导学生总结解题步骤:确定对象、分析过程、受力分析、画图、列方程、求解、检验结果.
（4）讨论:若无第一问如何解？实际第一问的结果是第二问的初始条件，所以解题的过程不变.
二、已知运动情况求解受力情况
［例题剖析2］（投影）一辆质量为1.0×103 kg的小汽车正以10 m/s的速度行驶，现在让它在12.5 m的距离内匀减速地停下来，求所需的阻力.
教师精讲
（1）审题分析
这个题目是根据运动情况求解汽车所受的阻力.研究对象:汽车m=1.0×103 kg；运动情况:匀减速运动至停止v-t=0，s=12.5 m；初始条件:v0=10 m/s，求阻力f.
（2）解题思路
由运动情况和初始条件，根据运动学公式可以求出加速度；再根据牛顿第二定律求出汽车受的合外力，最后由受力分析可知合外力即阻力.
（3）解题步骤（投影）画图分析
由运动学公式vt2=v02+2as得a=m/s2=-4 m/s2
据牛顿第二定律列方程:竖直方向N-G=0
水平方向f=ma=1.0×103×（-4） N=-4.0×103 N,f为负值,表示的方向跟速度方向相反.
图6-2-8
(4)引导学生总结出解题步骤与第一类问题相同.
（5）引申:这一类题目除了包括求出人们熟知的力的大小和方向，还包括探索性运用，即根据观测到的运动去认识人们还不知道的物体间的相互作用的特点.牛顿发现万有引力定律、卢瑟福发现原子内部有个原子核都属于这类探索.
三、应用牛顿第二定律解题的规律分析（直线运动）
题目类型流程如下
F-f=maa
向左向右求解即第一类问题，可将vt、v0、s、t中任何一个物理量作为未知解.
向右向左求解即第二类问题，可将F、f、m中任何一物理量作为未知解.
或阻力为滑动摩擦力，则有F-μmg=ma
［例题剖析3］一向右运动的车厢顶上悬挂两单摆M与N，它们只能在如图6-2-9所示平面内摆动.某一瞬时出现如图6-2-9所示情景，由此可知车厢的运动及两单摆相对车厢运动的可能情况是( )
图6-2-9
A.车厢做匀速直线运动，M摆动，N静止
B.车厢做匀速直线运动，M摆动，N也摆动
C.车厢做匀速直线运动，M静止，N摆动
D.车厢做匀加速直线运动，M静止，N也静止
分析:作用在两个摆上的力只有摆的重力和摆线张力.
当车厢做匀速直线运动时，N摆相对车厢静止或摆动中经过平衡位置的瞬间，此时摆所受重力和摆线张力在同一竖直线上，可以出现如图6-2-9中所示情景.M摆所受重力和摆线张力不在一直线上，不可能静止在图中所示位置，但可以是摆动中达到极端位置（最大偏角的位置）的瞬间.A、B正确，C错.
当车厢做匀加速直线运动，作用在摆球上的重力和摆线张力不再平衡时，它们不可能在一直线上，其合力使摆球产生水平方向的加速度.所以，M静止在图中位置是可能的，但N静止不可能，D错.
答案:AB
图6-2-10
说明:M摆静止在图6-2-9中情景，要求摆球所受重力和摆线张力的合力F=mg·tanα=ma，因此车厢的加速度与摆线偏角间必须满足关系（图6-2-10），即a=gtanα.
［例题剖析4］电梯地板上有一个质量为200 kg的物体，它对地板的压力随时间变化的图象如图6-2-11所示.则电梯从静止开始向上运动，在7 s内上升的高度为多少？
图6-2-11
分析:以物体为研究对象，在运动过程中只可能受到两个力的作用:重力mg=2 000 N，地板支持力F.在t=0—2 s内，F＞mg，电梯加速上升，t=2—5 s内，F=mg，电梯匀速上升，t=5—7 s?内，F＜mg，电梯减速上升.
解:若以向上的方向为正方向，由上面的分析可知，在t=0—2 s内电梯的加速度和上升高度分别为
a1=m/s2=5 m/s2
h1=a1t12=×5×22 m=10 m
电梯在t=2 s时的速度为
v=a1t1=5×2 m/s=10 m/s，
因此，t=2—5 s内电梯匀速上升的高度为h2=v-t2=10×3 m=30 m.
电梯在t=5—7 s内的加速度为
a2=m/s2=-5 m/s2
即电梯做匀减速上升，在t=5—7 s内上升的高度为
h3=v-t3+a2t32=10×2 m-×5×22 m=10 m
所以，电梯在7 s内上升的总高度为
h=h1+h2+h3=（10+30+10） m=50 m.
［例题剖析5］为了安全，在公路上行驶的汽车之间应保持必要的距离.已知某高速公路的最高限速v=120 km/h，假设前方车辆突然停下，后车司机从发现这一情况，经操纵刹车，到汽车开始减速所经历的时间（即反应时间）t=0.50 s.刹车时汽车受到阻力的大小f为汽车重力的0.40倍.该高速公路上汽车间的距离s至少应为多少？g取10 m/s2.
分析:后车在司机的反应时间前、后看作两种不同的运动，这两种运动的位移之和即为两车距离的最小值.
解:在司机的反应时间内，后车做匀速运动,其位移为s1=vt
刹车后，在阻力f作用下匀减速滑行，其加速度大小为a==kg
汽车在刹车滑行过程中的位移为
s2=所以，高速公路上两车间距至少应为s=s1+s2=vt+
式中v=120 km/h=m/s,t=0.50 s,k=0.40,代入后得s=×0.5 m+m=155.6 m.
四、课堂检测
1.木箱中有一个10 kg的物体，钢绳吊着木箱向上做初速度为零的匀加速直线运动，加速度是0.5g，至第3 s末，钢绳突然断裂，那么，4.5 s末物体对木箱的压力是( )
A.100 N B.0 C.150 N D.5 N
2.电梯内弹簧秤上挂有一个质量为5 kg的物体，电梯在运动时，弹簧秤的示数为39.2 N，若弹簧秤示数突然变为58.8 N，则可以肯定的是( )
A.电梯速率突然增大 B.电梯速率突然减小
C.电梯突然改变运动方向 D.电梯加速度突然增大
E.电梯加速度突然减小 F.电梯突然改变加速度方向
3.一个质量为50 kg的人，站在竖直向上运动着的升降机的地板上.他看到升降机内挂着重物的弹簧秤的示数为40 N(图6-2-12).已知弹簧秤下挂着的物体的重力为50 N，取g=10 m/s2，则人对地板的压力为( )
图6-2-12
A.大于500 N B.小于500 N
C.等于500 N D.上述说法均不对
4.如图6-2-13所示，固定在小车上的竖直挡板和斜木板间夹角α=45°，一个质量m=2 kg的光滑小球放在其中，随车一起以加速度a=1 m/s2向右匀加速运动时，小球对竖直挡板的压力F1=_____________，对斜木板的压力F2=_____________.(g取10 m/s2)
图6-2-3
5.某人在地面上最多能举起质量为60 kg的物体，在一加速下降的电梯里最多能举起质量为80 kg的物体，则电梯的加速度为_________；如果电梯以这个加速度匀加速上升，这个人在电梯内最多能举起质量为_________的物体(g取10 m/s2).
6.一个质量为60 kg的物体，和水平地面间的动摩擦因数为0.2.一个人用和地面成30°角的力F1拉它，另一个人用和地面成30°角的力F2推它，如图6-2-14所示，已知F1=400 N，F2=200 N，g取10 m/s2.求物体运动的加速度.
图6-2-14
7.一个质量为m的重球自高h1处由静止下落，落到雪上后陷入雪中的深度为h2.已知空气和雪对球的阻力恒定，空气的阻力为f1，求雪对球的阻力f2.
8.总质量为M的一列火车，在恒定的牵引力作用下在水平轨道上匀速前进，中途有质量为m的尾部车厢脱钩，当司机发现时前面部分列车已驶过l的距离，司机当即关闭发动机.求两部分列车停止时相距多远？(列车所受阻力与车重成正比)
课堂检测参考答案：
1.B
提示:绳断后，木箱获得向下的加速度,大小为g.
2.F
3.B
提示:因弹簧对物体的拉力(等于示数)小于物重，升降机向上做减速运动，加速度方向向下.
4.22 N 28.2 N
5.2.5 m/s2 48 kg
6.98 m/s2
提示:由F1cos30°+F2cos30°-f=ma、N+F1sin30°-F2sin30°-mg=0、f=μN联立得.
7.mg(1+)-f1=
8.l
提示:脱钩后，尾部做匀减速运动，前部做匀加速运动.第三节 摩擦力
知识与技能
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。
能运用滑动摩擦力公式来计算滑动摩擦力。
认识静摩擦的规律，知道静摩擦力的变化范围及其最大值。
知道最大静摩擦力略大于滑动摩擦力。
会根据物体的平衡条件简单地计算静摩擦力的大小。
教学重点
滑动摩擦力大小的计算以及方向的判断。
静摩擦力的有无的判断以及静摩擦力方向的判断。
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。
静摩擦力大小的简单计算。
教具 长木块、弹簧秤、毛巾、砝码、小车、粉笔盒、讲台
课时安排 2课时
教学过程
[提问引入]初中的时侯大家已经初步学习了摩擦力，现在请同学们来回忆一下，摩擦力是怎么产生的？它有什么特点？
[讲解]大家已经学过了摩擦力是相互接触的物体，做相对运动时产生的，它跟物体间的压力以及接触面的粗糙程度有关。那么，摩擦力的大小应该如何计算呢？相对静止的物体之间会不会产生摩擦力呢？今天我们就来进行进一步的学习。
[演示实验]用手握住粉笔盒。粉笔盒处于静止状态。
[提问]粉笔盒为什么没有运动？粉笔盒受到那些力的作用？各个力的方向是怎样的？
[讲解]粉笔盒受力平衡，所以处于静止状态；粉笔盒受到重力和摩擦力的作用，重力竖直向上，而摩擦力竖直向下，两力大小相等，方向相反，作用在同一条直线。所以相对静止的物体之间也可能存在摩擦力，这种摩擦力，叫静摩擦力。
[提问]如果手松一些（用力稍微小一些），会出现什么情况？这说明静摩擦力的产生，需要什么条件呢？
[讲解]如果松手，粉笔盒就会往下掉，这说明，粉笔盒虽然静止，但它有一个向下运动的趋势。而且手和物体之间有弹力，接触面是不光滑的。
可见，静摩擦力的产生条件是：两个接触面不光滑的物体间有弹力并且有相对运动趋势。
[提问]请举例说明物体受到静摩擦力的作用。
[讲解]（1）用手推桌子，桌子没有动。桌子受到了地面的静摩擦力的作用。
（2）皮带运送机在江边运沙子，沙子受到皮带的静摩擦力的作用。（思考若皮带是水平的，有没有静摩擦力作用。）
[提问]大家总结一下，静摩擦力的方向是怎样的呢？
[讲解]静摩擦力的方向总是沿着接触面，并且跟物体相对运动趋势方向相反。如果接触面是曲面，静摩擦力的方向与接触面相切。
[学生练习]《中华一题》P39
[提问]大家思考一下，静摩擦力的大小应该如何确定？
[演示实验]参考教材P61“演示”。
[提问]大家观测到什么现象？由此说明，静摩擦力的大小应该如何确定？
[讲解]可以观察到，用弹簧测力计沿水平方向拉木块时，在拉力F增大到一定程度之前，木块不会运动，继续用力，当拉力达到某一个数值Fmax时木块开始移动，此时拉力会突然变小到F0。
我们可以得到这样的结论：一般静摩擦力没有一个确定的值，就如上面实验的情况，，当物体不动处于平衡状态时，静摩擦力的大小随着拉力大小的变化而变化，总是等于拉力的大小。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，叫最大静摩擦力，用Fm表示。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力状态，最大静摩擦力等于使物体将要开始运动所需的最小推力。
[讲解]上节讲到了静摩擦力，从实验中我们还观察到，当木块运动以后，木块和物体之间还会有摩擦力存在，这个摩擦力叫滑动摩擦力。下面就来研究一下滑动摩擦力的相关问题。
[提问]同学们想一想，滑动摩擦力的产生条件和方向与静摩擦力有什么异同呢？
[讲解]滑动摩擦力的产生条件与静摩擦力相似，但是物体之间有相对运动（而不是相对运动趋势）；滑动摩擦力的方向与物体的相对运动方向相反（而不是与相对运动趋势方向相反）。
要注意如何断定“相对运动方向”，所谓相对运动，指的是两个物体分别以对方为参照物所表现出来的运动，而不是相对于地面或其它物体的运动。大家来思考下面的习题。
[学生练习]《中华一题》P41 （4）（6）
[提问]大家想一想，滑动摩擦力的大小与什么因素有关呢？
[演示实验]实验装置如图，先调节木板水平，用手拉木板，使木板做匀速运动，弹簧测力计的示数为木板与木板相互作用的滑动摩擦力的大小。分别改变木块的质量、木板的粗糙程度，对应弹簧测力计的示数，得出相应的规律。
[讲解]从实验我们可以看到，当木块质量越大，表面越粗糙时弹簧秤的示数越大；可知滑动摩擦力的大小于物体间的压力，以及接触面的情况有关。接触面的情况包括粗糙程度，和材料。要特别注意，与接触面积无关。
进一步的实验表明，滑动摩擦力的大小跟压力成正比F＝ FN，其中的 是一个比例常数，叫动摩擦因数。它的数值与相互接触的物体的材料以及接触面的情况有关。
大家阅读教材P62的“表一”。
例题]见教材P63
[提问]在工人在工地上搬动重物的时侯，常常会在重物下面垫一些圆木，推动它；大的行李箱下面常常装有轮子……这样做有什么作用呢？
[讲解]在样做是为了省力。轮子在滚动时也会与接触面产生摩擦，这种摩擦叫滚动摩擦，在压力相同的情况下，滚动摩擦比滑动摩擦小得多，所以为了省力，我们往往会把滑动摩擦设法转化为滚动摩擦。
[提问]请举例说明哪些装置利用了滚动减小摩擦，或举例说明滚动摩擦比滑动摩擦小。
[课外练习]请同学们查阅相关资料，了解自行车的滚动轴承的结构和原理；有条件的同学可以拆卸一个自行车的滚动轴承，进行观察。
[小结]这节课我们们学习了三种摩擦力：静摩擦力，滑动摩擦力和滚动摩擦力。大家要通过类比的方法了解它们概念上的区别和联系。判断静摩擦力的有无和大小，及判断滑动摩擦力的方向，求它的大小，是这节课的重难点所在。希望大家先熟悉解决问题的基本方法，然后在以后的学习中再逐步加深对它的理解。
板书设计
一、静摩擦力
1、定义：
2、产生条件：①接触面不光滑
②物体间有弹力
③有相对运动趋势
3、方向：总是沿着接触面，并且跟物体相对运动趋势方向相反。
4、最大静摩擦力Fm
5、静摩擦力的大小：在一定限度内，随物体的其它受力情况决定
0二、滑动摩擦力
1、定义：
2、产生条件：①接触面不光滑
②物体间有弹力
③有相对运动
3、方向：总是沿着接触面，并且跟物体
相对运动方向相反。
4、大小：F＝ FN
FN……两物体表面的垂直作用力
……动摩擦因数
三、滚动摩擦
1、定义：P63
2、应用：滚动轴承
反思与改进
板书：
一、静摩擦力
1、定义：
2、产生条件：①接触面不光滑
②物体间有弹力
③有相对运动趋势
3、方向：总是沿着接触面，并且跟物体
相对运动趋势方向相反。
板书：
4、最大静摩擦力Fm
5、静摩擦力的大小：在一定限度内，随物体的其它受力情况决定
0板书：
二、滑动摩擦力
1、定义：
2、产生条件：①接触面不光滑
②物体间有弹力
③有相对运动
3、方向：总是沿着接触面，并且跟物体
相对运动方向相反。
弹簧秤
木板
板书：
4、大小：F＝ FN
FN……两物体表面的垂直作用力
……动摩擦因数
板书：
三、滚动摩擦
1、定义
2、应用：滚动轴承第一节 重力与重心
[概念导思]
【相互作用】
力是物体和物体间的相互作用，这是关于力的概念的最本质的描述，它包含两层意思：
（1） 力的产生和存在都离不开物体，力是物体对物体的作用。
（2） 物体间的作用是相互的，施力物体同时一定是受力物体，受力的物体同时一定是施力物体。
【力的图示】
（1）力不但有大小，而且有方向，力的大小、方向和作用点叫力的三要素。力的三要素决定了力的作用效果。
（2）力的图示（如上图）：用一根带有箭头的线段来表示力，按一定的比例（或标度）画出线段，其长短表示力的大小；在线段的末端上箭头表明离的作用方向；箭头或箭尾表示离的作用点，箭头所沿直线运动表示力的作用线。这种表示力的作用线。这种表示力的方法叫做力的图示，这是把抽象的力直观而形象地表示出来的一种科学方法。
力的示意图不同于力的图示。力的示意图是为了简明地表示物体的受力情况而化除的反映力的作用点和方向的有向线段，对线段长度没有严格要求。
【重力】 （1）重力的产生：由于地球的吸引而使物体受到的力。
（2）重力的方向：始终竖直向下。
（3）重力的大小：重力的大小可用弹簧测力计测出。测量时必须保持物体静止，这时物体对测力计的拉力等于物体的重力。重力还可以根据物体的质量算出为：
式中，m为物体质量，g为比例系数，g=9.8N/kg.
在地球表面上，g的值随纬度升高而增大，在赤道上为9.78N/kg，在两极为9.83N/kg，较通常下认为在地球表面上及高度不大，的范围内，g值的大小不变，一般取g=9.8N/kg，较粗略的计算可取108N/kg。
【重心】
在研究重力对一个物体的作用效果时，可以把物体各部分受到的重力视为集中作用于某一点，这个点就是重力的作用点，叫做物体的重心，任何物体一个物体都有重心，而且只有一个重心。
重心的位置与物体的质量分布和形状有关，质量分布均匀且形状规则的物体的重心在其几何中心（如下左图），当物体的形状或质量分布发生变化时，其重心将发生变化，重心的高低会影响物体的稳度，重心较低的物体稳定程度大（如下右图）。

[例题解析]
例1　关于力的说法，下列结论中正确的是：
A 只有有生命的物体才会施力
B 受力的物体同时也是施力的物体 C 静止的物体不会受力，运动的物体才受力
D 只有接触的物体间才可能相互施加力
　　解析： 力是物体间的相互作用，任何一个物体，不管它是否有生命，都可以对其他物体施加力的作用，如：机车牵引车厢，机车对车厢就施加了力。所以选项A错误。
物体间的作用力是相互的，所以一个物体对另一个物体施加作用力的同时，也会受到另一个物体对它的作用力，所以选项B正确。
由力的概念不难得出，静止的物体同样可以受到力的作用，所以选项C错误，磁铁吸引铁块，磁铁对铁块施加了力，但磁铁和铁块可能并没有接触，可见，选项D错误。
说明：力是物体间的相互作用，只要有力产生，就同时存在受力体和施力体。力的产生与物体是否有生命、是否相互接触、是否运动无关，只有真正理解了力的概念，才能从力的说法和争正确的判断和解释。
例2　如右图所示，一个被吊着的空心均匀球壳，其内部注满了水，在球的底部有一带阀门的细出水口。在打开让水慢慢流出的过程中，球壳与水的共同重心将会：
A 一直下降
B 一直不变
C 先下降后上升
D 先上升后下降
　　解析： 在注满水时，球壳和水的共同重心在球心，随着水的流出，球壳的重心不变；但水的重心下降，二者共同的重心在下降，当水流出的完时，重心又回到球心，所以选项C正确。
　　说明：重心的位置与物体的形状和质量有关，形状和质量发生变化时，将会引起重心的变化。
【课余练习】
作业： P62，第2、4题