【备课资源包】(2013秋)高中物理 第三章 相互作用 备课集锦(打包20套,新人教版必修1)

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名称 【备课资源包】(2013秋)高中物理 第三章 相互作用 备课集锦(打包20套,新人教版必修1)
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资源类型 教案
版本资源 人教版(新课程标准)
科目 物理
更新时间 2013-10-12 15:34:00

文档简介

高中物理必修一《3.5 力的分解》教学设计
教学目标 1、知识与技能:知道什么是分力及力的分解的含义。理解力的分解的方法,会用三角形知识求分力。会用力的分解的方法分析日常生活中的问题。能够区分矢量与标量。2、过程与方法: 强化“等效替代”的思想。培养观察、实验能力。3、情感态度与价值观:通过分析日常现象,培养学生探究周围事物的习惯。培育学生发表见解的意识和与他人交流的愿望。
教材分析 重点:会用平行四边形定则求分力,会用直角三角形知识计算分力。难点:分力与合力的等效替代关系。根据力的实际作用效果进行力的分解。
时序 教学操作过程设计(重点写怎么教及学法指导,含课练、作业安排)
一、引入新课复习提问什么是合力、分力、力的合成;力的合成所遵守的法则是什么?合力与分力的关系怎样?二、新课教学1、力的分解学生阅读课文并讨论:1、斜向上对杆的拉力F产生了什么效果?2、这样的效果能不能用两个力F1和F2来实现?方向怎样?3、F1和F2与 F产生的效果是相同的,那么能个能用F1和F2来代替F呢?观察示意图,讨论:1、一个效果是使耙克服泥土的阻力前进,另一个效果是把耙向上提。2、一个水平的力F1使耙前进,一个竖直向上的力F2把耙向上提。总结:1、F可以用 F1和 F2来代替,F1和 F2就是力F的分力。求一个力的分力叫做力的分解。2、而F1和F2的合力就应该是F。这说明力的分解和力的合成是怎样的关系?既然力的分解是力的合成的逆运算,那么力的分解也必然遵循平行四边形定则,即把一个已知力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。而我们知道一条对角线可以做出无数个平行四边形,那么在进行力的分解的时候,可以有无数组解。(可以在图中比较一下合力与分力的大小关系)但在解决实际问题过程中能不能随意分解呢?(或下图所示装置来演示:让学生体会悬挂钩码后,两条橡皮筋发生的形变怎样,说明悬挂钩码后产生的拉力产生了怎样的作用效果)学生活动:学生积极配合,认真完成实验。点评:培养学生的动手操作能力教师活动:同学们经过亲身体会,讨论以下问题:1、食指和掌心有什么感觉?2、这种感觉说明铅笔末端悬挂钩码后产生的拉力产生了怎样的效果?3、若用两个力来代替悬挂钩码后产生的拉力,这两个力的方向怎样?4、这两个力与悬挂钩码后产生的拉力的效果是相同的,那么能不能用这两个力来代替那一个力呢?5、这两个力与悬挂钩码后产生的拉力是什么关系?学生活动:学生通过亲自动手,亲身体会,讨论问题结论:l、食指有被拉伸的感觉.掌心有被刺痛的感觉。2、一个是拉伸细线,一个是压紧铅笔。3、一个沿细线方向向外,一个沿铅笔向里。4、可以。5、这两个力是悬挂钩码后产生的拉力的分力。点评:通过实际操作和亲身体会,培养学生用物理语言分析问题,解决问题的能力。教师活动:教师引导学生思考;l、悬挂钩码后产生的拉力可以怎样分解呢?2、为什么这么分解呢?学生活动:学生讨论后进行作答:1、悬挂钩码后产生的拉力可以分解成一个沿细线方向向外的拉力,一个沿铅笔向里的压力。2、因为悬挂钩码后产生的拉力在这两个方向上产生了两个效果。点评:进一步探索,逐步推导。教师活动:教师引导学生总结:那么在实际问题中进行力的分解时应遵循什么原则?学生活动:学生讨论后进行作答:按照力的实际作用效果进行分解。点评:培养学生的概括能力综合点评:对于力的分解,学生比较容易理解,而对于力的分解要按照力的实际作用效果进行分解这一点,较难理解。这里加了一个学生参与,并可以亲身体会力的作用效果的这个小实验,激发学生的学习兴趣,培养学生动手操作和分析实际问题的能力,归纳问题的能力。教师活动:现在我们知道,在实际问题中进行力的分解时,要按照力的实际作用效果进行分解。下面我们来研究一个实际问题。在日常生活中,我们常常会遇到各式各样的桥,而一些高大的桥要造很长的引桥,这是为什么呢?(关于什么是引桥教师要给予简单的解释。)学生活动:学生积极思考,认真讨论,得到不同结论。点评:加强物理与生活实践的联系,培养学生在实际问题中发现问题的能力。教师活动:对于学生讨论的结论,教师先不进行评价,而是引导学生建立物理模型:车辆经过高大的桥时,要先上坡,再下坡,我们能不能把车辆的运动看作一个物体在斜面上的运动呢?学生活动:在教师引导下,积极思考,抽象出物理模型培养学生建立物理模型。点评:培养学生建立物理模型,在模型中分析实际问题的能力。教师活动:演示:用薄塑料板做斜面,将小车放在斜面上,让学生观察现象。教师引导:在斜面上运动的物体受到重力的作用,但它并没有竖直下落,而是要沿斜面下滑,那么在物体运动过程中重力产生了怎样的效果呢?教师重点引导,必须让学生明确一定是力在受力物体上产生的效果。学生活动:学生经过观察、思考、讨论,看到的现象:斜面被压弯,同时小车沿斜面下滑。在教师引导下得到:一是使物体沿斜面下滑,二是使物体压紧斜面。点评:培养学生分析物理问题,用物理语言解决物理问题的能力。教师活动:既然重力产生了这两个效果,那么重力应怎样分解呢?学生活动:可以分解为:一个沿斜面向下的力F1,一个垂直斜面向下的力F2。点评:运用所学方法,解决实际问题教师活动:假设这个斜面的倾角为θ,那么重力的分力与倾角有什么关系?试写出表达式。学生活动:学生独立推导,交流总结:点评:培养学生运算能力教师活动:通过这个表达式分析:1、当θ变化时,F1和 F2的大小如何变化?2、在车辆上桥和下桥时,F1各起到什么作用?3、通过这个结论,我们再来解释高大的桥为什么要造很长的引桥?学生活动:在教师引导下,用物理语言描述分析过程1、当θ增大时,F1增大,F2减小。2、上桥时阻碍车辆前进,下桥时使车辆越来越快。3、引桥越长,θ越小,F1越小:上桥时的阻碍作用减小,从而比较容易上桥,下桥时的加速作用会减小,从而保障行车时的安全。点评:把物理公式与生活实际联系起来,用物理语言解释生活现象。通过分析日常生活中应用力的分解的现象,让学生知道物理与生活是息息相关的,培养学生观察生活现象,发现问题,建立物理模型,用物理模型解决问题,用物理语言解释现象的能力。2、对“矢量相加的法则”的学习教师活动:通过前面的分析我们已经知道,力是矢量,力的合成和分解都要遵循平行四边形定则.求两个力的合力时,不能简单地把两个力的大小相加。我们还学习过另外一个矢量――位移,两个位移的合位移应如何求解呢?引导学生阅读课文,逐个解决问题。学生活动:学生反思,阅读课文,讨论后回答:位移相加时仍遵循平行四边形定则。教师活动:从另一个角度来看,两个位移与它们的合位移又组成一个三角形,阅读课文,思考讨论下面的问题:l、什么是平行四边形定则?2、三角形定则与平行四边形定则一样吗?3、什么是矢量?4、什么是标量?教师归纳、总结学生活动:学生看书讨论相关问题,记忆相关知识。点评:前后联系,深入探究,记忆分析教师活动:提出问题:一个物体的速度v1在一小段时间内发生了变化,变成了v2 ,你能根据v1、v2,按照三角形定则找出变化量Δ v吗?教师归纳总结,进一步理解三角形定则,让学生体会:末矢量总是平行四边形的对角线,等于初矢量与变化量之和。学生活动:学生回顾所学知识,独立完成后,讨论并回答。点评:进一步加深对所学知识的理解教师活动:根据学生答案,做出评价和讨论。学生活动:仔细思考,认真体会。点评:矢量相加的法则比较抽象,这里利用位移的概念引入,便于理解,这一部分内容课本讲解十分详细,而且便于学生自学,这里教师只做引导,培养学生自学能力,加深对概念的理解和记忆。(三)课堂总结、点评教师活动:让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结,其他同学在笔记本上总结,然后请同学评价黑板上的小结内容。学生活动:认真总结概括本节内容,并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结,看谁的更好,好在什么地方。点评:总结课堂内容,培养学生概括总结能力。教师要放开,计学生自己总结所学内容,允许内容的顺序不同,从而构建他们自己的知识框架。(四)实例探究☆对力分解的平行四边形定则的理解1、一个力,如果它的两个分力的作用线已经给定,分解结果可能有 种(注意:两分力作用线与该力作用线不重合)解析:作出力分解时的平行四边形,可知分解结果只能有1种。☆对三角形定则的理解2、一个力,若它的一个分力作用线已经给定(与该力不共线),另外一个分力的大小任意给定,分解结果可能有 种答案:3种3、有一个力大小为100N,将它分解为两个力,已知它的一个分力方向与该力方向的夹角为30°。那么,它的另一个分力的最小值是 N,与该力的夹角为 答案:50N,60°4、分解一个力,若已知它的一个分力的大小和另一个分力的方向,以下正确的是A.只有惟一一组解 B.一定有两组解C.可能有无数组解 D.可能有两组解解析:分解一个力,若已知其中一个分力的方向,可作出另一个分力的最小值,如图所示,F2=F sinθ.(1)当F2<F sinθ,无解(2)当F2=F sinθ,有惟一解(3)当F sinθ<F2<F时,有两组解(4)当F2>F时,有惟一解,所以正确答案是D.点评:利用几何知识求最小值是解本题的关键.☆综合应5、如图所示,重力G=100N的物体置于水平面上,给物体施加一个与水平面成θ=30°的拉力F,F=20N,受到力F作用后物体仍然处于静止状态.求:①物体受到的支持力.②物体受到的摩擦力.答案:①90N,②17.3N[ ★课余作业l、课后完成课本上第70页的练习。2、课外研究:在日常生活中,我们经常会看到在不同的场合要用到不同的菜刀,那么刀刃的锐与钝、刀背的厚与薄与我们今天学习的知识有联系吗?课后讨论并说明你的看法。★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。
教学后记
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1高中物理必修一《3.3 摩擦力》教学设计
教学目标 1、知识与技能: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。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。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。了解滚动摩擦力和流体阻力。2、过程与方法: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;培养学生参与科学探究活动,培养学生进行交流与反思的习惯;学会从物理现象和实验中归纳滑动摩擦力大小的特点;让学生学会在实验中如何控制变量和实验条件。3、情感态度与价值观:利用实验和生活实例激发学生学习兴趣;培养学生实践——认识(规律)——实践(解决实际问题)的思想。
教材分析 重点: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;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。难点:静摩擦力有无、大小的判定
时序 教学操作过程设计(重点写怎么教及学法指导,含课练、作业安排)
一、静摩擦力引入视频:花样滑冰大家刚刚在视频中看到了美丽的花样滑冰,现在,请一位同学上来,也飞翔起来???!为什么飞不起来?因为地面太粗糙,摩擦力太大。观察与体验课本第57面的“思考与讨论”、“演示”。(一)、演示实验:(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?(二)、静摩擦力:一个物体相对于另一个物体有相对运动趋势时,受到的阻碍其发生相对运动的力,叫静摩擦力。如上图用力推水平面上的物体,物体没有运动,但物体有向右的运动趋势,由二力平衡知,物体必然受到向左的力,这个力就是静摩擦力。 1、静摩擦力产生的条件 (1)、两物体接触面不光滑(2)、两物体间挤压产生形变即有弹力(3)、两物体间有相对运动趋势2、静摩擦力的方向静摩擦力的方向与相对运动趋势的方向相反3、静摩擦力的大小静摩擦力的增大有一个限度。静摩擦力的最大值在数值上等于物体刚刚开始运动时的推力。两物体间实际发生的静摩擦力在0和最大静摩擦力之间0< <二、滑动摩擦力一个物体在另一个物体表面上相对另一个物体滑动时,受到另一个阻碍它相对滑动的力,这种力叫滑动摩擦力。例如,在水平桌面上,用力猛推书本之后放手,书会向前运动,但很快又停下来,原因就是书受到了阻碍它与桌面发生相对运动的滑动摩擦力的作用。 1、滑动摩擦力产生的条件 (1)、两物体接触面不光滑(2)、两物体间挤压产生形变即有弹力产生(3)、两物体间发生了相对运动2、滑动摩擦力的方向滑动摩擦力阻碍物体的相对运动,所以其方向跟物体相对运动的方向相反,且与接触面相切。3、滑动摩擦力的大小实验:木块移动时弹簧秤有无读数,滑动摩擦力的大小与什么有关? 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∝FNF=μFN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。三、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?四、课余作业课后完成课本61页“问题与练习”中2、3题。
教学后记
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1高中物理 重力 基本相互作用教学设计 新人教版必修1
本章设计
本章讲述的是关于“力”的基础知识,是学习静力学的基础和准备.内容包括重力、弹力、摩擦力、力的合成、力的分解.本章内容与初中学过的有关力学知识联系密切,是初中知识的扩展和深化,是今后学好其他力学知识的基础.
所谓基础性,就是要为学习力学知识打下扎实的基础.从知识方面来说,就是理解力的初步概念,理解重力、弹力、摩擦力产生的条件和特性,会进行力的合成和分解.从运用方面说,是初步熟悉对一个物体的受力分析,会画出正确的受力图.
本章具有预备性,不论在知识上和运用上都要有一个“度”.比如在本章第二节提到:“用悬绳挂着的静止物体,用静止的水平支持物支持的物体,它们对竖直悬绳的拉力或对水平支持物的压力,大小等于物体受到的重力.”在这一节就不要求从道理上把这一论断说清楚,可先作为事实接受下来,讲过牛顿第三定律后再解决.再比如静摩擦,要想一开始就把问题讲深讲透,企图学生能够处理比较难的有关问题,可以说是“拔苗助长”,是不可能的.
关于滑动摩擦力,教材中虽然提到“阻碍相对滑动”“跟物体的相对运动的方向相反”,但举例只限于受滑动摩擦力的物体相对于另一静止物体(相对地面静止)的情形.一开始不宜涉及两物体都相对于地面运动的情形.关于滑动摩擦力的大小计算,介绍动摩擦因数时应强调该因数无单位,与相互接触的两个物体的组成材料及接触面的光滑程度有关,而与其他因素无关,动摩擦因数一般情况下小于1.
静摩擦力是个难点,更要注意要求适当.关于静摩擦力的方向,只限于容易判断相对运动趋势方向的情形.关于静摩擦力的大小,只限于可应用二力平衡求解的简单情形.这里不宜涉及静摩擦力是阻力还是动力的问题.
力的分解也是本节课的难点,首先,在没有条件限制下,一个合力的分力有无数组解;其次是如何确定条件来对力进行分解.这里有两种方法:一是根据力的实际效果确定两个分力的方向从而确定两个分力;另一种是正交分解的方法.前一种是从力的实质上对力进行分解,后一种方法却更简单,更能解决较复杂的问题.
本章共5节课,建议安排8课时,各课时安排建议如下:
1 重力 基本相互作用 2课时
2 弹力 1课时
3 摩擦力 3课时
4 力的合成 1课时
5 力的分解 1课时
1 重力 基本相互作用
整体设计
力学知识是整个物理学的基础内容,本节课对于建立清晰的力概念以及力的运算起着至关重要的作用.本节主要包括:力的概念、力的矢量性及力的图示、重力、四种基本相互作用.
1.力的概念:物体的运动状态发生变化及物体发生形变是有原因的,是由于其他物体和该物体发生了相互作用,这种作用称为力.认识力、研究力,都要从力的作用效果入手.力离不开物体,每一个力都对应着一个受力物体和一个施力物体,仅有受力物体和仅有施力物体的力是不存在的,力的作用是相互的.
2.力的矢量性及力的图示:影响力的作用效果的因素不仅有力的大小,还有力的方向及作用点,所以力是矢量,将力的大小、方向、作用点称为力的三要素,今后分析研究一个力,不仅要明确它的产生条件,还要明确力的三要素,描述、表示力也要抓住这三条,所以在力的图示中为了让线段的长度表示力的大小必须先规定标度,为了表示方向必画箭头.
3.重力:重力是由于地球对物体的吸引而使物体受到的力,重力的施力物体是地球,要明确重力的普遍性,地面附近的一切物体不管处于静止还是各种运动状态,不管是否受到其他力的作用,它总是受到重力,而且重力的方向总是竖直向下,其大小G=mg,由于地球不同位置g不相同,所以同一物体在地球不同位置所受重力并不总是相同.
关于重力的测量,要明确测力计的读数,并不是测量了重力本身,而是根据处于静止状态的物体对水平支持物的压力或对竖直悬绳的拉力的大小等于物体所受的重力来测量的.
4.四种基本相互作用
引力相互作用、电磁相互作用、强相互作用、弱相互作用,让中学生了解这四种作用,同时用来激发学生学习物理、探索物理问题的兴趣.
教学重点
“重力的三要素”的分析过程是重点,其研究过程和方法也是为其他力学习作铺垫,是本节核心.
教学难点
不规则物体重心的确定,以及四种基本相互作用的理解是本节课的难点内容.
课时安排
2课时
三维目标
知识与技能
1.知道力是物体间的相互作用;力使物体产生形变或使物体运动状态改变;用力的图示表达力的三要素.
2.了解重力的产生;理解重力的三要素.
3.能测量重力的大小,确定重力的方向.
4.能解释稳定等与重力相关的现象,并能应用.
过程与方法
1.通过设问、讨论、交流等方法引导学生建立重力的概念.
2.使学生积极参与探究重力概念的建立过程,了解物理学的研究方法,认识物理实验的作用.
3.通过讨论交流,培养学生大胆质疑的能力;培养学生对比分析和交流合作的能力.
情感态度与价值观
1.通过力的分解,体验探索自然规律的艰辛与喜悦.
2.通过合作找出不规则物体的重心,逐步养成将自己的见解与他人分享的团队精神.
课前准备
磁铁、小铁块、细线;弹簧秤、钩码(学生用,2人一组);刻度尺、圆规.有条件的可以用实物投影设备,并准备相应的力的图示的投影片或实物投影图.
教学过程
导入新课
设问导入
1.你觉得力是什么 请举例说明理由.
2.力的作用效果有哪些 举例说明.
情景导入
(课件展示)播放“苹果落地、投掷标枪、喷泉、飘落的雪花”等录像资料.
图3-1-1
引导学生观察讨论,找出共同点.
探讨结论:这些物体都最终落向地面,是因为受到地球引力的作用.
本节课就来学习力和重力,以及四种基本相互作用.
推进新课
一、力和力的图示
1.力
尽量多设置几个典型的演示实验,引导学生通过感知得出力的概念.
演示实验1:用细线竖直向上拉动放在桌上的钩码.
引导答出:细线对钩码施加了力.
演示实验2:磁铁吸引铁块
引导答出:磁铁对铁块施加了作用力.
【合作交流】 再举出物体对物体的作用力的实例,要求说出哪个物体对哪个物体施加了力的作用.
(对学生举出的目前不好说明的实例,不必过多分析,可指明以后会涉及)
结论:力是一物体对另一物体的作用.(板书)
说明:这里指出了力的物质性,没有脱离物体而存在的力,一个孤立的物体不会存在力的作用.也就是说,有受力物体,一定有另一个物体对它施加力的作用.力是不能离开施力物体和受力物体而独立存在的.
当我们研究某一个物体受力时,有时不一定指明施力物体,但施力物体一定存在.
(例如说物体受重力,其施力物体是地球)
问题:力是有大小的,力的大小用什么来测量?在国际单位制中,力的单位是什么?符号是什么?(学生初中已经学过以上问题,估计不难答出,可根据具体情况处理)
仅说一个力多大(是多少牛),能不能完整地表达这个力?
教师可以根据实例和学生交流讨论.
讨论结果:仅说一个力多大(是多少牛),不能完整地表达这个力,因为力是矢量,力有三要素:大小、方向和作用点.要把三要素都表达出来才算完整地表达.
2.力的图示
为了形象地表达一个力,可以用一条带箭头的线段(有向线段)来表示:
(1)线断的长短表示力的大小;
(2)箭头表示力的方向.
箭尾(或箭头)常画在力的作用点上(在有些问题中为了方便,常把一个物体用一个点表示).
例1(教师做):卡车对拖车的牵引力F的大小是2 000 N,方向水平向右,作出力F的图示.
步骤:选一标度(依题而定其大小):如用1 cm长的线段表示500 N的力.
从力F的作用点O向右画一线段四倍于标度(4 cm),然后画上箭头(图3-1-2):
图3-1-2
例2(学生做):作出下列力的图示是:(可同时出三个题,全班分三组,每组做一个题,并分别选一个学生在黑板上做)
①物体受250 N的重力.
②用细线拴一个物体,并用400 N的力竖直上提物体.
③水平向左踢足球,用力大小为1 000 N.
参考答案:
图3-1-3 图3-1-4
图3-1-5
说明:①选不同标度(单位),力的图示线段的长短可不同;
②标度的选取要有利于作图方便.
提示:力的图示是形象地表述一个力的方法,不要忘了定标度.力的图示要正确反映力的三要素.
二、重力
1.重力的产生:重力是地球上或附近的物体由于地球吸引而使物体受到的力.
指出:地球附近的物体都会受到重力的作用.
【合作探究】 同桌合作,一起找出自己周围有关重力现象的例子,同桌指出施力物体和受力物体.
特别强调:重力是由于物体受到地球的吸引而产生的,但重力并不是地球对物体的吸引力,而是引力的一个分力.
2.重力的三要素
A.大小
桌面上有一个弹簧秤,天平一套,请选择适当的器材,测出物理课本(或其他物品)所受重力的大小,并指出你的依据.
学生讨论分析并说出自己的依据.
归纳总结:可以利用二力平衡,用弹簧秤称量;一般情况下,也可以利用G=mg求解,要用到天平.两种方法的原理不同,但最终都能求出物体所受的重力.
知识拓展:地球的不同地方,重力加速度g不同,物体的地理位置对于以上两种求重力的方法有没有影响呢?(教师可以不给出答案,由学生合作交流讨论完成.或者作为课外实验探究的课题,培养学生合作、探究的科学求知态度)
B.方向
问题设置:任何一个力都有方向,你知道重力的方向吗?请用实例说明你的依据.
学生交流讨论,教师适时投影展示有关现象(雨线、垂柳、铅垂线……).
归纳总结:重力的方向是竖直向下的.
说一说:生活中哪些现象和应用方面涉及重力竖直向下的知识
C.作用点
教师结合生活实际,给出重心概念:
重心:物体各部分所受重力的等效集点.
思考:请你指出下列物体的重心:充足气的篮球、方砖、石块.
做一做:指出怎么找重心(画图、操作、说明):
学生自己选择被测对象,分别找出物体的重心.参考教材52页“做一做”,找出不规则物体的重心.
教师演示:木圆环,直角三角尺的重心.
图3-1-6 图3-1-7
具体过程:先用悬挂法确定重心之后,在板上固定一条细线ab,让ab穿过重心c点,再在其重心c处拴上细绳提拉,验证薄板可以水平平衡.如图3-1-6、3-1-7所示.
归纳:物体的重心可在物体之上,也可在物体之外.
结论:规则均匀的物体重心在其几何中心;不规则不均匀的物体重心用悬挂法.
例3一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
先让学生自己回答,估计很多学生会选择A;教师提示开始和最终重心的位置,学生很快就能得出正确答案.借机引导学生思考问题要全面.
参考答案: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.
课堂训练
1.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.同一物体在地球上不论怎么运动都受到重力的作用
D.重力是由于物体受到地球的吸引而产生的
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;另一个效果及另一部分力才是重力,也就是说重力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.
答案:CD
2.用重心的知识解释为什么现在优秀跳高运动员都采用“背越式”技术.
解答:运动员跳高时,重心升得越高,需要的能量就越大.采用跨越式、滚式、剪式三种姿势时的重心肯定要高过横杆,而采用背越式时的重心,就不一定高过横杆,甚至比横杆还低,这样有利于运动员提高成绩.
三、四种基本相互作用
图3-1-8
(播放宇宙中的星系运动录像)
阅读教材后总结:是万有引力的作用把宇宙中的恒星和行星聚集在一起,组成了太阳系、银河系和其他星系.力的相互作用遍布我们周围的一切物体.除此之外还有电荷间的相互作用、磁体间的相互作用,我们把这种力称为电磁相互作用.
【思考与讨论】质子带正电,但质子(与中子一起)却能聚集在一起构成原子核.你能推测是什么力的作用结果吗?
攻略一:阅读教材53页,师生共同讨论、总结.
攻略二:网络搜索或工具书查阅“四种基本相互作用”,进一步了解概念.
结论:决定物质的结构和变化过程的基本的相互作用.近代物理确认各种物质之间的基本的相互作用可归结为四种:引力相互作用、电磁相互作用、弱相互作用和强相互作用.
近代物理的观点倾向于认为:四种基本相互作用是统一的,物理学家们正在为建立大统一理论而努力.但至今也没有公认的结论,望同学们好好学习,为科学事业奉献自己的聪明和才智.
课堂小结
本节内容主要包括:
1.力 力是物体对物体的作用.力不但有大小而且有方向,大小、方向和力的作用点常称为力的三要素.要会作力的图示,它体现物理学的研究方法;
2.重力 重力的产生:重力是地球上或附近的物体由于地球吸引而使物体受到的力;重心:物体重力的作用点;
3.四种基本相互作用:万有引力、电磁相互作用、强相互作用、弱相互作用.
布置作业
1.教材第54页“问题与练习”2、3题.
2.试测自己家中不同物体的重心.设计好思路,选择最简洁方便的测量工具,写出简要的活动报告.
板书设计
1 重力 基本相互作用
活动与探究
课题:自制一个“不倒翁”或作一个“杂技演员走钢丝”的研究报告
步骤:1.选择器材,组装并进行试验;反复尝试,直到试验成功;
2.做好实验记录,包括材料和数据等,注意成功与失败的数据对比.
结论:物体的重心位置决定试验的成功与否.
习题详解
1.解答:(1)玻璃杯从桌子上掉下,在重力作用下,运动得越来越快;被抛出去的铅球,在重力作用下沿曲线落回地面;蹦蹦床在人的压力作用下,向下凹;橡皮筋在拉力作用下变得细长.
(2)人坐在凳子上,人对凳子有一个压力,该力的施力物体是人,受力物体是凳子.
2.解答:首先画出各个物体的重力,再画出力的图示,如图3-1-9所示.
图3-1-9
3.解答:是位于同一点.
设计点评
本节课由三部分内容组成,针对不同的内容特点,采用不同的教学策略或方法.共同的原则是符合学生的年龄特点和认知结构.教学中或引导或置疑,或探究或交流讨论,或实物或影片展示,总之首先给学生以形象直观的知识感知,进而通过知识运用以提高能力、深化所学.
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1(共31张PPT)
第三节 摩擦力
课标定位
学习目标:1.知道静摩擦力产生的条件,会判断静摩擦力的方向,知道最大静摩擦力的概念.
2.知道滑动摩擦力产生的条件,会判断滑动摩擦力的方向.
3.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.
重点难点:1.摩擦力的有无及摩擦力方向的判断.
2.静摩擦力方向和大小的确定.
核心要点突破
课堂互动讲练
课前自主学案
知能优化训练
第三节 摩擦力
课前自主学案
一、静摩擦力
1.定义:当一个物体在另一个物体的表面上有________________时,所受到的另一个物体对它的阻碍作用的力.
2.方向:总是沿着接触面,并且跟物体______
____________的方向相反.
3.大小:由物体的运动状态和周围物体对它施加的力的情况决定,大小范围是:0相对运动趋势
相对
运动趋势
4.最大静摩擦力Fmax:静摩擦力的最大限度,在数值上等于物体刚开始运动时的拉力.
说明:受到静摩擦力的物体不一定处于静止状态.
二、滑动摩擦力
1.定义:当一个物体在另一个物体表面上滑动时,会受到另一个物体______它滑动的力.
2.方向:总是沿着接触面,并且跟物体的____________的方向相反.
3.大小:F=________.
阻碍
相对运动
μFN
其中μ叫做_____________,FN表示两个物体表面间的正压力.为了与拉力等力区分,摩擦力也常用Ff表示.
(1)动摩擦因数μ与相互接触的两物体的材料有关,与接触面的粗糙程度有关.
(2)受到滑动摩擦力的物体不一定是运动的.
(3)滚动摩擦是一个物体在另一个物体表面上滚动时产生的摩擦,当压力相同时,滚动摩擦比滑动摩擦小很多.
动摩擦因数
思考感悟
(1)两个不接触的物体间能产生摩擦力吗?
(2)两个相互接触的物体间一定存在摩擦力吗?
(3)摩擦力一定为阻力吗?
提示:(1)不能,摩擦力必须接触才能产生.
(2)两个物体接触不一定会产生摩擦力.
(3)摩擦力与物体的相对运动(或相对运动趋势)的方向相反,并不一定与物体的运动方向相反,所以摩擦力不一定是阻力,如传送带把货物运送到高处,就是靠静摩擦力的作用,静摩擦力为动力.
核心要点突破
一、对摩擦力的进一步理解
1.产生条件
(1)接触面粗糙;
(2)两个物体之间有弹力;
(3)有相对运动或相对运动趋势.
这三个条件缺一不可,必须同时满足才能产生摩擦力.
2.“相对”的含义
“相对”指的是研究对象相对于与其接触的物体而言,即指物体之间的相对静止或相对运动,都是以施力物体为参考系的,而不一定是物体相对地的运动.
3.作用效果
(1)摩擦力阻碍的是接触物体之间的相对运动或相对运动趋势,不一定阻碍物体的运动.
(2)摩擦力可以是阻力也可以是动力,如匀速前进的自行车,后轮受到的摩擦力为动力,前轮受到的摩擦力为阻力.
4.方向
与物体相对运动的方向(或相对运动趋势的方向)相反.
特别提醒:(1)静止的物体可能受到滑动摩擦力,运动的物体可能受到静摩擦力.
(2)摩擦力的方向可以与物体的运动方向相同,也可以与物体的运动方向相反.
即时应用?(即时突破,小试牛刀)
1.关于摩擦力,下列说法中正确的是(  )
A.两个接触的相对静止的物体间一定有摩擦力
B.受静摩擦作用的物体一定是静止的
C.滑动摩擦力方向可能与运动方向相同
D.物体间正压力一定时,静摩擦力的大小可以变化,但有一个限度
解析:选CD.两个相对静止的物体间不一定有静摩擦力,还要看它们之间是否有相对运动趋势.例如静止在水平地面上的汽车,它们之间就没有静摩擦力.受静摩擦力作用的物体不一定是静止的,例如与倾斜的匀速运动的输送带相对静止的物体,物体与输送带之间有相对滑动的趋势,所以有静摩擦力存在,但物体并不是静止的.产生静摩擦力时只要与接触面相对静止就行了.上述的输送带如果突然加速,物体就可能受到与运动方向一致的滑动摩擦力,所以A、B错误,C正确,在正压力一定时,静摩擦力的大小可以因外力的变化而变化,但不能超过最大静摩擦力,这就是一个限度,D正确.
二、摩擦力的有无和方向的判断
滑动摩擦力 静摩擦力
有无判断方法 条件判断:接触面之间有压力,粗糙且有相对运动 (1)条件判断:接触面之间有压力,粗糙且有相对运动趋势
(2)假设法:假设接触面光滑,不存在摩擦力,如物体改变原来的运动状态,则存在摩擦力
方向
判断
步骤 (1)选取受力物体
(2)确定施力物体
(3)判断受力物体相对施力物体的运动方向
(4)滑动摩擦力方向与相对运动方向相反 (1)选取受力物体
(2)确定施力物体
(3)利用假设法判断受力物体相对施力物体的运动趋势方向
(4)静摩擦力方向与相对运动趋势方向相反
特别提醒:(1)在判断摩擦力的有无及方向时,要首先明确物体间相对运动或相对运动趋势的方向.
(2)在分析静摩擦力时,要结合物体的运动状态,利用假设法来分析判断.
即时应用?(即时突破,小试牛刀)
2.在机场、海港、粮库,常用输送带运送旅客、货物和粮食等,如图3-3-1所示,当行李箱随传送带一起匀速运动时,下列关于行李箱受力的说法中正确的是(  )

图3-3-1
A.行李箱所受的摩擦力方向沿传送带向上
B.行李箱所受的摩擦力方向沿传送带向下
C.因为行李箱与传送带之间相对静止,所以行李箱不受摩擦力的作用
D.因为行李箱与传送带一起匀速运动,所以行李箱受滑动摩擦力
答案:A
三、摩擦力大小的计算
1.滑动摩擦力的大小
(1)公式:F=μFN.
(2)F的大小与FN成正比,与物体的运动状态无关.
(3)动摩擦因数μ与接触面的粗糙程度和材料有关,与物体间的压力,相对运动的速度及接触面的大小均无关.
(4)公式F=μFN中的FN是物体与接触面间的正压力,不一定等于物体的重力,求FN要根据物体受力情况而定.
2.静摩擦力的大小
(1)大小:0(2)与物体所受压力大小无关.
(3)可由受力情况及二力平衡条件来确定,总等于使物体发生相对运动趋势的外力.
(4)Fm为最大静摩擦力,大小等于物体刚要发生相对运动时所需要的沿相对运动趋势方向的最小外力.其值略大于滑动摩擦力,有时认为二者相等.
特别提醒:(1)计算摩擦力时,应先判断是静摩擦力还是滑动摩擦力.
(2)静摩擦力用平衡条件计算,其大小只与平行于接触面方向的力有关,与垂直接触面方向的力无关.
(3)滑动摩擦力用F=μFN计算或用平衡条件计算,其大小只与垂直接触面方向的力有关,与沿接触面方向的力无关.
即时应用?(即时突破,小试牛刀)
3.(2011年淮安高一检测)如图3-3-2所示,在μ=0.1的水平面上向右运动的物体,质量为20 kg,在运动过程中,还受到一个方向向左的大小为10 N的拉力的作用,则物体受到的滑动摩擦力为(g=10 m/s2.)(  )

图3-3-2
A.10 N,向右    B.10 N,向左
C.20 N,向右 D.20 N,向左
解析:选D.F=μFN=μmg=0.1×20×10 N=20 N,方向水平向左,应选D.
课堂互动讲练
摩擦力的有无和方向判断
例1
如图3-3-3所示,A、B叠放在水平面上,水平力F作用在A上,使二者一起向左做匀速直线运动,下列说法正确的是(  )
图3-3-3
A.A、B之间无摩擦力
B.A受到的摩擦力水平向右
C.B受到A的摩擦力水平向左
D.地面对B的摩擦力为静摩擦力,水平向右
【思路点拨】 根据二力平衡或假设法判断B对A的摩擦力;再把A、B当作整体分析,根据二力平衡或假设法分析地面对B的摩擦力.
【精讲精析】 对A物体,由于A匀速运动,由二力平衡可知,B对A的摩擦力必与F等大反向,故A错,B正确;对B物体,由力的作用的相互性,B对A的摩擦力一定与A对B的摩擦力反向,故B受到A的摩擦力水平向左,故C正确;对A、B整体分析,由于AB一起向左匀速运动,则地面对B的摩擦力一定为滑动摩擦力,且水平向右,故D错误.
【答案】 BC
【方法总结】 解决此类问题常用假设法,结合整体法判断.
变式训练1 若例题中的水平力F作用在物体B上,AB一起做匀速直线运动,如图3-3-4所示,则
(1)B对A的摩擦力情况如何?
(2)地面对B有无摩擦力?如有,方向如何?

图3-3-4
解析:(1)假设B对A有摩擦力,则A受力不平衡,不可能做匀速直线运动,故B对A无摩擦力.
(2)由于AB一起匀速运动,故把AB作为一个整体,B相对于地面向左滑动,故地面对B有摩擦力,且方向水平向右.
答案:(1)B对A无摩擦力 (2)见解析
摩擦力的计算
例2
如图3-3-5所示,一个质量为M=2 kg的物体放在μ=0.2的粗糙水平面上,用一条质量不计的细绳绕过定滑轮和一只质量为m0=0.1 kg的小桶相连,已知:M受到的最大静摩擦力Fm=4.5 N,滑轮上的摩擦不计,g=10 N/kg,求在以下情况中,M受到的摩擦力的大小.
图3-3-5
(1)只挂m0处于静止状态时.
(2)只挂m0但在M上再放一个M′=3 kg的物体时.
(3)只在桶内加入m1=0.33 kg的砂子时.
(4)只在桶内加入m2=0.5 kg的砂子时.
【思路点拨】 先判断M是否滑动,若未滑动,用二力平衡的知识求静摩擦力,若滑动,用公式F=μFN计算滑动摩擦力.
【自主解答】 (1)因为m0g=1 N(2)在M上再放一个M′=3 kg的物体,M仍静止,仍受静摩擦力F2=F1=m0g=1 N.
(3)因为(m0+m1)g=4.3 N(4)因为(m0+m2)g=6 N>Fm,故物体运动,受到滑动摩擦力作用,由公式得F4=μFN=μMg=4 N.
【答案】 (1)1 N (2)1 N (3)4.3 N (4)4 N
变式训练2 质量为2 kg的物体静止在水平地面上,如图3-3-6所示,物体与地面间的动摩擦因数为0.5,最大静摩擦力与滑动摩擦力视为相等,给物体一水平推力.(取g=10 N/kg)
(1)当推力大小为5 N时,地面对物体的摩擦力是多大?
(2)当推力大小为12 N时,地面对物体的摩擦力是多大?

图3-3-6
解析:在地面上,FN=mg,则
滑动摩擦力(最大静摩擦力Fmax)大小为
Fmax=μFN=μmg=0.5×2×10 N=10 N.
(1)当拉力F=5 N时,F<Fmax,物体静止,则由二力平衡知:F静=F=5 N.
(2)当拉力F=12 N时,F>Fmax,物体滑动.则F滑=μFN=μmg=10 N.
答案:(1)5 N (2)10 N(共17张PPT)
第三章 相互作用
第一节 重力 基本相互作用
人  推 箱子   的 推力
马  拉 车    的 拉力
书本 对 桌子   的 压力
手  对 水桶   的 提力
 
施力物体
受力物体
1、定义:力是物体与物体之间的相互作用
相互作用
一、力
2、力的基本特征:
(1)力的物质性:力不能脱离物体而独立存在。
(2)力的相互性:一个力总是联系着两个物体,施力物体与受力物体总是同时存在,同时作用的。
(3)矢量性:力是矢量,既有大小,又有方向。
一、力
球由静止变为运动
球由运动变为静止
球的运动方向变了
物体的速度发生了变化,
也就是运动状态发生了变化。
力作用于物体会产生哪些效果 ?
物体形状发生了变化——简称形变
力作用于物体还会产生哪些效果 ?
3、力的作用效果:
1)改变物体运动状态
2)使物体发生形变
一、力
力的作用效果与哪些因素有关呢 ?
力的作用点
力的大小
力的方向
4、力的三要素:
力的作用点
力的大小
力的方向
用一根带箭头的有向线段来表示
长短
箭尾(头)点
箭头方向
5、力的图示
力的示意图怎么画?
6、力的物理量的符号:
国际单位:
单位符号:
测量工具:
F 或 f
牛(顿)

弹簧秤,
弹簧测力计
思考:
1、地面上的物体为什么不会掉进太空里?
2、物体为什么会下落?
地球上或附近的物体由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力。
1、定义:
二、重力
重力的施力物体是 _______
地球
注意:重力只是地球吸引力的一个分力。
2、重力的大小:
二、重力
G=mg
g=9.8m/s2 或g=9.8N/kg,g为重力加速度
3、重力的方向:
竖直向下
3、重力的作用点:
等效
重力的作用点是一个等效概念,从效果上看,我们可以认为各个部分受到的重力作用集中于一点,这一点是物体重力的作用点,叫做物体的重心。
一串葡萄重力的示意图如何画
4、常见物体的重心:
①质量分布均匀,形状规则的物体,重心在几何中心。
②质量分布不均匀的物体,重心的位置除了跟物体的形状有关外,还跟物体内的质量分布有关。
③物体的重心不一定在物体上。
悬挂法
原理?
重力和重心
重心在生活的应用
基本相互作用
在放射现象中发现的,
是短程力,作用范围在10—16 m;
强度只有强相互作用的10-12
引力相互作用
1
存在于一切物体之间的相互作用力,
相互作用的强度随距离的增大而减小。
电磁相互作用
2
存在于电荷与电荷、磁体与磁体、电流与电流之间,他们本质上是同一种相互作用的不同表现,作用规律与万有引力相似。
强相互作用
3
存在于原子核内质子质子、质子与中子、中子与中子之间,它是短程力,作用范围只有约10-15 m
弱相互作用
4(共28张PPT)
第二节 弹 力
课标定位
学习目标:1.知道形变的概念及弹力产生的原因和条件,并会判断弹力的方向.
2.了解显示微小形变的方法.
3.掌握胡克定律计算弹簧弹力的方法.
重点难点:1.弹力方向的判断及弹力大小的计算.
2.弹力有无的判断.
3.胡克定律的理解及应用.
核心要点突破
课堂互动讲练
课前自主学案
知能优化训练
第二节
 弹 力
课前自主学案
一、弹性形变和弹力
1.接触力:通常所说的拉力、压力、支持力、阻力等都是_________.
接触力按性质可归纳为弹力和摩擦力,它们在本质上都是由________引起的.
2.形变:物体在力的作用下______或_____发生改变.
3.弹性形变:有些物体在形变后撤去作用力时能够__________,这种形变叫做弹性形变.
4.弹力:发生形变的物体由于要_________,对与它接触的物体产生力的作用,这种力叫弹力.
接触力
电磁力
形状
体积
恢复原状
恢复原状
5.弹性限度:如果形变过大,超过一定限度,撤去作用力后物体的形变不能_________,这个限度叫做弹性限度.
弹力产生的条件有两个:
(1)物体间相互接触;
(2)在接触面上相互_______.
完全恢复
挤压
二、几种弹力
弹力的方向总是与物体形变的方向______,具体如下:
1.压力的方向垂直于支持面而指向_____物体;
2.支持力的方向垂直于支持面而指向________的物体;
3.绳拉力的方向沿绳指向绳______的方向;
4.轻杆的弹力不一定沿杆,要具体情况具体分析.
说明:绳的弹力一定沿着绳,轻杆的弹力可能沿着杆,也可能不沿着杆.
相反
被压
被支持
收缩
三、胡克定律
1.内容:弹簧发生弹性形变时,弹力的大小F跟弹簧的伸长(或缩短)量x成_______.
2.表达式:F=_____.
3.劲度系数:公式中的比例系数k,单位是 ________.
正比
kx
N/m
核心要点突破
一、弹力是否存在的判断方法
1.根据弹力产生的条件来判断,弹力产生的条件有两个:物体间相互接触并且发生弹性形变,两个条件必须同时满足才有弹力产生.
2.对于形变不明显的情况,可用以下两种方法来判断.
(1)利用假设法判断
可假设在该处把与物体接触的另一物体去掉.看此物体还能否在原位置保持原来的状态,若能保持原来的状态则说明物体间无弹力作用;否则,有弹力作用.
(2)利用力的作用效果分析
如果相互接触的物体间存在弹力,则必有相应的作用效果,或使受力物体发生形变或改变受力物体的运动状态,看物体的受力是否与物体的运动状态相符合,从而确定物体所受弹力的有无.
特别提醒:相互接触是产生弹力的首要条件,但相互接触的物体间不一定存在弹力.
即时应用?(即时突破,小试牛刀)
1.关于弹力产生的条件,下列说法正确的是(  )
A.相互接触的物体间一定有弹力
B.发生形变的物体一定对与之接触的物体产生弹力作用
C.先有弹性形变,后有弹力
D.不接触的两物体之间不可能发生相互的弹力作用
解析:选D.相互接触是产生弹力的首要条件,但相互接触的物体间不一定存在弹力,只有两个物体接触并产生弹性形变时,两物体间才有弹力产生.综上所述,只有D项正确.
二、弹力方向的确定
弹力的方向与施力物体形变方向相反,作用在受力物体上,几种常见情况如下表:
类型 方向 图示
接触方式 面与面 垂直公共接触面
点与面 过点垂直于面
点与点 垂直于切面
类型 方向 图示
轻 绳 沿绳收缩方向
轻 杆 可沿杆
可不沿杆
轻弹簧 沿弹簧形变的反方向
特别提醒:判断弹力方向的方法是:先明确两物体之间作用的类型,再根据各种类型的特点来判断弹力的方向.
即时应用?(即时突破,小试牛刀)
2.如图3-2-1为P物体对Q物体的压力示意图,有明显错误的是(  )
图3-2-1
解析:选BCD.P对Q物体的压力应作用在Q物体上且力的方向应垂直于接触面并指向Q物体,故B、C、D均是错误的.
三、弹力大小的计算方法
1.弹簧的弹力
(1)应用胡克定律F=kx求解.
其中x为弹簧的形变量(可能为伸长量,也可能为缩短量),k为弹簧的劲度系数,只与弹簧本身有关,由弹簧本身的材料、长度、粗细、匝数等因素决定.
(2)弹力与弹簧伸长量的关系可用F-x图象表示,如图3-2-2,图线的斜率即为弹簧的劲度系数.
图3-2-2
(3)弹簧上弹力的变化量ΔF与形变量的变化量也成正比关系,即ΔF=kΔx.
2.除弹簧这样的弹性体之外的弹力大小的计算,一般要借助物体的运动状态所遵循的物理规律求解.比如悬挂在竖直细绳上的物体处于静止状态时,物体受绳向上的拉力和重力作用.根据二力平衡,可知绳的拉力大小等于物体重力的大小.
即时应用?(即时突破,小试牛刀)
3.如图3-2-3所示,一根弹性杆的一端固定在倾角为30°的斜面上,杆的另一端固定一个重量是2 N的小球,小球处于静止状态时,弹性杆对小球的弹力(  )
A.大小为2 N,方向平行于斜面向上
B.大小为1 N,方向平行于斜面向上
C.大小为2 N,方向垂直于斜面向上
D.大小为2 N,方向竖直向上
解析:选D.由于小球处于静止状态,故小球受力平衡,弹性杆对小球的弹力FN=G=2 N,方向竖直向上.
图3-2-3
课堂互动讲练
弹力存在与否的判断
例1
如图3-2-4所示,用细绳悬挂的小球与光滑斜面相接触,并保持静止,甲中细绳倾斜,乙中细绳呈竖直方向.判断图甲、乙中小球是否受到斜面的弹力作用?
图3-2-4
【思路点拨】 根据物体所处的状态,利用“假设法”进行判断.
【精讲精析】 法一:假设法.假设两图中的斜面不存在,则甲图中小球无法在原位置保持静止,乙图中小球仍静止,故甲图中小球受到斜面的弹力作用,乙图中小球不受斜面的弹力作用.
法二:作用效果法.如两图中斜面均对小球有弹力作用,则甲图中小球将仍能保持静止状态,乙图中小球则不能保持静止,所以乙图中小球不受斜面弹力作用,甲图中小球受到斜面弹力作用.
【答案】 见精讲精析
变式训练1 在图3-2-5中,A、B两球间一定有弹力作用的是(  )
图3-2-5
解析:选B.在具体判断有没有挤压时,我们用“拿去法”进行判断,在A中,若拿去A球,则B球静止不动,故A、B间没有挤压,故A、B间没有弹力.在B中,若拿去A球,则B球向左动,存在相互挤压,存在弹力.在C中,若拿去A球,则B球静止,故A、B间没有挤压,没有弹力.在D中,若拿去A球及容器壁,则B球向右动,故B对容器右壁有挤压,而对A球没有挤压,A、B间没有弹力.
弹力方向的确定
在图3-2-6所示图中画出物体P受到的各接触点或面对它的弹力的示意图,其中甲、乙、丙中物体P处于静止状态,丁中物体P(即球)在水平面上匀速滚动.
图3-2-6
例2
【精讲精析】 甲中属于绳的拉力,应沿绳指向绳收缩的方向,因此弹力方向沿绳向上;乙中A点属于点与球面相接触,弹力应垂直于球面的切面斜向上,必过球心O,B点属于点与杆相接触,弹力应垂直于杆斜向上;丙中A、B两点都是球面与平面相接触,弹力应垂直于平面,且必过球心,
所以A处弹力方向水平向右,B处弹力垂直于斜面向左上方,且都过球心;丁中小球P不管运动与否,都属于平面与球面相接触,弹力应垂直于平面,且过球心,即向上.它们所受弹力的示意图如图3-2-7所示.
图3-2-7
【答案】 见精讲精析
变式训练2 按下列要求画出图3-2-8中物体所受弹力的示意图.
图3-2-8
要求:甲斜面对物块的支持力.
乙墙壁对球的支持力.
丙大球球面对小球的支持力.
解析:各物体所受支持力如图所示.
答案:见解析
胡克定律的应用
例3
将一根原长为40 cm、劲度系数为100 N/m的弹簧拉长为45 cm,此时弹簧的弹力为(  )
A.45 N        B.40 N
C.85 N D.5 N
【自主解答】 由题知条件,根据原长l0=40 cm,弹簧拉长后的长度l=45 cm,得x=l-l0=5 cm=0.05 m,由胡克定律得:F=kx=5 N.
【答案】 D
【方法总结】 要注意胡克定律F=kx中,x是弹簧长度的变化量,而不是弹簧的长度,这一点容易出错.
变式训练3 在探究弹力和弹簧伸长的关系时,在弹性限度内,悬挂15 N重物时,弹簧长度为0.16 m;悬挂20 N重物时,弹簧长度为0.18 m,则弹簧的原长L0和劲度系数k分别为(  )
A.L0=0.02 m,k=500 N/m
B.L0=0.10 m,k=500 N/m
C.L0=0.02 m,k=250 N/m
D.L0=0.10 m,k=250 N/m
解析:选D.由胡克定律F=kx可得,15=k(0.16-L0),20=k(0.18-L0).解得:k=250 N/m,L0=0.10 m,则选项D正确.§3.3 摩擦力
学习目标
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.
课前预习
摩擦力的产生条件是什么?① ② ③ 静摩擦力概念: 方向: 大小: 最大静摩擦力 滑动摩擦力概念: 方向: 大小: 动摩擦因数与 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在压力相同时,滚动摩擦力要比滑动摩擦力 。
预习评价
1、静摩擦力(1)如图3-3-1所示,各接触面光滑,墙壁对小球有无静摩擦力 ? (2)如图3-3-2所示,人用力推木箱,但没有推动。地面对木箱有无摩擦力?
课程导学
1、如图3-3-3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?2、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3、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?
思维点击
难点突破
1.如图3-3-4所示,在水平桌面上放一木块,用从零开始逐渐增大的水平拉力F拉着木块沿桌面运动,则木块所受到的摩擦力f随拉力F变化的图像正确的是下图中的[ ].2.如图3-3-5所示,在水平桌面上放一块重为GA=20N的木块,木块与桌面间的动摩擦因数μA=0.4,使这块木块沿桌面作匀速运动时的水平拉力F为多大 如果再在木块A上加一块重为GB=10N的木块B,B与A之间的动摩擦因数μB=0.2,那么当A、B两木块一起沿桌面匀速滑动时,对木块A的水平拉力应为多大 此时木块B受到木块A的摩擦力多大
方法与技巧展示:
自我小结:
自主评价
1.在水平力F作用下,重为G的物体匀速沿墙壁下滑,如图3-3-6所示:若物体与墙壁之间的动摩擦因数为μ,则物体所受的摩擦力的大小为[ ](A)μF (B)μF+G (C)G (D)2.一架梯子斜靠在光滑竖直的墙上,下端放在水平的粗糙地面上,梯子受到[ ](A)两个竖直的力,一个水平的力 (B)一个竖直的力,两个水平的力(C)三个竖直的力,两个水平的力 (D)两个竖直的力,两个水平的力3.如图3-3-7所示,细绳竖直拉紧,小球和光滑斜面接触,则小球受到的力是[ ](A)重力、绳的拉力 (B)重力、绳的拉力、斜面的弹力(C)重力、斜面的弹力 (D)绳的拉力、斜面的弹力4.一根绳子受200N的拉力就会被拉断.如果两人沿反方向同时拉绳,每人用力为_______N时,绳子就会被拉断.如果将绳的一端固定,一个人用力拉绳的另一端,则该人用力为______N时,绳子就会被拉断.如图3-3-9所示,小车A上放一木块B,在下列情况下,A、B均相对静止,试分析A对B的摩擦力.(1)小车A在水平面上匀速运动.(2)小车A突然启动.6.如图3-3-10所示,C是水平地面,A、B是两块长方形物块,F是作用在物块B上沿水平方向的力,物体A和B以相同的速度作匀速直线运动.由此可知,A、B间的动摩擦因数μ1和B、C间的动摩擦因数μ2有可能是[ ](1994年全国高考试题)(A)μ1=0,μ2=0 (B)μ1=0,μ2≠0(C)μ1≠0,μ2=0 (D)μ1≠0,μ2≠07.如图3-3-11所示,质量均为m的三块木块A、B、C,其中除A的左侧面光滑外,其余各侧面均粗糙.当受到水平外力F时,三木块均处于静止状态.画出各木块的受力图.
自主探究
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。
图3-3-1
图3-3-2
图3-3-3
图3-3-4
图3-3-5
图3-3-6
图3-3-7
图3-3-9
图3-3-10
图3-3-11
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1高中物理必修一《3.2 弹力》教学设计
教学目标 1、知识与技能:知道什么是弹力以及弹力产生的条件。知道压力、支持力、绳的拉力都是弹力,能在力的图示或力的示意图中正确画出它们的方问。知道形变越大,弹力越大,知道弹簧的弹力跟弹簧伸长(或缩短)的长度成正比。知道弹簧的弹力跟弹簧伸长(或缩短)的长度成正比。针对实际问题确定弹力的大小方向,提高学生判断分析物理问题的能力。掌握利用胡克定律计算弹簧弹力的力法。2、过程与方法:培养学生根据弹力产牛的条件分析弹力方向的能力。体验显示微小形变的方法。3、情感态度与价值观:利用实验培养学生的观察能力,激发学生对物理规律的求知欲。培养学生科学的研究问题的方法。
教材分析 重点:弹力产生的条件、弹力的方向难点:相互接触的物体间是否有弹力的判断
时序 教学操作过程设计(重点写怎么教及学法指导,含课练、作业安排)
一、弹性形变和弹力学生实验,观察几种弹簧提出弹性形变和弹性限度。通过拉长和压缩弹簧,使学生认识弹性形变,并理解弹性限度。启发学生思考推、拉、提、压、举等力是怎样产生的?分析、归纳、总结:(一)、形变:物体在力的作用下形状或体积的改变,叫做形变。(二)、弹性形变:撤去外力后,能够恢复原来形状的形变叫弹性形变。(三)、弹力:发生弹性形变的物体,由于要恢复原状,对跟它接触的物体会产生力的作用,这个力叫弹力。1、弹力产生的条件:物体间直接接触;接触处要有弹性形变产生2、弹力的方向根据弹力产生的条件进行判断或者采用“假设法”进行判断“假设法”:就是假设与研究对象接触的物体对研究对象施加了弹力(或者没施加弹力)画出假设状态下的受力图,根据物体的受力情况判断物体能否保持原有状态,若能保持原有状态,说明假设正确,两者间有弹力存在;,若不能保持原有状态,说明假设不正确,两者间无弹力存在;3、弹力的方向弹力的方向总是与物体恢复形变的方向相同。弹力的方向的判断步骤:明确产生弹力的物体,找出物体要恢复形变的方向,从而确定该物体产生弹力的方向。常见支持物的几种情况:面与面接触;点与面接触;点与线接触。[几种弹力的比较:绳子:微小伸长(伸长亦可不计),弹力沿绳轴向,可发生突变。弹簧:可伸长、可压缩,弹力沿弹簧轴向,不会发生突变。支撑面:被压缩,弹力方向与面垂直,可以发生突变。二、弹力的大小(一)、探究弹簧的弹力大小与形变量的关系1、实验探究目的:探究弹簧的弹力大小与形变量的关系2、设计实验方案:(1)、实验器材:铁架台、弹簧、刻度尺、钩码等(2)、实验过程设计:3、实验数据纪录:4、实验数据分析:5、总结实验结论:(二)、胡克定律:在弹性限度内,弹力的大小跟弹簧伸长(或缩短)的长度成正比, 其中为劲度系数,跟弹簧的粗细、材料、弹簧的直径、绕法及长度有关,这个量反映了弹簧的特性。三、实例探究关于弹力产生的原因1、下列说法正确的是A、木块放在桌面上受到向上的支持力,这是木块发生微小形变而产生的B、用一根细竹竿拨动水中的木头,木头受到竹竿的推力,这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竖直向上D、挂在电线下面的电灯受到向上的拉力,是由于电线发生微小形变而产生的2、放在水平桌面上的书,在重力的作用下与桌面互相接触,由于书发生了微小的形变,产生了 对 的 力,其方向 。弹力产生的条件3、已知物体甲和乙之间有弹力的作用,那么A、物体甲和乙必定直接接触,且都发生形变B、物体甲和乙不一定直接接触,但必定都发生形变C、物体甲和乙必定直接接触,但不一定都发生形变D、物体中和乙不一定直接接触;也不一定都发生形变对弹力的理解4、关于弹力的下列说法中,正确的是A、只有发生形变的物体,才会对它接触的物体产生弹力B、只有受弹簧作用的物体才受到弹力C、通常所说的压力、支持力和绳子的拉力都是弹力D、压力和支持力的方向总是垂直接触面5、画出图中物体受力的示意图对胡克定律的应用四、课余作业课后完成课本56页“问题与练习”3、4题。
教学后记
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1第3.5《力的分解》导学案
班级: 组名: 姓名:
【学习目标】
1.理解力的分解概念、力的分解是力的合成的逆运算,强化“等效替代”的物理思想。
2.学会先根据实际情况(实际需要)确定分力的方向,然后根据平行四边形定则作出分力,最后应用直角三角形的知识求分力。 (重点、难点)
3.能区别矢量和标量,知道相加遵从平行四边形定则(或三角形定则),标量相加遵从算术法则。
【学法指导】
1. 用等效替代的物理思想研究问题的方法。
2. 应用平行四边形、直角三角形、三角函数等数学知识解决物理问题的方法。
【知识链接】
1.合力与分力的关系:合力与分力的 相同,可以等效替代。
2.求合力的方法:根据 作出合力,用作图法和直角三角形的知识求共点力的合力。
【学习过程】
知识点一、力的分解——已知一个力求它的 的过程。
问题1:结合已学的知识,请你指出“力的分解是力的合成的逆运算,同样遵守平行四边形定则”的依据。
问题2:作出已知力F在以下三种情况下的两个分力,并根据所做的图说明每种情况下力的分解是否有唯一
值?
问题3:一个已知力究竟应该怎样分解,我们如何确定呢?
知识点二、根据实际情况(实际需要)分解力的典型问题
例题1:如图3.5-1所示,拖拉机对耙的拉力F斜向上方,F与水平方向的夹角为。现在需要研究耙的运动情况和它在泥土冲陷入的深度(即要在水平和竖直两个方向上分别进行研究),求拉力F的两个分力的大小。
审题分析:此题明显的已知量是 和 ,由题中“现在需要研究耙的运动情况和它在泥土冲陷入的深度”可知,根据解决问题的实际需要,我们应该将拉力F分解为 分力和 分力(即两个分力的 已知),根据平行四边形定则作出两个分力,再应用三角函数知识求出分力(示范解答如下)
解:根据平行四边形定则,将拉力F按实际需要分解为水平分力F1和竖直分力F2,如图3.5-1所示。由
数学知识得,两个分力大小为
问题4:结合例题1的解答,请你试着总结出力的分解问题的解题思路。
训练1:把一个物体放在倾角为的斜面上。物体受到的重力大小为G,方向竖直向下,如图3.5-3所示(物体还受到其他力的作用,图中没有画出)。现在需要沿平行于斜面的方向和垂直于斜面的方向对物体的运动分别进行研究,求重力G的两个分力的大小。
训练2:一个竖直向下的180N的力分解为两个分力,一个分力在水平方向上并等于240N,作图表示另一个分力,并求另一个分力的大小和方向。
知识点三、矢量相加的法则
问题5:矢量相加和标量相加分别遵从什么法则?三角形定则和平行四边形定则的实质是否相同?
问题6:如图3.5-6,一个物体的速度在一小段时间内发生了变化,变成了。按照矢量相加的法则,请你在图中作出变化量。
训练3:一个小球在1s时间内在水平方向上向右发生了4m位移,同在这1s内,它也下落了5m.。分别用三角形定则和平行四边形定则作图表示这个小球位移的方向,计算小球位移的大小。
【学习小结】 (请结合本节课的学习目标和知识点进行)
【当堂检测】
1.(A级)将一个8N的力分解成两个力,下列各组值不可能的有( )
A.1N和10 N B.10N和10 N C.10N和20 N D.20N和20 N
2.(A级)如图3.5-7,倾角为15°的斜面上放着一个木箱,100N的拉力F沿斜向上拉着木箱,F与水平方向成45°角。分别以平行于斜面和垂直于斜面的方向为轴和轴建立坐标系,把F分解为沿着两个坐标轴的分力。试在图中作出分力和,并计算它们的大小。
3.(B级)如图所示,用手通过铅笔支起悬挂重物的绳子。课外亲自做一做,你将直观地感觉到手指受到的是拉力,手掌受到的是压力。已知重物的重力大小为G,绳子与铅笔的夹角为,求竖直绳的拉力的两个分力的大小。
【自我反思】
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- 1 -第3.2《弹力》导学案
班级: 组名: 姓名:
【学习目标】
1.知道弹力是接触力,知道形变、弹性形变的含义及弹力产生的原因和条件。
2.会分析弹力的方向并正确画出弹力的示意图。(难点)
3.理解胡克定律,会用胡克定律计算弹簧的弹力大小。(重点)
【学法指导】
1. 会正确画出弹力的示意图;
2.体会通过实验探究物理量之间关系的科学研究方法。
【知识链接】
1.力的作用效果:是使物体的 发生改变、使物体产生 ;
2.力的三要素是大小、方向和 , 和 能形象、直观的表示力;
3.四种基本相互作用: 、 、 、 。
【学习过程】
知识点一、接触力
问题1:自然界的四种基本相互作用力是不需要物体相互接触就能发生作用的。结合你的日常观察,
体会我们通常说的拉力、压力、推力、支持力,都是在物体与物体 时发生的,称为接触力。接触力按其性质可以分为 和 ,它们在本质上都是由 引起的。
知识点二、弹性形变和弹力
问题2:下图所示的实验过程你一定经历过,据此你能体会形变、弹性形变、弹性限度的含义吗?
形变:物体在力的作用下 和 发生改变的现象。
弹性形变:有些物体在形变后撤去作用力时能够 。
弹性限度:如果形变量过大,超过一定的限度,撤去作用力后物体不能完全恢复 。
问题3:你用力压桌面、用手捏玻璃瓶,你认为桌面和玻璃瓶是否发生形变?请你认真分析教材P54图3.2-2演示实验和P56图3.2-7小实验,指出我们是通过什么方法来观察微小形变的?
问题4:关于弹力的产生,教材P55是这样描述的:“发生形变的物体,由于要恢复原状,对与它接触的物体会产生力的作用,这种力叫弹力。”逐字逐句阅读这句话,抓住关键词进行归纳:
弹力产生的条件是:(1)两物体 ;(2)发生 ;弹力的施力物体是 ,受力物体是 ; 图3.2-3中,弹力F1、F2的施力物体是 ,受力物体是 。
问题5:在图3.2-3中,小车对弹簧是否有弹力的作用?如果有,在右图对应的甲、乙中画出弹力的示意图,并用F3、F4表示。
知识点三、几种弹力
问题6:如图3.2-4所示,放在桌面上的书和桌面相互挤压都发生微小的形变,口述书对桌面的压力和桌面对书的支持力是怎样产生的?并试着总结出压力和支持力的方向。
发生形变的书要向 恢复形变,对桌面产生向 的弹力;发生
形变的桌面要向 恢复形变,对书产生向 的弹力。压力和支持力都是 ,方向总是 物体的 。
问题7:如右图所示,用绳子把物体悬挂起来,物体和绳子都发生微小形变,
口述绳子对物体的拉力和物体对绳子的拉力是怎样产生的?在图中画出两个拉力的示意图(用F1、F2表示),并试着总结出拉力的方向。
发生形变的绳子要向 恢复形变,对物体产生向 的拉力;发生形变的物体要向 恢复形变,对绳子产生向 的拉力。绳的拉力也是 ,方向
总是 而指向绳子 的方向。
知识点四、胡克定律
问题8:弹力的大小跟形变的大小有什么关系?结合自己的生活经验举一个例子说明。
问题9:我们通过什么方法研究了弹簧的弹力与弹簧的形变量的关系?得出关系式F=kx的实验依据是什么?
胡克定律:弹簧发生 时,弹力的大小F跟弹簧 的长度x成正比,表达式为F= ,式中k称为弹簧的 ,单位是牛顿每米,符号是 ,有弹簧本身的特性决定。
【课堂小结】
【当堂检测】
1.(A级)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
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
2.(A级)关于弹力,下列说法中正确的是( )
A.直接接触的物体一定有弹力
B.发生形变的物体才能有弹力,也一定有弹力
C.物体的形变越大,弹力也越大
D.弹力的方向一定与物体发生形变的方向相反
3.(A级)质量均匀的钢管,一端支在水平地面上,另一端被竖直悬绳吊着(图3.2-7),钢管受到几个力的作用?各是什么物体对它的作用?画出钢管受力的示意图。
4.(B级)如图3.2-8,一根筷子放在光滑的碗内,筷子与碗壁、碗边都没有摩擦。作示意图表示筷子受到的力。
5.(B级)如图所示,某同学在竖直悬挂的弹簧下加挂钩码,做实验研究弹力与弹簧伸长量的关系。下表是她的实验数据。实验时弹力始终未超过弹性限度,弹簧很轻,自身质量可以不计。
(1)根据实验数据在坐标系上中作出弹力F跟弹簧伸长量x关系的图像。
(2)根据图像计算弹簧的精度系数。
【自我反思】
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- 1 -高中物理 3.4力的合成课后巩固作业 新人教版必修1
(时间:40分钟 满分:50分)
一、选择题(本题共6小题,每小题5分,共30分)
1.关于分力与合力,下列说法正确的是( )
A.合力和分力同时作用在同一物体上
B.分力作用于物体上共同产生的效果与合力单独作用时产生的效果是相同的
C.各个分力一定是同一性质的力才可以进行合成
D.各个分力必须是同一个物体同一时刻受到的力
2.平面内作用于同一点的四个力若以力的作用点为坐标原点,有F1=5 N,方向沿x轴的正方向;F2=6 N,沿y轴正方向;F3=4 N,沿x轴负方向;F4=8 N,沿y轴负方向,以上四个力的合力方向指向( )
A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.第四象限
3.如图所示是两个共点力的合力F跟它的两个分力之间的夹角θ的关系图象,则这两个分力的大小分别是( )
A.1 N和4 N B.2 N和3 N
C.1 N和5 N D.2 N和4 N
4.如图所示,一个小朋友做游戏,用两根轻绳将一个球悬于空中,球处于静止状态.以下说法正确的是( )
A.球受到两个力的作用
B.人将绳子拉得越紧,球受到的合力越大
C.人将绳子拉得越紧,球受到的合力越小
D.人将绳子拉得越紧,球受到绳子的拉力越大
5.三个共点力的大小分别为F1=5 N,F2=10 N,F3=20 N,则它们的合力( )
A.不会大于35 N B.最小值为5 N
C.可能为0 D.可能为20 N
6.如图所示,水平横梁的一端A插在墙壁内,另一端装
有一小滑轮B.一轻绳的一端C固定于墙壁上,另一端跨
过滑轮后悬挂一质量m=10 kg的重物,∠CBA=30°,则
滑轮受到绳子的作用力大小为(g取10 N/kg)( )
A.50 N B.50 N
C.100 N D.100 N
二、非选择题(本题共2小题,共20分)
7.(10分)如图所示,一名骑独轮车的杂技演员在空中钢索上表演,如果演员和独轮车的总质量为80 kg,两侧的钢索互成150°夹角,求钢索所受拉力有多大?(cos 75°=0.259,g取10 N/kg)
8.(挑战能力)(10分)如图所示,一条小船在河
中向正东方向行驶,船上挂起一风帆,帆受侧向风作用,风力大小为100 N,方向为东偏南30°,为了使船受到的合力恰能沿正东方向,岸上一人用一根绳子拉船,绳子取向与河岸垂直,求风力和绳子拉力的合力大小及绳子拉力的大小.
答案解析
1.【解析】选B、D.合力是各个分力的等效替代,二者本质是同一作用效果两种发生原因的不同表述,并不是同时作用于物体上,A错,B正确.各个分力可以是不同性质的力,也可以是同一性质的力,C错.各个分力必须是同一时刻同一物体受到的几个力,合力也即是这一时刻物体受到的合力,D正确.
2.【解析】选D.由题意知F1与F3的合力Fx沿x轴正方向,F2与F4的合力Fy沿y轴负方向.故四个力的合力F指向第四象限,如图所示.
3.【解析】选B.由图象可得:θ=0°时,F1+F2=5 N;θ=180°时,设F1>F2,F1-F2=1 N,解得,F1=3 N,F2=2 N.
4.【解析】选D.球受重力、两段绳子的拉力,两段绳子的拉力的合力大小等于重力,两段绳子的拉力的合力大小不变,人将绳子拉得越紧,两段绳子的夹角越大,球受到绳子的拉力越大,A、B、C错误,D正确.
5.【解析】选A、B、D.三个力的合力最大值Fmax=F1+F2+F3=35 N.F1与F2的合力范围,5 N≤F12≤15 N,当F12=15 N且与F3反向时,三个力的合力最小Fmin=
|F12-F3|=5 N,故三个力的合力范围为5 N≤F≤35 N,故选项A、B、D正确.
6.【解析】选C.以滑轮为研究对象,悬挂重物的绳的张力F=mg=100 N,故小滑轮受到绳的作用力沿BC、BD方向,大小都是100 N,从图中看出,∠CBD=
120°,∠CBE=∠DBE,得∠CBE=60°,即△CBE是等边三角形,故滑轮受到绳子的作用力为100 N.
【方法技巧】轻绳张力的特点
高中阶段涉及到的绳子往往不计重力即轻绳,轻绳张力的方向沿绳指向绳子收缩的方向,若绳子跨过滑轮,绳子上各处的张力的大小处处相等;若绳子系在物体上,不同绳子的张力往往不同.该题中是同一根轻绳,故滑轮受到拉力大小相等均为100 N,若BC、BD是两段绳子在B处相接,BC绳拉力就不是100 N.
7.【解析】设钢索的拉力大小为F,则演员两侧的钢索的合力与演员和独轮车的总重力等大反向.作出拉力与其合力的平行四边形为一菱形,如图所示,据几何知识可知
所以拉力
=1 544 N
答案:1 544 N
8.【解析】如图所示,以F1、F2为邻边作平行四边形,使合力F沿正东方向,则
F=F1cos30°=100×N=50 N.
F2=F1sin30°=100×N=50 N.
答案:50N 50 N
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- 1 -高中物理《3.5 力的分解》教学案 新人教版必修1
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
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,
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”。
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1(共24张PPT)
复习回顾:
1、什么是合力与分力?
2、什么是力的合成?
3、力的合成满足什么规律?
4、两个共点力F1=15N、F2=30N,它们的合力
是多少?
如果某两个共点力的合力是20N,你能确定这两个分力吗?
一个力产生的效果跟几个力共同产生的效果相同,这个力叫做那几个力的合力。原来的几个力叫做这个力的分力。
求几个已知力的合力的过程或方法,叫做力的合成。
一、力的分解
求一个已知力的分力的过程,叫做力的分解。
分力F1、F2
合力F
力的合成
力的分解
力的分解与力的合成有什么关系?
1、力的分解是力的合成的逆运算。
注意:几个分力与原来那个力是等效的,它们可以互相代替,并非同时并存!!!
2、力的分解同样遵守平行四边行定则。
把一个已知力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.
F
如果没有其它限制,对于同一条对角线,可以作出无数个不同的平行四边形.
实际应用中如何分解呢?
根据力的作用效果来分解!
生活实例
F
拉力产生的效果:使耙克服泥土的阻力前进,同时把耙向上提,使它不会插得太深。
F1
F2
模型
转换
F
F1
F2
θ
F1 = ______
F2 = ______
Fcosθ
Fsinθ
例1:静止在斜面上的物体所受重力产生怎样的
作用效果?如何分解?
G
θ
分析:
重力的作用效果是什么?
G
θ
效果二:使物体沿斜面下滑
效果一:使物体紧压斜面
F1
F2
θ
G1 = ______
G2 = ______
Gsinθ
Gcosθ
由公式可以看出,G1和G2的大小只与斜面倾角θ的大小有关:
结论:
θ
θ
θ
G1
G2
G1
G2
你能解释为什么高大的桥要造很长的引桥吗
上桥时,重力沿斜面的分力阻碍车辆前进;
下桥时,重力沿斜面的分力使车辆运动加快。
加长引桥,减小斜面倾角θ,
减小重力沿斜面的分力G1
G1
G1
例2:已知静止在斜面上的物体所受重力为G,
斜面倾角为θ,则重力产生怎样的作用效
果?该如何分解?
θ
G
G1
G2
θ
G1 = ______
G2 = ______
Gsinθ
Gcosθ
二、力的分解的步骤:
1、分析力的作用效果;
2、据力的作用效果定分力的方向;
(画两个分力的方向)
3、用平行四边形定则定分力的大小;
(把力F作为对角线,画平行四边形得分力)
4、据三角形知识求分力的大小和方向.
θ
G
例3:如图静止在斜面上的物体所受重力为G,
斜面倾角为θ,则重力产生怎样的作用效
果?该如何分解?
G2
θ
G1 = ______
G2 = ______
Gtanθ
G/cosθ
G1
θ
G
G1
G2
G1 = ______
G2 = ______
Gtanθ
G/cosθ
θ
例4:作用在三角支架上的力, 产生怎样的作用效果?如何分解?(动手体验一下)

F1 = ______
F2 = ______
F/sin30°=10N
G/tan30°=5 N
A
B
C
F=G
F1
F2
F1 = ______
F2 = ______
G/tanθ
G/sinθ
a
b
G
G1
G2
G1 = ______
G2 = ______
G/2sinθ
G/2sinθ
θ
θ
G
G1
G2
300
60o
1绳
2绳
3绳
O
θ
G1 = ______
G2 = ______
G/cosθ
Gtanθ
F=G
F1
F2
F1 = ______
F2 = ______
G
G
1)一根线提桶易断还是两根易断?
G
F=G
G
G1
G2
F2=G2
F1=G1
【思考与讨论】
2)合力一定,两等大分力随它们之间的夹角变化而如何变化
F=G
F=G
分力随夹角增大而增大
【思考与讨论】
日常生活应用:
1、木楔子
2、用绳子拉陷入泥土的汽车
3、帆船可以逆风而行吗?
4、如果让你来处理索道的技术问题,请问索道设计的绷直还是松一些
F
F1
F2
若将斧头磨锋利之后
F
F1
F2
磨刀不误砍柴工
学以致用
汽车陷入野外树林里的泥坑中,司机手头只有一根长绳.请想办法帮司机把车拉出来.
F
四两拨千斤
泥潭拔车
F1
F2
二、力的分解有唯一解的条件
2、已知合力和一个分力的大小和方向,求另一个分力的大小和方向。
1、已知合力和两个分力的方向,求两个分力的大小。
o
F
F1
F2
O
F
F1
F2
巩固练习:
1、把一个力F分解,要求一个分力的方向与F成 ( ),另一个分力具有最小值,请你画出两个分力并写出大小?
2、把一个力F分解成两个力F1、F2,已知一个分力F1的方向和另一个分力F2的大小 ,它的解:
(A)一定是唯一解 (B)可能有唯一解
(C)可能无解 (D)可能有两个解
正交分解步骤:
定义:把一个已知力沿着两个互相垂直的方向进行分解
①建立xoy直角坐标系
②沿xoy轴将各力分解
③求xy轴上的合力Fx,Fy
④最后求Fx和Fy的合力F
如图所示,将力F沿力x、y方向分解,可得:
四、力的正交分解高中物理 3.5力的分解课后巩固作业 新人教版必修1
(时间:40分钟 满分:50分)
一、选择题(本题共5小题,每小题5分,共25分)
1.关于合力与其两个分力的关系,下列说法中正确的是( )
A.合力的作用效果与两个分力共同作用的效果相同
B.两个分力的作用效果与它们合力的作用效果不一定相同
C.两个分力的大小之和就是合力的大小
D.一个力可以分解为任意大小的两个分力
2.为了行车的方便与安全,上山的公路都是很长的“之”字形盘山公路,这样做的主要目的是( )
A.减小上山车辆受到的摩擦力
B.减小上山车辆的重力
C.减小上山车辆对路面的压力
D.减小上山车辆的重力平行于路面向下的分力
3.(2011·江苏高考)如图所示,石拱桥的正中央有一质量为m的对称楔形石块,侧面与竖直方向的夹角为α,重力加速度为g,若接触面间的摩擦力忽略不计,则石块侧面所受弹力的大小为( )
A. B.
C.mgtanα D.mgcotα
4.用两根能承受的最大拉力相等、长度不等的细线AO、BO,AO>BO,如图所示悬挂一个中空铁球,当在球内不断注入铁砂时,则( )
A.AO先被拉断
B.BO先被拉断
C.AO、BO同时被拉断
D.条件不足,无法判断
5.如图所示是给墙壁粉刷涂料用的涂料滚的示意图,使用时,用撑杆推着粘有涂料的涂料滚沿墙壁上下缓慢滚动,把涂料均匀粉刷到墙上,撑杆的重量和墙壁的摩擦力都忽略不计.而且撑杆足够长,粉刷工人站在离墙壁一定距离处缓慢上推涂料滚,关于该过程中撑杆对涂料滚的推力F1,涂料滚对墙壁的压力F2,以下说法正确的是( )
A.F1增大,F2减小 B.F1减小,F2增大
C.F1、F2均增大 D.F1 、F2均减小
二、非选择题(本题共3小题,共25分)
6.(7分)如图所示,物体C的重力G=10 N,AO绳与顶板间的夹角θ=45°,BO绳水平,绳子不可伸长,则AO绳所受的拉力FA和BO绳所受的拉力FB分别为多少
7.(8分)质量为30 kg的小孩坐在10 kg的雪橇上,大人用与水平方向成37 °斜向上的大小为100 N的拉力拉雪橇,使雪橇沿水平地面做匀速运动,(g取
10 N/kg,sin 37°=0.6,cos 37 °=0.8)求:
(1)雪橇对地面的压力大小;
(2)雪橇与水平地面的动摩擦因数的大小.
8.(挑战能力)(10分)如图所示,楔形物体倾角为θ=30°,放在水平地面上,轻质硬杆下端带有滑轮,上端顶有重1 000 N的物体,硬杆只能沿滑槽上下滑动.不计一切摩擦,求作用于楔形物体上的水平推力至少多大才能将重物顶起?
答案解析
1.【解析】选A.两个分力的作用效果与其合力的作用效果一定是相同的,合力可以等效替代两个分力,所以A对,B错;分力与合力的关系遵从平行四边形定则,不符合平行四边形定则的分解都是不正确的,则C、D均错.
2.【解析】选D.如图所示,重力G产生的效果
是使物体下滑的分力F1和使物体压紧斜面的分
力F2,则F1=Gsinθ,F2=Gcosθ,倾角θ减小,
F1减小,F2增大,同一座山,高度一定,把公路
修成盘山公路时,使长度增加,则路面的倾角减小,即减小上山车辆的重力平行于路面向下的分力,可使行车安全,故D正确,A、B、C错误.
3.【解析】选A.设石块侧面所受的弹力为F,则弹力与水平方向的夹角为α,由力的平衡条件可知2Fsinα=mg,所以有,A对.
4.【解析】选B.铁球对结点的拉力分解为拉AO的力和拉BO的力,如图所示,FBO>FAO.所以当铁球中注入铁砂时,BO受到的作用力大,先被拉断.
5.【解析】选D.涂料滚的重力可分解为使涂料滚
压墙的分力和使涂料滚压杆的分力,如图,慢慢
上推涂料滚时,重力不变,重力的水平分力的方
向不变,斜向下的分力与竖直方向的夹角减小,
由图可得F1 、F2均减小.
6.【解析】对结点O受力分析,如图所示
由二力平衡知:
FAsin45°=G FAcos45°=FB
解得FA=10 N,FB=10 N.
答案:10 N 10 N
【方法技巧】如何确定重力的作用效果
分解重力是常见的题型,如何确定重力的作用效果呢?下面分类分析:
(1)与物体接触的是绳,重力的作用效果是沿绳指向绳伸长的方向.
(2)与物体接触的是可转动的杆,重力的作用效果是沿杆指向重力的方向一侧.
(3)与物体接触的是面,重力的作用效果是垂直于面指向重力的方向一侧.若只有一个接触面,重力的另一个作用效果与接触面平行指向重力的方向一侧.如斜面上的物体的重力的作用效果是垂直斜面向下和平行斜面向下两个分力.
7.【解析】(1)对小孩和雪橇整体受力分析得:
竖直方向:Fsin θ+FN=mg
解得FN=mg-Fsinθ=340 N
雪橇对地面的压力
FN′=FN=340 N
(2)水平方向:
Fcosθ-Ff=0,Ff=μFN
由上式解得:
μ=4/17=0.24.
答案:(1)340 N (2)0.24
8.【解析】水平推力F有两个效果,垂直于斜面向上支持滑轮和垂直于水平面压地面,如图所示,斜面对杆的支持力大小为,方向垂直于斜面斜向上.要使轻杆顶起重物,则应使FNcos θ≥G,
即·cos θ≥G,
F≥Gtan θ= N.
答案: N
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- 1 -第三章 相互作用
§3.1 重力 基本相互作用
学习目标
知识与技能1、知道重力产生的原因及其定义。2、知道重力的方向以及重力的大小与物体质量的关系,能用重锤线检验一条线或一个面是否竖直或水平。3、知道物体重心的含义4、了解力是物体对物体的作用,力的作用是相互的,认识能使物体发生形变或运动状态发生改变5、知道力的三要素6、了解四种基本相互作用过程与方法1、知道人类认识力的作用是从力的作用产生的效果开始的2、能通过探究活动体验力的作用效果与力的大小、方向、作用点三个因素有关3、能通过多个实验现象归纳得出力的作用是相互的4、通过观察和亲身感受以及对初中知识的回顾,概括出重力的产生、方向及大小与什么有关,培养学生归纳总结知识的能力以及认真阅读教材的习惯5、通过“重心”概念的引人渗透“等效代换”的物理学方法情感、态度与价值观1、通过实例激发学生对科学的求知欲,激励探索与创新的意识2、培养主动与他人合作的精神和与他人交流的愿望,敢于质疑,勇于修正3、通过介绍“神五”发射升空过程,培养学生的爱国主义情操,了解科学技术对人类生活和社会所起的巨大推动作用
课前预习
1、物体与物体之间的相互作用,称做 ,在国际单位制中,力的单位是 简称 ,符号是 2、力的图示:带有箭头的线段表示力。线段是按一定比例画出的,它的长短表示力的 它的指向表示力的 ,箭尾(或箭头)表示力的 。3、地面附近一切物体都受到地球的吸引,由于 叫做重力。公式G= ;某些情况下,从力的效果看,我们可以认为各部分受到的重力集中于一点,这点叫做物体的 。4、四种相互作用是 , , ,
预习评价
1、关于重力,下列说法中正确的是[ ]
A、重力的方向总是垂直于接触面B、重力的方向竖直向下C、地球上的物体只有静止时才受到重力作用D、物体只有落向地面时才受到重力作用2、下列关于重力的说法中错误的是[ ] A、重力的大小可以用弹簧秤或天平直接测出B、物体对悬线的拉力或对支持物的压力,一定等于物体所受的重力C、物体对悬线的拉力或对水平支持物的压力,一定等于物体所受的重力D、物体静止地放在水平地面上,它对地面的压力大小等于物体所受的重力3、关于物体的重心,下列说法中正确的是[ ]A、物体的重心就是物体上最重的点B、重心是物体各部分所受重力作用的集中点,也就是合力的作用点C、物体的重心可以不在这个物体上,但有规则形状的均匀物体的重心就一定在物体上D、形状规则的物体的重心必与其几何中心重合4、把一条盘在地上,长为L的质量分布均匀的铁链向上提起。当铁链刚好拉直时,他的重心位置升高了 。5、如图3-1-1所示.把一个边长为a的正方形薄板ABCD绕过C点的水平轴转动,其重心最多可升高
课程导学
力和力的图示简要说出画出力的图示的步骤。重力观看多媒体影像,尝试回答以下问题:1、发射卫星或飞船为什么用那么大的火箭?2、苹果落地、航天飞机绕地飞行、人抛出物体落向地面、月球绕地运行说明了什么?3、你能用一支铅笔将一个刻度尺水平支起来吗?做做看。根据二力平衡,你能找到刻度尺的重心吗?根据刻度尺的重心的位置,猜想质量均匀分布的物体的重心在哪里?若在刻度尺的一端放上一块橡皮,刚才支点的位置改变了吗?说明什么?四种基本相互作用阅读“四种基本相互作用”,回答:l、四种基本相互作用分别是什么?2、质子带正电,但质子(与中子一起)却能聚在一起构成原子核,请猜测原因可能是什么?3、假设重力不存在了,会发生什么现象?
思维点击
难点突破
画出下列物体所受重力的图示放在水平面上的质量m=0.05kg的墨水瓶;竖直向上飞行的质量m=2×103kg的火箭。例二、尝试说明教材确定薄板的重心方法原理的科学性。物体的重心是否就在物体上?
方法与技巧展示:
自我小结:
自主评价
1.作出下列力的图示,并说明该力的施力物体和受力物体.(1)物体受250N的重力.(2)用400N的力竖直向上提物体.(3)水平向左踢足球,用力大小为1000N.2.一个运动员用力F把一个质量为m的铅球向斜上方推出,若不计空气阻力,试画出铅球离开运动员之后斜向上运动时的受力分析图.3.下列关于重力的说法中正确的是[ ]
(A)只有静止在地面上的物体才会受到重力(B)重力是由于地球的吸引而产生的,它的方向竖直向下(C)质量大的物体受到的重力一定比质量小的物体受到的重力大(D)物体对支持面的压力必定等于物体的重力4.下列关于力的说法正确的是 [ ]
A.一个力可能有两个施力物体
B.不存在不受力的物体
C.物体受到力的作用,其运动状态未必改变
D.物体发生形变时,一定受到力的作用5.关于力的说法,正确的是 [ ]
A.有力作用在物体上,其运动状态一定改变
B.力是使物体产生形变的原因
C.力的三要素相同,作用效果一定相同
D.一对互相平衡的力一定是相同性质的力6.关于物体的重心,下列说法正确的是 [ ]
A.物体的重心一定在物体上
B.任何物体的重心都在它的几何中心上
C.物体的形状发生改变其重心位置一定改变
D.物体放置的位置发生改变.重心对物体的位置不会改变7.图3-1-2所示的ABC是木匠用的曲尺,它是用粗细不同、质量分布均匀,AB和BC质量相等的木料做成,D是AC连线的中点,E是AB的中点F和BC的中点G连线的中点,则曲尺的重心在 [ ]
A.B点 B.D点
C.E点 D.G点8.关于重心的说法,正确的是 [ ]
A.重心就是物体内最重的一点
B.物体的重心位置有可能变化
C.把一物抬到高处,其重心在空间的位置也升高了
D.背跃式跳高运动员,在跃过横杆时,其重心在身体之外9.关于重力的大小,以下说法正确的是 [ ]
A.悬挂在竖直绳子上的物体,绳子对它的拉力一定等于其重力
B.静止在水平面上的物体对水平面的压力一定等于其重力
C.物体所受的重力与它的运动状态无关
D.向上运动的物体所受重力一定小于向下运动的物体所受重力10.放在桌上的书本,受到支持力的作用,其受力物体是______,施力物体是______;同时,书对桌面的压力,其受力物体是______,施力物体是______。由此可见,一个物体既是______,又是______。11.下列各种力:(1)重力(2)拉力(3)支持力(4)弹力(5)浮力(6)摩擦力(7)动力(8)推力。属于按力的性质分类的是______,属于按作用效果分类的是______(用序号填写)。12.重力是由于______而产生的,它的方向______,重力的作用点可认为作用在物体的______上。力的作用效果是使物体的 发生改变,或者使物体的______发生改变.
自主探究
拓展阅读
牛顿名言警句1、如果说我所看的比笛卡尔更远一点,那是因为站在巨人肩上的缘故。
2、无知识的热心,犹如在黑暗中远征。
3、你该将名誉作为你最高人格的标志。
4、我的成就,当归功于精微的思索。
5、你若想获得知识,你该下苦功;你若想获得食物,你该下苦功;你若想得到快乐,你也该下苦功,因为辛苦是获得一切的定律。
6、聪明人之所以不会成功,是由于他们缺乏坚韧的毅力。
7、胜利者往往是从坚持最后五分钟的时间中得来成功。
图3-1-1
图3-1-2
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1高中物理必修一《3.4 力的合成》教学设计
教学目标 1、知识与技能:掌握力的平行四边形定则,知道它是力的合成的基本规律。初步运用力的平行四边形定则求解共点力的合力;能从力的作用效果理解力的合成、合力与分力的概念。2、过程与方法:能够通过实验演示归纳出互成角度的两个共点力的合成遵循平行四边形定则;培养学生动手操作能力、物理思维能力和科学态度、观察能力、分析能力、协作能力、创新思维能力、表达能力。培养学生设计实验、观察实验现象、探索规律、归纳总结的研究问题的方法的能力。3、情感态度与价值观:培养学生的物理思维能力和科学研究的态度。培养学生热爱生活、事实求是的科学态度,激发学生探索与创新的意识。培养学生合作、交流、互助的精神。
教材分析 重点:通过实验归纳出力的平行四边形定则。难点:力的平行四边形定则、通过作图法确定合力。
时序 教学操作过程设计(重点写怎么教及学法指导,含课练、作业安排)
一、引入新课请两位同学到讲台前,让一位同学提起重为200N的一桶水(如课本图61页),请下面同学分析该同学施加的提水的力为多大?然后请两同学一起提起水桶,请同学们一起分析提水桶的有几个力?从效果上看跟刚才用一个力提一样吗?通过体验,体会一个力的作用效果与两个或更多力的作用效果相同(目的是激发学生学习兴趣,引导学生体会等效观点)。思考:生活中还有哪些事例是说明几个力与一个力的作用效果相同的?列举实际例子:如教室用两条钢丝吊着日光灯,电影中很多只狗拉着雪撬前进,抗洪救灾中解放军搬沙袋、打夯等。二、合力、合力当一个物体受到几个力作用时,我们常常可以求出这样一个力,这个力产生的效果跟原来几个力的共同效果相同。这个力就叫做那几个力的合力,原来的几个力叫分力。合力与分力是等效替代关系。三、力的合成实验:探究求合力的方法(课本62页)(学生可能提出好多不同的设计方案,教师要引导学生选择其中的最佳方案)。思考:在这个实验中合力与分力等效的标志是什么?(橡皮条的伸长量相等)在实验结果的处理时,引导学生先做出各力的图示,让操作的同学和下面同学一起讨论合力与分力之间的关系。(学生此时也可能有很多种猜想,比如:把两个力直接加起来等。参与学生的讨论,筛选出有一定道理的猜想)思考:合力与分力的大小是什么关系,并形成自己的猜想结论。对于合力和分力的大小关系的猜想,应当充分尊重,而不要怕麻烦,要让学生的实验探索落到实处。在教学中会发现:学生的思维有时很睿智,我们时常会有惊喜的发现(为学生的聪明而高兴)。归纳:两个力合成时,以表示这两个力的线段为邻边作平行四边形,这两邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向。这个法则叫做平行四边形定则。出具合力与分力关系模拟演示器,告诉学生有关的器材,以及实验的目的。问题:(课本63页例题)力F1=45N,方问水平向右。F2=60 N,方向竖直向上。求这两个力的合力F的大小和方向。求这两个力的合力F的大小和方向。能否不用图示法而用其它的方法求?如何求?若F1和F2的方向相反(夹角为180°),求其合力的大小和方向;若F1和F2的方向相同(夹角为0°),情况又怎样?思考:两个力F1、F2、的合力F的大小和方向随着F1、F2、的夹角变化而如何变化?学生得出结论后,可出示多媒体课件演示:θ= 0°0°<θ<90°θ= 180°90°<θ<180°θ从0°到180°变化,合力F的大小变化四、共点力1、如果一个物体受到两个或更多力作用,有些情况这些力作用在同一点,或者虽不作用在同一点上,但它们的延长线交于一点,这样一组力叫做共点力。思考:大吊车吊起物体;人担水;举重;比萨斜塔等。吊车吊起物体时钩子受的力为共点力吗?人担水时担子受到的力为共点力吗?举重运动员举起的重物受到的力为共点力吗?比萨斜塔受几个力作用?它们是共点力吗?2、力的合成的平行四边形定则有没有适用条件?适用于什么情况?学生认真看书,掌握共点力的概念,进一步加深对共点力的理解并搞清它们的适用条件――只适用于共点力。五、实例探究关于合力与分力关系的理解1、两个共点力F1、F2、的合力为F,下列说法中正确的是A、合力F一定大于任一个分力B、合力的大小既可等于F1,也可等于F2C、合力F有可能小于任一个分力D、合力F的大小随F1、F2、间的夹角增大而减小六、课余作业l、还有没有更好的方案来验证力的合成的平行四边形定则?2、你身边还有没有物体受共点力的例子?试举出来。3、课后完成课本上第64页的1、2题。
教学后记
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1高中物理《3.4 力的合成》教学案 新人教版必修1
学习目标:
能从力的作用效果理解合力和分力的概念。
进一步理解矢量和标量的概念,知道它们有不同的运算规则。
掌握力的平行四边形定则,知道它是矢量合成的普遍规则。会用作图法求共点力的合力。会用直角三角形知识计算合力。
知道合力的大小与分力间夹角的关系。
初步了解物理学研究方法之一——“等效法”。
学习重点:平行四边形定则。
学习难点:平行四边形定则的应用。
主要内容:一、合力和分力
如果一个力作用在物体上,它产生的效果跟几个力共同作用在物体上产生的效果相同,则这个力就叫那几个力的合力,而那几个力就叫这个力的分力。
合力和分力的关系:等效替代关系,并不同时作用于物体上,所以不能把合力和分力同时当成物体受的力。
问题:1. 一个物体受到几个力(分力)作用的同时,还受到合力的作用吗? 2.合力与分力的等效替代是可逆的吗?
二、共点力
几个力如果都作用在物体的同一点,或者几个力作用在物体上的不同点,但这几个力的作用线延长后相交于同一点,这几个力就叫共点力,所以,共点力不一定作用在同一点上,如图所示的三个力F1、F2、F3均为共点力。
三、共点力合成实验:
实验结论:
四、力的合成的定则
1.平行四边形定则
求两个互成角度的力的合力,可以用表示这两个力的线段作邻边,作平行四边形,它的_______就表示合力的_______和_______.这叫做力的平行四边形定则。
2.三角形定则
根据平行四边形的对边平行且相等,即平行四边形是由两个全等的三角形组成,平行四边形定则可简化为三角形定则。若从O点出发先作出表示力F1的有向线段OA,再以A点出发作表示力F2的有向线段AC,连接OC,则有向线段OC即表示合力F的大小和方向。
五、共点力的合成
1.作图法(图解法):以力的图示为基础,以表示两个力的有向线段为邻边严格作出平行四边形,然后量出这两个邻边之间的对角线的长度,从与图示标度的比例关系求出合力的大小,再用量角器量出对角线与一个邻边的夹角,表示合力的方向。
注意:作图时要先确定力的标度,同一图上的各个力必须采用同一标度。表示
分力和合力的有向线段共点且要画成实线,与分力平行的对边要画成虚线,力线段上要画上刻度和箭头。
2.计算法:先根据力的平行四边形定则作出力的合成示意图,然后运用数学知识求合力大小和方向。
3.两个以上共点力的合成
【例一】两个小孩拉一辆车子,一个小孩用的力是45N,另一个小孩用的力是60N,这两个力的夹角是90°.求它们的合力.
【例二】用作图法求夹角分别为30°、60°、90°、120°、150°的两个力的合力.再求它们的夹角是0°和180°时的合力.比较求得的结果,能不能得出下面的结论:
七、合力大小与分力大小之间的关系:
【例三】三名同学一起玩游戏,用三根绳拴住同一物体,其中甲同学用100N向东拉,乙同学用400N的力向西拉,丙同学用400N的力向南拉。求物体所受的合力.
【例四】如图,质量为m的物体A静止于倾角为θ的斜面上,试求斜面对A的支持力和摩擦力。
课堂训练:
1.互成角度的两个共点力,有关它们的合力和分力关系的下列说法中,正确的是( )
A.合力的大小一定大于小的分力、小于大的分力.
B.合力的大小随分力夹角的增大而增大.
C.合力的大小一定大于任意一个分力.
D.合力的大小可能大于大的分力,也可能小于小的分力.
2.两个共点力的大小均等于f,如果它们的合力大小也等于f,则这两个共点力之间的夹角为 ( )
A.30°      B.60°
C.90°      D.120°
3.在电线杆的两侧常用钢丝绳把它固定在地上.如果钢丝绳与地面的夹角∠A=∠B=60°,每条钢丝绳的拉力都是300N,求两根钢丝绳作用在电线杆上的合力.
4.两个大小相等的共点力F1、F2,当它们间的夹角为90°时合力大小为20N,则当它们间夹角为120°时,合力的大小为多少?                                       
课后作业:
1.两个共点力的合力与分力的关系是 ( )
A.合力大小一定等于两个分力大小之和.
B.合力大小一定大于两个分力大小之和.
C.合力大小可能比两个分力的大小都大,可能都小,也可能比一个分力大,比另一个分力小.
D.合力大小一定大于一个分力的大小,小于另一个分力的大小.
2.作用在同一点的两个力,大小分别为5N和2N,则它们的合力不可能是( )
A.5N   B.4N C.2N   D.9N
3.两个共点力,一个是40N,另一个等于F,它们的合力是100N,则F的大小可能是( )
A.20N   B.40N C.80N   D.160N
4.已知两个共点力的合力F的最大值为180N,合力F的最小值为20N,则这两个共点力的大小分别是 ( )
A.110N,90N B.200N,160N
C.100N,80N D.90N,70N
5.三个共点力的大小分别为F1=5N,F2=10N,F3=20N,则它们的合力( )
A.不会大于35N B.最小值为5N
C.可能为0 D.可能为20N
*6.两个共点力的合力为F,如果它们之间的夹角θ固定不变,而其中一个力增大,则( )
A.合力F一定增大
B.合力F的大小可能不变
C.合力F可能增大,也可能减小
D.当0°<θ<90°时,合力F一定减小
*7.几个共点力作用在一个物体上,使物体处于静止状态.当其中某个力F1停止作用时,以下判断中正确的是( ) 
A.物体将向着F1的方向运动.
B.物体将向着F1的反方向运动.
C.物体仍保持静止状态.
D.由于不知共点力的个数,无法判断物体的状况.
8.在长度、质量、力、速度、温度、比热等物理量中,属于矢量的有______,属于标量的有______.
*9.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,求这五个力的合力大小和方向.
阅读材料: 物体在什么地方比较重?
  地球施向一个物体的吸引力(地球引力)要跟着这个物体从地面升高而减低。假如我们把一公斤重的砝码提高到离地面6400公里,就是把这砝码举起到离地球中心两倍地球半径的距离,那么这个物体所受到的地球引力就会减弱到4分之一,如果在那里把这个砝码放在弹簧秤上称,就不再是1000克,而只是250克。根据万有引力定律,地球吸引一切物体,可以看做它的全部质量都集中在它的中心(地心),而这个引力跟距离的平方成反比。在上面这个例子里,砝码跟地心的距离已经加到地面到地心的距离的两倍,因此引力就要减到原来的22分之一,就是4分之一。如果把砝码移到离地面12,800公里,也就是离地心等于地球半径的三倍,引力就要减到原来的32分之一,就是9分之一;1000克的砝码,用弹簧秤来称就只有111克了,依此类推。
  这样看来,自然而然会产生一种想法,认为物体越跟地球的核心(地心)接近,地球引力就会越大;也就是说,一个砝码,在地下很深的地方应该更重一些。但是,这个臆断是不正确的;物体在地下越深,它的重量不但不是越大,反而越小了。这现象的解释是这样的:在地下很深的地方,吸引物体的地球物质微粒已经不只是在这个物体的一面,而是在它的各方面。请看图20。从图上可以看出,那个在地下很深地方的砝码,一方面受到在它下面的地球物质微粒向下方吸引,另外一方面又受到在它上面的微粒向上方吸引。这儿我们不难证明,这些引力相互作用的结果,实际发生吸引作用的只是半径等于从地心到物体之间的距离的那个球体。因此,如果物体逐渐深入到地球内部,它的重量会很快减低。一到地心,重量就会完全失去,变成一个没有重量的物体。因为,在那时候物体四周的地球物质微粒对它所施的引力各方面完全相等了。 
  所以,物体只是当它在地面上的时候才有最大的重量,至于升到高空或深入地球,都只会使它的重量减少。
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1第1节 重力与重心
第2节 弹力
建议用时 实际用时 满分 实际得分
45分钟 100分
一、选择题(本题包括11小题,每小题给出的四个选项中,只有一个选项是正确的,有的有两个选项正确,全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错或不选的得0分,共55分)
1.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
2.下列说法正确的是( )
A.马拉车前进,马先对车施力,车后对马施力,否则车就不能前进
B.因为力是物体对物体的作用,所以相互作用的物体一定接触
C.作用在物体上的力,不论作用点在什么位置,产生的效果均相同
D.某施力物体同时也一定是受力物体
3.下列说法中正确的是( )
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,不会施力
D.任何一个物体,一定既是受力物体,也是施力物体
4.关于重心的说法不正确的是( ) ( )
A.物体的重心一定在物体上
B.质量均匀分布,形状规则的物体的重心可能在物体上,也可能在物体外。
C.物体的重心位置跟物体的质量分布情况和物体的形状有关。
D.用线悬挂的物体静止时,细线方向一定通过重心。
5.下列说法正确的是( )
A.力是由施力物体产生,被受力物体所接受的
B.由磁铁间有相互作用力可知,力可以离开物体而独立存在
C.一个力必定联系着两个物体,其中任意一个物体既是受力物体又是施力物体
D.一个受力物体可以对应着一个以上的施力物体
6.关于形变的下列说法,正确的是( )
A.坚硬物体受较小的外力,不会发生形变
B.任何物体受外力作用,都会发生形变
C.任何物体,当使其形变的外力消失后,都能恢复原样
D.弹簧发生的形变,一定是弹性形变
7.一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8.关于弹簧的劲度系数k,下列说法正确的
是(  )
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
9.如图1所示,用竖直向上的力F使物快静止在水平天花板下面,则物快与天花板之间
A.有弹力作用
B.无弹力作用
C.可能有,也可能无弹力
D.以上三种结论都不对
10.如图2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
11.一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中,使用两条不同的轻质弹簧a和b,得到弹力与弹簧长度的图象如图5所示。下列表述正确的是( )
A.a的原长比b的长
B.a的劲度系数比b的大
C.a的劲度系数比b的小
D.测得的弹力与弹簧的长度成正比
二、实验题(本题共1小题,共10分,请将正确的答案填到指定位置)
12. 某同学用如图6所示装置做探究弹力和弹簧伸长关系的实验。他先测出不挂砝码时弹簧下端指针所指的标尺刻度,然后在弹簧下端挂上砝码,并逐个增加砝码,测出指针所指的标尺刻度,所得数据列表如下:(重力加速度g取9.8m/s2)
砝码质量/102 g 0 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00
标尺刻度x/10-2 m 15.00 18.94 22.82 26.78 30.66 34.60 42.00 54.50
(1)根据所测数据,在答题卡的坐标纸上作出弹簧指针所指的标尺刻度x与砝码质量m的关系曲线。
(2)根据所测得的数据和关系曲线可以判断,在_____范围内弹力大小与弹簧伸长关系满足胡克定律.这种规格弹簧的劲度系数为_____N/m. 
三、作图、计算题(本题共3题,共35分,作图题要作图规范,计算题写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13确定如图8甲、乙所示的棒和球所受的弹力的方向.
图8
14.半球A置于水平地面,光滑小球B在半球A与竖直墙壁间,A、B都处于静止状态。试分析小球B受到的弹力。
15.一弹簧受到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.
第1节 重力与重心
第2节 弹力
得分:
一、选择题
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
答案
二、实验题
12. (1)请在右侧坐标纸上画出相关图象.
(2)
三、计算题
13.
14.
15.
第1节 重力与重心 第2节 弹力 参考答案
1. 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的力的作用无关.
2. D 解析:对于A选项,马与车之间的作用无先后关系.对于B选项,力的作用可以接触,如弹力、拉力等,也可以不接触,如重力、磁力等;对于C选项,力的作用效果,决定于大小、方向和作用点.对于D选项,施力的同时,必须受力,这是由力的相互性决定的.
3. D 解析:子弹在枪管内受到火药爆炸产生的强大推力,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所谓的推力的施力物体,故不存在,A错.物体间的作用力总是相互的,甲推乙的同时,乙也推甲,故B错.不论物体是否有生命或是否有动力,它们受到别的物体的作用时,都会施力,马拉车时,车也拉马,故C错.自然界中的物体都是相互联系的,每一个物体既受到力的作用,也对周围的物体施以力的作用,所以每一个物体既是受力物体又是施力物体,故D正确.
4.A
5. CD 解析:力是物体与物体之间的相互作用,不是由哪个物体产生的;磁铁间的相互作用亦即磁场间的相互作用,磁场离不开磁铁,即磁力离不开磁铁,也就是离不开物体;力既有施力物体又有受力物体,这是由力的相互性决定的;一个物体可受多个力,因此有多个施力物体,因此,AB错,CD正确.
6. B 解析:任何物体受外力作用,都会发生形变。A错B对;弹性物体在弹性限度内发生的形变属于弹性形变,外力消失能恢复原样,否则,不是弹性形变,外力消失后不能恢复原样。CD错。
答案:
7. BC 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。8. B
9. C解析:若力F大于物快的重力,物快将挤压天花板,天花板产生弹力;若F恰好等于物块重力,则两者无挤压作用,无弹力产生。ABD错C对
10. B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。11. B
12. (1)标尺刻度x与砝码质量m的关系曲线如图所示。
   (2)0~4.9 25.0
解析:用描点法作出弹簧指针所指的标尺刻度x与砝码质量m的关系 曲线如图所示。根据所画出的弹簧指针所指的标尺刻度x与砝码质量m的关系曲线可知,在砝码质量小于500g即弹力小于4.9N时弹力大小与弹簧伸长成正比,满足胡克定律。由图线可知,当F=4.9N时,弹簧伸长x=35cm-15cm=20cm,由F=kx可知这种规格弹簧的劲度系数为k=F/x=25.0N/m。
13.
14. 小球B受半球A的弹力与竖直墙壁的弹力两个弹力的作用。
解析:由于小球B受到竖直向下的重力作用,半球A在其下方,因此,小球B挤压它与半球A的接触处(相切点),使半球A的接触处产生指向其球心的压缩形变,产生与此形变反方向的弹力,其方向沿两球球心连线指向B球球心;由于半球A对小球B的弹力斜向上,它将使小球B挤压竖直墙壁,使墙壁产生水平向左的形变,出现水平向右的弹力。因此,小球B受半球A的弹力与竖直墙壁的弹力两个弹力的作用。
15.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
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- 1 -第二节 研究摩擦力
建议用时 实际用时 满分 实际得分
45分钟 100分
一、选择题(本题包括12小题,每小题给出的四个选项中,只有一个选项是正确的,有的有两个选项正确,全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错或不选的得0分,共60分)
1.关于摩擦力的方向,下列说法正确的
是(  )
A.摩擦力的方向总是与运动方向相反
B.滑动摩擦力的方向总是与运动方向相反
C.滑动摩擦力一定是阻力
D.摩擦力的方向一定与压力的方向垂直
2.关于滑动摩擦力,下列说法正确的是 ( )
A.两个运动的物体,压力大的,所受滑动摩擦力也大
B.压力不变,动摩擦因数不变,接触面积越大,滑动摩擦力越大
C.压力不变,动摩擦因数不变,速度越大,滑动摩擦力越大
D.动摩擦因数不变,压力越大,滑动摩擦力越大
3.置于水平地面上的物体在沿水平方向的拉力作用下,仍处于静止,则物体所受静摩擦力的大小 ( )
A.与压力成正比
B.等于水平拉力
C.小于滑动摩擦力
D.在物体上叠放另一物体,该物体受到的静摩擦力不变
4.下列说法中正确的是( ) A.两个相互接触的物体之间一定有弹力作用
B.一个物体静止在另一个物体的表面上,它们之间一定不存在摩擦力的作用
C.两个物体之间如果有弹力的作用,就一定有摩擦力的作用
D.两个物体之间如果有摩擦力的作用,就一定有弹力的作用
5.如图1,木块质量为m,跟水平桌面的动摩擦因数为μ,受水平向右的力F的作用匀速运动,从物体到边缘开始,到物体下落为止,在此过程中物体保持匀速运动,下列说法正确的是 ( )
A.推力F因物体悬空部分越来越大而变小
B.推力F在物体下落前会变为原来的1/2
C.推力F始终是μmg
D.因接触面变小,动摩擦因数μ会变大
6.关于由滑动摩擦力公式推出的μ=,下面说法正确的是(  )
A.动摩擦因数μ与摩擦力f成正比,f越大,μ越大
B.动摩擦因数μ与正压力FN成反比,FN越大,μ越小
C.动摩擦因数μ与摩擦力f成正比,与正压力FN成反比
D.动摩擦因数μ的大小由两物体接触的情况及材料决定
7.在2012伦敦奥运会体操单杠比赛时,运动员在上单杠之前,总要在手上抹些镁粉;而在单杠上做回环动作时,手握单杠又不能太紧。他这样做的目的是( )
A.前者是增大摩擦,后者是减小摩擦?
B.前者是减小摩擦,后者是增大摩擦?
C.两者都是减小摩擦?
D.两者都是增大摩擦?
8. 如图2所示,一物体在动摩擦因数μ=0.2的水平面上向左运动,物体质量为10 kg,它在运动过程中还受到一个水平向右的大小为20 N的拉力作用,则物体受到的摩擦力为( )
A.0 N
B.20 N,水平向右
C.40 N,水平向右
D.20 N,水平向左
图2
9. 如图3所示,一木块放在水平桌面上,在水平方向共受到三个力的作用,木块处于静止状态.其中F1=10 N,F2=2 N,若撤去力F1,则木块在水平方向受到的摩擦力为( )
A.8 N,方向向右
B.6 N,方向向右
C.2 N,方向向右
D.0
图3
10. 有三个相同的物体叠放在一起,置于粗糙水平面上,物体之间不光滑,如图4所示.现用一水平力F作用在B物体上,物体仍保持静止,下列说法正确的是( ) 图4
A.C受到地面的摩擦力大小为F,方向水平向左
B.A受到水平向右的摩擦力作用
C.B对C的摩擦力方向为水平向右
D.C和地面间无摩擦力的作用
11.(单选)运动员双手握住竖直的竹竿匀速上攀和匀速下滑时,他所受的摩擦力分别为F上和
F下,下列说法正确的是(  )
A.F上向上,F下向下,F上=F下
B.F上向下,F下向下,F上>F下
C.F上向上,F下向上,F上=F下
D.F上向上,F下向下,F上>F下
12.(单选)放在水平地面上的物体M上表面有一物体m,m与M之间有一处于压缩状态的弹簧,整个装置处于静止状态,如图5所示,则关于M和m受力情况的判断中不正确的是(  )
A.m受到向右的摩擦力
B.M受到m对它向左的摩擦力 图5
C.地面对M的摩擦力方向向右
D.地面对M不存在摩擦力作用
二、实验题(本题共2小题,第13题13分,第14题8分,共23分,请将正确的答案填到指定位置)
13.某同学用弹簧秤称一木块重5N,把木块水平桌面上,弹簧秤水平地向右拉木块.
(1)当弹簧秤读数为1N时,木块未被拉动,这时木块受到的是______摩擦力,大小是____,方向向______.
(2)当弹簧秤的读数是2.1N时,木块刚好开始移动,此时木块受的是______摩擦力,大小是______, 方向向______.
(3)开始运动后,使木块保持匀速直线运动,弹簧秤的读数变为2N,此时木块受到的是______摩擦力, 大小是______,动摩擦因数μ=______.
(4)若使弹簧秤在拉动木块运动中读数变为3N时,木块受到的摩擦力是______摩擦力,大小是______.
(5)木块离开弹簧秤继续滑动,这时木块受到的是______摩擦力,大小是______.
14.如图6所示,用力F将质量为1kg的物体压在竖直墙上,F=50N.方向垂直于墙,若物体匀速下滑,物体受到的摩擦力是______N,动摩擦因数是______,若物体静止不动,它受到的静摩擦力是______N,方向______.(g取10N/kg)
三、计算题(本题共2题,共17分,作图题要作图规范,计算题写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
15. 质量为2 kg的物体静止在水平地面上,如图7所示,物体与地面间的动摩擦因数为0.5,最大静摩擦力与滑动摩擦力视为相等,给物体一水平推力.(取g=10 N/kg)
(1)当推力大小为5 N时,地面对物体的摩擦力是多大?
(2)当推力大小为12 N时,地面对物体的摩擦力是多大?
图7
16.如图8所示,轻质弹簧的劲度系数k=20 N/cm,用其拉着一个重为200 N的物体在水平面上运动,当弹簧的伸长量为4 cm时,物体恰在水平面上做匀速直线运动,求:
(1)物体与水平面间的动摩擦因数.
(2)当弹簧的伸长量为6 cm时,物体受到的水平拉力多大?这时物体受到的摩擦力有多大?
(3)如果物体在运动的过程中突然撤去弹簧,而物体在水平面上能继续滑行,这时物体受到的摩擦力多大?
图8
第二节 研究摩擦力
得分:
一、选择题
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12[
答案
二、填空题
13. (1)
(2)
(3)
(4)
(5)
14.
三、计算题
15.
16.
第一节 探究形变与弹力的关系 参考答案
1.D 解析:摩擦力与物体相对运动方向或相对运动趋势方向相反,与运动方向可能相同,也可能相反,故A、B、C选项均错误。
2.D
3.BD 解析:静摩擦力大小由二力平衡可知B、D选项正确;静摩擦力大小不大于最大静摩擦力,而最大静摩擦力略大于滑动摩擦力,可判断C选项错误。
4.D
5.C
6.D
7.A
8. B 解析:研究摩擦力时:(1)首先要根据实际情况判断、分析究竟是静摩擦力还是滑动摩擦力;(2)如果是滑动摩擦力,就要分析滑动面上压力的大小,用公式计算;(3)如果是静摩擦力,就要分析物体所受到的其他力, 根据物体所处的运动状态,通过列力学方程求解.
根据滑动摩擦力公式f=μFN可以得到:摩擦力等于20 N,其方向水平向右.选B.
9.C 解析:未撤去F1前,木块静止,说明木块所受的静摩擦力大小f静=F1-F2=8 N,方向向左.也说明了最大静摩擦力f静max≥8 N.当撤去F1后,在F2作用下木块有向左运动的趋势,地面给木块的静摩擦力方向变为向右,因F2=2 N,小于最大静摩擦力,故木块仍保持静止,因而正确选项为C.
10. AC 解析:在选项A中,以A、B、C三者的整体为研究对象,此整体在水平方向上受平衡力的作用,因此C受到地面的摩擦力等于拉力F,方向向左,A项正确,D项错误;在选项B中,以A为研究对象,A不受摩擦力,否则A不能平衡,B项错误;选项C中,B对C的摩擦力与C对B的摩擦力大小相等,方向相反.由此可知,B对C的摩擦力大小等于F,方向水平向右,C项正确.
11.C 解析:由题意知运动员向上、向下都是匀速,只受重力、摩擦力作用,故二力平衡,摩擦力总是向上的,且大小都等于运动员的重力.
12.C 解析:因为弹簧处于压缩状态,故弹簧对m有向左的弹力,而m静止,因此m受M施加的向右的摩擦力,平衡弹簧弹力,A对.以M为对象,M对m有向右的摩擦力,大小等于弹簧弹力,则m对M有向左的摩擦力(力的作用是相互的),在此两力作用下,M恰好平衡,地面对M无摩擦力.故B、D对,C错.
13、(1)静,1N,左
(2)最大静,2.1N,左
(3)滑动,2N,0.4
(4)滑动,2N
(5)滑动,2N
14、10N,0.2,10,向上
15. (1)5 N (2)10 N
解析: 在地面上,FN=mg,则滑动摩擦力(最大静摩擦力fmax)大小为fmax=μFN=μmg=0.5×2×10 N=10 N.
(1)当拉力F=5 N时,F(2)当拉力F=12 N时,F>fmax,物体滑动.则f滑=μFN=μmg=10 N.
16.(1)0.4 (2)120 N 80 N (3)80 N
解析: (1)由F=kx=μFN知μ===0.4.
(2)由F=kx′得F=120 N;此时物体受到的摩擦力为f=μG=0.4×200 N=80 N.
(3)物体所受的摩擦力大小方向不变仍为80 N.
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- 1 -高中物理 3.2弹力课后巩固作业 新人教版必修1
(时间:40分钟 满分:50分)
一、选择题(本题共6小题,每小题5分,共30分)
1.杂技演员有高超的技术,如图所示,能轻松地顶住
从高处落下的缸,关于他顶缸时头顶受到的压力产生
的直接原因是( )
A.缸的形变
B.头的形变
C.物体受到的重力
D.人受到的重力
2.同学们通过实验探究,得到了在发生弹性形变时,弹簧的弹力与弹簧伸长量的关系.下列说法中能反映正确的探究结果的是( )
A.弹簧的弹力跟弹簧的伸长量成正比
B.弹簧的弹力跟弹簧的伸长量成反比
C.弹簧的弹力跟弹簧的伸长量的平方成正比
D.弹簧的弹力跟弹簧的伸长量无关
3.体育课上一学生将足球踢向斜台,如图所示,下列关于足球与斜台作用时斜台给足球的弹力方向的说法正确的是( )
A.沿v1的方向
B.沿v2的方向
C.先沿v1的方向后沿v2的方向
D.沿垂直于斜台斜向左上方的方向
4.如图所示,一根弹性杆的一端固定在倾角为30°的斜面上,杆的另一端固定一个重力为4 N的小球,小球处于静止状态时,弹性杆对小球的弹力( )
A.大小为4 N,方向平行于斜面向上
B.大小为2 N,方向平行于斜面向上
C.大小为4 N,方向垂直于斜面向上
D.大小为4 N,方向竖直向上
5.如图所示,弹簧测力计和细线的重力及一切摩擦不计,物重G=1 N,则弹簧测力计A和B的示数分别为( )
A.1 N,0 B.0,1 N C.2 N,1 N D.1 N,1 N
6.如图所示,重为10 N的物体悬挂在弹簧的下端时,
弹簧伸长了2 cm,现换用另一重为20 N的物体悬挂
在弹簧的下端(仍在弹性限度内),这时弹簧的弹力
大小、劲度系数分别是( )
A.10 N,500 N/m B.10 N,1 000 N/m
C.20 N,500 N/m D.20 N,1 000 N/m
二、非选择题(本题共2小题,共20分)
7.(10分)画出图中小球A所受的弹力方向.
8.(挑战能力)(10分)如图为一轻质弹簧的长度l和弹力F大小的关系,试由图线确定:
(1)弹簧的原长;
(2)弹簧的劲度系数;
(3)弹簧伸长了15 cm时弹力的大小.
答案解析
1.【解析】选A.头顶受到的压力的施力物体是缸,受力物体是头顶,它产生的直接原因是缸的形变,间接原因是缸受到的重力,A项正确.
2.【解析】选A.在F=kx中,x是指弹簧的形变量或长度变化量.如果弹簧被拉长,则变化量就是伸长量,k指劲度系数,所以弹力F与x成正比,故A正确,B、C、D错误.
3.【解析】选D.足球与斜台的作用是球面与平面的相互作用,足球所受弹力方向垂直于斜台指向足球,即斜向左上方的方向,故D正确.
4.【解析】选D.小球受重力和杆的弹力两个力的作用,且重力的方向竖直向下,由于小球处于静止状态,根据二力平衡条件可知,弹力与重力大小相等,方向相反,故弹力大小为4 N,方向竖直向上,D正确.
5.【解析】选D.图中弹簧测力计A、B的受力情况是一样的,都是左右两端各受1 N的拉力,此时弹簧测力计的读数都是1 N.
6.【解析】选C.由胡克定律知弹簧的劲度系数为:弹簧上的拉力与自由端施加的力是相等的,应该为20 N,C正确,A、B、D错误.
7.【解析】球A所受的弹力如图所示.
答案:见解析图
【方法技巧】如何画弹力示意图
准确作出某物体所受弹力的示意图应遵循以下思路:
1.确定受哪几个弹力.弹力是接触力,一般与该物体接触的有几个物体(或几个接触点),该物体就可能受到几个弹力.物体是否受某个弹力要具体用弹力的产生条件或假设法来确定.
2.作力的示意图.从弹力的作用点沿弹力的方向作出各弹力的示意图,通常各弹力的作用点画于物体的同一点上.由于弹力方向垂直于接触面,所以确定弹力方向时应垂直于物体间的接触面或切面的方向.
8.【解析】(1)由图可知l=10 cm时,弹簧弹力为零,所以弹簧原长为10 cm.
(2)由图可知,l=15 cm时,弹簧弹力为10 N,
由胡克定律F=kx,即
F=k(l-l0)
得k=200 N/m
(3)弹簧伸长15 cm时,由胡克定律F=kx
得F=30 N
答案:(1)10 cm (2)200 N/m (3)30 N
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- 1 -(共33张PPT)
《曹冲称象》是人人皆知的历史故事,请同学们结合下面的图片回忆故事情节,细心体会曹冲是怎样“称出”大象的重量的?采用的是什么方法?思考后,请自由发言。
“等效替代”
G=200N
观察下面的情境图片思考:两位小孩对水桶施加的两个力与一位大人对水桶施加的一个力,就“提起水桶”这一作用效果而言,相同吗?它们可以相互替代吗?说出你的看法。
F1
F2
G=200N
想一想:
生活中还有很多事例可以说明“几个力与一个力的作用效果相同”。观察下面的情境图片,细心体会“等效替代”的含义。
想一想:
生活中还有很多事例可以说明“几个力与一个力的作用效果相同”。观察下面的情境图片,细心体会“等效替代”的含义。
想一想:
生活中还有很多事例可以说明“几个力与一个力的作用效果相同”。观察下面的情境图片,细心体会“等效替代”的含义。
想一想:
生活中还有很多事例可以说明“几个力与一个力的作用效果相同”。观察下面的情境图片,细心体会“等效替代”的含义。
一、合力与分力
一个力产生的效果跟几个力共同产生的效果相同,这个力叫做那几个力的合力。原来的几个力叫做这个力的分力。
注意:
合力与分力是等效替代的关系,在实际问题中,就可以用合力来代替那几个分力,而不是物体又多受了一个合力。
二、力的合成
求几个已知力的合力的过程或方法,叫做力的合成。
说明:
1)对几个力的合成结果是唯一的。
(给定了分力,所能求得的具有相同作用效果的合力就是确定的。)
2)只有同一物体受到的力才能合成。
(不能对不在同一物体上的力进行合成!)
3)不同性质的力也可以合成。
(重力和弹力、重力和摩擦力都可以进行合成。)
探究同一直线上的力合成的方法:
F1=4N
F2=3N
F1=4N
F2=3N
F=7N
F1=4N
F2=3N
F1=4N
F2=3N
F=1N
结论:两个力同向时,两个力的合力等于两个力的数值之和,两个力反向时,两个力的合力等于两个力的数值之差,方向与大的力同向。
1、同一直线上的几个力的合力:
规定正方向,代入正负号求和。
F1
F2
已知:
F1= 300N、F2=400N
则F合= .
= N
方向 。
F1
F2
已知:
F1= 300N、F2=400N
则F合= .
= N
方向 。
F1+F2
300+400=700
与F1、F2方向相同
F1+F2
-300+400=100
与F2方向相同
如图:当两个力不在一条直线上时还能用这种方法求合力吗 如何求任意的互成角度的两个力的合力呢
想一想:
F1=1N
F2=2N
实验:探究求合力的方法
图甲表示橡皮条GE在两个力的共同作用下,沿着直线GC伸长了EO这样的长度.
图乙表示撤去F1和F2,用一个力F作用在橡皮条上,使橡皮条沿着相同的直线伸长相同的长度.力F对橡皮条产生的效果跟力F1和F2共同产生的效果相同,所以力F等于F1和F2的合力.
F=F1+F2吗?
用力的图示表示,刚好是一个平行四边形!
前人经过多次精细的实验,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。
实验:验证求合力的方法
① 在桌上平放一块方木板,在方木板上铺一张白
纸,用图钉把白纸钉在方木板上。
② 用图钉把橡皮条的一端固定在板上,在橡皮条的
另一端拴上两个细绳,细绳的另一端系着绳套
③ 用两个弹簧秤分别钩住细绳套,互成角度地拉
橡皮条,使橡皮条伸长,结点到达某一位置 O
④ 用铅笔记下O点的位置和两条细绳的方向,读出
两个弹簧的示数F1和F2。
实验过程
⑤ 用铅笔和刻度尺在白纸上从 O 点沿着两条细绳的
方向画直线,按着一定的标度作出两个力F1和F2
的图示。以F1和F2为邻边利用刻度尺和三角尺作
平行四边形,过 O 点画平行四边形的对角线,求
出合力 F 的图示.
⑥ 只用一只弹簧,通过细绳把橡皮条的结点拉到同
样位置O。读出弹簧的示数F′,记下细绳套的方向
用刻度尺从O点按同一标度作出这个F'的图示。
⑦ 比较力F′与用平行四边形法则求得的合力 F 的
大小和方向,看在实验误差范围内是否相等。
⑧ 改变两分力F1、F2的大小和夹角,重复实验几次。
实验:验证求合力的方法
关于实验过程中的几个问题:
①实验中的两条细绳不要太短,画力的方向时两点的距离远一些,误差就小一些。
②同一次实验中,橡皮条拉长后的结点位置应不变,以保证作用效果相同。
③在使用弹簧秤的时候,要注意使弹簧秤与木板平面平行,以保证前后两次作用效果相同。
④使用弹簧秤测拉力时,拉力应适当大一些,但不要超出量程。
⑤在同一次实验中,力的图示的标度要相同,尽量将图画大一些,以减少测量误差。
⑥实验总是有误差的,直接测出的力F'与用平行四边形法则求出的合力F不可能完全重合,但在误差范围内可认为重合。
两个力合成时,以表示这两个力的线段为邻边作平行四边形,这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向,这个法则叫做平行四边形定则。
F合
F1
O
F2
·
大小:标度
方向:角度
θ
注意:
力用实线,辅助线用虚线!
2、求任意互成角度的两个力的合力:
取标度:
例题1:两个力F1=45N,方向水平向右,F2=60N,方向竖直向上,求这两个力的合力F的大小和方向.
利用三角形知识:
F大小: = 75N
F的方向:tanα=F2/F1=4/3,查表得α=37°
作图法
1
取标度:
15N
F1 = 45 N
F2= 60 N
F
量对角线长度与标度比较
F = 75N
方向与F1夹角α为530
计算法
2
α
如果有两个以上的力作用在一个物体上,如何来求它们的合力?
想一想:
3、多个力的合成方法:
先求出任意两个力的合力,再求出这个合力跟第三个力的合力,直到把所有的力都合成进去,最后得到的结果就是这些力的合力。
F123
F12
F4
F3
F1
F2
F1234
F1=3N,F2=4N,当改变二力间的夹角θ而不改变大小时,其合力F怎样变化?
思考与讨论:
提示:请按相同标度大小作力的图示,比较当θ=0°、30°、60°、90°、120°、150°、180°时合力的大小。
随着θ增大,合力如何变化?
什么时候合力最大?什么时候合力最小?
你能总结出合力的取值范围吗?
合力是否总大于每一个分力?
合力是否可能大于其中的一个分力小于另一个分力?
合力是否可能都小于任一个分力?
4、合力与分力的关系:
①F合随F1和F2夹角θ的增大而减小;
(0≤θ≤180°)
②合力大小范围:︱F1-F2︱≤F合≤F1+F2;
③合力可能大于、等于、小于任一分力;
练习1、两个力的大小分别为3N、5N,其合力大小可能是( )
A、1N B、3N C、5N D、9N
练习2、两个力的大小分别为F1=15N,F2= 9N,它们的合力不可能等于( )
A、9N B、25N C、6N D、21N
试一试:
想一想:
三个力的合力范围怎么求?
①3N、4N、5N;
②2N、5N、6N;
③8N、4N、3N;
④1N、5N、9N;
最大值:F合=F1+F2+F3
最小值:
①先求任两个力F1、F2合力大小范围:
︱F1-F2︱≤ F ≤F1+F2;
②若F3在此范围内,三个力的合力最小值为0。
③若F3不在此范围内,三个力的合力最小值为F3与F的最小值。
①0N≤F≤12N;
②0N≤F≤13N;
③1N≤F≤15N;
④3N≤F≤15N;
5、共点力:
如果一个物体受两个或多个力作用,这些力都作用在物体上的同一点,或者虽不作用在同一点上,但它们的延长线相交于同一点,这几个力叫做共点力。
F1
F2
非共点力
F1
F2
注意:
①力的合成的平行四边形定则只适用于共点力;
②平行四边形定则适用所有矢量的合成和分解。
6、力的三角形定则:
F合
F1
O
F2
·
θ
F1
两个力F1、F2求合力时,首尾依次相连,合力的大小和方向用从第一个力的始端指向第二个力的末端的有向线段表示。
求合力转化为解三角形!
F1
F2
F合
A
θ
B
C
1)解直角三角形:
2)解斜三角形:特殊三角形
等边三角形、120°等腰三角形
思考与讨论:
两个力夹角θ一定,F1大小不变,增大F2,其合力F怎样变化?
①当θ≤90°时,F合变大。
②当θ>90°时,F合先变小后变大。
F合
F2
F1
F2
θ
·
F1
F2
F2
θ
·
F合
7、共点力的平衡:
1)平衡状态:
如果一个物体在力的作用下保持静止或匀速直线运动状态,我们就说这个物体处于“平衡状态”。
2)两个力的平衡状态:
如果两个力作用在物体上使之保持平衡,那么这两个力大小相等,方向相反,作用在同一直线上。
3)三个力的平衡状态:
如果三个力作用在物体上使之保持平衡,那么其中任两个力的合力与第三个力大小相等,方向相反,作用在同一直线上。
F合
2、F1大小、方向一定,F合方向一定,问力F2怎样施加才最小?
F2
F1
·
实验:探究求合力的方法
① 在桌上平放一块方木板,在方木板上铺一张白纸,用图钉把白纸钉在方木板上。
② 用图钉把橡皮条的一端固定在板上,在橡皮条的另一端拴上两个细绳,细绳的另一端系着绳套
实验过程
实验:探究求合力的方法
③ 用两个弹簧秤分别钩住细绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,结点到达某一位置 O
④ 用铅笔记下O点的位置和两条细绳的方向,读出两个弹簧的示数F1和F2。
O
F1
F2
⑤ 用铅笔和刻度尺在白纸上从 O 点沿着两条细绳的
方向画直线,按着一定的标度作出两个力F1和F2的图示。
怎样确定两个分力 F1、F2的大小、方向?
O
F1
F2