2018_2019学年高中物理第3章相互作用课件教案(打包11套)新人教版必修1

文档属性

名称 2018_2019学年高中物理第3章相互作用课件教案(打包11套)新人教版必修1
格式 zip
文件大小 18.4MB
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 2018-08-29 15:34:34

文档简介

课件36张PPT。课件37张PPT。2.如图所示,一个小球用两根轻绳挂于天花板上,球静止,绳1倾斜,绳2恰好竖直。则小球所受的作用力个数(  )
A.一定是两个
B.一定是三个
C.可能是四个
D.可能是两个,也可能是三个
解析:假设去掉绳1,小球仍处于原来的状态静止不动,所以绳1对小球不产生拉力作用;若去掉绳2,小球不会静止于原来的位置,所以绳2对小球产生拉力。所以小球受到重力和绳2对其拉力两个力的作用。
答案:A3.1 重力与基本相互作用
教学
目标
知识与技能
1.了解力是物体对物体的作用,力的作用是相互的,认识力能使物体发生形变或使物体运动状态发生改变.
2.知道力的三要素,会画力的图示和力的示意图.
3.知道重力的方向以及重力的大小与物体质量的关系.
4.知道物体重心的含义.
5.知道重力产生的原因及其定义.
6.了解四种基本相互作用.
过程与方法
1.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。
2. 通过对于生活中力的认识,学习重力的概念和其性质。
3. 总结力的产生,得出四种基本的相互作用。
情感态度与价值观
1.通过实例激发学生对科学的求知欲、激励探索与创新的意识.
2.通过本节课的学习,培养全面观察分析问题的能力.
重点
难点
教学重点
1.力的概念、图示以及力的作用效果.
2.重力的概念及重心的理解.
教学难点
1.力的作用效果.
2.重心的概念和位置.
教具
准备
多媒体 磁铁 阻力管
课时
安排
2课时
教学过程与教学内容
教学方法、教学手段与学法、学情
引入:生活中的物体都跟周围的物体有着千丝万缕的关系,不同的物体之间总是存在着相互的作用,在物理学中,如何来概括这种相互作用?生活中又有哪些这种类型的相互作用,又有何性质?
教学环节一:
教师活动:
物体的相互作用,这种相互作用如何称呼,对于物体的运动等又有什么影响呢?
演示:推东西,拉东西,磁铁吸引,阻力管......
学生活动:
思考教师所给问题,并观察教师的演示,结合初中学习到的知识和课本的研读,对于以上问题作出解答。
【总结】:物理学中,物体之间的相互作用抽象为一个概念—力。力能改变物体的运动状态和使物体产生形变。
【说明】:通过问题、演示、讨论、总结。最终对于问题作出解答,调动学生积极性,也使学生对于所学到的概念更加的深刻。
教师活动:
物理学中,物体之间的相互作用称为力。其大小可以用测力计测量出来。
国家单位中,力的单位是牛顿,符号是N。
力的三要素:力的大小、方向和作用点。
由于力是抽象的概念,所以,在表示力的时候用两种方法来表示力,分别是:
(1)、力的图示法:
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.
(注:力的图示法要标明单位长度表示力的多少)
(2)、力的示意图:
(力的示意图只需大概反映力的作用点和方向)
两种方法的区别:
学生活动:
在教师的引导下,由前面的观察得出的结论进一步的拓展,得出力的性质和表示方法。
【说明】:拓展对于力的性质的研究和表达,培养学生的形象思维能力。
教学环节二:
教师活动:
力会改变物理体的运动状态,地球上的物体,都要受到地球的吸引而下落,只要是地面附近的物体,只受地球的吸引,都要落到地球上,就如我们前面学到的落体一般。
演示:物理的下落.......
学生活动:
观察教师的演示,并根据提示还有初中的知识,回答关于教师提出的问题。
【总结】:地球上的物体,都要受到地球重力的影响而下落。
【说明】:根据观察,初步引出重力的概念,为继续学习重力的性质做铺垫。
教师活动:
要明白一个力的性质,就要明白一个力的三要素,也就是一个力的大小,方向,作用点。
重力:由于地球的吸引而使物体受到的力。
大小:G=mg (其中,g为重力加速度,g=9.8米每平方秒)
方向:竖直向下。
重心:物体各个部分受到重力的等效作用点称为重心。(重心位置与物体形状、质量分布有关,形状规则、质量分布均匀的物体的重心在它的几何中心。
学生活动:
进一步学习重力,并学习如何来确定重力的大小,方向,作用点等。
【说明】:在初中的基础上,继续对于重力的学习,并深化对于重力的认识。
教师活动:
课堂训练:
关于重力的说法,正确的是……………………………………( )
A. 重力就是地球对物体的吸引力
B.只有静止的物体才受到重力
C.同一物体在地球上无论怎样运动都受到重力
D.重力是由于物体受到地球的吸引而产生的
答案:CD
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.
学生活动:
思考并回答问题。
【说明】:进一步加强对于重力的理解。
教学环节三:
教师活动:
在科学的发展史中,对于力的研究从没有停止过,经过多年的努力,我们共发现了四种基本的相互作用:
(1)、万有引力: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
(2)、电磁相互作用: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
(3)、强相互作用:
(4)、弱相互作用: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.
1、学生活动:
初略了解四种基本的相互作用,并学习他们的性质。
【说明】:了解人类的科学发展前沿和历史,培养学生的探究精神。
实验演示
启发教学
总结教学
场景演示
总结说明
练习巩固
思考记忆
说明介绍
加深理解


§ 3.1 重 力
一、力和力的图示
1.定义
2.单位
3.力的作用效果
4.力的图示和示意图
二、重力
1.重力产生的原因:是由于地球的吸引而使物体受到的力.
2.重力的三要素
三、四种基本相互作用
1.万有引力
2.电磁相互作用
3.强相互作用
4.弱相互作用.
教学
反思
本节课对于建立清晰的力的概念起着至关重要的作用。本节主要内容包括:力的概念、力的图示、重力、四种基本相互作用。
教学过程安排合理,知识脉络清晰,重要知识点有强调。讲课语言清晰,较有亲和力。在力的图示教学中,我先详细示范做力图示的步骤,指出哪些地方容易出错和注意事项,再让学生上讲台练习。在重力的作用点重心的教学中,我先让同学们自己动手寻找,发现了问题再解决问题。
教学过程中有时候语言不精简,或欠科学性。讲课过程中有些紧张,不能按照备课的内容讲下来。时间安排有些不合理,有拖堂的现象。在学生所学知识的衔接上,比如:重力不等于地球的吸引力,它只是其中的一个分力,暂时讲不清楚的内容的解释和过渡不是很好。 四大基本相互作用,不能一下讲清楚,我应该鼓励学生进一步自学,也可以培养其主动探索的学习习惯。
3.2 弹力
教 学 目 标
知识与技能
1.知道弹力产生的条件.
2.知道压力、支持力、绳的拉力都是弹力,能在力的示意图中画出它们的方向.
3.知道形变越大弹力越大,知道弹簧的弹力跟弹簧的形变量成正比,即胡克定律.会用胡克定律解决有关问题.
过程与方法
1.通过在实际问题中确定弹力方向的能力.
2.自己动手进行设计实验和操作实验的能力.
3.知道实验数据处理常用的方法,尝试使用图象法处理数据.
情感态度与价值观
1.真实准确地记录实验数据,体会科学的精神和态度在科学探究过程的重要作用.在体验用简单的工具和方法探究物理规律的过程中,感受学习物理的乐趣,培养学生善于把物理学习与生活实践结合起来的习惯.
2.从任何物体都能发生形变人手,培养学生实事求是的世界观.认识事物本来面目,不被表面现象所迷惑.
教学重点、难点
教学重点
1.弹力有无的判断和弹力方向的判断.
2.弹力大小的计算.
3.实验设计与操作.
教学难点
弹力有无的判断及弹力方向的判断.
教 学 方 法
探究、讲授、讨论、练习
教 学 手 段
教具准备
刻度尺、钢锯条、弹簧、泡沫塑料块、铜片、面团、白纸,墨水瓶(灌满红墨水)、通过橡皮塞插有细玻璃管的椭圆形玻璃瓶、激光光源、平面镜及支架(两套)、物理小车、橡皮筋、小螺旋桨、小球、演示胡克定律用的带刻度的木板、弹簧、钩码等等.
教 学 活 动
[新课导入]
每小组分发一根细铁丝,让同学们自己动手绕制一个小弹簧.(可以让学生在家先做好)让学生拿起自己绕制的小弹簧,轻轻地拉一拉或压一压.
师:在弹簧被拉伸的同时,有没有感觉到你的手受到一个力的作用?
生:有.
师:那么,这又是个什么力呢?它是怎样产生的,它的大小、方向各如何?带着这些问题我们一起来探究有关弹力的有关知识.
[新课教学]
一、弹性形变和弹力
[实验演示]
演示实验1:钢锯条在手的作用下弯曲.
演示实验2:弹簧被拉长或压短.
演示实验3:泡沫塑料块受力而被压缩、弯曲与扭转.
演示实验4:铜片被弯成直角状、
演示实验5:面团在重力作用下下坠,形状变化.
演示实验6:纸张被手揉皱.
学生观察思考什么是形变
师:上面的几个实验非常容易做,大家可以在课下做这几个实验,同时也可以根据自己的思路设计出更好的实验。这几个实验共同的特征是什么?
生1:它们的形状都发生了变化.
生2:它们的体积有的发生了变化.
师:物体形状或体积的变化叫做形变.物体的形变分为几种类型呢?请举例说明.
生1:根据物体形变的程度,有一种形变是由于物体被弯曲造成的,比如说弯曲的直尺,弯曲的竹竿等等.
生2:有的形变可能是由于物体被拉长而引起的,比如说拉长的橡皮筋、被拉长的弹簧等等.
生3:弹簧还可以由于被压缩而产生形变,我们可以把这种形变叫做压缩形变,同样的例子还有被压缩的面包、海绵等等.
生4:绳子被扭转后也会发生形变,我们可以称之为扭转形变,被扭转的金属也有这样的特征.
师:(鼓励)刚才同学们总结得非常好,我们可以根据形变的不同状况把形变分为弯曲形变、拉伸或压缩形变以及扭转形变.刚才举的那些例子都很容易观察到,如果一本书放在桌面上,书和桌面发生形变了没有?
生1:没有.
生2:可能发生了形变,但是由于形变量太小,所以肉眼观察不出来.
师:我们来看这样几个实验.
(实验参考,
如图3—2—1所示,用手压扁平瓶子的不同部位,细管中的液面上升或下降,通过观察液面的升降可以判断瓶子发生形变;在一个大桌上放两个平面镜,用小型激光源发射激光照射平面镜M,用力压桌面,让一束光依次被两面镜子反射,通过反光镜的放大原理可以使墙上的光点移动很大的距离.
(演示实验)
师:通过上面的实验,我们观察到什么样的实验现象?
生:通过观察,我们发现原来不容易观察的瓶子和桌面也发生了形变.
师:我们用了什么样的方法?
生:微观放大的方法.
师:可以得出什么样的结论?
生:一切物体都可以发生形变.
师:形变分为很多种类,有些物体在形变后能够恢复原状,这种形变叫做弹性形变.发生弹性形变的物体是不是在所有的情况下都可以恢复原状呢?
实验演示橡皮筋在较大的力的作用下的断裂
师:通过刚才的观察说明什么情况呢?
生:发生弹性形变的物体要想恢复原状是有条件的,不能超过一定的限度.超过一定限度,即使撤去力的作用,也不会恢复原状.
师:(微笑鼓励)刚才这位同学分析得非常好,这种限度叫做弹性限度.任何发生弹性形变的物体都有弹性限度,这也是为什么弹簧秤不能称量质量过大物体的原因,如果质量过大,会损坏弹簧秤.
师:当发生弹性形变的物体要恢复原状就会对与它接触的物体有什么作用?
生:将会对与它接触阻碍它恢复原状的物体有力的作用.
师:我们把这种发生弹性形变的物体由于要恢复原状,对与它接触的物体产生力的作用,这种力叫做弹力.下面通过观察几个演示实验,大家来总结一下弹力产生的条件.
实验方案参考
1.弯曲的锯条将小球弹出.
2.压缩弹簧将与之相毗邻的小车推出.
3.伸长着的橡皮筋将与之相连的小车拉过来.
学生讨论回答
生:通过观察以上的几个实验,可以知道弹力产生的条件有两个:接触并且发生形变.
师:力是一个矢量,弹力当然也是矢量,那么通过以上的实验,大家总结一下弹力的方向。
生:弹力方向总是指向施力物体形变恢复的方向.
[课堂训练]
关于弹力的产生,下列说法中正确的是……………………………( )
A.只要两物体相接触就一定产生弹力
B.只要两物体相互吸引就一定产生弹力
C只要物体发生形变就一定有弹力产生
D.只有发生弹性形变的物体才会对与它接触的物体产生弹力作用
答案:D
解析:此题根据弹力的产生条件,接触和弹性形变缺一不可.A、C都只有弹力产生条件的一个方面,而B只说“有相互吸引”,只能证明有力存在,不是弹力,故选项D正确.
二、几种弹力
师:让我们通过几种常见的弹力进一步来研究弹力问题.
实验演示课本放在桌面上,绳子悬挂物体
师:当把课本放在桌面上,根据我们以前所学的知识,课本和桌面之间的相互作用力是什么呢?
生:是课本对桌面的压力和桌面对课本的支持力.
师:它们是不是弹力?为什么?
生:它们是弹力,因为它们符合弹力产生的条件,接触并且发生形变.
师:压力和支持力的方向是怎样的呢?
生:压力的方向是垂直于支持面并且指向被压的物体,支持力的方向是垂直于支持面指向被支持的物体.
师:刚才我们演示了绳子拉物体的情形,绳子的拉力是不是弹力呢?它的方向又是如何规定的呢?
生:绳子的拉力也是弹力,它的方向沿着绳指向绳收缩的方向.
师:好的,下面我们通过具体的例子判断一下弹力的有无和方向.
多媒体投影例题
(参考例题)
试分析图3—2—2中光滑小球受到的弹力的情况(小球放在水平面上静止),并画出小球受到的重力和弹力(示意图).
师:在这个例子中,倾斜的墙面对小球有没有弹力的作用呢?
生l:墙和小球之间好像应该有弹力.
生2:不好判断,因为二者虽然接触但是它们的形变情况从图中观察不出来.
生3:产生弹力的必要条件是接触,充分条件是挤压产生形变.在上图中与小球相接触的有两点A和B,因此小球所受到的弹力只能来自这两点,但是有接触并不一定就产生弹力,必须要挤压才产生形变.对月点来说,小球一定与水平面挤压,因为假设没有水平面,小球在重力作用下一定掉下来,因此B点有弹力且方向垂直于B点的切面指向圆心;对于.A点来说,假设受到侧壁的弹力F,则F将会使小球向右运动,这与题目(小球静止)相矛盾,所以侧壁对小球没有弹力,小球受力情况如图所示,两力大小相等、方向相反.
师:刚才那位同学分析得非常好,这种方法我们以后经常用来判断力的有无,这种方法叫做假设法,就是假设这个力存在,看在这个力存在时作用效果是否与物体实际的运动状态相符合,如果确实符合,说明这个力确实存在,如果不相符合,可以判定这个力不存在.
[课堂训I练]
1.请在图3—2—3中画出杆及球所受的弹力.
(1)杆靠在墙上.
(2)杆放在半球形的槽中.
(3)球用细线悬挂在竖直墙上.
(4)球放在两个等高的支座上.
解析:(1)A图中杆在重力的作用下,对A、B两处都产生挤压的作用,故A、B两点处对杆有弹力,弹力的方向与接触点的平面垂直,如图3—2—4所示.
(2)B图中杆对C、D两处有挤压作用,因C处是曲面.D处为支承点,所以,C处的弹力垂直其切面指向球心,D处的弹力垂直于杆斜向上.如图所示.
(3)C图中球挤压墙面且拉紧绳子,所以墙对球的弹力与墙垂直,绳子对球的弹力沿绳斜向上.如图所示.
(4)D图中球与两点接触并且挤压,球受的弹力F1、F2垂直于接触点的切面(虚线是切面),沿着半径方向指向球心.如图所示.
2.在图3—2—5中,A、B两小球相互间一定有弹力作用的图是……………( )
答案;B
解析:我们可以用假设的方法来判断A、月之间是否有弹力.如果把其中的一个物体撤去,看另外一个物体运动状态是否发生变化,只有B选项中当其中一个物体去掉后另外一个物体将会运动.
三、胡克定律
师:下面我们大家设计一个实验,实验的目的是寻找与弹簧的弹力有关的因素.
学生设计实验,然后分组实验
参考实验案例
如图3—2—6所示,用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力,系统静止时,弹簧的弹力等于所悬挂钩码的总重;弹簧的长度及伸长量可由刻度尺测出.
注意事项
(1)本实验要求定量测量,因此要尽可能减小实验误差.标尺要竖直且紧靠指针以减小读数带来的误差,每次改变悬挂钩码个数后,要待系统稳定后再读数.
(2)实验中所提供的米尺精确度为1 mm,应估读一位.
(3)弹簧组的说明书已说明每个弹簧的弹性限度,注意不要超过它的弹性限度使用.
建议做法:
(1)选择器材:
从弹簧组中选择一只弹簧(注意它的弹性限度)悬挂在铁架台的横杆上;实验桌上有
200g、50g的钩码各一盒,选择50g钩码来做这一实验.(想一想,为什么?)(参考答50kg的钩码质量比较小,容易调节,另外增加一个不会损坏弹簧)
(2)首先将实验装置调整妥当(如整个装置是否竖直平稳,标尺与弹簧的距离是否合适,标尺面与弹簧上的指针是否在同一平面内,是否便于读数等).
(3)读出弹簧自然下垂时指针所指刻度.
(4)悬挂50g钩码一个,待稳定后,读出弹簧上指针所指刻度并计算出弹簧的伸长量记入表格
(5)逐个增加钩码,重复第4步,至少做5组数据.
初态指针对应刻度(cm)
弹簧弹力(N)
指针所指刻度(cm)
弹簧伸长量(cm)
(6)图象法处理数据:在下面的坐标纸上,以弹簧弹力为纵轴,弹簧伸长量为横轴建立坐标系,如图3—2—?所示.描出5个特殊点,以寻找弹簧弹力和弹簧伸长量之间的关系.
拓展一步:常用的实验数据的处理方法有:计算法(求比值、求积、求和、求差等)和图象法两种.两者比较,图象法处理数据更为直观、更容易得出物理变化规律,且该种方法处理数据能更好地减小实验的偶然误差.
师:通过以上的实验,我们可以得出怎样的结论?
生:通过分析实验中的实验数据,我们可以得到弹簧弹力的大小与弹簧的形变量成正比.
师:用一个公式来表示这种关系.
生:F=KX其中F是弹簧受到的弹力大小,X是弹簧的形变量,既可以是弹簧的伸长量,又可以是弹簧的压缩量.
师:这个公式实际上是一个定律,叫做胡克定律,是英国科学家胡克首先发现的,其中式子中的A是弹簧的劲度系数,单位是牛每米,符号是N/m.生活中常说有的弹簧“硬”,有的弹簧“软”指的就是它们的劲度系数不同.弹簧的劲度系数跟弹簧丝的粗细、材料、弹簧的直径、绕法、弹簧的长度等量有关,这个量反映了弹簧的特性.
[课堂训练]
如图3—2—8所示,为一轻质弹簧的长度和弹力大小的关系.根 据图象判断,正确的结论是 …………………………………( )
A.弹簧的劲度系数为1 N/m B.弹簧的劲度系数为100 N/m
C弹簧的原长为6 cm D.弹簧伸长0.2 m时,弹力的大小为4 N
解析:弹簧处于原长时,弹簧的弹力应为o,由此可知弹簧原长为6cm.由图象可知:当拉长2 cm时,弹力为2 N,可得劲度系数为100 N/m,因此答案为BC.
[小结]
在弹力的教学过程中,有这样几个难点需要突破,一是任何相接触的物体间都可能有弹力,弹力的产生条件是接触并且有形变,但是有些物体的形变量很小,不容易观察到,就会使学生产生这样的疑问:这种情况下弹力到底有没有?例如物体放在桌面上,压力和支持力不能通过形变来进行判断,解决这个问题的方法是微小形变的演示,通过演示,使学生确信任何两个接触的物体间都可以有弹力.另外一个难点是弹力有无的判断,解决这个问题可以用假设判断的方法,不仅让学生知道判断的方法,更应该让学生学会这些方法的迁移,例如假设的判断方法,也可以用到摩擦力有无的判断中去.一般弹力大小的判断要根据物体的实际情况判断,而弹簧弹力的判断可以根据胡克定律进行判断,让学生通过实验“发现”胡克定律,在发现中锻炼究物理规律的能力.

学 生 活 动
作 业
[布置作业]
教材第59页问题与练习.
板 书 设 计
概念
物体的形状和体积的改变
特点
1.任何物体都能发生形交
形变
2.有的形变明显,有的形变极其微小
分类
按形式分;拉伸(或压缩)形变、弯曲形变、扭转形变
按效果分:弹性形变、非弹性形变
概念
发生形变的物体由于耍恢复原状,对跟它接触的物体问产生的力
弹力
产生条件
直接接触
发生形变
弹力
1.压力的方向垂直乎支持面指向被压的物体
方向
2.支持力的方向垂直于支持面指向被支持的物体
3.绳的拉力方向总是沿着绳指向绳子收缩的方向
大小
I,形变越大,强力也越大
2.形变消失,弹力也随之消失




3.3 摩擦力
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、难点
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/N
l
2
3
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]
教材第65页问题与练习.
板 书 设 计
1.两物体接触且接触面粗糙




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

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


3.大小:0≤f≤fm


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。





3.4 力的合成
教学
目标
(一)知识与技能
1、理解合力与分力的概念,知道什么是力的合成。
2、掌握力的“平行四边形定则”,会用作图法求两个共点力的合力。
4、知道共点力的概念,会计算在同一直线上的几个力的合力,会用直角三角形知识计算两个力的合力。
(二)过程与方法
1、采用实验探究的学习方式,通过独立思考与分组讨论等过程,培养学生设计实验、动手操作及观察实验现象的能力,以及分析、综合、归纳的能力。
(三)情感、态度与价值观
1、通过实验探究过程,激发学生的学习兴趣,发挥学生的积极性、主动性和创造性。
2、通过力的合成的研究与规律的发现,培养学生严谨的科学态度,逐步养成用科学方法与科学知识理解和解决实际问题的习惯,提高科学素养。
重点
难点
重点:力的合成。
难点:对等效思想的理解和对力的合成方法的运用。
教具
准备
多媒体、力的合成演示器
课时
安排
1课时
教学过程与教学内容
教学方法、教学手段与学法、学情
引入:初中学到的力的平衡,是对于力的合成的初步认识,对于其他情况下力之间是如何相互影响的,其共同的作用效果又可以怎样表示出来?
教学环节一:
1、教师活动:
实验探究:
⑴ 同一直线上两个力的合成:
如图(1)、(2)中水平面上物体受到水平力F1 = 10N、F2 = 25N
图(1)合力F合1 = ________N,方向 ___________________
图(2)合力F合2 = ________N,方向 ______________
同一直线上两个力的合成方法是:____________

1、学生活动:
根据初中学过的知识,结合自己的理解回答探究问题。
【总结】:同一直线上两个力的平衡,用二力平衡的方法。
【说明】:根据初中学到的知识,引导学生对于力的共同影响一个初步的思考。
2、教师活动
一位力气大的同学只用一只手一个力就可以把水桶从地面提到桌面上,两个女同学用两只手给水桶两个力,同样也把水桶从地面移动到桌面上,不同的同学用不同的方法达到了一个共同的目的.在提水桶这个事件上,这一个力产生的作用效果和两个力的作用效果是相同的.
2、学生活动:
通过观察上面现象,思考该现象的共同点。
【总结】:一个力,如果它产生的效果与几个力共同作用时产生效果相同,那么这个力就叫做几个力的合力,而这几个力就称为这个合力的分力。
在大多数实际问题里,物体不只受到一个力,而是同时受到几个力。如果一个力的作用效果与几个力共同的作用效果相同,则这一个力就叫做这几个力的合力。(合力是假想的力,不是真实存在的。)求两个或两个以上力的合力的过程或方法叫做力的合成。
【说明】:探究,总结,让学生在问题理解中认识到合力与分力的定义,让学生理解更加容易。
教学环节二:
1、教师活动:
根据初中学到的知识,可以知道,对于在同一直线上的力可以根据二力平衡来确定他们之间的影响,而对于不在同一直线上的两个力,应如何来对其进行合成?
实验探究:
实验步骤:(1)在桌上平放一个方木板,在方木板上铺上一张白纸,用图钉把白纸固定好.
(2)用图钉把橡皮筋的一端固定在板上的A点(A点的位置应该靠近顶端中点),在橡皮筋的另外一端拴上两条细绳,细绳的另外一端是绳套.
(3)用弹簧秤分别钩住绳套,互成角度地拉橡皮筋,使橡皮筋伸长,结点达到某一位置O.
(4)用铅笔记下O的位置和两条细绳的方向,分别读出两只弹簧秤的示数(在同一条件下).
(5)用铅笔和三角板在白纸上从O点沿着两绳的方向画直线,按照一定的标度作出两个力F1和F2的图示.
(6)只用一只弹簧秤,通过细绳把橡皮筋的结点拉到相同的位置O点,读出弹簧秤的示数,记下细绳的方向,按同一标度作出这个力F的图示.
1、学生活动:
在实验探究的过程中,由教师引导,在实验中探究体会不同方向上力的合成。
【总结】:互成夹角的两个力的合成,遵从平行四边形法则。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,这就叫做平行四边形定则。
【说明】:通过实验探究,总结规律,认识到力的合成所遵从的法则,同时,在探究的过程中培养学生的实验探究精神。
2、教师活动:
共点力:一个物体受到几个外力的作用,如果这几个力有共同的作用点或者这几个力的作用线交于一点,这几个外力称为共点力。
共点力的合成:遵守平行四边形规则
2、学生活动:
认识共点力跟共点力的合成法则。
【总结】:共点力的定义及其合成遵从法则。
【说明】:讲授,让学生明白什么叫共点力。
初中知识点引入
再认识二力平衡
引出合力的概念
总结说明,合力及力的合成与分解
实验探究,探讨力的合成法则
引导实验,得出实验结论
总结说明
认识共点力




力的合成
1.力的合成 如果一个力的作用效果与另外几个力的共同作用效果相同,那么这个力与另外几个力可以相互替代,这个力称为另外几个力的合力 .
2.平行四边形定则 以表示两个分力的线段为邻边作一个平行四边形,则这个平行四边形中表示两分力的线段所夹的对角线表示合力的大小和方向.
3.共点力 如果一个物体受到两个或更多个力的作用,有些情况下这些力共同作用在同一个点上,或者虽然不是作用于同一个点上,但是他们的延长线交于一点,这样的一组力叫做共点力.




3.5 力的分解
教 学 目 标
知识与技能
1.知道什么是力的分解,了解力的分解的一般方法.
2.知道平行四边形定则和三角形定则都是矢量运算法则.
3.能用平行四边形定则和三角形定则进行矢量运算.
过程与方法
1.通过设置问题,启发学生的思考,启迪学生的物理思维.
2.通过组织探究实验,训练学生明辨是非、格物致理的能力.
情感态度与价值观
1.通过组织探讨和探究实验,培养学生的合作精神,使学生体会到在交流中可以提高自己的能力.
2.让学生初步体会到物理学的和谐美和统一美.
3.通过分析实际问题,激发学生的学习兴趣.
教学重点、难点
教学重点
1.平行四边形定则和三角形定则在力的分解中的应用.
2.根据力的作用效果对力进行分解.
3.正交分解法.
教学难点
应用平行四边形定则和三角形定则进行矢量运算.
教 学 方 法
探究、讲授、讨论、练习
教 学 手 段
教具准备
多媒体课件、台秤、钩码、砝码、细绳、薄板钢条.
教 学 活 动
[新课导入]
(演示实验)
用一根细线提起一个重物和用两根细线同时提起这个重物,在实验演示之前先展示问题.
师:是一根细线容易断还是两根细线容易断?
生:(非常肯定地回答)当然是一根细线容易断.
实际演示,当两根细线之间的夹角较大时,两根细线中的一根先断
通过实际实验,和学生的认识形成较大的反差,可以激发学生兴趣,引发学生进一步的思考.
师:我们学习完这一节课“力的分解”之后就会明白这个问题.
[投影出示思考题]
1.什么叫力的合成?
2.如何求两个互成角度的力的合力?
3.求下列两个力的合力:
(1)F1=30 N,F2=40 N,且方向互相垂直.
(2)F1=50 N,F2=50 N,且互成120‘角.
[学生活动]解答思考题.
[教师抽取部分学生用作图法和解析法的求解过程,并在实物投影仪上评析]
[过渡引言]
在力的合成中,我们知道:当几个力的作用效果与某个力相同时,这几个力就可以用这一个力代替,那么反过来,也可用那几个力来代替一个力的作用效果,这就是力的分解
[新课教学]
一、力的分解
师:我们上一节课学习了力的合成,现在我们学习力的分解,大家根据力的合成的定义方法来定义一下什么是力的分解.
生:求一个力分力的过程和方法叫做力的分解.
师:求合力的方法是什么?
生:(一起回答)平行四边形定则.
师:那么求分力的方法是什么?大家大胆地猜想一下.
学生探究讨论力的分解的方法
生:(小声、不敢肯定,有些犹豫)可能也是平行四边形定则.
师:你得出这个结论的依据是什么?
生:从逻辑角度讲,这两个分力的合力就是原来被分解的那个力,所以力的分解是力的合成的逆运算.因为力的合成遵循平行四边形定则,那么力的分解也应该遵循平行四边形定则.
师:(微笑鼓励)刚才这位同学分析得非常好,像这种方法,我们并没有通过实验来验证结论,而是通过逻辑推理进行分析探究,这种研究问题的方法叫做理论探究.根据这个结论,要分解一个力,我们应该把这个力当成什么?
生:我们要把这个力当成平行四边形的对角线.
师:当用平行四边形的对角线表示合力时,那么分力应该怎样表示?
生:分力应该是平行四边形的两个邻边.
师:如果对角线确定了以后,根据几何学的知识,它的两条邻边是不是就唯一确定了呢?
生:不是,当对角线确定了以后,它相邻的边有很多组.
师:同学们在练习本上作出一条对角线,然后作这条对角线相邻的两条边,看能够做多少条.
学生练习,体验不加以限制的话,一个力的分力有无数组解
生:有无数组解.
师:这样研究一个力的分力显然是不可能的,也是不现实的,那么我们应该怎样研究一个力的分力呢?
生:可以放在具体受力环境中进行解决.
[演示实验]参考实验,可以进行实物投影(图3—5—1)
师:一个水平放置的薄木片,在它的上面放置一个小物体,可以观察到什么现象?

生:可以看到薄木片被压弯,
师:这一个效果是由什么原因引起的?
生:是由于物体本身的重力引起的,它产生了一个使物体向下压的效果.
师:我们能不能把木片竖直放置而使物体静止呢?如果不能,应该怎样做才能使它静止?
生:当然不能,应该用一个绳子拉住物体才能使它静止.
师:为了使力的作用效果更容易被观察到,我们用一根橡皮筋代替绳子,当木片竖直放置时(图3—5—2),橡皮筋发生了形变,也就是受到了弹力;木片是不是发生了形变?
继续演示实验
师:仔细观察木片竖直放置时,木片的受力形变情况和橡皮筋的受力形变情况
应该是怎样的呢?
生:木片不发生弯曲,说明木片没有受到物体力的作用;橡皮筋被拉长了,说明橡皮筋对物体有力的作用.
师:使橡皮筋发生形变的力是什么力?
生:原因还是由于物体受到重力使橡皮筋发生了形变.
师:如果既不竖直放置木片,也不水平放置木片,而是让木片与地面成一角度(图3—5—3),我们再来看一下橡皮筋和木片的形变情况.
生:木片和橡皮筋同时发生了形变,说明两个物体都受到了力的作用.
多媒体投影例题:把一个物体放在倾角为口的斜面上,物体受到竖直向下的重力,但它并不竖直下落.从力的作用效果来看,应该怎样将重力分解?两个分力的大小与斜面的倾角有什么关系?
师:大家可以讨论探究应该怎样解决这个问题.
学生讨论探究,自己独立完成解答过程生:根据刚才的分析,根据重力产生的效果,重力应该分解为这样两个力:平行于斜面使物 体下滑的分力Fl、垂直于斜面使物体压紧斜面的力F2.
师:由几何关系可知,这两个力和重力之间的关系是怎样的?
生:F1=Gsin?,F2=Gcos?.
师:由刚才那位同学推导出的公式知,这两个分力的大小与物体本身的重力和斜面倾角?有关,有什么关系?
生:斜面倾角"增大时,Fl变大、F2都减小.
师:下面我们再通过实验验证一下是不是这样.
(实验验证)通过抬高木片的一端使木片与地面间的夹角逐渐增大,通过观察橡皮筋的形变量来看F2的变化,通过观察木片的形变程度的观察来看F2的变化.(注意:如果物体是一个木块的话应该让木块和木片之间的摩擦很小,也可以用小车代替木块来做实验,因为滚动摩擦比滑动摩擦要小)动画模拟刚才实验的过程.以便学生能够更为全面地了解两个分力的变化情况
投影展示桥梁的引桥,引发问题
师:我们知道,桥梁建设得越长,消耗的生产资料越多,为什么桥梁的引桥还要建设那么长呢?
生:增大引桥的长度的目的是减小桥与地面之间的夹角,从而使汽车的重力沿桥面方向的分力减小,减少交通事故的发生.
师:刚才这位同学分析得很好,为了加深对力的分解的认识,我们看以下的练习题.
[课堂训练]
1.如果斜拉桥塔柱两侧的钢索不能呈对称分布,如图3—5—4所示,那么怎样才能保持塔柱所受的合力竖直向下呢?
解析:因为钢索的斜向拉力会对塔柱产生两个效果:一方面竖直向下压塔柱,另一方向沿水平方向拉塔柱,故可以把两个斜向的拉力各分解为一个竖直向下的分力和一个水平方向的分力.要使一对钢索对塔柱拉力的合力竖直向下,如图3-5-5所示,只要它们的水平分力大小相等就可以了,即F1x=F2x,而F1x=Flsina,F2x=F2sinβ
所以有Flsina=F2sinβ,即Fl/ F2=sina/sinβ.
结论:两侧拉力大小应跟它们与竖直方向夹角的正弦成反比.
2.在倾角o=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3-5-6所示.试求这个球对斜面的压力和对挡板的压力.答案;N, N
解析:球受到向下的重力作用,这个重力总欲使球向下运动,但是由于挡板和斜面的支持,球才保持静止状态,因此球的重力产生了两个作用效果,如图所示,根据作用效果分解为两个分力:(1)使球垂直压紧斜面的力F2;(2)使球垂直压紧挡板的力F1.由几何知识可得几与几的大小.如图3—5—7所示,三个力可构成一个直角三角形.由几何关系得,球对挡板的压力F1=Gtana=N,其方向与挡板垂直.球对斜面的压力F2=G/cosa=N,其方向与斜面垂直.
(注意:以上两个例题可以根据学生的实际情况选用,其中第一个难度大些,可供学生整体水平较高的班级使用,第二个和我们的例题类似,可以在例题之后直接进行,如果再进一步地研究这个问题,可以使挡板缓慢地逆时针旋转,让学生求解在这种情况下重力两个分力的变化情况,锻炼学生分析动态变化的问题的能力)

二、矢量相加法则
师:通过这两节课的学习,我们知道力是矢量,力的合成与分解不能简单地进行力的代数加减,而是根据平行四边形定则来确定合力或者分力的大小和方向.前面我们学过的矢量还有位移,位移的相加也遵循平行四边形定则吗?我们来看教材69页“矢量相加法则”这部分内容,然后回答有关问题.
学生阅读课本有关内容,初步认识平行四边形定则不仅仅适用于力的合成与分解,同样也
适用于其他矢量的合成与分解,通过学生自己总结分析,可以提高学生物理知识的迁移能力、用一种方法解决不同问题的能力.
师:位移的矢量合成是否遵守平行四边形定则?
生:位移的合成也遵守平行四边形定则.
师:什么叫三角形定则?
生:把两个矢量首尾相接从而求出合矢量的方法,叫做三角形定则.平行四边形定则和三角形定则实质上是一样的,只不过是一种规律的不同表现形式.
师:什么叫做矢量,除了位移和力,我们所学的哪些物理量还是矢量?
生:既有大小又有方向,并且在相加时遵从平行四边形定则(或三角形定则)的物理量叫做矢量.除了位移和力之外,我们所学过的速度、加速度等都是矢量.
师:什么是标量,我们以前所学的哪些物理量是标量?
生:只有大小,没有方向,求和时按照算术法则相加减的物理量叫做标量.我们以前所学过的质量、体积、距离、密度、时间等物理量都是标量.
(课堂训练)
举重运动中保持杠铃的平衡十分重要.如图3—5—8所示,若运动员举起l 800 N的杠铃后双臂保持106°角,处于平衡状态,此时运动员两手受力各为多大?(sin53°=0.8,cos53°=0.6)
答案:1 500N
[小结]
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.这节课多处增加了学生参与,并通过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.
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.对于正交分解的掌握,老师们可以根据各自的情况进行补充,因为正交分解的方法在今后的学习中经常用到,是最常见的一种处理力的方法,可以根据实际情况安排一节习题课,增加生对力的分解知识的理解.
[课堂讨论]
[投影]讨论思考题:
1.已知两个分力只能求出一个合力.为什么把一个力分解可以得到无数对大小、方向均不同的分力?
2.把一个一定的力分解为两个等大的力,那么,随着两分力间夹角的变化,两分力的大小如何变化?
3.放在斜面上的物体,其重力分解为沿斜面的分力几和垂直于斜面的分力几,有同学认为F:就是物体对斜面的压力,这种说法是否正确?为什么?
4.为什么力的合成和力的分解都遵守相同的定则?
[学生活动]分组讨论并互相交流.
[教师点拨]
1.以两个分力为一组邻边,只能画出一个平行四边形,所以,根据两个分力只能求出一个合力.而仅仅根据一条对角线可以作出无数个平行四边形,有无数对不同的斜边,所以如果没有其他条件限制,可以把一个力分解成无数组大小、方向不同的分力.
2.在合力一定的情况下.随着两等大的分力间的夹角的增大,两分力增大,随着两分力间夹角的减小,两分力也减小.
3.重力的分力几仍是由于地球的吸引而产生的,作用在物体上,其效果是使物体压紧斜面;而物体对斜面的压力是弹力,是由于物体形变产生的,其受力物体是斜面,所以重力沿垂直于斜面的分力几与物体对斜面的压力是两个不同的力.
4.因为力的合成与力的分解都是矢量运算.所以都遵守相同的法则,且它们互为逆运算.
补充:
1.关于力的分解
(1)力的分解遵循平行四边形定则,相当于已知对角线求邻边.
(2)两个力的合力唯一确定,一个力的两个分力在无附加条件时,从理论上讲可分解无数组分力,但在具体问题中,应根据力实际产生的效果来分解.
(3)几种有条件的力的分解
①已知两个分力的方向,求两个分力的大小时,其分解法是唯一的.
②已知一个分力的大小和方向,求另一个分力的大小和方向时,其分解方法也是唯一的.
③已知两个分力的大小,求两个分力的方向时,其分解法不唯一.
④已知一个分力的大小和另一个分力的方向.求这个分力的方向和另一个,分力的大小时其分解方法可能唯一.也可能不唯一.
(4)将一个力分解为两个互相垂直的力.有几种分法:
分析:有无数种分法,只要在表示这个力的有向线段的一端任意画一条直线,在有向线段的另一端向这条直线作垂线,就是一种方法。
(5)将放在斜面上质量为oI的物体的重力mg分解为下滑力F1和对斜面的压力F2.这种说法正确吗?
分析:将mg分解为下滑力几这种说法是正确的,但是mg的另一个分力F2不是物体对斜面的压力,而是使物体压紧斜面的力.从力的性质上看,F2是属于重力的分力,而物体对斜面的压力属于弹力.所以这种说法不正确.
(6)用力的矢量三角形定则分析力最小值的规律:
①当已知合力F的大小、方向及一个分力F1的方向时,另一个分力F2取最小值的条件是两分力垂直.如右图所示.F2的最小值为:F2min=Fsina.
②当已知合力F的方向及一个分力1的大小、方向时,另一个分力F2取最小值的条件是;所求分力F2与合力F垂直,如右图所示,F2的最小值为:F2min=F1sina.
③当已知合力F的大小及一个分力F、的大小时,另一个分力F。取最小值的条件是:已知大小的分力F,与合力F同方向,F2的最小值为,|F-F1|.
(7)正交分解法:
把一个力分解成两个互相垂直的分力,这种分解方法称为正交分解法.
用正交分解法求合力的步骤:
①首先建立平面直角坐标系,并确定正方向.
②把各个力向J轴、y轴上投影,但应注意的是:与确定的正方向相同的力为正,与确定的正方向相反的为负,这样,就用正、负号表示了被正交分解的力的分力的方向.
③求在z轴上的各分力的代数和Fx合和在y轴上的各分力的代数和Fy合.
④求合力的大小 F2=Fy合2+Fx合2
合力的方向:tana=Fy合/ Fx合(a为合力F与x轴的夹角).
学 生 活 动
作 业
[布置作业]
教材第70页问题与练习.
板 书 设 计
一、力的分解
1.力的分解概念:求一个力分力的过程叫做力的分解.力的分解是力的合成的逆运算
2.分解的原则:根据力的作用效果进行分解.
3.例题.
二、矢量的相加法则
1.平行四边形定则
2.三角形定则
3..在下列条件下,力的分解有唯一解
①已知两个分力的方向(不在同一直线上)
②已知一个分力大小和方向




课件32张PPT。典题例解
【例1】 关于静摩擦力的说法,正确的是(  )
A.两个相对静止的物体间一定有静摩擦力的作用
B.受静摩擦力作用的物体一定是静止的
C.在物体间压力一定时,静摩擦力的大小可以变化,但有一个限度
D.静摩擦力一定是阻力
解析:当两个物体有相对运动趋势时才有可能产生静摩擦力,A错;受静摩擦力作用的物体有可能是运动的,比如人走路时,受到的就是静摩擦力,B错;在物体间压力一定时,静摩擦力的大小可以变化,但有一个限度,这个限度就是最大静摩擦力,C对;静摩擦力可能是阻力也可能是动力,D错。
答案:C课件32张PPT。课件33张PPT。课件18张PPT。