高中物理第三章相互作用微型专题三种性质的力及物体的受力分析学案新人教版必修1

1.1重力基本相互作用课标要求【知识和技能】⒈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的运动状态改变⒉知道力的三要素，力的单位和符号，会画力的图示和示意图⒊知道按力的性质和力的效果对力分类，能正确区别力的类别⒋知道重力的产生原因，正确理解重力的定义，能确定物体重力的大小，指明重力的方向⒌知道物体重心的含义，能确定质量分布均匀的规则物体重心的位置,会分析一般物体重心位置与质量分布的关系6.了解四种基本相互作用【过程和方法】⒈通过研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。

⒉能通过多个实验现象归纳出力的作用是相互的⒊通过“重心”概念的引入渗透“等效”的物体方法分析综合方法.（力的概念的深化）【情感、态度和价值观】1．通过实验激发学生的求知欲、激发探索与创新的意识。

2．培养学生热爱自然、探研自然的兴趣，知道物理与生活的关系,用所学知识解决实际问题。

教学重点力、重力、重心的概念。

力的图示和力的作用效果教学难点力、重心概念的深入理解教具弹簧、弹簧秤、木块、海绵、不规则的薄板、细线、曲尺…教学过程新课准备物体运动状态发生变化的含义是什么？学生看书P54后答：物体速度（大小、方向）发生变化物体发生形变的含义是什么？学生看书P54后举例。

【思考】怎样才能物体的运动状态发生变化？要想使物体发生形变有哪些方法？其它物体对它作用。

新课教学1．力⑴力是物体间的相互作用力不能离开物体而存在物体受力是相互的，受力物和施力物体同时存在.力是物体产生形变或运动状态改变的原因（2）力的测量在国际单位制中：单位N测量：测力计（3）力是矢量（结合实例分析）【想一想】怎样力作用在物体上才能使物体加速直线运动？（4）力的图示与示意图力的三要素—大小、方向、作用点.【例】木块浮于水面先定力的单位标度——再画出力指向的方向——最后画出。

箭头、箭尾均可表示出力的作用点。

【思考】苹果从树上由静止下落是受到什么力作用？2．重力（1）重力：是由地球吸引而使物体受到的力。

知识点一力和力的图示(1)力是物体与物体之间的相互作用，力作用在物体上会产生两种作用效果：一是使物体的运动状态发生变化，二是使物体发生形变．(2)力的三要素是指力的大小、方向、作用点．(3)力的图示：俗话说，一个巴掌拍不响，你能从力是物体间的相互作用的角度说出“孤掌难鸣”的道理吗？提示：力是物体间的相互作用，力的作用都是相互的，施力物体与受力物体同时存在．一个巴掌是拍不响的，单掌空拍时只有施力物体，没有受力物体，就不会产生力的作用，当然就没有了掌声，离开物体间的相互作用是不能空谈力的．知识点二重力(1)重力的产生：①由于地球的吸引而使物体受到的力．②重力的施力物体是地球．(2)重力的大小：①重力的大小跟物体的质量成正比，即G＝mg.②测量：用测力计测量竖直悬挂被测物体，处于静止状态时，测力计示数即为其重力大小．(3)重力的方向：总是竖直向下．(4)重心：物体的各部分都受重力作用，从效果上看可认为各部分所受到的重力作用集中于一点，即为物体的重心．(5)决定物体重心位置的因素：①物体的形状；②物体的质量分布．重力的方向是竖直向下，那是不是说物体在地面上的任何位置，所有重力的方向都是相同的？提示：不相同．由于地球是一个球体，不同位置的竖直方向是不相同的，即地球上不同位置的重力方向是不同的．知识点三弹性形变和弹力(1)形变：物体在力的作用下形状或体积发生改变的现象．(2)弹性形变：物体在形变后，撤去作用力时能够恢复原状．(3)弹力：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的力的作用．如图所示的情景中，运动员、箭、小车的运动状态为什么能发生变化？提示：因为受到弹力的作用，分别是跳板、弦和弹簧发生弹性形变产生的弹力．知识点四几种弹力(1)常见弹力：平时所说的压力、支持力和拉力都是弹力．(2)压力和支持力的方向垂直于物体的接触面．(3)绳的拉力沿着绳而指向绳收缩的方向．试画出图中甲和乙所示的棒和球所受的弹力的方向．答案：弹力方向如图所示．知识点五胡克定律(1)内容：弹簧发生弹性形变时，弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比．(2)公式：F＝kx，其中k为弹簧的劲度系数，单位：牛顿每米，符号N/m.在弹性限度之内，一轻弹簧受到10 N的拉力时，它的伸长量是4 cm，则该弹簧劲度系数是250 N/m，当弹簧不受拉力时，该弹簧劲度系数是250 N/m，当弹簧两端受到拉力为7.5 N时，弹簧的伸长量是3 cm.考点一力的概念(1)力的定义力是物体与物体之间的相互作用．(2)力的“四性”①力的相互性：任何两个物体之间力的作用总是相互的，施力物体同时也一定是受力物体．②力的物质性：力是物体对物体的作用，力不能离开物体而独立存在．③力的矢量性：力是矢量，既有大小，又有方向．它可以用一根带有箭头的线段来表示，并加以图示．④力的独立性：任何一个力都独立地产生作用效果，使物体发生形变或使物体的运动状态发生变化．(3)力的作用效果①使物体发生形变．②使物体的运动状态发生改变．(4)力的大小力的大小可用测力计(弹簧测力计)测量．(5)力的单位在国际单位制中，力的单位是牛顿，简称牛，符号N.【例1】下列说法中正确的是( )A．射出枪口的子弹，能打出很远的距离，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，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【审题指导】解答本题的关键是理解力的基本性质．【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，故A项错；物体间力的作用总是相互的，甲推乙的同时乙也推甲，故B项错；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，即力的作用是相互的，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D项正确．【答案】D总结提能对力的概念的理解应把握以下三点：(1)找不到施力物体的力是不存在的；(2)任何物体都能产生力的作用；(3)力的作用是相互的，受力物体同时也是施力物体．关于力的说法，下列结论正确的是( B )A．只有有生命的物体才会施加力B．受力的物体同时也是施力的物体C．静止的物体不受力，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：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，选项A错误．物体间力的作用总是相互的，物体在受力的同时也在施力，选项B正确．力是改变物体运动状态的原因，而不是物体运动的原因，选项C错误．磁铁吸引铁块，磁铁和铁块可能并没有接触，可见选项D错误．考点二力的图示和示意图力是矢量，不仅有大小而且有方向，两个力大小相等，方向不同，这两个力不同．力的方向不同，作用效果则不同．如与物体运动方向相同的力，加快物体的运动，与物体运动方向相反的力，阻碍物体的运动．因此，要把一个力完整地表示出来，既要说明力的大小，又要说明力的方向．(1)力的图示用一根带箭头的线段表示力，线段的长短表示力的大小，箭头的指向表示力的方向，用箭尾(或箭头)表示力的作用点，这种表示力的方法叫做力的图示．(2)画力的图示的步骤①选取合适的标度(用若干毫米表示一定大小的力)；②从作用点开始沿力的方向画一线段，线段的长短按选定的标度和力的大小画出，线段上加刻度；③在线段的一端加箭头表示力的方向，箭尾在力的作用点上，力的方向所在的直线叫做力的作用线．(3)力的示意图只画出力的作用点和方向，表示物体在这个方向上受到了力．【例2】如下图所示，物体A对物体B的压力是10 N，试画出这个力的图示和示意图．【审题指导】本题的解题思路如下：受力物体→作用点→选定标度→按比例画线段→标箭头【解析】画力的图示，要严格按照以下步骤进行．(1)选定标度：此题选单位长度的线段表示2 N的力．(2)从力的作用点或从B的中心处沿力的方向画一线段，线段长短根据选定的标度和力的大小确定，线段上加刻度，从O点竖直向下画一段五倍于标度的线段．(3)在线段上加箭头表示力的方向．画力的示意图：从作用点或从B的中心处沿力的方向画一线段，并加上箭头，表示方向，然后标明F N＝10 N即可．【答案】如下图所示．总结提能(1)画力的图示或示意图的一般步骤是：选标度→画线段→判方向、加箭头．(2)作力的图示时，标度的选取应根据力的大小合理设计，一般情况下，线段应取2～5段整数段标度的长度．(3)画同一物体受到的几个力时，要用同一标度．(4)表示力的线段的始端一般为物体的重心位置．如图所示，桌面上有质量为600 g的书，用图示法表示出桌面对书的支持力，并作出这个力的示意图．(g取10 N/kg)解析：书的重力大小G＝mg＝6 N，桌面对书的支持力大小也为6 N作用在书上．取0.5 cm长的线段表示2 N的力，则从力的作用点向上作出1.5 cm长的有向线段即可作出力的图示，如图甲所示；这个支持力的示意图，如图乙所示．答案：见解析考点三重力1．定义：由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力．2．重力的大小：重力大小与物体质量的关系是G＝mg，通常取g＝9.8 N/kg，即1 kg的物体所受重力为9.8 N.可用测力计(如弹簧测力计)测量重力．3．重力的方向：重力的方向总是竖直向下的．竖直向下不能说成垂直向下．说明：①重力是非接触力；②重力的施力物体是地球；③物体所受的重力与物体所处的运动状态以及是否受到其他力无关；④重力不一定等于地球对它的吸引力；⑤重力随纬度的升高而增大；⑥重力随离地高度的增加而减小．4．重心(1)定义：一个物体的各部分都受到重力的作用，从效果上看，我们可以认为各部分受到的重力集中作用于一点，这一点叫做物体的重心．(2)质量分布均匀的物体的重心位置只跟物体的形状有关．形状规则的均匀物体，重心在其几何中心．(3)质量分布不均匀的物体重心的位置与物体的形状和质量分布均有关系．注意：由于重心是一个等效作用点，所以它可以不在物体上．例如，质量分布均匀的球壳，其重心在球心，并不在壳体上．【例3】(多选)关于重力，下列说法中正确的是( )A．重力就是地球对物体的吸引力，其方向一定指向地心B．重力的方向就是物体自由下落的方向C．重力的大小可以用弹簧测力计或杆秤直接测出D．在不同地点，质量大的物体可能比质量小的物体所受的重力小【审题指导】分析和解答本题应从重力的以下几个方面入手：重力→⎩⎪⎨⎪⎧产生地球吸引大小G＝mg方向竖直向下【解析】重力是由于地球对物体的吸引产生的，但由于地球自转的影响，通常情况下重力只是地球对物体的引力的一部分，重力的方向竖直向下，并不一定指向地心，选项A错误；将物体由静止开始释放，只在重力作用下时物体自由下落，所以重力的方向就是物体自由下落的方向，选项B正确；杆秤称量的是物体的质量而非重力，选项C错误；由公式G＝mg可知，重力G的大小由质量m和重力加速度g 共同决定；由于不同地点g值可能不同，因此在g值小的地点质量大的物体所受重力并不一定大，选项D 正确．【答案】BD总结提能重力是由于地球的吸引而产生的，但不能说重力就是地球的引力．透彻地理解和准确地把握概念的内涵和外延，这是正确解答概念性试题的关键．对概念性选择题的解答，要仔细审题，逐项进行推理判断，抓住一些关键词语，如“一定”、“可能”、“可以”等，从正面或反面作出肯定或否定判断是解题的常用方法．下列关于重心及重力的说法中正确的是( D )A．一个物体放于水中称量时弹簧测力计的示数小于物体在空气中称量时弹簧测力计的示数，因此物体在水中时的重力小于在空气中的重力B．据G＝mg可知，两个物体相比较，质量较大的物体的重力一定较大C．物体放于水平面上时，重力方向垂直于水平面向下，当物体静止于斜面上时，其重力方向垂直于斜面向下D．物体的形状改变后，其重心位置往往改变解析：由于物体浸没于水中时，受到向上的浮力，从而减小了弹簧的拉伸形变，弹簧测力计的拉力减小了，但物体的重力并不改变．当两物体所处的地理位置相同时，g值相同，质量大的物体的重力必定大，但当两物体所处的地理位置不同时，如质量较小的物体放在北极上，质量较大的物体放在赤道上，由于赤道上g值较小，而使质量大的物体的重力不一定大．重力的方向是竖直向下的，而不是垂直向下．物体的重心位置由物体的形状和质量分布情况两个方面共同决定，当物体的形状改变时，其重心位置往往发生改变．考点四弹力的方向【例4】分别画出图中的物体A所受弹力的示意图．【审题指导】本题中，画示意图的基本步骤为：确定研究对象A →确定接触面→弹力垂直于接触面→指向受力物体【解析】分析此类问题的关键是确定接触面，对于点—面接触、面—面接触类问题，其中的面即为接触面；对于点—弧面接触类问题，过接触点的弧面的切面即为接触面．根据弹力垂直于接触面，可判断物体A所受的弹力方向，作出的示意图如图所示．【答案】见解析总结提能弹力的方向可根据弹力作用的类型进行判断．1．面面接触：弹力垂直于接触面(或切面)指向受力物体．2．点面接触：弹力过点垂直于接触面(或切面)指向受力物体．3．轻绳：绳对物体的拉力沿绳并指向绳收缩的方向．4．轻弹簧：弹簧对物体的弹力可能为支持力，也可能为拉力，但一定沿弹簧的轴线方向．如图所示是我国的极地考察破冰船——“雪龙号”．为满足破冰船航行的要求，其船体结构经过特殊设计，船体下部与竖直方向成特殊角度．则船体对冰块的弹力示意图正确的是( C )解析：船体对冰块的弹力垂直于接触面，指向受力物体，故C正确，A、B、D错误．考点五物体间弹力有无的判断方法【例5】在下列各图中，A、B两球间一定有弹力作用的是( )【审题指导】本题可按以下思路进行分析：【解析】在A图中，若拿去A球，则B球静止不动，故A、B间没有挤压，即A、B间没有弹力．在B图中，若拿去A球，则B球将向左运动，故A、B间存在相互挤压，即A、B间存在弹力．在C图中，若拿去A球，则B球静止不动，故A、B间没有挤压，即A、B间没有弹力．在D图中，不能判断A、B 间有没有弹力．故选项B正确．【答案】B总结提能弹力的产生条件中接触是前提，挤压是关键，相互接触的物体是否发生弹性形变是弹力存在与否的标志．但是，实际上除弹簧、橡皮条等物体产生弹力时形变较明显外，大部分物体产生弹力时形变是微小的，肉眼很难观察出来．因此，弹力有无的判断主要有以下两种方法：(1)条件法，(2)假设法．如图所示，将一个钢球分别放在烧杯、口大底小的普通茶杯和三角烧杯中，钢球在各容器的底部与侧壁相接触，处于静止状态．若钢球和各容器都是光滑的，各容器的底部均处于水平面内，则以下说法中正确的是( A )A．各容器的侧壁对钢球均无弹力作用B．各容器的侧壁对钢球均有弹力作用C．烧杯的侧壁对钢球无弹力作用，其余两种容器的侧壁对钢球均有弹力作用D．口大底小的普通茶杯的侧壁对钢球有弹力作用，其余两种容器的侧壁对钢球均无弹力作用解析：钢球与容器的侧壁接触，是否有弹力作用，就看接触处是否发生弹性形变，但微小形变难以觉察，可借助假设法判断．假设容器侧壁对钢球无弹力作用，则钢球受重力和容器底部对它的支持力作用，钢球仍将处于静止状态，故钢球与容器侧壁虽然接触但没有发生弹性形变，即容器侧壁对钢球无弹力作用的假设成立．也可以假设容器侧壁对钢球有弹力作用，作出各容器中钢球的受力示意图如图所示，可见三种情况均与钢球静止的题设条件相矛盾，所以该假设不成立，各容器的侧壁对钢球均无弹力作用．考点六弹力大小的计算1．胡克定律及其应用胡克定律表明，弹力的大小与弹簧的形变量成正比，而不是与弹簧的长度成正比．即胡克定律表达式F＝kx中的x是弹簧的形变量，而不是弹簧的原长或变化后的长度．应用胡克定律时应注意下列问题：(1)弹簧发生形变时必须在弹性限度内．(2)x是弹簧的形变量，不是弹簧的原长，也不是弹簧形变后的实际长度．(3)F－x图象为一条经过原点的倾斜直线，图象斜率表示弹簧的劲度系数，对于同一根弹簧来说，劲度系数是不变的．(4)由于F1＝kx1，F2＝kx2，故ΔF＝F2－F1＝kx2－kx1＝kΔx，因此，弹簧上弹力的变化量ΔF与形变量的变化量也成正比关系．2．一般弹力的计算对于除弹簧外的其他弹性体的弹力大小的计算，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竖直向下的重力作用，根据二力平衡，可知绳的拉力大小等于物体重力的大小．关键：弹簧弹力用胡克定律，一般弹力用二力平衡．特别提醒：胡克定律只能计算弹簧的弹力大小，而弹簧的弹力方向，要根据是被拉伸，还是被压缩来确定，其方向总是与弹簧恢复原状的方向相同．【例6】(多选)如图所示，A、B两物体的重力分别是G A＝3 N，G B＝4 N．A用细线悬挂在顶板上，B放在水平面上，A、B间轻弹簧的弹力F＝2 N，则细线中的张力F T及B对地面的压力F N的可能值分别是( )A．5 N和6 N B．5 N和2 NC．1 N和6 N D．1 N和2 N【审题指导】本题的解题思路为：【解析】如果弹簧处于被拉伸的状态，它将有收缩到原状的趋势，会向下拉A，向上提B，则对物体A、B，有F T＝G A＋F＝5 N，F N＝G B－F＝2 N，选项B正确；如果弹簧处于被压缩的状态，它将有向两端伸长恢复原状的趋势，会向上推A，向下压B，则F T′＝G A－F＝1 N，F N′＝G B＋F＝6 N，选项C 正确．【答案】BC总结提能应用胡克定律F＝kx解题时，必须注意：(1)弹簧的形变必须在弹性限度内；(2)x是弹簧的形变量，不是弹簧形变后的实际长度．如图所示，轻质弹簧的劲度系数为k，小球重G，平衡时球在A处，今用力F压球使弹簧缩短x球至B处，则此时弹簧的弹力为( B )A．kx B．kx＋GC．G－kx D．以上都不对解析：设球在A处时弹簧已压缩了Δx，球平衡时弹力F A＝G＝kΔx，球在B处时，弹簧又压缩x，球再达到平衡时弹力F B＝k(Δx＋x)＝G＋kx.故选项B是正确的．考点七探究弹力和弹簧伸长的关系1．实验目的(1)探究弹力与弹簧的伸长量的定量关系．(2)学会利用图象研究两个物理量之间的关系的方法．2．实验原理(1)如图所示，在弹簧下端悬挂钩码时弹簧会伸长，平衡时弹簧产生的弹力与钩码的重力大小相等．(2)用刻度尺测出弹簧在不同的钩码拉力下的伸长量x，建立直角坐标系，以纵坐标表示弹力大小F，以横坐标表示弹簧的伸长量x，在坐标系中描出实验所测得的各组(x，F)对应的点，用平滑的曲线连接起来，根据实验所得的图线，就可探知弹力大小与伸长量间的关系．3．实验器材轻质弹簧(一根)，钩码(一盒)，刻度尺，铁架台，重垂线，坐标纸，三角板．4．实验步骤(1)将弹簧的一端挂在铁架台上，让其自然下垂，用刻度尺测出弹簧自然伸长状态时的长度l0，即原长．(2)如图所示，将已知质量的钩码挂在弹簧的下端，在平衡时测出弹簧的总长并计算钩码的重力，填写在记录表格里．F /NL /cmx /cm1 2 3 4 5(3)改变所挂钩码的质量，重复上步的实验过程多次． 5．数据处理(1)以弹力F (大小等于所挂钩码的重力)为纵坐标，以弹簧的伸长量x 为横坐标，用描点法作图．连接各点，得出弹力F 随弹簧伸长量x 变化的图线，如图所示．(2)以弹簧伸长量为自变量，写出弹力和弹簧伸长量之间的函数表达式，函数表达式中常数即为弹簧的劲度系数，这个常数也可据F －x 图线的斜率求解，k ＝ΔFΔx.6．注意事项(1)所挂钩码不要过重，以免弹簧被过分拉伸，超出它的弹性限度．(2)每次所挂钩码的质量差尽量大一些，从而使在坐标系上描的点尽可能稀疏一些，这样作出的图线更精确．(3)测弹簧长度时，一定要在弹簧竖直悬挂且处于平衡状态时测量，刻度尺要保持竖直并靠近弹簧，以免增大误差．(4)记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位．(5)描点画线时，所描的点不一定都落在一条图线上，但应注意一定要使各点均匀分布在图线的两侧．7．误差分析(1)由于弹簧原长及伸长量的测量都不便于操作，故存在较大的测量误差．(2)由于弹簧自身的重力的影响也会造成误差．当未挂重物时，弹簧在自身重力的作用下，已经有一个伸长量，这样在作图线时，图线与x轴有一截距．【例7】某同学在做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验中，所用实验装置如图所示，所用的钩码每只质量都是30 g．他先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5个钩码逐个挂在弹簧的下端，每次都测出相应的弹簧总长度，并将数据填在下表中．实验中弹簧始终未超过弹性限度，取g＝10 m/s2.试根据这些实验数据在如图所示的坐标系中作出弹簧弹力大小与弹簧总长度之间的函数关系的图线．钩码质量(g)0306090120150弹簧总长度(cm) 6.007.008.009.0010.0011.00(1)该图线的函数表达式为F＝________N；(2)该弹簧的劲度系数k＝________N/m；(3)图线与横轴的交点的物理意义是______________；(4)图线延长后与纵轴的交点的物理意义是_________________.【审题指导】在坐标系中描点作图，通过图象研究规律，再结合物理规律，明确图象的斜率、截距的物理意义．解题思路如下：看标度→描点→连线→看斜率的意义，计算其大小看纵、横轴截距的意义求出图线的函数表达式【解析】描点作图，图象如图所示．(1)由图象可以得出图线的函数表达式为F＝(30L－1.8) N；(2)图线的斜率即为弹簧的劲度系数k＝30 N/m；(3)图线与横轴的交点表示弹簧弹力F＝0时弹簧的长度，即弹簧的原长；(4)图线延长后与纵轴的交点表示弹簧长度为5 cm时的弹力，此时弹簧被压缩了1 cm，即表示弹簧被压缩1 cm时的弹力．【答案】图线见解析(1)(30L－1.8) (2)30(3)见解析(4)见解析总结提能图象法是处理实验数据的一种常用方法，在物理学中经常用图象处理物理问题，解答这类问题时必须明确：(1)图线斜率的物理意义(或切线斜率的物理意义)；(2)图线与纵轴、横轴交点的物理意义．以下是一位同学做“探究弹簧弹力与弹簧伸长量的关系”的实验．(1)下列的实验步骤是这位同学准备完成的，请你帮这位同学按操作的先后顺序，用字母排列出来：CBDAEF.A ．以弹簧伸长量为横坐标，以弹力为纵坐标，描出各组数据(x ，F )对应的点，并用平滑的曲线连接起来B ．记下弹簧不挂钩码时，其下端在刻度尺上的刻度L 0C ．将铁架台固定于桌子上，并将弹簧的一端系于横梁上，在弹簧附近竖直固定一刻度尺D ．依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个……钩码，并分别记下钩码静止时，弹簧下端所对应的刻度并记录在表格内，然后取下钩码E ．以弹簧伸长量为自变量，写出弹力与弹簧伸长量的关系式F ．解释函数表达式中常数的物理意义(2)下表是这位同学探究弹力大小与弹簧伸长量之间的关系所测的几组数据：弹簧的弹力(F /N) 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 弹簧的原长度(L 0/cm) 15 15 15 15 15 弹簧的长度(L /cm) 16.2 17.3 18.5 19.6 20.8 弹簧的伸长量(x /cm)①写出曲线的函数表达式(x 用cm 作单位)：F ＝0.43x . ②函数表达式中常数的物理意义：弹簧的劲度系数． 解析：(1)按实验操作的先后顺序，步骤为：CBDAEF. (2)①k ＝ΔFΔx ≈0.43 N/cm，得F ＝0.43x .②常数为弹簧的劲度系数．1．把一个月牙状的薄板悬挂起来，静止时如图所示．则薄板的重心可能是图中的( D )。

人教版高一物理必修一第三章 相互作用——3.3+-物体的受力分析 导学案设计（无答案）- 1 - / 1[课 题] 《物体的受力分析》[学习目标] 1.加深对三种性质力的概念的理解； 2.掌握受力分析的方法与步骤；3.会正确地画出受力分析示意图.[学习重点] 物体受力分析示意图 [自学导航] 一、知识链接:1.力的概念：力是物体与物体之间的相互作用；有受力物体就一定有施力物体；力的作用效果是由力的三要素共同决定.2.重力：是由于地球的吸引而使物体受到的力；大小G=mg ，也可用弹簧秤测量；方向:竖直向上的；作用点:在物体的重心.3.弹力：产生条件：①物体直接接触；②物体发生弹性形变. 方向：与物体发生形变的方向相反。

支持力和压力的方向与接触面垂直，指向被支持和被压的物体；绳的拉力方向沿着绳指向绳收缩的方向.4.摩擦力：产生条件：①物体直接接触；②物体间有弹力；③物体间有相对运动或有相对运动趋势；④接触面不光滑。

方向：沿着接触面，并且跟物体相对运动或相对运动趋势的方向相反（阻碍物体间的相对运动）. 大小：静摩擦力的大小0﹤F<Fmax ,随外力的变化而变化；滑动摩擦力的大小 f=μF N f 只与μ和F N 有关,与其他因素无关.二、画出下列物体的受力分析的示意图1.在水平拉力的作用下在水平地面上2.以某一初速度在水平地面上向左运动的物体. 向右做匀速直线运动的物体. VF3. 静止在斜面上的物体.4.沿光滑斜面和粗糙斜面下滑的物体.5.以某一初速度沿光滑斜面上滑的物体.6.分别画出静止在水平面上的A 、B 两个物受力分析示意图.(隔离法)8.如图所示在与水平面成30°角的 拉力F 的作用下在粗糙的水平地面上右运动的物体9. 画出A 受到的力示意图．(本题中所有的接触面都是光滑的且物体A 都是静止的)10.下面的物体A 均处于静止状态,画出A 受力的示意图.三、总结：受力分析的一般步骤(1)确定研究对象，将研究对象从周围的物体中“隔离”出来.(2)考虑物体的受力：一般顺序为（重力、弹力、摩擦力和其他外力）. (3)画出受力图.对物体进行受力分析时的注意事项(1)不分析研究对象对其它物体施加的力. (2)在物体的运动方向上不一定受力.(3)没有转动的物体,力的作用点一般画在物体的重心上（外力可以方向不变地平移）. (4)有时可以根据物体的运动状态进行检验.A B30°F A A AA杆A A杆A F。

高中物理第三章相互作用专题受力分析学案新人教版必修1【学习目标】1、会对物体进行受力分析，知道物体的平衡条件。

2、会用整体法和隔离法对物体进行分析。

【预习案】1、受力分析物体的运动状态是由物体受到的全力决定的，受力分析是平衡问题及应用牛顿运动定律解决变速问题的关键。

受力分析时要注意：（1）研究对象的选取：选择研究对象的原则是使问题的研究尽量简便。

研究对象可以是某一个物体，也可以是保持相对静止的若干个物体（整体）。

（2）受力分析：只分析研究对象以外的物体施予研究对象的力（既研究对象所受的外力），而不分析研究对象施予外界的力。

（3）按顺序分析力：把研究对象从实际情景中分离出来，按一定的顺序逐分析研究对象所受的力，一般先已知力，再重力，再弹力，然后摩擦力（只有在有弹力的接触面之间才可能有摩擦力），最后其它力，并画出各力的示意图。

（4）防止添力和漏力：每分析一个力，都要想一想它的施力物体是谁，避免分析出某些不存在的力、画完受力图后要进行定性检验，看一看根据你画的受力图，物体能否处于题目中所给的运动状态、受力分析方法：整体法：将加速度相同的几个相互关联的物体作为一个整体进行分析的方法。

受力分析时不考虑系统内各物体之间的相互作用力，只研究系统外的物体对系统整体的作用力。

隔离法：将所研究的对象从周围的物体中分离出来的方法。

研究系统内部各物体之间的相互作用力。

2、物体平衡的条件（1）共点力作用下物体的平衡条件：物体受到的合力为零，若物体保持匀速直线运动或静止状态，则物体处于平衡状态，其特征是物体所受的合力为零，加速度也为零。

（2）解决平衡的常用方法有分解法、合成法、正交分解法、图解法和相似三角形法。

【探究案】(一)平衡的条件与特征1、如图所示，物体A靠在竖直墙面上，在力F作用下，A、B保持静止。

物体B的受力个数为（）A、2B、3C、4D、52、如图所示的水平面上，橡皮绳一端固定，另一端连接两根弹簧，连接点P在F1、F2和F3三力作用下保持静止。

第三章相互作用——力本章素养概述〔情境导入〕“它不是物，但不能离开物而存在；它不孤独，总是成双成对地出现；它不让你看见，但你能觉察到它的作用效果；它不能像数那样相加，而是遵循另外的法则。

”你知道这是什么吗？它就是我们即将要学习的——力。

自然界的力现象无处不在，无奇不有。

那么，在生活中接触到的力有些什么特点呢？如何发挥力的作用，避免力的危害？本章将探讨这些问题。

〔内容提要〕(1)本章重点介绍了三种相互作用力——重力、弹力、摩擦力，力的相互作用规律——牛顿第三定律以及矢量合成的基本法则——平行四边形法则，为今后学习高中力学奠定了基础。

(2)本章知识分为三部分：一是力的概念，是贯穿于力学乃至整个物理学的重要概念，重力、弹力、摩擦力是常见的几种相互作用力；二是牛顿第三定律及其应用；三是共点力的合成与分解及共点力的平衡，体现出利用等效方法研究物理学的思想。

(3)本章重点：①重力、弹力、摩擦力的产生和方向判定、大小计算；②共点力的合成与分解；③理解牛顿第三定律；④共点力的平衡问题。

本章难点：①应用平行四边形定则求解共点力的合成与分解；②对物体进行正确的受力分析；③共点力平衡问题的分析处理。

〔学法指导〕(1)对于本章内容的学习，不但要熟练掌握基本概念和规律，同时要把握知识间内在的联系，形成知识体系，这样才能抓住重点，突破难点，做到融会贯通、举一反三，最终达到熟练掌握、灵活应用的目的。

(2)在学习三种常见力时，应当多与生活中的事例相结合，在感性认识的基础上正确建立这些力的概念。

比如，静摩擦力的大小、方向、产生或消失都会随其他力的变化而变化；对于弹力的学习，要通过具体实例的分析、练习，掌握各种常见的弹力如拉力、压力、支持力的方向。

对弹簧的弹力大小，会定量分析。

(3)对物体进行正确的受力分析，是学习高中物理第一个需要掌握的基本功，是解决力学问题的关键。

力的合成与分解所遵守的平行四边形定则，是所有矢量合成与分解都遵守的普遍法则，必须熟练掌握。

第三章相互作用2．力的单位与测量师：物理量都有自己的单位，力的单位是什么呢?师：要想测量力的大小，我们可以用什么工具呢?（1）力的单位是牛顿，简称牛，符号是N．（2）力的大小可以用测力计(弹簧秤)来测量．3．力的图示和示意图师：要具体描述作用在物体上的一个力，我们可以采用什么样的方法?生：可以用力的图示的方法．师：要想画力的图示，需要了解哪几个问题?（1）力的三要素：大小、方向和作用点．（2）力的图示：用一根带箭头的线段来表示一个力的大小、方向和作用点．师：下面我们就进行一下力的图示的练习．(多媒体投影例题)[参考例题]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．学生活动：做例题中物体受力的图示，教师巡回指导，帮助水平较差的学生，把做得好的同学的图示用实物投影投到大屏幕上，和学生自己做的进行比较，也可以让同位之间互换进行检查，找出对方的缺点，锻炼学生发现错误的能力．（3）力的示意图由于高中对物体进行受力分析的时候很多，力的图示画起来比较麻烦，我们以后会经常画一种简化的力的图示——力的示意图．力的示意图是在力的图示的基础上，不对力的大小有具体的要求，只画力的作用点和方向，表示物体在这个方向上受到了力．我们在以后经常要用到这种方法，希望大家能够熟练掌握．[课堂训练]1．下列关于力的说法中正确的是…………………………………………( )样进行研究呢?2．重力的三要素（1）大小：重力的大小可以用弹簧秤进行测量．同样一个物体受重力的大小在地球的不同地方是不同的，根据公式G＝mg中的g是我们以前所学的自由落体加速度，它的大小与物体所处的高度和纬度有关．当高度增加时，g的值减小；当纬度增加时，g的值增大．那么重力的方向是如何的呢?（2）方向：重力的方向是竖直向下的．（3）作用点：重力的作用点称为重心，①重心的概念：从效果上看，我们可以认为各部分受到的重力集中在一个点上，这个点叫做物体的重心．②重心的测量物体的重心是如何进行确定的呢? 规则形状并且质量分布均匀的物体重心是在几何中心．质量分布不均匀物体的重心除与物体形状有关外，还与物体质量分布有关．现在这里有一个不规则形状的薄木板，大家设计一个实验方案来标出这块木板的重心所在．(学生设计实验，对实验方案进行讨论)[参考案例]用悬挂法确定薄板的重心这是一种老师们比较熟悉的方法．演示时可以增加重心在物体之外的情况．例如，如图3—1—2所示的薄板，在用悬挂法确定了物体的重心之后，在板上固定一条细线ab，再在其重心c处拴上细线提拉，可使薄板水平平衡．生：可以用悬挂的方法来确定这块薄木板的重心位置．师：实验的原理是什么呢?生：根据物体的拉力和物体的重力平衡，拉力的方向一定是竖直向上，绳子的反向延长线一定通过重心的位置，我们可以改变薄木板的悬挂点，用两条直线的交点来确定薄木板的重心．师：很好，根据自己的实验方案，大家分组进行实验，同时，也可以选择其他的物体想办法测出他们的重心，例如我们的直尺、三角板、物理课本、橡皮等等．(学生进行分组实验，寻找薄物体的重心)三、四种基本相互作用(学生自己阅读教材第56页四种基本相互作用)注：由于这一部分是属于了解性质的问题，让学生自己阅读，有利于提高学生阅读科技论文的能力，是学生提高自己水平的很好机会，老师一定要相信学生有这个能力，不能把一切都进行讲解，而是应该把这一部分时间让学生自由支配，锻炼学生的自学能力，为终身学习作好准备．师：请同学们把自己阅读的内容总结一下．生：这一部分叙述的是自然界的四种基本相互作用，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．师：它们的基本特点是什么?生：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．师：刚才这几位同学总结得非常好，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，希望有一天我们的同学当中有一位能够解决这个问题．点评：通过讲解这一部分，可以激发学生对科学前沿的了解，积极投身到为科学而献身的队伍中去．[小结]力的概念在初中已经有所接触，但是它的理解仍然是一个难点，关键是在于力是物体间的相互作用这一问题上，并且两个力地位是相同的．重力是在初中已经学习过的一个概念，对它的理解主要应该放在重心的研究上，知道不同情况下物体重心的位置．自然界四种基本相互作用是新教材新增的内容，对它的理解不必太深，了解这方面的知识，为将来发展打下基础．教学后记：质量成正比，不同地点重力的大小因g值不同而不同．(注意：重力的大小与物体的运动状态无关，与物体是否受其他力无关)4．方向：重力的方向总是竖直向下的(竖直向下不是垂直于支撑面向下，也不是指向地心)．5．作用点：在重心上．(1)重心是物体各部分所受重力的等效作用点．(2)重心位置与质量分布和物体形状有关，质量分布均匀、形状规则的物体的重心在物体的几何中心上．重心可以不在(填“可以不在”或“一定在”)物体上．[典例解析]一、对力的概念的理解例1下列关于力的说法中正确的是( )A．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B．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力，不会施力C．任何一个物体，一定既是受力物体，也是施力物体D．两个力的大小都是5 N，则这两个力一定相同解析甲推乙的同时，乙也在推甲，力的作用是相互的，A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．例如马拉车时，车也拉马；书向下压桌子，桌子也向上支撑书，B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，所以每一个物体都受到别的物体的作用，是受力物体，同时也对其他物体施力，即又是施力物体，C对；力是矢量，比较两个力是否相同，除了比较其大小还要比较其方向，D错．答案 C二、力的图示和示意图例2在图3甲中木箱P点，用与水平方向成30°角斜向右上的150 N的力拉木箱；在图乙中木块的Q点，用与竖直方向成60°角斜向左上的20 N 的力把木块抵在墙壁上．试作出甲、乙两图中所给力的图示，并作出图丙中电灯所受重力和拉力的示意图．图3答案如图所示三、重力和重心的特点例3关于重力和重心，下列说法正确的是( )A．当物体漂浮在水面上时重力会减小B．放置在水平面上的物体对水平面的压力就是物体的重力C．物体的重心位置总是在物体的几何中心上D．物体的重心位置可能随物体形状的变化而改变解析物体的重力与物体所处状态无关，A错；物体对水平面的压力与物体的重力的施力物体及受力物体不同，B错；物体的重心位置与物体的形状及质量分布有关，只有质量分布均匀、形状规则的物体的重心才在其几何中心，C错，D对．答案 D[巩固训练]1.(对力的概念的理解)关于力，下列说法正确的是( )A．有的物体自己就有力，如爆炸的手榴弹，所以这个力可以没有施力物体B．力不能离开物体而存在C．不接触的物体之间一定没有力的作用D．有的物体只是施力物体而不是受力物体2．(重力的特点)关于物体所受的重力，以下说法正确的是( )A．物体只有在地面上静止时才受到重力作用B．物体落向地面时，它受到的重力大于它静止时所受到的重力C．物体在向上抛出时受到的重力小于它静止时所受到的重力D．同一物体在同一地点，不论其运动状态如何，它所受到的重力都是一样大的3．(对重心的理解)下列关于重心的说法中正确的是( )A．任何有规则形状的物体，它的重心一定与它的几何中心重合B．用一条绳子把一个物体悬挂起来，物体处于完全静止状态，该物体的重心不一定在绳子的延长线上C．任何物体的重心都在物体内，不可能在物体外D．重心与物体的形状和物体的质量分布有关4．(力的图示和示意图)如图4所示，叠放的物体A、B静止在水平地面上，物体A对物体B的压力是10 N，试画出这个力的图示和示意图．图4[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。

高中物理第三章相互作用章末总结教案新人教版必修1(I).doc高中物理第三章《相互作用》章末总结教案新人教版必修1(I) 摘要：本教案旨在为高中物理第三章《相互作用》提供一份详尽的章末总结，帮助学生巩固和深化对力的概念、力的合成与分解、共点力平衡、摩擦力等重要知识点的理解。

一、教学目标理解力的概念及其基本性质。

掌握力的合成与分解的方法。

理解共点力平衡的条件及其应用。

掌握摩擦力的产生条件和计算方法。

培养学生解决实际问题的能力。

二、教学重点力的合成与分解。

共点力平衡的判定和计算。

摩擦力的计算和应用。

三、教学难点力的合成中平行四边形法则的理解与应用。

共点力平衡条件下的动态分析。

摩擦力方向的判断和静摩擦力的计算。

四、教学内容力的概念：力的定义、性质、作用效果。

力的合成与分解：力的矢量性质、平行四边形法则、合力与分力的关系。

共点力平衡：平衡状态的判断、平衡条件的应用、三力平衡的特殊情况。

摩擦力：摩擦力的分类、产生条件、计算方法、影响因素。

五、教学方法讲授法：对基本概念和原理进行系统讲授。

讨论法：组织学生就难点问题进行小组讨论。

案例分析法：通过具体案例分析，帮助学生理解抽象概念。

实验演示法：通过实验演示，直观展示力的作用效果。

六、教学过程导入新课：通过实际问题引入力的概念，激发学生兴趣。

讲授新知：系统讲解力的合成与分解、共点力平衡、摩擦力等知识点。

案例分析：选取典型案例，引导学生分析和解决问题。

实验演示：进行力的合成与分解的实验演示，加深理解。

课堂练习：设计相关练习题，巩固课堂所学知识。

课堂小结：总结本章重点内容，强调易错点和注意事项。

七、作业布置完成课后习题，加深对知识点的理解和应用。

准备下一章的学习内容，预习新课。

八、教学反思学生对力的合成与分解的理解是否到位。

学生在解决共点力平衡问题时是否能够灵活运用平衡条件。

学生对摩擦力的计算和应用是否熟练。

九、结语通过对第三章《相互作用》的系统学习和总结，学生应能够熟练掌握力的基本概念、力的合成与分解方法、共点力平衡条件以及摩擦力的相关知识。

第三章相互作用一、教材分析本章在物理知识方面可分为两部分：第一部分是1节至3节，主要讲述了重力、重力产生的原因、重心、力、力的三要素、力的效果、四种基本相互作用、弹力产生的条件、弹力、压力、支持力、拉力、力的图示、力的示意图、形变、胡克定律、静摩擦力、静摩擦力产生的条件、滑动摩擦力、滑动摩擦力产生的条件、最大静摩擦力、滚动摩擦力、流体阻力、滑动摩擦力跟压力成正比。

第二部分是4节至5节，主要讲述了力的平行四边形定则、力的合成、合力、分力、共点力、作图法求力、用直角三角形知识求力、力的分解、矢量、标量、三角形定则、共点力的平衡等概念。

X k b 1 . c o m二、教学目标1、通过实验认识滑动摩擦、静摩擦的规律，能用动摩擦因数计算摩擦力。

2、知道常见的形变，通过实验了解物体的弹性，知道胡克定律3、通过实验，理解力的合成与分解，知道共点力的平衡条件，区分矢量和标量，用力的合成与分解分析日常生活中的问题三、教学重点三种性质力――重力、弹力、摩擦力；力的合成与分解。

四、教学难点用力的合成与分解分析解决实际问题。

五、教学过程（一）投影全章知识脉络，构建知识体系力重力①大小：G=mg，g=9.8N/kg②方向：竖直向下③等效作用点：重心弹力大小：由物体所处的状态、所受其它外力、形变程度来决定方向：总是跟形变的方向相反，与物体恢复形变的方向一致摩擦力滑动摩擦力：大小，NFFμ=；方向，与物体相对滑动方向相静摩擦力：大小，mFF<<0；方向，与物体相对运动趋势方向相反（二）本章复习思路突破Ⅰ物理思维方法l、具体——抽象思维方法从大量生活实例中抽象出“力是物体间的相互作用”，再把这种抽象具体形象化――用有向线段进行描述，通过这种方法，把对力的计算转化为几何问题来处理。

2、等效替代方法合力和分力可以等效替代，而不改变其作用效果。

这是物理学中研究实际问题时常用的方法。

Ⅱ基本解题思路1、认清研究对象：从题目所给的信息来选取有关物体作为研究对象，是解题的出发点。

受力分析【学习目标】1.认识物体受力分析的一般顺序，会画物体受力图2.初步掌握物体受力分析的一般方法，加深对力的概念、常见三种力的认识3.初步掌握整体法与隔离法【学习重难点】重点：三种力的方向判断，受力分析步骤 难点：整体法隔离法的初步应用。

【问题导学】1.回顾前两节的内同，完成以下表格：三种性质力的特点重力弹力摩擦力静摩擦力滑动摩擦力产生 方向 大小施力物体2.你认为什么叫做“受力分析”？受力分析时需要首先明确是哪个物体的受力，即研究对象。

3. 如图所示，一物体A 放在水平桌面上，若选择A 作为研究对象，则它受到哪几个力？物体A 各部分之间也有相互作用力，在受力分析时需要分析物体A 内部间的作用力吗？FA F /【要点提炼】受力分析的一般步骤：1.明确研究对象：研究对象可以是单个物体（隔离法），也可以是多个物体（整体法）2.将研究对象隔离出来，按照重力，弹力，摩擦力，其他力的顺序依次进行分析，即一重，二弹，三摩擦，四其他（注意：只分析研究对象受到的其他物体对它施加的外力，不分析研究对象对其他物体施加的力，也不分析研究对象的内力；只分析性质力，不分析效果力）A. 重力一定有:作用点在物体的重心.B. 弹力看四周:看研究对象与跟其他物体有几个接触点(面),某个点(面)若有挤压,则画出弹力.一定要注意弹力的方向！C.摩擦力看接触面和相对运动（趋势）:注意有弹力的接触面如果是不光滑的,并且有相对运动或相对运动趋势时,则画出摩擦力.3.画出各个力的示意图，作用点都画在物体的重心处，一定要标明各个力的方向。

4.对所画的受力分析图进行检查，做到“不漏力，不添力，不错力”A.检查一下画出的每个力能否找出它的施力物体,若没有施力物体,则该力一定不存在.（注意寻找施力物体是防止多力的有效措施。

养成按步骤分析力的习惯是防止漏力的有效措施）B.检查受力分析的结果能否使物体处于题目中所给的状态（平衡状态，加速状态等）,否则必然发生了多力或漏力的现象.（力和运动的一致性）类型一、单个物体受力分析【例1】画出下列物体的受力分析图并指出各个力的施力物体。