高一物理必修一第三章教案学生

第三章相互作用本章教材分析第一节重力基本相互作用重点难点1．力是物体间的相互作用这是关于力的概念的最本质的描述，可从以下五个方面深入理解：（1）力是存在于两个物体之间．一个物体受到力的作用，一定有另外的物体施加这种作用．前者是受力物体（研究对象），后者是施力物体．力不能离开物体而单独存在．分析力时，要弄清该力是对谁的作用．若找不到施力物体，则该力不存在．（2）力的作用是相互的．力总是成对出现的．若甲物体对乙物体施加某种力的作用，则乙物体一定同时对甲物体施加力的作用．（3）物体间发生相互作用可以是直接接触，也可以是不直接接触．如桌面对书本的支持力和书本对桌面的压力，就是书本与桌面直接接触发生作用而产生的．而两磁铁之间的引力或斥力并不需要接触也能产生．（4）力不但有大小，而且有方向，力的大小用测力计来测量．在国际单位制中，力的单位是N（牛）．力的三要素决定了力的作用效果，若其中一个要素发生变化，则力的作用效果也将发生变化．（5）力的作用效果有：①使物体发生形变；②使物体的运动状态发生改变．2、力的图示（1）物理学中，用一根带有箭头的线段来形象地表示一个力，线段的长短表示力的大小，箭头表示力的方向，箭头（或箭尾）表示力的作用点，这种表示力的方法叫做力的图示．（2）作力的图示的方法可以简单概括为“四定二标”：一定作用点，二定作用线，三定标度，四定线段长度；一标力的方向，二标力的量值．（3）力的图示与力的示意图不同．力的示意图是便于分析受力而作，侧重于画准力的方向，带箭头的线段上没有标度，线段的长度只定性显示力的大小．3、重力是由于地球的吸引而使物体受到的力（1）重力的产生．重力是由于地球的吸引而产生的．重力也叫重量，常用符号G表示．①重力的本质是地球对物体的吸引力，但不能说重力就是地球对物体的吸引力，因为地球对物体的吸引力还有一个作用效果，就是使地面上的物体能够与绕地轴转动不止的地球保持相对静止．②地球表面附近的一切物体，不论是静止的，还是运动的，不论是否与地面接触，都受重力作用．重力与运动状态和接触面情况无关．（2）重力的方向总是竖直向下的．竖直向下，沿重锤线向下的方向．物体只在重力作用下从静止开始落下的方向是竖直向下的．不能将“竖直向下”理解为“垂直于支持面向下”、“垂直于地面向下”或“指向地心的方向”．（3）重力的大小．①重力大小的计算公式是G=mg．式中m是物体的质量，单位用kg；g是一个与地理位置有关的量，反映地球对物体作用力的强弱．g值随纬度的增加而增大，随离地面高度的增大而减小，通常情况下，在地球表面附近，取g=9．8N/kg．②重力的大小可以用弹簧秤测出，其依据原理是二力平衡条件和力作用的相互性；用悬绳挂着的静止物体，用静止的水平支持物支持的物体，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．特别注意：拉力或压力与重力大小相等是有条件的，且不能认为拉力或压力就是重力，因力的性质不同，施力物体和受力物体也不同．4、重心（1）重心是重力的等效作用点，等效法是研究物理问题常用的思维方法，它是在保证作用效果不变的前提下用一种简化的或便于研究问题的形式来代替原来的形式．重力本来是作用于物体的各个部分，为了研究问题方便，我们可以认为各部分受到的重力集中于一点，这一点就是重力的等效作用点．显然，重心并不是重力的实际作用点，也不是物体上最重的点，更不是地球只吸引那一点．（2）物体重心的位置由物体的形状及质量分布情况所决定，与物体的放置状态无关，与物体的运动状态无关．①质量均匀分布的物体，重心的位置跟物体的形状有关．有规则形状的均匀物体，它的重心就在几何中心上，如均匀球体的重心在球心．②质量分布不均匀的物体，重心的位置除跟物体的形状有关外，还与物体的质量分布有关．（3）物体的重心不一定在物体上．如均匀细直金属丝，其重心就在金属丝的中点，而当把金属丝做成金属环时，其重心就在金属环的环心处，显然已经不在物体上了．（4）对于质量分布不均匀、形状不规则的薄板状物体，可用悬挂法确定其重心的位置．（5）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．典例剖析例1 下面关于力的说法中正确的是A．单个孤立物体有时也能产生力的作用B．力在任何情况下都是成对出现的C．知道力的大小和方向就完全知道一个力D．两个相互作用的物体中，其中一个物体是施力物体，另一个物体只能是受力物体分析解答：只要有力产生，就一定有施力物体和受力物体，单个孤立物体不可能产生力的作用，因此选项A是错误的．力是物体间的相互作用，问题关键在“相互”二字上，如A与B两物体发生相互作用，A对B物体有作用力的同时B对A也有作用力，A与B两物体发生相互作用时产生一对力，因此选项B是正确的A．力有三要素，即力的大小、方向和作用点，只知道力的大小和方向还不能完全确定一个力，因此选项C是错误的．根据物体间作用的相互性，一个物体是受力物体的同时也是施力物体．因此选项D是错误的．理解和掌握了力的概念，就会判断出本题的正确答案是B．解后反思：本题的三种错误说法都是对力的概念理解模糊或认识不全造成的．对“力是物体间的相互作用”的理解，只有把握力的物质性和力的相互性，才能准确地加以判断．例2 如图1-1所示，物体A对物体B的压力是15N，试画出这个力的图示．分析解答：画力的图示，要严格按照．5N例3 关于重力，下列说法正确的是A．重力就是地球对物体的吸引力，其方向必定指向地心B．重力的大小可以用弹簧秤或天平直接测出C．质量大的物体所受重力可能比质量小的物体所受重力小D．物体对悬绳的拉力或对支承面的压力的大小可以不等于重力例4 关于重心的说法，正确的是A．重心就是物体内重力最大的部分B．因为重心是物体所受重力的作用点，所以重心在物体上，不可能在物体外C．物体升高或降低，重心相对于物体的位置保持不变D．如果物体有对称中心，则该对称中心就是重心第二节 弹力学习目标1、了解形变的概念．2、知道什么是弹力及弹力产生的条件．3．知道压力、支持力、绳的拉力都是弹力，能在具体问题中正确画出它们的方向．4．知道胡克定律的内容及适用条件．重点难点1、形变物体在外力的作用下，所发生的形状或体积的改变叫形变．（1）任何物体在外力的作用下都能发生形变，不能发生形变的物体是不存在的，不过 有的形变比较明显，可以直接看出；有的形变极其微小，要用仪器才能显示出来．把物体挂在弹簧上，弹簧伸长，对被挂物体产生向上的弹力．弹簧的伸长形变很容易看出．把物体放在坚硬的桌面上，桌面发生的形变直接观察不到，要用显示微小形变的装置把微小形变放大才能观察到．（2）在外力停止作用后，能够恢复原状的形变叫弹性形变．如在弹性限度内，弹簧、橡皮筋等的形变都属于弹性形变．在外力停止作用后，不能恢复原状的形变叫非弹性形变（也叫塑性形变），如折断的金属丝、橡皮泥等的形变都属于非弹性形变．研究弹性形变有实际意义，今后凡提到形变（除非特别指明），一般都弹性形变．（3）形变可分为拉伸（或压缩）形变、弯曲形变、扭转形变．2．弹力的产生发生形变的物体，由于要恢复原状，对跟它接触的物体会产生力的作用，这种力叫做弹力．（1）弹力的施力物体是发生形变的物体，受力物体是与施力物体接触，使施力物体发生形变且阻碍其恢复原状的物体．（2）弹力产生的条件：①两物体必须直接接触；②两物体接触处发生形变．弹力是接触力．如图1-7所示绳L 1对B 球没有拉力，绳L 2对B 球有拉力．互相接触的物体间也不一定有弹力，要看接触处是否发生形变．有些形变不容易看出，可用假设法判定．即假设把相接触的某个物体撤去，看研究对象的运动状态有无改变；若无改变，则无弹力；若有改变，则有弹力存在．（3）通常所说的压力、支持力、拉力都是由于形变产生的，都属于弹力． 3．弹力的方向弹力的方向是从施力物体指向受力物体，与施力物体的形变方向相反．具体地说：（1）绳的拉力方向总是沿绳而指向绳收缩的方向．（2）压力的方向垂直于支持面而指向被压的物体，支持力的方向垂直于支持面而指向被支持的物体．两物体的接触面大致可分成以下几种情况：①平面与平面接触的弹力方向 ，垂直于平面指向受力物体．②平面与曲面接触的弹力方向 ，过接触点，垂直于平面指向受力物体．③曲面与曲面接触的弹力方向，过接触点，垂直于过接触点的公切面而指向受力物体． ④点与平面接触的弹力方向 ，过接触点，垂直于平面指向受力物体．⑤点与曲面接触的弹力方向 ，过接触点，垂直于曲面的切面指向受力物体．（3）弹簧两端的弹力方向，与弹簧中心轴线相重合，指向弹簧恢复原状的方向．图1-7（4）轻杆两端受到拉伸或挤压时，会出现拉力或压力，拉力或压力的方向沿细杆方向．当杆发生弯曲形变时，杆中的弹力不沿杆的方向，要具体问题具体分析．4．胡克定律F=kx（1）上式适用于在弹性限度内弹簧拉伸或压缩形变所产生的弹力的大小计算．（2）式中的k 为弹簧的劲度系数，是弹簧本身的一种物理性质，与外力无关，其大小只与弹簧的长短、粗细及材料有关．（3）x 为弹簧的形变量的大小，0l l x -=，式中的0l 为弹簧的自然长度，l 为弹簧发生形变后的长度．典例剖析例1 下列说法正确的是 （ ）A ．木块放在桌面上要受到一个向上的弹力，这是由于木块发生微小的形变而产生的B ．拿一细杆拨动水中的木头，木头受到细杆的弹力，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沿着绳而指向绳收缩的方向；D ．挂在电线下面的电灯受到向上的拉力，是因为电线发生微小的形变而产生的；例２ 均匀球体分别静止在如图1-8所所示位置．（a ）图与（b ）图中BC 板固定不动，图（c ）中BC 是可绕C 轴自由转动的光滑木板．求以上三种情况下，球体Ａ各受哪几个力的作用？例3 在图1-10中，圆弧形槽中有一金属杆，画出金属杆受到的弹力．图1-8 图1-9图1-11例4 一弹簧受到80牛的拉力作用时弹簧伸长为14㎝，弹簧受到40牛的压力作用时，弹簧长度为8㎝，试求该弹簧的劲度系数与原长．第三节摩擦力学习目标1、理解滑动摩擦力的概念，知道滑动摩擦力产生的条件，会判断滑动摩擦力的方向，会用公式F f=μF N计算滑动摩擦力的大小．2、了解静摩擦力和最大静摩擦力的概念．知道静摩擦力产生的条件，会判断静摩擦力的方向，并能根据对物体受力情况的分析确定静摩擦力的大小．重点难点1、滑动摩擦力（1）定义：当一个物体在另一个物体表面上相对于另一个物体滑动时，受到另一个物体阻碍它相对滑动的力，这种力叫滑动摩擦力．（2）产生条件：产生滑动摩擦力要同时具备三个条件：①两物体之间的接触面粗糙．凡题中写明“接触面光滑”、“光滑物体”等，均不考虑摩擦力．②两物体接触且要相互挤压，即两物体之间存在弹力．③两物体之间有相对运动．（3）滑动摩擦力的方向：总跟接触面相切，与物体相对运动方向相反．不要把“物体的相对运动方向”与“物体的运动方向”等同起来，也就是说摩擦力可以作为物体运动的动力，但是必然要阻碍物体间的相对运动．（4）滑动摩擦力的大小：滑动摩擦力的大小跟压力成正比．计算公式：F=μF N①公式中的FN是两个物体表面间的压力，性质上是弹力，它不是物体的重力．大小也不一定总等于重力．②μ的大小由相互接触的两物体的材料和表面情况（如粗糙程度等）决定，与两个物体间的压力大小及物体的运动情况无关．③μ的大小和接触面积的大小没有关系．2．静摩擦力（1）定义：一个物体在另一个物体的表面上相对于另一个物体静止但存在着相对运动趋势时，所受到的另一个物体阻碍其发生相对运动的力，这种力叫静摩擦力．（2）产生条件：产生静摩擦力要同时具备三个条件：①两物体之间的接触面粗糙．凡题中写明“接触面光滑”、“光滑物体”等，均不考虑摩擦力．②两物体接触且要相互挤压，即两物体之间存在弹力．③两物体之间相对静止且有相对运动趋势．（3）静摩擦力的方向：总跟接触相切，与物体相对运动趋势的方向相反静摩擦力方向的可以用假设法加以判断：①选取研究对象，即受静摩擦力的物体；②选参照物体，就是与研究对象直接接触且施加静摩擦力的物体；③假设接触面光滑，找出研究对象相对参照物体的运动方向即相对运动趋势的方向；④确定静摩擦力的方向，与相对运动趋势的方向相反。