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文档简介
1、新人教版高中物理全册教学课件必修第一册第一章 运动的描述1 质点 参考系天体的运动新课导入飞机的运动新课导入船的运动新课导入鸟的运动新课导入运动无处不在,如何定义?运动千奇百怪,如何描述?不了解运动就不了解自然。 亚里士多德新课导入新课导入一、机械运动1定义:物体的_随时间的变化2运动与静止的关系(1)自然界中的一切物体都处于永恒的运动中,即运动是_(2)描述某一个物体的运动时,总是相对于其他物体而言的,这便是运动的_新课讲解二、物体和质点1定义:用来代替物体的有_的点2将物体看成质点的条件:在研究物体的运动时,当物体的_和_对所研究问题没有影响或影响可忽略不计时,物体可视为质点3质点是一种_
2、模型,实际并不存在新课讲解例题1关于质点,下列说法正确的是()A质点一定是很小的物体B质点是实际存在的有质量的点C质点是研究物体运动时的一种理想化模型D质点就是物体的重心当堂小练课堂小结对物理模型的理解(1)物理模型是在物理研究中,突出问题的主要方面,忽略次要因素而建立的,是经常采用的一种科学研究方法,质点就是典型的物理模型之一(2)物理模型作为一种理想模型,是为了研究问题方便而对实际问题的科学抽象,实际中并不存在课堂小结例题2下列情形中的物体可以看作质点的是( )A、跳水运动员在跳水比赛中B、乒乓球运动员发出的旋转球C、奥运会长跑运动员在万米长跑中D、花样滑冰运动员在比赛中当堂小练质点概念判
3、断的误区(1)关键词错误,“在一定条件下物体可以看做质点”而不是“物体是质点”。(2)“质点”不同于几何中的“点”,质点有物体的全部质量而几何中的点没有质量。(3)不能说“平动的物体一定能看做质点,转动的物体一定不能看做质点”,关键还是看研究的问题中物体的大小和形状是否可以忽略不计。平动的物体有时不能看做质点,转动的物体有时能看做质点。课堂小结例题3在以下情况中可将所研究的物体看成质点的是()A研究“辽宁舰”航空母舰上的“歼15”战斗机起飞时航空母舰的“微小动作”B研究“玉兔”号从“嫦娥”的怀抱中“走”出来,即两器分离过程中“玉兔”一连串技术含量极高的“慢动作”C研究“玉兔”号巡视器巡视月球时
4、的运动轨迹D研究自行车的运动时车轮的转动情况当堂小练宋代诗人陈与义乘船东行,在去襄邑的途中写下了襄邑道中一诗,根据图中诗句回答以下问题:当堂小练(1)诗中“飞花”的参考系是_;(2)诗中“云不动”的参考系是_;(3)诗中“云与我俱东”的参考系是_当堂小练三、参考系1定义:在描述物体的运动时,被选定做参考、假定为_的其他物体。2选取原则:参考系可以_选取,一般以地面为参考系但在具体问题中,要考虑研究问题的方便性。3参考系对观察结果的影响:选择不同的参考系观察同一个物体的运动,观察结果会有所_。选择不同参考系,观察的结果可能不一样,也可能一样.选择参考系时,应使物体运动的描述尽可能简单、方便。(1
5、)很小的物体一定能看成质点()(2)做直线运动的物体一定能看成质点()(3)自然界中没有绝对静止的物体()(4)只能选择静止的物体作为参考系()参考系的六性课堂小结月亮在莲花般的云彩里穿行选参考系要注意的问题:(1)由于运动描述的相对性,凡是提到物体的运动,都应该明确它是相对哪个参考系而言的(2)在同一个问题当中,若要研究多个物体的运动或同一个物体在不同阶段的运动,必须选取同一个参考系课堂小结例题4下列关于运动的描述中,参考系的选取符合描述的是()A诗句“飞流直下三千尺”,是以飞流作为参考系的B“钱塘江观潮时,观众只觉得潮水扑面而来”,是以潮水作为参考系的C“两岸猿声啼不住,轻舟已过万重山”,
6、是以万重山作为参考系的D升国旗时,观察到国旗冉冉升起,是以国旗作为参考系的当堂小练选择参考系的原则(1)理论上讲,参考系的选取是任意的。(2)选取参考系以描述运动尽可能简单为原则,通常选地面或相对地面静止的物体为参考系。(3)在解题过程中,如果选地面作为参考系可以不指明,但选其他物体作为参考系时必须指明。课堂小结第一章 运动的描述2 时间 位移 问题思考: 阅读读本内容P13-P15:1. “快到上课时间,我们得快点。” “一节课多长时间?”上述两句话中的时间一词在物理学中有何不同?2. 当我们用电子秒表计时,当秒表显示4秒时,是4秒的时间已过。还是刚开始第4秒呢?3. 当我们绕400m标准跑
7、道跑道跑完一圈时,那我们在整个过程中的位移是多少呢?路程呢? 在同学们之间,常常有这样的交流话语:1、现在几点了?2、上午什么时间放学?3、今天你从家里到学校用了多少时间?4、一节课多长时间?问题思考这里几个“时间”有什么本质上的区别?45分钟11:40新课导入一、时刻和时间间隔 2时间间隔:是指两时刻的间隔,在表示时间的数轴上用线段来表示时间间隔简称时间1时刻:是指某一瞬时,在表示时间的数轴上,用点来表示t/h8910上课上课下课下课40min40min10min 上午前两节课开始与结束的时刻及两节课与课间休息的时间间隔t/s235140第一秒末第二秒末第三秒末第一秒第二秒第三秒t/s235
8、140前一秒前二秒前三秒3时间的测量:在实验室中常用秒表和打点计时器时间计量 法定计时单位 :秒、分、时、天(日)、年常用时间单位 :刻 周 季度 时间的测量:031233435637839411043121445164718492051225324265557285901267891011345121314例1:以下的计时数据指时间间隔的是( )A、从北京开往广州的火车大概10时到站。B、1997年7月1日零时中国对香港恢复行使主权。C、某人百米跑的成绩是13s。D、某场足球赛开赛了15min时甲队攻入一球。C例2:如图所示的时间轴,下列关于时刻和时间的说法中正确的是( )At2表示时刻,为
9、第2 s末或第3 s初,也可以称为2 s内Bt2t3表示时间,称为第3 s内 Ct0t2表示时间,称为最初2 s内或第2 s内Dtn1tn表示时间,称为第(n1)s内 B北京 重庆(1)飞机(2)火车(3)先火车,再乘船 不同点? 共同点?二、路程与位移几种方式的不同之处:轨迹不同 几种方式的相同之处:初位置和末位置相同2位移是用来表示物体(质点)的位置变化的物理量1路程是物体运动轨迹的长度用由质点的初位置指向末位置的有向线段表示矢量: 在物理学中,既有大小又有方向的物理量叫矢量,如位移、速度三、矢量和标量标量: 在物理学中,只有大小而没有方向的物理量叫标量,如质量、温度3位移和路程不同位移与
10、路程的区别 位移路程区别物理意义大小标量、矢量 联系与区别表示物体位置的变化表示物体运动轨迹的长度等于物体由初位置到末位置的距离,与运动的轨迹无关按运动轨迹计算的实际长度矢量标量1.两者的单位相同,都是“米”; 2.同一运动,位移要小于等于路程;3.只有在单向的直线运动中位移大小等于路程; 物体从A运动到B,不管沿着什么轨迹,它的位移都是一样的。这个位移可以用一条有方向的(箭头)线段AB表示yOxAB三、矢量和标量标量: 在物理学中,只有大小而没有方向的物理量叫标量,如质量、温度矢量: 在物理学中,既有大小又有方向的物理量叫矢量,如位移、速度ABCSAC+SCB=SAB思考与讨论 四 直线运动
11、的位置和位移物体在t1时刻处于“位置”x1,在t1时刻处于“位置” x2,那么x2 x1就是物体的“位移”记为x x2 x1xXXx练习物体从A运动到B,初位置的坐标是XA3m,XB=-2m,它的坐标变化量X?xxx X X-2m3m-5m课堂练习:有一质点在X轴上运动,已知各时刻质点位置如图X/m-7-6-5-4-3-2-1012345t=3st=1st=2st=4st=0st=5sL3=17m质点在3s 内的路程; 质点在3s内的位移质点在前3s内的位移质点在第3s内的位移质点在_s内位移最大质点在第_s内位移最大S3=1mS3=1mS=3m42S4=7mS=9m1、下列关于位移和路程的说
12、法中,正确的( )A、位移大小和路程不一定相等B、位移的大小等于路程,方向由起点指向终点C、位移描述物体相对位置的变化,路程描述路径的长短D、位移描述直线运动,路程描述曲线运动AC 2,小球从距地面5m高处落下,碰到地面反弹后在距地面2m高处被接住,则小球从高处落下到被接住这一过程中通过的路程和位移的大小分别是 ( ) A、7m、7m B、5m、2m C、5m、3m D、7m、3m D3、关于时间和时刻,下列说法正确的是( ) A.5s时即5s末,指的是时刻 B.5s内指的是4s末到5s末这1s的时间 C.第5s内指的是4s末到5s末这1s的时间 D.第4s末就是第5s初,指的是时刻4、200
13、9年在山东济南举行的第十一届全运会上,两名运动员甲和乙均参加了400田径比赛,其中甲在第2跑道起跑,乙在第3跑道起跑,最后都通过终点线,则甲、乙两名运动员所通过的路程s甲 s乙,甲、乙两名运动员的位移大小x甲 x乙。(填“”、“v1,速度增大,v 的方向与 v 的方向相同,故 a 的方向与 v 的方向相同。vv2v1a甲 速度增加时的情况一、加速度加速度的方向vv1v2a在减速直线运动中,v2v2B当物体做匀减速直线运动时,v1v2C当物体做匀速直线运动时,v1=v2D当物体做匀减速直线运动时,v1=v2ACTTTxIxIIxIII七.匀变速运动连续相等时间内位移之差TTTxIxIIxIIIx
14、1x2x3任意两个连续相等时间间隔内的位移差为恒量,值为18一小球沿斜面匀加速滑下,依次经过A、B、C三点,已知AB=6m,BC=10m,小球经过AB和BC两段所用的时间均为2s,则小球经过A、B、C三点时的速度大小分别是()A2m/s,3m/s,4m/sB3m/s,4m/s,5m/sC2m/s,4m/s,6m/sD3m/s,5m/s,7m/sC19一辆汽车行驶在平直公路上,从t = 0时开始制动,汽车在第1s、第2s、第3s前进的距离分别是9m、7m、5m,如图所示。某同学根据题目所提供的信息,猜想汽车在制动后做匀减速直线运动。如果他的猜想是正确的,可进一步推断,汽车的加速度大小为( )A2
15、m/s2B5m/s2C7m/s2D9m/s2A20物体从静止开始做匀加速直线运动,已知第4s内与第2s内的位移之差是12m,则下列说法中正确的是( )A第1s内的位移为3mB第2s末的速度为12m/sC物体运动的加速度为2m/s2D物体在第5s内的平均速度为27m/sABD21交通法规人人遵守,礼貌城市处处安全。一驾驶员在看到绿灯刚要变黄灯时开始刹车,汽车做匀减速直线运动,已知开始刹车后汽车在第1s内和第2s内的位移大小依次为5m和3m,则下列说法正确的是()A汽车做匀减速直线运动的加速度大小为1m/s2B汽车做匀减速直线运动的加速度大小为2m/s2C汽车做匀减速直线运动通过的距离为16mD汽
16、车做匀减速直线运动通过的距离为9mBD22.如图所示,某同学在做“研究匀变速直线运动”实验中,由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带,纸带上两相邻计数点的时间间隔为T=0.10 s,其中s1= 7.05 cm、s2=7.68 cm、s3=8.33 cm、s4=8.95 cm、s5=9.61 cm、s6=10.26 cm,则点A处瞬时速度的大小是_ m/s,小车运动的加速度计算表达式为 _,加速度的大小是_ m/s2(计算结果保留两位有效数字).第二章 匀变速直线运动的研究4 自由落体运动 生活中物体下落的运动是一种常见的运动,为什么物体会下落呢? 物体由于受到了重力的作用 ?请思考:不
17、同的物体下落有快有慢。是越重的物体下落得快呢,还是越轻的物体下落得快? 其实二千多年前,古希腊哲学家亚里士多德提出:轻重不同的 物体下落时,重的物体下落得快,轻的物体下落得慢。这个观点是否正确呢 ?新课导入演示实验实验现象:粉笔头比纸片先落地初步结论:【演示实验二】 把一张纸片撕去一个角后揉成纸团,和另 外一张纸在同一高度同时释放,请观察物体是否同时落地。实验现象:纸团比纸片先落地初步结论:【演示实验一】 在同一高度同时释放一支粉笔头和一张 纸片,请观察物体是否同时落地。重的物体下落快轻的物体下落快新课导入比较两个实验的结论:实验一结论: 重的物体下落快。实验二结论: 轻的物体下落快。思考:为
18、什么会产生这样两个截然相反的结论呢?结论:空气阻力影响到了物体下落的快慢vf空气阻力对纸团影响较小,所以下落得快空气阻力对纸片影响较大,所以下落得慢新课导入【演示实验三】比较粉笔头和捏成团的纸片下落的快慢实验现象:几乎同时落地初步结论:在空气阻力影响较小的情况下,轻物体与重物体几乎同时着地新课导入羽毛 金属球 有空气 羽毛 金属球真空 牛顿管实验新课导入 如果物体只受重力作用(空气阻力忽略不计时),物体下落的快慢相同,而与物体轻重无关。结论:早在三百年前伽利略通过比萨斜塔实验证明:重的铁球和轻的铁球下落快慢相同一、自由落体运动1、定义:物体只在重力作用下从静止开始下落的运动,叫做自由落体运动。
19、2、条件:新课讲解举例:(1)粉笔的下落是不是自由落体运动?(2)降落伞的下落是不是自由落体运动? (1)从静止开始下落(即初速度为零)(2)只受重力作用(或空气阻力同重力相比很小,可忽略不计,物体下落也可看作自由落体运动)探究:自由落体运动具有怎样的运动性质?问题:新课讲解(1)用什么方法能够确定自由落体运动是不是匀加速直线运动?1.利用打点计时器研究方式:2.利用频闪照相法探究:自由落体运动具有怎样的运动性质?问题:新课讲解(1)用什么方法能够确定自由落体运动是不是匀加速直线运动?(2)设计一个相关的实验方案(或实验过程)来验证你的猜想?(即如何测量下落物体的加速度?)打点计时器纸带夹子重
20、物方案:用打点计时器研究自由落体运动的性质实验装置数据处理二、自由落体的运动性质 根据匀变速直线运动的判别式 可判断自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动。思考:自由落体运动的加速度是不是 定值?方向指向哪里?新课讲解三、自由落体运动的加速度 -重力加速度1、经过大量的实验证实,在地面附近同一地方,一切物体的在自由落体运动中的加速度都相同,这个加速度叫做自由落体加速度,也叫做重力加速度,用“g”表示。新课讲解随纬度的增加,重力加速度增大。三、自由落体运动的加速度 -重力加速度1、经过大量的实验证实,在地面附近同一地方,一切物体的在自由落体运动中的加速度都相同,这个加速度叫做自由落体加速度,也
21、叫做重力加速度,用“g”表示。新课讲解2、在地球上的不同地方,重力加速度略有不同,从赤道到两极,随着纬度的增大,g值增大。3、通常情况下g取9.8m/s2,如粗略的计算中还可以把g取作10m/s2。4、重力加速度的方向竖直向下。 新课讲解四、自由落体运动的规律 自由落体运动是初速度为 0 的匀加速直线运动,所以,匀变速直线运动公式也适用于自由落体运动。X hV0 = 0a = g测定反应时间操作:一位同学捏住尺子的上端,保持直 尺竖直不动,你用一只手在直尺的零 刻度处做握住木尺的准备。当看到那 位同学放开手时,你立即握住木尺.读数:直尺下落的距离,即为你所捏处 的刻度值。处理:根据位移公式可计
22、算出直尺下落的 时间。结论:直尺下落的时间就是你的反应时间。五、自由落体运动的应用1、物体只在重力作用下从静止开始下落的运动,叫做自由落体运动。 条件: (1)从静止开始下落(即初速度为零);(2)只受重力作用(或空气阻力同重力相比很小,可忽略不计,物体下落也可看作自由落体运动) 2、运动性质及规律: (1)性质:自由落体运动是初速度为 0 、加速度为g的匀加速直线运动3、在地球上的不同地方g的大小是不同的。通常的计算中,可以把g取作9.8m/s2,在粗略的计算中,还可以把g取作10m/s2,方向竖直向下。课堂小节:(2)规律:1、甲重物的重力是乙重物重力的3倍,它们在同一高度同时自由下落,则
23、下列说法正确的是( )A、甲比乙先落地 B、甲比乙的加速度大C、甲、乙同时落地 D、无法确定谁先落地课 堂 练 习 2. 在某地让一个小球从 17.7 m 高的地方自由下落,测得小球下落到地面处所用的时间是1.9 s,求此地的重力加速度和1.9 s 末的速度。 小球在1.9 s 末的速度为 解:由公式 得 课 堂 练 习第三章 相互作用力1 重力和弹力熟了的苹果向地面下落苹果为什么总是落向地面?新课导入力一、力的概念1、力是物体对物体的作用。施力物体和受力物体新课讲解2、力的定义的理解(1)力的物质性力不能脱离开施力物体和受力物体而独立存在。(2)力的相互性施力物体同时也是受力物体。二、力的作
24、用效果1、力的作用效果:改变物体的运动状态使物体发生形变三、力的图示1、力是矢量有大小,有方向,符合矢量运算法则。2、力的三要素力的大小、方向、作用点都会影响它的作用效果。作图:表示一辆小车在水平方向受到100N的力。A、选择标度;B、从力的作用线画一根带箭头的线段,线段长为标度的5倍,表示100N,箭头代表力的方向;线段所在的直线为力的作用线。3、力的图示4、力的示意图F四、力的分类1、按作用效果命名:拉力、压力、支持力、阻力等。2、按性质命名:重力、弹力、摩擦力、分子力等。重力五、重力的产生由于地球吸引而使物体受到的力。六、重力的大小1、G=mg g 重力加速度 g=9.8N/kg2、重力
25、的测量3、重力的方向竖直向下4、重心的概念物体各个部分所受重力集中于一点重心。5、重心的位置(1)质量分布均匀的物体,重心位置只跟物体的形状有关。物体的重心不一定在物体上,可以是空间的某一点。(2)质量分布不均匀的物体,重心位置除了跟物体的形状有关,还与质量分布有关。七、弹力的产生1、形变物体在力的作用下形状或体积会发生改变,叫做形变。观察:桌面微小形变墨水瓶的形变思考:形变有的很明显,有的不易察觉,是不是一切物体受力都会发生形变呢?物体的形变按形变的大小可分为两类:(1)明显形变,如弹簧、橡皮条等,这类形变很容易观察和测量(2)微小形变,如硬的接触面、不可伸长的细线、轻质硬杆等,这类形变由于
26、非常微小,无法直接观察到,可以用“放大法”观察下面举两例说明: “放大法”观察微小形变形变的分类:(1)弹性形变:外力停止作用,可以恢复原状。(2)非弹性形变(范性形变):外力停止作用,无法恢复原状。说明:对于弹性形变而言,形变过大的时候,超过一定限度,撤去外力后无法恢复原状,称之为弹性限度。弹力的产生条件:直接接触;发生弹性形变。八、弹力的作用点和方向1、作用点物体和物体的接触点或者面上。2、方向指向物体恢复原状的方向。九、弹力的大小弹力的大小与物体的材料性质和发生弹性形变的程度有关。弹簧弹力和伸长量的关系如图 甲,把弹簧上端固定在铁架台的横杆上,观察弹簧自由下垂时下端所到达的刻度位置。然后
27、,在弹簧下端悬挂不同质量的钩码,设计实验记录表格,记录弹簧在不同拉力下伸长的长度。弹簧的弹力等于钩码对弹簧的拉力。以弹簧受到的弹力 F 为纵轴、弹簧伸长的长度 x 为横轴建立直角坐标系。根据表格中的实验数据,在坐标纸上描点,作出 F-x 图像注意事项:()标尺要竖直且靠近指针,每次改变钩码后要待系统稳定后读数()读指针刻度时,应估读到下一位.()不能超过弹性限度.弹簧的弹力与弹簧的伸长的关系X1X2X3结论:弹簧的弹力F和形变量x成正比胡克定律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 k x (弹性限度内)弹簧的劲度系数 单位:牛每米, 符
28、号:N/m取决于弹簧的材料,粗细,长度等。弹簧弹簧伸长(或缩短)的长度01020304课堂小结直接接触;发生弹性形变弹力产生的条件发生弹性形变的物体由于要恢复原来的形状,对与它接触的物体发生力的作用,这种力叫做弹力弹力弹力方向:施力物体对受力物体弹力的方向与施力物体形变的方向相反。弹力的方向1(对重力的理解)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重力是由于物体受到地球的吸引而产生的C物体做自由落体运动时不受重力 D只有静止的物体才受到重力2(对重心的理解)关于物体的重心,下列说法正确的是()A重心是物体内重力最大的点B任何有规则形状的物体,它的重心就在几何中心上C从效果上
29、看,重心是物体各部分所受重力的集中点D重心是物体所受重力的作用点,因此任何物体的重心必在物体上,不可能在物体外课堂练习BC3、关于重心及重力,下列说法正确的是()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,因此物体在水中受到的重力小于在空气中受到的重力B根据Gmg可知,两个物体相比较,质量较大的物体的重力不一定较大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,其重心位置不会改变B4(对弹力的理解)(多选)2018年8月29日,在雅加达亚运会男子双人10米跳台决赛中,中国组合陈艾森/杨昊夺得金
30、牌,中国队实现亚运会该项目的五连冠如图所示为陈艾森/杨昊的跳水起跳动作下列说法正确的是( )A跳板发生形变,运动员的脚没有发生形变B跳板和运动员的脚都发生了形变C运动员受到的支持力,是跳板发生形变而产生的D跳板受到的压力,是跳板发生形变而产生的BC5、(弹力有无的判断)下列各图中P、Q两球之间不存在弹力的是(所有接触面都是光滑的)()6、在下图中,a、b表面均光滑,天花板和地面均水平,则a、b间一定有弹力的是()BB第三章 相互作用力1 摩擦力学习目标新课引入:生活现象表明,在物体的接触面上存在另一种力摩擦力。 活动:手压在桌面上向前缓慢移动. 摩擦力是如何产生的?日常中的摩擦现象摩擦力1、摩
31、擦力: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的趋势时,就会在接触面上产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力,这种力叫做摩擦力2分类:摩擦力分为静摩擦力 、滑动摩擦力新课讲解1、定义 两相互_的物体间,存在_时,在接触面上产生的一种_的力称滑动摩擦力.一、滑动摩擦力2、产生条件有弹力产生接触面不光滑(粗糙);有相对运动相互接触且挤压(形变)结论1:有滑动摩擦力就一定有弹力。有弹力但不一定有滑动摩擦力接触并挤压相对运动阻碍相对运动问题:滑动摩擦力的方向如何呢?滑动的木箱最终停下3、方向 滑动摩擦力的方向总沿着接触面,并且跟物体的相对运动方向相反.物体从左边斜面运动到右边斜面FfFfFfV
32、VV滑动摩擦力滑动摩擦力的大小跟_成正比 的大小跟两接触物体性质(材料及接触面粗糙程度等)有关!4、大小Ff = FN动摩擦因数压力(垂直接触面作用力)压力压力FN滑动摩擦力AFBAFf(B对A)结论2:受滑动摩擦力作用的物体,相对地面可以是_,也可以是_;滑动摩擦力可以是_力,也可以是_力.可以与运动方向_或_. 注意Ff(A对B)问题:接触面粗糙情况下,研究A、B之间产生的摩擦力方向BFf(B对A)Ff(A对B)静止的运动的阻动相同相反2方向:沿着接触面,跟物体相对运动趋势的方向相反。资料资料F运动趋势F运动趋势1定义:相互接触的两个物体之间只有相对运动的趋势, 而没有相对运动时,这时的摩
33、擦力叫作静摩擦力。二、静摩擦力 但有一个限度,这个静摩擦力的最大值叫做最大静摩擦力3、静摩擦力大小和方向F静= F外F推F静(1)方向:(2)大小:总是沿着接触面,并且跟物体相对运动趋势的方向相反在物体发生相对运动前,静摩擦力的大小随推力的增大而增大,但始终相等相对运动趋势方向二力平衡静摩擦力例1.如图所示,水平面上有一重为40 N的物体,受到F113 N和F26 N的水平力作用而保持静止,已知物体与水平面间的动摩擦因数0.2,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,求:我要练一练(1)物体所受的摩擦力的大小与方向;(2)若只将F1撤去,物体受到的摩擦力的大小和方向;(3)若撤去的力不是F1而是F2,则
34、物体受到的摩擦力的大小、方向又如何?答案:(1)7 N,方向向右(2)6 N,方向向左(3)8 N,方向向右 .xkb1 课堂练习1、静止在水平地面上的质量为50kg的物体,与水平面间的动摩擦因数为0.2,当作用在该物体上的水平拉力为30 N时,它所受到的是 (填“静”或“动”)摩擦力,其大小为N。当该力增大到110 N时,物体刚要开始滑动,则物体与地面的最大静摩擦力为N。当该力增大到150 N时,物体受到的摩擦力是(填“静”或“动”)摩擦力,其大小为 N。(g取10m/s2) 静30110动100课堂练习2、下列说法中不正确的是( )A.相互接触并有相对运动的两物体间必有摩擦力B.两物体间有
35、摩擦力,则其间必有弹力C.两物体间有弹力,则其间不一定有摩擦力D.两物体间无弹力,则其间必无摩擦力A摩擦力产生条件课堂练习3、如图所示,水平地面上有一货箱,货箱所受的重力G=1000N,某人用F=400N的水平力拉货箱,没有拉动。则货箱受到的静摩擦力大小是( ) A. 400N B. 600N C. 1000N D. 1400N A二力平衡法课堂练习4、如图所示,质量为m的木块在质量为M的长木板上,受到向右的拉力F的作用而向右滑行,长木板处于静止状态,己知木块与木板间的动摩擦因数为1,木板与地面间的动摩擦因数为2,下列说法正确的是( )A. 木板受到地面的摩擦力的大小一定是1mg B. 木板受
36、到地面的摩擦力的大小一定2(mM)g C. 木板受到地面的摩擦力的大小一定等于F D. 当F2(mM)g时,木板仍静止 AD力的相互性ABF静止ABF静止ABF匀速运动ABF匀速运动f地BfBAf地BfABfBAfABf地Bf地B分别分析A、B受到摩擦力方向课堂练习生活中的应用相对运动趋势方向静摩擦力课堂小结一、摩擦力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的趋势时,就会在接触面上产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力,这种力就叫作摩擦力。二、滑动摩擦力1、滑动摩擦力的产生条件2、滑动摩擦力的大小:Ff F压课堂小结三、静摩擦力1、静摩擦力的产生条件2、静摩擦力的大小静摩擦力随拉力的增
37、大而增大,当拉力达到某一数值时木块开始移动,拉力突然减小。滑动摩擦力静摩擦力产生条件接触面粗糙两物体接触并挤压(弹力)两物体间有相对运动接触面粗糙两物体接触并挤压(弹力)两物体间有相对运动趋势方向跟物体相对运动的方向相反跟物体相对运动趋势方向相反大小注意静摩擦力和滑动摩擦力的方向都不一定与运动方向相反课堂小结第三章 相互作用力3 牛顿第三定律克林拜尔头球解围F1F2足球受到的力施力物体:受力物体:人受到的力施力物体:受力物体:现象一人足球足球人新课引入推动火箭前进的力施力物体:大气受力物体:火箭对大气的力施力物体:火箭受力物体:大气现象二思 考:通过以上实例,你能总结出什么信息?物体之间的作用
38、是相互的 物体A物体B作用力反作用力新课讲解大量事实表明:两个物体之间的作用总是相互的。一、作用力和反作用力 如果我们把其中一个力叫做作用力, 另一个力就叫做反作用力。甲甲F乙乙FFF甲FF乙甲F联系生活相互作用的这两个力之间有什么关系呢?思考AB把两个弹簧秤钩在一起作用力和反作用力的大小之间、方向之间有什么样的关系?思考两个弹簧秤条 件A、B读数是否相同?1、A弹簧不动,用B弹簧拉A2、B弹簧不动,用A弹簧拉B3、A、B对拉,同时两弹簧匀速运动4、A、B对拉,同时两弹簧加速运动相同相同由点到面,定量初探总结二、牛顿第三定律【内容】:两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等,方向相反,作用在
39、同一条直线上。 公式表达为: = F-F理解:定义中的“总是”是强调对于任何物体,在任何情况下均成立。 例1.鸡蛋碰石头,鸡蛋破碎,而石头完好无损,说明石头对鸡蛋的作用力大,而鸡蛋对石头的作用力小,这一判断对吗?提示:不对。石头对鸡蛋的作用力和鸡蛋对石头的作用力是相互作用力,二者大小相等。鸡蛋破碎而石头完好是因为鸡蛋和石头可承受的力的大小不同。在天花板上用竖直悬绳吊一重力为G的电风扇,电风扇静止时受哪几个力的作用?这些力的反作用力分别是什么?哪些力是平衡力,性质相同吗?思考提示:电风扇静止时受重力和悬绳的拉力两个力作用。重力的反作用力是电风扇对地球的吸引力,拉力的反作用力是电风扇对悬绳的拉力。
40、电风扇受到的重力和拉力为平衡力,性质不相同。总结提升一对平衡力一定作用在同一物体上,而一对作用力和反作用力一定作用在两个相互作用的物体上。1.什么叫受力分析?是指根据各种力的产生条件,结合物体所处的运动状态,通过一定的方法技巧,来确定出物体所受到的所有力的过程。2.为什么要受力分析?3. 受力分析的结果如何呈现?画出物体的受力示意图受力情况运动情况三、物体受力的初步分析4. 隔离法受力分析(1)研究对象:选择你要分析受力情况的物体(2)隔离:将研究对象与周围环境划清界限,便于分析弹力、摩擦力等接触力。(3)分析顺序:按照重力、弹力、摩擦力、其他力的顺序,逐个审查确认,确认存在的力画出其示意图。
41、若是多个物体,一般是从上到下,从外到内,从简单到复杂的顺序分析各个物体。(4)复查:每个力的施力物体是谁?受力情况是否与运动情况吻合?不能多画也不能少画一个力。选择研究对象隔离研究对象按序分析各力5. 注意的几个问题:(1)受力分析只分析研究对象受到的力,而不要画出它施加于其他物体的力。(2)受力分析只分析真实存在的力:在力的合成中,合力是假象的力,不是真实存在的;在力的分解中,分力是假象的力,也不是真实存在的。只找出性质力,不要效果力,比如没有什么动力和阻力(3)受力分析不承认“隔山打牛”,比如给物块一个垂直斜面的外力F,这个力的受力物体就是物块,斜面并不受到这个力F的作用。NfmgBCD
42、课堂训练2、用弹簧拉着木块在水平面上做匀速直线运动,弹簧拉木块的力与木块拉弹簧的力是 ( )D、大小相等,方向相反,作用在同一物体上C、先有弹簧拉木块的力,后有木块拉弹簧的力。B、一对作用力与反作用力A、一对平衡力思考:弹簧拉木块的力与桌面对木块的摩擦力是何关系?答:平衡力课堂训练BD 课堂训练4.如图所示,水平拉力作用于物体A上时,A、B在水平面上相对静止,讨论并回答下列问题:(1)物体A相对于B有向哪运动的趋势?所受摩擦力向哪?受几个力作用?(2)物体B共受几个弹力作用?受几个摩擦力作用?摩擦力的方向向哪?课堂训练提示:(1)物体A相对于B有水平向右的运动趋势,所受摩擦力水平向左,物体A受
43、重力、支持力、拉力和静摩擦力4个力作用。(2)物体B共受2个弹力作用。受到2个摩擦力的作用,分别为A对B的水平向右的静摩擦力和地面对B的水平向左的静摩擦力。5.(牛顿第三定律的理解)如图所示,击球员用球棒回击飞过来的棒球时,球棒击棒球的力()A.大于球撞击球棒的力B.小于球撞击球棒的力C.比球撞击球棒的力更早产生D.与球撞击球棒的力同时产生当堂训练答案:D解析:球棒击棒球的力与球撞击球棒的力是作用力与反作用力,大小相等,方向相反,它们同时产生,同时变化,同时消失,故A、B、C错误,D正确。一、作用力和反作用力:物体间相互作用的一对力二、牛顿第三定律:两物体间的作用力和反作用力总是大小相等、方向
44、相反,作用在同一条直线上课堂小结第四章 运动和力的关系4.力的合成和分解自主预习一、合力与分力 当一个物体受到几个力共同作用时,如果一个力的_跟这几个力的共同_相同,这一个力叫做那几个力的_,那几个力叫做这个力的_。合力与分力的关系为_关系。作用效果作用效果合力分力等效替代二、力的合成1力的合成:求几个力的_的过程。2两个力的合成 (1)遵循法则_(2)方法:以表示这两个力的线段为_作平行四边形,这两个邻边之间的对角线表示_。合力平行四边形定则邻边合力的大小和方向3两个以上的力的合成方法:先求出任意两个力的合力,再求出这个合力与_的合力,直到把_都合成进去,最后得到的结果就是这些力的合力。第三
45、个力所有的力三、力的分解(1)定义:已知一个力求它的_的过程。(2)力的分解法则:力的分解是力的合成的_,同样遵守_。把一个已知力F作为平行四边形的_,那么与力F共点的平行四边形的_就表示力F的两个分力。分力逆运算平行四边形定则对角线两个邻边(3)力的分解依据:一个力可以分解为两个力,如果没有限制,同一个力可以分解为_对大小、方向不同的分力。在实际问题中,要依据力的实际_或需要分解。无数作用效果四、矢量相加的法则2.矢量相加的法则:(1)矢量:既有大小,又有方向,相加时遵从_的物理量。(2)标量:只有大小,没有方向,求和时按照_相加的物理量。平行四边形定则或三角形定则算术法(3)三角形定则:把
46、两个矢量_,从第一个矢量的_指向第二个矢量的_的有向线段就表示合矢量的大小和方向,这种求合矢量的方法叫作三角形定则。三角形定则与平行四边形定则实质上是一样的,如图所示。首尾相接始端末端探究点1 等效替代思想如图所示是大家都很熟悉的“曹冲称象”的故事。曹冲根据什么得到大象和船上石头的重力相等?其中包含什么思想方法?请你结合生活经验再举一个相似的例子。新课讲解知识点一 合力与分力的关系探究点2 同一直线上力的合成的方法如图所示,一辆小车可以由一个人拉着向前运动,也可以由两个人反向拉着或一个人推着另一个人拉着向前运动。请结合图思考如何求同一直线上两个力的合力?探究点3探究求互成角度的两个力的合力的方
47、法如图所示,用两个弹簧测力计或一个弹簧测力计分别使橡皮筋沿AO方向伸长至O点。(1)我们通过实验来探究力的合成的规律,如何才能方便地研究两个分力的作用效果和一个力的作用效果是否相同?(2)实验中是如何保证F1、F2与合力F的作用效果相同的?实验中,两次将弹簧的结点拉到_,即两次使橡皮筋的形变情况_,我们就认为F1、F2与合力F的作用效果是_的。(3)实验中要记录哪些信息?实验中要记录的信息有:_、弹簧测力计每次的示数、_。(4)在记录信息时木板水平放置与竖直放置时有何区别?如何把力直观形象地表示出来?提示:木板竖直放置时,由于受弹簧测力计自身重力的影响,会使弹簧测力计的读数存在误差,所以应使木
48、板水平放置。要想把力直观形象地表示出来需要同学们作出三个力的图示。同一位置O相同相同O点的位置对应细绳的方向(5)观察两只弹簧测力计的示数之和是否等于一只弹簧测力计的示数?力的合成是不是简单地相加减?提示:一只弹簧测力计的读数不等于两只弹簧测力计的读数之和,而是比两只弹簧测力计读数之和小一些。可见力的合成并不是简单地相加减。(6)这两个力的合力可能与这两个力的什么因素有关?提示:因为力是矢量,两个力的合力不但与这两个力的大小有关,还与这两个力的方向有关。(7)在数学上,要确定三条线段的关系,常常将它们归入到一个几何图形中去进行分析比较。据此请思考:合力与两个分力间存在什么关系?提示:表示两个分
49、力的有向线段是平行四边形的两个邻边,表示合力的有向线段就是平行四边形两个邻边之间的对角线。这就是合力和两个分力之间的关系平行四边形定则。【归纳总结】1合力与分力的相关性(1)等效性:合力的作用效果与分力的共同作用效果相同,它们在效果上可以相互替代。(2)同体性:各个分力是作用在同一物体上的,分力与合力为同一物体,作用在不同物体上的力不能求合力。(3)瞬时性:各个分力与合力具有瞬时对应关系,某个分力变化了,合力也同时发生变化。2合力与分力间的大小关系当两分力F1、F2大小一定时(1)两力同向时合力最大:FF1F2,方向与两力同向;(2)两力方向相反时,合力最小:F|F1F2|,方向与两力中较大的
50、力同向。(3)两力夹角为时,如图,合力随的增大而减小,合力大小的范围是:|F1F2|FF1F2。注意:(1)在力的合成中分力是实际存在的,每一个分力都有对应的施力物体,而合力没有与之对应的施力物体。(2)合力为各分力的矢量和,合力可以大于两个分力中的任何一个力,也可以小于两分力中的任何一个力,还有可能和分力大小相等。例1.关于两个大小不变的共点力与其合力的关系,下列说法正确的是()A.合力的大小随两力夹角增大而增大B.合力的大小不能小于分力中最小者C.合力的大小一定大于分力中最大者D.两个分力夹角小于180时,合力大小随着夹角的减小而增大解析在夹角小于180范围内,合力的大小随两力夹角的增大而
51、减小,随夹角的减小而增大,选项A错误,D正确;合力的大小可能比分力大,也可能比分力小,还有可能等于分力,选项B、C错误。答案D例2. (多选)已知两个分力的大小为F1、F2,它们的合力大小为F,下列说法中不正确的是()A.不可能出现FF1同时FF2的情况B.不可能出现FF1同时FF2的情况C.不可能出现FF1F2的情况D.不可能出现FF1F2的情况解析:如果F1与F2大小相等,方向相反,则其合力为零,既小于F1又小于F2,故选 项A错误;如果F1、F2同向,则合力FF1F2,既大于F1又大于F2,故选项B错误;合力F的范围为|F1F2|FF1F2,因此,选项C错误,D正确。答案:ABC1.作图
52、法(如图所示)知识点二 力的合成与分解2.计算法(1)两分力共线时:若F1、F2两力同向,则合力FF1F2,方向与两力同向.若F1、F2两力反向,则合力F|F1F2|,方向与两力中较大的同向.(2)两分力不共线时:可以根据平行四边形定则作出力的示意图,然后由几何关系求解对角线,其长度即为合力大小.以下为两种特殊情况:相互垂直的两个力的合成(即90):F ,F与F1的夹角的正切值tan ,如图3所示.以下为求合力的三种特殊情况:例3.杨浦大桥是继南浦大桥之后又一座跨越黄浦江的我国自行设计建造的双塔双索面迭合梁斜拉桥,如图3所示,挺拔高耸的208 m主塔似一把利剑直刺穹苍,塔的两侧32对钢索连接主
53、梁,呈扇面展开,如巨型琴弦,正弹奏着巨龙腾飞的奏鸣曲。假设斜拉桥中某对钢索与竖直方向的夹角都是30,每根钢索中的拉力都是3104 N,那么它们对塔柱形成的合力有多大?方向如何?方法一:作图示(如图甲所示)自O点引两根有向线段OA和OB,它们跟竖直方向的夹角都为30,取单位长度为1104 N,则OA和OB的长度都是3个单位长度,量得对角线OC长为5.2个单位长度,所以合力的大小为F5.21104 N5.2104 N答案5.2104 N方向竖直向下(1)“作图法”和“计算法”各有优缺点,“作图法”便于理解矢量的概念,形象直观,但不够精确,会出现误差;“计算法”是先根据平行四边形定则作出力的合成的示
54、意图,然后利用数学知识求出合力。(2)计算法求合力常用的几何知识应用直角三角形中的边角关系求解,用于平行四边形的两边垂直或平行四边形的对角线垂直的情况。应用等边三角形的特点求解。应用相似三角形的知识求解,用于力的矢量三角形与几何三角形相似的情况。答案:B1.作图法(如图所示)多个分力的合成方法1.合成方法:多个力的合成的基本方法仍是平行四边形定则。具体做法是先任选两个分力求出它们的合力,用求得的结果再与第三个分力求合力,直到将所有分力的合力求完。2.合成技巧:求解多分力的合力时,一般常见的合成技巧如下:(1)将共线的分力合成(方向相同或相反)。(2)将相互垂直的分力合成。(3)两分力大小相等,
55、夹角为120时,合力大小等于分力大小,方向沿它们夹角的角平分线方向。3.三个力合力范围的确定(1)最大值:三个力方向均相同时,三力合力最大,FmF1F2F3。(2)最小值若一个力在另外两个力的和与差之间,则它们的合力的最小值为零。(即满足三角形边的关系)若一个力不在另外两个力的和与差之间,则它们的合力的最小值等于三个力中最大的力大小减去另外两个力大小。 例5. 5个力同时作用于质点m,此5个力大小和方向相当于正六边形的两条边和三条对角线,如图4所示,这5个力的合力的大小为F1的()A.3倍 B.4倍C.5倍 D.6倍解析如图所示,F1与F3箭头相连后形成以F1和F4为邻边的平行四边形,F3为所
56、夹的对角线,(即F1与F4的合力为F3)同理可知,F2与F5的合力也为F3,故5个力的合力等于3倍的F3,又F3等于2倍的F1,则5个力的合力等于6倍的F1,D正确。答案D1.不受限制条件的分解:一个力分解为两个力,从理论上讲有无数组解。因为以同一条线段为对角线的平行四边形有无穷多个(如图甲、乙所示)。甲乙可见,将已知力F分解为两个等大的分力时,两分力间的夹角越大分力越大。力的分解(2)力的分解问题的关键是根据力的作用效果分解,解题常用思路为例6如图所示,光滑固定斜面的倾角为,有两个相同的小球,小球所受重力均为G,分别用光滑挡板A、B挡住,挡板A沿竖直方向,挡板B垂直于斜面,则球1对挡板的压力
57、F1_,对斜面压力F2_;球2对挡板压力F3_,对斜面压力F4_.Gtan Gsin Gcos 解析球1所受的重力有两个作用效果.第一,使小球欲沿水平方向推开挡板;第二,使小球压紧斜面.因此,力的分解如图甲所示,由此得两个分力的大小分别为F1Gtan ,F2 ,所以球1对挡板的压力F1F1Gtan ,对斜面的压力F2F2 .球2所受重力G有两个作用效果.第一,使小球垂直挤压挡板;第二,使小球压紧斜面.因此力的分解如图乙所示,由此可得两个分力的大小分别为F3Gsin ,F4Gcos .所以球2对挡板的压力F3F3Gsin ,对斜面的压力F4F4Gcos .总结提升 按实际效果分解的几个实例实例产
58、生效果分析水平地面上物体受斜向上的拉力F,拉力F一方面使物体沿水平地面前进,另一方面向上提物体,因此拉力F可分解为水平向前的力F1和竖直向上的力F2.F1Fcos ,F2Fsin .质量为m的物体静止在斜面上,其重力产生两个效果:一是使物体具有沿斜面下滑趋势,二是使物体压紧斜面.因此重力可分解为沿斜面的分力F1和垂直于斜面的分力F2.F1mgsin ,F2mgcos .质量为m的光滑小球被竖直挡板挡住而静止于斜面上时,其重力产生两个效果:一是使球压紧挡板,二是使球压紧斜面.因此重力可以分解为垂直于挡板的分力F1和垂直于斜面的分力F2.F1mgtan ,F2 .质量为m的光滑小球被悬线挂靠在竖直
59、墙壁上,其重力产生两个效果:一是使球压紧竖直墙壁,二是使球拉紧悬线.因此重力可以分解为垂直于墙壁的分力F1和沿着绳的分力F2.F1mgtan ,F2 .A、B两点位于同一平面上,质量为m的物体被AO、BO两线拉住,其重力产生两个效果:一是使物体拉紧AO线,二是使物体拉紧BO线.因此重力可以分解为沿AO线的分力F1和沿BO线的分力F2.F1F2 .质量为m的物体被支架悬挂而静止,其重力产生两个效果:一是拉伸AB,二是压缩BC.因此重力可以分解为沿AB的分力F1和沿BC的分力F2.F1mgtan ,F2 .课堂训练解析:根据平行四边形定则可知:两个共点力的合力的大小不一定大于小的分力,如下图甲,也
60、不一定小于大的分力,如下图乙;合力的大小也不随夹角的增大而增大如下图丙;并且也不一定大于任意一个分力。答案:D解法一:作图法如下图甲所示,自O点引两根有向线段OA和OB,它们跟竖直方向的夹角都为30。取单位长度为1104N,则OA和OB的长度都是3个单位长度,作出平行四边形和对角线OC。量得对角线OC长为5.2个单位长度,所以合力的大小为F5.21104N5.2104N。课 堂 小 结第三章 相互作用力5 共点力的平衡空中芭蕾 平衡的艺术叠石头的最高境界【新课导入】作用在物体的同一点,或作用线相交于一点的几个力称为共点力。一.共点力限 速40km/sGF2F1F1F2F3FfNG为了明确表示物
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