高一物理相互作用

高一物理相互作用第一页，共四十八页，2022年，8月28日2008高考考纲要求考点内容要求滑动摩擦、静摩擦、动摩擦因数Ⅰ形变、弹性、胡克定律Ⅰ矢量和标量Ⅰ力的合成和分解

Ⅱ第二页，共四十八页，2022年，8月28日（1）通过实验认识滑动摩擦、静摩擦的规律，能用摩擦系数计算摩擦力。（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。《物理课程标准》的要求：第三页，共四十八页，2022年，8月28日第一单元：

1、重力、基本相互作用（1课时）

2、弹力(1课时)3、摩擦力（2课时）第二单元：

4、力的合成（1课时）

5、力的分解(正交分解和物体受分析）（3课时）计划课时安排第四页，共四十八页，2022年，8月28日本章讲述的是力的基础知识重点是三个基本力：重力、弹力、摩擦力一个基本方法：利用平行四边形定则对力及其他矢量的合成与分解一个延伸方法：正交分解法一个基本能力：对物体的受力分析能力一个基本条件：共点力平衡的条件教学要求和建议第五页，共四十八页，2022年，8月28日第一节重力基本相互作用教学目标：1.知道力是物体间的相互作用，力不能脱离物体而存在，在具体问题中能找出施力物体和受力物体。2.知道力是矢量，知道力的作用效果和决定力的作用效果的因素，在具体问题中能画出力的图示和力的示意图。3.知道力的两种分类方法。4.知道重力是由于物体受到地球的吸引而产生的。知道重力的大小和方向。5．知道重心的概念以及均匀物体重心的位置。第六页，共四十八页，2022年，8月28日一、力和力的图示1、力的定义：力是物体和物体之间的相互作用重点：“相互”的含义a、力不会离开物体独立存在（避免多余力的出现）b、学生很容易认为力必须通过相互接触才能产生。通过例子说明：力分接触力和非接触力两种。c、施力物体和受力物体需要说明。既能充分说明力的相互性，又为以后的牛顿第三定律做铺垫。第七页，共四十八页，2022年，8月28日2、力的测量方法：测力计3、力的单位和矢量性学生比较容易接受，简单处理。4、力的描述方法：

力的图示：力的三要素，学生通过力的图示来描述力时，细节容易出问题，比如标度、箭头、规范性。力的示意图：只要画出力的方向和作用点，不要求严格画出力的大小，但要告诉学生可用大体长短表示大小。第八页，共四十八页，2022年，8月28日5、力的分类按力的性质和力的效果分类①性质力：重力、弹力、摩擦力、电磁力、分子力②效果力：支持力、压力、拉力、动力、阻力、向心力正确区分性质力和效果力是对物体进行受力分析的基础，也是正确解决力学问题的重要环节。根据效果命名的不同名称的力，性质可能相同，如压力和支持力都是弹力。性质不同的力，可以叫同一个名称，如重力、弹力都可使物体由静止开始运动，都可叫动力，其作用效果可以相同。第九页，共四十八页，2022年，8月28日二、重力1、产生原因：由于物体受到地球吸引而产生（注意一种说法：重力就是地球的吸引力），重力的大小一般情况下小于地球对物体的引力大小(可以告诉学生学过“万有引力”就明白了，激起学生对后续学习的兴趣)。2、大小：G=mg（说明g的含义，地球上不同位置g的大小不同，随纬度的变化或高度的变化而变化）3、重力的方向：竖直向下（区别竖直向下和垂直向下）4、重心：概念要讲清楚第十页，共四十八页，2022年，8月28日①重心是一个模型，实际不存在②学生常有的错误认识：具有规则几何形状物体的重心在物体的几何中心；重心一定在物体上重心是物体上最重的一点通过实例，让学生明确重心位置和物体形状和质量分布有关，比如一杯水就可以很好的说明以上内容薄板重心的确定方法：悬挂法第十一页，共四十八页，2022年，8月28日三、四种基本相互作用：1、万有引力：存在于一切物体之间，相互作用强度随距离的增大而减小2、电磁相互作用：存在于电荷和电荷间，运动电荷和磁极间，磁极和磁极间3、强相互作用：存在于质子和质子间，质子和中子间，中子和中子间，短程力4、弱相互作用：在放射现象中发现的，短程力只要求知道各种相互作用的发生区域，不做过多讲解第十二页，共四十八页，2022年，8月28日第二节弹力教学目标：1．了解形变的概念2．理解弹力是物体发生弹性形变时产生的3．知道什么是弹力及弹力产生的条件4．能够正确判断弹力的有无和弹力的方向5．知道压力、支持力、拉力都是弹力，并能在具体问题中正确画出它们的方向6．知道形变越大，弹力越大，掌握胡克定律的内容和适用条件教学重点：弹力的概念教学难点：弹力存在和方向的判断第十三页，共四十八页，2022年，8月28日1、弹性形变：物体形变后能够回复原状物体在外力的作用下都能发生形变。形变比较明显的可直接看出(如弹簧的伸长或缩短)；有的形变微小，需要特殊方法才可观察到。如利用激光反射法演示坚硬桌面的微小形变，利用细管中液面的升降显示硬玻璃瓶的形变，都是把微小形变放大以利于观察，有条件的话尽量给学生演示。把微小变化放大以利于观察或测量的实验方法，可以叫“微量放大法”，这是物理学中研究问题的一种重要方法，提示学生要善于掌握和利用这些方法。第十四页，共四十八页，2022年，8月28日2、弹力的产生条件：相互接触；相互挤压；发生弹性形变特点：弹力是接触力，方向与接触面垂直弹力是否存在的判断方法：按照弹力产生的条件判断假设法：有些形变不明显，可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，则无弹力作用；若发生改变，则有弹力存在。利用力的作用效果判断3、弹力的分类：高中阶段的弹力大致可划分为：支持力、压力和拉力第十五页，共四十八页，2022年，8月28日4、弹力的方向：指向发生形变的物体回复原状的方向。学生在学习弹力方向判定的时候，很容易糊涂。（是重点也是难点）①绳子拉力(绳子对所拉物体的弹力)的方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向②压力的方向垂直于支持面指向被压的物体③支持力的方向垂直于支持面指向被支持的物体第十六页，共四十八页，2022年，8月28日④“支持面”就是两物的接触面。深入考察一般物体的接触情况，大致有以下几种：A．平面与平面接触：弹力与平面垂直B．点与平面接触：弹力通过接触点垂直于平面C．点与曲面接触：弹力通过接触点垂直于过点的切面D．曲面与曲面接触：弹力通过接触点垂直于公切面(相当于点与点接触)第十七页，共四十八页，2022年，8月28日弹力是否存在，如何来判断，可以通过该题来加深印象，让学生掌握判断弹力有无的方法。教师在讲解时可用假设法和力的作用效果方法分别判断【例题】如图所示，质量为m的小球，在互成120°的两光滑平面间静止，且0N水平，则球对OM面的压力大小为___________。第十八页，共四十八页，2022年，8月28日球面接触处弹力的方向：垂直于切面；必定过球心；与重心位置无关绳的拉力沿绳ABAAAAAOAB第十九页，共四十八页，2022年，8月28日5、胡克定律：（最好学生分组实验探究，指导学生设计表格，用计算数据研究，或者图像法来研究弹力与弹簧形变量之间的关系）条件：讲明在弹性限度内大小：弹簧的弹力大小和弹簧的形变量成正比公式：各个物理量的单位以及表示的含义要强调：x是形变量，不是弹簧长度，也不单是弹簧的伸长量而是弹簧的形变量。K的单位N／m

要提醒学生注意有时需要化单位，K值的含义要做重点强调第二十页，共四十八页，2022年，8月28日教学要求：知道滑动摩擦力产生的条件，会判断滑动摩擦力的方向知道滑动摩擦力的大小和说明因素有关，知道滑动摩擦力跟正压力成正比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教学重点：滑动摩擦力产生的条件和规律，并会用解决实际问题静摩擦力产生的条件和规律，正确理解最大静摩擦力教学难点:1.正压力N的确定。2.静摩擦力的有无、大小的判定。第三节摩擦力第二十一页，共四十八页，2022年，8月28日教学建议：摩擦力至关重要，在教学中要通过学生的亲身体会，利用好实验和生活实例，帮助学生有更好的理解。静摩擦力：教学的过程中要让学生清楚什么是静摩擦力，帮助学生突破“相对运动趋势”中的“相对”的含义。静摩擦力的大小，现在只限于二力平衡求解的简单情形，可以提一提动力、阻力，不做深究。滑动摩擦力:注意使学生学会区分“相对运动”和“运动”；正压力的大小是学生常出问题的地方，要通过例证帮助学生区分重力和正压力第二十二页，共四十八页，2022年，8月28日1.定义：重点强调“相对”及“趋势”的含义，静摩擦力发生在“相对静止”的物体之间。要通过实例帮助学生理解“相对运动趋势”：假设没有静摩擦力的存在，物体间就会发生相对运动。比如物体静止在斜面上就是由于有静摩擦力存在；如果接触面光滑。没有静摩擦力，则由于重力的作用，物体会沿斜面下滑。2.条件：①两物体直接接触、相互挤压有弹力产生；②接触面粗糙；③两物体保持相对静止但有相对运动趋势。3.大小：通常用二力平衡求0＜f≤fmax

一、静摩擦力第二十三页，共四十八页，2022年，8月28日4.方向：与接触面相切，与相对运动趋势方向相反，与弹力垂直①“相对运动趋势的方向”的确定：假设接触面光滑时，物体将要发生的相对运动的方向，从而得出静摩擦力的方向----与相对运动趋势的方向相反

②静摩擦力的方向与物体相对运动趋势的方向相反，但并非一定与物体的运动方向相反第二十四页，共四十八页，2022年，8月28日5.注意：静摩擦力的大小是被动的，一般等于产生相对运动趋势的力的大小。最大静摩擦力是固定不变的，没有特殊说明时认为最大静摩擦力=滑动摩擦力，实际上要比滑动摩擦力要大一点。这一点可以通过手拉弹簧秤带动桌面上的木块由静止到运动这个过程中读数的变化来说明。第二十五页，共四十八页，2022年，8月28日

【例题】皮带传动装置中，主动轮和从动轮以及传送带都没有打滑，判断主动轮和从动轮边缘受到的摩擦力是什么摩擦力？摩擦力的方向？两轮相对于皮带运动趋势的方向如何？主动轮从动轮该题目较难，可以从相对运动趋势方法来判断。也可以换一个角度来思考，让学生考虑：从动轮为什么转动？从而判断从动轮受的摩擦力方向。再反过来判断相对运动趋势的方向。同理：主动轮受的摩擦力也很容易判断了。通过这个题目的练习，让学生知道，解决物理问题的方法不只一个。可以多方位、多渠道去解决，增强学生思维的灵活度。第二十六页，共四十八页，2022年，8月28日二、滑动摩擦力条件：①两个物体直接接触、相互挤压有弹力产生强调有弹力才有摩擦力，无挤压的弹力一定无摩擦力②接触面粗糙：凡题中写明“接触面光滑”、“光滑小球”等，统统不考虑摩擦力③接触面上发生相对运动注意：“相对运动”与“物体运动”不是同一概念，“相对运动”是指受力物体相对于施力物体的运动；而“物体的运动”一般指物体相对地面的运动第二十七页，共四十八页，2022年，8月28日2.大小：①压力N与重力G是两种不同性质的力，它们在大小上可以相等，也可以不等，也可以毫无关系，用力将物块压在竖直墙上且让物块沿墙面下滑，物块与墙面间的压力就与物块重力无关；但一提到压力，学生一般就联想到放在水平地面上的物体，认为物体对支承面的压力的大小一定等于物体的重力②强调μ没有单位，数值与相互接触的材料、接触面的粗糙程度有关。学生要知道在通常情况下，μ<1③要通过计算公式使学生明白：滑动摩擦力f的大小只由μ和N共同决定，跟物体的运动情况、接触面的大小等无关第二十八页，共四十八页，2022年，8月28日3.方向：与接触面相切，与“相对”运动的方向相反讲明白“相对”是指相互接触发生摩擦的物体，滑动摩擦力的方向跟物体的相对运动的方向相反，但并非一定与物体的运动方向相反，滑动摩擦力的方向和物体运动的方向可能相同也可能相反。【例题】如图，某时刻木块正在以3m/s的速度在以5m/s速度向右传送的传送带上向右运动，试判断：1.木块的运动方向2.木块相对于传送带的运动方向3.木块所受滑动摩擦力的方向第二十九页，共四十八页，2022年，8月28日滑动摩擦力静摩擦力符号及单位产生原因表面粗糙有挤压作用物体间发生相对运动表面粗糙有挤压作用物体间有相对运动趋势用f表示单位：牛顿符号：N大小f=μN不定随需要而定方向与相对运动方向相反与相对运动趋势方向相反滑动摩擦力和静摩擦力的比较第三十页，共四十八页，2022年，8月28日1.摩擦力是否一定是阻力2.受静摩擦力作用的物体一定处于静止状态3.静摩擦力的大小与正压力是否成正比4.最大静摩擦力是否等于滑动摩擦力5.滑动摩擦力一定和物体运动方向相反6.受滑动摩擦力的物体一定是处于运动状态7.正压力大小等于物体的所受的重力或者水平面上的物体对支持面压力一定等于重力学生最容易出现的问题第三十一页，共四十八页，2022年，8月28日第四节力的合成教学目标：能从力的作用效果理解合力和分力的概念。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。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。知道合力的大小与分力间夹角的关系。教学的重点难点：平行四边形定则及其应用第三十二页，共四十八页，2022年，8月28日要让学生掌握合力、分力概念同时，掌握等效替代法矢量的运算法则—平行四边形定则，不同于以往的代数运算，难度显而易见。矢量运算在整个高中物理中会有大量应用，所以本节教学应足够重视。在上课时必须加强实验，帮助学生理解和掌握。实验时要有意的设计一些问题让学生思考：比如为什么两次的橡皮条的结点必须拉到同一位置？为什么拉橡皮条时要平行于木板？为什么要求两个分力的夹角不要过大？最后在教师的指导下完成实验结论教学建议：第三十三页，共四十八页，2022年，8月28日一、合力和分力：在力的合成中，强调“相同的作用效果”的同时，还要使学生明白，分力是实际存在的，具有具体的施力物体，合力是假想的力，有相同的作用效果但没有与之对应的施力物体第三十四页，共四十八页，2022年，8月28日二、平行四边形定则现有教材的处理方法和原教材不同，先做两个分力的图示，再做出具有相同作用效果的力也就是合力的图示，然后做连接，让学生猜想分力与合力间具有什么关系？这样做的好处在于不是直接给出平行四边形，而是通过学生的自主探究过程来理解并接受平行四边形定则，给学生提供了一次很好的探究机会。三角形定则三角形定则：平行四边形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。第三十五页，共四十八页，2022年，8月28日三、共点力的合成1．作图法：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：强调标度的确定，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方法要加以说明第三十六页，共四十八页，2022年，8月28日要学生明确合力大小与分力间的夹角的关系，合力大小与分力大小之间的关系，纠正学生的“合一定比分大”的错误观念。提出问题学生观察总结：1.合力一定大于任何一个分力吗？2.平行四边形定则也适用于其它矢量的合成吗？3.两个大小一定的力F1、F2，当它们间的夹角不断增大的过程中，合力F的大小怎样变化？什么时候有最大最小值？

第三十七页，共四十八页，2022年，8月28日第五节力的分解教学目标: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，会用直角三角形计算分力。第三十八页，共四十八页，2022年，8月28日教学重点: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教学难点:力的分解的定解条件的确定一、分力的概念

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。第三十九页，共四十八页，2022年，8月28日二、力的分解1．力的分解是力的合成的逆运算，遵守力的平行四边形定则。2．要让学生认识到：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。最让学生感到迷茫的就是怎么按照力的作用效果来进行力的分解，怎么去找力的作用效果。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）第四十页，共四十八页，2022年，8月28日

【例】在倾角θ=30º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