粤教版高中物理必修一第三章探究物体间的相互作用学案

粤教版高中物理必修一第三章探究物体间的相互作用学案

第三章第一节探究形变与弹力的关系学习目标：1.了解常见的形变种类；2.理解弹性、弹性形变和弹性限度的概念；3.掌握弹力的三种效果力及其方向判断方法；4.理解胡克定律的原理和公式。学习过程：一、预习指导：1.形变的种类：拉伸形变、压缩形变、剪切形变、扭转形变；2.弹性、弹性形变和弹性限度的概念；3.弹力的定义、种类和方向；4.胡克定律的原理和公式。二、课堂导学：1.形变的种类和特点；2.弹性、弹性形变和弹性限度的概念；3.弹力的定义、种类、大小和方向；4.弹力产生的条件；5.胡克定律的实验和公式。实验步骤：1.准备器材：铁架台、两根相同的弹簧、刻度尺、钩码若干；2.安装好器材，用刻度尺量度弹簧的原长L并记录；3.在弹簧下端挂一个钩码，稳定后量度弹簧的长度并记录数据；4.再在弹簧下端增加一个钩码，稳定后量度弹簧的长度并记录数据；5.在弹性限度内依次增加钩码，并且每次增加钩码后都记录有关数据。结论：胡克定律的公式为F=kx，其中k为弹簧的劲度系数，单位是N/m。不同的弹簧，其劲度系数不同。典型例题：请分别分析下图中A、B、C、D四个物体所受的弹力情况。在物体相对运动的方向相反。9、滚动摩擦力是指物体在滚动时与地面接触的部分产生的摩擦力，大小与滚动物体的质量、形状、滚动速度有关。10、流体阻力是指物体在流体中运动时受到的阻力，大小与物体的速度、流体的密度、物体形状有关。二、课堂探究：1、滑动摩擦力的判断在两个物体相对运动的过程中，产生的作用力即为滑动摩擦力。滑动摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反。2、滑动摩擦力的大小滑动摩擦力的大小与两物体间的压力成正比，与两物体间的摩擦系数有关，公式为F=μN。3、静摩擦力的判断当物体处于静止状态时，两物体间的作用力即为静摩擦力。静摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反。4、最大静摩擦力静摩擦力的大小有一个最大限度，即最大静摩擦力。当外力作用力小于最大静摩擦力时，物体保持静止；当外力作用力达到最大静摩擦力时，物体开始运动。5、滚动摩擦力和流体阻力滚动摩擦力是指物体在滚动时与地面接触的部分产生的摩擦力，大小与滚动物体的质量、形状、滚动速度有关。流体阻力是指物体在流体中运动时受到的阻力，大小与物体的速度、流体的密度、物体形状有关。三、课后拓展：1、请简述滑动摩擦力的产生条件和大小的计算公式。2、静摩擦力的大小有一个最大限度，请简述最大静摩擦力的概念和作用。3、请简述滚动摩擦力和流体阻力的概念及与物体相关的因素。1、请举出生活中与摩擦有关的一些实例。在生活中，摩擦无处不在，例如擦拭物品、行走时脚与地面的摩擦、车辆行驶时轮胎与路面的摩擦等等。2、滑动摩擦力：（1）条件：两物体间有相对滑动的趋势，且接触面间有相互作用力。（2）大小（公式）：F=μkN（其中F为滑动摩擦力，μk为动摩擦因数，N为接触面间的正压力）。（3）方向：总是与物体的相对运动趋势相反。3、滑动摩擦力的应用：（1）例题：当已知拉力的大小时，可以通过拉力等于滑动摩擦力的大小来求出滑动摩擦力的大小。二、静摩擦力1、概念：两物体间存在相互作用力，但物体间没有相对滑动的趋势时，所产生的力称为静摩擦力。2、静摩擦力产生条件：两物体间有相互作用力，且物体间没有相对滑动的趋势。3、静摩擦力的方向：总是与物体的相对运动趋势相反。4、思考：静摩擦力不是一恒定的力，它的大小可以通过F≤μsN来求得，静摩擦力大小在0到μsN之间。在实际应用中，最大静摩擦力大小可近似等于μsN。5、实验探究：可以通过在水平桌面上放一木块，用弹簧测力计沿水平方向用较小的力拉木块但保持木块不动，并不断缓慢地增大压力，来观察静摩擦力的大小变化。5、知识运用：可以引导学生说一些利用静摩擦力的实例，例如在生产中利用静摩擦力来固定物体，如螺丝、螺母等。同时，也可以通过改变接触面间的材料和粗糙程度，来增大有用摩擦，减小有害摩擦。学习评价：自我评价：A.很好。课堂检测：1、物体与墙之间的摩擦力为0；F物体与墙之间的摩擦力为2F。2、人在爬绳的过程中，手受到的摩擦力与绳的方向相反。3、正确答案为D。4、正确答案为A。5、正确答案为A。C.滑动摩擦力不可能是动力；D.滑动摩擦力与物体重力成正比。题目1：一个质量为2kg的物体静止在水平地面上，与地面间的动摩擦因数为0.5。最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。如果给物体一水平拉力(g=10N/kg)大小为5N，地面对物体的摩擦力是多少？题目2：如果拉力大小为12N，地面对物体的摩擦力是多少？题目3：如果将拉力减小为5N（物体仍在滑动），地面对物体的摩擦力是多少？题目4：如果撤去拉力，在物体继续滑动的过程中，地面对物体的摩擦力是多少？1、一物体与竖直墙面间的动摩擦因数为μ，物体的质量为m，当物体沿着墙壁自由下落时，物体受到的滑动摩擦力有多大？2、一个重量为600N的物体放在水平地面上，要使它从原地移动，最小需要使用190N的推力。如果移动后只需要180N的推力来维持物体匀速运动，那么：（1）物体与地面间的最大静摩擦力是多少？（2）物体与地面间的滑动摩擦力是多少？（3）如果用250N的水平推力使物体运动，物体受到的摩擦力是多少？3、分析自行车正常行进时，前轮和后轮所受的摩擦力种类和方向。第三章第三节力的等效和替代学习目标：1、理解力的图示法，能够区分力的图示和力的示意图。2、理解力的合成与分解，以及等效替代的关系。3、了解合力与分力的运算符合平行四边形法则。学习过程：一、预习指导：1、力的图示和力的示意图（1）力的三要素：力的大小、方向和作用点。（2）力的图示：用一条线段表示力的大小，用箭头表示力的方向，用点或箭头所在位置表示力的作用点，这样就形象地表示了力的三要素。（3）力的示意图：用带箭头的线段来表示力。2、力的等效：马德堡半球试验中，从力的效果上看，一头大象的拉力与八匹马的拉力是等效的。3、力的替代：如果一个力产生的效果与几个力产生的效果相同，这就是力的等效。这个力与另外几个力可以替代，这个力称为另外几个力的合力，另外几个力称为这个力的分力。通常从相同这一观点出发，根据具体情况进行力的替代，称为力的替代。二、课堂导学：※学习探究1、力的图示和力的示意图力的示意图力的图示能够准确地表述力的方向、大小和作用点。只能大体表述力的方向和作用点，但能准确表述力的大小。2、力的等效思考：在图1中，两个小孩共同提起一桶水，一个大人单独提起一桶相同的水，效果相同吗？3、力的替代和图示法的应用；2、分力的计算和图示法的应用；3、实验探究力的合成和分解的几何关系；4、解决相关例题和问题。学习内容1、合力与分力：当一个力的作用效果与其他几个力的共同作用效果相同时，这个力和其他几个力可以相互替代，这个力称为其他几个力的合力，其他几个力则称为这个力的分力。2、力的合成与分解：在保证力的作用效果相等的前提下，用某一个力来替代几个力的过程称为力的合成，用某几个力来替代一个力的过程称为力的分解。3、实验：通过寻找等效力的实验，探究力的合成和分解的几何关系。学习评价自我评价：B.较好当堂检测：1、已知F1大小为4N，F2大小为3N，两力夹角为90度，用图示法求出合力F的大小和F与F2间夹角的大小。2、有两个力大小恒定，作用在一点上，当两力同向时，合力为F1，反向时合力为F2。求当两个力互相垂直时合力的大小。课后作业：1、已知F1=F2=10N，用平行四边形求以下情况下的合力：（1）F1与F2垂直；（2）F1与F2成120度角。2、一个物体受到两个共点力F1、F2的作用，其大小分别为6N和10N，它们的方向可以变化，则它们合力的最小值为多少？最大值为多少？分力的计算学习过程一、预习指导：1.已知同一直线上的两个力F1、F2，如果两个力的方向相同，其合力大小是F1+F2，合力的方向与分力相同；若两个力的方向相反，则合力的大小是F1-F2，方向是两个力的方向中较大的那个。2.平行四边形定则：如果用表示两个分力的线段为邻边作一个平行四边形，则这两个邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向。3.力的合成：已知几个力与另一个力的相同，求这一个力的过程，叫力的合成。当分力不在一条直线上时，通过平行四边形定则求它们的合力。4.力的分解：已知合力求分力的过程，叫力的分解。力的分解时，按照力的效果，并依据法则进行。二、课堂导学：学习探究一、平行四边形法则结论：按照平行四边形定则，用表示两个分力的线段为邻边作一个平行四边形，这两个邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向。这就是力的平行四边形法则。二、合力的计算：1.作图法——平行四边形法则2.三角函数法：若两个分力夹角为90，则可用勾股定理（特例）3.思考：物体受到多个力的作用时，这些力的合力如何求出？力的合力是否是唯一的？三、分力的计算1.在进行力的分解时，一般先根据力的作用效果来确定分力的方向，再根据平行四边形法则来计算分力的大小。2.力的作用效果典型例题两个大小相等的共点力F1和F2，当他们的夹角为90时，合力大小为F1+F2，如果夹角为120时合力有多大？知识拓展一个大人拉着载有两个小孩的小车匀速前进。设大人的拉力为135N，拉杆与地面夹角为53°，使小车前进的动力有多大？学习评价自我评价你完成本节导学案的情况为（）.A.很好B.较好C.一般D.较差当堂检测（时量：5分钟满分：10分）计分：1.试根据效果将以下各力进行分解。2.一个物体受到三个共点力F1、F2、F3的作用，其大小分别为7N、9N、11N，它们的方向可以变化，则它们合力的最小值，最大值。课后作业1.有三个共点力F1、F2、F3=10N，且互成120°角，则其合力大小为多少？若F1减小5N，方向不变，则合力大小为多少？方向如何？2.两个大小相同的分力，其夹角θ取何值时：（1）合力大于分力？（2）合力小于分力？3.两个共点力，一个是40N，另一个等于F，它们的合力是100N，则F的大小可能是：A.20NB.40NC.80ND.160N4.已知合力的大小和方向，在下列情况下，求分力有几种可能性？⑴已知一个分力的大小和方向，求另一个分力的大小和方向；⑵已知两个分力的方向，求两个分力的大小。作用力与反作用力。作用力与反作用力大小相等，方向相反，且作用在不同的物体上。2、举例说明作用力与反作用力举个例子，当我们用手推一个物体时，我们的手对物体施加了一个力，物体也对我们的手施加了一个力，这个力大小相等，方向相反，作用在不同的物体上，即为作用力与反作用力。3、作用力与反作用力的作用对象是否相同？作用力与反作用力的作用对象不同，但大小相等，方向相反。二、平衡力和作用力与反作用力的区别1、定义平衡力是指物体所受的合力为零，物体处于静止或匀速直线运动状态时所受的力。作用力与反作用力是指物体间相互作用的一对力，大小相等，方向相反，作用在不同的物体上。2、举例说明平衡力和作用力与反作用力的区别举个例子，一个物体处于静止状态时，它所受的合力为零，即为平衡力；而当我们用手推一个物体时，我们的手对物体施加了一个力，物体也对我们的手施加了一个力，这个力大小相等，方向相反，作用在不同的物体上，即为作用力与反作用力。三、牛顿第三定律牛顿第三定律指出：任何一对物体间的作用力与反作用力，大小相等，方向相反，作用在不同的物体上。即FAB=-FBA。四、应用牛顿第三定律解决问题1、理解牛顿第三定律的应用场景牛顿第三定律可以应用于解决一些力的作用问题，如拔河比赛中，两队之间的拉力大小相等，方向相反，即为作用力与反作用力。2、举例说明应用牛顿第三定律解决问题举个例子，当我们用手推一个物体时，我们的手对物体施加了一个力，物体也对我们的手施加了一个力，这个力大小相等，方向相反，作用在不同的物体上。如果我们想知道手和物体所受的力的大小，我们可以利用牛顿第三定律，得出它们大小相等，方向相反的结论。作用力和反作用力的关系作用力和反作用力是两个力之间的相互作用。例如，木块B在粗糙的木板A上向右移动，需要分析木板A和木块B之间的相互作用。作用力与反作用力的关系实验1：课本68页实验现象：将两个物体放在水平桌面上，它们之间存在作用力和反作用力，但它们保持平衡。结论：作用力与反作用力大小相等，方向相反，作用在不同的物体上。实验2：课本68页实验现象：将两个物体放在光滑平面上，它们之间存在作用力和反作用力，但它们保持静止不动。结论：作用力与反作用力大小相等，方向相反，作用在同一物体上。通过实验可以得出作用力与反作用力的规律。这两个力的性质相同，受力物体相同，方向相反，大小相等。根据牛顿第三定律，两个物体之间的作用力与反作用力大小、方向相反，作用在同一直线上。作用力与反作用力分别作用在两个物体上，它们同时存在，同时消失，是同种类型的力。例题：如果物体放在水平桌面上处于静止状态，那么桌面对物体的支持力的大小等于物体的重力的大小，这两个力是一对平衡力。作用力与反作用力和平衡力的比较：共同点：作用对象相同。不同点：作用时间、力的性质、作用效果不同。自我评价：B。当堂检测：1、正确答案为C。两个物体之间只有在接触时才存在作用力和反作用力。2、正确答案为D。喷气式飞机飞行时，依靠喷出的气体对飞机产生动力。3、正确答案为A。如果甲推乙的力大于乙推甲的力，两人一起沿甲的推力方向运动。1、将P、Q叠放在一起，静止在水平桌面上，哪些力属于作用力和反作用力？A、P所受的重力和Q对P的支持力B、Q所受的重力和Q对P的支持力C、P对Q的压力和Q对P的支持力D、Q对桌面的压力和桌面对Q的支持力2、以下哪个说法正确？A、马拉车之所以能将车拉动，是因为马拉车的力大于车拉马的力B、在足球比赛中，运动员将球踢进了球门，而运动员自己没有后退，就是因为两者间的相互作用力不一样大C、拔河比赛中，甲队胜利，是因为甲队的拉力大D、大人和小孩“掰手腕”比赛，小孩输了，是因为小孩的手腕承受力小第四章第一节伽利略的理想试验与牛顿第一定律学习目标1、了解力不是维持物体运动的原因2、掌握伽利略的“斜面理想实验”3、掌握牛顿第一定律4、理解惯性的概念，能解释惯性现象【重点难点】牛顿第一定律和惯性的理解学习过程一、预习指导：1、力与运动关系的两种历史观点2、由伽利略的理想实验可知力不是维持运动的原因，那么力是什么的原因？3、物体在不受力或合外力为零时，物体将做什么运动？4、惯性的概念：惯性是物体的固有属性，只与物体有关。二、课堂探究：（一）力与运动关系的两种观点亚里士多德认为：必须有力作用在物体上，物体才能运动，没有力的作用物体就会停止运动，即：力是运动的原因。伽利略认为：在水平面上的物体会停下来，是因为阻力的缘故，如果没有力的作用，物体将保持自己的速度一直运动下去。（二）伽利略理想实验1、步骤：让小球由静止开始从一个斜面滚下来，小球将滚上另一个斜面；摩擦力越小，小球越接近原来的高度。如果没有摩擦，小球将上升到原来的高度。减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上达到原来的高度就要通过更长的路程；继续减小斜面的倾角，使它最终成为水平面，小球就再也达不到原来的高度，而沿水平面以恒定速度继续运动下去。2、结论：物体的运动并不需要外力来维持。3、思考：在伽利略理想试验中，属于事实的步骤有哪些，属于推论的有哪些？（三）牛顿第一定律1、内容：一切物体总保持静止或匀速直线运动状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。2、理解：明确了惯性是物体的固有属性，物体不受力时，会保持匀速直线运动状态或静止状态。（2）本段明确了力的作用是改变物体运