人教版物理（中职）类 1.3《重力 弹力 摩擦力》 导学案（无答案）

第3节《重力弹力摩擦力》课前自主学习任务单基础层次（A层次）一、学习目标1、了解力的概念，知道力的三要素和作用效果。2、了解重力的概念，知道重力的方向。3、了解弹力的概念、弹性限度及胡克定律。4、理解摩擦力的概念、分类、方向判断，掌握并能直接应用动摩擦力的计算公式。二、学习过程：任务一：力的概念1、力是__________________。有力必与_____个物体有关，其中，施加力的物体叫_______，受到力的物体叫_____________。2、如果一个物体的____________或__________发生了改变，我们就可以推断出该物体受到了力的作用。即力的作用效果是：（1）使物体发生___________；（2）使物体的__________发生改变。3、力的大小可以用____________测量（质量是用_____________来测量的），力的单位是_____。4、力是____量，既有_______，又有________。_________、__________、_______称为力的三要素。任务二：重力1、物体由于地球的吸引而受到的力叫______，用字母_____表示。重力的施力物体是______。2、在地球附近，一质量为m的物体，其受到的重力的大小是___________，方向总是_________，作用点可认为在物体的_________上。任务三：弹力1、发生_________后的物体由于要__________，就会对____________的物体产生力的作用，这种力叫做____________。例如：手拉弹簧，由于手的拉力使弹簧发生形变，变形的弹簧由于要恢复原状，就会对手产生一个力的作用，这个力就是弹力。2、▲有些形变，外力停止后，能够恢复——如拉开的弓、弹簧等。▲有些形变，外力停止后，不能恢复——如拉断的弓、拉直的弹簧、扳断的粉笔、压垮的桥梁等。★这种外力停止作用后，能够恢复原状的形变，叫弹性形变。（如果外力停止作用后，不能恢复原状的形变叫非弹性形变。）如果物体的形变过大，超过一定的限度，撤去作用力后，物体就不能恢复原来的形状，这个限度叫做_____________。3、弹力的大小跟物体发生形变的程度有关。实践证明，在弹性限度内，形变越大，产生的弹力越大。例如：弓拉得越满，箭射得越远，说明产生的弹力越大。对于弹簧而言，英国物理学家胡克进一步研究发现：在弹性限度内，弹簧产生的弹力F的大小跟弹簧伸长（或缩短）的长度X成________，其公式为____________，这个规律叫做________________。4、_________、___________和___________都是弹力。任务四：摩擦力1、活动与思考用手推讲台，可能会出现两种结果。（1）用力较小时，讲台与地面要发生相对运动，但没有发生。此种情况下，讲台虽受推力作用，但没有动，仍处于平衡状态。根据物体的平衡条件，讲台必然还受到一个与推力大小相等、方向相反的力，这个力是由地面提供的，是阻碍讲台与地面相对运动的。此力实际上是地面对讲台的_______摩擦力。（2）用力较大时，讲台与地面间就会发生相对运动。在这种情况下，如果推力停止，讲台就会停下来，说明讲台也受到地面对它的阻力。此力实际上就是地面对讲台的________摩擦力。2、两个相互_________的物体，当它们发生_________或具有_______________时，就会在它们的接触面上产生一种_____它们相对运动的力，这种力叫做摩擦力。根据物体间是否已经发生相对运动，我们可以把摩擦力分为_____________和_____________两种。3、如下图所示用一个较小的水平向右的推力F推箱子，箱子没有被推动。虽然箱子没有被推动，但箱子相对于地面有向________的相对运动趋势。箱子虽然受到推力作用，但没有动，仍处于平衡状态。根据物体的平衡条件，此时箱子一定还受到一个与推力大小相等、方向相反的力的作用，这个力就是地面对箱子的___摩擦力。因此，静摩擦力的大小总是______与地面平行的推力，方向与推力的方向______，即与物体的相对运动趋势方向________。4、静摩擦力随外力的增大而增大，但增大到一定的程度时，物体开始相对运动了。根据定义，这时的摩擦力已不叫静摩擦力了，而是滑动摩擦力。这表明静摩擦力不能无限增大，而是具有一个最大值，这个最大值就叫做___________。5、思考：在水平公路上匀速行驶的汽车，关掉油门，汽车的速度会发生怎样的变化？——为什么会变慢？——说明摩擦力的方向是向哪儿的？结论：物体所受滑动摩擦力的方向总是跟物体相对运动的方向________。6、滑动摩擦力的大小计算公式是________________。三、检测反馈1、静止在地面质量为100Kg的物体，所受到重力的大小是__________N。画出物体所受的重力。2、一根弹簧原长为5cm，弹簧的劲度系数为500N/m，当弹簧在拉力作用下，长度为7cm，求此时拉力的大小。3、冬季，东北地区常用马拉的雪撬运货物，雪橇有两个与冰面接触的钢制滑板。假设冰面是水平的，雪撬和所装货物的总质量是5000kg，滑板与冰面间的动摩擦因数是0.02，马要在水平方向上用多大的力才能拉着雪橇在冰道上匀速前进？应用层次（B层次）一、学习目标（在A层次的基础上增加）1、掌握力的图示的方法与步骤。2、了解万有引力。3、掌握弹力的方向，会应用胡克定律解决一些较为复杂的问题。4、掌握对物体进行受力分析的一般方法。二、学习过程：任务一：力的图示1、什么叫力的图示？2、力的图示的方法与步骤。以小孩10N的力下向拉弹簧为例。（1）作用点的选择知道作用点的，将箭尾画在作用点上；不知道作用点的，一般将箭尾画在物体的几何中心。本题的作用点是：小孩的手和弹簧下端的接触点。（2）选择合适的标度如图所示，图中就是标度。（相当于地图中的比例尺）▲注意：A、作力的图示必须要有标度，否则不能知道线段所表示力的大小；B、画力的标度要根据力的实际大小选比如画20N时，可选5N为力的标度，但画2000N时，选5N就不合适了，可选500N。C、画几个力时，最好选它们的公约数如20N、16N、12N，取4N合适（3）根据标度画一定长的线段表示力的大小本题根据标度画5格。（一般用2－5格表示一个力）（4）用箭头的指向表示力的方向。▲注意：箭头应在刻度内，而不是另加的任务二：认识万有引力及万有引力定律英国物理学家________发现，宇宙中所有的物体之间都具有相互吸引的力的作用，因此叫做________________。万有引力的大小跟_________________成正比，跟_________________成反比。万有引力的公式是。其中G是万有引力系数，其大小为任务三：弹力的方向如图所示，用手向右拉弹簧，使弹簧发生形变的力（即手的拉力）向_______，弹簧在手的拉力作用下会伸长（即发生形变），发生形变的弹簧要恢复原状而产生___力，其方向向_____。由此可见：弹力的方向总是与作用在物体上，使物体发生形变的外力方向________。压力和支持力的方向：都是_________物体的接触面，压力指向被压物体的方向，支持力指向被支持物体的方向。拉力的方向：沿着绳子，指向绳子收缩的方向。任务四：胡克定律的灵活应用胡克定律F＝kx对基础层次的学生要求会直接应用，对应用层次的学生要求能解决较为复杂的问题。例：用5N的力拉弹簧，弹簧的长度为6cm，用20N的力拉弹簧时，弹簧的长度为9cm，求弹簧的原长。解：设弹簧的原长为L0，根据F=kx=K(L-L0)得：解得：L0=5cm任务五：物体的受力分析对物体进行受力分析，关键要做到一个不多、一个不少、一个不错。如何做到这一点，可以按下列步骤进行。1、首先要确定研究对象如上图，研究的是物体A，而不是斜面，更不是人。2、画出物体所受的重力3、以重力线为起点，绕物体旋转一周，看与哪些物体接触。4、有挤压或拉伸的画出物体所受的弹力。（跟斜面有挤压，绳子有拉伸，故都应画出弹力）5、有挤压并有相对运动或相对运动趋势的，画出物体所受的摩擦力。（人拉物体向上走，物体与斜面之间有相对运动，故有向下的摩擦力）6、最后画机械的牵引力和其它力。（本题没有）三、检测反馈1、课本P28，第1题。2、地球的半径约为，试根据万有引力定律估算地球的质量。（提示：可以用1kg的物体与地球间的万有引力为9.8N来计算）（地球的实际质量为）3、一根弹簧在弹性限度内，下面挂5N的物体弹簧长10cm，挂15N的物体弹簧长14cm，求弹簧的原长。4、课本P28第2题。拓展层次（C层次）一、学习目标（在A、B两层次的基础上增加）1、了解物体的重心。2、进一步了解与弹力有关的相关概念3、了解摩擦力产生的条件二、学习过程：任务一：认识物体的重心1、重心的定义：一个物体的各部分都要受到重力的作用。从效果上看，我们可以认为各部分受到的重力作用集中于一点，这一点叫做物体的重心。2、物体重心位置的影响因素：（1）质量分布均匀的物体，其重心由其几何形状决定，比如铅球的重心在它的球心上，圆柱体的重心在中轴线的中点（2）质量分布不均匀的物体，其重心位置不仅与几何形状有关，还与物体的质量分布有关。比如：此棍的构造：左半部是铁质的，右半部是木质的。其重心位置就不在几何中心了，而是偏心于铁的一端。3、物体重心的确定（悬挂法）方法：采用二次悬挂法。结论：AB、CB的交点即为该物体的重心。原理：当挂于物体的A点时，物体受两个力的作用：绳子的拉力和地球对物体的重力，重力的作用点在重心，故物体的重心必在AB这点竖线上。同样的道理，把悬挂点换成C，物体的重点必在CD上，故重心为AB、CD的交点。任务二：进一步了解与弹力有关的相关概念1、微小形变当物体受力时，任何物体都要发生形变，不发生形变的物体是不存在的，不过有的形变比较明显，可以直接看见；有的形变极其微小，要用仪器才能显示出来。当一本书放到桌面上后，桌面一定被书压得凹了一些，但由于书的重力较小，桌面的形变微小，肉眼几乎看不出来。这种肉眼看不见的形变称为微小形变。2、物体产生的弹力跟使它发生弹性形变的外力的区别。还是以“手拉弹簧为例”。使弹簧发生形变的外力是“手对弹簧的拉力”，其施力物体是“手”，受力物体是弹簧，方向向右。弹簧产生的弹力是“弹簧反过来对手的拉力”，其施力物体是“弹簧”，受力物体是“手”，方向向左。弹力的方向与使弹簧发生形变的外力方向相反。3、弹力产生的条件（1）物体要相互接触；（2）要发生弹性形变。根据力在发生时需不需要接触，可以将力分为两大类：一类是不需要接触的力，如重力、磁场力、分子力、电荷之间的作用力等；另一类是需要接触才能产生的力，如摩擦力、弹力等。因此要产生弹力，两个物体必须相互接触。接触只是说明两物体间有产生弹力的可能，但如果两个接触的物体间没有相互的“挤压”，物体就不能发生形变，就不能产生弹力。任务三：摩擦力产生的条件（3）有相对运动或相对运动趋势任务四：自习理解摩擦力的利与弊（P27）三、检测反馈1、运用我们现有的知识证明，重力的方向竖直向下。2、与空卡车相比，载重卡车的重心是前移还