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文档简介
人教版物理八年级下册全册教案(2025年春季新教材)
第七章力第1节力1.通过活动和生活经验感受力的作用效果,理解力的概念和知道力的单位.2.知道力的三要素,会用力的示意图表示力.3.知道物体间力的作用是相互的,并能解释相关现象.【重点】力的示意图画法.【难点】根据物体间力的作用是相互的解释相关现象.一、新课导入使用一根竹篙,艄公就能让竹排快速前行,灵活调整前进的方向.你注意过没有,让竹排前行时,艄公是怎么撑篙的?让竹排转弯时,艄公又是怎么撑篙的?二、新知探究(一)力1.出示人推车、人拉弹簧、推土机推土、磁铁吸铁钉等图片.并分析物体之间发生的推、拉、举、提、吸引等,说明了有力的存在.在物理中常把生活中的“推”“拉”“提”“吸引”等概括为“作用”.2.通过分析得出力的概念:力是物体对物体的作用,用F表示.3.物理学中,力用符号F表示,力的单位是牛顿,简称牛,符号是N.(1)托起一个苹果的力的大小约是1牛顿(1N).(2)托起两个鸡蛋所用的力大约是1牛顿(1N).(3)一个质量为40千克的同学对水平地面的压力大约是400牛顿(400N).4.引导学生理解:(1)一个物体不能产生力的作用.(2)施力物体与受力物体同时存在.(3)不接触的两个物体间也能发生力的作用.(二)力的作用效果1.演示:(1)用力捏橡皮泥,橡皮泥的形状发生了变化.(2)用力压或拉弹簧,弹簧的形状(长度)发生了变化.归纳:力可以使物体发生形变(力可以改变物体的形状).2.演示实验:①一个小铁球静止在水平桌面上,当磁铁靠近它时,发现小铁球向磁铁处运动.②让小铁球从斜面上滚下,沿着它的运动方向放一个磁体,观察到小铁球的运动由慢变快.③再次让小铁球从斜面上滚下,在它运动路径的侧旁放一个磁体,观察到小球运动的方向发生改变.指出:在物理学中,物体由静止开始运动或由运动变为静止、物体运动的快慢或方向发生改变,这几种情况都是物体的运动状态发生了变化.归纳:力可以改变物体的运动状态.(三)力的三要素和力的示意图1.力的三要素演示:(1)用大小不同的力向上拉弹簧,观察到力越大,拉开的弹簧越长,说明力的大小能影响力的作用效果.(2)用大小相同的力压弹簧,可以使弹簧缩短;拉弹簧,可以使弹簧伸长,说明力的方向能够影响力的作用效果.(3)用同样大小的力,分别在图中两个位置推门,发现越靠近门轴推门,门就越不容易被推动,说明力的作用点也会影响力的作用效果.总结:(1)在物理学中,把力的大小、方向、作用点叫作力的三要素.(2)理解力的三要素:①任何一个力都有大小、方向和作用点三个要素.②当其中的任何一个要素改变时,力的作用效果就会随之改变.③因为力的三要素决定了力的作用效果,所以我们要描述一个力时,就必须指明该力的三要素.2.力的示意图(1)在物理学中通常用一条带箭头的线段表示力.这种表示力的方式通常称为力的示意图.(2)力的示意图画法:a.在受力物体上沿着力的方向画一条线段,在线段的末端画一个箭头表示力的方向.b.线段的起点或终点表示力的作用点.c.在力的示意图上用数值和单位标出力的大小,在同一图中线段越长表示力越大.点拨:画力的示意图的注意事项(1)力的作用点要画在受力物体上用圆点表示,不能画在施力物体上.(2)如果要在图中画出物体受到的几个力,除了要画出各个力的作用点和方向,还应当用线段的长短粗略地区分力的大小.(3)力的示意图可以只表示出力的作用点和方向,也可以在箭头旁标出力的大小,把力的三要素都表示出来.若题中给出了力的大小或符号,要在箭头旁标示清楚.(四)力的作用是相互的1.活动探究【活动1】小华和小明穿着旱冰鞋静止在地面上.【现象】小华用力推小明,会发现小明在前进的同时,小华也向后退.【分析】小华用力推小明时,小华对小明施加了一个向前的作用力;同时小华后退,表明小明对小华也施加了一个向后的作用力.【结论】物体间力的作用是相互的.【活动2】把两块蹄形磁铁A、B分别固定在小车上,让它们的同名磁极相对,将两个小车在水平桌面上靠拢.【过程、现象与分析】2.物体间力的作用是相互的大量事例说明:当一个物体对另一个物体施力的同时,另一个物体也同样对它施加力的作用,这两个力是同时发生的,也就是说:物体间力的作用是相互的,施力物体同时也是受力物体,受力物体同时也是施力物体.点拨:互为相互作用力的两个力的大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,作用在不同物体上.三、课堂小结四、课堂训练1.手拉弹簧、手提书包、石块压地面、磁体吸引铁钉,这些都是一个物体对另一个物体的作用,请分别指出上述事例中的施力物体和受力物体.【解答】手拉弹簧:施力物体是手,受力物体是弹簧;手提书包:施力物体是手,受力物体是书包;石块压地面:施力物体是石块,受力物体是地面;磁体吸引铁钉:施力物体是磁体,受力物体是铁钉.2.请举例说明:(1)力能使物体发生形变;(2)力能改变物体的运动状态.【解答】(1)力使物体发生形变.例如:用力拉弹簧,弹簧变长;跳水运动员在起跳时,踏板发生了弯曲.(2)力使物体的运动状态发生改变.例如:守门员将足球顶出,改变了足球的运动方向;扔铅球时,力使铅球由静止变为运动.3.请举例说明:力的大小和作用点相同时,力的方向会影响力的作用效果.【解答】例如,用相同的力推一个箱子,如果力的方向向右,箱子会向右移动;如果力的方向向左,箱子会向左移动.4.用绳将吊灯悬挂在天花板上,绳对灯的拉力为4N.一位同学沿水平方向推箱子,他对箱子的推力为75N.请在图中分别画出拉力和推力的示意图.5.如图所示,人坐在一艘小船上,用力推另一艘小船.那艘小船被推开后,人坐的小船也移动了吗?这是为什么?【解答】移动了.人坐在小船上,用力推另一艘小船,对另一只小船有力的作用,由于力的作用是相互的,另一只小船会对自己坐的小船产生一个反作用力,所以自己坐的小船向后运动.五、布置作业完成《练习册》对应练习.教学中应用实际生活中的事例逐步引导学生接受力的存在,理解并建立力的概念.
第七章力第2节弹力1.知道物体有弹性与塑性等不同的性质.2.通过实验了解弹力产生的原因,了解生活中常见的弹力.3.知道在弹性限度内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长量越长,并能通过实验进行验证.4.经历使用弹簧测力计的过程,学会弹簧测力计的使用方法.【重点】认识弹力产生的条件,弹簧测力计的正确使用.【难点】弹力的概念及产生条件.一、新课导入优秀的撑竿跳高运动员借助撑竿可以越过6m高的横杆.如图所示,撑竿跳高的过程中,撑竿的形状发生了怎样的变化?二、新知探究(一)弹力1.弹性和塑性弹性——弹性形变:外力撤去后,能够恢复原状的形变.例如弹簧、气球等发生的形变.塑性——塑性形变:外力撤去后,不能恢复原状的形变.例如橡皮泥、铝线等发生的形变.2.对弹力的理解(1)产生条件:一是两物体直接接触;二是物体间要发生弹性形变,二者缺一不可.弹力是接触力,物体间不接触不会产生弹力,但相互接触的物体间不一定产生弹力.(2)常见的弹力:弹力是一种常见的力,我们平时所说的推力、拉力、压力和支持力,都属于弹力的范围.(3)弹力的施力物体是发生形变的物体,受力物体是与它接触使其形变的物体.例如,汽车对地面的压力,是汽车发生弹性形变,汽车是施力物体,地面是受力物体.(4)弹力的大小:对一个弹性物体来说,在弹性限度内,物体弹性形变程度越大,其产生的弹力就越大.物体的弹性有一定的限度,超过这个限度,撤去力后物体也不能恢复原状.例如使用弹簧时不能超过它的弹性限度,否则会使弹簧损坏.(5)弹力的方向:物体间的弹力方向与接触面垂直,与物体发生形变的方向相反.(二)弹簧测力计1.弹簧测力计的构造:常用的弹簧测力计的主要构造有弹簧、指针、刻度盘、挂钩等.2.弹簧测力计的使用方法(1)估计待测力的大小,选择合适量程的测力计.(2)观察弹簧测力计的测量范围,并认清它的每小格表示多少牛.(3)检查弹簧测力计的指针是否指在零刻度线上,若不是,应调零.(4)轻轻拉动挂钩几次,避免出现卡壳.(5)测量时:要让力的方向沿着弹簧的中心轴线方向.(6)读数时:待示数稳定(保持静止或匀速直线运动)再读数;视线要与刻度线垂直,可不用估读.3.实验——练习使用弹簧测力计(1)用手拉弹簧测力计的挂钩,并分别使指针指到1N、3N、5N的位置,感受1N、3N、5N的力.(2)测量身边小物体对弹簧测力计的拉力.①把文具袋悬挂在弹簧测力计的挂钩上,读出文具袋对弹簧测力计的拉力.②用弹簧测力计沿水平方向拖动桌面上的文具袋,测量文具袋对弹簧测力计的拉力.(3)用两个弹簧测力计在水平方向上互相拉,看看谁对谁的拉力更大些,想想为什么?图中左侧弹簧测力计对右侧弹簧测力计的拉力与右侧弹簧测力计对左侧弹簧测力计的拉力是一对相互作用力,因此可观察到两个弹簧测力计的示数相等,说明相互作用力大小相等.三、课堂小结四、课堂训练1.压力和拉力都属于弹力,下述弹力是哪个物体发生了形变而产生的?(1)放在水平桌面上的杯子对桌面的压力.(2)手指拉橡皮筋时手指对橡皮筋的拉力.【解答】(1)当杯子放在水平桌面上时,由于杯子的底部与桌面接触并受到桌面的支持力,杯子底部会发生微小的形变.杯子底部想要恢复原状,就会对桌面产生一个向下的力,即压力.所以,这个压力是由杯子发生形变而产生的.(2)手指拉橡皮筋时:手指由于发生弹性形变,会对橡皮筋施加一个向外的力,使橡皮筋发生了伸长形变.2.在使用弹簧测力计时,如果弹簧测力计原来测量竖直方向的拉力,现在要改为测量水平方向的拉力,应该怎样操作?【解答】在使用弹簧测力计测量竖直方向的拉力后,如果要改为测量水平方向的拉力,需要重新调零.这是因为弹簧测力计在竖直使用时,会受到自身重力的影响,导致指针位置发生变化.当弹簧测力计从竖直使用改为水平使用时,如果不调零,指针的位置会受到之前竖直使用时的形变影响,从而导致测量结果不准确.3.图中两个弹簧测力计的示数各是多少?【解答】(1)甲图中,弹簧测力计一大格表示1N,一大格分为5小格,一小格表示0.2N,弹簧测力计的示数是1N.(2)乙图中,弹簧测力计1N之间有5个小格,一个小格代表0.2N,即弹簧测力计的分度值为0.2N,指针在“3”后3个小格处,所以弹簧测力计的示数为3.6N.4.如图所示,将椭圆形厚玻璃瓶装满水,把细玻璃管通过带孔的橡胶塞插入瓶中.用力捏厚玻璃瓶的不同部位,观察细管中水面高度的变化.请你从力使物体产生形变的角度解释所看到的现象.【解答】在图中,把细玻璃管通过带孔的橡胶塞插入瓶中,若沿着椭圆窄的方向用力捏厚玻璃瓶,玻璃瓶变圆、容积变大,而水的体积一定,则细管中水面高度会下降;若沿着椭圆宽的方向用力捏厚玻璃瓶,玻璃瓶变扁、容积变小,则细管中水面高度会上升.五、布置作业请完成《练习册》对应练习通过生活实例有利于学生理解弹性和塑性;应尽量让学生在实际操作中掌握对弹簧测力计的使用.
第七章力第3节重力1.知道什么叫重力.会用弹簧测力计测量物体的重力.2.理解重力的大小与质量成正比G=mg.3.理解重力的方向竖直向下.4.知道重心的概念及规则物体重心的位置.【重点】重力的方向及重力与物体质量的关系.【难点】重力的方向.一、新课导入向空中撒开的渔网,会飘落到水里;向上抛出的石块,最终也会落向地面……你知道这是什么原因吗?原因:在地球附近的物体,都受到地球的吸引作用.二、新知探究(一)重力1.重力:由于地球的吸引而使物体受到的力叫作重力,通常用字母G表示,重力的单位为N.重力的施力物体是地球,受力物体是地球附近的物体.2.重力的特点(1)普遍性:地球附近的物体都受到重力的作用.不论它是运动还是静止,是固态、液态还是气态,都受到重力的作用.(2)不等性:重力是由于地球的吸引而产生的,但重力不是地球的吸引力,它只是地球吸引力的一个分力.(3)非接触性:重力是非接触力,空中的飞机、树上的苹果都受到重力的作用.(二)重力的大小1.实验:探究重力的大小跟质量的关系【实验思路】将物体悬挂在弹簧测力计上,当物体静止时,弹簧测力计的示数等于物体所受重力的大小.物体的质量既可以用天平测量,也可以选用已知质量的物体作为被测物体.最后根据测量结果找出重力跟质量的关系.【实验过程】(1)把1个50g的钩码挂在弹簧测力计的挂钩上,当钩码静止时,读出弹簧测力计的示数,即为钩码所受的重力,记录在表格中.(2)用同样的方法分别测出2个、3个、4个、5个、6个钩码所受的重力,并把结果记录在表格中.【分析论证】(1)数据处理:以质量为横坐标、重力为纵坐标建立坐标系.描点连线,画出重力与质量的关系图像(G-m图像).(2)归纳结论:①由实验数据可知,当质量成倍增加时,重力也成倍增加,重力与质量的比值不变.②由G-m图像可知,图像是一条过原点的倾斜直线,这是正比例函数图像,说明物体所受的重力跟它的质量成正比.【实验结论】物体所受的重力跟它的质量成正比,其比值约为9.8N/kg.总结:如果用G表示重力,m表示质量,g表示重力与质量的比值,则地球附近的物体所受的重力跟它的质量之间的关系可以写成g=Gm,即G=mg2.重力的计算(1)计算公式:G=mg.G表示重力,单位是牛(N);m表示质量,单位是千克(kg);g约为9.8N/kg.(2)理解g的意义:g=9.8N/kg,表示质量为1kg的物体受到的重力大小为9.8N.g=9.8N/kg是通常的取值,在地球上的不同位置,其值略有不同,但一般不考虑其变化,精确度要求不高时,也可取g=10N/kg.(3)常见一些物体的重力大小一瓶可乐的重力约5N;一个篮球重力约5N;一个中学生的重力约500N;成年大象的重力约50000N.3.重力和质量的区别与联系(三)重力的方向1.实验:探究重力的方向【实验思路】物体悬挂起来静止时,悬线的方向跟物体所受重力的方向一致,这个方向就是我们所说的“竖直向下”的方向.我们可以通过观察悬线的方向就知道重力的方向.【实验器材】铁架台、细线、重物、盛水的烧杯、三角尺.【实验步骤】①用细线将重物吊在铁架台上自由下垂,浸没在烧杯的水中.用三角尺比较细线的方向和水面的关系.②将铁架台倾斜一定的角度,观察细线静止时的方向,用三角尺比较细线的方向和水面的关系.③继续改变铁架台倾斜的角度,观察细线的方向是否变化.【实验现象】无论铁架台怎样倾斜,细线的方向和水面始终是垂直的.【实验结论】重力的方向是竖直向下的(竖直方向就是与水平面垂直的方向).2.对重力方向的理解(1)重力的方向“竖直向下”指与水平面垂直向下,即指向地心,不能说成“垂直向下”.(2)重力的方向不受其他作用力的影响,与物体的运动状态无关.如图所示,放在斜面上的物体受到的重力方向哪一个正确?3.重力方向的应用——铅垂线人们在一根线下吊一个重物,就做成一根铅垂线.用铅垂线可以指示重力的方向——竖直向下.(1)检查是否竖直例如,建筑工人在砌墙时常利用铅垂线来确定竖直方向,这是因为铅垂线的方向与重力方向在同一直线上,用这种原理来检查墙壁是否竖直,或检查装饰画是否竖直.(2)检查是否水平方法一:用如图所示的水平仪放在物体表面上,若铅垂线与水平板上的中心刻线(图中红色标记)重合,则说明物体表面是水平的,若铅垂线偏向刻线的一侧,则表明物体表面不水平.如图所示,桌面左低右高.方法二:如图所示,将直角三角尺的一条直角边平放在物体表面上,看铅垂线和直角三角尺的另一直角边是否平行(或重合).若平行,则物体表面水平;若不平行,则物体表面不水平.(四)重心物体的每一部分都受到重力作用,对于整个物体,重力作用的表现就好像它作用在某一个点上,这个点叫作物体的重心.1.对重心的理解(1)重心是一个物体各部分受到的重力作用的等效作用点.(2)质量分布均匀、形状规则的物体,其重心在它的几何中心上.(3)质量分布不均匀的物体,其重心的位置除与物体的形状有关外,还与物体的质量分布有关.(4)物体的重心不一定在物体上.比如均匀铁环的重心不在环上,而在圆心处,如图所示.(5)重心的位置与物体所在位置、放置状态及运动状态无关.(6)有时为了研究问题方便,在受力物体上画力的示意图时,常把力的作用点画在重心上.2.寻找不规则物体重心的方法(1)支撑法确定重心:如图所示,把物体放在手指上,仔细调节物体,使其在手指上达到一个平衡状态,物体的重心与支点在同一条竖直线上,在支点的上方.(2)悬挂法确定重心:如图甲所示,先在A点把薄板悬挂起来,薄板静止时,所受的重力方向与悬绳的拉力方向在同一竖直线上,所以薄板的重心一定在通过A点的竖直线l1上.然后在B点把薄板悬挂起来(图乙),同理知,薄板的重心一定在通过B点的竖直线l2上.l1和l2的交点O就是薄板重心的位置.(五)万有引力早在300多年前伟大的科学家牛顿从苹果落地这一司空见惯的现象中得到启发,并总结前人研究成果而发现“宇宙间任何两个物体,大到天体,小到灰尘之间,都存在互相吸引的力”,这就是“万有引力”.三、课堂小结四、课堂训练1.投掷出去的铅球在空中的运动轨迹如图所示.不考虑空气阻力,铅球在空中受到什么力的作用,这个力的作用效果是什么?画出铅球在P点的受力示意图.2.某实验小组在“探究重力的大小跟质量的关系”的实验中,用几个20g、50g的钩码进行实验,下表是他们记录的实验数据.为分析重力G和质量m的定量关系,请你在图中建立坐标轴并确定坐标轴的标度,根据数据描点作图,通过图像得出实验结论.3.像地球一样,月球对它表面附近的物体也有引力,这个力是月球表面物体所受的“重力”,它大约是同一个物体在地球上所受重力的1/6.我国的嫦娥五号成功将1731g月球土壤样品带回地球,这些样品在月球上时受到月球的“重力”大约是多少?【解答】月球样品在地球上受到的重力:G地=mg=1.731kg×10N/kg=17.31N,月球土壤样品在月球表面受到的月球引力:G月=16G地=14.一座桥的桥头立着如图所示的限重标志牌,它表示只允许质量不超过15t的车从桥上通过.为确保桥梁安全,汽车所受的重力超过多少牛时,不能从该桥上通行?【解答】此限重标志牌的含义是:通过此桥的车辆质量不得超过15t,m=15t=15×103kg=1.5×104kg
,桥能承受的最大压力:F=G=mg=1.5×104kg×9.8N/kg=1.47×105N.5.我们通常用水平仪来判断一个面是否水平.请你利用一个三角板和铅垂线制作一个水平仪,说明怎样利用它来判断桌面是否水平.【解答】(1)制作水平仪:首先,我们需要一个三角板和一根铅垂线.将铅垂线系在三角板的一个顶点上,确保铅垂线能够自由悬挂并保持竖直.这样,我们就制作好了一个简单的水平仪.(2)三角尺有两个直角边,把三角尺竖直放置,一个直角边放在桌面上,另一个直角边旁边放上铅垂线,因为重力的方向是竖直向下的,如果铅垂线与竖直的直角边平行,则表明桌面是水平的,如图所示.五、布置作业完成《练习册》对应练习.在探究重力的大小跟质量的关系时,先让学生根据已有的知识和生活经验进行猜想,教师引导学生对部分猜想进行筛选,找出共同的研究目标,探究重力的大小与质量的关系,学生分组进行实验探究,这样激发了学生学习的兴趣,调动了学生的学习主动性、积极性,活跃了课堂气氛。
第八章运动和力第1节牛顿第一定律1.通过实验,探究阻力对物体运动的影响.2.经历建立牛顿第一定律的科学推理过程,认识牛顿第一定律.3.能通过生活经验和大量事实认识一切物体都具有惯性,能用物体的惯性解释生活和自然中的有关现象.【重点】探究阻力对物体运动的影响.【难点】建立牛顿第一定律的科学推理过程.一、新课导入玩滑板车时,滑板车运动一段时间后会停下来,再次蹬地,滑板车又会继续运动下去.你认为运动需要力来维持吗?二、新知探究(一)阻力对物体运动的影响1.物体的运动是否需要力来维持?亚里士多德:物体的运动需要力来维持!伽利略:物体的运动不需要力来维持!2.实验探究:阻力对物体运动的影响【设计实验】让小车从同一斜面上的同一高度由静止自由滑下,如图所示,改变水平面表面的粗糙程度,使其对小车运动的阻力不相同.第一次在水平面上铺毛巾,第二次铺棉布,第三次将棉布去掉,只剩下木板,比较小车每次在水平面上滑行的距离.【实验器材】小车、斜面、毛巾、棉布、长木板、刻度尺等.【进行实验与收集证据】(1)在水平木板上铺上毛巾,让小车从斜面顶端由静止滑下,观察小车在阻力较大的毛巾表面上滑行的距离.(2)在水平木板上铺上棉布,让小车从斜面上同一位置由静止滑下,观察小车在阻力较小的棉布表面上滑行的距离.(3)让小车从斜面上同一位置由静止滑下,观察小车在更光滑的木板表面上滑行的距离.【实验记录】【分析论证】小车在不同材料的平面上最终停下来的原因是因为受到了阻力的作用.小车受到的阻力越小,小车滑行的距离越大,速度减小得越慢.对上述结论进一步推理得出:如果运动的物体受到的阻力为0,速度就不会减小,物体将以恒定不变的速度永远运动下去.由此可以说明伽利略的说法是正确的,即物体的运动不需要力来维持.【实验结论】运动的物体受到的阻力越小,速度减小得越慢,运动得越远.如果运动的物体受到的阻力为0,速度就不会减小,物体将以恒定不变的速度永远运动下去.【交流讨论】(1)实验方法①控制变量法:控制小车从斜面上同一高度处由静止释放,使小车到斜面底端时具有相同的速度;②转换法:通过小车在水平面上滑行距离的长短来间接判断小车所受阻力的大小;③科学推理法:若小车不受阻力时,小车的速度将不会减小,将永远做匀速直线运动.(2)对小车受力情况的分析小车在水平面上运动时,在竖直方向受重力和支持力,这两个力相互平衡,对物体的运动没有影响;在水平方向上受到阻力的作用,是非平衡力,所以做减速直线运动.(3)本实验选用小车而不选用木块的原因相同条件下,小车受到的阻力较小,实验现象较明显.(二)牛顿第一定律1.伽利略:如果运动的物体不受力,它的速度将保持不变.2.牛顿总结了伽利略等人的研究成果,概括出一条重要的物理规律——牛顿第一定律.3.牛顿第一定律(1)内容:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种运动状态.(2)对牛顿第一定律的理解①“一切物体”说明该定律对所有物体都是普遍适用的.②“或”指两种状态必居其一,不能同时存在.也就是说,如果没有受到力的作用,原来静止的物体仍保持静止状态,而原来运动的物体将保持原来的速度大小和方向继续做匀速直线运动.③牛顿第一定律是在大量经验事实的基础上,通过进一步的推理而概括出来的.我们周围的物体,都要受到力的作用,因此不可能用实验来直接验证这条定律.但是,从这个定律得出的一切推论,都经受住了实践的检验,因此,牛顿第一定律已经成为公认的物理学基本定律之一.④牛顿第一定律说明了力和运动的关系.力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因.若不受力,则运动状态不改变;反之,如果物体的运动状态发生了改变,则一定受到了力的作用.(3)问题分析:运动的滑板车如果不受阻力,根据牛顿第一定律,滑板车在水平地面上将保持原有的运动状态一直运动下去.实际上滑板车始终会受到阻力,导致它的运动越来越慢,即运动状态不断改变.物体运动状态之所以发生了改变,就是因为物体受到了力的作用.(三)惯性1.惯性:物体保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质叫作惯性.2.理解惯性(1)惯性的普遍性:一切物体在任何情况下都具有惯性.(2)惯性大小的决定因素:惯性的大小由物体的质量决定,质量越大,惯性越大.与物体的形状、运动状态、位置、受力情况等无关.(3)惯性与牛顿第一定律的区别:惯性是物体本身的一种属性,而牛顿第一定律是物体不受力时遵循的运动定律.任何物体在任何情况下都具有惯性.3.区分惯性与力4.利用惯性解释有关现象(1)我们站在行驶的汽车中,当急刹车时,会往前倒.【分析】当汽车刹车时,人的脚部与车厢接触停止运动,但是人体的上部分仍要保持它原来的运动状态,所以会向前倾.(2)如图所示,把一个鸡蛋放在硬纸板上,硬纸板放在杯口上.快速水平击打硬纸板时,发现硬纸板上的鸡蛋没有跟着纸板飞走,而是落入水杯中.【分析】当快速水平弹动硬纸片时,硬纸片飞出,但是静止的鸡蛋要保持它原来的静止状态,鸡蛋会落入水杯中.(3)运动员在投(踢)球时,当把球投出后,球仍然继续向前飞.【分析】当把球投出后,球离开手时,仍要保持它原来的运动状态(离开手时的速度和方向),所以会继续向前飞.(4)跑动中的人,脚被绊住,为什么会向前倒?【分析】跑动中的人整个身体向前运动,当脚被绊住后停止运动,而上半身由于惯性,仍要保持原来的运动状态,继续向前运动,所以人向前摔倒.(5)如图所示,拨动簧片,把小球与支座之间的金属片弹出时,小球并没有随金属片飞出.你能说说发生这个现象的原因吗?【分析】静止的小球没有受到击打力的作用,有保持原有静止状态的性质,所以没有随金属片飞出,而是落入支座上的凹槽中.5.惯性的利用(1)跳远、跳高跳远、跳高的运动员快速助跑后,飞身一跃,利用自身的惯性,在空中继续前进,以提高成绩.(2)锤头变紧锤子的锤头变松了,人们常用撞击锤柄下端的方法使锤头紧套在锤柄上,这是因为锤柄突然停止时,锤头由于惯性会继续向下运动,这样锤头就会牢牢地套在锤柄上了.(3)掷铅球、投篮、投标枪掷铅球、投篮、投标枪等的共同特点是增加了物体脱离手时的运动速度,当物体离开手之后由于具有惯性,将保持这个速度运动下去,所以物体离开手时的速度越大,运动的越远.6.惯性的危害和防范(1)交通事故与惯性交通事故的发生,多数是由于惯性造成的.行驶的车辆在遇到紧急情况下刹不住车,最主要的还是由于惯性,汽车刹车后,即使轮子不转了,但是由于惯性,汽车还会向前滑动一段距离,如果此时前面有车子离得太近,就会发生交通事故.(2)防范措施车辆行驶要限载限速;车辆必须安装安全气囊;交通工具必须配备刹车系统,行驶时要保持一定的安全距离;乘客与驾驶员必须系上安全带.三、课堂小结四、课堂训练1.同学们在一起讨论运动和力的关系.甲同学认为,一切物体只有受力才能保持匀速直线运动,不受力总是静止的;乙同学认为,一切物体只有受力才能保持静止状态,不受力总是做匀速直线运动.他们的说法对吗?为什么?答:他们的说法都不对.物体受力后,运动状态要发生变化,不可能保持匀速直线运动状态或静止状态.如果物体没有受力,根据牛顿第一定律,物体总保持静止状态或匀速直线运动状态.换言之,物体不受力时,可以处于匀速直线运动状态,也可以处于静止状态.2.如图所示,用力击打一摞棋子中间的一个,该棋子飞出而上面的棋子落下.你能解释这是为什么吗?答:击打棋子前,棋子是静止的.击打其中一个棋子后,这一棋子因受击打力而飞出,上面的棋子由于惯性保持原来的静止状态,不会飞出,但因重力的作用而落下.3.分析下列现象是怎样利用惯性的?(1)通过拍打衣服清除衣服上面的浮灰.(2)标枪运动员为取得好成绩,掷标枪前需要助跑.答:(1)拍打衣服前,浮灰在衣服上是静止的.拍打衣服后,衣服因受力改变运动状态而振动,浮灰由于惯性,还要保持原来的静止状态.所以浮灰与衣服分离,即通过拍打衣服,清除了上面的浮灰.(2)标枪运动员携带标枪助跑,目的是要标枪能在出手前具有一定的速度,从而利用标枪自身的惯性,使它在空中继续前进.4.在一列匀速直线行驶的列车内,一位同学相对于车厢竖直向上跳起,他是否会落在车厢内原来的起跳点?说出你的理由.答:会落在车厢内原来的起跳点.原因:起跳前该同学与车一起向前运动,起跳以后,由于惯性他还要保持原来的运动状态与车一起向前运动,所以落下后还会落在车厢内原来的起跳点.5.在生活中,我们有时需要采取措施防止惯性可能带来的危害.除了课本中列举的事例,请另外举出一个生活中防止惯性带来危害的例子.答:在雨雪天等恶劣天气条件下,路面湿滑,车辆的制动距离会增加.为了防止因惯性导致的交通事故,驾驶员应减速慢行,保持安全距离,以便在紧急情况下有足够的时间和距离来刹车.五、布置作业完成《练习册》对应练习.让学生经历科学探究过程,学习科学探究方法,培养学生的探索精神、实践能力以及创新意识.结合生活实例,有利于加强学生对惯性的理解.
第八章运动和力第2节二力平衡1.依据生活经验认识平衡力和平衡状态的概念,会判断物体受到的力是否为平衡力.2.经历探究二力平衡条件的实验过程,归纳、总结出结论.3.会利用二力平衡的知识解决实际问题.【重点】二力平衡条件及应用.【难点】应用二力平衡的知识解释自然现象.一、新课导入运动员跳伞时,他和伞在空中受到重力和阻力的作用.在这两个力的作用下,运动员和伞在某个阶段会沿竖直方向匀速下落.这种情况下,运动员和伞所受的重力和阻力应该有怎样的关系呢?二、新知探究(一)平衡状态和平衡力1.物体的受力分析(1)静止在桌面上的杯子:受到的力有:重力G与桌面支持力F.(2)静止的电灯受到的力有:重力G与拉力F.(3)匀速下落的跳伞运动员:受到的力有:重力G与空气的阻力f.(4)水平面上做匀速直线运动的小汽车:汽车在竖直方向上受到汽车的重力G、地面的支持力N;在水平方向上受到牵引力F、空气与地面的阻力f.2.平衡状态和平衡力(1)平衡状态:物体受到几个力作用时,如果保持静止或匀速直线运动状态,我们就说这几个力平衡,物体处于平衡状态.(2)平衡力:使物体处于平衡状态的两个力(或多个力)叫作平衡力.当物体受到两个力的作用时,如果物体保持静止或匀速直线运动状态,我们就说这两个力相互平衡,简称二力平衡.(二)二力平衡的条件1.实验:探究二力平衡的条件【提出问题】二力平衡时,二力的大小、方向、作用点应该有什么关系?它们在一条直线上吗?下面通过实验探究二力平衡的条件.【实验思路】要想找到物体在两个力作用下处于平衡状态时两个力之间的关系,应该先想办法在物体上施加两个力使物体平衡,然后在物体平衡时测量这两个力,看看这两个力之间存在怎样的关系.你准备怎样做这个实验?请你和同学讨论,设计可行的方案.【设计实验】如图所示,将小车放在光滑的水平桌面上,使小车在水平方向上受两个力的作用.采用控制变量法进行探究,分别改变这两个力的大小(通过改变钩码的质量)、方向、是否共线(通过扭转小车实现)和是否同体(通过分别拉2辆小车实现),由静止释放小车,观察小车在什么条件下会保持静止状态不变.【进行实验与收集证据】(1)实验装置如图甲所示,将小车放在光滑的水平桌面上,安装好实验装置.在两边的托盘里分别放上质量不相等的钩码,观察小车的运动情况.(2)在两边的托盘里放上质量相等的钩码,观察小车的运动情况.(3)将连接小车右侧托盘的细线挂于小车左侧挂钩处,使二力的方向同时向左,观察小车的运动情况(乙图).(4)保持两边托盘里的钩码质量相等,把小车在水平桌面上扭转一个角度后释放,观察小车的运动情况(丙图).(5)控制二力的大小不变,方向相反,保持二力在同一直线上,用细线把两个小车的挂钩连在一起.用剪刀把细线剪断,观察小车的运动情况(丁图).【实验记录】【分析论证】(1)比较表中实验序号1与2可知,要使小车保持静止,必须使两托盘中钩码的质量相等,说明二力平衡的条件之一是两个力的大小相等.(2)比较表中实验序号2与3可知,当二力方向相反时,小车静止;当二力均向左拉,即方向相同时,小车的运动状态改变,说明二力平衡的条件之一是两个力方向相反.(3)比较表中实验序号2与4可知,当把小车扭转一个角度,使二力不在同一条直线上时,小车运动状态发生了改变.而小车重新恢复到原来的静止状态时,二力在同一条直线上,说明二力平衡的条件之一是两个力作用在同一条直线上.(4)比较表中实验序号2与5可知,当二力作用在同一物体上时,小车静止;当二力作用在不同物体上时,小车的运动状态改变,说明二力平衡的条件之一是两个力作用在同一个物体上.【实验结论】二力平衡的条件:作用在同一个物体上的两个力,如果大小相等、方向相反,并且在同一直线上,这两个力就彼此平衡.记忆口诀:“同体、等大、反向、共线”.【分析交流】(1)本实验中选用了小车而不选用木块,是为了减小摩擦给实验带来的误差.(2)本实验设计的优点是:可以不考虑物体的重力对实验的影响.(3)实验中,桌面必须水平,否则小车的重力会影响实验.(4)实验中,如果两侧的钩码个数不相等但小车仍然处于静止状态,则原因是小车受到桌面的静摩擦力比较大.【方案二】用小卡片探究二力平衡的条件①该方案以小卡片为研究对象,钩码通过定滑轮对卡片施加力的作用.②当两线端所挂钩码质量相等时,小卡片静止;当两线端所挂钩码质量不等时,小卡片运动;把小卡片转过一个角度,再松手时,小卡片转动;用剪刀把小卡片从中间剪开,再松手时,小卡片运动.③本方案选用硬纸片的原因是减小摩擦对实验的影响,但是还受重力,因此对实验结论也有影响.(三)二力平衡的应用1.判断二力平衡的方法(1)根据物体受力情况判断:作用在同一个物体上的两个力,如果大小相等、方向相反,并且作用在同一条直线上,则这两个力平衡.(2)根据物体的运动情況判断:一个物体受到两个力的作用,若物体保持静止状态或匀速直线运动状态,则这两个力平衡.2.区别“平衡力”和“相互的力”(1)实例分析:分析地面上木块的受力情况,找出平衡力?相互的力?木块受到的力重力G与地面对木块的支持力N是一对平衡力;木块对地面有一个压力F、地面对木块有一个支持力N是一对相互作用力.(2)“平衡的二力”与“相互的二力”的比较3.二力平衡的应用(1)求力的大小和判断力的方向:物体在两个力的作用下处于平衡状态,已知一个力的大小和方向,我们可以根据二力平衡条件可以求另一个力的大小和方向.①静止在水平面上的物体:因为物体静止,所以物体所受的重力G与地面对它的支持力F是一对平衡力,则此二力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上.所以支持力的大小等于物体重力的大小F=G,支持力的方向竖直向上.②弹簧测力计测重力原理:因为物体静止,所以物体所受的重力G与弹簧测力计对它的拉力F是一对平衡力,则此二力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上.物体重力等于拉力:G=F.用弹簧测力计测量物体所受的重力G,利用的是二力平衡.(2)判断物体的运动状态:已知物体的受力情況,可以通过受力分析判断物体是否处于平衡状态.如果物体只受两个力作用,且这两个力满足“同体、等大、反向、共线”的条件,就可以判定物体处于平衡状态(物体静止或做匀速直线运动).以在水平路面上向左运动的小车为例进行分析:水平路面上向左运动的小车受到的力有:在竖直方向上有重力G、地面支持力N;在水平方向上有汽车发动机的牵引力F和地面与空气的阻力f.①若牵引力等于阻力,则二力平衡,小车向左做匀速直线运动;②若牵引力大于阻力,二力不平衡,小车向左做加速直线运动;③若牵引力小于阻力,二力不平衡,小车向左做减速直线运动.三、课堂小结四、课堂训练1.在图中,F1和F2是物体所受的方向相反的两个力,哪些情况下,这两个力是平衡的?答:乙、丁图中的两个力是平衡的.根据二力的平衡条件:二力作用在同一个物体上,大小相等、方向相反,并且在同一直线上.所以乙、丁图中的两个力是平衡的.2.在平直的地面上,一个人沿水平方向用20N的力推一辆小车匀速向左运动,试着在图中画出小车所受阻力的大小和方向(可把力的作用点画在重心上).答案:3.质量为40kg的小船静止在水面上,它除了受到重力之外,还受到另外一个力的作用,这个力的大小等于多少?方向如何?试着在图中画出小船受力的示意图(可把力的作用点画在重心上).g取10N/kg.答案:解:小船所受重力大小:G=mg=40kg×10N/kg=400N,方向竖直向下;小船受到的另一个力与重力是一对平衡力,故另一个力的大小也为400N,方向是竖直向上.4.在水平公路上沿直线匀速行驶的汽车受到几对平衡力的作用?为什么说它们是互相平衡的?若以图中的长方形表示这辆汽车,请在图中画出汽车受力的示意图.答案:答:在水平公路上匀速行驶的汽车,受到两对平衡力的作用.在水平方向上,汽车受到的牵引力F牵和阻力F阻是一对平衡力;在竖直方向上,汽车所受的重力G和支持力F支是一对平衡力.因为这两对力中的每一对力都是大小相等、方向相反的,作用在同一条直线上,且都作用在汽车上,因此它们相互平衡.五、布置作业完成《练习册》对应练习.本节课通过实验探究,培养学生了探索精神、实践能力以及创新意识.结合生活实例,加深了学生对二力平衡和相互作用力的辨析.
第八章运动和力第3节摩擦力1.能根据生活体验认识摩擦力.2.能根据二力平衡的条件用弹簧测力计粗略地测量水平运动物体所受的滑动摩擦力.3.经历探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关的实验过程,知道滑动摩擦力的大小跟接触面所受的压力和接触面的粗糙程度的关系.4.认识摩擦在生产或生活中的利用与防止,并能正确说出增大或减小摩擦的方法.【重点】增大或减小摩擦的方法和摩擦在生产生活中的利用与防止.【难点】探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关.一、新课导入如图所示,将手掌压在桌面上滑动时,你是否感到桌面对手掌有阻碍作用?要改变手掌受到的阻力的大小,你有哪些方法?二、新知探究(一)摩擦力1.现象探究:摩擦的存在【做一做】选做下面的几个小实验,观察现象,分析原因.2.滑动摩擦力(1)定义:两个相互接触的物体,当它们相对滑动时,在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力,这种力叫作滑动摩擦力.(2)产生原因:相互接触的物体的两个面是凹凸不平的,在压力作用下这些凹凸不平的部位会相互啮合.当两个物体做相对滑动时,啮合部位就会产生阻碍相对运动的作用,产生滑动摩擦力.(3)滑动摩擦力的方向:滑动摩擦力的方向总是跟物体相对运动的方向相反.如向右推木箱时,木箱受到的滑动摩擦力的方向向左.(4)测量滑动摩擦力的大小①测量原理:二力平衡.②测量方法:如图所示,用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿水平长木板做匀速直线运动,读出此时弹簧测力计的示数,即为滑动摩擦力的大小.③分析:由于木块做匀速直线运动,受到的力为平衡力,在水平方向上木块受到的滑动摩擦力和弹簧测力计的拉力是一对平衡力.由二力平衡的条件可知,木块受到的拉力和滑动摩擦力大小相等,所以弹簧测力计的示数即为滑动摩擦力的大小.(二)探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关【提出问题】滑动摩擦力的大小与哪些因素有关?【猜想与假设】根据生活经验可知,在手掌压在桌面上滑动的过程中,压力越大,手掌受到的阻碍越大;桌面越粗糙,滑起来越费力.当你推箱子时,箱子越重,推起来越费力;地面越粗糙,推起来越费力.①滑动摩擦力的大小可能与压力大小有关?②滑动摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关?③滑动摩擦力的大小可能与接触面积有关?……【实验思路】(1)实验器材:弹簧测力计、木块、木板3块(粗糙程度不同)、钩码等.(2)研究方法——控制变量法根据生活经验,同样的接触面,物体越重,对接触面的压力越大,滑动时受到的摩擦力越大;同样的压力,接触面越粗糙,物体滑动时受到的摩擦力越大.只要控制接触面相同,测量不同压力下物体受到的滑动摩擦力,就可以找到滑动摩擦力与压力的关系;同理,控制压力不变,改变接触面的粗糙程度,就可以找到滑动摩擦力与接触面的粗糙程度的关系.(3)请结合实验器材,思考以下问题.①如何改变对接触面压力的大小?②如何改变接触面的粗糙程度?【进行实验】(1)用弹簧测力计拉动木块,使它沿水平长木板匀速滑动,读出弹簧测力计的示数,从而测出木块与长木板之间的滑动摩擦力(图甲);(2)在木块上放不同数量的钩码,改变压力,测量滑动摩擦力(图乙);(3)换用材料相同但表面粗糙的长木板,保持压力不变,测量滑动摩擦力(图丙).(4)把每次实验的条件和弹簧测力计的示数记录在下表中.【分析与论证】(1)在第1与2次实验中,接触面的粗糙程度不变,改变压力,可得出结论:接触面的粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力越大.(2)在第2与3次实验中,压力不变,接触面的粗糙程度不同,可得出结论:在压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大.【实验结论】滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力和接触面的粗糙程度有关.接触面越粗糙,压力越大,滑动摩擦力越大.另外,滑动摩擦力的大小还与接触面的材料有关.【实验评估】实验中很难控制水平匀速拉动弹簧测力计,所以会导致弹簧测力计的示数不稳定.因此,将实验方案改进如下:木块位于长木板上,用弹簧测力计拉住一端,弹簧测力计的另一端固定.改进后,水平向右拉动长木板,当木块保持静止时,木块处于平衡状态,此时无论长木板是否做匀速直线运动,都可以保证拉力的大小始终等于滑动摩擦力的大小.【拓展一】探究滑动摩擦力的大小与接触面积的关系(1)把木块平放在木板上,用弹簧测力计拉木块匀速运动,读出这时的拉力F1.(2)把木块侧放在木板上,用弹簧测力计拉木块匀速运动,读出这时的拉力F2.(3)实验现象:两次实验弹簧测力计的示数相等.实验结论:在接触面粗糙程度和压力大小相同时,摩擦力的大小与接触面积的大小无关.【拓展二】探究滑动摩擦力的大小与物体运动速度的关系(1)把木块与砝码放在木板上面,以比较小的速度拉动木块做匀速直线运动,读出这时的拉力F1.(2)保持压力、粗糙程度都相同,以比较大的速度拉动木块做匀速直线运动,读出这时的拉力F2.(3)实验现象:两次实验弹簧测力计的示数相等.实验结论:在接触面粗糙程度和压力大小相同时,摩擦力的大小与运动速度的大小无关.(三)摩擦的利用与防止许多情况下摩擦是有用的,人们常常设法增大它.例如,人走路时要利用鞋底与地面的摩擦.摩擦在很多情况下又是有害的,例如,机器工作时,运动的部件间要产生摩擦,这时要设法减小摩擦.1.增大摩擦的方法(1)增大物体间的压力(2)使接触表面粗糙(3)变滚动摩擦为滑动摩擦汽车急刹车时,车轮在路面滑动,把滚动变为滑动,增大了轮胎与地面间的摩擦力,使车容易停下来.2.减小摩擦的方法(1)使接触表面光滑:如滑梯的表面比较光滑是为了减小人与滑梯间的摩擦;冰壶比赛中,运动员不断的刷冰,使接触面光滑减小摩擦.(2)减小压力:如在推箱子时,若箱子里的物品比较多,就不容易推动,当把物品拿出一部分,减小了压力,摩擦力也变小,就容易推动.(3)用滚动代替滑动,滚动轴承的原理是利用滚珠之间的滚动摩擦来减小摩擦力.(4)使接触面分离,如下图:三、课堂小结四、课堂训练1.北方城市在下大雪后,因为路滑,容易发生交通事故.过去,居民使用的燃料主要是煤,下大雪后,有些居民将煤渣撒在结冰的路面上,你知道这是为什么吗?答:下大雪后,人们常常将煤渣撒在结冰的路面上,是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦的.特别是当大量的煤渣被路上往来的车辆压入冰面以下时,摩擦力会更大.2.在自行车中有的设计是为了增大摩擦,有的是为了减小摩擦.请各举两例说明是通过什么方法来增大或减小摩擦的.
答:轮胎、脚踏板上以及车把上都刻有凹凸不平的花纹,利用了增加接触面的粗糙程度来增大摩擦的.刹车时,用力捏紧车闸,是利用增大压力的方法来增大摩擦的.在轴的位置放置滚珠或轴承,变滑动为滚动摩擦来减小摩擦;往自行车的转动部分加润滑油使原来接触的表面彼此分离来减小摩擦.
3.冰壶比赛时,运动员需要不断调节自己的运动情况.如图所示,一名运动员穿的两只鞋的鞋底材质并不相同:蹬冰脚的鞋底为橡胶制成的,而滑行脚的鞋底为塑料制成的.运动员需要滑行时,全身由滑行鞋支撑,蹬冰鞋不与冰面接触;运动员需要停下时,用蹬冰鞋接触冰面进行控制.请你利用本节知识说明运动员是怎样改变摩擦力大小的.答:相同条件下,橡胶比塑料粗糙,穿橡胶底(蹬冰脚)可以通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力;滑行脚的鞋底为塑料制成,这样可以通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦力,便于滑行.4.如果上课时教室内的摩擦力突然消失10s,我们身边将会发生哪些变化?描述两个可能出现的场景.答:摩擦在生活中无处不在,我们的很多活动都离不开摩擦,如果没有摩擦力:①圆珠笔无法写字,因为没有摩擦,笔内的滚珠不转动;②眼镜会从鼻梁上滑下来;③橡皮无法使用;④粉笔无法写字;⑤倾斜放置的东西都会滑下;⑥天花板上吊灯会因螺丝滑脱而掉落等.五、布置作业完成《练习册》对应练习.通过本节课的教学使学生再一次完整地体会探究实验的整个过程,提高学生动手操作的能力和分析解决问题的能力,培养学生对未知事物的探索精神.通过讲解生活实例,使学生了解生活、生产中利用有益摩擦和防止有害摩擦的事例以及增大和减小摩擦的途径,养成用所学知识联系生活、生产问题的习惯,加强了物理与生活、科学技术和社会的联系,从而体现“从生活走向物理,从物理走向社会”的物理教学理念.
第八章运动和力第4节同一直线上二力的合成1.认识力的合成,知道合力与分力都是从力的作用效果来定义的.2.通过实验探究,获知在同一直线上同方向与反方向上力的合成规律.【重点】同一直线上二力的合成.【难点】计算同一直线上两个力的合力.一、新课导入生活中的物体往往同时受到多个力的作用.怎样分析这样的力学问题呢?你认为能用一个力代替几个力同时作用的效果吗?二、新知探究(一)力的合成1.现象探究:一个力和几个力的作用效果2.合力与力的合成(1)合力:如果一个力(F)单独作用的效果与几个力共同作用的效果相同,这个力就叫作那几个力的合力,组成合力的每一个力(如F1和F2)叫作分力.(2)力的合成:求几个力合力的过程叫作力的合成.(3)合力与分力的理解①同时性:几个分力必须是同时作用在同一个物体上.②非共存性:对物体进行受力分析时,考虑了合力,就不能再考虑分力,考虑了分力,就不能再考虑合力.③等效性:合力并不是分力的总和,而应从力的作用效果来判断,运用等效替代的思想,它可以替代那几个分力,即合力的实质为分力的“等效力”.(二)同一直线上二力的合成1.实验:研究同一直线上二力的合成【实验器材】支架、橡皮筋、小圆环、细绳、两个弹簧测力计.【实验步骤】(1)如图所示,将橡皮筋一端固定,另一端与小圆环相连.把两个弹簧测力计分别通过细绳与小圆环相连后,沿水平方向向右拉橡皮筋,将小圆环拉至O点,标记下此时小圆环的位置,并记录两个弹簧测力计的示数F1、F2.(2)只用一个弹簧测力计拉橡皮筋,将小圆环再次拉到O点,记下弹簧测力计的示数F合.改变拉力F1、F2的大小,多做几次实验.将F合与F1、F2的示数进行比较,并分析F合与F1、F2方向的关系.(3)如图所示,用两个弹簧测力计沿相反的方向水平拉橡皮筋,标记下此时小圆环的位置O'点,并记下两个弹簧测力计的示数F1'、F2'.(4)再用一个弹簧测力计将小圆环拉到O'点,记下弹簧测力计的示数F'合.改变拉力F1'、F2'的大小,多做几次实验.将F'合与F1'、F2'的示数进行比较,并分析F'合与F1'、F2'方向的关系.【实验数据与分析】(1)同一直线上同方向二力的合成比较(1)与(2)两次实验中F1、F2和F合之间的大小与方向的关系.分析与结论:F1与F2同向,F合产生的作用效果与F1、F2共同作用产生的效果相同时,F合=F1+F2,方向与F1、F2的方向相同.(2)同一直线上反方向二力的合成比较(3)与(4)两次实验中F1'、F2'和F'合之间的大小与方向的关系.分析与结论:F1'与F2'反向,F'合产生的作用效果与F1'、F2'共同作用产生的效果相同时,F'合=F1'-F2',方向与F1'的方向相同.【实验结论】同一直线上的两个力,如果方向相同,合力的大小等于这两个力的大小之和,合力的方向与这两个力的方向相同;如果方向相反,合力的大小等于这两个力的大小之差,合力的方向与较大的力方向一致.【交流讨论】(1)只有同一物体所受的力才可合成.(2)不同性质的力也可以合成.(3)研究方法:在研究物理问题时,有时为了使问题简化,常用一个物理量来代替其他所有物理量,但不会改变物理效果,比如用合力替代各个分力,这种研究方法叫作等效替代法.物体受到几个力作用时,其产生的效果与一个力的作用效果相同.所以我们在研究力的时候,既可以用一个力替代几个力,也可以用几个力替代一个力,只要这种替代能保持同样的效果.2.物体所受合力与运动状态间的关系(1)静止的物体,所受的合力为0.例如,花瓶在竖直方向上受到的力有:重力G与桌面支持力F,因为这两个力是一对平衡力,大小相等,所以这两个力的合力是F合=G-F=0.(2)匀速直线运动的物体,所受的合力为0.例如,匀速直线下落的跳伞运动员在竖直方向上受到的力有:重力G与空气阻力f,因为这两个力是一对平衡力,大小相等,所以这两个力的合力是F合=G-f=0.(3)水平面上运动的物体①若牵引力等于阻力,则合力为0,二力平衡,小车向左做匀速直线运动;②若牵引力大于阻力,则合力不为0,方向与小车运动方向相同,小车向左做加速直线运动;③若牵引力小于阻力,则合力不为0,方向与小车运动方向相反,小车向左做减速直线运动.三、课堂小结四、课堂训练1.不同型号的帆船配有不同数量的船帆.动力需求越大的帆船往往用越多的船帆(如图所示).这是为什么?答:帆船的动力来源主要依靠风力,风力的大小直接影响帆船的推进力.这些船帆所受的力的方向相同,帆船所受合力(动力)的大小等于各个船帆所受风力的和.所以动力需求越大的帆船往往用更多的船帆.2.在研究同一直线上方向相同的两个力的合成的实验中,两次将小圆环拉至同一位置O点的目的是什么?实验中我们会发现,两个弹簧测力计并排拉圆环时,很难严格做到让力F1和力F2在同一直线上.这两个力之间会有一定的夹角,你是通过什么方法减小这个夹角的?答:(1)两次将小圆环拉至同一位置O点的目的是使一个力单独作用的效果与两个力共同作用的效果相同.(2)可以改变细绳的长度,使两个弹簧测力计在同一直线上,不并排拉.
3.甲、乙两人用一条绳子向同一方向拉一条船,甲用力300N,乙用力170N,船受到的拉力是多少?解:两力沿同一直线,船受到的拉力大小F=F甲+F乙=300N+170N=470N.4.甲、乙两人推一张桌子,甲用30N的力向右推,乙用50N的力向左推,两个力沿同一直线.桌子受到两人的合力是多少?方向如何?解:两力沿同一直线,桌子受到的合力大小F=F乙-F甲=50N-30N=20N.水平向左的力比较大,故最终的合力是水平向左.5.一个力F1的大小为5N,另一个力F2的大小为3N,它们都沿东西方向,向东还是向西并不确定.它们的合力F的大小和方向有哪几种可能?请列举各种可能情况,并说出每种情况下合力的大小和方向.解:(1)若两个力的方向相同(向东或向西),则合力的大小F=F1+F2=5N+3N=8N,方向与两力的方向相同.(2)若力F1的方向向东,力F2的方向向西,则合力的大小F=F1-F2=5N-3N=2N,方向向东.(3)若力F1的方向向西,力F2的方向向东,则合力的大小F=F1-F2=5N-3N=2N,方向向西.五、布置作业完成《练习册》对应练习.对同一直线上二力的合力的大小和方向,学生很容易接受,但对探究实验的步骤却需要理解,比如为什么要把皮筋都拉到同样长度(O点),说明还是要强调理解合力的实质是从力的作用效果来看的.做实验过程中,学生在摆弄仪器时能提出一些深入的问题,像同一直线上三个力的合成问题,不在同一直线上时二力合成问题..
第九章压强第1节压强1.知道压力的概念和方向.2.通过实验,理解压强的概念.3.知道压强的单位、并能应用压强知识进行有关计算.4.知道增大或减小压强的方法.【重点】压强概念的理解.【难点】压力与受力面积的正确理解.一、新课导入如图所示,两个人对雪地的压力是差不多的,然而一个人的脚陷进雪里,另一个人却没有.看来压力对雪地的作用效果并不只跟压力的大小有关.请你想一想,还可能跟什么因素有关?二、新知探究(一)压强1.压力(1)概念:垂直作用在物体表面的力称为压力.(2)作用效果:使受压物体发生形变.(3)压力的方向:垂直于接触面指向被压物体.(4)压力与重力的联系:只有当物体在水平面上时,它对水平面的压力大小才等于它的重力.2.压强思考:雪地里的两个人对雪地的压力虽然差不多,但受力面积不同,可见受力面积是影响压力作用效果的一个重要因素.我们可以通过实验来研究影响压力作用效果的因素.(1)实验:压力和受力面积对海绵形变的影响实验方法:控制变量法转换法实验装置:小桌、海绵、砝码如图所示,观察三次实验中海绵的形变情况.通过海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果(转换法).①甲、乙两次实验,受力面积相同,压力大小不同.结论1:压力的作用效果与压力大小有关.受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显.②乙、丙两次实验,压力大小相同,受力面积不同.结论2:压力的作用效果与受力面积有关.压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显.(2)压强①物理意义:表示压力作用效果的物理量.②定义:物体所受压力的大小与受力面积之比叫作压强.③公式:p—压强—牛每平方米(N/m2)F—压力—牛(N)S—受力面积——米2(m2)④单位:帕斯卡,简称:帕,符号:Pa.1Pa表示物体在1m2面积上受到的压力是1N.(二)怎样减小或增大压强1.增大压强的方法(1)增大压力F(2)减小受力面积S2.减小压强的方法(1)减小压力F(2)增大受力面积S如:推土机的推土铲刃、篆刻刀的刀口做得很锋利,破窗锤的敲击端做成锥状,这些都是通过减小受力面积来增大压强的;坦克宽大的履带,铁轨下铺设枕木,这些都是通过增大受力面积来减小压强的.三、课堂小结四、课堂训练1.如图所示,木块A沿斜面匀速下滑,画出其重力和斜面对它的滑动摩擦力的示意图.2.小王同学的质量是50kg,每只鞋底与水平地面的接触面积为125cm2.(g取10N/kg)求:(1)他走路时对地面的压强.(2)他站立时对地面的压强.解:(1)小王受到的重力:G=mg=50kg×10N/kg=500N,对地面的压力:F=G=500N,走路时,一只鞋底与地面接触,受力面积:S=125cm2=1.25×10-2m2,对地面的压强:.(2)站立时,两只鞋底与地面接触,受力面积:S1=2×125cm2=2.5×10-2m2,对地面的压强:.3.一个图钉帽的面积是0.8cm2,图顶尖的面积是5×10-4cm2,手指对钉帽的压力是20N,手对图钉帽的压强和图顶尖对墙的压强各是多少?解:手对图钉帽的压强:图钉尖对墙的压强:4.解释下列现象:(1)锯、剪刀、斧头等,用过一段时间就要磨一磨,为什么?(2)背书包为什么要用扁而宽的背带,而不用细绳?答:(1)锯、剪刀、斧头等,用过一段时间后,刀口要变钝,受力面积增大,用起来就比较费力;磨一磨后,刀口的受力面积减小,用起来就比较省力.(2)背书包用扁而宽的背带是为了增大受力面积,减小压强,使书包背起来感到舒服.5.骆驼的体重比马大不了一倍,而它的脚掌面积是马蹄的三倍,因此骆驼在沙漠中行走时不容易陷进去,其原因是(C)A.骆驼有驼峰,马没有B.骆驼比马体型大得多C.骆驼比马行走得慢D.骆驼对地面的压强比马对地面的压强小6.一辆主战坦克,质量为6×104kg,当它静止在水平地面上时,履带与地面接触的总面积为6m2,求:(1)坦克受到的重力(g取10N/kg).(2)坦克对地面的压强.解:(1)坦克受到的重力:G=mg=6×104kg×10N/kg=6×105N.(2)坦克对地面的压力:F=G=6×105N,坦克对地面的压强:7.如图是为纪念老红军谢宝金携带一台68kg的发电机完成长征而立的铜像.(1)根据这座铜像,请你估算:绳索对谢宝金双肩的压强大概是你双肩背最重的书包时所受压强的几倍?估算时可以认为谢宝金在绳索下面垫了和你的书包带一样宽的毛巾.(2)过草地时,怎样使发电机不会陷入泥泞的草地之中?请提出你的想法,并以“谢宝金长征”为关键词上网搜索.谢宝金的办法和你的想法一样吗?解:(1)书包的最大质量为5kg,由G=mg可知:由可知在受力面积相同时,绳索对谢宝金双肩的压强大概是我双肩背最重的书包时所受压强的13.5倍.(2)草地能够承受的最大压强小于普通地面,在压力不变时要减小压强需要增大受力面积,通过泥泞的草地时可以把发电机放在一块宽大的木板上拉过去.【谢宝金做了一个简单的竹排,把发电机放在上面拖着走.】想法类似.五、布置作业完成一线课堂对应练习在这节课教学中,通过生活实例引入,学生兴趣浓厚。但讲解公式推导时,部分同学理解吃力,小组讨论效果未达预期.今后要多关注个体差异,优化引导方式,增加直观演示,帮助学生更好掌握知识.
第九章压强第2节液体的压强1.通过实验记住液体压强的规律.2.学会用压强计测量压强,会推理并记住液体压强的公式.3.会用液体压强的规律解释生活中的现象.4.记住液体压强的计算公式.5.理解液体压强的应用.6.知道连通器的原理及应用.【重点】液体内部的压强的特点;液体压强公式和连通器的应用.【难点】设计实验探究液体的压强特点;液体压强的应用.一、新课导入把装在塑料袋中的方形冰块放在地面上,冰块的四个侧面不会挤压塑料袋.冰块熔化成水后,塑料袋就被水撑得鼓鼓的.这水面液体压强具有跟固体压强不同的特点.你知道液体压强有哪些特点吗?二、新知探究(一)压强1.如图甲所示,液体能从容器侧壁的孔中喷出,说明液体对侧壁有压强;液体从下面的孔中喷出的距离较远,说明液体压强的大小可能与深度有关.2.图乙中,喷泉中的水柱能向上喷出,说明液体内部向上也有压强.甲乙3.同样体积的水和酒精,水的重力更大,对杯子底部产生的压强更大,由此想到液体压强的大小可能与液体的密度有关.4.为什么水对容器底部和侧壁有压强?原因:液体受重力且具有流动性.5.液体压强计,如图所示:如果液体内部存在压强,放在液体里的薄膜就会变形,U形管的两侧液面就会产生高度差.高度差的大小反映了橡皮膜所受压强的大小.6.实验:探究液体压强与哪些因素有关实验思路:1.保持探头在水中的深度不变,改变探头的方向,探究液体内部同一深度各个方向压强的关系.2.改变探头在水中的深度,探究液体内部的压强与深度的关系.3.换用密度不同的液体(如酒精、盐水等),探究在深度相同时,液体内部的压强与液体的密度关系.注意:实验前应检查装置的气密性,若放入液体前出现U形管中两侧液面不相平的情况,应拆掉橡皮管,重新安装.转换法:液体压强计U形管两侧液面的高度差反映了液体内部压强的大小.液面高度差越大,液体内部压强越大.实验记录:实验步骤一:保持探头在水中的深度不变,改变探头的方向,看液体内部同一深度各个方向压强的关系.结论:同种液体内部同一深度,向各个方向的压强都相等.实验步骤二:改变探头在水中的深度,看看液体内部的压强与深度有什么关系.结论:同种液体内部压强,深度越深,压强越大.实验步骤三:将压强计的探头放入不同密度的液体中的同一深度处,看看液体内部的压强与液体密度有什么关系.结论:深度相同时,液体密度越大,液体内部压强越大.实验结论:液体内部压强的大小具有这样的特点:1.在液体内部的同一深度,向各个方向的压强都相等;2.液体深度越大,压强越大;3.在深度相同时,液体的密度越大,压强越大.(二)液体压强的大小1.公式:p=ρgh(1)公式推导过程:压强的计算公式:①平面上方的液柱对平面的压力:F=G=mg=ρVg=ρShg②联立①②二式可得:p=ρgh.(2)公式理解①由公式可知:液体压强的大小只与液体的密度和深度有关.与容器的形状、容器液体的体积、液体的重力等无关.②深度:指的是从自由液面(与空气接触的液面)到所处位置的竖直高度.(三)连通器1.连通器:上端开口、下端连通的容器叫作连通器.2.连通器的特点:如果连通器内装有相同的液体,液体不流动时,连通器各部分容器中的液面的高度总是相同的.如图所示:假设容器底部有一竖直膜片,分析下图中p1与p2的大小.如果p1、p2大小不相等,右侧液面下降,最后当液体静止时,两侧液面相平.想想议议:下图是生活中常见的连通器,它们各有什么功能?想一想,它们是怎样利用连通器的特点来实现自己的功能的?答:水壶是由于倒水时壶身高,壶口低来实现倒水功能的;洗手间下水管成U形,水不流动时,U形管里的水相平,可以防止下水道里的气味散发出来.三、课堂小结四、课堂训练1.一个空的塑料药瓶,瓶口扎上橡胶膜.用手拿住药瓶,将它竖直地浸入水中,一次瓶口朝上,一次瓶口朝下,并使两次药瓶在水里的位置相同(如图).为什么每次橡皮膜都向内凹?为什么橡胶膜在下端时比在上端时凹得更多?答:因为液体内部向各个方向都有压强,所以每次橡皮膜都向内凹;橡皮膜朝下时,浸入液体的深度大,压强越大(p=ρgh),所以瓶口朝下比瓶口朝上橡皮膜受到的压强大,凹得更多.2.如图所示,容器中间用隔板分成左右两部分隔板下部有一圆孔用薄橡皮膜封闭,橡皮膜两侧压强相同时其形状为一平面,压强不同时为一凹面.它可以用来做“探究液体压强是否跟深度、液体密度有关”的实验.(1)若在隔板两侧装入同一种液体,右侧液体深度更大,发现橡皮膜向左弯曲,由此说明__右__(选填“左”或“右”)侧压强大.(2)根据(1)问中的现象得到的结论是__液体密度相同时,深度越深度,液体压强越大__.(3)若要研究在深度相同时液体压强跟液体密度的关系.在操作时,应该在隔板两侧倒入_C__(填字母)的液体.A.密度相同、深度相同B.密度不同、深度不同C.密度不同、深度相同3.(1)工程师为什么要把拦河大坝设计成下宽上窄的形状?(2)三峡水电站的水库大坝高185m,当水深为175m时,坝底受到水的压强是多大?解:(1)因为液体内部的压强随深度的增加而增大,坝底受到水的压强大,所以工程师把拦河坝设计成上窄下宽的形状.(2)当水库的水位为175m时,坝底受到的水的压强:p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×175m=1.75×106Pa.4.图中的两个容器盛有同种相同质量的液体,哪个容器底受到的压强大?答:甲、乙两个容器中盛有同种相同质量的液体,即质量m和密度ρ相同,而乙容器中的液体深度h大;根据液体压强公式p=ρgh可知,容器底受到的压强:p乙>p甲.5.某卫生间的地漏结构的剖面图如图所示,请你分析地漏存水杯是如何防止异味的.答:根据地漏的结构图可知,存水杯上端开口,底部连通,因此地漏的结构就是利用连通器的原理,在液体不流动的情况下,存水杯存起的水就能把室内空间与下水道隔离,使异味不能进入室内.6.要在墙上挂一个大画框,怎样保证下边框水平?某同学用水和一根透明塑料管就解决了这个问题.请你说说应该怎样操作.答:根据连通器的特点可以解决这个问题.在透明塑料管中装入适量的水,使一侧的水面与底边框的一侧相平,调整底边框的另一侧与另一侧的水面相平,此时底边框处于水平.(合理即可)五、布置作业完成一线课堂对应练习本次教学中,通过实验引导学生理解概念,学生参与度较高。但在讲解深度上把控欠佳,部分拓展内容学生理解困难。后续会更精准把握学情,合理安排教学内容,提升教学效果.
第九章压强第3节大气压强1.知道什么是大气压,能说出几个证明大气压存在的例子.2.知道大气压产生的原因,并能解释有关现象.3.知道测量大气压的实验,记住大气压的标准值.4.知道大气压随海拔高度升高而减小.5.知道液体沸点与随气压升高而增大.【重点】大气压强的存在和大气压的测定.【难点】大气压强的应用.一、新课导入液体内部朝各个方向都有压强,这是由于液体能够流动.大气也能流动,大气对我们周围的物体也有压强吗?二、新知探究(一)大气压强的存在1.生活中的很多现象可以让我们感受到大气压强的存在.(1)如图所示,挤压出空气的吸盘能吸附在光滑的墙面上并能承载重物,这是因为大气把吸盘压在墙面上.如果在吸盘上扎一个小孔,无论怎样用力压吸盘,松开手后它都不会吸附在墙面上.(2)如图所示,在水杯(或一段封闭的塑料管)中装满水,用硬纸板盖住杯口,杯口朝下水也不会流出来,这是大气压向上压着纸片造成的.大量实验证明,大气压强确实是存在的.大气压强简称大气压.大气压产生的原因:空气受重力作用,而且能流动,因而空气内部向各个方向都有压强.(二)大气压强的测量1.在铁桶内放少量的水,加热.水沸腾之后把桶口堵住,然后浇上冷水.在大气压的作用下,铁通被压扁了.2.大气压究竟有多大?根据大气压所能托起液柱的最大高度,我们能精确地测出大气压的数值.(1)如图所示,在长约1m、一端封闭的玻璃管里灌满水银,用手指将管口堵住,然后倒插在水银槽中.放开手指,管内水银下降到一定高度时就不再下降,这时管内外水银面的高度差约为760mm.把玻璃管倾斜,高度差不发生变化.(2)实验中玻璃管内水银面的上方是真空,管外水银面上方是空气,因此是大气压支持管内这段水银柱不会下落,大气压的数值等于这段水银柱产生的压强.(3)这个实验最早是意大利科学家托里拆利做的.他测得管内外水银面的高度差为760mm,通常把这样大小的大气压叫作标准大气压,用p0表示.(4)p0=p水银=ρ水银gh=13.
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