2024年度-高中物理32彈力教案

高中物理32彈力教案1目錄彈力基本概念與性質(zhì)彈簧振子模型與胡克定律摩擦力與滑動摩擦力連接體問題與平衡條件應用2目錄彈性勢能及其轉(zhuǎn)化規(guī)律實驗：探究彈簧伸長量與拉力關(guān)系3彈力基本概念與性質(zhì)0140102物體由于發(fā)生彈性形變而產(chǎn)生的力叫做彈力。兩物體必須直接接觸且發(fā)生彈性形變。彈力定義產(chǎn)生條件彈力定義及產(chǎn)生條件5物體在力的作用下發(fā)生形變，當力撤去后能恢復原狀的形變。彈性形變物體在力的作用下發(fā)生形變，當力撤去后不能恢復原狀的形變。非彈性形變彈性形變與非彈性形變6彈力方向總是與物體形變的方向相反。壓力和支持力的方向總是垂直于接觸面指向被壓或被支持的物體。繩的拉力方向總是沿著繩子指向繩收縮的方向。彈力方向判斷方法701彈力大小與物體本身的性質(zhì)有關(guān)，如物體的彈性系數(shù)、截面積等。02彈力大小還與物體形變量有關(guān)，形變量越大，彈力越大。03對于彈簧等彈性元件，彈力大小遵循胡克定律：F=kx，其中k為勁度系數(shù)，x為形變量。彈力大小影響因素8彈簧振子模型與胡克定律02901理想化模型忽略彈簧質(zhì)量、摩擦力和空氣阻力，將振動物體簡化為質(zhì)點。02平衡位置彈簧未發(fā)生形變時的位置，振動物體在此位置時受力平衡。03回復力使振動物體返回平衡位置的力，大小與位移成正比，方向指向平衡位置。彈簧振子模型建立10010203在彈性限度內(nèi)，彈簧的彈力與其形變量成正比。內(nèi)容F=-kx，其中F為彈力，x為形變量，k為勁度系數(shù)。表達式適用于彈性限度內(nèi)的形變，超出彈性限度則胡克定律不再適用。適用范圍胡克定律內(nèi)容及表達式11123反映彈簧軟硬程度的物理量，k越大，彈簧越硬。意義與彈簧的材料、粗細、長度和形狀有關(guān)。一般來說，材料越硬、越粗、越短的彈簧勁度系數(shù)越大。影響因素N/m（牛頓每米）。單位勁度系數(shù)k意義及影響因素12機械能守恒01在理想情況下，彈簧振子在振動過程中機械能守恒，即動能和勢能之和保持不變。動能與勢能轉(zhuǎn)化02在振動過程中，動能和勢能不斷相互轉(zhuǎn)化。當振動物體向平衡位置運動時，勢能減小，動能增大；反之，當振動物體遠離平衡位置時，勢能增大，動能減小。能量傳遞03在振動過程中，能量在彈簧和振動物體之間不斷傳遞。當振動物體壓縮彈簧時，能量從振動物體傳遞給彈簧；當彈簧恢復形變時，能量又從彈簧傳遞給振動物體。彈簧振子能量轉(zhuǎn)化與守恒13摩擦力與滑動摩擦力0314兩物體接觸面粗糙、存在正壓力、有相對運動或相對運動趨勢。靜摩擦力、滑動摩擦力和滾動摩擦力。摩擦力產(chǎn)生條件及分類分類產(chǎn)生條件15$f=muN$，其中$f$為滑動摩擦力，$mu$為動摩擦因數(shù)，$N$為正壓力。公式兩物體間有相對滑動；接觸面粗糙；正壓力$N$垂直于接觸面。適用條件滑動摩擦力公式及適用條件16摩擦角全反力$FR$與法線間夾角$varphi_f$，滿足$tanvarphi_f=mu$。應用舉例物體在斜面上滑動時，若斜面傾角$theta<varphi_f$，則物體不會下滑；若$theta>varphi_f$，則物體會下滑。摩擦角概念及應用舉例17滾動摩擦一物體在另一物體表面作無滑動的滾動或有滾動的趨勢時，由于兩物體在接觸部分受壓發(fā)生形變而產(chǎn)生的對滾動的阻礙作用，叫“滾動摩擦”。靜摩擦兩個相接觸的物體做相對運動時，接觸面之間會產(chǎn)生一種阻礙相對運動的力，這種力就叫摩擦力。如果兩個物體表面較光滑，它們之間在接觸時產(chǎn)生的摩擦力就較小，這種摩擦力叫做靜摩擦力。滾動摩擦和靜摩擦簡介18連接體問題與平衡條件應用0419將多個物體視為一個整體，分析整體受力情況，簡化問題。整體法隔離法綜合法從連接體中隔離出單個物體，單獨分析受力情況，適用于求解內(nèi)力。結(jié)合整體法和隔離法，先整體后隔離或先隔離后整體，靈活應用。030201連接體問題處理方法20物體處于靜止或勻速直線運動狀態(tài)。平衡狀態(tài)物體所受合外力為零，即∑F=0。平衡條件根據(jù)平衡條件建立方程，求解未知力。平衡方程共點力作用下物體平衡條件21三力平衡匯交定理和四邊形法則三力平衡匯交定理若剛體在三個不共線的力作用下處于平衡，則此三力必共面、共點且滿足力的平行四邊形法則。四邊形法則兩個共點力的合力大小和方向可以用以這兩個力為鄰邊的平行四邊形的對角線來表示。22利用平行四邊形法則或三角形法則，通過作圖分析動態(tài)平衡問題。圖解法根據(jù)平衡條件建立方程，通過數(shù)學運算求解動態(tài)平衡問題。解析法利用相似三角形的性質(zhì)，將動態(tài)平衡問題轉(zhuǎn)化為幾何問題進行分析。相似三角形法動態(tài)平衡問題分析方法23彈性勢能及其轉(zhuǎn)化規(guī)律052403彈性勢能單位焦耳（J）。01彈性勢能定義物體由于發(fā)生彈性形變而具有的勢能。02彈性勢能表達式Ep=1/2kx^2，其中k為勁度系數(shù)，x為形變量。彈性勢能概念及表達式25

彈性勢能與其他形式能之間轉(zhuǎn)化關(guān)系彈性勢能與動能轉(zhuǎn)化在彈簧振子模型中，彈性勢能與動能相互轉(zhuǎn)化，總機械能守恒。彈性勢能與重力勢能轉(zhuǎn)化在豎直方向的彈簧振子模型中，彈性勢能與重力勢能相互轉(zhuǎn)化，總機械能守恒。彈性勢能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化在碰撞、摩擦等過程中，部分彈性勢能可能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，導致機械能減少。26在彈性碰撞過程中，系統(tǒng)總動能守恒，即碰撞前后動能相等。能量守恒在彈性碰撞過程中，系統(tǒng)總動量守恒，即碰撞前后動量相等。動量守恒碰撞后物體恢復原狀，沒有能量損失，符合能量守恒和動量守恒。完全彈性碰撞碰撞后物體不能完全恢復原狀，有部分能量損失，但仍符合能量守恒和動量守恒。非完全彈性碰撞彈性碰撞過程中能量守恒和動量守恒27實驗：探究彈簧伸長量與拉力關(guān)系0628通過觀察和測量彈簧在不同拉力作用下的伸長量，探究彈簧伸長量與拉力之間的關(guān)系，驗證胡克定律。實驗目的胡克定律指出，在彈性限度內(nèi)，彈簧的伸長量與其受到的拉力成正比，即F=kx，其中F為拉力，x為伸長量，k為彈簧的勁度系數(shù)。實驗原理實驗目的和原理介紹29操作步驟2.在彈簧下端掛上已知質(zhì)量的砝碼，記錄彈簧的伸長量。4.繪制拉力與伸長量的散點圖，觀察數(shù)據(jù)分布特點。實驗器材：彈簧、砝碼、直尺、鐵架臺、細線、記錄表。1.將彈簧懸掛在鐵架臺上，使其自然下垂。3.逐漸增加砝碼的質(zhì)量，重復測量并記錄數(shù)據(jù)。010203040506實驗器材準備和操作步驟說明30數(shù)據(jù)處理將采集到的數(shù)據(jù)整理成表格，計算每次測量的平均伸長量和拉力。數(shù)據(jù)采集記錄每次增加砝碼后的彈簧伸長量，以及對應的砝碼質(zhì)量（即拉力）。數(shù)據(jù)分析通過繪制散點圖觀察數(shù)據(jù)分布特點，分析拉力與伸長量之間的關(guān)系。根據(jù)數(shù)據(jù)擬合直線，求出勁度系數(shù)k。數(shù)據(jù)采集、處理和分