高一物理相互作用.ppt

1、青島市高一物理大集備,青島九中 高一物理組,第三章 相互作用,2008高考考綱要求,（1）通過實驗認識滑動摩擦、靜摩擦的規(guī)律，能用摩擦系數(shù)計算摩擦力。 （2）知道常見的形變，通過實驗了解物體的彈性，知道胡克定律。 （3）通過實驗理解力的合成與分解知道共點力的平衡條件，區(qū)分矢量和標量，用力的合成與分解分析日常生活中的問題。,物理課程標準的要求：,第一單元： 1、重力、基本相互作用 （1課時） 2、彈力 (1課時) 3、摩擦力 （2課時） 第二單元： 4、力的合成 （1課時） 5、力的分解 (正交分解和物體受分析）（3課時）,計劃課時安排,本章講述的是力的基礎(chǔ)知識 重點是三個基本力：重力、彈力、摩

2、擦力 一個基本方法：利用平行四邊形定則對力及其他矢量的合成與分解 一個延伸方法：正交分解法 一個基本能力：對物體的受力分析能力 一個基本條件：共點力平衡的條件,教學(xué)要求和建議,第一節(jié) 重力 基本相互作用,教學(xué)目標： 1. 知道力是物體間的相互作用，力不能脫離物體而存在，在具體問題中能找出施力物體和受力物體。 2. 知道力是矢量，知道力的作用效果和決定力的作用效果的因素，在具體問題中能畫出力的圖示和力的示意圖。 3. 知道力的兩種分類方法。 4. 知道重力是由于物體受到地球的吸引而產(chǎn)生的。知道重力的大小和方向。 5知道重心的概念以及均勻物體重心的位置。,一、力和力的圖示 1、力的定義：力是物體和

3、物體之間的相互作用 重點：“相互”的含義 a、力不會離開物體獨立存在（避免多余力的出現(xiàn)） b、學(xué)生很容易認為力必須通過相互接觸才能產(chǎn)生。通過例子說明：力分接觸力和非接觸力兩種。 c、 施力物體和受力物體需要說明。既能充分說明力的相互性，又為以后的牛頓第三定律做鋪墊。,2、力的測量方法：測力計 3、力的單位和矢量性學(xué)生比較容易接受，簡單處理。 4、力的描述方法： 力的圖示：力的三要素，學(xué)生通過力的圖示來描述力時，細節(jié)容易出問題，比如標度、箭頭、規(guī)范性。 力的示意圖：只要畫出力的方向和作用點，不要求嚴格畫出力的大小，但要告訴學(xué)生可用大體長短表示大小。,5、力的分類 按力的性質(zhì)和力的效果分類 性質(zhì)力

4、：重力、彈力、摩擦力、電磁力、分子力 效果力：支持力、壓力、拉力、動力、阻力、向心力 正確區(qū)分性質(zhì)力和效果力是對物體進行受力分析的基礎(chǔ)，也是正確解決力學(xué)問題的重要環(huán)節(jié)。 根據(jù)效果命名的不同名稱的力，性質(zhì)可能相同，如壓力和支持力都是彈力。性質(zhì)不同的力，可以叫同一個名稱，如重力、彈力都可使物體由靜止開始運動，都可叫動力，其作用效果可以相同。,二、重力 1、產(chǎn)生原因：由于物體受到地球吸引而產(chǎn)生（注意一種說法：重力就是地球的吸引力），重力的大小一般情況下小于地球?qū)ξ矬w的引力大小(可以告訴學(xué)生學(xué)過“萬有引力”就明白了，激起學(xué)生對后續(xù)學(xué)習(xí)的興趣)。 2、大小：G=mg（說明g的含義，地球上不同位置g的大小

5、不同，隨緯度的變化或高度的變化而變化） 3、重力的方向：豎直向下（區(qū)別豎直向下和垂直向下） 4、重心：概念要講清楚,重心是一個模型，實際不存在 學(xué)生常有的錯誤認識： 具有規(guī)則幾何形狀物體的重心在物體的幾何中心； 重心一定在物體上 重心是物體上最重的一點 通過實例，讓學(xué)生明確重心位置和物體形狀和質(zhì)量分布有關(guān)，比如一杯水就可以很好的說明以上內(nèi)容 薄板重心的確定方法：懸掛法,三、四種基本相互作用： 1、萬有引力： 存在于一切物體之間，相互作用強度隨距離的增大而減小 2、電磁相互作用： 存在于電荷和電荷間，運動電荷和磁極間，磁極和磁極間 3、強相互作用： 存在于質(zhì)子和質(zhì)子間，質(zhì)子和中子間，中子和中子間

6、，短程力 4、弱相互作用：在放射現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)的，短程力,只要求知道各種相互作用的發(fā)生區(qū)域，不做過多講解,第二節(jié) 彈力,教學(xué)目標： 1 了解形變的概念 2 理解彈力是物體發(fā)生彈性形變時產(chǎn)生的 3 知道什么是彈力及彈力產(chǎn)生的條件 4 能夠正確判斷彈力的有無和彈力的方向 5 知道壓力、支持力、拉力都是彈力，并能在具體問題中正確畫出它們的方向 6 知道形變越大，彈力越大，掌握胡克定律的內(nèi)容和適用條件 教學(xué)重點：彈力的概念 教學(xué)難點：彈力存在和方向的判斷,1、彈性形變：物體形變后能夠回復(fù)原狀 物體在外力的作用下都能發(fā)生形變。 形變比較明顯的可直接看出(如彈簧的伸長或縮 短) ；有的形變微小，需要特殊方法才

7、可觀察到。 如利用激光反射法演示堅硬桌面的微小形變，利用細管中液面的升降顯示硬玻璃瓶的形變，都是把微小形變放大以利于觀察，有條件的話盡量給學(xué)生演示。把微小變化放大以利于觀察或測量的實驗方法，可以叫“微量放大法”，這是物理學(xué)中研究問題的一種重要方法，提示學(xué)生要善于掌握和利用這些方法。,2、彈力的產(chǎn)生條件： 相互接觸；相互擠壓；發(fā)生彈性形變 特點：彈力是接觸力，方向與接觸面垂直 彈力是否存在的判斷方法： 按照彈力產(chǎn)生的條件判斷 假設(shè)法：有些形變不明顯，可假設(shè)把相接觸的某個物體撤去，看研究對象的運動狀態(tài)有無改變：若無改變，則無彈力作用；若發(fā)生改變，則有彈力存在。 利用力的作用效果判斷 3、彈力的分類

8、： 高中階段的彈力大致可劃分為：支持力、壓力和拉力,4、彈力的方向：指向發(fā)生形變的物體回復(fù)原狀的方向。學(xué)生在學(xué)習(xí)彈力方向判定的時候，很容易糊涂。（是重點也是難點） 繩子拉力(繩子對所拉物體的彈力)的方向總是沿著繩而指向繩收縮的方向 壓力的方向垂直于支持面指向被壓的物體 支持力的方向垂直于支持面指向被支持的物體,“支持面”就是兩物的接觸面。深入考察一般物體的接觸情況，大致有以下幾種： A平面與平面接觸：彈力與平面垂直 B點與平面接觸：彈力通過接觸點垂直于平面 C點與曲面接觸：彈力通過接觸點垂直于過點的切面 D曲面與曲面接觸：彈力通過接觸點垂直于公切面(相當(dāng)于點與點接觸),彈力是否存在，如何來判斷

9、，可以通過該題來加深印象，讓學(xué)生掌握判斷彈力有無的方法。教師在講解時可用假設(shè)法和力的作用效果方法分別判斷,【例題】如圖所示，質(zhì)量為m的小球，在互成120的兩光滑平面間靜止，且0N水平，則球?qū)M面的壓力大小為_。,球面接觸處彈力的方向： 垂直于切面；必定過球心；與重心位置無關(guān) 繩的拉力沿繩,5、胡克定律： （最好學(xué)生分組實驗探究，指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計表格，用計算數(shù)據(jù)研究，或者圖像法來研究彈力與彈簧形變量之間的關(guān)系） 條件：講明在彈性限度內(nèi) 大?。簭椈傻膹椓Υ笮『蛷椈傻男巫兞砍烧?公式： 各個物理量的單位以及表示的含義要強調(diào)： x是形變量，不是彈簧長度，也不單是彈簧的伸長量而是彈簧的形變量。 K的單位

10、Nm 要提醒學(xué)生注意有時需要化單位， K值的含義要做重點強調(diào),教學(xué)要求： 知道滑動摩擦力產(chǎn)生的條件，會判斷滑動摩擦力的方向 知道滑動摩擦力的大小和說明因素有關(guān)，知道滑動摩擦力跟正壓力成正比 知道靜摩擦力產(chǎn)生的條件，會判斷靜摩擦力的方向，知道最大靜摩擦力的概念 教學(xué)重點： 滑動摩擦力產(chǎn)生的條件和規(guī)律，并會用解決實際問題 靜摩擦力產(chǎn)生的條件和規(guī)律，正確理解最大靜摩擦力 教學(xué)難點: 1.正壓力N的確定。 2.靜摩擦力的有無、大小的判定。,第三節(jié) 摩擦力,教學(xué)建議： 摩擦力至關(guān)重要，在教學(xué)中要通過學(xué)生的親身體會，利用好實驗和生活實例，幫助學(xué)生有更好的理解。 靜摩擦力：教學(xué)的過程中要讓學(xué)生清楚什么是靜摩

11、擦力，幫助學(xué)生突破“相對運動趨勢”中的“相對”的含義。靜摩擦力的大小，現(xiàn)在只限于二力平衡求解的簡單情形，可以提一提動力、阻力，不做深究。 滑動摩擦力:注意使學(xué)生學(xué)會區(qū)分“相對運動”和“運動”；正壓力的大小是學(xué)生常出問題的地方，要通過例證幫助學(xué)生區(qū)分重力和正壓力,1.定義：重點強調(diào)“相對”及“趨勢”的含義，靜摩擦力發(fā)生在“相對靜止”的物體之間。要通過實例幫助學(xué)生理解 “相對運動趨勢”：假設(shè)沒有靜摩擦力的存在，物體間就會發(fā)生相對運動。比如物體靜止在斜面上就是由于有靜摩擦力存在；如果接觸面光滑。沒有靜摩擦力，則由于重力的作用，物體會沿斜面下滑。 2.條件：兩物體直接接觸、相互擠壓有彈力產(chǎn)生； 接觸面

12、粗糙； 兩物體保持相對靜止但有相對運動趨勢。 3.大小：通常用二力平衡求,0ffmax,一、靜摩擦力,4.方向：與接觸面相切，與相對運動趨勢方向相反，與彈力垂直, “相對運動趨勢的方向”的確定：假設(shè)接觸面光滑時，物體將要發(fā)生的相對運動的方向，從而得出靜摩擦力的方向-與相對運動趨勢的方向相反 靜摩擦力的方向與物體相對運動趨勢的方向相反，但并非一定與物體的運動方向相反,5.注意： 靜摩擦力的大小是被動的，一般等于產(chǎn)生相對運動趨勢的力的大小。 最大靜摩擦力是固定不變的，沒有特殊說明時認為最大靜摩擦力=滑動摩擦力，實際上要比滑動摩擦力要大一點。這一點可以通過手拉彈簧秤帶動桌面上的木塊由靜止到運動這個過

13、程中讀數(shù)的變化來說明。,【例題】皮帶傳動裝置中，主動輪和從動輪以及傳送帶都沒有打滑，判斷主動輪和從動輪邊緣受到的摩擦力是什么摩擦力？摩擦力的方向？兩輪相對于皮帶運動趨勢的方向如何？,該題目較難，可以從相對運動趨勢方法來判斷。也可以換一個角度來思考，讓學(xué)生考慮：從動輪為什么轉(zhuǎn)動？從而判斷從動輪受的摩擦力方向。再反過來判斷相對運動趨勢的方向。同理：主動輪受的摩擦力也很容易判斷了。 通過這個題目的練習(xí)，讓學(xué)生知道，解決物理問題的方法不只一個?？梢远喾轿?、多渠道去解決，增強學(xué)生思維的靈活度。,二、滑動摩擦力 條件： 兩個物體直接接觸、相互擠壓有彈力產(chǎn)生 強調(diào)有彈力才有摩擦力，無擠壓的彈力一定無摩擦力

14、接觸面粗糙：凡題中寫明“接觸面光滑”、“光滑小球”等，統(tǒng)統(tǒng)不考慮摩擦力 接觸面上發(fā)生相對運動 注意：“相對運動”與“物體運動”不是同一概念，“相對運動”是指受力物體相對于施力物體的運動；而“物體的運動”一般指物體相對地面的運動,2.大?。?壓力N與重力G是兩種不同性質(zhì)的力，它們在大小上可以相等，也可以不等，也可以毫無關(guān)系，用力將物塊壓在豎直墻上且讓物塊沿墻面下滑，物塊與墻面間的壓力就與物塊重力無關(guān)；但一提到壓力，學(xué)生一般就聯(lián)想到放在水平地面上的物體，認為物體對支承面的壓力的大小一定等于物體的重力 強調(diào)沒有單位，數(shù)值與相互接觸的材料、接觸面的粗糙程度有關(guān)。學(xué)生要知道在通常情況下，1 要通過計算公

15、式使學(xué)生明白：滑動摩擦力f的大小只由和N共同決定，跟物體的運動情況、接觸面的大小等無關(guān),3.方向：與接觸面相切，與“相對”運動的方向相反 講明白 “相對”是指相互接觸發(fā)生摩擦的物體，滑動摩擦力的方向跟物體的相對運動的方向相反，但并非一定與物體的運動方向相反，滑動摩擦力的方向和物體運動的方向可能相同也可能相反。,【例題】如圖，某時刻木塊正在以3m/s的速度在以5m/s速度向右傳送的傳送帶上向右運動，試判斷： 1.木塊的運動方向 2.木塊相對于傳送帶的運動方向 3.木塊所受滑動摩擦力的方向,滑動摩擦力和靜摩擦力的比較,1.摩擦力是否一定是阻力 2.受靜摩擦力作用的物體一定處于靜止?fàn)顟B(tài) 3.靜摩擦力

16、的大小與正壓力是否成正比 4.最大靜摩擦力是否等于滑動摩擦力 5.滑動摩擦力一定和物體運動方向相反 6.受滑動摩擦力的物體一定是處于運動狀態(tài) 7.正壓力大小等于物體的所受的重力 或者水平面上的物體對支持面壓力一定等于重力,學(xué)生最容易出現(xiàn)的問題,第四節(jié) 力的合成,教學(xué)目標： 能從力的作用效果理解合力和分力的概念。 掌握力的平行四邊形定則，知道它是矢量合成的普遍規(guī)則。會用作圖法求共點力的合力。會用直角三角形知識計算合力。 進一步理解矢量和標量的概念，知道它們有不同的運算規(guī)則。 知道合力的大小與分力間夾角的關(guān)系。,教學(xué)的重點難點：平行四邊形定則及其應(yīng)用,要讓學(xué)生掌握合力、分力概念同時，掌握等效替代法

17、 矢量的運算法則平行四邊形定則，不同于以往的代數(shù)運算，難度顯而易見。矢量運算在整個高中物理中會有大量應(yīng)用，所以本節(jié)教學(xué)應(yīng)足夠重視。 在上課時必須加強實驗，幫助學(xué)生理解和掌握。實驗時要有意的設(shè)計一些問題讓學(xué)生思考：比如為什么兩次的橡皮條的結(jié)點必須拉到同一位置？為什么拉橡皮條時要平行于木板？為什么要求兩個分力的夾角不要過大？最后在教師的指導(dǎo)下完成實驗結(jié)論,教學(xué)建議：,一、合力和分力： 在力的合成中，強調(diào)“相同的作用效果”的同時，還要使學(xué)生明白，分力是實際存在的，具有具體的施力物體，合力是假想的力，有相同的作用效果但沒有與之對應(yīng)的施力物體,二、平行四邊形定則 現(xiàn)有教材的處理方法和原教材不同，先做兩個

18、分力的圖示，再做出具有相同作用效果的力也就是合力的圖示，然后做連接，讓學(xué)生猜想分力與合力間具有什么關(guān)系？這樣做的好處在于不是直接給出平行四邊形，而是通過學(xué)生的自主探究過程來理解并接受平行四邊形定則，給學(xué)生提供了一次很好的探究機會。,三角形定則,三角形定則：平行四邊形由兩個全等的三角形組成，平行四邊形定則可簡化為三角形定則。,三、共點力的合成 1作圖法：以力的圖示為基礎(chǔ)，以表示兩個力的有向線段為鄰邊嚴格作出平行四邊形，然后量出這兩個鄰邊之間的對角線的長度，從與圖示標度的比例關(guān)系求出合力的大小，再用量角器量出對角線與一個鄰邊的夾角，表示合力的方向。 注意：強調(diào)標度的確定，同一圖上的各個力必須采用同

19、一標度。表示分力和合力的有向線段共點且要畫成實線，與分力平行的對邊要畫成虛線，力線段上要畫上刻度和箭頭。 2計算法：先根據(jù)力的平行四邊形定則作出力的合成示意圖，然后運用數(shù)學(xué)知識求合力大小和方向。 3兩個以上共點力的合成方法要加以說明,要學(xué)生明確合力大小與分力間的夾角的關(guān)系，合力大小與分力大小之間的關(guān)系，糾正學(xué)生的“合一定比分大”的錯誤觀念。,提出問題學(xué)生觀察總結(jié)： 1.合力一定大于任何一個分力嗎？ 2.平行四邊形定則也適用于其它矢量的合成嗎？ 3.兩個大小一定的力F1、F2，當(dāng)它們間的夾角不斷增大的過程中，合力F的大小怎樣變化？什么時候有最大最小值？,第五節(jié) 力的分解,教學(xué)目標: 理解力的分解

20、和分力的概念。 知道力的分解是力的合成的逆運算，同樣遵循力的平行四邊形定則。 會從力的作用的實際效果出發(fā)進行力的分解，掌握力的分解的定解條件。 會根據(jù)力的平行四邊形定則用作圖法求分力，會用直角三角形的知識計算分力。 理解力的正交分解法，會用直角三角形計算分力。,教學(xué)重點: 理解力的分解是力的合成的逆運算，會利用平行四邊形進行力的分解 教學(xué)難點: 力的分解的定解條件的確定,一、分力的概念 注意：分力與合力是等效替代關(guān)系，其相同之處是作用效果相同；不同之處是不能同時出現(xiàn)，在受力分析或有關(guān)力的計算中不能重復(fù)考慮。,二、力的分解 1力的分解是力的合成的逆運算，遵守力的平行四邊形定則。 2要讓學(xué)生認識到：同一個力，若沒有其他限制，可以分解為無數(shù)對大小、方向不同的力(因為對于同一條對角線可以作出無數(shù)個不同的平行四邊形)， 通常根據(jù)力的作用效果分解力才有實際意義。最讓學(xué)生感到迷茫的就是怎么按照力的作用效果來進行力的分解，怎么去找力的作用