2019-2020年高中物理3.1重力基本相互作用教案3新人教版必修1知识与技能1．了解力是物体对物体的作用，力的作用是相互的，认识力能使物体发生形变或物体运动状态发生改变。知道力的三要素，会画力的图示和力的示意图。2．知道重力的方向以及重力的大小与物体质量的关系。3．知道重力产生的原因及其定义。4．知道重心的含义。5．了解四种相互作用。过程与方法1．知道人类认识力的作用是从力的作用产生的效果开始的。2．能通过探究活动体验力的作用效果与力的大小、方向、作用点三个要素有关。3．能通过多个实验现象归纳得出力的作用是相互的。4．自己动手，找不规则薄板重心的实验锻炼自己的动手能力，并通过重心的概念渗透“等效代换”的物理方法。情感态度与价值观1．通过实例激发学生对科学的求知欲，激励探索与创新的意识。通过实验培养学生的团结协作精神。2．通过本节课的学习，培养全面观察分析问题的能力。教学重点1．力的概念，图示及力的作用效果。2．重力的概念及重心的理解。教学难点1．力的概念。2．重心的概念和位置。教学过程新课教学引入：在足球场上，守门员大脚开球，球由静止变为运动；守门员接住球时，球由运动变为静止；运动员用头顶球，球的方向改变了。用劲折木条，木条弯曲了，这些都是什么现象，是什么原因造成的呢？引入新课一、力和力的图示演示1、用手压锯条、拉皮筋等，学生观察现象，是什么原因导致这种变化呢？演示2、扔掉手中的粉笔，拖动桌面上的书等，又有什么现象，又是什么原因引起这样的变化呢？锯条、皮筋的形状发生了改变，粉笔、书的运动状态发生了改变，这些都是由于这些物体受到了其他物体的力的作用的结果。在物理学中，人们把改变物体的运动状态，产生形变的原因，即物体与物体之间的相互作用称作力。
1、力的定义：物体与物体之间的相互作用。问题：力可以离开物体而单独存在吗？（1）、力的物质性力是物体对物体的作用，有力就有受力物体和施力物体，两者是同时存在的，不分先后。在研究某物体时，我们把它叫做受力物体，对它作用的物体叫做施力物体。不是有生命的物体才能作为施力物体，施力物体和受力物体不是绝对的，在研究不同问题时，同一物体有时是受力物体，有时是施力物体。问题：我们用手拍打桌子时，是手给桌子一个力，可为什么我们的手也会感到疼痛呢？（让学生用力打桌子，体会手的感觉）（2）、相互性力是物体间的相互作用，甲对乙有作用力，同时乙对甲也有力的作用，力的作用是相互的。问题：用大小相等的力沿不同的方向拖动桌面上的书，书的运动一样吗？（3）、矢量性力是有大小和方向的物理量（矢量），力的作用效果不仅与其大小有关，也与方向有关。问题：力的作用效果有那些？举例说明。2、力的作用效果力可以使物体发生形变和运动状态发生改变（包括速度的大小和方向）。演示：关门时，在不同的地方施加不同方向和大小的力，产生的效果不一样，说明了力的作用效果与那些因素有关？1、力的三要素大小、作用点、方向问题：我们可以怎样把力的三要素完整的表示出来呢？2、力的图示和示意图例：一物体重150N，画出绳子对物体的拉力的图示。有时只需要画出力的示意图，即只画出力的作用点和方向，表示这个物体在这个方向上受到了力。3、力的单位：牛顿符号N演示：竖直上抛一粉笔头，结果它会落在地上，粉笔为什么会掉下来呢？二、重力抛向空中的物体会落回地面，地球在自转而海水不会洒向太空，都是地球与他们之间存在着相互吸引的作用。1、重力的产生：地面附近的物体，由于地球的吸引而使物体受到的力叫重力。说明：（1）重力是由于地球吸引而产生的，但不能说重力就是地球对物体的万有引力。（2）在地球表面附近的物体都要受到重力作用，与物体的运动状态和是否受到其他力等情况无关。2、重力的大小重力的大小可以根据公式G=mg
计算，其中g是我们以前所学的自由落体加速度，它的大小与物体所处的高度和纬度有关，当高度增加时g的值减小，当纬度增加时，g值增大。1、测量问题：如何测重力的大小？重力仍可以用弹簧秤测量，但在操作的过程中要注意弹簧秤要保持竖直、静止状态时读数。2、方向例举一些生活中的小例子，引导学生找到重力的方向是竖直向下的。竖直向下（不能说是垂直向下也不能说是指向地心）3、作用点（1）重心：物体的各部分都受到重力的作用，从效果上看，我们可以认为各部分受到的重力集中于一点（即重心）。重心是重力的等效作用点。（2）重心位置的确定问题：质量分布均匀，形状规则的物体，重心是怎样确定的呢？a.质量分布均匀的物体（也称匀质物体），且形状规则，重心就是其几何中心。如：均匀细直棒的重心在棒的中点，均匀球体的重心在球心，均匀圆柱的重心在轴线的中心。讨论：对于非匀质物体和形状不规则的物体的重心怎样决定呢？b.非匀质物体和不规则的物体的重心，不仅与形状有关还与物体内的质量分布有关。演示悬挂法和支撑法找重心（适用于薄板）原理：拉力（或支持力）与重力是对平衡力，绳的反向延长线必过重心三、四种相互作用力（自学）问题：自然界中存在着哪几种相互作用，其区别是什么？1、万有引力相互作用存在于一切物体之间，相互作用强度随距离增大而减小。2、电磁相互作用存在于电荷之间和磁体之间，他们的本质是相同的3、强相互作用和弱相互作用作用范围小，但弱相互作用的强度只有强相互作用的10－12小结力在我们初中已接触过，但其概念的理解仍是难点，关键是在于力是物体间的相互作用这一问题上，并且两个力的地位是相同的。重力的学习中，重点应放在重心上。作业布置课本57页123.2 弹力知识与技能１．知道弹力产生的条件。２．知道压力、支持力、绳的拉力都是弹力，能在力的示意图中画出它们的方向。
３．知道形变越大弹力越大，知道弹簧的弹力跟弹簧的形变量成正比，即胡克定律。会用胡克定律解决有关问题。过程与方法１．通过归纳得出弹力产生的条件是物体发生弹性形变。２．学会用放大的方法去观察微小形变。３．知道实验数据处理常用的方法，尝试作用图象法处理数据。情感态度与价值观１．真实准确地记录实验数据，体会科学精神和科学态度在探究过程的重要作用。２．从任何物体都能发生形变入手，培养学生实事求是的世界观。教学重点１．弹力有无的判断和弹力方向的判断。２．弹力大小的计算。３．实验设计与操作。教学难点弹力有无的判断及弹力方向的判断。教具刻度尺、钢锯条、弹簧、弹簧称及钩码（多组）、带有橡皮塞的椭圆形玻璃瓶、激光器、平面镜及支架。教学过程引入问题：作用在物体上的力可以产生哪些作用效果？答：改变物体的运动状态或使物体发生形变。问题：能不能列举一些外力使物体发生形变的例子。学生活动教师分析：发生形变的物体会对施加外力的物体产生力的作用，这种力叫做弹力，也就是我们这节课要研究的问题。一、弹性形变演示：用弹簧、橡皮筋、塑料直尺演示，（１）改变外力大小，观察形变量的大小。（２）当外力撤去后物体可以恢复原状。问题：若拉弹簧的力过大，会发生什么现象。小结１．发生形变的物体如果在撤去外力后能够恢复原状，这样的形变叫做弹性形变。２．发生弹性形变的物体对与它接触的物体产生的作用力叫做弹力。所以，产生弹力的条件是：相互接触且发生弹性形变。３．在物体的弹性限度内，物体的形变量越大，弹力越大。演示１．用激光器和平面镜演示桌面的微小形变。２．用椭圆形的瓶子演示瓶子的微小形变。小结：通过以上两个实验，要知道“放大”这种研究物理问题的科学方法。二、几种弹力
１．桌面和放在桌子上的蓝球或足球。分析蓝球或足球的形变情况，判断球对桌面的弹力方向。根据前面的实验知道，桌面因发生形变而对球产生一个向上的弹力。 由上面的分析可知：压力和支持力都是弹力，它们的方向都垂直于物体的接触面。２．绳子的拉力当用外力拉绳子时，绳子将伸长，由于要恢复原状，因而对施加外力的物体产生一个力的作用，这个力沿着绳指向绳子收缩的方向。三、胡克定律发生弹性形变的物体形变量越大，弹力越大，但弹力与形变量的定量关系通常比较复杂，而弹簧的弹力与弹簧的伸长量的关系则比较简单。问题：要想研究弹簧的弹力与弹簧伸长量的定量关系，需要哪些器材？怎样实验？怎样处理实验数据从而得到规律？学生活动：分小组进行实验。分析学生的实验结果，得出结论：弹簧发生形变时，弹力的大小F跟弹簧伸长（或缩短）的长度x成正比，即F=kx。说明：１。式中的k称为弹簧的劲度系数，单位是N/m。２．式中的x是弹簧的形变量而不是弹簧的长度。３．上式的适用条件是在弹簧的弹性限度内。四、巩固练习１．怎样制作一个弹簧称。主要考察学生的应用能力。２．要测量一个准确弹簧称内弹簧的劲度系数，说出至少需要的器材。 主要考察学生的审题能力。３．问题与练习第３题，五、布置作业问题与练习第４题。课外训练１．关于弹力，下列说法正确的是A.弹力的大小总等于物体本身的重力B.弹力的大小总与物体本身重力的大小成正比C.物体只要相互接触就存在弹力D.弹力产生在直接接触并且发生形变的物体之间
２．画出图中物体A所受弹力的示意图．甲x/mF/N0.10.20.30.4O123456乙３．一根大弹簧内套一根小弹簧，大弹簧比小弹簧长0.2m，大、小弹簧的一端平齐并固定，另一端自由如图甲所示，当压缩此组合弹簧时，测得力与压缩距离之间的关系图线如图乙所示，求两根弹簧的劲度系数各是多少？3.3 摩擦力知识与技能1.知道滑动摩擦力产生的条件，认识滑动摩擦的规律，能运用滑动摩擦力公式来计算滑动摩擦力。2.认识静摩擦力的规律，知道静摩擦力的变化范围及其最大值，根据平衡条件计算静摩擦力。过程与方法1.培养学生利用物理语言分析、思考、描述摩擦力概念和规律的能力。2.通过自己动手实验，培养学生分析问题，解决问题的能力。情感态度与价值观1.利用实验和生活实例激发学生学习兴趣。2.在研究问题时，要培养突出主要矛盾，忽略次要因素的思维方法。教学重点滑动摩擦力大小的计算以及方向的判断静摩擦力有无的判断以及静摩擦力方向的判断教学难点静摩擦力有无的判断和静摩擦力方向的判断课时：2课时第一课时：静摩擦力教学过程:[新课引入]生活中摩擦无处不在，同学们举例说明(学生活动)滚动摩擦力滑动摩擦力静摩擦力摩擦力复习初中摩擦力的概念：两个相互接触的物体，当它们发生相对运动或具有相对运动的趋势时，就会在接触面上产生阻碍相对运动的力。分类：
vF一.静摩擦力F桌子静止在水平地面上，有无静摩擦力?桌子静止在斜面上，有无静摩擦力?手推桌子，桌子与地面有无静摩擦力?1.摩擦力的概念（以手推桌子为例）①开始用很小的推力，推不动，分析桌子受力情况。②再用稍大的力去推，还是静止不动，分析受力情况③继续增大推力，讲桌开始运动，分析受力情况。分析：桌子在推力作用下相对地面静止，但在沿这个力的方向上有相对运动趋势，就是因为桌子跟地板之间发生了摩擦。这个摩擦力和推力都作用在桌子上，他们的大小相等，方向相反，彼此平衡，因此桌子保持不动，这时发生的摩擦叫静摩擦力。结论：两个物体之间只有相对运动的趋势，而没有相对运动。2.摩擦力的产生条件：粗糙，有弹力，有相对运动的趋势。3.探究静摩擦力大小与什么有关(学生活动)静摩擦力的大小与外力有关4.方向：总是跟接触面相切，与相对运动的趋势的方向相反5.最大静摩擦力就是物体刚开始运动时所需的最小推力。书P61实验结论：静摩擦力随着推力的增大而增大，它的极限值就是最大静摩擦力。可见，静摩擦力的大小在一个范围内：0＜F静≤Fmax6.关于静摩擦力有无的判断方法一：根据初中学过的二力平衡条件方法二：假设法例：斜面上有一物体，质量为m，在斜面上静止不动，m受摩擦力吗？为什么？7.静摩擦力的作用拿在手中的东西不会滑落F把线织成布，用布缝衣服，也是靠纱线之间的静摩擦力的作用。例：如图，物体在F的作用下静止，当F的大小变化时，分析物体所受的静摩擦力情况。二.滑动摩擦力以手推桌为例，继续增大推力直到桌子开始运动，一旦物体运动物体就受滑动摩擦力运动的物体之所以会停下，是因为受到摩擦力。1.滑动摩擦力的概念：当一个物体在另一个物体表面滑动的时候，会受到另一个物体阻碍它滑动的力。2.滑动摩擦力产生条件：粗糙，有弹力，有相对运动3.实验探究：滑动摩擦力的大小和哪些因素有关?
猜想：(学生活动)粗糙程度，正压力，材料等实验证明：滑动摩擦力的大小与相互之间的正压力FN成正比，还与接触面的粗糙程度、材料有关。4.大量实验表明，滑动摩擦力大小与压力成正比。数学表达式：F=µFNF为摩擦力，FN为压力（对物体表面垂直的作用力），µ为动摩擦因数.其数值与接触面的材料、接触面的粗糙程度有关，没有单位。v5.方向：总是跟接触面相切，跟物体的相对运动方向相反。F例：物体在水平面上向右运动，物体的重力为10N，物体与地面之间的滑动摩擦系数为0.2，求物体所受的滑动摩擦力。解：此时，物体与地面之间压力的大小等于物体重力的大小。所以滑动摩擦力F滑=µFN=µG=0.2×10N=2N方向水平向左学生练习若该物体在F=40N的作用下沿墙下滑，物体与墙之间的滑动摩擦系数为0.2，求物体所受的滑动摩擦力。三、摩擦力的应用1、摩擦力的重要性（1）走路须靠脚与地面间的摩擦力才能行走。（2）摩擦力使运动物体能停止下来。（3）悬吊物品须靠钉子与墙的摩擦力。（4）由于摩擦力，平面上的物体不致因为倾斜而摔坏。（5）轮胎及运动鞋底部的纹路设计可增加摩擦力。2、摩擦力的坏处（1）耗费能量。（2）造成机件耗损。四.几个问题1.静止的物体所受的摩擦力一定是静摩擦力，运动的物体所受的摩擦力一定是滑动摩擦力吗?举例说明：皮带传送机把货物运往高处，物体是运动的，当相对于皮带没有滑动,受到静摩擦力。一个人端着一杯水走路，杯子受到手的静摩擦力。人走路时受到地面的摩擦力等。物体沿斜面下滑，物体受到沿斜面向上的滑动摩擦力，同时斜面受到沿斜面向下的滑动摩擦力，此时斜面是静止的。2.摩擦力一定阻碍物体运动吗?摩擦力只是阻碍物体的相对运动,，不一定阻碍物体的运动。皮带传送机上的货物受到的摩擦力拉着货物向上运动是动力，同时它阻碍了货物相对于皮带的运动。物体受力分析
知识与技能掌握受力分析的一般方法和注意事项情感态度价值观通过对隔离法和整体法的运用，学会辩证地处理物理问题的方法。教学过程１．受力分析的顺序一般遵循由易到难（重力、弹力、摩擦力）或由已知到未知的原则。２．受力分析的方法（１）隔离法（２）整体法３．受力分析的步骤（１）确定研究对象（单个物体或几个物体组成的系统／整体）（２）把研究对象与其它物体隔离（３）按一定的顺序把外界物体对研究对象施加的力画出示意图。４．注意事项（１）不能总认为物体在运动方向上一定受到力的作用。即在画力时要明确该力的施力物体是哪一个。（２）受力分析是分析物体受到的力，不能把研究对象对外界物体施加的力也画在受力图上。（３）判断弹力的有无可假设把外界物体移走，通过物体的运动状态是否变化来判断接触面处有没有弹力。判断静摩擦力的有无及方向可假设接触面光滑，通过物体是否发生相对运动和相对运动的方向来判断静摩擦力的有无和方向。（４）用整体法进行受力分析时，系统以外的物体对系统内任一物体的作用力都认为是系统受到的力，系统内物体之间的作用力（内力）不需要画出来。（５）在本书范围内，我们只研究共点力的情况，所以不管是单个物体还是几个物体组成的系统，在对他们进行受力分析时，都应把他们当作一个点（质点）来处理，所有力的作用点都是同一点。图１甲乙例１．分析图１中的小球是否受到弹力的作用。评析：用假设法判断弹力的有无。ＦＦ甲乙图２例２．分析图２中物体受到的力。图中两物体都处于静止状态。
评析：此例主要说明受力分析的顺序和用假设法确定静摩擦力的有无和方向。例３．评价手册３７页第８题。评析：此例主要说明隔离法和整体法的应用，可拓展说明可以从平衡条件出发判断静摩擦力的方向。巩固练习评价手册P343、P373、7P36例2
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