高一物理第七講重力、彈力、摩擦力

1、個性化學(xué)案第七講：重力、彈力、摩擦力適用學(xué)科高中物理適用年級高中一年級適用區(qū)域人教版課時時長（分鐘）120分鐘知識點1、力的定義、力的三要素、力的圖示、種基本相互作用2、重力的定義，重力的大小、方向、重心3、彈力的定義、纏上彈力的條件，彈力的大小、方向4、靜摩擦力的定義，靜摩擦力的大小、方向及最大靜摩擦力概念5、滑動摩擦力的定義、摩擦因數(shù)、滑動摩擦力產(chǎn)生的條件6、滑動摩擦力的大小、方向?qū)W習(xí)目標(biāo)1、知識與技能（1）了解力是物體對物體的相互作用，知道力能使物體發(fā)生形變或使物體的運動狀態(tài)發(fā)生改變。（2）知道力的三要素，會用力的圖示法來表示一個力，會畫力的示意圖。（3）知道重力產(chǎn)生的原因及其定義，會求

2、重力的大小并能確定重力的方向。知道物體重心的含義，（4）知道形變、彈性形變的概念，理解彈性限度。知道什么是彈力，掌握彈力產(chǎn)生的條件。（5）知道壓力、支持力、繩子的拉力都是彈力，會確定它們的方向。（6）知道形變與彈力的關(guān)系，了解胡克定律。（7）知道摩擦力的分類和產(chǎn)生的條件，能夠聯(lián)系分析日常生活中摩擦現(xiàn)象。（8）知道滑動摩擦力的大小跟哪些因素有關(guān)。能夠?qū)栴}提出有根據(jù)的猜想，能設(shè)計研究摩擦力大小與哪些因素有關(guān)的實驗，對自己設(shè)計的實驗?zāi)芩鸭瘮?shù)據(jù)和證據(jù)，并驗證自己的猜想。（9）能夠用動摩擦因數(shù)計算摩擦力的大小，并能判斷其方向能判斷不同的運動狀態(tài)下，靜摩擦力的有無、大小和方向。知道存在著最大靜摩擦力。2

3、、過程與方法（1）通過實例等探究活動讓學(xué)生來體驗力的產(chǎn)生原因、力的作用效果以及力作用的相互性。（2）通過“重心”概念的引入，滲透“等效代換”的物理學(xué)方法。觀察演示實驗，把看到的現(xiàn)象與已有的經(jīng)驗結(jié)合起來；經(jīng)歷探究彈簧形變與彈力的關(guān)系，了解科學(xué)探究的方法。（3）通過觀察物理現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)問題、提出問題；（4）學(xué)會從物理現(xiàn)象和實驗中歸納摩擦力產(chǎn)生的條件及摩擦力的特點，并能運用所學(xué)知識去解釋某些具體問題，培養(yǎng)學(xué)生的分析概括能力。（5）通過討論、回顧等教學(xué)活動，培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行交流與反思的習(xí)慣。（6）體會控制變量法研究問題的方法。3、情感態(tài)度與價值觀（1）通過實例對知識的探究活動，激發(fā)學(xué)生對科學(xué)的求知欲、培養(yǎng)學(xué)

4、生探索與創(chuàng)新意識。培養(yǎng)學(xué)生對生活中的現(xiàn)象進(jìn)行分析、歸納、總結(jié)的能力和科學(xué)猜想的能力。（2）培養(yǎng)學(xué)生實事求是的科學(xué)態(tài)度，滲透辯證唯物主義關(guān)于“物質(zhì)世界是有規(guī)律的，規(guī)律是可以認(rèn)識的?！边@一觀點（3）在探究物理規(guī)律的過程中，學(xué)生感受學(xué)習(xí)物理的樂趣，把親自探究出的規(guī)律與平時對彈力的認(rèn)識相結(jié)合，體會物理規(guī)律的價值。（4）在理解摩擦力的利與弊的過程中，領(lǐng)略自然界的和諧與奇妙，使學(xué)生的價值觀得到提升，向?qū)W生滲透抓住主要矛盾和主要因素，忽略次要因素的辨證思想。學(xué)習(xí)重點1、力的概念既是本節(jié)的重點，2、力產(chǎn)生的條件及其方向的判斷。3、在教師的指導(dǎo)下進(jìn)行探究滑動摩擦力和靜摩擦力的大小的探索過程學(xué)習(xí)難點1、力的概念既

5、2、對重心的理解3、彈力的有無辨析4、微小形變的理解學(xué)習(xí)過程：一、復(fù)習(xí)預(yù)習(xí)物體只在重力作用下從靜止開始下落的運動，叫做自由落體運動。自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動。大?。篻=9.8m/s2方向：豎直向下 v = g tv²= 2gh物體上升到最高點所用時間與物體從最高點落回到原跑出點所用的時間相等，物體從跑出點開始到再次羅輝跑出點所用的時間為上升時間或下降時間的2倍物體在上升過程和下降過程經(jīng)過同一位置的速度大小相同方向相反伽利略對落體運動的研究思路：提出問題 合理猜想 數(shù)學(xué)推理 實驗驗證合理外推 得出結(jié)論二、知識講解考點/易錯點1重力、基本相互作用引入：運動員踢球，球由靜止

6、變?yōu)檫\動，守門員接住球，球由運動變?yōu)殪o止，運動員用頭頂球，球的方向改變了，這幾種情況下，我們都說，球的運動狀態(tài)改變了?；鸺c火發(fā)射，火箭由靜止開始運動，火箭的速度大小變化了隨著火箭上升，方向逐漸傾斜，直至將衛(wèi)星載入預(yù)定軌道，火箭的速度方向發(fā)生變化。歸納：只要一個物體速度變化了，不管是速度的大小還是方向改變了，都說這個物體的運動狀態(tài)發(fā)生了改變。 物體之間的相互作用，稱為力，力的大小可以用測力計測量，在國際單位制中，力的單位是牛頓簡稱牛，符號N。 力是矢量，他不但有大小，而且有方向，力的方向不同，他的作用效果也不同，可以用一條有向線段表示力，線的長短代表力的大小，它的方向代表力方向，箭尾（或箭頭）

7、代表力的作用點。重力：自然界的各種物體之間存在著多種相互作用，地面附近的物體都受到地球的吸引作用，由于地球的吸引而使物體受到的力叫做重力。 初中學(xué)過過，物體受到的重力G與物體質(zhì)量m的關(guān)系是G=mg 其中g(shù)就是自由落體加速度，g的大小會受到高度和緯度的影響重力的方向豎直向下。從效果上看，我們可以認(rèn)為各部分受到的重力作用集中于以點，這一點叫做物體的重心，重心的位置跟物體的形狀和質(zhì)量分布有關(guān)，形狀規(guī)則質(zhì)量分布均勻的物體，重心在物體的幾何中心。 重心的位置除了跟物體的形狀有關(guān)外，還跟物體內(nèi)質(zhì)量的分布有關(guān) 四種基本相互作用：宇宙萬物之間存在著一種隨距離增大而減弱的相互作用，稱它為萬有引力。 電荷之間，同

8、種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引，類似地兩個此題之間的的相互作用，本質(zhì)上是同一種相互作用的不同表現(xiàn)，被稱為電磁相互作用 使原子核內(nèi)的質(zhì)子和中子緊密地保持在一起的力，被稱為強(qiáng)相互作用。它的作用范圍只有僅限于原子大小范圍。 與放射性有關(guān)的的另一中基本相互作用，稱為弱相互作用?？键c/易錯點2、彈力圖片展示：1、彈簧受到手的擠壓作用發(fā)生形變，放開后彈簧恢復(fù)原來形狀。 2、網(wǎng)球集中球拍，網(wǎng)球拍的球網(wǎng)發(fā)生形變。把發(fā)生彈性形變的物體由于要恢復(fù)原來的形狀，對與它接觸的物體會發(fā)生力的作用，叫做彈力。物體在力的作用下發(fā)生的形狀或體積改變，稱為形變，形變有彈性形變和塑性形變之分：彈性形變：能恢復(fù)原來形狀的形變。塑性

9、形變：不能恢復(fù)原來形狀的形變；形變超過一定限度,物體形狀將不能完全恢復(fù)，這個限度叫做彈性限度。列舉生活中的彈力，總結(jié)彈力產(chǎn)生的條件把書本放在桌面上，沒看見桌面發(fā)生形變。問題：桌面有沒有發(fā)生形變？桌面發(fā)生了微小形變，可以用如圖所示方法測量 課后小實驗：觀察玻璃瓶的微小形變彈力的方向1、 支持力和壓力的方向： 2、繩的拉力方向：彈力的大小彈力的大小跟形變的大小有關(guān)，形變越大，彈力越大，形變消失，彈力隨著消失。彈簧的彈力學(xué)生自己設(shè)計實驗探究彈簧的彈力和形變量之間的關(guān)系。1、結(jié)論:彈簧發(fā)生彈性形變時，彈力的大小F跟彈簧伸長（或縮短）的長度x成正比。2、胡克定律：F=kx。3、k：勁度系數(shù)，描述彈簧的軟

10、硬程度,單位是牛頓每米，符號是Nm。考點/易錯點3、靜摩擦力舉例：手拿住東西、寫粉筆字、擦黑板、寫字、拖地、在一堆書中抽出某一本書、換座位時推桌子、汽車急剎車時、車在路面上行駛、足球在地上滾動、等等）我們的生活中有很多與摩擦力有關(guān)的例子，這些例子中的摩擦力都一樣嗎?分如果是一個物體和另外一個物體相對靜止時產(chǎn)生的摩擦，這種摩擦我們成為是靜摩擦力。比如：手拿住東西如上圖，小孩輕推箱子，箱子有相對地面運動的趨勢，但他沒有推動，箱子與地面保持相對靜止，小孩再用較大力推，箱子依然不動，給據(jù)初中所學(xué)的二力平衡的知識，可以知道有一個跟推力平衡的力，箱子被推動之前，這個力隨推力增大而增大。這個阻礙物體相對運動

11、的力就是靜摩擦力。靜摩擦力：的方向；沿著接觸面，與和它接觸的物體的相對運動方向相反；大小與其他外力有關(guān)，靜摩擦力有最大值，稱為最大靜摩擦力?？键c/易錯點4、滑動摩擦力如果是一個物體在另一物體表面發(fā)生相對滑動時受到摩擦力的作用，這種摩擦力我們稱為“滑動摩擦力”，比如：擦黑板時擦子與黑板之間的摩擦力滑動摩擦力：當(dāng)一個物體在另一個物體表面滑動的時候，會受到另一個物體阻礙它滑動的力，這種力叫做滑動摩擦力。在例析中總結(jié)滑動摩擦力產(chǎn)生的條件：滑動摩擦力的產(chǎn)生條件：接觸且擠壓；有相對滑動；接觸面粗糙。課堂活動：研究滑動摩擦力的方向1、推動書本在桌面上滑動2、將書本疊放同時朝不同方向拉動通過對比得出摩擦力與受

12、力物的方向：課堂活動：定性研究摩擦力的大小1， 推動書本在桌面上滑動，感受力度，2， 在書本上增加壓力，感受力度，與1比較說明：3， 換不同的接觸面，比較說明接_影響摩擦力大小學(xué)生設(shè)計定量研究實驗結(jié)論 滑動摩擦力的大小跟壓力大小成正比，是比例系數(shù)，叫做動摩擦因數(shù)。下表是一些材料間的動摩擦因數(shù)學(xué)生活動：思考并討論摩擦力的利弊。三、例題精析考點/易錯點1、重力、基本相互作用【基礎(chǔ)鞏固】【例題 1】【題干】關(guān)于力和重力的概念，下列說法正確的是( )A力可以離開物體而獨立存在B將木塊浮在水上，重力將減小C只要兩力的大小相等，它們產(chǎn)生的效果一定相等D由于地球的吸引而使物體受到的力叫做重力，方向豎直向下【

13、答案】D【解析】力是不可以離開物體而獨立存在的，A錯誤；重力是由于地球的吸引而使物體受到的力，它與接觸的物體無關(guān)，B錯誤，D正確；力大小相等，方向和作用點若不同，它們產(chǎn)生的效果不一定相同，C錯誤。【中等強(qiáng)化】【例題 2】【題干】一個物體所受重力在下列哪些情況下要發(fā)生變化( )A把它從赤道拿到兩極B把它送到月球上去C把它從地面上浸入水中D將物體置于運動的電梯內(nèi)【答案】AB【解析】由Gmg可知，物體的質(zhì)量不隨地理位置的變化而變化，當(dāng)重力加速度g發(fā)生變化時，重力G隨之改變由于地球兩極的g值大于赤道上的g值，地球上的g值大于月球上的g值，所以選項A、B正確；由于重力大小與物體所處的環(huán)境和運動狀態(tài)無關(guān)，

14、所以C、D兩種情況下的重力沒有發(fā)生變化故正確答案為AB?！九鄡?yōu)拔高】【例題 3】【題干】如圖所示，一杯子的底部有一小孔，在水從小孔不斷流出直到流盡的過程中，杯連同水的共同重心的位置將( )A一直下降 B一直上升C先升后降 D先降后升【答案】D【解析】由于杯中水逐漸流出，剩余水的重心不斷下降，而杯的重心不變，故開始一段時間內(nèi)，兩者共同的重心將下降；當(dāng)水流出一定量后，剩余水的重心繼續(xù)下降，杯中水即將流盡時，水的重心在最底層，但水的質(zhì)量很小，杯和水的共同重心位置接近于杯子的重心位置。故杯連同水的共同重心先降后升，選項D正確。 考點/易錯點2、彈力【基礎(chǔ)鞏固】【例題 4】【題干】人民英雄紀(jì)念碑坐落在天

15、安門廣場上關(guān)于紀(jì)念碑對廣場的壓力F，下列說法正確的是( )AF就是紀(jì)念碑所受的重力BF是由于廣場發(fā)生微小形變而產(chǎn)生的CF的作用點在紀(jì)念碑上DF的作用點在廣場上【答案】D【解析】既然F是紀(jì)念碑對廣場的壓力，那么F的施力物體是紀(jì)念碑，受力物體是廣場，A錯誤；F是由于紀(jì)念碑發(fā)生微小形變而產(chǎn)生的，B錯誤；F的作用點在廣場上，C錯誤，D正確?！局械葟?qiáng)化】【例題 5】【題干】探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系時，在彈性限度內(nèi)，懸掛15 N重物時，彈簧長度為0.16 m；懸掛20 N重物時，彈簧長度為0.18 m，則彈簧的原長L0和勁度系數(shù)k分別為( )AL00.02 mk500 N/mBL00.10 mk500 N

16、/mCL00.02 mk250 N/mDL00.10 mk250 N/m【答案】D【解析】設(shè)彈簧原長為L0，勁度系數(shù)為k，彈簧受拉力F伸長時胡克定律的形式為F1k(L1L0)，即15k(0.16L0)，彈簧受拉力F2伸長時胡克定律的形式為：F2k(L2L0)，即20k(0.18L0)，由上面兩式可得到L00.10 m，k250 N/m.【培優(yōu)拔高】【例題 6】【題干】畫出圖中小球A所受的彈力方向 【答案】 【解析】用假設(shè)法判斷彈力有無考點/易錯點3、靜摩擦力【基礎(chǔ)鞏固】【例題 7】【題干】水平桌面上一重為200 N的物體，與桌面間的動摩擦因數(shù)為0.2，當(dāng)依次用15 N、30 N、80 N的水平

17、力拉此物體時，物體受到的摩擦力依次為(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)( )A、15 N 30 N 40 N B、15 N 30 N 80 NC、0 0 40 N D、40 N 40 N 40 N【答案】A【解析】物體的最大靜摩擦力Fmmg40 N。故F115 NFm，物體受靜摩擦力Ff1F115 NF230 NFm，物體受靜摩擦力Ff2F230 NF380 NFm，物體受滑動摩擦力Ff3mg40 N，故A項正確。【中等強(qiáng)化】【例題 8】【題干】有兩條黑、白毛巾交替折疊地放在地面上，白毛巾的中部用線與墻壁連接，黑毛巾的中部用線拉住，設(shè)線均水平，若每條毛巾的質(zhì)量均為m，毛巾之間及毛巾與地面之間的動

18、摩擦因數(shù)為.欲將黑、白毛巾分離開來，則將黑毛巾勻速拉出需加的水平力為多大？【答案】5mg【解析】對黑毛巾進(jìn)行研究，要將其拉出需克服四個面所受的摩擦力，則：F外×mg×mg×mg×2mg5mg.【培優(yōu)拔高】【例題 9】【題干】如圖所示，用水平力F將同種材料不同質(zhì)量的物體壓到一豎直墻壁上，下列說法正確的是( )A若物體保持靜止，則F越大，物體所受摩擦力越大B若物體保持靜止，則質(zhì)量越大，物體所受摩擦力越小C若物體沿墻壁向下滑動，則F越大，物體所受摩擦力越大D若物體沿墻壁向下滑動，則質(zhì)量越大，物體所受摩擦力越大【答案】C【解析】物體靜止時，物體受靜摩擦力，大小等

19、于其重力，與水平力F無關(guān)，物體質(zhì)量越大，所受摩擦力越大，故A、B錯。物體向下滑動時，受到滑動摩擦力作用，大小為FfFNF，故F越大，摩擦力越大，且與物體的質(zhì)量無關(guān)，C對、D錯?？键c/易錯點4、滑動摩擦力【基礎(chǔ)鞏固】【例題10】【題干】關(guān)于摩擦力與彈力的關(guān)系，下列說法中正確的是( )A有彈力一定有摩擦力B有彈力不一定有摩擦力C有摩擦力一定有彈力D同一接觸面上的彈力和摩擦力的方向一定垂直 【答案】BCD 【解析】摩擦力的產(chǎn)生條件之一是接觸面間存在彈力，故選項B、C正確，選項A錯誤；彈力垂直于接觸面，摩擦力平行于接觸面，彈力和摩擦力方向垂直，故選項D正確?！局械葟?qiáng)化】【例題11】【題干】如圖所示，在

20、粗糙的水平地面上有質(zhì)量為m的物體，連接在一勁度系數(shù)為k的彈簧上，物體與地面之間的動摩擦因數(shù)為，現(xiàn)用一水平力F向右拉彈簧，使物體m做勻速直線運動，則彈簧伸長的長度為(重力加速度為g)( )A. B. C. D.【答案】D【解析】設(shè)彈簧伸長長度為x，由胡克定律和二力平衡得kxmg，所以x。故選項D正確?！九鄡?yōu)拔高】【例題12】【題干】一根質(zhì)量為m，長度為L的均勻長方體木條放在水平桌面上，木條與桌面間的動摩擦因數(shù)為.現(xiàn)用水平力F推木條，當(dāng)木條經(jīng)過圖所示位置時，桌面對它的摩擦力為( ) A、mg B、.mg C、mg D以上答案都不對 【答案】A【解析】重力的等效作用點在它的重心，均勻長方體木條的重心

21、在它的幾何中心，木條和桌面之間的正壓力的等效作用點在木條重心的正下方所以，在木條被推出桌面0.5L之前(即木條翻倒之前)，木條與桌面間的正壓力大小始終等于木條所受重力，即FNmg.在圖示位置時，桌面對木條的摩擦力Fmg。四、課堂運用【基礎(chǔ)鞏固】1、下列說法正確的是( )A靜止不動的物體，一定不受任何力的作用B物體的形狀沒有改變，說明該物體一定不受力的作用C物體的運動方向改變了，則該物體一定受到力的作用D只有運動物體才會受到力的作用2、一物體置于水平粗糙地面上，按圖1所示的不同放法，在水平力F的作用下運動，設(shè)地面與物體各接觸面的動摩擦因數(shù)相等，則物體受到的摩擦力的大小關(guān)系為( )AF甲>F

22、乙>F丙BF乙>F甲>F丙CF甲F乙F丙 DF丙>F乙>F甲【中等強(qiáng)化】3、圖為一輕質(zhì)彈簧的長度L和彈力F的關(guān)系圖線，試由圖線確定：(1)彈簧的原長；(2)彈簧的勁度系數(shù)；(3)彈簧伸長15 cm時，彈力大小。4、如果地面上一切物體受到的重力都消失了，可能出現(xiàn)的現(xiàn)象是( )A江河的水不會流動B羽毛和石塊都可以懸浮在空中C天上不會下雨 D一切物體的質(zhì)量都變?yōu)榱?、關(guān)于摩擦力的方向，下列說法中正確的是( )A摩擦力的方向總是和物體運動的方向相反B滑動摩擦力的方向可能和物體運動的方向相同C物體所受摩擦力的方向總是和接觸面垂直D物體受的摩擦力的方向總是和物體的相對運動或相

23、對運動趨勢的方向相反【培優(yōu)拔高】6、在圖中有兩個物體A、B，GA3 N，GB4 N，A用懸線掛在天花板上，B放在水平地面上，A、B間的彈簧的彈力為2 N，則懸線的拉力FT、B對地面的壓力FN的可能值分別是( )AFT7 N，F(xiàn)N0 BFT5 N，F(xiàn)N2 N CFT1 N，F(xiàn)N6 NDFT2 N，F(xiàn)N5 N7、.如圖所示，物體A置于傾斜的傳送帶上，它能隨傳送帶一起向上或向下做勻速運動，下列關(guān)于物體A在上述兩種情況下的受力描述，正確的是( )A物體A隨傳送帶一起向上運動時，A所受的摩擦力沿斜面向下B物體A隨傳送帶一起向下運動時，A所受的摩擦力沿斜面向下 C物體A隨傳送帶一起向下運動時，A不受摩擦力

24、作用D無論傳送帶向上或向下運動，傳送帶對物體A的作用力均相同五、課程小結(jié)重力：由于地球的吸引作用而產(chǎn)生的力，大小G=mg；方向豎直向下；重力的作用點叫重心，形狀規(guī)則且質(zhì)量分布均勻的物體重心在其幾何中心，可以用懸掛法找薄板的重心。 彈力：發(fā)生彈性形變的物體由于要恢復(fù)原來的形狀，對與它接觸的物體會發(fā)生力的作用；彈力產(chǎn)生條件是兩物體要接觸并擠壓產(chǎn)生彈性形變；彈力的大小與形變程度有關(guān)；彈簧中的彈力大小為F=kx，稱為胡克定律；彈力的方向垂直于接觸面、沿繩，橡皮筋方向。靜摩擦力：兩物體接觸面上有相對運動的趨勢，會產(chǎn)生阻礙相對運動趨勢的力，稱為靜摩擦力；方向；沿著接觸面，與和它接觸的物體的相對運動方向相反；大小與其他外力有關(guān)，靜摩擦力有最大值，稱為最大靜摩擦力?；瑒幽Σ亮Γ簝晌矬w接觸面