粵教版高中物理必修一第三章探究物體間的相互作用學(xué)案

粵教版高中物理必修一第三章探究物體間的相互作用學(xué)案

第三章第一節(jié)探究形變與彈力的關(guān)系學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.了解常見(jiàn)的形變種類；2.理解彈性、彈性形變和彈性限度的概念；3.掌握彈力的三種效果力及其方向判斷方法；4.理解胡克定律的原理和公式。學(xué)習(xí)過(guò)程：一、預(yù)習(xí)指導(dǎo)：1.形變的種類：拉伸形變、壓縮形變、剪切形變、扭轉(zhuǎn)形變；2.彈性、彈性形變和彈性限度的概念；3.彈力的定義、種類和方向；4.胡克定律的原理和公式。二、課堂導(dǎo)學(xué)：1.形變的種類和特點(diǎn)；2.彈性、彈性形變和彈性限度的概念；3.彈力的定義、種類、大小和方向；4.彈力產(chǎn)生的條件；5.胡克定律的實(shí)驗(yàn)和公式。實(shí)驗(yàn)步驟：1.準(zhǔn)備器材：鐵架臺(tái)、兩根相同的彈簧、刻度尺、鉤碼若干；2.安裝好器材，用刻度尺量度彈簧的原長(zhǎng)L并記錄；3.在彈簧下端掛一個(gè)鉤碼，穩(wěn)定后量度彈簧的長(zhǎng)度并記錄數(shù)據(jù)；4.再在彈簧下端增加一個(gè)鉤碼，穩(wěn)定后量度彈簧的長(zhǎng)度并記錄數(shù)據(jù)；5.在彈性限度內(nèi)依次增加鉤碼，并且每次增加鉤碼后都記錄有關(guān)數(shù)據(jù)。結(jié)論：胡克定律的公式為F=kx，其中k為彈簧的勁度系數(shù)，單位是N/m。不同的彈簧，其勁度系數(shù)不同。典型例題：請(qǐng)分別分析下圖中A、B、C、D四個(gè)物體所受的彈力情況。在物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反。9、滾動(dòng)摩擦力是指物體在滾動(dòng)時(shí)與地面接觸的部分產(chǎn)生的摩擦力，大小與滾動(dòng)物體的質(zhì)量、形狀、滾動(dòng)速度有關(guān)。10、流體阻力是指物體在流體中運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力，大小與物體的速度、流體的密度、物體形狀有關(guān)。二、課堂探究：1、滑動(dòng)摩擦力的判斷在兩個(gè)物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，產(chǎn)生的作用力即為滑動(dòng)摩擦力?；瑒?dòng)摩擦力的方向與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反。2、滑動(dòng)摩擦力的大小滑動(dòng)摩擦力的大小與兩物體間的壓力成正比，與兩物體間的摩擦系數(shù)有關(guān)，公式為F=μN(yùn)。3、靜摩擦力的判斷當(dāng)物體處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，兩物體間的作用力即為靜摩擦力。靜摩擦力的方向與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反。4、最大靜摩擦力靜摩擦力的大小有一個(gè)最大限度，即最大靜摩擦力。當(dāng)外力作用力小于最大靜摩擦力時(shí)，物體保持靜止；當(dāng)外力作用力達(dá)到最大靜摩擦力時(shí)，物體開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。5、滾動(dòng)摩擦力和流體阻力滾動(dòng)摩擦力是指物體在滾動(dòng)時(shí)與地面接觸的部分產(chǎn)生的摩擦力，大小與滾動(dòng)物體的質(zhì)量、形狀、滾動(dòng)速度有關(guān)。流體阻力是指物體在流體中運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力，大小與物體的速度、流體的密度、物體形狀有關(guān)。三、課后拓展：1、請(qǐng)簡(jiǎn)述滑動(dòng)摩擦力的產(chǎn)生條件和大小的計(jì)算公式。2、靜摩擦力的大小有一個(gè)最大限度，請(qǐng)簡(jiǎn)述最大靜摩擦力的概念和作用。3、請(qǐng)簡(jiǎn)述滾動(dòng)摩擦力和流體阻力的概念及與物體相關(guān)的因素。1、請(qǐng)舉出生活中與摩擦有關(guān)的一些實(shí)例。在生活中，摩擦無(wú)處不在，例如擦拭物品、行走時(shí)腳與地面的摩擦、車輛行駛時(shí)輪胎與路面的摩擦等等。2、滑動(dòng)摩擦力：（1）條件：兩物體間有相對(duì)滑動(dòng)的趨勢(shì)，且接觸面間有相互作用力。（2）大?。ü剑篎=μkN（其中F為滑動(dòng)摩擦力，μk為動(dòng)摩擦因數(shù)，N為接觸面間的正壓力）。（3）方向：總是與物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)相反。3、滑動(dòng)摩擦力的應(yīng)用：（1）例題：當(dāng)已知拉力的大小時(shí)，可以通過(guò)拉力等于滑動(dòng)摩擦力的大小來(lái)求出滑動(dòng)摩擦力的大小。二、靜摩擦力1、概念：兩物體間存在相互作用力，但物體間沒(méi)有相對(duì)滑動(dòng)的趨勢(shì)時(shí)，所產(chǎn)生的力稱為靜摩擦力。2、靜摩擦力產(chǎn)生條件：兩物體間有相互作用力，且物體間沒(méi)有相對(duì)滑動(dòng)的趨勢(shì)。3、靜摩擦力的方向：總是與物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)相反。4、思考：靜摩擦力不是一恒定的力，它的大小可以通過(guò)F≤μsN來(lái)求得，靜摩擦力大小在0到μsN之間。在實(shí)際應(yīng)用中，最大靜摩擦力大小可近似等于μsN。5、實(shí)驗(yàn)探究：可以通過(guò)在水平桌面上放一木塊，用彈簧測(cè)力計(jì)沿水平方向用較小的力拉木塊但保持木塊不動(dòng)，并不斷緩慢地增大壓力，來(lái)觀察靜摩擦力的大小變化。5、知識(shí)運(yùn)用：可以引導(dǎo)學(xué)生說(shuō)一些利用靜摩擦力的實(shí)例，例如在生產(chǎn)中利用靜摩擦力來(lái)固定物體，如螺絲、螺母等。同時(shí)，也可以通過(guò)改變接觸面間的材料和粗糙程度，來(lái)增大有用摩擦，減小有害摩擦。學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)：自我評(píng)價(jià)：A.很好。課堂檢測(cè)：1、物體與墻之間的摩擦力為0；F物體與墻之間的摩擦力為2F。2、人在爬繩的過(guò)程中，手受到的摩擦力與繩的方向相反。3、正確答案為D。4、正確答案為A。5、正確答案為A。C.滑動(dòng)摩擦力不可能是動(dòng)力；D.滑動(dòng)摩擦力與物體重力成正比。題目1：一個(gè)質(zhì)量為2kg的物體靜止在水平地面上，與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5。最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力相等。如果給物體一水平拉力(g=10N/kg)大小為5N，地面對(duì)物體的摩擦力是多少？題目2：如果拉力大小為12N，地面對(duì)物體的摩擦力是多少？題目3：如果將拉力減小為5N（物體仍在滑動(dòng)），地面對(duì)物體的摩擦力是多少？題目4：如果撤去拉力，在物體繼續(xù)滑動(dòng)的過(guò)程中，地面對(duì)物體的摩擦力是多少？1、一物體與豎直墻面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，物體的質(zhì)量為m，當(dāng)物體沿著墻壁自由下落時(shí)，物體受到的滑動(dòng)摩擦力有多大？2、一個(gè)重量為600N的物體放在水平地面上，要使它從原地移動(dòng)，最小需要使用190N的推力。如果移動(dòng)后只需要180N的推力來(lái)維持物體勻速運(yùn)動(dòng)，那么：（1）物體與地面間的最大靜摩擦力是多少？（2）物體與地面間的滑動(dòng)摩擦力是多少？（3）如果用250N的水平推力使物體運(yùn)動(dòng)，物體受到的摩擦力是多少？3、分析自行車正常行進(jìn)時(shí)，前輪和后輪所受的摩擦力種類和方向。第三章第三節(jié)力的等效和替代學(xué)習(xí)目標(biāo)：1、理解力的圖示法，能夠區(qū)分力的圖示和力的示意圖。2、理解力的合成與分解，以及等效替代的關(guān)系。3、了解合力與分力的運(yùn)算符合平行四邊形法則。學(xué)習(xí)過(guò)程：一、預(yù)習(xí)指導(dǎo)：1、力的圖示和力的示意圖（1）力的三要素：力的大小、方向和作用點(diǎn)。（2）力的圖示：用一條線段表示力的大小，用箭頭表示力的方向，用點(diǎn)或箭頭所在位置表示力的作用點(diǎn)，這樣就形象地表示了力的三要素。（3）力的示意圖：用帶箭頭的線段來(lái)表示力。2、力的等效：馬德堡半球試驗(yàn)中，從力的效果上看，一頭大象的拉力與八匹馬的拉力是等效的。3、力的替代：如果一個(gè)力產(chǎn)生的效果與幾個(gè)力產(chǎn)生的效果相同，這就是力的等效。這個(gè)力與另外幾個(gè)力可以替代，這個(gè)力稱為另外幾個(gè)力的合力，另外幾個(gè)力稱為這個(gè)力的分力。通常從相同這一觀點(diǎn)出發(fā)，根據(jù)具體情況進(jìn)行力的替代，稱為力的替代。二、課堂導(dǎo)學(xué)：※學(xué)習(xí)探究1、力的圖示和力的示意圖力的示意圖力的圖示能夠準(zhǔn)確地表述力的方向、大小和作用點(diǎn)。只能大體表述力的方向和作用點(diǎn)，但能準(zhǔn)確表述力的大小。2、力的等效思考：在圖1中，兩個(gè)小孩共同提起一桶水，一個(gè)大人單獨(dú)提起一桶相同的水，效果相同嗎？3、力的替代和圖示法的應(yīng)用；2、分力的計(jì)算和圖示法的應(yīng)用；3、實(shí)驗(yàn)探究力的合成和分解的幾何關(guān)系；4、解決相關(guān)例題和問(wèn)題。學(xué)習(xí)內(nèi)容1、合力與分力：當(dāng)一個(gè)力的作用效果與其他幾個(gè)力的共同作用效果相同時(shí)，這個(gè)力和其他幾個(gè)力可以相互替代，這個(gè)力稱為其他幾個(gè)力的合力，其他幾個(gè)力則稱為這個(gè)力的分力。2、力的合成與分解：在保證力的作用效果相等的前提下，用某一個(gè)力來(lái)替代幾個(gè)力的過(guò)程稱為力的合成，用某幾個(gè)力來(lái)替代一個(gè)力的過(guò)程稱為力的分解。3、實(shí)驗(yàn)：通過(guò)尋找等效力的實(shí)驗(yàn)，探究力的合成和分解的幾何關(guān)系。學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)自我評(píng)價(jià)：B.較好當(dāng)堂檢測(cè)：1、已知F1大小為4N，F(xiàn)2大小為3N，兩力夾角為90度，用圖示法求出合力F的大小和F與F2間夾角的大小。2、有兩個(gè)力大小恒定，作用在一點(diǎn)上，當(dāng)兩力同向時(shí)，合力為F1，反向時(shí)合力為F2。求當(dāng)兩個(gè)力互相垂直時(shí)合力的大小。課后作業(yè)：1、已知F1=F2=10N，用平行四邊形求以下情況下的合力：（1）F1與F2垂直；（2）F1與F2成120度角。2、一個(gè)物體受到兩個(gè)共點(diǎn)力F1、F2的作用，其大小分別為6N和10N，它們的方向可以變化，則它們合力的最小值為多少？最大值為多少？分力的計(jì)算學(xué)習(xí)過(guò)程一、預(yù)習(xí)指導(dǎo)：1.已知同一直線上的兩個(gè)力F1、F2，如果兩個(gè)力的方向相同，其合力大小是F1+F2，合力的方向與分力相同；若兩個(gè)力的方向相反，則合力的大小是F1-F2，方向是兩個(gè)力的方向中較大的那個(gè)。2.平行四邊形定則：如果用表示兩個(gè)分力的線段為鄰邊作一個(gè)平行四邊形，則這兩個(gè)鄰邊之間的對(duì)角線就表示合力的大小和方向。3.力的合成：已知幾個(gè)力與另一個(gè)力的相同，求這一個(gè)力的過(guò)程，叫力的合成。當(dāng)分力不在一條直線上時(shí)，通過(guò)平行四邊形定則求它們的合力。4.力的分解：已知合力求分力的過(guò)程，叫力的分解。力的分解時(shí)，按照力的效果，并依據(jù)法則進(jìn)行。二、課堂導(dǎo)學(xué)：學(xué)習(xí)探究一、平行四邊形法則結(jié)論：按照平行四邊形定則，用表示兩個(gè)分力的線段為鄰邊作一個(gè)平行四邊形，這兩個(gè)鄰邊之間的對(duì)角線就表示合力的大小和方向。這就是力的平行四邊形法則。二、合力的計(jì)算：1.作圖法——平行四邊形法則2.三角函數(shù)法：若兩個(gè)分力夾角為90，則可用勾股定理（特例）3.思考：物體受到多個(gè)力的作用時(shí)，這些力的合力如何求出？力的合力是否是唯一的？三、分力的計(jì)算1.在進(jìn)行力的分解時(shí)，一般先根據(jù)力的作用效果來(lái)確定分力的方向，再根據(jù)平行四邊形法則來(lái)計(jì)算分力的大小。2.力的作用效果典型例題兩個(gè)大小相等的共點(diǎn)力F1和F2，當(dāng)他們的夾角為90時(shí)，合力大小為F1+F2，如果夾角為120時(shí)合力有多大？知識(shí)拓展一個(gè)大人拉著載有兩個(gè)小孩的小車勻速前進(jìn)。設(shè)大人的拉力為135N，拉桿與地面夾角為53°，使小車前進(jìn)的動(dòng)力有多大？學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)自我評(píng)價(jià)你完成本節(jié)導(dǎo)學(xué)案的情況為（）.A.很好B.較好C.一般D.較差當(dāng)堂檢測(cè)（時(shí)量：5分鐘滿分：10分）計(jì)分：1.試根據(jù)效果將以下各力進(jìn)行分解。2.一個(gè)物體受到三個(gè)共點(diǎn)力F1、F2、F3的作用，其大小分別為7N、9N、11N，它們的方向可以變化，則它們合力的最小值，最大值。課后作業(yè)1.有三個(gè)共點(diǎn)力F1、F2、F3=10N，且互成120°角，則其合力大小為多少？若F1減小5N，方向不變，則合力大小為多少？方向如何？2.兩個(gè)大小相同的分力，其夾角θ取何值時(shí)：（1）合力大于分力？（2）合力小于分力？3.兩個(gè)共點(diǎn)力，一個(gè)是40N，另一個(gè)等于F，它們的合力是100N，則F的大小可能是：A.20NB.40NC.80ND.160N4.已知合力的大小和方向，在下列情況下，求分力有幾種可能性？⑴已知一個(gè)分力的大小和方向，求另一個(gè)分力的大小和方向；⑵已知兩個(gè)分力的方向，求兩個(gè)分力的大小。作用力與反作用力。作用力與反作用力大小相等，方向相反，且作用在不同的物體上。2、舉例說(shuō)明作用力與反作用力舉個(gè)例子，當(dāng)我們用手推一個(gè)物體時(shí)，我們的手對(duì)物體施加了一個(gè)力，物體也對(duì)我們的手施加了一個(gè)力，這個(gè)力大小相等，方向相反，作用在不同的物體上，即為作用力與反作用力。3、作用力與反作用力的作用對(duì)象是否相同？作用力與反作用力的作用對(duì)象不同，但大小相等，方向相反。二、平衡力和作用力與反作用力的區(qū)別1、定義平衡力是指物體所受的合力為零，物體處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)所受的力。作用力與反作用力是指物體間相互作用的一對(duì)力，大小相等，方向相反，作用在不同的物體上。2、舉例說(shuō)明平衡力和作用力與反作用力的區(qū)別舉個(gè)例子，一個(gè)物體處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，它所受的合力為零，即為平衡力；而當(dāng)我們用手推一個(gè)物體時(shí)，我們的手對(duì)物體施加了一個(gè)力，物體也對(duì)我們的手施加了一個(gè)力，這個(gè)力大小相等，方向相反，作用在不同的物體上，即為作用力與反作用力。三、牛頓第三定律牛頓第三定律指出：任何一對(duì)物體間的作用力與反作用力，大小相等，方向相反，作用在不同的物體上。即FAB=-FBA。四、應(yīng)用牛頓第三定律解決問(wèn)題1、理解牛頓第三定律的應(yīng)用場(chǎng)景牛頓第三定律可以應(yīng)用于解決一些力的作用問(wèn)題，如拔河比賽中，兩隊(duì)之間的拉力大小相等，方向相反，即為作用力與反作用力。2、舉例說(shuō)明應(yīng)用牛頓第三定律解決問(wèn)題舉個(gè)例子，當(dāng)我們用手推一個(gè)物體時(shí)，我們的手對(duì)物體施加了一個(gè)力，物體也對(duì)我們的手施加了一個(gè)力，這個(gè)力大小相等，方向相反，作用在不同的物體上。如果我們想知道手和物體所受的力的大小，我們可以利用牛頓第三定律，得出它們大小相等，方向相反的結(jié)論。作用力和反作用力的關(guān)系作用力和反作用力是兩個(gè)力之間的相互作用。例如，木塊B在粗糙的木板A上向右移動(dòng)，需要分析木板A和木塊B之間的相互作用。作用力與反作用力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)1：課本68頁(yè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：將兩個(gè)物體放在水平桌面上，它們之間存在作用力和反作用力，但它們保持平衡。結(jié)論：作用力與反作用力大小相等，方向相反，作用在不同的物體上。實(shí)驗(yàn)2：課本68頁(yè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：將兩個(gè)物體放在光滑平面上，它們之間存在作用力和反作用力，但它們保持靜止不動(dòng)。結(jié)論：作用力與反作用力大小相等，方向相反，作用在同一物體上。通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以得出作用力與反作用力的規(guī)律。這兩個(gè)力的性質(zhì)相同，受力物體相同，方向相反，大小相等。根據(jù)牛頓第三定律，兩個(gè)物體之間的作用力與反作用力大小、方向相反，作用在同一直線上。作用力與反作用力分別作用在兩個(gè)物體上，它們同時(shí)存在，同時(shí)消失，是同種類型的力。例題：如果物體放在水平桌面上處于靜止?fàn)顟B(tài)，那么桌面對(duì)物體的支持力的大小等于物體的重力的大小，這兩個(gè)力是一對(duì)平衡力。作用力與反作用力和平衡力的比較：共同點(diǎn)：作用對(duì)象相同。不同點(diǎn)：作用時(shí)間、力的性質(zhì)、作用效果不同。自我評(píng)價(jià)：B。當(dāng)堂檢測(cè)：1、正確答案為C。兩個(gè)物體之間只有在接觸時(shí)才存在作用力和反作用力。2、正確答案為D。噴氣式飛機(jī)飛行時(shí)，依靠噴出的氣體對(duì)飛機(jī)產(chǎn)生動(dòng)力。3、正確答案為A。如果甲推乙的力大于乙推甲的力，兩人一起沿甲的推力方向運(yùn)動(dòng)。1、將P、Q疊放在一起，靜止在水平桌面上，哪些力屬于作用力和反作用力？A、P所受的重力和Q對(duì)P的支持力B、Q所受的重力和Q對(duì)P的支持力C、P對(duì)Q的壓力和Q對(duì)P的支持力D、Q對(duì)桌面的壓力和桌面對(duì)Q的支持力2、以下哪個(gè)說(shuō)法正確？A、馬拉車之所以能將車?yán)瓌?dòng)，是因?yàn)轳R拉車的力大于車?yán)R的力B、在足球比賽中，運(yùn)動(dòng)員將球踢進(jìn)了球門，而運(yùn)動(dòng)員自己沒(méi)有后退，就是因?yàn)閮烧唛g的相互作用力不一樣大C、拔河比賽中，甲隊(duì)勝利，是因?yàn)榧钻?duì)的拉力大D、大人和小孩“掰手腕”比賽，小孩輸了，是因?yàn)樾『⒌氖滞蟪惺芰π〉谒恼碌谝还?jié)伽利略的理想試驗(yàn)與牛頓第一定律學(xué)習(xí)目標(biāo)1、了解力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因2、掌握伽利略的“斜面理想實(shí)驗(yàn)”3、掌握牛頓第一定律4、理解慣性的概念，能解釋?xiě)T性現(xiàn)象【重點(diǎn)難點(diǎn)】牛頓第一定律和慣性的理解學(xué)習(xí)過(guò)程一、預(yù)習(xí)指導(dǎo)：1、力與運(yùn)動(dòng)關(guān)系的兩種歷史觀點(diǎn)2、由伽利略的理想實(shí)驗(yàn)可知力不是維持運(yùn)動(dòng)的原因，那么力是什么的原因？3、物體在不受力或合外力為零時(shí)，物體將做什么運(yùn)動(dòng)？4、慣性的概念：慣性是物體的固有屬性，只與物體有關(guān)。二、課堂探究：（一）力與運(yùn)動(dòng)關(guān)系的兩種觀點(diǎn)亞里士多德認(rèn)為：必須有力作用在物體上，物體才能運(yùn)動(dòng)，沒(méi)有力的作用物體就會(huì)停止運(yùn)動(dòng)，即：力是運(yùn)動(dòng)的原因。伽利略認(rèn)為：在水平面上的物體會(huì)停下來(lái)，是因?yàn)樽枇Φ木壒?，如果沒(méi)有力的作用，物體將保持自己的速度一直運(yùn)動(dòng)下去。（二）伽利略理想實(shí)驗(yàn)1、步驟：讓小球由靜止開(kāi)始從一個(gè)斜面滾下來(lái)，小球?qū)L上另一個(gè)斜面；摩擦力越小，小球越接近原來(lái)的高度。如果沒(méi)有摩擦，小球?qū)⑸仙皆瓉?lái)的高度。減小第二個(gè)斜面的傾角，小球在這個(gè)斜面上達(dá)到原來(lái)的高度就要通過(guò)更長(zhǎng)的路程；繼續(xù)減小斜面的傾角，使它最終成為水平面，小球就再也達(dá)不到原來(lái)的高度，而沿水平面以恒定速度繼續(xù)運(yùn)動(dòng)下去。2、結(jié)論：物體的運(yùn)動(dòng)并不需要外力來(lái)維持。3、思考：在伽利略理想試驗(yàn)中，屬于事實(shí)的步驟有哪些，屬于推論的有哪些？（三）牛頓第一定律1、內(nèi)容：一切物體總保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止。2、理解：明確了慣性是物體的固有屬性，物體不受力時(shí)，會(huì)保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)。（2）本段明確了力的作用是改變物體運(yùn)