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1、第三章 相互作用本章设计 本章讲述的是关于“力”的基础知识，是学习静力学的基础和准备.内容包括重力、弹力、摩擦力、力的合成、力的分解.本章内容与初中学过的有关力学知识联系密切，是初中知识的扩展和深化，是今后学好其他力学知识的基础. 所谓基础性，就是要为学习力学知识打下扎实的基础.从知识方面来说，就是理解力的初步概念，理解重力、弹力、摩擦力产生的条件和特性，会进行力的合成和分解.从运用方面说，是初步熟悉对一个物体的受力分析，会画出正确的受力图. 本章具有预备性，不论在知识上和运用上都要有一个“度”.比如在本章第二节提到：“用悬绳挂着的静止物体，用静止的水平支持物支持的物体，它们对竖直悬绳的拉力或
2、对水平支持物的压力，大小等于物体受到的重力.”在这一节就不要求从道理上把这一论断说清楚，可先作为事实接受下来，讲过牛顿第三定律后再解决.再比如静摩擦，要想一开始就把问题讲深讲透，企图学生能够处理比较难的有关问题，可以说是“拔苗助长”，是不可能的. 关于滑动摩擦力，教材中虽然提到“阻碍相对滑动”“跟物体的相对运动的方向相反”，但举例只限于受滑动摩擦力的物体相对于另一静止物体(相对地面静止)的情形.一开始不宜涉及两物体都相对于地面运动的情形.关于滑动摩擦力的大小计算，介绍动摩擦因数时应强调该因数无单位，与相互接触的两个物体的组成材料及接触面的光滑程度有关，而与其他因素无关，动摩擦因数一般情况下小于
3、1. 静摩擦力是个难点，更要注意要求适当.关于静摩擦力的方向，只限于容易判断相对运动趋势方向的情形.关于静摩擦力的大小，只限于可应用二力平衡求解的简单情形.这里不宜涉及静摩擦力是阻力还是动力的问题. 力的分解也是本节课的难点，首先，在没有条件限制下，一个合力的分力有无数组解;其次是如何确定条件来对力进行分解.这里有两种方法：一是根据力的实际效果确定两个分力的方向从而确定两个分力;另一种是正交分解的方法.前一种是从力的实质上对力进行分解，后一种方法却更简单，更能解决较复杂的问题. 本章共5节课，建议安排8课时，各课时安排建议如下：1 重力 基本相互作用2课时2 弹力1课时3 摩擦力3课时4 力的
4、合成1课时5 力的分解1课时1 重力 基本相互作用整体设计 力学知识是整个物理学的基础内容，本节课对于建立清晰的力概念以及力的运算起着至关重要的作用.本节主要包括：力的概念、力的矢量性及力的图示、重力、四种基本相互作用. 1.力的概念：物体的运动状态发生变化及物体发生形变是有原因的，是由于其他物体和该物体发生了相互作用，这种作用称为力.认识力、研究力，都要从力的作用效果入手.力离不开物体，每一个力都对应着一个受力物体和一个施力物体，仅有受力物体和仅有施力物体的力是不存在的，力的作用是相互的. 2.力的矢量性及力的图示：影响力的作用效果的因素不仅有力的大小，还有力的方向及作用点，所以力是矢量，将
5、力的大小、方向、作用点称为力的三要素，今后分析研究一个力,不仅要明确它的产生条件，还要明确力的三要素，描述、表示力也要抓住这三条，所以在力的图示中为了让线段的长度表示力的大小必须先规定标度，为了表示方向必画箭头. 3.重力：重力是由于地球对物体的吸引而使物体受到的力，重力的施力物体是地球，要明确重力的普遍性，地面附近的一切物体不管处于静止还是各种运动状态，不管是否受到其他力的作用，它总是受到重力，而且重力的方向总是竖直向下，其大小Gmg，由于地球不同位置g不相同，所以同一物体在地球不同位置所受重力并不总是相同. 关于重力的测量，要明确测力计的读数，并不是测量了重力本身，而是根据处于静止状态的物
6、体对水平支持物的压力或对竖直悬绳的拉力的大小等于物体所受的重力来测量的. 4.四种基本相互作用 引力相互作用、电磁相互作用、强相互作用、弱相互作用，让中学生了解这四种作用，同时用来激发学生学习物理、探索物理问题的兴趣.教学重点 “重力的三要素”的分析过程是重点，其研究过程和方法也是为其他力学习作铺垫，是本节核心.教学难点 不规则物体重心的确定，以及四种基本相互作用的理解是本节课的难点内容.课时安排 2课时三维目标 知识与技能 1.知道力是物体间的相互作用；力使物体产生形变或使物体运动状态改变；用力的图示表达力的三要素. 2.了解重力的产生；理解重力的三要素. 3.能测量重力的大小，确定重力的方
7、向. 4.能解释稳定等与重力相关的现象，并能应用. 过程与方法 1.通过设问、讨论、交流等方法引导学生建立重力的概念. 2.使学生积极参与探究重力概念的建立过程，了解物理学的研究方法,认识物理实验的作用. 3.通过讨论交流，培养学生大胆质疑的能力；培养学生对比分析和交流合作的能力. 情感态度与价值观 1.通过力的分解，体验探索自然规律的艰辛与喜悦. 2.通过合作找出不规则物体的重心，逐步养成将自己的见解与他人分享的团队精神.课前准备 磁铁、小铁块、细线；弹簧秤、钩码（学生用，2人一组）；刻度尺、圆规.有条件的可以用实物投影设备，并准备相应的力的图示的投影片或实物投影图.教学过程导入新课 设问导
8、入 1.你觉得力是什么?请举例说明理由. 2.力的作用效果有哪些?举例说明. 情景导入 （课件展示）播放“苹果落地、投掷标枪、喷泉、飘落的雪花”等录像资料. 图3-1-1 引导学生观察讨论，找出共同点. 探讨结论：这些物体都最终落向地面，是因为受到地球引力的作用. 本节课就来学习力和重力，以及四种基本相互作用.推进新课 一、力和力的图示 1.力 尽量多设置几个典型的演示实验，引导学生通过感知得出力的概念. 演示实验1：用细线竖直向上拉动放在桌上的钩码. 引导答出：细线对钩码施加了力. 演示实验2：磁铁吸引铁块 引导答出：磁铁对铁块施加了作用力. 【合作交流】 再举出物体对物体的作用力的实例，要
9、求说出哪个物体对哪个物体施加了力的作用. （对学生举出的目前不好说明的实例，不必过多分析，可指明以后会涉及） 结论：力是一物体对另一物体的作用.（板书） 说明:这里指出了力的物质性，没有脱离物体而存在的力，一个孤立的物体不会存在力的作用.也就是说，有受力物体，一定有另一个物体对它施加力的作用.力是不能离开施力物体和受力物体而独立存在的. 当我们研究某一个物体受力时，有时不一定指明施力物体，但施力物体一定存在. （例如说物体受重力，其施力物体是地球） 问题:力是有大小的，力的大小用什么来测量？在国际单位制中，力的单位是什么？符号是什么？（学生初中已经学过以上问题，估计不难答出，可根据具体情况处理
10、） 仅说一个力多大（是多少牛），能不能完整地表达这个力？ 教师可以根据实例和学生交流讨论. 讨论结果：仅说一个力多大（是多少牛），不能完整地表达这个力，因为力是矢量，力有三要素：大小、方向和作用点.要把三要素都表达出来才算完整地表达. 2.力的图示 为了形象地表达一个力，可以用一条带箭头的线段（有向线段）来表示： （1）线断的长短表示力的大小； （2）箭头表示力的方向. 箭尾（或箭头）常画在力的作用点上（在有些问题中为了方便，常把一个物体用一个点表示）. 例1（教师做）：卡车对拖车的牵引力F的大小是2 000 N，方向水平向右，作出力F的图示. 步骤：选一标度（依题而定其大小）：如用1 cm长
11、的线段表示500 N的力. 从力F的作用点O向右画一线段四倍于标度（4 cm），然后画上箭头（图3-1-2）：图3-1-2 例2（学生做）：作出下列力的图示是：（可同时出三个题，全班分三组，每组做一个题，并分别选一个学生在黑板上做） 物体受250 N的重力. 用细线拴一个物体，并用400 N的力竖直上提物体. 水平向左踢足球，用力大小为1 000 N. 参考答案： 图3-1-3 图3-1-4图3-1-5 说明：选不同标度（单位），力的图示线段的长短可不同； 标度的选取要有利于作图方便. 提示：力的图示是形象地表述一个力的方法，不要忘了定标度.力的图示要正确反映力的三要素. 二、重力 1.重力的
12、产生：重力是地球上或附近的物体由于地球吸引而使物体受到的力. 指出：地球附近的物体都会受到重力的作用. 【合作探究】 同桌合作，一起找出自己周围有关重力现象的例子，同桌指出施力物体和受力物体. 特别强调：重力是由于物体受到地球的吸引而产生的，但重力并不是地球对物体的吸引力，而是引力的一个分力. 2.重力的三要素 A.大小 桌面上有一个弹簧秤，天平一套，请选择适当的器材，测出物理课本（或其他物品）所受重力的大小，并指出你的依据. 学生讨论分析并说出自己的依据. 归纳总结：可以利用二力平衡，用弹簧秤称量;一般情况下，也可以利用G=mg求解，要用到天平.两种方法的原理不同，但最终都能求出物体所受的重
13、力. 知识拓展：地球的不同地方，重力加速度g不同，物体的地理位置对于以上两种求重力的方法有没有影响呢？（教师可以不给出答案，由学生合作交流讨论完成.或者作为课外实验探究的课题，培养学生合作、探究的科学求知态度） B.方向 问题设置：任何一个力都有方向，你知道重力的方向吗？请用实例说明你的依据. 学生交流讨论，教师适时投影展示有关现象（雨线、垂柳、铅垂线）. 归纳总结：重力的方向是竖直向下的. 说一说：生活中哪些现象和应用方面涉及重力竖直向下的知识? C.作用点 教师结合生活实际，给出重心概念： 重心：物体各部分所受重力的等效集点. 思考：请你指出下列物体的重心：充足气的篮球、方砖、石块. 做一
14、做：指出怎么找重心（画图、操作、说明）： 学生自己选择被测对象，分别找出物体的重心.参考教材52页“做一做”，找出不规则物体的重心. 教师演示：木圆环，直角三角尺的重心. 图3-1-6 图3-1-7 具体过程：先用悬挂法确定重心之后，在板上固定一条细线ab，让ab穿过重心c点，再在其重心c处拴上细绳提拉，验证薄板可以水平平衡.如图3-1-6、3-1-7所示. 归纳：物体的重心可在物体之上，也可在物体之外. 结论：规则均匀的物体重心在其几何中心；不规则不均匀的物体重心用悬挂法. 例3一个被吊着的均匀的球壳，其内部注满了水，在球的底部有一带阀门的细出水口.在打开阀门让水慢慢流出的过程中，球壳与其中的水的共同重心将会（ ） A.一直下降 B.一直不变 C.先下降后上升 D.先上升后下降 先让学生自己回答，估计很多学生会选择A；教师提示开始和最终重心的位置，学生很快就能得出正确答案.借机引导学生思考问题要全面. 参考答案：在注满
