高一物理相互作用教学教材

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1、,第三章 相互作用,本章讲述的是力的基础知识 重点是三个基本力：重力、弹力、摩擦力 一个基本方法：利用平行四边形定则对力及其他矢量的合成与分解 一个延伸方法：正交分解法 一个基本能力：对物体的受力分析能力 一个基本条件：共点力平衡的条件,教学要求和建议,一、力和力的图示 1、力的定义：力是物体和物体之间的相互作用 重点：“相互”的含义 a、力不会离开物体独立存在（避免多余力的出现） 如： b、两物体不一定接触：力分接触力和非接触力两种。 c、 施力物体和受力物体同时存在。,2、力的测量方法：测力计 3、力的单位和矢量性 4、力的描述方法： 力的图示：力的三要素，通过力的图示来描述力时，细节问题

2、，比如标度、箭头、规范性。 力的示意图：只要画出力的方向和作用点，不要求严格画出力的大小，但可用大体长短表示大小。,二、重力 1、产生原因：由于物体受到地球吸引而产生，重力的大小一般情况下小于地球对物体的引力大小 2、大小：G=mg（说明g的含义，9。8N/kg含义，地球上不同位置g的大小不同，随纬度的变化或高度的变化而变化） 3、重力的方向：竖直向下（区别竖直向下和垂直向下） 4、重心：重力的作用点,重心是一个模型，实际不存在 错误认识： 具有规则几何形状物体的重心在物体的几何中心； 重心一定在物体上 重心是物体上最重的一点 重心位置和物体形状和质量分布有关，比如一杯水 薄板重心的确定方法：

3、悬挂法,三、四种基本相互作用： 1、万有引力： 存在于一切物体之间，相互作用强度随距离的增大而减小 2、电磁相互作用： 存在于电荷和电荷间，运动电荷和磁极间，磁极和磁极间 3、强相互作用： 存在于质子和质子间，质子和中子间，中子和中子间，短程力 4、弱相互作用：在放射现象中发现的，短程力,只要求知道各种相互作用的发生区域，,第二节 弹力,1、弹性形变：物体形变后能够回复原状 物体在外力的作用下都能发生形变。 形变比较明显的可直接看出(如弹簧的伸长或缩 短) ；有的形变微小，需要特殊方法才可观察到。 如利用激光反射法演示坚硬桌面的微小形变，利用细管中液面的升降显示硬玻璃瓶的形变，都是把微小形变放

4、大以利于观察，有条件的话尽量给学生演示。把微小变化放大以利于观察或测量的实验方法，可以叫“微量放大法”，这是物理学中研究问题的一种重要方法，。,2、弹力的产生条件： 相互接触；相互挤压；发生弹性形变 特点：弹力是接触力，方向与接触面垂直 弹力是否存在的判断方法： 按照弹力产生的条件判断 假设法：有些形变不明显，可假设把相接触的某个物体撤去，看研究对象的运动状态有无改变：若无改变，则无弹力作用；若发生改变，则有弹力存在。 利用力的作用效果判断 3、弹力的分类： 高中阶段的弹力大致可划分为：支持力、压力和拉力,4、弹力的方向：指向发生形变的物体回复原状的方向。学生在学习弹力方向判定的时候，很容易糊

5、涂。（是重点也是难点） 绳子拉力(绳子对所拉物体的弹力)的方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向 压力的方向垂直于支持面指向被压的物体 支持力的方向垂直于支持面指向被支持的物体,“支持面”就是两物的接触面。深入考察一般物体的接触情况，大致有以下几种： A平面与平面接触：弹力与平面垂直 B点与平面接触：弹力通过接触点垂直于平面 C点与曲面接触：弹力通过接触点垂直于过点的切面 D曲面与曲面接触：弹力通过接触点垂直于公切面(相当于点与点接触),弹力是否存在，如何来判断,【例题】如图所示，质量为m的小球，在互成120的两光滑平面间静止，且0N水平，则球对OM面的压力大小为_。,球面接触处弹力的方向： 垂直于

6、切面；必定过球心；与重心位置无关 绳的拉力沿绳,5、胡克定律： 条件：在弹性限度内 大小：弹簧的弹力大小和弹簧的形变量成正比 公式： 各个物理量的单位以及表示的含义要强调： x是形变量，不是弹簧长度，也不单是弹簧的伸长量而是弹簧的形变量。 K的单位Nm 要注意有时需要化单位，,1.定义：理解 “相对运动趋势”：假设没有静摩擦力的存在，物体间就会发生相对运动。斜面上物体就是由于有静摩擦力存在；如果接触面光滑。没有静摩擦力，则由于重力的作用，物体会沿斜面下滑。 2.条件：两物体直接接触、相互挤压有弹力产生； 接触面粗糙； 两物体保持相对静止但有相对运动趋势。 3.大小：通常用二力平衡求,0ffma

7、x,一、静摩擦力,4.方向：与接触面相切，与相对运动趋势方向相反，与弹力垂直, “相对运动趋势的方向”的确定：假设接触面光滑时，物体将要发生的相对运动的方向，从而得出静摩擦力的方向-与相对运动趋势的方向相反 静摩擦力的方向与物体相对运动趋势的方向相反，但并非一定与物体的运动方向相反,5.注意： 静摩擦力的大小是被动的，一般等于产生相对运动趋势的力的大小。 最大静摩擦力是固定不变的，没有特殊说明时认为最大静摩擦力=滑动摩擦力，实际上要比滑动摩擦力要大一点。这一点可以通过手拉弹簧秤带动桌面上的木块由静止到运动这个过程中读数的变化来说明。,【例题】皮带传动装置中，主动轮和从动轮以及传送带都没有打滑，

8、判断主动轮和从动轮边缘受到的摩擦力是什么摩擦力？摩擦力的方向？两轮相对于皮带运动趋势的方向如何？,该题目较难，可以从相对运动趋势方法来判断。也可以换一个角度来思考，让学生考虑：从动轮为什么转动？从而判断从动轮受的摩擦力方向。再反过来判断相对运动趋势的方向。同理：主动轮受的摩擦力也很容易判断了。 通过这个题目的练习，让学生知道，解决物理问题的方法不只一个。可以多方位、多渠道去解决，增强学生思维的灵活度。,二、滑动摩擦力 条件： 两个物体直接接触、相互挤压有弹力产生 强调有弹力才有摩擦力，无挤压的弹力一定无摩擦力 接触面粗糙：凡题中写明“接触面光滑”、“光滑小球”等，统统不考虑摩擦力 接触面上发生

9、相对运动 注意：“相对运动”与“物体运动”不是同一概念，“相对运动”是指受力物体相对于施力物体的运动；而“物体的运动”一般指物体相对地面的运动,2.大小：,压力N与重力G是两种不同性质的力，它们在大小上可以相等，也可以不等，也可以毫无关系，用力将物块压在竖直墙上且让物块沿墙面下滑，物块与墙面间的压力就与物块重力无关；但一提到压力，学生一般就联想到放在水平地面上的物体，认为物体对支承面的压力的大小一定等于物体的重力 强调没有单位，数值与相互接触的材料、接触面的粗糙程度有关。学生要知道在通常情况下，1 要通过计算公式使学生明白：滑动摩擦力f的大小只由和N共同决定，跟物体的运动情况、接触面的大小等无

10、关,3.方向：与接触面相切，与“相对”运动的方向相反 讲明白 “相对”是指相互接触发生摩擦的物体，滑动摩擦力的方向跟物体的相对运动的方向相反，但并非一定与物体的运动方向相反，滑动摩擦力的方向和物体运动的方向可能相同也可能相反。,【例题】如图，某时刻木块正在以3m/s的速度在以5m/s速度向右传送的传送带上向右运动，试判断： 1.木块的运动方向 2.木块相对于传送带的运动方向 3.木块所受滑动摩擦力的方向,滑动摩擦力和静摩擦力的比较,1.摩擦力是否一定是阻力 2.受静摩擦力作用的物体一定处于静止状态 3.静摩擦力的大小与正压力是否成正比 4.最大静摩擦力是否等于滑动摩擦力 5.滑动摩擦力一定和物

11、体运动方向相反 6.受滑动摩擦力的物体一定是处于运动状态 7.正压力大小等于物体的所受的重力 或者水平面上的物体对支持面压力一定等于重力,学生最容易出现的问题,第四节 力的合成,教学目标： 能从力的作用效果理解合力和分力的概念。 掌握力的平行四边形定则，知道它是矢量合成的普遍规则。会用作图法求共点力的合力。会用直角三角形知识计算合力。 进一步理解矢量和标量的概念，知道它们有不同的运算规则。 知道合力的大小与分力间夹角的关系。,教学的重点难点：平行四边形定则及其应用,要让学生掌握合力、分力概念同时，掌握等效替代法 矢量的运算法则平行四边形定则，不同于以往的代数运算，难度显而易见。矢量运算在整个高

12、中物理中会有大量应用，所以本节教学应足够重视。 在上课时必须加强实验，帮助学生理解和掌握。实验时要有意的设计一些问题让学生思考：比如为什么两次的橡皮条的结点必须拉到同一位置？为什么拉橡皮条时要平行于木板？为什么要求两个分力的夹角不要过大？最后在教师的指导下完成实验结论,教学建议：,一、合力和分力： 在力的合成中，强调“相同的作用效果”的同时，还要使学生明白，分力是实际存在的，具有具体的施力物体，合力是假想的力，有相同的作用效果但没有与之对应的施力物体,二、平行四边形定则 现有教材的处理方法和原教材不同，先做两个分力的图示，再做出具有相同作用效果的力也就是合力的图示，然后做连接，让学生猜想分力与

13、合力间具有什么关系？这样做的好处在于不是直接给出平行四边形，而是通过学生的自主探究过程来理解并接受平行四边形定则，给学生提供了一次很好的探究机会。,三角形定则,三角形定则：平行四边形由两个全等的三角形组成，平行四边形定则可简化为三角形定则。,三、共点力的合成 1作图法：以力的图示为基础，以表示两个力的有向线段为邻边严格作出平行四边形，然后量出这两个邻边之间的对角线的长度，从与图示标度的比例关系求出合力的大小，再用量角器量出对角线与一个邻边的夹角，表示合力的方向。 注意：强调标度的确定，同一图上的各个力必须采用同一标度。表示分力和合力的有向线段共点且要画成实线，与分力平行的对边要画成虚线，力线段

14、上要画上刻度和箭头。 2计算法：先根据力的平行四边形定则作出力的合成示意图，然后运用数学知识求合力大小和方向。 3两个以上共点力的合成方法要加以说明,要学生明确合力大小与分力间的夹角的关系，合力大小与分力大小之间的关系，纠正学生的“合一定比分大”的错误观念。,提出问题学生观察总结： 1.合力一定大于任何一个分力吗？ 2.平行四边形定则也适用于其它矢量的合成吗？ 3.两个大小一定的力F1、F2，当它们间的夹角不断增大的过程中，合力F的大小怎样变化？什么时候有最大最小值？,第五节 力的分解,教学目标: 理解力的分解和分力的概念。 知道力的分解是力的合成的逆运算，同样遵循力的平行四边形定则。 会从力

15、的作用的实际效果出发进行力的分解，掌握力的分解的定解条件。 会根据力的平行四边形定则用作图法求分力，会用直角三角形的知识计算分力。 理解力的正交分解法，会用直角三角形计算分力。,教学重点: 理解力的分解是力的合成的逆运算，会利用平行四边形进行力的分解 教学难点: 力的分解的定解条件的确定,一、分力的概念 注意：分力与合力是等效替代关系，其相同之处是作用效果相同；不同之处是不能同时出现，在受力分析或有关力的计算中不能重复考虑。,二、力的分解 1力的分解是力的合成的逆运算，遵守力的平行四边形定则。 2要让学生认识到：同一个力，若没有其他限制，可以分解为无数对大小、方向不同的力(因为对于同一条对角线

16、可以作出无数个不同的平行四边形)， 通常根据力的作用效果分解力才有实际意义。最让学生感到迷茫的就是怎么按照力的作用效果来进行力的分解，怎么去找力的作用效果。,例如，物体重G，放在倾角为的斜面上时，重力常分解为沿斜面向下的分力F1=Gsin(表示重力产生的使物体沿斜面下滑的效果)和垂直斜面向下的分力F2=Gcos（表示重力产生的使物体紧压斜面的效果）,【例】在倾角=30的斜面上有一块竖直放置的挡板，在挡板和斜面之间放有一个重为G=20N的光滑圆球，如图所示，试求这个球对斜面的压力和对挡板的压力。,重点在于确定力的作用效果,力分解时有无解的讨论,1）正交分解法： 将一个力沿着两个相互垂直的方向进行分解的方法。力学问题中处理力的最常用的方法。 要使学生明确： 现阶段建立直角坐标系的方法：沿运动方向和垂直于运动方向建立。 使用正交分解法的优点：一，借助数学中的直角坐标系(x，y)对力进行描述；二，几何图形关系简单，同轴的直接加减，最后处理利用直角三角形边角关系，容易求解。,需要补充的两点问题,通过实例使学生掌握