2022年高一物理必修1全册教案dayin .pdf

第三章3.1 重力、基本相互作用新课教学一、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精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 7 页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。3、 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。4、 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）5、 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1012 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1 2 3.2弹力教学过程精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 7 页引入问题：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，（）改变外力大小，观察形变量的大小。（）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。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。在物体的弹性限度内，物体的形变量越大，弹力越大。演示用激光器和平面镜演示桌面的微小形变。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。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：。式中的k 称为弹簧的劲度系数，单位是N/m。式中的x 是弹簧的形变量而不是弹簧的长度。上式的适用条件是在弹簧的弹性限度内。四、巩固练习怎样制作一个弹簧称。主要考察学生的应用能力。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。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 7 页问题与练习第题，五、布置作业问题与练习第题。课外训练关于弹力，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画出图中物体A 所受弹力的示意图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 ) 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：一. 静摩擦力甲x/m F/N 0.1 0.2 0.3 0.4 O 1 2 3 4 5 6 乙滚动摩擦力滑动摩擦力静摩擦力摩擦力F v 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 7 页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）开始用很小的推力，推不动，分析桌子受力情况。再用稍大的力去推，还是静止不动，分析受力情况继续增大推力，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：0F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=FNF为摩擦力， FN为压力（对物体表面垂直的作用力）， 为动摩擦因数 .其数值与接触面F F 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 7 页F v 的材料、接触面的粗糙程度有关，没有单位。5.方向：总是跟接触面相切，跟物体的相对运动方向相反。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= FN= G= 0.210N=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。教学后记：物 体 受 力 分 析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。受力分析的方法（）隔离法精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 7 页（）整体法受力分析的步骤（）确定研究对象（单个物体或几个物体组成的系统整体）（）把研究对象与其它物体隔离（）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。注意事项（）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。（）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。（）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。（）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。（） 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。例分析图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。例分析图中物体受到的力。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。图甲乙甲乙图精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 7 页