高一物理《研究物体间的相互作用》知识点总结粤教版.docx
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1、第 1 1页共 3131页高一物理研究物体间的相互作用知识点总高一物理研究物体间的相互作用知识点总结粤教版结粤教版中学物理必修 1探讨物体间的相互作用学问点总结中学物理必修 1探讨物体间的相互作用学问点总结第三章探讨物体间的相互作用第一节探究形变与弹力的关系相识形变 1.物体形态回体积发生改变简称形变。2.分类:按形式分:压缩形变、拉伸形变、弯曲形变、扭曲形变。按效果分:弹性形变、塑性形变 3.弹力有无的推断:(1)定义法(产生条件)(2)搬移法:假设其中某一个弹力不存在,然后分析其状态是否有改变。(3)假设法:假设其中某一个弹力存在,然后分析其状态是否有改变。弹性与弹性限度 1.物体具有复原
2、原状的性质称为弹性。2.撤去外力后,物体能完全复原原状的形变,称为弹性形变。3.假如外力过大,撤去外力后,物体的形态不能完全复原,这种现象为超过了物体的弹性限度,发生了塑性形变。探究弹力 1.产生形变的物体由于要复原原状,会对与它接触的物体产生力的作用,这种力称为弹力。2.弹力方向垂直于两物体的接触面,与引起形变的外力方向相反,与复原方向相同。绳子弹力沿绳的收缩方向;铰链弹力沿杆方向;硬杆弹力可不沿杆方向。弹力的作用线总是通过两物体的接第 2 2页共 3131页触点并沿其接触点公共切面的垂直方向。3.在弹性限度内,弹簧弹力F的大小与弹簧的伸长或缩短量x成正比,即胡克定律。F=kx4.上式的 k
3、 称为弹簧的劲度系数(倔强系数),反映了弹簧发生形变的难易程度。5.弹簧的串、并联:串联:1/k=1/k1+1/k2 并联:k=k1+k2 其次节探讨摩擦力滑动摩擦力 1.两个相互接触的物体有相对滑动时,物体之间存在的摩擦叫做滑动摩擦。2.在滑动摩擦中,物体间产生的阻碍物体相对滑动的作用力,叫做滑动摩擦力。3.滑动摩擦力 f 的大小跟正压力 N(G)成正比。即:f=N4.称为动摩擦因数,与相接触的物体材料和接触面的粗糙程度有关。01。5.滑动摩擦力的方向总是与物体相对滑动的方向相反,与其接触面相切。6.条件:干脆接触、相互挤压(弹力),相对运动/趋势。7.摩擦力的大小与接触面积无关,与相对运动
4、速度无关。8.摩擦力可以是阻力,也可以是动力。9.计算:公式法/二力平衡法。探讨静摩擦力 1.当物体具有相对滑动趋势时,物体间产生的摩擦叫做静摩擦,这时产生的摩擦力叫静摩擦力。2.物体所受到的静摩擦力有一个最大限度,这个最大值叫最大静摩擦力。3.静摩擦力的方向总与接触面相切,与物体相对运动趋势的方向相反。4.静摩擦力的大小由物体的运动状态以及外部受力状况确定,与正压力无关,平衡时总与切面外力平衡。0F=f0fm5.最大静摩擦力的大小与正压力接触面的粗糙程度有关。fm=0?N(0)6.静摩擦有无的推断:概念法(相对运动趋势);二力平衡法;牛顿运第 3 3页共 3131页动定律法;假设法(假设没有
5、静摩擦)。第三节力的等效和替代力的图示 1.力的图示是用一根带箭头的线段(定量)表示力的三要素的方法。2.图示画法:选定标度(同一物体上标度应当统一),沿力的方向从力的作用点起先按比例画一线段,在线段末端标上箭头。3.力的示意图:突出方向,不定量。力的等效/替代 1.假如一个力的作用效果与另外几个力的共同效果作用相同,那么这个力与另外几个力可以相互替代,这个力称为另外几个力的合力,另外几个力称为这个力的分力。2.依据详细状况进行力的替代,称为力的合成与分解。求几个力的合力叫力的合成,求一个力的分力叫力的分解。合力和分力具有等效替代的关系。3.试验:平行四边形定则:P58 第四节力的合成与分解力
6、的平行四边形定则 1.力的平行四边形定则:假如用表示两个共点力的线段为邻边作一个平行四边形,则这两个邻边的对角线表示合力的大小和方向。2.一切矢量的运算都遵循平行四边形定则。合力的计算 1.方法:公式法,图解法(平行四边形/多边形/)2.三角形定则:将两个分力首尾相接,连接始末端的有向线段即表示它们的合力。3.设 F 为F1、F2的 合 力,为F1、F2的 夹 角,则:F=(F1?+F2?+2F1F2cos)tan=F2sin/(F1+F2cos)当两分力 垂 直 时,F=F1?+F2?,当 两 分 力 大 小 相 等 时,F=2F1cos(/2)4.1)|F1F2|F|F1+F2|2)随 F
7、1、F2 夹角的增大,合力 F 渐渐减小。3)当两个分力同向时=0,合力最大:第 4 4页共 3131页F=F1+F24)当两个分力反向时=180,合力最小:F=|F1F2|5)当两个分力垂直时=90,F?=F1?+F2?分力的计算 1.分解原则:力的实际效果/解题便利(正交分解)2.受力分析依次:GNF电磁力第五节共点力的平衡条件共点力假如几个力作用在物体的同一点,或者它们的作用线相交于同一点(该点不肯定在物体上),这几个力叫做共点力。找寻共点力的平衡条件 1.物体保持静止或者保持匀速直线运动的状态叫平衡状态。2.物体假如受到共点力的作用且处于平衡状态,就叫做共点力的平衡。3.二力平衡是指物
8、体在两个共点力的作用下处于平衡状态,其平衡条件是这两个离的大小相等、方向相反。多力亦是如此。4.正交分解法:把一个矢量分解在两个相互垂直的坐标轴上,利于处理多个不在同始终线上的矢量(力)作用分解。第六节作用力与反作用力探究作用力与反作用力的关系 1.一个物体对另一个物体有作用力时,同时也受到另一物体对它的作用力,这种相互作用力称为作用力和反作用力。2.力的性质:物质性(必有施/手力物体),相互性(力的作用是相互的)3.平衡力与相互作用力:同:等大,反向,共线异:相互作用力具有同时性(产生、改变、小时),异体性(作用效果不同,不行抵消),二力同性质。平衡力不具备同时性,可相互抵消,二力性质可不同
9、。牛顿第三定律 1.牛顿第三定律:两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等、方向相反。2.牛顿第三定律适用于任何两个相互作用的物体,与物体的质量、运动状态无关。第 5 5页共 3131页二力的产生和消逝同时,无先后之分。二力分别作用在两个物体上,各自分别产生作用效果。探讨物体间的相互作用教学设计3.1 探究形变与弹力的关系教学目标:一、学问目标 1、知道什么是弹力以及弹力产生的条件 2、知道压力、支持力、绳的拉力都是弹力,能在力的图示(力的示意图)中正确画出他们的方向。3、知道形变越大,弹力越大,知道弹簧的弹力跟弹簧伸长(或缩短)的长度成正比二、实力目标:培育学生在实际问题中能够确定弹力的方
10、向三、德育目标:在试验中,培育其视察实力,结合实际的求实精神。教学重点:弹力产生的条件、弹力的方向教学难点:1、在接触的物体间是否有弹力 2、弹力方向的确定教学方法:试验演示、探讨答疑教学用具:弹簧、海绵、薄竹片、微小形变演示仪课时支配:1 课时教学步骤:一、导入新课在运动场上跳远时要用踏跳板,撑杆跳高运动员的杆,都是利用他们弹性形变时的弹力,同学们还可以举出很多利用弹力得力子,谁来说?学生回答拉弓射箭、跳跳床、跳水踏跳板那弹力是怎样产生的呢?二、新课教学(一)用投影片出示本节课的学习目标1、知道形变的概念 2、理解弹力是因为形变的物体由于要复原原状,对与它接触的物体会产生力的作用 3、会推断
11、弹力的方向 4、知道形变的种类(二)学习目标完成过程 1、弹力是怎样产生的?(1)试验演示:压缩弹簧、海绵、用手弯曲竹片视察到什么现象?第 6 6页共 3131页学生:看到形态或体积变更老师:对,这就是形变。板书:物体的形态或体积的变更叫形变(2)被压缩的弹簧上放一黑板擦,放手,黑板擦被弹起;被弯曲的竹片上放一粉笔头,放手,粉笔头被弹起。提问:为什么黑板擦、粉笔头被弹起?引导学生回答:发生形变的物体要复原原状,对和它接触的物体有力的作用,就被弹起。提问:假如粉笔头、黑板擦与形变物不接触,会受到这个力吗?引导回答:不接触肯定不会受到这个力学生总结什么是弹力?板书:发生形变的物体,由于要复原原状,
12、对跟它接触的物体产生力的作用,这种力叫弹力。可见,弹力的产生需两个条件:干脆接触并发生形变。2、任何物体都会发生形变试验操作:显示微小形变的装置向学生作一简洁介绍。(1)入射光的位置不变,将光线经 M、N 两平面镜两次反射,射到一(2)个刻度尺上,形成一光亮点。用力压桌面,同学会看到什么现象?学生:光点在刻度尺上移动?学生分析:桌面有了形变,使 M、N 平面镜的位置发生了微小的改变。总结:我们通常用眼看到一些物体发生形变,还有一些物体眼睛根本视察不到它的形变,比如一些比较坚硬的物体,但是这些物体都有形变,只不过形变很微小。所以,一切物体都在力的作用下会发生形成。3、弹力的方向一般状况下,凡是支
13、持物对物体的支持力,都是支持物因发生形变而对物体产生弹力。所以支持力的方向总是垂直于支持面而指向被支持的物体。例 1:放在水平桌面上的书书由于重力的作用而压迫桌面,第 7 7页共 3131页使书和桌面同时发生微小形变,要复原原状,对桌面产生垂直于桌面对下的弹力 F1,这就是书对桌面的压力;桌面由于发生微小的形变,对书产生垂直于书面对上的弹力 F2,这就是桌面对书的支持力。学生分析:静止地放在倾斜木板上的书,书对木板的压力和木板对书的支持力。并画出力的示意图。结论:压力、支持力都是弹力。压力的方向总是垂直于支持面而指向被压的物体,支持力的方向总是垂直于支持面而指向被支持的物体。引导学生分析静止时
14、,悬绳对重物的拉力及方向。引导得出:悬挂物由于重力的作用而拉紧悬绳,使重物、悬绳同时发生微小的形变。重物由于发生微小的形变,对悬绳沉重竖直向下的弹力 F1,这是物对绳的拉力;悬绳由于发生微小形变,对物产生竖直向上的弹力 F2,这就是绳对物体的拉力。结论:拉力是弹力,方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向。4、巩固训练(出示投影片)(1)画出下列各静止物体的弹力(接触面光滑)(2)师生共评:弹力的方向总跟接触的面垂直,面与面接触,点与面接触,都是垂直于面;点与点的接触要找两接触点的公切面,弹力垂直于这个共切面指向被支持物。强调:象 B 图中,斜面与球间有无弹力?对小球状态进行分析:假如小球受到斜面弹力
15、,小球在水平方向上不会静止,会向右运动。由此可判定小球第 8 8页共 3131页不受斜面的弹力。这是判定相接触的物体间是否有弹力得基本方法,说明两接触物体接触但没有发生形变。5、形变的种类请同学阅读 P6,看形变的种类有哪些,举例说明。学生:形变分为拉伸形变、弯曲形变、扭转形变。比如弹簧的伸长或缩短为拉伸形变,弓、跳板的形变为弯曲形变,金属丝被扭转为扭转形变。总结:产生弹力的大小与形变程度有关,形变程度越大,产生的弹力就越大。演示试验:探究弹力和弹簧伸长的关系?甲弹簧(原长:)123 弹力大小(N)弹簧长度(m)弹簧伸长量(m)乙弹簧(原长:)123 弹力大小(N)弹簧长度(m)弹簧伸长量(m
16、)结论:弹簧弹力的大小与弹簧的伸长量成正比思索:弹簧被压缩时,弹簧弹力与弹簧的缩短量有什么关系呢?胡克定律:在弹性限度内,弹簧弹力的大小 f 和弹簧的形变量 x 成正比 f=kx三、小结 1、弹力产生的条件 2、弹力方向的确定 3、形变的种五、板书设计3.2 探讨摩擦力一、教学目标 1、知道滑动摩擦力产生的条件,会推断滑动摩擦力的方向.2、会运用公式 F=FN 进行计算,知道动摩擦因数与什么有关 3、知道静摩擦力产生的条件,会推断静摩擦力的方向,驾驭求静摩擦力大小的方法.4、知道最大静摩擦力的概念.二、重点难点 1、重点:滑动摩擦力、静摩擦力大小及方向的确定.2、难点:静摩擦力大小及方向的确定
17、.三、教学方法:,视察演示,总结四、教具:木刷,木块,测力计五、课时:1 节六、教第 9 9页共 3131页学过程(一)质量为 m 的木刷放在水平桌面上,木刷受几个力?大小、方向如何?各是什么性质的力?画出木刷受力示意图?解答:木刷受重力和弹力作用,重力方向竖直向下,大小等于 mg;还受支持力(弹力)作用,依二力平衡原理可知弹力 FNmg.受力图如图所示.导出新课:假如用水平向右的外力 F1 拉木刷,使其滑动,视察木刷底下鬃毛的形态,这是为什么?再次分析物体受几个力作用.(二)滑动摩擦力(1)产生:视察上面的现象可知:毛刷与桌面接触,并且相对于桌面滑动,而桌面由于粗糙,在接触面处产生了一个作用
18、于毛刷上的阻碍其相对于桌面运动的滑动摩擦力.两个相互接触的物体,当一个物体在另一个物体表面上相对于另一个物体滑动时,要受到另一个物体阻碍它相对滑动的力,这种力叫做滑动摩擦力.(2)方向:毛刷的鬃毛向着相对于地面运动的反方向倾斜,说明毛刷受到的摩擦力跟毛刷相对于地面运动的方向相反.如图中 F2 所示.滑动摩擦力的方向总跟接触面相切,并且跟物体的相对运动的方向相反,这里的相对运动是指相对于与之接触的物体的运动.如图所示:(3)大小:试验:将木块放在长方形木板上,用测力计水平匀速拉动木块,再分别在木块上放置不同的砝码,仍分别匀速拉动木块,登记每次测力计读数及木块与砝码的总质量,填入表中 12345
19、重力 G 压力 FN 摩擦力FFFN 结论:滑动摩擦力与压力成正比,也就是跟一个物体对另一个物体表面的垂直作用力成正比.公式 FFN,其中是比例第 1010页共 3131页常数,叫做动摩擦因数.必需指出,滑动摩擦力是与压力成正比,而不是与物体的重力成正比,在上面的试验中压力与重力大小相等只是特例,在许多状况下,压力并不等于重力,例如斜面上的物体,同时,滑动摩擦力的大小与接触面积以及相对速度大小(0)无关.将上述试验中的木板换成硬纸板,重复试验,发觉比例系数与前次不等,说明值跟相互接触的两个物体的材料有关,材料不同,两物体之间的动摩擦因数不同.学生阅读教材几种材料间的动摩擦因数表.例题:教材第
20、9 页(例题)(三)静摩擦力演示试验:用不大的力通过测力计水平拉静止在桌面上的木块,木块虽有相对运动趋势,但仍静止,读出测力计读数,分析木块水平方向上受几个力?由二力平衡可知,木块除受到拉力以外,还受到了与拉力等大反向的作用力,这个力是桌面对木块的静摩擦力,所谓“静”,是指木块相对于桌面静止.接着增大拉力,木块仍处于静止状态,说明静摩擦力随外力的增大而增大.1.产生:静摩擦力产生于相互接触的物体且有相对运动趋势而保持相对静止的接触面之间.2.方向:静摩擦力的方向总是跟接触面相切,并且跟物体相对运动趋势的方向相反.,木块相对于桌面有向右运动的趋势,木块受到的静摩擦力方向向左,即与物体相对于桌面对
21、右运动趋势的方向相反.3.大小:静摩擦力总等于沿接触面方向物体受到的外力,而与压力无关.在上面的试验中,增大拉力,发觉木块静止到肯定的时候就由“静”变为“动”了.说明静摩擦力第 1111页共 3131页有一个限度,静摩擦力的最大值 Fmax 叫做最大静摩擦力,最大静摩擦力等于使物体刚要运动时的外力,因此,静摩擦力 F 的值为0FFmax 例题:粗糙水平地面上有一质量为 m 的木箱,它与地面间的最大静摩擦力 Fmax 大于滑动摩擦力,接触面间的动摩擦因数为,现给木箱施一水平推力,推力大小由零渐渐增大,使木箱由静止状态变为运动状态,画出地面对木箱的摩擦力 F随推力 F 改变的图象.当外力在小于 F
22、0 以前,木箱受静摩擦力作用,静摩擦力的大小与外力 F 相等,故图线为过原点的 45倾斜直线;当外力等于 F0 时,物体受最大静摩擦力 Fmax=F0,以后物体起先滑动,且受滑动摩擦力 F=FN=mg 不变,故图线为水平直线.阅读课文最终自然段:静摩擦力常见的例子.(四)课堂小结:产生条件:接触、挤压、相对滑动大小:F=FN 滑动摩擦力方向:与相对运动方向相反作用点:接触面上摩擦力产生条件:接触、挤压、有相对运动趋势静摩擦力大小:0FFmax 方向:与相对运动趋势方向相反作用点:接触面上(五)课外作业思索题:1请举一二个生活中的例子,来说明静摩擦力为动力。2人在爬绳的过程中,手受到什么摩擦力?
23、方向怎样?摩擦力的方向跟人体运动的方向是一样还是相反?3.3 力的等效和替代【学习目标】【学问和技能】1知道力的图示和力的示意图。2知道什么是力的等效与力的替代。3、学会找寻等效力。【过程和方法】1类比力的等效与替代,自己第 1212页共 3131页分析、探讨,培育自己的自学实力2运用数学工具(图象)的实力【情感、看法和价值观】教学中重视严谨的科学推理过程,培育脚踏实地的作风,形成良好的学习习惯【学习重点】力的图示和力的示意图,力的等效与替代【学问要点】力的作用效果:(1)、静力的效应:物体的形变。物体的平衡。(2)、动力的效应(本章暂不涉及):瞬时效应产生加速度。牛顿其次定律。时间上的累积效
24、应、冲量、动量定理。空间上的累积效应、功、动能定理。3、力的三要素与力的图示影响力的作用效果的是力的大小,方向和作用点这三个因素,称为“力的三要素”。我们用有向线段可以把极抽象的力详细化:有向线段的长短表示力的大小,有向线段的指向表示力的方向,有向线段的箭头或箭尾表示力的作用点。力的方向所沿的直线叫力的作用线。这种表示力的方法,叫做力的图示。4、力的分类:(1)、按力的性质分类,如重力,弹力,摩擦力等;(2)、按力的效果分类,如拉力,压力,支持力,动力,阻力等。效果不同的力性质可以相同;性质不同的力,效果可以相同。【问题探究】给你两个量程为 5N 的轻弹簧秤,一个带有小钉子的平板,几张白纸,将
25、橡皮筋结在小钉子上,白纸平铺在木板上,探究下面两个问题:1用一个弹簧秤将橡皮筋拉到某点 O,用两个弹簧秤同时以不同的角度拉橡皮筋是否也能将橡皮筋拉到O 点?即两种方法的效果是否可以相同?2用一个弹簧秤将橡皮第 1313页共 3131页筋拉到某点 O 的作用力与用两个弹簧秤同时以不同的角度拉橡皮筋到 O 点的作用力有什么关系?解析:1用一个弹簧秤将橡皮筋拉到某点 O,用两个弹簧秤同时以不同的角度拉橡皮筋也能将橡皮筋拉到 O 点2登记用一个弹簧秤拉到 O 点时的力的大小和方向,并用力的图示法将这个力表示出来,并计为 F;登记用两个弹簧秤同时以不同的角度拉到 O 点时两弹簧秤的示数及方向,并用力的图
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