第三章相互作用教材分析精选文档.ppt
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1、第三章相互作用教材分析本讲稿第一页,共七十九页本章教材地位本章教材地位本章讲述的是有关本章讲述的是有关“力力”的基础知识,是的基础知识,是研究静力学和动力学所必需的预备知识,因此研究静力学和动力学所必需的预备知识,因此本章内容的选取具有基础性和预备性,目的是本章内容的选取具有基础性和预备性,目的是通过学习一些具体的力:如重力、弹力摩擦力,通过学习一些具体的力:如重力、弹力摩擦力,以及跟这些物理量应用相关的共点力的合成与以及跟这些物理量应用相关的共点力的合成与分解等概念,为以后了解和掌握抽象的力的概分解等概念,为以后了解和掌握抽象的力的概念做一些铺垫。念做一些铺垫。本讲稿第二页,共七十九页本章课
2、程标准要求本章课程标准要求1、通过实验认识滑动摩擦、静摩擦的规、通过实验认识滑动摩擦、静摩擦的规律。能用动摩擦因数计算摩擦力。律。能用动摩擦因数计算摩擦力。2、知道常见的形变,通过实验了解物体、知道常见的形变,通过实验了解物体的弹性,知道胡克定律。的弹性,知道胡克定律。3、通过实验理解力的合成与分解,区分矢量、通过实验理解力的合成与分解,区分矢量与标量,用力的合成与分解分析日常生活问与标量,用力的合成与分解分析日常生活问题。题。本讲稿第三页,共七十九页本章知识结构本章知识结构四四种种基基本本相相互互作作用用引力作用引力作用电磁作用电磁作用强作用强作用弱作用弱作用弹弹力力摩摩擦擦力力力的合成与分
3、解力的合成与分解正压力正压力支持力支持力拉力、张力拉力、张力弹簧的弹力弹簧的弹力静摩擦力静摩擦力滑动摩擦力滑动摩擦力滚动摩擦力滚动摩擦力重力重力几几种种常常见见的的力力本讲稿第四页,共七十九页 本章渗透的物理思想本章渗透的物理思想 本章有两处渗透了等效替代的物理思想:本章有两处渗透了等效替代的物理思想:1.重力的作用点重力的作用点用用“重心重心”替代替代整个物体整个物体 各各部分所受重力的部分所受重力的作用点作用点。2.合力和分力的关系:只要作用效果相同,合力和分力的关系:只要作用效果相同,我们可以用我们可以用一个力一个力去去替代几个力替代几个力;也可以;也可以用几个力去替代一个力用几个力去替
4、代一个力本讲稿第五页,共七十九页 本章知识要求本章知识要求1.了解自然界中四种基本相互作用了解自然界中四种基本相互作用2.理解重力、弹力、摩擦力等几种常见力产生理解重力、弹力、摩擦力等几种常见力产生的特点和规律的特点和规律3.理解共点力的合成与分解等概念理解共点力的合成与分解等概念本讲稿第六页,共七十九页本章方法要求本章方法要求1.图图象法:象法:F-LF-L2.力的力的图图示法示法3.微小量放大研究法(微小形微小量放大研究法(微小形变变放大)放大)4.力的合成与分解法力的合成与分解法5.受力分析法受力分析法6.正交分解法正交分解法本讲稿第七页,共七十九页本章技能要求本章技能要求 本章对物理技
5、能的要求主要涉及:本章对物理技能的要求主要涉及:1.利用测力计等工具探究弹力与弹簧形变的关利用测力计等工具探究弹力与弹簧形变的关系;系;2.利用图象探究物理规律的能力;利用图象探究物理规律的能力;3.利用测力计等工具探究两个共点力合成所遵利用测力计等工具探究两个共点力合成所遵从的规律,以及用力的图示法得到平行四从的规律,以及用力的图示法得到平行四边形法则;边形法则;4.应用平行四边形法则和三角形法则对力进应用平行四边形法则和三角形法则对力进行合成和分解等基本技能。行合成和分解等基本技能。本讲稿第八页,共七十九页本章有争议的几个问题本章有争议的几个问题一一.关于重力的概念和定义关于重力的概念和定
6、义二二.关于弹力产生的条件关于弹力产生的条件三三.关于影响动摩擦因数的因素关于影响动摩擦因数的因素四四.关于合力与分力的关系关于合力与分力的关系本讲稿第九页,共七十九页一一.关于重力的概念和定义关于重力的概念和定义1.教科书中重力的定义:地面附近一切物教科书中重力的定义:地面附近一切物体都受到地球的吸引,由于地球的吸引体都受到地球的吸引,由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力。而使物体受到的力叫做重力。初中时我们就已知道,物体受到的初中时我们就已知道,物体受到的重力重力G与物体质量与物体质量m的关系是的关系是 G=mg其中其中g就是前面学过的自由落体加速度就是前面学过的自由落体加速度本讲稿第十
7、页,共七十九页2.其他几种重力的定义其他几种重力的定义(1)重力是地球对地球表面附近物体吸引力)重力是地球对地球表面附近物体吸引力的一种表现。其大小为的一种表现。其大小为 G=mg(2)当物体用线悬挂并相对地面静止时,物体所)当物体用线悬挂并相对地面静止时,物体所受重力大小等于悬线对物体的拉力,方向沿绳竖受重力大小等于悬线对物体的拉力,方向沿绳竖直向下。由牛顿第二定律直向下。由牛顿第二定律G=mg(3)“在地面参考系中,地面附近物体所受的重在地面参考系中,地面附近物体所受的重力就是地球的引力和惯性离心力的合力力就是地球的引力和惯性离心力的合力”,其大,其大小为小为 G=mg本讲稿第十一页,共七
8、十九页 而按照中学的观点,绕地球旋转的宇宙飞船而按照中学的观点,绕地球旋转的宇宙飞船内的物体所受重力就是地球的吸引力。内的物体所受重力就是地球的吸引力。本讲稿第十二页,共七十九页二二.关于弹力产生的条件关于弹力产生的条件 教科书中弹力的定义:教科书中弹力的定义:发生弹性形变的物体发生弹性形变的物体由于要恢复原状,对与它接触的物体会产由于要恢复原状,对与它接触的物体会产生力的作用,这种力叫做弹力。生力的作用,这种力叫做弹力。问题一:问题一:是否只有发生弹性形变的物体才会对跟是否只有发生弹性形变的物体才会对跟它接触的物体产生弹力的作用?它接触的物体产生弹力的作用?问题二:问题二:只要物体间有相互挤
9、压有形变是否就一定只要物体间有相互挤压有形变是否就一定有弹力?有弹力?本讲稿第十三页,共七十九页 如果形变过大,超过一定限度,撤去作如果形变过大,超过一定限度,撤去作用力后,物体就不能完全恢复原来的形状。用力后,物体就不能完全恢复原来的形状。这个限度叫做弹性限度。这个限度叫做弹性限度。观点一:观点一:任何物体的形变都有恢复原状的趋势,任何物体的形变都有恢复原状的趋势,不超出弹性限度都能恢复原状。不超出弹性限度都能恢复原状。观点二:观点二:不是弹性形变的不是弹性形变的“范性形变范性形变”已经超出已经超出了弹性限度,在没有超出弹性限度前都存在弹了弹性限度,在没有超出弹性限度前都存在弹性形变。性形变
10、。本讲稿第十四页,共七十九页问题一:问题一:是否只有发生弹性形变的物体才会是否只有发生弹性形变的物体才会对跟它接触的物体产生弹力的作用?对跟它接触的物体产生弹力的作用?问题二:问题二:只要物体间相互挤压有形变是否就只要物体间相互挤压有形变是否就一定有弹力?一定有弹力?否否是是本讲稿第十五页,共七十九页三三.关于影响动摩擦因数的因素关于影响动摩擦因数的因素 教科书中关于影响动摩擦因数的因素的教科书中关于影响动摩擦因数的因素的描述:描述:动摩擦因数的数值跟相互接触的两个动摩擦因数的数值跟相互接触的两个物体的材料有关。材料不同,两物体间的动物体的材料有关。材料不同,两物体间的动摩擦因数也不同。动摩擦
11、因数还跟接触面的摩擦因数也不同。动摩擦因数还跟接触面的情况(如粗糙程度)有关。情况(如粗糙程度)有关。问题一:问题一:动摩擦因数还与哪些因素有关?动摩擦因数还与哪些因素有关?问题二:问题二:动摩擦因数与接触面积是否有关?动摩擦因数与接触面积是否有关?本讲稿第十六页,共七十九页理解一:理解一:动摩擦因数还与温度、接触面动摩擦因数还与温度、接触面间的干湿情况、有无其他介质等因素有关。间的干湿情况、有无其他介质等因素有关。理解二:个人认为理解二:个人认为动摩擦因数与接触动摩擦因数与接触面积有关,与接触面之间的压强肯定有关。面积有关,与接触面之间的压强肯定有关。观点一:观点一:在中学阶段可以忽略次要因
12、素,在中学阶段可以忽略次要因素,只要考虑主要因素就已经相当精确了。只要考虑主要因素就已经相当精确了。观点二:像观点二:像“动摩擦因数与接触面积是否有动摩擦因数与接触面积是否有关关”类似问题在中学阶段类似问题在中学阶段不提也罢。不提也罢。本讲稿第十七页,共七十九页四四.关于合力与分力的关系关于合力与分力的关系错误错误说法一:一个力分解成两个分力,则说法一:一个力分解成两个分力,则两个分力是合力的两个作用效果两个分力是合力的两个作用效果正确正确说法:合力只有一个作用效果;合力的作用说法:合力只有一个作用效果;合力的作用效果与两个分力共同作用的效果等效。效果与两个分力共同作用的效果等效。本讲稿第十八
13、页,共七十九页错误错误说法二:合力的作用效果与两个分力共同作用的说法二:合力的作用效果与两个分力共同作用的效果效果总是相同总是相同的的如合力为零时的情况,合力为零应理解没有力,也谈不如合力为零时的情况,合力为零应理解没有力,也谈不上力的作用效果,但是两个分力分别向两个方向作用在上力的作用效果,但是两个分力分别向两个方向作用在质点上肯定有形变效果质点上肯定有形变效果。正确正确说法:合力的作用效果与两个分力共同作用的说法:合力的作用效果与两个分力共同作用的运动运动效果效果可以说是可以说是“相同的相同的”,而形变的效果有时是而形变的效果有时是“不不相同的相同的”。本讲稿第十九页,共七十九页 观点观点
14、:一般所说的合力与分力一般所说的合力与分力“作用效果相同作用效果相同”,主要,主要是指是指“共点力共点力”作用下作用下“运动效果相同运动效果相同”的情况。的情况。教材中用橡皮筋的教材中用橡皮筋的“形变效果形变效果”来研究合力与分来研究合力与分力的力的“作用效果作用效果”其实不太合适,但在高中阶段也其实不太合适,但在高中阶段也是没有其他更好的办法,因为此时还没有学习牛顿是没有其他更好的办法,因为此时还没有学习牛顿第二定律。第二定律。本讲稿第二十页,共七十九页错误错误说法三:一个力分解成两个分力是可说法三:一个力分解成两个分力是可以任意分解的,一般是按力的两个作用效以任意分解的,一般是按力的两个作
15、用效果来进行分解。果来进行分解。37AB正确正确说法:合力只有一个作用效果不会有两个作说法:合力只有一个作用效果不会有两个作用效果;一般说按用效果;一般说按“力的作用效果来进行分解力的作用效果来进行分解”一般是指合力的作用效果,如:一般是指合力的作用效果,如:本讲稿第二十一页,共七十九页 正确的理解是:正确的理解是:在研究斜面上物体的运动时,物在研究斜面上物体的运动时,物体在其重力,斜面支持力和摩擦力的体在其重力,斜面支持力和摩擦力的共同作用下共同作用下,产产生生沿斜面下滑(摩擦力不太大时)沿斜面下滑(摩擦力不太大时)的效果的效果,即物体,即物体的加速度,速度和位移都沿斜面方向。的加速度,速度
16、和位移都沿斜面方向。为了方便为了方便地利地利用牛顿运动定律和运动学公式求解该物体的运动,其用牛顿运动定律和运动学公式求解该物体的运动,其最最有利的办法有利的办法就是将与斜面方向不一致的作用力分解为就是将与斜面方向不一致的作用力分解为两个分力,其中一个分力必须沿斜面方向,另一分力两个分力,其中一个分力必须沿斜面方向,另一分力的方向与斜面垂直,后者是考虑到在垂直斜面的方向的方向与斜面垂直,后者是考虑到在垂直斜面的方向上,物体的加速度,速度和位移均为零。这就是上,物体的加速度,速度和位移均为零。这就是“按按力的作用效果进行力的分解力的作用效果进行力的分解”的真正涵义。的真正涵义。本讲稿第二十二页,共
17、七十九页AB本讲稿第二十三页,共七十九页37AB本讲稿第二十四页,共七十九页观点一:观点一:合力与分力本来是不存在的,合合力与分力本来是不存在的,合力与分力概念的提出及其合成与分解的运力与分力概念的提出及其合成与分解的运算规律,只不过是人类研究力的效果时依算规律,只不过是人类研究力的效果时依据其矢量特点所使用的据其矢量特点所使用的“方法和手段方法和手段”。如何分解?如何分解?如何分解?如何分解?a观点二:观点二:如何分解一个力其根本原则是如何如何分解一个力其根本原则是如何“使研究问题的方法更简便使研究问题的方法更简便”,如:,如:本讲稿第二十五页,共七十九页 本章课时建议本章课时建议 1、重力
18、、重力 基本相互作用基本相互作用 1课时课时 2、弹力、弹力 1课时课时 3、摩擦力、摩擦力 2课时课时 4、力的合成、力的合成 1课时课时 5、力的分解、力的分解 1课时课时共点力的平衡条件与受力分析法共点力的平衡条件与受力分析法 1课时课时 复习、测试讲评复习、测试讲评 2课时课时 总学时总学时 9课时课时本讲稿第二十六页,共七十九页教学建议:教学建议:第一节第一节重力重力基本相互作用基本相互作用 学生在初中已经对重力的概念比较熟悉了,因此,学生在初中已经对重力的概念比较熟悉了,因此,这里仅提些问题,帮助学生回忆知识,总结知识,巩这里仅提些问题,帮助学生回忆知识,总结知识,巩固知识即可。固
19、知识即可。初中对初中对“力的图示力的图示”没有较高要求,此处在教学中要给予没有较高要求,此处在教学中要给予重视,做好黑板上的演示工作,要明确重视,做好黑板上的演示工作,要明确“力的图示力的图示”是在后是在后面的面的“力的合成实验力的合成实验”中作为处理数据的重要手段。中作为处理数据的重要手段。本讲稿第二十七页,共七十九页问题问题1:根据初中所学的力学知识,请你说说说什么:根据初中所学的力学知识,请你说说说什么是力?力的作用效果是什么?是力?力的作用效果是什么?问题问题2:什么是重力?重力的方向如何?重力是如何:什么是重力?重力的方向如何?重力是如何测量的?测量的?问题问题3:怎样表示一个力?(
20、力的图示和力的示:怎样表示一个力?(力的图示和力的示意图)意图)本讲稿第二十八页,共七十九页教师引导总结:教师引导总结:1、物体间的这些相互作用抽象为一个概念:力、物体间的这些相互作用抽象为一个概念:力 2、力的性质、力的性质(1)物质性:力不能离开物体而独立存在)物质性:力不能离开物体而独立存在(2)相互性:施力物体同时也是受力物体)相互性:施力物体同时也是受力物体(3)矢量性:力的三要素:)矢量性:力的三要素:大小、方向、作用点大小、方向、作用点(4)瞬时性)瞬时性(基础好的可讲、基础差的略去)基础好的可讲、基础差的略去)一、力的概念一、力的概念本讲稿第二十九页,共七十九页3、力的作用效果
21、:改变物体的运动状态、使、力的作用效果:改变物体的运动状态、使 物体发生形变物体发生形变4、力的测量、力的测量5、力的图示和力的示意图、力的图示和力的示意图 力的图示:精确的表示一个力力的图示:精确的表示一个力 标度、长短、方向、作用点标度、长短、方向、作用点 举例:举例:(老师黑板带着画)老师黑板带着画)力的示意图:粗略的表示一个力力的示意图:粗略的表示一个力 举例:举例:本讲稿第三十页,共七十九页二、重力二、重力1、产生的原因:由于地球的吸引、产生的原因:由于地球的吸引2、施力物体:地球、施力物体:地球3、物体受到的重力与质量的关系:、物体受到的重力与质量的关系:G=mg4、方向:竖直向下
22、、方向:竖直向下5、重力的测量要求、重力的测量要求本讲稿第三十一页,共七十九页问题问题4:一个物体的各个部分都受到重力的作用,:一个物体的各个部分都受到重力的作用,那么这个物体所受重力的作用点画在哪里?那么这个物体所受重力的作用点画在哪里?教师总结:物体的各部分都受到重力作用,从效果教师总结:物体的各部分都受到重力作用,从效果上看可以认为各部分所受的重力作用集中于一点,上看可以认为各部分所受的重力作用集中于一点,这一点叫做物体的重心。通俗点讲,重心就是重力这一点叫做物体的重心。通俗点讲,重心就是重力的作用点。把物体的全部质量集中到一点将不影响的作用点。把物体的全部质量集中到一点将不影响研究结果
23、,这就是物理学的一种研究结果,这就是物理学的一种等效替代等效替代的思想。的思想。本讲稿第三十二页,共七十九页6、重心:、重心:悬挂法和平衡法确定重心悬挂法和平衡法确定重心(1)均匀物体,重心的位置只跟物体的形状)均匀物体,重心的位置只跟物体的形状有关。形状规则的均匀物体的重心就在物体的有关。形状规则的均匀物体的重心就在物体的几何中心。几何中心。(2)不均匀物体,重心的位置除了跟物体的)不均匀物体,重心的位置除了跟物体的形状有关,还跟物体的质量分布形状有关,还跟物体的质量分布有关。(教材有关。(教材52页)页)(3)物体的重心可以不在物体上。)物体的重心可以不在物体上。本讲稿第三十三页,共七十九
24、页指导学生阅读:四种基本相互作用指导学生阅读:四种基本相互作用阅读提纲:阅读提纲:1、四种基本相互作用分别是什么?、四种基本相互作用分别是什么?2、每种基本相互作用的适用范围是什么?、每种基本相互作用的适用范围是什么?本讲稿第三十四页,共七十九页名称名称特点特点作用范作用范围围举举例例万有引力万有引力一切物体之一切物体之间间存在的引力。存在的引力。一切物体之间一切物体之间 电电磁相互磁相互作用作用电电荷之荷之间间、磁体之、磁体之间间的相互作用,的相互作用,本本质质上是同一种相互作用上是同一种相互作用的不同表的不同表现现。电荷、磁体间电荷、磁体间 强强相互作相互作用用使得原子核使得原子核紧紧密地
25、保持在一起,密地保持在一起,这这种作用称做种作用称做强强相互作用。相互作用。小于小于 m 内内 弱相互作弱相互作用用有些原子核能有些原子核能够够自自发发地放出射地放出射线线,这这种种现现象称象称为为放射放射现现象。在放射象。在放射现现象中起作用的基本相互作用称象中起作用的基本相互作用称为为弱相互作用。弱相互作用。不超不超过过 10-16m三、四种相互作用三、四种相互作用本讲稿第三十五页,共七十九页教学建议:教学建议:弹力知识在初中也已经学过,并且弹力产弹力知识在初中也已经学过,并且弹力产生的本质原因也比较复杂,所以在处理此节生的本质原因也比较复杂,所以在处理此节教材时易简不宜繁,宜粗不宜细。教
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