《物理机械建筑类》电子教案.doc

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1、物 理 课 程电子教案主 编：杜 力参 编：王雪婷 王美玉 机械工业出版社2010年7月物理课程电子教案内容简介本教案是由杜力根据机械工业出版社已经出版发行的国家规划教材物理编写的。本教案涉及内容是：运动和力，机械能，机械振动与机械波，热现象及应用，固体、液体和气体，直流电路，电场与磁场、电磁感应，光现象及应用，核能及应用，现代新技术简介等基础知识。本教材建议课时（总课时66学时）分配如下表： 章建议学时章建议学时章建议学时第一章16第五章8第九章2第二章6第六章10第十章2第三章4第七章10第四章4第八章4小计30324总计66编写教案过程中，我们注重突出以下几个原则：（1）便于任课教师根据

2、本校实际，灵活地调整教案形式、裁减或复制相关教学内容。如果用书学校给定的课程教学课时与本教案编排的66课时有出入，任课教师可以很方便地以本教案为基础草稿进行灵活调整，编排出适合本校的教案。（2）突出课程重点内容和基本概念，强化理论联系实际；（3）结合课程教学需要，注重个别教学方法、教学形式、教学手段及案例的提示；（4）紧扣主教材内容，按主教材的章节顺序编写；（5）仅仅建立与此本课程相关的核心内容，并不对注重对教案内容进行不必要的、华而不实的形式包装；（6）让任课教师更容易了解教学内容，抓住重点，提高工作效率。本电子教案由杜力主编。由于编写时间及编者水平有限，教案中难免有错误和不妥之处，恳请广大

3、教师批评指正。 编 者 2010年8月目 录内容简介前言绪论第一章 运动和力1.1运动的描述1.2匀变速直线运动1.3重力 弹力 摩擦力1.4力的合成与分解1.5牛顿运动定律1.6物体的平衡1.7动量 动量守恒定律1.8匀速圆周运动1.9万有引力定律和天体运动1.10近代物理简介第二章 机械能 2.1功 功率2.2动能 动能定理2.3势能 机械能守恒第三章 机械振动与机械波 3.1简谐运动3.2受迫振动 共振3.3机械波3.4噪音污染与控制第四章 热现象及应用 4.1分子动理论4.2内能 热传递 热量4.3物态变化时的潜热4.4热力学第一定律4.5能量守恒定律第五章 固体、液体和气体5.1固体

4、、液体和气体的基本特征5.2晶体和非晶体5.3液体的表面张力5.4液体的流动及应用5.5液晶5.6 理想气体状态参量5.7 理想气体状态方程第六章 直流电路 6.1电流6.2电阻定律6.3串联电路和并联电路6.4电功 电功率6.5全电路欧姆定律6.6安全用电第七章 电场与磁场 电磁感应7.1电场7.2电势能 电势 电势差7.3磁场7.4磁场对电流的作用7.5电磁感应7.6 互感和自感7.7电磁污染与防护第八章 光现象及应用8.1光的全反射8.2激光的特性及应用8.3光污染与控制第九章 核能及应用9.1原子结构 原子核的组成9.2核能 核技术第十章 现代新技术简介10.1航天技术简介10.2现代

5、通信技术简介10.3新能源的开发利用与节能教案一【教学组织】1提问10分钟2讲解70分钟3小结5分钟4布置作业5分钟【教学内容】绪 论物理学是研究物质最基本、最普遍的运动形式和物质的基本结构科学。物理学研究的目的在于帮助人们认识物质运动的基本性质和相互转化的规律，揭示物质不同层次的内部结构。一、物理学的研究对象物理学研究的是物质最基本、最普遍的运动形式及物质的基本结构。 物理学有许多分科，如研究机械运动的力学，研究分子热运动的热学，研究电磁运动的电磁学，研究光的发生、传播及本性的光学，研究原子和原子核内部运动及其结构的原子和原子核物理学等。从时间尺度来看，物质世界从1018s到10-25s，共

6、跨越了4344个数量级。从空间尺度来看，物理学的最小研究对象是数量级约为10-15m的微观粒子，最大研究对象是数量为10261027m的宇宙，共跨越了4243个数量级。二、物理学的地位和作用物理是自然科学的基础之一，物理学的研究成果和研究方法，在自然科学的各个领域都起着重要的作用，成为自然科学研究中的领头学科。物理学对生产力的发展起到了重要的推动作用。物理学是现代科学技术的重要基础，许多高新技术，如航天飞机制造技术、现代通信技术、激光技术、现代医疗技术等的发展都与物理学密切相关。三、怎样学好物理学物理学就是要以客观事实为基础来讲述物体运动的道理。因此，要学好物理学，首先要具备科学的态度，掌握科

7、学的方法，然后做好实验，理解物理概念，认识物理规律，并运用基本规律来分析和解决实际问题。理解物理概念和基本规律是学好物理的第二个重要环节。学物理首先要概念清楚，概念不清，就不可能真正掌握物理知识。学习的目的在于应用，而做练习题是应用物理知识的一种重要方式之一。做练习贵在精，不在多，每做一题，务求真正弄懂，务求有所收获。四、误差在物理实验中，经常要对一些物理量进行测量，而测得的数据与被测量的真实值不可能完全一致，总会出现不同程度的偏差，这种现象称为误差。1误差的产生（1）系统误差 由于仪器精度的限制、实验方法的不完善、个人读数时产生的偏差以及环境变化造成的误差等，会引起多次测量结果总是偏大或偏小

8、，这种误差称为系统误差。系统误差是有规律的，只要找出原因，就可加以修正。（2）偶然误差 排除了系统误差，仍然存在测量结果或偏大或偏小的情况，这种误差称为偶然误差。实验表明：偶然误差中偏大或偏小的机会是均等的。因此，我们可进行多次测量，取平均值作为测量结果，这样就会大大减小偶然误差。（3）过失误差 由于观察者测量技巧不熟练或粗心大意及违规操作而引起的误差称为过失误差。2误差的表示 例如，我们对某一圆棒的长度进行了3次测量，测得的结果到如下表所示：第一次测量长度第二次测量长度第三次测量长度2.32m2.33m2.37m圆棒长度的算术平均值最接近于被测棒的真实长度，如下式所示：m计算测量误差就是以算

9、术平均值作为真实长度，并与测量结果加以比较。（1）绝对误差 测量值与真实值之间的差值，称为绝对误差。若用表示多次测量的平均值，表示第i次测量值，则绝对误差可表示为 。则圆棒长度在各次测量结果的绝对误差是： 第一次测量的绝对误差第二次测量的绝对误差第三次测量的绝对误差mm.m（2）平均绝对误差 各次绝对误差的平均值，称作平均绝对误差，用表示：圆棒长度测量结果的平均绝对误差是：（3）平均相对误差 平均绝对误差与被测量平均值的百分比，称为平均相对误差，它表示测量的精密程度。用表示，越小，表示测量的精密度越高：% 测量圆棒长度的平均相对误差是： 3测量结果的表示在物理实验中，我们通常把测量数据记录为如

10、下形式：例如，原棒长度的测量值应记录为： m五、有效数字仪器的最小刻度表示的量值越小，测量结果就越精确。由最小刻度线直接读出来的数是准确的，可称为可靠数字。待测的量是在两条最小刻度线之间时，这时我们只能用肉眼估计出来，因此，这个数字是不可靠的，称为可疑数字。可疑数字连同前几位可靠数字，在测量中都是有效的，称为有效数字。对有效数字的应用，有以下规定： （1）一切非零数字都是有效数字。例如，1.235mm是4位有效数字。（2）两个非零数字之间的“0”都是有效数字。例如，11.208mm是5位有效数字。 （3）非零数字后面的“0”是有效数字，不能随便去掉。例如，1.5Kg与1.50Kg是不同的，前者

11、是2位有效数字，后者是3位有效数字。（4）非零数字前面的“0”不是有效数字，它只与单位的变换有关。例如，0.6328um、0.00006328cm和0.0000006328m，都是4位有效数字。为方便起见，可写成指数形式：6.328um、cm和m，指数不计入有效数字的位数。第一章 运动和力1.1 运动的描述1.1.1质点【机械运动】 我们把一个物体相对另一个物体的位置，或者一个物体的某些部分相对于其他部分的位置，随着时间而变化的过程，称为机械运动，简称运动。【参考系】 在描述物体运动时，选来作为参考标准的物体，称为参考系。例如，行驶的汽车是运动的，这是以地面作标准来说的。坐在行驶的汽车里的乘客

12、，以为自己是静止的，在车厢里走动的乘务员在运动，这都是以车厢作标准来说的。同一运动物体，选择不同的参考系来观察同一运动，观察的结果会有所不同。例如，当你坐在行驶的汽车里，如果选站牌作参考系，那么，你是运动的；如果选择驾驶员作参考系，那么，你是静止的(乘客对车厢没有位置变化)。【质点】 具有质量的点称为质点。质点是经过科学抽象的理想物理模型。所谓模型就是人们为了某种特定的目的，而对研究对象所作的一种简化性的描述。物理学中常常把所研究的客观实体抽象为理想化模型，或把所研究的物理过程抽象为理想化过程模型。这种理想化模型能将研究对象简单化，突出其主要特征。一个物体能否看成质点，要看问题的具体情况而定。

13、研究一列火车在两地间运行，如前所述，可以把列车视为质点；但在如果研究火车通过某一标志所用的时间时，则必须考虑火车的长度，而不能把火车视为质点。1.1.2时间和时刻【时间和时刻】 时刻是指某一瞬时。时间是指两个时刻之间的间隔。例如，火车6点从天津站开出，6点50分到达北京站，这里的6点和6点50分就是火车开出和到达的时刻，这两个时刻之间相隔50分，就是火车运行所经历的时间。一段时间的起始时刻称为初时刻，终止时刻称为末时刻。例如，第2秒初和第2秒末，分别是第2秒这1秒钟内的初时刻和末时刻。在国际单位制中，时间的单位是秒，符号是。常用的时间单位有分（）、小时（）、年（）等。1.1.3路程和位移【轨迹

14、】运动的质点依此通过A1、A2、A3、A4点连的线，称为质点运动的轨迹。质点运动的轨迹是直线的运动称为直线运动。如果质点运动的轨迹是曲线的运动称为曲线运动。【路程】 质点在空间运动时连续经历的各点形成的轨迹，称为质点的路径。路径的长度，称为质点运动的路程。【位移】 设质点由初位置O，经过一段时间运动到末位置M，从初位置O指向末位置M的有向线段OM，就表示质点在一段时间内发生的位移。位移是矢量，不仅有大小，而且有方向。路程只有大小没有方向，是标量。只有作单向直线运动的物体，位移的大小才等于路程。1.1.4标量和矢量【标量】 只有大小而没有方向的物理量称为标量，如路程、长度、时间、质量、温度、功、

15、功率等都是标量。【矢量】 物理学中既有大小又有方向的物理量称为矢量，如位移、速度、加速度、力等是矢量。求矢量的和，需要按平行四边形定则进行。矢量可以用一根带箭头的线段表示，线段按一定的标度画出，线段的长度表示矢量的大小，箭头的指向表示矢量的方向。两个矢量只有大小相等而且方向相同时，它们才是相等的。1.1.5速度和速率【速度】速度是描述运动物体位置变化快慢和方向的物理量。速度用符号表示。在国际单位制中，速度的单位是“米每秒”，符号是。速度不但有大小，而且有方向，是矢量。速度的大小在数值上等于单位时间内位移的大小，速度的方向跟物体运动的方向相同。在匀速直线运动中，速度等于位移跟发生该位移所用时间之

16、比，用公式可表示为： （1-1）【匀速直线运动】 物体在一条直线上运动，如果在任意相等的时间里位移相等，这种运动就称为匀速直线运动。在匀速直线运动中，物体的位移与发生此位移的时间成正比，其比值是一个恒量。【变速直线运动】 物体在一条直线上运动，如果在相等的时间里位移不相等，这种运动就称为变速直线运动。【平均速度】 在变速直线运动中，运动物体的位移s与发生该位移所用时间t的比值，称为这段位移内的平均速度。平均速度用表示， （1-2）例（1-1） 在北京2008第29届奥运会上，牙买加飞人博尔特（图1-10）以9秒69的成绩夺得男子百米冠军，并且打破自己保持的世界纪录。设博尔特前5.0内跑了46，

17、求他在全程、前半程和后半程内的平均速度。 解：依题意，运动员在后段4.69内跑了54。根据公式1-2，可计算出三段位移的平均速度是：全程 (m/s)前段 (m/s)后段 (m/s)【瞬时速度】 运动物体在某一时刻（或某一位置）前后一段极短时间内的平均速度，称为在该时刻(或位置)的瞬时速度，简称速度。运动物体在某一时刻的瞬时速度的方向，与物体在该时刻的运动方向相同【速率】 瞬时速度的大小，称为瞬时速率，简称速率。速率是标量。技术上通常用速度计来测量速率。 【教学重点与难点】1重点：误差、参考系、质点、运动的描述2难点：参考系【教学方法与教学手段】1利用试样、挂图等教具。2利用多媒体资料进行短时演

18、示。【小结与布置作业】1小结熟悉基本定义，注重将基本知识与生活经验相联系，加深对所学知识的理解。2布置作业尽量独立完成相应章节中的习题，必要时可相互交流与探讨问题。教案二【教学组织】1提问10分钟2讲解70分钟3小结5分钟4布置作业5分钟【教学内容】1.2 匀变速直线运动1.2.1匀变速直线运动【匀变速直线运动】 物体沿直线运动，如果在任意相等的时间内，速度的变化（增加或减少）都相等，这种运动就称为匀变速直线运动。 物体沿直线运动，当一个物体的速度随时间而均匀减少，通常称为匀减速直线运动。1.2.2加速度【加速度】 物体运动速度的改变量跟发生这一改变量所用时间的比值，称为加速度。加速度是表示物

19、体速度改变快慢的物理量。用a表示加速度，那么， （1-3）在国际单位制中，加速度的单位是，读作“米每二次方秒”。加速度不但有大小，而且有方向，也是矢量。加速度的大小在数值上等于单位时间内速度的改变量，加速度方向与速度方向在一条直线上。选取初速度v的方向为正方向，如果速度增加，末速度vt大于初速度v0 ，加速度是正值，这时加速度的方向跟初速度v0的方向相同；如果速度减小，末速度vt小于初速度v0，加速度是负值，这时加速度的方向跟初速度的方向相反。 在匀变速直线运动中，速度是均匀变化的，比值是恒定的，加速度的大小不变，方向也不变，因此，匀变速直线运动是加速度不变的运动。加速度为零的运动是匀速直线运

20、动。 值得注意的是，加速度的大小只与速度变化的快慢有关，与速度本身的大小无关。速度大，加速度不一定大。相反，速度小，加速度也可能很大。 例（1-2） 做匀变速直线运动的火车在50内速度从8m/s增加到18m/s，求火车的加速度。 已知：vm/s v18m/s t50 求：a 解：选取火车初速度方向为正方向 (m/s2) 例（1.3） 汽车紧急刹车时，在2内速度由10/s减小到零，刹车这段时间内汽车的运动可视为匀变速直线运动，求汽车的加速度。 已知：v10/s v t 求：a解：选取初速度方向为正方向(m/s2)1.2.3 匀变速直线运动的规律【匀变速直线运动的速度】 匀变速直线运动的速度公式可

21、以从加速度的定义得出：由公式 得到： （1-4） 例（1-4） 汽车在紧急刹车时，加速度的大小是6m/s2，如果必须在2内停下来，汽车行驶的最大允许速度是多少km/h？ 分析与解答：汽车必须在2内停下来，这就要求汽车最迟在刹车后两秒末的速度变为零，即。加速度a和运动时间t是已知的，求出初速度v0，就是汽车行驶的最大允许速度。 汽车刹车时做匀减速运动，加速度方向与初速度方向相反，取初速度的方向为正方向，则加速度为负值，即a = m/s2。 已知： t a m/s2 求：v 解：由公式 可得 = 0-（-6）2 =12/s3.【匀变速直线运动的位移】 根据平均速度的定义，我们知道，做变速运动的物体

22、在时间t内的位移s等于物体在这段时间内的平均速度和时间t的乘积，即。由此可得到 （-）这是匀变速直线运动的位移公式，它表示出匀变速直线运动的位移和时间的关系。例（1-5） 一辆汽车原来匀速行驶，然后以1 m/s2的加速度加快行驶，从加快行驶开始，经12的时间行驶了180，求汽车开始加速时的初速度是多大？ 分析与解答：在这个问题里，加速度a、行驶时间t和行驶距离s都是已知的，由位移公式解出v0，即为汽车开始加速时的初速度。 汽车加速时，速度越来越大，加速度的方向与初速度的方向相同，取初速度的方向为正方向，加速度为正值，即a m/s2。 已知：a m/s2 t 12 s 180 求：v0解：由公式

23、可以得出： 代入数据得： (m/s) 利用匀变速直线运动的两个基本公式，还可以推导出另外一个很有用的公式。 （-）直接表明了v0、vt、a和s之间的关系，在解决有些问题时用起来比较方便。当物体从静止开始做匀变速直线运动时，可得到公式 例（1-6） 飞机以45/的速度着陆，在跑道上滑行30而停止。若把飞机在跑道上滑行时看成匀变速直线运动，求飞机在滑行过程中的加速度和向前滑行的距离。 分析与解答：飞机在跑道上滑行时初速度和末速度以及滑行时间都是已知的，利用匀变速直线运动的速度公式就可以求出加速度a，再将加速度a代入位移公式,，即可求出飞机向前滑行的距离。 已知： v0 = 45/ vt = 0 t

24、 = 30 求： a和 s。解： 由公式可得： （m/s2）再由 可得（m）例（1-7） 火车以5/的速度在平直的铁轨上匀加速行驶500时，速度增加到15/，火车通过这段位移需要多少时间? 分析与解答：本题已知初速度、末速度和位移，需要求火车运动的时间，但只由速度公式或位移公式均不能求解，因此，需要根据题意和运动规律列出两个方程组成方程组进行求解。 解法1： （） （） 由（1）式得，代入（2）式得（s）解法2：（m/s） 又由 s t 可得(s) 例（1-8） 马克沁重机枪（图1-16）发射枪弹时，枪弹在枪筒中的运动可以看作是匀加速直线运动，如果枪弹的加速度大小是5.0105/，枪筒长0.8

25、1，枪弹射出枪口时的速度是多大?图1-16 马克沁重机枪 分析与解答：枪弹在枪筒中的运动可以看作是初速度为零的匀加速直线运动，枪筒的长度就是这个匀加速直线运动的位移，枪弹射出枪口时的速度就是这段位移的末速度vt。根据题目所给的条件，已知s、a和v0=0，使用推导公式1-6，便可求出vt。已知：v0=0 s=0.81m a=5.0105/ 求：vt解：由可得 vt2 = 2as vt (m/s) 1.2.4 自由落体运动【自由落体运动】 物体只在重力作用下从静止开始下落的运动，称为自由落体运动。严格来说，自由落体运动只有在没有空气的空间里才能发生。早在17世纪，伽利略仔细研究过物体下落的运动后指

26、出：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。【自由落体加速度】 在同一地点，一切物体在自由落体运动中的加速度都相同。加速度跟物体的质量、大小或形状无关，这个加速度称为自由落体加速度，也称为重力加速度，通常用g来表示。重力加速度的方向是竖直向下的，它的大小可以用实验方法来测定。精准的实验发现，在地球上不同的地方，g的大小略有不同，表1-2列出了地球上不同纬度处的重力加速度。表1-2 地球上不同纬度处的重力加速度地 点赤 道广 州上 海北 京北 极纬 度00230063001239056900g（m/s2）9.7809.7889.7949.8019.832纬度越大的地方，重力加速度的值越大。在同

27、一纬度处，高度越高的地方，重力加速度的值越小。在通常的计算中，可以把g取作9.8m/s2。在粗略计算中，还可以把g取作10m/s2。自由落体运动公式是 vt = g t vt2 =2 g y 例（1-9） 每一星球上的物体，都受到该星球的重力作用，而且在自由下落时具有与该星球相应的重力加速度。假设宇航员在月球（图1-19）上作实验时，使一小球从离月球表面高y=1.5m的位置自由下落，并测得下落时间t=1.36s。若地球上的重力加速度为g，求月球上的重力加速度g以及小球落月球地表时的速度vt。 分析与解答：由于已知小球下落的高度y和下落的时间t，由位移公式可求得重力加速度，由速度公式 vt =

28、g t 可求得小球落到月球地表时的速度。解：由公式可得(m/s2) vt = g t =1.621.36=2.20(m/s)由本题我们还可推出： 即：月球上的重力加速度g约为地球上重力加速度的六分之一。 【教学重点与难点】1重点：匀变速直线运动的规律、匀变速直线运动的位移2难点：自由落体的加速度【教学方法与教学手段】1利用试样、挂图等教具。2利用多媒体资料进行短时演示。【小结与布置作业】1小结熟悉基本定义，注重将基本知识与生活经验相联系，加深对所学知识的理解。2布置作业尽量独立完成相应章节中的习题，必要时可相互交流与探讨问题。教案三【教学组织】1提问10分钟2讲解70分钟3小结5分钟4布置作业

29、5分钟【教学内容】1.3 重力 弹力 摩擦力1.3.1重力【力】 物体之间的相互作用称为力。力对物体的作用效果与力的大小、方向及力的作用点有关。力的大小、方向及力的作用点称为力的三要素。力是有大小和方向的量，所以，力是矢量。力可以用一根带箭头的线段来表示。线段是按一定比例（标度）画出的，它的长短表示力的大小，它的指向表示力的方向，箭尾表示力的作用点，力的方向所沿的直线称为力的作用线。这种表示力的方法，称为力的图示。按力的性质进行分类，有重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力等；按力的作用效果进行分类，有拉力、压力、支持力、动力、阻力等。作用效果不同的力，性质可能相同，如拉力、压力、支持力实际上都是

30、弹力，只是作用效果不同。性质不同的力其作用效果可能相同，如不论是什么性质的力，作用效果是加快物体运动的力，就可称它为动力；作用效果是阻碍物体运动的力，就称它为阻力。在国际单位制中，力的单位是牛顿，简称牛（N）。 1千克力=9.8牛顿【力的作用效果】 力的作用效果：力不仅可以使受力物体的运动状态发生变化，也可以使受力物体的形状和体积发生变化。例如，原来静止的足球被踢出去时，足球就在力的作用下，由静止状态变为运动状态；给运动的足球施加一阻力，足球就可以停下来；沿直线滚动的铁球，在经过侧面的磁铁时，因其受到磁铁的吸引力作用会改变运动方向。例如，手用力拉弹簧，弹簧发生伸长；用力拉弓，弓就发生弯曲。【力

31、的特性】 力的三个基本特性：（1）力不能脱离物体而单独存在。（2）力总是成对出现。（3）力不仅有大小，而且还有方向和作用点。【重力】 物体由于地球的吸引而受到的力，称为重力。地球上的一切物体都要受到重力的作用。重力不仅有大小，而且有方向。从物体总是沿着竖直方向自由下落到地面的事实可以看到：重力的方向总是竖直向下的。重力的大小可以用弹簧秤测出。物体静止时对弹簧秤的拉力大小等于物体受到的重力。重力G的大小跟物体的质量m成正比。重力G跟物体的质量m的关系式是： G=mg一个物体的各部分都要受到重力的作用。从作用效果上看，我们可以认为物体各部分受到的重力作用集中于一点，这一点称为物体的重心。物体的重心

32、位置越高，支撑面越小，重力作用线距支撑面的边线距离越小，物体的稳定性越差，稍有移动，重心就会越出支撑面而使物体翻倒。由于物体总有自发地使重心趋向于最低的趋势，所以，物体的重心越低越稳定。在设计高层建筑或货物在堆放及运输过程中，都要设法扩大支撑面和降低货物整体的重心以确保其稳定性。1.3.2弹力【弹力】 发生形变的物体，由于自身需要恢复原状，就会对引起形变的物体产生力的作用，这种力称为弹力。发生形变的物体，在外力停止作用后，如果能够恢复原状，这种形变称为弹性形变。若外力超出了一定限度，即使撤掉外力，物体也不能完全恢复原状，这个限度称为弹性限度。英国物理学家胡克发现：在弹性限度内，弹簧的弹力F的大

33、小与弹簧的伸长（或缩短）的长度x成正比，这个结论称为胡克定律，其数学表达式是：F = k x （1-7）式中k为弹簧的劲度系数，简称为劲度。劲度系数由弹簧的材料、形状、长短、粗细等因素决定，单位是牛每米，符号是N/m。我们平常说的拉力、压力、支持力、绳子的张力等都是弹力。弹力的方向总是与引起形变的外力方向相反。1.3.3摩擦力【滑动摩擦力】 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，这种力称为滑动摩擦力。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。实验表明：滑动摩擦力Ff的大小与物体受的支持力FN的大小成正比，即Ff=FN （1

34、-8）称为动摩擦因数，其大小与相互接触物体的材料的性质和接触面的粗糙程度有关。【静摩擦力】 两个相互接触、相对静止的物体，当沿着接触面有相对滑动趋势时也会产生一种阻碍相对滑动趋势的力，这个力称为静摩擦力。静摩擦力的方向跟接触面相切，与相对运动趋势的方向相反。静摩擦力的大小随外力的增大而增大。但是静摩擦力的增大有一个限度，静摩擦力的最大值称为最大静摩擦力。当推力大于最大静摩擦力时，木箱就开始滑动。滑动时的滑动摩擦力略小于最大静摩擦力。【摩擦力的利与弊】 走路、夹东西、开车、机器的传动和制动，都离不开摩擦力的帮助。为增大摩擦力，常在物体的接触面上设置一些凹凸不平的花纹（如鞋底、轮胎、传动带等）；单

35、杠、双杠运动员经常在手上擦上些碳酸镁粉末去抓单杠、双杠，以防打滑。另一方面，人们又必须尽量减少机器中零部件之间的摩擦力及其所引起的磨损，以保持机器原有的精度和功能，延长机器的使用寿命。例如，现代交通工具磁悬浮列车，就是利用磁场使列车与铁轨之间脱离接触从而达到减小摩擦阻力目的。 【教学重点与难点】1重点：力、力的作用效果、力的特征2难点：滑动摩擦力和静摩擦力【教学方法与教学手段】1利用试样、挂图等教具。2利用多媒体资料进行短时演示。【小结与布置作业】1小结熟悉基本定义，注重将基本知识与生活经验相联系，加深对所学知识的理解。2布置作业尽量独立完成相应章节中的习题，必要时可相互交流与探讨问题。教案四

36、【教学组织】1提问10分钟2讲解70分钟3小结5分钟4布置作业5分钟【教学内容】1.4 力的合成与分解1.4.1力的合成【力的合成】 一个力如果它产生的效果跟几个力共同产生的效果相同，这个力就称为那几个力的合力，而那几个力就称为这个力的分力。求几个力的合力称为力的合成。几个力如果都作用在物体的同一点，或者它们的作用线相交于同一点，这几个力称为共点力。实验证明：两个互成角度的共点力，它们的合力的大小和方向可以用表示这两个力的线段作为邻边所画出的平行四边行的对角线来表示，这个规则就称为平行四边形定则。表1-4 两个分力大小不变 但不同夹角时的合力=00FR = F1+F200900FR =900F

37、R 9001800FR =1800FR =|F1-F2|由表1-4可以看出，当=00，即F1与F2方向相同时，合力FR 也与它们同向并达到最大，FR =F1+F2。当=1800，即F1与F2反向时，FR与较大的分力同向，并达到最小，FR=|F1-F2|；特别是，若F1=F2，则FR =0，这称为两个共点力的平衡。注意：只有当分力在同一直线上时，合力的数值才可以用加减法来计算。如果有两个以上的共点力作用在物体上，我们也可以应用平行四边形定则求出它们的合力。具体方法是：先求出任意两个力的合力，再求出这个合力跟第三个力的合力，直到把所有的力都合成进去，最后得到的结果就是所有这些力的合力。例（1-10

38、） 重量G=3N的气球，如图1-38所示，同时受到风的水平推力F1 =12N，以及空气浮力F2 =8N。求气球所受的合力FR。分析与解答：由图1-38可知，气球要受三个力作用：气球重力G，水平向右风力F1=12N，空气向上浮力F2。先合成F2和G，可得一个向上的力F3=8-3=5N，根据勾股定理，得 FR =13 (N)合力与水平方向的夹角为： 例（1-11） 图1-39所示是两个定滑轮组，物体K重20N，物体L重15N，两滑轮之间的绳子上悬挂物体M，当=90时，三个物体都处于平衡状态。求物体M的重力是多大？分析与解答：由图1-39可知，O点受到OA、OB、OC三段绳子的拉力F1、F2、F3作

39、用。当各物体处于静止状态时，F2=15N，F3=20N，F1等于物体M的重力。O点在拉力F1、F2、F3作用下处于平衡状态，它们的合力等于零，即F2和F3的合力F与F1大小相等、方向相反。因此，只要求出F2和F3的合力F，就可以知道物体M受到的重力。作O点的受力分析图，用平行四边形定则求出F2和F3的合力FF=N=25N根据共点力平衡条件可知，力F与F1相等且方向相反，故F1=F=25N，即物体M的重力是25N。1.4.2力的分解如果几个力共同作用的效果，与原来一个力产生的效果相同，这几个力就称为原来那个力的分力。求一个已知力的分力，称为力的分解。力的分解是力的合成的逆运算，同样遵循力的平行四

40、边形定则。只是现在要根据对角线来求平行四边形的两个邻边。如果不加限制，同一条对角线可作出无数个平行四边形。但在处理实际问题时，可以根据已知力所产生的实际效果（形变、运动等），先判定出两个分力的方向，就可以作出确定的分解了。把一个已知力沿两个互相垂直的方向分解，称为正交分解法。运用正交分解法时，通常可引入平面直角坐标系。例如，放在水平面上的物体受到一个斜向上方的拉力F的作用，F与水平方向夹角为。这个力产生两个效果：水平向前拉物体，同时竖直向上拉物体，因此，力F可以分解为沿水平方向的分力Fx和沿竖直方向的分力Fy，两个分力的大小为Fx =F cos ， Fy =F sin例如，放在光滑斜面上的物体

41、，受到竖直向下的重力作用，重力产生两个效果：使物体沿着斜面下滑，同时使斜面受到压力。因此，重力G可以分解为这样两个力：平行于斜面使物体下滑的力Gx，垂直于斜面使物体压紧斜面的力Gy，重力的这两个分力的大小为 Gx = G sin ， Gy = G cos用正交分解法求合力，就是将原有的力沿X、Y两个互相垂直的方向进行分解，然后用代数运算分别求出X、Y方向的合力Fx和Fy，最后求出Fx和Fy的合力F，F就是原有各个力的合力。如果物体的平衡条件用正交分解法来表示，就是合力F的两个分力Fx和Fy都为零：即Fx =0，Fy =0。例（1-12） 倾角为的斜面上，物块受重力G、支持力FN和摩擦力Ff作用

42、，如图1-46所示，求它们的合力。分析与解答：选择如图1-46所示的X轴和Y轴方向，把重力G分解为Gx = G sin，Gy = G cos 则X方向和Y方向上的合力为 Fx = Gx - Ff ， Fy = Gy - FN本题中，即使物体沿斜面方向不平衡，它在垂直斜面方向仍是平衡的，即Fy =0，所以，Fx就等于合力F。即F = Fx = Gsin- Ff例（1-13） 木箱重600 N，放在水平地面上，一个人用大小为200 N与水平方向成30向上的力拉木箱，木箱沿地平面匀速运动，求木箱受到的摩擦力和地面所受压力。分析与解答：木箱受到重力G、地面对它的支持力FN 和摩擦力Ff 及人的拉力F四个力的共同作用，如图1-47所示。力F产生两个效果：一个是沿水平方向拉木箱，另一个是沿竖直方向提木箱。将力F进行正交分解，则Fx =Fcos30= 2000.866 =173（N）Fy = Fsi