第一篇:高一物理力的分解教學(xué)設(shè)計(jì)(上科版)
第二章 C 力的分解
執(zhí)教:上海市市西中學(xué)崔顯文
一、教學(xué)任務(wù)分析
力的分解是繼力的合成之后,對(duì)力的等效方式的進(jìn)一步學(xué)習(xí),是以后解決力學(xué)問(wèn)題的一個(gè)重要方法,也是中學(xué)階段其他矢量運(yùn)算的基礎(chǔ)。力的分解既是本章教學(xué)的重點(diǎn),也是本章教學(xué)的難點(diǎn)。
學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容需要的知識(shí)有:力的圖示、力的合成、平形四邊形定則和等效的思想方法。從生活中的常見(jiàn)的現(xiàn)象入手,通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)的探究,從等效的角度啟發(fā)學(xué)生認(rèn)識(shí)合力和分力,建立分力、力的分解的概念。
根據(jù)學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)的自主探究的結(jié)果,通過(guò)分析、比較,總結(jié)出力的分解遵循平行四邊形定則。
根據(jù)學(xué)生對(duì)實(shí)例的分析,歸納、總結(jié)得出按力作用的實(shí)際效果進(jìn)行分解的思想方法,以達(dá)到通過(guò)簡(jiǎn)單的個(gè)性問(wèn)題的分析推廣到一般的情況,起到突破難點(diǎn)的作用。通過(guò)對(duì)簡(jiǎn)單實(shí)際問(wèn)題的研究,使學(xué)生知道力的分解在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用,從而自覺(jué)聯(lián)系生活、生產(chǎn)和科技實(shí)際,激發(fā)求知欲望和研究周圍事物的興趣。
二、教學(xué)目標(biāo)
1、知識(shí)與技能
(1)知道力的分解是力的合成的逆運(yùn)算。(2)理解分力和力的分解的概念。
(3)初步學(xué)會(huì)按力的實(shí)際作用效果來(lái)分解力。
(4)初步學(xué)會(huì)用作圖法求分力,初步學(xué)會(huì)用直角三角形的知識(shí)計(jì)算分力。(5)初步學(xué)會(huì)用力的分解知識(shí)解釋一些簡(jiǎn)單的物理現(xiàn)象。
2、過(guò)程與方法
(1)通過(guò)本節(jié)學(xué)習(xí),感受實(shí)驗(yàn)是建立物理概念、探究物理規(guī)律的必由之路。
(2)通過(guò)用兩個(gè)力等效地替代一個(gè)力,從而建立分力和力的分解概念,感受等效替代在力的合成與與分解學(xué)習(xí)中的重要性。
(3)通過(guò)對(duì)力按實(shí)際作用效果進(jìn)行分解的探究過(guò)程,感受具體問(wèn)題具體分析的方法。
3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀
(1)通過(guò)聯(lián)系生活實(shí)際情景,激發(fā)求知欲望和探究的興趣。
(2)通過(guò)對(duì)力的分解實(shí)際應(yīng)用的分析與討論,養(yǎng)成理論聯(lián)系實(shí)際的自覺(jué)性。(3)通過(guò)分組實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)分工合作在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的重要作用,增強(qiáng)合作的意識(shí)。
三、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)
教學(xué)重點(diǎn):理解分力和力的分解的概念,利用平行四邊形定則進(jìn)行力的分解。教學(xué)難點(diǎn):按實(shí)際作用效果分解力。
四、教學(xué)資源
1、教學(xué)器材
(1)演示實(shí)驗(yàn)器材:一個(gè)1kg的砝碼,一根細(xì)線,物品、刀刃的夾角不同的兩把刀(刀刃的夾角差距要大些)、GQY數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)采集分析器、GQY多功能實(shí)驗(yàn)臺(tái)、斜面上力分解實(shí)驗(yàn)儀、小車、兩個(gè)力傳感器等,一端系有細(xì)繩的木塊等
(2)學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)器材:木板、橡皮繩、細(xì)繩若干、白紙、圖釘、自制定量研究力的分解遵循平行四邊形定則的DIS實(shí)驗(yàn)器材、力傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計(jì)算機(jī)等
2、教學(xué)課件力的分解課件(幾何畫板)
五、教學(xué)設(shè)計(jì)思路
本設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括分力和合力的概念,力的分解兩部分內(nèi)容。
本設(shè)計(jì)的基本思路是:以生活中的常見(jiàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ),通過(guò)探究、分析、建立分力、力的分解概念。從等效的角度根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論,通過(guò)分析、比較,各次的分力的作用效果,歸納總結(jié)得出力的分解遵循平行四邊形定則。通過(guò)簡(jiǎn)單實(shí)際問(wèn)題的分析、討論,歸納出按實(shí)際效果分解一個(gè)力的思路。
本設(shè)計(jì)要突出的重點(diǎn)是:分力、力的分解的概念和利用平行四邊形定則進(jìn)行力的分解。方法是:以生活中的常見(jiàn)現(xiàn)象入手,通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)、學(xué)生分組實(shí)驗(yàn),結(jié)合學(xué)生的親身感受,從等效性的角度,通過(guò)分析、推理,建立分力和力的分解的概念,進(jìn)而通過(guò)DIS學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)得出力的分解同樣遵循平行四邊形定則。本設(shè)計(jì)要突破的難點(diǎn)是:按實(shí)際作用效果分解力。方法是:結(jié)合簡(jiǎn)單實(shí)例,并通過(guò)演示實(shí)驗(yàn),把抽象的問(wèn)題轉(zhuǎn)化為直觀形象的問(wèn)題,根據(jù)具體情況,分析力作用的實(shí)際效果,按實(shí)際效果的方向分解力,然后從簡(jiǎn)單問(wèn)題中歸納出規(guī)律,并推廣一般情況。本設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主動(dòng)參與,重視概念、規(guī)律的形成過(guò)程以及伴隨這一過(guò)程的科學(xué)方法的教育,重視學(xué)生合作意識(shí)和合作能力的培養(yǎng)。完成本設(shè)計(jì)的內(nèi)容約需2課時(shí)。
六、教學(xué)流程
1、教學(xué)流程圖
2、教學(xué)流程說(shuō)明 活動(dòng)I 演示實(shí)驗(yàn)1 用一根細(xì)線系住砝碼并提起砝碼,然后用同一根細(xì)線對(duì)折后系住砝碼,用兩手分開細(xì)線拉物體,增大夾角直到細(xì)線斷掉。
設(shè)置上述演示實(shí)驗(yàn)的目的是激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲望,通過(guò)設(shè)問(wèn)I引入新課?;顒?dòng)Ⅱ?qū)W生分組實(shí)驗(yàn)1 用一個(gè)力平行板面拉兩端固定好的一根橡皮繩的結(jié)點(diǎn)位置,用兩個(gè)力同是作用于橡皮繩的結(jié)點(diǎn)位置讓其產(chǎn)生相同的效果。讓學(xué)生邊實(shí)驗(yàn)邊分析力的作用效果怎樣,總結(jié)得出概念。設(shè)置這個(gè)學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)的目的是讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)理解分力與合力的等效性并建立分力和力的分解的概念。問(wèn)題I 設(shè)問(wèn)2 目的是過(guò)渡到下一個(gè)探究過(guò)程?;顒?dòng)Ⅲ學(xué)生實(shí)驗(yàn)2 用自制DIS實(shí)驗(yàn)裝置探究力的分解遵循的規(guī)律。用力傳感器測(cè)繩的拉力,為了實(shí)驗(yàn)的簡(jiǎn)便可讓兩繩的拉力方向互相垂直。學(xué)生經(jīng)過(guò)自己的探究得出力的分解也遵循平行四邊形定則。設(shè)置這個(gè)學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)的目的是讓學(xué)生通過(guò)探究得出力的分解也遵循平行四邊形定則。問(wèn)題Ⅱ設(shè)問(wèn)3 目的是過(guò)渡到下一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié) 活動(dòng)Ⅳ實(shí)例、練習(xí)實(shí)例分析:(演示實(shí)驗(yàn))
(1)靜止在斜面上的物體不受其它外力的作用,它的重力按實(shí)際效果分解的DIS實(shí)驗(yàn)。按平行四邊形定測(cè)得到的與用DIS實(shí)驗(yàn)測(cè)得的是一致的。
(2)水平面上的物體受一個(gè)傾斜向上的拉力F作用時(shí),拉力F的分解。
(3)刀刃劈物時(shí)力的分解演示實(shí)驗(yàn),學(xué)生分析作用在刀上的向下的力按作用效果的兩個(gè)分力的方向。
設(shè)置的目的是通過(guò)把問(wèn)題轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單的幾個(gè)演示實(shí)驗(yàn),便于突破難點(diǎn),得到按作用效果分解一個(gè)力的基本步驟和方法。
3、教學(xué)的幾個(gè)主要環(huán)節(jié):本節(jié)課可以分為三主要個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。第一環(huán)節(jié),通過(guò)情景和學(xué)生活動(dòng)引人力的分解的概念。
第二環(huán)節(jié),通過(guò)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究得出力的分解遵循平行四邊形定則。
第三環(huán)節(jié),為通過(guò)實(shí)例的分析、歸納總結(jié)力按作用效果分解的步驟和方法。
七、教案示例:
(一)引入
1、觀察演示實(shí)驗(yàn)提出問(wèn)題
演示實(shí)驗(yàn)1:用一根細(xì)線系住砝碼并提起砝碼,然后用同一根細(xì)線對(duì)折后系住砝碼,用兩手分開細(xì)線拉物體,增大夾角直到細(xì)線斷掉。
設(shè)問(wèn)1:為什么用一根細(xì)線提起砝碼細(xì)線沒(méi)斷,用兩根細(xì)線提物體時(shí)細(xì)線反而斷掉了?
2、導(dǎo)入新課
我們可以用這節(jié)課學(xué)習(xí)的內(nèi)容力的分解的知識(shí)來(lái)回答上面的問(wèn)題。
(二)通過(guò)實(shí)驗(yàn)建立概念
1、實(shí)驗(yàn)探究
裝置介紹:實(shí)驗(yàn)2:(學(xué)生分組實(shí)驗(yàn))如圖,略
學(xué)生分組實(shí)驗(yàn):一塊木板上面固定一張白紙,在把一
根橡皮繩的兩端固定在木板上,并在兩繩結(jié)點(diǎn)處系兩細(xì)線,第一次用豎直向下的一個(gè)力F拉伸兩根橡皮繩,使結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置。請(qǐng)學(xué)生回答觀察到的現(xiàn)象。
引導(dǎo)學(xué)生觀察分析:橡皮繩OA、OB都發(fā)生了形變,說(shuō)明力F產(chǎn)生了兩個(gè)效果,這兩個(gè)作用效果相當(dāng)于兩個(gè)分別沿OA、OB的拉力產(chǎn)生的,可以用兩個(gè)沿OA、OB方向的拉力F1、F2同時(shí)作用于結(jié)點(diǎn)上來(lái)替代F讓結(jié)點(diǎn)到達(dá)相同的位置而使其效果不變。根據(jù)分析請(qǐng)同學(xué)繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作:如圖所示用兩個(gè)力F1、F2同時(shí)作用于結(jié)點(diǎn)上來(lái)代替F,沿OA、OB方向拉橡皮繩來(lái)替代F讓結(jié)點(diǎn)到達(dá)相同的位置而使其效果不變。
2、歸納總結(jié)
學(xué)生通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)的觀察和分析,理解力F1-和F2共同產(chǎn)生的效果與力F產(chǎn)生的效果是等效的,在引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合已學(xué)過(guò)的力的合成一節(jié)內(nèi)容歸納總結(jié)建立概念。設(shè)問(wèn)2:力的分解遵循什么規(guī)律?
(三)、通過(guò)實(shí)驗(yàn)和類比探究規(guī)律
1、實(shí)驗(yàn)裝置介紹 實(shí)驗(yàn)3:(學(xué)生分組實(shí)驗(yàn))實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)單介紹: 如圖自制DIS實(shí)驗(yàn)裝置,其中AB、CD兩繩與 力傳感器相連,力傳感器與數(shù)據(jù)采集器相連,BO、CO繩的拉力可由數(shù)據(jù)采集器直接得到,O 點(diǎn)所掛砝碼的質(zhì)量已知(質(zhì)量已知的砝碼一組)。
2、學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究
請(qǐng)同學(xué)們分組實(shí)驗(yàn)操作,提示學(xué)生正確安裝儀器。
學(xué)生操作四次(作的快的同學(xué)可多進(jìn)行幾次)為了實(shí)驗(yàn)方便,請(qǐng)學(xué)生在這幾次實(shí)驗(yàn)中都保持OB⊥OC。
第一次:在結(jié)點(diǎn)O處掛上鉤碼讓繩OB⊥OC。記錄兩繩的拉力、鉤碼的重力及O點(diǎn)和位置填入表格中。
第二次:改變鉤碼的個(gè)數(shù),重復(fù)第一次操作。
第三次:改變第一次操作中的O點(diǎn)的位置,同前面操作記錄數(shù)據(jù)。第四次:改變第二次操作中的O點(diǎn)的位置,同前面操作記錄數(shù)據(jù)。請(qǐng)同學(xué)們分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)得出結(jié)論:力的分解遵循平行四邊形定則。
3、通過(guò)歸納、總結(jié)得出規(guī)律 啟發(fā)學(xué)生回答:
(1)分力的合力就是原來(lái)被分解的那個(gè)力。(2)這幾個(gè)力與原來(lái)那個(gè)力可“等效代替”。(3)力的分解是力的合成的逆運(yùn)算(4)應(yīng)該遵循平行四邊形定則 設(shè)問(wèn)3:怎樣分解一個(gè)已知力?
(四)實(shí)例分析
已知一個(gè)力的大小和方向不加任何條件的限制則它的分解情況如何?
請(qǐng)學(xué)生回答:應(yīng)有無(wú)數(shù)種分解的方法,因?yàn)榭梢赃@個(gè)力為對(duì)角線做出無(wú)數(shù)個(gè)平行四邊形。教師展示課件。(用幾何畫板做的課件)
教師:在實(shí)際應(yīng)用中是根據(jù)力的作用效果來(lái)分解的。
1、實(shí)例分析
實(shí)例1:如圖斜面上物體重力的分解
學(xué)生討論:斜面上的物體在重力的作用下實(shí)際上有哪兩種效果? 學(xué)生回答:沿斜面產(chǎn)生下滑的趨勢(shì)和垂直斜面產(chǎn)生下壓作用。
如圖所示,斜面上的物體的重力可分解為沿斜面向下的分力和垂直斜面向下的分力。θ
0 300 450 600 900
F1/N
F2/N
F1 = Fsinθ
F2 = Fcosθ
將θ角取不同值時(shí),F(xiàn)1、F2的值填入表中 DIS演示實(shí)驗(yàn): 裝置介紹:略
學(xué)生記錄數(shù)據(jù)填入表格。比較分析數(shù)據(jù)與理論計(jì)算相同
實(shí)例2:如圖水平面上的物體受一個(gè)傾斜向上的拉力F作用時(shí),根據(jù)實(shí)際作用效果,把拉力F分解兩分力。
演示實(shí)驗(yàn):把物體放在水平放置的大一點(diǎn)的毛刷上,當(dāng)加一個(gè)傾斜向上的力時(shí),請(qǐng)學(xué)生觀察毛刷上邊毛的形 狀的變化情況。
學(xué)生討論分析:拉力F作用實(shí)際上有哪兩種效果?
學(xué)生回答:F產(chǎn)生了向上拉的效果和水平向前拉的效果??煞纸庳Q直向上的分力F1和水平向前的分力F2。實(shí)例3:用刀劈木柴
學(xué)生討論:刀向下劈木柴的力的實(shí)際作用效果。學(xué)生回答:使木柴被刀向兩面推開(劈開)分力的方向如何?
教師引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)從木柴被刀向兩面推開的角度來(lái)分析,可確定兩個(gè)分力的方向。學(xué)生回答:垂直刀的兩個(gè)側(cè)面,如圖所示。
學(xué)生討論:分力F1、F2的大小與刀刃的夾角的關(guān)系 學(xué)生回答:刀刃的夾角越小,則F1、F2越大。可以解釋引入新課時(shí)留有的問(wèn)題。
2、歸納總結(jié):按力的實(shí)際效果分解一個(gè)力的思路,在學(xué)生充分討論的基礎(chǔ)上,由學(xué)生分析歸納:
(1)確定力的實(shí)際作用效果(2)確定分力的方向
(3)由平行四邊形定則畫出平行四邊形 小結(jié):略
(五)反饋練習(xí)略
第二篇:高一物理知識(shí)點(diǎn)力的分解
高一物理知識(shí)點(diǎn),力的分解是力的合成的逆運(yùn)算,那么關(guān)于力如何進(jìn)行分解,同時(shí)力的分解又有什么定則呢?下面一起讓我們通過(guò)高一物理教學(xué)設(shè)計(jì)來(lái)詳細(xì)的了解一下。教師的物理教學(xué)設(shè)計(jì)就需要把這些問(wèn)題講解清楚,讓學(xué)生明白和學(xué)會(huì)分析問(wèn)題解決問(wèn)題,最終培養(yǎng)他們的學(xué)習(xí)能力。
一、教學(xué)任務(wù)分析
力的分解是繼力的合成之后,對(duì)力的等效方式的進(jìn)一步學(xué)習(xí),是以后解決力學(xué)問(wèn)題的一個(gè)重要方法,也是中學(xué)階段其他矢量運(yùn)算的基礎(chǔ)。力的分解既是本章教學(xué)的重點(diǎn),也是本章教學(xué)的難點(diǎn)。
學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容需要的知識(shí)有:力的圖示、力的合成、平形四邊形定則和等效的思想方法。
從生活中的常見(jiàn)的現(xiàn)象入手,通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)的探究,從等效的角度啟發(fā)學(xué)生認(rèn)識(shí)合力和分力,建立分力、力的分解的概念。
根據(jù)學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)的自主探究的結(jié)果,通過(guò)分析、比較,總結(jié)出力的分解遵循平行四邊形定則。
根據(jù)學(xué)生對(duì)實(shí)例的分析,歸納、總結(jié)得出按力作用的實(shí)際效果進(jìn)行分解的思想方法,以達(dá)到通過(guò)簡(jiǎn)單的個(gè)性問(wèn)題的分析推廣到一般的情況,起到突破難點(diǎn)的作用。
通過(guò)對(duì)簡(jiǎn)單實(shí)際問(wèn)題的研究,使學(xué)生知道力的分解在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用,從而自覺(jué)聯(lián)系生活、生產(chǎn)和科技實(shí)際,激發(fā)求知欲望和研究周圍事物的興趣。
二、教學(xué)目標(biāo)
1、知識(shí)與技能
(1)知道力的分解是力的合成的逆運(yùn)算。
(2)理解分力和力的分解的概念。
(3)初步學(xué)會(huì)按力的實(shí)際作用效果來(lái)分解力。
(4)初步學(xué)會(huì)用作圖法求分力,初步學(xué)會(huì)用直角三角形的知識(shí)計(jì)算分力。
(5)初步學(xué)會(huì)用力的分解知識(shí)解釋一些簡(jiǎn)單的物理現(xiàn)象。
2、過(guò)程與方法
(1)通過(guò)本節(jié)學(xué)習(xí),感受實(shí)驗(yàn)是建立物理概念、探究物理規(guī)律的必由之路。
(2)通過(guò)用兩個(gè)力等效地替代一個(gè)力,從而建立分力和力的分解概念,感受等效替代在力的合成與與分解學(xué)習(xí)中的重要性。
(3)通過(guò)對(duì)力按實(shí)際作用效果進(jìn)行分解的探究過(guò)程,感受具體問(wèn)題具體分析的方法。
3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀
(1)通過(guò)聯(lián)系生活實(shí)際情景,激發(fā)求知欲望和探究的興趣。
(2)通過(guò)對(duì)力的分解實(shí)際應(yīng)用的分析與討論,養(yǎng)成理論聯(lián)系實(shí)際的自覺(jué)性。
(3)通過(guò)分組實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)分工合作在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的重要作用,增強(qiáng)合作的意識(shí)。
三、教學(xué)重點(diǎn) 難點(diǎn)
教學(xué)重點(diǎn):理解分力和力的分解的概念,利用平行四邊形定則進(jìn)行力的分解。
教學(xué)難點(diǎn):按實(shí)際作用效果分解力。
四、教學(xué)資源
1、教學(xué)器材
(1)演示實(shí)驗(yàn)器材:一個(gè)1kg的砝碼,一根細(xì)線,物品、刀刃的夾角不同的兩把刀(刀刃的夾角差距要大些)、GQY數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)采集分析器、GQY多功能實(shí)驗(yàn)臺(tái)、斜面上力分解實(shí)驗(yàn)儀、小車、兩個(gè)力傳感器等,一端系有細(xì)繩的木塊等
(2)學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)器材:木板、橡皮繩、細(xì)繩若干、白紙、圖釘、自制定量研究力的分解遵循平行四邊形定則的DIS實(shí)驗(yàn)器材、力傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計(jì)算機(jī) 等
2、教學(xué)課件 力的分解課件(幾何畫板)
五、教學(xué)設(shè)計(jì)思路
本設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括分力和合力的概念,力的分解兩部分內(nèi)容。
本設(shè)計(jì)的基本思路是:以生活中的常見(jiàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ),通過(guò)探究、分析、建立分力、力的分解概念。從等效的角度根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論,通過(guò)分析、比較,各次的分力的作用效果,歸納總結(jié)得出力的分解遵循平行四邊形定則。通過(guò)簡(jiǎn)單實(shí)際問(wèn)題的分析、討論,歸納出按實(shí)際效果分解一個(gè)力的思路。
本設(shè)計(jì)要突出的重點(diǎn)是:分力、力的分解的概念和利用平行四邊形定則進(jìn)行力的分解。方法是:以生活中的常見(jiàn)現(xiàn)象入手,通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)、學(xué)生分組實(shí)驗(yàn),結(jié)合學(xué)生的親身感受,從等效性的角度,通過(guò)分析、推理,建立分力和力的分解的概念,進(jìn)而通過(guò)DIS學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)得出力的分解同樣遵循平行四邊形定則。
本設(shè)計(jì)要突破的難點(diǎn)是:按實(shí)際作用效果分解力。方法是:結(jié)合簡(jiǎn)單實(shí)例,并通過(guò)演示實(shí)驗(yàn),把抽象的問(wèn)題轉(zhuǎn)化為直觀形象的問(wèn)題,根據(jù)具體情況,分析力作用的實(shí)際效果,按實(shí)際效果的方向分解力,然后從簡(jiǎn)單問(wèn)題中歸納出規(guī)律,并推廣一般情況。
本設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主動(dòng)參與,重視概念、規(guī)律的形成過(guò)程以及伴隨這一過(guò)程的科學(xué)方法的教育,重視學(xué)生合作意識(shí)和合作能力的培養(yǎng)。
完成本設(shè)計(jì)的內(nèi)容約需2課時(shí)。
六、教學(xué)流程
1、教學(xué)流程圖
2、教學(xué)流程說(shuō)明
活動(dòng)I 演示實(shí)驗(yàn)1
用一根細(xì)線系住砝碼并提起砝碼,然后用同一根細(xì)線對(duì)折后系住砝碼,用兩手分開細(xì)線拉物體,增大夾角直到細(xì)線斷掉。
設(shè)置上述演示實(shí)驗(yàn)的目的是激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲望,通過(guò)設(shè)問(wèn)I引入新課。
活動(dòng)Ⅱ 學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)1
用一個(gè)力平行板面拉兩端固定好的一根橡皮繩的結(jié)點(diǎn)位置,用兩個(gè)力同是作用于橡皮繩的結(jié)點(diǎn)位置讓其產(chǎn)生相同的效果。讓學(xué)生邊實(shí)驗(yàn)邊分析力的作用效果怎樣,總結(jié)得出概念。
設(shè)置這個(gè)學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)的目的是讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)理解分力與合力的等效性并建立分力和力的分解的概念。
問(wèn)題I 設(shè)問(wèn)2
目的是過(guò)渡到下一個(gè)探究過(guò)程。
活動(dòng)Ⅲ 學(xué)生實(shí)驗(yàn)2
用自制DIS實(shí)驗(yàn)裝置探究力的分解遵循的規(guī)律。用力傳感器測(cè)繩的拉力,為了實(shí)驗(yàn)的簡(jiǎn)便可讓兩繩的拉力方向互相垂直。學(xué)生經(jīng)過(guò)自己的探究得出力的分解也遵循平行四邊形定則。
設(shè)置這個(gè)學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)的目的是讓學(xué)生通過(guò)探究得出力的分解也遵循平行四邊形定則。
問(wèn)題Ⅱ 設(shè)問(wèn)3
目的是過(guò)渡到下一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)
活動(dòng)Ⅳ 實(shí)例、練習(xí)
實(shí)例分析:(演示實(shí)驗(yàn))
(1)靜止在斜面上的物體不受其它外力的作用,它的重力按實(shí)際效果分解的DIS實(shí)驗(yàn)。按平行四邊形定測(cè)得到的與用DIS實(shí)驗(yàn)測(cè)得的是一致的。
(2)水平面上的物體受一個(gè)傾斜向上的拉力F作用時(shí),拉力F的分解。
(3)刀刃劈物時(shí)力的分解演示實(shí)驗(yàn),學(xué)生分析作用在刀上的向下的力按作用效果的兩個(gè)分力的方向。
設(shè)置的目的是通過(guò)把問(wèn)題轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單的幾個(gè)演示實(shí)驗(yàn),便于突破難點(diǎn),得到按作用效果分解一個(gè)力的基本步驟和方法。
3、教學(xué)的幾個(gè)主要環(huán)節(jié):本節(jié)課可以分為三主要個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。
第一環(huán)節(jié),通過(guò)情景和學(xué)生活動(dòng)引人力的分解的概念。
第二環(huán)節(jié),通過(guò)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究得出力的分解遵循平行四邊形定則。
第三環(huán)節(jié),為通過(guò)實(shí)例的分析、歸納總結(jié)力按作用效果分解的步驟和方法。
第三篇:高一物理常見(jiàn)的力教學(xué)設(shè)計(jì)
篇一:高一物理:第四講:幾種常見(jiàn)的力
第四講:幾種常見(jiàn)的力
[要點(diǎn)導(dǎo)學(xué)]
一、重力
1、力的定義:物體與物體之間的相互作用。
力的性質(zhì):①物質(zhì)性:
②相互性:
③同時(shí)性:
④矢量性:
2、力的作用效果
①靜力效果:
②動(dòng)力效果:
3、力的三要素:大?。Φ膯挝唬号nD符號(hào)n)、作用點(diǎn)、方向
力的三要素對(duì)作用效果的影響:
4、力的圖示和示意圖
有時(shí)只需要畫出力的示意圖,即只畫出力的作用點(diǎn)和方向,表示這個(gè)物體在這個(gè)方向上受到了力。既要要畫出力的作用點(diǎn)和方向又要用標(biāo)尺表示出力的大小的作圖叫力的圖示。
5、力的分類:①按力的性質(zhì)(產(chǎn)生原因)分:重力、彈力、摩擦力、分子力、電磁力。
②按作用效果分:壓力、拉力、動(dòng)力、向心力、回復(fù)力。
效果不同的力性質(zhì)可以相同、性質(zhì)不同的力效果可以相同
6、重力的產(chǎn)生:地面附近的物體,由于地球的吸引而使物體受到的力叫重力。
(1)重力是由于地球吸引而產(chǎn)生的,但不能說(shuō)重力就是地球?qū)ξ矬w的萬(wàn)有引力。
(2)在地球表面附近的物體都要受到重力作用,與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和是否受到其他力等情況無(wú)關(guān)。
7、重力的大小
重力的大小可以根據(jù)公式g=mg計(jì)算,其中g(shù)是我們以前所學(xué)的自由落體加速度,它的大小與物體所處的高度和緯度有關(guān),當(dāng)高度增加時(shí)g的值減小,當(dāng)緯度增加時(shí),g值增大。
8、測(cè)量
重力仍可以用彈簧秤測(cè)量,但在操作的過(guò)程中要注意彈簧秤要保持豎直、靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)讀數(shù)。
9、方向
豎直向下(不能說(shuō)是垂直向下也不能說(shuō)是指向地心)
10、作用點(diǎn)
(1)重心:物體的各部分都受到重力的作用,從效果上看,我們可以認(rèn)為各部分受到的重力集中于一點(diǎn)(即重心)。重心是重力的等效作用點(diǎn)。
(2)重心位置的確定
a.質(zhì)量分布均勻的物體(也稱勻質(zhì)物體),且形狀規(guī)則,重心就是其幾何中心。
如:均勻細(xì)直棒的重心在棒的中點(diǎn),均勻球體的重心在球心,均勻圓柱的重心在軸線的中心。b.非勻質(zhì)物體和不規(guī)則的物體的重心,不僅與形狀有關(guān)還與物體內(nèi)的質(zhì)量分布有關(guān)。懸掛法找重心(適用于薄板)
原理:拉力與重力是對(duì)平衡力,繩的反向延長(zhǎng)線必過(guò)重心
二、彈力
1.形變:物體形狀和體積的改變 2.彈性形變:發(fā)生形變的物體如果在撤去外力后能夠恢復(fù)原狀,這樣的形變叫做彈性形變。3.彈力:發(fā)生彈性形變的物體由于要恢復(fù)原狀對(duì)與它接觸的物體產(chǎn)生的作用力叫做彈力。產(chǎn)生彈力的條件是:①兩物體接觸②兩物體發(fā)生彈性形變 4.在物體的彈性限度內(nèi),物體的形變量越大,彈力越大。5.幾種彈力
a.壓力和支持力都是彈力,它們的方向都垂直于物體的接觸面。b.繩子的拉力
當(dāng)用外力拉繩子時(shí),繩子將伸長(zhǎng),由于要恢復(fù)原狀,因而對(duì)施加外力的物體產(chǎn)生一個(gè)力的作用,這個(gè)力沿著繩指向繩子收縮的方向。6.胡克定律
彈簧發(fā)生形變時(shí),彈力的大小f跟彈簧伸長(zhǎng)(或縮短)的長(zhǎng)度x成正比,即f=kx。說(shuō)明:1.式中的k稱為彈簧的勁度系數(shù),單位是n/m。
2.式中的x是彈簧的形變量而不是彈簧的長(zhǎng)度。
3.上式的適用條件是在彈簧的彈性限度內(nèi)。7.彈力幾種常見(jiàn)情況的方向:
①:面與面接觸時(shí)彈力垂直于接觸面指向受力物體
②:點(diǎn)與面接觸時(shí)彈力垂直于接觸面指向受力物體
③:球面與平面接觸時(shí)彈力的方向在接觸點(diǎn)與球面球心的連線上指向受力物體
④:球面與球面接觸時(shí)彈力的方向垂直于接觸點(diǎn)的公切面
注:比較特殊的情況可以根據(jù)物體的平衡來(lái)判斷彈力的方向。8.彈力有無(wú)的判斷:①?gòu)膹椓Φ漠a(chǎn)生條件判斷
②用假設(shè)法判斷:假設(shè)沒(méi)有彈力,看物體是否能平衡。
三、摩擦力
1.摩擦力:兩個(gè)相互接觸的物體,當(dāng)它們發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)或具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)時(shí),就會(huì)在接觸面上產(chǎn)生阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力。2.靜摩擦力的概念
(1).兩個(gè)物體之間只有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),而沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
(2).摩擦力的產(chǎn)生條件:粗糙,有彈力,有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)。
(3).靜摩擦力的大小與外力有關(guān)
(4).方向:總是跟接觸面相切,與相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)的方向相反
(5).最大靜摩擦力就是物體剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí)所需的最小推力。
靜摩擦力隨著推力的增大而增大,它的極限值就是最大靜摩擦力??梢?jiàn),靜摩擦力的大小在一個(gè)范圍內(nèi):0<f靜≤fmax(6).關(guān)于靜摩擦力有無(wú)的判斷
方法一:根據(jù)初中學(xué)過(guò)的二力平衡條件
方法二:假設(shè)法
(7).靜摩擦力的作用
拿在手中的東西不會(huì)滑落
把線織成布,用布縫衣服,也是靠紗線之間的靜摩擦力的作用。3.滑動(dòng)摩擦力的概念:
(1).當(dāng)一個(gè)物體在另一個(gè)物體表面滑動(dòng)的時(shí)候,會(huì)受到另一個(gè)物體阻礙它滑動(dòng)的力。(2).滑動(dòng)摩擦力產(chǎn)生條件:粗糙,有彈力,有相對(duì)運(yùn)動(dòng)
(3).實(shí)驗(yàn)證明:滑動(dòng)摩擦力的大小與相互之間的正壓力fn成正比,還與接觸面的粗糙程度、材料有關(guān)。
(4).大量實(shí)驗(yàn)表明,滑動(dòng)摩擦力大小與壓力成正比。
數(shù)學(xué)表達(dá)式: f=μfn f為摩擦力,fn為壓力(對(duì)物體表面垂直的作用力),μ為動(dòng)摩擦因數(shù).其數(shù)值與接觸面的材料、接觸面的粗糙程度有關(guān),沒(méi)有單位。
(5).方向:總是跟接觸面相切,跟物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反。4.摩擦力的應(yīng)用
1、摩擦力的重要性
(1)走路須靠腳與地面間的摩擦力才能行走。
(2)摩擦力使運(yùn)動(dòng)物體能停止下來(lái)。
(3)懸吊物品須靠釘子與墻的摩擦力。
(4)由于摩擦力,平面上的物體不致因?yàn)閮A斜而摔壞。
(5)輪胎及運(yùn)動(dòng)鞋底部的紋路設(shè)計(jì)可增加摩擦力。
2、摩擦力的壞處
(1)耗費(fèi)能量。
(2)造成機(jī)件耗損。5.幾個(gè)問(wèn)題
(1).靜止的物體所受的摩擦力不一定是靜摩擦力,運(yùn)動(dòng)的物體所受的摩擦力不一定是滑動(dòng)摩擦力。
(2).摩擦力不一定阻礙物體運(yùn)動(dòng)。
摩擦力只是阻礙物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng),,不一定阻礙物體的運(yùn)動(dòng)。[基礎(chǔ)訓(xùn)練] 1.重心是物體所受______ _____,物體的重心可以在物體上,也可以_______ __,重心在物體幾何中心的條件是。
2.產(chǎn)生彈力的條件是_________ _____.3.當(dāng)一個(gè)物體在另一個(gè)物體的表面上________另一個(gè)物體______時(shí),要受到另一個(gè)物體阻礙它__________的力,這種力叫做滑動(dòng)摩擦力,研究滑動(dòng)摩擦力時(shí)我們選擇的參考系是相互滑動(dòng)的兩物體中我們認(rèn)為________的那個(gè)物體,滑動(dòng)摩擦力的方向總是與_________方向相反.4.產(chǎn)生靜摩擦力的條件是_______、________、___________.靜摩擦力的方向總是與_________________________相反,靜摩擦力的大小可以在____________范圍內(nèi)變化.5.如圖3-3-3所示,用力f將質(zhì)量為1kg的物體壓在豎直墻上,f=50n.方向垂直于墻,若物體勻速下滑,物體受到的摩擦力是______n,動(dòng)摩擦因數(shù)是______,若物體靜止不動(dòng),它受到的靜摩擦力是______n,方向______.若撤去力
塊受到的滑動(dòng)摩擦力(g=10n/kg)[能力訓(xùn)練] 1.請(qǐng)你判斷下列說(shuō)法 正確的是()
a.物體受到力的作用,運(yùn)動(dòng)狀態(tài)一定改變。
b.豎直向上拋出的物體,物體豎直上升,是因?yàn)槭艿揭粋€(gè)豎直向上的升力。c.物體只有相互接觸才會(huì)產(chǎn)生力的作用。
d.同一個(gè)物體既可以是施力物體也可以是受力物體。2.下列關(guān)于力的說(shuō)法正確的是()a.一個(gè)力可能有兩個(gè)施力物體
b.力的三要素相同,作用效果一定相同 c.物體受到力的作用,其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)未必改變 d.物體發(fā)生形變時(shí),一定受到力的作用
3.關(guān)于重力的大小和方向,下列說(shuō)法中正確的是()
a. 在地球上方的物體都要受到重力作用,所受的重力與它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān),也不管是 否存在其他力的作用
b. 在地球各處的重力方向都是相同的
c.向上運(yùn)動(dòng)的物體所受重力可能小于向下運(yùn)動(dòng)的同一物體所受重力
d.對(duì)某一物體而言,其重力的大小總是一個(gè)恒量,不因物體從赤道移到南極而變化 4.關(guān)于彈力下列說(shuō)法正確的是()a.靜止在水平面上的物體所受的重力就是它對(duì)水平面的壓力 b.壓力、支持力、繩中的張力都屬于彈力
c.彈力的大小與物體的形變程度有關(guān),在彈性限度內(nèi)形變程度越大,彈力越大 d.彈力的方向總是與施力物體恢復(fù)形變的方向相同 5.畫出圖中a物體所受彈力的示意圖
6.將g=50n的物體懸掛在輕質(zhì)彈簧上,彈簧伸長(zhǎng)了2.0cm, 靜止時(shí)彈簧的彈力是多大?彈簧的勁度系數(shù)多大(如圖甲)將彈簧從掛鉤處摘下,在0點(diǎn)施加一個(gè)豎直向上的50n的拉力(圖乙),物體仍然靜止,那么彈簧的伸長(zhǎng)量又是多少? 7.關(guān)于摩擦力,下列說(shuō)法正確的是()a.物體受到摩擦力作用時(shí),一定受到彈力作用b.只有運(yùn)動(dòng)的物體才能受到滑動(dòng)摩擦力作用 c.具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩物體間一定存在滑動(dòng)摩擦力作用 d.摩擦力的方向與物體運(yùn)動(dòng)方向相反 8.下列關(guān)于摩擦力的說(shuō)法正確的是()a.摩擦力的方向總與物體的運(yùn)動(dòng)方向相反 b摩擦力的大小與相應(yīng)的正壓力成正比
c.運(yùn)動(dòng)著的物體不可能受靜摩擦力作用,只能受滑動(dòng)摩擦力作用 d.靜摩擦力的方向與接觸物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)方向相反 9.關(guān)于動(dòng)摩擦因數(shù)μ,下列說(shuō)法正確的是()a.兩物體間沒(méi)有摩擦力產(chǎn)生說(shuō)明兩物體間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0 b.增大兩物體的接觸面積,則兩物體間的動(dòng)摩擦因數(shù)增大 c.增大兩物體間的正壓力,則兩物體間的動(dòng)摩擦因數(shù)增大
d.兩物體的材料一定,兩物體間的動(dòng)摩擦因數(shù)決定于兩接觸面的粗糙程度 10.物體與支持面間有滑動(dòng)摩擦力時(shí),下列說(shuō)法中正確的是()
a.物體與支持面間的壓力越大,滑動(dòng)摩擦力就越大;
b.物體與支持面間的壓力不變,動(dòng)摩擦因數(shù)一定,速度越大,滑動(dòng)摩擦力就越大; c.物體與支持面間的壓力不變,動(dòng)摩擦因數(shù)一定,接觸面越大,滑動(dòng)摩擦力就越大; d.物體與支持面的壓力一定,材料越粗糙,滑動(dòng)摩擦力就越大.
11.如圖3-3-4所示,木塊質(zhì)量為m,跟水平桌面的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,受水平向右的力f的作用勻速運(yùn)動(dòng),從物體到邊緣開始,到物體下落為止,在此過(guò)程中物體保持勻速運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法正確的是()a.推力f因物體懸空部分越來(lái)越大而變小 b.推力f在物體下落前會(huì)變?yōu)樵瓉?lái)的1/2 c.推力f始終是μmg d.因接觸面變小,動(dòng)摩擦因數(shù)μ會(huì)變大
12.如圖3-3-5所示,在μ=0.1的水平面上向右運(yùn)動(dòng)的物體,質(zhì)量為20kg,在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,還受到一個(gè)水平向左的大小為10n的拉力作用,則物體受到的滑動(dòng)摩擦力為(g=10n/kg)()
a.10n,向右 b.10n,向左 c.20n,向右 d.20n,向左
13.水平地面上放一個(gè)重為200n的鐵塊,鐵塊與地面間的最大靜摩擦力大小為
63n,鐵塊與地面間動(dòng)摩擦因數(shù)為0.3,一個(gè)人用水平方向的力推靜止的鐵塊,試求下列各種情況下鐵塊所受的摩擦力的大?。?/p>
⑴物體靜止時(shí),用f=50n的向右推力;
⑵物體靜止時(shí),用f=80n的向右推力;
⑶物體以10m/s的初速度向左,用f=62n的推力向右
篇二:高一物理-三種常見(jiàn)的力
常見(jiàn)的三種力學(xué)案
知識(shí)精解
一.力
1、定義:力是
2、力的性質(zhì)
(1)性:(2)性:(3)性:
3、力的分類:
①按 分類
②按 分類
說(shuō)明:性質(zhì)不同的力可能有相同的效果,效果不同的力也可能是性質(zhì)相同的。
4、力的作用效果:是使或改變.
5、力的三要素是:、6、力的圖示:用一根帶箭頭的線段表示力的三要素的方法。
7、力的單位:是牛頓,符號(hào):n 二.重力
1、產(chǎn)生:重力是由于地球的
(1)重力的大小:重力大小等于mg,g是常數(shù),通常等于9.8n/kg.(說(shuō)明:物體的重力的大小與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及所處的狀態(tài)都無(wú)關(guān))
(2)重力的方向: .(說(shuō)明:不可理解為跟支承面垂直)
(3)重力的作用點(diǎn)—重心:重力總是作用在物體的各個(gè)點(diǎn)上,但為了研究問(wèn)題簡(jiǎn)單,我們認(rèn)為一個(gè)物體的重力集中作用在物體的一點(diǎn)上,這一點(diǎn)稱為物體的重心.
①質(zhì)量分布均勻的規(guī)則物體的重心在.
②不規(guī)則物體的重心可用 求出重心位置.
說(shuō)明:(l)重心可以不在物體上.物體的重心與物體的形狀和質(zhì)量分布都有關(guān)系。重心是一個(gè)等效的概念。
(2)有規(guī)則幾何形狀、質(zhì)量均勻的物體,其重心在它的幾何中心.質(zhì)量分布不均勻的物體,其重心隨物體的形狀和質(zhì)量分布的不同而不同。
(3)薄物體的重心可用懸掛法求得.
三、彈力
彈力:發(fā)生 的作用,這種力叫做彈力.
(1)形變:物體形狀或體積的改變叫形變
在外力停止作用后,能夠恢復(fù)原狀的形變叫彈性形變,課本中提到的形變,一般都是指彈性形變。
(1)彈力產(chǎn)生的條件:
① ;
② .
(2)彈力的方向:跟物體 方向相同.
①一般情況:凡是支持物對(duì)物體的支持力,都是支持物因發(fā)生形變而對(duì)物體產(chǎn)生的彈力;支持力的方向總是垂直于支持面并指向被支持的物體. ②一般情況:凡是一根線(或繩)對(duì)物體的拉力,都是這根線(或繩)因?yàn)榘l(fā)生形變而對(duì)物體產(chǎn)生的彈力;拉力的方向總是沿線(或繩)的方向. ③桿一端受的彈力方向不一定沿桿的方向。
④彈力方向的特點(diǎn):由于彈力的方向跟接觸面垂直,面面結(jié)觸、點(diǎn)面結(jié)觸時(shí)彈力的方向都是垂直于接觸面的.
(3)彈力的大小:
①與形變大小有關(guān),同一物體形變?cè)酱髲椓υ酱?/p>
②對(duì)有明顯形變的彈簧、橡皮條等物體,彈力的大小可以由胡克定律計(jì)算。
胡克定律可表示為(在彈性限度內(nèi)):,還可以表示成δf=kδx,即彈簧彈力的改變量和彈簧形變量的改變量成正比。
③一根張緊的輕繩上的張力大小處處相等。
④可由力的平衡條件或牛頓運(yùn)動(dòng)定律求得
四、摩擦力
1的力,這種力叫做滑動(dòng)摩擦力.
(1)產(chǎn)生條件:
① ;
② ;
③ .
(2)方向:總是沿著接觸面的 相反.
(3)大小—滑動(dòng)摩擦定律
滑動(dòng)摩擦力跟正壓力成正比,也就跟一個(gè)物體對(duì)另一個(gè)物體表面的垂直作用力成正比。即f??fn其中的fn表示正壓力,不一定等于重力g。?為動(dòng)摩擦因數(shù),取決于兩個(gè)物體的材料和接觸面的粗糙程度,與接觸面的面積無(wú)關(guān)。
2、靜摩擦力:力,叫做靜摩擦力.
(1)產(chǎn)生條件:①;② ;③ .
(2)方向:沿著接觸面的方向相反.
(3)大?。红o摩擦力的大小與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的強(qiáng)弱有關(guān),趨勢(shì)越強(qiáng),靜摩擦力越大,但不能超過(guò)最大靜摩擦力,即0≤f≤fm,具體大小可由物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)結(jié)合動(dòng)力學(xué)規(guī)律求解。
必須明確,靜摩擦力大小不能用滑動(dòng)摩擦定律f=μfn計(jì)算,只有當(dāng)靜摩擦力達(dá)到最大值時(shí),其最大值一般可認(rèn)為等于滑動(dòng)摩擦力,既f(wàn)m=μfn
3、摩擦力與物體運(yùn)動(dòng)的關(guān)系
①摩擦力的方向總是與物體間相對(duì)運(yùn)動(dòng)(或相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì))的方向相反。而不一定與物體的運(yùn)動(dòng)方向相反。
如:課本上的皮帶傳動(dòng)圖。物體向上運(yùn)動(dòng),但物體相對(duì)于皮帶有向下滑動(dòng)的趨勢(shì),故摩擦力向上。②摩擦力總是阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的。而不一定是阻礙物體的運(yùn)動(dòng)的。
如上例,摩擦力阻礙了物體相對(duì)于皮帶向下滑,但恰恰是摩擦力使物體向上運(yùn)動(dòng)。
注意:以上兩種情況中,“相對(duì)”兩個(gè)字一定不能少。
這牽涉到參照物的選擇。一般情況下,我們說(shuō)物體運(yùn)動(dòng)或靜止,是以地面為參照物的。而牽涉到“相對(duì)運(yùn)動(dòng)”,實(shí)際上是規(guī)定了參照物。如“a相對(duì)于b”,則必須以b為參照物,而不能以地面或其它物體為參照 物。
③摩擦力不一定是阻力,也可以是動(dòng)力。摩擦力不一定使物體減速,也可能使物體加速。
④受靜摩擦力的物體不一定靜止,但一定保持相對(duì)靜止。
⑤滑動(dòng)摩擦力的方向不一定與運(yùn)動(dòng)方向相反 經(jīng)典例題
【例1】甲、乙兩拳擊動(dòng)員競(jìng)技,甲一拳擊中乙肩部,觀眾可認(rèn)為甲運(yùn)動(dòng)員(的拳頭)是施力物體,乙運(yùn)動(dòng)員(的肩部)是受力物體,似但在甲一拳打空的情況下,下列說(shuō)法中正確的是()
a.這是一種只有施力物體,沒(méi)有受力物體的特殊情況b.此時(shí)的受力物體是空氣 c.甲的拳頭、胳膊與自身軀干構(gòu)成相互作用的物體 d.以上說(shuō)法都不正確
【例2】關(guān)于力的敘述中正確的是()a.只有相互接觸的物體間才有力的作用 b.物體受到力作用,運(yùn)動(dòng)狀態(tài)一定改變 c.施力物體一定受力的作用
d.豎直向上拋出的物體,物體豎直上升,是因?yàn)樨Q直方向受到升力的作用
重力實(shí)際上是物體與地球間的萬(wàn)有引力的一部分(另一部分為物體繞地球旋轉(zhuǎn)所需要的向心力)重力是非接觸力。非特別說(shuō)明,凡地球上的物體均受到重力。
重力的大?。篻?mg,g為當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭?9.8n/kg,且隨緯度和離地面的高度而變。(赤道上最小,兩極最大;離地面越高,g越小。在地球表面近似有:g 【例3】關(guān)于重力的說(shuō)法正確的是()
a.物體重力的大小與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān),當(dāng)物體處于超重狀態(tài)時(shí)重力大,當(dāng)物體處于失重狀態(tài)時(shí),物體的重力小。b.重力的方向跟支承面垂直 c.重力的作用點(diǎn)是物體的重心 d.重力的方向是垂直向下
【例4】下面關(guān)于重力、重心的說(shuō)法中正確的是()a.風(fēng)箏升空后,越升越高,其重心也升高
b.質(zhì)量分布均勻、形狀規(guī)則的物體的重心一定在物體上 c.舞蹈演員在做各種優(yōu)美動(dòng)作的時(shí),其重心位置不斷變化 d.重力的方向總是垂直于地面
【例5】下面關(guān)于物體重心的說(shuō)法中正確的是()a.汽車上的貨物卸下后,汽車的重心位置降低了
b.物體在斜面上上滑時(shí),物體的重心相對(duì)物體的位置降低了 c.對(duì)于有規(guī)則幾何形狀的物體,重心一定在物體的幾何中心 d.對(duì)于重力一定的物體,無(wú)論其形狀如何變化,其重心位置不變
【例6】如圖所示,有一等邊三角形abc,在b、c兩點(diǎn)各放一個(gè)質(zhì)量為m的小球,在a處放一個(gè)質(zhì)m1m2?mg)2r 量為2m的小球,求這三個(gè)球所組成的系統(tǒng)的重心在何處.
假設(shè)法。將與研究對(duì)象接觸的物體,逐一移走,如果研究對(duì)象的狀態(tài)發(fā)生
變化,表示它們之間有彈力;如果狀態(tài)無(wú)變化表示它們之間無(wú)彈力。
【例7】在圖中,a、b(a、b均處于靜止?fàn)顟B(tài))間一定有彈力的是()abaab a bcd(1)根據(jù)物體的形變方向判斷:彈力方向與物體形變方向相反,作用在迫使這個(gè)物體形變的那個(gè)物體上。①?gòu)椈蓛啥说膹椓Ψ较蚴桥c彈簧中心軸線相重合,指向彈簧恢復(fù)原狀方向;
②輕繩的彈力方向沿繩收縮的方向,離開受力物體;
③面與面,點(diǎn)與面接觸時(shí),彈力方向垂直于面(若是曲面則垂直于切面),且指向受力物體. ④球面與球面的彈力沿半徑方向,且指向受力物體.
⑤輕桿的彈力可沿桿的方向,也可不沿桿的方向。
(2)根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)情況。利用平衡條件或動(dòng)力學(xué)規(guī)律判斷. b 【例8】如上圖所示中的球和棒均光滑,試分析它們受到的彈力。
【例9】如上圖所示,光滑但質(zhì)量分布不均的小球的球心在o,重心在p,靜止在豎直墻和桌邊之間。試畫出小球所受彈力。
【例10】如上圖所示,重力不可忽略的均勻桿被細(xì)繩拉住而靜止,試畫出桿所受的彈力。
【例11】如圖所示,一根彈性桿的一端固定在傾角為300的斜面上,桿的另一端固定一個(gè)重力為2n的小球,小球處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí),彈性桿對(duì)小球的彈力()
a.大小為2n,方向平行于斜面向上 b.大小為1n,方向平行于斜面向上 c.大小為2n,方向垂直于斜面向上 d.大小為2n,方向豎直向上
(1)由產(chǎn)生條件確定①接觸面間有彈力;②接觸面粗糙;③有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)
動(dòng)的趨勢(shì)。
這種方法就是看產(chǎn)生摩擦力的三個(gè)條件是否滿足。有一個(gè)條件不滿足,就沒(méi)有摩擦力。
【例題12】物體與豎直墻壁間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,物體的質(zhì)量為m。當(dāng)物體沿著墻壁自由下落時(shí),物體受到的滑動(dòng)摩擦力為________。
【例13】如圖所示,長(zhǎng)5m的水平傳送帶以2m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng),物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.1?,F(xiàn)將物體輕輕地放到傳送帶的a 端,那么,物體從a端到b端的過(guò)程中,摩擦力存在的時(shí)間有多長(zhǎng)?方向如何? 2.根據(jù)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)確定
由物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),結(jié)合物體受其它外力的情況來(lái)進(jìn)行判斷。
即:① 假設(shè)沒(méi)有摩擦力,看物體能否處于平衡,如不能處于平衡狀態(tài),則必
有摩擦力;如能處于平衡狀態(tài),則必?zé)o摩擦力。② 如果物體處于平衡狀態(tài)且有摩
擦力,則摩擦力必與其它的力的合力等大反向
【例14】如圖,力f拉著a、b共同作勻速運(yùn)動(dòng),a是否受到摩擦力?
練習(xí)題:如圖所示,物體b的上表面水平,b上面載著物體a,當(dāng)它們
一起沿斜面勻速下滑時(shí),a物體受到的力:()a.只有重力;b.只有重力和支持力;
c.只有重力、支持力和摩擦力;d.有重力、支持力、摩擦力和斜面對(duì)它的彈力
1、由相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)確定,摩擦力的方向總與相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反?!跋鄬?duì)”二字決定了參照物的選取。一般情況下是選地面或靜止在地面上的物體做參照物,而在判斷摩擦力的方向時(shí),參照物不能任意選取。判斷兩物體間的摩擦力時(shí),必須以且中之一做參照物。
【例15】人在自行車上蹬車前進(jìn)時(shí),車的前后兩輪受到地面對(duì)它的摩擦力的方向()a.都向前;b.都向后;c.前輪向前,后輪向后;d.前輪向后,后輪向前。
2、由牛頓定律確定。
【例16】如圖,a、b置于光滑水平面上,在水平力f作用下共同運(yùn)動(dòng),a是否受摩擦力?如有,摩擦力的方向如何?
3、由牛頓第三定律確定 物體與物體間的摩擦力的作用是相互的,必然滿足牛頓第三定律。所以在分析物體間的摩擦力時(shí),借助牛頓第三定律,往往能起到化難為易的效果。
4、用整體法來(lái)確定
【例17】如圖所示,三角形劈塊放在粗糙的水平面上,劈塊上放一個(gè)質(zhì)量為m的物塊,物塊和劈塊均處于靜止?fàn)顟B(tài),則粗糙水平面對(duì)三角形劈塊:()a.有摩擦力作用,方向向左; b.有摩擦力作用,方向向右; c.沒(méi)有摩擦力作用; d.條件不足,無(wú)法判定.
在確定摩擦力的大小時(shí),要特別注意物體間的摩擦力是靜摩擦力還是滑動(dòng)摩擦力,因?yàn)槎叩拇笮∽兓闆r是不同的。滑動(dòng)摩擦力的大小跟壓力 n有關(guān),成正比,與引起滑動(dòng)摩擦力的外力的大小無(wú)關(guān);而靜摩擦力的大小跟壓力 n無(wú)關(guān),由引起這個(gè)摩擦力的外力決定,但最大靜摩擦力的大小跟壓力 n有關(guān)。因此,在確定摩擦力的大小時(shí),靜摩擦力的大小應(yīng)由引起靜摩擦力的外力的大小來(lái)確定,不能用f=μn計(jì)算。
滑動(dòng)摩擦力的大小常用公式f=μn求得,而靜摩擦力的大小常根據(jù)平衡條件確定。
1、由平衡條件確定。
【例18】如圖所示,質(zhì)量為m的木塊在置于桌面上的木板上滑行,木板靜止,它的質(zhì)量m=3m。已知木板與木板間、木板與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ。則木板
所受桌面的摩擦力大小為:()
a.μmg; b.2μmg; c.3μmg;d.4μmg。
篇三:高一物理-三種常見(jiàn)的力(重力
常見(jiàn)的三種力學(xué)案 知識(shí)精解 一.力
1、定義:力是物體對(duì)物體的作用。
2、力的性質(zhì)
(1)物質(zhì)性:由于力是物體對(duì)物體的作用,所以力概念是不能脫離物體而獨(dú)立存在的,任意一個(gè)力必然與兩個(gè)物體密切相關(guān),一個(gè)是其施力物體,另一個(gè)是其受力物體。把握住力的物質(zhì)性特征,就可以通過(guò)對(duì)形象的物體的研究而達(dá)到了解抽象的力的概念之目的。
(2)矢量性:作為量化力的概念的物理量,力不僅有大小,而且有方向,在相關(guān)的運(yùn)算中所遵從的是平行四邊形定則,也就是說(shuō),力是矢量。把握住力的矢量性特征,就應(yīng)該在定量研究力時(shí)特別注意到力的方向所產(chǎn)生的影響,就能夠自覺(jué)地運(yùn)用相應(yīng)的處理矢量的“幾何方法”。
(3)瞬時(shí)性:力作用于物體必將產(chǎn)生一定的效果,物理學(xué)之所以十分注重對(duì)力的概念的研究,從某種意義上說(shuō)就是由于物理學(xué)十分關(guān)注力的作用效果。而所謂的力的瞬時(shí)性特征,指的是力與其作用效果是在同一瞬間產(chǎn)生的。把握住力的瞬時(shí)性特性,應(yīng)可以在對(duì)力概念的研究中,把力與其作用效果建立起聯(lián)系,在通常情況下,了解表現(xiàn)強(qiáng)烈的“力的作用效果”往往要比直接了解抽象的力更為容易。
(4)獨(dú)立性:力的作用效果是表現(xiàn)在受力物體上的,“形狀變化”或“速度變化”。而對(duì)于某一個(gè)確定的受力物體而言,它除了受到某個(gè)力的作用外,可能還會(huì)受到其它力的作用,力的獨(dú)立性特征指的是某個(gè)力的作
用效果與其它力是否存在毫無(wú)關(guān)系,只由該力的三要素來(lái)決定。把握住力的獨(dú)立性特征,就可以采用分解的手段,把產(chǎn)生不同效果的不同分力分解開分別進(jìn)行研究。
(5)相互性:力的作用總是相互的,物體a施力于物體b的同時(shí),物體b也必將施力于物體a。而兩個(gè)物體間相互作用的這一對(duì)力總是滿足大小相等,方向相互,作用線共線,分別作用于兩個(gè)物體上,同時(shí)產(chǎn)生,同種性質(zhì)等關(guān)系。把握住力的相互性特征,就可以靈活地從施力物出發(fā)去了解受力物的受力情況。
3、力的分類:
①按性質(zhì)分類:重力、彈力、摩擦力、分子力、電磁力、核力、安培力等(按現(xiàn)代物理學(xué)理論,物體間的相互作用分四類:長(zhǎng)程相互作用有引力相互作用、電磁相互作用;短程相互作用有強(qiáng)相互作用和弱相互作用。宏觀物體間只存在前兩種相互作用。)②按效果分類:拉力、壓力、支持力、動(dòng)力、阻力、向心力、浮力、回復(fù)力等 ③按研究對(duì)象分類:內(nèi)力和外力。
④按作用方式分類:重力、電場(chǎng)力、磁場(chǎng)力等為場(chǎng)力,即非接觸力,彈力、摩擦力為接觸力。說(shuō)明:性質(zhì)不同的力可能有相同的效果,效果不同的力也可能是性質(zhì)相同的。
4、力的作用效果:是使物體發(fā)生形變或改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài).
5、力的三要素是:大小、方向、作用點(diǎn).
6、力的圖示:用一根帶箭頭的線段表示力的三要素的方法。
7、力的單位:是牛頓,使質(zhì)量為1千克的物體產(chǎn)生1米/秒2加速度力的大小為 1牛頓. 二.重力
1、產(chǎn)生:重力是由于地球的吸引而使物體受到的力。
說(shuō)明:重力是由于地球的吸引而產(chǎn)生的力,但它并不就等于地球時(shí)物體的引力.重力是地球?qū)ξ矬w的萬(wàn)有引力的一個(gè)分力,另一個(gè)分力提供物體隨地球旋轉(zhuǎn)所需的向心力。由于物體隨地球自轉(zhuǎn)所需向心力很小,所以計(jì)算時(shí)一般可近似地認(rèn)為物體重力的大小等于地球?qū)ξ矬w的引力。
(1)重力的大?。褐亓Υ笮〉扔趍g,g是常數(shù),通常等于9.8n/kg.(說(shuō)明:物體的重力的大小與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及所處的狀態(tài)都無(wú)關(guān))
(2)重力的方向:豎直向下的.(說(shuō)明:不可理解為跟支承面垂直)
(3)重力的作用點(diǎn)—重心:重力總是作用在物體的各個(gè)點(diǎn)上,但為了研究問(wèn)題簡(jiǎn)單,我們認(rèn)為一個(gè)物體的重力集中作用在物體的一點(diǎn)上,這一點(diǎn)稱為物體的重心. ①質(zhì)量分布均勻的規(guī)則物體的重心在物體的幾何中心. ②不規(guī)則物體的重心可用懸線法求出重心位置.
說(shuō)明:(l)重心可以不在物體上.物體的重心與物體的形狀和質(zhì)量分布都有關(guān)系。重心是一個(gè)等效的概念。(2)有規(guī)則幾何形狀、質(zhì)量均勻的物體,其重心在它的幾何中心.質(zhì)量分布不均勻的物體,其重心隨物體的形狀和質(zhì)量分布的不同而不同。
(3)薄物體的重心可用懸掛法求得.
三、彈力
彈力:發(fā)生彈性形變的物體,由于要恢復(fù)原狀,對(duì)跟它接觸的物體會(huì)產(chǎn)生力的作用,這種力叫做彈力.(1)形變:物體形狀或體積的改變叫形變
在外力停止作用后,能夠恢復(fù)原狀的形變叫彈性形變,課本中提到的形變,一般都是指彈性形變。(1)彈力產(chǎn)生的條件: ①物體直接相互接觸; ②物體發(fā)生彈性形變.
(2)彈力的方向:跟物體恢復(fù)形狀的方向相同.
①一般情況:凡是支持物對(duì)物體的支持力,都是支持物因發(fā)生形變而對(duì)物體產(chǎn)生的彈力;支持力的方向總是垂直于支持面并指向被支持的物體.
②一般情況:凡是一根線(或繩)對(duì)物體的拉力,都是這根線(或繩)因?yàn)榘l(fā)生形變而對(duì)物體產(chǎn)生的彈力;拉力的方向總是沿線(或繩)的方向.
③桿一端受的彈力方向不一定沿桿的方向。
④彈力方向的特點(diǎn):由于彈力的方向跟接觸面垂直,面面結(jié)觸、點(diǎn)面結(jié)觸時(shí)彈力的方向都是垂直于接觸面的.(3)彈力的大?。?/p>
①與形變大小有關(guān),同一物體形變?cè)酱髲椓υ酱?/p>
②對(duì)有明顯形變的彈簧、橡皮條等物體,彈力的大小可以由胡克定律計(jì)算。
胡克定律可表示為(在彈性限度內(nèi)):f=kx,還可以表示成δf=kδx,即彈簧彈力的改變量和彈簧形變量的改變量成正比。
③一根張緊的輕繩上的張力大小處處相等。④可由力的平衡條件或牛頓運(yùn)動(dòng)定律求得
四、摩擦力
1、滑動(dòng)摩擦力:一個(gè)物體在另一個(gè)物體表面上存在相對(duì)滑動(dòng)的時(shí)候,要受到另一個(gè)物體阻礙它們相對(duì)滑動(dòng)的力,這種力叫做滑動(dòng)摩擦力.(1)產(chǎn)生條件: ①接觸面是粗糙; ②兩物體接觸面上有壓力; ③兩物體間有相對(duì)滑動(dòng).
(2)方向:總是沿著接觸面的切線方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反.(3)大小—滑動(dòng)摩擦定律
滑動(dòng)摩擦力跟正壓力成正比,也就跟一個(gè)物體對(duì)另一個(gè)物體表面的垂直作用力成正比。即f??fn其中的fn表示正壓力,不一定等于重力g。?為動(dòng)摩擦因數(shù),取決于兩個(gè)物體的材料和接觸面的粗糙程度,與接觸面的面積無(wú) 關(guān)。
2、靜摩擦力:當(dāng)一個(gè)物體在另一個(gè)物體表面上有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí),所受到的另一個(gè)物體對(duì)它的力,叫做靜摩擦力.
(1)產(chǎn)生條件:①接觸面是粗糙的;②兩物體有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì);③兩物體接觸面上有壓力.(2)方向:沿著接觸面的切線方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反.
(3)大?。红o摩擦力的大小與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的強(qiáng)弱有關(guān),趨勢(shì)越強(qiáng),靜摩擦力越大,但不能超過(guò)最大靜摩擦力,即0≤f≤fm,具體大小可由物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)結(jié)合動(dòng)力學(xué)規(guī)律求解。
必須明確,靜摩擦力大小不能用滑動(dòng)摩擦定律f=μfn計(jì)算,只有當(dāng)靜摩擦力達(dá)到最大值時(shí),其最大值一般可認(rèn)為等于滑動(dòng)摩擦力,既f(wàn)m=μfn
3、摩擦力與物體運(yùn)動(dòng)的關(guān)系
①摩擦力的方向總是與物體間相對(duì)運(yùn)動(dòng)(或相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì))的方向相反。而不一定與物體的運(yùn)動(dòng)方向相反。如:課本上的皮帶傳動(dòng)圖。物體向上運(yùn)動(dòng),但物體相對(duì)于皮帶有向下滑動(dòng)的趨勢(shì),故摩擦力向上。②摩擦力總是阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的。而不一定是阻礙物體的運(yùn)動(dòng)的。
如上例,摩擦力阻礙了物體相對(duì)于皮帶向下滑,但恰恰是摩擦力使物體向上運(yùn)動(dòng)。注意:以上兩種情況中,“相對(duì)”兩個(gè)字一定不能少。
這牽涉到參照物的選擇。一般情況下,我們說(shuō)物體運(yùn)動(dòng)或靜止,是以地面為參照物的。而牽涉到“相對(duì)運(yùn)動(dòng)”,實(shí)際上是規(guī)定了參照物。如“a相對(duì)于b”,則必須以b為參照物,而不能以地面或其它物體為參照物。③摩擦力不一定是阻力,也可以是動(dòng)力。摩擦力不一定使物體減速,也可能使物體加速。④受靜摩擦力的物體不一定靜止,但一定保持相對(duì)靜止。⑤滑動(dòng)摩擦力的方向不一定與運(yùn)動(dòng)方向相反
經(jīng)典例題
【例1】甲、乙兩拳擊動(dòng)員競(jìng)技,甲一拳擊中乙肩部,觀眾可認(rèn)為甲運(yùn)動(dòng)員(的拳頭)是施力物體,乙運(yùn)動(dòng)員(的肩部)是受力物體,似但在甲一拳打空的情況下,下列說(shuō)法中正確的是()a.這是一種只有施力物體,沒(méi)有受力物體的特殊情況 b.此時(shí)的受力物體是空氣 c.甲的拳頭、胳膊與自身軀干構(gòu)成相互作用的物體 d.以上說(shuō)法都不正確
★解析:力的作用是相互,同時(shí)存在著施力物體與受力物體,只要有力產(chǎn)生必然存在著施力物體與受力物體,甲運(yùn)動(dòng)員擊空了,但在其擊拳過(guò)程中,其拳頭、胳膊與軀干的相互作用系統(tǒng)內(nèi)由于相互作用而產(chǎn)生力,故選c. 【例2】關(guān)于力的敘述中正確的是(c)a.只有相互接觸的物體間才有力的作用 b.物體受到力作用,運(yùn)動(dòng)狀態(tài)一定改變 c.施力物體一定受力的作用
d.豎直向上拋出的物體,物體豎直上升,是因?yàn)樨Q直方向受到升力的作用
重力實(shí)際上是物體與地球間的萬(wàn)有引力的一部分(另一部分為物體繞地球旋轉(zhuǎn)所需要的向心力)重力是非接觸力。非特別說(shuō)明,凡地球上的物體均受到重力。
重力的大?。篻?mg,g為當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭?9.8n/kg,且隨緯度和離地面的高度而變。(赤道上最小,兩極最大;離地面越高,g越小。在地球表面近似有:g【例3】關(guān)于重力的說(shuō)法正確的是(c)a.物體重力的大小與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān),當(dāng)物體處于超重狀態(tài)時(shí)重力大,當(dāng)物體處于失重狀態(tài)時(shí),物體的重力小。
b.重力的方向跟支承面垂直 c.重力的作用點(diǎn)是物體的重心 d.重力的方向是垂直向下
★解析:物體無(wú)論是處于超重或失重狀態(tài),其重力不變,只是視重發(fā)生了變化,物體的重力隨在地球上的緯度變化而變化,所以 a錯(cuò).重力的方向是豎直向下,不可說(shuō)為垂直向下,垂直往往給人們一種暗示,與支承面垂直,重力的方向不一定很支承面垂直,如斜面上的物體所受重力就不跟支承面垂直.所以db錯(cuò).重心是重力的作用點(diǎn),所以c對(duì).
【例4】下面關(guān)于重力、重心的說(shuō)法中正確的是()a.風(fēng)箏升空后,越升越高,其重心也升高 b.質(zhì)量分布均勻、形狀規(guī)則的物體的重心一定在物體上 c.舞蹈演員在做各種優(yōu)美動(dòng)作的時(shí),其重心位置不斷變化 d.重力的方向總是垂直于地面
★解析:實(shí)際上,一個(gè)物體的各個(gè)部分都受到重力,重心的說(shuō)法是從宏觀上研究重力對(duì)物體的作用效果時(shí)而引入的一個(gè)概念,重心是指一個(gè)點(diǎn)(重力的作用點(diǎn))。由此可知,重心的具體位置應(yīng)該由物體的形狀和質(zhì)量分布情況決定,也就是說(shuō)只要物體的形狀和質(zhì)量分布情況不變,重心與物體的空間位置關(guān)系就保持不變。重心可能在物體外,也可能在物體內(nèi),對(duì)具有規(guī)則集合形狀質(zhì)量均勻分布的物體,重心在物體的幾何中心上。物體位置升高,其重心也跟著升高,根據(jù)以上分析可以判斷選項(xiàng)a、c是正確的,選項(xiàng)b是錯(cuò)誤的。重力的方向是“豎直向下”的,要注意“豎直向下”與“垂直于地面”并不完全相同,所以選項(xiàng)d的說(shuō)法是錯(cuò)誤的。
【例5】下面關(guān)于物體重心的說(shuō)法中正確的是(a)a.汽車上的貨物卸下后,汽車的重心位置降低了
b.物體在斜面上上滑時(shí),物體的重心相對(duì)物體的位置降低了 c.對(duì)于有規(guī)則幾何形狀的物體,重心一定在物體的幾何中心
d.對(duì)于重力一定的物體,無(wú)論其形狀如何變化,其重心位置不變
【例6】如圖所示,有一等邊三角形abc,在b、c兩點(diǎn)各放一個(gè)質(zhì)量為m的小球,在a處放一個(gè)質(zhì)量為2m的小球,求這三個(gè)球所組成的系統(tǒng)的重心在何處. m1m2 ?mg)r2 ★解析:根據(jù)題意,可先求出b、c兩球的重心,由于b、c兩球質(zhì)量相等,故它們的重心在b、c連線的中點(diǎn)d處,質(zhì)量等效為2m。接著再將這個(gè)2m的等效球與a一起求重心,顯然它們?cè)赼、d連線的中點(diǎn)e處(圖略)。
假設(shè)法。將與研究對(duì)象接觸的物體,逐一移走,如果研究對(duì)象的狀態(tài)發(fā)生變化,表示它們之間有彈力;如果狀態(tài)無(wú)變化表示它們之間無(wú)彈力。m m 【例7】在圖中,a、b(a、b均處于靜止?fàn)顟B(tài))間一定有彈力的是(b)aab aab a bcd(1)根據(jù)物體的形變方向判斷:彈力方向與物體形變方向相反,作用在迫使這個(gè)物體形變的那個(gè)物體上。①?gòu)椈蓛啥说膹椓Ψ较蚴桥c彈簧中心軸線相重合,指向彈簧恢復(fù)原狀方向; ②輕繩的彈力方向沿繩收縮的方向,離開受力物體;
③面與面,點(diǎn)與面接觸時(shí),彈力方向垂直于面(若是曲面則垂直于切面),且指向受力物體. ④球面與球面的彈力沿半徑方向,且指向受力物體. ⑤輕桿的彈力可沿桿的方向,也可不沿桿的方向。
(2)根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)情況。利用平衡條件或動(dòng)力學(xué)規(guī)律判斷. 【例8】如圖所示中的球和棒均光滑,試分析它們受到的彈力。
【例9】如圖所示,光滑但質(zhì)量分布不均的小球的球心在o,重心在p,靜止在豎直墻和桌邊之間。試畫出小球所受彈力。b 【例10】如圖所示,重力不可忽略的均勻桿被細(xì)繩拉住而靜止,試畫出桿所受的彈力。
第四篇:力的分解教學(xué)設(shè)計(jì)
必修一第三章第五節(jié)《力的分解》教學(xué)設(shè)計(jì)
蘇州新區(qū)第一中學(xué)
袁啟林
(一)、教學(xué)過(guò)程
一、教學(xué)目標(biāo)
1、理解力的分解的概念,強(qiáng)化“等效替代”的物理思想。
2、理解力的分解是力的合成的逆運(yùn)算。
3、初步掌握一般情況下力的分解要根據(jù)力的作用效果來(lái)確定分力的方向。
4、會(huì)用作圖法和直角三角形的知識(shí)求分力。
5、嘗試運(yùn)用力的分解解決一些日常生活中的有關(guān)物理問(wèn)題,有將物理知識(shí)應(yīng)用于生活和生產(chǎn)實(shí)踐的意識(shí)。
6、能區(qū)別矢量和標(biāo)量,知道三角形定則,了解三角形定則與平行四邊形定則實(shí)質(zhì)是一樣的。
二、教學(xué)重點(diǎn)
力的作用效果分解方法
三、教學(xué)難點(diǎn)
分析力的作用效果
四、實(shí)驗(yàn)器材
電子臺(tái)秤、木塊、鉤碼、細(xì)線、長(zhǎng)條狀三合板、膠帶紙、筆
五、課時(shí)安排 1課時(shí)
六、教學(xué)設(shè)計(jì)
[知識(shí)回顧]
1、什么是合力,什么是分力,什么是力的合成?
若一個(gè)力產(chǎn)生的效果與幾個(gè)力共同作用的效果相同,那么這個(gè)力就叫做那幾個(gè)力的合力,那幾個(gè)力就叫做這個(gè)力的分力。求幾個(gè)力的合力的過(guò)程叫力的合成。
例如:兩個(gè)孩子拎水桶的力F1、F2和大人拎水桶的力F效果相同,F(xiàn)1、F2就是F的分力,而F是F1、F2的合力。
2、力的合成遵從什么法則?平行四邊形定則。(請(qǐng)學(xué)生板書,畫出圖形,并作說(shuō)明)[新課引入] 提出問(wèn)題:我們?cè)谘芯繂?wèn)題的過(guò)程中是否可以用合力來(lái)替代分力? 合力與分力作用效果相同當(dāng)然可以用合力替代分力,等效替代的思想就是我們研究力的合成的目的。
既然合力可以替代分力,那么分力能不能等效替代合力呢?
顯然是可以的。在研究問(wèn)題的過(guò)程中,我們也常用幾個(gè)分力等效替代合力,本節(jié)課我們就一起來(lái)研究這個(gè)問(wèn)題。
[新課教學(xué)]
1、定義:求一個(gè)已知力的分力叫力的分解。
2、分解的法則:
力的分解是力的合成的逆運(yùn)算,也遵從平行四邊形定則。
思考1:不加限制一個(gè)力分解有幾組解?(有無(wú)數(shù)對(duì)大小方向不同的解)在實(shí)際問(wèn)題中不可能隨意的進(jìn)行力的分解,那又該如何處理呢?
3、效果分解法
通常是按照力的實(shí)際效果進(jìn)行分解的,先確定力的實(shí)際效果,從而確定分力的方向,再根據(jù)平行四邊形定則確定分力的大小。
實(shí)例分析1:已知放在水平面上的物體,受到與水平方向成θ角的拉力F 的作用(圖3_5_1),從力的作用效果看,應(yīng)該怎樣將F分解?如何求分力?
演示實(shí)驗(yàn):將一端固定有細(xì)繩的木塊放置在臺(tái)秤上,使細(xì)繩與水平方向成θ角,拉物體(說(shuō)明臺(tái)秤示數(shù)即為物體對(duì)臺(tái)秤的壓力大?。?/p>
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:物體向前滑的同時(shí),臺(tái)秤示數(shù)減小
效果分析:臺(tái)秤示數(shù)減小說(shuō)明該力有向上的效果,使物體與接觸面間壓力減小;物體由靜止開始向右運(yùn)動(dòng),說(shuō)明該力有向水平右拉的效果。
分力方向:水平向右
豎直向上
作圖求解:按作圖法進(jìn)行求解(圖略)。計(jì)算求解:用直角三角形知識(shí)求解。
豎直向上的分力F1?Fsin?
水平向右的分力F2?Fcos?(如圖3_5_2)思考2:若斜向下推(圖3_5_3),如何分解? 和拉時(shí)一樣實(shí)驗(yàn)和分析。
聯(lián)系實(shí)際:課本中的拖拉機(jī)拉耙,日常清潔時(shí)拖地
實(shí)例分析2:已知放在斜面上的物體所受重力為G,斜面傾角為θ,重力G產(chǎn)生怎樣的作用效果?如何分解重力?(圖3_5_4)演示實(shí)驗(yàn):將木塊放置在與傾斜的三合板上,釋放木塊 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:物體下滑的同時(shí),木板發(fā)生了形變
效果分析:重力具有使物體沿斜面下滑的效果和使物體緊壓斜面的效果 分力方向:沿斜面向下和垂直于斜面向下 計(jì)算求解:
沿斜面向下的分力F1?Gsin?(圖3_5_5)垂直斜面向下的分力F2?Gcos?
思考3:F2是不是物體對(duì)斜面的壓力呢? 確定一個(gè)物體的受力情況時(shí),應(yīng)由一個(gè)物體對(duì)另一個(gè)物體的作用出發(fā)。物體對(duì)斜面對(duì)壓力是物體作用在斜面上的,而F2是作用在物體上的,兩個(gè)力根本不同
注:分力F1、F2都不是實(shí)際存在的力,而是我們求出來(lái)的與力F等效的分力。在研究問(wèn)題的時(shí)候,分力可以替代合力,但是分力和合力不能重復(fù)考慮。
思考4:當(dāng)θ角變大時(shí),兩分力大小如何變化?若變小呢? θ增大,則F1增大、F2減?。沪葴p小,反之
聯(lián)系實(shí)際:生活中高大的橋,都有很長(zhǎng)的引橋;盤山公路;滑梯等。實(shí)例分析3:可自由轉(zhuǎn)動(dòng)的輕桿AC和BC,BC桿水平。在它們的連接處C點(diǎn)施加一個(gè)豎直向下的力F,力F的作用效果怎樣?如何分解F?(圖3_5_6)體驗(yàn)實(shí)驗(yàn):利用膠帶紙、筆和手掌快速構(gòu)成類似的結(jié)構(gòu),在C點(diǎn)施加向下的拉力,由手的感覺(jué)來(lái)體會(huì)力F的效果
效果分析:F拉伸AC桿,壓迫BC桿
分力方向:沿AC拉伸的方向和BC被壓迫的方向 計(jì)算求解:如圖3_5_7 沿AC桿的分力F1?F沿BC桿的分力F2?Fsin?tan?
改變?cè)摻Y(jié)構(gòu),效果相同,但分力的大小和方向都會(huì)改變 聯(lián)系實(shí)際:路燈的支架等。[總結(jié)力的效果分解法步驟]:(1)分析力的作用效果;(2)跟據(jù)力的作用效果定分力的方向;(畫兩個(gè)分力的方向)(3)用平行四邊形定則定分力的大小;(把力F作為對(duì)角線,畫平行四邊形得分力)(4)據(jù)三角形知識(shí)求分力的大小和方向.4、矢量相加的法則
力是矢量,力的合成遵從平行四邊形定則(畫出示意圖)
位移也是矢量,一個(gè)人從A走到B,再?gòu)腂走到C發(fā)生的位移分別是AB和BC記為X1和X2,那么合位移呢?不是分位移的算術(shù)和,而是AC。
合位移和分位移的關(guān)系是什么?(畫出示意圖)兩個(gè)矢量首尾相接,從第一個(gè)矢量始端指向第二個(gè)矢量末端的有向線段就表示合矢量的大小和方向,這種方法叫三角形定則。位移的合成遵從三角形定則。
三角形定則和平行四邊形定則有沒(méi)有什么聯(lián)系呢?(進(jìn)行平移,觀察圖形)實(shí)質(zhì)相同
[小結(jié)]矢量相加都遵從平行四邊形定則和三角形定則
矢量:有大小,也有方向,相加時(shí)遵從平行四邊形定則或三角形定則的物理量 標(biāo)量:有大小,沒(méi)有方向,相加時(shí)遵從算術(shù)運(yùn)算法則 [課堂小結(jié)]
1、力的分解遵從平行四邊形定則
2、力的效果分解法
(1)據(jù)力的作用效果定分力的方向;(2)用平行四邊形定則定分力的大小;(3)據(jù)三角形知識(shí)求分力的大小和方向.3、矢量(加、減)運(yùn)算法則(1)、法則:平行四邊形定則
(或三角形定則)(2)、矢量:有大小,又有方向,運(yùn)算時(shí)遵守平行四邊形定則
(或三角形定則)
[布置作業(yè)] 課本66頁(yè)問(wèn)題與練習(xí)1~3。
做一做:兩個(gè)人把一根繩子緊緊拉直,這時(shí)一個(gè)人在繩子中間只要輕輕一拉就可以把兩個(gè)人拉動(dòng)。課后做一做,并解釋一下原因。
(二)、教學(xué)設(shè)計(jì)說(shuō)明
力的合成和力的分解是運(yùn)用“等效替代”的思想來(lái)研究力學(xué)問(wèn)題的重要手段,是高中物理的基礎(chǔ)內(nèi)容。在力的合成的基礎(chǔ)上,對(duì)力的分解概念和分解法則,學(xué)生是不難理解的。與力的合成相比,力的分解不是惟一的,究竟怎樣分解的問(wèn)題,顯然是本節(jié)的重點(diǎn)。考慮到今后應(yīng)用過(guò)程中的大部分問(wèn)題都是根據(jù)力的實(shí)際作用效果進(jìn)行分解,因此本節(jié)課重點(diǎn)就放在這種分解方法上。力作用在物體上可以產(chǎn)生什么效果,學(xué)生缺乏感性認(rèn)識(shí),如何通過(guò)實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生體驗(yàn)、感受、認(rèn)識(shí)、理解力的作用效果,就成了這節(jié)課的重要環(huán)節(jié)。
課本是從拖拉機(jī)拉耙的事例引入力的分解的概念,由于大部分學(xué)生對(duì)拖拉機(jī)拉耙的情形沒(méi)有見(jiàn)過(guò),缺少感性認(rèn)識(shí),所以,設(shè)計(jì)了在復(fù)習(xí)力的合成的基礎(chǔ)上,從等效替代的思想入手引入新課,這樣既比較自然,也強(qiáng)化了等效替代的思想。
關(guān)于力的效果分解法,課本中只舉了斜面上的物體的重力分解這一個(gè)事例,為了強(qiáng)化這部分內(nèi)容,設(shè)計(jì)時(shí)選擇了三個(gè)事例,并且對(duì)每一個(gè)事例均設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生能觀察到或親身體會(huì)到力產(chǎn)生的效果。第一個(gè)事例,選擇了與拖拉機(jī)拉耙相近的在水平面上拉物體的問(wèn)題,不僅常見(jiàn)也可用電子秤進(jìn)行演示,將會(huì)收到很好的效果。膠帶紙和筆做的體驗(yàn)實(shí)驗(yàn),學(xué)生手頭都有,不需要做準(zhǔn)備,每個(gè)學(xué)生都可以做,而且效果非常明顯,也會(huì)在學(xué)生頭腦中留下深刻的映像的。事例后面聯(lián)系實(shí)際的應(yīng)用問(wèn)題,不僅可以鞏固所學(xué)的知識(shí),還可以學(xué)以致用,讓學(xué)生體會(huì)物理的重要性,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。
由于初次接觸力的分解問(wèn)題,重點(diǎn)是學(xué)習(xí)力的效果分解法,所以,沒(méi)有必要介紹正交分解法,也不要急于讓學(xué)生用力的分解處理靜力學(xué)問(wèn)題,更不要急于討論分解不惟一的各種情況,以免增加學(xué)生學(xué)習(xí)上的難度。
本節(jié)課設(shè)計(jì)理念是加強(qiáng)實(shí)驗(yàn),重視學(xué)生過(guò)程的體驗(yàn),有利于三維目標(biāo)的達(dá)成。
(三)、教學(xué)后記
本節(jié)課的教學(xué)設(shè)計(jì),強(qiáng)調(diào)學(xué)生的感知和體驗(yàn),把抽象的問(wèn)題形象化,可以有效的突破教學(xué)難點(diǎn)。對(duì)教材的處理也比較合理,既體現(xiàn)了新課程的教學(xué)理念,又改進(jìn)了教材中實(shí)驗(yàn)的不足。在蘇州市區(qū)的教學(xué)研討課上也獲得了同行的高度評(píng)價(jià),同行們一致認(rèn)為課堂結(jié)構(gòu)合理,重點(diǎn)突出,利用實(shí)驗(yàn)突破難點(diǎn)效果非常明顯。當(dāng)然,也有老師提出,這節(jié)課的容量還是較大的,如果把這節(jié)內(nèi)容設(shè)計(jì)兩課時(shí),矢量相加的法則放在第二課時(shí),本節(jié)課重點(diǎn)討論力的效果分解法,可以再多舉一些事例,如把布置課后讓學(xué)生“做一做”的實(shí)驗(yàn)直接在課堂上讓學(xué)生做一做,效果可能會(huì)更好一些。本人認(rèn)為這些建議是合理的,我們將在今后的教學(xué)中做一定的嘗試。
第五篇:《力的分解》教學(xué)設(shè)計(jì)
《力的分解》教學(xué)設(shè)計(jì)
教材分析:
力的分解與力的合成是解決物理問(wèn)題的一種方法,平行四邊形定則(或三角形定則)是矢量運(yùn)算的工具,它們是高中物理的基石。本節(jié)內(nèi)容介紹力的分解同樣遵守平行四邊形定則。通過(guò)例題讓學(xué)生知道一個(gè)已知力可根據(jù)實(shí)際作用效果來(lái)進(jìn)行分解,最后指出矢量相加的法則—平行四邊形定則或三角形定則。教學(xué)對(duì)象分析:
對(duì)剛進(jìn)入高中的學(xué)生,仍處于從形象思維向抽象邏輯思維的過(guò)渡時(shí)期,分析能力、概括能力、作圖能力、運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問(wèn)題的能力有待培養(yǎng)。學(xué)生對(duì)于本節(jié)內(nèi)容的困惑主要有:分力是否真實(shí)存在?如何正確分解一個(gè)已知力?學(xué)生對(duì)物理量的矢量意識(shí)還有待加強(qiáng)。教學(xué)目標(biāo): 知識(shí)與技能
1.了解分力的概念,明白力的分解是力的合成的逆運(yùn)算。
2.會(huì)用平行四邊形定則作圖并能計(jì)算。3.能用力的分解分析生產(chǎn)生活中的問(wèn)題。過(guò)程與方法
1.強(qiáng)化“等效替代”的思想。
2.掌握根據(jù)力的作用效果進(jìn)行分解的方法。情感態(tài)度與價(jià)值觀
培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析、概括能力。培養(yǎng)學(xué)生將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐的意識(shí)和習(xí)慣。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)
1.理解力的分解是力的合成的逆運(yùn)算,利用平行四邊形進(jìn)行力的分解。2.根據(jù)力的作用效果來(lái)確定分力。如何判斷力的作用效果?
依據(jù)如下:學(xué)生在物理情境變化時(shí),不能自覺(jué)應(yīng)用“等效思想”解決問(wèn)題。雖然已學(xué)“力的合成”,但對(duì)“分力是否真實(shí)存在?如何正確分解一個(gè)已知力?”會(huì)感到困惑。因此在“等效思想”上理解力的分解是力的合成的逆運(yùn)算應(yīng)是教學(xué)重點(diǎn)。按力的作用效果來(lái)分解一個(gè)力學(xué)生往往感到抽象,如何判斷力的作用效果這是教學(xué)難點(diǎn)。教學(xué)策略與手段
首先以提起木塊簡(jiǎn)要復(fù)習(xí)力的合成,通過(guò)一個(gè)小游戲引入新課,激發(fā)起學(xué)生學(xué)習(xí)新課的興趣。由于學(xué)生初次接觸力的分解知識(shí),引入從學(xué)生熟悉的直觀事例—拉橡皮筋出發(fā),使學(xué)生在已有的合力、力的合成基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)分力和力的分解,通過(guò)知識(shí)的前后比較,更容易接受和理解分力、合力的等效性。讓學(xué)生領(lǐng)悟用幾個(gè)分力替代一個(gè)力與用合力替代幾個(gè)已知分力都是為了解決實(shí)際問(wèn)題方便使用的一種手段,實(shí)際上并沒(méi)有改變物體原來(lái)的受力情況。
為了突破難點(diǎn),本節(jié)課上采用實(shí)驗(yàn)、討論、講授相結(jié)合,通過(guò)學(xué)生親自體驗(yàn),讓學(xué)生留下深刻的印象。所例舉例題按提出問(wèn)題—猜想—實(shí)驗(yàn)探索—討論—得出結(jié)論的模式,猜想、實(shí)驗(yàn)探索環(huán)節(jié)由學(xué)生完成,實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證由教師或?qū)W生來(lái)完成,結(jié)論則是在教師引導(dǎo)下由師生共同完成。在教學(xué)過(guò)程中重視學(xué)生的參與,讓他們?cè)诮處熕鶆?chuàng)設(shè)的情境中充滿激情地主動(dòng)學(xué)習(xí)。教學(xué)過(guò)程 復(fù)習(xí)提問(wèn)
如圖1所示,用兩根繩將 木塊懸掛在天花板上,兩繩對(duì) 木塊的拉力分別是F1、F2;也 可以用一根繩子把木塊懸掛起 來(lái),繩對(duì)木塊的拉力為F,那么 拉力F、F1、F2中哪一個(gè)力可以
叫做另兩個(gè)力的合力?判斷的根據(jù)是什么? 引入新課
請(qǐng)兩名力氣大的男生上臺(tái)進(jìn)行拔河比賽,相持不下時(shí),請(qǐng)一位女生上講臺(tái)將這兩個(gè)男生拉動(dòng)。教師指導(dǎo)讓女生在繩子中間用力一拉,將這兩們“大力士”都拉動(dòng)了?這是為什么?讓我們今天來(lái)學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容。新課教學(xué)
1分力及力的分解
【觀察分析】將橡皮筋固定在豎直木板上,如圖2所示,用力F向下拉系在橡皮筋上的細(xì)繩,在木板上記下結(jié)點(diǎn)位置O和兩段橡皮筋OA和OB的方向。
在拉力F的作用下,橡皮 筋OA、OB都發(fā)生了形變—伸 長(zhǎng),說(shuō)明力F產(chǎn)生了兩個(gè)作用 效果,這兩個(gè)作用效果相當(dāng)于 兩個(gè)分別沿AO、BO的拉力產(chǎn) 生,我們可以用這兩個(gè)沿橡皮 筋方向的拉力F1、F2替代力F的 作用效果而保持不變。
【實(shí)驗(yàn)演示】用兩手分別拉系在橡皮筋上的兩根繩子,讓繩子分別沿AO、BO方向,調(diào)整拉力大小,可讓橡皮筋仍達(dá)到O點(diǎn)。
如果一個(gè)力產(chǎn)生的效果跟幾個(gè)力共同作用產(chǎn)生的效果相同,這個(gè)力就叫那幾個(gè)力的合力。現(xiàn)在通過(guò)剛才的實(shí)驗(yàn)又清楚看到與之相反的另一種情況:兩個(gè)力共同作用產(chǎn)生的效果與原來(lái)那一個(gè)力作用時(shí)產(chǎn)生的效果相同。則這兩個(gè)力叫做原來(lái)那一個(gè)力的分力。即如果幾個(gè)力共同作用在某物體上產(chǎn)生的效果跟原來(lái)一個(gè)力作用時(shí)產(chǎn)生的效果相同,這幾個(gè)力就叫做原來(lái)那個(gè)力的分力。
教師強(qiáng)調(diào)分力定義中的“原來(lái)”二字說(shuō)明一個(gè)力跟它的幾個(gè)分力并不同時(shí)作用在物體上。一個(gè)力跟它的分力是種等效替代關(guān)系。求與一個(gè)已知力等效的分力,我們就稱為力的分解。
我們知道無(wú)論有多少個(gè)共點(diǎn)力都可以用一個(gè)合力來(lái)等效替代,即力的合成是唯一的,那么力的分解是否也是唯一的呢?
2力的分解法則
【學(xué)生思考】請(qǐng)比較圖2的實(shí)驗(yàn)和上節(jié)課“探究合力與分力的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論?!拘〗Y(jié)】這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)都是利用橡皮筋的伸長(zhǎng)量量度力的作用效果。如果把圖2的實(shí)驗(yàn)步驟顛倒一下就成為“探究合力與分力的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)。可見(jiàn)力的分解同樣遵守平行四邊形定則。教師在圖2上畫出分解拉力F的示意圖。
【學(xué)生實(shí)驗(yàn)】如圖3,學(xué)生探究用兩個(gè)彈簧秤將 橡皮筋的結(jié)點(diǎn)拉到O,比較兩個(gè)拉力的大小和方向發(fā) 現(xiàn)可以用多組不同的力達(dá)到相同的效果。
可見(jiàn)力的合成是唯一的,但力的分解卻不是唯一 的。如果沒(méi)有條件限制,對(duì)于同一對(duì)角線,可以做出無(wú)數(shù)個(gè)不同的平行四邊形。那么在實(shí)際應(yīng)用中怎樣分解一個(gè)已知力?從拉橡皮筋的例子看,我們是按力對(duì)橡皮筋的實(shí)際作用效果分解的,這種分解是否有普遍意義呢?請(qǐng)看下面的例子:
例1:如圖4,傾角為θ的斜面上放有一個(gè)物體,該物體受到的重力G能對(duì)物體產(chǎn)生哪些效果?請(qǐng)按作用效果分解重力。
【學(xué)生實(shí)驗(yàn)】在水平伸出的手掌上放一本書,然后例手傾斜至?xí)禄?/p>
【教師講授】書平放在平伸的手掌上時(shí),書所受的重力產(chǎn)生了一個(gè)使它緊壓手掌的作用效果。當(dāng)手掌傾斜時(shí),書對(duì)手掌的作用效果類似于置于斜面上的物體對(duì)斜面的作用效果,我們除感到手掌受到壓力外,還明顯感到書在沿手掌下滑,說(shuō)明這時(shí)重力產(chǎn)生了兩個(gè)作用效果:使書沿手掌下滑和使書緊壓手掌。因此,重力G可以分解為這樣兩個(gè)分力:平行于斜面的下滑力F1和垂直于手掌向下的力F2如圖5。F1=GSinθ,F2=GCosθ。
注意引導(dǎo)學(xué)生區(qū)分重力垂直斜面方向的分力與物體對(duì)斜面的壓力。
【學(xué)生練習(xí)】為什么高大的立交橋要建有很長(zhǎng)的引橋?
例2:如圖6,兩塊擋板夾一小球,將小球的重力按作用效果進(jìn)行分解?
【教師演示】如圖7所示,將兩塊擋板和球之間墊上海綿,請(qǐng)學(xué)生觀察海綿的形變情況。重力G產(chǎn)生了兩個(gè)效果:分別垂直壓向兩板的力F1=G/Sinθ,F2=GCotθ,如圖8所示。
例3:如圖9所示:在豎直墻上固定一個(gè)輕支架,橫桿OA垂直于墻壁,斜桿OB與墻的夾角為θ,在支架的O點(diǎn)掛有一個(gè)重G的物體,怎樣確定桿的受力方向?
【學(xué)生實(shí)驗(yàn)】每?jī)蓚€(gè)學(xué)生一組,在座位上,一人右手(或左手要叉腰,另一人向下拉他的肘部,然后交換,體會(huì)拉力對(duì)手臂產(chǎn)生的兩個(gè)作用效果。
【教師講授】豎直向下的拉力對(duì)兩支架產(chǎn)生了沿桿方向的兩個(gè)作用效果,使上桿受拉,下桿受壓。由于是輕桿,拉力F可沿上述兩個(gè)方向分解為兩個(gè)分力F1=F/Cosθ,F2=Ftanθ,我們可用F1、F2等效替代拉力F對(duì)支架的作用。通過(guò)剛才的例題,同學(xué)們要掌握按力的作用效果進(jìn)行分解力的方法:先根據(jù)力的實(shí)際作用 效果確定分力的方向,再根據(jù)平行四邊形定則 求出分力的大小。
剛才女生拉動(dòng)男生的奧秘也跟力的分解有 關(guān):如圖11,女生用較小的力就能沿繩的方 向產(chǎn)生兩個(gè)較大力,所以可以拉動(dòng)男生。
力的合成與分解遵循平行四邊形定則,所有的矢量合成與分解都遵循平行四邊形定則,但我們還可以從另一個(gè)角度看待平行四邊形定則,有時(shí)候處理問(wèn)題會(huì)更簡(jiǎn)便、直觀。
3三角形定則
如圖12所示,矢量AB和矢量BC在合成時(shí),構(gòu)成了 一個(gè)三角形ABC,把兩個(gè)矢量首尾相接從而求出合矢量的 方法,叫做三角形定則。從圖12可以看出三角形定則與平行四邊形實(shí)質(zhì)是一樣的。
矢量:既有大小又有方向,相加時(shí)遵從平行四邊形定則(或三角形定則)的物理量。標(biāo)量:只有大小沒(méi)有方向,求和時(shí)按照算術(shù)法則相加的物理量。例4:如圖13所示,物體受F1、F2、F3三個(gè)力的作用,則這3個(gè)力的合力有多大?(0N)
課堂小結(jié)
本節(jié)課主要學(xué)習(xí)了力的分解知識(shí),同學(xué)們分力與合力概念的區(qū)別,力的分解與力的合成區(qū)別。尤其注意按實(shí)際效果將一個(gè)已知力分解是進(jìn)行力的分解的一種重要方法,要逐步掌握并應(yīng)用它去分析和解決實(shí)際問(wèn)題。對(duì)于位移、速度、力等概念要有矢量意識(shí),能自覺(jué)應(yīng)用平行四邊形定則(或三角形定則)進(jìn)行矢量運(yùn)算。作業(yè)設(shè)計(jì) 鞏固練習(xí)
1.如圖14,放在水平地面上的物體受到一個(gè) 斜向上方的拉力F的作用,且F與水平方向成 θ角,請(qǐng)按作用效果將力F分解?
通過(guò)此題讓學(xué)生練習(xí)按力的作用效果分解力,并能用數(shù)學(xué)中的三角函數(shù)來(lái)表示力的大小。2.為什么刀刃的夾角越小越鋒利?請(qǐng)用力的分解知識(shí)進(jìn)行解釋。請(qǐng)你再舉兩個(gè)日常生活中應(yīng)用力的分解的實(shí)例。
通過(guò)此題讓學(xué)生利用本堂課所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題,體會(huì)物理從生活中來(lái)。課外作業(yè)
《優(yōu)化學(xué)案》 P76(1-6題)
家庭作業(yè)的布置既要能鞏固學(xué)生本堂課所學(xué)內(nèi)容,又要略有所拔高。但考慮到學(xué)生的學(xué)情,不易太難,因此選了四個(gè)概念辨析題、一個(gè)填空題、一個(gè)計(jì)算題。