第三章 相互作用学案.docx
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第三章相互作用学案
高中物理必修1教学案
课题:
§3-1重力 基本相互作用
一、学习目标
1.知道力的概念及矢量性,会作力的图示.
2.了解重力产生的原因,会确定重力的大小和方向,理解重心的概念.
3.了解自然界中四种基本相互作用.
二、知识要点
一、力和力的图示
1.运动状态的变化:
只要一个物体的速度变化了,不管是速度的大小还是速度的方向改变了,物体的运动状态就发生变化.
2.力的作用效果:
力能使物体的运动状态或形状发生改变.
3.力是物体与物体之间的相互作用;力是矢(填“矢”或“标”)量,不但有大小,而且有方向.
4.力的图示:
可以用带箭头的线段表示力.线段按一定比例(标度)画出,它的长短表示力的大小,它的指向表示力的方向,箭尾(或箭头)表示力的作用点,线段所在的直线叫做力的作用线.
5.力的示意图:
只需要表示出力的方向和作用点的线段.
二、重力及四种基本相互作用
1.重力定义:
由于地球的吸引而使物体受到的力,叫做重力.
2.大小:
G=mg.
3.方向:
总是竖直向下.
4.重心:
一个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作用集中于一点,这一点叫做物体的重心.形状规则、质量均匀分布的物体的重心在几何中心上.
5.四种基本相互作用是:
万有引力、电磁相互作用、强相互作用和弱相互作用三、学习探究区
一、力和力的图示
[问题设计]
做一做以下实验,看看会发生什么现象,总结力有哪些作用效果.
(1)小钢球在较光滑的玻璃板上做直线运动,在小钢球的正前方放一磁铁(如图1),小钢球靠近磁铁时;
(2)在与小钢球运动方向垂直的位置放一块磁铁(如图2);
图1 图2
(3)分别用手拉和压弹簧.
[要点提炼]
1.力的特性
(1)力的物质性:
力是物体间的相互作用,力不能脱离物体而独立存在.我们谈到一个力时,一定同时具有受力物体和施力物体.
(2)力的相互性:
力总是成对出现的.施力物体同时又是受力物体,受力物体同时又是施力物体.
(3)矢量性:
力不仅有大小而且有方向.
2.力的作用效果:
改变物体的运动状态或使物体发生形变.
3.力的表示方法
(1)力的图示:
用一条带箭头的线段(有向线段)来表示力.
①线段的长短(严格按标度画)表示力的大小;②箭头指向表示力的方向;③箭尾(或箭头)常画在力的作用点上(在有些问题中为了方便,常把物体用一个点表示).
(2)力的示意图:
只表示力的方向和作用点.
[延伸思考]
是否只有接触的物体之间才有力的作用?
举例说明.
二、重力
[问题设计]
秋天到了,金黄的树叶离开枝头总是落向地面;高山流水,水总是由高处流向低处;无论你以多大的速度跳起,最终总会落到地面上…….试解释产生上述现象的原因.
[要点提炼]
1.产生原因:
重力是由于地球的吸引而使物体受到的力.但不能说成“重力就是地球对物体的吸引力”.
2.大小:
G=mg,g为重力加速度,g=9.8m/s2,同一地点,重力的大小与质量成正比,不同地点因g值不同而不同.(注意:
重力的大小与物体的运动状态无关,与物体是否受其他力无关)
3.方向:
重力的方向总是竖直向下的(竖直向下不是垂直于支撑面向下,也不是指向地心).
4.作用点:
在重心上.
(1)重心是物体各部分所受重力的等效作用点,并非物体的各部分重力都作用于重心.
(2)重心位置与质量分布和物体形状有关,质量分布均匀、形状规则的物体的重心在物体的几何中心上.重心可以不在(填“可以不在”或“一定在”)物体上.
四、典型例题
一、对力的概念的理解
例1 下列关于力的说法中正确的是( )
A.甲用力把乙推倒,说明甲对乙有力的作用,乙对甲没有力的作用
B.只有有生命或有动力的物体才会施力,无生命或无动力的物体只会受力,不会施力
C.任何一个物体,一定既是受力物体,也是施力物体
D.只有施力物体或只有受力物体的力是存在的
二、力的图示和示意图
例2 在图3甲中木箱P点,用与水平方向成30°角斜向右上的150N的力拉木箱;在图乙中木块的Q点,用与竖直方向成60°角斜向左上的20N的力把木块抵在墙壁上,试作出甲、乙两图中所给力的图示,并作出图丙中电灯所受重力和拉力的示意图.
图3
三、重力和重心的特点
例3 关于重力和重心,下列说法正确的是( )
A.当物体漂浮在水面上时重力会减小
B.放置在水平面上的物体对水平面的压力就是物体的重力
C.物体的重心位置总是在物体的几何中心上
D.物体的重心位置可能随物体形状的变化而改变
五、板书设计
六、随堂练习
1.(对力的概念的理解)关于力,下列说法正确的是( )
A.有的物体自己就有力,如爆炸的手榴弹,所以这个力可以没有施力物体
B.力不能离开物体而存在
C.不接触的物体之间一定没有力的作用
D.有的物体只是施力物体而不是受力物体
2.(重力的特点)关于物体所受的重力,以下说法正确的是( )
A.物体只有在地面上静止时才受到重力作用
B.物体落向地面时,它受到的重力大于它静止时所受的重力
C.物体在向上抛出时受到的重力小于它静止时所受到的重力
D.同一物体在同一地点,不论其运动状态如何,它所受到的重力都是一样大的
3.(对重心的理解)下列关于重心的说法中正确的是( )
A.任何有规则形状的物体,它的重心一定与它的几何中心重合
B.用一条绳子把一个物体悬挂起来,物体处于完全静止状态,该物体的重心不一定在绳子的延长线上
C.任何物体的重心都在物体内,不可能在物体外
D.重心与物体的形状和物体的质量分布有关
4.(力的图示和示意图)如图4所示,叠放的物体A、B静止在水平地面上,物体A对物体B的压力是10N,试画出这个力的图示和示意图.
图4
备注栏
高中物理必修1教学案
课题:
§3-2弹 力
(1)
一、学习目标
1.知道形变的概念,并会区分某种形变是弹性形变还是非弹性形变.
2.知道弹力的定义及产生的条件,会判断两个物体间是否存在弹力,并会判断弹力的方向.
3.掌握胡克定律并能用此定律解决有关问题.
二、知识要点
一、弹性形变和弹力
1.形变:
物体在力的作用下形状或体积发生的变化.
2.弹性形变:
物体在形变后撤去作用力时能够恢复原状的形变.
3.弹性限度:
当形变超过一定的限度,撤去作用力后物体不能(填“能”或“不能”)完全恢复原来的形状,这个限度叫做弹性限度.
4.弹力:
发生形变的物体,由于要恢复原状,对与它接触的物体产生的力.
二、几种弹力
1.压力和支持力的方向都垂直于物体的接触面.
2.绳的拉力沿着绳且指向绳收缩的方向.
三、胡克定律
1.内容:
弹簧发生弹性形变时,弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比.
2.公式:
F=kx,其中k为弹簧的劲度系数,单位:
牛顿每米,符号:
N/m,它的大小反映了弹簧的“软”、“硬”程度.
三、学习探究区
一、弹性形变和弹力
[问题设计]
(1)如图1所示,取一个圆玻璃瓶,里面盛满水,用穿有透明细管的橡皮塞封口,使水面位于细管中,用手捏玻璃瓶,会看到什么现象?
说明什么?
(2)用手压橡皮泥,橡皮泥发生形变;脚踩在松软的土地上,留下了深深的脚印(形变),这两种形变与玻璃瓶的形变有什么不同?
图1
(3)用手拉弹簧,弹簧会对手产生一个拉力(如图2所示),这个拉力是如何产生的?
图2
[要点提炼]
1.弹力的成因:
当两个物体相互挤压或拉伸产生弹性形变时,由于物体要恢复原状,才在接触位置对与它接触的物体产生弹力,所以弹力产生的直接原因是由受力物体发生形变引起的.
2.弹力产生的条件:
(1)两物体相互接触;
(2)发生弹性形变.
二、几种弹力
[问题设计]
1.一铁块放在海绵上,铁块和海绵都发生了形变,从而在它们之间产生了弹力,如图3所示.海绵对铁块的支持力是如何产生的?
方向怎样?
铁块对海绵的压力是怎样产生的?
方向怎样?
图3
2.如图4所示,用橡皮绳斜向右上拉放在水平面上的物块.橡皮绳对物块的拉力是怎样产生的?
方向怎样?
图4
[要点提炼]
1.压力、支持力的方向:
总是垂直于接触面,若接触面是曲面,则垂直于接触面的切线;若接触面是球面,弹力方向延长线或反向延长线过球心.
2.绳的拉力方向:
总是沿着绳并指向绳收缩的方向.
[延伸思考]
如图5所示,把一个球形物体A放在半球形容器B内,在图中画出A受到的弹力.
图5
三、胡克定律
[要点提炼]
1.内容:
在弹性限度内,弹簧弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比.
2.公式:
F=kx.
3.说明
(1)应用条件:
弹簧发生形变时必须在弹性限度内.
(2)x是弹簧的形变量,而不是弹簧形变后的长度.
(3)F-x图象是一条过原点的倾斜直线(如图6所示),直线的斜率表示弹簧的劲度系数k.
图6
(4)弹簧弹力的变化量ΔF与形变量的变化量Δx也成正比,即ΔF=kΔx.
四、典型例题
一、弹力的产生
例1 下列关于弹力的几种说法,其中正确的是( )
A.只要两物体接触就一定产生弹力
B.静止在水平面上的物体所受重力就是它对水平面的压力
C.静止在水平面上的物体受到向上的弹力是因为地面发生了形变
D.只要物体发生形变就一定有弹力产生
二、弹力的方向
例2 画出图7中静止物体A所受弹力的示意图.
图7
针对训练 分别画出图8甲、乙中小球、丙中杆的受力示意图.(甲中小球用细绳挂在光滑的墙壁上,乙中小球用细绳拴着静止在桌角上,丙中杆一端放在光滑的半球形碗中,另一端靠在墙壁上)
图8
三、胡克定律
例3 由实验测得某弹簧所受弹力F和弹簧的长度L的关系图象如图9所示,求:
(1)该弹簧的原长为多少?
(2)该弹簧的劲度系数为多少?
图9
五、板书设计
五、随堂练习
1.(弹力的产生)下列有关物体所受的弹力及形变的说法正确的是( )
A.有弹力作用在物体上,物体一定发生形变,撤去此力后,形变完全消失
B.有弹力作用在物体上,物体不一定发生形变
C.弹力作用在硬物体上,物体不发生形变;弹力作用在软物体上,物体才发生形变
D.一切物体受到弹力都要发生形变,撤去弹力后,形变不一定完全消失
2.(弹力的方向)三个相同的支座上分别放着三个质量和直径均相同的光滑圆球a、b、c,支点P、Q在同一水平面上.a的重心位于球心,b、c的重心分别位于球心的正上方和正下方,如图10所示,三球皆静止,试分析三种情况下支点P、Q对球的弹力方向是怎样的?
图10
3.(胡克定律)如图11所示,一根轻质弹簧的原长为20cm,竖直悬挂着,当用15N的力向下拉弹簧时,量得弹簧长24cm.问:
图11
(1)弹簧的劲度系数为多少?
(2)若把它竖立在水平桌面上,用30N的力竖直向下压时,弹簧长为多少?
备注栏
高中物理必修1教学案
课题:
§3-2弹力
(2)
一、学习目标
1.探究弹力与弹簧伸长量之间的关系.
2.学会利用图象法处理实验数据.3.能根据F-x、F-l图象求出弹簧的劲度系数.
二、知识要点
一、实验原理
1.如图1所示,在弹簧下端悬挂钩码时弹簧会伸长,平衡时弹簧产生的弹力与所挂钩码受到的重力大小相等.弹簧的原长与挂上钩码后弹簧的长度可以用刻度尺测出,其伸长量x可以用弹簧的长度减去原长来求得.图1
2.建立直角坐标系,以纵坐标表示弹力大小F,以横坐标表示弹簧的伸长量x,在坐标系中描出实验所测得的各组(x,F)对应的点,作出弹簧弹力F与弹簧伸长量x的关系图象,根据实验所得的图象,就可探知弹力大小与弹簧伸长量之间的关系.
二、实验
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- 第三章 相互作用学案 第三 相互作用