人教版高中物理必修一31重力基本相互作用优质教案.docx
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人教版高中物理必修一31重力基本相互作用优质教案
3.1重力、基本相互作用
知识与技能
1.了解力是物体对物体的作用,力的作用是相互的,认识力能使物体发生形变或物体运动状态发生改变。
知道力的三要素,会画力的图示和力的示意图。
2.知道重力的方向以及重力的大小与物体质量的关系。
3.知道重力产生的原因及其定义。
4.知道重心的含义。
5.了解四种相互作用。
过程与方法
1.知道人类认识力的作用是从力的作用产生的效果开始的。
2.能通过探究活动体验力的作用效果与力的大小、方向、作用点三个要素有关。
3.能通过多个实验现象归纳得出力的作用是相互的。
4.自己动手,找不规则薄板重心的实验锻炼自己的动手能力,并通过重心的概念渗透“等效代换”的物理方法。
情感态度与价值观
1.通过实例激发学生对科学的求知欲,激励探索与创新的意识。
通过实验培养学生的团结协作精神。
2.通过本节课的学习,培养全面观察分析问题的能力。
教学重点
1.力的概念,图示及力的作用效果。
2.重力的概念及重心的理解。
教学难点
1.力的概念。
2.重心的概念和位置。
教学过程
新课教学
引入:
在足球场上,守门员大脚开球,球由静止变为运动;守门员接住球时,球由运动变为静止;运动员用头顶球,球的方向改变了。
用劲折木条,木条弯曲了,这些都是什么现象,是什么原因造成的呢?
引入新课
、力和力的图示
演示1、用手压锯条、拉皮筋等,学生观察现象,是什么原因导致这种变化呢?
演示2、扔掉手中的粉笔,拖动桌面上的书等,又有什么现象,又是什么原因引起这样的变化呢?
锯条、皮筋的形状发生了改变,粉笔、书的运动状态发生了改变,这些都是由于这些物体受到了其他物体的力的作用的结果。
在物理学中,人们把改变物体的运动状态,产生形变的原因,即物体与物体之间的相互作用称作力。
1、力的定义:
物体与物体之间的相互作用。
问题:
力可以离开物体而单独存在吗?
(1)、力的物质性
力是物体对物体的作用,有力就有受力物体和施力物体,两者是同时存在的,不分先后。
在研究某物体时,我们把它叫做受力物体,对它作用的物体叫做施力物体。
不是有生命的物体才能作为施力物体,施力物体和受力物体不是绝对的,在研究不同问题时,同一物体有时是受力物体,有时是施力物体。
问题:
我们用手拍打桌子时,是手给桌子一个力,可为什么我们的手也会感到疼痛呢?
(让学生用力打桌子,体会手的感觉)
(2)、相互性
力是物体间的相互作用,甲对乙有作用力,同时乙对甲也有力的作用,力的作用是相互的。
问题:
用大小相等的力沿不同的方向拖动桌面上的书,书的运动一样吗?
(3)、矢量性
力是有大小和方向的物理量(矢量),力的作用效果不仅与其大小有关,也与方向有关。
问题:
力的作用效果有那些?
举例说明。
2、力的作用效果
力可以使物体发生形变和运动状态发生改变(包括速度的大小和方向)。
演示:
关门时,在不同的地方施加不同方向和大小的力,产生的效果不一样,说明了力的作用效果与那些因素有关?
1、力的三要素
大小、作用点、方向
问题:
我们可以怎样把力的三要素完整的表示出来呢?
2、力的图示和示意图
例:
一物体重150N,画出绳子对物体的拉力的图示。
有时只需要画出力的示意图,即只画出力的作用点和方向,表示这个物体在这个方向上受到了力。
3、力的单位:
牛顿符号N
演示:
竖直上抛一粉笔头,结果它会落在地上,粉笔为什么会掉下来呢?
二、重力
抛向空中的物体会落回地面,地球在自转而海水不会洒向太空,都是地球与他们之间存在着相互吸引的作用。
1、重力的产生:
地面附近的物体,由于地球的吸引而使物体受到的力叫重力。
说明:
(1)重力是由于地球吸引而产生的,但不能说重力就是地球对物体的万有引力。
(2)在地球表面附近的物体都要受到重力作用,与物体的运动状态和是否受到其他力等情况无关。
2、重力的大小
重力的大小可以根据公式G=mg计算,其中g是我们以前所学的自由落体加速度,它的大小与物体所处的高度和纬度有关,当高度增加时g的值减小,当纬度增加时,g值增大。
3、测量
问题:
如何测重力的大小?
重力仍可以用弹簧秤测量,但在操作的过程中要注意弹簧秤要保持竖直、静止状态时读数。
4、方向
例举一些生活中的小例子,引导学生找到重力的方向是竖直向下的。
竖直向下(不能说是垂直向下也不能说是指向地心)
5、作用点
(1)重心:
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集中于一点(即重心)。
重心是重力的等效作用点。
(2)重心位置的确定
问题:
质量分布均匀,形状规则的物体,重心是怎样确定的呢?
a.质量分布均匀的物体(也称匀质物体),且形状规则,重心就是其几何中心。
如:
均匀细直棒的重心在棒的中点,均匀球体的重心在球心,均匀圆柱的重心在轴线的中心。
讨论:
对于非匀质物体和形状不规则的物体的重心怎样决定呢?
b.非匀质物体和不规则的物体的重心,不仅与形状有关还与物体内的质量分布有关。
演示悬挂法和支撑法找重心(适用于薄板)
原理:
拉力(或支持力)与重力是对平衡力,绳的反向延长线必过重心
三、四种相互作用力(自学)
问题:
自然界中存在着哪几种相互作用,其区别是什么?
1、万有引力相互作用
存在于一切物体之间,相互作用强度随距离增大而减小。
2、电磁相互作用
存在于电荷之间和磁体之间,他们的本质是相同的
3、强相互作用和弱相互作用
作用范围小,但弱相互作用的强度只有强相互作用的10-12
小结
力在我们初中已接触过,但其概念的理解仍是难点,关键是在于力是物体间的相互作用这一问题上,并且两个力的地位是相同的。
重力的学习中,重点应放在重心上。
作业布置
课本57页12
3.2 弹力
知识与技能
1.知道弹力产生的条件。
2.知道压力、支持力、绳的拉力都是弹力,能在力的示意图中画出它们的方向。
3.知道形变越大弹力越大,知道弹簧的弹力跟弹簧的形变量成正比,即胡克定律。
会用胡克定律解决有关问题。
过程与方法
1.通过归纳得出弹力产生的条件是物体发生弹性形变。
2.学会用放大的方法去观察微小形变。
3.知道实验数据处理常用的方法,尝试作用图象法处理数据。
情感态度与价值观
1.真实准确地记录实验数据,体会科学精神和科学态度在探究过程的重要作用。
2.从任何物体都能发生形变入手,培养学生实事求是的世界观。
教学重点
1.弹力有无的判断和弹力方向的判断。
2.弹力大小的计算。
3.实验设计与操作。
教学难点
弹力有无的判断及弹力方向的判断。
教具
刻度尺、钢锯条、弹簧、弹簧称及钩码(多组)、带有橡皮塞的椭圆形玻璃瓶、激光器、平面镜及支架。
教学过程
引入
问题:
作用在物体上的力可以产生哪些作用效果?
答:
改变物体的运动状态或使物体发生形变。
问题:
能不能列举一些外力使物体发生形变的例子。
学生活动
教师分析:
发生形变的物体会对施加外力的物体产生力的作用,这种力叫做弹力,也就是我们这节课要研究的问题。
一、弹性形变
演示:
用弹簧、橡皮筋、塑料直尺演示,(1)改变外力大小,观察形变量的大小。
(2)当外力撤去后物体可以恢复原状。
问题:
若拉弹簧的力过大,会发生什么现象。
小结
1.发生形变的物体如果在撤去外力后能够恢复原状,这样的形变叫做弹性形变。
2.发生弹性形变的物体对与它接触的物体产生的作用力叫做弹力。
所以,产生弹力的条件是:
相互接触且发生弹性形变。
3.在物体的弹性限度内,物体的形变量越大,弹力越大。
演示
1.用激光器和平面镜演示桌面的微小形变。
2.用椭圆形的瓶子演示瓶子的微小形变。
小结:
通过以上两个实验,要知道“放大”这种研究物理问题的科学方法。
二、几种弹力
1.桌面和放在桌子上的蓝球或足球。
分析蓝球或足球的形变情况,判断球对桌面的弹力方向。
根据前面的实验知道,桌面因发生形变而对球产生一个向上的弹力。
由上面的分析可知:
压力和支持力都是弹力,它们的方向都垂直于物体的接触面。
2.绳子的拉力
当用外力拉绳子时,绳子将伸长,由于要恢复原状,因而对施加外力的物体产生一个力的作用,这个力沿着绳指向绳子收缩的方向。
三、胡克定律
发生弹性形变的物体形变量越大,弹力越大,但弹力与形变量的定量关系通常比较复杂,而弹簧的弹力与弹簧的伸长量的关系则比较简单。
问题:
要想研究弹簧的弹力与弹簧伸长量的定量关系,需要哪些器材?
怎样实验?
怎样处理实验数据从而得到规律?
学生活动:
分小组进行实验。
分析学生的实验结果,得出结论:
弹簧发生形变时,弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比,即F=kx。
说明:
1。
式中的k称为弹簧的劲度系数,单位是N/m。
2.式中的x是弹簧的形变量而不是弹簧的长度。
3.上式的适用条件是在弹簧的弹性限度内。
四、巩固练习
1.怎样制作一个弹簧称。
主要考察学生的应用能力。
2.要测量一个准确弹簧称内弹簧的劲度系数,说出至少需要的器材。
主要考察学生的审题能力。
3.问题与练习第3题,
五、布置作业
问题与练习第4题。
课外训练
1.关于弹力,下列说法正确的是
A.弹力的大小总等于物体本身的重力
B.弹力的大小总与物体本身重力的大小成正比
C.物体只要相互接触就存在弹力
D.弹力产生在直接接触并且发生形变的物体之间
2.画出图中物体A所受弹力的示意图.
3.一根大弹簧内套一根小弹簧,大弹簧比小弹簧长0.2m,大、小弹簧的一端平齐并固定,另一端自由如图甲所示,当压缩此组合弹簧时,测得力与压缩距离之间的关系图线如图乙所示,求两根弹簧的劲度系数各是多少?
3.3 摩擦力
知识与技能
1.知道滑动摩擦力产生的条件,认识滑动摩擦的规律,能运用滑动摩擦力公式来计算滑动摩擦力。
2.认识静摩擦力的规律,知道静摩擦力的变化范围及其最大值,根据平衡条件计算静摩擦力。
过程与方法
1.培养学生利用物理语言分析、思考、描述摩擦力概念和规律的能力。
2.通过自己动手实验,培养学生分析问题,解决问题的能力。
情感态度与价值观
1.利用实验和生活实例激发学生学习兴趣。
2.在研究问题时,要培养突出主要矛盾,忽略次要因素的思维方法。
教学重点
滑动摩擦力大小的计算以及方向的判断
静摩擦力有无的判断以及静摩擦力方向的判断
教学难点
静摩擦力有无的判断和静摩擦力方向的判断
课时:
2课时
第一课时:
静摩擦力
教学过程:
[新课引入]生活中摩擦无处不在,同学们举例说明(学生活动)
复习初中摩擦力的概念:
两个相互接触的物体,当它们发生相对运动或具有相对运动的趋势时,就会在接触面上产生阻碍相对运动的力。
分类:
一.静摩擦力
桌子静止在水平地面上,有无静摩擦力?
桌子静止在斜面上,有无静摩擦力?
手推桌子,桌子与地面有无静摩擦力?
1.摩擦力的概念(以手推桌子为例)
①开始用很小的推力,推不动,分析桌子受力情况。
②再用稍大的力去推,还是静止不动,分析受力情况
③继续增大推力,讲桌开始运动,分析受力情况。
分析:
桌子在推力作用下相对地面静止,但在沿这个力的方向上有相对运动趋势,就是因为桌子跟地板之间发生了摩擦。
这个摩擦力和推力都作用在桌子上,他们的大小相等,方向相反,彼此平衡,因此桌子保持不动,这时发生的摩擦叫静摩擦力。
结论:
两个物体之间只有相对运动的趋势,而没有相对运动。
2.摩擦力的产生条件:
粗糙,有弹力,有相对运动的趋势。
3.探究静摩擦力大小与什么有关(学生活动)
静摩擦力的大小与外力有关
4.方向:
总是跟接触面相切,与相对运动的趋势的方向相反
5.最大静摩擦力就是物体刚开始运动时所需的最小推力。
书P61实验结论
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