物体间相互作用.docx

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物体间相互作用

研究物体间的相互作用教学设计

教学目标：

   一、知识目标

   1、知道什么是弹力以及弹力产生的条件

   2、知道压力、支持力、绳的拉力都是弹力，能在力的图示（力的示意图）中正确画出他们的方向。

   3、知道形变越大，弹力越大，知道弹簧的弹力跟弹簧伸长（或缩短）的长度成正比

   二、能力目标：

   培养学生在实际问题中能够确定弹力的方向

   三、德育目标：

   在实验中，培养其观察能力，结合实际的求实精神。

   教学重点：

   弹力产生的条件、弹力的方向

   教学难点：

   1、在接触的物体间是否有弹力

   2、弹力方向的确定

   教学方法：

   实验演示、讨论答疑

   教学用具：

   弹簧、海绵、薄竹片、微小形变演示仪

   课时安排：

   1课时

   教学步骤：

   一、导入新课

   在运动场上跳远时要用踏跳板，撑杆跳高运动员的杆，都是利用他们弹性形变时的弹力，同学们还可以举出许多利用弹力得力子，谁来说？

   学生回答拉弓射箭、跳跳床、跳水踏跳板

   ……

   那弹力是怎样产生的呢？

   二、新课教学

（一）用投影片出示本节课的学习目标

   1、知道形变的概念

   2、理解弹力是因为形变的物体由于要恢复原状，对与它接触的物体会产生力的作用

   3、会判断弹力的方向

   4、知道形变的种类

（二）学习目标完成过程

   1、弹力是怎样产生的？

（1）实验演示：

   压缩弹簧、海绵、用手弯曲竹片

   观察到什么现象？

   学生：

看到形状或体积改变

   老师：

对，这就是形变。

   板书：

物体的形状或体积的改变叫形变

（2）被压缩的弹簧上放一黑板擦，放手，黑板擦被弹起；被弯曲的竹片上放一粉笔头，放手，粉笔头被弹起。

   提问：

为什么黑板擦、粉笔头被弹起？

   引导学生回答：

发生形变的物体要恢复原状，对和它接触的物体有力的作用，就被弹起。

   提问：

如果粉笔头、黑板擦与形变物不接触，会受到这个力吗？

   引导回答：

不接触一定不会受到这个力

   学生总结什么是弹力？

   板书：

发生形变的物体，由于要恢复原状，对跟它接触的物体产生力的作用，这种力叫弹力。

   可见，弹力的产生需两个条件：

直接接触并发生形变。

   2、任何物体都会发生形变

   实验操作：

显示微小形变的装置向学生作一简单介绍。

（1） 入射光的位置不变，将光线经M、N两平面镜两次反射，射到一

（2） 个刻度尺上，形成一光亮点。

用力压桌面，同学会看到什么现象？

学生：

光点在刻度尺上移动？

   学生分析：

桌面有了形变，使M、N平面镜的位置发生了微小的变化。

   总结：

我们通常用眼看到一些物体发生形变，还有一些物体眼睛根本观察不到它的形变，比如一些比较坚硬的物体，但是这些物体都有形变，只不过形变很微小。

所以，一切物体都在力的作用下会发生形成。

   3、弹力的方向

   一般情况下，凡是支持物对物体的支持力，都是支持物因发生形变而对物体产生弹力。

所以支持力的方向总是垂直于支持面而指向被支持的物体。

   例1：

放在水平桌面上的书

书由于重力的作用而压迫桌面，使书和桌面同时发生微小形变，要恢复原状，对桌面产生垂直于桌面向下的弹力F1，这就是书对桌面的压力；桌面由于发生微小的形变，对书产生垂直于书面向上的弹力F2，这就是桌面对书的支持力。

学生分析：

静止地放在倾斜木板上的书，书对木板的压力和木板对书的支持力。

并画出力的示意图。

   结论：

压力、支持力都是弹力。

压力的方向总是垂直于支持面而指向被压的物体，支持力的方向总是垂直于支持面而指向被支持的物体。

引导学生分析静止时，悬绳对重物的拉力及方向。

   引导得出：

悬挂物由于重力的作用而拉紧悬绳，使重物、悬绳同时发生微小的形变。

重物由于发生微小的形变，对悬绳沉重竖直向下的弹力F1，这是物对绳的拉力；悬绳由于发生微小形变，对物产生竖直向上的弹力F2，这就是绳对物体的拉力。

   结论：

拉力是弹力，方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向。

   4、巩固训练（出示投影片）

（1） 画出下列各静止物体的弹力（接触面光滑）

（2）师生共评：

弹力的方向总跟接触的面垂直，面与面接触，点与面接触，都是垂直于面；点与点的接触要找两接触点的公切面，弹力垂直于这个共切面指向被支持物。

   强调：

象B图中，斜面与球间有无弹力？

   对小球状态进行分析：

如果小球受到斜面弹力，小球在水平方向上不会静止，会向右运动。

由此可判定小球不受斜面的弹力。

这是判定相接触的物体间是否有弹力得基本方法，说明两接触物体接触但没有发生形变。

   5、形变的种类

   请同学阅读P6，看形变的种类有哪些，举例说明。

   学生：

形变分为拉伸形变、弯曲形变、扭转形变。

比如弹簧的伸长或缩短为拉伸形变，弓、跳板的形变为弯曲形变，金属丝被扭转为扭转形变。

总结：

产生弹力的大小与形变程度有关，形变程度越大，产生的弹力就越大。

演示实验：

探索弹力和弹簧伸长的关系？

甲弹簧（原长：

       ）

 1 2 3

弹力大小（N）   

弹簧长度（m）   

弹簧伸长量（m）   

乙弹簧（原长：

         ）

 1 2 3

弹力大小（N）   

弹簧长度（m）   

弹簧伸长量（m）   

结论：

弹簧弹力的大小与弹簧的伸长量成正比

思考：

弹簧被压缩时，弹簧弹力与弹簧的缩短量有什么关系呢？

胡克定律：

在弹性限度内，弹簧弹力的大小f和弹簧的形变量x成正比

f=kx

   三、小结

   1、弹力产生的条件

   2、弹力方向的确定

   3、形变的种

   五、板书设计

3.2研究摩擦力

一、教学目标

1、知道滑动摩擦力产生的条件，会判断滑动摩擦力的方向.

2、会运用公式F=μFN进行计算，知道动摩擦因数与什么有关

3、知道静摩擦力产生的条件，会判断静摩擦力的方向，掌握求静摩擦力大小的方法.

4、知道最大静摩擦力的概念.

二、重点难点

1、 重点：

滑动摩擦力、静摩擦力大小及方向的确定.

2、 难点：

静摩擦力大小及方向的确定.

三、教学方法:

观察演示,总结

四、教具:

木刷,木块,测力计

五、课时:

1节

六、教学过程

（一）质量为m的木刷放在水平桌面上，木刷受几个力？

大小、方向如何？

各是什么性质的力？

画出木刷受力示意图？

解答：

木刷受重力和弹力作用，重力方向竖直向下，大小等于mg；还受支持力（弹力）作用，依二力平衡原理可知弹力FN＝mg.受力图如图所示.

导出新课：

如果用水平向右的外力F1拉木刷，使其滑动,观察木刷底下鬃毛的形状，这是为什么？

再次分析物体受几个力作用.

（二）滑动摩擦力

（1）产生：

观察上面的现象可知：

毛刷与桌面接触，并且相对于桌面滑动，而桌面由于粗糙，在接触面处产生了一个作用于毛刷上的阻碍其相对于桌面运动的滑动摩擦力.

两个互相接触的物体，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，这种力叫做滑动摩擦力.

（2）方向：

毛刷的鬃毛向着相对于地面运动的反方向倾斜，说明毛刷受到的摩擦力跟毛刷相对于地面运动的方向相反.如图中F2所示.

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，这里的相对运动是指相对于与之接触的物体的运动.

如图所示：

（3）大小：

实验：

将木块放在长方形木板上，用测力计水平匀速拉动木块，再分别在木块上放置不同的砝码，仍分别匀速拉动木块，记下每次测力计读数及木块与砝码的总质量，填入表中

 1 2 3 4 5

重力G     

压力FN     

摩擦力F     

F／FN     

结论：

滑动摩擦力与压力成正比，也就是跟一个物体对另一个物体表面的垂直作用力成正比.

公式F＝μFN，其中μ是比例常数，叫做动摩擦因数.

必须指出，滑动摩擦力是与压力成正比，而不是与物体的重力成正比，在上面的实验中压力与重力大小相等只是特例，在很多情况下，压力并不等于重力，例如斜面上的物体，同时，滑动摩擦力的大小与接触面积以及相对速度大小（≠0）无关.

将上述实验中的木板换成硬纸板，重复实验，发现比例系数μ与前次不等，说明μ值跟相互接触的两个物体的材料有关，材料不同，两物体之间的动摩擦因数不同.

学生阅读教材《几种材料间的动摩擦因数》表.

例题：

教材第9页（例题）

（三）静摩擦力

演示实验：

用不大的力通过测力计水平拉静止在桌面上的木块，木块虽有相对运动趋势，但仍静止，读出测力计读数，分析木块水平方向上受几个力？

由二力平衡可知，木块除受到拉力以外，还受到了与拉力等大反向的作用力，这个力是桌面对木块的静摩擦力，所谓“静”，是指木块相对于桌面静止.

继续增大拉力，木块仍处于静止状态，说明静摩擦力随外力的增大而增大.

1.产生：

静摩擦力产生于相互接触的物体且有相对运动趋势而保持相对静止的接触面之间.

2.方向：

静摩擦力的方向总是跟接触面相切，并且跟物体相对运动趋势的方向相反.

 ,

木块相对于桌面有向右运动的趋势，木块受到的静摩擦力方向向左，即与物体相对于桌面向右运动趋势的方向相反.

3.大小：

静摩擦力总等于沿接触面方向物体受到的外力，而与压力无关.

在上面的实验中，增大拉力，发现木块静止到一定的时候就由“静”变为“动”了.说明静摩擦力有一个限度，静摩擦力的最大值Fmax叫做最大静摩擦力，最大静摩擦力等于使物体刚要运动时的外力，因此，静摩擦力F的值为

0＜F≤Fmax

例题：

粗糙水平地面上有一质量为m的木箱，它与地面间的最大静摩擦力Fmax大于滑动摩擦力，接触面间的动摩擦因数为μ，现给木箱施一水平推力，推力大小由零逐渐增大，使木箱由静止状态变为运动状态，画出地面对木箱的摩擦力F′随推力F变化的图象.

当外力在小于F0以前，木箱受静摩擦力作用，静摩擦力的大小与外力F相等，故图线为过原点的45°倾斜直线；当外力等于F0时，物体受最大静摩擦力Fmax=F0，以后物体开始滑动，且受滑动摩擦力F′=μFN=μmg不变，故图线为水平直线.

阅读课文最后自然段：

静摩擦力常见的例子.

（四）课堂小结：

                      产生条件：

接触、挤压、相对滑动

                      大小：

F=μFN

 滑动摩擦力   方向：

与相对运动方向相反

                      作用点：

接触面上

摩擦力

                      产生条件：

接触、挤压、有相对运动趋势

        静摩擦力     大小：

0＜F≤Fmax

方向：

与相对运动趋势方向相反

作用点：

接触面上

  （五）课外作业

思考题：

1．请举一二个生活中的例子，来说明静摩擦力为动力。

2．人在爬绳的过程中，手受到什么摩擦力？

方向怎样？

摩擦力的方向跟人体运动的方向是一致还是相反？

3.3力的等效和替代

【学习目标】

【知识和技能】

1．知道力的图示和力的示意图。

2．知道什么是力的等效与力的替代。

3、学会寻找等效力。

【过程和方法】

1．类比力的等效与替代，自己分析、讨论，培养自己的自学能力．

2．运用数学工具（图象）的能力．

【情感、态度和价值观】

教学中重视严谨的科学推理过程，培养脚踏实地的作风，形成良好的学习习惯

【学习重点】

力的图示和力的示意图，力的等效与替代

【知识要点】

力的作用效果：

（1）、静力的效应：

①物体的形变。

②物体的平衡。

（2）、动力的效应（本章暂不涉及）：

①瞬时效应产生加速度。

牛顿第二定律。

② 时间上的累积效应、冲量、动量定理。

③空间上的累积效应、功、动能定理。

   3、力的三要素与力的图示

   影响力的作用效果的是力的大小，方向和作用点这三个因素，称为“力的三要素”。

我们用有向线段可以把极抽象的力具体化：

有向线段的长短表示力的大小，有向线段的指向表示力的方向，有向线段的箭头或箭尾表示力的作用点。

力的方向所沿的直线叫力的作用线。

这种表示力的方法，叫做力的图示。

   4、力的分类：

（1）、按力的性质分类，如重力，弹力，摩擦力等；

（2）、按力的效果分类，如拉力，压力，支持力，动力，阻力等。

    效果不同的力性质可以相同；性质不同的力，效果可以相同。

【问题探究】

给你两个量程为5N的轻弹簧秤，一个带有小钉子的平板，几张白纸，将橡皮筋结在小钉子上，白纸平铺在木板上，探究下面两个问题：

　　1．用一个弹簧秤将橡皮筋拉到某点O，用两个弹簧秤同时以不同的角度拉橡皮筋是否也能将橡皮筋拉到O点？

即两种方法的效果是否可以相同？

　　2．用一个弹簧秤将橡皮筋拉到某点O的作用力与用两个弹簧秤同时以不同的角度拉橡皮筋到O点的作用力有什么关系？

　　解析：

1．用一个弹簧秤将橡皮筋拉到某点O，用两个弹簧秤同时以不同的角度拉橡皮筋也能将橡皮筋拉到O点．

2．记下用一个弹簧秤拉到O点时的力的大小和方向，并用力的图示法将这个力表示出

来，并计为F；记下用两个弹簧秤同时以不同的角度拉到O点时两弹簧秤的示数及方向，并用力的图示法将这两个力表示出来，并计为F1、F2．

　　3．多次重复步骤2，发现有一个共同的特点：

F是以F1、F2为邻边构成的平行四边形的对角线．

　　点评：

试题从问题情景出发，让学生通过实验探究真切地认识到力是可以等效和替代的，同时让学生从感性上认识分力和合力，并能初步发现合力和分力的关系，为下一节的学习打下基础，也能够培养学生探究和发现问题的能力．该题也给教材“实践与拓展”栏目中问题的解决提供了思路．