第三章研究物体间的相互作用教案.docx
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第三章研究物体间的相互作用教案
第三章研究物体间的相互作用
第一节探究形变与弹力的关系(1课时)
三维目标:
一、知识与技能:
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、方法与过程:
培养学生在实际问题中能够确定弹力的方向
三、情感态度与价值观:
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
教学步骤:
一、导入新课
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:
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地的作用,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)
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。
第一节探究形变与弹力的关系的习题课
三维目标:
一、知识与技能:
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、方法与过程:
培养学生在实际问题中能够确定弹力的方向
三、情感态度与价值观:
在实验中,培养其观察能力,结合实际的求实精神。
教学重点:
对弹力产生的条件、弹力的方向加深理解
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
教学步骤:
一.弹力
①弹力定义:
发生形变的物体,会对与它接触并使它发生形变的另一物体产生反抗形变的力的作用,这种力叫弹力。
②弹力产生的条件:
a、物体与物体直接接触。
b、接触处有弹性形变。
③弹力的方向:
弹力的方向与使物体发生形变的外力方向相反,作用在迫使物体形变的另一物体上。
④弹力的大小
胡克定律:
弹簧弹力的大小和弹簧伸长(或缩短的)长度x成正比,即
.其中k为弹簧的劲度系数。
另外,还可根据物体的运动状态;利用平衡条件或动力学有关规律计算。
例3、质量为m、m0光滑圆球处于静止状态。
表示出下列各图中圆球所受各力。
解析:
光滑圆球摩擦不计,圆球除重力外,还会受到弹力。
圆球与几个物体接触,就有可能受到几个弹力。
但若貌似接触,实际上没有挤压,没有发生形变,则不会有弹力
。
怎样判断某一接触物体对圆球有无弹力呢?
可以采用两种方法:
(1)假设撤掉被接触的物体,若圆球的平衡状态没有破坏,则说明接触面上无相互作用的弹力,反之弹力可能存在;
(2)联系物体的运动状态来分析,如果不受此弹力物体己能平衡,有此弹力物体不可能平衡,则物体不存在此弹力。
各小球受力图如图3所示:
思考(3)有一条弹簧受120N的拉力时,长为44cm,当在弹簧下挂1000N重的货物时,长为55cm,则不挂重物时,弹簧的长度是多少?
弹簧的劲度系数为多少?
提示:
设弹簧自然长度为
,劲度系数为k,根题意可得:
代入数据解得:
=0.425m
=8000N/m
启示:
1、注意:
“弹簧原长”“弹簧长度”“弹簧伸长的长度”这些概念之间的区别。
2、列方程组解题是必备的数学基础。
二,练习
1、量得一只弹簧秤3N和5N两刻度线间的距离为2.5cm,求:
(1)这弹簧秤3N刻度线与零刻度之间的距离。
(2)这弹簧秤所用弹簧的劲度系数?
提示:
劲度系数
k=
=
2、画出下列光滑物体A静止时的受力示意图。
第二节研究摩擦力
三维目标:
一、知识与技能:
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、知道滑动摩擦力的大小跟什么有关,知道滑动摩擦力跟压力成正比。
3、知道净摩擦力产生的条件,会判决静摩擦力的方向,知道最大静摩擦力的概念。
二、方法与过程:
通过学生自己实验,培养学生分析问题,解决问题的能力。
三、情感态度与价值观:
在研究问题时,要突出主要矛盾,忽略次要因素的思维方法。
教学重点:
1、滑动摩擦力产生的条件及规律,并会用F摩=uFn解决具体问题
2、静摩擦力产生的条件及规律,正确理解最大静摩擦力的概念。
教学难点:
1、正压力FN的确定
2、静摩擦力有无、大小的判定
教学方法:
实验法、分析法
教学用具:
带绳的木块、小铁块、弹簧秤(学生自己一人备一块小毛巾)
教学步骤:
一、导入新课
同学们,在桌子上给文具盒一个初速度,文具盒最终会停下来,这说明什么问题?
学生答:
有阻碍它前进的力。
师问:
那这个力是谁给的,在什么情况下产生这个力呢?
引导回答:
与桌面接触,且有相对滑动,才产生这个力。
师:
对,这就是初中已经有了的概念,滑动摩擦力。
今天,我们将进一步学习有关摩擦力的知识。
二、新课教学
1、滑动摩擦
板书刚才学生的总结:
滑动摩擦力:
相互接触的两物体,一个物体在另一物体表面相对滑动时受到的阻碍它相对滑动的力。
学生实验:
让学生用弹簧秤拉着木块在桌面上缓慢运动,保证弹簧秤的示数不变。
就可以维持木块匀速前进,这时物块和桌面的滑动摩擦力是多大?
方向如何?
再在木块上加一铁块,同样维持物块匀速前进。
这时滑动摩擦力变了吗?
说明什么道理?
学生回答:
滑动摩擦力变大,说明滑动摩擦力的大小跟两物体之间的正压力有关,且正压力越大,滑动摩擦力越大。
更换实验条件,把木块放在毛巾上拉动,同样维持其匀速运动,观察弹簧秤的示数,发现比在桌面上的要大,说明什么问题?
引导学生答:
说明接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
老师归纳:
经实验证明,滑动摩擦力的大小与相互之间的正压力FN成正比,还与接触面的粗糙程度、材料有关。
关系式表达为F=uFN,u是动摩擦因数,由接触面的材料和粗糙程度决定,是没有单位的,u是F与FN的比值。
滑动摩擦力的放向总是与接触面相切,且与相对运动方向相反。
2、知识反馈性练习(出示投影片)
(1)关于滑动摩擦力,下列说法正确的是:
A、物体在支持面上的滑动速度越大,滑动摩擦力也一定越大;
B、滑动摩擦力的方向一定与物体相对支持面的滑动方向相反;
C、接触面的滑动摩擦系数越大,滑动摩擦力也越大;
D、滑动摩擦力的方向与物体运动方向相反。
(2)用100N的力在水平方向匀速推动重500N的箱子,那接触面的滑动摩擦力是多大?
u值为多大?
师生共评每一句话的错误在哪里?
应该怎样理解。
强调:
滑动摩擦力的方向与物体相对接触面的运动方向相反,而不能说与物体运动方向相反。
3、滚动摩擦:
一个物体在另一个物体表面滚动时产生的摩擦。
提问:
车轮、滚动轴承为什么都做成圆的?
引导学生答:
因为滚动摩擦要比滑动摩擦小得多。
4、静摩擦:
提问:
把一个很重的铁球放在地上,一只小蚂蚁能不能推动?
学生:
推不动。
提问:
如果地面是光滑的呢?
学生:
有的认为推动,有的认为推不动。
老师强调:
到底推动推不动?
学生甲:
推动推不动,不是看铁球的重要,要看与地面的摩擦力有多大?
比如一辆汽车,两三个人搬不动,但可以推得动。
老师:
对,分析得太好了。
在水平地面上是否推动物体,不取决于这个物体重量的大小。
如果地面光滑,重力不会影响水平方向的运动,如果地面粗糙,推力大于物体与地面间的最大净摩擦力,就推得动,下面我们来研究静摩擦力。
(1)教师演示:
用力推讲桌。
①开始用很小的推力,推不动,分析讲桌受力情况。
②再用稍大的力推,还静止不动,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:
讲桌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,就是因为讲桌跟地板之间发生了摩擦。
这个摩擦力和推力都作用在讲桌上,他们的大小相等,方向相反,彼此平衡,因此讲桌保持不动,这时发生的摩擦叫青摩擦。
青摩擦力的方向总是跟接触面相切,跟物体相对运动趋势的方向相反。
提问:
那静摩擦力的大小如何确定呢?
有什么规律呢?
请同学们自己动作实验得出结论。
学生两人一组,木块静止地放毛巾上,开始用较小的力拉木块,木块静止,记下拉力大小,慢慢增加拉力,木块仍静止,记下拉力的大小。
继续增大拉力,木块刚开始动,记下拉力的大小。
然后保持匀速运动,记下拉力的大小。
出示投影片、填表
过程
测力计读数
拉力方向
摩擦力大小
摩擦力方向
1
静摩擦力1
2
静摩擦力2
3
最大静摩擦力
4
滑动摩擦力
结论:
最大静摩擦力就是物体刚开始运动时所需的最小推力。
是实验得到:
静摩擦力随着推理的增大而增大,它的极限值就是最大静摩擦力。
可见,静摩擦力是一个变力,变化范围为:
0<F静≤Fmax
(2)静摩擦力的作用
拿在手中的东西不会滑落
把线织成布,用布缝衣服,也是靠纱线之间的静摩擦力的作用。
(3)反馈练习:
(出示投影片)
斜面上有一物体,质量为m,在斜面上静止不动,m受摩擦力吗?
为什么?
三、小结
1.
摩擦力产生的条件1、两物体相互接触
2、接触面粗糙。
3、在接触面上有重点作用的正压力
4、有相对运动或者有相对运动趋势
2.滑动摩擦力大小
方向
变力
3.静摩擦力0<F静≤Fmax
方向
四、作业:
P16练习四(3、4)
第二节研究摩擦力的习题课
三维目标:
一、知识与技能:
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、知道滑动摩擦力的大小跟什么有关,知道滑动摩擦力跟压力成正比。
3、知道净摩擦力产生的条件,会判决静摩擦力的方向,知道最大静摩擦力的概念。
二、方法与过程:
通过学生自己实验,培养学生分析问题,解决问题的能力。
三、情感态度与价值观:
在研究问题时,要突出主要矛盾,忽略次要因素的思维方法。
教学重点:
1、加深对滑动摩擦力产生的条件及规律理解,并会用F摩=uFn解决具体问题
2、加深对静摩擦力产生的条件及规律理解,正确理解最大静摩擦力的概念。
教学难点:
1、正压力FN的确定
2、静摩擦力有无、大小的判定
教学方法:
实验法、分析法
教学用具:
带绳的木块、小铁块、弹簧秤(学生用,二人一组),学生自己一人备一块小毛巾)
教学步骤:
(1)摩擦力定义:
相互接触并相互挤压的粗糙物体间,存在相对运动或相对运动的趋势时,在接触面内产生的阻碍相对运动或相对运动趋势的力,叫做摩擦力。
摩擦力常分为滑动摩擦力、滚动摩擦力和静摩擦力。
(2)摩擦力产生的条件:
①接触面粗糙。
②接触处有弹力存在
③有相对运动(滑动摩擦力)或相对运动的趋势,(静摩擦力)
(3)摩擦力的方向
滑动摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反;静摩擦力的方向与物体相对运动的趋势方向相反。
且与接触面相切。
个别情况下相对运动的趋势不易判断,可用假设接触面光滑,看物体相对运动的方向,进而判定相对运动趋势。
(4)摩擦力的大小
滑动摩擦力的大小跟正压力成正比,即F=
,
表示压力大小,
叫动摩擦因数。
“在确定的情况
,滑动摩擦力的大小与物体运动状态及接触面积无关”。
滑动摩擦力的大小可根据物体的运动状态算出。
静摩擦力的大小可在零到最大静摩擦力之间变化,可由力的平衡,牛顿第二定律等知识求出,最大静摩擦力比滑动摩擦力要大一些,计算中也视为相等。
例析4、如图4所示,小车A上放一木块B,在下列情况下,A、B均相对静止,试分析A对B的摩擦力。
1、小车A在水平面上匀速运动
2、小车突然起动
解析:
B和A一起匀速运动,B相对于A没有运动趋势,另B所受到的力只能是重力和弹力,且二力平衡所以A对B没有摩擦力。
注:
这里不论接触面是否光滑。
当小车突然起动时,B相对于A有向后的运动趋势(假设AB接触面光滑,A起动时B相对于A向后运动),另B的运动状态发生改变,是由于A对B的摩擦力,并且静摩擦力的方向与B的运动方向相同。
思考4、在水平力F的作用下,重为G的物体沿墙壁匀速下滑,若物体与墙之间的动摩擦因数为
,则物体所受摩擦力的大小为:
()
A、
B、
C、GD、
提示:
计算摩擦力的方法有两种:
一是直接由摩擦力概念和公式进行计算;二是由物体的受力情况和运动情况,间接进行判断和计算。
【能力训练】
1、下列关于力的说法中,错误的是:
()
A、一个力必定与两个物体相联系;
B、运动物体在速度方向上一定有力的作用;
C、物体不受到力的作用时也可以改变运动的方向;
D、力的大小,方向,作用点的任一个发生变化,力的作用效果也会发生变化。
2、下列说法中正确的是:
()
A、在空中飞行的物体不受重力作用;
B、重力可用弹簧秤直接称出;
C、两物体在同一处,质量大的物体其重力大;
D、抛出的石块轨迹是曲线,但石块的重力的方向不变。
3、下列关于在两物体的同一接触处的弹力与摩擦力的说法中,错误的是:
()
A、弹力与摩擦力不可能沿同一方向;B、有弹力必有摩擦力;
C、有摩擦力必有弹力;D、摩擦力不一定与弹力成正比。
4、水平桌面上一重为200N的物体,与桌面间的滑动摩擦因数为0.2,当依次用15N,40N,80N的水平力拉此物体时,物体受到的摩擦力依次为(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)。
A、15N40N80N;B、15N40N40N;
C、0N40N80N;D、15N0N40N.
第三节力的等效和替代(1课时)
三维目标
【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,学生自己分析、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,培养学生脚踏实地的作风,形成良好的学习习惯
教学重点力的图示和力的示意图,力的等效与替代,
教学难点
作用等效相同是力的等效与替代的原因。
力的图示和力的示意图的区别。
教学方法类比法、讨论法
教学过程
一、引入:
不同的力,其作用效果不同。
影响力的作用效果的因素的有:
力的大小,方向和作用点,物理学中称之为力的三要素。
二、新课教学
1.力的图示。
为了形象地表达一个力,可以用一条带箭头的线段(有向线段)来表示:
线段的长短表示力的大小;
箭头指向表示力的方向;
箭尾(或箭头)常画在力的作用点上(在有些问题中为了方便,常把物体用一个点代表)。
例1 (教师做):
卡车对拖车的牵引力F的大小是2000N,方向水平向右,作出力F的图示。
步骤:
选一标度(依题而定其大小):
如用1cm长的线段表示500N的力。
从力F的作用点O向右水平画一线段四倍于标度(4cm),然后画上箭头(图1):
例2 (学生做):
作出下列力的图示:
(可同时出三个题,全班分三组,每组做一个题,并分别选一个学生在黑板上做。
)
①物体受250N的重力。
②用细线拴一个物体,并用400N的力竖直上提物体。
③水平向左踢足球,用力大小为1000N。
答案:
说明:
①选不同标度(单位),力的图示线段的长短可不同;
②标度的选取要有利于作图示。
2.力的等效与替代,
1.什么是力的等效?
2.什么是力的替代?
3.什么条件下,合力大于分力?
什么条件下,合力小于分力?
如果一个力的作用效果与另外几个力的共同作用效果相同,那么这个力与另外几个力可以相互替代,这个力称为另外几个力的合力,另外几个力称为这个力的分力,在物理学中,通常从作用效果相同这一观点出发,根据具体情况进行力的替代,称为力的合成与分解。
三.小结
力的图示,力的等效与替代。
全力与分力的大小关系。
四.作业,课本57页1。
2。
3。
三题。
第三节力的等效和替代的习题课(1课时)
三维目标
【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,学生自己分析、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,培养学生脚踏实地的作风,形成良好的学习习惯
教学重点
力的图示和力的示意图,力的等效与替代,
教学难点
加深对作用等效相同是力的等效与替代的原因。
加深力的图示和力的示意图的区别。
教学方法类比法、讨论法
教学过程
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。
例析1:
关于力的下列说法正确的是:
()
A、只有相互接触的物体,才有力的作用。
B、任何物体受到力的作用后运动状态都将发生改变。
C、影响力的作用效果的因素有力的大小,方向和作用点。
D、力是物体对物体的作用,所以施力物体也是受力物体。
解析:
相互接触的物体,不一定是有力的作用,如两物体轻触但不相互挤压。
而有力的作用的物体不一定是直接接触。
力的作用效果是使物体发生形变或改变物体的运动状态,两者不一定同时发生,但两者必居其一,物体受到平衡力,运动状态不改变。
力的作用是相互的所以施力一物体对其它物体施加力的同时,一定受到其他物体对它的作用力,所以施力物体同是也是受力物体,所以C、D两项正确。
练习:
1、“互成角度的两个力的合成”
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- 第三 研究 物体 相互作用 教案