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高一物理研究物體間的相互作用說課稿教學(xué)設(shè)計(jì)

時(shí)間:2013-10-18 09:57:00   來源:無憂考網(wǎng)     [字體: ]
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教學(xué)目標(biāo):
一、知識(shí)目標(biāo)
1、知道什么是彈力以及彈力產(chǎn)生的條件
2、知道壓力、支持力、繩的拉力都是彈力,能在力的圖示(力的示意圖)中正確畫出他們的方向。
3、知道形變?cè)酱螅瑥椓υ酱,知道彈簧的彈力跟彈簧伸長(或縮短)的長度成正比
二、能力目標(biāo):
培養(yǎng)學(xué)生在實(shí)際問題中能夠確定彈力的方向
三、德育目標(biāo):
在實(shí)驗(yàn)中,培養(yǎng)其觀察能力,結(jié)合實(shí)際的求實(shí)精神。
教學(xué)重點(diǎn):
彈力產(chǎn)生的條件、彈力的方向
教學(xué)難點(diǎn):
1、在接觸的物體間是否有彈力
2、彈力方向的確定
教學(xué)方法:
實(shí)驗(yàn)演示、討論答疑
教學(xué)用具:
彈簧、海綿、薄竹片、微小形變演示儀
課時(shí)安排:
1課時(shí)
教學(xué)步驟:
一、導(dǎo)入新課
在運(yùn)動(dòng)場(chǎng)上跳遠(yuǎn)時(shí)要用踏跳板,撐桿跳高運(yùn)動(dòng)員的桿,都是利用他們彈性形變時(shí)的彈力,同學(xué)們還可以舉出許多利用彈力得力子,誰來說?
學(xué)生回答拉弓射箭、跳跳床、跳水踏跳板
……
那彈力是怎樣產(chǎn)生的呢?
二、新課教學(xué)
(一)用投影片出示本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo)
1、知道形變的概念
2、理解彈力是因?yàn)樾巫兊奈矬w由于要恢復(fù)原狀,對(duì)與它接觸的物體會(huì)產(chǎn)生力的作用
3、會(huì)判斷彈力的方向
4、知道形變的種類
(二)學(xué)習(xí)目標(biāo)完成過程
1、彈力是怎樣產(chǎn)生的?
(1)實(shí)驗(yàn)演示:
壓縮彈簧、海綿、用手彎曲竹片
觀察到什么現(xiàn)象?
學(xué)生:看到形狀或體積改變
老師:對(duì),這就是形變。
板書:物體的形狀或體積的改變叫形變
(2)被壓縮的彈簧上放一黑板擦,放手,黑板擦被彈起;被彎曲的竹片上放一粉筆頭,放手,粉筆頭被彈起。
提問:為什么黑板擦、粉筆頭被彈起?
引導(dǎo)學(xué)生回答:發(fā)生形變的物體要恢復(fù)原狀,對(duì)和它接觸的物體有力的作用,就被彈起。
提問:如果粉筆頭、黑板擦與形變物不接觸,會(huì)受到這個(gè)力嗎?
引導(dǎo)回答:不接觸一定不會(huì)受到這個(gè)力
學(xué)生總結(jié)什么是彈力?
板書:發(fā)生形變的物體,由于要恢復(fù)原狀,對(duì)跟它接觸的物體產(chǎn)生力的作用,這種力叫彈力。
可見,彈力的產(chǎn)生需兩個(gè)條件:直接接觸并發(fā)生形變。
2、任何物體都會(huì)發(fā)生形變
實(shí)驗(yàn)操作:顯示微小形變的裝置向?qū)W生作一簡(jiǎn)單介紹。
(1) 入射光的位置不變,將光線經(jīng)M、N兩平面鏡兩次反射,射到一
(2) 個(gè)刻度尺上,形成一光亮點(diǎn)。用力壓桌面,同學(xué)會(huì)看到什么現(xiàn)象?
學(xué)生:光點(diǎn)在刻度尺上移動(dòng)?
學(xué)生分析:桌面有了形變,使M、N平面鏡的位置發(fā)生了微小的變化。
總結(jié):我們通常用眼看到一些物體發(fā)生形變,還有一些物體眼睛根本觀察不到它的形變,比如一些比較堅(jiān)硬的物體,但是這些物體都有形變,只不過形變很微小。所以,一切物體都在力的作用下會(huì)發(fā)生形成。
3、彈力的方向
一般情況下,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)生彈力。所以支持力的方向總是垂直于支持面而指向被支持的物體。
例1:放在水平桌面上的書
書由于重力的作用而壓迫桌面,使書和桌面同時(shí)發(fā)生微小形變,要恢復(fù)原狀,對(duì)桌面產(chǎn)生垂直于桌面向下的彈力F1,這就是書對(duì)桌面的壓力;桌面由于發(fā)生微小的形變,對(duì)書產(chǎn)生垂直于書面向上的彈力F2,這就是桌面對(duì)書的支持力。
學(xué)生分析:靜止地放在傾斜木板上的書,書對(duì)木板的壓力和木板對(duì)書的支持力。并畫出力的示意圖。
結(jié)論:壓力、支持力都是彈力。壓力的方向總是垂直于支持面而指向被壓的物體,支持力的方向總是垂直于支持面而指向被支持的物體。
引導(dǎo)學(xué)生分析靜止時(shí),懸繩對(duì)重物的拉力及方向。
引導(dǎo)得出:懸掛物由于重力的作用而拉緊懸繩,使重物、懸繩同時(shí)發(fā)生微小的形變。重物由于發(fā)生微小的形變,對(duì)懸繩沉重豎直向下的彈力F1,這是物對(duì)繩的拉力;懸繩由于發(fā)生微小形變,對(duì)物產(chǎn)生豎直向上的彈力F2,這就是繩對(duì)物體的拉力。
結(jié)論:拉力是彈力,方向總是沿著繩而指向繩收縮的方向。
4、鞏固訓(xùn)練(出示投影片)
(1) 畫出下列各靜止物體的彈力(接觸面光滑)
(2)師生共評(píng):彈力的方向總跟接觸的面垂直,面與面接觸,點(diǎn)與面接觸,都是垂直于面;點(diǎn)與點(diǎn)的接觸要找兩接觸點(diǎn)的公切面,彈力垂直于這個(gè)共切面指向被支持物。
強(qiáng)調(diào):象B圖中,斜面與球間有無彈力?
對(duì)小球狀態(tài)進(jìn)行分析:如果小球受到斜面彈力,小球在水平方向上不會(huì)靜止,會(huì)向右運(yùn)動(dòng)。由此可判定小球不受斜面的彈力。這是判定相接觸的物體間是否有彈力得基本方法,說明兩接觸物體接觸但沒有發(fā)生形變。
5、形變的種類
請(qǐng)同學(xué)閱讀P6,看形變的種類有哪些,舉例說明。
學(xué)生:形變分為拉伸形變、彎曲形變、扭轉(zhuǎn)形變。比如彈簧的伸長或縮短為拉伸形變,弓、跳板的形變?yōu)閺澢巫,金屬絲被扭轉(zhuǎn)為扭轉(zhuǎn)形變。
總結(jié):產(chǎn)生彈力的大小與形變程度有關(guān),形變程度越大,產(chǎn)生的彈力就越大。
演示實(shí)驗(yàn):探索彈力和彈簧伸長的關(guān)系?
甲彈簧(原長: )
1 2 3
彈力大。∟)
彈簧長度(m)
彈簧伸長量(m)
乙彈簧(原長: )
1 2 3
彈力大。∟)
彈簧長度(m)
彈簧伸長量(m)
結(jié)論:彈簧彈力的大小與彈簧的伸長量成正比
思考:彈簧被壓縮時(shí),彈簧彈力與彈簧的縮短量有什么關(guān)系呢?
胡克定律:在彈性限度內(nèi),彈簧彈力的大小f和彈簧的形變量x成正比
f=kx
三、小結(jié)
1、彈力產(chǎn)生的條件
2、彈力方向的確定
3、形變的種

五、板書設(shè)計(jì)
3.2 研究摩擦力
一、教學(xué)目標(biāo)
1、知道滑動(dòng)摩擦力產(chǎn)生的條件,會(huì)判斷滑動(dòng)摩擦力的方向.
2、會(huì)運(yùn)用公式F=μFN進(jìn)行計(jì)算,知道動(dòng)摩擦因數(shù)與什么有關(guān)
3、知道靜摩擦力產(chǎn)生的條件,會(huì)判斷靜摩擦力的方向,掌握求靜摩擦力大小的方法.
4、知道大靜摩擦力的概念.
二、重點(diǎn)難點(diǎn)
1、 重點(diǎn):滑動(dòng)摩擦力、靜摩擦力大小及方向的確定.
2、 難點(diǎn):靜摩擦力大小及方向的確定.
三、教學(xué)方法:,觀察演示,總結(jié)
四、教具: 木刷,木塊,測(cè)力計(jì)
五、課時(shí):1節(jié)
六、教學(xué)過程
(一)質(zhì)量為m的木刷放在水平桌面上,木刷受幾個(gè)力?大小、方向如何?各是什么性質(zhì)的力?畫出木刷受力示意圖?

解答:木刷受重力和彈力作用,重力方向豎直向下,大小等于mg;還受支持力(彈力)作用,依二力平衡原理可知彈力FN=mg.受力圖如圖所示.
導(dǎo)出新課:如果用水平向右的外力F1拉木刷,使其滑動(dòng),觀察木刷底下鬃毛的形狀,這是為什么?再次分析物體受幾個(gè)力作用.
(二)滑動(dòng)摩擦力
(1)產(chǎn)生:觀察上面的現(xiàn)象可知:毛刷與桌面接觸,并且相對(duì)于桌面滑動(dòng),而桌面由于粗糙,在接觸面處產(chǎn)生了一個(gè)作用于毛刷上的阻礙其相對(duì)于桌面運(yùn)動(dòng)的滑動(dòng)摩擦力.
兩個(gè)互相接觸的物體,當(dāng)一個(gè)物體在另一個(gè)物體表面上相對(duì)于另一個(gè)物體滑動(dòng)時(shí),要受到另一個(gè)物體阻礙它相對(duì)滑動(dòng)的力,這種力叫做滑動(dòng)摩擦力.
(2)方向:毛刷的鬃毛向著相對(duì)于地面運(yùn)動(dòng)的反方向傾斜,說明毛刷受到的摩擦力跟毛刷相對(duì)于地面運(yùn)動(dòng)的方向相反.如圖中F2所示.
滑動(dòng)摩擦力的方向總跟接觸面相切,并且跟物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反,這里的相對(duì)運(yùn)動(dòng)是指相對(duì)于與之接觸的物體的運(yùn)動(dòng).
如圖所示:

(3)大。
實(shí)驗(yàn):將木塊放在長方形木板上,用測(cè)力計(jì)水平勻速拉動(dòng)木塊,再分別在木塊上放置不同的砝碼,仍分別勻速拉動(dòng)木塊,記下每次測(cè)力計(jì)讀數(shù)及木塊與砝碼的總質(zhì)量,填入表中
1 2 3 4 5
重力G
壓力FN
摩擦力F
F/FN
結(jié)論:滑動(dòng)摩擦力與壓力成正比,也就是跟一個(gè)物體對(duì)另一個(gè)物體表面的垂直作用力成正比.
公式F=μFN,其中μ是比例常數(shù),叫做動(dòng)摩擦因數(shù).
必須指出,滑動(dòng)摩擦力是與壓力成正比,而不是與物體的重力成正比,在上面的實(shí)驗(yàn)中壓力與重力大小相等只是特例,在很多情況下,壓力并不等于重力,例如斜面上的物體,同時(shí),滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面積以及相對(duì)速度大。ā0)無關(guān).
將上述實(shí)驗(yàn)中的木板換成硬紙板,重復(fù)實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)比例系數(shù)μ與前次不等,說明μ值跟相互接觸的兩個(gè)物體的材料有關(guān),材料不同,兩物體之間的動(dòng)摩擦因數(shù)不同.
學(xué)生閱讀教材《幾種材料間的動(dòng)摩擦因數(shù)》表.
例題:教材第9頁(例題)
(三)靜摩擦力
演示實(shí)驗(yàn):用不大的力通過測(cè)力計(jì)水平拉靜止在桌面上的木塊,木塊雖有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),但仍靜止,讀出測(cè)力計(jì)讀數(shù),分析木塊水平方向上受幾個(gè)力?
由二力平衡可知,木塊除受到拉力以外,還受到了與拉力等大反向的作用力,這個(gè)力是桌面對(duì)木塊的靜摩擦力,所謂“靜”,是指木塊相對(duì)于桌面靜止.
繼續(xù)增大拉力,木塊仍處于靜止?fàn)顟B(tài),說明靜摩擦力隨外力的增大而增大.
1.產(chǎn)生:靜摩擦力產(chǎn)生于相互接觸的物體且有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)而保持相對(duì)靜止的接觸面之間.
2.方向:靜摩擦力的方向總是跟接觸面相切,并且跟物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反.
,
木塊相對(duì)于桌面有向右運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),木塊受到的靜摩擦力方向向左,即與物體相對(duì)于桌面向右運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反.
3.大。红o摩擦力總等于沿接觸面方向物體受到的外力,而與壓力無關(guān).
在上面的實(shí)驗(yàn)中,增大拉力,發(fā)現(xiàn)木塊靜止到一定的時(shí)候就由“靜”變?yōu)椤皠?dòng)”了.說明靜摩擦力有一個(gè)限度,靜摩擦力的大值Fmax叫做大靜摩擦力,大靜摩擦力等于使物體剛要運(yùn)動(dòng)時(shí)的外力,因此,靜摩擦力F的值為
0<F≤Fmax
例題:粗糙水平地面上有一質(zhì)量為m的木箱,它與地面間的大靜摩擦力Fmax大于滑動(dòng)摩擦力,接觸面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,現(xiàn)給木箱施一水平推力,推力大小由零逐漸增大,使木箱由靜止?fàn)顟B(tài)變?yōu)檫\(yùn)動(dòng)狀態(tài),畫出地面對(duì)木箱的摩擦力F′隨推力F變化的圖象.
當(dāng)外力在小于F0以前,木箱受靜摩擦力作用,靜摩擦力的大小與外力F相等,故圖線為過原點(diǎn)的45°傾斜直線;當(dāng)外力等于F0時(shí),物體受大靜摩擦力Fmax=F0,以后物體開始滑動(dòng),且受滑動(dòng)摩擦力F′=μFN=μmg不變,故圖線為水平直線.
閱讀課文后自然段:靜摩擦力常見的例子.
(四)課堂小結(jié):
產(chǎn)生條件:接觸、擠壓、相對(duì)滑動(dòng)
大。篎=μFN
滑動(dòng)摩擦力 方向:與相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反
作用點(diǎn):接觸面上
摩擦力
產(chǎn)生條件:接觸、擠壓、有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)
靜摩擦力 大。0<F≤Fmax
方向:與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反
作用點(diǎn):接觸面上
(五)課外作業(yè)
思考題:
1.請(qǐng)舉一二個(gè)生活中的例子,來說明靜摩擦力為動(dòng)力。
2.人在爬繩的過程中,手受到什么摩擦力?方向怎樣?摩擦力的方向跟人體運(yùn)動(dòng)的方向是一致還是相反?

3.3 力的等效和替代
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
【知識(shí)和技能】
1.知道力的圖示和力的示意圖。
2.知道什么是力的等效與力的替代。
3、學(xué)會(huì)尋找等效力。
【過程和方法】
1.類比力的等效與替代,自己分析、討論,培養(yǎng)自己的自學(xué)能力.
2.運(yùn)用數(shù)學(xué)工具(圖象)的能力.
【情感、態(tài)度和價(jià)值觀】
教學(xué)中重視嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)推理過程,培養(yǎng)腳踏實(shí)地的作風(fēng),形成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣
【學(xué)習(xí)重點(diǎn)】
力的圖示和力的示意圖,力的等效與替代
【知識(shí)要點(diǎn)】
力的作用效果:
(1)、靜力的效應(yīng):①物體的形變。②物體的平衡。
(2)、動(dòng)力的效應(yīng)(本章暫不涉及):①瞬時(shí)效應(yīng)產(chǎn)生加速度。牛頓第二定律。 ② 時(shí)間上的累積效應(yīng)、沖量、動(dòng)量定理。③空間上的累積效應(yīng)、功、動(dòng)能定理。
3、力的三要素與力的圖示
影響力的作用效果的是力的大小,方向和作用點(diǎn)這三個(gè)因素,稱為“力的三要素”。我們用有向線段可以把極抽象的力具體化:有向線段的長短表示力的大小,有向線段的指向表示力的方向 ,有向線段的箭頭或箭尾表示力的作用點(diǎn)。力的方向所沿的直線叫力的作用線。這種表示力的方法,叫做力的圖 示。
4、 力的分類:
(1)、按力的性質(zhì)分類,如重力,彈力,摩擦力等;
(2)、按力的效果分類,如拉力,壓力,支持力,動(dòng)力,阻力等。
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。
【問題探究】
給你兩個(gè)量程為5N的輕彈簧秤,一個(gè)帶有小釘子的平板,幾張白紙,將橡皮筋結(jié)在小釘子上,白紙平鋪在木板上,探究下面兩個(gè)問題:
  1.用一個(gè)彈 簧秤將橡皮筋拉到某點(diǎn)O,用兩個(gè)彈簧秤同時(shí)以不同的角度拉橡皮筋是否也能將橡皮筋拉到O點(diǎn)?即兩種方法的效果是否可以相同?
   2.用一個(gè)彈簧秤將橡皮筋拉到某點(diǎn)O的作用力與用兩個(gè)彈簧秤同時(shí)以不同的角度拉橡皮筋到O點(diǎn)的作用力有什么關(guān)系?
  解析:1.用一個(gè)彈簧秤將橡皮筋拉到某點(diǎn)O,用兩個(gè)彈簧秤同時(shí)以不同的角度拉橡皮筋也能將橡皮筋拉到O點(diǎn).
2.記下用一個(gè)彈簧秤拉到O點(diǎn)時(shí)的力的大小和方向,并用力的圖示法將這個(gè)力表示出
來,并計(jì)為F;記下用兩個(gè)彈簧秤同時(shí)以不同的角度拉到O點(diǎn)時(shí)兩彈簧秤的示數(shù)及方向,并用力的圖示法將這兩個(gè)力表示出來,并計(jì)為F1、F2.
  3.多次重復(fù)步驟2,發(fā)現(xiàn)有一個(gè)共同的特點(diǎn):F是以F1、F2為鄰邊構(gòu)成的平行四邊形的對(duì)角線.
  點(diǎn)評(píng):試題從問題情景出發(fā),讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)探究真切地認(rèn)識(shí)到力是可以等效和替代的,同時(shí)讓學(xué)生從感性上認(rèn)識(shí)分力和合力,并能初步發(fā)現(xiàn)合力和分力的 關(guān)系,為下一節(jié)的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ),也能夠培養(yǎng)學(xué)生探究和發(fā)現(xiàn)問題的能力.該題也給教材“實(shí)踐與拓展”欄目中問題的解決提供了思路.
【典型例題】
例:關(guān)于力的下列說法正確的是:( )
A、只有相互接觸的物體,才有力的作用。
B、任何物體受到力的作用后運(yùn)動(dòng)狀態(tài)都將發(fā)生改變。
C、影響力的作用效果的因素有力的大小,方向和作用點(diǎn)。
D、力是物體對(duì)物體的作用,所以施力物體也是受力物體。
解析:相互接觸的物體,不一定是有力的作用,如兩物體輕觸但不相互擠壓。而有力的作用的物體不一定是直接接觸。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),兩者不一定同時(shí)發(fā)生,但兩者必居其一,物體受到平衡力,運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不改變。力的作用是相互的所以施力一物體對(duì)其它物體施加力的同時(shí),一定受到其他物體對(duì)它的作用力,所以施力物體同是也是受力物體,所以C、D兩項(xiàng)正確 。
【規(guī)律總結(jié)】
本節(jié)研究問題的方法主要是通過實(shí)驗(yàn)探究,利用等效替代的科學(xué)思維方法,并結(jié)合力的圖示法來研究分力和合力的關(guān)系,讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)尋找合力與分力的關(guān)系.
通過實(shí) 驗(yàn)探究,發(fā)現(xiàn)兩個(gè)力的合力不一定比每個(gè)分力大,隨著它們夾角的增加,合力逐漸變。狭Υ鬄閮蓚(gè)力同方向時(shí)兩力大小之和,小為兩個(gè)力反方向時(shí)兩力大小之差.
【當(dāng)堂反饋】
1.關(guān)于合力的下列敘述中正確的是 ( )
A.合力的性質(zhì)同原來的兩個(gè)力的性質(zhì)相同 B.合力是原來幾個(gè)力的等效代替
C.合力也有施力物體與受力物體 D.合力隨兩個(gè)力之間夾角的增大而減小
2.兩個(gè)共點(diǎn)力的大小分別為Fl=15 N,F(xiàn)2=9N,它們的合力可能為 ( )
A.9 N B.25 N C.5 N D.21 N
3.從勻速上升的氣球上拋出一個(gè) 重為G的物體,若氣球所受的浮力f不變,則拋出物體后氣球所受的合力大小為( )
A.f B.G C.0 D f+G:
4.如圖3-22所示,是兩個(gè)共點(diǎn)力的合力,跟它的兩個(gè)分力之間的夾角θ的關(guān)系圖象,則這兩個(gè)力的 大小分別是 ( )
A.1 N和4 N B.2 N和3 N C.1 N和5 N D.2 N和4 N[來源:學(xué)科網(wǎng)]

5.如圖3—23所示,A、B分別為甲、乙兩位同學(xué)在做本實(shí)驗(yàn)時(shí)得到的結(jié)果,可以斷定其中___________同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較符合實(shí)驗(yàn)事實(shí),理由是________________
6.將橡皮筋的一端固定在A點(diǎn),另一端拴上兩根細(xì)繩,每根細(xì)繩分別連著一個(gè)量程為5 N、小刻度為0.1 N的彈簧測(cè)力計(jì),沿著兩個(gè)不同的方向拉彈簧測(cè)力計(jì).當(dāng)橡皮筋的活動(dòng)端拉到O點(diǎn)時(shí),兩根細(xì)繩相互垂直,如圖3-24所示,這時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)可從圖中讀出:
(1)由圖中可讀得兩個(gè)相互垂直的拉力的大小分別為______N和________N(只須讀到0.1 N).
(2)在本題的虛線方格紙上按作圖法的要求畫出這兩個(gè)力及它們的合力.
【參考答案】
1、B 2、AD 3、B 4、B
5、甲 F‘與橡皮筋在同一條直線上
6.2.5 4.0
【反思】



3.4 力的合成和分解
教學(xué)目標(biāo):
1.理解合力、分力的概念,掌握矢量合成的平行四邊形定則。
2.能夠運(yùn)用平行四邊形定則或力三角形定則解決力的合成與分解問題。
3.進(jìn)一步熟悉受力分析的基本方法,培養(yǎng)學(xué)生處理力學(xué)問題的基本技能。
教學(xué)重點(diǎn):力的平行四邊形定則
教學(xué)難點(diǎn):受力分析
教學(xué)方法:講練結(jié)合,計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)
教學(xué)過程:
一、標(biāo)量和矢量
1.將物理量區(qū)分為矢量和標(biāo)量體現(xiàn)了用分類方法研究物理問題的思想。
2.矢量和標(biāo)量的根本區(qū)別在于它們遵從不同的運(yùn)算法則:標(biāo)量用代數(shù)法;矢量用平行四邊形定則或三角形定則。
矢量的合成與分解都遵從平行四邊形定則(可簡(jiǎn)化成三角形定則)。平行四邊形定則實(shí)質(zhì)上是一種等效替換的方法。一個(gè)矢量(合矢量)的作用效果和另外幾個(gè)矢量(分矢量)共同作用的效果相同,就可以用這一個(gè)矢量代替那幾個(gè)矢量,也可以用那幾個(gè)矢量代替這一個(gè)矢量,而不改變?cè)瓉淼淖饔眯Ч?br>3.同一直線上矢量的合成可轉(zhuǎn)為代數(shù)法,即規(guī)定某一方向?yàn)檎较。與正方向相同的物理量用正號(hào)代入.相反的用負(fù)號(hào)代入,然后求代數(shù)和,后結(jié)果的正、負(fù)體現(xiàn)了方向,但有些物理量雖也有正負(fù)之分,運(yùn)算法則也一樣.但不能認(rèn)為是矢量,后結(jié)果的正負(fù)也不表示方向如:功、重力勢(shì)能、電勢(shì)能、電勢(shì)等。
二、力的合成與分解
力的合成與分解體現(xiàn)了用等效的方法研究物理問題。
合成與分解是為了研究問題的方便而引人的一種方法。用合力來代替幾個(gè)力時(shí)必須把合力與各分力脫鉤,即考慮合力則不能考慮分力,同理在力的分解時(shí)只考慮分力而不能同時(shí)考慮合力。
1.力的合成
(1)力的合成的本質(zhì)就在于保證作用效果相同的前提下,用一個(gè)力的作用代替幾個(gè)力的作用,這個(gè)力就是那幾個(gè)力的“等效力”(合力)。力的平行四邊形定則是運(yùn)用“等效”觀點(diǎn),通過實(shí)驗(yàn)總結(jié)出來的共點(diǎn)力的合成法則,它給出了尋求這種“等效代換”所遵循的規(guī)律。
(2)平行四邊形定則可簡(jiǎn)化成三角形定則。由三角形定則還可以得到一個(gè)有用的推論:如果n個(gè)力首尾相接組成一個(gè)封閉多邊形,則這n個(gè)力的合力為零。
(3)共點(diǎn)的兩個(gè)力合力的大小范圍是
|F1-F2| ≤ F合≤ F1+F2
(4)共點(diǎn)的三個(gè)力合力的大值為三個(gè)力的大小之和,小值可能為零。
【例1】物體受到互相垂直的兩個(gè)力F1、F2的作用,若兩力大小分別為5 N、5 N,求這兩個(gè)力的合力.
解析:根據(jù)平行四邊形定則作出平行四邊形,如圖所示,由于F1、F2相互垂直,所以作出的平行四邊形為矩形,對(duì)角線分成的兩個(gè)三角形為直角三角形,由勾股定理得:
N=10 N
合力的方向與F1的夾角θ為:
θ=30°
2.力的分解
(1)力的分解遵循平行四邊形法則,力的分解相當(dāng)于已知對(duì)角線求鄰邊。
(2)兩個(gè)力的合力惟一確定,一個(gè)力的兩個(gè)分力在無附加條件時(shí),從理論上講可分解為無數(shù)組分力,但在具體問題中,應(yīng)根據(jù)力實(shí)際產(chǎn)生的效果來分解。
【例2】將一個(gè)力分解為兩個(gè)互相垂直的力,有幾種分法?
解析:有無數(shù)種分法,只要在表示這個(gè)力的有向線段的一段任意畫一條直線,在有向線段的另一端向這條直線做垂線,就是一種方法。如圖所示。
(3)幾種有條件的力的分解
①已知兩個(gè)分力的方向,求兩個(gè)分力的大小時(shí),有解。
②已知一個(gè)分力的大小和方向,求另一個(gè)分力的大小和方向時(shí),有解。
③已知兩個(gè)分力的大小,求兩個(gè)分力的方向時(shí),其分解不惟一。
④已知一個(gè)分力的大小和另一個(gè)分力的方向,求這個(gè)分力的方向和另一個(gè)分力的大小時(shí),其分解方法可能惟一,也可能不惟一。
(4)用力的矢量三角形定則分析力小值的規(guī)律:
①當(dāng)已知合力F的大小、方向及一個(gè)分力F1的方向時(shí),另一個(gè)分力F2取小值的條件是兩分力垂直。如圖所示,F(xiàn)2的小值為:F2min=F sinα
②當(dāng)已知合力F的方向及一個(gè)分力F1的大小、方向時(shí),另一個(gè)分力F2取小值的條件是:所求分力F2與合力F垂直,如圖所示,F(xiàn)2的小值為:F2min=F1sinα
③當(dāng)已知合力F的大小及一個(gè)分力F1的大小時(shí),另一個(gè)分力F2取小值的條件是:已知大小的分力F1與合力F同方向,F(xiàn)2的小值為|F-F1|
(5)正交分解法:
把一個(gè)力分解成兩個(gè)互相垂直的分力,這種分解方法稱為正交分解法。
用正交分解法求合力的步驟:
①首先建立平面直角坐標(biāo)系,并確定正方向
②把各個(gè)力向x軸、y軸上投影,但應(yīng)注意的是:與確定的正方向相同的力為正,與確定的正方向相反的為負(fù),這樣,就用正、負(fù)號(hào)表示了被正交分解的力的分力的方向
③求在x軸上的各分力的代數(shù)和Fx合和在y軸上的各分力的代數(shù)和Fy合
④求合力的大小
合力的方向:tanα= (α為合力F與x軸的夾角)
【例3】質(zhì)量為m的木塊在推力F作用下,在水平地面上做勻速運(yùn)動(dòng).已知木塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為µ,那么木塊受到的滑動(dòng)摩擦力為下列各值的哪個(gè)? A.µmg B.µ(mg+Fsinθ)
C.µ(mg+Fsinθ) D.Fcosθ
解析:木塊勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)受到四個(gè)力的作用:重力mg、推力F、支持力FN、摩擦力Fµ.沿水平方向建立x軸,將F進(jìn)行正交分解如圖(這樣建立坐標(biāo)系只需分解F),由于木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng),所以,在x軸上,向左的力等于向右的力(水平方向二力平衡);在y軸上向上的力等于向下的力(豎直方向二力平衡).即
Fcosθ=Fµ ①
FN=mg+Fsinθ ②
又由于Fµ=µFN ③
∴Fµ=µ(mg+Fsinθ) 故B、D答案是正確的.
三、綜合應(yīng)用舉例
【例4】水平橫粱的一端A插在墻壁內(nèi),另一端裝有一小滑輪B,一輕繩的一端C固定于墻上,另一端跨過滑輪后懸掛一質(zhì)量m=10 kg的重物,∠CBA=30°,如圖甲所示,則滑輪受到繩子的作用力為(g=10m/s2)
A.50N B.50 N C.100N D.100 N
解析:取小滑輪作為研究對(duì)象,懸掛重物的繩中的彈力是T=mg=10×10N=100 N,故小滑輪受繩的作用力沿BC、BD方向的大小都是100N,分析受力如圖(乙)所示. ∠CBD=120°,∠CBF=∠DBF,∴∠CBF=60°,⊿CBF是等邊三角形.故F=100 N。故選C。
【例5】已知質(zhì)量為m、電荷為q的小球,在勻強(qiáng)電場(chǎng)中由靜止釋放后沿直線OP向斜下方運(yùn)動(dòng)(OP和豎直方向成θ角),那么所加勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E的小值是多少?
解析:根據(jù)題意,釋放后小球所受合力的方向必為OP方向。用三角形定則從右圖中不難看出:重力矢量OG的大小方向確定后,合力F的方向確定(為OP方向),而電場(chǎng)力Eq的矢量起點(diǎn)必須在G點(diǎn),終點(diǎn)必須在OP射線上。在圖中畫出一組可能的電場(chǎng)力,不難看出,只有當(dāng)電場(chǎng)力方向與OP方向垂直時(shí)Eq才會(huì)小,所以E也小,有E =
【例6】 A的質(zhì)量是m,A、B始終相對(duì)靜止,共同沿水平面向右運(yùn)動(dòng)。當(dāng)a1=0時(shí)和a2=0.75g時(shí),B對(duì)A的作用力FB各多大?
解析:一定要審清題:B對(duì)A的作用力FB是B對(duì)A的支持力和摩擦力的合力。而A所受重力G=mg和FB的合力是F=ma。
當(dāng)a1=0時(shí),G與 FB二力平衡,所以FB大小為mg,方向豎直向上。
當(dāng)a2=0.75g時(shí),用平行四邊形定則作圖:先畫出重力(包括大小和方向),再畫出A所受合力F的大小和方向,再根據(jù)平行四邊形定則畫出FB。由已知可得FB的大小FB=1.25mg,方向與豎直方向成37o角斜向右上方。
3.5 共點(diǎn)力的平衡條件
一、教學(xué)任務(wù)分析
本節(jié)的教學(xué)任務(wù)有:
(1)基于生活中力的平衡的實(shí)例,引出在共點(diǎn)力作用下物體平衡的概念。
(2)聯(lián)系“力的合成”和“力的分解”的知識(shí)以及對(duì)物體受力情況的分析,通過DIS實(shí)驗(yàn)探究,分析歸納共點(diǎn)力的平衡條件F合=0。
(3)在課內(nèi)的學(xué)習(xí)討論與訓(xùn)練中,鞏固對(duì)物體在共點(diǎn)力作用下平衡條件的理解。
(4)通過對(duì)共點(diǎn)力的平衡條件的科學(xué)探究過程,體驗(yàn)科學(xué)方法的應(yīng)用,了解古代科學(xué)家張衡的科學(xué)成就,激發(fā)愛國主義情懷和對(duì)科學(xué)熱愛。
二、教學(xué)目標(biāo)
1、知識(shí)與技能
(1)知道什么是共點(diǎn)力,及在共點(diǎn)力作用下物體平衡的概念。
(2)理解物體在共點(diǎn)力作用下的平衡條件。
(3)知道我國古代科學(xué)家張衡的相關(guān)科學(xué)成就。
(4)會(huì)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)研究物體在共點(diǎn)力作用下的平衡條件。
2、過程與方法
(1)在對(duì)共點(diǎn)力平衡問題的探究中,感受等效、圖示、歸納推理等科學(xué)方法。
(2)在共點(diǎn)力平衡條件的實(shí)驗(yàn)研究中,感受猜想、方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)探究、分析歸納結(jié)論的科學(xué)探究方法。
3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀
(1)在共同的實(shí)驗(yàn)探究過程中,體驗(yàn)合作,樂于合作。
(2)通過了解張衡的相關(guān)科學(xué)成就,激發(fā)愛國主義情感和對(duì)科學(xué)的熱愛。
三、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)
重點(diǎn):共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件。
難點(diǎn):共點(diǎn)力平衡條件的探究過程。
四、教學(xué)資源
1、學(xué)生分組實(shí)驗(yàn):DIS實(shí)驗(yàn)設(shè)備或彈簧秤;學(xué)生實(shí)驗(yàn)器材。
2、多媒體資源:張衡及相關(guān)資料的課件,舉重運(yùn)動(dòng)員奧運(yùn)會(huì)比賽奪冠錄像,東方明珠、趙州橋等圖片。
五、教學(xué)設(shè)計(jì)思路
以多媒體資源情景和實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ),通過觀察、分析認(rèn)識(shí)什么是共點(diǎn)力,形成物體在共點(diǎn)力作用下平衡的概念。再由DIS實(shí)驗(yàn)探究,分析、歸納得出物體在共點(diǎn)力作用下的平衡條件
F合= 0。后通過我國古代科學(xué)家張衡的相關(guān)科學(xué)成就的介紹,激發(fā)愛國主義情懷和對(duì)科學(xué)的追求,鞏固所學(xué)的知識(shí),感悟物理學(xué)在社會(huì)發(fā)展中的重要作用。本節(jié)課要突出的重點(diǎn)是,物體在共點(diǎn)力作用下的平衡條件。突出重點(diǎn)的方法是,從觀看奧運(yùn)會(huì)我國舉重運(yùn)動(dòng)員奪冠的錄像,及東方明珠、趙州橋及靜止的花盆等多媒體資源情景,結(jié)合學(xué)生的親身感受,分析歸納得到物體在共點(diǎn)力作用下的平衡概念。再以分組DIS實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng),運(yùn)用等效、圖示、推理等科學(xué)方法得出物體在共點(diǎn)力作用下的平衡條件。本節(jié)課要突破的難點(diǎn)是,共點(diǎn)力作用下物體平衡條件的建立過程。突破難點(diǎn)的方法是,從二力平衡的條件F合= 0出發(fā),以“力的合成”(或“力的分解”)為基礎(chǔ),通過DIS實(shí)驗(yàn),運(yùn)用等效替代的方法,得出不在一直線上、三個(gè)共點(diǎn)力的平衡條件F合= 0,并推廣到一般情況,即共點(diǎn)力的平衡條件為F合= 0,體現(xiàn)從特殊到一般的歸納推理過程。
六、教學(xué)流程

七、教案過程
(一)情景導(dǎo)入,激發(fā)懸念
錄像引入:2008北京奧運(yùn)會(huì)我國舉重運(yùn)動(dòng)員奪冠錄像播放。
教師:張國政在69公斤級(jí)比賽中以抓舉160公斤和挺舉187.5公斤總成績347.5公斤而奪冠,裁判員判定舉重運(yùn)動(dòng)員成績有效的依據(jù)是什么?
學(xué)生活動(dòng):舉重運(yùn)動(dòng)員能將舉起的杠鈴保持靜止幾秒鐘。
教師:這與本節(jié)課學(xué)習(xí)的受力平衡問題有關(guān)。
(二)通過圖片引入共點(diǎn)力作用下物體的平衡
教師:生活中的物體有的處于平衡狀態(tài),有的處于非平衡狀態(tài),其中的平衡比較常見,而且很有實(shí)際意義。
下面給大家看一些熟悉的圖片:
學(xué)生活動(dòng):
教師:這些物體均處于平衡狀態(tài),那么,什么叫平衡狀態(tài)?
歸納總結(jié):物體處于靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng)的狀態(tài),叫做平衡狀態(tài)。
(三)DIS實(shí)驗(yàn)探究共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件
教師:首先來回顧一下初中已經(jīng)學(xué)過的二力平衡的知識(shí)。
1、例:用一根很輕的不可伸長的細(xì)線將小鋼球懸掛于鐵架臺(tái)上,并保持靜止。
教師:小球處于什么狀態(tài)?
學(xué)生活動(dòng):平衡狀態(tài)。
教師:請(qǐng)一位同學(xué)來畫小球的受力示意圖。
學(xué)生活動(dòng):(畫小球受力示意圖)小球受到
重力G和拉力T的作用。
教師:這兩個(gè)力的大小、方向有什么關(guān)系?
學(xué)生活動(dòng):大小相等,方向相反,且在作用在同一直線上。
教師:這兩個(gè)力的合力是多少?
學(xué)生活動(dòng):合力為零。
歸納:1、二力平衡 F合= 0
教師:如果用一個(gè)水平拉力使小球偏離原來位置一個(gè)角度,并再次達(dá)到靜止?fàn)顟B(tài),小球共受哪些力的作用?
學(xué)生活動(dòng):重力G,水平拉力F,沿細(xì)線方向的拉力T。
教師:小球現(xiàn)在還處于平衡狀態(tài)嗎?
學(xué)生活動(dòng):是的。
教師:這三個(gè)力的方向不在同一直線上,它們的合力多大?
學(xué)生猜測(cè):合力為零。
提示:只要能將這幾個(gè)力的大小測(cè)出,我們可以將其中兩個(gè)力等效成一個(gè)力,變成二力平衡——-物理學(xué)研究方法之一:等效替代法。下面我們就用實(shí)驗(yàn)的方法驗(yàn)證一下你們的猜測(cè)。
2、DIS實(shí)驗(yàn)探究三個(gè)力平衡的條件
教師:如何測(cè)量幾個(gè)力的大小呢?
學(xué)生活動(dòng):可以用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量,以可以用力傳感器來測(cè)量。
教師:介紹實(shí)驗(yàn)儀器——力傳感器(兩個(gè))、數(shù)據(jù)采集器、計(jì)算機(jī)。我們用力傳感器測(cè)出兩個(gè)拉力的大小,彈簧秤測(cè)出重力,然后再怎么辦呢?
學(xué)生活動(dòng):可以在紙上畫出力的圖示,然后分析有什么關(guān)系。
教師:非常好,那么我們請(qǐng)兩位同學(xué)配合來做這個(gè)實(shí)驗(yàn)。
學(xué)生活動(dòng):兩位同學(xué)上臺(tái)配合完成實(shí)驗(yàn),并得出F—t圖,測(cè)量出小球重力。
教師負(fù)責(zé)指導(dǎo)、協(xié)調(diào)學(xué)生代表完成實(shí)驗(yàn),引導(dǎo)下面學(xué)生觀察和思考實(shí)驗(yàn)步驟、數(shù)據(jù)處理等環(huán)節(jié)。
教師:數(shù)據(jù)已經(jīng)測(cè)得了,我們知道力是矢量,要知道三個(gè)力的關(guān)系,還要知道方向,那么我們?cè)诋媹D時(shí)怎么確定這幾個(gè)力的方向呢?
學(xué)生活動(dòng):用量角器測(cè)量角度。
教師:(質(zhì)疑)懸掛著怎么測(cè)量?我們可以用一張白紙輕輕放在懸掛的裝置后面,然后用鉛筆把力的方向畫在紙上,然后再在紙上做三個(gè)力的圖示,找出結(jié)論。
學(xué)生活動(dòng):在紙上畫力的圖示, 4人一組地探究三個(gè)力之間的關(guān)系。
教師:我們來看看幾個(gè)小組的討論結(jié)果。
學(xué)生活動(dòng):2個(gè)小組來展示他們畫圖后得出的結(jié)論,三個(gè)力合力為零。
歸納:1、任意兩個(gè)力的合力與第三個(gè)力大小相等,方向相反,作用在同一直線上。
2、這三個(gè)力的合力為零。
教師:想一想,如果物體受到的是4個(gè)力或5個(gè)力的作用,物體的平衡條件是否還是合力為零?
學(xué)生活動(dòng):(議論)應(yīng)用類似研究三個(gè)力平衡問題的等效替代的方法,可得到多個(gè)共點(diǎn)力的平衡條件仍是合力為零。
總結(jié):共點(diǎn)力平衡的條件:作用在物體上各力的合力為零,即:F合=0
(四)學(xué)生課件交流(了解張衡及其成就)
教師:我們知道,早在1800多年前,我國古代科學(xué)家張衡就巧妙地利用平衡原理制成了測(cè)定地震的侯風(fēng)地動(dòng)儀。
課前老師請(qǐng)同學(xué)們回去查找關(guān)于張衡的資料,并制作powerpoint。
教師:下面請(qǐng)幾位同學(xué)上來展示一下他們查找的結(jié)果,供大家共同學(xué)習(xí)。
學(xué)生:課件展示交流。
學(xué)生:談?dòng)^看感受。
(五)實(shí)際應(yīng)用
示例:用彈簧秤沿著光滑斜面的方向?qū)⒁粔K重5N的木塊勻速向上拉,這時(shí)彈簧秤的讀數(shù)是1.4N,求斜面對(duì)木塊的彈力的大?
教師引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用作圖法、解三角形的數(shù)學(xué)方法、正交分解法等三種方法求解。
求解完畢后,引導(dǎo)學(xué)生歸納應(yīng)用共點(diǎn)力的平衡條件解決實(shí)際問題的步驟:
(1)確定分析對(duì)象。
(2)對(duì)分析對(duì)象作受力分析,畫受析示意圖。
(3)如果是三力平衡,可應(yīng)用合成法畫圖用作圖法求解,或應(yīng)用解三角形的數(shù)學(xué)方法求解。
(4)如果是三力或以上的平衡,可適當(dāng)選擇坐標(biāo)軸,對(duì)物體的受力作正交分解后,分坐標(biāo)軸方向列物體平衡的代數(shù)方程求解。

3.6 作用力與反作用力
1、教材分析
牛頓的三個(gè)定律是經(jīng)典力學(xué)的基礎(chǔ),也是整個(gè)力學(xué)的核心內(nèi)容。牛頓第一、二定律的研究對(duì)象是單個(gè)的受力物體,只能解決一個(gè)物體的受力與運(yùn)動(dòng)之間的關(guān)系。而自然界中的物體都是相互聯(lián)系、相互影響、相互作用的。反映物體間相互作用規(guī)律的“牛頓第三定律”,是把一個(gè)物體受到的力與其它物體受到的力聯(lián)系起來的橋梁,它獨(dú)立地反映了力學(xué)規(guī)律的另一側(cè)面。因此它是對(duì)牛頓第一、二定律有效的補(bǔ)充,學(xué)好這部分知識(shí)是學(xué)生能正確對(duì)物體進(jìn)行受力分析的基礎(chǔ)。
2、教學(xué)目標(biāo)
2.1知識(shí)目標(biāo)
(1)了解物體之間的作用總是相互的。
(2)掌握牛頓第三定律的內(nèi)容及其本質(zhì)含義。
(3)學(xué)會(huì)區(qū)分一對(duì)平衡力跟一對(duì)作用力和反作用力。
2.2能力目標(biāo)
(1)理解定律的形成過程,培養(yǎng)學(xué)生依據(jù)實(shí)驗(yàn)事實(shí),分析、探索,歸納問題的能力。
(2)用牛頓第三定律解決實(shí)際問題的能力。
2.3情感目標(biāo)
(1)激發(fā)學(xué)生關(guān)心和重視生活中的物理,勇于探索、敢于創(chuàng)新,培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和嚴(yán)格的科學(xué)方法。
(2)激發(fā)了學(xué)生的求知欲、創(chuàng)造欲和主體意識(shí),培養(yǎng)創(chuàng)造能力。
(3)鍛煉學(xué)生的觀察能力、分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的能力、邏輯思維能力、語言表達(dá)能力。
3、教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)
3.1掌握牛頓第三定律的本質(zhì)含義。
3.2正確區(qū)別一對(duì)平衡力與一對(duì)作用力和反作用力。
4教學(xué)流程教學(xué)流程圖:

5教學(xué)過程:
5.1新課引入
引入:用手拍一下桌面,會(huì)有什么感覺?為什么?
多媒體展示圖片:足球運(yùn)動(dòng)員頭球攻門圖片。(如圖1)
問題:足球運(yùn)動(dòng)員會(huì)有什么感覺?為什么?
5.2探究一:作用在兩個(gè)物體間的作用力和反作用力存在什么關(guān)系?
多媒體展示:
一、力是物體間的相互作用。A←→B
學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)(共四組):(每組)探究器材:磁鐵小車一對(duì)、彈簧秤六只、測(cè)力計(jì)一對(duì)、玩具遙控小車一輛、輕木板一塊、圓形玻璃棒3根、溜冰鞋兩雙、一根繩子。
教師布置任務(wù):
(1)利用各組的儀器設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),探究作用力和反作用力是什么關(guān)系?(從力的三要素著手)
(2)各組將設(shè)計(jì)得好的實(shí)驗(yàn)展示出來,描述觀察到的現(xiàn)象,并說明從中得出的結(jié)論。
學(xué)生分組演示并上講臺(tái)匯報(bào):
第一組:
(演示)將異名磁極靠近,兩輛磁鐵小車沿一直線相向運(yùn)動(dòng)。
(說明)磁鐵A對(duì)磁體B的吸引力和磁鐵B對(duì)磁體A的吸引力方向相反,作用在一條直線上。
第二組:
(演示)如圖2所示,利用遙控汽車的遙控器控制小車向前進(jìn),觀察到輪子下面的木板向后運(yùn)動(dòng)。
(說明)木板對(duì)小車向前的摩檫力使小車向前運(yùn)動(dòng),同時(shí)小車對(duì)木板向后的摩檫力使木板向后運(yùn)動(dòng),這對(duì)相互作用的摩檫力作用在兩個(gè)物體上,方向相反。
第三組:
(演示)兩個(gè)測(cè)力計(jì)對(duì)拉,觀察讀數(shù),大小相等,改變力,繼續(xù)觀察讀數(shù),仍相等。
(說明)這對(duì)拉力不僅方向相反,作用在一條直線上,而且大小始終相等,并且同時(shí)變化。
第四組:
(演示)穿上溜冰鞋的兩位同學(xué)相對(duì)站立,其中同學(xué)甲推了同學(xué)乙一下,觀察到兩位同學(xué)都向后運(yùn)動(dòng)。
(說明)一對(duì)作用力與反作用力分別作用在兩個(gè)物體上且方向相反。
小結(jié):由四組同學(xué)的演示和總結(jié)可以得到:
(1)兩個(gè)物體之間的相互作用力總是大小相等,方向相反,作用在一條直線上。
(2)從第三組實(shí)驗(yàn)中可知,作用力與反作用力同時(shí)產(chǎn)生,同時(shí)變化,同時(shí)消失。
(3)第一組實(shí)驗(yàn)中的作用力與反作用力都是磁場(chǎng)力,第二組實(shí)驗(yàn)中的作用力與反作用力都是摩擦力,第三組、第四組實(shí)驗(yàn)中的作用力與反作用力都是彈力。說明作用力與反作用力是同種性質(zhì)的力。
多媒體展示:
二、牛頓第三定律
(1)內(nèi)容:兩個(gè)物體之間的作用力和反作用力總是大小相等,方向相反,作用在一條直線上。
(2)表達(dá)式:F=-F′。
(3)作用力、反作用力的特點(diǎn):
三同:(1)同大小:(2)同性質(zhì):(3)同時(shí)性(同時(shí)產(chǎn)生,同時(shí)變化,同時(shí)消失)。
二異:(1)作用在不同物體上:(2)力的方向相反。
5.3探究二:一對(duì)平衡力和一對(duì)作用力與反作用力的異同點(diǎn)
思考與練習(xí):
如圖3所示,燈靜止在天花板下面的一根電線的一端。
(1)試分析燈的受力情況。
(2)請(qǐng)同學(xué)找出各力的反作用力。作用力與反作用力的關(guān)系和兩平衡力間關(guān)系的相同之處為:等大、反向、共線。討論它們的不同之處,從作用對(duì)象、力的性質(zhì)、作用效果、作用時(shí)間四個(gè)方面分析。
5.4應(yīng)用
各組討論:
(1)在日常生活中,你體驗(yàn)過作用力與反作用力嗎?
(2)在生產(chǎn)科技中,你知道哪些是利用作用力與反作用力的?(學(xué)生分組匯報(bào)各組討論的結(jié)果,采用競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制,學(xué)生的思維充分地展開。涉及到各個(gè)領(lǐng)域。)
6、思考并回答:
(1)人走路時(shí),人與地球之間的作用力與反作用力有幾對(duì)?
(2)雞蛋碰石頭,雞蛋破了,而石頭絲毫未損,說明石頭對(duì)雞蛋的作用力大,而雞蛋對(duì)石頭的作用力小,對(duì)嗎?
提出問題:在拔河比賽中,根據(jù)牛頓第三定律,甲隊(duì)拉乙隊(duì)的力等于乙隊(duì)拉的甲隊(duì)力,那么為什么還會(huì)有輸贏呢?請(qǐng)同學(xué)們課后思考討論。
多媒體展示:
(1)本班學(xué)生在運(yùn)動(dòng)會(huì)上100米起跑的錄象片段,跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)員起跳的錄象片段。
(2)奧運(yùn)健兒孟關(guān)良皮滑艇沖刺的錄象片段。
(3)神州六號(hào)升空的錄象片段。