河北省唐山市開(kāi)灤第二中學(xué)高中物理 3.1.1受力分析導(dǎo)學(xué)案 新人教版必修1.doc

河北省唐山市開(kāi)灤第二中學(xué)高中物理 3.1.1受力分析導(dǎo)學(xué)案 新人教版必修1學(xué)習(xí)目標(biāo): 1 掌握對(duì)物體進(jìn)行受力分析的一般順序，能正確地作出物體受力圖。2 理解并初步掌握物體受力分析的一般方法，進(jìn)一步加深對(duì)力的概念和三種基本力的認(rèn)識(shí)。3 能通過(guò)對(duì)物體受力分析的操作，認(rèn)識(shí)到物體不是孤立的，它與周圍物體是相互聯(lián)系的；同時(shí)培養(yǎng)思維的條理性和周密性。學(xué)習(xí)難點(diǎn): 1. 在受力分析時(shí)防止“漏力”和“添力”。 2. 初步建立“隔離”的思想方法。主要內(nèi)容:一、受力分析的基本知識(shí)：受力分析是研究力學(xué)問(wèn)題的關(guān)鍵，是學(xué)好力學(xué)的基本功為了能正確地全面地分析物體的受力情況，必須具備一定的基礎(chǔ)知識(shí)概括起來(lái)有兩個(gè)方面：1熟悉各種力的物理含義，產(chǎn)生條件及其特征；2掌握力與運(yùn)動(dòng)之間的一些基本規(guī)律如二力平衡等二、受力分析的基本方法：1.明確研究對(duì)象 在進(jìn)行受力分析時(shí)，研究對(duì)象可以是某一個(gè)物體，也可以是保持相對(duì)靜止的若干個(gè)物體（整體）。在解決比較復(fù)雜的問(wèn)題時(shí)，靈活地選取研究對(duì)象可以使問(wèn)題簡(jiǎn)潔地得到解決。研究對(duì)象確定以后，只分析研究對(duì)象以外的物體施予研究對(duì)象的力（既研究對(duì)象所受的外力），而不分析研究對(duì)象施予外界的力。2.隔離研究對(duì)象，按順序找力 把研究對(duì)象從實(shí)際情景中分離出來(lái)，按先已知力，再重力，再?gòu)椓?，然后摩擦力（只有在有彈力的接觸面之間才可能有摩擦力），最后其它力的順序逐一分析研究對(duì)象所受的力，并畫出各力的示意圖。3.只畫性質(zhì)力，不畫效果力 畫受力圖時(shí)，只能按力的性質(zhì)分類畫力，不能按作用效果（拉力、壓力、向心力等）畫力，否則將出現(xiàn)重復(fù)。三、受力分析的幾點(diǎn)注意1牢記力不能脫離物體而存在，每一個(gè)力都有一個(gè)明確的施力者，如指不出施力者，意味著這個(gè)力不存在2區(qū)分力的性質(zhì)和力的命名，通常受力分析是根據(jù)力的性質(zhì)確定研究對(duì)象所受到的力，不能根據(jù)力的性質(zhì)指出某個(gè)力后又從力的命名重復(fù)這個(gè)力3結(jié)合物理規(guī)律的應(yīng)用，受力分析不能孤立地進(jìn)行，在許多情況下要根據(jù)研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，結(jié)合相應(yīng)的物理規(guī)律，才能最后作出正確的判斷 【例一】如圖，一根細(xì)線拴著一只氫氣球a，試畫出a所受的力的示意圖?！纠咳鐖D所示，一根均質(zhì)木棒，靠在固定的光滑圓球上處于靜止?fàn)顟B(tài)，則木棒所受到的作用力是（ ）（a）重力、地面和球給它的彈力（b）重力、地面給它的靜摩擦力（c）重力、地面給它的靜摩擦力和球給它的支持力（d）重力、地面和球給它的支持力以及地面給它的靜摩擦力【例三】運(yùn)動(dòng)員用豎直的膠皮乒乓板去推擋水平飛來(lái)的上旋弧圈球.試分析推擋瞬間乒乓球所受的力，在圖中畫出球的受力圖，標(biāo)明每一個(gè)力的名稱和符號(hào). 【例四】試畫出右側(cè)側(cè)兩圖中的小球所受力的示意圖。（斜面和檔板均光滑）【例五】如圖所示，物體a、b各重10n ，水平拉力f1 4n，f22n，物體保持靜止，則a、b間的靜摩擦力大小為_(kāi)n，b與地面間的摩擦力大小為_(kāi)n。f課堂訓(xùn)練: 1 用水平力f將重力g的木塊壓緊在豎直墻上靜止不動(dòng)，不計(jì)手指與木塊之間的摩擦力，試畫出物體的受力示意圖，畫出右圖中被細(xì)細(xì)繩吊著的小球所受力的示意圖。fab2 如圖，用水平力f把質(zhì)量均為m的a、b兩物體靜止的壓在豎直墻面上，試畫出a、b物體所受力的示意圖。并求出各力的大小。課后作業(yè):1水平桌面上放著一本書(shū)，下列有關(guān)書(shū)與桌面之間的作用力的說(shuō)法中，正確的是（ ） a 桌面受到的壓力就是書(shū)受的重力 b 桌面發(fā)生了形變，對(duì)書(shū)產(chǎn)生了支持力 c 書(shū)發(fā)生了形變，因此書(shū)受到了支持力 d 桌面受到的壓力和書(shū)受到的支持力，都是彈力2關(guān)于摩擦力的下列敘述中正確的是（ ） a 滑動(dòng)摩擦力的大小與物體間的正壓力大小成正比 b 滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面的性質(zhì)有關(guān)，與接觸面積的大小無(wú)關(guān) c 靜摩擦力的大小與物體間正壓力的大小成正比 d 最大靜摩擦力隨物體間正壓力的增大而增大3如圖所示，在水平力f作用下，所受重力大小為g的物體保持沿豎直墻壁勻速下滑，物體與墻壁之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，物體所受摩擦力大小等于（ ） a f b f+g c f-g d g4放在桌面上的臺(tái)燈，對(duì)桌面有壓力，其受力物體是 ，施力物體是 ，漂浮在水面上的小木塊受到水的浮力，其施力物體是 ，受力物體是 。5某人在地球上重588n，則該人的質(zhì)量為m= kg；若同一物體在月球表面的重力是在地球表面的1/6，那么，該人在月球表面的重力大小為 n，此時(shí)，他的質(zhì)量為_(kāi)。6在一根彈簧下端懸掛重為15n的重物，靜止時(shí)彈簧長(zhǎng)20cm,當(dāng)這根彈簧下端懸掛重21n的重物靜止時(shí)，彈簧長(zhǎng)20cm，則此彈簧原長(zhǎng)為 cm，勁度系數(shù)為 n/m.*7如圖a、b、c是三個(gè)相同的物塊疊放在水平桌面上，作用在b上的拉力f=4n，已知a、b、c、桌面間動(dòng)摩擦因數(shù)為0.15，a、b、c均重10n，物體間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力大小，且a、b相對(duì)靜止，則b、c間的摩擦力為_(kāi)，c與桌面的摩擦力為_(kāi)。*8下面兩圖中，a、b等物體都靜止，試畫出a、b兩物體所受力的示意圖。閱讀材料: 摩擦力產(chǎn)生的原因 摩擦力產(chǎn)生的原因是什么呢？早期的研究者已經(jīng)注意到人們所研究的表面都是凹凸不平的粗糙面，即使是高度拋光的表面上，也存在著無(wú)數(shù)的微凸體當(dāng)兩個(gè)表面接觸時(shí)，這些微凸體互相交嵌，要想使它們發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，必須使一個(gè)表面的微凸體沿著另一個(gè)表面的微凸體上升做功，或者使微凸體發(fā)生彎折、斷裂，由此產(chǎn)生了摩擦力這就是摩擦的凹凸說(shuō)，它主要是在17世紀(jì)到18世紀(jì)不斷發(fā)展完成的但是，在1734年，英國(guó)學(xué)者德薩古利厄斯（16831744），對(duì)于摩擦的機(jī)理提出了另一種截然不同的觀點(diǎn)他在考察了凹凸說(shuō)的理論后指出：當(dāng)兩個(gè)表面制造得比較光滑時(shí)，它們理應(yīng)較易滑動(dòng)，然而實(shí)際上金屬或其他物體的平整表面，可以拋得很光而使摩擦增大他認(rèn)為這種現(xiàn)象只能從兩個(gè)物體的表面趨近于接觸時(shí)它們分子的吸引力將越來(lái)越大來(lái)解釋這就是最早提出的摩擦的粘附說(shuō)本世紀(jì)以來(lái)，工業(yè)和技術(shù)的發(fā)展，對(duì)摩擦理論提出了越來(lái)越高的要求到本世紀(jì)中期，誕生了新的摩擦粘附理論我們來(lái)考察兩個(gè)互相接觸的金屬表面不論它們做得多么光滑，從原子尺度看還是粗糙的把這樣兩個(gè)表面放在一起，只在微凸體隆起的頂部發(fā)生接觸，在表面的其余部分間會(huì)有10-8米或更大的間隙原子力作用在幾個(gè)原子直徑的微小距離上，因此，這些間隙實(shí)際上把兩個(gè)表面的其余部分完全隔開(kāi)，使它們之間不發(fā)生作用所以接觸面上的法向壓力完全由表面上互相接觸的微凸體頂部來(lái)承受當(dāng)接觸面上的法向壓力很小時(shí)，頂部將發(fā)生彈性形變；但是，只要法向壓力超過(guò)某一數(shù)值（每個(gè)微凸體上約千分之幾牛），金屬的彈性極限就被超過(guò)，因而發(fā)生塑性流動(dòng)，即永久形變，微凸體的頂部發(fā)生塑性屈服，直到實(shí)際接觸面積增大到足以承受所加的法向壓力（圖1-43）所以實(shí)際接觸面積a只是表觀接觸面積的一小部分，它的大小取決于法向壓力w和金屬的屈服壓強(qiáng)p（p= wa，a=wp），跟表面粗糙度的關(guān)系不大，而且與表觀接觸面積的大小沒(méi)有關(guān)系在兩個(gè)表面間相互接觸的微凸體的頂部，一個(gè)表面上的原子與另一個(gè)表面上的原子非常接近因此，它們處在原子吸引力很強(qiáng)的范圍之內(nèi)，形成接點(diǎn)，粘附在一起如果我們要使兩個(gè)表面發(fā)生滑動(dòng)，必須對(duì)其中一個(gè)表面施加一個(gè)切向力來(lái)克服原子間的引力，才能剪斷實(shí)際接觸區(qū)生成的接點(diǎn)這個(gè)切向力就是摩擦力如果我們所加的力小于這個(gè)力，接點(diǎn)將發(fā)生形變而不破壞，因而不會(huì)出現(xiàn)滑動(dòng)如果實(shí)際接觸面積為a，剪斷金屬單位面積的接點(diǎn)所需的力為s，那末剪切接點(diǎn)所需的力就等于摩擦力f，即f=as因?yàn)閍與接觸面間的法向壓力成正比而與物體的大小無(wú)關(guān)，所以很明顯，如果給定的任一對(duì)表面的s為常量，那末摩擦力f也將與法向壓力成正比，而與物體的大小無(wú)關(guān)這就是兩條基本的摩擦定律摩擦力受接點(diǎn)強(qiáng)度s的影響很大任何一種沾染物例如金屬氧化物或潤(rùn)滑脂膜，都會(huì)削弱接點(diǎn)的粘附作用而使接點(diǎn)強(qiáng)度減弱放在空氣中的表面，通常覆蓋有氧化薄膜、氧氣吸附層和水蒸氣層，當(dāng)兩個(gè)表面在空氣中接觸時(shí)，一定會(huì)把這些表面膜夾在二者之間，從而削弱表面的粘附表面膜