重力、彈力、摩擦力、力的合成與分解教案

1、d 教學(xué)科目 高一物理 授課老師 儲 召 寶 學(xué) 生 葉 偉 雄 檔案序號 個性化教學(xué)輔導(dǎo)方案課時統(tǒng)計：第（2）課 共（10）課時 授課時間：2012 年2 月 19 日教學(xué)內(nèi)容重力、彈力、摩擦力、力的合成與分解教學(xué)目標(biāo)1、 熟悉重力、彈力、摩擦力的概念2、 了解力的合成與分解重點(diǎn)難點(diǎn)1、 能夠畫出物體的力的受力分析圖2、 運(yùn)用胡克定律求解彈力的大小3、 力是矢量，它的分解和分解遵守平行四邊形定則教學(xué)過程【知識要點(diǎn)】1、力（A）1.力是物體對物體的作用。力不能脫離物體而獨(dú)立存在。物體間的作用是相互的。2.力的三要素：力的大小、方向、作用點(diǎn)。3.力作用于物體產(chǎn)生的兩個作用效果。使受力物體發(fā)生形變

2、或使受力物體的運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生改變。4力的分類按照力的性質(zhì)命名：重力、彈力、摩擦力等。按照力的作用效果命名：拉力、推力、壓力、支持力、動力、阻力、浮力、向心力等。2、重力（A）1.重力是由于地球的吸引而使物體受到的力地球上的物體受到重力，施力物體是地球。重力的方向總是豎直向下的。2.重心：物體的各個部分都受重力的作用，但從效果上看，我們可以認(rèn)為各部分所受重力的作用都集中于一點(diǎn)，這個點(diǎn)就是物體所受重力的作用點(diǎn)，叫做物體的重心。 質(zhì)量均勻分布的有規(guī)則形狀的均勻物體，它的重心在幾何中心上。 一般物體的重心不一定在幾何中心上，可以在物體內(nèi)，也可以在物體外。一般采用懸掛法。3.重力的大小：G=mg3、彈力（

3、A）1.彈力發(fā)生彈性形變的物體，會對跟它接觸的物體產(chǎn)生力的作用，這種力叫做彈力。產(chǎn)生彈力必須具備兩個條件：兩物體直接接觸；兩物體的接觸處發(fā)生彈性形變。2.彈力的方向：物體之間的正壓力一定垂直于它們的接觸面。繩對物體的拉力方向總是沿著繩而指向繩收縮的方向，在分析拉力方向時應(yīng)先確定受力物體。3.彈力的大小彈力的大小與彈性形變的大小有關(guān),彈性形變越大,彈力越大. 彈簧彈力：F = Kx (x為伸長量或壓縮量,K為勁度系數(shù))4.相互接觸的物體是否存在彈力的判斷方法如果物體間存在微小形變,不易覺察,這時可用假設(shè)法進(jìn)行判定.4、摩擦力（A） (1 ) 滑動摩擦力： 說明 ： a、FN為接觸面間的彈力，可以

4、大于G；也可以等于G;也可以小于Gb、為滑動摩擦系數(shù)，只與接觸面材料和粗糙程度有關(guān)，與接觸面 積大小、接觸面相對運(yùn)動快慢以及正壓力FN無關(guān). (2 ) 靜摩擦力： 由物體的平衡條件或牛頓第二定律求解,與正壓力無關(guān). 大小范圍： O<f靜fm (fm為最大靜摩擦力，與正壓力有關(guān)) 說明： a 、摩擦力可以與運(yùn)動方向相同，也可以與運(yùn)動方向相反，還可以與運(yùn)動方向成一定夾角。 b、摩擦力可以作正功，也可以作負(fù)功，還可以不作功。 c、摩擦力的方向與物體間相對運(yùn)動的方向或相對運(yùn)動趨勢的方向相反。d、靜止的物體可以受滑動摩擦力的作用，運(yùn)動的物體可以受靜摩擦力的作用。 例1 如圖128，在水平桌面上放一

5、木塊，用從零開始逐漸增大的水平拉力F拉著木塊沿桌面運(yùn)動，則木塊所受到的摩擦力f隨拉力F變化的圖像（圖129）正確的是 分析 當(dāng)木塊不受拉力時（F=0），桌面對木塊沒有摩擦力（f=0）當(dāng)木塊受到的水平拉力F較小時，木塊仍保持靜止，但出現(xiàn)向右運(yùn)動的趨勢，桌面對木塊產(chǎn)生靜摩擦力，其大小與F相等，方向相反隨著水平拉力F不斷增大，木塊向右運(yùn)動的趨勢增強(qiáng)，桌面對木塊的靜摩擦力也相應(yīng)增大，直到水平拉力F足夠大時，木塊開始滑動，桌面對木塊的靜摩擦力達(dá)最大值fm在這個過程中，由木塊水平方向二力平衡條件知，桌面對木塊的靜摩擦力f始終與拉力F等值反向，即隨著F的增大而增大木塊滑動后，桌面對它的阻礙作用是滑動摩擦力，

6、它小于最大靜摩擦力，并且，在木塊繼續(xù)滑動的過程中保持不變答 D說明（1）圖129D中最大靜摩擦力與滑動摩擦力的對應(yīng)關(guān)系如圖130所示（2）由于物理圖像中兩坐標(biāo)軸的分度可以不同，因此圖1-30中傾角不必一定等于45°例2 如圖131所示，在水平桌面上放一個重為GA=20N的木塊，木塊與桌面間的動摩擦因數(shù)A=0.4，使這個木塊沿桌面作勻速運(yùn)動時的水平拉力F為多少？如果再在木塊A上加一塊重為GB=10N的木塊B，B與A之間的動摩擦因數(shù)B=0.2，那么當(dāng)A、B兩木塊一起沿桌面勻速滑動時，對木塊A的水平拉力應(yīng)為多少？此時木塊B受到木塊A的摩擦力多大？分析 未放上木塊B時，A與桌面間的壓力等于A

7、的重力放上木塊B后，A與桌面間的壓力等于A，B兩者的重力兩木塊一起運(yùn)動，可以看成一個整體，由水平方向二力平衡條件得拉力F應(yīng)等于桌面對A的摩擦力解答 未放上木塊B時，N=GA，桌面對A的摩擦力為fA=AN=AGA=0.4×20N=8N，所以拉力 F=fA=8N加上木塊B后，N'=GAGB，桌面對A的摩擦力為fA=AN'=A（GA+GB）=0.4×（20+10）N=12N，所以拉力 F'=f'A=12N由于A、B兩木塊間無相對運(yùn)動，所以A、B兩木塊間不產(chǎn)生摩擦力，即B受到的摩擦力fB=0說明 上面求得的fB=0，是針對A、B兩木塊已一起沿水平桌面

8、勻速滑動時而言的在木塊B從剛放上到與A一起勻速滑動的過程中，木塊A對B產(chǎn)生沿水平向右的摩擦力在以后學(xué)習(xí)過牛頓運(yùn)動定律后，對此會有深刻的認(rèn)識討論1摩擦力的產(chǎn)生必須同時具備三個條件：（1）兩個物體相互接觸，且接觸面間存在壓力；（2）兩個物體的接觸面不光滑；（3）兩個物體接觸面間具有相對滑動趨勢或發(fā)生相對滑動這三者缺一不可，必須同時滿足2判斷摩擦力的方向，關(guān)鍵是確定相對運(yùn)動（或相對運(yùn)動趨勢）方向如（圖132）中的皮帶運(yùn)輸機(jī)，皮帶在機(jī)器帶動下主動地向上運(yùn)動，放在皮帶上的物體有沿皮帶下滑的趨勢，因此皮帶對物體的靜摩擦力方向沿皮帶向上作為動力帶動物體運(yùn)動圖133中B為放在光滑水平面上的小車，木塊A從與車面

9、等高處滑上小車，設(shè)A與車相接觸的兩表面均不光滑A滑上車后，相對于車向右運(yùn)動；由于車落后于木塊，車相對于木塊向左運(yùn)動所以車對木塊的滑動摩擦力向左，對木塊是阻力；木塊對車的滑動摩擦力則向右，對車是動力直至當(dāng)木塊與車一起向右運(yùn)動時，兩者已無相對運(yùn)動趨勢，它們之間的滑動摩擦力消失例3 按下列要求畫出彈力的方向：（1）擱在光滑豎直墻與粗糙水平地面間的棒在A，B兩處受到的彈力（圖113）；（2）擱在光滑半球形槽內(nèi)的棒在C，D兩處受到的彈力（圖114）；（3）用細(xì)繩懸掛、靠在光滑豎直墻上的小球受到的彈力（圖115）分析 （1）棒在重力作用下對A，B兩處都有擠壓作用，因A，B兩處的支持物都為平面，所以其彈力垂

10、直平面分別向上和向右（2）棒對C，D兩處有擠壓作用，因C處為曲面，D處為支承點(diǎn)，所以C處彈力垂直其切平面指向被支持的物體沿球半徑指向球心；D處彈力垂直跟它接觸的平面指向被支持的物體垂直棒斜向上（3）球在重力作用下擠壓墻壁，拉引繩子，所以墻產(chǎn)生的彈力垂直墻面指向球；繩子產(chǎn)生的彈力沿著繩子向上解答 （1）A，B兩處彈力方向如圖116所示；（2）C，D兩處彈力方向如圖117所示；（3）小球受到的彈力方向如圖118所示說明 有些學(xué)生常把（1）、（2）兩題中A點(diǎn)與C點(diǎn)的彈力畫成沿著棒的方向（圖119），這是不正確的因?yàn)閺椓κ潜粍恿Γ窃谑艿酵饬ψ饔眯巫兒螽a(chǎn)生的在圖中A，C兩處使它形變的壓力分別是垂直向

11、下壓向地面和沿半徑方向壓向槽壁的例4 一根彈簧原長l0=10cm，若在它下面掛重為G1=4N的物體時，彈簧長l1=12cm，則在它下面掛重為G2=3N的物體時，彈簧長多少？分析 彈簧掛上重物后，平衡時彈簧產(chǎn)生的彈力大小等于物重根據(jù)胡克定律，彈力與彈簧的伸長成正比，即可得解解答 當(dāng)彈力f1=G1=4N時，彈簧伸長x1=l1-l0=（12-10）cm=2cm，據(jù)胡克定律有所以掛上重為3N的物體時，彈簧長為l2=l0+x2=(10+1.5)cm=11.5cm 說明 課本中沒有介紹勁度系數(shù)k的單位，只需用比例法求解若熟悉了討論中介紹的勁度系數(shù)單位后，也可先由彈力f1=G1=4N和伸長x1=2cm算出k

12、值，即當(dāng)彈力為f2=G2=3N時，彈簧伸長同樣得彈簧長 l2=l0+x2=11.5cm討論胡克定律公式f=kx中的比例系數(shù)（勁度系數(shù)），數(shù)值上等于使彈簧伸長或縮短1m時所產(chǎn)生的彈力，其單位為Nmk越大，使彈簧伸長或縮短同樣長度時產(chǎn)生的彈力越大，拉伸或壓縮彈簧時所需的外力也越大，表示這個彈簧越難被拉伸或壓縮因此，勁度系數(shù)k的大小直觀地反映了彈簧的“軟硬”程度根據(jù)胡克定律，可作出彈力f與形變量x的圖像（如圖120所示）這易求出例2中掛重物G2時的伸長量x2必須注意，勁度系數(shù)k反映的是某根具體彈簧力學(xué)特性的量，與密度、比熱c等反映物質(zhì)特性的量不同不僅不同材料做成的彈簧的k值往往不同，即使同一根彈簧，

13、截成兩段或三段后，它們的k值也都不同課后作業(yè)一、選擇題1.兩物體甲和乙在同一直線上運(yùn)動，它們在00.4s時間內(nèi)的v-t圖象如圖所示。若僅在兩物體之間存在相互作用，則物體甲與乙的質(zhì)量之比和圖中時間t1分別為 （ ）A和0.30s B3和0.30s C和0.28s D3和0.28s2.如圖所示，以勻速行駛的汽車即將通過路口，綠燈還有2 s將熄滅，此時汽車距離停車線18m。該車加速時最大加速度大小為，減速時最大加速度大小為。此路段允許行駛的最大速度為，下列說法中正確的有 （ ） A如果立即做勻加速運(yùn)動，在綠燈熄滅前汽車可能通過停車線 B如果立即做勻加速運(yùn)動，在綠燈熄滅前通過停車線汽車一定超速 C如果

14、立即做勻減速運(yùn)動，在綠燈熄滅前汽車一定不能通過停車線 D如果距停車線處減速，汽車能停在停車線處3.如圖所示，兩質(zhì)量相等的物塊A、B通過一輕質(zhì)彈簧連接，B足夠長、放置在水平面上，所有接觸面均光滑。彈簧開始時處于原長，運(yùn)動過程中始終處在彈性限度內(nèi)。在物塊A上施加一個水平恒力，A、B從靜止開始運(yùn)動到第一次速度相等的過程中，下列說法中正確的有 （ ）A當(dāng)A、B加速度相等時，系統(tǒng)的機(jī)械能最大B當(dāng)A、B加速度相等時，A、B的速度差最大C當(dāng)A、B的速度相等時，A的速度達(dá)到最大D當(dāng)A、B的速度相等時，彈簧的彈性勢能最大4.某物體運(yùn)動的速度圖像如圖，根據(jù)圖像可知 （ ）A.0-2s內(nèi)的加速度為1m/s2B.0-

15、5s內(nèi)的位移為10mC.第1s末與第3s末的速度方向相同 D.第1s末與第5s末加速度方向相同 5.一物體在外力的作用下從靜止開始做直線運(yùn)動，合外力方向不變，大小隨時間的變化如圖所示。設(shè)該物體在和時刻相對于出發(fā)點(diǎn)的位移分別是和，速度分別是和，合外力從開始至?xí)r刻做的功是，從至?xí)r刻做的功是,則 （ ）A BC D6關(guān)于滑動摩擦力，下列說法正確的是 A壓力越大，滑動摩擦力越大B壓力不變，動摩擦因數(shù)不變，接觸面積越大，滑動摩擦力越大C壓力不變，動摩擦因數(shù)不變，速度越大，滑動摩擦力越大D動摩擦因數(shù)不變，壓力越大，滑動摩擦力越大7置于水平地面上的物體在沿水平方向的拉力作用下，仍處于靜止，則物體所受靜摩擦力

16、的大小 A與壓力成正比B等于水平拉力C小于滑動摩擦力D在物體上疊放另一物體，該物體受到的靜摩擦力不變8如圖1，木塊質(zhì)量為m，跟水平桌面的動摩擦因數(shù)為，受水平向右的力F的作用勻速運(yùn)動，從物體到邊緣開始，到物體下落為止，在此過程中物體保持勻速運(yùn)動，下列說法正確的是 A推力F因物體懸空部分越來越大而變小B推力F在物體下落前會變?yōu)樵瓉淼?/2C推力F始終是mgD因接觸面變小，動摩擦因數(shù)會變大9關(guān)于彈力和摩擦力的關(guān)系，下列說法正確的是 A兩物體間若有彈力，就一定有摩擦力B兩物體間若有摩擦力，就一定有彈力C彈力和摩擦力的方向必互相垂直D當(dāng)兩物體間的彈力消失時，摩擦力仍可存在一段時間10一物體置于粗糙水平地

17、面上，按圖2所示不同的放法，在水平力F的作用下運(yùn)動，設(shè)地面與物體各接觸面的動摩擦因數(shù)相等，則木塊受到的摩擦力的大小關(guān)系是 Af甲f乙f丙 Bf乙f甲f丙Cf丙f乙f甲 Df甲=f乙=f丙 二、填空題11某同學(xué)用彈簧秤稱一木塊重5N，把木塊水平桌面上，彈簧秤水平地向右拉木塊(1)當(dāng)彈簧秤讀數(shù)為1N時，木塊未被拉動，這時木塊受到的是_摩擦力，大小是_，方向向_.(2)當(dāng)彈簧秤的讀數(shù)是2.1N時，木塊剛好開始移動，此時木塊受的是_摩擦力，大小是_，方向向_.(3)開始運(yùn)動后，使木塊保持勻速直線運(yùn)動，彈簧秤的讀數(shù)變?yōu)?N，此時木塊受到的是_摩擦力，大小是_，動摩擦因數(shù)=_.(4)若使彈簧秤在拉動木塊運(yùn)動中讀數(shù)變?yōu)?N時，木塊受到的摩擦力是_摩擦力，大小是_.(5)木塊離開彈簧秤繼續(xù)滑動，這時木塊受到的是_摩擦力，大小是_.12如圖3所示，用力F將質(zhì)量為1kg的物體壓在豎直墻上，F(xiàn)=50N方向垂直于墻，若物體勻速下滑，物體受到的摩擦力是_N，動摩擦因數(shù)是_，若物體靜止不動，它受到的靜摩擦力是_N，方向_(g10N/kg)13如圖4是一主動輪A通過皮帶帶動從動輪B的示意圖，主動輪的轉(zhuǎn)動方向如圖所示，試分析A輪上M點(diǎn)和B輪上N點(diǎn)受到的摩擦力的方向：fM_，fN_。三、計算題14如圖5所示，一質(zhì)量為2kg的物體夾在兩木板之間，物體左右兩側(cè)面與兩塊木板間的動摩擦因數(shù)相同。若把該物從上