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1、第二章 相互作用力第1節(jié)、力 重力 彈力 摩擦力第 一 課 時教學要求:1、理解力2、理解重力教學重難點:重點:力的概念、重力難點:重力的產(chǎn)生和方向教學過程:一、力1、定義:力是物體對物體的作用說明:定義中的物體是指施力物體和受力物體,定義中的作用是指作用力與反作用力。2、力的性質(zhì)力的物質(zhì)性:力不能離開物體單獨存在。一談到力,必然涉及兩個物體,受力物體和施力物體,力不能離開物體而存在,找不到施力物體和受力物體的力是不存在的.一提到力一定要知道其施力物體和受力物體,學好物理的功底。說明:分析力首先要明確施力物體和受力物體(作用對象)對某一物體而言,可能有一個或多個施力物體.受力物體和施力物體總是
2、同時成對出現(xiàn).力的相互性:力的作用是相互的。施力物體給予受力物體作用的同時必受受力物體的反作用.即力是成對出現(xiàn)的.施力物體同時也是受力物體.受力物體同時也是施力物體,我們把物體之間的作用稱為作用力與反作用力.力的矢量性:力是矢量,既有大小也有方向。力的獨立性:一個力作用于物體上產(chǎn)生的效果與這個物體是否同時受其它力作用無關(guān)。力的測量工具:測力計,可以用彈簧稱測量單位:牛頓 簡稱牛.符號N (SI制中:kgm/s2)意義:使質(zhì)量為1千克的物體產(chǎn)生1米秒2加速度力的大小為 1牛頓力的表示方法:三要素表示、力的圖示和示意圖力的三要素是:大小、方向、作用點力的圖示:用一根帶箭頭的線段表示出力的三要素,稱
3、為力的圖示.要選擇合適的比例(標度),要求嚴格。說明:改變?nèi)我环矫孀饔眯Ч几淖儭AΦ氖疽鈭D:若只要求正確地表示出物體的受力個數(shù)和受力的方向,按大致比例畫出力的大小,稱為力的示意圖.示意圖著重于受力個數(shù)和各力的方向畫法,不要求作出標度.力的作用效果 靜力效果:使物體的形狀發(fā)生改變(形變),拉伸 壓縮 彎曲 扭轉(zhuǎn)等動力效果:使物體的運動狀態(tài)發(fā)生改變(改變物體的速度)即是產(chǎn)生加速度3、力的分類按性質(zhì)分類:重力、彈力、摩擦力、分子力、電磁力、核力等 (受力分析時一定要分析的力)一定有施、受力物體。按效果分類:拉力、壓力、支持力、動力、阻力、向心力、回復力、下滑力、分力、合力、斥力、吸力、浮力等按研究
4、對象分類:內(nèi)力和外力。按作用方式分類:重力、電場力、磁場力等為場力,即非接觸力,彈力、摩擦力為接觸力。說明:性質(zhì)不同的力可能有相同的效果,效果不同的力也可能是性質(zhì)相同的。二、重力1、產(chǎn)生原因:由于地球?qū)ξ矬w的吸引而使物體受到的力叫重力說明:重力是由于地球的吸引而產(chǎn)生的力,但它并不就等于地球時物體的引力重力是地球?qū)ξ矬w的萬有引力的一個分力,另一個分力提供物體隨地球旋轉(zhuǎn)所需的向心力。由于物體隨地球自轉(zhuǎn)所需向心力很小,所以計算時一般可近似地認為物體重力的大小等于地球?qū)ξ矬w的引力。其一個分力使得物體隨地球自轉(zhuǎn)所需的向心力,(赤道處較大);另一個力為重力。(在南北兩極較大)地球附近的物體都受重力作用,重
5、力的施力物體是地球。重力的大小與緯度和距地面的高度有關(guān)。重力在不同緯度的地方不同,南北兩極較大,赤道處較小。離地面不同高度的地方不同,離地越高的地方越小,但是在處理物理問題時,在地球表面和地球表面附近某一高度的地方,一般認為物體受的重力不變一個物體受的重力不受運動狀態(tài)的影響,與是否還受其它力作用也無關(guān)。在超重、矢重和衛(wèi)星上也還受重力作用,2、大?。篏mg (可以認為牛頓第二定律)(說明:物體的重力的大小與物體的運動狀態(tài)及所處的狀態(tài)都無關(guān))此公式可認為牛頓第二定律。 g=9.8 N/kg 可以用彈簧測力計測量3、方向:豎直向下(說明:不可理解為跟支承面垂直) 不等同于指向地心,只有赤道和兩極處重
6、力的方向才指向地心。4、重心:物體各部分都受重力作用,效果上認為集中到一個點上,這個點就叫重心,即是說重力的作用點。即:重心是物體各部分所受重力合力的作用點說明:(l)重心可以不在物體上物體的重心與物體的形狀和質(zhì)量分布都有關(guān)系。重心是一個等效的概念。重心是一個等效替代點,不要認力只有重心處受重力,物體的其它部分不受重力。 (2)有規(guī)則幾何形狀、質(zhì)量均勻的物體重心在它的幾何中心質(zhì)量分布不均勻的物體,其重心隨物體的形狀和質(zhì)量分布的不同而不同。 (3)薄物體的重心可用懸掛法求得例1、例2、例3、例4、見資料p12課后作業(yè):學生用書1、2、3、4、5、6題第 二課 時教學要求:1、理解彈力2、理解彈力
7、的方向教學重難點:重點:彈力及方向難點:彈力方向教學過程:三、彈力彈力產(chǎn)生原因:發(fā)生形變的物體想要恢復原狀而對迫使它發(fā)生形變的物體產(chǎn)生的力。1、定義:直接接觸的物體間由于發(fā)生彈性形變(即是相互擠壓)而產(chǎn)生的力2、產(chǎn)生條件:直接接觸,有彈性形變。3、方向:彈力的方向與施力物體的形變方向相反(與形變恢復方向相同),作用在迫使物體發(fā)生形變的物體上。彈力是法向力,力垂直于兩物體的接觸面。具體說來:(彈力方向的判斷方法)(1)彈簧兩端的彈力方向,與彈簧中心軸線重合,指向彈簧恢復原狀的方向。其彈力可為拉力,可為壓力;對彈簧秤只為拉力。(2)輕繩對物體的彈力方向,沿繩指向繩收縮的方向,即只為拉力。(3)點與
8、面接觸時彈力的方向,過接觸點垂直于接觸面(或接觸面的切線方向)而指向受力物體。(4)面與面接觸時彈力的方向,垂直于接觸面而指向受力物體。(5)球與面接觸時彈力的方向,在接觸點與球心的連線上而指向受力物體。(6)球與球相接觸的彈力方向,沿半徑方向,垂直于過接觸點的公切面而指向受力物體。(7)輕桿的彈力方向可能沿桿也可能不沿桿,桿可提供拉力也可提供壓力,這一點跟繩是不同的。(8)根據(jù)物體的運動情況。利用平行條件或動力學規(guī)律判斷說明:壓力、支持力的方向總是垂直于接觸面(若是曲面則垂直過接觸點的切面)指向被壓或被支持的物體。繩的拉力方向總是沿繩指向繩收縮的方向。桿既可產(chǎn)生拉力,也可產(chǎn)生壓力,而且能產(chǎn)生
9、不同方向的力。這是桿的受力特點。桿一端受的彈力方向不一定沿桿的方向。4、彈力的大?。簭椈伞⑾鹌l類:它們的形變可視為彈性形變。在彈性限度內(nèi)彈力的大小跟形變關(guān)系符合胡克定律遵從胡克定律力F=kX。上式中k叫彈簧勁度系數(shù),單位:N/m,跟彈簧的材料、粗細,直徑及原長都有關(guān)系;X是彈簧的形變量(拉伸或壓縮量)切不可認為是彈簧的原長。一根張緊的輕繩上的張力大小處處相等。非彈簧類的彈力是形變量越大,彈力越大,一般應根據(jù)物體所處的運動狀態(tài),利用平衡條件或動力學規(guī)律(牛頓定律)來計算。四、彈力有無判斷彈力的方向總跟形變方向相反,但很多情況接觸處的形變不明顯,這給判斷彈力是否存在帶來困難??捎靡韵路椒ń鉀Q。1
10、、拆除法即解除所研究處的接觸,看物體的運動狀態(tài)是否改變。若不變,則說明無彈力;若改變,則說明有彈力。2、分析主動力和運動狀態(tài)是判斷彈力有無的金鑰匙。分析主動力就是分析沿彈力所在直線上,除彈力以外其它力的合力。看該合力是否滿足給定的運動狀態(tài),若不滿足,則存在彈力,若滿足則不存在彈力。五、彈力方向判定1、對于點與面、面與面接觸的情形,彈力的方向總跟接觸面垂直。對于接觸面是曲面的情況,要先畫出通過接觸點的切面,彈力就跟切面垂直。2、對于桿的彈力方向問題,要特別注意不一定沿桿,沿桿只是一種特殊情況,當桿與物體接觸處情況不易確定時,應根據(jù)物體的運動狀態(tài),利用平衡條件或動力學規(guī)律來判斷。六、彈力的計算彈力
11、是被動力,其大小與物體所受的其它力的作用以及物體的運動狀態(tài)有關(guān),所以可根據(jù)物體的運動狀態(tài)和受力情況,利用平衡條件或牛頓運動定律求解。非彈簧類彈力的大小計算,只能根據(jù)物體運動狀態(tài),利用F合 = 0或F合 = ma求解。例5、例6、例7、例8、例9、例10見資料p16 課后作業(yè):課后作業(yè):學生用書1、2、3、4、5、6題第 三 課 時教學要求:1、理解摩擦力2、會確定摩擦力的方向教學重難點:重點:摩擦力難點:摩擦力的方向教學過程:七、摩擦力1、定義:當一個物體在另一個物體的表面上相對運動(或有相對運動的趨勢)時,受到的阻礙相對運動(或阻礙相對運動趨勢)的力,叫摩擦力,可分為靜摩擦力和滑動摩擦力。2
12、、產(chǎn)生條件:接觸面粗糙;相互接觸的物體間有彈力;接觸面間有相對運動(或相對運動趨勢)。(說明:三個條件缺一不可,特別要注意“相對”的理解)3、摩擦力的方向:靜摩擦力的方向總跟接觸面相切,并與相對運動趨勢方向相反?;瑒幽Σ亮Φ姆较蚩偢佑|面相切,并與相對運動方向相反。說明:(1)“與相對運動方向相反”不能等同于“與運動方向相反”?;瑒幽Σ亮Ψ较蚩赡芘c運動方向相同,可能與運動方向相反,可能與運動方向成一夾角。(2)滑動摩擦力可能起動力作用,也可能起阻力作用。4、滑動摩擦力的大小滑動摩擦力跟壓力成正比,也就是跟一個物體對另一個物體表面的垂直作用力成正比。公式:F=FN (F表示滑動摩擦力大小,F(xiàn)N表
13、示正壓力的大小,叫動摩擦因數(shù))。說明:FN表示兩物體表面間的壓力,性質(zhì)上屬于彈力,不是重力,更多的情況需結(jié)合運動情況與平衡條件加以確定。與接觸面的材料、接觸面的情況有關(guān),無單位?;瑒幽Σ亮Υ笮?,與相對運動的速度大小無關(guān)。5、效果:總是阻礙物體間的相對運動(或相對運動趨勢),但并不總是阻礙物體的運動,可能是動力,也可能是阻力。說明:滑動摩擦力的大小與接觸面的大小、物體運動的速度和加速度無關(guān),只由動摩擦因數(shù)和正壓力兩個因素決定,而動摩擦因數(shù)由兩接觸面材料的性質(zhì)和粗糙程度有關(guān)八、靜摩擦力靜摩擦力定義: 發(fā)生在兩個相對靜止的物體之間,由于存在有相對的運動趨勢而產(chǎn)生的阻礙相對運動趨勢的力叫做靜摩擦力。(
14、1)產(chǎn)生條件:相互接觸的物體間存在彈力:兩物體間有相對運動的趨勢;接觸面粗糙。(2)方向:跟接觸面相切,并且跟相對運動趨勢方向相反 (屬于教學難點)靜摩擦力的方向可能與運動方向相同,也可能與運動方向相反,或與運動方和成一夾角。(3)作用效果:總是阻礙物體間的相對運動趨勢,但不一定阻礙物體的運動,可以是動力,也可以是阻力。(4)大?。簺]有確定的取也值無確定的運算公式,只能在零到最大值之間取值。靜摩擦力的大小與相對運動趨勢的強弱有關(guān),趨勢越強,靜摩擦力越大,但不能超過最大靜摩擦力,即0ffm ,具體大小可由物體的運動狀態(tài)結(jié)合動力學規(guī)律求解。(5)靜摩擦力是被動力,其作用效果是阻礙物體的相對運動趨勢
15、,并不是阻礙運動。與發(fā)生趨勢的力大小相等、方向相反,相互平衡。說明:摩擦力總是起阻礙相對運動的作用,并不是阻礙物體的運動.因為有此時候摩擦力的方向與物體運動方向相同.絕對不能說:靜止的物體受到的摩擦力是靜摩擦力,運動物體受到的摩擦力是滑動摩擦力。靜摩擦力是相對靜止的物體之間的摩擦力,受靜摩擦力作用的物體不一定靜止。滑動摩擦力是具有相對運動的物體之間的摩擦力,受滑動摩擦力作用的物體不一定都滑動。一個物體滑動另一個物體靜止是常見的現(xiàn)象。摩擦力和彈力都是接觸力,有摩擦力時必定有彈力,有彈力不一定有摩擦力。分析摩擦力時“參考系”的選擇:條件是相互接觸物體之間產(chǎn)生相對運動或相對運動的趨勢。最大靜摩擦力略
16、大于滑動摩擦力,在中學階段討論問題時,如無特殊說明,可認為它們數(shù)值相等。九、正確理解動摩擦力和靜摩擦力中的“動”與“靜”的含義“動”和“靜”是指研究對象相對于跟它接觸的物體而言的,而不是相對于地面的運動和靜止,所以受滑動摩擦力作用的物體可能是靜止的,反之,受靜摩擦力作用的物體可能是運動的。十、滑動摩擦力方向的判斷。幾乎所有的同學認為滑動摩擦力方向判斷要比靜摩擦力方向的判斷容易,因而忽視了對滑動摩擦力方向判斷方法的深刻理解?;瑒幽Σ亮Ψ较蚩偸歉鄬\動的方向相反,要確定滑動摩擦力的方向首先要判斷出研究對象跟它接觸的物體的相對運動方向。十一、靜摩擦力的有無、方向判斷及大小計算判斷相互作用的物體之間
17、是否存在靜摩擦力,確實是一個難點。原因在于靜摩擦力是被動出現(xiàn)的,再加上靜摩擦力中的“靜”字,就更增加了它的隱性。為了判斷靜摩擦力是否存在,幾乎所有的參考資料都有給出了“假設法”,目的是想化“靜”為“動”,即假設接觸面光滑無摩擦力,看研究對象是否會發(fā)生相對滑動,這種方法對受其它力較少的情況是可以的,但對物體受力較多的情況,這說是一種“中聽不中用”的方法了。根據(jù)物體的運動狀態(tài)來分析靜摩擦力的有無,判斷其方向、計算其大小。這是最基本的也是最有效的方法。若物體處于平衡狀態(tài),分析沿接觸面其它力(除靜摩擦力)的合力,若合力為零,則靜摩擦力不存在,若合力不為零,一定存在靜摩擦力,且靜摩擦力的大小等于合力,方
18、向與合力方向相反。若物體處于非平衡狀態(tài),則利用牛頓運動定律來判斷靜摩擦力的有無、方向及大小。十二、計算摩擦力大?。菏紫纫逡嬎愕氖庆o摩擦力還是滑動摩擦力,只有滑動摩擦力才可以用F=FN計算,而靜摩擦力是被動力,當它小于最大靜摩擦力時,取值要由其它力情況及運動狀態(tài)來分析,跟正壓力的大小無關(guān)。特別是有些情況中物體運動狀態(tài)發(fā)生了變化(如先動后靜或先靜后動)時,更要注意兩種摩擦力的轉(zhuǎn)化問題。例11、例12、例13、例14、例15見資料p20課后作業(yè):學生用書7、8、9、10、11、12題 第2節(jié) 力的合成與分解第 一 課 時教學要求:1、知道合力與分力 2、掌握力的合成與分解的一般方法教學重難點:
19、重點:力的合成與分解的一般方法難點:力的分解教學過程:一、合力與分力1、一個力如果它產(chǎn)生的效果跟幾個力共同作用所產(chǎn)生的效果相同,這個力就叫做那幾個力的合力,那幾個力就叫做這個力的分力2、合力與它的分力是力的效果上的一種等效替代關(guān)系。3、共點力:幾個力如果作用在物體的同一個點,或者它們的作用線相交于同一個點,這幾個力做共點力。二力的合成與分解1、求幾個已知力的合力叫力的合成;求一個力的分力叫力的分解(分解某個力時,要根據(jù)這個力產(chǎn)生的實際效果進行分解)。同一個力可以分解成無數(shù)對大小、方向不同的分力。下面是有確定解的幾種常見情況:(1)已知合力和兩個分力的方向,求兩個分力的大?。ㄓ幸唤M解)。(2)已
20、知合力和一個分力的大小與方向,求另一個分力的大小和方向(有一組解)。 (3)已知合力及一個分力F1的大小和F2的方向求F1的方向和F2的大?。ㄓ幸唤M解或兩組解)。合力和分力是一種等效代替關(guān)系,分解是用分力代換合力;合成則是用合力代換分力注意:力的合成是唯一的,而力的分解有時不是唯一的。只有在下列兩種情形下,力的分解才是唯一的:2、運算法則:(1)平行四邊形法則:求兩個互成角度的共點力F1、F2的合力,可以把F1,F(xiàn)2的線段作為鄰邊作平行四邊形,它的對角線即表示合力的大小和方向。(2)三角形法則:合力和兩個分力通過平移,構(gòu)成一個首尾相接的封閉三角形。這就是三角形法則求兩個互成角度的共點力F1,F(xiàn)
21、2的合力,可以把F1,F(xiàn)2首尾相接地畫出來,把F1,F(xiàn)2的另外兩端連接起來,則此連線就表示合力F的大小和方向;(3)共點的兩個力:F1、F2的合力F的大小,與它們的夾角有關(guān),越大,合力越??;越小,合力越大。合力可能比分力大,也可能比分力小。F1與F2同向時合力最大,F(xiàn)1與F2反向時合力最小。合力大小的取值范圍是 | F1F2|F合(F1F2)求F、F2兩個共點力的合力的公式: F2 F F1 合力的方向與F1成a角: tga= 注意:力的合成和分解都均遵從平行四邊行法則。 兩個力的合力范圍: ú F1F2 ú £ F£ F1 +F2 合力大小可以大于分力
22、、也可以小于分力、也可以等于分力。 當F1、F2大小一定, 在0-1800范圍內(nèi)變化時, 增大, F減??;減小, F增大。F1、F2垂直 (正交) 時: F的大小 F的方向 tan=當F1、F2大小相等,夾角為1200時,合力為F=F1=F2 方向與兩分力勻為600 (4)三個力或三個以上的力的合力范圍在一定的條件下可以是:0F| F1+F2Fn|例1、例2、例3、例4、例5見資料p24課后作業(yè):學生用書1、2、3、4、5、6題第 二 課 時教學要求:1、知道力的分解原則和思路2、掌握力的合成與分解方法教學重難點:重點:力的合成與分解難點:力的分解原則和思路教學過程:三、力的分解計算力的分解是
23、力的合成的逆運算,同樣遵守平行四邊形法則,1、關(guān)于力分解的討論:(1)、己知合力的大小和方向,-有無數(shù)多組解(即可分解為無數(shù)對分力)(2)、己知合力的大小和方向,已知F1、F2的方向-有確定的解已知F1、F2大小-有確定的解已知F1的大小和方向-有確定的解已知F1的方向及F2的大?。寒擣>F2>Fsin時-有兩組解 當F2=Fsin時-有一組解 當F2>F時-有確定的解2、在實際問題中,分力的求解方法:根據(jù)力產(chǎn)生的實際效果確定分力的方向.即使是同一個力,在不同的情況下所產(chǎn)生的效果也往往是不同的,按問題的需要進行分解.由平行四邊形定則作出力的分解圖.由數(shù)學知識進行運算,力學形和
24、幾何形相似3、力分解的解題思路:力分解問題的關(guān)鍵是:根據(jù)力的作用效果確定分力的方向.然后畫出力的平行四邊形,接著轉(zhuǎn)化為一個根據(jù)己知邊角關(guān)系求角的幾何問題.基本思路可以表示為:實際問題確定分力的方向 物理抽象作出平行四邊形 用數(shù)學計算求分力四、正確理解合力、分力及二者的關(guān)系合力和分力是一種等效替代關(guān)系,求幾個已知分力的合力必須要明確這個合力是虛設的等效力,并非真實存在的力,合力沒有性質(zhì)可言,也找不到施力物體。反之,把一個已知力分解為兩個分力,這兩個分力也并非存在。無性質(zhì)可言,當然也找不到施力物體。因此在進行受力分析時,要注意以下兩點:1、合力和分力不能同時共存,不能既考慮了合力,又考慮分力,這們
25、就增加了力。2、不要把受力分析與力的分解相混淆,受力分析的對象是某一個物體,分析的力是實際受到的性質(zhì)力;而力的分解的對象則是某一個力,是用分力代替這個力。五、合力的取值范圍1、共點的兩個力的合力的大小范圍是F1-F2F合F1+F2。合力隨兩力夾角的減小而增大。2、合力可以大于分力,也可以等于分力,或者小于分力。3、共點的三個力的合力大小范圍是:合力的最大值為三個力的大小之和。用三個力中最大的一個力的值減去其余兩個力,其結(jié)果為正,則這個正值為三個力的合力的最小值;若結(jié)果為零或負,則三個力的合力的最小值為零。六、力的分解原則如果不加限制,從數(shù)學角度來看,將一個力分解答案將無窮多。從物理學角度來看,
26、這樣分解一個力是沒有意義的。因此我們分解力時,要遵循以下原則才有意義:(1)按照力產(chǎn)生的實際效果分解。 (2)按照題設條件或解題實際需要分解。例6、例7、例8、例9、例10見資料p28課后作業(yè):學生用書7-12題第3節(jié) 物體的受力分析(隔離法與整體法)、正交分解第 一 課 時教學要求:1、知道物體受力分析方法2、能熟練對物體進行受力分析教學重難點:重點:力的合成與分解難點:力的分解原則和思路教學過程:一、物體受力分析方法(1)意義、對物體進行受力分析是解題的基礎,它貫穿于整個高中物理。受力分析是解決力學問題的基礎, 解決好力學問題的關(guān)鍵和重要方法,是學好物理的第一步.因為:物體受力情況物體運動
27、情況;解物理問題的能力很重要體現(xiàn)在能否對物體進行正確的受力分析。把指定的研究對象在特定的物理情景中所受到的所有外力找出來,并畫出受力示意圖,就是受力分析。(2)受力分析的方法和步驟:選取對象(研究對象可以是質(zhì)點、結(jié)點、某個物體、或幾個物體組成的系統(tǒng))。原則上使問題的研究處理盡量簡便.隔離物體把研究對象從周圍的環(huán)境中隔離開來,分析周圍物體對研究對象的力的作用。按照先場力(重力、電場力、磁場力等),后接觸力(彈力、摩擦力),再其他力的順序進行分析;或先主動力,后被動力(彈力、摩擦力)的順序進行分析。按順序(重、彈、摩)分析可以防止漏力;分析出的每個力都要能找出施、受力物體(即性質(zhì)力),這樣可防止添
28、力現(xiàn)象。注意:力既不能多,也不能少;分析的力為性質(zhì)力,如重力、彈力、摩擦力等,不要分析效果力,如向心力、回復力等。畫出受力示意圖把物體所受的力一一畫在受力圖上,并標明各力的方向,注意不要將施出的力畫在圖上。還要注意不同對象的受力圖用隔離法分別畫出,對于質(zhì)點不考慮形變及轉(zhuǎn)動效果,可將各力平移置物體的重心上,即各力均從重心畫起。檢驗:防止錯畫、漏畫、多畫力。確定方向即確定坐標系,規(guī)定正方向。列方程根據(jù)平衡條件或牛頓第二定律,列出在給定方向上的方程。(步驟是針對某些力是否存在的不確定性而增加的)注意事項:.只分析研究對象所受的力,不分析研究對象對其它物體所施的力.對于分析出的每個力,都應該能找出其施
29、力物體.(可以防止添力) .合力和分力不能同時作為物體所受的力(3)判斷物體是否受某個力的依據(jù)從力的概念判斷尋找施力物體;從力的性質(zhì)判斷尋找產(chǎn)生原因;從力的效果判斷尋找是否產(chǎn)生形變或改變運動狀態(tài)。(是靜止,勻速運動還是變速運動)以上三個判斷依據(jù),在實際受力分析時,應用最多的是第條,尤其對彈力和摩擦力的判斷主要是從形變和運動狀態(tài)入手分析。對某些特定的性質(zhì)力如:場力的分析,是從產(chǎn)生的原因即上述第條進行分析的。假設法:在未知某力是否存在時,可先對其作出存在或不存在的假設,然后再就該力存在與不存在對物體運動狀態(tài)是否產(chǎn)生影響來判斷該力是否存在。(1)力的產(chǎn)生條件:不同的性質(zhì)力,產(chǎn)生條件不同,這是最基本的
30、判斷.(2)力的作用效果:有些力產(chǎn)生條件較復雜,方向也隱蔽,根據(jù)產(chǎn)生條件難以判斷,(如彈、摩)此情況下應根據(jù)力的作用效果去判斷是否受某力.(3)根據(jù)力的相互作用性:力的作用是相互的,從研究對象是否施出某種力來間接判是否受某種力的作用.(4)檢查受力情況與運動情況是否相符. 在難以確定物體的某些受力情況時,可先根據(jù)(或確定)物體的運動狀態(tài),再運用平衡條件或牛頓定律判定未知力。注意:合力與分力不能同時認為物體所受的力,它們只是一種效果相同的“等效替代”。用字母代號標出物體所受的每一個力,而某力的分力只按平行四邊形定則作出,一般一標符號?;玖W拥闹亓珊雎裕魺o特別說明重力是一定存在的。彈力與運動
31、狀態(tài)有關(guān)摩擦力注意相對運動或相對運動趨勢方向例1、例2、例3、例4、例5見資料p32課后作業(yè):學生用書1-6題第 二 課 時教學要求:1、知道受力分析常用方法2、能隔離法與整體法對物體進行受力分析3、會用正交分解法進行計算合力教學重難點:重點:隔離法與整體法、正交分解法難點:隔離法與整體法教學過程:二、隔離法與整體法1、整體法:以幾個物體構(gòu)成的整個系統(tǒng)為研究對象進行求解的方法。在許多問題中可以用整體法比較方便,但整體法不能求解系統(tǒng)的內(nèi)力。2、隔離法:把系統(tǒng)分成若干部分并隔離開來,分別以每一部分為研究對象進行受力分析,分別列出方程,再聯(lián)立求解的方法。把研究對象從周圍環(huán)境中隔離,然后分析周圍哪些“
32、物體”對它施加有力的作用,(各是什么性質(zhì)、大小、方向怎樣?)分析出的是性質(zhì)力,即是分析出的每個力都應該能找到施力物體(防添力)。并按照一定的順序(先場力、后接觸力)進行受力分析(防漏力),并畫出受力示意圖。3、通常在分析外力對系統(tǒng)作用時,用整體法;在分析系統(tǒng)內(nèi)各物體之間的相互作用時,用隔離法。有時在解答一個問題時要多次選取研究對象,需要整體法與隔離法交叉使用三、力的正交分解法:將已知力按互相垂直的兩個方向進行分解的方法。物體受到多個力作用時求其合力,可將各個己知力沿兩個相互垂直的方向直行正交分解,然后再分別沿這兩個方向求出合力,正交分解法是處理多個力作用用問題的基本方法。利用力的正交分解法可以
33、求幾個已知共點力的合力,它能使不同方向的矢量運算簡化為同一直線上的標量運算。一般地,當物體受三個以上的共點力作用時,用正交分解法為好。正交分解的每一個力不一定按實際效果進行分解,往往按解題需要分解,原則上使更多的力落在互相垂直的坐標軸上。步驟為:(1) 正交分解 建立坐標軸的原則:一般選共點力的作用點為原點靜力學中:以少分解力和容易分解力為原則。(即盡量多的力在坐標軸上)動力學中:以加速度方向和垂直加速度方向為坐標軸建立坐標,這樣使牛頓第二定律表達變?yōu)镕x=0; Fy=may(2)物體受到多個力作用F1 、F2 、F3,求合力F時,可把各力沿相互垂直的x軸、y軸分解。F1分解為Fx1和Fy1
34、; F2分解為Fx2和Fy2 ; F3分解為Fx3和Fy3 然后求這兩個方向上的合力,把復雜的矢量運動轉(zhuǎn)化為相互垂直方向上的代數(shù)運算.則:x軸上的合力 Fx=Fx1+Fx2+Fx3+y軸上的合力Fy= Fy1+Fy2+Fy3+(3) 合力大?。?合力方向:與x軸夾角為,則tan=四、圖解法根據(jù)平行四邊形定則,利用鄰邊及其夾角跟對角線的長短關(guān)系分析力大小變化情況的方法,通常叫圖解法。圖解法具有直觀、簡便的特點。應用時應該注意正確判斷某個分力方向的變化情況及其空間范圍。當合力的大小方向一定,其中一個分力的方向一定時,用圖解法較為簡單。五、三角形法:合力和兩個分力通過平移,構(gòu)成一個首尾相接的封閉三角
35、形。力學幾何求解;用正弦、余弦定理及相似法求解。例6、例7、例8、例9、例10見資料p36課后作業(yè):學生用書7-10題第 三 課 時教學要求:1、鞏固隔離法與整體法的應用2、會用正交分解法教學重難點:重點:隔離法與整體法、正交分解法難點:隔離法與整體法教學過程:六、研究對象的選取在進行受力分析時,第一步就是選取研究對象。選取的研究對象可以是一個物體(質(zhì)點),也可以是由幾個物體組成的整體(質(zhì)點組)。1、 隔離法:將某物體從周圍物體中隔離出來,單獨分析該物體所受到的各個力,稱為隔離法。隔離法的原則:把相連結(jié)的各物體看成一個整體,如果要分析的是整體內(nèi)物體間的相互作用力(即內(nèi)力),就要把跟該力有關(guān)的某
36、物體隔離出來,當然,對隔離出來的物體而言,它受到的各個力就應視為外力了。2、整體法:把相互連結(jié)的幾個物體視為一個整體(系統(tǒng)),從而分析整體外的物體對整體中各個物體的作用力(外力),稱為整體法。整體法的基本原則:(1)當整體中各物體具有相同的加速度(加速度不相同的問題,中學階段不易采用整體法)或都處于平衡狀態(tài)(即a=0)時,命題要研究的是外力,而非內(nèi)力時,選整體為研究對象。(2)整體法要分析的是外力,而不是分析整體中各物體間的相互作用(內(nèi)力)。(3)整體法的運用原則是先避開次要矛盾(未知的內(nèi)力)突出主要矛盾(要研究的外力)這們一種辯證的思想。3、整體法、隔離法的交替運用對于連結(jié)體問題,多數(shù)情況即
37、要分析外力,又要分析內(nèi)力,這時我們可以采取先整體(解決外力)后隔離(解決內(nèi)力)的交叉運用方法,當然個別情況也可先隔離(由已知內(nèi)力解決未知內(nèi)力)再整體的相反運用順序。七、物體受力分析正確地進行受力分析是解題的基礎,高中物理不的兩大主塊:力和電都大量涉及到力的問題。對物體進行受力分析,主要遵循以下兩條原則:(1)從力產(chǎn)生的原因出發(fā),進行受力分析,一般場力(重力、電場力、磁場力)主要依據(jù)這一點進行分析。(2)從物體所處的狀態(tài)(平衡態(tài)和非平衡態(tài))入手結(jié)合各種力的特點,然后根據(jù)平衡條件或牛頓運動定律進行分析判斷。以上原則以第(2)條為主,同學們要養(yǎng)成“抓狀態(tài),用規(guī)律”的良好習慣。八、正交分解正交分解法只
38、是一種處理矢量問題的方法,它的目的往往不是為了分解矢量,而是為了合成矢量,化復雜的矢量運算過程為簡單的同一直線上的矢量運算過程。正交分解法的重要性和實用性其實不在于如何建軸。如果向互相垂直的方向上分解某個力。因為力的獨立作用原理和運動的獨立性原理都要求我們要在不同的方向上單獨考慮問題,如: 因此同學們要逐漸養(yǎng)成根據(jù)物體在不同方向上的狀態(tài),用相應的物理規(guī)律去解決問題的好習慣。例11、例12、例13、例14見資料p38課后作業(yè):學生用書11-14題第4節(jié) 共點力作用下的物體的平衡第 一 課 時教學要求:1、知道平衡狀態(tài)2、理解共點力作用下物體的平衡條件教學重難點:重點:共點力作用下物體的平衡條件難
39、點:理解共點力作用下物體的平衡條件教學過程:一共點力 物體同時受幾個力的作用,如果這幾個力都作用于物體的同一點或者它們的作用線交于同一點,這幾個力叫共點力能簡化成質(zhì)點的物體受到的力可視為共點力。二、平衡狀態(tài)物體保持靜止或勻速運動狀態(tài)(或有固定轉(zhuǎn)軸的物體勻速轉(zhuǎn)動)注意:這里的靜止需要二個條件,一是物體受到的合外力為零,二是物體的速度為零,僅速度為零時物體不一定處于靜止狀態(tài),如物體做豎直上拋運動達到最高點時刻,物體速度為零,但物體不是處于靜止狀態(tài),因為物體受到的合外力不為零共點力的平衡:如果物體受到共點力的作用,且處于平衡狀態(tài),就叫做共點力的平衡。共點力的平衡條件:為使物體保持平衡狀態(tài),作用在物體
40、上的力必須滿足的條件,叫做兩種平衡狀態(tài): 靜態(tài)平衡v=0;a=0 動態(tài)平衡v0;a=0 瞬時速度為0時,不一定處于平衡狀態(tài). 如:豎直上拋最高點.只有能保持靜止狀態(tài)而加速度也為零才能認為平衡狀態(tài).物理學中的“緩慢移動”一般可理解為動態(tài)平衡。三、共點力作用下物體的平衡條件(1)物體受到的合外力為零即F合=0 其正交分解式為F合x=0 ;F合y=0(2)某力與余下其它力的合力平衡(即等值、反向)。A、二力平衡:這兩個力大小相等,方向相反,作用在同一直線上,并作用于同一物體(要注意與一對作用力與反作用力的區(qū)別)。B、三力平衡:三個力的作用線(或者反向延長線)必交于一個點,且三個力共面.稱為匯交共面性
41、。其力大小符合組成三解形規(guī)律 三個力平移后構(gòu)成一個首尾相接、封閉的矢量形;任意兩個力的合力與第三個力等大、反向(即是相互平衡)推論:1非平行的三個力作用于物體而平衡,則這三個力一定共點。2幾個共點力作用于物體而平衡,其中任意幾個力的合力與剩余幾個力(一個力)的合力一定等值反向三力匯交原理:當物體受到三個非平行的共點力作用而平衡時,這三個力必交于一點;說明:物體受到N個共點力作用而處于平衡狀態(tài)時,取出其中的一個力,則這個力必與剩下的(N-1)個力的合力等大反向。若采用正交分解法求平衡問題,則其平衡條件為:FX合=0,F(xiàn)Y合=0;求解平衡問題的一般步驟:選對象,畫受力圖,建坐標,列方程。例1、例2
42、、例3、例4見資料p42課后作業(yè):學生用書1-6題第 二課 時教學要求:1、鞏固共點力作用下物體的平衡條件的理解2、應用共點力作用下物體的平衡條件求解平衡的臨界、極值問題3、掌握共點力作用下物體的平衡條件的常用方法教學重難點:重點:共點力作用下物體的平衡條件的常用方法難點:共點力作用下物體的平衡條件求解平衡的臨界、極值問題教學過程:四、平衡物體的臨界與極值問題1、臨界問題:當某物理量變化時,會引起其他幾個物理量的變化,從而使物體所處的平衡狀態(tài)“恰好出現(xiàn)”或“恰好不出現(xiàn)”,在問題的描述中常用“剛好”、“剛能”、“恰好”等語言敘述。解決這類問題的基本方法是假設推理法,即先假設某種情況成立,然后再根
43、據(jù)平衡條件及有關(guān)知識進行論證、求解。2、極值問題:平衡物體的極值,一般指在力的變化過程中的最大值和最小值問題。解決這類問題的方法常用解析法,即根據(jù)物體的平衡條件列出方程,在解方程時,采用數(shù)學知識求極值或者根據(jù)物理臨界條件求極值。另外,圖解法也是常用的一種方法,即根據(jù)物體的平衡條件作出力的矢量圖,畫出平行四邊形或者矢量三角形進行動態(tài)分析,確定最大值或最小值。五、用平衡條件解題的常用方法1、力的三角形法 物體受同一平面內(nèi)三個互不平行的力作用平衡時,這三個力的矢量箭頭首尾相接,構(gòu)成一個矢量三角形;反之,若三個力矢量箭頭首尾相接恰好構(gòu)成三角形,則這三個力 的合力必為零利用三角形法,根據(jù)正弦定理、余弦定理或相似三角形等數(shù)學知識可求得未知力2、力的合成法 物體受三個力作用
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