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1、第二章相互作用(备课稿)一、考纲要求形变、弹性、胡克定律1滑动摩擦力、动摩擦因数、静摩擦力I矢量和标量I力的合成与分解II共点力的平衡II实验:探究弹力和弹簧伸长的关系二、重要考点弹力、摩擦力的存在条件、方向的分析判定、相关计算,共点力平衡的条件及应用,(力的合成法、正交分解法、整体法和隔离法的应用等)三、命题特点本章涉及的考点有5个,高考考查的重点是结合共点力平衡知识考查摩擦力或弹力的相关知识,大多数情况都是同时涉及到几个知识点,多数情况是与牛顿运动定律、功和能、电磁学的内容结合起来考查。四、备考要点相互作用(和牛顿定律)是运动学、力学乃至整个物理学的基础。熟练掌握受力分析的思路方法,会为后
2、面运用牛顿定律解决力学问题打下一个很好的基础。本章要在让学生熟练掌握受力分析的过程中,养成物理思维习惯。五、复习策略总体思想:1、抓本考纲2、夯实基础3、重视训练一训练学生的物理思维习惯寻找题感提高数学运算能力与在规定时间内解决问题的能力。4、小坡度、小步子具体方法(先预后串先串后练先练后讲-4艮-据统计的知识点人数的多少,来决定是否讲解、是否拓展。)六、主要内容第一节重力弹力摩擦力3容添加T既说)1.力的本质力的物质性:力是物体对物体的作用。提到力必然涉及到两个物体一一施力物体和受力物体,力不能离开物体而独立存在。有力时物体不一定接触。0方的相互性:力是成对出现的,作用力和反作用力同时存在。
3、作用力和反作用力总是等大、反向、共线,属同性质的力、分别作用在两个物体上。0力的矢量性:力有大小、方向,对于同一直线上的矢量运算,用正负号表示同一直线上的两个方向,使矢量运算简化为代数运算;这时符号只表示力的方向,不代表力的大小。0力作用的独立性:几个力作用在同一物体上,每个力对物体的作用效果均不会因其它力的存在而受到影响,这就是力的独立作用原理。(为后面的受力分析做铺垫)2 .力的作用效果力对物体作用有两种效果:一是使物体发生形变一二是改变物体的运动状态。这两种效果可各自独立产生,也可能同时产生。通过力的效果可检验力的存在。3 .力的三要素:大小、方向、作用点完整表述一个力时,三要素缺一不可
4、。当两个力F1、F2的大小、方向均相同时,我们说F1=F2,但是当他们作用在不同物体上或作用在同一物体上的不同点时可以产生不同的效果。4 .力的测量。大小可用弹簧秤测量,也可通过定理、定律计算,在国际单位制中,力的单位是牛顿,符号是N。5 .力的图示和力的示意图力的图示:用一条有向线段表示力的方法叫力的图示,用带有标度的线段长短表示大小,用箭头指向表示方向,作用点用线段的起点表示。0力的示意图:不需画出力的标度,只用一带箭头的线段示意出力的大小和方向。6.力的分类性质力:由力的性质命名的力。如;重力、弹力、摩擦力、电场力、磁场力、分子力等。0效果力:由力的作用效果命名的力。如:拉力、压力、支持
5、力、张力、下滑力、分力:合力、动力、阻力、冲力、向心力、回复力等。(为后面的受力分析做铺垫)知识1重力一(依照产生原因存在条件方向判定大小计算四个顺序来分析)1 .产生:由于地球的吸引而使物体受到的力.2 .大小:与物体的质量成正比,即G=mg.可用弹簧秤测量重力.3 .方向:总是竖直向下.4 .重心:其位置与其质量分布和形状有关.建议:1 .渗透一下万有引力与重力的区别2 .强调重力的方向是竖直向下,而不是指向地心。3 .点讲重力加速度由赤道到两极的变化特点。P201.(对应重力的理解X多选)如图2-1-1所示,两辆车在以相同的速度做匀速运动,根据图中所给信息和所学知识你可以得出的结论是()
6、图2-1-1A.物体各部分都受重力作用,但可以认为物体各部分所受重力集中于一点B.重力的方向总是垂直向下的C.物体重心的位置与物体形状和质量分布有关D.力是使物体运动的原因解析物体各部分都受重力作用,但可以认为物体各部分所受重力集中于一点,这个点就是物体的重心,重力的方向总是和水平面垂直,是竖直向下而不是垂直向下,所以A正确,B错误;从题图中可以看出,汽车(包括货物)的形状和质量分布发生了变化,重心的位置就发生了变化,故C正确;力不是使物体运动的原因而是改变物体运动状态的原因,所以D错误.答案AC知识2弹力1.产生条件两物体相互接触.0两物体发生弹性形变.重点:弹力的条件一弹性形变1弹力有无的
7、判断“三法”条件法:根据物体是否直接接触并发生弹性形变来判断是否存在弹力.此方法多用来判断形变较明显的情况.0假设法:对形变不明显的情况,可假设两个物体间弹力不存在,看物体能否保持原有的状态.若运动状态不变,则此处不存在弹力;若运动状态改变,则此处一定有弹力.状态法:根据物体的运动状态,利用牛顿第二定律或共点力平衡条件判断弹力是否存在.(Sk2,3后移)图1重点:弹力方向的判定方法弹力的方向总是与施力物体形变的方向相反.几种典型的弹力的方向如下:压力:垂直于支持面而指向被压的物体.0支持力:垂直于支持面而指向被支持的物体.细绳的拉力:沿绳指向绳收缩的方向.轻杆的弹力:不一定沿杆,要根据运动状态
8、具体分析.2.弹力方向的判断五种常见模型中弹力的方向.常见的弹力弹力的万向弹簧两端的勒与弹簧中心轴线重合,指向弹簧恢复原状的方I可胫绳的弹力沿绳指向绳收缩的方向面与直接触的弹力垂盲十接触面指向受力物体点与面接触的弹力过接触点垂自十接触面(或接触面的切面)而指向受力物体圆与面圆与圆的弹力杆添加可靠沿杆也可等不沿杆应日体情)兄目休的弹力JIJCj/OII9tjCtIt9I-1xbX*,tP5Uzrrfc,分析(活干、死杆)0根据共点力的平衡条件或牛顿第二定律判断.3.计算弹力大小的三种方法根据胡克定律进行求解.弹力的大小跟形变量的大小有关。由胡克定律F=kx,k为劲度系数,由本身的材料、长度、截面
9、积等决定,X为形变量,即弹簧伸缩后的长度1与原长1o的差:x=1-1O1不能将X当作弹簧的长度10根据力的平衡条件进行求解.0根据牛顿第二定律进行求解.(简单一提,后移)G考命题方向考向1弹力的有无判断如图2-1-3所不,在一个正方体的盒子中放有一个质量分布均匀的小球,小球的直径恰好和盒子内表面正方体的边长相等,盒子沿倾角为性固定斜面滑动,不计一切摩擦,下列说法中正确的是()A.无论盒子沿斜面上滑还是下滑,球都仅对盒子的下底面有压力B.盒子沿斜面下滑时,球对盒子的下底面和右侧面有压力C.盒子沿斜面下滑时,球对盒子的下底面和左侧面有压力)D.盒子沿斜面上滑时,球对盒子的下底面和左侧面有压力解析先
10、以盒子和小球组成的系统为研究对象,无论上滑还是下滑,用牛顿第二定律均可求得系统的加速度度大小为a=gsin方向沿斜面向下,由于盒子和小球始终保持相对静止,所以小球的加速度大小也是a=gsin方向沿斜面向下,小球沿斜面向下的重力分力大小恰好等于所需的合外力,因此不需要左、右侧面提供弹力.故选项A正确.答案A(建议暂时搁置)考向2弹力的大小和方向(2014山东省烟台二中高三10月月考)如图2-1-4所TJX,一重为10N的球固定在支杆AB的上端,今用一段绳子水平拉球,使杆发生弯曲,已知绳的拉力为7.5N,则AB杆对球的作用力()(建议暂时搁置)A.大小为7.5NB.大小为IONC.方向与水平方向成
11、53涌斜向右下方D.方向与水平方向成53。角斜向左由解析对小球进行受力分析可得,AB杆对球的作用力F与绳的拉力的合力与小球重力等值反向,可得F方向斜向左上方,令AB杆对小球的作用力与水平方向夹角为可得:tan=,53?F=,=12.5H故只有选项F3sin53D正确.答案D知识3摩擦力1 .产生的条件:相互接触的物体间存在压力;(2)接触面不光滑;(3)接触的物体之间有相对运动(滑动摩擦力)或相对运动的趋势(静摩擦力)。视学生接受能力,是否强调:不能绝对地说静止物体受到的摩擦力必是静摩擦力,运动的物体受到的摩擦力必是滑动摩擦力。受静摩擦力作用的物体不一定静止。滑动摩擦力是具有相对滑动的两个物体
12、之间的摩擦力,受滑动摩擦力作用的两个物体不一定都滑动。(举例说明比较直观)判定方法G考命题方向考向1静摩擦力有无的判断(2014江西九江外国语学校月考)如图2-I-5所示,截面为三角形的木块a上放置一铁块b,三角形木块竖直边靠在竖直且粗糙的竖直墙面上,现用竖直向上的作用力F推木块与铁块使其始终保持静止状态,则下列说法正确的是图21一5A.木块a与铁块b间一定存在摩擦力B.木块与竖直墙面间一定存在水平弹力C.木块与竖直墙面间一定存在摩擦力D.竖直向上的作用力F大小一定大于铁块与木块的重力之和(过早,建议后移)解析隔离铁块b,因其静止不动,故铁块b受重力、斜面对它的垂直斜面向上的支持力和沿斜面向上
13、的静摩擦力,A正确.将a、b看佰攵一个整体,竖直方向:F=G+G,abD错误.a、b整体水平方向不受力,故木块与竖直墙面间不存在水平弹力,没有弹力也就没有摩擦力,B、C均错误.答案A2 .摩擦力的方向:沿接触面的切线方向(即与引起该摩擦力的弹力的方向垂直),与物体相对运动域相对:运动趋势)的方向相反。例如:静止在斜面上的物体所受静摩擦力的方向沿接触面(斜面)向上。注意:相对运动是以相互作用的另一物体为参考系的运动,与以地面为参考系的运动不同,故摩擦力是阻碍物体间的相对运动,其方向不一定与物体的运动方向相反。例如:站在公共汽车上的人,当人随车一起启动(即做加速运动)时,如图所示,受重力G、支持力
14、N、静摩擦力f的作用。当车启动时,人相对于车有向后的运动趋势,车给人向前的静摩擦力作用;此时人随车向前运动,受静摩擦力方向与运动方向相同。考点2静摩擦力的分析与判断TA11假设法后I前利用假设法判断的思维程序如下:2.不发生相挑对运厂对射f藕势f麟力vg相趋向向运的反方对势相从研究物体的运动,必须具有的条件,分析组成条件的相关因素中摩擦力所起的作用,从而判断静摩擦力的有无及方向.3 .状态法此法关键是先判明物体的运动状态(即加速度的方向),再利用牛顿第二定律(F=ma)确定合力,然后通过受力分析确定静摩擦力的大及方向.4 .牛顿第三定律法此法的关键是抓住“力是物体间的相互作用”,先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向,再根据“力的相互性”确定另一物体受到的静摩擦力方向.5 .摩擦力的大小:(强调)静摩擦大小跟物体所受的外力及物体运动状态有关,只能根据物体所处的状态(平衡或加速)由平衡条件或牛顿定律求解。静摩擦力的变化存在一个最大值一-最大静摩擦力,即物体将要开始相对滑动时摩擦力的大小(最大静摩擦力与正压力成正比)o0滑动摩擦力与正压力成正比,即f=NP为动摩擦因数,与接触面材料和粗糙程度有关;N指接触面的压力,并不总等于重力。考向2静摩擦力的方向与运动状态的关系名称坝口静摩擦力滑动摩撩力产生条件接触Ia粗糙接触处白弹力两物体间有相对运动趋势接触面粗糙接触处白弹力两物体间有相对运