人教版 (2019)必修 第一册2 摩擦力教学设计

这是一份人教版 (2019)必修 第一册2 摩擦力教学设计，共43页。教案主要包含了重力，力的图示和示意图，弹力，胡克定律等内容，欢迎下载使用。
一、重力
1．定义：由于地球的吸引而使物体受到的力．
2．方向：竖直向下．
3．大小：G＝mg，g是自由落体加速度．
4．作用点——重心
(1)重心：一个物体的各部分都受到重力的作用，从效果上看，可以认为各部分受到的重力作用集中于一点，这一点叫作物体的重心．
(2)决定因素：①物体的形状；②物体的质量分布．
(3)对形状不规则的物体，可以应用二力平衡的知识通过实验来确定其重心位置．如薄板状物体的重心位置可以通过悬挂法来确定．
二、力的图示和示意图
1．力的图示：用有向线段来表示力．
(1)有向线段的长短(严格按标度画)表示力的大小；
(2)箭头表示力的方向．
(3)箭尾(或箭头)表示力的作用点．
2．力的示意图：只用带箭头的有向线段来表示力的方向和作用点，不需要准确标度力的大小．
三、弹力
1．形变：物体在力的作用下形状或体积发生的变化．
2．弹力：发生形变的物体，要恢复原状，对与它接触的物体产生的力．
3．弹力的方向
(1)压力和支持力的方向：都跟接触面垂直．
(2)绳子的拉力的方向：沿着绳子而指向绳子收缩的方向．
四、胡克定律
1．弹性形变：物体在发生形变后，如果撤去作用力能够恢复原状的形变．
2．弹性限度：如果形变过大，超过一定的限度，撤去作用力后物体不能(填“能”或“不能”)完全恢复原来的形状，这个限度叫作弹性限度．
3．内容：弹簧发生弹性形变时，弹力F的大小跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比，即F＝kx.
4．劲度系数：式中k叫作弹簧的劲度系数，单位是牛顿每米，符号是N/m.是表示弹簧“软”“硬”程度的物理量．
技巧点拨
一、力的图示和力的示意图
力的图示与力的示意图的画法
二、重力与重心
1．重力的大小
(1)重力的大小G＝mg，只与质量m和重力加速度g有关，与物体的运动状态无关．
(2)重力加速度g与物体所处的纬度和高度有关，在赤道处，g最小，在两极处，g最大(同一高度)；海拔越高，g越小，海拔越低，g越大．
2．重力的方向：竖直向下．竖直向下是指与水平面垂直向下，但是并不等同于垂直于支持面向下，也不等同于指向地心．
3．重力的作用点——重心
(1)重心是物体各部分所受重力的等效作用点，并不是只有物体的重心才受到重力作用．重心的位置除跟物体的形状有关外，还跟物体的质量分布有关．质量分布均匀、形状规则的物体的重心在其几何中心．重心的位置可以在物体上，也可以在物体外．
(2)重心位置的确定方法：对于薄板状物体的重心，可以应用二力平衡的知识通过悬挂法确定．
三、弹力
1．弹力的产生必须同时具备两个条件
(1)两物体直接接触；
(2)两物体接触处发生弹性形变．
2．弹力的方向
(1)支持力和压力的方向：总是垂直于接触面，并指向被支持或被压的物体上．
(2)绳子的拉力方向：总是沿着绳子而指向绳子收缩的方向．
3．弹力有无的判断
(1)对于明显形变的情况，可以根据弹力产生的条件直接进行判断．
(2)对于形变不明显的情况，可利用假设法进行判断．
①假设无弹力：假设撤去接触面，看物体还能否在原位置保持原来的状态，若能保持原来的状态，则说明物体间无弹力作用；否则，有弹力作用．
②假设有弹力：假设接触物体间有弹力，画出假设状态下的受力分析图，判断受力情况与所处状态是否矛盾，若矛盾，
则不存在弹力；若不矛盾，则存在弹力．
如图，接触面光滑，若A处有弹力，则无法使球处于静止状态，故A处无弹力．
四、胡克定律
1．胡克定律F＝kx的理解
(1)x是弹簧的形变量，而不是弹簧形变后的长度．
(2)k为弹簧的劲度系数，反映弹簧本身的属性，由弹簧自身的长度、粗细、材料等因素决定，与弹力F的大小和伸长量x无关．
2．F－x图像是一条过原点的倾斜直线(如图6所示)，直线的斜率表示弹簧的劲度系数k.
图6
3．胡克定律的推论：ΔF＝kΔx.弹簧弹力的变化量ΔF跟弹簧形变量的变化量Δx成正比．
4．胡克定律的适用条件：弹簧在弹性限度内发生形变．
例题精练
1．（2021春•让胡路区校级月考）关于物体所受的重力，以下说法正确的是（ ）
A．物体只有在地面上静止时才受到重力作用
B．物体落向地面时受到的重力大于它静止时所受的重力
C．物体在向上抛出时受到的重力小于它静止时所受到的重力
D．同一物体在同一地点，不论其运动状态如何，它所受到的重力都是一样大的
【分析】地面附近一切物体都受到地球的吸引，由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力，与物体的运动状态无关．
【解答】解：由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力，与物体的运动状态无关，
A、物体在任何状态下均受到重力，故A错误；
B、物体落向地面时受到的重力等于它静止时所受的重力，故B错误；
C、物体在向上抛出时受到的重力等于它静止时所受到的重力，故C错误；
D、同一物体在同一地点，不论其运动状态如何，它所受到的重力都是一样大的，故D正确；
故选：D。
【点评】本题考查了重力的概念，明确重力大小与速度无关，基础题．
2．（2020秋•浦东新区期末）在日常生活及各项体育运动中，有弹力出现的情况比较普遍，如图所示的跳水比赛就是一个实例，当运动员踩压跳板使跳板弯曲到最低点时（ ）
A．跳板发生形变，运动员的脚没有发生形变
B．跳板受到的压力，是跳板发生形变而产生的
C．运动员受到的支持力，是跳板发生形变而产生的
D．运动员受到的支持力，是运动员受到重力而产生的
【分析】外力停止作用后，能够恢复原状的形变叫做弹性形变。发生弹性形变的物体，会对跟它接触且阻碍它恢复原来形状的物体产生力的作用，这种力叫弹力；根据力的作用的相互性，运动员给跳板一个力的作用，同时跳板也给运动员一个力的作用。
【解答】解：A、根据力的作用的相互性，跳板和运动员都会受到力的作用，所以都会发生形变，故A错误；
B、弹力是由施力物体形变引起并指向受力物体的，故跳板受到的压力，是运动员的脚发生形变而产生的，故B错误；
CD、弹力是由施力物体形变引起并指向受力物体的，故运动员受到的支持力，是跳板发生形变而产生的，故C正确，D错误。
故选：C。
【点评】该题考查对弹力产生的理解，解答的关键是正确理解发生弹性形变的物体，会对跟它接触且阻碍它恢复原来形状的物体产生力的作用。这种力叫弹力。
随堂练习
1．（2021春•河南月考）地球上的物体都会受到重力作用，下列关于重力的说法正确的是（ ）
A．地球表面的物体，受到的重力方向都相同
B．形状规则的物体，重心都在物体几何中心处
C．同一个物体在地球表面不同位置，所受重力大小不一定相同
D．形状不规则的物体，都可以用悬挂法测重心
【分析】知道重力的方向是竖直向下的或者说与当地的水平面垂直；根据重心的位置的特点分析；重力的大小与物体所处的纬度等因素有关；
【解答】解：A、重力的方向是竖直向下的，地球表面不同位置的物体，受到的重力方向一定不相同，故A错误；
B、形状规则的物体，重心不一定在物体几何中心处，还与物体的质量分布特点有关，故B错误；
C、重力的大小与物体所处的纬度等因素有关，同一物体在地球表面的不同位置，所受重力大小不一定相同，故C正确；
D、只有薄板状物体才能由悬挂法确定重心位置，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查了关于重力的基础知识，属于简单基础题目，关键是理解重力的方向是竖直向下的．
2．（2020秋•桂林期末）关于重力，下列说法中正确的是（ ）
A．重心就是物体的几何中心
B．可以用悬挂法确定形状不规则薄板的重心
C．只有静止在地面上的物体才会受到重力
D．质量大的物体受到的重力一定比质量小的物体受到的重力大
【分析】重心是物体各部分受到重力的等效作用点，质量分布均匀形状规则的物体重心才在几何中心上；根据重力的方向是竖直向下的和二力平衡的条件判断；重力是由于地球的吸引而产生的；重力大小与质量和重力加速度g的大小有关。
【解答】解：A、重心只是重力的等效作用点，只有形状规则，质量分布均匀的物体，其重心才在几何中心上；故A错误；
B、根据重力的方向是竖直向下的和二力平衡的条件，可以用悬挂法确定形状不规则薄板的重心，故B正确；
C、重力是由于地球的吸引而产生的，方向竖直向下，与物体运动状态无关，故C错误；
D、重力G＝mg的大小与质量以及所处位置的重力加速度有关，若在不同位置，质量大的物体不一定比质量小的物体重力大，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查了重心的定义、确定重心的方法、重力的产生大小，要注意明确对重心的理解，知道重心只是一个等效作用点，理解重力大小与质量和重力加速度g的大小有关。
3．（2021春•儋州校级月考）为测量一弹簧的劲度系数，某同学根据实验数据作出了该弹簧弹力与弹簧长度的关系图象如图所示，弹簧始终处于弹性限度内，则该弹簧的劲度系数为（ ）
A．50N/mB．N/mC．100N/mD．200N/m
【分析】根据图象和胡克定律表达式进行分析，明确图象的斜率大小等于弹簧的劲度系数。
【解答】解：由图象可知，弹簧的劲度系数为k＝＝N/m＝100N/m，故C正确，ABD错误。
故选：C。
【点评】在应用胡克定律时，要注意公式F＝kx中，x是弹簧伸长或压缩的长度，不是弹簧的长度。
知识点二：摩擦力
一、滑动摩擦力
1．定义：两个相互接触的物体，当它们相对滑动时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力，这种力叫作滑动摩擦力．
2．方向：总是沿着接触面，并且跟物体相对运动的方向相反．
3．大小
(1)滑动摩擦力的大小跟接触面上压力的大小成正比，还跟接触面的粗糙程度、材质等有关．
(2)公式：Ff＝μFN.
(3)动摩擦因数μ：它的值跟两接触面的材料和粗糙程度有关．动摩擦因数μ＝eq \f(Ff,FN)，Ff在接触面内且与相对运动方向相反，FN与接触面垂直．
二、静摩擦力
1．定义：相互接触的两个物体之间只有相对运动的趋势，而没有相对运动时，这时的摩擦力叫作静摩擦力．
2．方向：总是沿着接触面，跟物体相对运动趋势的方向相反．
3．最大静摩擦力：静摩擦力有一个最大值Fmax，在数值上等于物体即将开始运动时的拉力．
4．静摩擦力的大小：两物体之间实际产生的静摩擦力F在0与最大静摩擦力Fmax之间，即0