第二章力与物体的平衡重力、弹力、摩擦力授课时间：2012年9月21号授课班级：高三（5）班授课老师：缪成添【一】教学目标（一）知识与技能1、知道力的定义，力的性质，力的三要素，会画力的图示和力的示意图2、知道重力的产生，重力的大小，知道重心的含义及其分布与哪些因素有关3、理解弹力的产生条件，掌握弹力有无的判断方法和弹力方向的判断，掌握胡克定律，会用胡克定律解决问题4、知道摩擦力的产生条件，掌握静摩擦力的有无的判断和静摩擦力的方向的判断，会计算滑动摩擦力的大小和方向的判断（二）过程与方法1、培养学生利用物理语言分析思考描述物理概念和规律的能力2、让学生自主学习，培养学生的探究能力，提高学生独立思考的能力（三）情感态度和价值观1、通过分析实际问题，激发学生的学习兴趣2、通过组织讨论，培养学生的合作精神，是学生体会到在交流中可以提高自己的能力【二】教学重点1、弹力的产生，弹力有无的判断和弹力方向的判断2、摩擦力的产生，静摩擦力有无的判断和静摩擦力的方向的判断，滑动摩擦力的大小和方向的判断，正确理解最大静摩擦力的概念【三】教学难点1、弹力有无的判断和弹力方向的判断2、静摩擦力有无的判断和静摩擦力的方向的判断【四】教具实物投影仪【五】教学过程阅读课本理解和完善下列知识要点一、力1．力的概念(1)力是物体对物体的作用，物体之间的力是相互的．(2)力的作用效果：改变物体的________或使物体发生________．(3)力的三要素：________、________、________.2．力的性质(1)物质性：力不能脱离________而独立存在．(2)相互性：物体间力的作用是________的，只要有作用力，就一定有对应的________．(3)独立性：一个力作用于某个物体上产生的效果，与这个物体是否受到其他力的作用________．(4)矢量性：力既有大小，又有方向，力的运算遵循________定则，或________法则．(5)同时性：物体间的相互作用总是________产生，________变化，________消失的．3．力的图示和示意图(1)力的图示：力可以用带________的线段来表示．线段按一定比例(标度)画出，它的长短表示力的________，它的箭头指向表示力的________，箭尾(或箭头)表示力的________．(2)力的示意图：只在图中画出力的方向(无标度)．粗略地表示力的方向、作用点和大小．4．力的分类按性质分，可以分为重力、弹力、摩擦力、分子力等，按力的作用效果分，可以分为_______________________________________等。
二、重力1．概念：由于地球的________而使物体受到的力．（注意与万有引力的区别）2．大小：G＝________.大小可以用_____________测量。
g与________、________有关。
3．方向总是________向下．4．重心：重力的等效作用点．★重心位置的理解(1)质量分布均匀的物体，重心的位置只跟物体的形状有关．有规则几何形状的均匀物体，它的重心位置在它的几何中心。
(2)质量分布不均匀的物体，重心的位置不仅与物体的形状有关，还跟物体质量的分布有关．(3)物体重心的位置可以在物体上，也可以在物体外．三、弹力1．形变（1）定义：物体________或________的变化。
（2）分类：_______________、______________。
2．弹力定义：发生弹性形变的物体由于要________________对与它接触的物体产生力的作用．3．产生条件：(1)物体相互________；(2)物体发生________．4．方向：弹力的方向总是与施力物体形变的方向________，几种典型的弹力的方向如下：(1)压力：垂直于支持面而指向________物体．(2)支持力：垂直于支持面而指向________的物体．(3)细绳拉力：沿绳指向________的方向．(4)轻杆的弹力：不一定沿杆，要具体情况具体分析．5．大小(1)弹簧类弹力：在弹性限度内遵从胡克定律F＝________.式中的k被称为_____________.，它的单位是________.，它由_______________.决定；式中的x是弹簧的_______________。
(2)非弹簧类弹力大小应由平衡条件或动力学规律求解．★弹力的有无判定(1)弹力产生的条件：两物体直接接触且相互挤压发生弹性形变．(2)弹力有无的判定方法——假设法．假设两接触面之间没有挤压，假设将与研究对象接触的物体解除接触，判断研究对象的运动状态是否改变，若运动状态不变，则不存在挤压，不存在弹力；若运动状态发生改变，说明接触面之间存在挤压，此处一定存在弹力．例1：分析下列各图中A、B间是否有弹力作用（水平面皆为光滑）AB⑴AB⑵★弹力的方向判定(1)根据物体产生形变的方向判断：弹力的方向与物体形变方向相反，作用在迫使这个物体发生形变的那个物体上．具体可分为以下几种情况：①轻绳的弹力方向沿绳所在的直线，且指向绳收缩的方向；②平面与平面接触，弹力的方向垂直于平面，且指向受力物体；③点与平面接触，弹力的方向垂直于平面，且指向受力物体；④球面与球面接触，弹力的方向沿球心的连线，且指向受力物体．(2)根据物体的运动情况，利用平衡条件或动力学规律进行判断．例2：画出下图中A受到的弹力方向ＡAAA例3：如图所示，小车内有一固定光滑斜面，一个小球通过细绳与车顶相连，细绳始终保持竖直．关于小球的受力情况，下列说法正确的是( )A．若小车静止，绳对小球的拉力可能为零 B．若小车静止，斜面对小球的支持力一定为零C．若小车向右运动，小球一定受两个力的作用D．若小车向右运动，小球一定受三个力的作用四、摩擦力1．产生：相互接触且发生形变的粗糙物体间，有________或________时，在接触面上所受的阻碍________或________的力．2．两种摩擦力的比较摩擦力静摩擦力滑动摩擦力定义两________的物体间的摩擦力两________的物体间的摩擦力产生条件①接触面________②接触处有________③两物体间有________①接触面________②接触处有________③两物体间有________大小、方向大小：0<f静≤F静max方向：与受力物体相对运动趋势的方向________大小：f＝________方向：与受力物体相对运动的方向________作用效果总是阻碍物体间的____________总是阻碍物体间的____________★静摩擦力的有无及方向的确定方法(1)假设法：即假设接触面光滑，看物体是否会发生相对运动．若发生相对运动，则此相对运动的方向即为原来相对运动趋势的方向，从而确定静摩擦力的方向；若没有发生相对运动，则说明没有静摩擦力．(2)根据摩擦力的效果来判断其方向：如作动力、作阻力、提供向心力等，再根据平衡条件和牛顿定律来计算大小．用牛顿第二定律判断，关键是先判断物体的运动状态(即加速度的方向)，再利用牛顿第二定律确定合力的方向，然后作受力分析判断静摩擦力的方向．例4：如图所示，在平直公路上，有一辆汽车，车上有一木箱，试判断下列情况中，木箱所受摩擦力的方向.(1)汽车由静止开始加速运动时(木箱和车无相对滑动)；(2)汽车刹车时(二者无相对滑动)；(3)汽车匀速运动时(二者无相对滑动).★摩擦力大小的计算计算摩擦力的大小，首先要判断摩擦力是静摩擦力还是滑动摩擦力，然后根据静摩擦力和滑动摩擦力的特点计算其大小．(1)静摩擦力大小的计算根据物体所受外力及所处的状态(平衡或加速)可分为两种情况：①物体处于平衡状态(静止或匀速)，利用力的平衡条件来判断其大小．②物体有加速度时，若只有摩擦力，则F＝ma.例如匀速转动的圆盘上物块靠摩擦力提供向心力产生向心加速度．若除摩擦力外，物体还受其他力，则F合＝ma，先求合力再求摩擦力，这种与运动状态有关的特点，区别于滑动摩擦力．③最大静摩擦力并不一定是物体实际受到的力，物体实际受到的静摩擦力一般小于或等于最大静摩擦力。
最大静摩擦力与接触面间的压力成正比。
一般情况下，为了处理问题的方便，最大静摩擦力可按近似等于滑动摩擦力处理。
(2)滑动摩擦力的计算滑动摩擦力的大小用公式F＝μN来计算，应用此公式时要注意以下几点：①μ为动摩擦因数，其大小与接触面的材料、表面的粗糙程度有关；N为两接触面间的正压力，其大小不一定等于物体的重力．②滑动摩擦力的大小与物体的运动速度无关，与接触面的大小也无关．例5：如右图所示，物体A、B、C叠放在水平面上，用水平力F1=5N，F2=8N分别作用于B、C上，三个物体仍保持静止状态，那么A与B、B与C、C与地面的静摩擦力的大小分别为（）F2F1ABCA、5N，0N，8NB、0N，5N，8NC、0N，5N，3ND、0N，0N，3N例6：如图在u=0.1的水平面上向右运动的物体，质量为20kg在运动时程中，还受到一个水平向左的大小为10N的拉力的作用，则物体受到的滑动摩擦力（g=10m/s2）( )FVA、10N,向右B、10N，向左C、20N，向右D、20N，向左例7：如下图所示，斜面固定在地面上，倾角为37°(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)，质量为1 kg的滑块，以一定的初速度沿斜面向下滑，斜面足够长，滑块与斜面间的动摩擦因数为0.8.该滑块所受摩擦力F f随时间变化的图象是图中的(取初速度方向为正方向，g＝10 m/s2)( )【六】巩固练习1、下列关于力的说法中正确的是（）A.物体受几个力作用时，运动状态一定发生改变B.只有直接接触的物体间才有力的作用C.由相距一定距离的磁铁间有相互作用力可知，力可以离开物体而独立存在D.力的大小可以用弹簧秤测量，测量重力时物体可处于运动状态2、关于重力的说法正确的是（）A.重力的方向总是垂直于接触面B.物体的重心不一定在物体上C.物体重力的大小等于它压在水平支持物上的力D.重力的施力物体是地球3、关于弹力的说法，正确的是（）A.只有发生弹性形变的物体才会对跟它接触的物体产生弹力B.骑自行车转弯时，自行车向里倾斜，轮受弹力方向也适度向里C.一切物体受力后发生形变都会产生弹力D.弹力跟外力以及物体的运动情况有关4、如图所示，水平横杆BC的B端固定，C端有一定滑轮，跨在定滑轮上的绳子一端悬一质量为m 的物体，另一端固定于A点，当物体静止时，∠ACB=30°，不计定滑轮上的摩擦和绳子的质量，这时定滑轮作用于绳子的力等于（）A.零B.(/2)mgC.D.mg5、如图所示，一木板B放在水平地面上，木板A放在B的上面，A的右端通过轻质弹簧秤固定在直立的墙壁上，用F向左拉动B，使它以速度V 运动，这时弹簧秤示数为T，下列说法中正确的是（）A.木板B受到的滑动摩擦力的大小等于TTFBAB.地面受到的滑动摩擦力的大小等于TC.若木板以2V的速度运动，木块A受到的摩擦力的大小等于2TD.若2F的力作用在木板上，木块A受到的摩擦力的大小等于T6、如图是皮带传动装置的示意图，O1为主动轮，O2为从动轮，O1匀速转动时，重10N的物体随皮带一起向上运动，无相对滑动。