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1、教學(xué)課題:力 重力和彈力
時間
教學(xué)目標(biāo):1、理解力的概念,掌握重力、重心的概念。
2、掌握彈力有無及方向的判斷,掌握胡克定律
3、能較靈活地運用本節(jié)知識解決實際問題
教學(xué)重點:力的概念及彈力
教學(xué)難點:彈力有無的判斷
教學(xué)器材:
教學(xué)過程:
教學(xué)隨筆
5
一.力的概念
1.力的物質(zhì)性
力是物體對物體的作用。力的作用離不開物體。
不論是直接接觸的物體間的相互作用,還是不直接接觸,通過場發(fā)生的相互作用,不論是宏觀物體間的相互作用,還是微觀粒子間的相互作用,都離不開物體。
單獨一個物體也談不上力。力的產(chǎn)生必須同時有施力物體和受力物體兩個物體,二者
2、互相依存,缺一不可。
在對物體進(jìn)行受力分析時,要特別注意不要“添力”。判斷是否“添力”的方法之一就是看某個力能否找到施力物體,找不到施力物體的力是不存在的。
例:有人認(rèn)為,踢出去的足球還受到一個“踢力”的作用,這種看法是錯誤的。因為找不到“踢力”的施力物體。
2.力的矢量性
力是矢量。力的大小、方向、作用點是力的三要素。用一根帶箭頭的線段表示力的三要素叫力的圖示。
說明:畫力的圖示時,要先選定標(biāo)度,再按比例畫線段;畫力的示意圖時,線段的長短不要求按比例畫,但要符合實際情況。
例:如圖,靜止在斜面上的物體的力的示意圖。
N應(yīng)與F1差不多,f應(yīng)與F2差不
3、多,G應(yīng)在對角線上。
力的合成和分解按照平行四邊形法則進(jìn)行。
3.力的相互性
力總是成對出現(xiàn)的。而且這兩個力總是大小相等、方向相反、作用在同一條直線上的。(但作用在兩個不同的物體上)。施力物體同時是受力物體,受力物體同時也是施力物體。
(牛頓第三定律)
4.力作用的獨立性
一個物體同時受到幾個力的作用時,其中某個力的效果不會因其他力的存在而改變。
5.力作用的積累性
力在時間上的積累(Ft)是沖量,使物體的動量發(fā)生變化;力在空間上的積累(Fs)是功,使物體動能發(fā)生變化。
6.力的作用效果
①.使受力物體的運動狀態(tài)發(fā)生變化
或:使受力物體產(chǎn)生加速
4、度
②.使物體發(fā)生形變
如:彈簧受力發(fā)生形變、橡皮泥被捏癟。
注意:平衡力不會改變物體的運動狀態(tài),但可以使物體發(fā)生形變。
7.力的分類
①. 按性質(zhì)分:重力、彈力、摩擦力、分子力、電磁力、核力
②. 按效果分:拉力、張力、壓力、推力、動力、阻力、向心力、回復(fù)力等
③. 按研究對象分:外力和內(nèi)力。
說明:內(nèi)力和外力是相對的,與研究對象的選擇有關(guān)。
二.重力
1、重力的產(chǎn)生:由于地球的吸引而使物體受到的力。
2、大小:G = mg
g:重力加速度 g = 9.8 m/s2
g=GM地/r2
G=6.67×
5、10-11Nm2/kg2 r:物體到地心的距離。
說明:1.離地心越遠(yuǎn)的地方,g越小。g隨高度的增大而減小。
2.此式對其計算它星球上的“重力”加速度也適用。
注意:重力實質(zhì)上是地球?qū)ξ矬w引力的一個分力,而引力的另一個分力提供物體隨地球自轉(zhuǎn)所需的向心力。
重力與地球?qū)ξ矬w的引力大小、方向均不同(兩極除外)。一般情況下,可近似認(rèn)為兩者相等。
重力的大小只與m、r要關(guān),與物體運動狀態(tài)無關(guān)。在加速系統(tǒng)中,發(fā)生超重或失重時,只是物體的“視重”(對繩或彈簧的拉力、對物體的壓力)大于或小于物體的重力,而物體的“實重”(mg)并未變。
3、方向:豎直向下(強(qiáng)調(diào):“豎直” )
重力的反作用
6、力是物體對地球的吸引力,作用在物體上,方向豎直向上。
4.重心:重力的作用點。
形狀規(guī)則、質(zhì)地均勻的物體的重心在其幾何中心。
注意:重心不一定在物體上。
如:均勻球殼的重心在球心上。
因為重心是一個虛擬的點。重力實際上是作用在整個物體上的,我們把它集中認(rèn)為作用在重心上。
三.彈力
發(fā)生彈性形變的物體,由于要恢復(fù)原狀,會對跟它接觸的物體產(chǎn)生力的作用,這種力叫彈力。
1.產(chǎn)生條件
①.兩物體直接接觸;②.發(fā)生了彈性形變。
2.大小
F = k x (胡克定律)
(強(qiáng)調(diào):x是彈簧長度的變化量(伸長或縮短的量),而
7、不是彈簧的長度)
3、方向
彈力的方向與物體形變的方向相反,沿物體恢復(fù)形狀的方向。
①.垂直于兩物體的接觸面,指向受力物體;
②.沿繩子(或細(xì)線)方向,指向繩子(或細(xì)線)收縮的方向。
4、幾種典型的產(chǎn)生彈力的理想模型
(《金版教程》P4)
說明:輕桿的彈力方向不一定沿桿的方向。
若論彈力,形變?yōu)橐?
彈簧彈力,公式求解,
一般彈力,平衡求解,
彈力方向,與面正交,
輕桿彈力,注意方向。
例:《金版教程》P5 例3
例:《金版教程》P11 例3
8、
練習(xí):《金版教程》P13 4
四.彈力有無的判斷
(《金版教程》P7)
1.根據(jù)彈力產(chǎn)生的條件判斷
看兩物體是否直接接觸、是否發(fā)生了彈性形變。
對于一些較簡單的情況,可用此法。
2.用假設(shè)法判斷
欲分析一物體的接觸處是否有彈力,可先假設(shè)沒有接觸物體,看看被研究的物體有怎樣的運動或運動趨勢。
⑴ 若被研究的物體向原接觸物運動或有運動的趨勢,則兩者間有相互擠壓的彈力。
⑵ 若被研究的物體遠(yuǎn)離原接觸物運動或有運動的趨勢,則兩物體間有產(chǎn)生拉伸的力。
例:《金版教程》P7 例1
3.根據(jù)“物體的運動狀態(tài)”分析
物體的受力情況必須與物體的運動
9、狀態(tài)相一致。
合外力為0,物體必靜止或勻速運動,反之亦然;合外力不為0,物體必做變速運動,反之亦然。
例:如圖所示,小車上固定一個彎成α角的曲桿,桿的另一端固定一個質(zhì)量為m的球。試分析下列兩種情況下桿對球的彈力的方向。
① 小車處于靜止?fàn)顟B(tài);② 小車以加速度a向右運動。
解:① 豎直向上;② 斜向右上方,與豎直方向的夾角tgθ=a/g。
說明:此例表明輕桿的彈力方向不一定沿桿的方向。
練習(xí):如圖所示,各接觸面是光滑的,則a與b之間可能無彈力作用的是:
a b
v
A
a b
C
10、
a b
B
a b
D
分析:對A,系統(tǒng)共同運動,可能是勻速運動,也可能是變速運動。如是勻速運動,b的重力與支持力平衡。設(shè)a、b間有彈力,則b不可能做勻速運動。故a、b間必?zé)o彈力。如是變速運動,則a、b間有彈力。
對B,設(shè)想將b(或a)拿走,則易知a(或b)將向下滾動。故a、b間有彈力。
對C,設(shè)想將b拿走,則易知a向下運動。故a、b間有彈力。
對D,設(shè)想將b拿走,則a有可能向下運動,也可能不向下運動,這取決于a受其它的力情況。如其它力已平衡,則不向下運動;如其它力不平衡,則向下運動。故a、b間可能有彈力。
課后練習(xí):
《金版教程》配套練習(xí)
教學(xué)后記: