高中物理人教版（2019）必修第一册 第3章 相互作用章末总结教案

第三章相互作用章末总结

一、              教材分析 

本章在物理知识方面可分为两部分：第一部分是1节至3节，主要讲述了重力、重力产生的原因、重心、力、力的三要素、力的效果、四种基本相互作用、弹力产生的条件、弹力、压力、支持力、拉力、力的图示、力的示意图、形变、胡克定律、静摩擦力、静摩擦力产生的条件、滑动摩擦力、滑动摩擦力产生的条件、最大静摩擦力、滚动摩擦力、流体阻力、滑动摩擦力跟压力成正比。第二部分是4节至5节，主要讲述了力的平行四边形定则、力的合成、合力、分力、共点力、作图法求力、用直角三角形知识求力、力的分解、矢量、标量、三角形定则、共点力的平衡等概念。

在物理技能方面,主要设计及使用了弹簧秤、初步训练设计实验、收集数据、数据处理和总结规律的技能、运用数学工具解决物理问题的能力等基本技能。

在物理过程方面,主要讲述了人类是从力产生的效果开始认识力、“重心”概念的形成、微小形变的放大过程、摩擦力的实验探究、实验探究互成角度的两个共点力的合成等过程。

在物理的思想方法方面,主要讲述了等效代换、微小量放大的方法、控制变量、客观求实的科学研究态度等思想方法。

二、              教学目标

1、通过实验认识滑动摩擦、静摩擦的规律，能用动摩擦因数计算摩擦力。

2、知道常见的形变，通过实验了解物体的弹性，知道胡克定律

3、通过实验，理解力的合成与分解，知道共点力的平衡条件，区分矢量和标量，用力的合成与分解分析日常生活中的问题

三、    教学重点

三种性质力――重力、弹力、摩擦力；力的合成与分解。

四、    教学难点

用力的合成与分解分析解决实际问题。

五、              教学过程

（一）投影全章知识脉络，构建知识体系

（二）本章复习思路突破

Ⅰ 物理思维方法

l、具体——抽象思维方法

从大量生活实例中抽象出“力是物体间的相互作用”，再把这种抽象具体形象化――用有向线段进行描述，通过这种方法，把对力的计算转化为几何问题来处理。

2、等效替代方法

合力和分力可以等效替代，而不改变其作用效果。这是物理学中研究实际问题时常用的方法。

Ⅱ 基本解题思路

1、认清研究对象：从题目所给的信息来选取有关物体作为研究对象，是解题的出发点。

2、正确受力分析：分析研究对象受哪些力的作用，画出受力图，做到不多力，不少力。

3、列方程求解：据物理规律先用字母列方程，整理出待求量的表达式，统一单位，代入数据求解。

（三）知识要点追踪

关于受力分析

物体受力分析是力学知识中的基础，也是其重要内容。正确分析物体的受力情况，是研究力学问题的关键，是必须掌握的基本功。

对物体进行受力分析，主要依据力的概念，分析物体所受到的其他物体的作用。具体方法如下：

1、明确研究对象，即首先要确定要分析哪个物体的受力情况。

2、隔离分析：将研究对象从周围环境中隔离出来，分析周围物体对它都施加了哪些作用。

3、按一定顺序分析：先重力，后接触力（弹力、摩擦力）。其中重力是非接触力，容易遗漏，应先分析；弹力和摩擦力的有无要依据其产生的条件认真分析。

4、画好受力分析图。要按顺序检查受力分析是否全面，做到不“多力”也不“少力”。

（四）本章专题剖析

［例1］如图所示，物体受到互相垂直的两个力F1、F2的作用，若两力大小分别为5N、5N，求这两个力的合力．

解析：根据平行四边形定则作出平行四边形，如图所示，由于F1、F2相互垂直，所以作出的平行四边形为矩形，对角线分成的两个三角形为直角三角形，由勾股定理得：

N=10 N

   合力的方向与F１的夹角θ为：

   θ＝３０°

点评：今后我们遇到的求合力的问题，多数都用计算法，即根据平行四边形定则作出平行四边形后，通过解其中的三角形求合力．在这种情况下作的是示意图，不需要很严格，但要规范，明确哪些该画实线，哪些该画虚线，箭头应标在什么位置等．

［例2］如左图所示，物体受到大小相等的两个拉力的作用，每个拉力均为200 N，两力之间的夹角为60°，求这两个拉力的合力。

解析：根据平行四边形定则，作出示意图（如右图所示），它是一个菱形，我们可以利用其对角线垂直平分，通过解其中的直角三角形求合力．

   N=346 N

合力与F1、F2的夹角均为30°．

小结：（1）求矢量时要注意不仅要求出其大小，还要求出其方向，其方向通常用它与已知矢量的夹角表示．

（2）要学好物理，除掌握物理概念和规律外，还要注意提高自己应用数学知识解决物理问题的能力．

［例3］如图（甲），半圆形支架BAO，两细绳OA与OB结于圆心O，下悬重为G的物体，使OA绳固定不动，在将OB绳的B端沿半圆支架从水平位置逐渐移至竖直的位置C的过程中，分析OA绳与OB绳所受力的大小如何变化？

解析：  因为绳结O受到重物的拉力T，所以才使OA绳和OB绳受力，因此将拉力T分解为和，如图（乙），OA绳固定，则的方向不变，在OB绳向上靠近OC的过程中，在、、三个位置，两绳受的力分别为和，和，和，从图形上看出一直减小，而却是先变小后增大，当OB与OA垂直时最小．

点评：（1）这类平衡问题，是一个物体受到三个力（或可等效为三个力）而平衡，其中一个力的大小和方向是确定的（如重力）而另一个力的方向始终不变，第三个力的大小和方向都可改变．问第三个力取什么方向这个力有最小值．当第三个力的方向跟第二个力垂直时，有最小值，这一规律搞清楚后，运用作图法或计算法就比较方便了。

（2）通过平行四边形的邻边和对角线长短关系或变化情况，做一些较为复杂的定性分析，从图上就可以看出结果，得出结论。这种方法称为图解法。

（五）课堂练习

1、将一个力F分解为不为零的两个分力，下列哪些分解结果是不可能的

A.分力之一垂直于F                   B.两个分力都在同一条直线上

C.一个分力的大小与F的大小相等       D.一个分力与F相等

2、两根长度相等的轻绳，下端悬挂一质量为m的物体，上端分别固定于天花板上的A、B两点，已知两绳所能经受的最大拉力均为FT，则每根轻绳的长度不得短于多少？

3、质量为2 kg的物体放在水平地板上，用一轻弹簧水平拉该物体，当物体刚开始运动时，弹簧伸长了3 cm，当拉着物体前进时，弹簧伸长2 cm，已知弹簧的劲度系数为k= 200 N/m（g=10 N/kg），求：

（1）物体所受的最大静摩擦力为多少?

（2）物体和地板间的动摩擦因数

4、如图所示，物重30 N，用OC绳悬挂在O点，OC绳能承受最大拉力为20N，再用一绳系OC绳的A点，BA绳能承受的最大拉力为30 N，现用水平力拉BA，可以把OA绳拉到与竖直方向成多大角度?

参考答案：

1、D 

2、l≥

3、解析：（1）根据胡克定律，F=k x，当弹簧伸长3 cm时，弹簧的拉力为6 N；弹簧伸长2 cm时，弹簧的拉力为4 N.再由平衡的知识，可得物体所受的最大静摩擦力为6 N.

（2）滑动摩擦力为Ff=4 N，正压力FN=G=20 N，所以动摩擦因数μ=Ff/FN=0.2

4、解析：当OA绳与竖直方向的夹角θ逐渐增大时，OA和BA绳中的拉力都逐渐增大.其中某一根的拉力达到它本身能承受的最大拉力时，就不能再增大角度了.显然，OA绳中的拉力先达到这一要求.

所以有cosθ=

所以θ=30°

六、    课堂小结