【暑假预习班】2020年高中物理必修一1.5《力，重力，弹力》教学设计

第一课时：力与重力

牛顿的其他成就（不一样的牛顿）：除了在力学和数学微积分有巨大的贡献，牛顿还有很多其他方面的成就；

光学成就

提出光的微粒说

天文成就

牛顿1672年创制了反射望远镜。

热学成就

牛顿确定了冷却定律

哲学成就

牛顿属于自发的唯物主义

牛顿活了80岁，但他40年用于科学研究，另外40年他居然沉迷于神学。他用许多“科学现象”来证明上帝的存在，甚至在研究地球有多少岁时，他居然用《圣经》推算出6000年。这样鲜明的对比，很难让人们把这些事与这个科学巨人联系起来。

牛顿一生科学贡献卓越， 智商290的他是近代科学的鼻祖， 他开拓了向科学进军的新纪元， 但却因羞于向女孩表白而白白失去结婚的机会， 然后终生未婚也未育， 便没有他的后人。

在美国学者麦克·哈特所著的《影响人类历史进程的100名人排行榜》，牛顿名列第2位，仅次于穆罕默德。

2003年，英国广播公司在一次全球性的评选最伟大的英国人活动当中，牛顿被评为最伟大的英国人之首。

课前引入：

恩格斯说过：交互作用是我们从现代自然科学的观点考察整个运动着的物质时首先遇到的东西。

自然科学证实了……交互作用是事物的真正终极原因。

交互作用是不可避免的，必然存在的，因为有了交互，才有了各种事物各种现象；

播放“运动员踢球、拧毛巾，拉橡皮筋，拉弓”等图像资料。

学生观察讨论，引发学生的兴趣。

通过以上的观看，大家可以总结出这几个物体的共同点吗？

这几个物体有的从运动到静止或者从静止到运动，有的物体形状变化比较明显。

这些都是什么原因造成的呢？没错它们都受到了力的作用；

在初中我们已学过力的初步概念，我们在日常生活当中遇到的力的现象太多了，打过篮球吗？提过水吗？举过哑铃吗？帮人推过车吗？……都干过。这些事情通俗的话就是出点力气，可在物理学里力的本质是什么？产生力的条件又是什么？今天我们将在初中学习的基础上来进一步学习力的概念。

知识点1 回顾力的概念

1. 定义：力是物体与物体之间的相互作用
2. 符号：F （矢量，有大小有方向）
3. 单位：牛顿 写作N
4. 测量：使用测力计测量
5. 力的作用效果：①  力使物体的运动状态发生改变  ②  力是使物体产生形变的原因

知识点2 力的特性

①物质性：力不能脱离施力物体和受力物体而独立存在，即不存在脱离物质的力；

②相互性：施力物体同时也是受力物体，两者相互依存；

③矢量性：力不仅有大小，而且有方向，力是矢量；

力的作用效果不仅与力的大小有关，与力的方向也密切相关。如向前推车和向后拉车。

④独立性：一个物体可以受到多个力的作用，任何一个力都可以产生独立的作用效果，使物体发生形变或使物体的运动状态发生变化；

⑤瞬时性：力可以瞬间出现也可以瞬间消失；

老师活动：展示“手推书，脚跺地等等图片”力是物体对物体的作用，首先必须存在物体双方，其次必须存在相互作用，这时两物体间才有力。只要有力发生，就一定有施力物体和受力物体；施力物体同时也是受力物体。在分析物体间力的作用时，必须明确是“谁对谁”的作用力。一个孤立的物体不会存在力，力不能脱离开施力物体和受力物体而独立存在。在研究一个物体受力时，不一定指明施力物体，但施力物体一定存在且能找到。这些都是说明了力的“物质性与相互性”；

 提出问题：既然力一定是相互作用的，那么是不是一定要相互接触才能有力的作用呢？

不是，磁铁间作用力不用直接接触就有，如图所示：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，

电荷也是一样，相距一定距离的同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，不需要直接接触；

【 例1 】关于力的下述说法中正确的是（  A  ）  

A．力是物体对物体的作用

B ．只有直接接触的物体间才有力的作用

C ． 力可以离开物体而独立存在

D ． 力的大小可以用天平测量

【 例2 】下列说法正确的是：(    D    )  

A ．子弹从枪口射出，能打到很远的距离，是因为子弹离开枪口后受到一个推力的作用。

B ．甲用力把乙推倒，说明只是甲对乙有作用，乙对甲没有力的作用 

C ．只有有生命或有动力的物体才会施力，无生命或无动力的物体只会受力不会施力。

D  .任何一个物体，一定既是受力物体，也是施力物体。

知识点3 力的三要素与力的图示

1.力的三要素：力的大小、方向和作用点

2.力的图示：可以用带箭头的线段表示力。线段是按一定比例（标度）画出的，它的长短表示力的大小，它的指向表示力的方向，箭尾（或箭头）表示力的作用点，线段所在的直线叫做力的作用线。这种表示力的方法，叫做力的图示。

①力的图示：用一条带箭头的线段表示力矢量。

线段的长短──表示力的大小

箭头的指向──表示力的方向

箭尾──表示力的作用点

力的方向所在的直线──表示力的作用线

②步骤：

a．选定标度；

b．从作用点沿力的方向画线段，线段上加刻度；

c．加上表示方向的箭头，并注明力的数值。

展示：不同大小的力拉橡皮筋，不同方向的力踢足球，不同位置开门，得出：力的作用效果跟大小，方向，作用点有关，用力的图示法即可呈现出力的三要素。

力的图示以及示意图区别：大小的精确有无（长短是否用标度画出）；

例一：小车在水平方向受到向右的100N的力F，如何表示这个力呢？

例二.  ①物体A对B的压力是200N，画出力的图示；②B 对地面的压力为500N，画出力的图示

第二课时：重力

知识点1 重力的概念

1.定义：由于地球的吸引而使物体受到的力 

2.符号：G

3.理解：① 重力是非接触力     ②重力的施力物体是地球

4.测量：用弹簧秤测重力（必须在静止状态下）

4大小与方向：G=mg， 方向总是竖直向下；

老师：自然界的各种物体之间存在着多种相互作用。例如，树上的苹果落向地面，是因为地球与物体之间存在着相互吸引的作用。尽管地球不停地自转，但海水不会洒向太空，也是因为地球与海水之间存在着相互吸引的作用。地球上的一切物体都要受到地球的吸引，所以人跳起来总会落在地上，扔出去的东西总要落回地面。

重力不但有大小，而且有方向。

实验（1）重力的大小

重力的大小可以用弹簧秤测出。

提问：重力的大小可以用弹簧秤来测量，为什么？

学生：物体静止时对弹簧秤的拉力大小等于其重力。

在静止的情况下，物体对竖直悬绳的拉力或对水平支持物的压力，在数值上等于物体重力的大小。

动手实验：用弹簧秤测量一个钩码、两个钩码、三个钩码的重力的大小，观察计算重力G与钩码的质量m的关系。

学生马上得到：G与m成正比。

重力大小与物体质量关系：G＝mg（g＝9.8N/kg）

强调：g值在地球的不同位置取值不同，一般情况下忽略这个差异，可认为g值是恒定的。

实验（2）重力的方向：总是竖直向下。

实验：从静止释放的物体总是竖直下落，重锤线的方向总是竖直向下。

归纳：从静止释放的物体总是竖直下落，分析重锤线下重物的受力情况，可知重力的方向竖直向下。

强调：竖直向下不能说成垂直向下，竖直向下指的是与水平地面相垂直，不能笼统指垂直方向。

例一.(多选)物体静止在水平桌面上，物体对水平桌面的压力（B D）

A．就是物体的重力

B．大小等于物体的重力

C．这压力是由于地球的吸引产生的

D．这压力是竖直向下的

知识点2 重心

1. 概念：一个物体各部分都受到重力作用，从效果上看，我们可以认为各部分的重力作用集中于一点，这一点叫物体的重心。
2. 影响物体重心因素：①物体的形状    ②物体的质量分布
3. 重心确定方法:

①质量均匀分布的物体，常称均匀物体，重心的位置只跟物体的形状有关。形状规则的均匀物体，它的重心就在几何中心上。

  ②质量分布均匀的形状不规则的薄板形物体的重心可用二次悬挂法或寻找支点法找到

 提问：重心一定在物体上吗？

【演示】将一段均匀的直铁丝，做成直角、四边形、圆形等不同的形状，寻找其重心的位置。

归纳：物体的重心可在物体之上，也可在物体之外。

【演示】不规则形状薄木板（可以拿练习本代替）的重心。

验证：用悬挂法确定重心之后，在板上固定一条细线，让其穿过重心C点，再在其重心C处拴上细绳提拉，验证薄板可以水平平衡。也可以重心C为支点，让薄板水平平衡。

【例1】（多选）关于物体的重心，以下说法中正确的是 （  ABC   ）

A ．物体的重心不一定在物体上

B ．用线悬挂的物体静止时，细线方向一定通过重心

C ．一块砖平放、侧放或立放时，其重心在砖内的位置不变

D．舞蹈演员在做各种优美动作时，其重心的位置不变

【例2】

知识点3四种相互作用

1. 万有引力作用：相互吸引的作用存在于一切物体之间，作用的强度随距离的增大而减弱。
2. 电磁相互作用：电磁相互作用，电荷间的相互作用，磁极间的相互作用，本质上是同一种相互作用的不同表现，所以称为电磁相互作用，作用规律与万有引力相似。
3. 强相互作用：存在于原子核内质子与质子、质子与中子、中子与中子之间，能使原子核紧密保持在一起的强大作用力，它是短程力，其作用范围在          内。
4. 弱相互作用：弱相互作用也是短程力，其作用范围很小，强度只有强相互作用的      倍。

讲课：除了重力之外，自然界还有很多力的作用，它们的类别很多，根据不同的分类方法有很多方法，这些相互作用都是由四种基本相互作用演变而来，下面我们来看一下这四种基本相互作用。

第三课时：弹力

知识点1 形变

1.   定义:物体在力的作用下形状或体积会发生改变，这种变化叫形变。
2. 放大形变的方法：①力学放大法  ②光学放大法
3. 弹性形变与塑性形变

  弹性形变：物体在形变后撤去作用力时能够恢复原状的形变

塑性形变：物体在形变后撤去作用力时不能恢复原状的形变

4. 弹性限度：如果形变过大，超过一定的限度，撤去作用力后，物体就不能完全恢复原来的形状，这个限度叫做弹性限度

讲课：

演示：用手去压桌面或推墙面后进行交流讨论是否发生了形变。

教师引导：我们不能确定桌面和桌面是否发生形变，可能是它们的形变比较小。那么现在我们来看个视频，看看有没有什么办法能观察到这些物体是否形变；那么现在我们来看个视频看看有没有什么办法可以观察到这些物体是否发生了形变；

点评：通过刚才的视频，我们应该可以得到一个结论：任何物体均能发生形变，不能发生形变的物体是不存在的。只不过有的物体形变比较明显，有的则比较微小，不容易观察。对于不易观察的微小形变，我们可以设计实验将微小变化放大。

过渡性导入：形变还具有什么特点吗？

举例：用手压气球，松手后气球恢复原状；用手压橡皮泥，松手后橡皮泥不能恢复原状。并问学生这两个形变之间有什么区别呢？

讲解：撤去使物体发生形变的外力后，物体能够恢复原状的形变叫做弹性形变。不能恢复的叫做塑性形变；（如泥地上的脚印）

讲解：弹性形变和范性形变的发生是有条件的，若物体在能够发生弹性形变的最大限度内发生形变那就是弹性形变，在能够发生弹性形变的最大限度以外发生形变那就是范性形变。其中物体能够发生弹性形变的最大限度叫做弹性限度，并列举弹簧、橡皮泥的例子。概括总结每个物体都能发生弹性形变和范性形变，只不过它们的弹性限度不同；在我们研究的问题中一般认为物体的形变就是弹性形变。

知识点2 弹力

1. 定义：发生弹性形变的物体，由于要恢复原状，对与它接触的物体产生的力。
2. 产生条件：① 两个物体直接接触   ②两个物体之间要发生弹性形变
3. 常见的弹力：①支持力与压力    ②拉力
4. 弹力有无的判断：

假设法：1.找两个物体接触的点。2.可假设在原来的状态，把与物体接触的另一物体去掉．看此物体还能否在原位置保持原来的状态，若能，则说明该处物体间无弹力作用；否则，有弹力作用．

讲课：  展示对气球和拉橡皮筋受到的弹力现象：有接触，有形变，因此受到了弹力；

总结：这些因为物体发生了弹性形变要恢复原状而对与之接触的物体产生的力的作用叫做弹力。

通过这节课，我们要知道力的基本性质与特点，重力的性质，以及形变分弹性形变、范性形变；搞清楚弹力产生原因以及弹力产生的条件；

1.练习：试判断下列各物体是否受到弹力作用，如果有，标明弹力方向

2.关于弹力的产生，下列说法正确的是（      D    ）

A、只要两物体接触就一定有弹力

B、只要两物体相互吸引就一定有弹力

C、只要有形变就一定有弹力

D、只有发生形变的物体才会对跟它接触的物体产生弹力的作用

3.下列说法正确的是：  （    C    ）

A、同学们坐在椅子上学习，椅子不形变，所以大家没受到弹力；

B、汽车行驶在松软的地上，地受到向下的弹力，是因为地发生形变而下陷

C、汽车行驶在水泥路上，轮胎发生形变从而产生对地面的压力；

D、汽车越重，对地面的压力越大，所以压力就是重力。

4. 下列关于弹力说法中正确的是（   B     ）

A、只要两个物体接触就一定能产生弹力

B、物体只要受到外力的作用就会发生形变

C、物体在外力作用下发生形变，一旦撤去外力形变就随之消失

D、只有产生了明显的形变，才产生弹力

5. 一杯茶放在水平桌面上，下列说法中正确的是（  A   ）

A．茶杯对桌面的压力是由于茶杯发生形变而产生的

B．茶杯对桌面的压力实际上作用在茶杯上

C．茶杯对桌面的压力就是茶杯的重力

D．茶杯对桌面的压力是由于桌面的形变而产生的

【板书设计】

1．重力  基本相互作用

一、力和力的图示

1．力

（1）力的本质

物体                         物体

   在物理学中，人们把改变物体的运动状态、产生形变的原因，即物体与物体之间的相互作用，称做力。

（2）力的作用效果

（3）力的特性

①物质性；②相互性；③矢量性；④独立性；⑤等效性。

2．力的图示

（1）力的三要素：大小、方向和作用点。

（2）力的图示

①力的图示：用一条带箭头的线段表示力矢量。

力的方向所在的直线──表示力的作用线

②步骤：

a．选定标度；

b．从作用点沿力的方向画线段，线段上加刻度；

c．加上表示方向的箭头，并注明力的数值。

（3）力的示意图

只画出力的方向，不严格画力的大小。

3．力的测量及单位

二、重力

1．概念：由于地球的吸引而使物体受到的力

2．产生条件：是由于地球的吸引。

3．重力的大小和方向

4．重心

三、四种基本相互作用

引力相互作用、电磁相互作用、强相互作用、弱相互作用

2. 弹力

一、形变

1.定义：物体在力的作用下形状或体积会发生改变，这种变化叫形变。

2.弹性形变：在外力停止作用后，能够恢复原状的形变。

3.范性形变：在外力停止作用后，不能恢复原状的形变。

二、弹力

1.定义：发生形变的物体，由于要恢复原状，会对跟它接触的物体产生力的作用，这种力叫弹力。

2.产生的条件：物体直接接触，物体发生弹性形变。

三、胡克定律

胡克定律：在弹性限度内，弹性体的弹力和弹性体的伸长（或缩短）的长度成正比，即，其中是劲度系数，单位。