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相互作用教材分析及教学建议 新课标教材分析 缙云县教育局教研室 江险峰 课标要求 n知道常见的形变。通过实验了解物体的 弹性。知道胡克定律。 n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。 n通过实验，理解力的合成与分解。知道 共点力的平衡条件，能区分矢量与标量 ，用力的合成与分解分析日常生活中的 问题。 1.课时建议 1.重力 基本相互作用 1课时 2.弹力 1课时 3.摩擦力 2课时 受力分析 1课时 4.力的合成 2课时 5.力的分解 1课时 复习评估 2课时 2.教法建议 力的概念：要通过具体事例的分析，使学生认识力的本质是物体之 间的相互作用，并会具体地分析某一个力的施力物体和受力物体。 摩擦力、力的合成与分解是本章的教学难点：对摩擦力的学习只 要求根据产生条件进行分析，对于复杂的摩擦力问题有待于在今后 的学习中进一步加深理解和掌握 ；关于力的合成与分解的教学，要 注意学生的数学基础。 受力分析：本章只要求从产生条件和二力平衡知识去进行受力分析 ，并会作受力图；教师既应让学生体会领悟“分析”的意义，还应在 规范化方面严格要求学生。 实验探究:本章教学中培养学生实验探究能力的内容很多，我们可根 据课时和学生的实际情况择其一二，进行探究能力的培养 。 物理思想方法：本章蕴涵着较多典型的物理思想方法 ，“放大” 思想 、“等效”思想 等 ，我们要注意利用这些素材，结合物理知 识的教学，加强物理思想方法的教育 。 第一节 重力 基本相互作用 教学要求： 知道力是使物体运动状态发生改变和发生形变的原 因。 初步认识力是物体间的相互作用，能分清受力物体 和施力物体。 知道力的三要素，会用力的图示和示意图来表示力 。 知道重力产生的原因，理解重力的大小及方向，知 道重心的概念。 初步了解四种基本相互作用力的特点和作用范围。 通过“做一做”“说一说”等栏目，培养探究能力和质疑 能力。 万有引力与重力的相互关系不作要求 对四种相互作用的研究进展不作要求 不要求掌握中心与稳度的关系 发展要求： 理解悬挂法测重心位置的原理。 运用重力、重心概念解决简单的实际 问题，会迁移到解决其它星球上的重力 问题。 教学任务一：学习力。通过鲜活的 实例感知、讨论和总结正确的结论（老 师只要引导、不要替代）。 知识点一：力的作用效果。通过“运动 员踢足球”的例子，分析是什么原因使物体的 运动状态发生了改变。通过“手拉橡皮条，橡 皮条变长”的例子，分析是什么原因使物体发 生了形变。 由此得出力的定义：力是物体与物体之 间的相互作用。这样处理，把力与物体的运动 状态的改变联系起来，使力的含义更加本质， 同时又为学习牛顿运动定律打下基础。 知识点二：力是物体与物体间的相互作用 。由于这个定义十分抽象，学生理解比较困 难。突破难点中，教师要帮助学生建立起具 体的物体对物体作用的情景，正确理解哪个 物体对哪个物体的作用，明确受力物体和施 力作用，还要注意引导学生体会力的方向， 让学生从实例中去感受。例如，让学生用手“ 推”桌子，体会施加给桌子的“推力”和手被“ 挤压”的压力方向怎样，通过体会，得出这两 个力的施力物体和受力物体分别是谁，这两 个力的方向是相反的。 教学任务二：学习力的三要素和力的图 示。 作“力的图示”步骤：选定标度（ 用多少毫米表示多少牛顿的力）；从作 用点向力的方向画一有向线段，有向线段 的长度按选定标度和力的大小画，线段上 加刻度；有向线段所指的方向表示力的 方向。为了让学生切实掌握，建议让学生 上黑板画力的图示，有意暴露学生的错误 ，让学生通过犯错达到正确认识。 教学任务三：学习重力。重力是由于地 球的吸引而使物体受到的力。重力的教学， 重点应该放在“重力的大小”“重力的方向”和 “重心”上。 知识点一：重力的大小。书上直接给出了重力的 公式：G=mg，为了加深学生理解这个表达式，建议 让学生阅读教科书第二章中有关“一些地方重力加速 度标准值”的内容，让学生体会同一物体在不同区域 重力略有不同。 知识点二：重力的方向。重力的方向竖 直向下，学生容易与垂直向下混淆。建议 对基础较差的学生设置一些问题：画出物 体放置于水平面、斜面时的重力方向，画 出空中运动的篮球的重力方向等。 另外，让学生思考：重力的方向在生活 中有哪些应用？如建筑工地砌砖要用重垂 线，家庭装修吊顶、贴瓷砖要用水平线等 。 知识点三：重心。重心与物体的形状的质量 分布有关。这是教学的难点。建议在教学过程 中既要体现等效的思想，又要通过实例让学生 感知重心的位置。强调“一个物体的各部分都 受到重力的作用”，从效果上看，我们可以认 为各部分受到的重力作用集中于一点，这一点 叫做物体的重心。 用“悬挂法”找重心，通过实验，让学生体会到物体的重 心可以在物体上，也可以不在物体上。引导学生测量质量 颁布均匀的薄三角形，铁丝围成的三角形的“重心”的位置 ，体会数学上“重心”的定义。自制一个“不倒翁”或作一个“ 杂技演员走钢丝”的研究报告，体会“重心”所起的作用。通 过“载重汽车的重心随装货量的和装载位置而变化”和“起重 机的重心随提升物的重量和高度而变化”等体会重心的变化 。 教学任务四：学习四种相互作用。在学生 阅读的基础上，让学生讨论：四种相互作用的 名称、特点和作用范围。 第二节 弹力 教学要求： 知道常见的形变，通过实验了解物体的弹性。 知道弹力产生的原因和条件。 知道压力、支持力和绳的拉力都是弹力，会分析 弹力的方向，能正确画出弹力的示意图。 通过实验探究弹力和弹簧形变量的关系，理解胡 克定律，了解科学研究方法。 了解弹力在生产和生活中的应用，体会物理与生 产和生活息息相关。 多个弹簧的串、并联问题不作要求 。 发展要求： 1体会放大法的实验思想，会用简 单器材显示微小形变。 2理解劲度系数的物理意义。 弹力是高中力学的基础内容和重要 内容，是高一学生在学习过程中的一个难 点。 引入：生活中的弹力 1观看视频生活中的弹力 2让学生举例 学习任务一：弹力产生的原因和条件。 通过对比“弹簧被拉伸和压缩”和“橡皮泥被压 缩”体会形变、弹性形变、塑性形变、弹性限 度以及什么样的形变产生弹力。 让学生建立一个概念：海绵、弹簧等形 变明显的物体在力的作用下形状或体积会发 生改变，任何物体，即使是固体，哪怕只是 用一个很小的力，其形状也会发生改变。 实验一：学生观察，弹簧挂上重物发 生形变。实验二：学生观察，在海绵上 放上重物发生形变。 实验三：弹性形变和塑性形变。学生分 组实验，每个小组一根弹簧和一块橡皮泥， 学生体会并得出结论：塑性形变在外力停止 后不会恢复原状（形变保留）。 实验四：微小形变演示玻璃瓶受力形 变。用手指挤压玻璃瓶产生弹力，玻璃瓶发生 形变。用横截面是椭圆形的玻璃瓶，装满红墨 水，挤压玻璃瓶的不同位置，液面既可上升也 可下降，让学生分析“这个现象产生的原因” 和“这个现象说明了什么”。 实验五：微小形变演示桌面受力 形变。由于学生看不见桌面的形变，因此 有些困难，所以关键是做好微小形变的演 示。用小激光器作光源，经平面镜反射后 在墙上形成光斑。按压桌面，光斑发生了 移动，让学生分析“这个现象产生的原因 ”和“这个现象说明了什么”。同时，让 学生体会“放大”的物理实验方法。 学习任务二：弹力的概念。弹力的概 念比较抽象，是本节课的重点和难点。实 验一：引导学生体会“弹簧对小车的弹力 ”。 分析时要强调：弹簧发生了形变，由于 要恢复原状，对与它接触的小车产生了力 的作用。 实例二：网球与球拍接触的瞬间产生的弹 力。球网发生了形变，在恢复形变的过程中 ，对网球产生的弹力，引导学生思考“网球 受到的弹力方向指向哪里？”“是由于什么 形变引起的？”；同样，网球对球拍的弹力 呢？引导学生分析“网球对球拍的弹力是怎 样产生的？”，“球拍受到的弹力方向指向 哪里？”“是由于什么形变引起的？” 分析时要强调：在用球拍击 打网球时，由于球拍的球网发 生了形变，要恢复原状，对与 它接触的网球产生了力的作用。 知识点三：几种弹力的方向。这是本节教 学的难点。实例一：悬线对物体的弹力。实例 二：书对桌面的压力和桌面对书的支持力。 知识点四：胡克定律。首先通过实验（人 手一根小弹簧或橡皮筯），体会形变越大，弹 力越大，形变消失，弹力随着消失。然后说明 弹力的大小和形变量大小的关系在一般情况下 都很复杂，从而从最简单的情况开始研究（物 理研究的基本方法）。通过演示实验启发学生 去猜测“弹簧的弹力与弹簧伸长量之间有什么 关系？”学生的猜想可能是正比关系，也可能 是其他关系。 实验方法：实验器材为铁架台、弹簧、钩码和直 尺。学生设计实验步骤和实验表格。学生以四个 人为一个小组，每个小组使用不同规格的弹簧。学 生通过实验计算出弹簧的弹力与弹簧的伸长量之间的 比值。通过同一规格弹簧所得比值相等说明弹簧的弹 力与弹簧的伸长量成正比。通过不同规格的弹簧所得 比值不同说明不同规格的弹簧劲度系数不同。让学 生作出F-X图象，通过其线性关系，说明F与X成正比， 同时明确F-X图象的斜率 与弹簧的规格有关，从数值 上等于弹簧的劲度系数。 课后研究：研究橡皮筯的弹力与橡皮筯的 形变量之间的关系。调查日常生活和生产中 所用弹簧的形状及使用目的（如获得弹力或减 小振动等）。制作一个简易的弹簧秤，用胡 克定律解释其工作原理。 第三节 摩擦力 教学要求： 通过实验认识静摩擦力的规律，知道最大静摩擦 力。 知道滑动摩擦力概念及产生的条件，会判断滑动 摩擦力的方向。 会运用公式FFN计算滑动摩擦力。 会用二力平衡条件判断静摩擦力的大小和方向。 知道生活和生活中增大和减小摩擦的实例，有将 物理知识应用于生产和生活的意识。 不要求引入静摩擦因数。 不要求判断不在一直线上做相对运动时的滑动摩 擦力方向。 不要求掌握影响流体阻力大小的因素。 发展要求： 1知道最大静摩擦力与动摩擦力的关系。 2理解相对运动与相对运动趋势的含义。 3能够分析生活中既常见又较简单问题中 的摩擦力。 本节内容是在初中摩擦力知识基础上的延 伸和拓展，是本章教学的重点和难点。摩擦力 问题复杂，可以说是“动中有静，静中有动”， 而静摩擦力更难，往往是“若有若无，方向不定 ”，对于初学者来说很难理解。本节课的重点是 通过实验认识摩擦力的规律，因此进一步完善 和改进实验装置，引导学生体会和理解摩擦力 ，是本节课成功的关键。 引入。演示实验：用一条干毛巾提一叠 书。干毛巾包着一叠书，由于书足够多， 无法将毛巾打结。老师用手将干毛巾两个 对角交叉压紧，用手指轻松提起。 学习任务一：静摩擦力。 知识点一：静摩擦力的定义。 实例一：“思考与讨论”，互相接触的物体 相对静止的时候，是不是也可能产生摩擦力？ 小孩没推动箱子，用二力平衡的知识可以分析 出，有一个力与推力平衡，即大小相等、方向 相反。两个相互接触的物体，当它们具有相对 运动的趋势时，就会在接触面上产生阻碍相对 运动趋势的力，这种力叫做静摩擦力。 知识点二：静摩擦力的方向。静摩擦力 的方向总是沿着接触面，并且跟物体相对运 动趋势的方向相反。 实验：毛刷显示静摩擦力的方向。把毛 刷放在桌面上，用力拉毛刷的把手，使毛刷 上部稍稍移动一些，刷毛的下部由于受到桌 面的摩擦仍静止，使得刷毛发生了弯曲。引 导学生观察得出，毛刷有一个相对地面向左 运动的趋势（图），受到地面对其向右的静 摩擦力。 拓展实验，把毛刷放在老师手上，老 师边走动边演示静摩擦力，让学生理解 静摩擦力发生在“相对静止”且又有“相 对运动趋势”的两个物体之间，让学生 明白“两个物体相对静止”并不是指“物 体相对地面静止”。 知识点三：最大静摩擦力。回头看小孩推 箱子的实验，小孩为什么推不动箱子呢？有 什么办法推动箱子？因为箱子所受的静摩擦 力和小孩的推力相等，所以小孩推不动箱子 ，而且小孩加大力气用力推，静摩擦力也增 大，同样等于小孩的推力，所以仍然推不动 。只有继续增大推力，当推力大于摩擦力时 ，箱子才可以被推动。即换成大人推箱子， 力气足够大，就推得动了。通过这个分析让 学生对最大静摩擦力有一个初步的认识。 实验，每个学生用一个手指推书（几 本书叠起来），手指推力小时，书不动， 推力足够大了，书开始运动。同时，感觉 一下刚要推动时所用的力和推动后所用的 力哪个更大些。 实验，用弹簧称拉木块。 在木块块被拉动动前，逐渐渐增大拉力，弹弹簧称示数变变大 ，由二力平衡可以分析静摩擦力随之增大，当拉力 增大到某一值时值时 ，木块刚块刚 好被拉动动，用泡沫块记块记 下此时时的示数。当木块块被匀速拉动时动时 ，示数小于最 大值值。由此得出结论结论 ：静摩擦力存在最大值值，滑动动 摩擦力小于最大静摩擦力。改变变木块块与桌面间间的粗 糙程度，发现发现 最大静摩擦力变变大。生活中的应应用， 当手湿或有油时时（接触面的粗糙程度），瓶子抓不 牢。增大木块块的质质量（接触面间间的弹弹力），发现发现 最大静摩擦力变变大。 知识点四：静摩擦力的大小。 实验，在较光滑的桌面上放一木板， 上面放一质量较大的木块，木块用一弹簧 称与墙相连。 这个实验达到四个目的：一是说明两个物 体相对静止时，木块受到的静摩擦力随着拉力 的增大而增大，即静摩擦力并没有固定的公式 计算，而要根据物体的运动状态进行推算；二 是说明静摩擦力存在最大值；三是对“相对静 止”这一静摩擦力产生的前提有一个较深的感 性认识；四是启发学生可以利用平衡条件求解 静摩擦力的大小和方向。 本知识点教学的两个关键点：“静摩擦力 的方向总是沿着接触面”和“静摩擦力的方向跟 相对运动趋势方向相反”。如果接触面是平面 ，静摩擦力方向与接触面平行，如果接触面是 曲面，静摩擦力方向与曲面相切。“相对运动 趋势”学生不好理解。学生可以通过假设来判 断物体的相对运动趋势方向或通过平衡条件判 断静摩擦力的方向。 实验，瓶子瓶口竖直朝上被手握在空中静止。实验过程： 让学生用一只手握住一圆柱形空玻璃杯的外壁，让玻璃杯 静止在空中，此时学生能轻易地把玻璃杯握住。当在玻璃 杯的外壁涂上一层润滑油后，学生再握住玻璃杯时就感觉到 杯子要往下滑落，若想握住玻璃杯就必须用稍微大一些的力 。不断地向杯子中注入水，随着杯中水的不断增多，学生 就会感觉到杯子下落的趋势越来越厉害，此时要想能握住杯 子，必须不断加大握杯子的力。当水加到一定量以后，不 论该学生怎样努力却再也握不住杯子了，杯子不断地向下滑 落。引导学生如何理解“相对运动的趋势”，先让参与实验的 学生谈谈玻璃瓶的外壁涂上一层润滑油后，感觉瓶子有怎样 的相对运动趋势。再告诉学生分析方法：首先假设接触面光 滑，瓶子一定会向下滑落，这个“向下滑落”就是瓶子相对接 触面（手）的相对运动趋势，而静摩擦力的方向与这个相对 运动趋势方向相反；另外，让学生用二力平衡分析静摩擦力 ，得出同样的结论。 实例，教材“说一说”，传送带靠静摩擦力把货物送到 高处。 教师引导学生从“货物有相对传送带向下滑动的趋势” 、“静摩擦力力的作用效果（动力）”和二力平衡来判断静 摩擦力的方向。 视频：传送带传送货物、静摩擦力的应用。 结论。最大静摩擦力的规律：对于同一接触 面，压力越大，最大静摩擦力越大；对于相同大 小的压力，接触面比较粗糙时，最大静摩擦力也较 大；最大静摩擦力稍大于滑动摩擦力。 课堂巩固 概念辨析： 受静摩擦力作用的物体一定静止。 静摩擦力是阻力，不可以是动力。 一位小孩推箱子而没有推动，是因为他 的推力小于静摩擦力。 手提尺子，手压得越紧，静摩擦力就越 大。 学习任务二：滑动摩擦力。 先让学生感受滑动摩擦力的存在。实例 一：手压着桌面向前滑动。学生谈感受。实例 二：在冰面上或湿滑的路面上，人跑几步后， 若不再跑动，会在冰面上或湿滑的路面上滑行 一段距离后停止。实例三：缓慢抽出压在重物 下的纸条时，手要持续用力，同时重物会跟着 纸条移动一段距离。实例四：擦黑板时，黑板 对黑板擦有阻碍作用。结论：当一个物体在另 一个物体表面滑动的时候，会受到另一个物体 阻碍它滑动的力，这种力叫做滑动摩擦力。 这里要强调滑动摩擦力是物体相对接触面的滑动， 相对地面可以是静止的。如图，当拉动下面的木板， 铁块与木板发生相对滑动时，铁块相对地面静止，但 受到滑动摩擦力。（如图，当拉动下面的木板，铁块 与木板相对静止时，铁块和木板一起相对地面运动， 但受到静摩擦力。） 在这两节课实验的基础上，让学生去 猜想：滑动摩擦力可能与什么因素有关 ？学生会猜想，如接触面的粗糙程度、 接触面的大小、接触面之间的压力等。 知识点一：滑动摩擦力大小的相关因 素（分组实验）。器材：弹簧测力计、长木 板、方木块、长毛巾、钩码若干等。学生思 考如何设计探究滑动摩擦力的实验，怎样用 弹簧测力计直接显示摩擦力的大小，如何改 变压力，如何改变接触面的粗糙程度等，然 后完成实验。 学生在分组探究之后，分析得出滑动 摩擦力的规律：滑动摩擦力的大小跟压力成 正比。FFN。 注意强调：公式中的压力是两个物体 表面间的垂直作用力。 几种材料间的动摩擦因素。 知识点二：滑动摩擦力的方向跟物体 的相对运动方向相反。这是教学中的一个 难点。相对运动，指的是两个物体分别以s 相同参考系所表现出来的运动，而不是指 相对地面或其他物体的运动。 实例一：瓶子压着一张纸条，扶住瓶子 把纸条抽出，瓶子所受到的摩擦力方向怎 样？ 实例二：水平放置的传送带匀速运动， 一行李箱轻轻地放置到传送带上被带走， 行李箱受不受摩擦力的作用，若有，方向 怎样？ 知识点三：摩擦力产生的条件。相互 接触而且相互挤压，即彼此之间有压力； 有相对运动或相对运动趋势；接触面 不光滑。 知识点四：了解滚动摩擦。 课后研究：上网或到图书馆查一下摩 擦的本质，大家一起讨论；研究日常生活 或生产中如何增大（或减小）摩擦力。 第四节 力的合成 教学要求: 能从力作用的等效性来理解合力和分力的概念，初 步体会等效替代的物理思想。 能通过实验探究求合力的方法力的平等四边形 军事同盟，并知道它是矢量运算的普遍规则。 会用作图法和直角三角形的知识求共点力的合力。 知道合力的大小和分力夹角的关系。 能应用力的合成知识分析日常生活中的有关问题， 有将物理知识应用于生活和生产实践的。 不要求解两个分力成任意角度时的合力。 发展要求： 会定性判断合力大小与两分力夹角之间的关系 教学任务一：矢量运算。初中时学生已 经学过在同一直线上的两个力的合力。在本 书的第一章学生初步接触了位移矢量的合成 。本节进一步学习矢量运算的普遍法则 平行四边形定则，这个定则是矢量运算的基 本工具。 教学任务二：合力、分力的概念及等效替代的物理 思想。合力和它的分力是“等效替代”，学生不易理解 ，经常会出现重复计算合力与分力的情况。为此，要 强调：在大量的实际问题中，物体往往不止是受一个 力，而是同时受到几个力，为了研究问题方便，我们 把几个力的作用效果用一个力来替代。还要让学生理 解一个事实：如果几个力作用于同一物体，物体所体 现的“运动状态的变化”，跟某一个力作用于该物体时 ，物体所体现的“运动状态的变化”相同，我们就可以 用一个力等效替代几个力。 利用书图3.4-1“一个成年人用的力与两 个孩子用的力效果相同”进行讲解。同时 ，要让学生领会：在力的合成中分力是客 观存在的，合力是假想力，用于替代合力 ，替代后产生的效果与原来相同。 教学任务三：探究实验求合力的方 法。强调：分力、合力要共点，虚线、 实线要分清。合力、分力标度要相同， 作图要准确。对角线要找准。 教学任务四：合力大小与分力夹角的 关系。让学生讨论：当两分力大小一定 时，合力随分力夹角变化而变化的规律？ 什么情况下合力最大？什么情况下合力最 小？合力的取值范围是什么？当两分力 的夹角不变时，增大其中一个分力，合力 的大小是否一定增大？ 教学任务五：共点力。强调：力的合 成的平行四边形定则只适用于共点力。 第五节 力的分解 教学要求： 理解力的分解概念，强化“等效替代”的物理思想 。 理解力的分解是力的合成的逆运算。 初步掌握一般情况下力的分解要根据实际需要来 确定分力的方