【三维设计】高三物理一轮 （14年预测+目标定位+规律总结） 2.1弹力 摩擦力教学案 新人教版.doc

三维设计2014届高三物理一轮教学案（14年预测+目标定位+规律总结）：2.1弹力 摩擦力一、三年高考考点统计与分析考点试题题型分值常见的三种力2012年湖南t82011年天津t22011年江苏t12010年广东t202010年新课标全国t15选择选择选择选择选择4分6分3分6分6分力的合成与分解2012年上海t62011年广东t162011年江苏t92011年安徽t142010年广东t132010年江苏t3选择选择选择选择选择选择2分4分4分6分4分3分受力分析与物体平衡2012年新课标全国t162012年浙江t142012年山东t172012年广东t162012年新课标全国t242011年山东t192011年广东t162011年海南t42011年福建t182010年山东t172010年广东t132010年安徽t19选择选择选择选择计算选择选择选择选择选择选择选择6分6分5分4分14分4分4分3分4分4分4分6分(1)从近三年高考试题考点分布可以看出，高考对本章内容的考查重点有：弹力、摩擦力的分析与计算，共点力平衡的条件及应用，涉及的解题方法主要有力的合成法、正交分解法、整体法和隔离法的应用等。(2)高考对本章内容主要以选择题形式考查，对静摩擦力的分析、物体受力分析及平衡条件的应用是本章的常考内容。二、2014年高考考情预测(1)共点力作用下物体的平衡条件的应用，平衡条件推论的应用；共点力作用下的平衡又常与牛顿运动定律、动能定理、功能关系相结合，有时还与电场及磁场中的带电体的运动相结合，是高考命题的热点。(2)以生活中的实际问题为背景考查力学知识是今后高考命题的一大趋势。备课札记 第二章相 互 作 用学习目标定位考 纲 下 载考 情 上 线1.滑动摩擦力、动摩擦因数、静摩擦力()2形变、弹性、胡克定律()3矢量和标量()4力的合成和分解()5共点力的平衡()实验二：探究弹力和弹簧伸长的关系实验三：验证力的平行四边形定则高考地位高考对本章中知识点考查频率最高的是摩擦力及物体的平衡，题目常以选择题的形式出现，对理解能力要求较高。考点布设1.弹力、摩擦力的产生条件、方向判断及大小计算。2力的合成与分解的方法及平行四边形定则的应用。3物体的平衡条件及其应用。第1单元弹力_摩擦力弹力想一想如图211所示的甲、乙、丙三个小球均处于静止状态，各接触面均光滑，请思考三个小球各受几个弹力作用？并指出弹力的具体方向。图211提示：甲受一个弹力作用，方向垂直于水平支持面竖直向上；乙受一个弹力作用，方向垂直于水平面竖直向上；丙受两个弹力作用，一个水平向左，另一个沿半径方向斜向右上方。记一记1弹力(1)定义：发生弹性形变的物体由于要恢复原状，对与它接触的物体会产生力的作用，这种力叫做弹力。(2)产生条件：两物体相互接触；发生弹性形变。(3)方向：弹力的方向总是与施力物体形变的方向相反。2胡克定律(1)内容：弹簧发生弹性形变时，弹力的大小f跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比。(2)表达式：fkx。k是弹簧的劲度系数，单位为牛/米；k的大小由弹簧自身性质决定。x是弹簧长度的变化量，不是弹簧形变以后的长度。试一试1一根轻质弹簧一端固定，用大小为f1的力压弹簧的另一端，平衡时长度为l1；改用大小为f2的力拉弹簧，平衡时长度为l2。弹簧的拉伸或压缩均在弹性限度内，该弹簧的劲度系数为()a.b.c. d.解析：选c设弹簧的原长为l0，劲度系数为k，由胡克定律可得，f1k(l0l1)，f2k(l2l0)，以上两式联立可得：k，故c正确。摩擦力的大小和方向想一想(1)摩擦力的方向与物体的运动方向不相同就相反，这种说法对吗？(2)物体m沿水平面滑动时，受到的滑动摩擦力大小一定等于mg吗？(3)滑动摩擦力是不是一定阻碍物体的运动？提示：(1)摩擦力的方向可以与物体的运动方向相同，也可以相反，还可以与物体的运动方向成任何角度，但一定与相对运动方向相反。(2)物体m沿水平面滑动时，对水平面的压力不一定为mg，故大小也不一定为mg。(3)滑动摩擦力的方向与物体的运动方向相同时，促使物体运动是动力，但滑动摩擦力一定阻碍物体间的相对运动。记一记1静摩擦力与滑动摩擦力名称项目静摩擦力滑动摩擦力定义两相对静止的物体间的摩擦力两相对滑动的物体间的摩擦力产生条件(1)接触面粗糙(2)接触处有弹力(3)两物体间有相对运动趋势(1)接触面粗糙(2)接触处有弹力(3)两物体间有相对运动大小、方向大小：0mg，方向可能沿杆向上审题指导尝试解题小球受重力和杆的作用力f处于静止或匀速运动，由力的平衡条件知，二力必等大反向，有：fmg，方向竖直向上。小车向右匀加速运动时，小球有向右的恒定加速度，根据牛顿第二定律知，mg和f的合力应水平向右，如图所示。由图可知，fmg，方向可能沿杆向上。答案cd轻杆弹力的确定方法杆的弹力与绳的弹力不同，绳的弹力始终沿绳指向绳收缩的方向，但杆的弹力方向不一定沿杆的方向，其大小和方向的判断要根据物体的运动状态来确定，可以理解为“按需提供”，即为了维持物体的状态，由受力平衡或牛顿运动定律求解得到所需弹力的大小和方向，杆就会根据需要提供相应大小和方向的弹力。摩擦力的大小计算和方向判断方法1.静摩擦力有无及方向的常用判断方法(1)假设法：利用假设法判断的思维程序如下：(2)状态法：此法关键是先判明物体的运动状态(即加速度的方向)，再利用牛顿第二定律(fma)确定合力，然后通过受力分析确定静摩擦力的大小及方向。(3)牛顿第三定律法：此法的关键是抓住“力是成对出现的”，先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向，再根据“力的相互性”确定另一物体受到的静摩擦力方向。(4)在分析摩擦力的方向时，要注意静摩擦力方向的“可变性”和滑动摩擦力方向的“相对性”。2摩擦力大小的计算(1)滑动摩擦力的计算：滑动摩擦力的大小用公式ffn计算，应用此公式时要注意以下两点：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；fn为两接触面间的正压力，其大小不一定等于物体的重力。滑动摩擦力的大小与物体的运动速度无关，与接触面积的大小无关。(2)静摩擦力的计算：其大小、方向都跟产生相对运动趋势的外力密切相关，但跟接触面相互挤压力fn无直接关系，因而静摩擦力具有大小、方向的可变性，其大小只能依据物体的运动状态进行计算，若为平衡状态，静摩擦力可由平衡条件建立方程求解；若为非平衡状态，可由动力学规律建立方程求解。最大静摩擦力ffm是物体将要发生相对滑动这一临界状态时的摩擦力，它的数值与fn成正比，在fn不变的情况下，滑动摩擦力略小于ffm，而静摩擦力可在0ffm间变化。例2如图215所示，a、b两物块叠放在一起，在粗糙的水平面上保持相对静止地向右做匀减速直线运动，运动过程中b受到的摩擦力 ()图215a方向向左，大小不变b方向向左，逐渐减小c方向向右，大小不变 d方向向右，逐渐减小审题指导第一步：抓关键点关键点获取信息保持相对静止物块b可能受静摩擦力向右做匀减速直线运动加速度水平向左第二步：找突破口要确定物块b受到的摩擦力的大小和方向，应明确物体运动状态，确定物块做匀减速运动的加速度的大小和方向。利用牛顿第二定律fma求解。尝试解题对a、b整体受力分析如图所示，滑动摩擦力ff使整体产生加速度a，a等于g不变，对b受力分析知，b所受静摩擦力ffmbambg，大小不变，方向向左，故a对，b、c、d错。答案a应用“状态法”分析静摩擦力方向时应注意的两点(1)明确物体的运动状态，分析物体的受力情况，根据平衡方程或牛顿第二定律求解静摩擦力的大小和方向。(2)静摩擦力的方向与物体的运动方向没有必然关系，可能相同，也可能相反，还可能成一定的夹角。模型概述轻杆、轻绳、轻弹簧都是忽略质量的理想模型，与这三个模型相关的问题在高中物理中有相当重要的地位，且涉及的情景综合性较强，物理过程复杂，能很好地考查学生的综合分析能力，倍受高考命题专家的青睐。三种模型轻杆 轻绳轻弹簧模型图示模型特点形变特点只能发生微小形变柔软，只能发生微小形变，各处张力大小相等即可伸长，也可压缩，各处弹力大小相等方向特点不一定沿杆，可以是任意方向只能沿绳，指向绳收缩的方向一定沿弹簧轴线，与形变方向相反作用效果特点可提供拉力、推力只能提供拉力可以提供拉力、推力大小突变特点可以发生突变可以发生突变一般不能发生突变典例如图216所示，水平轻杆的一端固定在墙上，轻绳与竖直方向的夹角为37，小球的重力为12 n，轻绳的拉力为10 n，水平轻弹簧的拉力为9 n，求轻杆对小球的作用力。图216解析本题考查轻绳、轻杆、轻弹簧中力的方向及大小的特点，解题时要结合题意及小球处于平衡状态的受力特点。以小球为研究对象，受力分析如图217所示，小球受四个力的作用：重力、轻绳的拉力、轻弹簧的拉力、轻杆的作用力，其中轻杆的作用力的方向和大小不能确定，重力、弹簧的弹力二者的合力的大小为f15 n图217设f与竖直方向夹角为，sin ，则37即方向与竖直方向成37角斜向下，这个力与轻绳的拉力恰好在同一条直线上。根据物体平衡的条件可知，轻杆对小球的作用力大小为5 n，方向与竖直方向成37角斜向上。答案5 n方向与竖直方向成37角斜向上题后悟道(1)对于弹力方向的确定，一定要分清情景类型及相关结论和规律，尤其要注意结合物体运动状态分析。(2)轻杆对物体的弹力不一定沿杆，其具体方向与物体所处的状态有关，一般应结合物体平衡或牛顿第二定律分析。如图218所示，将两相同的木块a、b置于粗糙的水平地面上，中间用一轻弹簧连接，两侧用细绳系于墙壁。开始时a、b均静止，弹簧处于伸长状态，两细绳均有拉力，a所受摩擦力fa0，b所受摩擦力fb0，现将右侧细绳剪断