《物理》教案设计

教案1

一、教学目标

掌握重力、弹力、摩擦力的概念、大小和方向

二、教学重点与难点

重点：重力、弹力、摩擦力的大小的计算

难点：弹力的计算、摩擦力的方向判断

三、教学方法与手段

教学方法：讲授、练习、演示实验

教学手段：课堂教学

四、教学建议

（1）合理安排演示实验辅助教学

（2）讲解过程与练习过程合理组合；

（3）提问与交流讨论相结合。

五、教学内容：

1.1举重运动——重力

引入：了解举重运动

举重运动中，运动员举起杠铃的过程，实际上是克服地球对杠铃的吸引力的

过程。

1、重力：物理学中，我们把由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力。

2、重力的大小

G=mg

单位分别是N,kgo

比例系数g—9.8N/kg,在地球表面的不同位置，g的值略有差异。

3、重力的方向：总是竖直向下的。

思考：举重运动中运动员的成绩，实际上是质量还是重力？

4、质量常用的单位：千克（kg）、克（g）、还有吨（t）、公斤，他们的换算关系

是：1吨=1000千克，1公斤=1千克，1千克=1000克

【例题1］求质量分别为1kg和2t的两物体所受重力的大小。

解:G1=m1g=lX9.8N=9.8N

m2=2t=2000kg

Gz=i112g=2000X9.8N=19600N

练习：【你来算算】请你计算一下小将刘春红举起的杠铃所受的重力。（刘

春红的抓举成绩为122.5公斤，挺举成绩为153公斤）

解:flh=122.5公斤=122.5kg

012=153公斤=153kg

抓举杠铃所受的重力为Gi=1200.5N

挺举杠铃所受的重力为G2=1499.4N

5、重心：一个物体的各部分都要受到地球对它的作用力，可以认为重力的作用

集中于物体的一点，这一点叫做物体的重心。

力的大小、方向、作用点称为力的三要素。

形状规则的均匀物体，它的重心就在其几何中心上。（举例说明）

不均匀的物体，重心位置与物体的形状有关外，还与它的质量分布情况有关。

物体的重心越低越稳定。

6、力的图示和力的示意图

1120牛顿

F=100N

77夕77^//

学生练习：想一想

能力提高平台

1.2跳板跳水一弹力

引入：了解跳板跳水

运动员必须借助跳板的弹力才能达到一定的高度

演示弹力：拉弹簧、橡皮筋弹纸团

绳子挂物体、撑船的竹篙

一、弹力

1、形变：物体在外力的作用下发生的形状的变化

2、弹力：物体发生形变时，它对使它形变的物体产生力的作用，这个力叫弹

力。

常见弹力：压力、支持力、弹簧弹力、绳的张力

3、弹力的方向：总与接触面垂直，指向与形变相反的方向。

二、弹力大小

演示：依次在弹簧秤上挂1、2、3个钩码，观察读数变化

胡克定律：在弹性限度内，弹簧弹力F的大小与弹簧的伸长（或缩短）量x

成正比。即：

F=kx

k叫弹簧的劲度系数，单位N/m。

例题1：一根弹簧原长L°=10cm,受外力后伸长为L=llcm,若弹簧的劲度系数

k=200N/m,求它产生的弹力的大小和方向。如果弹簧受力后缩短为L=8cm呢？

解：L（）=10cm=0.10mL|=llcm=O.11m

k=200N/m

L2=8cm=0.08m

求件及方向，Fa及方向

Xi=L-L0=0.01mx2=|L2-LO|=0.02m

Fi=kxi=2N,F2=kx2=4N

答：伸长时力Fi的大小为2N,方向指向弹簧缩短的方向，缩短力F2的大小为4N,

方向指向弹簧伸长的方向。

引导分析P10“想想看”

P11阅读“小实验和知识博览”

1.3滑冰运动一一摩擦力

一、滑动摩擦力：相互接触的两个物体发生相对运动时在接触面上产生的阻碍相

对运动的力叫滑动摩擦力。

滑动摩擦力的大小：

引导学生思考：想一想

滑动摩擦力Ff的大小跟两物体间的正压力FN的大小成正比。即：Ff=UFN

口叫动摩擦因数，与接触的两物体的材料有关。

二、静摩擦力：相互接触的两个物体发生相对运动趋势时在接触面上产生的阻

碍相对运动趋势的力。

演示：跨过定滑轮用钩码拉动小车，增加钩码的数量，观察小车何时运动。

静摩擦力的大小随外力的增大而增大。

最大静摩擦力：比滑动摩擦力略大

三、摩擦力的方向：总是和接触面相切，并且与物体相对运动或相对运动趋势

的方向相反。

讨论：桌上一木块给3N的水平拉力未动，增至6.1N木块拉动，此后以6N使

它匀速运动，这过程摩擦力的情况如何？

例题1：P16在东北林场中，冬季常用马拉的雪橇运木材，雪橇有两个与冰

面接触的钢制滑板，如果冰面是水平的，雪橇和所装的木材的总质量是5.0吨，

滑板与冰面间的动摩擦因数是0.027,那么马要在水平面上用多大的力才能拉着

雪橇在冰面上匀速前进？

解：u=0.027m=5.0t=5.0X103kg

F=Ff=uFN=MG=Umg=1.3X10：'N

答：马要在水平面上用L3X10,N的力才能拉着雪橇在冰面上匀速前进。

例题2：在水平地面上，以150N的水平力推着一个5OON的重物匀速前进，

求该重物与地面之间的动摩擦因数。

解：Ff=F=150N

FN=G=500N

U—Ff/FN=0.3

小结：重力和弹力的大小、方向、作用点、滑动摩擦力、静摩擦力

课外作业:

教案2

一、教学目标

1.理解质点、位移和路程、时间和时刻、标量和矢量的含义及他们间的区别与

联系，会进行简单的位移计算；

2.理解平均速度的概念及物理意义，会进行速度的单位换算；

3.了解瞬时速度的含义，理解平均速度和瞬时速度的区别。

二、教学重点与难点

重点：质点、位移和路程的区别与联系、平均速度

难点：区分路程和位移、时间和时刻、瞬时速度

三、教学方法与手段

教学方法：讲授、练习

教学手段：课堂教学

四、教学建议

（1）作图辅助教学

（2）讲解过程与练习过程合理组合；

（3）提问与讨论相结合。

五、教学内容:

1.4百米赛跑一一描述运动的几个物理量

引入：百米赛跑运动员的位置从起点到终点发生了变化，这种物体的位置随时间

的变化叫做机械运动。

一、机械运动

在物理学里，我们把物体位置随时间的变化叫做机械运动，简称运动。

二、参考系

想一想:

1.夜里乘火车、轮船时，人们往往难以判断车船是否在行进，白天却少有

这种困难。为什么？

2.一个人乘坐在运行中的火车中，他旁边同座的人说他没动，而站在站台

上的人却说他动了，为什么？

这是一个如何描述运动的问题，实际上，在每个人的日常生活中，自觉不

自觉地用一些物体做标准来衡量某些物体是否运动o描述运动时所选取的标准物

叫做参考系。

例如，研究地球上物体的运动，通常以地面静物为参考系；研究地球的公

转，则选取太阳为参考系。

从理论上说，参考系可以任意选择。选择不同的参考系，对同一运动的描

述是不同的。这种性质叫做运动的相对性。

三、质点

研究物体运动时，如果物体的大小和形状可以不考虑，可以将物体看成一个

具有质量，而没有大小的理想的点，这样的点就叫做质点。

一个物体能不能看成质点，要根据具体情况而定。例如地球绕太阳公转时，

地球上各点的运动情况并不相同，但由于地球本身的大小(R=6.37xi0，m,

D=2R=1.3x10m)与地日间距离(d=l.5xl015m)相比小得多(D«d),地球上各

点绕日公转运动的差异完全可以忽略，而把地球视为质点。

研究百米赛跑中运动员的运动时，也可以把运动员看成质点。

四、路程和位移

路程是运动物体所经路径的长度。

位移是物体运动的初位置指向末位置的有向线段。它是表示运动物体位置

变化的物理量。位移是有方向的量，其方向由运动的初位置指向末位置，大小

为起点到终点的距离。通常用s表示位移。在国际单位制中，路程和位移的单位

都是米(m)o

位移的大小和路程是两个不同的物理量。在图l-8a中路程是曲线ACB、ADB

或AEB的长度。而位移是指从初位置A指向末位置B的有向线段AB,如图l-8b

所示，有向线段AB的长度表示位移的大小，有向线段的方向表示位移的方向。

位移是有方向的，而路程没有方向性。o

【例题1】一辆汽车向东行驶了40千米，又

南行驶了30千米,求汽车位移的大小和方向。

解：如图1T0所示，假设汽车从A开始向

东行驶40千米到B,又向南行驶了30千米到C,

则汽车的位移大小为AC的长度，图1-10

|AC|=VAfi2+AC2=7402+302=50km

答：汽车位移的大小为50km,方向为从A到C。

【思考练习】一位学员沿着东西方向的马路向西走了400米，到邮局发了

信。又向东走了100米来到商店，他总共走了多少路程？商店离他出发点多远？

商店在出发点的东边还是西边？他的位移大小和方向如何？

解：他总共的路程是o

商店离他出发点距离为。

商店在出发点的。

他的位移大小为，方向为。

五、矢量和标量

既有大小又有方向的物理量叫做矢量（向量），如力、位移、速度等都是矢

量

只有大小，没有方向的物理量叫做标量，如质量、时间、温度等都是标量。

矢量可以用有向线段表示，线段长表示它的大小，箭头表示方向。

六、时间和时刻

时刻与一个事件发生的位置（例如开车、到达、经过某一点）相对应，时

间则与一个运动的位移或路程相对应。

日常用的时间单位h（小时，简称时）、min（分），与秒的换算关系为：

lh=3600s,lmin=60s

木日—,卡日・

1.火车站服务处都有《旅客列车时刻表》出售，它为什么不称为《旅客列

车时间表》？

2.城市内出租汽车是按位移还是路程收费的？

3.我国运动员王军霞在1996年第二十六界奥运会上创造了女子5000m奥运

会记录14分59.88秒，并获得冠军。这个成绩的数据是时间还是时刻？

1.4.2平均速度和瞬时速度

—变速直线运动

物体在一条直线上运动，如果在相等的时间里位移不相等，这种运动称为

变速直线运动。

二、平均速度在匀速直线运动中，位移跟发生这段位移所用时间之比值s/t

是恒定的。在变速直线运动中，物体在相等时间的位移不相等。我们将位移与发

生此位移所用时间的比值称为平均速度，平均速度通常用符号三来表示，即

-S

V=一

平均速度反映物体在一段时间内运动的平均快慢程度。

在国际单位制中，速度的单位是m/s（米每秒）。日常生活中，也用km/h（千

1000m5,

米每时）作速度单位:1km/h=------------=——D1/S

3600s18

表1-2一些常见运动的平均速度（m/s）

步行百米跑汽车火车飞机声音光

1.49.02.5X104.0X102.5X1023.4X1023.0X10'

【例题2】我们来计算一下百米赛跑世界记录保持者蒙哥马利9.78s的世界

纪录的平均速度。

解：s=100m,t=9.78s

则平均速度为v=—=m/s^lO.22m/s

t

【你来算算】如果蒙哥马利在前5.0s内跑了46m,那么他前后两段的平均

速度分别是多少？

解：vi——=m/s

vs==m/s

【例题3］汽车在起初的2.0s的速度是4.0m/s,而后又以5.Om/s的速度

运行了3.0s,他在这段时间的平均速度是多少？

解：ti=2.Os,t2=3.Os,v,=4.Om/sv2=5.0m/s

汽车在前2.0s内的位移为s,=v,t1=4.0X2.0m=8m

汽车在后3.0s内的位移为s2==m=15m

汽车在这段时间内的总位移为s=s,+s2=8+15m=23m

汽车运行的总时间为t=3+t2=2.0s+3.0s=5.0s

汽车在这段时间内的平均速度为U=-=—=4.6m/s

t5

【例题4】甲乙两站间相距30.6Km,火车从甲站出发时，加速到正常速度用

了90s,这段时间内前进了2.025X10/；然后以1.62X10Wh的速度正常运行;

当距乙站1.350X10/时开始减速，经60s,刚好停在乙站站台旁。设火车在平直

轨道上运动，求它在这三段路程上的平均速度，以及全程的平均速度。

解:s=30.6Km=3.06X10m,Si=2.025X10m,s3=l.350X10m

ti=90st3=60s

v=1.62X102km/h=1.62X102X—=45m/s

218

出站加速时的平均速度

-i=£,=2.025xltfm/s=22.5m/s

90

正常运行时的平均速度

2

v2=v2=1.62X10km/h=45m/s

进站减速时的平均速度

-s：1.35OX1O5

v=-=--------m/s=22.5m/s

3G60

因为正常运行的时间为

s,3.06xl()4_2.025xlO'_1.350x1()3

t2==^-=-----------------------------s=605s

v245

所以，全程运行的时间

t=(90+605+60)s=755s

则火车在全程的平均速度为

-s3.06x104,“cs/

v=-=--------m/s=40.53m/s

t755

三、瞬时速度

物体在某一位置(或某一时刻)运动的速度叫做瞬时速度

瞬时速度的方向是物体在该点(该时刻)运动的方向。通常把瞬时速度简

称为速度。

匀速直线运动中，物体运动的快慢、方向一直保持不变，它在任意位置、任

意时刻的瞬时速度相同，而且与物体在任意一段位移、任意一段时间的平均速度

相同。

小结

课外作业

教案3

一、教学目标

1.理解加速度、匀变速直线运动的概念

2.掌握匀变速直线运动的规律

二、教学重点与难点

重点：加速度、匀变速直线运动的规律

难点：加速度的物理意义、匀变速直线运动的规律的应用

三、教学方法与手段

教学方法：讲授、练习

教学手段：课堂教学

四、教学建议

(1)作图辅助教学

（2）讲解过程与练习过程合理组合；

（3）提问与讨论相结合。

五、教学内容：

1.5赛车运动一一匀变速直线运动

1.5.1匀变速直线运动

一、匀变速直线运动

沿直线运动的物体，如果在相等的时间内，速度的改变都相等，这样的运

动称为匀变速直线运动。

二、加速度

速度的改变量与发生这一改变所用的时间的比值，称为加速度。

a=山

t

这一比值反映了单位时间内速度的变化量，因此可以反映速度变化的快慢。

在国际单位制中，加速度的单位是m/s?（米每二次方秒）。

加速度不但有大小，而且有方向，也是矢量。在直线运动中，若规定初速

度方向为正方向（通常这样规定），则：

（1）做匀加速直线运动的物体，（>v0,则a是正值，加速度的方向与物

体的运动方向相同；

（2）做匀减速直线运动的物体，v,<vo，则a是负值，加速度的方向与物

体初速度方向相反。

在匀变速直线运动中，速度是均匀变化的，加速度在运动过程中始终保持

不变，即加速度的大小不变，方向也不改变。加速度为零的运动是匀速直线运动。

加速度的大小只与速度改变的快慢有关，而与速度本身的大小无关。

【例题1】做匀变速直线运动的火车在20s内速度从10m/s增加到15米/秒,它

的加速度是多大？

解：取初速度方向为正方向

v0=10m/s,v,=15m/s，t=20s

火车的加速度是a=~~~—=15二,=0.25m/s2

t20

答：火车的加速度大小为0.25m/s2,加速度的方向与初速度方向相同。

【例题2］汽车急刹车时做匀变速直线运动，在2.0s内速度从10m/s减小到零,

它的加速度是多大？

解：取初速度方向为正方向

v0=10m/s,vt=0,t=2.Os

汽车的加速度是a=___________="12=-5m/s2

2.0

答：汽车刹车时的加速度大小为5m/s2,加速度的方向与初速度方向相反。

【你来算算】用上面提到的FT赛车和普通赛车提速能力的数据，分别计算一下

两车在起动时的加速度。

1.5.2匀变速直线运动的规律

一、匀变速直线运动的速度

在任意时刻作匀变速直线运动的物体的速度公式

vt=Vo+at

【例题3】原来用25m/s的速度在直线上行使的火车，用0.5m/s2的加速度前进

了10s,求它达到的速度是多大？

解：取初速度方向为正方向

v（）=25m/s,a=0.5m/s2,t=10s

vt=Vo+at=25+0.5X10m/s=30m/s

答：火车达到的速度是30m/s

【例题4】火车过桥的时候，需要提前减速，一列以72km/h的速度行驶的火车,

在到这一座桥前90s开始减速运动，加速度的大小是0.1m/s2,问火车到达铁桥

时的速度是多大？

解：取初速度方向为正方向

2

v0=72km/h=20m/s,a=-0.1m/s,t=90s

vt==20+（-0.1）X90m/s=11m/s

答：火车到达铁桥时的的速度是Hm/so

二、匀变速直线运动的速度图象（v-t图象）

(a)a>0,v0>0(b)a>0,vo=O(c)a<0,v0>0

图1-14匀变速直线运动的v-t图象

三、匀变速直线运动的平均速度

2

应当注意，这个公式是匀变速直线运动的平均速度公式，不能把它推广到

其它运动上去。

四、匀变速直线运动的位移

【例题5】从车站以Im/sZ的加速度开出的火车，10s内的位移是多少？

解：Vo=0,a=lm/s2,t=10s,

112

s=vt+—at2=0+—XlXIOm=50m

o22

答：火车10s内的位移是50mo

【例题6】飞机以162km/h的速度着陆，在跑道上滑行30s后停止。假定飞机在

跑道上的滑行是匀变速直线运动，求飞机滑行的加速度和滑行的距离。

解：Vo=162km/h=45m/s，t=30svt=0

m/s-L

s==45X30+-X(-1.5)X302m=675m

-------------------2

答：飞机滑行的加速度大小为L5m/s2,方向与飞机滑行的方向相反;

滑行的距离为675m。

【例题7】升降机由静止开始匀加速上升，4s后速度达到3m/s,然后匀速上升

6s,最后作匀减速运动，经3s刚好停在坑道口。如图1T6,求矿井的深度。

解：V1=0,v2=3m/s,v3=0

ti=4s,t2=6s,t3=3s

V3=0

在前4s,加速度aF

乜二^二0.75m/s2V2=3m/s

3

位移Si=Vi11+—Hiti=—X0.75X4'm=

22

6m

接着6s,位移s2=v2t2=3X6m=18m

V2=3m/s

2

最后3s,加速度a3=———=-lm/s

位移S3=V2ts+三a3t3之Vi=0

2

=3X3+-X(-1)X3m=4.5m

2图1-16

矿井深度s=s,+s2+s3

28.5m

作升降机运动全程的v-t图

象如图1T7所示

图1T7中梯形OABC的面积等于

总位移图1-17

s="ISx3m=28.5m

2

五、匀变速直线运动的位移和速度关系公式

v』-v（）2=2as

【例题8】高速公路上随处有路牌提醒司机保持合理车距。试按以下数据估

算这个车距应有多大:小汽车以30m/s速度在高速公路上行驶,前方汽车因故障

停在路中，司机从发觉情况产生反应立即刹车花去0.6s时间，紧急刹车之后,汽

车向前纯粹做滑动的加速度为0.6m/s2,这个运动可看作是匀减速直线运动。求：

小汽车离前方汽车至少多远才不致撞车？

解：选汽车运动的方向为正方向

；!

已知vo=30m/s,3=0.6s,a=-0.6m/svt=0求s

分析：这段合理车距S包括两段：司机反应的距离0（匀速运动）；刹车距

离S2（匀减速直线运动）。

S产v（）ti=30X0.6m=18m

22

由公式vt-v0=2as

S=S,+S2=18+750=768m

答：小汽车离前方汽车至少768m才不致撞车。

小结：

课外作业

教案4

一、教学目标

1、理解什么是自由落体运动；

2、掌握重力加速度的大小和方向；

3、掌握自由落体运动的性质和规律及其简单应用

二、教学重点与难点

重点：自由落体运动的性质和规律及其简单应用

难点：自由落体运动的性质和规律及其简单应用

三、教学方法与手段

教学方法：讲授、练习、多媒体演示、实物演示

教学手段：课堂教学

四、教学建议

（1）多媒体辅助教学

（2）讲解过程与练习过程合理组合；

（3）合理安排演示实验

（4）提问与讨论相结合。

五、教学内容：

1.6蹦极一自由落体运动

引入：在蹦极过程中，由于绑在跳跃者踝部的橡皮条很长，足以使跳跃者在

空中享受几秒钟的“自由落体”，那么什么是自由落体运动？通过下面的例子和

分析我们来学习这种运动的性质和规律。

［想一想］从高楼上让一轻一重两个铁球同时竖直下落到地面,哪个铁球会

先着地呢？

传说伽利略让两个质量不同的铁球（一个约为45kg,另一个约为0.45kg）

同时从54.62m高的塔顶下落，结果两球几乎是同步下降，同时着地。

演示实验：

在同一高度（尽量高一些）同时释放一个粉笔头、一枚硬币和一张纸片。观

察他们下落的情况,你一定会看到粉笔头和硬币下落得较快,而纸片下落得慢些。

再把纸片揉成团，重复上面的实验，你看到的现象是什么？这次他们几乎同时落

地。

原来小纸片下落得慢，原因在于它受到了较大的空气阻力。小纸团下落中受

到阻力越小，它和其他物体下落时的差别就越小了。

一、自由落体运动

质点只在重力作用下由静止开始下落的运动，称自由落体运动。

伽利略仔细研究了物体的下落运动后指出：自由落体运动是初速度为零

的匀加速直线运动。

二、重力加速度

在同一地点不同物体作自由落体运动时，下落的加速度都相同，跟物体的质

量、大小、形状无关。

物体作自由落体运动时的加速度，称为重力加速度，又叫自由落体加速度。

重力加速度用符号g表示。

重力加速度的方向与重力的方向相同，竖直向下。在通常的计算中，可以

取g=9.8m/s2,在粗略计算中，还可以取g=10m/s2。

表1-5地球上不同纬度处的重力加速度

地点赤道广州上海北京北极

纬度0°23°06，30°12'39°56'90°

g/(m/s2)9.7809.7889.7949.8019.832

三、自由落体运动规律

自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，且加速度为go自由落体

运动的公式（选向下为正）

Vt=gt

y=ygt2

2

vt=2gy

【例题1］我们来计算一下张迪从悬停于160米高空的直升机上蹦极时的

自由下落的时间和到最低点时的速度。假设他到最低点时下落的总位移为

156.8mo

解：以开始下落处为坐标原点，则他下落到最低点时的位移为y=156.8m

由公式y=-gt2

2

得/=殳=2X156.§2

S=32s2

g9.8

所以t-5.66s

落地时的速度vt=gt=9.8X5.66m/s"55.47m/s

答：他自由下落的时间约为5.66s,他到最低点时的速度为55.47m/s

【例题2】一物体从某高处作自由落体运动，到达地面时的速度是39.2m/s。它

落到地面用了多长时间？这个物体是从多高下落的？

解：vt=39.2m/s

根据vt=gt

y=­gt2=—X9.8X42=78.4m

22

答：这个物体落到地面用了4s的时间，这个物体是78.4m高下落的。

小结

课外作业

教案5

一、教学目标

掌握物体受力分析的方法；

掌握平行四边形法则；

掌握力的合成和分解。

二、教学重点与难点

重点：运用平行四边形定则求两个共点力的合力、正交分解

难点：平行四边形定则

三、教学方法与手段

教学方法：讲授、练习、演示实验、启发、讨论、学生作图练习

教学手段：课堂教学与实验教学相结合

四、教学建议

（1）合理安排演示实验辅助教学或安排一次学生实验

（2）讲解过程与练习过程合理组合；

（3）提问与交流讨论相结合。

五、教学内容：

2.1斜拉桥的受力分析

引入：斜拉桥是如何将拉索下桥面的负荷巧妙地加在了两只大桥墩上的？

2.1.1物体的受力分析

隔离法在分析物体的受力情况时，通常需要把这一物体从周围物体中隔离

出来，单独画出这个物体的简图，并把各个施力物体对它的作用力示意性地表示

出来，这样的图叫做物体的受力图。这种方法叫做“隔离法”。

下面通过实例分析物体的受力情况，讨论受力图的画法。

1.在平直公路上行使的汽车

汽车除了受到一个向下的重

作用外，还受到地面对它的支持力

车向前的牵引力F和汽车前进时受到

后的摩擦力E及空气阻力FJ的作

的受力图如图2-1所示。

2.用绳子拉着木箱在水平地板

动，如图2-2,分析木箱的受力情况

图2-2

3.斜面上物体的受力

(1)木块静止在斜面上或沿斜面下滑时的受力分析：木块受到一向下的重

力G作用；斜面对木块的支持力W，它的方向是垂直斜面向上的；木块静止或沿

剋面下滑时，受到沿斜面向上的摩擦力F,作用。木块的受力图如图2-3(a)所

(2)如果沿斜面向上拉木块，使木块向上运动，木块除受重力G和支持力

R作用外，还受到沿斜面向上的拉力F作用，这时它受到的摩擦力F,的方向沿着

斜面向下。木块的受力图如图2-3(b)所示。

4.连结体各物体的受力情况

几个物体通过某种方式联接起来，其中一个物体运动，而使其它物体也随之

运动，这样的几个物体所组成的体系，叫做连结体。例如水平气垫导轨上的滑块

A,用细绳跨过定滑轮和祛码B相连，就构成一连结体，如图2-4(a)所示。

分析连结体的受力情况时，往往需要把各物体隔离出来，分析每个物体的受

力情况。先把滑块A隔离出来，它的受力情况如图2-4(b)所示。滑块A共受三

个力的作用：向下的重力G”向上的支持力R,向右的拉力T。

同样，把祛码B隔离出来，它的受力情况如图2-4(0所示。

图2-4

分析物体受力情况和画受力图时，大致可按下述思路进行：

(1)正确选定研究对象

根据实际情况或问题的要求确定研究对象。

(2)把被研究的物体从周围物体中隔离出来，画出其示意图

(3)分析物体受力情况可按重力，弹力，摩擦力的顺序逐步分析，将各

个力按方向、大小示意性地画在物体上。

2.1.2力的合成

一、合力与分力

如果一个力的作用效果和几个力的共同作用效果相同时，这个力叫做那几

个力的合力。而那几个力就叫做这个力的分力。

求几个力的合力叫做力的合成。力的合成就是用一个力的作用效果去替代几

个力的作用效果。

物体同时受到几个力的作用，如果这几个力都作用在物体的同一点，或者它

们的作用线相交于同一点，则这几个力叫做共点力。

二、力的平行四边形法则

经验告诉我们，当两个力不在同一条直线上时，两个力的合力不能简单地将

两个力代数相加减。现在我们用实验来研究两个互成角度的共点力的合成法则。

图2-6(a)表示，橡皮带GE的E端在力E和握的共同作用下被拉到点0。图

2-6(b)表示，撤去力件和F2后，用力R作用在橡皮带的E端，也能将E端沿橡

皮带原来的方向拉到点0。显然，力FR对E端产生的效果跟件和F?对E端的共

同作用效果相同，所以力FR是力R和Fz的合力。

力R、Fz与合力R有什么关系呢?在力用、R的方向上各作线段0A、0B,根

据选定的标度，使它们的长度分别表示K、F2的大小(图2-6(c))。以0A、0B为

邻边作平行四边形0ACB,量出平行四边形的对角线0C的长度，可以看出，合力

展的大小和方向可以用对角线0C表示出来。

改变力件和F2的大小和方向，重做上述实验，可以得出同样的结果。

图2-6

从这个实验结果可以得到力合成的普遍法则——力的平行四边形法则：

两个互成角度的共点力，它们的合力的大小和方向可以用表示这两个力

的线段作邻边所画出的平行四边形的对角线来表示。

从力的平行四边形法则可以看出：合力&的大小和方向不仅跟分力K和

H的大小有关，还跟它们的方向有关。

如图2-7所示，品、F2二力夹角越小，它们的合力就越大。当件、F2二力

夹角为零时，即两力方向相同时，它们的合力最大，FR=F1+F2,其方向跟二力

方向相同。

当R、F2二力夹角越大，它们的合力就越小。当夹角为180°时，即两力

方向相反时，它们的合力最小FR=E-F2],合力F的方向跟R、F?中较大者方

向相同。若此时F产F?则合力为零。

若两个以上共点力合成时，也可以应用平行四边形法则来求出它们的合力。

其方法是先求出任意两个力的合力，再求出这个合力与第三个力的合力，这样继

续下去，最后得出的合力就是这许多力的合力。

图2-7

平行四边形法则是矢量合成的普遍法则。

三、在共点力作用下物体的平衡条件

在共点力作用下，物体的平衡条件是合力等于零。

【例题】两个小孩拉一辆车子，一个小孩用的力

是60N,另一个小孩用的力是45N,这两个力作।_却」I：用在

同一点，夹角是90°。求这两个力的合力。----------3

解：选10毫米长的线段表示30牛的力。T

作F尸60牛、F2=45牛的图示，并使其夹角F2T为

90°。以F,R为邻边作平行四边形，平行四।」边形

的对角线0C表示的就是合力如图2.8所示。F用直

尺量出对角线0C的长度为25毫米，可知合力图2-81的大

小

FR=30X2.5=75牛

用量角器量出K与K的夹角a是37°。

由于件与Fz间的夹角是90°,合力的大小和方向也可以由计算得出。

22

FR=折+g=V60+45=75牛

F45

tga=」=—=0.75则a=37°

答：这两个力的合力的大小为75牛，合力FR与R的夹角为37°。

现在我们来分析斜拉桥的受力情况

每两条对称的拉索对索塔的拉力如图2-9所示，

由于每条拉索的拉力T相等，所以两条拉索与塔的夹

角。也相等，根据平行四边形法则，两条拉索拉力的

合力垂直向下压在塔顶，再传到塔基上。这样，

桥塔便不会受到水平拉倒的分力，不但节省建材，而

且稳定安全。

2.1.3力的分解图2-9桥塔的受力

一、力的分解

求一个已知力的两个（或两个以上）分力,叫做力的分解

同一个力可分解为无数对大小和方向不同的分力。一般来说，具备下列条件

之一时，才能有确定的结果：一是已知二分力的方向；二是已知二分力中一个分

力的大小和方向。

在许多实际问题中，要按照力产生的实际效果来分解。现在我们来看这样几

个例子。

【例题1】根据前面对斜拉桥

的分析，斜拉索的拉力就可以分

解成竖直向上和水平方向的两个

分力，如图2T2所示。

【例题2】如图2-13所示，

放在斜面上的物块，其重力G产

生两个效果：使物块沿斜图2-12面下

滑，同时使物块压紧斜面。可见，

重力G的作用可用使物块下滑的力F,

和垂直斜面的力R来代替。那

展各是多大呢？要回答这个问

对重力沿着平行斜面和垂直斜

方向进行分解。

象这样把力沿着两个互相

方向分解，叫力的正交分解。

斜面使物体下滑的分力F,和垂

面的分力F2的大小分别为：

a

F2=GCOSa

【例题3】木箱重600牛，放在水平地面上，一个人用大小为200牛与水平

方向成30°向上的力拉木箱，木箱沿地平面匀速前进，求木箱受到的摩擦力和

地面所受的压力。

解：木箱受到重力G,地面对它的支持力R和摩擦力K及人的拉力F四个力

的作用，如图2-14所示。

已知：G=600N,F=200N,6=30°,木箱沿地面匀速运动

求：摩擦力K，地面受到的压力F、'

力F产生两个效果：沿水平方向A拉木

箱，沿竖直方向提木箱。将力F进行正交

分解，则FV1--…夕

F=Fcos30°TI

=200X0.866=173N

11

F=Fsin30°<----产---*一►x

=200X0.500=100N--------------------------〜

因木箱在x轴方向处于平衡，所以］仃

K-F,=0«

Fr=Fx=173N图2-14

因木箱在y轴方向也处于平衡，所以

F.+Fy—G=0

FN=G-Fy=600-100=500N

因为FF与FJ大小相同,方向相反,所以FJ=FN=500N

答：木箱受到的摩擦力F1的大小为173牛，方向与x轴正向相反；地面所

受的压力FJ的大小为500牛，方向向下。

小结

课外作业

教案6

一、教学目标

掌握牛顿三个运动定律及其应用

二、教学重点与难点

重点：牛顿三个定律

难点：用牛顿三个定律分析问题

三、教学方法与手段

教学方法：讲授、练习、演示实验、启发、讨论、学生实验

教学手段：课堂教学

四、教学建议

（1）合理安排演示实验辅助教学，安排一次学生实验

（2）讲解过程与练习过程合理组合；

（3）提问与交流讨论相结合。

五、教学内容：

2.2刹车失灵的后果——牛顿第一定律

一、惯性我们先来看这样几个现象：

1、当汽车突然启动时，汽车里的乘客会向后倾倒，仍然要保持原来静止的

状态，当汽车突然停止时，汽车里的乘客身体要向前面倾倒，仍然要保持向前运

动的状态。

2、当锤头松动时，只要把锤柄向下在地面上顿几下就可以把锤头套紧。你

知道什么道理吗？

这是由于锤柄碰到地面硬物迅速停止运动，但锤头还保持向下运动的状态，

因此就和锤柄套紧了。

物体的这种保持原来的静止状态或匀速直线运动状态的性质叫做惯性。

实践表明：一切物体都具有惯性。惯性是物体的固有性质，无论物体运动与

否都具有惯性。而且质量大的物体惯性越大，也就是说，质量大的物体不容易改

变它原有的运动状态。

二、牛顿第一运动定律

如果物体没有受到别的物体的作用，这个物体就保持自己的静止状态或匀

速直线运动状态。这就是牛顿第一运动定律又叫惯性定律。

牛顿第一运动定律明确了力和运动的关系，即维持物体的运动并不需要力；

相反，要改变物体的运动状态，例如使运动的物体停下来，或改变物体的运动速

度等，才需要力的作用。

观察与思考

1、:动杯子可以改变浮在水面上茶叶的位置吗？

结论：这是不容易成功的。

原因：当杯子转动时，杯子对水的作用力是摩擦力及黏滞力，这些力很小，

而整杯茶的惯性却很大，故杯子转动时，浮在水面上的茶叶几乎停在原有的位置。

除非不断转动许多转才能收效。

2、在不打破鸡蛋的前提下你能辨认生熟鸡蛋吗？

［方法一］把鸡蛋放在桌上，用手把鸡蛋迅速扭动，离手后观察它的转动情

形：如果鸡蛋转动得很顺利，则为熟蛋；反之，如果转动得不畅顺的，则为生蛋。

因为熟蛋被扭动时，蛋白蛋黄全部被扭动，故转得顺利。反之，生蛋被扭动

时，只是蛋壳受力，而蛋白和蛋黄几乎未受力。由牛顿第一定律（惯性定律）可

知，蛋白和蛋黄由于惯性几乎停留不动，于是蛋壳的转动就被蛋白拖慢了。

［方法二］待鸡蛋转动一段时间后，突然按停鸡蛋瞬间，并立即缩手。如果

缩手后不再转动的，则为熟蛋；反之，缩手后能自动再转几下的，则为生蛋。

因为熟蛋被按停时，蛋壳、蛋白和蛋黄都全部停止，缩手后就继续停止。反

之，生蛋在被按停时，只是蛋壳暂时停止，但蛋白和蛋黄因惯性仍然转动。故缩

手后，能带动蛋壳重新再转几下。

阅读：转动的惯性

2.3乘坐交通工具时的感受——牛顿第二定律

2.3.1乘坐公交车时的感受——牛顿第二定律

当你乘坐公交车外出时，如果你不看窗外或闭上眼睛，你是否能感觉到车辆

的运动情况呢？我想每个人都会有肯定的回答。因为座椅会给你准确的感觉。如

果你的后背感到座椅正紧紧地向前推你，那么此时汽车一定是处在开始起动或行

进中的加速过程；如果你感到手扶的前座靠背正在向后推你，那么此时汽车一定

是处在开始停车或行进中的减速过程。

我们之所以会有这样的感觉，是因为物体的运动状态与其受力之间存在密切

的关系，那么物体的运动状态与其受力之间是什么关系呢？牛顿第二定律给了我

们明确的解释。

一、牛顿第二定律

牛顿第二定律是从大量事实中归纳出来的客观规律，它是说明物体的加速度

与其质量和所受外力三者的关系的定律。

物体的加速度的大小跟作用力的大小成正比，跟物体的质量成反比，而加

速度的方向与作用力的方向相同，这就是牛顿第二定律。

在国际单位制中力的单位是这样规定的：

使质量为1kg的物体产生Im/sz加速度的力，叫做1N（牛顿）

于是牛顿第二定律简化为：

F=ma

需要指出的是：

1、当几个力同时作用在物体上时，公式中F是作用在物体上的合外力，这

时a是合外力产生的加速度，其方向与合外力的方向相同。

2、F=ma表明：加速度只有在力作用时才产生。

2

3、公式中各量的单位：F---N；m---kg；a---m/so

4、质量与重力的关系G=mg实际上是牛顿第二定律的一种具体形式。

5、质量是物体惯性大小的量度质量能提高歼击机的灵活性？

［例题1］质量为400Kg的物体，在F=196N的水平拉力作用下沿地面滑动，

如果物体受到的阻力为98N,求物体所得到的加速度大小。

解：物体受到四个力的作用：重力、地面的支持力R,水平拉力F,阻力F”

如图2-19。小y

因物体在竖直方向上没有运动，

所以，竖直方向上的合力为零。取物tFn

体运动的方向为x轴正方向。

已知：m=400kg,F=196N,F（=98N,||匕乂、

求：加速度a0T^

水平方向上的合力为：---------斗」-------------

F-F,=196-98=98N1G

根据牛顿第二定律F-F,=ma得图2.19

a="=2X=0.245m/d

m400fcg

答：物体得到与运动方向相同的大小为0.245m/s?的加速度

【例题2］质量为1kg的物体，以0.4m/s的初速度沿水平桌面向右匀减速滑

动，该物块滑动L00m的距离后停止。试求作用在该物块上的滑动摩擦力。

解：物体受到三个力的作用：重力G,桌面对物块的支持力FN，滑动摩擦力

F”如图