中学物理教师招聘考试资料:教材教法与教案(3)
力的概念 三个性质力
【教学目标】
1.理解力的概念
2.掌握重力、弹力、摩擦力的产生、大小和方向
3.掌握受力分析的基本方法和基本技能
【教学重点】弹力、摩擦力,受力分析
【教学难点】受力分析
【教学方法】讲练结合,计算机辅助教学
【教学过程】
一、力的概念及分类
(一)力的概念
力是物体对物体的作用。
1.力不能离开物体而独立存在,有力就一定有“施力”和“受力”两个物体,二者缺一不可。
2.力的作用是相互的。
3.力的作用效果:①形变;②改变运动状态。
4.力的图示(课件演示)。
(二)力的分类
1.按性质分
重力(万有引力)、弹力、摩擦力、分子力、电场力、磁场力……(按现代物理学理论,物体间的相互作用用分四类:长程相互作用有引力相互作用、电磁相互作用;短程相互作用有强相互作用和弱相互作用。宏观物体间只存在前两种相互作用。)
2.按效果分
压力、支持力、拉力、动力、阻力、向心力、回复力……
3.按产生条件分
场力(非接触力)、接触力。
二、重力
由于地球的吸引而使物体受到的力。
(一)重力的方向
总是竖直向下。
(二)重力的大小
注意:重力是万有引力的一个分力,另一个分力提供物体随地球自转所需的向心力,在两极处重力等于万有引力。由于重力远大于向心力,一般情况下近似认为重力等于万有引力。
(三)重心
重力的等效作用点。
重心的位置与物体的形状及质量的分布有关。重心不一定在物体上。质量分布均匀、形状规则的物体,重心在几何中心上。薄板类物体的重心可用悬挂法确定。
三、弹力
(一)弹力的产生条件
弹力的产生条件是两个物体直接接触,并发生弹性形变。
(二)弹力的方向
1.压力、支持力的方向总是垂直于接触面。
2.绳对物体的拉力总是沿着绳收缩的方向。
3.杆对物体的弹力不一定沿杆的方向。如果轻直杆只有两个端点受力而处于平衡状态,则轻杆两端对物体的弹力的方向一定沿杆的方向。
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【例1】如图所示,光滑但质量分布不均匀的小球的球心在0点,重心在P点,静止在竖直墙和桌边之间。试画出小球所受弹力。
【解析】由于弹力的方向总是垂直于接触面,在A点,弹力F1应该垂直于球面,所以沿半径方向指向球心0;在B点弹力F2垂直于墙面,因此也沿半径指向球心0。
【点评】注意弹力必须指向球心,而不一定指向重心。又由于F1、F2、G为共点力,重力的作用线必须经过0点,因此P和0,必在同一竖直线上,P点可能在0的正上方(不稳定平衡),也可能在0的正下方(稳定平衡)。
【例2】如图所示,重力不可忽略的均匀杆被细绳拉住而静止,试画出杆所受的弹力。
【解析】A端所受绳的拉力F1沿绳收缩的方向,因此沿绳向斜上方;B端所受的弹力F2垂直于水平面竖直向上。
【点评】、由于此直杆的重力不可忽略,其两端受的力可能不沿杆的方向。杆受的水平方向合力应该为零。由于杆的重力G竖直向下,因此杆的下端一定还受到向右的摩擦力f作用。
【例3】图中AC为竖直墙面,AB为均匀横梁,其重为G,处于水平位置。BC为支持横梁的轻杆,A、B、C三处均用铰链连接。试画出横梁B端所受弹力的方向。
【解析】轻杆BC只有两端受力,所以B端所受压力沿杆向斜下方,其反作用力,轻杆对横梁的弹力F沿轻杆延长线方向斜向上方。