人教版高一物理必修一第三章教案

全章概述

本章学习力的基本知识，是学习整个力学的基础和准备。内容包括重力、弹力、摩擦力、力的合成、力的分解。本章的内容与初中学过的有关力学知识联系密切，是初中知识的扩展和深化，是今后学好其它力学知识的基础。

在新课程标准下本章突出了以下特点：

l 、和过去教材相比，突出介绍了自然界中的四种相互作用，四种相互作用之间的关系没有定论的说法激起了有志者的热情与探索欲望。

2、注重从生活走向物理。从我们熟悉的生活现象引入教学内容或回应教学内容，比如足球运动、重心改变、摩擦力的产生等等，源于生活的实例激发了大家探索的热情。

3、强调实验的作用，锻炼动手能力。每节课都设计了若干实验，比如微小形变的演示，弹簧弹力规律的探索，滚动摩擦的研究等等。在实验过程中 体会和感悟实验方法对物理学习的重要性，激发学习物理的兴趣。

4、密切联系生活实际，源于生活并且最终服务于生活。

新课标要求

1、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。

2、知道常见的形变，通过实验了解物体的弹性，知道胡克定律

3、通过实验，理解力的合成与分解，知道共点力的平衡条件，区分矢量和标量，用力的合成与分解分析日常生活中的问题

3.1重力 基本相互作用

【教学目标】

1、 知识与技能

⑴知道力的作用效果可分为两类。

⑵理解力产生的条件，知道力的测量工具、单位、量性、力的图示。

⑶知道重力是由于物体受到地球的吸引而产生的。

⑷知道重力的大小和方向。会用公式G ＝mg （g ＝9.8N/kg）计算重力。

⑸知道用悬绳挂着的静止物体、用水平支持物支持的静止物体，对竖直悬绳的拉力或对水平支持物的压力，大小等于物体受到的重力。

⑹知道重心的概念以及质量分布均匀的物体重心的位置。

⑺了解力的几种基本相互作用，会对不同的力进行分类。

2、过程与方法

⑴让学生自己动手，找不规则薄板的中心培养学生动手的能力。

⑵通过“重心”的概念，让学生知道等效替代是物理学研究的一种方法。

3、情感、态度价值观

⑴通过课本内容的完成，让学生自己动手、动脑、观察，教育学生在日常生活当中多观察、多分析，看问题不能片面。

【教学重点】

⑴重点：重力的大小和方向。重心的概念。

⑵ 教学策略：实验探索、观察思考、实际演练加深对问题的理解。

【教学难点】

⑴难点：重心概念的理解。g 值因在地球的不同纬度而不同。

⑵教学策略：通过讲解、对问题的讨论，引导学生解决问题。

【教学方法】

实验、与启发式讲练相结合。

【教具准备】

弹簧秤、钩码、质量均匀的不规则薄板、细绳、木圆环、直角三角尺、重锤线

新课教学

引入：

同学们都平时都习惯这样说，我们班要数某某同学的力量最大，某某同学脚部的力量最强，一脚可以把足球开出五、六十米。这种对力的说法符合物理角度对力的定义吗？本节课我们将着手研究这个问题，并学习几种简单的力学问题。

一． 力概念的引入和力的性质

问题{叫学生看书51叶第一段话回答}物体的运动状态说明物体什么量在发生改变：

总结：物体的速度改变 物体的运动状态改变

例：在足球场上，守门员大脚开球，球由静止变为运动；守门员接住球时，球由运动变为静止；运动员用头顶球，球的方向改变了。这些都是什么现象，是什么原因造成的呢？

（学生老师谈论）这些都是球运动状态改变的现象；球运动状态改变都是运动员对球作用的结果。 例：演示1、用手压锯条、拉皮筋等 ，学生观察现象，是什么原因导致这种变化呢？

演示2、扔掉手中的粉笔，拖动桌面上的书等，又有什么现象，又是什么原因引起这样的变化呢？

锯条、皮筋的形状发生了改变，球，粉笔、书的运动状态发生了改变，这些都是由于这些物体受到了其他物体的力的作用的结果。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作力。

1、力的定义：物体与物体之间的相互作用。

问题：你们初中学国的力有什么性质呢？

举例：我们用手拍打桌子时，是手给桌子一个力，可为什么我们的手也会感到疼痛呢？（让学生用力打桌子，体会手的感觉）举例：不小心两人碰头，谁头先痛?

（1）、相互性

力是物体间的相互作用，甲对乙有作用力，同时乙对甲也有力的作用，力的作用是相互的。

（2）、力的物质性

力是物体对物体的作用，有力就有受力物体和施力物体，两者是同时存在的，不分先后。在研究某物体时，我们把它叫做受力物体，对它作用的物体叫做施力物体。不是有生命的物体才能作为施力物体，施力物体和受力物体不是绝对的，在研究不同问题时，同一物体有时是受力物体，有时是施力物体。 问题：用大小相等的力沿不同的方向拖动桌面上的书，书的运动一样吗？

（3）、矢量性

力是有大小和方向的物理量（矢量），力的大小可以用测力计或弹簧称测量，力的单位：牛顿 符号N 。1N 到底有多大？

1千克的物体受的重力是9.8N 。一斤是500克受到的重力是4.9N 。

一本书大约是290到300克重约3N

问题：力的作用效果有那些？举例说明。

2、力的作用效果

力可以使物体发生形变和运动状态发生改变（包括速度的大小和方向）。

演示：关门时，在不同的地方施加不同方向和大小的力，产生的效果不一样，说明了力的作用效果与那些因素有关？

3．力的三要素

大小、作用点、方向

问题：我们可以怎样把力的三要素完整的表示出来呢？

4．力的图示和示意图

例：一个重150N 的物体静止放在水平地面上，叫学生上黑板上画出物体重力的图示和示意图。 老师总结：力的图示：按一定的比例作出的带有箭头的线段。

线段的长短代表力的大小，箭头的方向代表力的作用方向，箭头或箭尾代表力的作用点。

有时只需要画出力的示意图，即只画出力的作用点和方向，表示这个物体在这个方向上受到了力。

二、 重力

提问：重力是怎样产生的？

学生在预习后回答：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。

提问：有的同学说物体的重力就是地球的吸引力，到底是不是呢？

学生猜疑：有的说是，有的说不是。

教师释疑：严格地说，重力并不是地球的吸引力，而是吸引力的一部分，以后才会学到这些知识，现在知道就行了。所以说重力是由于地球的吸引而使物体受到的力，而不能说地球的吸引力就是物体的重力。由于两者相差很小，通常可以用重力代替吸引力。

⑴概念：由于地球对物体的吸引而使物体受到的力，叫做重力。重力就是重量。

一个物体受到10N 的重力，可以说这个物体的重量是10N 。

提问：重物受到的重力的施力物体和受力物体各是谁？

学生：施力物体是地球，受力物体是重物。

强调：地球上的任何物体在任何状态下都受到重力的作用。因此，在今后的受力分析中重力肯定有。 在月球上，物体也会由于月球的吸引而受到相应的重力，到其他星球表面也一样。

⑵产生条件：是由于地球的吸引。

⒊重力的大小和方向

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。

实验：手提弹簧称及其下挂的钩码，测出钩码的重力；在竖直方向上用不同的方式运动，观察弹簧称示数及其变化。

(引导学生根据实验，并结合二力平衡知识得出结论)

⑴重力的大小：

重力的大小可以用弹簧秤测出。

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。 问：以上的这种情况这样说对不对：悬绳的拉力就是重力？

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：从静止释放的小石块总是竖直下落，重锤线的方向总是竖直向下。

归纳：从静止释放的小石块总是竖直下落，分析重锤线下重物的受力情况，可知重力的方向竖直向下。 ⑵重力的方向：总是竖直向下。

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。 巩固训练（叫学生上黑板上画此图的重力示意图）

①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

②物体静止在斜面上，物体所受重力的方向如图所示，这样表示对吗？（请学生分析）

⒋重心

⑴概念

物体的各部分都受到重力的作用。从效果上看，可以认为物体各部分受到的重力作用集中于一点，或各部分重力的等效作用点，或各部分所受到的重力的合力的作用点，叫物体的重心。

通俗点讲，重心就是重力的作用点。把物体的全部质量集中到一点将不影响研究结果，这就是物理学的一种等效替代的思想。

⑵与重心位置有关的因素：

①与物体的形状有关；

②与物体的质量分布有关。

质量分布均匀的物体的重心，跟物体的形状有关。

质量分布均匀的有规则形状的物体，其重心在此几何中心上。

同学们在初中知识的基础上，找出这些质量分布均匀的物体的重心（投影分析）

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。

学生动手找自己的不规则薄板的中心，并且说出其原理。

教师演示：木圆环，不规则形状薄木板的重心。（参照课本中P5的实验）

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。

演示讲解：不倒翁的制作就是改变椭圆空腔的重心，增强对重心概念的印象。

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，用悬挂法寻找其重心的位置。 归纳：物体的重心可在物体之上，也可在物体之外。

物体的稳定程度与重心的高低及支承面的大小等有关。

简单介绍一下不倒翁的原理，让学生有一种印象，为以后学习平衡的种类奠定基础。

巩固练习：用卡车运输一些有的轻、有的重物体，将这些物体怎样堆放到卡车上较为合理。

(尽量将重的物体放在车的底部，整体的重心较低，行驶较安全)

一、 基本相互作用

引力相互作用是是所有物体之间都存在的一种相互作用。对于通常大小的物体，它们之间的引力非常微弱，常被忽略不计。

电磁相互作用包括静止电荷之间以及运动电荷之间的相互作用。电和磁是密切相关的，在一个参考系中观察到的磁力可以和另一个参考系中的电力联系起来，电力和磁力可统一为电磁相互作用。

引力和电磁力能在宏观世界里显示其作用。这两种力是长程力，从理论上说，它们的作用范围是无限的。但是，电磁力要比引力强得多。宏观物体之间的相互作用，除引力外，所有接触力都是大量原子、分子之间电磁相互作用的宏观表现。

-15强相互作用和弱相互作用都是短程力。短程力的作用范围在原子核尺度内。强作用力只在10m 范围

-16内有显著作用，弱作用力的作用范围不超过10m 。这两种力只有在原子核内部和基本粒子的相互作用中

才显示出来，在宏观世界里不能觉察它们的存在。核子（质子、中子）、电子和中微子等参与弱相互作用。强相互作用是介子和重子（包括质子、中子）之间的相互作用，因为这种力将核子束缚在一起，核物理学家们把它称为核相互作用。

三、小 结

本节课在初中知识的基础上学习了重力的概念、产生的条件以及重力与引力的区别。

知道了重力大小的测量和用G ＝mg 来确定，知道了重力的方向；学习了重心的概念，知道了与重心有关的因素及重心的确定方法。

3-2. 弹力

教学目标：

知识与技能：

1、理解弹力的概念，知道弹力产生的原因和条件.

2、知道压力、支持力、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.

3、理解形变概念，了解放大法显示微小形变.

过程与方法：

通过观察微小变化的实例，初步接触“放大的方法”

情感态度与价值观：

通过探究弹力与形变的关系以及数据的准确记录，培养学生锲而不舍的探究的精神和求真务实的科学精神。

二、重点难点

判断弹力的有无以及弹力的方向既是本节的重点，也是难点. 正确画出物体所受弹力的示意图是突破难点的标志.

三、教学方法

观察、推理、分析、综合、总结规律

教学用具：

弹簧、海绵、薄竹片、微小形变演示仪

教学步骤：

一、导入新课

在运动场上跳远时要用踏跳板，撑杆跳高运动员的杆，都是利用他们弹性形变时的弹力，同学们还可以举出许多利用弹力得力子，谁来说？

学生回答拉弓射箭、跳跳床、跳水踏跳板 „„

那弹力是怎样产生的呢？

二、新课教学 （一）用投影片出示本节课的学习目标

1、知道形变的概念

2、理解弹力是因为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

3、会判断弹力的方向

4、知道形变的种类

（二）学习目标完成过程 1、弹力是怎样产生的？

（1）实验演示： 压缩弹簧、海绵、用手弯曲竹片

观察到什么现象？ 学生：看到形状或体积改变

老师：对，这就是形变。 板书：物体的形状或体积的改变叫形变

（2）被压缩的弹簧上放一黑板擦，放手，黑板擦被弹起；被弯曲的竹片上放一粉笔头，放手，粉笔头被弹起。

提问：为什么黑板擦、粉笔头被弹起？

引导学生回答：形变的物体要恢复原状，对和它接触的物体有力的作用，就被弹起。

提问：如果粉笔头、黑板擦与形变物不接触，会受到这个力吗？

引导回答：不接触一定不会受到这个力 学生总结什么是弹力？

板书：发生形变的物体，由于要恢复原状，对跟它接触的物体产生地的作用，这种力叫弹力。

可见，弹力的产生需两个条件：直接接触并发生形变。

2、任何物体都会发生形变

实验操作：显示微小形变的装置向学生作一简单介绍。

（1）入射光的位置不变，将光线经M 、N 两平面镜两次反射，射到一个刻度尺上，形成一光亮点。用力压桌面，同学会看到什么现象？

学生：光点在刻度尺上移动？

学生分析：桌面有了形变，使M 、N 平面镜的位置发生了微小的变化。

总结：我们通常用眼看到一些物体发生形变，还有一些物体眼睛根本观察不到它的形变，比如一些比较坚硬的物体，但是这些物体都有形变，只不过形变很微小。所以，一切物体都在力的作用下会发生形成。

3、弹力的方向

一般情况下，凡是支持物对物体的支持力，都是支持物因发生形变而对物体产生弹力。所以支持力的方向总是垂直于支持面而指向被支持的物体。

例1：放在水平桌面上的书

书由于重力的作用而压迫桌面，使书和桌面同时发生微小形变，要恢复原状，对桌面产生垂直于桌面向下的弹力F 1，这就是书对桌面的压力；桌面由于发生微小的形变，对书产生垂直于书面向上的弹力F 2，这就是桌面对书的支持力。

学生分析：静止地放在倾斜木板上的书，书对木板的压力和木板对书的支持力。并画出力的示意图。

结论：压力、支持力都是弹力。压力的方向总是垂直于支持面而指向被压的物体，支持力的方向总是垂直于支持面而指向被支持的物体。

引导学生分析静止时，悬绳对重物的拉力及方向。

引导得出：悬挂物由于重力的作用而拉紧悬绳，使重物、悬绳同时发生微小的形变。重物由于发生微小的形变，对悬绳沉重竖直向下的弹力F 1，这是物对绳的拉力；悬绳由于发生微小形变，对物产生竖直向上的弹力F 2，这就是绳对物体的拉力。

结论：拉力是弹力，方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向。

4、巩固训练（出示投影片）

（1） 画出下列各静止物体的弹力（接触面光滑）

（2）师生共评：弹力的方向总跟接触的面垂直，面与面接触，点与面接触，都是垂直于面；点与点的接触要找两接触点的公切面，弹力垂直于这个共切面指向被支持物。

强调：象B 图中，斜面与球间有无弹力？

对小球状态进行分析：如果小球受到斜面弹力，小球在水平方向上不会静止，会向右运动。由此可判定小球不受斜面的弹力。这是判定相接触的物体间是否有弹力得基本方法，说明两接触物体接触但没有发生形变。

5、形变的种类

请同学阅读P 6，看形变的种类有哪些，举例说明。

学生：形变分为拉伸形变、弯曲形变、扭转形变。比如弹簧的伸长或缩短为拉伸形变，弓、跳板的形变为弯曲形变，金属丝被扭转为扭转形变。

总结：产生弹力的大小与形变程度有关，形变程度越大，产生的弹力就越大。

三、小结

1、弹力产生的条件

2、弹力方向的确定

3、形变的种类

四、作业

练习二、3、4、5

3.2 弹 力（2）

3、对“胡克定律”的学习

教师活动：指导学生进行实验研究，从感性认识出发，上升到理性认识。

学生活动：学生实验探究，讨论交流，得出结论。

点评：感受弹簧弹力的大小与弹簧形变的关系。

教师活动：利用传感器，通过计算机实时测量，处理试验数据，分析买验结果。

学生活动：学生观察思考，通过计算机演示物理量之间的关系。

点评：实验研究――胡克定律，使学生了解科学的研究问题的方法。

教师活动：指导学生如何对数据进行处理（利用图象处理），如何分析图象找出规律。

学生活动：学生讨论交流，总结现津，得出结论。

点评：培养学生进行数据分析、探索和寻找数据之间的关系，发现物理规律的能力。

教师活动：指导学生做F -x 图象，利用数学知识确定F 和x 的关系，找出物理规律。

学生活动：学生利用用实验数据做图象，进一步体验用图象处理数据的方法。

点评：掌握用图象处理实验数据的方法。

注意事项：

1. 本实验要求定量测量，因此要尽可能减小实验误差。标尺要竖直且紧靠指针以减小读数带来的误差，每次改变悬挂钩码个数后，要待系统稳定后再读数。

2. 实验中所提供的米尺精确度为1mm ，应估读一位。

3. 弹簧组的说明书已经说明每个弹簧的弹性限度，注意不要超过它的弹性限度使用。

通过以上实验能得出什么结论？

胡克定律：在弹性限度内，弹性物体的弹力和弹性物体的伸长（或压缩）的长度成正比，即F =kx ，其中k 是劲度系数，单位是N/m。

例题：有一根弹簧原长为L 0=0.15m ，在下面挂上0.5Kg 的重物后长度变成了18cm ，求弹簧的劲度系数。

解答：已知弹簧的原长为L 0=0.15m ，后来的长度为L =0.18m ，弹簧的弹力为5N ，伸长量为x =0.03m ，由胡克定律F =kx 可知，k =F =166.7N/s. x

说明：不同材料的弹簧劲度系数是不一样的，同一种材料的弹簧形状和长度不相同时，其劲度系统也是不一样的。

训练：竖直悬挂的弹簧下端，挂一重为4N 的物体时弹簧长度为12cm; 挂重为6N 的物体时弹簧长度为13cm ，则弹簧原长为，劲度系数为N/s。

解析：弹簧上悬挂物体时弹簧在伸长，由胡克定律可知：弹簧的拉力与弹簧的伸长量成正比，即F =kx ，其中k 为劲度系数，x 在数值上等于伸长后总长度减去原长L 0，即x =L -L 0，改变悬挂重物的重力，伸长量变化，这样可以列出两个方程，通过方程组可求出弹簧原长和劲度系数。

设弹簧的原长为L 0，劲度系数为k ，设挂G 1=4N 的重物时弹簧的长度为L 1，挂G 2=6N 的重物时弹簧的长度为L 2，则L 1=13cm , L 2=13cm ，由胡克定律得：

G 1=k (L 1+L 2)

G 2=k (L 2-L 0)

代入数据解得：L 0=10cm , k =200N /m

课堂小结：在弹力的教学过程中，在这样几个难点需要突破，一是任何相接触的物体间都可能有弹力，弹力的产生条件是接触并且有形变，但是有些物体的形变量很小，不容易观察到，就会使学生产生这样的疑问：这种情况下弹力到底有没有？例如物体放在桌面上，压力和支持力不通过 形变来判断，解决这个问题的方法是微小形变的演示，通过演示，使学生确信任何两个接触的物体间都可以有弹力。另外一个难点是弹力有无的判断，解决这个问题可以用假设判断的方法，不仅让学生知道判断的访求，更应该让学生学会这些方法的迁移，例如假设的判断方法，也可以用到摩擦力的有无的判断中去。一般弹力大小的判断要根据物体的实际情况 判断，而弹簧弹力的判断可以根据胡克定律进行判断，让学生通过实验“发现”胡克定律，在发现中锻炼探究物理规律的能力。

3.3 摩擦力

★教学目标

(一) 知识与技能

1. 知道摩擦力的概念及分类，知道这两种摩擦力的分类

2. 知道静摩擦力产生的条件，会判断静摩擦力的大小和方向

3. 知道滑动摩擦力产生的条件，会判断滑动摩擦力的大小和方向

4. 知道最大静摩擦力与滑动摩擦力的关系。

5. 了解动摩擦因数μ的决定因素，会用实验测量计算μ

6. 知道日常生活中如何防止和利用摩擦力。

(二) 过程与方法

7. 通过观察演示实验，概括出摩擦力产生的条件及摩擦力的特点，培养学生的观察、概括能力。

8. 通过静摩擦力与滑动摩擦力的区别对比，培养学生分析综合能力。

9. 在研究影响滑动摩擦力因素问题中学会运用控制变量的方法

(三) 情感态度与价值观

10. 从探究中获得积极的情感体验和认真、严谨的科学态度和科学精神

11. 通过对生活中有益摩擦和有害摩擦的分析, 对学生进行辩证唯物主义的教育

★教学重点

1. 静摩擦力的有无，大小及方向的判断

2. 滑动摩擦力的有无，大小及方向的判断

★教学难点

1. 静摩擦力的有无，大小及方向的判断。

★教学过程

师：上节课学习弹力时曾提到，弹力是接触力，接触力从性质上分为弹力和摩擦力，今天我们的学习任务就是学习了解摩擦力。

师：对于摩擦力，我们在初中的时候已经接触过了，而且知道摩擦力可以分为滑动摩擦力、静摩擦力和滚动摩擦力。大家都试着回想一下，你还记得哪些知识。(不需要学生回答出来，学生自己明白就好) 现在请同学们利用你们的课桌和书本做一个简单的实验：把书平放在桌面上，给书本一个初速度，仔细观察书本滑出后在桌面的滑行情况是怎样的？

生：书本在滑动过程中速度会逐渐减小并最终停止下来。

师：是什么原因导致书本的速度越来越慢呢？ 生：是因为受到了桌面给书本的摩擦力。 师：桌面给书本的摩擦力是三类摩擦力中的哪一类呢？ 生：是滑动摩擦力。

师：对，当一个物体在另一个物体表面滑动时，会受到另一个物体阻碍它滑动的力，这个力叫做滑动摩擦力。我们也可以用手掌在桌面上滑动来感受滑动摩擦力。

师：当我们用手掌压着桌面滑动时，桌面给手掌的摩擦力向什么方向？

生：与手掌的运动方向相反，阻碍物体的运动。

师：手掌在桌面滑动时，桌面对手掌有摩擦力作用，那手掌对桌面有摩擦力作用吗？为什么？ 生：根据力的作用是相互的，我知道桌面给手掌摩擦力的同时手掌也会给桌面以摩擦力。 师：那手掌给桌面的摩擦力向什么方向？ 生：跟手掌的运动方向相同。

师：对！从这里也要看到作用力与反作用力是方向相反的（解释）。

师：那桌面受到的摩擦力是三种摩擦力中的哪一种？ 生：是静摩擦力！ 生：不是，应该是滑动摩擦力！

师：是滑动摩擦力！有同学不明白了，桌面没有滑动啊，怎么会是滑动摩擦力，这就要涉及到滑动摩擦力的概念了。什么样的力是滑动摩擦力？如果产生摩擦力的两个物体是相对运动的，那它们之间产生的摩擦力就是滑动摩擦力。什么意思？就是说看一个力是不是滑动摩擦力不是看这个物体是不是运动的（我们平时讲一个物体是否运动是选择地面为参考系的），而是看产生摩擦力的两个物体间是不是相对运动的。刚才我们研究的是手掌与桌面之间的摩擦力，而手掌与桌面是相对滑动的，所以手掌与桌面间的摩擦力是滑动摩擦力。手掌相对于桌面是滑动的，所以桌面给手的是滑动摩擦力，桌面相对于手也是运动的，所以手给桌面的摩擦力也是滑动摩擦力。

师：大家应该还记得什么是相对运动吧？所谓的相对运动就是两个物体分别以对方为参考系所表现出来的运动，而不是相对于地面或其它参考系得出来的运动。比如手掌在桌面上向正北方向运动，那手掌相对于桌面的运动是怎样的？ 生：手掌相对于桌面是向北运动的。

师：桌面相对于手掌的运动是怎样的？ 生：桌面相对于手掌向南运动。

师：大家还可以再做一个实验体会一下：左手压在一本书上，右手将书抽走，整个过程中要保持左手不动，由于书本与左手间是相对滑动的，所以无论是书给手的摩擦力还是手给书的摩擦力均是滑动摩擦力。

【牢记】：一个力是不是滑动摩擦力，看产生这个摩擦力的两个物体间是不是相对滑动的。

师：下面我们来讨论滑动摩擦力产生的条件。请同学们思考一下，怎样才能产生滑动摩擦力？

生：首先两物体一定要相互接触，再者相互接触的两物体间一定要有相对运动。 生：还有地面不能是光滑的。

师：很好！能归纳出这几点已经很不错的，其实还差一个条件，就是两物体间不但要接触，而且要挤压。这个结论我们也可以通过刚才的实验体会出来。第二个实验中，左手压书，右手抽书，如果左手压书的力越小，右手抽书需要克服的摩擦力就越小，我们可以想象当左手压书的力小到接近于0时，手与书之间的摩擦力也将小到接近于0，说明光接触还不行，还得挤压。

滑动摩擦力产生的条件：

1、接触并挤压

2、两物体间有相对运动。

3、接触面都不光滑。

【牢记】：有摩擦力必有弹力，有弹力不一定有摩擦力。

滑动摩擦力的方向：

师：下面我们来归纳滑动摩擦力的方向。

师：手掌在桌面上滑动时，手掌受到桌面给它的作用力有几个？

生：有两个，一个是桌面给手掌的支持力，一个是桌面给手掌的滑动摩擦力。

师：支持力的方向向什么方向？摩擦力的方向向什么方向？

生：支持力的方向垂直于桌面向上，摩擦力方向与手滑动方向相反。

师：这两个力的方向有什么关系？同一直线还是成一角度？角度是多大？

生：这两力是垂直的，因为支持力垂直于接触面，而摩擦力与接触面相切。

【牢记】：弹力与摩擦力相互垂直。

师：现在我们已经知道摩擦力与接触面相切，但具体是向哪个方向呢？有没有同学能不说一说？我们可以以第一实验为例，大家根据手掌受到的摩擦力和桌面受到的摩擦力来对比总结。

生：是不是与运动方向相反啊？

生：不能这样说，因为桌面也受到的摩擦力，但桌面没有运动，当然也无法谈起与运动方向相同或相反的说法。

生：我想应该是与相对运动方向有一定的关系，因为刚才我们已经了解到：如果两个物体有相对滑动，那它们之间产生的摩擦力叫做滑动摩擦力。

师：经过大家的努力，摩擦力方向的真面目就快要露出来了，滑动摩擦力的根本是两物体间的相对滑动，所以研究滑动摩擦力的方向我们要从它与物体的相对运动方向的关系着手。

板书：（手掌在桌面上向正北方向滑动）

手受到的滑动摩擦力方向：正南 桌面受到的滑动摩擦力的方向：正北

手相对于桌面的运动方向：正北 桌面相对于手的运动方向：正南。

【牢记】：滑动摩擦力方向与相对运动方向相反。

师：我们同样可以结合第二个例子体会。

师：现在我引入滑动摩擦力的下定义，相信经过刚才的一番探究讨论，我们一定对能定义有更深刻的理解

【定义】：当两个物体彼此接触挤压且有相对运动时，接触面上会产生一种阻碍相对运动的力，该力叫做滑动摩擦力。

大小：

师：大家猜想滑动摩擦力的大小会哪些因素有关呢？

生：我想可能与两物体间的挤压力、相对运动速度、接触面面积、接触面粗糙程度等因素有关。 师：既然有这么因素可能影响滑动摩擦力的大小，我们该如何着手进行研究呢？

生：我们只能一个一个地来，比如我们可以先研究摩擦力大小于两物体间挤压力的有关系，研究出这两个量之间的关系后，再研究摩擦力大小与相对运动速度的关系，就这样一个个在进行研究。不可能同时

研究摩擦力大小与所有因素的关系，因为你不会知道摩擦力变化了究竟是由哪个因素的变化引起的。 师：好！如果我准备研究摩擦力大小与两物体挤压力关系时，如何保证摩擦力的变化就是因为压力变化引起的。

生：很简单，只要在研究压力变化对摩擦力大小变化影响的实验中保持其它所有因素不变就行了。 师：这位同学回答得非常好！如果一个物理量与多个因素有关，我们在研究某一个因素对该物理量的影响时，应控制其它与该物理量有关的因素不变，这种研究方法在物理上叫做“控制变量法”。

师：实验表明，滑动摩擦力的大小与两物体之间的压力成正比，即f =μ⇒f =μN 。其中μ是比N

例常数（它是两个力的比值，没有单位）。叫做动摩擦因数。它的数值与两物体的材料和接触面粗糙程度（现在研究表明并非越光滑阻力越小）有关。N 是物体之间的弹力，因为弹力与接触面垂直，所以又叫做正压力。

观看滑动摩擦力的视频文件

师：我这边有些简单的实验仪器：木块、长木板、弹簧秤、布面、砝码等，课后同学们可以利用这些仪器设计实验来验这个结论。

例1：砖横放和竖放在地面移动时受到的滑动摩擦力哪一个大？

【牢记】：f 与接触面积无关。

例2：那物体分别做匀速直线运动和匀加速直线运动时的滑动摩擦力大小关系如何呢？

【牢记】：f 与相对运动速度无关。

例3、下列说法正确的是（AD ）

A. 只有相互接触且发生相对运动的物体间才可能产生滑动摩擦力。

B. 只有运动的物体才可能受滑动摩擦力。

C. 受弹力的物体一定受滑动摩擦力

D. 受滑动摩擦力的物体一定受到弹力。

方向：

师：前面已经学过，滑动摩擦力的方向与物体相对运动方向相反。

实例分析

v

v 例4、

(1)

(2)汽车启动时，车上货物向后滑动，分析货物受到的滑动摩擦力的方向。解：可以用书本上拉黑板擦来示范，让学生明白，虽然货物相对车是后退了，但相对于地面是前进了，其实常识也可以告诉我们：货物从静止到跟车一起以相同的速度向前运动，说明车启动的过程中货物也在加速启动，那是谁给它这个动力的呢？很明显是摩擦力啊；

(3)汽车刹车时， 车上货物向前滑动，试分析货物受到的没动摩擦力的方向。

解：货物相对车向前， 是受到的摩擦力向后；车相对于货物向后，则受到的滑动摩擦力向前。

（4）接触面均不光滑。

B 与地面之间的摩擦力与刚才一样，先略过去，主要看AB 之间的摩擦力。AB 之间接触挤压，有相对运动，接触面不光滑，所有条件满足，所以AB 之间有摩擦力的存在。A 相对于B 向右运动，所以B 给它一个向左的摩擦力来阻碍它的这个相对运动。B 相对于A 向左运动，所以A 给B 一个向右的摩擦力来阻碍

B

的这个相对运动。（其实大家也可以想得到，系在墙上的绳子被拉紧了，肯定有一个力把A 向左拉，那就是摩擦力了）

（5）已知：传送带静止时，将物体轻轻放上，物体将由静止开始下滑，若传送带反向转动时，会不会减缓物体下落速度甚至物体不下落呢？

（6）看图，斜面光滑，传送带不光滑。若带子不动时，物体从高处下来后会冲出带子，若带子反向转动呢？

例5、一物体正在水平桌面上沿正东方向做直线运动，物体与桌面间的动摩擦因数μ=0.2，物体的质

2量为m=10kg，g=10m/s，此时物体正受一个沿正西方向的水平拉力F=20N的水平拉力的作用，求此时物体

受到的滑动摩擦力。

解：物体相对于桌面向东运动，所以受到的滑动摩擦力方向向西，大小为

f =μN =0.2×10×10=20N

日常生活中我们常常见到这样一种现象，一个大木箱停放在地面上，你用力推，没推动，什么原因呢？有人会讲：“你力气太小呗”。那你们有没有想过，是什么阻碍木箱的运动呢？我们先来对物体进行受力分析看看。

F 和支持力N 。由于你没有推动，物体是静止的，根据牛顿第一定律，物体应该受力平衡即所受的力相互抵消。看图：图中N

和G 相互抵消，但还剩下一个拉力F 无法被消去，所以物体必然还受到一个我们以前没有接触过的力，该力与F 等大反向。那么这个力是什

么力呢？是谁施给物体呢？该力肯定是接触力，而跟物体接触的只有地面，难道也是地面给的？不错！这个力就是地面给物体的，叫做静摩擦力。大家想一想，如果地面是光滑的，那么推动这个物体还有那么难吗？没有，这说明这个力也是因为接触在粗糙有摩擦造成的。由于这个力产生在相对静止的两个物体的接触面上，所以叫做静摩擦力。

师：刚才你向右推没推动，理论分析受到的静摩擦力向左，那如果你从右面向左推也没有推动，那此时受到静摩擦力应该向哪个方向呢？生：理论分析应该向右。

师：学习滑动摩擦力时，我们知道滑动摩擦力是阻碍相对运动，那你们知道静摩擦力阻碍的是什么吗？生：虽然物体间没有相对运动，但在推力作用下物体有相对运动趋势，所以我想静摩擦力阻碍的是相对运动趋势吧？

师：回答得很好 ，下面我们来学习静摩擦力的定义：

静摩擦力：两物体接触挤压且有相对运动趋势时，接触面上会产生一种阻碍相对运动趋势的力，该力叫做静摩擦力。

产生条件：

1、接触并挤压（弹力产生的条件）

2、有相对运动趋势。

3、接触面都不光滑。

大小：

还是推箱子的问题，如果你用10N 的力推箱子没有推动，理论分析说明此时的静摩擦力大小是10N ，如果你用100N 还没有推动，理论分析说明此时静摩擦力的大小是100N ，如果你用500N 还是没有推动，静

摩擦力就是500N 。

但我们知道，随着推力的增大，物体总有被推动的时候，当推力增大到某一个值F mac 时物体就要滑动，此时静摩擦力达到最大值。所以F mac 叫做最大静摩擦力。

那最大静摩擦力与哪些因素有关呢？

我们在日常生活中也经常看到这们的事实：在越粗糙的地面上想把箱子从静止推动需要的力越大，同时在同一地面上，如果在箱子上坐一个人时与不坐人时需要的力要大些。那么从这些现象大家觉得F mac 应该与哪些因素有关呢？

当推力达到最大静摩擦力时，物体开始滑动，物体将受滑动摩擦力，那么滑动摩擦力与最大静摩擦力的大小关系如何呢？

演示实验：

实验装置如右图

在弹簧测力计的指针下轻塞一个纸团，它可以随指针移动，并作

为指针到达最大位置的标记。继续用力，当拉力达到某一数值F mac 时木

块开始移动，此时测力计拉力示数突然减小，并且从此在拉力F 0的作

用下匀速直线运动。

分析：物体开始由于静摩擦力作用保持静止，该过程中静摩擦力始终等于拉力，所以图象斜率等于1。当拉力达到F mac 时物体开始由静止到运动，此后物体受到的摩擦力变为滑动摩擦力。由于在物体开始运动的一瞬间测力计示数突然减小，说明物体受到的阻力突然减小，这就是说F mac 大于滑动摩擦力。又因为物体能在F 0的作用下匀速直线运动，说明物体受到的滑动摩擦力大小是F 0。

结论：

1、 静摩擦力的大小由外部因素决定 ，一般可由物体的运动状态进行受力分析中得出。（比如推箱子中，由于物体是静止的，所以合外力是零，从而知道静摩擦力随推力的增大而增大）与μN 无关，μN 只决定最大静摩擦力。

2、 0 f 静 f max ，F mac 一般情况下大于滑动摩擦力，无特殊说明情况下，近似认为F mac 等于滑动摩擦力。

带领学生观看视频文件及动画文件，加深印象。

方向：与相对运动趋势相反。

如何判断物体间是否有相对运动趋势以及相对运动趋势的方向

1、假设不存在法

什么叫做运动趋势呢？就是有运动的动向却没有付诸行动，大家想一想，为什么物体间有相对运动的动向却没有付诸行动呢？就是因为有静摩擦力阻碍了这个相对运动趋势，使它没有变成现实。那如果没有静摩擦力，物体的相对运动趋势就应该能变成行动了，所以如果我们假设摩擦力不存在，那么我们从物体间运动状态不同和物体受力分析中可以看出物体间是否有相对运动趋势以及相对运动趋势的方向。如下图：

人推木箱没推动，那木箱与地面之间有没有摩擦力呢？假设摩擦力不存在，则木箱将会向右运动，说明存在静摩擦力，且木箱相对于地面有向右运动的趋势。

2、牛顿定律

其实大多情况下，我们并不是看物体的相对运动趋势，我们只要综合受力分析和牛顿定律，就可以判断出静摩擦力了。比如下图，求AB 间摩擦力和B 地间摩擦力。

因为A 匀速，所以A 应该受力平衡，A 竖直方向受两个力：重力；B 对A 的支持力，这两力相互抵消。水平方向如果受摩擦力，则A 不可能受力平衡，说明A 肯定不受摩擦力。

举例：

1、人用F 力向右推箱子没有推动

解：很明显，如果没有摩擦力，物体受到重力G 、支持力N 和推力F ，物体是不能保持静止的，将向右运动，所以箱子相对于地面有向右运动的趋势，它受到的静摩擦力方向向左。根据力的作用是相互的，所以箱子对地面的静摩擦力是向右的。

2、三角斜面上静止的木块

解：如果不存在摩擦力，则物体受到重力G 和支持力N 是不能保持静止的，将向下滑，所以木块相对于斜面的运动趋势是向下滑的，它受到的静摩擦力沿斜面向上，斜面的受到的静摩擦力沿斜面向下。

3、放在汽车里的箱子随汽车由静止启动过程中与汽车没有相对滑动。

解：如果不存在摩擦力，箱子只受重力G 和支持力N ，而且这两个力相互抵消，由于物体本来是静止的，所以物体应该仍然保持静止，而汽车启动了，则汽车相对于箱子向前了，箱子相对于汽车落后了，所以箱子受到向前的静摩擦力，汽车受到向后的静摩擦力。]

4、人行走时，脚与地面间的摩擦力是静摩擦力还是滑动摩擦力，方向如何？

解：带领学生看动画演示知：脚与地面的摩擦力是静摩擦力，地面对脚的摩擦力方向向前。

5、自行车前后轮与地面的摩擦是静摩擦还是滑动摩擦，前后轮所受摩擦力方向如何？

解：是静摩擦力，前轮所受摩擦力方向向后；后轮所受的摩擦力方向向前。

例6、判断静摩擦力方向

1、人紧握瓶子水平移动

2、 3、 4、

1、摩擦力（不管是静摩擦力还是动摩擦力）可以动力也可以是阻力

动力和阻力是从效果上来讲的：

动力：促进物体运动的力（暂时理解为该力与速度同向）

阻力：阻碍物体运动的力（暂时理解为该力与速度反向）

举例：一个正在下落的物体，它受到重力G 和空气阻力f 的作用，重力方向与速度同向，该力是动力，促进物体下落。空气阻力与速度反向，阻碍物体下落，是阻力。

师：那摩擦力是动力还是阻力呢？生：

阻力！

师：为什么呢？生：因为摩擦力方向与速度方向相反！

师：你怎么知道的呢？生：概念讲的啊？

师：概念怎么讲的啊？再仔细看看！

注意：摩擦力是与相对运动或相对运动趋势相反，并不是与物体运动相反。（运动和相对运动不是一回事，无特殊说明的情况下我们讲的运动通常是指物体相对于地面的运动，而摩擦力看的是产生摩擦力的两个物体之间的相对运动）

举例：

1、汽车启动时，放在车里的箱子相对于汽车向后滑，这里箱子受到的摩擦力是动力还是阻力呢？箱子对汽车的摩擦力是动力还是阻力呢？

解：是动力。箱子相对于汽车向后滑，所以箱子受到汽车向前的滑动摩擦力。有一点容易弄错的是，虽然箱子相对于汽车向后，但其实箱子和汽车都是向前运动的（以文具盒压在书本上然后抽来例），所以是动力。箱子对汽车的摩擦力是阻力。

2、缓慢（以接近0的速度匀速）拉动物体B ， AB 相对静止，弹簧伸长。这段过程中B 对A 的静摩力是动力还是阻力？A 对B 的摩擦力是动力还是阻力呢？

解：B 对A 的摩擦力是动力。这里A 相对于B 有向后的运动趋势，所以A 受到B 向前的静摩擦力（从弹簧的伸长可以知道），同时A 是向前运动，所以这里静摩擦力是动力；A 对B 的摩擦力是阻力, 因为A 对B 的静摩擦力是向后的，而B 是向前的，所以是阻力。

3、经典例子：两块木板间夹一木块，任意方向匀速运动，受到静摩擦力始终竖起向上，该力可以是动力或阻力看你向哪个方向匀速。

2、静摩擦力还是滑动摩擦力看物体间是相对静止还是相对运动

静止的物体可以受到滑动摩擦力

在地面上推箱子，箱子对地面的摩擦力是滑动摩擦力，但地面却是静止的。

运动的物体也能受到静摩擦力

物体在传送带上匀速度上升，它是运动的，但它却受到静摩擦力。

除了滑动摩擦外，还有滚动摩擦。滚动摩擦是一个物体在另一个物体表面滚动时产生的摩擦。当压力相同时，滚动摩擦比滑动摩擦小很多。滚动轴承就是根据这一点制成的。

在生产、生活中，我们有时需要加大物体之间的摩擦力，有时又需要减小物体之间的摩擦力。钻木取火利用了摩擦生热，古埃及金字塔以滚动摩擦代替滑动摩擦、磁悬浮列车。

有利:鞋底做得越粗糙就越不容易打滑, 是因为增加了鞋与地面的摩擦, 因此要将鞋底做得更粗糙, 才使人不易滑倒; 木匠把木板打磨光滑, 是用砂纸与木板的摩擦将木板打磨光滑的; 洗衣机洗衣服是经过转动使衣服与水产生摩擦, 才能将衣服洗干净的; 等等, 这些有利摩擦我们都要多多利用.

有害:机器运转是会相互摩擦发热, 造成无谓的能量损失和有害与零部件, 缩短了机械使用寿命, 因此要把接触面造得更加光滑; 在泥泞的道路或雪地里, 汽车容易打滑, 易发生事故. 所以要尽量将车轮造得更加粗糙或加铁环; 等等这些都是有害摩擦.

3.4 力的合成

★三维目标

（一）知识与技能

1、掌握力的平行四边形定则，知道它是力的合成的基本规律。

2、初步运用力的平行四边形定则求解共点力的合力；能从力的作用效果理解力的合成、合力与分力

的概念。

3、会用作图法求解两个共点力的合力；并能判断其合力随夹角的变化情况，掌握合力的变化范围，会用直角三角形知识求合力。

（二）过程与方法

1、能够通过实验演示归纳出互成角度的两个共点力的合成遵循平行四边形定则；

2、培养学生动手操作能力、物理思维能力和科学态度、观察能力、分析能力、协作能力、创新思维能力、表达能力。

3、培养学生设计实验、观察实验现象、探索规律、归纳总结的研究问题的方法的能力。

（三）情感、态度与价值观

1、培养学生的物理思维能力和科学研究的态度。

2、培养学生热爱生活、事实求是的科学态度，激发学生探索与创新的意识。

3、培养学生合作、交流、互助的精神。

★教学重点

1、通过实验归纳出力的平行四边形定则

2、力的平行四边形定则的理解和应用。

★教学难点

1、对物体进行简单的受力分析、通过作图法确定合力

2、合力与分力间的等效替代关系，尤其是合力的大小与两个分力间夹角的关系。

★教学方法

1、创设情景，引导启发，让学生体会并接纳等效观点，从而得出合力、分力的概念。

2、实践体验，实验探索，归纳总结，从而得出平行四边形定则。

★教学用具：

多媒体、总重力为200N 的一桶水（依情况而定）、合力与分力关系模拟演示器（磁性黑板、带磁铁的滑轮、钩码、橡皮筋（带细绳套）、实验器材（学生分组实验用）；方木块1块、弹簧秤2个、橡皮筋1条，20cm 细线1条（两端打好套）、白纸1张、图钉几个、三角板一对

★教学过程

（一）引入新课

教师活动：请两位同学到讲台前，让一位同学提起重为200N 的一桶水，请下面同学分析该同学施加

的提水的力为多大？然后请两同学一起提起水桶，请同学们一起分析提水桶的有几个力？

从效果上看跟刚才用一个力提一样吗？

学生活动：学生观看两位同学的操作，同时考虑并回答教师的问题。

学生回答：效果是一样的。

点评：通过实践体验，让学生体会一个力的作用效果与两个或更多力的作用效果相同、目的是激发学生学习兴趣，引导学生体会等效观点。

教师活动：引导学生思考：生活中还有哪些事例是说明几个力与一个力的作用效果相同的？

学生活动：学生思考讨论列举实际例子：用两条细绳吊着日光灯、很多只狗拉着雪撬前进、抗洪救灾

中解放军搬沙袋、打夯等。

点评：通过列举生活中的实例，进一步体会一个力可以与几个力的作用效果相同。培养学生观察生活的能力，同时激发学生对生活的热爱。

教师活动：启发引导同学找出这些例子的共性，给出合力和分力的概念。

学生活动：积极思考，领会合力、分力的等效替代关系。

（二）进行新课

1、力的合成

一个力与几个力产生了同样的效果, 可以用这一个力代替那几个力, 这一个力是那几个力的合力，那几个力是这一个力的分力。

当一个物体受到几个力的共同作用时，我们常常可以求出这样一个力，这个力的作用效果跟原来

几个力的作用效果相同，这个力就叫做那几个力的合力。求几个力的合力的过程叫做力的合成。下面我们就来探究一下求几个力的合力的方法。

教师提问：那么如何才能求出几个力的合力呢？也就是说合力与分力之间有什么关系？

教师活动：教师出具合力与分力关系模拟演示器，告诉学生有关的器材，以及实验的目的，让学生自

己设计一个实验来探究求合力的方法（学生可能提出好多不同的设计方案，教师要引导学

生选择其中的最佳方案）。教师可提出如下问题：在这个实验中合力与分力等效的标志是

什么？（橡皮条的伸长量相等）然后教师可让学生（2－3人）自告奋勇去前面操作，下面

的学生观察，引导学生找出操作同学的不妥之处。在实验结果的处理时，引导学生先做出

各力的图示，让操作的同学和下面同学一起讨论合力与分力之间的关系。（学生此时也可

能有很多种猜想，比如：把两个力直接加起来等。教师可参与学生的讨论，筛选出有一定

道理的猜想）

学生活动：根据老师出示的合力与分力关系模拟演示器，思考：在这个实验中研究什么问题？在这个

实验中合力与分力等效的标志是什么？用什么样的方案去探究？然后与邻近的同学交换

一下意见。

学生代表到前面去做实验的时候，同学们要认真观察，并与自己设计的方案相比较，看哪

个方案更好一些。同时要找一下前面同学的操作有无不恰当的地方，并友好地提出来。当

操作的同学根据实验结果画出力的图示时，同学们要积极思考：合力与分力的大小是什么

关系，并形成自己的猜想结论。

实验演示：两个弹簧秤互成角度地悬挂一个钩码，拉力分别为F 1和F 2，再用一个弹簧秤悬挂同一个钩码，拉力为F 。

F 产生的效果是相同的，即均可使钩码处于静止状态，由于力F 分析：F 1和F 2共同产生的效果与力

产生的效果与力F 力F 就叫做力F 这种等效代替的方法是1和F 2共同作用产生的效果相同，1和F 2的合力，

物理学中常用的方法。

进一步实验：

实验设计：一根橡皮条，使其伸长一定的长度，可以用一个力F 作用，也可以用2个力F 1和F 2同时

F 的方向，就可知F 与F 1和F 2间的关系。 作用，如能想办法确定F 1和F 2以及力

演示：将如图所示的实验装置安装在贴有白纸的竖直平板上。

F 1

F 2

F

橡皮条GE 在两个力的共同作用下，沿着直线伸长了EO 这样的长度，若撤去F 1和F 2用一个力作用在橡皮条上，使橡皮条沿着相同的直线伸长相同的长度，则力F 对橡皮条产生的效果跟力F 1和F 2共同作用产生的效果相同，力

F 等于F 1和F 2的合力，在力F 1和F 2的方向上各作线段OA 和OB ，根据选定的标度，

使它们的长度分别表示力F 1和F 2的大小，再沿力F 的方向作线段OC ，根据选定的标度，使OC 的长度表示F 的大小。

问题：由此看来，求互成角度的两个力的合力，不是简单的将两个力相加减，那么互成角度的两个力是不是可以用F 1和F 2的有向线段为邻边所作的平行四边形的对角线来表示呢？

学生实验：将白纸钉在方木板上，用图钉固定一橡皮条，用两只弹簧秤同时用力互成的沿规定方向拉橡皮条，使橡皮条的另一端伸长到O 点，记下此时弹簧秤的读数，这就是分力的大小，再用一只弹簧秤通过细绳套也把橡皮条拉到位置O ，弹簧秤的读数就是合力的大小，细绳的方向就是合力的方向。用力的图示作出这3个力观察找出3个力之间的关系。

F

F 2

结论：总结平行四边形定则：求互成角度的两个力的合力，可以用表示两个力的有向纯然为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向，这就是平行四边形定则。如上图所示。

点评：探究力的合成的平行四边形定则，培养学生实验探究的能力。

学生对于合力和分力的大小关系的猜想，教师应当充分尊重，而不要怕麻烦，要让学生的实验探索落到实处。教师在教学中会发现：学生的思维有时很睿智，教师时常会有惊喜的发现。

教师点评：学生的猜想是否正确，教师要给学生验证的机会：让学生进行分组实验，测量三组数据，

处理完后得出自己验证的结论，即原来的猜想是否正确。让学生自己选出各组的代表，把

实验的情况进行汇报，教师和学生一起进行归纳总结。最后得出求合力的方法一一平行四

边形定则。

在上述过程中教师要引导学生对各组的操作情况、数据处理、语言表述等进行评价和分析。

学生活动：根据学生自己的猜想，利用课桌上仪器进行实验验证，测量三组数据进行处理，看结果如

何。（实验过程中同学之间要团结协作，密切配合），各组的学生代表要在同学们面前陈述

本组的实验结论，和其他组的情况相比较，最后全班同学一起得出求合力的方法。

点评：验证探究的结果是否正确。培养学生科学的思维方法——探究、验证，以及严谨的科学态度。

（三）课堂总结、点评

教师活动：让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。

学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。

点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。

教师要放开，计学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。

五、布置作业

l 、还有没有更好的方案来验证力的合成的平行四边形定则？

2、你身边还有没有物体受共点力的例子？试举出来。

3、课后完成课本上第67页的练习第1、2题做在本上。

4、思考：合力与分力之间的关系。

六、板书设计

1、合力：一个力与几个力产生的同样的效果，可以用这一个力代替那几个力，这一个力是那几个力的合力，那几个力是这一个力的合力。

2、力的合成：求几个力的合力的过程叫做力的合成

3、求的合成法则：平行四边形定则

3.5 力的分解

★教学目标

(一) 知识与技能

1. 理解分力及力的分解的概念

2. 理解力的分解与力的合成互为逆运算，且都遵守力的平行四边形定则

3. 掌握按力的作用效果进行分解的一般步骤，学会判断一个力产生的实际效果

4. 知道合力和（两等大）分力之间的大小关系

(二) 过程与方法

5. 在过程中观察合力与分力关系，会分析物体受力及作用效果

6. 体会力的分解合成在实际应用的的好处。

(三) 情感态度与价值观

7. 学习和领会“等效替代”的科学思想

8. 培养分析观察能力，物理思维能力和科学的研究态度

★教学重点

1. 在实际问题中如何根据力产生的作用效果进行力的分解

★教学难点

1. 如何确定一个力产生的作用效果

2. 知道合力与分力间的某些关系，求未知。

★教学过程

导入：

师：上节课的学习中，我们了解到在效果相同的前提下可以用一个力来等效替换某几个力，这个过叫做力的合成。那在效果相同的前提下我们完全可以用几个力来等效替换某一个力呢？这个过程就叫做力的分解。这也是我们今天要学习的内容。

一、力的分解

【定义】：求一个力的分力的过程叫做力的分解。

师：如何求解一个已知力的分力呢？生：从前面的学习我们已经知道，两个分力与合力之间满足平行四边形定则，力的合成是以两个分力为邻边作平行四边形求对角线，而力的分解则是以一个已知的力为平行四边形的对角线求两个相邻的边。

师：不错！由此可以看到：力的分解是力的合成的逆运算。

师：既然大家都知道求一个已知力的分力就是根据平行四边形的对角线求两个相邻的边，那大家看看黑板，我在黑板上画了一个力，那大家能不能求出它的两个分力呢？

师：好多学生犹豫了，为什么呢？相信不少同学已经看出来了，如果没有特殊限制，那根据一条对角线可以作出无数个平行四边形。也就是说同一个力F

如下图：

从上图可以看出，力F 可以分成F 1 、F 2，也可以分成F 3 456就是说可以用来等效替换F 的分力有无数对。

二、将一个已知力力分解的几种情况：

1

、已知其中一个分力F 1的大小和方向

3

F 1+F 2=F 时有唯一的一组解。3、当F 1+F 2 F 时无解。

4、已知一个分力的大小和另一个分力的方向。

结论：1、当已知大小的分力>F cos θ时，有两组解。

2、当已知大小的分力=F cos θ时有唯一的一组解。3当已知大小的分力

三、实际问题中的力的分解

具体问题中一个力究竟应该怎样分解呢？先让我们一起来看看下面两个实例：

1、农田耕作时，拖拉机斜向上拉耙。

拖拉机拉着耙，对耙的拉力是斜向上的，这个力产生了两个效果；一方面使耙克服泥土的阻力前进；另一方面同时把耙往上提，使它不会插得太深。也就是一个力产生了两个效果（画出物体的受力示意图，如下）。

师：如果这两个效果是由两个力F1、F2产生，使耙克服泥土的阻力前进的效果是由一个水平向前的力F1产生；把耙往上提，使它不会插得太深的效果是由一个竖直向上的力F2产生的。那F1、F2与拉力F 是怎样的一种关系？ 生：一种等效关系，可以进行等效替换。

师：也就是说是分力与合力的关系。

往上提

等效

【牢记】：通常按力的作用效果来进行力的分解． F

2、如图：将一木块放到光滑的斜面上，试分析重力的作用效果并将重力进行分解。

让学生分组思考讨论。

带领学生观察视频文件。

师：力分解到沿斜面方向和垂直于斜面的方向，如图：

师：分析可以看到，上桥时，分力G1阻碍车辆前进，车辆下桥时，分力G1使车辆运动加快。为了行车方便与安全，高大的桥要造很长的引桥，来减小桥面的坡度。

【牢记】：分解后，用G 1和G 2来等效替换G ，则G 不存在了；

1、 G2是作用在物体上的，不是物体对斜面的压力；

2、 G 1使物体下滑，所以G 1又叫做下滑力。可见下滑力是重力的一个分力，并不是一个真实存在的力。

3、 一个力是否是真实的力，看能否找到该力的施力物体。

疑问：

1、力的分解是不是一定要按力的实际作用效果来分解？

【牢记】：不是，根据解题的需要来分解，一般情况下按实际作用效果分解。

2、力的实际作用效果这么难判断，该怎么办？

【牢记】：我们可以综合物体受力分析结果来判断其中某个力的作用效果。如上例中判断重力的实际作用效果。

A 、 受力分析。1、非接触力：重力G ；

2、接触力：物体与斜面和挡板间没有相对运动趋势，所以没有摩擦力；根据牛顿定律，物体静止所受的合外力是0，所以物体与斜面和挡板间必有挤压力，即必受N1、N2。（接触力只有两种）

B 、实际作用效果分析：如果没有重力，物体会与斜面和挡板间有挤压吗？不会！所以重力的两个实际作用效果就是一是使物体与斜面间有挤压，一是使物体下滑从而使物体与挡板间有挤压。

例、如图：两球的重力均为G ，那求解球对挡板和斜面的压力。

θ先理论分析，有假设法。至于棒与绳的区别，如果用绳代替棒，情况不变，说明棒起的就是拉力作用，如果不行，说明棒的作用不是沿棒的方向。

带领学生观看视频文件，

自己设计实验体会

α 三、一个力分解成三个或三个以上的力 A

四、正交分解法：

前面我们已经学习过如何求几个力的合力，就是用平行四边形定则把两个合成一个，两个合成一个„„如此能合成最后一个力。学过力的分解后，对于求合力，我们又有了一种新的方法：正交分解法。

就是建立一个直角坐标系，把所有不在坐标轴上的力分解到两个坐标轴上，接着分别两个坐标轴上的分力

例、如图，物体重为100N

解：方法1、

将两绳子拉力合成等于重力。

方法2、将重力分解到两绳子方向，并相互抵消。

方法3、正交分解法（最好解的方法）

例、如图一个木块正在倾角为θ为的三角斜面上匀速下滑，试求斜面的动摩擦因数。

解：因为匀速，所以合外力为0。物体受重力G 、支持力N 、摩擦力f 。这三个力的合力为0。如何利用这个关系呢？我们可以将重力分解，分解后则有mg cos θ=N ，mg sin θ=μN =μmg cos θ⇒μ=sin θ=tan θ，所以动摩擦因数为tan θ。 cos θ

问：如果此时给物体加上一个沿斜面向下的力F ，那物体现在受到的合外力是多少？

解：加了一个力以后刚才的那三个力都没有变，所以它们的合力还是0，再加上一个力F ，所以物体现在的合力是F 。

日常生活应用：

1、木楔子

2、用绳子拉陷入泥土的汽车（带领学生观察动画）

3、帆船可以逆风而行吗？

4、如果让你来处理索道的技术问题，请问索道设计的绷直还是松一些?