第一篇：高中物理必修1第三節(jié) 摩擦力(經(jīng)典習題及答案)

【本講教育信息】

一.教學內(nèi)容：

第三節(jié)

摩擦力

二.教學要點：

知道靜摩擦力的含義并能分析簡單的事例，知道靜摩擦力是可變的且有最大值。最大靜摩擦力與壓力成正比。知道滑動摩擦力的含義，能用F=μFN 進行計算滑動摩擦力。會判斷摩擦力的方向。

三.重點、難點解析： 1.靜摩擦力

（1）定義：兩個相互接觸而保持相對靜止的物體，當它們之間存在滑動趨勢時，在它們的接觸面上會產(chǎn)生阻礙物體間相對滑動的力，這種力叫靜摩擦力。

（2）產(chǎn)生條件：① 兩物體相接觸；② 接觸面不光滑；③ 兩物體間有彈力；④ 兩物體間有相對運動的趨勢。

（3）大?。红o摩擦力的大小隨推力的增大而增大，所以說靜摩擦力的大小由外部因素決定。當人的水平推力增大到某一值Fm時，物體就要滑動，此時靜摩擦力達到最大值，我們把Fm（或者Fmax）叫做最大靜摩擦力，故靜摩擦力的取值范圍是：0≤F

說明：① 靜摩擦力大小與正壓力無關，但最大靜摩擦力的大小與正壓力成正比。② 靜摩擦力可以是阻力，也可以充當動力。③ 最大靜摩擦力一般比滑動摩擦力大些，但有時認為二者是相等的。

（4）方向：靜摩擦力的方向總是跟接觸面相切，并且跟物體相對運動趨勢的方向相反。如圖1所示，靜止在斜面上的物體m有沿斜面下滑的趨勢，所以物體受到沿斜面向上的靜摩擦力，又如圖2所示，用力F拉水平地面上的A板，A板及板上的物體B保持相對靜止做加速運動，對B而言，對地是運動的，但相對A是靜止的。可假設A、B間無摩擦力，則A做加速運動時，B不可能隨A一起運動，故A、B間有摩擦力。而B畢竟相對A有向后運動的趨勢，所以屬受到方向與運動方向相同的靜摩擦力的作用。

圖1

圖2 注意：運動的物體也可以受到靜摩擦力的作用，靜摩擦力的方向可以與運動方向相同，也可以與運動方向相反，也可與運動方向不在一條直線上，如手握瓶子在水平方向上運動，此時靜摩擦力方向豎直向上，與運動方向是垂直的。2.滑動摩擦力

（1）定義：兩個互相接觸擠壓且發(fā)生相對運動的物體，在它們的接觸面上會產(chǎn)生阻礙相對運動的力，這個力叫做滑動摩擦力。

（2）產(chǎn)生條件：① 兩物體接觸；② 兩接觸的物體必須相互擠壓，發(fā)生形變，有彈力；③ 兩物體間要發(fā)生相對滑動；④ 兩接觸面不光滑。

（3）大?。簝蓚€物體間滑動摩擦力的大小F與正壓力F成正比，即F=μFN。若將木塊放在其它物體上（如玻璃）做相同的實驗，上式仍成立，只是比例系數(shù)μ不同。說明：① μ叫做動摩擦因數(shù)，它只與接觸面的材料、粗糙程度有關μ沒有單位。動摩擦因數(shù)的大小與物體的運動速度無關，與接觸面的大小也無關。② 公式F=μFN中的FN是兩個物體表面間的壓力，稱為正壓力（垂直于接觸面的力），性質(zhì)上屬于彈力，它不是物體的重力，許多情況下需結合物體的平衡條件等加以確定。

（4）方向：滑動摩擦力的方向總跟它們的接觸面相切，并且跟它們相對運動的方向相反。

注意：① 不要把“物體的相對運動方向”與“物體的運動方向”等同起來，在上例中，物體A的運動方向向右，但相對接觸物B的運動方向向左。② 概念中的“相對”兩字要準確理解，“相對”指的是研究對象相對與其接觸的物體而言；③ 滑動摩擦力的方向可能跟物體的運動方向相反，也可能跟運動方向相同。在上例中，A物體所受摩擦力與運動方向相反，B物體所受地面的摩擦力與運動方向相反。3.滾動摩擦

滾動摩擦是一個物體在另一個物體表面上滾動時產(chǎn)生的摩擦，注意：壓力相同時，滾動摩擦比滑動摩擦小很多。4.用假設法判斷摩擦力

判斷靜摩擦力是否存在，要看是否具備靜摩擦力產(chǎn)生的條件，但在通常情況下，其它條件是具備的，關鍵看物體是否有相對運動趨勢。要判斷是否有相對運動趨勢，可用假設法判斷，假設法有兩種，一種是假設接觸面光滑，不存在摩擦力，看是否改變原來的運動狀態(tài)。另一種是假設摩擦力存在，看是否改變原來的運動狀態(tài)。

第一種假設往往用來判斷做變速運動的物體的靜摩擦力和有其它外力存在但物體處于平衡狀態(tài)時的靜摩擦力。第二種假設往往用來判斷物體不受其它外力，物體處于平衡狀態(tài)時的靜摩擦力。

假設法只是判斷摩擦力的一種方法，有時還可以根據(jù)力的作用效果判斷，已知物體A做勻加速運動，說明物體A的運動狀態(tài)發(fā)生了改變，因此，物體A一定受到靜摩擦力作用，5.摩擦力方向的判斷

（1）滑動摩擦力方向的判斷

“滑動摩擦力的方向與物體相對運動的方向相反”是判斷滑動摩擦力方向的依據(jù)。這里要特別注意“相對運動”的含義，它是指研究對象相對于被接觸物體進行的運動，判斷滑動摩擦力方向的具體操作程序是：① 選研究對象（受滑動摩擦力作用的物體）。② 選跟研究對象接觸的物體為參考系。③ 找出研究對象相對參考系的速度方向。④滑動摩擦力的方向與相對運動的方向相反。

（2）靜摩擦力方向的判斷

“靜摩擦力的方向與物體相對運動趨勢的方向相反”是判斷靜摩擦力方向的依據(jù)。這里尤其要注意“相對運動趨勢方向”的判斷，一般是采用化“靜”為“動”的思路，利用“假設法”來判斷相對運動趨勢的方向，即假設研究對象與被接觸物體之間光滑，若它們之間發(fā)生相對滑動，則其相對滑動方向便是原先的相對運動趨勢方向；若它們之間不發(fā)生相對滑動，別說明它們之間原先并無相對運動趨勢。利用這種方法判斷靜摩擦力方向的操作程序是：① 選研究對象（受靜摩擦力作用的物體）。② 選跟研究對象接觸的物體為參考系。③ 假設接觸面光滑，找出研究對象相對參考系的速度方向（即相對運動趨勢的方向）。④ 靜摩擦力的方向與相對運動趨勢的方向相反。

6.摩擦力可充當阻力也可充當動力。

7.運動的物體可受靜摩擦力，靜止的物體可受滑動摩擦力

物體在粗糙地面上滑動時，地面受到的摩擦力就是靜止的物體受滑動摩擦力，上述6中圖所示的物A受摩擦力即為運動的物體受靜摩擦力。8.摩擦力大小的計算

在計算摩擦力的大小之前，必須首先分析物體的運動情況，判明是滑動摩擦力還是靜摩擦力。

（1）滑動摩擦力大小的計算

滑動摩擦力的大小遵從摩擦定律，即F=μFN。

式中μ叫動摩擦因數(shù)，它的數(shù)值跟兩個相關物體的材料和接觸面的粗糙程度有關；FN是接觸面的正壓力，它與物體的重力G是兩種不同性質(zhì)的力，F(xiàn)N的大小、方向與G的大小、方向均不一定相同?；瑒幽Σ亮的大小跟物體的運動速度、接觸面面積的大小沒有關系，計算滑動摩擦力的大小的關鍵是根據(jù)平衡方程或動力學方程（后面將學習）計算正壓力FN的大小。

（2）靜摩擦力大小的計算

靜摩擦力問題一般應根據(jù)物體的運動情況（靜止、勻速運動或加速運動），利用平衡方程或動力學方程（后面將學習，現(xiàn)在可用二力平衡的知識）求解。靜摩擦力的大小與物體的運動情況有關，其數(shù)值在0～Fmax之間（乙為最大靜摩擦力），F(xiàn)max略大于滑動摩擦力F，在要求不高時，可近似認為Fmax=F。11.測定動摩擦因數(shù)

（1）用彈簧秤拉著質(zhì)量為m的滑塊在水平木板上做勻速直線運動（如圖所示）。根據(jù)平衡條件可知滑塊A受到的滑動摩擦力等于彈簧秤對滑塊的拉力F，即通過彈簧秤的示數(shù)可求得滑動摩擦力的大小，根據(jù)μ=F／FN=F／mg可求得動摩擦因數(shù)μ。

【典型例題】

[例1] 如圖1所示，地面上疊放著A、B兩個物體，力F分別作用于A、B兩物體上時，A、B均靜止，試分別分析A、B受到的摩擦力的情況。

圖1 解析：（1）F作用于A物體，A相對B有向右的運動趨勢，B相對A有向左的運動趨勢，故A受到向左的靜摩擦力，其大小也等于F。B受到A給它的向右的靜摩擦力，其大小也等于F。由于A、B相對靜止，B有向右的運動的趨勢，因此B受到地面給它的向左的靜摩擦力Fμ，大小也等于F，如圖2所示。

圖2（2）F作用于B物體上，B相對地面有向右的運動趨勢，故B受到地面給它的向左的靜摩擦力，大小等于Fμ。而A物體若受到B物體給它的摩擦力，則不可能靜止，故A、B之間沒有摩擦力的作用。如圖3所示。

圖3 點評：在判斷物體之間有無靜摩擦力時，也可以先假設兩物體之間有靜摩擦力的作用，而實際情況與判斷的結果不符，則無此靜摩擦力。

[例2] 如圖4所示，C是水平地面，A、B是兩個長方形物塊，F(xiàn)是作用在物體B上沿水平方向的力，物體A和B以相同的速度做勻速直線運動。由此可知，A、B間的動摩擦因數(shù)μ1和B、C間的動摩擦因數(shù)μ2有可能是（）

A.μ1=0，μ2=0

B.μ1=0，μ2≠0

C.μ1≠0，μ2=0

D.μ1≠0，μ2≠0

圖4 解析：由于物體A和B在力F的作用下以相同的速度一起向右做勻速直線運動，所以B、C間一定存在滑動摩擦力，故μ2≠0，由于A向右做勻速直線運動，故可知A不受水平外力的作用，即可知A、B間的摩擦力為0，A與B間既無相對運動，又無相對運動的趨勢，故μ1等于零還是不等于零均可。

答案：B、D 點評：本題為全國高考題，旨在考查動摩擦因數(shù)與摩擦力的關系?；ハ嘟佑|的物體表面間的動摩擦因數(shù)是由互相接觸的物體的表面性質(zhì)決定的。動摩擦因數(shù)是否存在，看其外在表面是否有摩擦力。若有摩擦表現(xiàn)出來，則動摩擦因數(shù)一定不為零；若沒有摩擦力表現(xiàn)出來，則動摩擦因數(shù)的存在就無法判斷，或者存在，或者不存在。

[例3] 重為400N的木箱放在水平地面上，木箱與地面間的最大靜摩擦力是120N，動摩擦因數(shù)是0.25，如果分別用70N和150N的水平力推木箱，木箱受到的摩擦力分別是多少牛? 解析：計算摩擦力時應先判斷出是靜摩擦力還是滑動摩擦力。此題中要用水平力推動木箱，推力必須大于或等于最大靜摩擦力120N，若用70N水平力推時，物體沒有運動，此時靜摩擦力大小可由二力平衡知大小為70N，當用150N的水平力推時，物體發(fā)生相對運動，此時滑動摩擦力為：Fμ=μFN，根據(jù)豎直方向二力平衡得FN=mg，所以Fμ=μmg=0.25×400N=100N。

答案：70N；100N 點評：靜摩擦力和滑動摩擦力不同，滑動摩擦力的大小與壓力成正比，但靜摩擦力大小是0～～Fmax（最大靜摩擦力）之間取值，只有最大靜摩擦力Fmax才與壓力成正比。

[例4] 如圖5所示在兩塊相同的豎直木板A、B間有質(zhì)量為m的4塊相同的磚。用兩個大小均為F的力水平壓木塊，使磚靜止不動，則第2塊磚對第3塊磚的摩擦力大小為（）

A.0

B.mg／2

C.mg

D.2mg

E.F增大，2、3間摩擦力不變

圖5 解析：選磚塊2、3為整體。如圖6所示。則2Ff1=2mg，F(xiàn)f1=mg。

圖6 選磚塊2或3為對象，則有Ff1+Ff23=mg，即Ff23=0。若F增大，2、3間摩擦力仍為零。答案：A 點評：題中選擇研究對象時，應對稱隔離研究對象。如選磚塊2和3整體為對象，由對稱性知：1對2的摩擦力與4對3的摩擦力必相等。若采用不對稱隔離，則分析會很復雜。

【模擬試題】（答題時間：30分鐘）

1.如圖1所示，用外力F水平壓在質(zhì)量為m的物體上（設受力F的面絕對光滑），恰好使物體靜止，此時物體與墻之間的摩擦力為

；如將F增大為3F，物體與墻之間的摩擦力為。

2.下列關于物體受靜摩擦力作用的敘述中，正確的是（）A.靜摩擦力的方向不一定與物體運動方向相反

B.靜摩擦力的方向不可能與物體運動方向相同 C.靜摩擦力的方向可能與物體運動方向垂直 D.靜止物體所受靜摩擦力一定為零

3.一根質(zhì)量為m，長為l的均勻長方體木料，放在水平桌面上，木料與桌面間的動摩擦因數(shù)為μ，現(xiàn)用水平力F推木料，當木料經(jīng)過如圖2所示的位置時，桌面對它的摩擦力是多少?

圖2 4.如圖3所示，一木板B放在水平地面上，木塊A放在B的上面，A的右端通過輕質(zhì)彈簧固定在豎直墻壁上，用力F向左拉B，使B以速度v向左勻速運動，這時彈簧的拉力為FT，則下面說法中正確的是（）

A.木板B受到的滑動摩擦力的大小等于FT B.地面受到的滑動摩擦力的大小等于FT

C.若木板以2v的速度運動，木塊受到的摩擦力大小為2FT

D.若用2F的力作用在木板B上，木塊受到的摩擦力大小仍為FT

圖3 5.判斷下列圖4中各種情況下物體A是否受摩擦力作用。（A和B相對靜止）A.相對地面靜止

B.一起做勻速運動

C.一起向右做勻加速運動

D.一起向右做勻速運動

圖4 6.如圖5所示，質(zhì)量為m的木塊置于水平面上的木板上向左滑行，滑行時木板靜止，木板質(zhì)量M=3m，已知木板與木板間、木板與水平面間的動摩擦因數(shù)均為μ，則在木塊滑行過程中水平面對木板的摩擦力大小為（）

A.4μmg

B.3μmg

C.2μmg

D.μmg

圖5 7.一個重G1=400N的小孩，坐在一塊重G2=100N的木塊上，用一根繞過光滑定滑輪的輕繩拉住木塊，使人和木塊處于相對靜止共同前進（圖6）。已知人的拉力F=70N，則木塊與地面間的動摩擦因數(shù)為（）

A.0.14

B.0.28

C.0.70

D.0.35

圖6 8.為了測量報紙和水平桌面間的動摩擦因數(shù)μ，有人認為一定要有一厚疊報紙，否則壓力太小沒法用彈簧測力計測出壓力和摩擦力。你認為只有一張報紙和彈簧測力計（當然還可以用一些其它的物品）能否測出μ?寫出測量方法。

9.某人推著自行車前進時，地面對前輪的摩擦力為F1，對后輪的摩擦力為F2；該人騎著自行車前進時，地面對前輪的摩擦力為F3，對后輪的摩擦力為F4，下列說法中正確的是（）

A.F1與車前進方向相同

B.F2與車前進方向相同 C.F3與車前進方向相同

D.F4與車前進方向相同

10.全國著名發(fā)明家鄒德俊發(fā)明了一種“吸盤式”掛衣鉤，如圖7所示，將它緊壓在平整、清潔的豎直瓷磚墻面上時，可掛上衣帽等物品。如果掛衣鉤的吸盤壓緊時，它的圓面直徑為

4110?m，吸盤圓面壓在墻上的5的面積跟墻面完全接觸，中間5未接觸部分間無空氣。已知吸盤與墻面間的動摩擦因數(shù)為0.5，則這種掛鉤最多能掛多重的物體?（大氣壓強P=1.0×105Pa）

1圖7

【試題答案】

1.mg；mg 解析：物體受向下的重力為mg，由二力平衡條件知靜摩擦力大小也為mg，方向向上。當推力增為3F時，物體重力不變，則靜摩擦力也不變 2.A、C 解析：靜摩擦力的方向用物體相對哪個方向有運動趨勢較難確定，可利用物體受到的摩擦力產(chǎn)生的效果進行判斷。靜摩擦力的方向是與物體相對運動趨勢的方向相反而不是與物體運動方向相反，例如依靠靜摩擦力而運動的物體，其摩擦力方向與物體運動方向是相同的，人走路就是靠靜摩擦力向前運動的。人受的靜摩擦力方向與人前進（運動）方向相同，由此可知A正確，B、D都是錯誤的，而C是正確的。

3.解析：由于木料是均勻的，故其重心在其中心即l／2處。當木料經(jīng)過圖中所示的位置時，1／3伸出桌外，故此時木料對桌面的壓力為FN=mg。

根據(jù)F=μFN可知，此時木料對桌面的摩擦力為：F=μFN=μmg。

由于力的作用是相互的，即摩擦力是成對出現(xiàn)的，故可知所求桌面對木料的摩擦力F’的大小為：F=F=μmg。

根據(jù)木料相對桌面運動的方向向右，滑動摩擦力的方向與物體相對運動的方向相反，可判斷得：所求桌面對木料的摩擦力F的方向為水平向左。4.D 解析：A、B發(fā)生相對滑動，則A、B間有滑動摩擦力。由于B對A彈力不變，故A、B間的滑動摩擦力不變，與B的運動速度無關，C錯。當拉力為2F時，由水平方向上二力平衡條件知，彈簧的拉力FT不變。故D對。

對B研究，地面對B的彈力不變，與B的運動速度無關，但地面對板B的滑動摩擦力大于B對A的滑動摩擦力，故AB均錯。

5.解析：a、b兩種情況物體A處于平衡狀態(tài)，在水平方向上受合力為零，用第二種假設法判斷，假設物體A受靜摩擦力，則物體A的平衡狀態(tài)被破壞，因此假設是錯誤的。故在a、b兩種情況下物體A均不受摩擦力。c種情況，可用第一種假設法判斷，假設B的上表面光滑，則A不受摩擦力作用，此時A不可能做勻加速運動，故假設是錯誤的，因此，物體A受摩擦力。d種情況，由于A做勻速運動，說明A在水平方向上受合力為零。因為A在水平方向上受到力F的作用，故A在水平方向上一定受到靜摩擦力作用，也可用第一種假設法判斷。6.D 解析：當m向左滑行時受到的摩擦力F=μmg，方向向右，同時m給M一個大小也為F方向向左的摩擦力作用，在整個過程中，M處于靜止狀態(tài)，所以水平面對木板的摩擦力大小也為F=μmg，方向向右。7.B 解析：由于小孩與木塊保持相對靜止，可以作為一個整體。這個整體的受力情況如圖所示。由平衡條件得整體所受的摩擦力和跟地面間的壓力分別為

f140f=2F=140N，N=G1+G2=500N，所以μ=FN=500=0.28

8.解析：可以，把報紙包在或粘在一個木塊上，先用彈簧測力計測出其重力G，然后在水平桌面上用彈簧測力計水平拉著木塊勻速運動，此時的示數(shù)為F1，則摩擦力F=F1，F(xiàn)N=G，所以μ= F1／G。9.D

10.125N

第二篇：人教版高中物理必修1課后習題答案

人教版高中物理Ⅰ課后習題答案

第一章：運動的描述

第1節(jié)：質(zhì)點

參考系和坐標系

1、“一江春水向東流”是水相對地面（岸）的運動，“地球的公轉”是說地球相對太陽的運動，“鐘表時、分、秒針都在運動”是說時、分、秒針相對鐘表表面的運動，“太陽東升西落”是太陽相對地面的運動。

2、詩中描寫船的運動，前兩句詩寫景，詩人在船上，臥看云動是以船為參考系。云與我俱東是說以兩岸為參考系，云與船均向東運動，可認為云相對船不動。

3、xA=-0.44

m，xB=0.36

m

第2節(jié)：時間和位移

1．A．8點42分指時刻，8分鐘指一段時間。

B．“早”指時刻，“等了很久”指一段時間。

C．“前3秒鐘”、“最后3秒鐘”、“第3秒鐘”指一段時間，“3秒末”指時刻。

2．公里指的是路程，汽車的行駛路線一般不是直線。

3．（1）路程是100

m，位移大小是100

m。

（2）路程是800

m，對起跑點和終點相同的運動員，位移大小為0；其他運動員起跑點各不相同而終點相同，他們的位移大小、方向也不同。

4．解答

m

m

0

m

m

m

0

m

m

m

m

m

第3節(jié)：運動快慢的描述——速度

1．（1）1光年=365×24×3600×3.0×108

m=9.5×1015

m。

（2）需要時間為

2．（1）前1

s平均速度v1=9

m/s

前2

s平均速度v2=8

m/s

前3

s平均速度v3=7

m/s

前4

s平均速度v4=6

m/s

全程的平均速度

v5=5

m/s

v1最接近汽車關閉油門時的瞬時速度，v1小于關閉油門時的瞬時速度。

（2）1

m/s，0

3．（1）24.9

m/s，（2）36.6

m/s，（3）0

第4節(jié)：實驗：用打點計時器測速度

1．電磁打點記時器引起的誤差較大。因為電磁打點記時器打點瞬時要阻礙紙帶的運動。

2．（1）紙帶左端與重物相連。（2）A點和右方鄰近一點的距離Δx=7．0×10-3

m，時間Δt=0.02

s，Δt很小，可以認為A點速度v==0.35

m/s

3．解（1）甲物體有一定的初速度，乙物體初速度為0。

（2）甲物體速度大小不變，乙物體先勻加速、勻速、最后勻減速運動。

（3）甲、乙物體運動方向都不改變。

4．紙帶速度越大，相鄰兩點的距離也越大。紙帶速度與相鄰兩點時間無關。

第5節(jié)：速度變化快慢的描述——加速度

1．100

km/h=27.8

m/s

2．A．汽車做勻速直線運動時。

B．列車啟動慢慢到達最大速度50

m/s，速度變化量較大，但加速時間較長，如經(jīng)過2

min，則加速度為0.42

m/s2，比汽車啟動時的加速度小。

C、汽車向西行駛，汽車減速時加速度方向向東。

D．汽車啟動加速到達最大速度的過程中，后一階段加速度比前一階段小，但速度卻比前一階段大。

3．A的斜率最大，加速度最大。

aA=0.63

m/s2，aB=0.083

m/s2，aC=-0.25

m/s2

aA、aB與速度方向相同，aC與速度方向相反。

4．解答滑塊通過第一個光電門的速度

滑塊通過第二個光電門的速度

滑塊加速度

第二章：勻變速直線運動的描述

第1節(jié)：實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律

1．（1）15，16，18，19，21，23，24；

（2）如圖所示；

（3）可認為是一條直線。

2．A做勻速直線運動，速度為15

m/s；B做初速度為零，加速度為1.9

m/s2的勻加速直線運動；C做初速度為4

m/s，加速度為0.67

m/s2的勻減速直線運動，6

s時速度為0。

3．（1）圖2-9，（2）剪下的紙條長度表示0.1

s時間內(nèi)位移大小，可近似認為速度、.v∝Δx，紙條長度可認為表示速度。

圖2－9

4．略。

第2節(jié)：勻變速直線運動的速度與時間的關系

1．初速度v0=36

km/h=10

m/s，加速度a=0.2

m/s2，末速度v=54

km/h

根據(jù)v=v0+at得

2．初速度v0=72

km/h=20

m/s，加速度a=-0.1

m/s2，時間t=2

min=120

s

根據(jù)v=v0+at得

v=20

m/s-0.1×120

m/s=8

m/s

3．（1）4

s末速度為2

m/s，最大，7

s末速度為1

m/s，最小。

（2）這三個時刻的速度均為正值，速度方向相同。

（3）4

s末加速度為零，最小，7

s末加速度為1m/s2、最大。

（4）1

s加速度為正值，7

s末加速度為負值，加速度方向相反。

說明速度、加速度都是矢量，比較矢量的大小是按矢量的絕對值判定。

4．第3節(jié)：勻變速直線運動的位移與時間的關系

1．初速度v0=36

km/h=10

m/s，加速度a=0.2

m/s2，時間t=30

s根據(jù)得

x=10×30

m+×0.2×302

m=390

m

根據(jù)v=v0+at得

v=10

m/s+0.2×30

m/s=16

m/s

2．初速度v0=18

m/s，時間t=3

s，位移x=36

m

根據(jù)得

3．位移之比

第4節(jié)：勻變速直線運動的位移與速度的關系1、54km/h2、初速度v0=10

m/s，末速度v=0,位移x=1.2

m

根據(jù)v2-v20=2ax得

3．若飛機靠自身發(fā)動機起飛，飛機初速度為0，加速度a=5

m/s2，位移x=100

m，末速度vx

由v2x=2ax得，所以不行。

彈射裝置使飛機初速度為v0，末速度為v=50

m/s

根據(jù)v2-v20=2ax得

v20=v2-2ax

第5節(jié)：自由落體運動

1．文具橡皮下落得快。紙片揉成很緊的小紙團后，小紙團下落變快。這是因為空氣阻力的作用，紙片受的空氣阻力大，小紙團受的空氣阻力小。

2．根據(jù)x=gt2得

x=×10×3.02

m=45

m

由于空氣阻力，下落加速度小于g，計算結果應小于45

m。

3．設井口到水面的距離為x，石塊下落做自由落體運動，設石塊落到水面的時間為t，則有

x=gt2=×10×2.52

m=31

m

由于聲音傳播需要一定的時間，所以石塊自由下落到水面的時間

t＜2.5

s，我們估算的x偏大。

第三章：相互作用

第1節(jié)：重力

基本相互作用

1．（1）玻璃杯從桌子上掉下，在重力作用下，運動得越來越快；被擲出去的鉛球，在重力作用下沿曲線落回地面；蹦蹦床在人的壓力作用下，向下凹；橡皮筋在拉力作用下變得細長。

（2）人坐在凳子上，人對凳子有一個壓力，該力的施力物體是人，受力物體是凳子。

2．略。

3．是位于同一點。

第2節(jié)：彈力

1．（略）

2．鋼管受到3個力作用：重力G，地面的支持力F1、繩的拉力F2（圖3-11）。重力G的施力物體是地球，地面的支持力F1的施力物體是地面、繩的拉力F2的施力物體是繩。

圖3－11

3．略。

4．如圖所示。

彈簧的勁度系數(shù)為k=26

N/m

彈簧伸長量x/m

彈力F/N

0

0

0．012

0.30

0.023

0.60

0.035

0.90

0.046

1.20

0.058

1.50

第3節(jié)：摩擦力

1．手壓著桌面向前移動時，手受到桌面的滑動摩擦力作用?；瑒幽Σ亮Φ姆较蚺c手指移動的方向相反，阻礙手指的運動。手對桌面的壓力越大，手指受到的滑動摩擦力越大，對手指相對桌面運動的阻礙作用越明顯。

2．（1）不受。因為瓶子與桌面之間沒有相對運動的趨勢。

（2）受靜摩擦力作用，靜摩擦力的方向沿桌面斜向上。

（3）受靜摩擦力作用，靜摩擦力的方向豎直向上（瓶子處于豎直狀態(tài)）。

（4）受滑動摩擦力作用，摩擦力的方向沿紙條相對瓶子的運動方向。

3．答：Fmax=40N

F=30N

μ=0.3

N

第4節(jié)：力的合成1．兩個力的夾角為0°時，它們的合力最大，為12

N；當兩個力的夾角為180°時，它們的合力最小，為8

N；當兩個力的夾角由0°逐漸增加到180°時，它們的合力逐漸減小，即合力的大小在12

N和8

N之間；由此可見，兩個力的合力可以等于10

N，不能等于5

N和15

N。

圖3－14

2．當兩個力的合力為0時，由于一個力向東，大小為6

N，則另一個力的方向必向西，大小也為6

N。將方向向東的、大小為6

N的力改為向南時，二力相互垂直，如圖3-14所示，它們的合力的大小為6N，方向為西偏南45°。

圖3－15

3．如圖3-15所示，選1

cm長的線段表示30

N的力，作出力的平行四邊形，量得表示合力F的對角線長6.8

cm，則合力的大小F=30×6.8／1

N=204

N，量得F與F1的夾角為17°。當兩個力的夾角為150°時，解答略。

4．（1）正確（2）錯

（3）錯

第5節(jié)：力的分解

圖3－16

1．如圖3-16所示。

與F的夾角為θ，得θ=53°

2．（1）如圖3-17甲

（2）如圖3-17乙

（3）如圖3-17丙

圖3－17

（1）（2）兩種情況的解是惟一的，（3）的解不是惟一的。

圖3－18

3．如圖3-18所示。

OC與OB的夾角為θ。

θ=arctan

0.8=38．7°

第四章：牛頓運動定律

第1節(jié)：牛頓第一定律

圖4－10

1．（1）不能炸中目標。如圖4-10所示，因為，炸彈被投下后，由于慣性，仍有與飛機相同的水平速度，如果目標是靜止的，炸彈就會落到目標的前方。

（2）因為，當你跳起時，由于慣性，你仍有與地球相同的速度，所以還回到原處，而不落在原地的西邊。

2．如果不系安全帶，當緊急剎車時，車雖然停下了，但人因慣性而仍然向前運動，會發(fā)生危險。系上安全帶后，人雖然因慣性向前運動，但受安全帶的約束，不致發(fā)生危險。

3．物體以一定速度向上拋出，在空中向上運動，是由于物體具有慣性，而繼續(xù)向上運動，不是因為受到了向上的力的作用。

4．如果選擇了相對于靜止的大樹做加速運動的汽車為參考系，人在車上觀察大樹，大樹做遠離汽車的加速運動。大樹的運動狀態(tài)改變不是因為受到了力的作用，而是因為慣性定律在選擇的參考系中不成立。

第3節(jié)：牛頓第二定律

1．答:沒有矛盾。牛頓第二定律公式F＝ma中的F指的是物體所受的合力，而不是其中的某一個力。我們用力提一個放在地面上的很重的物體時，物體受到的力共有三個：手對物體向上的作用力F1，豎直向下的重力G，以及向上的支持力F2。如果F1

p>

2．解：由可得：。

3．解：由得：

圖4－11

4．解：根據(jù)平行四邊形定則(圖4-11)這兩個力的合力為：F＝2×14×cos

45°＝19.8

N

加速度的大小為：

加速度的方向為：與合力方向相同，與兩個分力成45°夾角。

圖4－12

5．解：如圖4-12,物體在水平方向受到兩個力的作用，根據(jù)

牛頓運動定律：設小車運動方向為正

F－F阻＝ma，F(xiàn)阻＝F－ma＝60

N－30×1.5

N＝15

N－F阻＝ma′

加速度方向與推力的方向相反。

第4節(jié)：力學單位制

1．解：由v2t-v20=2ax可求出自行車的加速度

根據(jù)牛頓第二定律，自行車受的阻力F＝ma＝100×（－0.2）N＝－20

N

負號表示阻力方向與v0方向相反。

2．解：貨車剎車后加速度大小為：

從剎車開始到停下來駛過的路程為：

3．因為:W＝Fl所以1

J＝1

N×1

m＝1

kg×1

m/s2×1

m＝1

kg·m2·s-2

4．證明：

第5節(jié)：牛頓第三定律

1．答：涉及木箱和地球的作用力和反作用力有兩對，一對是木箱受到的重力和木箱吸引地球的力；一對是木箱受到地面對它的支持力和木箱對地面的壓力。木箱受到的是重力和支持力。地球受到的是木箱對它的引力和壓力。

2．物體靜止地放在臺式彈簧秤上，物體受到重力G和支持力FN的作用，因為物體處于平衡狀態(tài)，故G－FN＝0G＝FN。臺式彈簧秤受到物體對它的壓力F，物體受到的支持力與彈簧秤受到的壓力為一對作用力和反作用力，根據(jù)牛頓第三定律，F(xiàn)N和F大小相等方向相反，故F的大小與G相等。

3．答：當你輕輕地推巨石時，你和巨石同時受到大小相等方向相反的力的作用，你和巨石均由靜止狀態(tài)變?yōu)檫\動，二者分離后均做勻速直線運動，但二者的速度不一定相同。

如果巨石放在地面上，結果會不同，如果巨石與地面的摩擦力足夠大，你將推不動巨石，只有當你給巨石的力大于巨石受到的最大靜摩擦力時，巨石才能運動起來。

圖4－13

4．（1）因為A拉B勻速運動(圖4-13)，即物體處于平衡狀態(tài)，因此B車廂所受的合力為0，故FAB＝F阻。而FAB與FBA是一對相互作用力，根據(jù)牛頓第三定律，它們總是大小相等方向相反。

（2）因為A拉B加速行駛，根據(jù)牛頓第二定律：

FAB－F阻＝ma，所以AB>F阻。

而FAB與FBA是一對相互作用力，根據(jù)牛頓第三定律，它們總是大小相等方向相反。

由牛頓第二定律：AB－F阻＝ma

FAB＝ma＋F阻＝4.0×103×0.3

N＋2.0×103

N＝3.2×103

N

由牛頓第三定律：FAB與FBA是一對相互作用力，它們總是大小相等方向相反。即

FAB＝FBA＝3.2×103

N

5．小強沒有注意到，相互平衡的兩個力是作用在同一物體上的，而作用力和反作用力是分別作用在發(fā)生相互作用的兩個物體上的，它們不可能是相互平衡的力。

第6節(jié)：用牛頓運動定律解決問題（一）

圖4－14

1．解：如圖4-14所示，用作圖法求出物體所受的合力F＝87

N

v=at=43.5×3

m/s=131

m/s

x=at2=

×43.5×32

m=196

m

2．解：電車的加速度為：

電車所受阻力為：F＝ma＝－6.0×103

N,負號表示與初速度方向相反

3．解：人在氣囊上下滑的加速度為：

滑至底端時的速度為：

4．解：卡車急剎車時的加速度大小為：

根據(jù)運動學公式：

所以：該車超速。

第6節(jié)：用牛頓運動定律解決問題（二）

圖4－15

1．取足球作為研究對象，由共點力的平衡條件可知，F(xiàn)1和G的合力F與F2大小相等、方向相反。從圖4-15中力的平行四邊形定則可求得:

2．物體在五個力作用下保持平衡，它們的合力為零。其中任意四個力的合力一定與第五個力大小相等、方向相反。依題意，除F1以外的四個力的合力與力F1大小相等、方向相反。撤去F1，其余四個力不變，它們的合力大小等于F1，方向與F1相反。

3．答：當飲料瓶自由下落時，小孔沒有水噴出。因為，瓶和水均處于完全失重狀態(tài)，瓶中各處的水（包括水孔處的水）的壓強都是大氣壓強，故水不能從瓶中流出。

圖4－17

4．當坐艙離地面50

m的位置時，升降機在做自由落體運動（圖4-17），人和人手中的鉛球均完全失重，所以，球?qū)κ譄o作用力，人沒有受到壓力的感覺。

坐艙做勻減速運動時的加速度為：方向豎直向上

所以，人手對鉛球的作用力為F：F－mg＝ma

F＝ma＋mg＝2.7mg＝135

N

第三篇：高中物理必修一摩擦力說課稿[模版]

說課稿

一．教材分析

本節(jié)課是人教社物理必修1第三章第三節(jié)的內(nèi)容，編排在彈力之后。該節(jié)知識是力學的基礎，更是高中物理知識的基礎。所以這節(jié)內(nèi)容的教學如何引領學生自主積極地探究摩擦力產(chǎn)生的條件和影響因素，體驗摩擦力特點規(guī)律的發(fā)生過程是本節(jié)課的重點，應高度重視本節(jié)教學過程；由于摩擦力問題的復雜性，且在具體問題中又表現(xiàn)出“動中有靜，靜中有動”，尤其靜摩擦在許多情形下似乎又是“若有若無，方向不定”，因此，對于初學者也是有一定難度的。

高中物理《課標》對該知識點的要求是，“通過實驗認識滑動摩擦、靜摩擦的規(guī)律，能用動摩擦因數(shù)計算摩擦力”。其中，對靜摩擦力規(guī)律的認識應該包括最大靜摩擦力。摩擦力大小的計算和方向的判斷對學生來說是個難點，而摩擦力又是高中力學三類常見的力之一，是受力分析的基礎。本節(jié)課學習的成敗對以后學習牛頓運動定律的應用、動能定理的應用以及摩擦力做功與產(chǎn)生熱能的關系等問題都將帶來影響，所以本節(jié)課在物理教學中的地位和作用是非常重要的。

重點：

1、滑動摩擦力大小的計算以及方向的判斷

2、靜摩擦力有無的判斷以及靜摩擦力方向的判斷。

3、靜摩擦力產(chǎn)生的條件及規(guī)律，正確理解最大靜摩擦力的概念。難點：

1、靜摩擦力有無的判斷和靜摩擦力方向的判斷。

2、靜摩擦力大小的簡單計算。

二．學情分析

學生在初中的《力和機械》一章已經(jīng)學習了摩擦力的基本知識，但還不會具體的計算。會分析簡單的現(xiàn)象，但不深入。另外，通過前面幾章的學習，學生基本適應了高中的學習方式，以及初步具備了探究和設計探究實驗的能力。

三．教學目標

知識與技能

1、認識靜摩擦力的規(guī)律，知道靜摩擦力的變化范圍及其最大值；

2、能根據(jù)靜摩擦力的規(guī)律，能判斷靜摩擦力的方向；

3、知道滑動摩擦力的產(chǎn)生條件，認識滑動摩擦力的規(guī)律；

4、知道動摩擦因素與哪些因素有關，會判斷滑動摩擦力的大小和方向；

5、知道最大靜摩擦力略大于滑動摩擦力，滑動摩擦力比滾動摩擦力；

6、會根據(jù)物體的平衡條件簡單的計算摩擦力的大小。過程與方法

1、培養(yǎng)學生利用物理語言分析、思考、描述摩擦力的概念和規(guī)律的能力；

2、培養(yǎng)學生的實驗探究能力，學會在實驗中控制變量和實驗條件；

3、通過自己動手實驗，培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力；

4、通過學生自己設計實驗并參與比賽等形式，激發(fā)興趣提高探究創(chuàng)新意識。情感、態(tài)度與價值觀

1、利用實驗和生活實例激發(fā)學生學習興趣，培養(yǎng)學生合作的精神和對科學的求知欲。

2、培養(yǎng)學生實踐──認識（規(guī)律）──實踐（解決實際問題）的思想。

3、在研究問題時，要培養(yǎng)突出主要矛盾，忽略次要因素的思維方法。

4、認識科學技術對于社會發(fā)展和人類生活的影響。能說明生活、生產(chǎn)中采用應用摩擦力的實例，發(fā)展觀察能力。

四．教法學法

(實驗探究、分析歸納、觀察提問、討論分析、應用舉例、練習鞏固)根據(jù)教學內(nèi)容的上下承接關系，學生剛學完力、重力、彈力，對力學研究中的一些物理量已有初步的了解。在教學中應引導學生充分運用已知的物理知識和方法進行分析和探索，使學生在實踐中親自體驗實踐出真知的重要性，形成愿意運用科學思維方法和研究方法去解決問題的科學價值觀。針對素質(zhì)教育對學生能力的要求，本節(jié)課的教學就嘗試采用實驗探索、問題啟發(fā)式教學法、討論分析、應用舉例、練習鞏固，加強自主性、探究性、合作性學習，使學生通過親自參與探究滑動摩擦力和靜摩擦力規(guī)律的全過程，學習科學探究的方法，加深對物理知識的理解，而不是生硬的死記硬背，同時在觀察中培養(yǎng)能力，開展思維訓練重視知識的應用，理論緊密聯(lián)系實際。使他們在創(chuàng)新精神和實踐能力方面得到發(fā)展和提高。從而培養(yǎng)學生的科學探究能力、實事求是的科學態(tài)度和敢于創(chuàng)新的精神。

學法

在全面推進素質(zhì)教育的今天，教學中做到“授人魚，不如授人以漁”這句話顯得更為重要。我們不僅要教給學生知識，更重要的是在傳授文化知識的同時，積極培養(yǎng)學生的學習能力，為他們今后繼續(xù)教育或終身教育打下基礎，所以學法指導可分為：⑴、使學生學會發(fā)現(xiàn)問題和分析、解決問題的能力。學生只有有了疑問，才有學習的動力，而問題的解決恰好就是建立新的知識結構的過程，從而培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題，分析問題，解決問題的能力；⑵要鼓勵學生自己去尋找解決問題的方法，特別是一些具有代表性的方法，如本節(jié)課的“控制變量法”，并將此方法遷移應用到其它方面。從而讓學生在教學活動中學習知識，掌握方法，發(fā)展能力。以達到教學最佳效果。

所以，本節(jié)學習方法指導主要是教給學生“三會”：會根據(jù)實驗目的和實驗方法進行實驗設計，會用實驗進行探索，會用數(shù)學方法進行分析總結找出規(guī)律。

教法：引導啟發(fā) 演示實驗 討論分析 多媒體輔助 學法：觀察法 探究實驗法 討論歸納法 交流合作法

五．教學程序

引出摩擦力，提問生活中摩擦力例子，舉例。使學生了解摩擦力帶給我們的生活的情況，培養(yǎng)熱愛生活的思想感情。對其分類：靜摩擦力，滑動摩擦力，滾動摩擦力。

用手推桌子，桌子為什么沒有移動？（邊演示邊講解）

靜摩擦力 用剛才的例子，提問：靜摩擦力的產(chǎn)生條件？方向如何？大小與什么有關？激發(fā)學生學習的欲望和好奇心。培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題的能力，體現(xiàn)從生活走向物理的教學觀念。

實驗探究，提問同學，在同學回答的基礎上進行歸納，靜摩擦力的大小，方向及產(chǎn)生條件。動摩擦力

實驗探究

產(chǎn)生條件 大?。▌幽Σ亮Υ笮∨c哪些因素有關）定量分析 方向

探究滑動摩擦力大小與哪些因素有關呢？

通過實驗讓學生體會到不同物體間滑動摩擦力的大小會有所不同，進行思考：滑動摩擦力的大小跟哪些因素有關呢？ 學以致用

摩擦力在生活中的利弊舉例，從而引發(fā)學生思考，怎樣使用摩擦力，如何增大減小摩擦力更好的應用于生活中。

第四篇：高中物理必修一摩擦力說課稿

《摩擦力》說課稿

說課教師：

課題：人民教育出版社高中物理必修1第三章第三節(jié)《摩擦力》 本節(jié)課我從下面三個方面談一談教學的構思。

一、教材分析

1、本節(jié)教材的地位和作用

本節(jié)內(nèi)容是在初中摩擦力知識的基礎上的延伸和拓展。本節(jié)知識是本章的教學的重點，同時也是教學的難點。由于摩擦力問題的復雜性，在具體問題中又表現(xiàn)出“動中有靜，靜中有動”，尤其靜摩擦力在許多情形下似乎“若有若無，方向不定”，因此，對初學者并不容易理解。教材從靜摩擦力入手，然后介紹滑動摩擦力。這樣處理是從學生的認知規(guī)律和實驗現(xiàn)象發(fā)生的先后順序考慮的。通過學習本節(jié)教材的知識，培養(yǎng)學生分辨什么情況是靜摩擦力，什么情況是滑動摩擦力，以及二者數(shù)值大小的判斷，提高了學生利用知識解決實際問題的能力。

2、教學目標(1)、知識與技能

1知道摩擦力產(chǎn)生的條件。

2能在簡單的問題中根據(jù)物體的運動狀態(tài)，判斷靜摩擦力的有無、大小和方向，知道存在著最大靜摩擦力。

3掌握動摩擦因數(shù)，會在具體問題中計算滑動摩擦力。

4知道影響動摩擦因數(shù)的原因。(2)、過程與方法

1通過對摩擦力產(chǎn)生條件的探究，培養(yǎng)學生的分析能力。

2通過靜摩擦力與滑動摩擦力的區(qū)別對比，培養(yǎng)學生分析綜合能力。(3)、情感態(tài)度與價值觀

認識摩擦力對于社會發(fā)展和人類生活的影響，樹立將所學知識運用于解決實際問題的意識。

3、教材的重難點

重點：摩擦力產(chǎn)生的條件，區(qū)分靜摩擦力與滑動摩擦力。

難點：摩擦力方向的判斷。

二、教學方法

“點穴式教學法”

三、教學程序的設計

（一）直接導入，明確本節(jié)目標：

力學中常見的三種力有重力、彈力和摩擦力，前兩種重力和彈力我們已經(jīng)學習過了，請同學們回憶一下重力和彈力的相關知識。這節(jié)課我們就來學一學最后一個——摩擦力。學生回憶前兩節(jié)課所學的重力和彈力的基本知識。

（二）新課學習1.摩擦

回憶幾個生活中常見的摩擦現(xiàn)象，簡要介紹摩擦的分類，引出本節(jié)課學習的重點靜摩擦和滑動摩擦，以及摩擦力的概念。2.靜摩擦力

通過實驗讓同學們對木塊進行受力分析，通過相互交流，歸納總結出靜摩擦力的概念。強調(diào)靜摩擦力是由于物體間具有相對運動的趨勢而產(chǎn)生的。

根據(jù)力的三要素大小、方向、作用點逐步加深對靜摩擦力的學習，初中同學們已經(jīng)學習過二力平衡的知識，在得到靜摩擦力的大小和方向時并不困難。提問：靜摩擦力是否可以一直增大而沒有限制？ 學生根據(jù)現(xiàn)象和自身的理解可以初步回答出，當力達到一定值時木塊就會運動，靜摩擦力不會一直增大。

教師點評并進一步給出最大靜摩擦力的概念和相關知識內(nèi)容。在探究產(chǎn)生靜摩擦力的條件時，可以讓學生們之間相互討論得出，教師針對學生的答案給出適當?shù)脑u價和改正，對想不到的條件給予適當?shù)奶崾?，最終得出靜摩擦力的產(chǎn)生條件。3.滑動摩擦力

通過實驗，用力拉動木板，使木板與木塊之間發(fā)生相對運動。讓同學們對木塊進行受力分析，相互交流得到結論，通過彈簧測力計的讀數(shù)可以知道木塊受到的滑動摩擦力的值。

增加木塊個數(shù)重復實驗，得到滑動摩擦力也與正壓力有關。

將木板換成一個表面較為光滑的鋼板和一個表面較為粗糙的鋼板重復實驗，驗證動摩擦因數(shù)與接觸面的材料及材料的粗糙程度有關。在探討滑動摩擦力產(chǎn)生的條件時，可以對比靜摩擦力的產(chǎn)生條件來得出，強調(diào)相對運動趨勢和相對運動，區(qū)分靜摩擦力和滑動摩擦力，最終得出滑動摩擦力的產(chǎn)生條件。4.例題講解

出示教材當中的例題，與學生一起分析得出問題的答案。5.知識點回顧

將本節(jié)課的重點知識用精煉的語言概括得出，加深學生的印象。

第五篇：高中物理必修1教案

高中物理必修1教案-《功率》(3000字)

高中物理必修1教案-《功率》

一、教學內(nèi)容分析

1．內(nèi)容與地位

《普通高中物理課程標準》共同必修模塊“物理2”中涉及本節(jié)的內(nèi)容標準是“理解功率，關心生產(chǎn)和生活中常見機械功率的大小及其意義”。要求學生理解功率的概念，會進行功率的計算；會分析汽車發(fā)動機功率一定時，牽引力和速度的關系；嘗試自己設計實驗，測量人在某種運動中的功率。由于功率在生活、生產(chǎn)中應用很廣，教學中可充分利用這一優(yōu)勢，使抽象的物理概念變得富有實際意義。發(fā)展學生應用知識解決實際問題能力，樹立正確的價值觀。

本節(jié)課的教學應立足于培養(yǎng)學生的思維能力，通過學習物理研究方法，使學生學會思考問題。在建立“功率”概念中，讓學生體會用比值方法來建立一個新物理概念。機車起動過程的分析著重培養(yǎng)學生的邏輯思維，引導學生認識物理與社會生活的密切聯(lián)系，綜合運用動力學知識和功率概念分析問題和解決問題的能力。通過學生設計測量人的做功功率的實驗，達到學以致用的目的，培養(yǎng)學生運用科學知識解決實際問題能力。

2．教學目標：

（1）通過實例體驗功率概念的形成過程及功率的實際意義，理解功率概念。

（2）從功率概念的定義，體會用比值方法建立物理概念的方法。

（3）理解功率與力和速度的關系。會利用功率的兩個公式來解釋現(xiàn)象和進行計算。

（4）了解平均功率、瞬時功率、額定功率、實際功率區(qū)別和聯(lián)系。

（5）具有敢于發(fā)表自己觀點，堅持原則，善于合作的良好

習慣。

3．重點難點：教學重點是理解功率的概念；難點是理解功

率與力、速度的關系，瞬時功率和平均功率的計算。

二、案例設計

（一）新課引入

問題：人們在生產(chǎn)、生活和工作中使用了大量的機械來做功，這與人力直接做功或畜力做功，在完成功的快慢方面有何不同？請舉例說明。（引發(fā)學生思考，讓學生從身邊生活尋找做功事例，并思考機械與人或畜力做功的差異。）

功是能量轉化的量度，人們十分關注做功的多少。然而不同的機械或人，其做功的快慢是不同的。（分析一些生產(chǎn)事例、工作場面，或展示一些做功快慢不同的圖片。有條件的情況下還可通過多媒體手段更生動地展示這些畫面和情景，使學生對做功快慢的情形有更為形象和具體的認識，從而為建立正確的“功率”概念打下良好基礎。）

參考事例：①挖土機與人，要完成相同的挖土任務，人花的時間要長得多。②建筑工地上要把磚塊或水泥等建筑材料搬到樓頂上，起重機和搬運工相比，起重機要比工人快得多。③從水井里提水，使用抽水機比人工要快得多④家住在高樓（如8層），乘電樓比走路要快得多。⑤拖拉機耕地比牛耕地要快得多，等等。列舉生產(chǎn)、生活中發(fā)生的事例，使學生體會功率與生活、生產(chǎn)息息相關，無處不在，研究功率具有重要的現(xiàn)實意義。

說明：通過引導學生分析有關事例，形成初步共識：人們選用機械來做功時，不僅要考慮做功多少，還要考慮機械做功的快慢。如挖掘機做功比人快；大卡車比拖拉機做功快；拖拉機耕地比牛耕地要快；起重吊車比搬運工人做功快；抽水機比轆轤提水快，等等。研究做功的快慢有著重要的實際意義。

通過一個實際問題，具體數(shù)據(jù)，讓學生感性地認識做功的快慢。如在某高樓建筑中需要搬運一批磚頭

到一高層上，在搬運磚頭過程中，起重機和搬運工人的生產(chǎn)記錄情況如下表所示：

師：不同的機器或物體做功有快有慢，如何來衡量做功的快慢呢？請同學們思考并提出解決方案。（引導學生思考：如何比較物體做功快慢？討論中注意培養(yǎng)學生的發(fā)散思維能力和批判思維能力。）

預測學生可能有以下回答：

①選擇相同時間，比較做功多少，做功多的，做功就快；

②選擇做相同的功，比較做功的時間長短，時間長的，做功就慢。

③類比“速度”的定義方法，用做功和完成這些功所花的時間的比值來定義“功率”。

說明：對學生提出的各種方案可能有問題或不完整，教師應鼓勵學生在交流中補充完善自己的認識。教學中注意引導學生類比如“速度”、“加速度”概念的定義方法，體會比值法定義功率概念。

（二）新課教學

1．功率

（1）定義式：物理學上用物體所做的功W與完成這些功所用時間t的比值，作為在該時間內(nèi)物體平均做功快慢的量度。即 Ｐ=W/ t（2）物理意義：表示物體做功快慢的物理量.。

（3）單位：教師請一位同學正確地說出公式中各個字母所表示的物理量及其單位。

Ｐ：功率，單位：瓦（W），常用單位還有千瓦（ｋW）

W：力所做的功，單位：焦耳（J）

ｔ：做功所用時間，單位：秒(s)單位換算：１kW = 1000 W１W=１J/s（4）功率是標量，功率表示做功過程中能量轉化的快慢。

（5）討論與交流：

小實驗：把一枚硬幣放在書的封面上，打開書的封面形成一個斜面，并使硬幣開始下滑。請同學仔細分析一下，在下滑的過程中硬幣共受到幾個力的作用？哪些力做正功？哪些力做負功？哪些力不做功？如果斜面的傾角增大，情況會有什么變化？傾角增大時，功率是否也增大？

提示：①比較不同傾角時的功率，應注意硬幣開始下滑處的高度應相同。討論功率時須指明哪個力的功率。②實驗的分析討論，要注意所分析的是某個力的平均功率。注意引導學生進行受力分析、做功分析，可利用功率的定義式，在理論上進行的推演，使思維更加嚴密。

（6）認識一些常見機械做功功率

①汽車發(fā)動機：5×10 W ～ 15×10 W ②摩托車約2×10 W ③噴氣客機約2×10 W ④火箭的發(fā)動機約 1×10 W ⑤ 人的平均功率約 1×10 W，優(yōu)秀運動員短時間內(nèi)的功率可達1000W ⑥人心臟跳動的功率 1.5W左右 ⑦萬噸巨輪 10W以上 ⑧藍鯨游動的功率可達350kW 等等。61324438 2．功率與力、速度的關系

思考與討論：一部汽車載重時和空車時，在公路上以相同的速度行駛，試討論這兩種情況下汽車的輸出功率是否相同？為什么？

預測學生會回答：

①載重汽車與地摩擦力較大，牽引力也大，由于行駛速度一樣，故相同時間內(nèi)，載重車的牽引力做功較多，所以載重汽車的輸出功率較大。

②載重汽車行駛得比空車慢，因此功率較小。

③載重汽車比空車費力，因此載重車的輸出功率較空車時要大些。

說明：上述分析討論的目的是啟發(fā)學生思考功率與力和速度有何關系。學生分析可能會出現(xiàn)片面和不完整回答，教師要參加到學生的討論分析中，幫助、啟發(fā)和引導學生形成正確的認識。

(正確的回答應是①)。教師根據(jù)課堂需要還可以提出一些問題讓學生進一步討論，如汽車在上坡和下坡時功率、速度和牽引力會怎樣變化？ 接著，教師引導學生思考，如何計算牽引力的功率。（讓學生根據(jù)所學知識和功率定義式進行推演，培養(yǎng)良好的科學思維能力和思維習慣）

提出問題：某汽車在平直公路上做勻速直線運動，已知其在牽引力大小為F，運行速度為V，試求此時汽車牽引力F的功率為多少？

注意引發(fā)學生思考解決問題的思路，應用功和功率的定義式進行分析和推導。

課堂分析結果： Ｐ＝F〃ｖ

即力F的功率等于力F和物體運動速度ｖ的乘積.。注意：這里的F是速度V方向上的作用力。

分析討論：由V=S/t求出的是物體在時間ｔ內(nèi)的平均速度，代入公式Ｐ＝Fｖ求出的功率是F在時間ｔ內(nèi)的平均功率；如果ｔ取得足夠小，則V表示瞬時速度，此時由Ｐ＝Fｖ求得的功率就是F在該時刻的瞬時功率。即當V為平均速度時，求得的功率就是平均功率，V為瞬時速度時，求得的功率就是瞬時功率。

（1）總結：

①平均功率Ｐ＝Fｖ(ｖ是平均速度)

②瞬時功率Ｐ＝Fｖ(ｖ是瞬時速度)

③如果物體做勻速直線運動，由于瞬時速度與平均速度相等，故此時平均功率等于瞬時功率。交流討論問題：由求出的是瞬時功率還是平均功率?

學生小組討論后得出：由公式求出的功率，反映了該力在t時間內(nèi)做功的平均快慢，故由公式求出功率是平均功率。

（2）額定功率與實際功率的認識

問：人力直接做功能否像汽車做功那樣快呢？汽車做功能否像飛機做功那樣快呢？人如果做功過快，會產(chǎn)生什么后果呢？汽車超負荷運轉會產(chǎn)生什么后果呢？（人做功過快，會引起疲勞、甚至受傷、生病等，汽車超負荷工作會造成發(fā)動機熄火或燒毀。）

問：奧運長跑運動員能否用100米短跑的速度來完成5000米的賽跑路程呢？為什么？

提示：奧運比賽是一種挑戰(zhàn)運動局限的比賽，人與機器一樣，不能長時間超負荷運動，短跑運動員在100米賽跑中，時間不過是十幾秒，能以最大的速度跑完全程，此時運動員的輸出功率是正常時的數(shù)十倍。在5000米的長跑運動中，運動員不可能長時間超負荷運動，因此長跑運動員不可能一直保持百米賽跑那樣的速度。

說明：此問目的在于學生通過思考自己身邊所熟悉的問題，認識額定功率和實際功率的概念以及概念的意義。

①額定功率：指動力機械在長時間正常工作時最大輸出功率。也是機械發(fā)動機銘牌上的標稱值，額定功率是動力機械重要的性能指標，一個動力機械的額定功率是一定的。

②實際功率：機械在運行過程中的功率是實際功率，實際功率可以小于額定功率，可以等于其額定功率（稱滿負荷運行），但不能大于額定功率，否則會損壞機械。③很多機械的銘牌上都標有這臺機器的額定功率，請同學將家里的電器設備上的額定功率都記錄下來，并計算家里的每部機器每天要做多少功？要消耗多少電能？哪一部機器最耗電？請與同桌同學進行交流。

（3）汽車發(fā)動機的功率一定時，牽引力與速度的關系

當汽車輸出功率一定時，根據(jù)公式P=FV可知，物體的運動速度V與牽引力F成反比，如果汽車需要較大的牽引力，就必須減小運動速度。

思考：汽車以額定功率在平直公路行駛時，若前方遇到了一段較徒的上坡路段，汽車司機要做好什么調(diào)整，才能確保汽車駛到坡頂？為什么？

學生可能回答：①加大油門，汽車可順利到達坡頂。②汽車要換檔，才能順利駛到坡頂。

師生共同分析：①根據(jù)P=FV 知，汽車以額定功率行駛，因遇上坡路段，汽車所需的牽引力增大了，若要保持行駛速度不變，這是不可能的；加大油門，只會增加發(fā)動機的輸出功率（超過額定功率），發(fā)動機將因超負荷而過熱損壞。②這是一種正確的操作方式，當司機將發(fā)動機的速度檔位調(diào)低后，速度減少了，牽引力加大了，只要牽引力足夠，汽車便可順利上坡。

思考：汽車等交通工具，如何才能獲得更大的行駛速度？

3．學生進行測功率活動。（建議課后安排）

問題：如何才能知道在某種運動中自己做功的功率呢？請同學設計一個測量方案，并進行實際測量。說明：應激勵積極思考、設計可行方案，動腦動手，體驗科學實驗方法和感受實驗成果的喜悅。實驗方案舉例：（讓學生結合自己的情況來進行設計實驗）

方案1：學生快速跑上樓，來測量做功的最大功率。

方案2：估算學生自己平時上樓或爬山過程的功率。

方案3：設計沿某一竹桿或樹桿上爬一定的高度，來測量做功功率。

方案4：利用跳繩運動，來測量做功功率。

方案5：測算自己舉起杠鈴時的最大功率（需要同學的幫忙）

說明：①有關實驗方案、原理、器材、數(shù)據(jù)的測定及同學協(xié)作等，都應放手讓學生自行討論、分工，這樣才能培養(yǎng)學生的實驗能力，給學生以合作交流的機會。

②方案選定后，要注意引導學生如何求功和功率，需要選擇哪些實驗器材，測量哪些物理量？測量是否存在誤差問題，如何才能較準確地測量。

③根據(jù)學生設計的方案，組織學生進行實驗。最后實驗結果，讓學生通過實物展臺進行交流匯報，師生共同觀看，最后還可以進行評選活動。

④活動目的是：培養(yǎng)學生應用物理知識解決實際問題能力，并通過親身的實驗，達到內(nèi)化知識，提升能力。同時也在實驗過程中培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目茖W態(tài)度。

三、案例評析

本案例的教學設計體現(xiàn)了物理知識源于生活，又應用于生活?！肮β省迸c生活、生產(chǎn)聯(lián)系密切，在引入功率、額定功率、實際功率等概念時，都注意通過生產(chǎn)、生活的具體實例引入，使原本枯燥無味的概念教學變得生動和有趣，學生易于認識和理解“功率”概念，有利于激發(fā)學生的學習熱情。在知識形成過程中，注重引導學生學習科學思維方法，體會比值法在定義“功率”概念的作用，提高學生的應用科學思維方法解決問題的能力。通過設計測定人在某種運動中做功功率實驗，來達到內(nèi)化和強化物理概念和物理規(guī)律的理解，實現(xiàn)知識由理論向?qū)嵺`的轉化，加強物理與生活、生產(chǎn)和科技的聯(lián)系。

在“功率”的整個教學過程中，始終關注“生活與物理，物理與社會”的關系，培養(yǎng)學生關注物理學的技術應用，形成將物理知識應用于生活和生產(chǎn)實踐的意識，較好地體現(xiàn)了在知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀上對學生進行教育的課程理念。

四、相關鏈接

1．瓦特其人其事

生平簡介

瓦特(James Watt,1736～1819年)蘇格蘭發(fā)明家。1736年1月19日生于蘇格蘭格林諾克。童年時代的瓦特曾在文法學校念過書，然而沒有受過系統(tǒng)教育。瓦特在父親做工的工廠里學到許多機械制造知識，以后他到倫敦的一家鐘表店當學徒。

1763年瓦特到格拉斯大學工作，修理教學儀器。在大學里他經(jīng)常和教授討論理論和技術問題。1781年瓦特制造了從兩邊推動活塞的雙動蒸汽機。1785年，他也因蒸汽機改進的重大貢獻，被選為皇家學會會員。1819年8月25日瓦特在靠近伯明翰的希斯菲德逝世。

科學成就

1763年，瓦特修理格拉斯哥大學的一臺紐可門泵，得以仔細研究了結構和工作原理，找到了熱量損失消耗大量燃料的癥結所在，他終于想出了加一個與汽缸分離的冷凝器，汽缸外裝上絕熱套子，使它一直保持高溫，新的蒸汽機的效率大大提高。瓦特并不滿足于已經(jīng)取得的成就，1781年他又制造了從汽缸兩邊推動活塞的雙動作蒸汽機，并采用曲柄機構，使往復的直線運動轉變?yōu)樾D運動。瓦特還設計了離心節(jié)速器，利用反饋原理控制蒸汽機的轉速。經(jīng)過一系列的改革，蒸汽機迅速被各工業(yè)部門采用，為產(chǎn)業(yè)革命鋪平了道路。蒸汽機車加快了19世紀的運輸速度。蒸汽機→蒸汽輪機→發(fā)電機，蒸汽為第二次工業(yè)革命即電力發(fā)展鋪平了道路。

趣聞軼事

童年時代的瓦特和茶壺的故事

一天晚上，瓦特和一個小女孩在家里喝茶。瓦特不停地擺弄茶壺蓋，一會兒打開，一會兒蓋上，當他把茶壺嘴堵住時，蒸汽頂開了茶蓋。在旁的外祖母對瓦特的這種無聊動作極為不滿，加以訓斥。瓦特并不介意，他一心想著蒸汽的力量，從此萌發(fā)制造蒸汽機的念頭。

蒸汽機與產(chǎn)業(yè)革命

羅爾特所著《詹姆斯〃瓦特》中，曾寫道：“瓦特蒸汽機巨大的、不知疲倦的威力使生產(chǎn)方法以過去所不能想象的規(guī)模走上了機械化道路。

2．機動車輛常見的兩種啟動過程

對于汽車或機車等交通工具，在靜止開始啟動的過程中，發(fā)動機的輸出功率、牽引力和速度的關系滿足公式P＝F〃v，在P、F、v三個物理量中，若保持一個量不變，當另一個量變化時，第三個量也隨之變化。關于汽車的啟動過程是一個較為復雜的物理過程，下面我們就兩種常見的啟動過程分析如下： ①汽車（或機車）以恒定的功率啟動和行駛過程（請把握教材的難度和課標的難度）

汽車牽引功率保持恒定時，由P = FV可知，牽引力大小與速度成反比。結合牛頓第二定律F – f = ma可知，汽車以恒定功率啟動的過程，隨著汽車速度V的逐漸增大，汽車的加速度逐漸減小，直至加速度等于0，最后汽車做勻速運動。

思考：當汽車在平直公路行駛時，前方遇到了一段較徒的上坡路段，汽車司機應做好什么調(diào)整，才能確保汽車駛到坡頂？只靠加大油門能否順利到達坡頂？

②機車以恒定的牽引力啟動的過程：機車做的是加速度a=(F-f)/m的勻加速直線運動，汽車的輸出功率P隨汽車速度增大而增大，直至汽車輸出功率等于額定功率，勻加速過程結束。接著汽車保持功率不變，汽車通過減少牽引力，進一步提高速度，直到加速度a＝0，最后做勻速行駛運動。這一過程中各量的變化，可用下列流程圖來表示。

案例來源：陳峰主編，《走進課堂——高中物理（必修）新課程案例與評析》，高等教育出版社

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