(讲义)第4章 主题提升课2 相互作用与运动定律-【提分教练】2023-2024学年新教材高中物理必修第一册(人教版2019)

主题一　物理观念的生成 让学生经历建构力等重要物理概念的过程，了解测量这些物理量的方法。能对物体的受力和运动情况进行分析，得出结论。能从物理学的运动与相互作用的视角分析自然与生活中的有关简单问题。 【典例1】　为测量物体与长木板间的动摩擦因数，某同学设计了如图所示的实验，用外力F水平拉长木板时，弹簧测力计的示数与物体A和长木板间的滑动摩擦力相等，改变物体A上的砝码数可以改变物体A与木板间的正压力，每个砝码重为1 N，已知放上3个砝码时弹簧测力计读数为2.6 N，放上5个砝码时弹簧测力计读数为3.0 N，求物体A与木板间的动摩擦因数及物体A的重力。(取g＝10 N/kg) [解析]　设A物体的质量为M，则当放3个砝码时，根据受力平衡F1＝μ(M＋3m)g；放5个砝码时，根据受力平衡可知F2＝μ(M＋5m)g；联立解得μ＝0.2，Mg＝10 N。 [答案]　0.2　10 N 主题二　物理模型的构建 在机械运动情境下培养学生的运动与相互作用观念和模型建构等物理学科核心素养。教学中应根据“定杆、动杆” 模型、“死结、活结”模型的特点，联系生产生活实际，让学生体会建构物理模型是对物体正确受力分析的必要性。 【典例2】　城市中的路灯经常用三角形的结构悬挂。如图所示为这类结构的一种简化模型。图中硬杆OB可以绕通过B点且垂直于纸面的轴转动，钢索和杆的重力都可以忽略。如果悬挂物的重力为G，AO与BO间的夹角为θ。关于钢索OA对O点的拉力和杆OB对O点的支持力，下列说法正确的是(　　) A．钢索OA对O点的拉力大小为G tan θ，方向沿钢索向上 B．钢索OA对O点的拉力大小为方向沿钢索向上 C．杆OB对O点的支持力大小为G tan θ，方向沿杆向右 D．杆OB对O点的支持力大小为方向沿杆向右 D　[以O点为研究对象，受力分析如图所示，结合几何知识，根据平衡条件，杆OB对O点的支持力FOB＝方向向右；钢索OA对O点的拉力FOA＝方向沿钢索向上，故D正确。] 主题三　力与运动关系的探究 体验生活中物体运动和相互作用的过程，从多个角度创设情境，提出与物理学有关的问题，引导学生讨论，进而学习定量描述生活中物体运动和相互作用的方法，探究物体间相互作用与运动状态变化的关系。 【典例3】　惯性制导系统已广泛应用于弹道式导弹工程中，这个系统的重要元件之一是加速度计，加速度计构造原理的示意图如图所示；沿导弹长度方向安装的固定光滑杆上套一质量为m的滑块，滑块两侧分别与劲度系数均为k的弹簧相连，两弹簧的另一端与固定壁相连，滑块上有指针，可通过标尺测出滑块的位移，然后通过控制系统进行制导。设某段时间内导弹沿水平方向运动，指针向左偏离O点距离为s，则这段时间内导弹的加速度(　　) A．方向向左，大小为 B．方向向右，大小为 C．方向向左，大小为 D．方向向右，大小为 D　[取滑块m为研究对象，当指针向左偏时，滑块左侧弹簧被压缩而右侧弹簧被拉伸。两个弹力大小为F左＝F右＝ks，方向均是指向右侧，如图所示，由牛顿第二定律可得：a＝＝方向向右，故只有D选项正确。] 主题四　物理思想方法的建立 通过探究物体间相互作用与运动状态变化的关系等实验，引导学生运用控制变量等研究方法设计实验方案，会使用基本的力学实验器材获取数据，学会分析和处理实验数据的方法，能表达科学探究的过程和结果，提高科学探究能力。 【典例4】　在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，某次实验测得如下数据：当m一定时，a与F的关系如表一所示；当F一定时，a和的关系如表二所示。 表一 F/N 1.00 2.00 3.00 4.00 a/(m·s-2) 1.90 3.95 5.85 7.62 表二 /kg-1 0.52 0.67 0.80 1.00 a/(m·s-2) 1.53 2.10 2.49 3.10 (1)在如图所示的相应坐标系中，根据表一、表二所给数据作出图像。 (2)由图像可以判定：当m一定时，a与F成________；当F一定时，a与m成________。 (3)在研究a与m的关系时，作了a-图像，而没作a-m图像，那么作a-图像的优点是__________________________________________________________。 [解析]　(1)如图所示。 (2)正比；反比。 (3)a-m图像是曲线，难以找出规律；a-图像是直线，容易找出规律。 [答案]　(1)见解析　(2)正比　反比　(3)见解析 学科网（北京）股份有限公司 $$