1.3重力、弹力与摩擦力综合（课件）-高教版第三版《物理（通用类）》【上好课】

该中职物理课件围绕重力、弹力与摩擦力综合应用，核心讲解受力分析步骤、平衡条件及摩擦力计算。以砖夹提砖情境导入，通过马拉雪橇、推动书柜等实例及即时练习，构建从情境感知到方法掌握再到应用实践的学习支架。 其亮点在于结合机器狗接触面互检、交叉插页实验等真实案例，培养科学思维（模型建构、科学推理）和科学探究（证据意识），通过规范受力示意图和平衡计算步骤强化科学态度。学生提升解决实际问题能力，教师获得结构化教学资源，提高教学效率。

1.3 重力、弹力与摩擦力综合 主题一 运动和力 高教版《物理（通用类）》 SZ-LWH 学习目标 1. 说出受力分析的基本步骤，能正确识别重力、弹力和摩擦力的施力物体、产生条件及方向。 2. 能画简单物体的受力示意图，依据各方向平衡关系和滑动摩擦力公式完成书柜、砖夹等综合计算。 3. 通过机器狗、交叉插页实验、简易测力计和破冰船案例形成证据意识、工程思维与规范表达习惯。 SZ-LWH 砖夹为什么能提起砖块 教材情境：工人只用砖夹夹住砖块两侧，就能把一组砖块稳定提起。 问题：把被夹起的砖块整体作为研究对象，它受到哪些物体的作用？为什么砖块不会下落？ 答案：砖块受地球和砖夹的作用；两侧向上的静摩擦力共同阻碍砖块下落。 教师归纳：先确定研究对象，再依据施力物体、接触面和运动状态逐个寻找真实外力。 SZ-LWH 受力分析的基本步骤 受力分析先确定研究对象，再依据力的来源逐个寻找研究对象受到的外力。 ① 确定研究对象。 ② 按重力、接触处弹力和摩擦力逐个找外力。 ③ 判断每个力的施力物体和方向。 ④ 画图并规范标注。 ⑤ 检查是否漏力、添力或重复画力。 作图规范：只画研究对象实际受到的力，不画它对外施加的力，不把速度或运动趋势画成力。 SZ-LWH 教材实践：马拉雪橇 雪橇所受拉力由马施加，方向沿绳指向马。题目只要求画这一外力。 教材实践：马对雪橇的拉力为240 N。画出雪橇所受拉力的示意图。 答案：从雪橇上的作用点沿绳指向马画箭头，标注F=240 N。 解析：箭头画在雪橇上，表示马对雪橇的拉力。 SZ-LWH 即时练习 1. 一盏灯由竖直绳静止悬挂。画出灯的受力示意图。 答案：重力竖直向下，绳拉力竖直向上。 解析：重力由地球施加，拉力由绳施加。 2. 一本书静止在水平桌面上，手又竖直向下按书。书受到哪些力？ 答案：重力和手的压力均向下；桌面的支持力竖直向上。 解析：不能把书对桌面的压力画在书上。 SZ-LWH 平衡状态中的受力与摩擦力 物体保持静止或做匀速直线运动时，各方向的受力分别平衡。 水平面上的物体若在竖直方向只受重力和支持力，则正压力大小等于重力大小；计算摩擦力前必须先核对这一条件。 G = mg Ff = μFN 公式给出大小，方向仍由相对运动判断。 SZ-LWH 教材实践：推动书柜 书柜和地板间的动摩擦因数为0.3，质量为60 kg。书柜在水平地板上匀速运动，需要多大的水平推力？ 分析：竖直方向重力与支持力平衡；水平方向推力与滑动摩擦力平衡。 g = 10 m/s2 解：G = mg = 60×10 N = 600 N FN = G = 600 N Ff = μFN = 0.3×600 N = 180 N 答案：需要180 N的水平推力。 解析：先由竖直平衡确定正压力，再由匀速条件确定推力与摩擦力等大、反向。 SZ-LWH 即时练习 3. 水平托盘托着零件一起做匀速直线运动，零件没有相对运动趋势和其他水平力。零件受到哪些力？水平摩擦力多大？ 答案：受到重力和托盘的支持力；水平摩擦力为0 N。 解析：接触并不必然产生摩擦力；没有相对运动或趋势时，实际摩擦力为零。 4. 质量为40 kg的箱体在水平地面上匀速滑动，水平拉力为100 N。取g=10 m/s2，求动摩擦因数。 答案：μ = Ff FN = 100 N 400 N = 0.25 解析：由匀速条件先求滑动摩擦力，再由质量确定正压力，最后反求动摩擦因数。 SZ-LWH 多接触面与整体法 同一物体可同时与多个物体接触，分析时必须逐个检查接触面，判断每个接触面上的支持力和摩擦力。 研究对象可以是单个物体，也可以是若干物体组成的整体。采用整体法时，只画整体受到的外力，不画整体内部物体之间的作用力。 处理复杂情境仍按同一流程：选对象 → 逐面找接触力 → 判断方向 → 用运动状态检查大小关系。 SZ-LWH 教材实践：砖夹搬砖 把被夹起的砖块整体作为研究对象，分析砖块受到几个外力，并画出受力示意图。 答案：整体受到5个外力：重力向下；砖夹两侧分别施加水平支持力；两侧接触面分别施加竖直向上的静摩擦力。 解析：两个向上的静摩擦力共同阻碍砖块下滑；砖块之间的作用属于内力，不画在整体受力图中。 SZ-LWH 即时练习 5. 用水平推力把物块压在竖直墙面上，物块保持静止。画出物块的受力示意图。 答案：重力向下、推力指向墙面、墙面支持力离开墙面、静摩擦力竖直向上。 解析：支持力垂直墙面，静摩擦力沿墙面并阻碍物块向下滑动的趋势。 6. 汽车在水平路面上向右行驶并制动，忽略空气阻力。画出汽车的受力示意图。 答案：重力向下、路面支持力向上、路面对汽车的摩擦力水平向左。 解析：摩擦力阻碍轮胎相对路面向右滑动的趋势。 SZ-LWH 教材实践：“雪龙2”号破冰 “雪龙2”号能以1.5 m/s的航速破开1.5 m厚的冰连续航行。查找其结构和破冰原理，画出破冰时的受力示意图。 答案：简化时可画重力向下、浮力向上、推进作用指向航行方向，水和冰的阻力与航行方向相反；与冰接触时还应画冰的接触作用力。 解析：先说明研究状态和简化条件；破冰阶段不同，接触位置和受力图可以不同，但每个力都必须有明确施力物体。 SZ-LWH 课堂背诵 1. 请完整说出受力分析的基本步骤。 答案：确定研究对象；逐个找外力；判断施力物体和方向；画图标注；检查漏力和添力。 2. 填空：重力方向______；支持力______接触面；摩擦力沿______。 答案：竖直向下；垂直；接触面。 SZ-LWH 课堂背诵 3. 物体保持静止或做匀速直线运动时，各方向受力满足什么关系？ 答案：各方向的受力分别平衡。 4. 滑动摩擦力公式是什么？计算前先确定哪个力？ 答案：Ff = μFN；计算前先确定正压力。 5. 填空：受力图只画研究对象______的力，每个力须找到______物体。 答案：实际受到；施力。 SZ-LWH 师生互动：机器狗接触面互检 任务一：观察教材图1-3-30，分别判断右前轮与墙面、右后轮与地面接触时所受支持力和摩擦力方向。 答案：右前轮所受支持力垂直墙面并离开墙面，摩擦力沿墙面向上；右后轮所受支持力竖直向上，摩擦力沿地面指向矮墙。 教师归纳：接触面改变，支持力和摩擦力的方向都要重新判断。 SZ-LWH 师生互动：交叉插页实验解释 任务二：把两本课本逐页交叉对插，尝试拉开并解释现象，提出较容易分开的操作方案。 答案：大量页面同时接触，各接触处的摩擦作用累积，因此很难直接拉开。可先抖松页面、减小压紧程度，或分批退出交叉页面。 教师评价：解释须说清接触面数量、压紧程度和摩擦累积；操作方案应对应减少接触或减小正压力。 SZ-LWH 师生互动：简易测力计方案 任务三：仿照标准弹簧测力计，说明简易测力计应包含哪些结构，怎样标定和检验。 答案：选用弹性元件、指针和刻度板，先标零点；在弹性限度内用若干已知大小的力逐点标定，再用其他已知力重复测量并检查回零。 教师归纳：标定范围不得超过弹性限度，检验时既看示值准确性，也看撤去力后能否回零。 SZ-LWH 课堂练习 1. 关于受力分析，下列说法正确的是（　　）。 A．把物体的运动方向画成一个力　　B．只画接触物体施加的力 C．每个力都应找到施力物体　　　　D．运动物体一定受到向前的力 答案：C。 解析：受力图只画实际外力；重力不需要接触，运动方向不是力。 2. 物块随水平传送带匀速运动，且无相对运动趋势和其他水平力。水平摩擦力为______N。 答案：0。 解析：没有相对运动或趋势，实际摩擦力为零。 SZ-LWH 课堂练习 3. 物块在粗糙水平面上向左滑动，同时受到绳水平向右的拉力。画出物块的受力示意图。 答案：重力向下、支持力向上，绳拉力和滑动摩擦力均向右。 解析：物块相对地面向左滑动，故滑动摩擦力向右；运动方向不是力。 SZ-LWH 课堂练习 4. 质量为50 kg的箱体在水平地面上滑动，动摩擦因数为0.20。把10 kg货物固定在箱体上一起滑动。取g=10 m/s2，求加载前、后的滑动摩擦力。 解：加载前正压力为500 N，加载后正压力为600 N。 Ff1 = 0.20×500 N = 100 N Ff2 = 0.20×600 N = 120 N 答案：加载前100 N，加载后120 N。 解析：把箱体与货物视为整体；加载后总质量和正压力增大，动摩擦因数不变。 SZ-LWH 课堂练习 5. 质量为10 kg的一组砖被砖夹从左右两侧对称夹紧并静止提起，两侧静摩擦力大小相等。取g=10 m/s2，求每侧静摩擦力。 答案：竖直方向平衡，2Ff = G = mg = 10×10 N = 100 N，Ff = 50 N 解析：两侧静摩擦力共同平衡砖块重力；对称条件说明两个摩擦力大小相等。 SZ-LWH 课堂练习 6. 一根水平绳以150 N的拉力向右牵引物流托盘，托盘在粗糙水平地面上匀速滑动。画出受力示意图，并求滑动摩擦力。 答案：重力向下、支持力向上、拉力向右、滑动摩擦力向左；摩擦力大小为150 N。 解析：托盘匀速，水平方向拉力与滑动摩擦力平衡；摩擦力方向与相对运动方向相反。 SZ-LWH 课堂小结 受力分析 先确定研究对象，再按力的来源逐个寻找重力、弹力和摩擦力，判断施力物体与方向。 平衡与计算 静止或匀速时分方向判断平衡；先确定正压力，再计算滑动摩擦力。 Ff = μFN 复杂情境 逐个检查接触面；采用整体法时只画整体外力，并用运动状态检查受力关系。 回应导入：砖夹两侧向上的静摩擦力共同平衡砖块重力，因此砖块不会下落。 SZ-LWH 作业布置 1．复习本节课的知识点； 2．完成课后练习； 3．整理笔记和易错题。 SZ-LWH $