如何根据弹力的方向示意图方向的判定来改变其弹力的方向示意图大小和方向?

中学生普遍感到物理是最难学的课程之一,不少教师也深感物理难教。怎样才能改变物理教学的这种困境,使得学生愿学乐学物理,既减轻学生沉重的负担,又取得好的教学效果呢?个人认为根本的途径之一是要改变传统的教学模式,探索既遵循学生生理、心理发展规律和认知特点,又反映物理学特色和实际的物理课堂教学结构新模式,让学生从被动的学转为主动的学,从“应试”的学转为“能力”的学。我校结合实际,设计并实践的“观察-探究-建构-反馈”新授课教学模式,能较好地处理教与学、掌握知识与发展能力、统一要求与因材施教、理论与实践、减轻学生负担和提高教学质量诸方面的关系,有利于实现从应试教育向素质教育的转变。

一、观察。观察的含义:①可以是情境引入,可以是问题引入,可以是生活中的现象、还可以是课本的研读、自学。②学习目标的确定。明确本节课的知识重、难点,有针对性的自学,初步建立知识体系或框架。

二、探究。探究的含义:通过问题的探究(理论探究、实验探究)或习题的演练,对已有的知识形成进一步的认识。

三、建构。经过自主探究后,学生必然存在这些或那些的问题,或理解不够深刻等。接下来怎么办呢?建构知识体系。①可以先让学生分组讨论,充实并完善自己的知识体系。②交流问题的解决方案;交流探究的过程、现象和结论;交流演练习题过程中的思路和方法。对正确的,大家认同的知识点,可以少讲甚至于不讲。对于学生交流过程中,出现的问题,可以引导学生合作解决,从而建构正确的知识。在交流的过程中逐步完善、建立好知识结构并加以充实。

四、反馈。“学以致用”,通过当堂反馈,检验这节课的课堂效率,查漏补缺,巩固提升,真正实现有效课堂教学。这里,反馈的形式,可以是知识的总结,可以是现实问题的解决,还可以是典型题型的运用。

下面就以人教版必修一第三章第二节《弹力》为例,展示“观察-探究-建构-反馈” 的教学模式。

《§3.2 弹力》 教学案例

知识和技能 1.知道弹力产生的条件;

2.知道压力、支持力、绳子的拉力都是弹力,能在力的示意图中画出它们的方向

过程和方法 能在实际问题中确定弹力的方向

3.情感、态度、价值观 在实验中培养观察能力及结合实际的求实精神

重点:弹力产生的条件及方向的判定

难点:两物体接触时是否有弹力的判定方法;弹力方向的确定

【课前准备】弹力.ppt课件(配套导学案)

引入:前面从力的产生、三要素认识了重力,这节课我们同样从力的产生及三要素来研究弹力。

一、观察。(ppt同步展示)

1.学生阅读课本p54-55 并思考:

(1)弹力是如何产生的?

(2)弹力的三要素:①作用点在哪里? ②方向如何确定? ③大小与什么因素有关?

2.学生完成自主学习。

2.弹力有无的判定:(1)条件法 (2)假设法 (3)状态法

①压力(支持力)的方向垂直于_________指向________的物体。

③杆的方向____________沿着杆的方向。(填“一定”或“不一定”)

学生完成:教学案 例题1-4

例1 下列关于弹力产生条件的说法中正确的是()

a.只要两个物体接触就一定产生弹力

b.两个接触的物体间不一定产生弹力

c.只有发生弹性形变的物体才产生弹力

d.有形变不一定会产生弹力

例2(1)试分析下列图中小球受到几个弹力(注:小球光滑且处于静止状态)

(2)上图中,若小球受到了弹力,请在图中作出小球受到的弹力的示意图。

例3 关于弹力,下列说法正确的是()

a.压力、支持力和拉力都是弹力

b.压力和支持力的方向总是垂直于接触面

c.杆对物体的弹力总是沿着杆,并指向杆收缩的方向

d.轻绳一端所受弹力的方向一定沿绳子的方向

例4 如图所示,一本书放在桌面上,处于静止状态,则桌面产生微小形变的方向是________,恢复形变的方向是_______,对___产生弹力的方向是______;书发生微小形变的方向是________,恢复形变的方向是______,对_____产生弹力的方向是________。

学生交流,逐步形成完善的知识体系。(ppt同步显示)

(1)明确弹力的定义:发生弹性形变的物体由于要恢复原状,对与它接触的物体产生力的作用。

(2)进一步深入讨论、交流,理解弹力的产生条件,并明确弹力是一种接触力,而上节课学习的重力是一种非接触力。

例2、学生先判断弹力有无。判断的依据:

(1)条件法。如第一幅图。

(2)假设法。如第二幅图。小球与斜面间是否有弹力,无法根据条件判断,因为斜面与小球间可能有挤压,可能没有。这时怎么办呢?学生想到可以假设将斜面撤除,发现小球运动状态没有变化,说明斜面与小球间无弹力。

(3)状态法。第二幅图中,也可以假设斜面对小球有弹力发现小球无法保证静止,说明斜面对没有弹力。同样第三幅,学生发现条件法、假设法都行不通,但是从状态法却可以很快的判断出杆对球有弹力。

接着,做出弹力的方向。

学生交流、讨论,归纳总结几种常见弹力的方向:

支持力(压力):垂直于接触面指向被支持(或被压)的物体。

接触面:“面面”接触垂直于面(平面或切面)

绳的拉力:沿着绳指向绳收缩的方向。

杆的弹力:不一定沿着杆的方向。

请画出下列各图中a受到的弹力(注:o为球的重心)见下发的材料

学生板书,标出弹力的方向。

2.总结反馈。(ppt同步显示

通过反馈练习(包括例题4),学生再次体会几种常见弹力的方向的判断方法:

支持力(压力):垂直于接触面指向被支持(或被压)的物体。

接触面:“面面”接触垂直于面(平面或切面)

绳的拉力:沿着绳指向绳收缩的方向。

杆的弹力:不一定沿着杆的方向。

通过例4交流,学生从定义判断弹力的方向与弹性形变的方向相反,或者说与恢复形变的方向相同。

学生总结本节课学习了哪里知识,还有什么知识尚且存在疑问的。

学生对“微小形变”的放大方法,没有直观认识,可以通过实物(带细管的玻璃瓶)和课件(平面镜反射法)给学生直观的认识。(ppt展示)

4.知识体系反馈ppt展示

①弹力的定义:发生弹性形变的物体由于要恢复原状,对与它接触的物体产生力的作用。

②弹力产生的条件:接触、弹性形变

③判断弹力有无的方法:条件法、假设法、状态法

④弹力的三要素:(1)作用点:作用在接触面上

(2)方向与弹性形变的方向相反,或者说与恢复形变的方向相同。

(3)大小与形变量有关。(第二节课研究)

①研究“力”的一般方法:力的产生、三要素

②判断弹力有无的方法:条件法、假设法、状态法

③微小形变的处理方法:放大法

本节课是学生进入高中学习物理时学习力的一个难点。采用“观察-探究-建构-反馈” 的教学模式。需注意:1.明确本节课的教学目标、重难点。2.学生能自学、合作交流能解决的知识就让学生在观察、探究的过程中逐步建构知识体系,逐步实现你的课堂教学目标,逐个解决重难点的突破和深化。如果遇到问题,学生想不到或解决不了,可给提示必要时示范方法。

总之,一个原则,新课改下物理课堂要有效性实施,既发挥学生的主体性,也要适应中国教育的特色,提高学生实际解决问题的能力。

  高中都学习了哪些物理知识?下面是小编的`高中物理知识清单,希望对大家有用。

  1.物体模型用质点,忽略形状和大小;地球公转当质点,地球自转要大小。

  物体位置的变化,准确描述用位移,运动快慢S比t ,a用Δv与t 比。

  2.运用一般公式法,平均速度是简法,中间时刻速度法,初速度零比例法,

  再加几何图像法,求解运动好方法。

  自由落体是实例,初速为零a等g.

  竖直上抛知初速,上升最高心有数,飞行时间上下回,整个过程匀减速。

  中心时刻的速度,平均速度相等数;求加速度有好方,ΔS等a T平方。

  3.速度决定物体动,速度加速度方向中,同向加速反向减,垂直拐弯莫前冲。

  1.解力学题堡垒坚,受力分析是关键;分析受力性质力,根据效果来处理。

  2.分析受力要仔细,定量计算七种力;重力有无看提示,根据状态定弹力;

  先有弹力后摩擦,相对运动是依据;万有引力在万物,电场力存在定无疑;

  洛仑兹力安培力,二者实质是统一;相互垂直力最大,平行无力要切记。

  3.同一直线定方向,计算结果只是“量”,某量方向若未定,计算结果给指明;

  两力合力小和大,两个力成q角夹 ,平行四边形定法;

  合力大小随q变 ,只在最大最小间,多力合力合另边。

  多力问题状态揭,正交分解来解决,三角函数能化解。

  4.力学问题方法多,整体隔离和假设;整体只需看外力,求解内力隔离做;

  状态相同用整体,否则隔离用得多;即使状态不相同,整体牛二也可做;

  假设某力有或无,根据计算来定夺;极限法抓临界态,程序法按顺序做;

  正交分解选坐标,轴上矢量尽量多。

  1.F等ma,牛顿二定律,产生加速度,原因就是力。

  合力与a同方向,速度变量定a向,a变小则u可大 ,只要a与u同向。

  2.N、T等力是视重,mg乘积是实重; 超重失重视视重,其中不变是实重;

  加速上升是超重,减速下降也超重;失重由加降减升定,完全失重视重零

  四、曲线运动、万有引力

  1.运动轨迹为曲线,向心力存在是条件,曲线运动速度变,方向就是该点切线。

  2.圆周运动向心力,供需关系在心里,径向合力提供足,需mu平方比R,

  mrw平方也需,供求平衡不心离。

  3.万有引力因质量生,存在于世界万物中,皆因天体质量大,万有引力显神通。

  卫星绕着天体行,快慢运动的卫星,均由距离来决定,距离越近它越快,

  距离越远越慢行,同步卫星速度定,定点赤道上空行。

  1.确定状态找动能,分析过程找力功,正功负功加一起,动能增量与它同。

  2.明确两态机械能,再看过程力做功,“重力”之外功为零,初态末态能量同。

  3.确定状态找量能,再看过程力做功。

  有功就有能转变,初态末态能量同。

  六、电场 〖选修3--1〗

  1.库仑定律电荷力,万有引力引场力,好像是孪生兄弟,kQq与r平方比。

  2.电荷周围有电场,F比q定义场强。

  KQ比r2点电荷,U比d是匀强电场。

  电场强度是矢量,正电荷受力定方向。

  描绘电场用场线,疏密表示弱和强。

  场能性质是电势,场线方向电势降。

  场力做功是qU ,动能定理不能忘。

  3.电场中有等势面,与它垂直画场线。

  方向由高指向低,面密线密是特点。

  七、恒定电流〖选修3-1〗

  1.电荷定向移动时,电流等于q比 t。

  自由电荷是内因,两端电压是条件。

  正荷流向定方向,串电流表来计量。

  电源外部正流负,从负到正经内部。

  2.电阻定律三因素,温度不变才得出,控制变量来论述,r l比s 等电阻。

  电功率,W比t,电压乘电流也是。

  3.基本电路联串并,分压分流要分明。

  复杂电路动脑筋,等效电路是关键。

  4.闭合电路部分路,外电路和内电路,遵循定律属欧姆。

  路端电压内压降,和就等电动势,除于总阻电流是。

  八、磁场〖选修3-1〗

  1.磁体周围有磁场,N极受力定方向;电流周围有磁场,安培定则定方向。

  2.F比I l是场强,φ等B S 磁通量,磁通密度φ比S,磁场强度之名异。

  3.BIL安培力,相互垂直要注意。

  4.洛仑兹力安培力,力往左甩别忘记。

  九、电磁感应〖选修3-2〗

  1.电磁感应磁生电,磁通变化是条件。

  回路闭合有电流,回路断开是电源。

  感应电动势大小,磁通变化率知晓。

  2.楞次定律定方向,阻碍变化是关键。

  导体切割磁感线,右手定则更方便。

  3.楞次定律是抽象,真正理解从三方,阻碍磁通增和减,相对运动受反抗,

  自感电流想阻挡,能量守恒理应当。

  楞次先看原磁场,感生磁场将何向,

  全看磁通增或减,安培定则知i 向。

  十、交流电〖选修3-2〗

  1.匀强磁场有线圈,旋转产生交流电。

  电流电压电动势,变化规律是弦线。

  中性面计时是正弦,平行面计时是余弦。

  2.NBSω是最大值,有效值用热量来计算。

  3.变压器供交流用,恒定电流不能用。

  理想变压器,初级U I值,次级U I值,相等是原理。

  电压之比值,正比匝数比;电流之比值,反比匝数比。

  运用变压比,若求某匝数,化为匝伏比,方便地算出。

  远距输电用,升压降流送,否则耗损大,用户后降压。

  十一、气态方程〖选修3-3〗

  研究气体定质量,确定状态找参量。

  绝对温度用大T,体积就是容积量。

  压强分析封闭物,牛顿定律帮你忙。

  状态参量要找准,PV比T是恒量。

  1.第一定律热力学,能量守恒好感觉。

  内能变化等多少,热量做功不能少。

  正负符号要准确,收入支出来理解。

  对内做功和吸热,内能增加皆正值;

在新课标必修1第55页有弹力的如下定义:发生弹性形变的物体,由于要恢复原长,对其接触的物体产生力的作用,这种力叫弹力。

定义中的弹性形变指的是能够恢复原状的形变;并不是所有的形变都是弹性形变。

弹力与重力、摩擦力一起并称力学三大典型力。我们在高中物理题目中最典型的弹力就是弹簧的弹力。从弹力定义来说,日常生活中的压力、支持力、绳子拉力都是弹力。比如,一本书放在桌面上,桌面给其的支持力就是弹力,只不过桌面的弹性形变很小,我们肉眼观察不到。

弹力的方向研究是一个考点,如果是综合题,涉及到复杂的运动模式,弹力方向判断就很不容易;比如,竖直方向弹簧放置的振动模式。

下面我们来一起复习下教材中弹力方向的具体规定。

(1)弹簧弹力的方向:压缩的弹簧给物体斥力;伸缩状态的弹簧给物体引力;弹力的方向与形变量△x相关。

(2)压力、支持力的方向总是垂直于接触面,指向被挤压或被支持的物体。

(3)绳对物体的拉力(拉力是弹力中的一种)总是沿着绳,且指向绳收缩的方向。

对比下,不难看出,弹力方向的分析远比重力方向复杂。

高中物理中弹力问题是非常重要的考点。尤其是涉及到竖直放置弹簧、多物体连接的,且涉及到摩擦了综合问题,在和模考题中经常出现。对于大部分的高考生这些问题相当难处理,最值得一提的是,北京高考物理试卷(笔者编辑此文时间为2012年)最近五年内,都没有出现过弹力的综合解答题,因此北京考生要特别需要注意涉及弹力的综合型大题。

我们还是先来复习课本上弹力的大小的相关规定。高中物理阶段,我们研究弹力的大小都是满足胡克定律的。胡克定律可表示为(在弹性限度内):F=kx,(形变量可以是伸长量也可以是压缩量);此公式还可以表示成ΔF=kΔx,即弹簧弹力的大小改变量和弹簧形变量的改变量也成正比。在这里,王尚老师给大家补充两个基础知识:两根弹簧串联后组成的“新弹簧”总劲度变小;两根弹簧并联后组成的“新弹簧”总劲度变大。如果您没有推导过,请课下自己推导下。下面我们来讲解弹性势能的概念,因为弹簧的问题,总是结合着能量的变化;对弹性势能的考察,是全国各地高考的一大热点和难点。而且,笔者预测在接下来2013年或2014年,北京高考物理压轴题中很有可能会考察到弹力。

从历年物理试卷分析来看,弹力的方向判断总是结合受力分析、机械能守恒定律、动量、电磁感应进行综合性命题。高中物理中的弹力是力学三大常见力之一,弹力的方向分析是这三个力中最难的。简单的弹力的方向判断没有任何考察的意义,因为区分度太小(大家都会做),因此学会在这些综合题中应用就显得非常重要。

前文中讲到的弹力的方向规定必须铭记于心,这是解决任何综合题中弹力的方向的基础与前提条件。另外笔者建议大家最好结合一些典型的例题来帮助大家记忆;而且,这些典型题最后隔一段时间就再复习一遍。这样在处理考试中弹簧类解答题时,大家才不会因为弹力概念或方向判定而丢分或影响答题时间。

一些高考试题或模拟考题中,弹簧竖直方向放置。这类问题的考察,在弹力的基础上融入了重力的因素,往往有借助于两个物体相碰导致的振动情况分析,无疑增加了难度。

弹性势能指的是发生弹性形变的物体各部分之间,由于有弹力的作用所具有的势能。同一弹性物体在一定范围内形变越大,具有的弹性势能就越多,反之,则越小。确定弹力势能的大小需选取零势能的状态,一般选取弹簧未发生任何形变,而处于自由状态的情况下其弹力势能为零。对于弹簧来说,弹性势能和弹簧的劲度系数k、形变量Δx有关,与其他物理量无关。E弹=1/2 k*x^2;这个公式不属于北京地区高考物理大纲要求内容,但是记住总比不记要好。

弹性势能和弹力所做的功的对应关系

弹力做功与弹性势能变化的关系:弹力做正功,弹性势能减少;弹力做负功,弹性势能增加。这一点与重力做的功与重力势能的分析是类似的。对于同一物体,弹力所做的功的绝对值和弹性势能的改变量的绝对值是相等的。弹力的具体应用往往出现在机械能、动量、电磁学中,一般来说这些问题都不会仅仅考弹力的大小或者方向,都会涉及到势能的讨论;下面我们就来给大家做详细讲解。

弹性势能的求法与公式推导

弹簧弹性势能的分析是高考物理力学题的一大难点,尤其是涉及到弹簧竖直放置、含有碰撞等过程的时候。由于高中物理并没有要求大家理解弹性势能的定义,因此弹簧的弹性势能的计算总是通过动量、能量守恒或者功能关系;换句话来说,就是借助于外界功或者能的方法来进行分析。我们下面就来具体分析下弹性势能公式的推导过程。

高中数学微积分掌握比较好的学生,也可以通过积分的方法来求解。从弹力的定义式(F弹=kΔx)来看,F弹随x的变化关系为一次线性函数,通过积分不难得出:E弹=1/2 k*Δx^2;这种数学微分思想在高中物理中的应用问题,在平时需要大家多去分析探究,这类结合的问题不仅仅是高考物理,同时也是近几年自主招生考试命题的一大趋势。见王尚文章《自主招生物理试题倾向于数学分析》;对于数学微积分知识掌握不是特别理想的学生也不用气馁,我们可以借助于图像阴影面积的求法来探究弹力所做的功。这种求法得到的答案也是一致的:E弹=1/2 k*Δx^2;在求弹簧的弹力做功时,因该变力为线性变化,可以先求平均弹力大小,再用功的定义进行计算(很多题目是利用动能定理和功能关系,能量转化和守恒定律求解)。

在这里要提醒大家的是,一次线性关系可以这么来求,二次函数关系不能利用这种方法。比如,当电流为变量的时候,求电热Q时,利用公式Q=I*I*Rt,对Q的求法只能对I进行积分。同时要注意弹力做功的特点:弹力做功等于弹性势能增量的负值。上面给出大家的弹性势能的公式,高考不作定量要求,可作定性讨论。因此笔者在前文中讲到,在求弹力的功或弹性势能的改变时,一般以能量的转化与守恒的角度来求解。

在高中物理中,弹力的大小是非常重要的考点,尤其是涉及到竖直放置弹簧、多物体连接的弹力大小分析问题。这些问题在高考物理真题和模考题中经常出现,从得分的角度来看,大家在弹力大小判断上丢分是很严重的。弹力大小的分析一般来说比较困难,这是由于:弹力的大小与位移变化紧密联系,而位移的变化有由速度决定,速度取决于由弹力和其他外力综合决定的加速度。这是一个循环过程,因此,弹力综合问题的处理有相当的难度。

从高考物理考题来看,弹簧弹性势能的具体应用往往出现在机械能守恒、动量守恒、电磁感应综合题中。高中物理必修2中并没有给出弹性弹性势能的表达式,仅仅在第64页让学生课下去探究。我们弹力的最基本知识王尚老师暂时只讲到这里。在这里笔者给高考生做三句总结,在后面会用到。这是原创经典总结:弹力找原长,振动找平衡,位移是关键。

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