【暑假预习班】2020年高中物理必修一1.6《胡克定律与摩擦力》教学设计

第一课时：胡克定律

牛顿的一生⑤（牛顿与胡克）：

今天一般人知道胡克（1635-1703）这个名字，是因为在初中物理学到的胡克定律：在弹性限度内，弹簧的弹力和弹簧的长度变化成正比。其实胡克在多个领域都做出了杰出贡献：首次用显微镜看到并命名细胞，首次观察到火星和木星的自转，发现双星，首次测量恒星的视差，发明了轮形气压计、液体比重计、风速计里程计、现在还在车辆的传动装置中使用的万向节、钟表的游丝、后来用于相机的可变光圈……，并且还是当时有数的建筑设计师，如此多才多艺，难怪后来有人称之为“英国的达芬奇”。

但是在胡克死后两百多年间，他几乎被人遗忘了，直到20世纪他做为大科学家的地位才被确认。这主要是由于他惹恼了一个人，一个比他更伟大、更有势力、最不该去惹的人——牛顿。1672年年初，牛顿被选为王家学会会员，做为见面礼，他给学会寄去一篇证明白光是不同颜色光的混合的论文，提出光是由粒子组成的，遭到了认为光是一种波的胡克的猛烈抨击。牛顿无法忍受，威胁要退出学会。在学会的书记劝说并提出免去牛顿应缴纳的会费的条件下，牛顿留了下来。

1675年，牛顿发表的另一篇光学论文招来了胡克更猛烈的抨击。胡克认为牛顿论文中的大部分内容是从他在1665年发表的《显微图谱》一书中的有关论述中搬来的，只是做了某些发挥。两人进行了一番貌似彬彬有礼其实暗藏讥讽的通信。

“ 如果我看得更远一点的话，是因为我站在巨人的肩膀上。”

这句话其实是讽刺胡克身材矮小，驼背；《数学原理》的出版给牛顿带来了巨大的声誉，也越发让胡克觉得自己的贡献没有得到应有的承认。但胡克的抱怨无人理睬。这个事件让他的余生充满了阴影，让他变得越来越抑郁、多疑和忌妒。直至1703年在疾病中逝世；

知识点1 胡克定律

1.胡克定律：在弹性限度内，弹性体的弹力和弹性体的伸长（或缩短）的长度成正比，即，其中是劲度系数，单位。

实验导入：我们知道弹力是由形变产生的，在弹性限度内，形变越大，弹力就越大。形变消失，弹力消失。弹簧秤是我们较常见的物理测量工具，哪么弹簧的形变量与产生的弹力之间又有什么样的关系呢？

演示实验：用刻度尺测出弹簧在不同的钩码拉力下的伸长量x，建立坐标系，以纵坐标表示弹力大小F，以横坐标表示弹簧的伸长量x，在坐标系中描写实验所测得的各组（x，F）对应的点，用               的曲线连接起来，根据实验所得的图线，就可探知弹力大小与伸长量间的关系。

用不同的弹簧测力计重复实验；

得出结论：很好，实验表明：弹簧发生弹性形变时，产生的弹力大小F与弹簧伸长（或缩短）的长度x成正比即，k为图象的斜率。这个规律叫胡克定律。

板书：（k称为劲度系数， x为形变量——现在的长度与原来长度的差）

劲度系数：单位是N/m。生活中常说有的弹簧“硬”，有的弹簧“软”指的就是它们的劲度系数不同。弹簧的劲度系数跟弹簧丝的粗细、材料、弹簧的直径、绕法、弹簧的长度等量有关，这个量反映了弹簧的特性。

例1. 在一根长L0=50cm的轻弹簧下竖直悬挂一个重G=100N的物体，弹簧的长度变为L1=70cm。则该弹簧的劲度系数k=500N/m，若再挂一重为200N的重物，弹簧的伸长量将为        60 cm。

例2.  图为一轻质弹簧的长度和弹力的关系图线,求：

（1）弹簧的原长L0；

（2）弹簧的劲度系数k；

（3）弹簧压缩5cm时弹力的大小。

第三课时：总结归纳

知识点1 对摩擦力的理解误区

误区一：摩擦力的方向总与物体的运动方向相反

摩擦力的方向总跟物体的相对运动或相对运动的趋势的方向相反，但静摩擦力的方向与物体运动方向可以相同、相反或成任意夹角；滑动摩擦力的方向与运动方向可以相同，也可以相反。

误区二：摩擦力总是阻力

所谓动力和阻力，是从力的作用效果来命名的，如果物体受到的摩擦力的方向与该物体运动的方向相同，则摩擦力为动力，如果物体受到的摩擦力的方向与该物体运动的方向相反，则摩擦力为阻力。

误区三：静止物体只能受到静摩擦力，运动物体只能受到滑动摩擦力

摩擦力发生在相互接触并挤压的两个不光滑的物体之间，如果两物体之间存在相对运动，则有相互作用的滑动摩擦力，这两个物体可以都运动，也可以一个运动另一个静止；如果两个物体相对静止，并存在相对运动趋势，则有相互作用的静摩擦力，这两个物体可以都静止，也可以都运动。

误区四：静止的物体不受摩擦力，运动的物体一定受摩擦力

物体是否受摩擦力，与物体处于静止状态或运动状态没有直接的关系，关键是看物体相对于与其接触的物体是否有相对运动或相对运动趋势。

误区五：物体对接触面的压力越大，摩擦力越大

由实验现象可知，接触面的粗糙程度一定时，物体对接触面的压力越大，受到的滑动摩擦力也就越大，但静摩擦力的大小与压力大小无关，应根据物体的实际受力情况和实际运动状态来确定，但最大静摩擦力与压力大小成正比

误区六：接触面积越大，滑动摩擦力越大

滑动摩擦力只与两个因素有关，即接触面的粗糙程度和物体对接触面的压力大小，而与物体运动状态和接触面积大小无关，滑动摩擦力的大小与接触面的面积无关是因为接触面积的大小并不能改变接触面的粗糙程度和两个物体间的压力FN，故两物体间的滑动摩擦力的大小不随接触面积的大小而改变。

误区七：摩擦力一定越小越好

摩擦力有不利的一面，例如一些转动装置，人们总是希望摩擦力越小越好，为此我们将这些部分做得很光滑， 同时加上一些轴承以减小摩擦；但在现实生活中，摩擦力也有有利的一面，例如，汽车轮胎上有许多凸凹的花纹，增大与路面的摩擦力，缩短刹车距离；没有鞋子和地面的摩擦力，我们就无法行走。

1.胡克定律：

2.摩擦力小结：

概念理解：

判断下列说法是否正确。

   (1)静摩擦力就是静止物体受到的摩擦力。(  ×    )

   (2)静摩擦力方向一定与物体的相对运动趋势方向相反。(  √   )

   (3)静摩擦力的大小与正压力成正比。    (  ×   )

   (4)只要两个物体之间有弹力产生，又有相对运动，两个物体之间就一定存在滑动摩擦力。( ×  )

   (5)滑动摩擦力一定存在于两个运动的物体之间。(   ×    )

   (6)静止的物体受到的摩擦力可能是滑动摩擦力。(    √   )

1. (多选）关于摩擦力的说法正确的是(  BD  )

A.摩擦力的方向与物体运动方向相反，所以摩擦力是阻力

B.摩擦力的方向可能与物体运动方向相同

C.静止的物体不可能受到滑动摩擦力作用

D.运动的物体也有可能受到静摩擦力的作用

3. （多选）下列图中的物体都处于静止状态，有静摩擦力的是(  BCD   )

3.置于水平面上的物体，在水平方向的拉力作用下向前运动，当拉力增大时，物体的运动速度也随之变大，则该物体所受的滑动摩擦力将(  B  )
A.增大        B.不变     C.减小        D.无法确定

4.如图所示，在甲图中，小孩用80N的水平力推木箱，木箱不动，则木箱此时受到的静摩擦力大小为  （    ）N；在乙图中，小孩用至少100N的水平力推木箱，木箱才能被推动，则木箱与地面间的最大静摩擦力大小为   （    ）  N；在丙图中，小孩把木箱推动了，若此时木箱与地面间摩擦力大小为90N，木箱对地面的压力大小为200N，则木箱与地面间动摩擦因数为μ=  （    ）   依次填入以上空格的正确答案是（  B  ）

A．0 、80、0.45       

B．80、100、0.45    

C．80、80、0.90     

D．80、100、0.90

5.   如图2甲、乙所示，物体P、Q在力F作用下一起以相同速度沿力F方向匀速运动，图乙中斜面体固定不动，关于物体P所受的摩擦力，下列说法正确的是(　D　)

图2

A.图甲、乙中物体P均受摩擦力，且方向均与力F相同

B.图甲、乙中物体P均受摩擦力，且方向均与力F相反

C.图甲、乙中物体P均不受摩擦力

D.图甲中物体P不受摩擦力，图乙中物体P受摩擦力，且方向与力F方向相同

6 把一重为G的物体，用一个水平的推力F＝kt(k为恒量，t为时间)压在竖直的足够高的平整墙面上(如图4)，从t＝0开始物体所受的摩擦力Ff随t的变化关系是下图中的哪一个(　B　)