Plan docente del curso 1 obligatorio "Interacción Básica de la Gravedad" del primer volumen de física de bachillerato
Preparación docente
Objetivos docentes
1. Comprender los conceptos de fuerzas y vectorialidad, y ser capaz de dibujar diagramas de fuerzas.
2. Comprender las causas de la gravedad, determinar la magnitud y dirección de la gravedad y comprender el concepto de centro. de la gravedad.
3. Comprender cuatro interacciones básicas en la naturaleza.
Puntos importantes y difíciles en la enseñanza
1. El concepto y la vectorialidad de la fuerza. Ilustración de la fuerza.
2. Gravedad Las causas, determinando el tamaño y la dirección de la gravedad, el concepto de centro de gravedad y las cuatro interacciones básicas en la naturaleza
Proceso de enseñanza<. /p>
[Exploración de conocimientos]
1. Fuerza y diagrama de fuerzas
[Diseño del problema]
Haz el siguiente experimento para ver qué sucede y Resuma los efectos de la fuerza.
Figura 1 Figura 2
(1) Una pequeña bola de acero se mueve linealmente sobre una placa de vidrio lisa. Coloque un imán directamente frente a la pequeña bola de acero. (como se muestra en la Figura 1). Cuando esté cerca del imán
(2) Coloque un imán en una posición perpendicular a la dirección del movimiento de la pequeña bola de acero (como se muestra en la Figura 2); p>
(3) Tire y presione el resorte con las manos respectivamente.
Respuestas (1) La velocidad de la pequeña bola de acero es cada vez mayor (2) La dirección de la velocidad; de la pequeña bola de acero ha cambiado; (3) Tire del resorte con la mano y el resorte se estira; presiónelo con la mano Resorte, acortamiento del resorte
Los efectos de la fuerza son: cambiar el estado de movimiento de. el objeto o deformar el objeto
[Puntos clave]
1 .Características de la fuerza
(1) Materialidad de la fuerza: La fuerza es la interacción entre objetos.
(2) Reciprocidad de fuerzas: Las fuerzas siempre aparecen en pares.
(3) Vectorialidad: La fuerza no solo tiene magnitud sino también dirección. p> 2. Efecto de la fuerza: cambiar el estado de movimiento del objeto o deformar el objeto
Explicación Mientras la velocidad de un objeto cambie, ya sea que cambie la magnitud o la dirección de la velocidad, la del objeto. cambios de estado de movimiento.
3.Cómo expresar la fuerza
(1) Ilustración de la fuerza: utilice un segmento de línea con una flecha (segmento de línea dirigido) para representar la fuerza.
①La longitud del segmento de línea (dibujado estrictamente de acuerdo con la escala) representa el tamaño de la fuerza; ②La flecha apunta a la dirección que representa la fuerza ③La cola de la flecha (o flecha) a menudo se dibuja en la dirección; punto de acción de la fuerza (en algunos problemas, por conveniencia, el objeto suele estar representado por un punto
Nota (1) La selección de la escala debe ser un diseño razonable basado en el tamaño de la fuerza. fuerza En términos generales, el segmento de línea debe tener una longitud de 2 a 5 escalas de segmentos enteros (2) Al dibujar diferentes fuerzas en el mismo objeto, use la misma escala. fuerza: Utilice un segmento de línea con una flecha para representar la dirección y el punto de acción de la fuerza.
[Pensamiento extendido]
¿Existe un efecto contundente solo entre objetos en contacto? Pon un ejemplo.
La respuesta es no. Por ejemplo: dos cargas del mismo tipo separadas una cierta distancia se repelen, y cargas de diferentes tipos se atraen polos magnéticos del mismo nombre; entre sí, y los polos magnéticos con diferentes nombres se atraen entre sí, etc.
2. Gravedad
[Diseño del problema]
El otoño ya está aquí, y el dorado las hojas siempre caen al suelo cuando se desprenden de las ramas; el agua en las montañas siempre fluye de arriba hacia abajo por muy rápido que saltes;
eventualmente caerá al suelo. Intente explicar las razones del fenómeno anterior.
Respuesta: Todos los objetos cerca del suelo son atraídos por la tierra. Es precisamente por la atracción de la tierra que los objetos caen. al suelo, hará que el agua fluya hacia abajo
[Puntos clave]
1. Definición de gravedad: La fuerza ejercida sobre un objeto debido a la atracción de la tierra. se llama gravedad.
2. Causa: La gravedad es la fuerza sobre los objetos debido a la atracción de la tierra.Pero no se puede decir que la gravedad sea la atracción de la tierra sobre los objetos.
3. Tamaño: G = mg, g es la aceleración de la gravedad, g = 9,8 m/s2 En el mismo lugar, la magnitud de la gravedad es proporcional a la masa. La magnitud de la gravedad en diferentes lugares varía debido a las diferentes. valores g. (Nota: La magnitud de la gravedad no tiene nada que ver con el estado de movimiento del objeto. No tiene nada que ver con si el objeto está sujeto a otras fuerzas)
4. Dirección: La dirección de la gravedad es siempre verticalmente hacia abajo (verticalmente hacia abajo no es perpendicular a la superficie de apoyo, ni apunta al centro de la tierra
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5. Punto de acción: sobre el centro). de gravedad.
(1) El centro de gravedad es el punto equivalente de acción de la gravedad en cada parte del objeto.
(2) La posición del centro de gravedad. Está relacionado con la distribución de masa y la forma del objeto. El centro de gravedad de un objeto con distribución de masa uniforme y forma regular está en el centro geométrico del objeto. El centro de gravedad puede no estar en el objeto. p>
[Análisis de ejemplos clásicos]
1. Comprender el concepto de fuerza
Ejemplo 1 ¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre la fuerza es correcta ( )
A. A empuja a B hacia abajo con fuerza, lo que indica que A tiene un efecto poderoso sobre B, pero B no tiene ningún efecto de fuerza sobre AB. Sólo los objetos vivos o con poder pueden ejercer fuerza, mientras estén inanimados o. Los objetos sin motor pueden ejercer fuerza. Solo pueden recibir fuerza pero no ejercer fuerza.
Cualquier objeto debe ser tanto un objeto que recibe fuerza como un objeto que la ejerce.
D. La magnitud de ambas fuerzas es 5N. Entonces las dos fuerzas deben ser iguales.
Análisis: cuando A empuja a B, B también empuja a A. Los efectos de las fuerzas son mutuos. Independientemente de si los objetos están vivos o tienen poder, se ven afectados por otras fuerzas. Cuando los objetos actúan entre sí, ejercerán fuerza. Por ejemplo, cuando se tira de un carro, el carro también empuja al caballo; la mesa, y la mesa también sostiene el libro hacia arriba, B está equivocado; dado que los objetos en la naturaleza están todos interconectados, no puede haber uno aislado. Es un objeto que no se ve afectado por otros objetos, por lo que cada objeto se ve afectado por otros. objetos. Es un objeto que recibe fuerza y también ejerce fuerza sobre otros objetos, es decir, también es un objeto que ejerce fuerza. El par C es un vector, además de comparar si dos fuerzas son iguales. sus magnitudes, también necesitan comparar sus direcciones, D es incorrecta
Respuesta C
2. Ilustraciones y diagramas esquemáticos de fuerzas
Ejemplo 2: En. punto P de la caja de madera en la Figura 3A, tire de la caja de madera en diagonal hacia la parte superior derecha con una fuerza de 150 N en un ángulo de 30 ° con respecto a la dirección horizontal en el punto Q del bloque de madera en la Figura B, tire en ángulo; de 60° con respecto a la dirección vertical. Una fuerza de 20 N inclinada hacia la parte superior izquierda empuja el bloque de madera contra la pared. Intente hacer diagramas de las fuerzas dadas en las Figuras A y B, y haga un diagrama esquemático de la gravedad y la tensión. la lámpara eléctrica en la Figura C.
Figura 3
La respuesta es la que se muestra en la figura
3. Características de gravedad y centro de gravedad
Ejemplo 3 Respecto a la gravedad y el centro de gravedad, la siguiente afirmación es correcta ( )
A. Cuando un objeto flota en el agua, la gravedad disminuirá
B. La presión de un objeto colocado sobre una superficie horizontal sobre la superficie horizontal es la gravedad del objeto
C. La posición del centro de gravedad de un objeto es siempre en el centro geométrico del objeto
D. La posición del centro de gravedad del objeto puede cambiar con el cambio de la forma del objeto
Analizar la gravedad del objeto y el estado del objeto Irrelevante, A es incorrecto; la presión de un objeto en el plano horizontal es diferente de la de la gravedad del objeto. El objeto que ejerce fuerza y el objeto que recibe fuerza es diferente. la forma y masa del objeto.
Está relacionado con la distribución. Sólo el centro de gravedad de un objeto con distribución de masa uniforme y forma regular está en su centro geométrico. C es incorrecto, D es correcto. > [Resumen de puntos de clase]
[Autoevaluación]
1. (Comprensión del concepto de fuerza) Respecto a la fuerza, ¿cuál de las siguientes afirmaciones es correcta ( )
A. Algunos objetos son poderosos por sí mismos, como una granada que explota, por lo que esta fuerza se puede aplicar sin el objeto que ejerce la fuerza.
La fuerza no puede existir sin el objeto
B. p>
C. No debe haber fuerza entre objetos que no están en contacto
D. Algunos objetos son sólo objetos que ejercen fuerza en lugar de objetos que la reciben
Respuesta B
El análisis de esta pregunta se puede juzgar de acuerdo con las condiciones para la generación de fuerza y comprender que "la fuerza es la interacción entre objetos" para ser poderosa, debe haber tanto un objeto que ejerza fuerza como un objeto que ejerza fuerza. objeto receptor Ambos son indispensables Cuando un objeto ejerce una fuerza sobre otros objetos, también debe verse afectado por la fuerza de otros objetos. Acción significa que el objeto que ejerce la fuerza es también el objeto que recibe la fuerza, por lo que A y D están equivocados. El elemento C distorsiona las condiciones para la generación de fuerza. Siempre que dos objetos interactúen, se puede generar fuerza y no necesariamente tienen que estar en contacto, por lo que C es incorrecto
2. (Características de la gravedad. ) Respecto a la gravedad ejercida por un objeto, la siguiente afirmación es correcta: ( )
A. Un objeto sólo se ve afectado por la gravedad cuando está en reposo en el suelo
p>B. Cuando un objeto cae al suelo, la gravedad que experimenta es mayor que la gravedad que experimenta cuando está en reposo.
C. Cuando un objeto es lanzado hacia arriba, la gravedad que experimenta es menor que la gravedad que experimenta cuando está en reposo. Gravedad
D. El mismo objeto está en el mismo lugar, independientemente de su estado de movimiento, la gravedad que experimenta es la misma.
Respuesta D
Analizando objetos La gravedad es causada por la atracción de la tierra hacia los objetos La magnitud de la gravedad es G=mg Se puede ver que para el mismo objeto (m es cierto) y al mismo. lugar (g es seguro), la magnitud de la gravedad es la misma y la magnitud de la gravedad es la misma que la del objeto. El estado de movimiento es irrelevante, por lo que las opciones A, B y C son todas incorrectas, y solo. la opción D es correcta
3.(Comprensión del centro de gravedad)Cuál de las siguientes afirmaciones sobre el centro de gravedad es correcta ( )
A. Para cualquier objeto con una. forma regular, su centro de gravedad debe coincidir con su centro geométrico
B. Utilice una cuerda para colgar un objeto El objeto está en un estado completamente estacionario El centro de gravedad no está necesariamente en la línea de extensión. de la cuerda
C. El centro de gravedad de cualquier objeto está dentro del objeto y no puede estar fuera del objeto
D. El centro de gravedad está relacionado con la forma del objeto y la masa del objeto Distribución relacionada
Respuesta D
Análisis La posición del centro de gravedad está relacionada con la forma y la distribución de masa del objeto Solo el centro de gravedad de. un objeto con forma regular y distribución de masa uniforme está en el centro geométrico del objeto A Incorrecto, D es correcto usar una cuerda para colgar un objeto Cuando el objeto está completamente estacionario, la gravedad del objeto está equilibrada por la tensión. de la cuerda A partir del conocimiento del equilibrio de dos fuerzas, se puede ver que el centro de gravedad del objeto debe estar en la línea de extensión de la cuerda, B El centro de gravedad incorrecto es el punto de gravedad equivalente ejercido por. cada parte del objeto, que puede o no estar sobre el objeto. Error C.
4. (Ilustración y diagrama esquemático de fuerza) como se muestra en la Figura 4 Como se muestra, los objetos A y B apilados están estacionario en el suelo horizontal La presión del objeto A sobre el objeto B es de 10 N. Intente dibujar un diagrama y un diagrama esquemático de esta fuerza. respuesta
Análisis (1) Dibuje un diagrama de la fuerza:
① Seleccione la escala: esta pregunta utiliza un segmento de línea de 2 mm de largo para representar la fuerza de 2N
.② Dibuje un segmento de línea desde el punto de acción a lo largo de la dirección de la fuerza. La longitud del segmento de línea se dibuja de acuerdo con la escala seleccionada y el tamaño de la fuerza. Agregue una escala al segmento de línea, como se muestra. en la Figura A, o como se muestra en la Figura B. Desde el punto O (reemplazar con el punto O
Objeto B) dibuje un segmento de línea cinco veces la escala (es decir, 10 mm) verticalmente hacia abajo
③ Agregue una flecha en el segmento de línea para indicar la dirección de la fuerza
(2. ) Dibuje un diagrama esquemático de la fuerza: dibuje un segmento de línea desde el punto de acción o desde el centro de B a lo largo de la dirección de la fuerza, agregue una flecha para indicar la dirección y luego marque FN=10N, como se muestra en la Figura C.