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牛頓第一定律教案
作為一位杰出的教職工,總不可避免地需要編寫(xiě)教案,教案是實(shí)施教學(xué)的主要依據(jù),有著至關(guān)重要的作用。那么你有了解過(guò)教案嗎?以下是小編精心整理的牛頓第一定律教案,希望能夠幫助到大家。
牛頓第一定律教案1
[知識(shí)要點(diǎn)]
1.亞里士多德的錯(cuò)誤觀點(diǎn):
、倭κ蔷S持物體運(yùn)動(dòng)的原因。
②力是產(chǎn)生物體運(yùn)動(dòng)的原因。
2.伽利略的運(yùn)動(dòng)觀:
①他的觀點(diǎn)來(lái)源于伽利略的理想實(shí)驗(yàn)。
、谟^點(diǎn):物體不受力時(shí),將保持自己的速度永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去。
3.牛頓第一定律:
①來(lái)源于牛頓第一定律實(shí)驗(yàn)。
②定律:一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài),直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止。
、叟nD第一定律又叫慣性定律。
4.慣性:
、傥矬w保持原來(lái)的勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì),叫慣性。
、谫|(zhì)量是物體慣性大小的量度。
[重點(diǎn)難點(diǎn)分析]
慣性大小的討論:
①慣性就是使原來(lái)運(yùn)動(dòng)的物體(不管是勻速、是加速還是減速)勻速直線運(yùn)動(dòng),使原來(lái)靜止的物體靜止。
、趹T性是物體的固有性質(zhì),宇宙萬(wàn)物中任何物體都具有慣性,沒(méi)有慣性的物體是不存在的。
、圪|(zhì)量是物體慣性大小的量度。物體慣性大小與物體的運(yùn)動(dòng)速度、物體的密度、形狀、體積無(wú)關(guān)。物體的質(zhì)量越大,物體的慣性就越大,越難改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
、苤灰矬w的質(zhì)量不變,物體的慣性就不變。所以“克服慣性”“慣性增大”“慣性減小”是錯(cuò)誤的。
⑤慣性大小表示物體改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的難易程度。物體慣性越大,越難改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài),慣性越小,越容易改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
[例題選答]
1.光滑水平面上一個(gè)大木塊上有一個(gè)小球,二者從靜止開(kāi)始一起向右做加速直線運(yùn)動(dòng),加速度為2m/s2。第3秒時(shí)小球從木塊上落到水平面上時(shí),木塊的加速度不變,再過(guò)5s小球和木塊的速度各是多少?分析:第3秒時(shí)二者的速度vt=at=2m/s2×3s=6m/s 則小球和木塊在3s末的速度都是6m/s。小球離開(kāi)木塊后做勻速直線運(yùn)動(dòng),再過(guò)5s速度仍是6m/s木塊共運(yùn)動(dòng)8s,速度就是2m/s2×8s=16m/s
2.關(guān)于物體的慣性下面說(shuō)法正確的是
A.力可以改變物體的慣性
B.物體靜止時(shí)沒(méi)有慣性
C.人造地球衛(wèi)星有慣性
D.太空中飄蕩的宇航員沒(méi)有慣性
分析:慣性的大小決定于質(zhì)量,不受其它因素的影響。只要物體有質(zhì)量就一定具有慣性,所以B、D兩個(gè)選項(xiàng)不正確,C選項(xiàng)正確。一個(gè)物體的'質(zhì)量不變,則其慣性大小也不發(fā)生變化,所以A選項(xiàng)不正確。答案選擇第三個(gè)C。
[練習(xí)精選]
1.下面說(shuō)法正確的是:
A.力是改變物體運(yùn)動(dòng)
B.物體越重,慣性越大
C.物體的慣性越大,物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越難改變
D.行駛的車(chē)輛中突然剎車(chē)時(shí),乘客向前傾倒,是因?yàn)槌丝途哂袘T性
2.關(guān)于慣性下面說(shuō)法正確的是
A.高速運(yùn)動(dòng)的物體不易停下來(lái),所以物體的運(yùn)動(dòng)速度越大慣性越大
B.兩個(gè)物體質(zhì)量相同,它們的慣性一定相等。
C.鐵餅被運(yùn)動(dòng)拋出后繼續(xù)前進(jìn),這是因?yàn)殍F餅具有慣性的緣故
D.一個(gè)物體在地球上不容易被人舉起來(lái),在月球上則很容易,所以物體在月球上的慣性小。
3.計(jì)算:
一個(gè)物體的速度是10m/s,受到的合外力零,則10秒后物體速度是多少
牛頓第一定律教案2
【教學(xué)目標(biāo)】
1.識(shí)與技能:知道牛頓第一定律;知道慣性的概念及應(yīng)用。
2.過(guò)程與方法:認(rèn)識(shí)伽利略的理想實(shí)驗(yàn)方法;通過(guò)活動(dòng)體驗(yàn)任何物體都有慣性。
3.情感。態(tài)度。價(jià)值觀:通過(guò)將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用到生產(chǎn)。生活實(shí)踐中,感受科學(xué)就在身邊,強(qiáng)化STS的要求。
【教學(xué)重難點(diǎn)】
1.知道牛頓第一定律;知道慣性的概念及應(yīng)用。
2.通過(guò)將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用到生產(chǎn)。生活實(shí)踐中,感受科學(xué)就在身邊。
【教學(xué)過(guò)程】
一、復(fù)習(xí)導(dǎo)入
師生互動(dòng)探究新知
1.力的作用效果是什么?
2.世界上的一切物體都在,絕對(duì)不動(dòng)的物體是不存在的。
師講解:
1.研究力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的歷史回顧。
2.探究力與運(yùn)動(dòng)關(guān)系的實(shí)驗(yàn):伽利略理想實(shí)驗(yàn)
3.牛頓第一定律的內(nèi)容
提問(wèn)復(fù)習(xí)內(nèi)容:
注意引導(dǎo)力與運(yùn)動(dòng)可能存在的關(guān)系,引出本章所學(xué)內(nèi)容。
引導(dǎo)學(xué)生閱讀課本,觀察四幅圖,思考物體最終停下來(lái)的原因。
二、講解及注意點(diǎn)
閱讀課本,回顧20xx年以前的.亞里士多德的觀點(diǎn)。
介紹300年前伽利略對(duì)力與運(yùn)動(dòng)的探究和他的理想實(shí)驗(yàn)。
比較亞里士多德和伽利略觀點(diǎn)的不同,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究結(jié)論。
要求預(yù)習(xí)課本,注意探究的方法,明確探究實(shí)驗(yàn)的目的。儀器。步驟。準(zhǔn)備就緒后,教師演示實(shí)驗(yàn),注意引導(dǎo)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,同時(shí)記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù),明確實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)。對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行歸納和總結(jié),得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。
一切物體在沒(méi)有受到外力作用的情況下,總保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。強(qiáng)調(diào)“一切物體”、“不受外力”、“總保持”和“或”的意思。
適當(dāng)補(bǔ)充練習(xí)。回憶以前所學(xué),積極回答老師提出的問(wèn)題,明確要研究的對(duì)象。鞏固以前所學(xué)。
按要求觀察課本上的圖形,分析物體最終停止的原因。了解歷史上的科學(xué)家對(duì)力和運(yùn)動(dòng)的研究歷程,體會(huì)人們對(duì)真理的不懈追求,樹(shù)立努力學(xué)習(xí)的信心。知道伽利略理想實(shí)驗(yàn)。
明確探究實(shí)驗(yàn)的目的。儀器。步驟。進(jìn)一步復(fù)習(xí)探究問(wèn)題的方法和步驟。找出實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)。認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,積極思考,記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)。討論實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并進(jìn)行歸納和總結(jié),得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。
明確定律內(nèi)容,分析定律的關(guān)鍵點(diǎn),明確定律適用的范圍和條件。
牛頓第一定律教案3
本文題目:高一化學(xué)教案:牛頓第一定律學(xué)案
第一節(jié) 牛頓第一定律 學(xué)案
一. 教學(xué)內(nèi)容:
牛頓第一定律
二. 本周教學(xué)目標(biāo)
1. 知道伽利略和亞里士多德對(duì)力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的不同認(rèn)識(shí)。
2. 知道伽利略的理想實(shí)驗(yàn)及其推理過(guò)程和結(jié)論.
3. 知道什么是慣性,會(huì)正確理解有關(guān)現(xiàn)象.
4. 理解牛頓第一定律的內(nèi)容和意義.
[教學(xué)過(guò)程]
1 .理想實(shí)驗(yàn)的魅力
(1)伽利略的理想斜面實(shí)驗(yàn)
理想實(shí)驗(yàn):
如圖甲所示,讓小球沿一個(gè)斜面從靜止?jié)L下,小球?qū)L上另一個(gè)斜面.如果沒(méi)有摩擦,小球?qū)⑸仙皆瓉?lái)的高度.
如果第二個(gè)斜面傾斜角度小,如圖乙所示,小球在這個(gè)斜面上達(dá)到原來(lái)的高度就要通過(guò)更長(zhǎng)的路程,繼續(xù)減小第二個(gè)斜面的傾斜角度,如圖丙所示,使它最終成為水平面,小球就再也達(dá)不到原來(lái)的高度,而是沿水平面以恒定的速度持續(xù)運(yùn)動(dòng)下去.
伽利略的思想方法
伽利略的實(shí)驗(yàn)+科學(xué)推理的方法推翻了亞里士多德的觀點(diǎn)。
伽利略的理想斜面實(shí)驗(yàn)雖然是想像中的實(shí)驗(yàn),但這個(gè)實(shí)驗(yàn)反映了一種物理思想,它是建立在可靠的事實(shí)基礎(chǔ)之上的.以事實(shí)為依據(jù),以抽象為指導(dǎo),抓住主要因素,忽略次要因素,從而深刻地揭示了自然規(guī)律.
(2)伽利略的觀點(diǎn):在水平面上的物體,設(shè)想沒(méi)有摩擦,一旦物體具有某一速度,物體將保持這個(gè)速度繼續(xù)運(yùn)動(dòng)下去.
(3)笛卡爾的觀點(diǎn):除非物體受到外力的作用,物體將永遠(yuǎn)保持其靜止或運(yùn)動(dòng)狀態(tài),永遠(yuǎn)不會(huì)使自己沿曲線運(yùn)動(dòng),而只保持在直線上運(yùn)動(dòng).笛卡爾補(bǔ)充和完善了伽利略的觀點(diǎn).
2. 牛頓物理學(xué)的基石慣性定律
牛頓總結(jié)了伽利略等人的工作,并提出了三條運(yùn)動(dòng)定律,先看牛頓第一定律:
牛頓第一定律:
(1)內(nèi)容:一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài),直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止.
(2)如何正確理解牛頓第一定律?
對(duì)牛頓第一定律應(yīng)從以下幾個(gè)方面來(lái)理解:
、倜鞔_了慣性的概念:
定律的前半句話一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài),揭示了物體所具有的一個(gè)重要的屬性慣性,即物體保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì),牛頓第一定律指出一切物體在任何情況下都具有慣性、因此牛頓第一定律又叫慣性定律.
、诖_定了力的含義:
定律的后半句話直到有外力迫使它改變這種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為止,實(shí)際上是對(duì)力的定義,即力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因,并不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因,這一點(diǎn)要切實(shí)理解.
、鄱ㄐ越沂玖肆瓦\(yùn)動(dòng)的關(guān)系:
牛頓第一定律指出物體不受外力作用時(shí)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,它描述的只是一種理想狀態(tài),而實(shí)際中不受外力作用的物體是不存在的,當(dāng)物體所受合外力為零時(shí),其效果跟不受外力的作用相同.但是,我們不能把不受外力作用理解為合外力為零.
3. 理解慣性和慣性定律
(1)對(duì)慣性定律的理解
牛頓第一定律揭示了一切物體都具有保持原來(lái)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的性質(zhì),即一切物體都具有慣性.同時(shí),牛頓第一定律還定性地指出了力的動(dòng)力學(xué)意義:力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因,即改變速度的原因.物體在速度發(fā)生改變時(shí),就有加速度.因此也可以說(shuō):力是使物體產(chǎn)生加速度的原因.不能認(rèn)為力是維持物體運(yùn)動(dòng)(勻速直線運(yùn)動(dòng))的原因,也不能認(rèn)為有力就有運(yùn)動(dòng),沒(méi)有力就沒(méi)有運(yùn)動(dòng),更不能認(rèn)為物體向哪個(gè)方向運(yùn)動(dòng)就一定受到那個(gè)方向的力的作用.
(2)對(duì)慣性的理解
①慣性是物體的固有屬性:一切物體都具有慣性.
、趹T性與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān):不論物體是處于怎樣的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),慣性總是存在的,當(dāng)物體原來(lái)靜止時(shí),它一直想保持這種靜止?fàn)顟B(tài);當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)時(shí),它一直想以那一時(shí)刻的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng).
、蹜T性與物體是否受力無(wú)關(guān),與物體速度大小無(wú)關(guān),僅由物體的質(zhì)量決定.
4. 慣性與力的比較
(1)從概念比較
慣性是物體保持勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì),而力是物體與物體之間的相互作用,力是迫使物體改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因.
(2)從意義比較
任何物體都具有慣性,而物質(zhì)無(wú)處不在,慣性也就無(wú)處不有,一切物體均具有慣性,我們所處的世界是慣性的世界,也叫慣性系。
慣性不是力,慣性與力毫無(wú)關(guān)系,二者有著本質(zhì)的區(qū)別。
力是物體與物體之間的相互作用,是迫使物體改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因,也是使物體產(chǎn)生加速度的原因
5. 決定物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化的內(nèi)因與外因
決定物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化的因素有兩個(gè):一個(gè)是物體受到的外力;另一個(gè)是物體本身的質(zhì)量.外力是物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化的外部因素,質(zhì)量是決定物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化難易程度的內(nèi)部因素。
在物體的質(zhì)量一定時(shí),物體受到的力越大,其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化就越迅速;反之,物體受到的力越小,其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化就越緩慢。
在物體所受外力一定時(shí),物體質(zhì)量越大,其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化就越困難;反之,物體的質(zhì)量越小,其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化就越容易.物體質(zhì)量的大小決定了運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化的難易程度。
6. 明確區(qū)分運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的難易與讓運(yùn)動(dòng)物體停止運(yùn)動(dòng)的難易的不同
有同學(xué)認(rèn)為:汽車(chē)的速度越大,讓它停下來(lái)即剎車(chē)所用的時(shí)間越長(zhǎng),即讓汽車(chē)停止運(yùn)動(dòng)就越困難,因此認(rèn)為汽車(chē)的速度越大其慣性就越大.其實(shí)這是錯(cuò)誤的.
比較物體慣性大小的方法是:在相同外力作用下,加速度大的其慣性小;加速度小的其慣性大;加速度相等時(shí)其慣性等大.同輛汽車(chē),剎車(chē)時(shí)所受阻力相同,加速度相同,即單位時(shí)間內(nèi)速度改變量相同,慣性大小就相同.行駛速度大的汽車(chē),停下來(lái)的速度改變量越大所用時(shí)間就越長(zhǎng),而單位時(shí)間內(nèi)的速度改變量仍然相同,即加速度相同,慣性大小相同.所以慣性的大小與速度大小無(wú)關(guān)。
【典型例題】
例1. 關(guān)于牛頓第一定律,下面說(shuō)法正確的是( )
A. 牛頓第一定律反映了物體不受外力作用時(shí)物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律
B. 牛頓第一定律就是慣性
C. 不受外力作用時(shí),物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)保持不變是由于物體具有慣性
D. 物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化時(shí),物體必定受到外力的作用
解析:對(duì)A,由牛頓第一定律可知,該定律反映的就是不受外力作用時(shí)物體靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律.故A選項(xiàng)正確.
對(duì)B,慣性與慣性定律二者的物理意義截然不同.慣性是一切物體都具有維持勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì),無(wú)論物體處于什么狀態(tài),物體的慣性都會(huì)以不同的形式表現(xiàn)出來(lái).而慣性定律則是說(shuō):一切物體在不受外力作用時(shí)總是保持勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài),直到有外力迫使物體改變這種狀態(tài)為止.它是物體不受外力作用的條件下所遵守的規(guī)律.慣性與慣性定律這二者極易混淆,只有從概念的物理意義上分析、對(duì)比,從而作出正確判斷.故B選項(xiàng)錯(cuò)誤。
對(duì)C,由牛頓第一定律可知,物體保持原來(lái)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的原因,就是由于物體不受外力和具有慣性.故C選項(xiàng)正確.
對(duì)D,由牛頓第一定律的含義可知,力就是迫使物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變的原因,故D選項(xiàng)正確.
慣性與質(zhì)量關(guān)系的定性分析
例2. 在谷物的收割和脫粒過(guò)程中,小石子、草屑等雜物很容易和谷物混在一起,另外谷粒中也有癟粒.為了將它們分離,可用揚(yáng)場(chǎng)機(jī)分選,如圖所示。它的分選原理是( )
A. 小石子質(zhì)量最大,空氣阻力最小,飛得最遠(yuǎn)
B. 空氣阻力對(duì)質(zhì)量不同的物體影響不同
C. 癟谷粒和草屑質(zhì)量最小,在空氣阻力作用下,反向加速度最大,飛得最遠(yuǎn)
D. 空氣阻力使它們的速度變化不同
解析:各種雜物以相同的速度從機(jī)器中拋出,由于所受空氣阻力不同,產(chǎn)生的加速度也不一樣,使它們的速度變化不同,故D選項(xiàng)正確.或者這樣理解:小石子質(zhì)量大,慣性大,運(yùn)動(dòng)狀態(tài)較雜質(zhì)要難改變得多,故飛得最遠(yuǎn),而實(shí)谷粒質(zhì)量和慣性介于小石子和癟粒之間,故最后實(shí)谷粒位置居中.
答案:D
例3. 如圖(1)所示,重球M系于細(xì)線DC的下端,重球M的下方又系一條同樣的細(xì)線BA,下列說(shuō)法正確的是( )
(1)
A. 在線的A端緩慢加大拉力時(shí),線DC先斷
B. 在線的A端緩慢加大拉力時(shí),線BA先斷
C. 在線的A端猛力一拉,線BA先斷
D. 在線的A端猛力一拉,線DC先斷
解析:重球M的受力如圖(2)所示.
(2)
對(duì)A,當(dāng)在線的A端緩慢加大拉力時(shí),使得重球M能夠發(fā)生向下的微小位移,從而使得上部細(xì)線CD的拉力 逐漸增大,又由于這個(gè)過(guò)程是極其緩慢地進(jìn)行的,故可以認(rèn)為重球M始終處于受力平衡狀態(tài),重球M的受力是 。當(dāng)AB線下端的力 增大時(shí), 也隨之增大,并且總是會(huì)有上部的CD繩先到達(dá)受力極限的程度,因而CD繩先被拉斷.故A選項(xiàng)正確.
對(duì)B,由上面的分析可知,B選項(xiàng)錯(cuò)誤.
對(duì)C,當(dāng)在A端猛力一拉時(shí),由于重球M的質(zhì)量較大,其慣性也就較大,并且力的作用時(shí)間又極短,故重球M向下發(fā)生的位移也極小,以至于上部的線CD還沒(méi)來(lái)得及發(fā)生伸長(zhǎng)的形變,下端線中的拉力 已經(jīng)達(dá)到了極限強(qiáng)度,因而下部的線AB必然會(huì)先斷.故C選項(xiàng)正確。
例4. (20xx年廣東)下列對(duì)運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)不正確的是( )
A. 亞里士多德認(rèn)為物體的自然狀態(tài)是靜止的,只有當(dāng)它受到力的作用時(shí)才會(huì)運(yùn)動(dòng)
B. 伽利略認(rèn)為力不是維持物體速度的原因
C. 牛頓認(rèn)為力的真正效應(yīng)總是改變物體的速度,而不僅僅是使之運(yùn)動(dòng)
D. 伽利略根據(jù)理想實(shí)驗(yàn)推論出:如果沒(méi)有摩擦,在水平面上的`物體,一旦具有某一個(gè)速度,將保持這個(gè)速度繼續(xù)運(yùn)動(dòng)下去
解析:亞里士多德認(rèn)為力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因,故A項(xiàng)錯(cuò),其他三項(xiàng)與史實(shí)吻合。
答案:A
例5. (20xx年上海市綜合試題)科學(xué)思維和科學(xué)方法是我們認(rèn)識(shí)世界的基本手段.在研究和解決問(wèn)題過(guò)程中,不僅需要相應(yīng)的知識(shí),還要注意運(yùn)用科學(xué)方法.理想實(shí)驗(yàn)有時(shí)更能深刻地反映自然規(guī)律.咖利略設(shè)想了一個(gè)理想實(shí)驗(yàn),其中有一個(gè)是實(shí)驗(yàn)事實(shí),其余是推論.
、贉p小第二個(gè)斜面的傾角,小球在這個(gè)斜面上仍然要達(dá)到原來(lái)的高度;
、趦蓚(gè)對(duì)接的斜面,讓靜止的小球沿一個(gè)斜面滾下,小球?qū)L上另一個(gè)斜面;
、廴绻麤](méi)有摩擦,小球?qū)⑸仙皆瓉?lái)釋放的高度;
④繼續(xù)減小第二個(gè)斜面的傾角,最后使它成水平面,小球要沿水平面做持續(xù)的勻速運(yùn)動(dòng).
請(qǐng)將上述理想實(shí)驗(yàn)的設(shè)想步驟按照正確的順序排列_______(只要填寫(xiě)序號(hào)即可).在上述的設(shè)想步驟中,有的屬于可靠的事實(shí),有的則是理想化的推論。下列有關(guān)事實(shí)和推論的分類(lèi)正確的是( )
A. ①是事實(shí),②③④是推論
B. ②是事實(shí),①③④是推論
C. ③是事實(shí),①②④是推論
D. ④是事實(shí),①②③是推論
解析:本題是在可靠事實(shí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行合理的推理,將實(shí)驗(yàn)理想化,并符合物理規(guī)律,得到正確的結(jié)論,而②是可靠事實(shí),因此放在第一步,③①是在高度上作無(wú)摩擦的設(shè)想,最后推導(dǎo)出水平面④上的理想實(shí)驗(yàn),因此正確順序是②③①④。
答案:②③①④ B
【模擬試題】(答題時(shí)間:20分鐘)
1. 人從行駛的汽車(chē)上跳下來(lái)后容易( )
A. 向汽車(chē)行駛的方向跌倒
B. 向汽車(chē)行駛的反方向跌倒
C. 向車(chē)右側(cè)方向跌倒
D. 向車(chē)左側(cè)方向跌倒
2. 有道是坐地日行八萬(wàn)里,可見(jiàn)地球自轉(zhuǎn)的線速度是相當(dāng)大的,然而當(dāng)你在原地向上跳起后會(huì)發(fā)現(xiàn)仍落在原處,這是因?yàn)? )
A. 你跳起后,會(huì)得到一向前的沖力,使你隨地球一同轉(zhuǎn)動(dòng)
B. 你跳起的瞬間,地面給你一個(gè)力,使你隨地球一同轉(zhuǎn)動(dòng)
C. 你跳起后,地球也在轉(zhuǎn),但由于你留在空中時(shí)間太短,以至于落地后的距離太小,看不出來(lái)
D. 你跳起到落地,水平方向速度同地球一樣
3. 殲擊機(jī)在進(jìn)入戰(zhàn)斗狀態(tài)時(shí)要丟掉副油箱,這樣做是為了( )
A. 減小重力,使運(yùn)動(dòng)狀態(tài)保持穩(wěn)定
B. 增大速度,使運(yùn)動(dòng)狀態(tài)易于改變
C. 增大加速度,使?fàn)顟B(tài)不易變化
D. 減小慣性,有利于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變
4. 下列事例中,利用了物體的慣性的是( )
A. 跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)員在起跳前的助跑運(yùn)動(dòng)
B. 跳傘運(yùn)動(dòng)員在落地前打開(kāi)降落傘
C. 自行車(chē)輪胎做成凹凸不平的形狀
D. 鐵餅運(yùn)動(dòng)員在擲出鐵餅前快速旋轉(zhuǎn)
5. 關(guān)于慣性,以下說(shuō)法正確的是( )
A. 人在走路時(shí)沒(méi)有慣性,被絆倒時(shí)才有慣性
B. 百米賽跑到達(dá)終點(diǎn)時(shí)不能立即停下來(lái)是由于有慣性,停下來(lái)后也就沒(méi)有慣性了
C. 物體在不受外力作用時(shí)有慣性,受到外力作用后慣性就被克服了
D. 物體的慣性與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及受力情況均無(wú)關(guān)
6. 你試著自己學(xué)做蛋炒飯,你兩手分別握住一只雞蛋,現(xiàn)用右手的雞蛋去碰停在你左手中的雞蛋,結(jié)果如何?大部分情況是只破了一只雞蛋,則先破的蛋是( )
A. 右手的 B. 左手的 C. 同時(shí)破 D. 無(wú)法判定
7. 當(dāng)人們的衣服上沾了一些灰塵時(shí),都習(xí)慣地用手在沾有灰塵的地方拍打幾下,這樣灰塵就會(huì)掉了,請(qǐng)同學(xué)們用學(xué)過(guò)的知識(shí)解釋.
8. 在足球場(chǎng)上,為了不使足球停下來(lái),運(yùn)動(dòng)員帶球前進(jìn)必須不斷用腳輕輕地踢撥足球(即盤(pán)帶)又如為了不使自行車(chē)減速,總是不斷地用力蹬腳踏板.這些現(xiàn)象不正說(shuō)明了運(yùn)動(dòng)需要力來(lái)維持嗎?那為什么又說(shuō)力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因?
【試題答案】
1. A 2. D 3. D 4. AD 5. D 6. B
7. 當(dāng)你拍打沾有灰塵的衣服時(shí),衣服受力突然運(yùn)動(dòng),而灰塵因慣性要保持靜止,所以與衣服脫離,就掉下來(lái)了。
8. 足球在草地上時(shí),受到阻力作用,運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變,速度變小,最終會(huì)停下來(lái),所以在盤(pán)帶足球時(shí),人對(duì)足球施加力的作用,恰好是起了使足球已經(jīng)變小的速度再變大的原因。
牛頓第一定律教案4
新課標(biāo)明確提出“倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)”,“在教學(xué)中,教師應(yīng)該讓學(xué)生親歷思考和探究的過(guò)程,領(lǐng)悟科學(xué)探究的方法。”自主探究教學(xué)是一種課堂教學(xué)模式,在課堂上要求教師充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用,形成師生之間、學(xué)生之間的多向反饋結(jié)構(gòu),在教師的啟發(fā)下,學(xué)生積極主動(dòng)地解決問(wèn)題。自主探究教學(xué)通過(guò)激發(fā)學(xué)生的內(nèi)驅(qū)力,調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性,把學(xué)習(xí)變成學(xué)生內(nèi)在的需求,從根本上促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知、能力、個(gè)性的發(fā)展,乃至完美人格的形成。
但在實(shí)際的教學(xué)過(guò)程中,如何讓學(xué)生的主體性、主動(dòng)性、創(chuàng)造性得到充分發(fā)揮,如何讓自主教學(xué)探究模式很好的得到實(shí)施,是教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)的難點(diǎn)。
在教學(xué)過(guò)程的設(shè)計(jì)時(shí)筆者認(rèn)為應(yīng)把握以下三個(gè)原則:
1.學(xué)生已知的內(nèi)容可以通過(guò)自主探究方式讓學(xué)生獨(dú)自完成教學(xué)要求;
2.學(xué)生未知的但經(jīng)老師啟發(fā)引導(dǎo)后能理解的也可通過(guò)自主探究讓學(xué)生獨(dú)自完成教學(xué)要求;
3.學(xué)生未知的經(jīng)老師提示后理解也困難的才是需要通過(guò)老師主導(dǎo)來(lái)完成的。自主探究性教學(xué)模式,就是要讓學(xué)生成為教學(xué)活動(dòng)的主人,成為學(xué)習(xí)和發(fā)展的主人。
自主探究教學(xué)模式的實(shí)施關(guān)鍵在于教師設(shè)計(jì)教學(xué)過(guò)程時(shí)要充分了解哪些是學(xué)生已知的知識(shí)點(diǎn),哪些是未知的知識(shí)點(diǎn),哪些是能啟發(fā)后掌握的,哪些是學(xué)生自己無(wú)法理解的,然后尋找探究點(diǎn)→再針對(duì)性地設(shè)計(jì)問(wèn)題→設(shè)計(jì)具體探究過(guò)程。下面以《牛頓第一定律》的教學(xué)為例來(lái)看自主探究教學(xué)模式的具體應(yīng)用。
一、教材分析
這節(jié)教材首先對(duì)人類(lèi)認(rèn)識(shí)“運(yùn)動(dòng)和力”的關(guān)系作了歷史的回顧,介紹了四位科學(xué)家研究運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系的思想方法及卓越貢獻(xiàn)。然后講述牛頓第一定律的內(nèi)容和物體慣性的概念。這是初、高中知識(shí)相銜接的一節(jié)課程。學(xué)生已經(jīng)了解了牛頓第一定律的基本內(nèi)容,所以在教學(xué)設(shè)計(jì)上應(yīng)以教材中有關(guān)“力是運(yùn)動(dòng)的原因還是改變運(yùn)動(dòng)的原因”這一問(wèn)題認(rèn)識(shí)的發(fā)展歷史為線索,以科學(xué)思想、科學(xué)方法教育與思維能力培養(yǎng)為主要目標(biāo)。教學(xué)的側(cè)重點(diǎn)應(yīng)放在理解人類(lèi)認(rèn)識(shí)“運(yùn)動(dòng)和力”的關(guān)系研究、思考、推理過(guò)程,學(xué)習(xí)科學(xué)研究中常用的理想實(shí)驗(yàn)方法。在牛頓第一定律內(nèi)容的學(xué)習(xí)上,注重知識(shí)的理解及與生活實(shí)際的聯(lián)系。為發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性,思維的積極性,本課采取學(xué)生自主探究模式組織教學(xué)。
二、教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)
引入新課:運(yùn)動(dòng)的起因是什么
。ㄒ唬⿲W(xué)生閱讀歷史的回顧并找出四位科學(xué)家關(guān)于力和運(yùn)動(dòng)的觀點(diǎn)
這塊內(nèi)容中有些知識(shí)點(diǎn)學(xué)生是已知的,也有未知的,但學(xué)生都看得懂,所以就由學(xué)生來(lái)完成,同學(xué)們相互補(bǔ)充,教師只起到歸納總結(jié)的作用。
1.亞里士多德:力是維持物體運(yùn)動(dòng)的.原因。
現(xiàn)象:在平路上人推車(chē),車(chē)才能運(yùn)動(dòng),人停止用力,車(chē)子就要停下來(lái)。
2.伽利略:水平面上物體所以會(huì)停下來(lái),是因?yàn)槟Σ恋淖饔,如果沒(méi)有摩擦,水平面上物體一旦具有某一速度物體將保持這一速度運(yùn)動(dòng)下去。
笛卡兒:如果沒(méi)有其它原因,運(yùn)動(dòng)物體將繼續(xù)以同一速度沿著一條直線運(yùn)動(dòng),即不會(huì)停下來(lái),也不會(huì)偏離原來(lái)的方向。
牛頓:一切物體總保持原來(lái)的勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài),直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止。
。ǘ﹩(wèn):以上四位科學(xué)家每一位都把人類(lèi)的認(rèn)識(shí)向前推進(jìn)了一步,試分析每人推進(jìn)的一步體現(xiàn)在哪里?你認(rèn)為誰(shuí)的貢獻(xiàn)最大?
教師通過(guò)設(shè)計(jì)這樣一個(gè)問(wèn)題,指明學(xué)生要探究的內(nèi)容與方向,具體由學(xué)生們合作完成,教師只起到總結(jié)歸納的作用。
a)亞里士多德的貢獻(xiàn):通過(guò)直覺(jué)的觀察提出問(wèn)題為科學(xué)家的研究確立了課題。
b)伽利略的貢獻(xiàn):
。1)伽利略發(fā)現(xiàn)了不易直覺(jué)的摩擦力,改變了亞里士多德根據(jù)直接經(jīng)驗(yàn)得出的直覺(jué)結(jié)論提出運(yùn)動(dòng)不需力維持;
。2)思維代替直覺(jué)認(rèn)識(shí)宇宙。
c)笛卡兒的貢獻(xiàn):
。1)明確勻速直線運(yùn)動(dòng);
。2)指出速度改變是有原因的。
d)牛頓的貢獻(xiàn):
。1)推廣到一切物體;
。2)提出靜止;
(3)明確力的作用。
關(guān)于誰(shuí)的貢獻(xiàn)大,學(xué)生眾說(shuō)紛紜,沒(méi)有一個(gè)確切的定論,教師也無(wú)需給出一個(gè)正確的結(jié)論。但是通過(guò)對(duì)物理學(xué)歷史發(fā)展過(guò)程的考察,對(duì)四位科學(xué)家貢獻(xiàn)的探究,它將有助于學(xué)生了解物理學(xué)家認(rèn)識(shí)和發(fā)現(xiàn)物理定理、定律的基本方法。從而“以史為鑒”,培養(yǎng)他們以物理學(xué)家認(rèn)識(shí)世界本來(lái)面目的方式去認(rèn)識(shí)世界。在一定意義上,通過(guò)對(duì)規(guī)律認(rèn)識(shí)的歷史的還原,對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)思想和科學(xué)方法論的教育是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的有效途徑。這是設(shè)計(jì)此問(wèn)題的關(guān)鍵所在,也是本節(jié)課的亮點(diǎn)所在。
在該塊教學(xué)內(nèi)容中學(xué)生未知的是關(guān)于伽利略的理想實(shí)驗(yàn),教師要采取的教學(xué)方法是采用設(shè)計(jì)一系列問(wèn)題,引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)自己分析問(wèn)題自己解決問(wèn)題,具體可如下操作。
提問(wèn):伽利略用什么方法證明物體運(yùn)動(dòng)不需要力來(lái)維持呢?
演示說(shuō)明:設(shè)置一個(gè)向下的斜面,再圓滑地連一個(gè)向上的斜面。然后拿一個(gè)小球放在斜面某點(diǎn)上,由靜止運(yùn)動(dòng)下來(lái),它將沖上另一斜面。
教師設(shè)疑:它能“沖”到哪里,它能回到原來(lái)高度嗎?如果光滑,結(jié)果怎樣?
教師通過(guò)一系列問(wèn)題引發(fā)學(xué)生的思考。通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),它升不到原來(lái)的那個(gè)水平高度,這是因?yàn)槟Σ凛^大。若換一個(gè)摩擦較小的斜面,可以看出,它就較接近那個(gè)水平高度。若摩擦越小,就越接近。這是實(shí)驗(yàn)事實(shí)?茖W(xué)推理:依據(jù)這可靠的實(shí)驗(yàn)事實(shí)為基礎(chǔ),然后沿著摩擦力越來(lái)越小的發(fā)展趨勢(shì),去科學(xué)推理──假如摩擦非常非常的小、以至于沒(méi)有摩擦,那小球?qū)⒎浅7浅=咏ぉひ灾劣谶_(dá)到原來(lái)水平高度。這是一種理想的實(shí)驗(yàn)情景,即小球沿著光滑的斜面總能上升到原來(lái)的高度。教師指出“假設(shè)”兩個(gè)字用得很好,它對(duì)物理結(jié)論進(jìn)行合理的外推,其結(jié)論的得出符合邏輯。減小第二個(gè)斜面的傾角,傾角越小,小球?yàn)檫_(dá)到原來(lái)的高度所通過(guò)的路程就越長(zhǎng);傾角越小,通過(guò)的路程就越長(zhǎng)。然后,我們?cè)偃タ茖W(xué)推理,假如它最終成為水平面,那小球所通過(guò)的路程也就無(wú)限長(zhǎng),只能沿著水平面繼續(xù)運(yùn)動(dòng)下去。
教師總結(jié):“理想實(shí)驗(yàn)”雖然也叫實(shí)驗(yàn),但它不等同于科學(xué)實(shí)驗(yàn)。真實(shí)的實(shí)驗(yàn)是一種實(shí)踐活動(dòng),而“理想實(shí)驗(yàn)”則是一種思維活動(dòng),是由人們?cè)诔橄笏季S中設(shè)想出來(lái)而實(shí)際上無(wú)法做到的“實(shí)驗(yàn)”。并指出理想實(shí)驗(yàn)是以真實(shí)的科學(xué)實(shí)踐為基礎(chǔ),抓住主要矛盾,忽略次要矛盾,對(duì)實(shí)際過(guò)程做出了更深入的抽象分析。理想實(shí)驗(yàn)是以正確的邏輯法則為依據(jù)的。它是自然科學(xué)理論研究中的重要方法。
。ㄈ┭菔練鈮|導(dǎo)軌實(shí)驗(yàn)
氣墊導(dǎo)軌實(shí)驗(yàn)是學(xué)生未知的實(shí)驗(yàn),所以采用的方法是由師生共同操作完成,教師介紹實(shí)驗(yàn)裝置及裝置的特點(diǎn),由學(xué)生來(lái)推動(dòng)氣墊導(dǎo)軌上的物體,觀察它的運(yùn)動(dòng),進(jìn)一步地幫助學(xué)生加深理解物體不受外力作用時(shí)將做勻速直線運(yùn)動(dòng)。
。ㄋ模┳寣W(xué)生們仔細(xì)閱讀牛頓第一定律的內(nèi)容,并思考定律包含的幾層含義
在進(jìn)行牛頓第一定律的教學(xué)時(shí),不能只滿足于學(xué)生能復(fù)述牛頓第一定律的內(nèi)容,還應(yīng)幫助學(xué)生理解牛頓第一定律所包含的幾層意思。定律的理解是未知的,但可以在教師的啟發(fā)下,通過(guò)學(xué)生們相互討論、自主探究、教師補(bǔ)充共同完成下面的三層含義。
1.描述了物體不受外力作用時(shí)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律
牛頓第一定律描述了物體不受外力作用,或者所受的合外力為零時(shí),物體將保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)──勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)。
2.闡明了力的科學(xué)定義
力是物體間的相互作用,它是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài),即產(chǎn)生加速度的原因,而不是產(chǎn)生和維持物體運(yùn)動(dòng)的原因。
3.一切物體都有保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì),揭示了物體普遍具有的屬性──慣性。
牛頓第一定律教案5
一、教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)與技能:理解牛頓第一定律的內(nèi)容及意義;理解力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。
過(guò)程與方法:理解理想實(shí)驗(yàn)是科學(xué)研究的重要方法。
情感態(tài)度價(jià)值觀:通過(guò)理想斜面的教學(xué),體會(huì)理想實(shí)驗(yàn)的魅力。
二、教學(xué)重難點(diǎn)
教學(xué)重點(diǎn):通過(guò)回顧歷史探究過(guò)程理解牛頓第一定律;慣性的理解。
教學(xué)難點(diǎn):力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系;慣性和質(zhì)量的關(guān)系。
三、教學(xué)方法
討論法、啟發(fā)法、講解法
四、教學(xué)過(guò)程
(一)導(dǎo)入新課
撕紙游戲
猜一猜:
1.一張紙已剪成兩截,但未完全剪斷,如果迅速用力撕兩邊,紙會(huì)斷成幾截?
2.現(xiàn)在把紙剪成三截,但未完全剪斷,如果迅速用力撕兩邊,紙會(huì)斷成幾截?
大家不要?jiǎng)邮郑炔乱徊隆?/p>
3.如果在中間的紙下面夾一個(gè)夾子,然后迅速撕兩邊,紙會(huì)斷成幾截?
請(qǐng)大家想一想:為什么是這樣一個(gè)結(jié)果呢?怎樣解釋我們的游戲呢?其實(shí),在我們的游戲中還涉及到一個(gè)古老的話題──力和運(yùn)動(dòng):用力撕紙,紙條斷開(kāi)運(yùn)動(dòng)起來(lái)。運(yùn)動(dòng)和力之間到底有什么關(guān)系呢?帶著這些問(wèn)題,我們一起來(lái)體驗(yàn)古人的探究過(guò)程,學(xué)習(xí)古人的探究方法,進(jìn)一步理解論述運(yùn)動(dòng)和力關(guān)系的牛頓第一定律。
(二)新課教學(xué)
1.情景設(shè)問(wèn),經(jīng)驗(yàn)猜想
在人類(lèi)歷史的長(zhǎng)河中,運(yùn)動(dòng)和力如影隨形,總是和人們的生活、生產(chǎn)密切相關(guān)。比如:馬拉車(chē)則車(chē)前進(jìn),不再拉,前進(jìn)的車(chē)會(huì)停下來(lái);人象推車(chē)則車(chē)前進(jìn),不再推,前進(jìn)的車(chē)會(huì)停下來(lái);踢球,球沿草地向前滾動(dòng),不再踢,滾動(dòng)的球會(huì)慢慢停下來(lái)。
思考:運(yùn)動(dòng)和力之間有什么關(guān)系呢?
最早提出這個(gè)問(wèn)題并給出經(jīng)驗(yàn)猜想的是古希臘學(xué)者亞里士多德。
他根據(jù)生活生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)猜想:必須有力作用在物體上,物體才能運(yùn)動(dòng);沒(méi)有力的作用,物體就要靜止在一個(gè)地方。運(yùn)動(dòng)需要力維持。
他的觀點(diǎn)來(lái)自實(shí)際經(jīng)驗(yàn),還能用實(shí)際經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)證,所以被人們廣泛接受,并維持了近兩千年。
設(shè)問(wèn):我們現(xiàn)在知道,他的觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的。那么他有貢獻(xiàn)嗎?
亞里士多德的貢獻(xiàn):開(kāi)創(chuàng)了一個(gè)新的研究領(lǐng)域。
首先質(zhì)疑并深入研究的是十六世紀(jì)的伽利略。他觀察了球的滾動(dòng)。
2.質(zhì)疑假設(shè),科學(xué)猜想
當(dāng)球沿斜面向下滾動(dòng)時(shí),它的速度增大,而向上滾動(dòng)時(shí),速度減小。他由此猜想:當(dāng)球沿水平面滾動(dòng)時(shí),它的速度應(yīng)該不增不減。實(shí)際觀察的結(jié)果是:沿水平面滾動(dòng)的球越來(lái)越慢,最后停下來(lái)。
①現(xiàn)象:沿水平面滾動(dòng)的球越來(lái)越慢,最后停下來(lái)。
按照亞里士多德的觀點(diǎn),球停下來(lái)是因?yàn)闆](méi)有力的作用。伽利略恰恰從這一現(xiàn)象出發(fā),對(duì)亞里士多德的觀點(diǎn)提出質(zhì)疑。
、谫|(zhì)疑:滾動(dòng)的球之所以停下來(lái),真的是因?yàn)闆](méi)有力的作用嗎?
設(shè)問(wèn):球停下來(lái)的原因是什么呢?
在伽利略之前,人們還沒(méi)有意識(shí)到摩擦力這種無(wú)形的力,伽利略是第一個(gè)意識(shí)到摩擦力的人。
他改變了水平面的粗糙程度,發(fā)現(xiàn):水平面越光滑,球滾得越遠(yuǎn)。于是,他推斷這是摩擦阻力作用的結(jié)果。
結(jié)論:滾動(dòng)的球停下來(lái),是摩擦阻力作用的結(jié)果。
、奂僭O(shè):若沒(méi)有摩擦阻力,沿水平面滾動(dòng)的球?qū)⒃鯓舆\(yùn)動(dòng)呢?
、懿孪耄喝魶](méi)有摩擦阻力,球?qū)⒂肋h(yuǎn)滾動(dòng)下去。
過(guò)渡:伽利略設(shè)計(jì)了一個(gè)雙斜面實(shí)驗(yàn)。
3.實(shí)驗(yàn)探究,得出結(jié)論
(1)雙斜面實(shí)驗(yàn)
左斜面固定,右斜面傾角可變。實(shí)驗(yàn)中我們?cè)O(shè)定小球始終從左斜面定位卡處由靜止釋放。
、俟潭ㄓ倚泵,改變小球所受的摩擦,觀察小球上升的最大高度怎樣變化。重復(fù)一次。
思考:
1.小球所受摩擦阻力的大小與小球上升的最大高度之間有什么關(guān)系?
2.摩擦阻力的大小與釋放點(diǎn)到上升的最高點(diǎn)的高度差是什么關(guān)系?
3.如果沒(méi)有摩擦,小球會(huì)上升到多高的地方?
、跍p小右斜面傾角,觀察小球沿斜面運(yùn)動(dòng)的最遠(yuǎn)距離怎樣變化。重復(fù)一次。
思考:
1.減小右斜面傾角,小球沿斜面運(yùn)動(dòng)的最遠(yuǎn)距離如何變化?
2.如果沒(méi)有摩擦,減小右斜面傾角,沿斜面滾動(dòng)的最遠(yuǎn)距離怎樣變化?小球?qū)⑸仙蕉喔叩牡胤?
③將右斜面放平,釋放小球,觀察小球的運(yùn)動(dòng)。
思考:
1.如果水平木板足夠長(zhǎng),小球會(huì)停下來(lái)嗎?
2.如果沒(méi)有摩擦,水平木板足夠長(zhǎng),小球?qū)L到哪里去呢?
過(guò)渡:伽利略的雙斜面實(shí)驗(yàn)是一個(gè)理想實(shí)驗(yàn)。
(2)理想實(shí)驗(yàn)的魅力:
實(shí)驗(yàn)(事實(shí))+邏輯推理
通過(guò)可靠的實(shí)驗(yàn)事實(shí),加上合理的邏輯推理,得出規(guī)律的一種方法。
理想實(shí)驗(yàn)的魅力:實(shí)驗(yàn)不能實(shí)現(xiàn)的地方,思維向前一步。
這種方法非常了不起!愛(ài)因斯坦是這樣評(píng)價(jià)的:伽利略的發(fā)現(xiàn)以及他所應(yīng)用的科學(xué)的推理方法是人類(lèi)思想史上最偉大的成就之一,而且標(biāo)志著物理學(xué)的真正開(kāi)端。這個(gè)評(píng)價(jià)實(shí)事求是,從亞里士多德到伽利略,經(jīng)歷了20xx多年,物理學(xué)徘徊不前;從伽利略到愛(ài)因斯坦,只經(jīng)歷300多年,物理學(xué)的大廈初步建立,大師輩出。這都得益于伽利略首創(chuàng)的實(shí)驗(yàn)研究方法。
過(guò)渡:通過(guò)雙斜面理想實(shí)驗(yàn),伽利略得出了結(jié)論。
(3)伽利略:若沒(méi)有摩擦阻力,沿水平面滾動(dòng)的球?qū)⒂肋h(yuǎn)滾動(dòng)下去。運(yùn)動(dòng)不需要力維持。
回顧、思考:
①靜止的車(chē)、足球?yàn)槭裁催\(yùn)動(dòng)起來(lái)?
②運(yùn)動(dòng)的車(chē)、足球?yàn)槭裁磿?huì)停下來(lái)?
、哿瓦\(yùn)動(dòng)之間有什么關(guān)系?
力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。
設(shè)問(wèn):運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是用什么物理量描述?
車(chē)由靜止變?yōu)檫\(yùn)動(dòng),受到了推、拉力;由運(yùn)動(dòng)變?yōu)殪o止,受到了摩擦阻力。足球由靜止變?yōu)檫\(yùn)動(dòng),受到了腳的力;由運(yùn)動(dòng)變?yōu)殪o止,受到了草地的摩擦阻力。
過(guò)渡:與伽利略同時(shí)代的法國(guó)科學(xué)家笛卡爾對(duì)他的觀點(diǎn)進(jìn)行了補(bǔ)充。
4.補(bǔ)充完善,形成定律
(1)笛卡爾的補(bǔ)充:除非物體受到力的作用,物體將永遠(yuǎn)保持其靜止或運(yùn)動(dòng)狀態(tài),永遠(yuǎn)不會(huì)使自己沿曲線運(yùn)動(dòng),而只保持在直線上運(yùn)動(dòng)。這應(yīng)成為一個(gè)原理,它是人類(lèi)整個(gè)自然觀的基礎(chǔ)。
笛卡爾補(bǔ)充了物體不受力時(shí)保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
過(guò)渡: 1642年,伽利略逝世,1643年牛頓在英國(guó)誕生。牛頓是人類(lèi)歷史上最偉大的科學(xué)家之一。主要貢獻(xiàn)有發(fā)明了微積分,發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律和經(jīng)典力學(xué),設(shè)計(jì)并制造了第一架反射式望遠(yuǎn)鏡等等。
牛頓在1687年出版的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》一書(shū)中提出了三條運(yùn)動(dòng)定律。牛頓把伽利略、笛卡爾的`正確結(jié)論總結(jié)成為牛頓第一定律,它是牛頓物理學(xué)的基石。
(2)牛頓第一定律:一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài),除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)。
過(guò)渡:現(xiàn)在我們來(lái)理解定律。
(三)鞏固提高
思考:牛頓第一定律中論述的運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系是怎樣的?
1.運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系:力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。
2.阻力很小的現(xiàn)象:冰壺
從視頻可以看出,冰壺在一段時(shí)間內(nèi)速度的大小和方向幾乎不變,直到碰上另一個(gè)冰壺。
思考:定律中還論述了什么呢?
3.慣性:
①概念:物體保持原來(lái)的勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)。
設(shè)問(wèn):一切物體都有慣性。做變速運(yùn)動(dòng)的物體有慣性嗎?
當(dāng)物體做變速運(yùn)動(dòng)時(shí),由于慣性,物體會(huì)抵抗速度的改變,從而使速度的改變需要一段時(shí)間。比如汽車(chē)緊急剎車(chē)時(shí)不會(huì)立即停下來(lái),而是繼續(xù)向前滑行一段距離。
②一切物體有慣性,有抵抗運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的“本領(lǐng)”。
物體慣性大,“本領(lǐng)”大,運(yùn)動(dòng)狀態(tài)難改變;物體慣性小,“本領(lǐng)”小,運(yùn)動(dòng)狀態(tài)易改變。
思考并猜想:物體的慣性大小和什么因素有關(guān)?
(四)小結(jié)作業(yè)
1.了解了運(yùn)動(dòng)和力關(guān)系的探究過(guò)程。
在探究過(guò)程中,亞里士多德是開(kāi)拓者。伽利略首創(chuàng)了理想實(shí)驗(yàn)方法;笛卡爾補(bǔ)充了伽利略的觀點(diǎn);牛頓提出了慣性、力、慣性參考系的概念。
2.體會(huì)了理想實(shí)驗(yàn)的魅力:實(shí)驗(yàn)(事實(shí))+邏輯推理
3. 深入理解了牛頓第一定律,知道了質(zhì)量是慣性大小的量度。
4.后來(lái)愛(ài)因斯坦等科學(xué)家又進(jìn)一步發(fā)展了牛頓第一定律。沒(méi)有哪一個(gè)定律是終極真理,物理學(xué)的大廈永不封頂,還等待你們?yōu)樗泶u加瓦!
課外探究:有人說(shuō)劉謙的螺絲魔術(shù)顛覆了牛頓第一定律:不給螺帽力的作用,螺帽也能運(yùn)動(dòng)起來(lái)。你怎么看?請(qǐng)?jiān)诎俣戎兴阉鳌皠⒅t螺絲魔術(shù)揭秘”,弄清劉謙螺絲魔術(shù)的原理。
五、板書(shū)設(shè)計(jì)
牛頓第一定律
一、歷史回顧
二、第一定律探究實(shí)驗(yàn)
三、慣性定律
牛頓第一定律教案6
★教材分析
牛頓運(yùn)動(dòng)定律是動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ),正確認(rèn)識(shí)力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系,是學(xué)好物理的關(guān)鍵,教學(xué)中應(yīng)聯(lián)系生活、貼近實(shí)際,以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。
l、理解力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系是本節(jié)課的重點(diǎn),通過(guò)實(shí)驗(yàn)和生活的例子進(jìn)一步體會(huì),力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因,而是改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。這對(duì)以后研究問(wèn)題,受力分析都是非常重要的。
2、慣性與質(zhì)量的關(guān)系是這節(jié)課的難點(diǎn),通過(guò)舉例反復(fù)體會(huì)。
★學(xué)生分析
1、力是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因還是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因,人們正確認(rèn)識(shí)這個(gè)問(wèn)題,經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的歷史過(guò)程,同樣學(xué)生要正確認(rèn)識(shí)它,也要克服日常經(jīng)驗(yàn)帶來(lái)的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí),所以一開(kāi)始就用了兩個(gè)實(shí)驗(yàn),讓他們通過(guò)觀察、思考,來(lái)澄清錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)。
2、慣性是一個(gè)重要的概念。雖然學(xué)生在初中接觸過(guò),但仍有一些學(xué)生誤認(rèn)為“物體在保持勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止時(shí)才有慣性”。不理解一切物體都有慣性,而且慣性大小與質(zhì)量有關(guān)。要解決這問(wèn)題也不是一蹴而就的,需要通過(guò)實(shí)例分析慢慢接受。
★新課標(biāo)要求
。ㄒ唬┲R(shí)與技能
1、理解力和運(yùn)動(dòng)的'關(guān)系,知道物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來(lái)維持。
2、理解牛頓第一定律,知道它是邏輯推理的結(jié)果,不受力的物體是不存在的。
3、理解慣性的概念,知道質(zhì)量是慣性大小的量度.
。ǘ┻^(guò)程與方法
1、培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題的能力,要能透過(guò)現(xiàn)象了解事物的本質(zhì),不能不加研究、分析而只憑經(jīng)驗(yàn),對(duì)物理問(wèn)題決不能主觀臆斷.正確的認(rèn)識(shí)力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系.
2、幫助學(xué)生養(yǎng)成研究問(wèn)題要從不同的角度對(duì)比研究的習(xí)慣.
3、培養(yǎng)學(xué)生邏輯推理的能力,知道物體的運(yùn)動(dòng)是不需要力來(lái)維持的。
。ㄈ┣楦、態(tài)度與價(jià)值觀
1、利用一些簡(jiǎn)單的器材,比如:小球、木塊、毛巾、玻璃板等,來(lái)對(duì)比研究力與物體運(yùn)動(dòng)的關(guān)系,現(xiàn)象明顯,而且更容易推理。
2、培養(yǎng)科學(xué)研究問(wèn)題的態(tài)度。
3、利用動(dòng)畫(huà)演示伽利略的理想實(shí)驗(yàn),幫助學(xué)生理解問(wèn)題。
4、利用生活中的例子來(lái)認(rèn)識(shí)慣性與質(zhì)量的關(guān)系。培養(yǎng)學(xué)生大膽發(fā)言,并學(xué)以致用。
★教學(xué)重點(diǎn)
1、理解力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。
2、理解牛頓第一定律,知道慣性與質(zhì)量的關(guān)系。
★教學(xué)難點(diǎn)
慣性與質(zhì)量的關(guān)系。
★教學(xué)方法
1、對(duì)比實(shí)驗(yàn)、自主探索、合理推理。
2、利用生活中的實(shí)例,理解慣性與質(zhì)量的關(guān)系,貼近生活更易理解。
★教學(xué)用具:
多媒體、小車(chē)、小球、毛巾、玻璃板、斜槽、刻度尺、木塊、氣墊導(dǎo)軌、滑塊等。
★教學(xué)過(guò)程
。ㄒ唬┮胄抡n
開(kāi)門(mén)見(jiàn)山,闡述課題:前面幾章學(xué)習(xí)了運(yùn)動(dòng)和力基礎(chǔ)知識(shí),這一章開(kāi)始我們研究力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。第一節(jié)課我們來(lái)學(xué)習(xí)牛頓第一定律。
。ǘ┻M(jìn)行新課
〖教師活動(dòng)〗:在講臺(tái)上放一小車(chē),使它處于靜止?fàn)顟B(tài)。 人推車(chē)走,不推車(chē)停,由此看來(lái)必須有力作用在物體上,物體才運(yùn)動(dòng),
沒(méi)有力作用在物體上,物體就不運(yùn)動(dòng)——這是兩千多年前亞里士多德說(shuō)的,
不是我說(shuō)的。是這樣的嗎?
〖學(xué)生活動(dòng)〗:思考:物體的運(yùn)動(dòng)是不是一定需要力?
〖教師活動(dòng)〗:下面你就利用桌子上的器材來(lái)研究一下這個(gè)問(wèn)題。(投影)
讓學(xué)生利用桌子上的器材,自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),分別研究:
⑴、力推物動(dòng),力撤物停。
、啤⒘Τ肺锊煌。
牛頓第一定律教案7
教學(xué)目標(biāo)
1、知道牛頓第一定律
2、理解力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因,而是改變物體運(yùn)動(dòng)的原因;
3、理解慣性,認(rèn)識(shí)一切物體都有慣性;
4、通過(guò)學(xué)習(xí),提高學(xué)生的邏輯推理能力和科學(xué)想象能力 教學(xué)設(shè)想 重點(diǎn):實(shí)驗(yàn)探究阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響
難點(diǎn):對(duì)慣性現(xiàn)象的理解 教學(xué)準(zhǔn)備 斜面、小車(chē)、毛巾、棉布、木板、象棋子、硬尺片、杯、水、雞蛋、硬紙片、鐵架臺(tái)、細(xì)線、紙箱、木塊等
教學(xué)過(guò)程
二次備課 新課引入:
我們學(xué)過(guò)了力,一切物體都受到力的作用.我們也學(xué)過(guò)了運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)是絕對(duì)的,一切物體都在運(yùn)動(dòng),靜止只是相對(duì)的.物體都受力,同時(shí)又都在運(yùn)動(dòng),力的效果之一就是力能改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài).可見(jiàn),力和物體的運(yùn)動(dòng)有密切的聯(lián)系.我們?cè)谶@一章中要學(xué)習(xí)力和運(yùn)動(dòng)二者之間的聯(lián)系.
古希臘的學(xué)者亞里斯多德早在兩千年前就提出“力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因”.他的根據(jù)是一個(gè)物體(例如一輛車(chē))運(yùn)動(dòng)起來(lái)后必須用力才能使它不停地運(yùn)動(dòng)下去,失去力的作用,運(yùn)動(dòng)會(huì)停下來(lái).
物體的運(yùn)功需要力來(lái)維持嗎?
新課:
一.探究阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響
教師強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)中注意事項(xiàng):同一小車(chē)、同一斜面、同一高度由靜止下放,滑到底端的速度相同,不同的是水平面材料。
學(xué)生要理解實(shí)驗(yàn)要求的一些目的
演示實(shí)驗(yàn):
小車(chē)從斜面滑下,在毛巾上滑行后停下
1)教師提問(wèn):小車(chē)為什么停下來(lái)?
(學(xué)生回答)
小車(chē)在水平的毛巾面上受到了阻力.
小車(chē)從斜面滑下,在木板上滑行后停下
2)教師提問(wèn):
小車(chē)滑行的距離怎么長(zhǎng)了?
。▽W(xué)生回答)
小車(chē)受到的摩擦力變小了
3)教師提問(wèn)
能讓小車(chē)在水平面上運(yùn)動(dòng)的再遠(yuǎn)些嗎?
。▽W(xué)生回答)
減小水平面對(duì)小車(chē)的阻力.
結(jié)論:表面越光滑,小車(chē)受阻力越小,小車(chē)速度變化越慢,小車(chē)前進(jìn)越遠(yuǎn)。
設(shè)想:如果小車(chē)從斜面上滑下來(lái),滑到一個(gè)非常光滑、阻力無(wú)限小的光滑平面上,小車(chē)的運(yùn)動(dòng)將如何?
小車(chē)應(yīng)該永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去
最后,英國(guó)的著名物理學(xué)家牛頓總結(jié)了前人研究的成果,建立了力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系的第一條規(guī)律——牛頓第一定律.
一切物體在沒(méi)有受到外力作用的時(shí)候,總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài),這就是著名的牛頓第一定律.
也就是物體在不受力的情況下,也能運(yùn)動(dòng),所以物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來(lái)維持
牛頓第一定律是建立在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上,進(jìn)一步的'科學(xué)推理得到的非實(shí)驗(yàn)定律。
大家要學(xué)習(xí)科學(xué)家的刻苦鉆研精神,也要向他們學(xué)習(xí)一種研究問(wèn)題的方法——科學(xué)推理法。
二.牛頓第一定律又叫慣性定律。那么,什么是慣性呢?
任何物體都具有保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì),這種性質(zhì)叫做慣性。
1、打棋子實(shí)驗(yàn)(學(xué)生參與演示)將七個(gè)象棋子疊放講臺(tái)上,用尺迅速地打出第四個(gè)棋子,上面的棋子由于慣性要保持原來(lái)的靜止?fàn)顟B(tài),失去了第四個(gè)棋子的支持而落在正下方。
2、慣性雞蛋實(shí)驗(yàn):突然彈擊雞蛋與水杯間的硬紙片,雞蛋有慣性,不會(huì)隨紙片飛出去,而是掉進(jìn)水杯里。
鼓勵(lì)學(xué)生舉例說(shuō)明:生活中有那些做法是利用了慣性和預(yù)防慣性造成的危害的。(洗衣機(jī)脫水的原理,拍打衣服上的灰塵,抖落傘上的雨點(diǎn),跳遠(yuǎn)前的助跑,高速公路上對(duì)汽車(chē)之間的車(chē)距有限制,在一些拐彎較多的地方限制車(chē)速等)
教師強(qiáng)調(diào):慣性是萬(wàn)物皆有的一種固有屬性,慣性與物體是否受外力、處于何種狀態(tài)無(wú)關(guān)。慣性由物體的質(zhì)量決定,質(zhì)量越大,慣性越大。慣性不是力,
板書(shū)設(shè)計(jì):
牛頓第一定律
一.牛頓第一定律
1.概念:一切物體在沒(méi)有受到外力作用的時(shí)候,總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài),
2.運(yùn)動(dòng)的物體不需要力來(lái)維持
二.慣性:是物體的一種屬性,
慣性只與物體 質(zhì)量 有關(guān)。
與物體的速度,體積等無(wú)關(guān)
牛頓第一定律教案8
(一)教學(xué)目的
1。知道慣性定律,常識(shí)性了解伽利略理想實(shí)驗(yàn)的推理過(guò)程。
2。通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析,初步培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維方法。
(二)重點(diǎn)與難點(diǎn)
重點(diǎn):牛頓第一定律
難點(diǎn):伽利略理想實(shí)驗(yàn)的推理過(guò)程。
(三)教學(xué)過(guò)程
1。引入新理
師:力能使靜止的物體運(yùn)動(dòng)起來(lái),力又能使運(yùn)動(dòng)物體速度增大或減小,還可以改變物體運(yùn)動(dòng)的方向,物體不受力又怎樣呢?從這節(jié)課開(kāi)始,我們就來(lái)研究有關(guān)力和運(yùn)動(dòng)的一系列問(wèn)題。
[板書(shū)1]第九章力和運(yùn)動(dòng)
2。新課教學(xué)
師:請(qǐng)同學(xué)們觀察實(shí)驗(yàn)
[實(shí)驗(yàn)1]靜止在木板面上的小車(chē)。
師:小車(chē)處于什么狀態(tài)?
生:靜止。
師:靜止的小車(chē),水平方向不受推動(dòng)和拉力的作用,它將會(huì)怎樣?
生:永遠(yuǎn)處于靜止。
[實(shí)驗(yàn)2]如圖1所示,小車(chē)受水平拉力作用時(shí)。(讓小車(chē)運(yùn)動(dòng)一段距離后立即用手使它靜止下來(lái))
師:觀察小車(chē)的狀態(tài)發(fā)生怎樣變化?
生:由靜止到運(yùn)動(dòng)。
[實(shí)驗(yàn)3]如圖1。繼續(xù)實(shí)驗(yàn)2,鉤碼使小車(chē)水平運(yùn)動(dòng)后,用手托住下落的鉤碼。小車(chē)失去水平拉力后,繼續(xù)向前滑行一段距離停止。
師:你看到什么現(xiàn)象?
生:小車(chē)?yán)^續(xù)運(yùn)動(dòng)一段距離后才靜止。
師:小車(chē)運(yùn)動(dòng)一段距離后,變?yōu)殪o止的原因是什么呢?
生:受到木板的摩擦阻力作用。
師:是不是這樣呢?請(qǐng)大家繼續(xù)觀察下面實(shí)驗(yàn)。
[實(shí)驗(yàn)4]用同一小車(chē)分別(三次)從同一斜面不同的高度自由滑向相同的平面,記下三次小車(chē)靜止在相同水平面上的位置。如圖2(A)、(B)、(C)所示。
師:哪一次水平滑行距離最短?
生:第一次。
師:為什么?
生:小車(chē)在斜面上高度最小,它在水平面上開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)速度最。ê蟀刖湓拰W(xué)生回答不出來(lái),第一次可由老師說(shuō))。
師:哪一次水平滑行距離最長(zhǎng)?
生:第三次。
師:為什么?
生:小車(chē)在斜面上高度最大,它在水平面上開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)速度最大。
師:同理如果小車(chē)三次處于同一斜面、相同高度,自由滑向水平面,小車(chē)在水平面上開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的速度大小會(huì)怎樣呢?
生:相同。
師:(介紹牛頓第一定律演示裝置)這是一個(gè)斜面,把它放在講臺(tái)桌上。(如圖3所示。)
[實(shí)驗(yàn)5]讓小車(chē)分別三次從同一斜面的相同高度自由滑下,觀察小車(chē)在不同材料的水平面上運(yùn)動(dòng)的情況。(在桌面鋪上毛巾、棉布。)
師:哪次小車(chē)在水平面上運(yùn)動(dòng)距離最短,為什么?
生:第一次(或最上面那一次)。表面材料是毛巾,阻力最大,滑行距離最短。(在學(xué)生回答過(guò)程中,填寫(xiě)表1第一行前三項(xiàng))
師:很短距離,速度變?yōu)榱。速度變化快呢,還是慢呢?
生:最快。(填寫(xiě)表1第一行最后一項(xiàng))
師:第二次實(shí)驗(yàn)的情況如何,大家一起填表1的第二行。
生:棉布、阻力較大、滑行距離較長(zhǎng)、速度變化較快。(填寫(xiě)表1第二行)
師:第三次實(shí)驗(yàn)的情況如何;大家一起填表的第三行。
生:桌子表面、阻力較小、滑行距離長(zhǎng)、速度變化較慢。(填寫(xiě)表1第三行)
師:假定我們做第四次實(shí)驗(yàn),水平表面用玻璃板,玻璃板的阻力比木板小,實(shí)驗(yàn)結(jié)果會(huì)怎樣呢?(填寫(xiě)表1第四行前兩項(xiàng))
生:小車(chē)滑行的距離長(zhǎng),速度變化最慢。(填寫(xiě)表1第四行后兩項(xiàng))
師:假定我們還能找到某種材料,對(duì)小車(chē)的阻力比玻璃板還小,最最小,來(lái)做水平表面的材料,實(shí)驗(yàn)結(jié)果又會(huì)怎樣呢?
生:那么小車(chē)滑行距離就更長(zhǎng),最最長(zhǎng),速度變化最最慢。
師:大家一起來(lái)填表1第五行(見(jiàn)表)
師:假如水平表面對(duì)小車(chē)沒(méi)有阻力,實(shí)驗(yàn)結(jié)果又會(huì)怎樣呢?
生:小車(chē)永不停止地運(yùn)動(dòng)下去!
師:一起來(lái)填表1的第六行。(見(jiàn)表)
表1
師:大家注意這個(gè)表格的前三行我們是做了實(shí)驗(yàn)的。第四、五行沒(méi)有做實(shí)驗(yàn),只是根據(jù)前三行的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,加上邏輯推理得出來(lái)的結(jié)論。雖然沒(méi)有做實(shí)驗(yàn),但是在正確實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上加上正確的推理,得到的結(jié)論也是正確的。
大家再仔細(xì)琢磨表的第六行,它和第四、第五行有什么不同。
生:沒(méi)有阻力,而第四、五行還有阻力,只是一次比一次小。
師:非常正確,邏輯推理就是這樣進(jìn)行的。阻力逐漸變小,實(shí)驗(yàn)結(jié)論如何呢?阻力沒(méi)了,結(jié)果又會(huì)怎樣呢?
師:沒(méi)有阻力的平面叫做理想光滑的'平面,實(shí)際上并不存在。第六行的結(jié)果就是理想實(shí)驗(yàn),實(shí)際上不存在,是在正確實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上正確推理得出來(lái)的。
師:這種建立在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,通過(guò)邏輯推理得到理想狀況下的結(jié)論,也是研究物理的一種方法。
300多年前著名的物理學(xué)家伽利略就是這樣通過(guò)實(shí)驗(yàn)推理得出來(lái)物體不受阻力將如何運(yùn)動(dòng)的。
師:誰(shuí)給大家朗讀書(shū)第104頁(yè)倒數(shù)第三段?
生:(讀課文略)
師:大家把這段倒數(shù)第三行“如果表面絕對(duì)光滑……運(yùn)動(dòng)下去”。畫(huà)下來(lái)。
師:法國(guó)科學(xué)家笛卡兒,又對(duì)伽利略的結(jié)論作了補(bǔ)充,他是怎樣說(shuō)的,請(qǐng)一位同學(xué)讀教材第104頁(yè)倒數(shù)第二段。
生:(讀課文略)。
師:大家從此段的倒數(shù)第三行“如果運(yùn)動(dòng)物體……運(yùn)動(dòng)下去”。畫(huà)下來(lái)。
師:笛卡兒的說(shuō)法和伽利略的說(shuō)法有什么不同?不同又說(shuō)明了什么?
生:笛卡兒把伽利略的“物體受到的阻力為零”改為“物體不受任何力的作用!闭f(shuō)明,不是僅僅限于阻力了,而是任何力。
師:再后來(lái)英國(guó)的科學(xué)家總結(jié)了伽利略等人的研究成果,概括出一條重要的物理定律。叫做牛頓第一定律。
[板書(shū)2]
牛頓第一定律教案9
(一)教學(xué)目的
1.知道牛頓第一定律。
2.通過(guò)學(xué)習(xí),提高學(xué)生的邏輯推理能力和科學(xué)想象能力。
(二)教具
慣性小車(chē)、斜面、木板、毛巾、標(biāo)志小旗。
(三)教學(xué)過(guò)程
一、復(fù)習(xí)提問(wèn)
力的作用效果有哪些?
二、新課引入
教師:我們學(xué)過(guò)了力,一切物體都受到力的作用。我們也學(xué)過(guò)了運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)是絕對(duì)的,一切物體都在運(yùn)動(dòng),靜止只是相對(duì)的。物體都受力,同時(shí)又都在運(yùn)動(dòng),力的效果之一就是力能改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。可見(jiàn),力和物體的運(yùn)動(dòng)有密切的聯(lián)系。我們?cè)谶@一章中要學(xué)習(xí)力和運(yùn)動(dòng)二者之間的聯(lián)系。
三、進(jìn)行新課
1.歷史的回顧
教師:古希臘的學(xué)者亞里斯多德早在兩千年前就提出“力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因”。他的根據(jù)是一個(gè)物體(例如一輛車(chē))運(yùn)動(dòng)起來(lái)后必須用力才能使它不停地運(yùn)動(dòng)下去,失去力的作用,運(yùn)動(dòng)會(huì)停下來(lái)。初看起來(lái),他的觀點(diǎn)似乎符合實(shí)際情況,所以這個(gè)觀點(diǎn)在人類(lèi)的歷史上統(tǒng)治了近一千七百年。直到三百年前,人們才開(kāi)始對(duì)這個(gè)觀點(diǎn)是否正確提出疑問(wèn),并由伽利略和牛頓等幾位科學(xué)家對(duì)力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系提出了科學(xué)的論斷。
2.做課本圖91所示實(shí)驗(yàn)
(1)教師:這是一塊傾斜放置的木板,它的下端又接出一塊木板水平放置,木板上鋪一塊毛巾。讓一輛小車(chē)從斜面上的某一位置由靜止開(kāi)始向下運(yùn)動(dòng),注意觀察小車(chē)的運(yùn)動(dòng)情況。
。ㄑ菔,并在小車(chē)停止處放一面小旗做為標(biāo)志。畫(huà)板圖)
教師提問(wèn):小車(chē)為什么停下來(lái)?
(學(xué)生回答)
小車(chē)在水平的毛巾面上受到了阻力。
教師:亞里斯多德認(rèn)為維持運(yùn)動(dòng)必須有力,F(xiàn)在,小車(chē)恰恰是因?yàn)槭艿搅俗枇,它的運(yùn)動(dòng)不能維持。可見(jiàn),他的觀點(diǎn)缺乏一定的前提條件,因此是不確切的。
。2)教師提問(wèn):能讓小車(chē)在水平面上運(yùn)動(dòng)的再遠(yuǎn)些嗎?
。▽W(xué)生回答)
減小水平面對(duì)小車(chē)的阻力。
(演示,用棉布表面的木板代替毛巾,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn),并在小車(chē)停止處放小旗做標(biāo)志)
教師:小車(chē)從斜面上的同一位置由靜止開(kāi)始向下運(yùn)動(dòng),這樣可以保證小車(chē)到達(dá)斜面底端具有跟剛才實(shí)驗(yàn)時(shí)相同的速度,小車(chē)在水平面上運(yùn)動(dòng)得更遠(yuǎn)了,原因是阻力小了。
。ó(huà)板圖)
教師:從實(shí)驗(yàn)可知,木板對(duì)小車(chē)的阻力小了,小車(chē)運(yùn)動(dòng)得更遠(yuǎn)了,它的速度經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)的時(shí)間才變?yōu)?。
(3)教師:我們把水平放置的木板表面換成一塊比較光滑的板,重復(fù)上述的實(shí)驗(yàn)。
。ㄑ菔,并畫(huà)圖)
可見(jiàn),水平木板對(duì)小車(chē)的阻力越小,小車(chē)運(yùn)動(dòng)得越遠(yuǎn),它的速度必須經(jīng)過(guò)更長(zhǎng)的時(shí)間才能變?yōu)?。
3.牛頓第一定律
教師:請(qǐng)大家設(shè)想,如果小車(chē)從斜面上滑下來(lái),滑到一個(gè)非常光滑、阻力無(wú)限小的光滑平面上,小車(chē)的運(yùn)動(dòng)將如何?
。▽W(xué)生討論并回答)
由于有前三次實(shí)驗(yàn)做基礎(chǔ),這種無(wú)限光滑的平面雖然沒(méi)有,但是我們也有充分的`理由認(rèn)為小車(chē)將永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去.這就是歷史上伽利略所做過(guò)的實(shí)驗(yàn)和通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)論。
法國(guó)的科學(xué)家笛卡兒進(jìn)一步補(bǔ)充了伽利略得出的結(jié)論,使人們的認(rèn)識(shí)又深化了一步。笛卡兒認(rèn)為,物體不受外力時(shí),除了速度的大小不會(huì)改變,永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去,也不會(huì)改變運(yùn)動(dòng)的方向。
最后,英國(guó)的著名物理學(xué)家牛頓總結(jié)了前人研究的成果,建立了力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系的第一條規(guī)律牛頓第一定律。
一切物體在沒(méi)有受到外力作用的時(shí)候,總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài),這就是著名的牛頓第一定律。
物體不受外力作用時(shí),原來(lái)運(yùn)動(dòng)的物體要保持勻速直線運(yùn)動(dòng);原來(lái)靜止的物體要保持靜止?fàn)顟B(tài).這個(gè)規(guī)律說(shuō)明了維持物體的勻速直線運(yùn)動(dòng)是不需要力的。
牛頓第一定律不是從實(shí)驗(yàn)中直接得出來(lái)的,但是它又有深厚的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。它是在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上通過(guò)進(jìn)一步的科學(xué)推理而得到的,由這個(gè)定律進(jìn)一步得出的一切科學(xué)推論都經(jīng)受住了實(shí)踐的檢驗(yàn),因此,牛頓第一定律早已成為大家公認(rèn)的力學(xué)基本定律之一。
4.學(xué)生閱讀課本“牛頓的故事”。
四、作業(yè)
復(fù)習(xí)本節(jié)課文。
注:教材選用人教版九年義務(wù)教育初中物理第一冊(cè)。
牛頓第一定律教案10
教學(xué)目標(biāo):
1.知識(shí)與技能
知道牛頓第一定律內(nèi)容.知道慣性的概念.
2.過(guò)程與方法
通過(guò)活動(dòng)體驗(yàn)任何物體都具有慣性.
探究摩擦力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響.
3.情感態(tài)度與價(jià)值觀
通過(guò)活動(dòng)和閱讀感受科學(xué)就在身邊.
教學(xué)重點(diǎn):牛頓第一定律.慣性及其現(xiàn)象解釋
教學(xué)難點(diǎn):牛頓第一定律.
教學(xué)方法:探究法、演示法
教學(xué)用具:斜面、木板、小車(chē)、棉布、毛巾、象棋、直尺、慣性小球裝置
教學(xué)過(guò)程:
一、引入新課
收集與教材P44圖12.5-1中內(nèi)容相關(guān)的錄像資料讓學(xué)生觀看.
同學(xué)們?cè)阡浵裰锌吹降倪@些現(xiàn)象,在日常生活中常會(huì)見(jiàn)到,你也一定有過(guò)這樣的體驗(yàn).運(yùn)動(dòng)的物體為什么會(huì)停下來(lái)呢?同學(xué)們看書(shū)12.5-2內(nèi)容,先了解古人的思辨.亞里士多德和伽利略都是偉大的.科學(xué)家,到底哪個(gè)說(shuō)法正確呢?光靠思辨不能回答,同學(xué)們可以自己探究,通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)求證.
二、進(jìn)行新課
。ㄒ唬┡nD第一定律
1.歷史回顧:對(duì)亞里斯多德提出:力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因,提出疑問(wèn)。
2.演示實(shí)驗(yàn):
。1)毛巾表面(2)棉布表面(3)木板表面
現(xiàn)象:(1)小車(chē)受到阻力大,運(yùn)動(dòng)時(shí)間短,路程短;
(2)小車(chē)受到阻力較小,運(yùn)動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)點(diǎn),路程遠(yuǎn)點(diǎn);
。3)小車(chē)受到阻力最小,運(yùn)動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng),路程較遠(yuǎn)。
3.推理:當(dāng)小車(chē)受到的阻力為零時(shí),小車(chē)將會(huì)怎樣運(yùn)動(dòng)下去?
4.牛頓第一定律:一切不受外力的物體,總保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
說(shuō)明:牛頓第一定律不是從實(shí)驗(yàn)中直接得出來(lái)的,它是在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上通過(guò)進(jìn)一步的科學(xué)推理而得到的。
。ǘ┪矬w的慣性
1.慣性
教師:從牛頓第一定律知道,任何物體都具有保持靜止?fàn)顟B(tài)或保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì),這種性質(zhì)叫做慣性。也可以說(shuō)物體保持運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的性質(zhì)叫慣性。牛頓第一定律也叫慣性定律。
這里提出了一切物體都有慣性,物體在任何情況下都有慣性。
2.慣性現(xiàn)象
【演示1】用尺迅速打出下面的棋子。解釋?zhuān)函B在一起的棋子原來(lái)是處于靜止?fàn)顟B(tài)的,當(dāng)尺子打出了下面的棋子,由于上面的棋子有慣性,還要保持原來(lái)的靜止?fàn)顟B(tài)。所以上面棋子落在正下方。
【演示2】慣性小球?qū)嶒?yàn),解釋?zhuān)耗酒粡棾鋈ブ埃∏蛱幱陟o止?fàn)顟B(tài)。小球由于有慣性,還應(yīng)保持原有的靜止?fàn)顟B(tài),所以小球落在原處。
——解釋?xiě)T性現(xiàn)象的要領(lǐng):①說(shuō)清物體原來(lái)是處于什么狀態(tài)(運(yùn)動(dòng)或靜止)②說(shuō)出后來(lái)發(fā)生什么變化;③物體由于慣性還要保持原來(lái)的(運(yùn)動(dòng)或靜止)狀態(tài)。④所以……。
【演示3】剎車(chē)時(shí)的慣性現(xiàn)象。請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)要領(lǐng)解釋。
教師:這個(gè)實(shí)驗(yàn)再現(xiàn)了汽車(chē)緊急剎車(chē)時(shí)乘客向前倒這一普遍現(xiàn)象。
三、小結(jié):
四、布置作業(yè):
請(qǐng)大家解釋汽車(chē)起動(dòng)時(shí)乘客為什么向后傾倒?
板書(shū)設(shè)計(jì)
牛頓第一定律
一、牛頓第一定律:一切物體在沒(méi)有受到力的作用時(shí),總保持
靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
二、慣性:我們把物體保持運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的特性叫做慣性。
牛頓第一定律教案11
知識(shí)目標(biāo)
。1)伽利略理想實(shí)驗(yàn);
。2)慣性概念;
。3)掌握牛頓第一定律的內(nèi)容;
。4)理解力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因;
。5)能用牛頓第一定律解釋?xiě)T性現(xiàn)象.
能力目標(biāo)
培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬐评砟芰;培養(yǎng)學(xué)生的口頭表達(dá)能力.學(xué)習(xí)科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法.
情感目標(biāo)
對(duì)任何現(xiàn)象的發(fā)生不能夠想當(dāng)然,要有嚴(yán)謹(jǐn)、認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度.
教學(xué)建議
教材分析
本節(jié)內(nèi)容是分兩塊內(nèi)容介紹的,先是介紹了人類(lèi)對(duì)力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的發(fā)展歷史,并著重講述了伽俐略的理想實(shí)驗(yàn)及其重要的實(shí)驗(yàn)思想.然后引入了牛頓第一定律,引入了慣性概念,并由此分析出力不是維持物體速度的原因,而是改變物體速度的原因.
教法建議
1、本節(jié)所述內(nèi)容在初中課本上已涉及到,初中課本中用到的標(biāo)題是慣性定律,所以學(xué)生已有一定的基礎(chǔ).
2、適當(dāng)介紹一些學(xué)史的知識(shí),讓學(xué)生意識(shí)到:一個(gè)規(guī)律的發(fā)現(xiàn)并不是一帆風(fēng)順的,或者是一開(kāi)始的認(rèn)識(shí)就是對(duì)的,而是需要人類(lèi)不斷探索才能形成的,它們的學(xué)習(xí)也是這樣.
3、重點(diǎn)講述伽利略理想實(shí)驗(yàn)的'科學(xué)思想,讓學(xué)生學(xué)會(huì)一種科學(xué)思維方法.
4、通過(guò)對(duì)大量實(shí)例的分析,讓學(xué)生真正理解力不是維持物體速度的原因,而是改變物體速度的原因.
教學(xué)設(shè)計(jì)示例
教學(xué)重點(diǎn):對(duì)伽利略理想實(shí)驗(yàn)的理解;牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律.
教學(xué)難點(diǎn):對(duì)伽利略理想實(shí)驗(yàn)的理解.
示例:
一、歷史的回顧
1、人類(lèi)對(duì)力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的最初認(rèn)識(shí)及亞里士多德其人.(見(jiàn)擴(kuò)展資料)
2、伽利略理想實(shí)驗(yàn):
。1)動(dòng)畫(huà)模擬該實(shí)驗(yàn),并指出不能夠真正試驗(yàn)的原因.或做課本所講的氣墊導(dǎo)軌實(shí)驗(yàn)(有視頻資料),并指出為什么只是近似驗(yàn)證.由實(shí)驗(yàn)結(jié)果推出亞里士多德觀點(diǎn)的錯(cuò)誤,矛盾的焦點(diǎn)蝕是試實(shí)驗(yàn)條件的不同.
。2)分析伽利略理想實(shí)驗(yàn):它是一個(gè)理想化的過(guò)程,但并不是憑空想象的來(lái)的,而在抽象思維過(guò)程中所創(chuàng)造出的一種科學(xué)推理,理想化實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)中重要的研究方法.
(3)介紹伽利略.
二、牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律
1、牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律(慣性定律):一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài),直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止.
2、慣性:物體保持原來(lái)的勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì).
3、注意:(通過(guò)實(shí)例分析)
。1)慣性與慣性定律不同.
(2)慣性是物體的固有性質(zhì),任何時(shí)候物體都具有慣性,這與物體處于什么狀態(tài)無(wú)關(guān).
。3)力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系:力不是維持物體速度的原因,而是改變物體速度的原因.
4、實(shí)例參考(要讓學(xué)生充分參與討論):
分析剎車(chē)時(shí)人往前傾;啟動(dòng)時(shí)人往后仰.
做小實(shí)驗(yàn):慣性實(shí)驗(yàn)器演示慣性現(xiàn)象,并分析.
讓學(xué)生舉例分析,并指出哪些慣性現(xiàn)象有利,哪些慣性現(xiàn)象有害.
探究活動(dòng)
題目:可以觀察的慣性現(xiàn)象
組織:小組或個(gè)人
方案:自己設(shè)計(jì)小實(shí)驗(yàn)并展示、講解,由同學(xué)互相評(píng)判
評(píng)價(jià):具有可操作性,讓學(xué)生把學(xué)過(guò)的知識(shí)靈活應(yīng)用
牛頓第一定律教案12
教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)目標(biāo):
知道牛頓第一定律,常識(shí)性了解伽利略理想實(shí)驗(yàn)的推理過(guò)程.
能力目標(biāo):
1.通過(guò)斜面小車(chē)實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力.
2.通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析,初步培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維方法(分析、概括、推理).
情感目標(biāo):
1.通過(guò)科學(xué)史的簡(jiǎn)介,對(duì)學(xué)生進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度教育.
2.通過(guò)伽利略的理想實(shí)驗(yàn),給學(xué)生以科學(xué)方法論的教育.
教學(xué)建議
教材分析
教材首先通過(guò)回憶思考的形式提出問(wèn)題:如果物體不受力,將會(huì)怎樣?通過(guò)小車(chē)在不同表面運(yùn)動(dòng)的演示實(shí)驗(yàn),使學(xué)生直觀的看到物體運(yùn)動(dòng)距離與阻力大小的關(guān)系,為講解伽利略的推理作準(zhǔn)備。然后講述伽利略的推理方法和通過(guò)推理得出的結(jié)論,再介紹迪卡兒對(duì)伽利略結(jié)論的補(bǔ)充,牛頓最后總結(jié)得出的牛頓第一定律。通過(guò)這些使學(xué)生了解定律的得出是建立在許多人研究的基礎(chǔ)上的,正如牛頓所說(shuō):“如果說(shuō)我所看的更遠(yuǎn)一點(diǎn),那是因?yàn)檎驹诰奕思缟系木壒省。最后指出牛頓第一定律不是實(shí)驗(yàn)定律,而是用科學(xué)推理的方法概括出來(lái)的,定律是否正確要通過(guò)實(shí)踐來(lái)檢驗(yàn)。給學(xué)生以科學(xué)方法論的教育。
本節(jié)課的重點(diǎn)是揭示物體不受力時(shí)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,即牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律。
教法建議
1.學(xué)生學(xué)習(xí)牛頓第一定律的困難在于從生活經(jīng)驗(yàn)中得到的一種被現(xiàn)象掩蓋了本質(zhì)的錯(cuò)誤觀念,認(rèn)為物體的運(yùn)動(dòng)是力作用的結(jié)果。如推一個(gè)物體,它就動(dòng),不再推它時(shí),它便靜止。為使學(xué)生擺脫這種錯(cuò)誤觀念,首先要把運(yùn)動(dòng)和運(yùn)動(dòng)的變化區(qū)別開(kāi),樹(shù)立從靜到動(dòng)和從動(dòng)到靜都是“運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變”的概念,這是為了揭示力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系做的重要鋪墊。其次,通過(guò)實(shí)驗(yàn)確立“力是改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因”的概念。再通過(guò)推理建立“不受力運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變”的概念。
2.通過(guò)圖9-1演示實(shí)驗(yàn)的比較、分析、綜合、推理是本節(jié)課的核心,可對(duì)學(xué)生進(jìn)行簡(jiǎn)單的科學(xué)推理方法的教育。在此演示實(shí)驗(yàn)中可通過(guò)設(shè)計(jì)不同的問(wèn)題滲透研究方法。
3.本節(jié)課可按著人類(lèi)對(duì)知識(shí)的認(rèn)識(shí)順序組織教學(xué),讓學(xué)生體會(huì)規(guī)律的認(rèn)識(shí)過(guò)程,對(duì)學(xué)生進(jìn)行學(xué)史教育。從亞里士多德的觀點(diǎn)——伽利略的研究——笛卡爾的補(bǔ)充——牛頓的總結(jié)。
教學(xué)設(shè)計(jì)示例
教學(xué)重點(diǎn):通過(guò)對(duì)小車(chē)實(shí)驗(yàn)的分析比較得出牛頓第一定律。
教學(xué)難點(diǎn) :
1.明確“力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因”觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的。
2.伽利略理想實(shí)驗(yàn)的推理過(guò)程
教學(xué)用具:斜面,小車(chē),毛巾,棉布,玻璃板,微機(jī),實(shí)物投影,大倍投電視。
教學(xué)過(guò)程
一、實(shí)驗(yàn)引入:批駁亞里士多德的觀點(diǎn)
[演示1]在桌面上推動(dòng)木塊(或板擦)從靜止開(kāi)始慢慢向前運(yùn)動(dòng),撤掉推力,木塊立即停止。
分析:日常生活中也有許多類(lèi)似的現(xiàn)象,(如推桌子)。這些現(xiàn)象從表面上看,“必須有力作用在物體上,才能使物體繼續(xù)運(yùn)動(dòng),沒(méi)有力的作用,物體就要停下來(lái).”即:板擦的運(yùn)動(dòng)需要推力去維持。于是,古希臘哲學(xué)家亞里士多德就根據(jù)這些現(xiàn)象總結(jié)出“物體的運(yùn)動(dòng)需要力去維持”。這種觀點(diǎn)在歷史上曾被沿用兩千多年,但時(shí)沿用兩千年是否就一定正確呢?也可能有人曾表示過(guò)懷疑或有人認(rèn)為就是錯(cuò)誤的,但沒(méi)某能說(shuō)服別人的理由。
[演示2] 在桌面上推動(dòng)木塊(或板擦)從靜止使之向前運(yùn)動(dòng),用力推出,木塊向前運(yùn)動(dòng)一段距離后停止。
分析:推力撤掉,還要向前運(yùn)動(dòng),與亞里士多德的觀點(diǎn)不符。
分析:木塊:靜止——運(yùn)動(dòng)——靜止。兩個(gè)過(guò)程中是否都有力存在?在這兩個(gè)過(guò)程中力的作用是維持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)還是改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)?
二、 講授新課:
1.規(guī)律總結(jié)過(guò)程
方法1.教師引導(dǎo)
伽利略的貢獻(xiàn):理想實(shí)驗(yàn)
[演示](通過(guò)實(shí)物投影儀把實(shí)驗(yàn)過(guò)程反映在大倍投電視上)
介紹器材
實(shí)驗(yàn)前提條件:每次實(shí)驗(yàn)都需從斜面上的同一高度下滑,為什么?
實(shí)驗(yàn)過(guò)程:讓小球從同一斜面的'同一位置滾下后分別在毛巾表面、棉布表面、玻璃表面上運(yùn)動(dòng),每次記下小球停下時(shí)的位置。做標(biāo)記的位置是什么位置?(停下來(lái)的位置)
實(shí)驗(yàn)紀(jì)錄:
實(shí)驗(yàn)次數(shù) 表面材料 阻力大小 滑行距離
1 毛巾 最大 最短
2 棉布 較大 較長(zhǎng)
3 玻璃 較小 長(zhǎng)
推理想象 光滑表面 阻力為零 無(wú)限長(zhǎng)
實(shí)驗(yàn)分析:
三次實(shí)驗(yàn),小車(chē)最終都靜止,為什么?
三次實(shí)驗(yàn),小車(chē)運(yùn)動(dòng)的距離不同,這說(shuō)明什么問(wèn)題?
小球運(yùn)動(dòng)距離的長(zhǎng)短跟它受到的阻力有什么關(guān)系?
若使小車(chē)運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力進(jìn)一步減小,小車(chē)運(yùn)動(dòng)的距離將變長(zhǎng)還是變短?
根據(jù)上面的實(shí)驗(yàn)及推理的思想,還可以推理出什么結(jié)論?
推理:小球在光滑的阻力為零的表面,將會(huì)怎樣運(yùn)動(dòng)?
實(shí)驗(yàn)結(jié)論:通過(guò)伽利略的實(shí)驗(yàn)和科學(xué)推理得出“運(yùn)動(dòng)的物體,如果受到的阻力為零,它的速度將不會(huì)減慢,將以恒定不變的速度永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去!奔醋鲃蛩龠\(yùn)動(dòng)。
[微機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)]:簡(jiǎn)介伽利略理想實(shí)驗(yàn)
迪卡兒的補(bǔ)充
如果運(yùn)動(dòng)物體不受任何力的作用,不僅速度大小不變,而且運(yùn)動(dòng)方向也不變,將沿原來(lái)的方向勻速運(yùn)動(dòng)下去。
牛頓的成果:補(bǔ)充與概括
師:物體除了運(yùn)動(dòng)的以外,還有靜止的。那么,靜止的物體在沒(méi)有受到外力作用時(shí),保持什么狀態(tài)呢?(牛頓補(bǔ)充:將保持靜止?fàn)顟B(tài))
師(引導(dǎo)學(xué)生概括):我們現(xiàn)在已經(jīng)有了伽利略的研究成果,又有了迪卡兒和牛頓的補(bǔ)充,把兩者進(jìn)行一下概括:一切物體在沒(méi)有受到外力作用時(shí),將如何呢?(對(duì)概括出來(lái)大致意思的同學(xué)給予鼓勵(lì))
介紹:牛頓抓住時(shí)機(jī),概括總結(jié)得出著名的牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律
方法2:學(xué)生探究式學(xué)習(xí)
針對(duì)基礎(chǔ)較好的學(xué)生,可以由學(xué)生在老師的指導(dǎo)下自己完成斜面小車(chē)實(shí)驗(yàn),根據(jù)現(xiàn)象學(xué)生分組討論,明確亞里士多德的觀點(diǎn)的問(wèn)題根源.由學(xué)生互相補(bǔ)充確定實(shí)驗(yàn)結(jié)論。
2.定律分析
定律成立條件:不受外力作用
運(yùn)動(dòng)規(guī)律:總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)。
師(回應(yīng)課題引入實(shí)驗(yàn)): 回想我們最開(kāi)始的實(shí)驗(yàn),有推力板擦運(yùn)動(dòng),撤去推力板擦停下來(lái),從表面現(xiàn)象上得到的結(jié)論運(yùn)動(dòng)需要力維持是錯(cuò)誤的,但這種現(xiàn)象是千真萬(wàn)確擺在我們面前的,我們?nèi)绾斡门R坏挠^點(diǎn)正確的解釋這個(gè)現(xiàn)象呢?
三、鞏固練習(xí)
1. 一物體放在桌上靜止,假若某瞬間撤掉所有的外力,物體將怎么樣?
2. 對(duì)于牛頓第一定律的看法,下列觀點(diǎn)正確的是( )
A.驗(yàn)證牛頓第一定律的實(shí)驗(yàn)可以做出來(lái),所以慣性定律是正確的
B.驗(yàn)證牛頓第一定律的實(shí)驗(yàn)做不出來(lái),所以慣性定律不能肯定是正確的
C.驗(yàn)證牛頓第一定律的實(shí)驗(yàn)做不出來(lái),但可以經(jīng)過(guò)在事實(shí)基礎(chǔ)上,進(jìn)一步科學(xué)推理得出慣性定律
D.驗(yàn)證牛頓第一定律的實(shí)驗(yàn)雖然現(xiàn)在做不出來(lái),但總有一天可以用實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證。
四、小結(jié)
人們對(duì)物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律的認(rèn)識(shí)是經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的時(shí)間的。物體在不受力時(shí)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,它是經(jīng)過(guò)亞里士多德對(duì)人們近兩千年的思想束縛,伽利略的科學(xué)推理,才最終由牛頓總結(jié)出來(lái)的。牛一的重要貢獻(xiàn)是:
1)力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因
2)力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。
五、作業(yè) :閱讀本節(jié)教材
探究活動(dòng)
牛頓力學(xué)的建立
【組織形式】個(gè)人或自由結(jié)組
【活動(dòng)目的】
牛頓力學(xué)的建立不是牛頓一個(gè)人的功勞,而是許多科學(xué)家努力研究的最終結(jié)果,查閱資料了解牛頓力學(xué)的建立過(guò)程,及牛頓力學(xué)的體系。
【活動(dòng)流程】
制訂查閱和查找方式;收集相關(guān)的材料;分析材料并得出一些結(jié)論;寫(xiě)出論文;與其他組交流。
【備注】
1、網(wǎng)上查找的資料要有學(xué)習(xí)的過(guò)程記錄。
2、和其他成員交流。
斜面小車(chē)實(shí)驗(yàn)的再研究
【組織形式】個(gè)人或自由結(jié)組
【活動(dòng)目的】
運(yùn)用不同的物體表面,通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究,加深對(duì)伽利略推理思維的理解。
【活動(dòng)流程】
制訂實(shí)驗(yàn)方案;準(zhǔn)備器材;實(shí)驗(yàn)并記錄現(xiàn)象,分析材料并得出一些結(jié)論;與老師所做實(shí)驗(yàn)比較優(yōu)缺點(diǎn);與其他組交流。
【備注】
1、要有完整的過(guò)程記錄。
2、和其他成員交流。
牛頓第一定律教案13
一、教材分析
(1)、教材的地位及作用
這一章的知識(shí)屬于動(dòng)力學(xué)的知識(shí),是研究力與運(yùn)動(dòng)之間的關(guān)系,只在懂得了動(dòng)力學(xué)的知識(shí)才能據(jù)物體所受的力確定物體的位置,速度變化的規(guī)律,才能夠創(chuàng)造條件來(lái)控制物體的運(yùn)動(dòng)。牛頓三大運(yùn)動(dòng)定律作為動(dòng)力學(xué)的`核心內(nèi)容,本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律作為牛頓物理學(xué)的基石,首先對(duì)人類(lèi)認(rèn)識(shí)運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系作了歷史的回顧,著重介紹了伽利略研究運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系的思想方法及卓越貢獻(xiàn),而后講述了牛頓第一定律的內(nèi)容和物體慣性的概念。為后續(xù)的牛頓運(yùn)動(dòng)定律的學(xué)習(xí)打下好的基礎(chǔ)。針對(duì)教材,提出本節(jié)教材的
(2)、教學(xué)三維目標(biāo)
、僦R(shí)與技能
。3)課后思考:閱讀科學(xué)漫步
(4):慣性參考系
不僅鞏固基本知識(shí),也可以使有能力的學(xué)生發(fā)揮能動(dòng)性,激發(fā)學(xué)習(xí)探究的興趣,鼓勵(lì)收集資料,開(kāi)拓學(xué)生視野。使之帶著問(wèn)題離開(kāi)課堂
(5)、板書(shū)設(shè)計(jì) 略
(6)、教學(xué)預(yù)測(cè):
本節(jié)課是按照新課程理念下的一節(jié)科學(xué)探究課,將物理學(xué)史與物理規(guī)律教學(xué)進(jìn)行有機(jī)滲透,自主,合作,探究性的學(xué)習(xí)在實(shí)際教學(xué)中可能因?yàn)閹熒?dòng)不足達(dá)不到教學(xué)效果,要針對(duì)學(xué)生的認(rèn)識(shí)水平進(jìn)行合理的調(diào)節(jié)。
本節(jié)課非常注重知識(shí)點(diǎn)的歸納與升華,在其教學(xué)的關(guān)鍵點(diǎn)上設(shè)計(jì)有幾個(gè)有梯度的問(wèn)題,注意面向全體學(xué)生,提高每位學(xué)生的主動(dòng)參與性。
牛頓第一定律教案14
教學(xué)目標(biāo)
1.知道伽利略的理想實(shí)驗(yàn)及其推理過(guò)程,知道理想實(shí)驗(yàn)是科學(xué)研究的重要方法.
2.理解牛頓第一定律的內(nèi)容及意義.
3.理解慣性的概念,會(huì)解釋有關(guān)的慣性現(xiàn)象.
教學(xué)重難點(diǎn)
1.牛頓第一定律的內(nèi)容及意義.
2.慣性的概念,解釋有關(guān)的慣性現(xiàn)象.
教學(xué)過(guò)程
[知識(shí)探究]
一、理想實(shí)驗(yàn)的魅力
[問(wèn)題設(shè)計(jì)]
1.日常生活中,我們有這樣的經(jīng)驗(yàn):馬拉車(chē),車(chē)就前進(jìn),停止用力,車(chē)就停下來(lái).是否有力作用在物體上物體才能運(yùn)動(dòng)呢?馬不拉車(chē)時(shí),車(chē)為什么會(huì)停下來(lái)呢?
答案不是.車(chē)之所以會(huì)停下來(lái)是因?yàn)槭艿阶枇Φ淖饔?
2.如果沒(méi)有摩擦阻力,也不受其他任何力的作用,水平面上運(yùn)動(dòng)的物體會(huì)怎樣?請(qǐng)閱讀課本中的“理想實(shí)驗(yàn)的魅力”,思考伽利略是如何由理想實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論的.
答案如果沒(méi)有摩擦阻力,水平面上運(yùn)動(dòng)的物體將保持這個(gè)速度永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去.
理想實(shí)驗(yàn)再現(xiàn):如圖甲所示,讓小球沿一個(gè)斜面由靜止?jié)L下,小球?qū)L上另一個(gè)斜面.如果沒(méi)有摩擦,小球?qū)⑸仙皆瓉?lái)的高度.
如果減小第二個(gè)斜面的傾斜角度,如圖乙所示,小球在這個(gè)斜面上達(dá)到原來(lái)的高度就要通過(guò)更長(zhǎng)的路程.繼續(xù)減小第二個(gè)斜面的傾斜角度,如圖丙所示,使它最終成為水平面,小球就再也達(dá)不到原來(lái)的高度,而將沿水平面以恒定的.速度永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去.
[要點(diǎn)提煉]
1.關(guān)于運(yùn)動(dòng)和力的兩種對(duì)立的觀點(diǎn)
(1)亞里士多德的觀點(diǎn):必須有力作用在物體上,物體才能運(yùn)動(dòng);沒(méi)有力的作用,物體就要靜止在一個(gè)地方.力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因.
這種錯(cuò)誤的觀點(diǎn)統(tǒng)治了人們的思維近兩千年.
(2)伽利略的觀點(diǎn)(伽利略第一次提出):物體的運(yùn)動(dòng)不需要(填“需要”或“不需要”)力來(lái)維持.
2.伽利略的理想實(shí)驗(yàn)的意義
(1)伽利略的理想實(shí)驗(yàn)將可靠的事實(shí)和理論思維結(jié)合起來(lái),即采用“可靠事實(shí)+抽象思維+科學(xué)推論”的方法了亞里士多德的觀點(diǎn),初步揭示了運(yùn)動(dòng)和力的正確關(guān)系.
(2)第一次確立了物理實(shí)驗(yàn)在物理學(xué)中的地位.
二、牛頓物理學(xué)的基石——慣性定律
1.牛頓第一定律:一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài),除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài).
2.對(duì)牛頓第一定律的理解
(1)定性說(shuō)明了力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系.
、僬f(shuō)明了物體不受外力時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài):勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài).
②說(shuō)明力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因.
(2)揭示了一切物體都具有的一種固有屬性——慣性.因此牛頓第一定律也叫慣性定律.
3.物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化即物體運(yùn)動(dòng)速度的變化,有以下三種情況:
(1)速度的方向不變,只有大小改變.(物體做直線運(yùn)動(dòng))
(2)速度的大小不變,只有方向改變.(物體做曲線運(yùn)動(dòng))
(3)速度的大小和方向同時(shí)發(fā)生改變.(物體做曲線運(yùn)動(dòng))
三、慣性與質(zhì)量
[問(wèn)題設(shè)計(jì)]
坐在公共汽車(chē)?yán)锏娜,?dāng)汽車(chē)突然啟動(dòng)時(shí),有什么感覺(jué)?當(dāng)運(yùn)動(dòng)的汽車(chē)突然停止時(shí),又有什么感覺(jué)?解釋上述現(xiàn)象.
答案當(dāng)汽車(chē)突然啟動(dòng)時(shí),人身體后傾.當(dāng)汽車(chē)突然停止時(shí),人身體前傾.這是因?yàn)槿司哂袘T性,原來(lái)人和車(chē)一起保持靜止?fàn)顟B(tài),當(dāng)車(chē)突然啟動(dòng)時(shí),人的身體下部隨車(chē)運(yùn)動(dòng)了,但上部由于慣性保持原來(lái)的靜止?fàn)顟B(tài),所以會(huì)向后傾;原來(lái)人和車(chē)一起運(yùn)動(dòng),當(dāng)車(chē)突然停止時(shí),人的身體下部隨車(chē)停止了,但上部由于慣性保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),故向前傾.
[要點(diǎn)提煉]
1.慣性:物體具有保持原來(lái)勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì),我們把這個(gè)性質(zhì)叫做慣性.牛頓第一定律又叫慣性定律.
2.慣性與質(zhì)量的關(guān)系
(1)慣性是物體的固有屬性,一切物體都具有慣性.
(2)質(zhì)量是物體慣性大小的量度,質(zhì)量越大,慣性越大.
3.慣性與力無(wú)關(guān)
(1)慣性不是力,而是物體本身固有的一種性質(zhì),因此物體“受到了慣性作用”、“產(chǎn)生了慣性”、“受到慣性力”等說(shuō)法都是錯(cuò)誤的.
(2)力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因.慣性是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因.
4.慣性的表現(xiàn)
(1)不受力時(shí),慣性表現(xiàn)為保持原來(lái)的勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài),有“惰性”的意思.
(2)受力時(shí),慣性表現(xiàn)為運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的難易程度.質(zhì)量越大,慣性越大,運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越難改變.
[延伸思考]
人能推動(dòng)冰面上的重箱子,用同樣的力卻推不動(dòng)粗糙地面上不太重的箱子,是不是冰面上的重箱子慣性小于粗糙地面上不太重的箱子呢?為什么?
答案不是.質(zhì)量是物體慣性大小的量度,重箱子的慣性大于輕箱子的慣性.判斷物體慣性的大小應(yīng)在相同情況下比較,比如用同樣的力推都處于冰面上或都處于粗糙地面上質(zhì)量不同的物體,比較哪個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)更容易改變.
牛頓第一定律教案15
[目標(biāo)]
一、知識(shí)與技能
。薄⒅蕾だ缘睦硐雽(shí)驗(yàn)及其主要推理過(guò)程和推論,知道理想實(shí)驗(yàn)是科學(xué)研究的重要方法
。病⒗斫馀nD第一定律的內(nèi)容及意義;理解力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系,知道物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來(lái)維持。
。、理解慣性的概念,知道質(zhì)量是慣性大小的量度;會(huì)用慣性解釋一些現(xiàn)象。
二、過(guò)程與方法
。、觀察生活中的慣性現(xiàn)象,了解力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系
。病⑼ㄟ^(guò)實(shí)驗(yàn)加深對(duì)牛頓第一定律的理解
。、理解理想實(shí)驗(yàn)是科學(xué)研究的重要方法
三、情感態(tài)度與價(jià)值觀
1、通過(guò)伽利略和亞里士多德對(duì)力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的不同認(rèn)識(shí),了解人類(lèi)認(rèn)識(shí)事物本質(zhì)的曲折性
2、感悟科學(xué)是人類(lèi)進(jìn)步的不竭動(dòng)力
[重點(diǎn)]
。、理解力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系
。、對(duì)牛頓第一定律和慣性的正確理解
3、理想實(shí)驗(yàn)
[教學(xué)難點(diǎn)]
1、力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系
。病T性和質(zhì)量的關(guān)系
[課時(shí)安排]
1課時(shí)
[教學(xué)過(guò)程]
。垡耄
師:同學(xué)們,在前面的學(xué)習(xí)中我們學(xué)習(xí)了怎樣描述物體的運(yùn)動(dòng),知道了物體的一些運(yùn)動(dòng)規(guī)律,但同學(xué)們有沒(méi)有想過(guò):同一個(gè)物體不同的情況下可以做出不同的運(yùn)動(dòng),究竟是什么決定了物體的運(yùn)動(dòng)情況?要討論這個(gè)問(wèn)題,就要研究運(yùn)動(dòng)與力的關(guān)系。所以,從今天開(kāi)始,我們就一起來(lái)探究運(yùn)動(dòng)與力的關(guān)系。
一、據(jù)生活現(xiàn)象思考探究
師:現(xiàn)在請(qǐng)同學(xué)們結(jié)合日常生活經(jīng)驗(yàn),分組探討一下運(yùn)動(dòng)和力是怎樣的一種關(guān)系,并試著回答以下一些問(wèn)題。
1、物體的運(yùn)動(dòng)需要力來(lái)維持嗎?是不是有力物體就能運(yùn)動(dòng),沒(méi)力物體就靜止。給物體一初速度,物體在不同平面上滑動(dòng),體會(huì)物體運(yùn)動(dòng)不需要力來(lái)維持。
2、物體的運(yùn)動(dòng)方向跟力的方向一樣嗎?
以拋粉筆為例
3、物體的運(yùn)動(dòng)僅由力決定嗎?
拋粉筆為例
4、物體什么情況下做直線運(yùn)動(dòng)?什么情況下做曲線運(yùn)動(dòng)?
以拋粉筆為例
5、物體做直線運(yùn)動(dòng)時(shí),什么情況下加速?什么情況下減速?
以拋粉筆為例。
【牢記】:物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來(lái)維持,沒(méi)有力物體也能運(yùn)動(dòng):勻速直線運(yùn)動(dòng);運(yùn)動(dòng)方向與力的方向無(wú)必然聯(lián)系;當(dāng)速度與力同一直線時(shí),物體做直線運(yùn)動(dòng);速度與力不在同一直線時(shí),曲線運(yùn)動(dòng);同一直線時(shí),力與速度同向,加速;力與速度反向,減速。
要讓學(xué)生明白:物體此刻的速度是由上一刻的速度和上一刻的受力決定的,此刻的速度及此刻的受力決定下一刻的速度。(比方:今天的結(jié)果是前面的表現(xiàn)決定的,要想今后的結(jié)果能改變,必須從現(xiàn)在開(kāi)始。)
二、歷史上人類(lèi)對(duì)運(yùn)動(dòng)與力的關(guān)系的認(rèn)識(shí)
師:愛(ài)因斯坦曾把一代代科學(xué)家探索自然奧秘的努力,比做福爾摩斯偵探小說(shuō)中警員破案的過(guò)程。在偵探故事中,有時(shí)候明顯可見(jiàn)的線索卻把人們引到錯(cuò)誤的判斷上去,也就是說(shuō)光憑經(jīng)驗(yàn)來(lái)做判斷是靠不住的。
師:長(zhǎng)期以來(lái),在研究物體運(yùn)動(dòng)原因的過(guò)程中,人們的經(jīng)驗(yàn)是:要使一個(gè)物體運(yùn)動(dòng),必須推它或拉它。因此,人們直覺(jué)地認(rèn)為,物體的運(yùn)動(dòng)是與推拉等行為相聯(lián)系的,當(dāng)不再推、拉的時(shí)候,原來(lái)的運(yùn)動(dòng)便停止下來(lái)。根據(jù)這類(lèi)經(jīng)驗(yàn),亞里士多德得出結(jié)論:必須有力作用在物體上,物體才能運(yùn)動(dòng);沒(méi)有力的作用,物體便要停止。我想不僅是亞里士多德這樣想,就是在現(xiàn)在,很多人還是這樣想的,因?yàn)樗c我們的現(xiàn)實(shí)生活經(jīng)驗(yàn)相一致。但這卻是個(gè)錯(cuò)誤的結(jié)論。是由明顯可見(jiàn)的線索引出的錯(cuò)誤判斷,而且這個(gè)錯(cuò)誤結(jié)論竟維持了近兩千年。直到三百多年前,伽俐略創(chuàng)造了有效的“偵察”方法,發(fā)現(xiàn)了正確的線索,揭示現(xiàn)象的本質(zhì),成為物理學(xué)中的福爾摩斯。
師:伽俐略注意到,當(dāng)一個(gè)球沿斜面向下滾動(dòng)時(shí),它的速度越來(lái)越大;向上滾動(dòng)時(shí),速度越來(lái)越小。他由此猜想:當(dāng)球沿水平面滾動(dòng)時(shí),速度應(yīng)該不增不減。實(shí)際上他發(fā)現(xiàn),球越來(lái)越慢,最后停下來(lái)。伽俐略認(rèn)為,這是由于摩擦阻力的原因,因?yàn)樗瑯舆觀察到,表面越光滑,球便會(huì)滾動(dòng)得越遠(yuǎn)。于是他推斷:若沒(méi)有摩擦阻力,球?qū)⒂肋h(yuǎn)滾下去。
師:伽俐略為了說(shuō)明他的思想,設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)(伽俐略斜面實(shí)驗(yàn)):讓一個(gè)小球沿一個(gè)斜面從靜止?fàn)顟B(tài)開(kāi)始滾下,小球?qū)L上另一個(gè)斜面,如果沒(méi)有摩擦,小球?qū)⑸皆瓉?lái)高度。減小后一斜面的傾角,小球在這個(gè)斜面上仍然達(dá)到同樣高度,但這一次為了達(dá)到同樣高度,比第一次滾得遠(yuǎn)些。繼續(xù)減小第二個(gè)斜面的傾角,小球達(dá)到同一高度時(shí)將會(huì)滾得更遠(yuǎn)。于是他問(wèn)道:若將后一個(gè)斜面放平,球會(huì)滾動(dòng)多遠(yuǎn)?結(jié)論顯然是,球?qū)⒂肋h(yuǎn)滾動(dòng)下去。這就是說(shuō)物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來(lái)維持,沒(méi)有力物體也可以運(yùn)動(dòng)(比如在光滑水平上,只要給物體個(gè)初速度,物體將以這個(gè)速度永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去),而力恰好是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(運(yùn)動(dòng)速度)的原因,比如物體加速和減速時(shí)都需要受到力的作用。當(dāng)然我們不能消除一切阻力,也不能把水平木板做得無(wú)限長(zhǎng),所以這個(gè)實(shí)驗(yàn)是“理想實(shí)驗(yàn)”帶領(lǐng)學(xué)生觀察動(dòng)畫(huà)及視頻文件,先看理論動(dòng)畫(huà),再看演示實(shí)驗(yàn)。
注意:理想實(shí)驗(yàn)不是空想實(shí)驗(yàn),它是可靠實(shí)驗(yàn)事實(shí)加上理論推導(dǎo)。
師:與伽俐略同時(shí)代的法國(guó)科學(xué)家笛卡爾補(bǔ)充和完善了伽利略的觀點(diǎn)。明確指出:除非物體受到外力的作用,物體將永遠(yuǎn)保持靜止或運(yùn)動(dòng)狀態(tài),永遠(yuǎn)不會(huì)使自己沿曲線運(yùn)動(dòng),而只保持在直線上運(yùn)動(dòng)。他還認(rèn)為,這應(yīng)該作為一個(gè)原理加以確立,并且是人類(lèi)整個(gè)自然的基礎(chǔ)。
三、牛頓第一定律
牛頓物理學(xué)的基石???慣性定律
伽俐略和笛卡爾的正確結(jié)論在隔了一代人以后,由牛頓總結(jié)成動(dòng)力學(xué)的一條基本定律:
牛頓第一定律:一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài),除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)。
注意:學(xué)習(xí)物理的過(guò)程中大家已經(jīng)對(duì)亞里士多德這個(gè)名字很熟悉了,并且每次提到的都是他的錯(cuò)誤觀點(diǎn),好像成了反面教材,這里我要向大家說(shuō)明一下:亞里士多德是個(gè)非常偉大的人。恩格斯稱(chēng)亞里士多德是最博學(xué)的人,亞里士多德的研究涉及生物、天文、氣象、數(shù)學(xué)和物理等,成果十分豐富,是西方文化的奠基人。他追求以世界的本來(lái)面目來(lái)說(shuō)明各種自然現(xiàn)象,比如說(shuō):他認(rèn)為天上的運(yùn)動(dòng)應(yīng)該是完美的勻速圓周運(yùn)動(dòng)、地上的物體都應(yīng)該是靜止的。他認(rèn)為物體的運(yùn)動(dòng)需要力來(lái)維持,是與大量的“事實(shí)”相一致的。他一直追求真理,只不過(guò)因?yàn)楫?dāng)時(shí)研究物理總是靠直覺(jué)和思維來(lái)進(jìn)行。因此,他的這一錯(cuò)誤觀點(diǎn)影響了人們兩千多年。
伽利略實(shí)在是一個(gè)偉大的科學(xué)家,他第一個(gè)意識(shí)到了摩擦力??一個(gè)本質(zhì)至今還沒(méi)有被認(rèn)識(shí)清楚的問(wèn)題。有了這一點(diǎn),加上他又具有豐富、發(fā)散而有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)思維能力,設(shè)計(jì)出其理想實(shí)驗(yàn)就顯得比較自然了。我們認(rèn)為理想實(shí)驗(yàn)首要的意義在于它摒棄了那種單純依靠思辯來(lái)研究物理的行為方式,而確立了實(shí)驗(yàn)在物理研究中的基本地位。從物理史實(shí)上可以發(fā)現(xiàn),這時(shí)伽利略認(rèn)為的地面上的物體除靜止外的另一本來(lái)面目是勻速圓周運(yùn)動(dòng)(而不是勻速直線運(yùn)動(dòng)),伽利略是一個(gè)偉大的科學(xué)家,在物理史上有著不可取代的地位,是因?yàn)樗谝淮未_立了物理實(shí)驗(yàn)在物理研究中的重要性,研究物理不再是單純地靠直覺(jué)和思維。是笛卡爾第一個(gè)明確指出:除非物體受到外力作用,物體將永遠(yuǎn)保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。這確實(shí)是人類(lèi)思想認(rèn)識(shí)上的一次飛躍。因此,笛卡爾認(rèn)為上述論斷應(yīng)該作為一個(gè)原理加以確立,且是人類(lèi)整個(gè)自然觀的基礎(chǔ)是十分合理的。笛卡爾當(dāng)時(shí)還指出:在太空環(huán)境中可以實(shí)現(xiàn)物體不受外力的作用,這時(shí)物體的運(yùn)動(dòng)就滿足理想實(shí)驗(yàn)的條件(解放了人們的思想,拓寬了看問(wèn)題的視野)。
牛頓所做的工作不僅是進(jìn)行了總結(jié),更是從物理上賦予了明確的內(nèi)涵,這其中包括慣性和力作為科學(xué)概念地提出,以及慣性參考系等,同時(shí)明確了力和物體運(yùn)動(dòng)及其變化之間的直接因果關(guān)系。
【牢記】:
1、運(yùn)動(dòng)并不需要力來(lái)維持,因而力并不是使物體運(yùn)動(dòng)的原因;只有當(dāng)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變的時(shí)候,才需要力,所以力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因
2、不受力的物體是不存在的,所以牛頓第一定律是理想定律,不能用實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證。
3、物體具有保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì),這種性質(zhì)稱(chēng)慣性。所以牛頓第一定律又稱(chēng)慣性定律。
師:生活中許許多多的`現(xiàn)象可以幫助我們理解牛頓第一定律。例如冰壺。冰壺在冰面運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力較小,可以在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持運(yùn)動(dòng)速度的大小和方向不變直到它再一次受到桿的打擊或碰到障礙物,才改變這種狀態(tài)。
觀看牛頓第一定律演示實(shí)驗(yàn)
四、慣性
帶領(lǐng)學(xué)生觀看多媒體文件。
生活中的例子:將斧頭和木把往下敲。木把受到敲擊突然停止了。斧頭由于慣性要保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng),使斧頭和木把套緊。
1、問(wèn):什么樣的物體具有慣性?物體什么時(shí)候具有慣性?
答:一切物體均具有慣性。一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài),除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)。
物體任何時(shí)候都有慣性,慣性是一種固有屬性。
2、慣性可以被克服嗎?
答:慣性是物體的固有屬性,不是力,不能避免或克服。
3、速度可以突變嗎?
答:當(dāng)有外力作用迫使物體改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí),物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)會(huì)在原有的基礎(chǔ)上發(fā)生變化,慣性的大小就表現(xiàn)為物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的難易程度。正因?yàn)槲矬w的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是在原有的基礎(chǔ)上一點(diǎn)點(diǎn)變化的,所以速度是不能突變的。
4、物體的慣性大小由什么決定呢?與速度有關(guān)嗎?
答:慣性的大小僅由質(zhì)量決定。
這里有一個(gè)易錯(cuò)點(diǎn):很多同學(xué)認(rèn)為速度大,慣性大;速度小,慣性小。原因是他們把“運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的難易程度理”理解為“物體從運(yùn)動(dòng)到靜止的難易程度”。
分析:正是因?yàn)橛型饬Φ淖饔貌攀沟梦矬w的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變,所以要比較兩個(gè)物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的難易程度,最起碼要給它們相同的外力作用,才好進(jìn)行比較。(不恰當(dāng)?shù)谋确剑合肟磧蓚(gè)人一天誰(shuí)掙的錢(qián)多,最起碼要給他們相同的本錢(qián))
要比較速度變化的難易程度其實(shí)就是比較物體的加速度,加速度反映了相同時(shí)間內(nèi)物體速度變化的大小關(guān)系,而在相同的外力作用的情況下,物體的加速度大小是僅僅是由質(zhì)量決定的。所以慣性?xún)H僅由質(zhì)量決定。(a大,速度變化容易;a小,速度變化難)
慣性的大小僅由質(zhì)量決定。但由于慣性是屬性不是物理量,所以不能具體講1千克的物體有多少慣性。例:如手擋相同速度的籃球和汽車(chē)。如果一輛空車(chē)和一輛裝滿貨物車(chē)在相同的牽引力作用下由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),它們的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的情況并不相同,空車(chē)的質(zhì)量小,在較短的時(shí)間內(nèi)可以達(dá)到某一速度,運(yùn)動(dòng)狀態(tài)容易改變。裝滿貨物的車(chē),質(zhì)量大,要在很長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)才能達(dá)到相同的速度,運(yùn)動(dòng)狀態(tài)難以改變。慣性大小在實(shí)際中是經(jīng)常要加以考慮的。當(dāng)我們要求物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)容易改變時(shí),應(yīng)該盡可能減小物體的質(zhì)量。殲擊機(jī)的質(zhì)量比運(yùn)輸機(jī)、轟炸機(jī)的質(zhì)量要小得多,在戰(zhàn)斗前還要拋掉副油箱,以進(jìn)一步減小質(zhì)量,就是為了要提高殲擊機(jī)的靈活性。相反,當(dāng)我們要求物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不容易改變時(shí),應(yīng)該盡量增大物體的質(zhì)量,抽水站的電動(dòng)抽水機(jī)和水泵都固定在很重的機(jī)座上,就是要增大它們的質(zhì)量,以盡量減小它們振動(dòng)或避免意外的碰撞而移動(dòng)。
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