说课稿

物理牛顿第二定律一等奖说课稿

2023-08-16 17:55:31

  物理牛顿第二定律一等奖说课稿

物理牛顿第二定律一等奖说课稿

1、物理牛顿第二定律一等奖说课稿

尊敬的老师、同学们:

  大家好!

  (一)教材分析

  牛顿运动定律以力和运动的'知识为基础,进一步研究了力和运动的关系。牛顿运动定律是经典力学的基础,从牛顿运动定律出发可以推导出动能定理、动量定理等一系列重要的物理规律。牛顿运动定律还是学习热学、电磁学的重要基础。因此,这一章内容在力学和整个物理学中占有很重要的地位,是中学物理教学的重点。牛顿第二定律是动力学的核心规律,是本章的重点和中心内容。

  (二)教学内容、教材体系与教学目标

  本章教材在牛顿第一定律之后,安排了一节“运动状态的改变”,起到了承上启下的作用。它既是对牛顿第一定律的深化,使学生进一步认识到力是产生加速度的原因,质量是惯性大小的量度,也是为学习牛顿第二定律做的铺垫,使学生认识到物体的加速度由力和质量两个因素决定,并且对它们的关系有了定性的认识。

  本节教材利用控制变量的实验方法,分别研究了加速度跟力、加速度跟质量的关系,再把这两个关系综合起来,总结出牛顿第二定律。然后把牛顿第二定律从物体受一个力的特殊情况,推广到受多个力的一般情况,从物体受恒力的情况推广到物体受变力的情况,并且进一步强调了牛顿第二定律的矢量性和瞬时性。

  根据以上分析和大纲对本节内容的要求,结合学生的实际情况,确定的知识教学目标为:

  1.知道牛顿第二定律内容及表达式,理解牛顿第二定律的含义,能应用牛顿第二定律分析和解决有关问题。

  2.理解牛顿第二定律的矢量性和瞬时性。

  3.知道力的单位“牛顿”的定义。

  在本节课的教学中,还应渗透科学方法教育。让学生通过研究加速度跟力和质量的关系的实验,掌握控制变量法。在总结牛顿第二定律的过程中,让学生体会实验研究、分析数据、总结规律的科学研究方法,并在这一过程中培养学生实验、观察、分析、归纳、概括的能力。

  (三)教学方法

  根据本节课的教学内容和学生的实际情况,采用的教学方法是:以演示实验为基础,以引导学生探索规律的活动为主线,在整个教学活动中贯穿教为主导,学为主体的教学思想。

  本节课将教材的定性实验,改为利用气垫导轨所做的定量实验,并且利用图象分析实验数据,这样可以把加速度跟力的关系及加速度跟质量的关系,更直观地表示出来,使学生更信服从实验中得出的结论,有利于学生掌握好牛顿第二定律。本实验虽为演示实验(限于实验条件),但从实验的设计到实验条件的控制和实验数据的测量与分析,以及规律的概括和总结,都注意调动学生的积极性,引导学生主动参与,充分体现学生的主体地位。

  (四)教学程序

  1.引入新课

  通过复习加速度跟力和质量的定性关系,使学生明确物体的加速度与物体所受的力和它的质量两个因素有关。进一步提出问题:加速度跟力和质量存在什么定量关系?由此引入课题。

  这样引入新课简捷明快,直接切题。

  2.新课教学

  (1)设计实验

  ①设计实验装置。

  引导学生根据实验目的,从实验对象(沿气垫导轨运动的滑块),实验源(提供拉力的重物),实验效果显示器(光电门及电脑计时器)三个方面设计实验装置。

  ②设计测量方法

  在实验中需要测量滑块的质量、它所受的拉力及它的加速度。

  滑块及配重片的质量用天平测量(课前测好)。

  滑块所受拉力可看作等于所悬挂重物(小桶及砝码)的重力(悬挂的重物的质量远小于滑块的质量)。

  滑块的加速度是测量的关键和难点,也是在教学中引导学生设计实验的重点。首先,使学生明确,我们不能直接测出加速度,而应测出相关的物理量求出加速度。在实验中,滑块运动的位移s和时间t容易测量,再由公式求出加速度。这就要求在实验中应测量滑块从静开始做匀加速运动的位移s和相应的时间t。

  ③设计研究方法

  引导学生回顾初中学习欧姆定律时研究电流跟电压和电阻的关系时采用的方法,明确研究多个物理量间的关系时,需采用控制变量法。在本实验中,采用控制变量法,分别研究加速度跟力的关系和加速度跟质量的关系。

  把向学生介绍实验装置和实验方法,改为在教师的引导下,由师生共同根据实验目的设计实验装置和实验方法,使学生变被动接受为主动设计,变旁观者为主人,学生对实验装置更清楚了,对实验方法更理解了,对实验过程更明确了。这种设计充分调动了学生的积极性,发挥了学生的主体作用,培养了学生的创新能力。

  (2)实验探索

  保持滑块质量不变,通过改变悬挂重物的重力来改变滑块所受的拉力,测出在不同拉力作用下滑块的加速度,利用多媒体投影演示建立a—f坐标系,根据测量的数据描点连线的作图方法,由图像得出:m一定时,a∝f。

  保持拉力不变,改变滑块的质量,测出相应的加速度。利用多媒体投影建立a—m坐标系,根据测量数据描点连线,得到一条曲线,由该曲线引导学生提出猜想:加速度跟质量可能是反比关系。进一步启发学生,为验证猜想,需画出a—1/m图象,再让学生根据上述方法建立a—1/m坐标系,描点、连线,得出一条过原点的直线,从而证明了猜想a∝1/m是正确的,找到了加速度跟质量的定量关系。

  利用图象分析实验数据总结物理规律的方法,学生才刚刚接触,是本节课教学的难点之一。所以,教学中教师应通过多媒体投影,结合画a—f图象,给学生讲清如何建立坐标系、选标度、描点、连线,那么,学生根据这种方法,就可画出a—1/m图象,找出加速度跟质量的关系。

  (3)概括规律

  引导学生综合上述两个实验结论,总结出牛顿第二定律的内容及表达式,并通过讨论比例系数k的取值,定义力的单位“牛顿”。进一步结合实验说明加速度跟力的方向关系,强调牛顿第二定律的矢量性。

  3.巩固提高

  通过例题和练习,巩固牛顿第二定律,通过思考与讨论使学生认识到牛顿第二定律的瞬时性。

  4.课堂小结

  知识总结:回顾牛顿第二定律的内容,强调其矢量性和瞬时性。说明牛顿第二定律是动力学的核心,它确定了力和运动的关系,它能解释物体为什么做这种运动或那种运动,强调牛顿第二定律的重要性。

  科学方法总结:总结控制变量法,根据实验目的的设计实验的方法,利用图象分析实验数据总结物理规律的方法。

2、物理牛顿第二定律一等奖说课稿

  一、教材分析

  牛顿第二定律是动力学的核心规律,是第四章牛顿运动定律的中心内容,更是本章的教学重点。本节在第二节实验探究结果的基础上分析得出牛顿第二定律,它具体的、定量的回答了运动物体速度的变化率,即加速度和力、质量的关系。牛顿第二定律通过加速度将物体的运动和受力紧密联系,使前三章构成一个整体,这是解决力学问题的重要工具。此定律是联系力与运动的桥梁,所以本节课的教学在整个教材教学中处于相当重要的地位。

  二、重点、难点

  在确定本节的重点、难点时我认为不只是让学生停留在掌握牛顿第二定律的内容,更应注重学生认识到牛顿第二定律在现实生活中应用的重要性,以及如何利用该定律来解决实际问题。故重点是理解并运用牛顿第二定律;难点是通过简单应用正确理解牛顿第二定律的。

  三、教学目标

  根据课程的要求和学生的实际需要,确定本节课的三维目标

  1、知识与技能

  掌握牛顿第二定律的文字内容及数学表达式;理解公式中各物理量的意义及相互因果关系;知道国际单位制中力的单位"牛顿"的定义;会用牛顿第二定律的公式进行有关计算。

  2、过程与方法

  以实验为基础归纳出物体的加速度跟它的质量、所受外力的关系,进而总结出牛顿第二定律;培养学生的概括能力和分析推理能力。

  3、情感态度与价值观

  通过定律的探索过程,渗透物理学研究方法;体验物理方法的魅力;从认识到实验归纳总结出物理规律并加以运用,让学生体验成功的喜悦,树立学好物理学科的信心。

  四、教法与学法

  "教无成法,但教要得法",高一学生创造力比较欠缺,对于利用已有的知识创造出新理论的能力很弱,在学习过程中对知识的把握还不是很准确,数学推理能力较弱,根据实验数据总结归纳规律能力不强。牛顿第二定律的数学表达式虽简单完美,记住也不难,但要全面、深入理解该定律中物理量的意义和相互联系,牢固掌握定律的物理意义和广泛的应用前景,尤其对于我们偏远地区的城步苗乡学生来说是较为困难的。何况物理是一门以实验为基础与生活密切相连的科学,因此我认为在教学过程中应运用讲解、讨论、分析相结合的教学方法,并从学生的认识心理出发,采用设问引入——自主探究——分析讨论——交流合作——得出规律——巩固练习加强应用的教学程序。让学生观察与提问相结合,自主探究与交流合作相结合,培养学生的阅读思维能力,并根据学生的认知效果适当讲解、引导、纠错、分析,对牛顿第二定律的数学表达式的物理加以深化。

  五、教学过程

  (一)引入:首先利用多媒体观看火箭升天、运动员刘翔在110米栏比赛的起跑、奥运会上女子100米赛跑的起跑等录像资料,然后引导学生讨论他们的速度变化快慢即加速度由哪些因素决定?进而让学生回顾上节实验的结论,共同探讨物体的加速度与其所受的外力、质量存在怎样的关系?(目的:通过实际生活现象分析,激发学生兴趣,培养学生发现问题的能力,通过探讨加速度与物体所受外力、质量的关系来完成牛顿第二定律探究任务的引入)

  (二)新课进行:

  先引导学生自主阅读教材回答下列问题:

  l、牛顿第二定律的内容应该怎样表述?

  2、它的比例式如何表示?

  3、各符号表示什么意思?

  4、各物理量的单位是什么?其中,力的单位"牛顿"是如何定义的?

  实例探究与巩固练习

  讨论a和F合的关系,并判断下面哪些说法对不对?为什么?

  A、只有物体受到力的作用,物体才具有加速度。

  B、力恒定不变,加速度也恒定不变。

  C、力随着时间改变,加速度也随着时间改变。

  D、力停止作用,加速度也随即消失。

  E、物体在外力作用下做匀加速直线运动,当合外力逐渐减小时,物体的速度逐渐减小。

  F、物体的加速度大小不变一定受恒力作用。

  教师总结:力是使物体产生加速度的原因,力与物体的加速度具有矢量性、瞬时性和独立性,牛顿第二定律是由物体在恒力作用下做匀加速直线运动的情形下导出的,但由力的独立作用原理可推广到几个力作用的情况,以及应用于变力作用的某一瞬时。

  对牛顿第二定律的理解

  1、下列对牛顿第二定律的表达式F=ma及其变形公式的理解,正确的是:

  A、由F=ma可知,物体所受的合外力与物体的质量成正比,与物体的加速度成反比;

  B、由m=F/a可知,物体的质量与其所受的合外力成正比,与其运动的加速度成反比;

  C、由a=F/m可知,物体的加速度与其所受的合外力成正比,与其质量成反比;

  D、由m=F/a可知,物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受到的合外力而求得。

  2、在牛顿第二定律公式F=kma中,有关比例常数k的说法正确的是:

  A、在任何情况下都等于1

  B、k值是由质量、加速度和力的大小决定的

  C、k值是由质量、加速度和力的单位决定的

  D、在国际单位制中,k的数值一定等于1教师总结:定义力的单位"牛顿"使得k=l,得到牛顿第二定律的简单形式F=ma、使用简捷的数学语言表达物理规律是物理学的特征之一,但应知道它所对应的文字内容和意义。

  对牛顿第二定律的应用

  地面上放一木箱,质量为40kg,用100N的力与水平方向成37°角推木箱,如图所示,恰好使木箱匀速前进。若用此力与水平方向成37°角向斜上方拉木箱,木箱的加速度多大?(取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)

  (三)课堂小结及作业布置:略

  六、教学后记

  重点的突出、难点的突破方法:

  我是通过定律的辨析和有针对性的练习进行的,当然另外还需在后续课程的学习和应用过程中去体会和理解;使学生明确对于牛顿第二定律应深入理解、全面掌握,并着实应用到生活中去解决问题。避免学生将活的规律变成死的公式。

  有待思考的教学问题:

  高中物理新课程标准要求学生对牛顿第二定律有比较精确的理解和熟练的运用。但是对于我们地处偏僻的城步苗乡来说,无论是教学资源还是学生素质,我们要想在教学中充分地达到新课标的要求,面临着巨大的困难。

3、物理牛顿第二定律一等奖说课稿

老师、同学们:

  大家好!我说课的题目是《牛顿第二定律的应用》。下面我分部分内容来讲述我的设计思路。

  首先是分析教材、分析学生。

  本节课是在学习了直线运动、力学和牛顿定律之后编排的,是对牛顿第二定律的实际应用,是本章的重点内容,也是高考的核心内容。本节内容主要是运用牛顿第二定律解决生活、生产中两类动力学问题,旨在帮助学生建立和理解以加速度为中心的力与运动关系的知识体系,提高他们解决问题的能力,拓宽力学的解题范围。但高一的学生思维具有单一性、定势性,他们往往存在重结论、轻过程,习惯于套公式得结果。加上刚学完牛顿第二定律,对受力分析还不是很熟悉,我们只能逐步展开、加深,逐渐培养学生良好的解题习惯。

  根据课程标准的要求和学生的认知特征,我确定了以下的教学目标:

  通过本节课的学习,帮助学生建立并理解正确的力与运动的关系;培养学生利用牛顿运动定律分析解决力学问题的能力;训练学生解题规范、画出正确的受力分析图和运动情景图的能力;通过本节课,使80%的学生能基本解决中等难度的力与运动的题目。

  作好受力分析图,弄清物体的运动情景,掌握应用牛顿第二定律解题的基本方法是本节课的重点和难点内容。

  根据此特点,我采用了师生讨论,以学生活动为主的教学模式。

  通过以上分析,我设计了如下的教学程序:

  牛顿第二定律揭示了力与运动的关系,通过复习提问牛顿第二定律的内容和公式引入新课,然后通过三个案例分析来突破本节课的重难点,接着是通过练习巩固加深,提升能力。最后小结布置作业。

  下面一起来看看我是怎么突破重难点的。

  宝来汽车是大家熟悉的,首先以它作为背景,设计了两个例题。提出我的问题:例1、例2分别已知什么?求什么?目的让学生自己归纳应用牛顿第二定律解决的两种类型的动力学问题。

  接下来是案例分析二,也就是例1,这是已知受力情况求运动情况的类型题。为了解决这类型的题目,我设计了以下问题:1.研究对象? 2.受力分析图。做好受力分析图之后再然学生画出运动情景图。4.力与运动联系的桥梁? 5.选用哪些公式求加速度呢? 6.如何求刹车距离?每提出一个问题,都让学生讨论得出答案。通过逐步深入的问题,让学生体会运用牛顿第二定律解决问题的方法,强调受力分析和弄清运动情景的重要性。

  等学生完成得差不多了,再展示解题过程。

  下面是对例1的拓展。1。如果考虑反应时间,怎样求刹车和停车距离;2。在限速的公路上如何判断是否违章?问题:判断的依据是什么?通过拓展,让学生建立前后知识的联系。

  案例分析三,这是已知运动情况求受力情况的类型。有了例1作为基础,我设计了更深层次的问题。1。与例1比较,有哪些相同的步骤? 2.研究对象的运动包含几个过程?分别做什么运动?画出受力分析图、运动情景图。求牵引力F,实际上求哪个物理量?如何求?求解的方法跟例1一样吗?解决了这些问题之后再让学生完成解题过程,然后是展示解题过程,让学生对照自己的解答分析出现的错误。

  这是中等难度题。通过与例1的解题思路进行比较,使学生更快地掌握解题方法。问题层层深入又容易达到,让学生享受成功的喜悦,增强解题信心。让学生分析自己的典型错误,提醒自己今后解题要注意的地方。

  解完两种类型题目之后,再提出这样的问题:1.你认为解决这两类问题的突破口是什么?2.求加速度有几种途径?3.归纳这两类问题的解题步骤。

  我设计这些问题的目的在于让学生归纳方法,从实践上升为理论的过程。

  接下来是通过练习巩固,提升能力。这个题与例2的情景一样,只是把平面问题改为斜面问题,目的在于学以致用、暴露典型错误。

  这个题我只作以下点拨。

  等学生做得差不多之后,展示学生答案,指出典型错误,使题目加深印象。并强调物体在斜面上受力分析时,要用正交分解法。

  这是课堂小结。

  通过三个例题的分析、讨论,80%的学生能基本解决中等难度的力与运动的题目。

  最后说一下我的板书:如课件所示!

  通过这节课的教学,我有以下反思:

  优点:

  (1)本节课始终以“宝来”汽车的运动作为背景,主题明确。

  (2)以学生活动为主,层层深入的设问符合学生的思维过程,让学生感受每一步的成功,而不是看到题目望而生畏,更好地调动了学生的积极性。

  (3) 本节课实际上可以认为是习题课,选好题目是本节课的关键。

  缺点:由于一节课时间较紧,学生活动的时间受一定限制。小部分基础较弱学生可能还没跟上。另外拓展不能太多,否则完成不了教学任务。

  这是我这节课的设计,谢谢大家的指导!谢谢!

4、牛顿第二定律高中物理教案一等奖

  从容说课

  经过上一节课的实验探究,学生已经知道了加速度与受到的合外力成正比,和物体的质量成反比的结论.这节通过对牛顿第二定律的学习,使学生能够站在更高的层次上理解物体的加速度和物体受力以及物体质量的关系,使学生有了和科学巨匠相同的思维过程,充分调动他们学习物理的积极性.在教学中应注重引导学生如何把比例式变成等式,在进一步学习的基础之上理解牛顿第二定律中力和加速度的同向性、瞬时性、同体性和独立性.会用牛顿运动定律解决简单的题目,逐渐熟悉这一类问题的处理方法.

  三维目标

  知识与技能

  1.掌握牛顿第二定律的文字内容和数学公式.

  2.理解公式中各物理量的意义及相互关系.

  3.知道在国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的.

  4.会用牛顿第二定律的公式进行有关的计算.

  过程与方法

  1.通过对上节课实验结论的总结,归纳得到物体的加速度跟它的质量及所受外力的关系,进而总结出牛顿第二定律,体会大师的做法与勇气.

  2.培养学生的概括能力和分析推理能力.

  情感态度与价值观

  1.渗透物理学研究方法的教育.

  2.认识到由实验归纳总结物理规律是物理学研究的重要方法.

  3.通过牛顿第二定律的应用能深切感受到科学源于生活并服务于生活,激发学生学习物理的兴趣.

  教学重点

  牛顿第二定律的特点.

  教学难点

  1.牛顿第二定律的理解.

  2.理解k=1时,F=ma.

  教具准备

  多媒体课件

  课时安排

  1课时

  教学过程

  [新课导入]

  师:利用多媒体播放上节课做实验的过程,引起学生的回忆,激发学生的兴趣,使学生再一次体会成功的喜悦,迅速把课堂氛围变成研究讨论影响物体加速度原因这一课题中去.

  学生观看,讨论上节课的实验过程和实验结果.

  师:通过上一节课的实验,我们知道当物体所受的力不变时物体的加速度与其所受的作用力之间存在什么关系?

  生:当物体所受的力不变时物体运动的加速度与物体所受的作用力成正比.

  师:当物体所受力不变时物体的加速度与其质量之间存在什么关系?

  生:当物体所受的力不变时物体的加速度与物体的质量成反比.

  师:当物体所受的力和物体的质量都发生变化时,物体的加速度与其所受的作用力、质量之间存在怎样的关系呢?

  [新课教学]

  一、牛顿第二定律

  师:通过上一节课的实验,我们再一次证明了:物体的加速度与物体的合外力成正比,与物体的质量成反比.

  师:如何用数学式子把以上的结论表示出来?

  生:a∝

  师:如何把以上式子写成等式?

  生:需要引入比例常数k a=k

  师:我们可以把上式再变形为F=kma.

  选取合适的单位,上式可以简化.前面已经学过,在国际单位制中力的单位是牛顿.其实,国际上牛顿这个单位是这样定义的:质量为1 kg的物体,获得1 m/s2的加速度时,受到的合外力为1 N,即1 N=1 kgm/s2

  可见,如果各量都采用国际单位,则k=1,F=ma

  这就是牛顿第二定律的数学表达式.

  师:牛顿第二定律不仅描述了F、m、a的数量关系,还描述了它们的方向关系,结合上节课实验的探究,它们的方向关系如何?

  生:质量m是标量,没有方向.合力的方向与加速度方向相同.

  师:对,我们如何用语言把牛顿第二定律表达出来呢?

  生:物体的加速度跟所受的合力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合力的方向相同.

  师:加速度的方向与合外力的方向始终一致,我们说牛顿第二定律具有同向性.

  【讨论与交流】

  (多媒体演示课件)一个物体静止在光滑水平面上,从某一时刻开始受到一个方向向右、大小为5 N的恒定外力作用,若物体质量为5 kg,求物体的加速度.若2 s后撤去外力,物体的加速度是多少?物体2 s后的运动情况如何?

  学生进行分组讨论

  师:请同学们踊跃回答这个问题.

  生:根据牛顿第二定律F=ma,可得a= ,代入数据可得a=1 m/s2,2 s后撤去外力,物体所受的力为零,所以加速度为零.由于物体此时已经有了一个速度,所以2 s以后物体保持匀速直线运动状态.

  师:刚才这位同学说2 s后物体不再受力,那么他说的对不对呢?

  生:不对.因为此时物体仍然受到重力和水平地面对它的支持力.

  师:那么在这种情况下的加速度又是多少呢?

  生:仍然是零,因为重力和支持力的合力为零,牛顿第二定律中物体所受的力是物体所受的合力,而不是某一个力.

  师:非常好.以后我们在利用牛顿第二定律解题时一定要注意这个问题,即用物体所受的合力来进行处理.

  【课堂训练】

  讨论a和F合的关系,并判断下面哪些说法不对,为什么.

  A.只有物体受到力的作用,物体才具有加速度

  B.力恒定不变,加速度也恒定不变

  C.力随着时间改变,加速度也随着时间改变

  D.力停止作用,加速度也随即消失

  答案:ABCD

  教师点评:牛顿第二定律是表示力的瞬时作用规律,描述的是力的瞬时作用效果是产生加速度.物体在某一时刻加速度的大小和方向,是由该物体在这一时刻所受到的合外力的大小和方向来决定的.当物体所受到的合外力发生变化时,它的加速度随即也要发生变化,F=ma对运动过程的每一瞬间成立,加速度与力是同一时刻的对应量,即同时产生、同时变化、同时消失.这就是牛顿第二定律的瞬时性.

  师:根据牛顿第二定律,即使再小的力也可以产生加速度,那么我们用一个较小的力来水平推桌子,为什么没有推动呢?这和牛顿第二定律是不是矛盾?

  生:不矛盾,因为牛顿第二定律中的力是合力.

  师:如果物体受几个力共同作用,应该怎样求物体的加速度呢?

  生:先求物体几个力的合力,再求合力产生的加速度.

  师:好,我们看下面一个例题.

  多媒体展示例题

  【例1】 一物体在几个力的共同作用下处于静止状态.现使其中向东的一个力F的值逐渐减小到零,又逐渐使其恢复到原值(方向不变),则

  A.物体始终向西运动

  B.物体先向西运动后向东运动

  C.物体的加速度先增大后减小

  D.物体的速度先增大后减小

  生1:物体向东的力逐渐减小,由于原来合力为零,当向东的力逐渐减小时,合力应该向西逐渐增大,物体的加速度增大,方向向西.当物体向东的力恢复到原值时,物体的合力再次为零,加速度减小.所以加速度的变化情况应该先增大后减小.

  生2:物体的加速度先增大后减小,所以速度也应该先增大后减小.

  生3:这种说法不对,虽然加速度是有一个减小的过程,但在整个过程中加速度的方向始终和速度的方向一致,所以速度应该一直增大,直到加速度为零为止.

  师:对.一定要注意速度的变化和加速度的变化并没有直接的关系,只要加速度的方向和速度的方向一致,速度就一直增大.

  多媒体展示例题

  【例2】 某质量为1 000 kg的汽车在平直路面上试车,当达到72 km/h的'速度时关闭发动机,经过20 s停下来,汽车受到的阻力是多大?重新起步加速时牵引力为2 000 N,产生的加速度应为多大?(假定试车过程中汽车受到的阻力不变)

  学生讨论解答

  生:物体在减速过程的初速度为72 km/h=20 m/s,末速度为零,根据a= 得物体的加速度为a=-1 m/s2,方向向后.物体受到的阻力f=ma=-1 000 N.当物体重新启动时牵引力为2 000 N,所以此时的加速度为a2= =1 m/s2,方向向车运动的方向.

  师:根据以上的学习,同学们讨论总结一下牛顿第二定律应用时的一般步骤.

  生:1.确定研究对象.

  2.分析物体的受力情况和运动情况,画出研究对象的受力分析图.

  3.求出合力.注意用国际单位制统一各个物理量的单位.

  4.根据牛顿运动定律和运动学规律建立方程并求解.

  师:牛顿第二定律在高中物理的学习中占有很重要的地位,希望同学们能够理解牛顿第二定律并且能够熟练地应用它解决问题.

  【课堂训练】

  如图4-3-1所示,一物体以一定的初速度沿斜面向上滑动,滑到顶点后又返回斜面底端.试分析在物体运动的过程中加速度的变化情况.

  图4-3-1

  解析:在物体向上滑动的过程中,物体运动受到重力和斜面的摩擦力作用,其沿斜面的合力平行于斜面向下,所以物体运动的加速度方向是平行斜面向下的,与物体运动的速度方向相反,物体做减速运动,直至速度减为零.在物体向下滑动的过程中,物体运动也是受到重力和斜面的摩擦力作用,但摩擦力的方向平行斜面向上,其沿斜面的合力仍然是平行于斜面向下,但合力的大小比上滑时小,所以物体将平行斜面向下做加速运动,加速度的大小要比上滑时小.由此可以看出,物体运动的加速度是由物体受到的外力决定的,而物体的运动速度不仅与受到的外力有关,而且还与物体开始运动时所处的状态有关.

  [小结]

  这节课我们学习了

  1.牛顿第二定律:F=ma.

  2.牛顿第二定律具有同向性、瞬时性、同体性、独立性.

  3.牛顿第二定律解决问题的一般方法.

  [布置作业]

  教材第85页问题与练习.

  [课外训练]

  1.设雨滴从很高处竖直下落,所受空气阻力f和其速度v成正比.则雨滴的运动情况是

  A.先加速后减速,最后静止 B.先加速后匀速

  C.先加速后减速直至匀速 D.加速度逐渐减小到零

  2.下列说法中正确的是

  A.物体所受合外力为零,物体的速度必为零

  B.物体所受合外力越大,物体的加速度越大,速度也越大

  C.物体的速度方向一定与物体受到的合外力的方向一致

  D.物体的加速度方向一定与物体所受到的合外力方向相同

  3.一个物体正以5 m/s的速度向东做匀速直线运动,从某一时刻开始受到一个方向向西、大小为3 N的恒定外力作用,若物体质量为5 kg,求:2 s末物体的速度.

  4.如图4-3-2所示,底板光滑的小车上用两个量程为20 N、完全相同的弹簧秤甲和乙系住一个质量1 kg的物块.在水平地面上当小车做匀速直线运动时,两弹簧秤的示数均为10 N.当小车做匀加速直线运动时,弹簧秤甲的示数变为8 N.这时小车运动的加速度大小是

  图4-3-2

  A.2 m/s2 B.4 m/s2

  C.6 m/s2 D.8 m/s2

  参考答案

  1.答案:B

  解析:分析雨滴的受力情况,发现雨滴受竖直向下的重力和向上的空气阻力,重力的大小方向不变,空气阻力随速度的增大而增大,所以物体的加速度a= 应该逐渐变小最终为零,此时雨滴的速度最大,以后雨滴做匀速运动.

  2.答案:D

  3.分析与解答:由于物体受到恒定外力是向西的,因此产生恒定加速度的方向也是向西的,与物体初速度方向相反,故物体应做匀减速直线运动.

  由牛顿第二定律可知:a= = m/s2=0.6 m/s2

  由匀减速直线运动公式可知:2 s末物体速度为

  v2=v0-at=(5-0.6×2) m/s=3.8 m/s

  方向向东.

  4.解析:因弹簧的弹力与其形变量成正比,当弹簧秤甲的示数由10 N变为8 N时,其形变量减少,则弹簧秤乙的形变量一定增大,且甲、乙两弹簧秤形变量变化的大小相等,所以,弹簧秤乙的示数应为12 N.物体在水平方向所受到的合外力为F=T乙-T甲=12 N-8 N=4 N.

  根据牛顿第二定律,得物块的加速度大小为a= = m/s2=4 m/s2.

  答案:B

  说明:无论题中的弹簧秤原来处于拉伸状态或压缩状态,其结果相同.同学们可自行通过对两种情况的假设加以验证.

  板书设计

  3 牛顿第二定律

  内 容 物体的加速度跟所受的合力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合力的方向相同

  表达式 F=ma

  说 明 (1)同向性:加速度的方向与力的方向始终一致

  (2)瞬时性:加速度与力是瞬间的对应量,即同时产生、同时变化、同时消失

  (3)同体性:加速度和合外力(还有质量)是同属一个物体的

  (4)独立性:当物体受到几个力的作用时,各力将独立地产生与其对应的加速度,而物体表现出来的实际加速度是物体所受各力产生加速度叠加的结果

  活动与探究

  探究活动的主题:牛顿第二定律发现的过程.

  探究过程:

  步 骤 学生活动 教师指导 目的

  1 到图书馆、上网查阅有关牛顿发现牛顿第二定律的书籍 介绍相关书籍 1.让学生更多地了解物理规律的来之不易

  2.培养学生的思考能力

  2 根据查阅的资料,确定文章主题和内容 解答学生提出的具体问题

  3 相互交流活动的感受 对优秀文章进行点评

5、物理《牛顿第一定律》教案一等奖

  一、教学目标

  知识与技能:理解牛顿第一定律的内容及意义;理解力和运动的关系。

  过程与方法:理解理想实验是科学研究的重要方法。

  情感态度价值观:通过理想斜面的教学,体会理想实验的魅力。

  二、教学重难点

  教学重点:通过回顾历史探究过程理解牛顿第一定律;惯性的理解。

  教学难点:力和运动的关系;惯性和质量的关系。

  三、教学方法

  讨论法、启发法、讲解法

  四、教学过程

  (一)导入新课

  撕纸游戏

  猜一猜:

  1.一张纸已剪成两截,但未完全剪断,如果迅速用力撕两边,纸会断成几截?

  2.现在把纸剪成三截,但未完全剪断,如果迅速用力撕两边,纸会断成几截?

  大家不要动手,先猜一猜。

  3.如果在中间的纸下面夹一个夹子,然后迅速撕两边,纸会断成几截?

  请大家想一想:为什么是这样一个结果呢?怎样解释我们的游戏呢?其实,在我们的游戏中还涉及到一个古老的话题──力和运动:用力撕纸,纸条断开运动起来。运动和力之间到底有什么关系呢?带着这些问题,我们一起来体验古人的探究过程,学习古人的探究方法,进一步理解论述运动和力关系的牛顿第一定律。

  (二)新课教学

  1.情景设问,经验猜想

  在人类历史的长河中,运动和力如影随形,总是和人们的生活、生产密切相关。比如:马拉车则车前进,不再拉,前进的车会停下来;人象推车则车前进,不再推,前进的车会停下来;踢球,球沿草地向前滚动,不再踢,滚动的球会慢慢停下来。

  思考:运动和力之间有什么关系呢?

  最早提出这个问题并给出经验猜想的是古希腊学者亚里士多德。

  他根据生活生产经验猜想:必须有力作用在物体上,物体才能运动;没有力的作用,物体就要静止在一个地方。运动需要力维持。

  他的观点来自实际经验,还能用实际经验验证,所以被人们广泛接受,并维持了近两千年。

  设问:我们现在知道,他的观点是错误的。那么他有贡献吗?

  亚里士多德的贡献:开创了一个新的研究领域。

  首先质疑并深入研究的是十六世纪的伽利略。他观察了球的滚动。

  2.质疑假设,科学猜想

  当球沿斜面向下滚动时,它的速度增大,而向上滚动时,速度减小。他由此猜想:当球沿水平面滚动时,它的速度应该不增不减。实际观察的结果是:沿水平面滚动的球越来越慢,最后停下来。

  ①现象:沿水平面滚动的球越来越慢,最后停下来。

  按照亚里士多德的观点,球停下来是因为没有力的作用。伽利略恰恰从这一现象出发,对亚里士多德的观点提出质疑。

  ②质疑:滚动的球之所以停下来,真的是因为没有力的作用吗?

  设问:球停下来的原因是什么呢?

  在伽利略之前,人们还没有意识到摩擦力这种无形的力,伽利略是第一个意识到摩擦力的人。

  他改变了水平面的粗糙程度,发现:水平面越光滑,球滚得越远。于是,他推断这是摩擦阻力作用的结果。

  结论:滚动的球停下来,是摩擦阻力作用的结果。

  ③假设:若没有摩擦阻力,沿水平面滚动的球将怎样运动呢?

  ④猜想:若没有摩擦阻力,球将永远滚动下去。

  过渡:伽利略设计了一个双斜面实验。

  3.实验探究,得出结论

  (1)双斜面实验

  左斜面固定,右斜面倾角可变。实验中我们设定小球始终从左斜面定位卡处由静止释放。

  ①固定右斜面,改变小球所受的摩擦,观察小球上升的`最大高度怎样变化。重复一次。

  思考:

  1.小球所受摩擦阻力的大小与小球上升的最大高度之间有什么关系?

  2.摩擦阻力的大小与释放点到上升的最高点的高度差是什么关系?

  3.如果没有摩擦,小球会上升到多高的地方?

  ②减小右斜面倾角,观察小球沿斜面运动的最远距离怎样变化。重复一次。

  思考:

  1.减小右斜面倾角,小球沿斜面运动的最远距离如何变化?

  2.如果没有摩擦,减小右斜面倾角,沿斜面滚动的最远距离怎样变化?小球将上升到多高的地方?

  ③将右斜面放平,释放小球,观察小球的运动。

  思考:

  1.如果水平木板足够长,小球会停下来吗?

  2.如果没有摩擦,水平木板足够长,小球将滚到哪里去呢?

  过渡:伽利略的双斜面实验是一个理想实验。

  (2)理想实验的魅力:

  实验(事实)+逻辑推理

  通过可靠的实验事实,加上合理的逻辑推理,得出规律的一种方法。

  理想实验的魅力:实验不能实现的地方,思维向前一步。

  这种方法非常了不起!爱因斯坦是这样评价的:伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一,而且标志着物理学的真正开端。这个评价实事求是,从亚里士多德到伽利略,经历了2000多年,物理学徘徊不前;从伽利略到爱因斯坦,只经历300多年,物理学的大厦初步建立,大师辈出。这都得益于伽利略首创的实验研究方法。

  过渡:通过双斜面理想实验,伽利略得出了结论。

  (3)伽利略:若没有摩擦阻力,沿水平面滚动的球将永远滚动下去。运动不需要力维持。

  回顾、思考:

  ①静止的车、足球为什么运动起来?

  ②运动的车、足球为什么会停下来?

  ③力和运动之间有什么关系?

  力是改变物体运动状态的原因。

  设问:运动状态是用什么物理量描述?

  车由静止变为运动,受到了推、拉力;由运动变为静止,受到了摩擦阻力。足球由静止变为运动,受到了脚的力;由运动变为静止,受到了草地的摩擦阻力。

  过渡:与伽利略同时代的法国科学家笛卡尔对他的观点进行了补充。

  4.补充完善,形成定律

  (1)笛卡尔的补充:除非物体受到力的作用,物体将永远保持其静止或运动状态,永远不会使自己沿曲线运动,而只保持在直线上运动。这应成为一个原理,它是人类整个自然观的基础。

  笛卡尔补充了物体不受力时保持静止状态或匀速直线运动状态。

  过渡: 1642年,伽利略逝世,1643年牛顿在英国诞生。牛顿是人类历史上最伟大的科学家之一。主要贡献有发明了微积分,发现了万有引力定律和经典力学,设计并制造了第一架反射式望远镜等等。

  牛顿在1687年出版的《自然哲学的数学原理》一书中提出了三条运动定律。牛顿把伽利略、笛卡尔的正确结论总结成为牛顿第一定律,它是牛顿物理学的基石。

  (2)牛顿第一定律:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。

  过渡:现在我们来理解定律。

  (三)巩固提高

  思考:牛顿第一定律中论述的运动和力的关系是怎样的?

  1.运动和力的关系:力是改变物体运动状态的原因。

  2.阻力很小的现象:冰壶

  从视频可以看出,冰壶在一段时间内速度的大小和方向几乎不变,直到碰上另一个冰壶。

  思考:定律中还论述了什么呢?

  3.惯性:

  ①概念:物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质。

  设问:一切物体都有惯性。做变速运动的物体有惯性吗?

  当物体做变速运动时,由于惯性,物体会抵抗速度的改变,从而使速度的改变需要一段时间。比如汽车紧急刹车时不会立即停下来,而是继续向前滑行一段距离。

  ②一切物体有惯性,有抵抗运动状态变化的“本领”。

  物体惯性大,“本领”大,运动状态难改变;物体惯性小,“本领”小,运动状态易改变。

  思考并猜想:物体的惯性大小和什么因素有关?

  (四)小结作业

  1.了解了运动和力关系的探究过程。

  在探究过程中,亚里士多德是开拓者。伽利略首创了理想实验方法;笛卡尔补充了伽利略的观点;牛顿提出了惯性、力、惯性参考系的概念。

  2.体会了理想实验的魅力:实验(事实)+逻辑推理

  3. 深入理解了牛顿第一定律,知道了质量是惯性大小的量度。

  4.后来爱因斯坦等科学家又进一步发展了牛顿第一定律。没有哪一个定律是终极真理,物理学的大厦永不封顶,还等待你们为它添砖加瓦!

  课外探究:有人说刘谦的螺丝魔术颠覆了牛顿第一定律:不给螺帽力的作用,螺帽也能运动起来。你怎么看?请在百度中搜索“刘谦螺丝魔术揭秘”,弄清刘谦螺丝魔术的原理。

  五、板书设计

  牛顿第一定律

  一、历史回顾

  二、第一定律探究实验

  三、惯性定律

6、物理《牛顿第一定律》教案一等奖

  一、教学目标

  知识与技能:理解牛顿第一定律的内容及意义;理解力和运动的关系。

  过程与方法:理解理想实验是科学研究的重要方法。

  情感态度价值观:通过理想斜面的教学,体会理想实验的魅力。

  二、教学重难点

  教学重点:通过回顾历史探究过程理解牛顿第一定律;惯性的理解。

  教学难点:力和运动的关系;惯性和质量的关系。

  三、教学方法

  讨论法、启发法、讲解法

  四、教学过程

  (一)导入新课

  撕纸游戏

  猜一猜:

  1.一张纸已剪成两截,但未完全剪断,如果迅速用力撕两边,纸会断成几截?

  2.现在把纸剪成三截,但未完全剪断,如果迅速用力撕两边,纸会断成几截?

  大家不要动手,先猜一猜。

  3.如果在中间的纸下面夹一个夹子,然后迅速撕两边,纸会断成几截?

  请大家想一想:为什么是这样一个结果呢?怎样解释我们的游戏呢?其实,在我们的游戏中还涉及到一个古老的话题──力和运动:用力撕纸,纸条断开运动起来。运动和力之间到底有什么关系呢?带着这些问题,我们一起来体验古人的探究过程,学习古人的探究方法,进一步理解论述运动和力关系的牛顿第一定律。

  (二)新课教学

  1.情景设问,经验猜想

  在人类历史的长河中,运动和力如影随形,总是和人们的生活、生产密切相关。比如:马拉车则车前进,不再拉,前进的车会停下来;人象推车则车前进,不再推,前进的车会停下来;踢球,球沿草地向前滚动,不再踢,滚动的球会慢慢停下来。

  思考:运动和力之间有什么关系呢?

  最早提出这个问题并给出经验猜想的是古希腊学者亚里士多德。

  他根据生活生产经验猜想:必须有力作用在物体上,物体才能运动;没有力的作用,物体就要静止在一个地方。运动需要力维持。

  他的观点来自实际经验,还能用实际经验验证,所以被人们广泛接受,并维持了近两千年。

  设问:我们现在知道,他的观点是错误的。那么他有贡献吗?

  亚里士多德的贡献:开创了一个新的研究领域。

  首先质疑并深入研究的是十六世纪的伽利略。他观察了球的滚动。

  2.质疑假设,科学猜想

  当球沿斜面向下滚动时,它的速度增大,而向上滚动时,速度减小。他由此猜想:当球沿水平面滚动时,它的速度应该不增不减。实际观察的结果是:沿水平面滚动的球越来越慢,最后停下来。

  ①现象:沿水平面滚动的球越来越慢,最后停下来。

  按照亚里士多德的观点,球停下来是因为没有力的作用。伽利略恰恰从这一现象出发,对亚里士多德的观点提出质疑。

  ②质疑:滚动的球之所以停下来,真的是因为没有力的作用吗?

  设问:球停下来的原因是什么呢?

  在伽利略之前,人们还没有意识到摩擦力这种无形的力,伽利略是第一个意识到摩擦力的人。

  他改变了水平面的粗糙程度,发现:水平面越光滑,球滚得越远。于是,他推断这是摩擦阻力作用的结果。

  结论:滚动的球停下来,是摩擦阻力作用的结果。

  ③假设:若没有摩擦阻力,沿水平面滚动的球将怎样运动呢?

  ④猜想:若没有摩擦阻力,球将永远滚动下去。

  过渡:伽利略设计了一个双斜面实验。

  3.实验探究,得出结论

  (1)双斜面实验

  左斜面固定,右斜面倾角可变。实验中我们设定小球始终从左斜面定位卡处由静止释放。

  ①固定右斜面,改变小球所受的摩擦,观察小球上升的`最大高度怎样变化。重复一次。

  思考:

  1.小球所受摩擦阻力的大小与小球上升的最大高度之间有什么关系?

  2.摩擦阻力的大小与释放点到上升的最高点的高度差是什么关系?

  3.如果没有摩擦,小球会上升到多高的地方?

  ②减小右斜面倾角,观察小球沿斜面运动的最远距离怎样变化。重复一次。

  思考:

  1.减小右斜面倾角,小球沿斜面运动的最远距离如何变化?

  2.如果没有摩擦,减小右斜面倾角,沿斜面滚动的最远距离怎样变化?小球将上升到多高的地方?

  ③将右斜面放平,释放小球,观察小球的运动。

  思考:

  1.如果水平木板足够长,小球会停下来吗?

  2.如果没有摩擦,水平木板足够长,小球将滚到哪里去呢?

  过渡:伽利略的双斜面实验是一个理想实验。

  (2)理想实验的魅力:

  实验(事实)+逻辑推理

  通过可靠的实验事实,加上合理的逻辑推理,得出规律的一种方法。

  理想实验的魅力:实验不能实现的地方,思维向前一步。

  这种方法非常了不起!爱因斯坦是这样评价的:伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一,而且标志着物理学的真正开端。这个评价实事求是,从亚里士多德到伽利略,经历了2000多年,物理学徘徊不前;从伽利略到爱因斯坦,只经历300多年,物理学的大厦初步建立,大师辈出。这都得益于伽利略首创的实验研究方法。

  过渡:通过双斜面理想实验,伽利略得出了结论。

  (3)伽利略:若没有摩擦阻力,沿水平面滚动的球将永远滚动下去。运动不需要力维持。

  回顾、思考:

  ①静止的车、足球为什么运动起来?

  ②运动的车、足球为什么会停下来?

  ③力和运动之间有什么关系?

  力是改变物体运动状态的原因。

  设问:运动状态是用什么物理量描述?

  车由静止变为运动,受到了推、拉力;由运动变为静止,受到了摩擦阻力。足球由静止变为运动,受到了脚的力;由运动变为静止,受到了草地的摩擦阻力。

  过渡:与伽利略同时代的法国科学家笛卡尔对他的观点进行了补充。

  4.补充完善,形成定律

  (1)笛卡尔的补充:除非物体受到力的作用,物体将永远保持其静止或运动状态,永远不会使自己沿曲线运动,而只保持在直线上运动。这应成为一个原理,它是人类整个自然观的基础。

  笛卡尔补充了物体不受力时保持静止状态或匀速直线运动状态。

  过渡: 1642年,伽利略逝世,1643年牛顿在英国诞生。牛顿是人类历史上最伟大的科学家之一。主要贡献有发明了微积分,发现了万有引力定律和经典力学,设计并制造了第一架反射式望远镜等等。

  牛顿在1687年出版的《自然哲学的数学原理》一书中提出了三条运动定律。牛顿把伽利略、笛卡尔的正确结论总结成为牛顿第一定律,它是牛顿物理学的基石。

  (2)牛顿第一定律:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。

  过渡:现在我们来理解定律。

  (三)巩固提高

  思考:牛顿第一定律中论述的运动和力的关系是怎样的?

  1.运动和力的关系:力是改变物体运动状态的原因。

  2.阻力很小的现象:冰壶

  从视频可以看出,冰壶在一段时间内速度的大小和方向几乎不变,直到碰上另一个冰壶。

  思考:定律中还论述了什么呢?

  3.惯性:

  ①概念:物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质。

  设问:一切物体都有惯性。做变速运动的物体有惯性吗?

  当物体做变速运动时,由于惯性,物体会抵抗速度的改变,从而使速度的改变需要一段时间。比如汽车紧急刹车时不会立即停下来,而是继续向前滑行一段距离。

  ②一切物体有惯性,有抵抗运动状态变化的“本领”。

  物体惯性大,“本领”大,运动状态难改变;物体惯性小,“本领”小,运动状态易改变。

  思考并猜想:物体的惯性大小和什么因素有关?

  (四)小结作业

  1.了解了运动和力关系的探究过程。

  在探究过程中,亚里士多德是开拓者。伽利略首创了理想实验方法;笛卡尔补充了伽利略的观点;牛顿提出了惯性、力、惯性参考系的概念。

  2.体会了理想实验的魅力:实验(事实)+逻辑推理

  3. 深入理解了牛顿第一定律,知道了质量是惯性大小的量度。

  4.后来爱因斯坦等科学家又进一步发展了牛顿第一定律。没有哪一个定律是终极真理,物理学的大厦永不封顶,还等待你们为它添砖加瓦!

  课外探究:有人说刘谦的螺丝魔术颠覆了牛顿第一定律:不给螺帽力的作用,螺帽也能运动起来。你怎么看?请在百度中搜索“刘谦螺丝魔术揭秘”,弄清刘谦螺丝魔术的原理。

  五、板书设计

  牛顿第一定律

  一、历史回顾

  二、第一定律探究实验

  三、惯性定律

7、初二物理《牛顿第一定律》教案一等奖

  教学目标

  知识目标:

  知道牛顿第一定律,常识性了解伽利略理想实验的推理过程.

  能力目标:

  1.通过斜面小车实验,培养学生的观察能力.

  2.通过实验分析,初步培养学生科学的思维方法(分析、概括、推理).

  情感目标:

  1.通过科学史的简介,对学生进行严谨的科学态度教育.

  2.通过伽利略的理想实验,给学生以科学方法论的教育.

  教学建议

  教材分析

  教材首先通过回忆思考的形式提出问题:如果物体不受力,将会怎样?通过小车在不同表面运动的演示实验,使学生直观的看到物体运动距离与阻力大小的关系,为讲解伽利略的推理作准备。然后讲述伽利略的推理方法和通过推理得出的结论,再介绍迪卡儿对伽利略结论的补充,牛顿最后总结得出的牛顿第一定律。通过这些使学生了解定律的得出是建立在许多人研究的基础上的,正如牛顿所说:“如果说我所看的更远一点,那是因为站在巨人肩上的缘故”。最后指出牛顿第一定律不是实验定律,而是用科学推理的方法概括出来的,定律是否正确要通过实践来检验。给学生以科学方法论的教育。

  本节课的重点是揭示物体不受力时的运动规律,即牛顿第一运动定律。

  教法建议

  1.学生学习牛顿第一定律的困难在于从生活经验中得到的一种被现象掩盖了本质的错误观念,认为物体的运动是力作用的结果。如推一个物体,它就动,不再推它时,它便静止。为使学生摆脱这种错误观念,首先要把运动和运动的变化区别开,树立从静到动和从动到静都是“运动状态改变”的概念,这是为了揭示力和运动的关系做的重要铺垫。其次,通过实验确立“力是改变运动状态的原因”的概念。再通过推理建立“不受力运动状态不变”的概念。

  2.通过图9-1演示实验的比较、分析、综合、推理是本节课的核心,可对学生进行简单的科学推理方法的教育。在此演示实验中可通过设计不同的问题渗透研究方法。

  3.本节课可按着人类对知识的认识顺序组织教学,让学生体会规律的认识过程,对学生进行学史教育。从亚里士多德的观点——伽利略的研究——笛卡尔的补充——牛顿的总结。

  教学设计示例

  牛顿第一定律

  教学重点:通过对小车实验的分析比较得出牛顿第一定律。

  教学难点:

  1.明确“力是维持物体运动的原因”观点是错误的。

  2.伽利略理想实验的推理过程

  教学用具:斜面,小车,毛巾,棉布,玻璃板,微机,实物投影,大倍投电视。

  教学过程

  一、实验引入:批驳亚里士多德的观点

  [演示1]在桌面上推动木块(或板擦)从静止开始慢慢向前运动,撤掉推力,木块立即停止。

  分析:日常生活中也有许多类似的现象,(如推桌子)。这些现象从表面上看,“必须有力作用在物体上,才能使物体继续运动,没有力的作用,物体就要停下来.”即:板擦的运动需要推力去维持。于是,古希腊哲学家亚里士多德就根据这些现象总结出“物体的运动需要力去维持”。这种观点在历史上曾被沿用两千多年,但时沿用两千年是否就一定正确呢?也可能有人曾表示过怀疑或有人认为就是错误的,但没某能说服别人的理由。

  [演示2] 在桌面上推动木块(或板擦)从静止使之向前运动,用力推出,木块向前运动一段距离后停止。

  分析:推力撤掉,还要向前运动,与亚里士多德的观点不符。

  分析:木块:静止——运动——静止。两个过程中是否都有力存在?在这两个过程中力的作用是维持原来的`运动状态还是改变运动状态?

  二、 讲授新课:

  1.规律总结过程

  方法1.教师引导

  伽利略的贡献:理想实验

  [演示](通过实物投影仪把实验过程反映在大倍投电视上)

  介绍器材

  实验前提条件:每次实验都需从斜面上的同一高度下滑,为什么?

  实验过程:让小球从同一斜面的同一位置滚下后分别在毛巾表面、棉布表面、玻璃表面上运动,每次记下小球停下时的位置。做标记的位置是什么位置?(停下来的位置)

  实验纪录:

  实验分析:

  三次实验,小车最终都静止,为什么?

  三次实验,小车运动的距离不同,这说明什么问题?

  小球运动距离的长短跟它受到的阻力有什么关系?

  若使小车运动时受到的阻力进一步减小,小车运动的距离将变长还是变短?

  根据上面的实验及推理的思想,还可以推理出什么结论?

  推理:小球在光滑的阻力为零的表面,将会怎样运动?

  实验结论:通过伽利略的实验和科学推理得出“运动的物体,如果受到的阻力为零,它的速度将不会减慢,将以恒定不变的速度永远运动下去。”即作匀速运动。

  [微机模拟实验]:简介伽利略理想实验

  迪卡儿的补充

  如果运动物体不受任何力的作用,不仅速度大小不变,而且运动方向也不变,将沿原来的方向匀速运动下去。

  牛顿的成果:补充与概括

  师:物体除了运动的以外,还有静止的。那么,静止的物体在没有受到外力作用时,保持什么状态呢?(牛顿补充:将保持静止状态)

  师(引导学生概括):我们现在已经有了伽利略的研究成果,又有了迪卡儿和牛顿的补充,把两者进行一下概括:一切物体在没有受到外力作用时,将如何呢?(对概括出来大致意思的同学给予鼓励)

  介绍:牛顿抓住时机,概括总结得出著名的牛顿第一运动定律

  方法2:学生探究式学习

  针对基础较好的学生,可以由学生在老师的指导下自己完成斜面小车实验,根据现象学生分组讨论,明确亚里士多德的观点的问题根源.由学生互相补充确定实验结论。

  2.定律分析

  定律成立条件:不受外力作用

  运动规律:总保持匀速直线运动状态或静止状态。

  师(回应课题引入实验): 回想我们最开始的实验,有推力板擦运动,撤去推力板擦停下来,从表面现象上得到的结论运动需要力维持是错误的,但这种现象是千真万确摆在我们面前的,我们如何用牛一的观点正确的解释这个现象呢?

  三、巩固练习

  1. 一物体放在桌上静止,假若某瞬间撤掉所有的外力,物体将怎么样?

  2. 对于牛顿第一定律的看法,下列观点正确的是( )

  A.验证牛顿第一定律的实验可以做出来,所以惯性定律是正确的

  B.验证牛顿第一定律的实验做不出来,所以惯性定律不能肯定是正确的

  C.验证牛顿第一定律的实验做不出来,但可以经过在事实基础上,进一步科学推理得出惯性定律

  D.验证牛顿第一定律的实验虽然现在做不出来,但总有一天可以用实验来验证。

  四、小结

  人们对物体的运动规律的认识是经历了漫长的时间的。物体在不受力时的运动规律,它是经过亚里士多德对人们近两千年的思想束缚,伽利略的科学推理,才最终由牛顿总结出来的。牛一的重要贡献是:1)力不是维持物体运动的原因,2)力是改变物体运动状态的原因。

  五、作业:阅读本节教材

  探究活动

  牛顿力学的建立

  【组织形式】个人或自由结组

  【活动目的】

  牛顿力学的建立不是牛顿一个人的功劳,而是许多科学家努力研究的最终结果,查阅资料了解牛顿力学的建立过程,及牛顿力学的体系。

  【活动流程】

  制订查阅和查找方式;收集相关的材料;分析材料并得出一些结论;写出论文;与其他组交流。

  【备注】

  1、网上查找的资料要有学习的过程记录。

  2、和其他成员交流。

  斜面小车实验的再研究

  【组织形式】个人或自由结组

  【活动目的】

  运用不同的物体表面,通过实验探究,加深对伽利略推理思维的理解。

  【活动流程】

  制订实验方案;准备器材;实验并记录现象,分析材料并得出一些结论;与老师所做实验比较优缺点;与其他组交流。

  【备注】

  1、要有完整的过程记录。

  2、和其他成员交流。

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