(五、牛顿第一定律)
五、牛顿第一定律
5分钟训练(预习类训练,可用于课前)
1.大量事实表明,原来静止的物体,具有保持静止状态的性质;原来处于运动的物体具有保持匀速直线运动的性质。我们把物体保持_________不变的性质叫做_________。
思路解析:通过实验和观察,科学家认识了物体具有保持运动状态不变的性质,并把这种物质属性称为惯性。
答案:运动状态惯性
2.一切物体在没有受到_________作用的时候,总是保持匀速直线运动或静止状态。这个规律叫做牛顿第一定律,也称为_________定律。
思路解析:牛顿第一定律又称为惯性定律,它的主要内容是一切物体在没有受到外力作用时,总是保持匀速运动状态或静止状态。惯性是物体具有的基本属性之一。
答案:外力惯性
3.公共汽车遇到紧急情况急刹车,小明从座位上向前冲去。这现象是因为()
A.小明没有坐稳
B.小明没有抓紧扶手
C.小明的座位光滑
D.小明具有惯性
思路解析:公共汽车正常行驶时小明具有和公共汽车一样的速度,汽车突然刹车,汽车的速度减小了,可小明的速度并没有减小,所以向前冲去,这是惯性的表现。则ABC错,D正确。
答案:D
10分钟训练(强化类训练,可用于课中)
1.公共汽车在平直的公路上匀速行驶,站在车里的人在水平方向上()
A.受到向前的摩擦力
B.受到向后的摩擦力
C.受到汽车对它的牵引力
D.不受力
思路解析:物体匀速运动时,物体不受力或者所受合力为零。人站在车厢内相对车厢是静止的。在竖直方向上受到两个力的作用,重力和车厢对他的支持力,这两个力大小相等方向相反作用在同一条直线上,作用点相同,都是作用在人的重心上,构成二力平衡。在水平方向上没有运动趋势,更没有相对运动,所以不受力的作用。则ABC均错,D正确。
答案:D
2.关于力和运动的关系,下列说法正确的是()
A.物体受力才会运动
B.力使物体的运动状态发生改变
C.停止用力,运动的物体就会停止
D.力是使物体保持静止或匀速直线运动状态的原因
思路解析:关于力和运动的关系,必须明确力和物体的运动无关,力只与物体运动状态的改变有关。由牛顿第一定律可知,力的作用不是使物体产生运动,而是使物体改变运动状态。物体如果原来的状态是运动的,不受力仍将永远运动下去,即物体的运动不需要力来维持,因此A、C是错误的。物体保持静止或匀速直线运动状态,是物体不受力时的运动规律,并不是力作用的结果,因此D是错误的。如果物体所受合力为零时,对物体的作用效果等同于物体不受力,运动规律也与物体不受力时的运动规律相同。因此力与物体运动的关系可表达为:当物体所受合力为零时,物体的运动状态不变;当物体所受的合力不为零时,其运动状态发生改变。
答案:B
3.关于物体的惯性,下列说法中正确的是()
A.物体在静止时的惯性比运动时的大
B.物体的惯性随着速度的增大而增大
C.物体受到的力越大,它的惯性也越大
D.物体的惯性大小跟它的运动状态、受力情况都没有关系
思路解析:惯性是物体本身具有的一种性质。无论固体、液体还是气体都具有惯性,无论物体是否受力,无论物体处于什么状态,无论物体的运动状态是否改变,一切物体都具有惯性,与外界因素无关。质量是惯性大小的唯一量度。
答案:D
4.(2010广东佛山模拟)牛顿第一定律是()
A.由科学家的经验得出的
B.通过物理实验直接得到的
C.斜面小车实验做成功后就能够得出的结论
D.在实验基础上经过分析、推理得出的结论
思路解析:牛顿第一定律揭示了力和运动的初步规律:物体在没有受到外力时,总保持静止状态或匀速直线运动状态,是牛顿力学中三大运动定律之一。它是一条理想定律,因为我们周围的物体,都要受到这个力或那个力的作用,所以无法用实验直接验证。但它却是在大量实验基础上,通过进一步分析、推理而概括得出来的。从定律得出的一切推论,都经受住了实践的检验,因此,牛顿第一定律已成为大家公认的力学基本定律之一。
答案:D
5.地球在不停地自西向东自转,对跳远运动员来说()
A.向西跳跳得最远
B.向东跳跳得最远
C.向任何方向跳都一样
D.以上说法都不对
思路解析:由于惯性,人同地球具有一样的速度,相对地球是静止的,所以向任何方向跳都是一样的。ABD错,C正确。
答案:C
6.(2010江苏南通中学考模拟)在行使列车车厢的天花板上悬吊一个小球A,在A的正下方地板上有一点B,如图12-5-1所示,当用剪刀剪断细线,小球A将()
A.落在B点上
B.落在B点的前面
C.落在B点的后面
D.无法确定
图12-5-1
思路解析:由于惯性,球A在水平方向保持绳断前的运动状态,而小车在水平方向的运动状态不确定,有可能加速、减速或匀速运动,因此小球A相对于B点的位置也无法确定.
答案:D
快乐时光
冬季的一天,一位先生走进一家饭店,忘记带上门,这时一位顾客大声嚷道:“先生,外边这么冷,您快点带上门吧!”刚进来的先生随即回答道:“尊敬的先生,难道您以为我关上门外面就暖和了吗?”
30分钟训练(巩固类训练,可用于课后)
1.(2010江苏南京模拟)关于力和运动的关系,下列说法中正确的是()
A.力是维持物体运动的原因
B.只要有力作用在物体上,物体就一定运动
C.没有力作用在物体上,物体就慢慢停下来
D.物体运动状态改变时,一定受到了力的作用
思路解析:牛顿第一定律告诉我们,一切物体在没有受到外力作用的时候,总是保持匀速直线运动状态或静止状态。这就是说物体运动不需要力来维持,A错。我们用手推房子,房子并不运动,B错。没有力作用在物体上,物体将保持原来的运动状态,或者匀速直线运动,或者静止,所以C错。力是改变物体运动的原因,所以物体运动状态改变时,一定受到力的作用,则选项D正确。
答案:D
2.(2010江苏淮安金湖实验区模拟)如图11-5-2所示的四幅图中的情景,不需要用惯性知识加以解释的是()
图12-5-2
思路解析:A、B、C都是惯性现象,都能用惯性知识解释。D瀑布直下是由于重力作用的结果。
答案:D
3.下列说法中正确的是()
A.同一物体运动时比静止时惯性大
B.同一物体运动快比运动慢时惯性大
C.载重汽车比自行车惯性大
D.质量越大的物体惯性力越大
思路解析:选项A、B是错误的,因为物体的惯性与其状态无关,对于同一个物体,无论是运动还是静止,无论运动得快与慢,它的惯性都一样。惯性是物体自身的一种属性,它不随运动状态的改变而改变。选项D也是常见的错误。惯性是一种性质不是力,不能把惯性与力混为一谈。只有选项C是正确的。
答案:C
4.正在做曲线运动的物体,若它所受到的外力同时消失,那么它将()
A.物体立即停下来
B.物体继续做曲线运动
C.物体将做匀速直线运动
D.物体将改变运动方向
思路解析:本题的关键是“正在做曲线运动”,这说明了物体是运动的;某时刻“突然外力同时消失”,说明该物体将不受任何外力作用。由牛顿第一定律可知,原来运动的物体,不受任何外力作用时总保持匀速直线运动而永远运动下去。因此选项C正确,ABD错误。
答案:C
5.关于运动和力的关系,下列说法中正确的是()
A.物体不受力时,处于静止状态
B.物体不受力时,运动状态不变
C.有力作用在物体上物体运动状态就改变
D.有力作用在物体上,物体可以处于静止状态
思路解析:物体的运动状态不变,是指物体运动速度的大小和方向都不变。根据牛顿第一运动定律,物体不受外力时,总保持静止状态或匀速直线运动状态,因此应选B而不选A。有力作用在物体上,有可能会改变物体的状态,有可能不会改变物体的运动状态。如作用在物体上的力合力为零时,这几个力的共同作用效果与没有力作用在物体上的作用效果相同,相当于物体没有受力,这时物体的运动状态就没有发生变化。因此C项错,而D项正确。答案:BD
6.坐在原来做匀速直线运动的汽车里的人,身体突然向右倾斜,这可能是()
A.汽车正在加速
B.汽车正在减速
C.汽车正在向左拐弯
D.汽车正在向右拐弯
思路解析:坐在匀速直线行驶的车里的人原来与车运动状态相同,当车的运动状态突然发生变化时,人与车接触的部位由于受力与车一起改变了状态,但上半身由于惯性仍保持原来的运动状态,人相对车向右倾斜,则说明车向左拐弯,故选C。
答案:C
7.氢气球用绳子系着一个重物,共同以10 m/s的速度匀速竖直上升,当到达某一个高度时,绳子突然断开,这个重物将()
A.继续上升一段,然后下落
B.立即下落
C.以原来的速度一直上升
D.以上说法都不对
思路解析:重物原来随气球一起以10 m/s的速度匀速上升,当绳子突然断开,重物由于惯性会继续向上运动,又由于重物受到向下的重力作用,所以重物向上运动越来越慢,最后在重力作用下向下做加速运动,故选A。此题易错选B,因为气球的拉力是重物上升的动力,重力为阻力,此时绳子断开,动力消失,只受重力,有的同学可能没考虑到惯性而轻易认为在重力作用下,重物会立即下落,从而错选B。
答案:A
8.吊在室内的电扇重为G,静止时固定杆对它的拉力为F1,电扇的扇页水平转动起来后,杆对它的拉力为F2,则()
A.F1=G F2=G
B.F1>G F2=G
C.F1=G F2<G
D.F1>G F2>G
思路解析:由吊扇静止时固定杆对它的拉力为F1,知F1=G。当电扇平转起来后,电扇受到
三个力的作用,重力G、杆的拉力F2和空气对它的浮力F
浮,并且浮力F
浮
的方向竖直向上。
浮力怎么来的呢?因为力是物体与物体间的相互作用,当电扇平转起来后,它吹出来的风方向竖直向下,作用在空气上,空气自然也对电扇产生一个方向相反的作用力,作用在电扇上,这个力就是浮力。三力的合力为零。
即F2+F
浮
= G由此就知道:F2 答案:C 9.从左向右匀速直线飞行的飞机先后投下两枚炸弹,不计空气阻力,落地前两枚炸弹在空中的位置应如图12-5-3中的() 图12-5-3 思路解析:两枚炸弹原来都随飞机匀速向右飞行,炸弹投下后,由于惯性,仍要保持原来匀速直线运动状态运动一段距离,但由于重力的作用,最后都要落下来。因此落地前两枚炸弹在水平方向运动的距离是相等的。故应选B。 答案:B 10.一杯水放在列车内的水平桌面上,如果水面突然发生了如图12-5-4所示的变化,则列车的运动状态可能发生的变化是() 图12-5-4 ①列车突然向右启动②列车突然向左启动 ③列车向右运动时突然刹车④列车向左运动时突然刹车 A.①或② B.①或③ C.②或③ D.②或④ 思路解析:本题可采用代入法。将各个选项代入题中,分析产生的结果与图中所示的现象是否相符。列车如果是静止的或做匀速直线运动,杯中水面应是水平的,车子若向右运动或向左运动时突然刹车,水由于惯性仍要保持原来的运动状态,应向左涌,因此①、④两个变化是不可能的。若列车突然向左启动或向右运动时突然刹车,水由于惯性要保持原来的运动状态而向右涌,因此②、③两个变化是可能的。故应选C。 答案:C 11.(2010江苏泰州模拟)在日常生活中,我们常有下列一些经历或体验。其中,与物理学中所说的惯性有关的是() A.明知自己的某个习惯动作不好,可是很难在短期内彻底改正 B.公交车往往是开开停停,因而给乘客们带来后仰前俯的烦恼 C.提着较重的物体走路,时间长了会感到手臂肌肉酸痛 D.长时间看书,突然抬头看远处的景物会感到模糊 思路解析:A项是个人平时的生活习惯;C项是由于一种动作时间太长而感到累;D项是由于长时间的看书,再看远处的景物时眼睛有点不适应,这三项都与物理的惯性无关,而B 项正是惯性在生活中的表现。要能够区分生活中的习惯与物理中的惯性。 答案:B 12.(2010河北课改区模拟)我国第一列磁悬浮列车于2002年12月在上海通车,它的设计最大速度为430 km/h。磁悬浮列车是利用同名磁极__________________的原理使列车与导轨脱离接触,消除了车体与轨道之间的____________,从而大大提高了列车的速度。坐在该列车上的小红同学,看到窗外的房子飞速向后退去,这是以_____________为参照物的。 思路解析:磁极相互作用的特点是同极性相斥,异极性相吸。磁悬浮列车是利用同名磁极相斥的原理使列车与导轨脱离接触,消除了车轮与铁轨之间的摩擦,从而提高列车的速度。车上的小红看到窗外的房子飞速向后退去,这是以列车为参照物的。 答案:互相排斥摩擦(摩擦力)列车 13.运输液体货物的槽车,液体中有气泡,如图12-5-5所示,当车向前启动时,气泡将向_________运动,刹车时,气泡将向_________运动,其原因是_________具有惯性。 图12-5-5 思路解析:本题中的液体和气泡相比(单位体积的液体和气体),液体的质量比气泡大,所以液体的惯性要比气泡大,当车启动时,液体由于惯性要保持静止状态,即相对于槽车向后运动,所以会看到气泡向前运动,当刹车时,液体由于惯性,会继续向前运动,所以会扯到气泡向后运动。 答案:前后液体 14.(2010安徽芜湖模拟)理想实验是研究物理规律的一种重要的思想方法,它以大量可靠的事实为基础,以真实的实验为原型,通过合理的推理得出物理规律。理想实验能深刻地揭示物理规律的本质。 如图12-5-6所示,是伽利略著名的斜面理想实验,实验设想的步骤有: ①减小第二个斜面的倾角,小球在该斜面上仍然要达到原来的高度。 ②两个对接的斜面,让静止的小球沿一个斜面滚下,小球将滚上另一个 斜面。 ③继续减小第二个斜面的倾角,最后使它成水平面,小球将沿水平面做持续的匀速运动。 ④如果没有摩擦,小球将上升到原来释放时的高度。 图12-5-6 (1)请将上述步骤按照正确的顺序排列_________(只要填写序号)。 (2)在上述设想步骤中,有的属于可靠事实,有的则是理想化的推论。下面关于这些事实和推论的分类正确的是() A.①是事实,②③④是推论 B.②是事实,①③④是推论 C.③是事实,①②④是推论 D.④是事实,①②③是推论 思路解析:(1)略。(2)在伽利略著名的斜面理想实验的四个步骤中①、③、④实际不能做到,因为运动过程中有阻力作用,所以不能达到原来的高度,不能做持续的匀速运动,是理想化的推论。②可以,实际能做到。所以选B。 答案:(1)②④①③(2)B 《牛顿第一定律》教学设计 同州中学教师:王亚文 1.知识与技能一、三维目标 ⑴体会伽利略的理想实验思想。 ⑵理解牛顿第一定律的内容及意义;理解力和运动的关系。 ⑶理解惯性的概念,知道质量是惯性大小的量度。 2.过程与方法 ⑴通过回顾历史探究过程理解牛顿第一定律的形成过程。 ⑵理解理想实验是科学研究的重要方法。 3.情感态度与价值观 ⑴通过运动和力的关系的历史探究过程,使学生体会规律的形成都有一个从感性到理性、从低级到高级的产生、发展和演变的过程。 ⑵通过理想斜面的教学,体会理想实验的魅力。 二、教材分析 牛顿运动定律是整个力学体系的基石,而牛顿第一定律又是这个“基石”中的“基石”,它定性地揭示了力和运动的关系,提出惯性的概念,为定量研究力和运动的关系拉开了序幕。 高中教材与初中相比,主要有四方面的不同。 一是定律内容深浅不同:初中教材叙述为“一切物体在没有受到外力作用的时候,总是保持静止状态或匀速直线运动状态”;高中教材叙述为“一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止”。高中教材中的表述具有更为丰富的内涵,它强调了力是改变物体运动状态的原因,突出了第一定律的独立性和重要意义,也为学习牛顿第二定律做了一定的铺垫。 二是惯性的认识层次不同:初中强调一切物体都有惯性,高中侧重惯性与质量的关系。 三是实验的设计、探究及思维深度不同:初中为斜面小车实验;高中为伽利略理想实验,突出了理想实验这种科学方法的价值所在。 四是情感、态度、价值观的体现不同:初中对牛顿第一定律建立的历史一语带过,高中教材回顾了历史,让学生体会一个规律的获得是一代又一代人努力的结果,能够激发学生追求科学,勇于创新的情感。 三、学情分析 经过初中的学习,学生初步知道了牛顿第一定律的内容和惯性的概念,但是缺乏对牛顿第一定律建立历史的了解,对内容也是一知半解。 学生对于“质量是惯性唯一的量度”更是缺乏认识,凭借自己的生活经验,认为速度也是惯性的量度。教师要在课堂上充分引导,配合实验、结合生活事例来澄清概念。 教学实践表明,学生在头脑中建立正确的力和运动关系的过程,并非一帆风顺,常常形成与亚里士多德相似的观点,且根深蒂固。处理具体的实际问题时,一些直觉的错误观点不时冒出来,存在着严重的"口是心非"问题。 四、教学重难点 1.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。 2.教学难点:力和运动的关系;惯性和质量的关系。 五、教学活动设计 (一)创设游戏,引入课题 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, 《第一节牛顿第一定律》导学案 编者:程文清罗杰 【课前预习】 一、伽利略的理想实验 1.伽利略为了说明他的思想,设计了一个实验:让小球沿一个斜面从静止状态开始滚下,小球将滚上另一个斜面,如果没有摩擦,小球将上升到.减小后一斜面的倾角,小球在这个斜面上仍达到,但这时它要.继续减小第二个斜面的倾角,球达到同一高度时就会.于是他问道:若将后一斜面放平,球会滚动多远? 2.结论:一旦物体具有某一速度,如果它不受力,物体将以这个速度运动下去.也就是说,,而恰恰是的原因. 3..意义:(1)提供了一种非常重要的研究方法:“实验+科学推理”的方法. (2)揭示了. 二、力与物体的运动状态 1. 是描述物体运动状态的一个物理量,它是矢量,既有大小又有方向. 2.(1)当物体的速度大小和方向都保持不变时,则这个物体的保持不变.(2)当物体的发生变化时,则这个物体的运动状态发生了变化.物体的运动状态变化有以下三种情况:①速度的方向不变,只有大小改变.②速度的大小不变,只有方向改变.③速度的大小和方向都发生改变. 3. 是改变物体运动状态的原因,不是维持物体运动状态的原因,物体运动状态发生改变必定受到不为零的外力作用,反之亦然,力与运动状态没有联系. 三、牛顿第一定律 1.内容:一切物体总保持或,直到有迫使它改变这种状态为止. 2.理解:(1)揭示了物体所具有的一个重要属性—惯性,即性质.定律指出,一切物体在任何情况下都具有惯性,正因为如此,牛顿第一定律又叫定律.(2)明确了力的含义.力不是,而是.(3)定性地揭示了力和运动的关系.任何物体只要,它所受的合外力必然为零;反之,如果物体的运动状态发生了变化,那么物体必受到了合外力. 3.定律成立的条件:惯性参考系 在研究地面上物体的运动时,一般选取地面或相对地面静止或匀速直线运动的物体为惯性系. 四、对惯性的理解 1.概念:惯性是一种性质,保持原有运动状态不变的性质,是物体的固有属性. 2.决定因素:由惟一决定,与运动状态,与是否受力. 3.表现形式:(1)在不受力条件下,惯性表现出“保持”“原来的”运动状态,有“惰性”的意思.(2)在受力条件下,惯性表现运动状态改变的难易程度,质量越大,惯性越大,运动状态越难以改变. . 【预习检测】 1.关于牛顿第一定律,下列说法正确的是( ) A.牛顿第一定律是一条实验定律B.牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因 C.惯性定律和惯性的实质是相同的D.物体的运动不需要力来维持 2.下面是摘自上个世纪美国报纸上的一篇小文章:阿波罗登月火箭在脱离地球飞向月球的过程中,飞船内宇航员通过无线电与在家中上小学的儿子汤姆通话.宇航员:“汤姆,我们现在已关闭火箭上所有推动机,正向月球飞去.”汤姆:“你们关闭了所有推动机,那么靠什么力量推动火箭向前运动?”宇航员犹豫了半天,说:“我想大概是伽利略在推动飞船向前运动吧.”若不计星球对火箭的作用力,由上述材料可知下列说法错误 ..的是( ) A.汤姆问话所体现的物理思想是“力是维持物体运动的原因” B.宇航员答话所体现的物理思想是“力是维持物体运动的原因” C.宇航员答话所体现的物理思想是“物体运动不需要力来维持” 八年级物理《第五节牛顿第一定律(第一课 时)》学案鲁教版 1、体会牛顿第一定律的得出过程,了解这种研究问题的方法(实验推理法)。 2、记住牛顿第一定律的内容学习重点难点:实验探究牛顿第一定律的方法,学习过程 一、知识准备: 1、力的作用效果是。 2、物体运动状态的改变包括和 二、思考问题,小组讨论并交流展示 1、一个静止的物体,要想使它运动起来,必须对物体有的作用, 2、一个运动的物体,要使它一直运动下去,必须有力维持它的运动吗?举例:在平地上骑自行车的时候,即使不踩踏板,车也会前进一段距离,但因为没有继续用力,它最终还是要停下来。停下来的原因是车受到的作用,如果没有阻力,自行车的运动状态会怎样呢? 三、进行新课: 牛顿第一定律 (一)自学课本,回答 1、亚里士多德的观点: 2、伽利略的观点: (二)实验探究:阻力对物体运动的影响:(研究方法是:) (三)小组讨论:在设计实验过程中,为什么小车每次都从同一高度滑下来?三次实验中水平面上有什么不同,为什么?小车在水平面上运动的距离远近说明了什么? (四)学生分组进行实验探究。记录表格实验次数表面材料阻力大小滑行距离1 毛巾2 木板3 玻璃推理想象光滑表面分析与论证,得出结论。 (1)如果运动的物体不受力,它将___________。 点拨拓展:(2)如果静止的物体在光滑的平面上不受力,它将___________。点拨升华:运动的物体在没有受到外力作用的时候,总是保持状态,静止的物体在没有受到外力作用的时候,总保持状态。 (六):总结规律:牛顿第一定律: 练习提高:正在做曲线运动的物体,当它受到的力同时消失时,物体将() A、做匀速直线运动 B、做减速运动 C、继续做曲线运动 D、突然停下来 看得远一些, 是因为站在巨人的肩膀上” ——牛顿 学习目标: 《牛顿第一定律》教学设计 1. 能大致叙述发现牛顿第一定律的历史过程,并能作出初步评述; 2. 能清楚地描述伽利略关于力与运动的思想观念,以及对应设计出的理想实验和相应的推理结论; 3. 理解牛顿第一定律的内容和意义; 4. 能举例说明物体的质量是其惯性大小的量度。 新课: 【探究一】 1. 视频导入:女儿推箱子,用力推箱子,箱子动;不推时不动。女儿提出问题? 学生:举例生活中观察到类似的现象? 亚里士多德观点:力是维持物体运动的原因 2. 小组交流:亚里士多德的观点是否正确?并分析一下原因? 【探究二】小光盘的运动情况 1. 小光盘被推动后的运动情况? 2. 将套在小光盘上的气球充足气,气球放气的同时,再次推动小光盘,探究小光盘的运动情况? 伽利略猜想:若没有摩擦阻力、流体阻力的影响,物体将在水平面上永远运动下去。 伽利略理想斜面实验: 伽利略结论:若没有摩擦阻力、流体阻力的影响,物体将在水平面上永远运动下去。呼应引入: 同学们,通过学习你能帮我解答我女儿提出的问题吗? 思考:谁的研究方法更科学? “我之所以比别人 笛卡儿的观点:如果运动中的物体没有受到力的作用,它将继续以同一速度沿同一直线运动,既不停下来也不偏离原来的方向。 笛卡儿的观点与伽利略的观点的区别: 实验探究:利用气垫导轨,探究运动的滑块的运动情况? 结论:运动的物体如果不受摩擦力的作用,将一直匀速运动下去。 牛顿第一定律 内容: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。 (一)字面理解: (1)一切物体——所有物体,无一例外; (2)总——反映了物体本身的固有属性; (3)匀速直线运动状态或静止状态——平衡状态; (4)力迫使它改变这种状态——力是改变物体运动状态的原因 (二)内涵: (1)揭示了运动和力的定性关系:力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因,即力是产生加速度的原因。 (2)物体具有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质,这种性质叫惯性;惯性是一切物体的固有属性 牛顿第一定律又叫惯性定律 【探究三】 (壱)小组讨论,举例生活中与惯性有关的现象; “我之所以比别人看得远一些,是因为站在巨人的肩膀上” ——牛顿 《牛顿第一定律》练习题姓名: 一、填空题 1.要想改变物体的运动状态,必须对物体施以_________________的作用,力是______物体运动状态的原因. 2.物体从______变为运动或从______变为静止,物体速度的______或______发生变化,都叫做运动状态的改变. 3.一切物体在没有受到外力作用的时候,总保持______________________或______,这就是牛顿第一定律.又叫做______. 4.当汽车突然起动的时候,由于乘客具有______,他会向跟车行______的方向倾倒;向北行驶的汽车突然向西拐弯时,车上的乘客会向______倾倒. 5.沿水平方向匀速飞行的轰炸机,要击中地面目标,应在______投弹.(填“目标正上方”或“到达目标上方前”) 6.在平直公路上匀速行驶的汽车受到的阻力大小______汽车的牵引力(=,<,>). 7.放在水平桌面上静止的物体,受到______和__________________两个力的作用,它们的施力物体______和______,这两个力的关系是______. 8.重104N的车厢,在103N水平拉力作用下做匀速直线运动,车厢受到的阻力是______N;若将拉力增大,则车厢速度将______;若拉力减小,则车厢速度将______. 二、选择题 9.正在运动着的物体,如果它所受的一切外力同时消失,那么它将( ) A.立即停下来 B.先慢下来,然后再停下来 C.改变运动方向 D.沿原来的运动方向做匀速直线运动 10.关于惯性,以下说法正确的是( ) A.静止的物体没有惯性,运动的物体才有惯性 B.物体运动速度越大,其惯性越大 C.物体惯性的大小与运动状态有关 D.任何物体在任何情况下都有惯性 11.一位旅客在匀速直线前进的轮船的甲板上竖直向上跳起,这位旅客的落地点(不计空气阻力) ( ) A.在起跳点之后 B.在起跳点之前 C.仍在起跳点 D.无法确定 12.关于力和运动的关系,下列说法中正确的是( ) A.力是维持物体运动状态的原因 B.力是改变物体运动状态的原因 C.只有在力的作用下物体才能运动 D.只要有力作用在物体上,物体的运动状态就一定改变 13.下列现象中,不属于惯性现象应用的是( ) A.用手拍打衣服上的灰尘 B.锤头松了,将锤柄在地上撞几下 C.运动员采用助跑跳远 D.骑自行车时为了减速捏车闸 14.我国公安部规定,汽车前排的司机和乘客都应在胸前系上安全带,这主要是为了减轻在 八年级物理下册第五节牛顿第一定律导学案 新人教版 难点:对牛顿第一定律的理解预习案知识准备 1、力的作用效果有两个:一是里可以改变物体的运动状态,二是里可以改变物体的形状。 2、物体处于静止或匀速直线运动时运动状态不变。教材助读 1、维持运动需要力吗? 2、阻力;阻力对物体运动有影响吗? 3、牛顿第一定律英国科学家牛顿总结了伽利略等人的科学研究成果,概括出一条重要的物理规律,内容是怎样的?预习自测我的疑惑请你将预习中未能解决的问题和疑惑写下来,待课堂上与老师和同学探究解决?信息链接伽利略是第一个把实验引进力学的科学家,他利用实验和数学相结合的方法确定了一些重要的力学定律。1582年前后,他经过长久的实验观察和数学推算,得到了摆的等时性定律。接着在1585年因家庭经济困难辍学。离开比萨大学期间,他深入研究古希腊学者欧几里得、阿基米德等人的著作。他根据杠杆原理和浮力原理写出了第一篇题为《天平》的论文。不久又写了论文《论重力》,第一次揭示了重力和重心的实质并给出准确的数学表达式,因此声名大振。与此同 时,他对亚里士多德的许多观点提出质疑。在1589~1591年间,伽利略对落体运动作了细致的观察。从实验和理论上否定了统治千余年的亚里士多德关于“落体运动法则”确立了正确的“自由落体定律”,即在忽略空气阻力条件下,重量不同的球在下落时同时落地,下落的速度与重量无关。根据伽利略晚年的学生V、维维亚尼的记载,落体实验是在比萨斜塔上公开进行的:1589年某一天,伽利略将一个重10磅,一个重1磅的铁球同时抛下,几乎同时落地,在场的竞争者个个目瞪口呆,在大笑中耸耸肩走了。但在伽利略的著作中并未明确说明实验是在比萨斜塔上进行的。因此近年来对此存在争议。伽利略对运动基本概念,包括重心、速度、加速度等都作了详尽研究并给出了严格的数学表达式。尤其是加速度概念的提出,在力学史上是一个里程碑。有了加速度的概念,力学中的动力学部分才能建立在科学基础之上,而在伽利略之前,只有静力学部分有定量的描述。伽利略曾非正式地提出过惯性定律(见牛顿运动定律)和外力作用下物体的运动规律,这为牛顿正式提出运动第一、第二定律奠定了基础。在经典力学的创立上,伽利略可说是牛顿的先驱。探究案探究点一探究阻力对物体运动的影响(重点)问题 1、书中P45,在“阻力对物体运动的影响”的实验中,实验方法是什么?问题 2、此实验中,保持哪些量不变?分别使用毛巾,棉布,木板的用意是什么?问题 第八章运动和力第一节牛顿第一定律 教学设计 【教学目标】 一、知识与技能 1、通过实验理解阻力对物体运动的影响 2、通过牛顿第一定律的科学推理过程,理解牛顿第一定律 3、通过生活经验了解惯性,并用惯性解释生活中的现象 二、过程与方法 l.探究阻力对物体运动的影响,具有初步的能力、逻辑推理能力和科学想象能 力.2.通过与生活中实例相结合的方法体会任何物体都具有惯性.尝试用已知的科学 规律解释具体问题,具有初步的分析概括能力和浯言表达能 力.三、情感态度与价值观 通过活动和阅读感受科学就在身边,体验科学对人类生活的重要性.增强对科学的热爱. 【教学重点】 一、重点 1、实验:阻力对物体运动的影响 2、牛顿第一定律的内容及理解延伸 3、利用惯性解释生活中的现象,将物理知识回馈生活。 二、难点: 1、实验+推理的物理方法 2、牛顿第一定律的应用 【教学方法】 实验探究法:通过学生的探究实验,引导学生正确推理,概括出牛顿第一定律 分析法:在学习掌握牛顿第一定律的基础上,通过学生们的讨论分析解释生活中的现象,理解惯性的概念,学会分析问题的思路和方法. 【教具准备】 小车、斜面、光滑木板、毛巾、棉布、投影仪等. 【教学过程】 一、引入新课 通过一个简单而又复杂的问题——滑滑板车,引出甲乙两方观点——物体的运动需不需要力来维持,引发学生思考,带着问题进入新课的学习。 二、展现学习目标,明确本节课的目的 三、新课教学 [师]回顾刚才的问题,很久很久以前对这一问题就有了不同的观点,亚里士多德提出物体的运动需要力来维持,伽利略后来通过实验证明了亚里士多德观点是错误的,提出了物体的运动不需要力来维持,物体之所以停下来是因为阻力。那么今天我们就来探究一下阻力对物体运动到底有怎样的影响。 介绍实验器材,学生自学导学案上的内容,将实验方法补充完整。 [生]控制变量法和转换法及从哪看出。 [师]简单点拨 [生]分小组开展实验,并完成实验记录及结论填写。 《牛顿第一定律》教学设计 铅山县第一中学陈志峰 ★教材分析 牛顿运动定律是动力学的基础,正确认识力和运动的关系,是学好物理的关键,教学中应联系生活、贴近实际,以激发学生学习的兴趣。 l、理解力和运动的关系是本节课的重点,通过实验和生活的例子进一步体会,力不是维持物体运动的原因,而是改变运动状态的原因。这对以后研究问题,受力分析都是非常重要的。 2、惯性与质量的关系是这节课的难点,通过举例反复体会。 ★学生分析 1、力是维持物体运动状态的原因还是改变物体运动状态的原因,人们正确认识这个问题,经历了漫长的历史过程,同样学生要正确认识它,也要克服日常经验带来的错误认识,所以一开始就用了两个实验,让他们通过观察、思考,来澄清错误的认识。 2、惯性是一个重要的概念。虽然学生在初中接触过,但仍有一些学生误认为“物体在保持匀速直线运动或静止时才有惯性”。不理解一切物体都有惯性,而且惯性大小与质量有关。要解决这问题也不是一蹴而就的,需要通过实例分析慢慢接受。 ★新课标要求 (一)知识与技能 1、理解力和运动的关系,知道物体的运动不需要力来维持。 2、理解牛顿第一定律,知道它是逻辑推理的结果,不受力的物体是不存在的。 3、理解惯性的概念,知道质量是惯性大小的量度. (二)过程与方法 1、培养学生分析问题的能力,要能透过现象了解事物的本质,不能不加研究、分析而只凭经验,对物理问题决不能主观臆断.正确的认识力和运动的关系. 2、帮助学生养成研究问题要从不同的角度对比研究的习惯. 3、培养学生逻辑推理的能力,知道物体的运动是不需要力来维持的。 (三)情感、态度与价值观 1、利用一些简单的器材,比如:小球、木块、毛巾、玻璃板等,来对比研究力与物体运动的关系,现象明显,而且更容易推理。 2、培养科学研究问题的态度。 3、利用动画演示伽利略的理想实验,帮助学生理解问题。 4、利用生活中的例子来认识惯性与质量的关系。培养学生大胆发言,并学以致用。★教学重点 第八章运动和力 第1节牛顿第一定律 第1课时牛顿第一定律 知识点1阻力对物体运动的影响 1.地面上滚动的足球滚动得越来越慢,最终静止,是因为足球受到地面的________。这说明物体的运动并不需要________来维持,力是________物体运动状态的原因。 2.物体的运动需要力来维持吗?这个问题曾经困扰人们很长时间。其实,利用如图8-1-1所示的实验装置做实验,然后经过合理的推理,我们就可以回答这个问题。要确保实验成功,下列关于三次实验的一些描述错误的是() 图8-1-1 A.所用的斜面是相同的 B.所用的小车是相同的 C.水平面的粗糙程度是不同的 D.小车从斜面上下滑的高度不同 3.如图8-1-2所示是探究“阻力对物体运动的影响”的实验装置,请回答: 图8-1-2 (1)让小车从斜面上滑下后在水平面上运动,是为了使小车在竖直方向上受到的______力和________力的作用效果相互抵消,相当于小车只受水平方向上的阻力。 (2)每次都让小车从同一斜面的同一位置由静止开始滑下,是为了使小车滑到斜面底端时________________________________________________________________________ ________________________________________。 (3)分别选择光滑木板、棉布、毛巾铺在斜面底端的水平面上,发现从斜面相同高度处由静止运动下来的小车在不同水平面上运动时速度都在减小,且水平面越光滑,速度减小得越______,运动的距离越______。 (4)请大胆猜想:在水平面上运动的小车若不受阻力,会____________________。 知识点2牛顿第一定律 第1节牛顿第一定律 核心素 养 物理观念科学思维科学态度与责任 1.理解力和运动的关系,知道物 体的运动不需要力来维持。 2.理解牛顿第一定律及意义。 3.理解惯性的概念,知道质量是 惯性大小的量度。 通过伽利略的斜面实验 推理过程,感悟理想实 验是科学研究的重要方 法之一。 通过伽利略和亚里 士多德对力和运动 关系的不同认识, 了解人类认识事物 本质的曲折性。 知识点一历史回顾 代表人物主要观点 亚里士多德 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 某个地方 伽利略力不是维持物体运动的原因 笛卡儿 如果运动中的物体没有受到力的作用,它将继续以同一速度沿同一直线运 动,既不会停下来,也不会偏离原来的方向 [思考判断] (1)亚里士多德认为力是维持物体运动的原因。(√) (2)伽利略认为,没有力作用在物体上,它就不能运动。(×) (3)笛卡儿认为若没有力作用,物体的运动状态就不会改变。\(√), 知识点二理想实验的魅力 1.伽利略的理想实验:让一个小球沿斜面从静止状态开始运动,小球将“冲”上另一斜面,属于事实 如果没有摩擦,小球将到达原来的高度。减小第二个斜面的倾角,小球在这个斜 属于理想化推论 面上仍将达到同一高度,但它要运动得远些。继续减小第二个斜面的倾角,球到达同一高度时就会离得更远。若将第二个斜面放平,球将永远运动下去。如图 所示。 伽利略“理想实验”的卓越之处不是实验本身,而是实验所使用的独特方法:在实验的基础上,进行合理外推。 2.结论:力不是维持物体运动的原因。, (1)真实实验是一种实践活动,是可以通过一定的实验器材和实验方法来实现的实验。 (2)理想实验是一种思维活动,是抽象思维中设想出来的、无法做到的实验。 第五节惯性定律 第五节惯性定律从容说课本节内容是在前几节机械运动及力的基础上进一步学习力和运动的初步知识.如本节内容中的第一个知识点“牛顿第一定律”,是在上节力的作用效果之一改变物体运动状态的基础上提出问题(如果物体不受力将会怎样运动),通过实验、分析、推理得出的.惯性是学生生活常见的现象,但同学们很少想过为什么,教材从学生熟悉的事例入手提出问题,容易引起同学们的学习兴趣,解释清楚了现象,对牛顿第一定律也就有了很好的理解和应用.二力的平衡也是在惯性定律的基础上提出问题,通过学生的探究得出了二力的平衡条件.二力平衡的情况随处可见,力学问题中经常要运用二力平衡的条件来进行分析,因此,牛顿第一定律的得出和二力平衡是本节的重点,对惯性现象的解释是本节的难点.教学中教师重在引导,引导学生根据生活经验及现象大胆假设,小心求证,合理推测,在掌握知识的基础上,又能用所学知识分析、解释生活中的现象,解决生活中的简单问题.教学目标一、知识目标1.知道牛顿第一定律的内容.2.知道惯性的概念,会解释简单的惯性现象.3.知道二力平衡,理解二力平衡的条件,会应用二力平衡的知 识解决简单的实际问题.二、能力目标l.探究摩擦力对物体运动的影响,具有初步的观察能力、逻辑推理能力和科学想象能力.2.通过活动体验任何物体都具有惯性.尝试用已知的科学规律解释具体问题,具有初步的分析概括能力和浯言表达能力.三、德育目标通过活动和阅读感受科学就在身边,体验科学对人类生活的重要性.增强对科学的热爱.教学重点牛顿第一定律及二力的平衡.教学难点惯性现象的解释.教学方法探究法:通过学生的探究实验,引导学生正确推理,概括出牛顿第一定律,总结出二力平衡的条件.分析法:在学习掌握牛顿第一定律的基础上,通过学生们的讨论分析解释生活中的现象,理解惯性的概念,学会分析问题的思路和方法.教具准备惯性小车、斜面、光滑木板、毛巾、棉布、棋子、直尺、长方木块、两个定滑轮、钩码若干、细绳、投影仪等.课时安排1课时教学过程一、引入新课收集与教材p34图11.5-1中内容相关的录像资料让学生观看.[放录像] ·自行车比赛中冲过终点的自行车.·滑冰比赛中到达终点后的运动员.·被小朋友弹出去的琉璃球.[师]同学们在录像中看到的这些现象,在日常生活中常会见到,你也一定有过这样的体验.运动的物体为什么会停下来呢?同学们看书p34左下角内容,先了解古人的思辨.(学生看书,还会有小范围的讨论) [师] 由牛顿第一定律想到《墨经》 李树祥(特级教师) 所谓牛顿第一定律就是“一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止”。从教科书中,我们知道:牛顿第一定律是牛顿在伽利略和笛卡尔的基础上研究总结出的的。实际上,早于牛顿两千多年的我国的战国时期,墨家学派所著的《墨经》中就直观的描述了运动物体的停止现象,《墨经》上说:“无久之不止,当牛非马”。英国科技史专家李约瑟博士在研究《墨经》中的上述相关内容时,认为可以理解为:“运动的停止是由外力造成的-----如果没有外力,运动就永远不会停止。这个道理是真实的,正如牛就是牛,而不是马。”由此可以看出,这与牛顿第一定律的内容是非常接近的。除此之外,《墨经》中还包含着哪些物理知识呢? “墨经”是《墨子》一书的重要组成部分,它概括了墨家关于认识论、逻辑学、经济学和自然科学的研究成果。它的创始人姓墨名翟。生卒年不详,大概是在前479年—前381年以内。是中国春秋战国时思想家、政治家。提出“兼爱”“非攻”等观点,创立墨家学说。墨子首先是位机械师,因而在他的著作中,包含大量力学与机械设计原理。他在《经上》中明确提出,力是物体加速运动的原因,即“力,刑之所以奋也”。更进一步,他在《经上说》中指出,力与重力等效,即“力,重之谓”。纠正了流传已久的谬误:把重力与重量混淆。他这种论断与近两千年后伽俐略、牛顿的理论极为接近。 在《墨经》中,空间是一个与时间密不可分的概念,墨子认为“宇”即“域徙”,即物体运动的区域。两千多年后,爱因斯坦的相对论为这一直觉的朴素时空观添上了完美的注脚。 在光学方面,墨子还详尽地说明了小孔成像的原理。光线照入小孔同箭的射入一样,即光是直线传播的,从物体高处射入的光线到达壁的下方,从物体低处射入的光线到达壁的上方。人足在下,蔽着下光,故足的影成于壁的上方,人首在上,蔽着上光,故首的影 成于壁的下方。 《墨经》成书的年代比古希腊欧几里得的《几何原本》还要早,但其涵盖的内容却要丰富得多。在墨子的著作中,对杠杆、斜面、滑车等于民有利的机械原理大书特书。比如他完整无误地阐述了杠杆原理,短臂叫本,长臂叫标,指出杠杆省力的原因乃“本短标长”。他提倡用滑轮(挈)与斜面(滑车)来帮助提升重物。他设计的滑轮系统与英国的“阿特伍德机”极其相似。 现在看来,墨家学说是中国历史上最接近于科学启蒙的著作。它比阿基米德掌握杠杆原理要早两个世纪,与欧几里得一样对几何学进行了朴素且严密的定义,可是它并没有取得《几何原本》在西方科学史上那样彪炳史册的地位。它也没有引发一场轰轰烈烈的科学革命,这不能不令人嗟叹。当然,主要原因在于墨家遭到当时王公大人的猜忌和反对,再加上墨家本来就是小生产劳动者的思想特征的反映,同时这些自然科学方面的内容不易为当时的人们所接受。随着封建势力的发展,墨家思想体系也逐渐泯灭,他的闪光的科 第七章力与运动 第一节科学探究:牛顿第一定律(1课时) 教学目标 1.体会亚里士多德与伽利略的思想冲突,通过动手实验,用分析与论证的方法探究出牛顿第一定律,并学会用自己的语言表达牛顿第一定律的内容。从对牛顿第一定律的探究过程中发展学生的观察能力、分析能力、归纳论证的能力和表述信息的能力。 2.认识伽利略的理想实验方法,了解物理上理想实验的实质。 3.通过大量的事实认识惯性,并了解利用惯性和防止惯性的方法;知道惯性与惯性定律的区别和联系;能够将惯性知识应用到生产、生活实验当中,强化STS教育。 教学重点与难点 重点:通过对实验探究的参与,强化学生分析与论证的能力,加深对牛顿第一定律的理解。正确理解惯性的概念。 难点:转变学生的经验概念——力是产生物体运动的原因为力是改变物体运动状态的原因。利用惯性知识解释一些日常生活、生产的现象。 教学方法实验探究法:观察法、分析论证法。 教学用具斜面、木板、棉布、玻璃板、毛巾、滑块、刻度尺、鸡蛋、光滑的硬纸片、装有水的玻璃杯、化纤桌布、小车、木块、锤子等。 教学过程 一、探究:牛顿第一定律 1.常见的日常生活现象引入(PPT) (1)给静止的木箱施加一水平方向的推力,木箱沿着水平方向运动,撤去推力后,木箱停了下来; (2)用铁锤敲击钉子,钉子向下运动陷入木板。停止敲击,钉子就不再下陷; (3)踢出去的足球,虽然会继续“飞行”,但它总是会停下来的; (4)关闭了发动机的火车,虽然继续运动,但是最后它也将停下来。 师:以上这些现象有什么共同特征? (生:物体受到力的作用,就发生运动.不受力的作用,就停止运动。物体的运动需要力的作用,不受力的作用就不会动。) 师:你们能否再举一些事例说明你们的观点?(学生举例) 早在2000年以前,亚里士多德针对类似情况就提出了这样的观点:要维持物体作匀速运动,就必须给物体施加一恒定的力。他认为不受力而一直运动的物体是不存在的。 伽利略却对这种观点提出了质疑,他通过理想实验说明了:运动物体如果不受其他物体的作用,其运动会是匀速的,而且将永远运动下去。 课件动画演示伽利略的理想实验,如课本P126图7—3。 配文:伽利略通过斜面实验发现,当小球从左侧斜面的一定高度滚下时,无论右侧斜面的坡度如何,它都会沿斜面上升到与下落点几乎等高的地方。假如右侧斜面变成水平放置,小球将为了达到那个永远无法达到的高度而一直滚动下去。 师:伽利略是在分析大量事实的基础上进行合乎逻辑的科学推理,不是凭空想像。伽利略的理想实验驳斥了亚里士多德的关于力是维持物体运动状态的原因的学说。 当时法国科学家笛卡儿进一步的结论是“物体不受到任何外力作用的时候,不仅速度大小不变,而且运动方向不变,将沿原来的方向匀速运动下去。 2.实验探究:力和运动的关系 我们认为一个物体不受其他物体的作用,即物体不受到力的作用。在实际情况中是不存在的,所以我们设想让滑块从相同的斜面顶端滑下,以相同的速度开始运动,逐渐减小平 第1节牛顿第一定律核心素 养 物理观念科学思维科学态度与责任 1.理解力和运动的关系,知道 物体的运动不需要力来维持。 2.理解牛顿第一定律及意义。 3.理解惯性的概念,知道质量 是惯性大小的量度。 通过伽利略的斜面实 验推理过程,感悟理 想实验是科学研究的 重要方法之一。 通过伽利略和亚 里士多德对力和 运动关系的不同 认识,了解人类 认识事物本质的 曲折性。 知识点一历史回顾 代表人物主要观点 亚里士多德 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 要静止在某个地方 伽利略力不是维持物体运动的原因 笛卡儿 如果运动中的物体没有受到力的作用,它将继续以同一速度沿同 一直线运动,既不会停下来,也不会偏离原来的方向 [思考判断] (1)亚里士多德认为力是维持物体运动的原因。(√) (2)伽利略认为,没有力作用在物体上,它就不能运动。(×) (3)笛卡儿认为若没有力作用,物体的运动状态就不会改变。\(√), 知识点二理想实验的魅力 1.伽利略的理想实验:让一个小球沿斜面从静止状态开始运动,小球将“冲”上另一斜面,属于事实如果没有摩擦,小球将到达原来的高度。减小第二个斜面的倾角,小球在这个斜 属于理想化推论 面上仍将达到同一高度,但它要运动得远些。继续减小第二个斜面的倾角,球到达同一高度时就会离得更远。若将第二个斜面放平,球将永远运动下去。如图所示。 伽利略“理想实验”的卓越之处不是实验本身,而是实验所使用的独特方法:在实验的基础上,进行合理外推。 2.结论:力不是维持物体运动的原因。, (1)真实实验是一种实践活动,是可以通过一定的实验器材和实验方法来实现的 安庆蓝天实验学校中学物理汇报课教案 汇报人:操瑞祥 总课题:第八章运动和力总课时:6课时第1课时 课题:第1节牛顿第一定律课型:新授●教学目标: 1.知识目标 (1)知道牛顿第一定律的内容 (2)知道物体的惯性 2.能力目标 (1)实验探究阻力对物体运动的影响。 (2)通过活动体验,一切物体都有惯性。 3.情感目标 通过活动和阅读感受科学就在身边 ●教学重难点: 1.重点:牛顿第一定律2.难点:物体的惯性●教学用具:电脑、多媒体●教学方法:实验探究 ●教学过程: (一)引入新课 让学生观察教材16页的几幅图,思考运动的物体最终停下来的原因是什么?亚里士多德和伽利略给出截然相反的解释。“运动需要 力来维持”,“运动不需要力来维持” (二)讲授新课 1.牛顿第一定律 (1)探究摩擦力对物体运动的影响 按照教材第17页的实验进行探究不同表面,物体的运动距离不同向学生交代清楚实验的条件和做法:三种粗糙程度不同的表面;每次实验用的是同一辆小车;每次都在同一位置滑下,以保持小车到达水平表面的速度相同。 注:引导学生分析实验变化的条件是表面的粗糙程度改变,而其他条件没有改变。 通过flash演示实验,观察结果,得出结论:小车受到阻力越小,它运动得越远,引导学生进一步推理:如果小车不受任何阻力,小车的速度将保持不变,永远运动下去。 注:介绍得出该结论伽利略用了推理的方法。 从而得出牛顿第一定律的内容: (2)牛顿第一定律 一切物体在没有受到外力作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。即:“静者恒静,动者恒动” 注:说明“静止状态”与“匀速直线运动”的异同。 解释:物体不受力时,原来静止的物体将永远保持静止状态;原来运动的物体将永远做匀速直线运动,速度的大小和方向都不改变。 强调:牛顿第一定律是通过分析事实,再进一步概括、推理得出的。 第1节牛顿第一定律 学习目标核心素养形成脉络 1.知道伽利略的理想实验及其推理过程,知道理想实 验是科学研究的重要方法.(难点) 2.理解牛顿第一定律的内容及意义.(重点) 3.明确惯性的概念,会解释有关的惯性现象.(难点) 一、理想实验的魅力 1.亚里士多德的观点: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.即力是维持物体运动的原因. 2.伽利略的观点 (1)理想实验:让小球沿第一个斜面从静止状态开始向下运动,然后冲上第二个斜面,如果没有摩擦,小球上升的高度与释放时的高度相同.减小第二个斜面的倾角,小球滚动的距离增大. 科学推论:当将第二个斜面放平时,小球将会永远运动下去. (2)结论:力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因. 3.笛卡尔的观点:如果运动中的物体没有受到力的作用,它将继续以同一速度沿同一直线运动,既不停下来也不偏离原来的方向. 二、牛顿物理学的基石——惯性定律 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.牛顿第一定律又叫惯性定律. 三、惯性与质量 1.惯性:物体保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质. 2.惯性的量度:质量是物体惯性大小的唯一量度. 判一判(1)伽利略理想斜面实验是不科学的假想实验.() (2)理想实验所得到的结论是不可靠的.() (3)伽利略的“理想实验+科学推论”的方法是一种科学方法.() (4)物体只有处于静止状态或匀速直线运动状态时才有惯性.() (5)物体运动速度越大,惯性越大.() (6)力无法改变物体的惯性.() 提示:(1)×(2)×(3)√(4)×(5)×(6)√ 做一做 如图所示(俯视图),以速度v匀速行驶的列车车厢内有一光滑水平桌面,桌面上的A处有一小球.若车厢中的旅客突然发现小球沿图中虚线由A向B运动.则由此可判断列车() A.减速行驶,向南转弯 B.减速行驶,向北转弯 C.加速行驶,向南转弯 D.加速行驶,向北转弯 提示:A 想一想冰壶是冬奥会的正式比赛项目.如果冰壶在冰面上运动时不受阻力作用,它将如何运动? 提示:根据牛顿第一定律,冰壶的运动状态将不发生变化,即它将保持匀速直线运动状态不变. 对牛顿第一定律的理解 1.伽利略理想实验的方法和意义 (1)“科学推理”的方法 实验事实:两个对接的斜面,让静止的小球沿一个斜面滚下,小球将滚上另一个斜面. 推理1:如果没有摩擦,小球将上升到原来的高度. 推理2:减小第二个斜面的倾角,小球在这个斜面上仍要达到原来的高度. 推理3:继续减小第二个斜面的倾角,最后使它成为水平面,小球将沿水平面永远运动下去.实验结论:力不是维持物体运动的原因. 牛顿第一定律练习题及答案 一、填空题 1.要想改变物体的运动状态,必须对物体施以_________________的作用,力是______物体运动状态的原因. 2.物体从______变为运动或从______变为静止,物体速度的______ 或______发生变化,都叫做运动状态的改变. 3.一切物体在没有受到外力作用的时候,总保持 ______________________或______,这就是牛顿第一定律.又叫做 ______. 4.当汽车突然起动的时候,由于乘客具有______,他会向跟车行 ______的方向倾倒;向北行驶的汽车突然向西拐弯时,车上的乘客会向______倾倒. 5.沿水平方向匀速飞行的轰炸机,要击中地面目标,应在______投弹.(填“目标正上方”或“到达目标上方前”) 6.在平直公路上匀速行驶的汽车受到的阻力大小______汽车的牵引力. 7.用钢丝绳系上一个重为500N的物体,当钢丝绳拉着它匀速上升时,绳对物体的拉力是______N,当钢丝绳拉着物体静止时,绳对物体的拉力是______N,当钢丝绳拉着物体以2 m/s的速度匀速下降时,绳对物体的拉力是______N. 8.放在水平桌面上静止的物体,受到______和__________________两个力的作用,它们的施力物体______和______,这两个力的关系是______. 43N水平拉力作用下做匀速直线运动,车厢受到的阻力是N的车厢,在109.重10______N;若将拉力增大,则车厢速度将______;若拉力减小,则车厢速度将______. 二、选择题 10.正在运动着的物体,如果它所受的一切外力同时消失,那么它将先慢下来,然后再停下来B.立即停下来A. C.改变运动方向 D.沿原来的运动方向做匀速直线运动 11.关于惯性,以下说法正确的是 A.静止的物体没有惯性,运动的物体才有惯性 B.物体运动速度越大,其惯性越大 C.物体惯性的大小与运动状态有关 D.任何物体在任何情况下都有惯性 12.一位旅客在匀速直线前进的轮船的甲板上竖直向上跳起,这位旅客的落地点不计空气阻力) ( B.在起跳点之前A.在起跳点之后无法确定C.仍在起跳点D. 关于力和运动的关系,下列说法中正确的是13. 力是维持物体运动状态的原因A. 力是改变物体运动状态的原因B. 只有在力的作用下物体才能运动C. D.只要有力作用在物体上,物体的运动状态就一定改变14.物体在平衡力的作用下,下列说法中哪个正确物体一定处于静止 学习内容五、牛顿第一定律授课教师谭清平学习时间第五周星期四班级C145 姓名小组 1、知道牛顿第一定律的产生以及内容,惯性的概念 学习目标 2、会应用惯性解决生活中的与惯性相关的实际问题个人感悟学习重点牛顿第一定律的产生、惯性的概念以及应用 实用文档 实用文档 不 求 最 好 但 求 更 好 1、亚里士多德的观点: 2、伽利略的观点: 3、牛顿的观点: 4、用力击打一摞棋子中最下面的一个,情况会怎样?为什么? 5、什么叫惯性? 6、惯性与牛顿第一定律(惯性定律)的区别? 【合作交流】 1、我存在的问题:1、 2、 3、 4、 5、6 2、小组合作交流后存在的问题:1、2、 3、 4、 5、6 【实验探究】 在研究牛顿第一定律的实验中,如图所示,用同一小车从同样斜面的同一高度滑下,观察小车在不同表面上运动的距离。 1、记录数据 表面状况 阻力的大小 小车运动距离 毛巾 棉布 不求 最好但求更好1、关于惯性,下列说法中正确的是( ) A.物体静止时不易推动,所以物体在静止时比在运动时惯性大 B.物体高速运动时不易停下来,所以物体速度越大,惯性越大 C.物体不受力时保持匀速直线运动或静止状态,所以物体只有在不受力时才有惯性 D.惯性是物体的固有属性,任何物体在任何情况下,都有惯性 2、北京奥运,举世瞩目,在下列奥运项目比赛的现象中,不能 .. 用惯性知识解释的是() A.射到球门框架上的足球被反弹 B.跳远运动员起跳前要助跑一段距离 C.射击比赛中子弹离开枪膛后继续向前运动 D.百米赛跑运动员到达终点时不能马上停下 3、跑步时,不小心脚被石头绊住,会怎么样?为什么? 【合作交流】 1、我存在的问题:1、 2、3 2、小组合作交流后存在的问题:1、2、3 实用文档 第1节牛顿第一定律 课题分析 本节内容由“阻力对物体运动的影响”“牛顿第一定律”“惯性”三部分内容组成。“阻力对物体运动的影响”是研究力与运动关系的重要实验,做好这个实验并在实验的基础上进行合理的猜想是得出牛顿第一定律的关键。运动和力是人们在生产和生活中经常接触到的物理现象。早在两千多年前人们就开始研究运动和力的关系,直到伽利略和牛顿时代,这个问题才得以解决。运动和力的关系问题不仅深化了人类对自然的认识,而且体现了科学研究的基本方法,对人类思维发展产生了重要影响。牛顿第一定律是经典力学的核心内容之一,它指出了力与运动的关系,即力不是维持运动的原因,而是改变物体运动状态的原因。它是整个初、高中物理课程的基础。要让学生完成对它的认识,最重要的是揭示建立牛顿第一定律的思维过程,帮助学生突破思维障碍。牛顿第一定律说明了物体有惯性,一切物体都有保持原有运动状态不变的性质。惯性与生活联系紧密,人们有时可以利用惯性,有时应注意防止惯性给人们带来危害。 教学目标 1.知识与技能 (1)认识牛顿第一定律。 (2)认识一切物体都具有惯性,能用物体的惯性解释生活和自然中的有关现象。 2.过程与方法 (1)通过实验,探究并确认阻力对物体运动的影响。 (2)经历建立牛顿第一定律的科学推理过程。 (3)能通过生活经验和大量事实认识一切物体都具有惯性。 3.情感、态度与价值观 (1)通过建立牛顿第一定律的科学推理过程学习科学思维方法。 (2)通过惯性现象的认识,树立交通安全意识。 (3)体会物理与生活的密切联系。 重点难点 重点:探究阻力对物体运动的影响。 难点:建立牛顿第一定律的科学推理过程。 教学设计 1.教具准备 斜面、小车、毛巾、棉布、木板、惯性演示仪、多媒体、实物投影等。牛顿第一定律讲述讲解
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