【知識(shí)與技能】
1.認(rèn)識(shí)牛頓第一定律。
2.知道什么是慣性。
3.用慣性解釋自然界和生活中的有關(guān)現(xiàn)象。
【過(guò)程與方法】
1.通過(guò)實(shí)驗(yàn)和推理探究物體不受力時(shí)怎樣運(yùn)動(dòng),體會(huì)伽利略“理想實(shí)驗(yàn)”的科學(xué)方法。
2.通過(guò)實(shí)驗(yàn)和觀察活動(dòng),理解一切物體都具有慣性。
【情感·態(tài)度·價(jià)值觀】
1.通過(guò)探究物體不受力時(shí)怎樣運(yùn)動(dòng),形成實(shí)事求是、不迷信權(quán)威、尊重自然規(guī)律的科學(xué)態(tài)度。
2.通過(guò)學(xué)習(xí)慣性的應(yīng)用,感受到科學(xué)就在我們身邊。
◇教學(xué)重難點(diǎn)◇
【教學(xué)重點(diǎn)】
“理想實(shí)驗(yàn)法”、牛頓第一定律、慣性。
【教學(xué)難點(diǎn)】
牛頓第一定律及對(duì)其內(nèi)涵的理解。
◇教學(xué)過(guò)程◇
一、新課導(dǎo)入
航天員在“太空行走”時(shí),航天員和飛船之間總是用一條“繩子”相連。你知道這條“繩子”有什么作用嗎?
二、教學(xué)步驟
探究點(diǎn)1 探究運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系
[閱讀課本]P49~51“探究運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系”
[思考]輕推木塊在桌面上向前運(yùn)動(dòng),撤掉推力,木塊立即停止,這是什么原因呢?
[提示]木塊在水平方向上不再受到推力的作用,但木塊受到與運(yùn)動(dòng)方向相反的摩擦力作用。
[思考]如果減小摩擦力,情況會(huì)怎樣呢?你能設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)嗎?
[提示]如果摩擦力減小,木塊運(yùn)動(dòng)的距離應(yīng)該更遠(yuǎn)?？梢詼p小接觸面的粗糙程度或用小車(chē)代替木塊。
[思考]如果木塊不受摩擦力的作用,即在水平方向上不受任何力的作用,它會(huì)怎樣運(yùn)動(dòng)?
[提示]會(huì)做勻速直線運(yùn)動(dòng)或永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去,不會(huì)停下來(lái)。
[思考]閱讀課本P50“活動(dòng)1”,如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證這一猜想?
[提示]先讓小車(chē)在水平方向上運(yùn)動(dòng)起來(lái),運(yùn)動(dòng)的小車(chē)在水平方向上不受力的作用,既不受推力,也不受摩擦力。
[思考]若要小車(chē)在水平方向上不受摩擦力作用,能做到嗎?
[提示]物體間的接觸面不可能絕對(duì)光滑,我們只能減小摩擦,但不能消除摩擦。
[思考]如果運(yùn)動(dòng)著的小車(chē)只受到摩擦力的作用,當(dāng)摩擦力變小時(shí),物體運(yùn)動(dòng)的距離會(huì)發(fā)生怎樣的變化?
[提示]摩擦力越小,運(yùn)動(dòng)的距離越遠(yuǎn)。
[思考]實(shí)驗(yàn)時(shí),每次實(shí)驗(yàn)都需使小車(chē)從斜面上的同一高度下滑,其目的是什么?
[提示]從同一高度下滑可以保證小車(chē)的水平初速度相同,當(dāng)小車(chē)的水平初速度相同時(shí),才能通過(guò)比較運(yùn)動(dòng)的距離來(lái)判斷摩擦阻力對(duì)運(yùn)動(dòng)的影響。
[思考]讓同一小車(chē)在不同材料的表面上運(yùn)動(dòng)的目的是什么?
[提示]小車(chē)與接觸面的壓力不變,改變接觸面的粗糙程度,也就改變了小車(chē)受到的摩擦阻力的大小。
[思考]觀察圖7—25,小車(chē)在三種水平面上運(yùn)動(dòng)的距離是否相同?小車(chē)在哪種水平面上速度減小得最慢?造成這些現(xiàn)象的原因是什么?
[小結(jié)]小車(chē)因受摩擦力作用速度不斷減小,水平面越光滑,小車(chē)受到的摩擦力越小,小車(chē)的速度減小得越慢,小車(chē)運(yùn)動(dòng)的距離就越長(zhǎng)。
[思考]假設(shè)小車(chē)受到的阻力為零,它的運(yùn)動(dòng)速度還會(huì)減小嗎?它將如何運(yùn)動(dòng)?
[提示]假如小車(chē)受到的摩擦阻力為零,小車(chē)將永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去,即做勻速直線運(yùn)動(dòng)。
[思考]摩擦阻力為零能做到嗎?這一結(jié)論是怎么得出的呢?
[提示]實(shí)際上,接觸面光滑,完全沒(méi)有摩擦是很難做到的。這里,設(shè)想用完全沒(méi)有摩擦的理想化方法進(jìn)行推理,通常叫“理想實(shí)驗(yàn)”,它是科學(xué)推理的一種重要方法。
[思考]根據(jù)推理,物體的運(yùn)動(dòng)需要力來(lái)維持嗎?物體不受力的作用會(huì)怎樣運(yùn)動(dòng)?
[提示]物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來(lái)維持。運(yùn)動(dòng)的物體會(huì)停下來(lái),是因?yàn)樗艿搅俗枇Φ淖饔谩?br>[歸納提升]如果物體表面絕對(duì)光滑,物體受到的阻力為零,速度就不會(huì)減小,將以恒定不變的速度永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去。
[思考]牛頓在前人研究的基礎(chǔ)上,對(duì)大量的事實(shí)進(jìn)行了深入研究,得出了什么結(jié)論?
[歸納提升]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)。
[思考]牛頓第一定律成立的前提條件是什么?
[提示]“沒(méi)有受到外力”是牛頓第一定律成立的前提條件。不受外力可以是某一方向上不受外力或者是合外力為零。
[思考]牛頓第一定律中的“一切”強(qiáng)調(diào)了什么?
[提示]“一切”表示宇宙間萬(wàn)事萬(wàn)物,即所有的物體都遵循這一規(guī)律,無(wú)一例外。
[思考]牛頓第一定律中的“總”強(qiáng)調(diào)了什么?
[提示]“總”表示過(guò)去遵守、現(xiàn)在遵守、將來(lái)也遵守,無(wú)論何時(shí)何地都遵守。
[思考]牛頓第一定律中的“或”表示什么意思呢?
[提示]“或”表示物體不受外力時(shí),可能靜止,也可能做勻速直線運(yùn)動(dòng),“二者居其一”,也就是原來(lái)運(yùn)動(dòng)的保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài),原來(lái)靜止的保持靜止?fàn)顟B(tài)。
探究點(diǎn)2 慣性
[閱讀課本]P52“慣性”
[思考]觀察圖7—27,塑料片被彈出去時(shí),硬幣去哪了?
[提示]硬幣原來(lái)是靜止的,還要保持靜止?fàn)顟B(tài),掉進(jìn)杯中。
[思考]觀察圖7—28,木塊B的運(yùn)動(dòng)情況發(fā)生了怎樣的變化?
[提示]木塊B原來(lái)是運(yùn)動(dòng)的,還要保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),向前運(yùn)動(dòng)。
[思考]觀察圖7—30(a),公交汽車(chē)突然起動(dòng)時(shí),站在車(chē)內(nèi)的乘客的運(yùn)動(dòng)情況會(huì)發(fā)生怎樣的變化?
[提示]乘客原來(lái)是靜止的,還要保持靜止?fàn)顟B(tài),向后傾倒。
[思考]觀察圖7—30(b),公交汽車(chē)緊急剎車(chē)時(shí),站在車(chē)內(nèi)的乘客的運(yùn)動(dòng)情況會(huì)發(fā)生怎樣的變化?
[提示]乘客原來(lái)是運(yùn)動(dòng)的,還要保持運(yùn)動(dòng)狀態(tài),向前傾倒。
[思考]這些現(xiàn)象說(shuō)明了什么?
[提示]說(shuō)明物體具有保持原來(lái)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì)。
[歸納提升]物理學(xué)中,把物體保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì)叫做慣性。
[思考]物體不受外力時(shí)或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變時(shí),也有慣性嗎?
[提示]慣性是物體本身的一種性質(zhì),與是否受到外力無(wú)關(guān);當(dāng)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變時(shí),物體的這種性質(zhì)就會(huì)表現(xiàn)出來(lái)。
[思考]任何物體都有慣性嗎?
[歸納提升]一切物體都具有慣性。不管物體是固體、液體還是氣體,也不管物體是運(yùn)動(dòng)還是靜止,無(wú)論是否受力,都具有慣性。
[思考]慣性有大小之分嗎?
[歸納提升]慣性是由物體的質(zhì)量決定的,質(zhì)量越大,慣性越大,與外力、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)。慣性是物體的一種普遍屬性。
探究點(diǎn)3 生活中的慣性現(xiàn)象
[閱讀課本]P52~54“生活中的慣性現(xiàn)象”
[思考]籃球場(chǎng)上,投籃后球不再受到手的推力,為什么還能繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)?
[提示]運(yùn)動(dòng)的籃球,由于慣性還要保持運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
[思考]百米賽跑運(yùn)動(dòng)員比賽結(jié)束后為什么不能立刻停下?
[提示]運(yùn)動(dòng)員由于慣性還要繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)。
[思考]生活中還有哪些利用慣性的實(shí)例呢?
[提示]斧頭松了,可以把斧柄一端在物體上撞擊幾下,利用慣性使斧頭套牢;衣服上落了灰塵,拍打衣服,由于灰塵具有慣性,還要保持原來(lái)的靜止?fàn)顟B(tài),會(huì)從衣服上掉落下來(lái)。
[思考]慣性有沒(méi)有危害呢?
[提示]跑步時(shí),腳被障礙物絆到,身體由于慣性還要繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng),從而向前跌倒。
[思考]高速公路上行車(chē)時(shí),為了減少事故的發(fā)生,有哪些與慣性有關(guān)的交通安全規(guī)定?
[提示]為了防止緊急剎車(chē)時(shí)乘客撞傷,司機(jī)和乘客需要系安全帶;為了防止追尾,車(chē)輛間要保持車(chē)距;由于質(zhì)量越大,慣性越大,車(chē)輛嚴(yán)禁超載等。
[歸納提升]慣性無(wú)處不在,我們有時(shí)需要利用慣性,有時(shí)又要防止由于慣性帶來(lái)的危害。
[習(xí)題]關(guān)于慣性,以下說(shuō)法正確的是( )
A.百米賽跑運(yùn)動(dòng)員到達(dá)終點(diǎn)不能馬上停下來(lái),是由于運(yùn)動(dòng)員具有慣性
B.汽車(chē)駕駛員和乘客需要系上安全帶,是為了減小汽車(chē)行駛中人的慣性
C.行駛中的公交車(chē)緊急剎車(chē)時(shí),乘客會(huì)向前傾,是由于慣性力的作用
D.高速公路嚴(yán)禁超速,是因?yàn)樗俣仍酱髴T性越大
[分析]百米賽跑運(yùn)動(dòng)員到達(dá)終點(diǎn)不能馬上停下來(lái),是由于運(yùn)動(dòng)員具有慣性;汽車(chē)駕駛員和乘客需要系上安全帶,是為了減小汽車(chē)行駛中慣性造成的危害,不能減小慣性,慣性大小只與質(zhì)量有關(guān),質(zhì)量不變,慣性不變;行駛中的公交車(chē)緊急剎車(chē)時(shí),乘客會(huì)向前傾,是由于乘客具有慣性,慣性不是力,不能說(shuō)受到慣性力的作用;物體的慣性只與物體的質(zhì)量有關(guān),與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、速度等因素?zé)o關(guān)。
[答案]A
三、板書(shū)設(shè)計(jì)
7.3 探究物體不受力時(shí)怎樣運(yùn)動(dòng)
1.物體不受力時(shí)怎樣運(yùn)動(dòng)
(1)摩擦阻力對(duì)運(yùn)動(dòng)物體的影響
(2)理想實(shí)驗(yàn)法
(3)牛頓第一定律
2.慣性
(1)定義
(2)物體本身的性質(zhì)
3.生活中的慣性現(xiàn)象
◇教學(xué)反思◇
本節(jié)課的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中讓小車(chē)從同一高度下滑,學(xué)生很容易誤以為是控制高度相同,探究時(shí),要引導(dǎo)學(xué)生分析摩擦力和初始速度都對(duì)小車(chē)滑行距離有影響,由于有兩個(gè)變量,需要采用控制變量法,而探究課題是“阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響”,所以需要控制初始速度相同,即將小車(chē)從同一高度滑下。

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