1.理解并掌握二力平衡的條件.
2.理解伽利略理想實驗原理,學會牛頓第一定律實驗的探究方法.
3.理解并掌握牛頓第一定律的內容.
【重點難點】
重點:通過對小車實驗的分析比較得出牛頓第一定律.
難點:利用慣性解釋生活中的問題.
【新課導入】
導入1:實驗導入
【演示1】 在桌面上推動木塊(或板擦)從靜止開始慢慢向前運動,撤掉推力,木塊立即停止.
分析:日常生活中也有許多類似的現(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)運動,沒有力的作用,物體就要停下來.”即物體的運動需要推力去維持.古希臘哲學家亞里士多德根據(jù)這些現(xiàn)象總結出“物體的運動需要力去維持”.這種觀點在歷史上曾被沿用兩千多年.這個觀點是否正確呢?
【演示2】 在桌面上推動木塊(或板擦)從靜止使之向前運動,用力推出,木塊向前運動一段距離后停止.
分析:推力撤掉,還要向前運動,與亞里士多德的觀點不符.分析:木塊:靜止——運動——靜止.兩個過程中是否都有力存在?在這兩個過程中力的作用是維持原來的運動狀態(tài)還是改變運動狀態(tài)?我們今天來學習.
導入2:活動導入
動手做:迅速抽出鋼筆冒下的紙條、拉著豎放著橡皮的紙片使橡皮和紙片一起向前運動并突然停止運動,你看到了什么?——鋼筆冒靜止不動,橡皮向前傾倒.為什么會有這樣的現(xiàn)象發(fā)生?我們今天來學習.
導入3:視頻導入
播放動態(tài)圖片《慣性——踩香蕉皮》.
【課堂探究】
1.慣性
觀察教材第49頁圖741,思考討論
(1)原來處于靜止的物體,具有保持 靜止狀態(tài) 的性質;原來處于運動狀態(tài)的物體,具有保持 勻速直線運動狀態(tài) 的性質.
(2)慣性:物體具有保持 靜止 或 勻速直線運動狀態(tài) 的性質叫作物體的慣性.
結合教材第50頁圖742,討論交流,完成下列填空
(3)汽車載著人一起向前運動,汽車緊急剎車時,人由于 慣性要保持原來的運動狀態(tài)繼續(xù)向前運動 ,所以會向前“沖”.
(4)迅速撞擊斧子的木柄,木柄突然停止運動,而斧頭由于 慣性要保持原來的運動狀態(tài)繼續(xù)向下運動 ,斧頭就緊緊地套在了木柄上.
2.牛頓第一定律
(1)提出問題: 物體在什么條件下不能保持原來的靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài) ?
(2)制訂計劃:取一輛小車,使它三次都在斜面上的 同一高度 從 靜止 開始沿斜面滑下,分別運動到 鋪有毛巾 的木板、 鋪有棉布 的木板和什么也不鋪的木板的水平面上,記錄小車運動的距離,比較三次的運動情況.
(3)為什么每次使小車都從斜面同一位置開始運動?
答案: 保證小車每次在水平面上運動時具有相同的初速度 .
(4)為什么小車在水平面上運動的速度總會減小,最后停下來?
答案: 小車在運動過程中受到摩擦阻力的作用 .
(5)三次實驗中為什么使小車分別滑到鋪有毛巾的木板、鋪有棉布的木板和什么也不鋪的木板的水平面上?
答案: 由于摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度有關,在三種表面上小車受到的摩擦力不同,便于推斷小車處于光滑水平面上的運動情況 .
(6)分析論證:小車所接觸的水平面越 光滑 ,小車所受的阻力越 小 ,運動的時間越 長 ,通過的距離越 長 .推斷:小車處在光滑的水平面上,則其速度就不會 減小 ,將保持原來的速度、沿原來的方向勻速運動下去.
(7)牛頓第一定律: 一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài),直到有外力迫使它改變這種狀態(tài) .也稱為慣性定律.力是 使物體運動狀態(tài)改變 的原因.
3.討論交流
觀察教材第52頁圖744,討論交流,完成下列問題
(1)物體運動狀態(tài)的改變包括 運動快慢 的改變,如由慢變快、由快變慢、由運動變靜止和由靜止變運動; 運動方向 的改變.
(2)圖744中,運動員接住飛來的壘球, 運動員對壘球的作用力 使壘球的運動狀態(tài)發(fā)生了改變;被射出去的水流受到 重力 的作用,運動狀態(tài)發(fā)生了改變;飛機在降落滑行過程中受到 空氣阻力 的作用運動狀態(tài)發(fā)生了改變;在彎道上運動“過山車”,由于受到 軌道的作用力 運動狀態(tài)發(fā)生了改變.
七、牛頓第一定律
1.慣性
(1)定義:物體具有保持 靜止 或 勻速直線運動狀態(tài) 的性質叫作物體的慣性.
(2)應用實例.
2.牛頓第一定律
(1)探究實驗:提出問題→設計實驗→進行實驗→收集證據(jù)→分析論證→得出結論.
(2)內容:一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài),直到有外力迫使它改變這種狀態(tài).
(3)力是使物體運動狀態(tài)改變的原因.
1.關于慣性,下列說法中正確的是( D )
A.靜止的物體沒有慣性
B.運動物體的慣性比靜止時大
C.航天員在空間站中失去慣性
D.物體在任何情況下都有慣性
2.下列示例中屬于防止慣性帶來危害的是( C )
A.拍打衣服把灰塵拍去
B.將足球射入球門
C.公路上的汽車看見遠處有障礙物時提前減速
D.跳遠時快速助跑
3.下列情境中利用慣性的是( B )
A.駕駛員要系好安全帶
B.將錘子的木柄在硬地上撞擊幾下,就能套緊錘頭
C.公交車啟動時,提醒乘客抓好扶手
D.禁止汽車超載行駛
4.小雨同學通過繩子拉著一石塊在水平桌面上做勻速圓周運動,假設它受到的力全都消失,則該石塊將( A )
A.做勻速直線運動
B.繼續(xù)做勻速圓周運動
C.落到地面上
D.立即停止運動
5.一物體放在水平桌面上,若它所受的平衡力突然全部消失,該物體將( C )
A.在水平方向上做勻速直線運動
B.立即運動
C.保持靜止狀態(tài)
D.無法判斷
6.如圖是牛頓第一定律的實驗基礎之一,讓同一小車從斜面相同高度靜止下滑,比較小車在不同水平面上通過的 距離 .據(jù)此可以推理得出:當水平面絕對光滑時,小車將做 勻速直線運動 .
7.在探究運動和力的關系實驗中,將同一輛小車分別從相同的高度處由靜止開始沿斜面滑下,小車在三種不同的水平面運動一段距離后分別停在如圖所示的位置.
(1)讓小車從斜面的同一高度滑下,是為了使小車到達水平面時的 速度 相同.
(2)小車在三個水平面上運動時,水平面越光滑,小車運動的距離越 大 ,這表明小車受到的摩擦力越小, 速度減小得越慢 .由此推斷,當小車不受摩擦力作用時,將 保持勻速直線運動狀態(tài)不變 .
(3)由這個實驗可以推理得出的物理學基本定律是 牛頓第一定律 .
伽利略
伽利略是偉大的意大利數(shù)學家、物理學家和天文學家,科學革命的先驅.他開創(chuàng)了以實驗事實為基礎并具有嚴密邏輯體系和數(shù)學表述形式的近代科學.他為推翻以亞里士多德為旗號的經院哲學對科學的禁錮,證實和傳播哥白尼的日心說,改變與加深人類對物質運動和宇宙的科學認識而奮斗了一生,因此被譽為“近代科學之父”.他的工作,為牛頓理論體系的建立奠定了基礎.
伽利略1564年2月15日生于比薩一個樂師和數(shù)學家之家,從小愛好機械、數(shù)學和音樂、詩畫,喜歡做水磨、風車、船舶模型,自小就表現(xiàn)出非凡的思考能力、制作和觀察的能力.17歲時伽利略進入比薩大學學醫(yī),期間得以接觸阿基米德和歐幾里得等的數(shù)學著作,在數(shù)學方面也有相當深厚的造詣.18歲時,一次到比薩教堂去做禮拜,他注意到那些搖擺不定的油燈,盡管擺幅不同,但只要懸繩一樣長,其擺動周期便會相同.
接觸面
小車受到摩擦力的大小
小車運動的距離
毛巾
大
短
棉布
較大
較短
木板
小
長

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七、 牛頓第一定律

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