牛顿第一定律
教学目标1.知识与技能
知道牛顿第一定律的内容。
知道惯性的概念。
知道二力平衡。
2.过程与方法
通过活动体验任何物体都具有惯性。
探究摩擦力对物体运动的影响。
3.情感、态度与价值观
通过活动和阅读感受科学就在身边。
教学重难点
1.重点:物体的惯性
2.难点:牛顿第一定律
教学过程
(一)引入新课
让学生观察图,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”
播放视频:惯性2
(二)讲授新课
可参考Powerpoint:pps5,辅助教学。
1.牛顿第一定律(1)探究摩擦力对物体运动的影响,播放动画伽利略的理想实验辅助教学。
按照书本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。
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。
根据观察结果,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。
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力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
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。
2.惯性:物体保持运动状态不变的性质,牛顿第一定律也叫惯性定律
学生活动:
(1)体验图4的实验
(2)体验物体掉杯中的实验
(3)观看教学VCD
通过观察图6,尝试用惯性的知识解释怎样利用惯性和防止惯性产生的危害。
3.二力平衡
提出问题:惯性定律告诉我们,物体不受力时,将保持静止或匀速直线运动状态。但不受力的物体是不存在的,那么为什么有些物体还会保持静止或匀速直线运动状态呢?
探究:让学生提着书包不动。书包受重力和手对它向上的拉力,为什么书包受两个力作用会保持静止 ?
在平直马路上匀速行驶的汽车,受到牵引力和阻力。为什么水平方向汽车受两个力作用会保持匀速直线运动状态?
讨论:如果将手松开,书包将落到地上,显然向上的拉力将使书包下落的效果抵消了。使书包不至于下落;同样道理,汽车牵引力将阻力产生的效果,也可以说阻力将牵引力产生的效果抵消了。使汽车的速度不发生变化。
(3)结论:一些物体虽然受力,但是这几个力的作用效果相互抵消,就相当于不受力。
如果作用在物体上的几个力,它们作用在物体上的各个力改变物体运动状态的效果相互抵消,我们就说这几个力相互平衡。这时的物体我们就说它处于平衡状态。
2、二力平衡条件
(1)物体受两个力作用保持平衡的情况最简单,我们先来研究这种情况。
问题:物体受两个力作用一定就能保持静止或匀速直线运动状态吗?
举例:放在光滑斜面上的书,受重力和斜面的支持力但要沿斜面向下滑;电梯受重力和向上的拉力,起动时,速度越来越快。
问题:如果作用在物体上的力只有两个,且物体处于平衡状态,这两个力应该满足什么样的条件呢?
(2)探究:①让学生猜想在什么条件下二力平衡。(可能与作用力的大小、方向、作用位置…..有关)
②学生根据桌上所准备的实验装置,如图所示(还有若干质量相等或不等的砝码),自己设计实验探究二力平衡时,两个力的大小、方向、作用点应该有什么关系。
③实验方法:在两边盘子中放质量相等的砝码,使木块受到大小相等、方向相反、作用在同一直线上的力。木块处于平衡(静止)状态。改变木块的受力情况:
a、改变其中一边盘子的砝码的质量,使木块受到的力大小不等。
b、将其中一边盘子的砝码移到另一边使木块受到的力方向相同。
c、转动木块,使木块受的力不在同一直线上。
d、垂直于木块受力方向移动木块,使木块受的力不在同一直线上且方向相同或不相同。
④各实验小组交流设计的实验方案,并对自己设计的方案进行修改。
⑤学生进行实验。
⑥结论:作用在同一物体上的两个力,如果大小相等、方向相反,并且在同一直线上,这两个力就彼此平衡。
力的平衡在日常生活中有许多实际应用,应会根据平衡状态,找出平衡力;根据物体受力情况,判断它是否处于平衡状态。
例:吊在空中重5N,静止不动时,电线对它的拉力是多大?
学生探究:按照图9进行探究实验,做好记录
引导学生从记录中得出二力平衡的条件:大小相等、方向相反、并且在同一直线上。
(三)课堂小结
1.牛顿第一定律是怎样表述的?
2.现实生活中有哪些利用惯性的例子,防止惯性产生危害的措施?
3.二力平衡的条件是什么?
(四)布置作业
(五)教学后记
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