2019-2020年高一物理 第三章 牛頓運算定律 牛頓第一定律 第一課時 1.doc

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2019-2020年高一物理 第三章 牛頓運算定律 牛頓第一定律 第一課時 1 ●教學(xué)目標(biāo) 一、知識目標(biāo) 1.知道理想實驗是科學(xué)研究的重要方法. 2.知道牛頓第一定律的建立過程. 3.理解牛頓第一定律的內(nèi)容和意義. 4.知道什么是慣性，會正確解釋有關(guān)現(xiàn)象. 5.正確理解力和運動的關(guān)系. 二、能力目標(biāo) 培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、抽象思維能力及應(yīng)用定律解決實際問題的能力. 三、德育目標(biāo) 使學(xué)生學(xué)會從紛繁的現(xiàn)象中探求事物本質(zhì)的科學(xué)態(tài)度和研究方法，理解實踐是檢驗真理的惟一標(biāo)準(zhǔn). ●教學(xué)重點 牛頓第一定律、慣性. ●教學(xué)難點 對牛頓第一定律及慣性的正確理解. ●教學(xué)方法 實驗法、閱讀法、歸納法. ●教學(xué)用具 投影儀、投影片、小車、木塊、氣墊導(dǎo)軌、滑塊、CAI課件. ●課時安排 1課時 ●教學(xué)過程 ［投影本節(jié)課學(xué)習(xí)目標(biāo)］ 1.知道伽利略和亞里士多德對力和運動的關(guān)系的不同認(rèn)識，了解人類對力和運動的關(guān)系的正確認(rèn)識經(jīng)歷了一個漫長的過程.知道伽利略的理想實驗及其推理過程和結(jié)論.明白理想實驗是科學(xué)研究的一種重要方法. 2.知道牛頓第一定律建立的過程，正確理解牛頓第一定律的內(nèi)容和意義. 3.知道什么是慣性，會正確解釋有關(guān)慣性的現(xiàn)象. 4.正確理解力和運動的關(guān)系. ●學(xué)習(xí)目標(biāo)完成過程 一、導(dǎo)入新課 ［提出問題］在騎車上學(xué)過程中，你是怎樣使自行車加速的？又是怎樣使自行車減速的？ ［學(xué)生］用力踩腳踏板時可使自行車加速；剎車可以使自行車減速. ［教師］用力踩腳踏板時，實質(zhì)是通過鏈傳動給車輪施加了動力的作用，那么剎車使車子減速的實質(zhì)又是什么呢？ ［學(xué)生］剎車時實質(zhì)是通過橡皮對輪子施加了阻力的作用. ［教師］通過這一生活常識可知：要使物體加速則須對它施加力的作用；同樣要使其減速也需對其施加力的作用.那么力和物體的運動究竟有何關(guān)系呢？本節(jié)我們就來探索這一問題. 二、新課教學(xué) （一）歷史的回顧 ［教師］早在兩千多年前，人們就開始了對物體的受力及其運動關(guān)系的研究.但由于受生活中錯誤經(jīng)驗的影響，一直到伽利略時代才對其有了一個正確的認(rèn)識.下面請同學(xué)們閱讀課文的內(nèi)容，閱讀過程中注意下列問題并通過填表完成這些問題. ［教師］用復(fù)合投影片顯示題目及表格： 1.在研究力和運動的關(guān)系上有哪些代表人物？ 2.每位科學(xué)家對力和運動的關(guān)系是怎樣認(rèn)為的？ 代表人物 對力和運動關(guān)系的看法 3.伽利略是如何證明其觀點的？ ［學(xué)生活動］閱讀課文. ［教師］準(zhǔn)備氣墊導(dǎo)軌演示實驗. ［教師］檢查閱讀情況. ［學(xué)生甲］代表人物有：亞里士多德、伽利略、笛卡爾. ［教師］用復(fù)合投影片填表. ［學(xué)生乙］亞里士多德的觀點是：必須有力作用在物體上，物體才能運動；沒有力的作用，物體就要停下來. ［教師］用復(fù)合投影片填表. ［學(xué)生丙］伽利略認(rèn)為：在水平面上運動的物體所以會停下來，是因為受到摩擦力的緣故. ［教師］用復(fù)合投影片填表 ［學(xué)生?。莸芽栒J(rèn)為：如果沒有其他的原因，運動的物體將繼續(xù)以同一速度沿著同一直線運動，既不會停下來，也不會偏離原來的方向. ［教師］用復(fù)合投影填表 ［教師總結(jié)］以上是人們在對“力和運動的關(guān)系”的研究中突出貢獻(xiàn)的科學(xué)家以及他們的觀點.在以后的學(xué)習(xí)中，我們要學(xué)習(xí)他們這種敢于說“不”的精神，勇敢地去探求真理.下面我們來看第三個問題： ［學(xué)生1］用理想實驗和對其推論證明. ［教師］理想實驗的具體內(nèi)容是什么？ ［學(xué)生2］讓小球沿一個斜面從靜止?jié)L下來，小球?qū)L上另一個斜面.如果沒有摩擦，小球?qū)⑸仙皆瓉淼母叨? ［教師］用CAI課件模擬這一過程. ［教師］其推論的主要內(nèi)容是什么？ ［學(xué)生3］如果第二個斜面傾角變小，小球在這個斜面上達(dá)到原來的高度就要通過更長的路程.繼續(xù)減小第二個斜面的傾角，使它最終成為水平面，小球就再也達(dá)不到原來的高度，而沿水平面以恒定的速度持續(xù)運動下去. ［教師］用CAI課件模擬這一物理過程. ［教師引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)］伽利略的研究方法：以可靠的事實為依據(jù)，抓住主要因素，忽略次要因素，更深刻地揭示自然規(guī)律. ［演示實驗］把滑塊放到水平的氣墊導(dǎo)軌上面，調(diào)整儀器使滑塊與導(dǎo)軌間形成氣層，從而使滑塊與導(dǎo)軌間的摩擦變的很小.然后推一下滑塊，讓學(xué)生觀察滑塊的近似于勻速直線的運動. ［鞏固訓(xùn)練］用投影片出示 從公元前300年的希臘學(xué)者亞里士多德提出力是維持物體運動的原因以后，人們一直認(rèn)為這種觀點是正確的.最早對此產(chǎn)和異議的科學(xué)家是______國的物理學(xué)家______，他認(rèn)為如果沒有力的作用，原來運動著的物體將______. 參考答案：意大利 伽利略 保持勻速直線運動 （二）牛頓第一定律 ［教師］伽利略和笛卡爾對物體不受外力時的運動做了準(zhǔn)確的描述，但他們并沒有明確指出運動和力之間的關(guān)系是什么.牛頓在總結(jié)前人研究的基礎(chǔ)上，根據(jù)他自己的研究，系統(tǒng)地總結(jié)了力和運動的關(guān)系，提出了三條運動定律，其中第一條定律的內(nèi)容是： 一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止. 這就是牛頓第一定律. ［引導(dǎo)學(xué)生理解定律］ （1）物體不受外力時的狀態(tài)是勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài).說明力不是維持物體運動速度的原因. （2）外力的作用是迫使物體改變其運動，說明力是使物體運動狀態(tài)改變的原因. （3）一切物體都有保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)，這種性質(zhì)叫慣性.所以說一切物體都有慣性. ［思考練習(xí)］用復(fù)合投影片出示 （1）汽車突然開動的時候，乘客會向后傾倒，為什么? ［學(xué)生活動］討論 ［學(xué)生A］這是由于當(dāng)汽車開始運動后，人的下半身和車接觸較緊密，故隨車前進(jìn)，而上半身由于慣性還要保持原來的運動狀態(tài)——靜止所造成的. ［教師］用復(fù)合投影片作答 （2）那么，在剎車時乘客會有何變化呢？為什么會有這種變化呢？ ［學(xué)生］討論 ［學(xué)生B］會出現(xiàn)前傾.因為剎車時，乘客的下半身已經(jīng)隨車停止了運動，而上半身仍保持原來的速度向前運動. ［教師］用復(fù)合投影片作答 ［引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)］ （1）一切物體都具有慣性，物體的運動并不需要力來維持. （2）慣性是物體的固有屬性，不論物體處于什么狀態(tài)，都具有慣性. ［鞏固訓(xùn)練］用投影片出示 關(guān)于慣性的說法正確的是 A.慣性是指物體原來靜止的總有保持靜止，原來運動的總有保持勻速直線運動的性質(zhì) B.要使物體開始運動必須有力的作用，而保持物體運動是不需要力的，故靜止的物體有慣性，而運動的物體沒有慣性 C.剎車時，乘客向前傾，說明乘客上半身有慣性，而下半身無慣性 D.某人推不動原來靜止的小車，而另外一人能推動，說明慣性與外界條件有關(guān) 參考答案：A ［教師］在氣墊導(dǎo)軌上，勻速運動的滑塊是否受外力的作用？ ［學(xué)生］受外力作用. ［教師］受哪些力的作用？ ［學(xué)生］忽略阻力后，受重力、支持力的作用. ［教師］既然外力要改變物體的運動狀態(tài)，為什么滑塊仍然做勻速運動？ ［學(xué)生］因為重力和支持力的合力為零. ［教師］能否找到不受外力的物體？ ［學(xué)生討論后］不能找到. ［教師］力是物體間的相互作用，只要除研究對象外，還存在著物體，那么研究對象就一定要受外力的作用，所以不受外力作用的物體是不存在的.牛頓第一定律所描述的物體不受外力的狀態(tài)，只是一種理想化狀態(tài).這種狀態(tài)雖不能實現(xiàn)，但在現(xiàn)實中卻可以用合力為零的狀態(tài)來代替它，或者說合力為零與不受外力是等效的.這時仍可以正確地反映出力和運動的關(guān)系：力不是維持物體速度的原因，而是改變物體運動速度的原因.這樣就使得牛頓第一定律在實際應(yīng)用中有了實際意義. ［思考練習(xí)］ 被踢出的冰塊以2 m/s的速度在阻力不計的水平冰面上滑動，冰塊是否受向前的作用力？5 s以后物體的速度有何變化？ ［分析與答案］由冰塊的受力分析知，在不計阻力的情況下，在豎直方向受重力和支持力作用，而在水平方向上不受向前的作用力. 5 s以后，其速度仍為2 m/s，因為冰塊雖受重力和支持力的作用，但其合力為零，故能保持它原來的運動狀態(tài). ［鞏固訓(xùn)練］投影片出示 1.火車在平直軌道上勻速行駛，門窗緊閉的車廂內(nèi)有一人向上跳起，發(fā)現(xiàn)仍落回原處的原因是 A.人跳起后，車廂內(nèi)空氣給他以向前的推力，帶著他隨同火車一起向前運動 B.人跳起瞬間，車廂地板給他一向前的推力，推動他隨同火車一起向前運動 C.人跳起后，車在繼續(xù)向前運動，所以人落下后必定偏后一些，只是由于時間很短，偏后的距離不明顯 D.人跳起后直到落地，在水平方向上始終和車具有相同的速度 2.物體具有保持______的性質(zhì)叫做慣性，慣性是物體的______，與物體的運動情況或受力情況______. 參考答案： 1.D 2.原來的勻速直線運動或靜止?fàn)顟B(tài)；固有性質(zhì)；無關(guān) （三）閱讀材料 引導(dǎo)學(xué)生閱讀課后“愛因斯坦談伽利略的貢獻(xiàn)”一文，使學(xué)生知道“伽利略對科學(xué)的貢獻(xiàn)就在于毀滅直覺的觀點，而用新的觀點來代替它”.這就是伽利略的發(fā)現(xiàn)的重大意義. 三、小結(jié) 通過本節(jié)的學(xué)習(xí)，我們清楚了以下問題： (1)對力和運動關(guān)系的研究過程. (2)伽利略的理想實驗及其觀點. (3)牛頓第一定律的內(nèi)容及含義. (4)慣性知識的理解及應(yīng)用. 四、作業(yè) 1.課本P48練習(xí)一②③④ 2.思考題 意大利著名物理學(xué)家伽利略根據(jù)實驗指出：在水平面上運動的物體所以會停下來，是因為受到摩擦力的作用.請同學(xué)們設(shè)計實驗來驗證這一結(jié)論. ［提示］改變接觸面的粗糙程度. 五、板書設(shè)計 一、歷史回顧 伽利略的研究方法——理想實驗法 二、牛頓第一定律 1.內(nèi)容：一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止. 2.含義： （1）物體不受外力時的運動狀態(tài)是勻速直線運動或者靜止. （2)一切物體都有保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)——慣性. （3)外力的作用迫使物體改變原來的運動狀態(tài). 3.意義：正確揭示了力和運動的關(guān)系. 三、慣性 1.物體保持原來的勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì). 2.一切物體都具有慣性，慣性是物體的固有性質(zhì). 六、本節(jié)優(yōu)化訓(xùn)練設(shè)計 1.下列所述正確的是 A.如果地球突然停下來，那么地球上的一切建筑將被毀滅 B.人在電梯啟動的時候，會有一種特殊的內(nèi)在感覺.由此可知，人在狀態(tài)改變時才有慣性 C.一輛汽車撞上前面停著的汽車，若這兩輛車的司機(jī)受了傷，他們受傷的部位會截然不同 D.在沿水平軌道上勻速行駛的封閉車廂內(nèi)，人豎直跳起，落下后仍落在地板原處 2.一個物體保持靜止或勻速運動狀態(tài)不變，這是因為 A.物體一定沒有受到任何外力 B.物體一定受二個平衡力的作用 C.物體所受合外力一定為零 D.物體可能受二個平衡力的作用 3.火車在平直軌道上勻速前進(jìn)，在密閉的、沒有空氣流動的車廂內(nèi)點燃一支香，則車?yán)锍丝涂吹较闼俺龅臒煹倪\動情況是 A.一邊上升一邊向前飄 B.一邊上升一邊向后飄 C.只是上升，不向任何一邊飄 D.無法確定 車外站在地上的人，透過窗玻璃看到煙的運動情況又是怎樣的？ 4.如圖所示,在前進(jìn)的小車上放一豎直的木塊，突然發(fā)現(xiàn)木塊傾倒，則造成傾倒的原因是什么？ ［參考答案］ 1.ACD 2.CD 因為世上根本不存在不受任何外力的物體，所以A選項是錯誤的. 物體受平衡力作用時，它所受合力為零.但合外力為零時，并不一定只受平衡力的作用.故B選項是錯誤的. 3.AC 4.向右加速或向左減速 從木塊的傾倒情況來看，其上端向左傾，造成這種狀況的原因是：（1）下部向右的速度突然增大，而下部運動與車的運動情況相同.故小車應(yīng)是向右加速；（2）下部向左的速度突然減小，即小車向左減速.