内容正文:
第八章 运动和力
第1节 牛顿第一定律
◇教学目标◇
【知识与技能】
1.了解伽利略理想实验的推理过程。
2.理解牛顿第一定律的内容和意义。
3.知道什么是惯性,能正确解释有关现象。
4.知道质量是物体惯性大小的量度,并能用来解释一些简单的现象。
【过程与方法】
1.通过实验和推理,探究物体不受力时怎样运动,体会伽利略“理想实验”的科学方法。
2.通过实验和观察活动,体验一切物体都具有惯性。
【情感·态度·价值观】
1.通过探究物体不受力时的运动状态,形成实事求是、尊重自然规律的科学态度。
2.通过学习惯性的应用,感受科学就在我们身边。
◇教学重难点◇
【教学重点】
“理想实验法”、牛顿第一定律、惯性。
【教学难点】
牛顿第一定律的理解。
◇教学过程◇
一、新课导入
航天员在“太空行走”时,航天员和飞船之间总是用一条“绳子”相连。你知道这条“绳子”有什么作用吗?
二、教学步骤
探究点1 阻力对物体运动的影响
[阅读课本]P16“阻力对物体运动的影响”
[思考]推动木箱在地面上向前运动,撤掉推力,木箱会停止,这是什么原因呢?
[提示]木箱在水平方向上不再受到推力的作用,但木箱受到与运动方向相反的摩擦力作用。
[思考]如图,伽利略理想实验中,小球能滚到与下落点等高的地方吗?
[提示]对称斜面,如果没有摩擦,小球就能滚到与下落点等高的地方。
[思考]如果没有摩擦,减小另一侧斜面的倾角,小球滚动的距离会怎样变化呢?
[提示]减小另一侧斜面的倾角,小球从同一位置释放要滚到与下落点等高的地方,滚动的距离就会变远。
[思考]如果没有摩擦,把另一侧斜面放平,小球的运动情况又是怎样的呢?
[提示]把另一侧斜面放平,小球将会一直运动下去。
[思考]摩擦阻力为零能做到吗?那这一结论是怎么来的呢?
[提示]实际上,接触面光滑,完全没有摩擦是很难做到的。这里,设想用完全没有摩擦的理想化方法进行推理,通常叫“理想实验法”,它是科学推理的一种重要方法。
[思考]小球在水平方向不受摩擦力,我们能做到吗?
[提示]接触面不可能绝对光滑,我们只能减小摩擦,但不能消除摩擦。
[思考]如果运动着的小球只受到摩擦力的作用,当摩擦力变小时,物体运动的距离会发生怎样的变化?
[提示]摩擦力变小,运动的距离会变大。
[思考]每次实验时都需控制小球从斜面上的同一高度下滑,这样做的目的是什么?
[提示]控制小球的水平初速度相同,通过比较运动的距离,判断摩擦阻力对运动的影响。
[思考]观察课本图8.1⁃2,让同一小车在不同材料的表面上运动的目的是什么?
[提示]小车与接触面的压力不变,改变接触面的粗糙程度,也就改变了小车受到的摩擦阻力。
[思考]小车在不同水平面上运动的距离是否相同?小车在哪种水平面上速度减小得最慢?你认为造成这些现象的原因是什么?
[提示]水平面越光滑,小车受到的摩擦力越小,运动速度减小得越慢,运动的距离就越长。
[思考]假设小车受到的阻力为零,它运动的速度还会减小吗?它将怎样运动?
[提示]假如小车受到的摩擦阻力为零,小车将永远运动下去,即一直做匀速直线运动。
[思考]物体的运动一定需要力来维持吗?物体不受力的作用会怎样运动?
[提示]物体的运动不需要力来维持。运动的物体会停下来,是因为它受到了阻力的作用。
[归纳提升]如果物体表面绝对光滑,物体受到的阻力为零,速度就不会减小,将以恒定不变的速度永远运动下去。
探究点2 牛顿第一定律
[阅读课本]P17“牛顿第一定律”
[思考]牛顿在前人研究的基础上,对大量的事实进行了深入研究,得出了什么结论?
[提示]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。
[思考]牛顿第一定律成立的前提条件是什么?
[提示]“没有受到外力”是牛顿第一定律成立的前提条件。不受外力可以是某一方向上不受外力或者是合外力为零。
[思考]牛顿第一定律中的“一切”强调了什么?
[提示]“一切”表示宇宙间万事万物,即所有的物体都遵循这一规律,无一例外。
[思考]牛顿第一定律中的“总”强调了什么?
[提示]“总”表示过去遵守、现在遵守、将来也遵守,无论何时何地都遵守。
[思考]牛顿第一定律中的“或”表示什么意思呢?
[提示]“或”表示物体不受外力时,可能静止,也可能做匀速直线运动,“二者居其一”,也就是原来运动的物体保持匀速直线运动状态,原来静止的物体保持静止状态。
探究点3 惯性
[阅读课本]P18“惯性”
[思考]观察课本图8.1⁃3,金属片被弹出,小球去哪了?
[提示]小球原来是静止的,还要保持静止状态。
[思考]汽车突然开动时,车内乘客的运动情况会发生怎样的变化?
[提示]乘客原来是静止的,还要保持静止状态,身体会向后仰。
[思考]汽车突然刹车时,车内乘客的运动情况会发生怎样的变化?
[提示]乘客原来是运