2019-2020年高一物理 第三章 牛頓運動定律 一、牛頓第一定律(第一課時) 人教大綱版第一冊.doc

2019-2020年高一物理 第三章 牛頓運動定律 一、牛頓第一定律(第一課時) 人教大綱版第一冊從容說課本節(jié)課研究動力學的基本問題：力和運動的關系，教學內容包括：1亞里士多德的錯誤認識：力是維持物體運動的原因；2伽利略的正確認識：力是改變物體運動狀態(tài)的原因，運動并不需要力來維持；3牛頓第一運動定律；4慣性 人們對力和運動的關系的認識經歷了漫長的過程，正是這樣，學生對這一問題的認識，也并不是那樣簡單的，他們同樣需要克服由日常經驗所帶來的錯誤認識所以在教學中應注意多舉例，結合學生的充分思考和討論，使他們對力和運動的關系有一初步的、準確的認識 本節(jié)課的教學目標定位如下： 1知道伽利略和亞里土多德對運動和力的關系的不同認識，知道伽利略的理想實驗及其推理過程和結論。知道理想實驗是科學研究的重要方法 2理解牛頓第一定律的內容和意義 3知道什么是慣性，會正確解釋有關慣性的現(xiàn)象 本節(jié)的教學重點是牛頓第一定律和慣性 本節(jié)的教學難點是對牛頓第一定律及慣性的正確理解 本節(jié)采用實驗法、閱讀教學法和歸納法，在教學中通過多舉一些實例，結合對實例的分析，使學生經過討論探究，自發(fā)地對亞里士多德的觀點以及自己腦海中的錯誤認識加以否定，進而確切理解牛頓第一定律的內容 對于伽利略的理想實驗，學生是第一次接觸，在教學過程中要注意強調“理想實驗是建立在可靠事實基礎上”這一根本，同時說明理想實驗是研究問題的一種科學方法進而使學生認識到牛頓第一定律描述的雖然是一種理想化狀態(tài)，但它卻能正確地反映出自然規(guī)律的本質所在，同時要引導學生閱讀節(jié)后材料，使學生對伽利略的貢獻有一真實的認識 對慣性的教學要注重聯(lián)系實例加以分析。澄清學生的模糊認識，使學生認識到慣性是物體本身固有的屬性，物體不論處于何種狀態(tài)都具有慣性 本節(jié)課的教學程序設計如下： 實例分析，導入新課一電教法和閱讀法相結合介紹關于力和運動關系的幾種看法一CAI課件模擬。輔之以演示實驗介紹伽利略的理想實驗及研究方法一自然過渡，介紹牛頓第一定律，并結合實例分析慣性的概念一課堂討論，拓展本質知識點的應用教學目標一、知識目標1.知道理想實驗是科學研究的重要方法.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容和意義.4.知道什么是慣性，會正確解釋有關現(xiàn)象.5.正確理解力和運動的關系.二、能力目標培養(yǎng)學生的觀察能力、抽象思維能力及應用定律解決實際問題的能力.三、德育目標使學生學會從紛繁的現(xiàn)象中探求事物本質的科學態(tài)度和研究方法，理解實踐是檢驗真理的惟一標準.教學重點牛頓第一定律、慣性.教學難點對牛頓第一定律及慣性的正確理解.教學方法實驗法、閱讀法、歸納法.教學用具投影儀、投影片、小車、木塊、氣墊導軌、滑塊、CAI課件.課時安排1課時教學過程投影本節(jié)課學習目標1.知道伽利略和亞里士多德對力和運動的關系的不同認識，了解人類對力和運動的關系的正確認識經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論.明白理想實驗是科學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容和意義.3.知道什么是慣性，會正確解釋有關慣性的現(xiàn)象.4.正確理解力和運動的關系.學習目標完成過程一、導入新課 提出問題在騎車上學過程中，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又是什么呢？學生剎車時實質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系呢？本節(jié)我們就來探索這一問題.二、新課教學（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系的研究.但由于受生活中錯誤經驗的影響，一直到伽利略時代才對其有了一個正確的認識.下面請同學們閱讀課文的內容，閱讀過程中注意下列問題并通過填表完成這些問題.教師用復合投影片顯示題目及表格：1.在研究力和運動的關系上有哪些代表人物？2.每位科學家對力和運動的關系是怎樣認識的？代表人物對力和運動關系的看法3.伽利略是如何證明其觀點的？學生活動閱讀課文.教師準備氣墊導軌演示實驗.教師檢查閱讀情況.學生甲代表人物有：亞里士多德、伽利略、笛卡爾.教師用復合投影片填表.學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.教師用復合投影片填表.學生丙伽利略認為：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.教師用復合投影片填表學生丁笛卡爾認為：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.教師用復合投影填表教師總結以上是人們在對“力和運動的關系”的研究中突出貢獻的科學家以及他們的觀點.在以后的學習中，我們要學習他們這種敢于說“不”的精神，勇敢地去探求真理.下面我們來看第三個問題：學生1用理想實驗和對其推論證明.教師理想實驗的具體內容是什么？學生2讓小球沿一個斜面從靜止?jié)L下來，小球將滾上另一個斜面.如果沒有摩擦，小球將上升到原來的高度.教師用CAI課件模擬這一過程.教師其推論的主要內容是什么？學生3如果第二個斜面傾角變小，小球在這個斜面上達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.教師引導學生總結伽利略的研究方法：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軌上面，調整儀器使滑塊與導軌間形成氣層，從而使滑塊與導軌間的摩擦變的很小.然后推一下滑塊，讓學生觀察滑塊的近似于勻速直線的運動.鞏固訓練用投影片出示從公元前300年的希臘學者亞里士多德提出力是維持物體運動的原因以后，人們一直認為這種觀點是正確的.最早對此產和異議的科學家是_國的物理學家_，他認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確的描述，但他們并沒有明確指出運動和力之間的關系是什么.牛頓在總結前人研究的基礎上，根據(jù)他自己的研究，系統(tǒng)地總結了力和運動的關系，提出了三條運動定律，其中第一條定律的內容是：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)為止. 這就是牛頓第一定律.引導學生理解定律（1）物體不受外力時的狀態(tài)是勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(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)或靜止狀態(tài)的性質，這種性質叫慣性.所以說一切物體都有慣性.思考練習用復合投影片出示（1）汽車突然開動的時候，乘客會向后傾倒，為什么?學生活動討論學生A這是由于當汽車開始運動后，人的下半身和車接觸較緊密，故隨車前進，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？學生討論學生B會出現(xiàn)前傾.因為剎車時，乘客的下半身已經隨車停止了運動，而上半身仍保持原來的速度向前運動.教師用復合投影片作答引導學生總結（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.鞏固訓練用投影片出示關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參考答案：A教師在氣墊導軌上，勻速運動的滑塊是否受外力的作用？學生受外力作用.教師受哪些力的作用？學生忽略阻力后，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用中有了實際意義.思考練習被踢出的冰塊以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.D2.原來的勻速直線運動或靜止狀態(tài) 固有性質 無關（三）閱讀材料引導學生閱讀課后“愛因斯坦談伽利略的貢獻”一文，使學生知道“伽利略對科學的貢獻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.課堂討論1.運動的汽車關閉發(fā)動機后，速度逐漸減小，最后停下，這一現(xiàn)象說明了“物體的運動需要力來維持”，還是說明了“力是物體運動狀態(tài)改變的原因”?2.交通部門規(guī)定：在各種小型車輛前排乘坐的人(包括司機)必須系好安全帶，請從物理學的角度加以說明3.有人設想：乘坐氣球飄在高空，由于地球自轉，一晝夜就能周游世界，這個設想可行嗎?4.在一密封的車廂內，你有辦法判定車廂是處于靜止狀態(tài)還是勻速直線運動狀態(tài)嗎?有辦法判定車廂是否有加速度嗎?能判斷加速度的方向嗎?學生活動討論并交流教師點撥1.汽車關閉發(fā)動機后逐漸停下來，是因為汽車受到摩擦力作用所以這一現(xiàn)象說明力是物體運動狀態(tài)改變的原因 2.汽車緊急剎車時。突然減速，乘客由于慣性將會撞在前面而造成危險系上了安全帶就可以靠安全帶的拉力而隨汽車一起減速，避免危險3.因為地球上一切物體(包括地球周圍的大氣)都隨著地球自轉一起運動，氣球升空后，由于慣性，它仍保持原來隨地球自轉的速度當忽略其他與地球有相對運動的作用而產生的影響時，升空的氣球與它下方的地面處于相對靜止狀態(tài)，不可能相對地球繞行一周 4.在一密封的車廂內。不能判斷車廂處于靜止狀態(tài)還是勻速直線運動狀態(tài)，有辦法判定車廂是否有加速度，且能判斷加速度的方向三、小結投影小結思考題 1.一切物體總保持 或 ，直到 迫使它改變這種狀態(tài)為止 2.物體保持原來的 的性質叫慣性 3.慣性是物體的 性質，由 決定，與 、 、 、 無關 4.牛頓第一定律的意義在于： 指出了一切物體都有 指出了力和運動的關系，即力不是維持物體運動的原因，而是改變 的原因四、作業(yè)1.課本P48練習一2.思考題意大利著名物理學家伽利略根據(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.請同學們設計實驗來驗證這一結論.提示改變接觸面的粗糙程度.五、板書設計一、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)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)或靜止狀態(tài)的性質慣性.（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系.三、慣性1.物體保持原來的勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質.2.一切物體都具有慣性，慣性是物體的固有性質.六、本節(jié)優(yōu)化訓練設計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，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，在密閉的、沒有空氣流動的車廂內點燃一支香，則車里乘客看到香所冒出的煙的運動情況是( )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.A C D2.C D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.A C4.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.故小車應是向右加速；（2）下部向左的速度突然減小，即小車向左減速.