物體的慣性教案示例.doc

第五節(jié) 物體的慣性從容說(shuō)課 本節(jié)內(nèi)容是在前幾節(jié)機(jī)械運(yùn)動(dòng)及力的基礎(chǔ)上進(jìn)一步學(xué)習(xí)力和運(yùn)動(dòng)的初步知識(shí)如本節(jié)內(nèi)容中的第一個(gè)知識(shí)點(diǎn)“牛頓第一定律”，是在上節(jié)力的作用效果之一改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的基礎(chǔ)上提出問(wèn)題(如果物體不受力將會(huì)怎樣運(yùn)動(dòng))，通過(guò)實(shí)驗(yàn)、分析、推理得出的慣性是學(xué)生生活常見的現(xiàn)象，但同學(xué)們很少想過(guò)為什么，教材從學(xué)生熟悉的事例入手提出問(wèn)題，容易引起同學(xué)們的學(xué)習(xí)興趣，解釋清楚了現(xiàn)象，對(duì)牛頓第一定律也就有了很好的理解和應(yīng)用二力的平衡也是在慣性定律的基礎(chǔ)上提出問(wèn)題，通過(guò)學(xué)生的探究得出了二力的平衡條件二力平衡的情況隨處可見，力學(xué)問(wèn)題中經(jīng)常要運(yùn)用二力平衡的條件來(lái)進(jìn)行分析，因此，牛頓第一定律的得出和二力平衡是本節(jié)的重點(diǎn)，對(duì)慣性現(xiàn)象的解釋是本節(jié)的難點(diǎn) 教學(xué)中教師重在引導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)及現(xiàn)象大膽假設(shè)，小心求證，合理推測(cè)，在掌握知識(shí)的基礎(chǔ)上，又能用所學(xué)知識(shí)分析、解釋生活中的現(xiàn)象，解決生活中的簡(jiǎn)單問(wèn)題教學(xué)目標(biāo) 一、知識(shí)目標(biāo) 1知道牛頓第一定律的內(nèi)容 2知道慣性的概念，會(huì)解釋簡(jiǎn)單的慣性現(xiàn)象 3知道二力平衡，理解二力平衡的條件，會(huì)應(yīng)用二力平衡的知識(shí)解決簡(jiǎn)單的實(shí)際問(wèn)題 二、能力目標(biāo) l探究摩擦力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響，具有初步的觀察能力、邏輯推理能力和科學(xué)想象能力 2通過(guò)活動(dòng)體驗(yàn)任何物體都具有慣性嘗試用已知的科學(xué)規(guī)律解釋具體問(wèn)題，具有初步的分析概括能力和浯言表達(dá)能力 三、德育目標(biāo) 通過(guò)活動(dòng)和閱讀感受科學(xué)就在身邊，體驗(yàn)科學(xué)對(duì)人類生活的重要性增強(qiáng)對(duì)科學(xué)的熱愛教學(xué)重點(diǎn) 牛頓第一定律及二力的平衡教學(xué)難點(diǎn) 慣性現(xiàn)象的解釋教學(xué)方法 探究法：通過(guò)學(xué)生的探究實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生正確推理，概括出牛頓第一定律，總結(jié)出二力平衡的條件 分析法：在學(xué)習(xí)掌握牛頓第一定律的基礎(chǔ)上，通過(guò)學(xué)生們的討論分析解釋生活中的現(xiàn)象，理解慣性的概念，學(xué)會(huì)分析問(wèn)題的思路和方法教具準(zhǔn)備 慣性小車、斜面、光滑木板、毛巾、棉布、棋子、直尺、長(zhǎng)方木塊、兩個(gè)定滑輪、鉤碼若干、細(xì)繩、投影儀等課時(shí)安排 1課時(shí)教學(xué)過(guò)程 一、引入新課 收集與教材P34圖115-1中內(nèi)容相關(guān)的錄像資料讓學(xué)生觀看 放錄像 自行車比賽中沖過(guò)終點(diǎn)的自行車 滑冰比賽中到達(dá)終點(diǎn)后的運(yùn)動(dòng)員 被小朋友彈出去的琉璃球 師同學(xué)們?cè)阡浵裰锌吹降倪@些現(xiàn)象，在日常生活中常會(huì)見到，你也一定有過(guò)這樣的體驗(yàn)運(yùn)動(dòng)的物體為什么會(huì)停下來(lái)呢?同學(xué)們看書P34左下角內(nèi)容，先了解古人的思辨 (學(xué)生看書，還會(huì)有小范圍的討論) 師亞里士多德和伽利略都是偉大的科學(xué)家，到底哪個(gè)說(shuō)法正確呢?光靠思辨不能回答，同學(xué)們可以自己探究，通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)求證 二、新課教學(xué) 1牛頓第一定律 探究摩擦力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響 師同學(xué)們先看書P34探究的內(nèi)容，觀察大家面前的實(shí)驗(yàn)器材，說(shuō)明觀察的內(nèi)容是什么，實(shí)驗(yàn)中相同的條件是什么，不同的條件是什么 生實(shí)驗(yàn)中要觀察小車從斜面滑下后在平面上運(yùn)動(dòng)的距離 生實(shí)驗(yàn)中相同的條件是：都讓小車從斜面的頂端滑下；不同的條件是：平面上三種表面的粗糙程度不同 師引導(dǎo)學(xué)生分析：讓小車從斜面的同一高度滑下是為了保證小車在三種表面上開始運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度相同；三種表面的粗糙程度不同使小車在平面上受到的摩擦阻力不同 (同學(xué)們分組實(shí)驗(yàn)，并將觀察到的現(xiàn)象填入書上的表格內(nèi)) 師同學(xué)們分析實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象，能得出什么結(jié)論? 生從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象看表面越光滑小車運(yùn)動(dòng)的距離越遠(yuǎn)，這說(shuō)明小車受到的摩擦力越小，速度減小得越慢 師引導(dǎo)學(xué)生推理：假如小車不受摩擦力，會(huì)怎樣運(yùn)動(dòng)? 生假如小車不受摩擦力，速度就不會(huì)減小，小車將永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去 投影 伽利略的推理和笛卡兒的補(bǔ)充 300多年前，意大利的科學(xué)家伽利略對(duì)類似的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了分析，并進(jìn)一步通過(guò)推理得出：在理想情況下，如果表面絕對(duì)光滑、物體受到的阻力為零，它的速度將不會(huì)減慢，將以恒定不變的速度永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去伽利略敢于糾正前人的理論，用豐富的想象和科學(xué)的推理建立了新的力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系 法國(guó)科學(xué)家笛卡兒進(jìn)一步補(bǔ)充了伽利略的推論：如果物體不受任何力的作用，不僅速度大小不變，而且運(yùn)動(dòng)方向也不變 師英國(guó)的科學(xué)家牛頓總結(jié)了伽利略等人的研究成果，概括出了力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的一條重要規(guī)律，牛頓第一定律(Newtonsfirstlaw of motion)：(同學(xué)們一起說(shuō))一切物體在沒(méi)有受到力的作用時(shí)，總保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 師牛頓第一定律的得出，對(duì)同學(xué)們有什么啟示嗎? 生牛頓第一定律的產(chǎn)生經(jīng)過(guò)了幾代人的努力，我們應(yīng)該學(xué)習(xí)科學(xué)家們刻苦鉆研的精神，為科學(xué)的發(fā)展作出我們的努力 師牛頓第一定律能用實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證嗎? 生牛頓第一定律說(shuō)的是物體沒(méi)有受到力的作用時(shí)的情況，但我們周圍的物體都要受到力的作用，因此不能用實(shí)驗(yàn)來(lái)直接驗(yàn)證 生我們國(guó)家的“神舟”號(hào)飛船再大一些，在太空就可做驗(yàn)證牛頓第一定律的實(shí)驗(yàn)了 師(教師積極肯定同學(xué)的想法)老師相信你的愿望一定能夠?qū)崿F(xiàn)雖然現(xiàn)在我們還不能親自用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證牛頓第一定律，但從定律得出的一切推論，都經(jīng)受住了實(shí)踐的檢驗(yàn)因此，現(xiàn)在是大家公認(rèn)的力學(xué)基本定律之一那么，我們?nèi)绾卫斫馀ｎD第一定律呢? 生牛頓第一定律是對(duì)一切物體而言，條件是：沒(méi)有受到力的作用結(jié)論是：原來(lái)靜止的物體要保持靜止?fàn)顟B(tài)，原來(lái)運(yùn)動(dòng)的物體要保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 生牛頓第一定律還說(shuō)明了物體的運(yùn)動(dòng)不需要靠力來(lái)維持，力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因，力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因 2慣性 師同學(xué)們已經(jīng)理解了牛頓第一定律的內(nèi)容現(xiàn)在請(qǐng)同學(xué)們一起來(lái)完成下面的實(shí)驗(yàn) 想想做做 1把你的橡皮(或者書本)豎直向上拋出，還會(huì)落回手中嗎? 2將一條小紙條放在水平的課桌上，紙條一端懸在桌邊將鋼筆(或脫下筆帽)直立在紙條另一端，從桌邊的一端迅速抽出紙條，鋼筆會(huì)怎樣?(部分同學(xué)按書P36圖115-4，擊打棋子) 生橡皮拋出去，還會(huì)落回手中，抽出紙條(擊打最下面一個(gè)棋子)，鋼筆還會(huì)停在原來(lái)的地方(上面棋子會(huì)落到原來(lái)的地方) 師我們坐在地球上和地球在一起運(yùn)動(dòng)，為什么拋到空中的橡皮落下來(lái)還在你的手上，打飛了最下面的棋子，上面的沒(méi)有一起運(yùn)動(dòng)而是落下來(lái)?同學(xué)們能說(shuō)說(shuō)原因嗎? 生這是由于慣性 師什么是慣性呢?教師引導(dǎo)同學(xué)們分析：牛頓第一定律告訴我們，物體不受外力時(shí)，原來(lái)靜止的物體將保持靜止，原來(lái)運(yùn)動(dòng)的物體將以原有的速度運(yùn)動(dòng)下去，這表明無(wú)論靜止的物體還是運(yùn)動(dòng)的物體，都有保持原來(lái)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的特性，即慣性所以牛頓第一定律也叫慣性定律 演示小車突然運(yùn)動(dòng)和突然停下來(lái)時(shí)表現(xiàn)出的慣性現(xiàn)象，如下圖 師為什么突然拉動(dòng)小車時(shí)，木塊向后倒；而小車突然停止時(shí)，木塊向前倒?根據(jù)木塊的運(yùn)動(dòng)能不能解釋汽車在突然啟動(dòng)和急剎車時(shí)乘客表現(xiàn)出的狀態(tài)? 生木塊向后倒或向前倒，是因?yàn)槟緣K上部和下部的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不一樣當(dāng)小車突然啟動(dòng)時(shí)，木塊下部隨小車一起運(yùn)動(dòng)，而木塊的上部由于慣性還要保持靜止?fàn)顟B(tài)，于是木塊向后倒，當(dāng)運(yùn)動(dòng)的小車突然停下時(shí)，木塊的上部由于慣性還要保持向前運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)，而下部由于和小車間的摩擦使木塊下部隨小車靜止，于是木塊向前倒 生汽車在突然啟動(dòng)和剎車時(shí)，車內(nèi)的乘客會(huì)后仰和前傾，其道理和木塊的翻倒是完全一樣的 師了解了上面的內(nèi)容，請(qǐng)同學(xué)們?cè)賮?lái)看汽車安全帶的作用 科學(xué)世界汽車安全帶 生汽車安全帶主要是為了防止汽車突然剎車時(shí)由于慣性對(duì)人體造成的傷害 師請(qǐng)同學(xué)們說(shuō)說(shuō)你還知道有哪些生產(chǎn)和生活中的慣性現(xiàn)象 生踢球、用鐵鍬鏟雪、潑水、滑冰 生燒鍋爐時(shí)用鐵鍬往爐膛內(nèi)添煤、跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)員起跳前的助跑、還有用手可以拍掉身上的灰塵 生跑步的人當(dāng)腳碰到障礙物時(shí)，總是會(huì)向前摔倒；撞擊錘柄，可以使錘頭緊緊套在錘柄上；騎自行車太快容易發(fā)生事故 師從同學(xué)們舉出的這些例子中，我們能夠看到人們可以利用慣性給我們的生活和生產(chǎn)帶來(lái)許多的方便，同時(shí)也有慣性給我們帶來(lái)的危害因此，我們?cè)诶脩T性的同時(shí)還要注意防止慣性對(duì)我們?cè)斐蓚?3二力平衡 師牛頓第一定律告訴我們，一切物體在沒(méi)有受到外力作用的時(shí)候總保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)請(qǐng)同學(xué)們分析下面的問(wèn)題 投影 (1)放在講桌上的粉筆盒處于什么狀態(tài)，它受不受力? (2)在平面上勻速推動(dòng)物體運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，物體處于何種狀態(tài)?物體受不受力的作用? 生講桌上的粉筆盒處于靜止?fàn)顟B(tài)，它受到了力的作用勻速推動(dòng)物體運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，物體處于勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，它也受到了力的作用 生這兩個(gè)問(wèn)題說(shuō)明物體受到力的作用也能保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 師大家分析得非常正確物體在受到幾個(gè)力作用時(shí)，如果保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，我們就說(shuō)這幾個(gè)力平衡(equilibrium)，這時(shí)物體處于平衡狀態(tài)同學(xué)們考慮，什么是二力的平衡呢? 生如果作用在物體上的力只有兩個(gè)，且物體處于平衡狀態(tài)，就說(shuō)這二力平衡 師這兩個(gè)力滿足什么條件才能平衡呢? 探究二力平衡的條件 師請(qǐng)同學(xué)們自己設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，然后各組交流 (同學(xué)們操作，教師巡視并參與同學(xué)們的活動(dòng)) 第一組： 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)： 首先，我們將兩個(gè)定滑輪固定在光滑的長(zhǎng)木板兩端，然后在長(zhǎng)方木塊的兩端各掛上一根繩子，放在光滑的木板上，兩端繩子分別跨過(guò)定滑輪掛上鉤碼 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)： (1)在兩根繩端分別掛上質(zhì)量不相等的鉤碼，觀察木塊是否靜止 (2)在兩根繩端分別掛上質(zhì)量相等的鉤碼，觀察木塊是否靜止 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象； (1)繩兩端掛質(zhì)量不相等的鉤碼時(shí)，木塊很快運(yùn)動(dòng)到掛鉤碼多的一端 (2)繩兩端掛質(zhì)量相等的鉤碼時(shí)，木塊靜止 實(shí)驗(yàn)結(jié)論： 分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象我們可以得出結(jié)論，兩個(gè)力大小相等、方向相反時(shí)，二力平衡 第二組： 我們組的實(shí)驗(yàn)和第一組基本相同如果將木塊扭轉(zhuǎn)一個(gè)角度使拉木塊的繩子不在一條直線上時(shí)，木塊不會(huì)靜止，說(shuō)明二力要想平衡還必須作用在一條直線上 第三組： 他們兩個(gè)組還忽略了一個(gè)問(wèn)題，就是兩端繩子的力都是作用在同一個(gè)木塊上的 師通過(guò)同學(xué)們共同的努力，綜合大家的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，我們可以得到二力平衡的條件： 生作用在同一個(gè)物體上的兩個(gè)力，如果大小相等、方向相反，并且在同一條直線上，這兩個(gè)力就彼此平衡 師生活中二力平衡的例子隨處可見，如書P38圖115-10請(qǐng)?jiān)诤?jiǎn)圖中畫出物體受到的平衡力 (學(xué)生畫圖，教師巡視指導(dǎo)，最后講評(píng)) 師同學(xué)們學(xué)習(xí)了平衡力后，誰(shuí)能說(shuō)說(shuō)平衡力和物體間相互的作用力有什么區(qū)別? 生平衡力作用在同一個(gè)物體上，而物體間相互的作用力作用在相互作用著的兩個(gè)物體上 師非常正確同學(xué)們?cè)诜治鑫矬w受力時(shí)一定要注意區(qū)分 三、小結(jié) 1牛頓第一定律：一切物體在沒(méi)有受到力的作用時(shí)，總保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)牛頓第一定律也叫慣性定律 2慣性：一切物體都有保持原有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的特性 3二力平衡的條件：作用在同一個(gè)物體上的兩個(gè)力，如果大小相等、方向相反，并且在同一條直線上，這兩個(gè)力就彼此平衡 四、動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理 1略 2慣性是造成許多交通事故的原因，行駛中的汽車和自行車剎車時(shí)，由于慣性不能立即停下來(lái)即使是緊急剎車，也要向前運(yùn)動(dòng)一段才能停下來(lái)請(qǐng)同學(xué)們?nèi)フ{(diào)查了解為避免發(fā)生交通事故，交通部門采取了哪些措施，發(fā)布了哪些禁令如城市道路要求各行其道，公路