惯性定律物理教案

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从容说课

本节内容是在前几节机械运动及力的基础上进一步学习力和运动的初步知识．如本节内容中的第一个知识点“牛顿第一定律”，是在上节力的作用效果之一改变物体运动状态的基础上提出问题(如果物体不受力将会怎样运动)，通过实验、分析、推理得出的．惯性是学生生活常见的现象，但同学们很少想过为什么，教材从学生熟悉的事例入手提出问题，容易引起同学们的学习兴趣，解释清楚了现象，对牛顿第一定律也就有了很好的理解和应用．二力的平衡也是在惯性定律的基础上提出问题，通过学生的探究得出了二力的平衡条件．二力平衡的情况随处可见，力学问题中经常要运用二力平衡的条件来进行分析，因此，牛顿第一定律的得出和二力平衡是本节的重点，对惯性现象的解释是本节的难点．

教学中教师重在引导，引导学生根据生活经验及现象大胆假设，小心求证，合理推测，在掌握知识的基础上，又能用所学知识分析、解释生活中的现象，解决生活中的简单问题．

教学目标

一、知识目标

1．知道牛顿第一定律的内容．

2．知道惯性的概念，会解释简单的惯性现象．

3．知道二力平衡，理解二力平衡的条件，会应用二力平衡的知识解决简单的实际问题．

二、能力目标

l．探究摩擦力对物体运动的影响，具有初步的观察能力、逻辑推理能力和科学想象能力．

2．通过活动体验任何物体都具有惯性．尝试用已知的科学规律解释具体问题，具有初步的分析概括能力和浯言表达能力．

三、德育目标

通过活动和阅读感受科学就在身边，体验科学对人类生活的重要性．增强对科学的热爱．

教学重点

牛顿第一定律及二力的平衡．

教学难点

惯性现象的解释．

教学方法

探究法：通过学生的探究实验，引导学生正确推理，概括出牛顿第一定律，总结出二力平衡的条件．

分析法：在学习掌握牛顿第一定律的基础上，通过学生们的讨论分析解释生活中的现象，理解惯性的概念，学会分析问题的思路和方法．

教具准备

惯性小车、斜面、光滑木板、毛巾、棉布、棋子、直尺、长方木块、两个定滑轮、钩码若干、细绳、投影仪等．

课时安排

1课时

教学过程

一、引入新课

收集与教材P34图11．5-1中内容相关的录像资料让学生观看．

[放录像]

·自行车比赛中冲过终点的自行车．

·滑冰比赛中到达终点后的运动员．

·被小朋友弹出去的琉璃球．

[师]同学们在录像中看到的这些现象，在日常生活中常会见到，你也一定有过这样的体验．运动的物体为什么会停下来呢?同学们看书P34左下角内容，先了解古人的思辨．

(学生看书，还会有小范围的讨论)

[师]亚里士多德和伽利略都是伟大的科学家，到底哪个说法正确呢?光靠思辨不能回答，同学们可以自己探究，通过实验来求证．

二、新课教学

1．牛顿第一定律

[探究]摩擦力对物体运动的影响．

[师]同学们先看书P34探究的内容，观察大家面前的实验器材，说明观察的内容是什么，实验中相同的条件是什么，不同的条件是什么．

[生]实验中要观察小车从斜面滑下后在平面上运动的距离．

[生]实验中相同的条件是：都让小车从斜面的顶端滑下；不同的条件是：平面上三种表面的粗糙程度不同．

[师]引导学生分析：让小车从斜面的同一高度滑下是为了保证小车在三种表面上开始运动时的速度相同；三种表面的粗糙程度不同使小车在平面上受到的摩擦阻力不同．

(同学们分组实验，并将观察到的现象填入书上的表格内)

[师]同学们分析实验的现象，能得出什么结论?

[生]从实验现象看表面越光滑．小车运动的距离越远，这说明小车受到的摩擦力越小，速度减小得越慢．

[师]引导学生推理：假如小车不受摩擦力，会怎样运动?

[生]假如小车不受摩擦力，速度就不会减小，小车将永远运动下去．

[投影]

伽利略的推理和笛卡儿的补充．

300多年前，意大利的科学家伽利略对类似的实验进行了分析，并进一步通过推理得出：在理想情况下，如果表面绝对光滑、物体受到的阻力为零，它的速度将不会减慢，将以恒定不变的速度永远运动下去．伽利略敢于纠正前人的理论，用丰富的想象和科学的推理建立了新的力和运动的关系．

法国科学家笛卡儿进一步补充了伽利略的推论：如果物体不受任何力的作用，不仅速度大小不变，而且运动方向也不变．

[师]英国的科学家牛顿总结了伽利略等人的研究成果，概括出了力和运动关系的一条重要规律，牛顿第一定律(Newton′sfirstlawofmotion)：(同学们一起说)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．

[师]牛顿第一定律的得出，对同学们有什么启示吗?

[生]牛顿第一定律的产生经过了几代人的努力，我们应该学习科学家们刻苦钻研的精神，为科学的发展作出我们的努力．

[师]牛顿第一定律能用实验来验证吗?

[生]牛顿第一定律说的是物体没有受到力的作用时的情况，但我们周围的物体都要受到力的作用，因此不能用实验来直接验证．

[生]我们国家的“神舟”号飞船再大一些，在太空就可做验证牛顿第一定律的实验了．

[师](教师积极肯定同学的想法)老师相信你的愿望一定能够实现．虽然现在我们还不能亲自用实验验证牛顿第一定律，但从定律得出的一切推论，都经受住了实践的检验．因此，现在是大家公认的力学基本定律之一．那么，我们如何理解牛顿第一定律呢?

[生]牛顿第一定律是对一切物体而言，条件是：没有受到力的作用．结论是：原来静止的物体要保持静止状态，原来运动的物体要保持匀速直线运动状态．

[生]牛顿第一定律还说明了物体的运动不需要靠力来维持，力不是维持物体运动的原因，力是改变物体运动状态的原因．

2．惯性

[师]同学们已经理解了牛顿第一定律的内容．现在请同学们一起来完成下面的实验．

[想想做做]

1．把你的橡皮(或者书本)竖直向上抛出，还会落回手中吗?

2．将一条小纸条放在水平的课桌上，纸条一端悬在桌边．将钢笔(或脱下笔帽)直立在纸条另一端，从桌边的一端迅速抽出纸条，钢笔会怎样?(部分同学按书P36图11．5-4，击打棋子)

[生]橡皮抛出去，还会落回手中，抽出纸条(击打最下面一个棋子)，钢笔还会停在原来的地方(上面棋子会落到原来的地方)．

[师]我们坐在地球上和地球在一起运动，为什么抛到空中的橡皮落下来还在你的手上，打飞了最下面的棋子，上面的没有一起运动而是落下来?同学们能说说原因吗?

[生]这是由于惯性．

[师]什么是惯性呢?教师引导同学们分析：牛顿第一定律告诉我们，物体不受外力时，原来静止的物体将保持静止，原来运动的物体将以原有的速度运动下去，这表明无论静止的物体还是运动的物体，都有保持原来运动状态不变的特性，即惯性．所以牛顿第一定律也叫惯性定律．

[演示]

小车突然运动和突然停下来时表现出的惯性现象，如下图．

[师]为什么突然拉动小车时，木块向后倒；而小车突然停止时，木块向前倒?根据木块的运动能不能解释汽车在突然启动和急刹车时乘客表现出的状态?

[生]木块向后倒或向前倒，是因为木块上部和下部的运动状态不一样．当小车突然启动时，木块下部随小车一起运动，而木块的上部由于惯性还要保持静止状态，于是木块向后倒，当运动的小车突然停下时，木块的上部由于惯性还要保持向前运动的状态，而下部由于和小车间的摩擦使木块下部随小车静止，于是木块向前倒．

[生]汽车在突然启动和刹车时，车内的乘客会后仰和前倾，其道理和木块的翻倒是完全一样的．

[师]了解了上面的内容，请同学们再来看汽车安全带的作用．

[科学世界]汽车安全带．

[生]汽车安全带主要是为了防止汽车突然刹车时由于惯性对人体造成的伤害．

[师]请同学们说说你还知道有哪些生产和生活中的惯性现象．

[生]踢球、用铁锹铲雪、泼水、滑冰．

[生]烧锅炉时用铁锹往炉膛内添煤、跳远运动员起跳前的助跑、还有用手可以拍掉身上的灰尘．

[生]跑步的人当脚碰到障碍物时，总是会向前摔倒；撞击锤柄，可以使锤头紧紧套在锤柄上；骑自行车太快容易发生事故……

[师]从同学们举出的这些例子中，我们能够看到人们可以利用惯性给我们的生活和生产带来许多的方便，同时也有惯性给我们带来的危害．因此，我们在利用惯性的同时还要注意防止惯性对我们造成伤害．

3．二力平衡

[师]牛顿第一定律告诉我们，一切物体在没有受到外力作用的时候总保持静止状态或匀速直线运动状态．请同学们分析下面的问题．

[投影]

(1)放在讲桌上的粉笔盒处于什么状态，它受不受力?

(2)在平面上匀速推动物体运动的过程中，物体处于何种状态?物体受不受力的作用?

[生]讲桌上的粉笔盒处于静止状态，它受到了力的作用．匀速推动物体运动的过程中，物体处于匀速直线运动状态，它也受到了力的作用．

[生]这两个问题说明物体受到力的作用也能保持静止或匀速直线运动状态．

[师]大家分析得非常正确．物体在受到几个力作用时，如果保持静止状态或匀速直线运动状态，我们就说这几个力平衡(equilibrium)，这时物体处于平衡状态．同学们考虑，什么是二力的平衡呢?

[生]如果作用在物体上的力只有两个，且物体处于平衡状态，就说这二力平衡．

[师]这两个力满足什么条件才能平衡呢?

[探究]二力平衡的条件．

[师]请同学们自己设计并进行实验，然后各组交流．

(同学们操作，教师巡视并参与同学们的活动)

第一组：

设计实验：

首先，我们将两个定滑轮固定在光滑的长木板两端，然后在长方木块的两端各挂上一根绳子，放在光滑的木板上，两端绳子分别跨过定滑轮挂上钩码．

进行实验：

(1)在两根绳端分别挂上质量不相等的钩码，观察木块是否静止．

(2)在两根绳端分别挂上质量相等的钩码，观察木块是否静止．

实验现象；

(1)绳两端挂质量不相等的钩码时，木块很快运动到挂钩码多的一端．

(2)绳两端挂质量相等的钩码时，木块静止．

实验结论：

分析实验现象我们可以得出结论，两个力大小相等、方向相反时，二力平衡．

第二组：

我们组的实验和第一组基本相同．如果将木块扭转一个角度使拉木块的绳子不在一条直线上时，木块不会静止，说明二力要想平衡还必须作用在一条直线上．

第三组：

他们两个组还忽略了一个问题，就是两端绳子的力都是作用在同一个木块上的．

[师]通过同学们共同的努力，综合大家的实验结论，我们可以得到二力平衡的条件：

[生]作用在同一个物体上的两个力，如果大小相等、方向相反，并且在同一条直线上，这两个力就彼此平衡．

[师]生活中二力平衡的例子随处可见，如书P38图11．5-10．请在简图中画出物体受到的平衡力．

(学生画图，教师巡视指导，最后讲评)

[师]同学们学习了平衡力后，谁能说说平衡力和物体间相互的作用力有什么区别?

[生]平衡力作用在同一个物体上，而物体间相互的作用力作用在相互作用着的两个物体上．

[师]非常正确．同学们在分析物体受力时一定要注意区分．

三、小结

1．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．牛顿第一定律也叫惯性定律．

2．惯性：一切物体都有保持原有运动状态的特性．

3．二力平衡的条件：作用在同一个物体上的两个力，如果大小相等、方向相反，并且在同一条直线上，这两个力就彼此平衡．

四、动手动脑学物理

1．略

2．惯性是造成许多交通事故的原因，行驶中的汽车和自行车刹车时，由于惯性不能立即停下来．即使是紧急刹车，也要向前运动一段才能停下来．请同学们去调查了解为避免发生交通事故，交通部门采取了哪些措施，了哪些禁令．如城市道路要求各行其道，公路上不同道路上的限制速度等．

3．略．

五、板书设计

略

牛顿第一定律（惯性定律）（lawofinertia）

惯性（inertia）

二力平衡

实验现象

发展历程伽利略的推理及笛卡儿的补充

牛顿

内容：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

意义：力学基本定律之一

定义：物体保持运动状态不变的特征

现象：

解释：

概念：如果作用在物体上的力只有两个，且物体处于平衡状态，就说这二力平衡

作用在同一个物体上

条件大小相等、方向相反

作用在一条直线上