第五節(jié)慣性定律

第五節(jié)慣性定律第五節(jié)慣性定律從容說課本節(jié)內(nèi)容是在前幾節(jié)機械運動及力的基礎(chǔ)上進一步學習力和運動的初步知識.如本節(jié)內(nèi)容中的第一個知識點“牛頓第一定律”，是在上節(jié)力的作用效果之一改變物體運動狀態(tài)的基礎(chǔ)上提出問題（如果物體不受力將會怎樣運動），通過實驗、分析、推理得出的.慣性是學生生活常見的現(xiàn)象，但同學們很少想過為什么，教材從學生熟悉的事例入手提出問題，容易引起同學們的學習興趣，解釋清楚了現(xiàn)象，對牛頓第一定律也就有了很好的理解和應用.二力的平衡也是在慣性定律的基礎(chǔ)上提出問題，通過學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，力學問題中經(jīng)常要運用二力平衡的條件來進行分析，因此，牛頓第一定律的得出和二力平衡是本節(jié)的重點，對慣性現(xiàn)象的解釋是本節(jié)的難點.教學中教師重在引導，引導學生根據(jù)生活經(jīng)驗及現(xiàn)象大膽假設(shè)，小心求證，合理推測，在掌握知識的基礎(chǔ)上，又能用所學知識分析、解釋生活中的現(xiàn)象，解決生活中的簡單問題.教學目標一、知識目標1.知道牛頓第一定律的內(nèi)容.2.知道慣性的概念，會解釋簡單的慣性現(xiàn)象.3.知道二力平衡，理解二力平衡的條件，會應用二力平衡的知識解決簡單的實際問題.二、能力目標I.探究摩擦力對物體運動的影響，具有初步的觀察能力、邏輯推理能力和科學想象能力.2.通過活動體驗任何物體都具有慣性.嘗試用已知的科學規(guī)律解釋具體問題，具有初步的分析概括能力和浯言表達能力.三、德育目標通過活動和閱讀感受科學就在身邊，體驗科學對人類生活的重要性.增強對科學的熱愛.教學重點牛頓第一定律及二力的平衡.教學難點慣性現(xiàn)象的解釋.教學方法探究法：通過學生的探究實驗，引導學生正確推理，概括出牛頓第一定律，總結(jié)出二力平衡的條件.分析法：在學習掌握牛頓第一定律的基礎(chǔ)上，通過學生們的討論分析解釋生活中的現(xiàn)象，理解慣性的概念，學會分析問題的思路和方法.教具準備慣性小車、斜面、光滑木板、毛巾、棉布、棋子、直尺、長方木塊、兩個定滑輪、鉤碼若干、細繩、投影儀等.課時安排1課時教學過程一、引入新課收集與教材p34圖11.5-1中內(nèi)容相關(guān)的錄像資料讓學生觀看.放錄像自行車比賽中沖過終點的自行車.滑冰比賽中到達終點后的運動員.被小朋友彈出去的琉璃球.師同學們在錄像中看到的這些現(xiàn)象，在日常生活中常會見到，你也一定有過這樣的體驗.運動的物體為什么會停下來呢？同學們看書p34左下角內(nèi)容，先了解古人的思辨.（學生看書，還會有小范圍的討論）師亞里士多德和伽利略都是偉大的科學家，到底哪個說法正確呢？光靠思辨不能回答，同學們可以自己探究，通過實驗來求證.共5頁，當前第1頁12345二、新課教學1.牛頓第一定律探究摩擦力對物體運動的影響.師同學們先看書p34探究的內(nèi)容，觀察大家面前的實驗器材，說明觀察的內(nèi)容是什么，實驗中相同的條件是什么，不同的條件是什么.生實驗中要觀察小車從斜面滑下后在平面上運動的距離.生實驗中相同的條件是：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.師引導學生分析：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動時的速度相同；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.（同學們分組實驗，并將觀察到的現(xiàn)象填入書上的表格內(nèi)）師同學們分析實驗的現(xiàn)象，能得出什么結(jié)論？生從實驗現(xiàn)象看表面越光滑.小車運動的距離越遠，這說明小車受到的摩擦力越小，速度減小得越慢.師引導學生推理：假如小車不受摩擦力，會怎樣運動？生假如小車不受摩擦力，速度就不會減小，小車將永遠運動下去.投影伽利略的推理和笛卡兒的補充.300多年前，意大利的科學家伽利略對類似的實驗進行了分析，并進一步通過推理得出：在理想情況下，如果表面絕對光滑、物體受到的阻力為零，它的速度將不會減慢，將以恒定不變的速度永遠運動下去.伽利略敢于糾正前人的理論，用豐富的想象和科學的推理建立了新的力和運動的關(guān)系.法國科學家笛卡兒進一步補充了伽利略的推論：如果物體不受任何力的作用，不僅速度大小不變，而且運動方向也不變.師英國的科學家牛頓總結(jié)了伽利略等人的研究成果，概括出了力和運動關(guān)系的一條重要規(guī)律，牛頓第一定律（newton'sfirstlawofmotion）:（同學們一起說）一切物體在沒有受到力的作用時，總保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài).師牛頓第一定律的得出，對同學們有什么啟示嗎？生牛頓第一定律的產(chǎn)生經(jīng)過了幾代人的努力，我們應該學習科學家們刻苦鉆研的精神，為科學的發(fā)展作出我們的努力.師牛頓第一定律能用實驗來驗證嗎？生牛頓第一定律說的是物體沒有受到力的作用時的情況，但我們周圍的物體都要受到力的作用，因此不能用實驗來直接驗證.生我們國家的“神舟”號飛船再大一些，在太空就可做驗證牛頓第一定律的實驗了.師（教師積極肯定同學的想法）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驗驗證牛頓第一定律，但從定律得出的一切推論，都經(jīng)受住了實踐的檢驗.因此，現(xiàn)在是大家公認的力學基本定律之一.那么，我們?nèi)绾卫斫馀ｎD第一定律呢？生牛頓第一定律是對一切物體而言，條件是：沒有受到力的作用.結(jié)論是：原來靜止的物體要保持靜止狀態(tài)，原來運動的物體要保持勻速直線運動狀態(tài).共5頁，當前第2頁12345生牛頓第一定律還說明了物體的運動不需要靠力來維持，力不是維持物體運動的原因，力是改變物體運動狀態(tài)的原因.2.慣性師同學們已經(jīng)理解了牛頓第一定律的內(nèi)容.現(xiàn)在請同學們一起來完成下面的實驗.想想做做1.把你的橡皮（或者書本）豎直向上拋出，還會落回手中嗎？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，鋼筆會怎樣？（部分同學按書p36圖11.5-4,擊打棋子）生橡皮拋出去，還會落回手中，抽出紙條（擊打最下面一個棋子），鋼筆還會停在原來的地方（上面棋子會落到原來的地方）.師我們坐在地球上和地球在一起運動，為什么拋到空中的橡皮落下來還在你的手上，打飛了最下面的棋子，上面的沒有一起運動而是落下來？同學們能說說原因嗎？生這是由于慣性.師什么是慣性呢？教師引導同學們分析：牛頓第一定律告訴我們，物體不受外力時，原來靜止的物體將保持靜止，原來運動的物體將以原有的速度運動下去，這表明無論靜止的物體還是運動的物體，都有保持原來運動狀態(tài)不變的特性，即慣性.所以牛頓第一定律也叫慣性定律.演示小車突然運動和突然停下來時表現(xiàn)出的慣性現(xiàn)象，如下圖.師為什么突然拉動小車時，木塊向后倒；而小車突然停止時，木塊向前倒？根據(jù)木塊的運動能不能解釋汽車在突然啟動和急剎車時乘客表現(xiàn)出的狀態(tài)？生木塊向后倒或向前倒，是因為木塊上部和下部的運動狀態(tài)不一樣.當小車突然啟動時，木塊下部隨小車一起運動，而木塊的上部由于慣性還要保持靜止狀態(tài)，于是木塊向后倒，當運動的小車突然停下時，木塊的上部由于慣性還要保持向前運動的狀態(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.生汽車在突然啟動和剎車時，車內(nèi)的乘客會后仰和前傾，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，請同學們再來看汽車安全帶的作用.科學世界汽車安全帶.生汽車安全帶主要是為了防止汽車突然剎車時由于慣性對人體造成的傷害.師請同學們說說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.生燒鍋爐時用鐵鍬往爐膛內(nèi)添煤、跳遠運動員起跳前的助跑、還有用手可以拍掉身上的灰塵.生跑步的人當腳碰到障礙物時，總是會向前摔倒；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)帶來許多的方便，同時也有慣性給我們帶來的危害.因此，我們在利用慣性的同時還要注意防止慣性對我們造成傷害.共5頁，當前第3頁123453.二力平衡師牛頓第一定律告訴我們，一切物體在沒有受到外力作用的時候總保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài).請同學們分析下面的問題.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）在平面上勻速推動物體運動的過程中，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狀態(tài)，它受到了力的作用.勻速推動物體運動的過程中，物體處于勻速直線運動狀態(tài)，它也受到了力的作用.生這兩個問題說明物體受到力的作用也能保持靜止或勻速直線運動狀態(tài).師大家分析得非常正確.物體在受到幾個力作用時，如果保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)，我們就說這幾個力平衡（equilibrium），這時物體處于平衡狀態(tài).同學們考慮，什么是二力的平衡呢？生如果作用在物體上的力只有兩個，且物體處于平衡狀態(tài)，就說這二力平衡.師這兩個力滿足什么條件才能平衡呢？探究二力平衡的條件.師請同學們自己設(shè)計并進行實驗，然后各組交流.（同學們操作，教師巡視并參與同學們的活動）第一組：設(shè)計實驗：首先，我們將兩個定滑輪固定在光滑的長木板兩端，然后在長方木塊的兩端各掛上一根繩子，放在光滑的木板上，兩端繩子分別跨過定滑輪掛上鉤碼.進行實驗：（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.實驗現(xiàn)象；（1）繩兩端掛質(zhì)量不相等的鉤碼時，木塊很快運動到掛鉤碼多的一端.（2）繩兩端掛質(zhì)量相等的鉤碼時，木塊靜止.實驗結(jié)論：分析實驗現(xiàn)象我們可以得出結(jié)論，兩個力大小相等、方向相反時，二力平衡.第二組：我們組的實驗和第一組基本相同.如果將木塊扭轉(zhuǎn)一個角度使拉木塊的繩子不在一條直線上時，木塊不會靜止，說明二力要想平衡還必須作用在一條直線上.第三組：他們兩個組還忽略了一個問題，就是兩端繩子的力都是作用在同一個木塊上的.師通過同學們共同的努力，綜合大家的實驗結(jié)論，我們可以得到二力平衡的條件：生作用在同一個物體上的兩個力，如果大小相等、方向相反，并且在同一條直線上，這兩個力就彼此平衡.師生活中二力平衡的例子隨處可見，如書p38圖11.5-10.請在簡圖中畫出物體受到的平衡力.（學生畫圖，教師巡視指導，最后講評）師同學們學習了平衡力后，誰能說說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物體上，而物體間相互的作用力作用在相互作用著的兩個物體上.共5頁，當前第4頁12345師非常正確.同學們在分析物體受力時一定要注意區(qū)分.三、小結(jié)1.牛頓第一定律：一切物體在沒有受到力的作用時，總保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(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動狀態(tài)的特性.3.二力平衡的條件：作用在同一個物體上的兩個力，如果大小相等、方向相反，并且在同一條直線上，這兩個力就彼此平衡.四、動手動腦學物理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，由于慣性不能立即停下來.即使是緊急剎車，也要向前運動一段才能停下來.請同學們?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，公路上不同道路上的限制速度等.3.略.五、板書設(shè)計略牛頓第一定律（慣性定律）（lawofinertia）慣性（inertia）二力平衡實驗現(xiàn)象發(fā)展歷程伽利略的推理及笛卡兒的補充牛頓內(nèi)容：一切物體在沒有受到力的作用時，總保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)意義：力學基本定律之一定義：物體保持運動狀態(tài)不變的特征現(xiàn)象：解釋：概念：如果作用在物體上的力只有兩個，且物體處于平衡狀態(tài)，就說這二力平衡作用在同一個物體上條件大小相等、方向相反作用在一條直線上共5頁，當前第5頁12345