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牛顿定律教案篇1
教学目标
1.知道伽利略的理想实验及其推理过程,知道理想实验是科学研究的重要方法.
2.理解牛顿第一定律的内容及意义.
3.理解惯性的概念,会解释有关的惯性现象.
教学重难点
1.牛顿第一定律的内容及意义.
2.惯性的概念,解释有关的惯性现象.
教学过程
[知识探究]
一、理想实验的魅力
[问题设计]
1.日常生活中,我们有这样的经验:马拉车,车就前进,停止用力,车就停下来.是否有力作用在物体上物体才能运动呢?马不拉车时,车为什么会停下来呢?
答案不是.车之所以会停下来是因为受到阻力的作用.
2.如果没有摩擦阻力,也不受其他任何力的作用,水平面上运动的物体会怎样?请阅读课本中的“理想实验的魅力”,思考伽利略是如何由理想实验得出结论的.
答案如果没有摩擦阻力,水平面上运动的物体将保持这个速度永远运动下去.
理想实验再现:如图甲所示,让小球沿一个斜面由静止滚下,小球将滚上另一个斜面.如果没有摩擦,小球将上升到原来的高度.
如果减小第二个斜面的倾斜角度,如图乙所示,小球在这个斜面上达到原来的高度就要通过更长的路程.继续减小第二个斜面的倾斜角度,如图丙所示,使它最终成为水平面,小球就再也达不到原来的高度,而将沿水平面以恒定的速度永远运动下去.
[要点提炼]
1.关于运动和力的两种对立的观点
(1)亚里士多德的观点:必须有力作用在物体上,物体才能运动;没有力的作用,物体就要静止在一个地方.力是维持物体运动的原因.
这种错误的观点统治了人们的思维近两千年.
(2)伽利略的观点(伽利略第一次提出):物体的运动不需要(填“需要”或“不需要”)力来维持.
2.伽利略的理想实验的意义
(1)伽利略的理想实验将可靠的事实和理论思维结合起来,即采用“可靠事实+抽象思维+科学推论”的方法了亚里士多德的观点,初步揭示了运动和力的.正确关系.
(2)第一次确立了物理实验在物理学中的地位.
二、牛顿物理学的基石——惯性定律
1.牛顿第一定律:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态.
2.对牛顿第一定律的理解
(1)定性说明了力和运动的关系.
①说明了物体不受外力时的运动状态:匀速直线运动状态或静止状态.
②说明力是改变物体运动状态的原因.
(2)揭示了一切物体都具有的一种固有属性——惯性.因此牛顿第一定律也叫惯性定律.
3.物体运动状态的变化即物体运动速度的变化,有以下三种情况:
(1)速度的方向不变,只有大小改变.(物体做直线运动)
(2)速度的大小不变,只有方向改变.(物体做曲线运动)
(3)速度的大小和方向同时发生改变.(物体做曲线运动)
三、惯性与质量
[问题设计]
坐在公共汽车里的人,当汽车突然启动时,有什么感觉?当运动的汽车突然停止时,又有什么感觉?解释上述现象.
答案当汽车突然启动时,人身体后倾.当汽车突然停止时,人身体前倾.这是因为人具有惯性,原来人和车一起保持静止状态,当车突然启动时,人的身体下部随车运动了,但上部由于惯性保持原来的静止状态,所以会向后倾;原来人和车一起运动,当车突然停止时,人的身体下部随车停止了,但上部由于惯性保持原来的运动状态,故向前倾.
[要点提炼]
1.惯性:物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质,我们把这个性质叫做惯性.牛顿第一定律又叫惯性定律.
2.惯性与质量的关系
(1)惯性是物体的固有属性,一切物体都具有惯性.
(2)质量是物体惯性大小的量度,质量越大,惯性越大.
3.惯性与力无关
(1)惯性不是力,而是物体本身固有的一种性质,因此物体“受到了惯性作用”、“产生了惯性”、“受到惯性力”等说法都是错误的.
(2)力是改变物体运动状态的原因.惯性是维持物体运动状态的原因.
4.惯性的表现
(1)不受力时,惯性表现为保持原来的匀速直线运动状态或静止状态,有“惰性”的意思.
(2)受力时,惯性表现为运动状态改变的难易程度.质量越大,惯性越大,运动状态越难改变.
[延伸思考]
人能推动冰面上的重箱子,用同样的力却推不动粗糙地面上不太重的箱子,是不是冰面上的重箱子惯性小于粗糙地面上不太重的箱子呢?为什么?
答案不是.质量是物体惯性大小的量度,重箱子的惯性大于轻箱子的惯性.判断物体惯性的大小应在相同情况下比较,比如用同样的力推都处于冰面上或都处于粗糙地面上质量不同的物体,比较哪个物体的运动状态更容易改变.
牛顿定律教案篇2
教学目标:
1.知识与技能
知道牛顿第一定律内容.知道惯性的概念.
2.过程与方法
通过活动体验任何物体都具有惯性.
探究摩擦力对物体运动的影响.
3.情感态度与价值观
通过活动和阅读感受科学就在身边.
教学重点:牛顿第一定律.惯性及其现象解释
教学难点:牛顿第一定律.
教学方法:探究法、演示法
教学用具:斜面、木板、小车、棉布、毛巾、象棋、直尺、惯性小球装置
教学过程:
一、引入新课
收集与教材p44图12.5-1中内容相关的录像资料让学生观看.
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12.5-2内容,先了解古人的思辨.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、进行新课
(一)牛顿第一定律
1.历史回顾:对亚里斯多德提出:力是维持物体运动的原因,提出疑问。
2.演示实验:
(1)毛巾表面(2)棉布表面(3)木板表面
现象:(1)小车受到阻力大,运动时间短,路程短;
(2)小车受到阻力较小,运动时间长点,路程远点;
(3)小车受到阻力最小,运动时间较长,路程较远。
3.推理:当小车受到的阻力为零时,小车将会怎样运动下去?
4.牛顿第一定律:一切不受外力的物体,总保持静止或匀速直线运动状态。
说明:牛顿第一定律不是从实验中直接得出来的,它是在实验的基础上通过进一步的科学推理而得到的。
(二)物体的惯性
1.惯性
教师:从牛顿第一定律知道,任何物体都具有保持静止状态或保持匀速直线运动状态的性质,这种性质叫做惯性。也可以说物体保持运动状态不变的性质叫惯性。牛顿第一定律也叫惯性定律。
这里提出了一切物体都有惯性,物体在任何情况下都有惯性。
2.惯性现象
?演示1】用尺迅速打出下面的棋子。解释:叠在一起的棋子原来是处于静止状态的,当尺子打出了下面的棋子,由于上面的棋子有惯性,还要保持原来的静止状态。所以上面棋子落在正下方。
?演示2】惯性小球实验,解释:木片被弹出去之前,小球处于静止状态。小球由于有惯性,还应保持原有的静止状态,所以小球落在原处。
——解释惯性现象的要领:①说清物体原来是处于什么状态(运动或静止)②说出后来发生什么变化;③物体由于惯性还要保持原来的(运动或静止)状态。④所以……。
?演示3】刹车时的惯性现象。请同学们根据要领解释。
教师:这个实验再现了汽车紧急刹车时乘客向前倒这一普遍现象。
三、小结:
四、布置作业:
请大家解释汽车起动时乘客为什么向后倾倒?
板书设计
牛顿第一定律
一、牛顿第一定律:一切物体在没有受到力的作用时,总保持
静止或匀速直线运动状态。
二、惯性:我们把物体保持运动状态不变的特性叫做惯性。
牛顿定律教案篇3
?教材地位与作用】
本节内容是在上节实验课程“探究加速度、质量与力的关系”的基础上进行知识的探究和总结,在知识上要求知道决定加速度的因素、理解加速度、质量、力三者关系;要求经历探究活动、尝试解决问题方法、体验发现规律过程。牛顿第二定律将力学和运动学有机地结合在一起,具体的、定量的回答了加速度和力、质量的关系,是动力学中的核心内容,是本章的重点内容。
?学情分析】
在学习这一节内容之前,学生已经掌握了力、质量、加速度、惯性等概念;知道质量是惯性的量度、力是改变物体运动状态的原因;会分析物体的受力;通过上一节探究加速度与力、质量的关系,知道了加速度与力、质量的关系。这些都为本节学习准备了知识基础,牛顿第二定律通过加速度把物体的运动和受力紧密的联系在一起,使前三章构成一个整体,是解决力学问题的重要工具,应使学生明确对于牛顿第二定律应深入理解,全面掌握。
?教学目标】
1、知识目标
(1)理解加速度与力和质量间的关系。
(2)理解牛顿第二定律的内容,知道定律的确切含义。
(3)能运用牛顿第二定律解答有关问题。
2、能力目标
培养学生的分析能力、归纳能力、解决问题的能力。
3、德育目标
(1)渗透物理学研究方法的教育。
(2)认识到由实验归纳总结物理规律是物理学研究的重要方法。
(3)培养学生严谨思考的能力,激发学生学习物理的兴趣。
?教学重点】
理解牛顿第二定律
?教学难点】
牛顿第二定律的应用
?教学策略】
回顾与思考→创设物理情景→分组讨论→老师讲解→总结规律。
?教学流程图】
?教学过程设计】
教学环节和
教学内容 教师活动 学生活动 设计意图 【知识回顾】
回忆上节课探究的a与f、m关系。 向学生提问:回忆上节实验探究课内容,控制变量法的应用?我们研究了哪几个物理量?它们之间有什么关系? 能用公式反应他们之间的关系吗? 回忆上节课知识,集体回答。 回忆上节课探究的a与f、m关系。 【创设情景、导入新课】
问题1、神舟六号飞船返回舱返回时为何要打开降落伞?
问题2、赛车在开出起跑线的瞬间发生了怎样的变化? 引导学生思考2个问题。
进一步引导学生思考:赛车比起一般的家用汽车质量上有什么不一样?这一设计是为什么? 同学间分组讨论、各小组派代表回答问题。 通过这个问题,学生容易联想到质量越小,运动状态越容易改变,所以加速度和物体质量、合外力有关。 【新课过程】
牛顿第二定律:
1、内容:物体的加速度跟所受的合外力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。
2、公式:f=ma?
设问:力的国际单位是什么?它是如何规定的呢? 构建物理模型,提出关注的细节。
讲解:k是比例常数,那k应该是多少呢?
教师总结:力是使物体产生加速度的原因,力的国际单位是1n=1kg.m/s2。 学生分组讨论分析。
学生自己总结后作答,不完整的地方由其他同学补充。 通过上节探究的a与f、m关系,运用实验数据总结规律,培养学生独立思考的能力和尊重物理事实的精神 3、对该定律的特性进行说明,这样学生对牛顿第二定律才会有进一步认识。
六大特性①因果性(力是产生加速度的原 因), = 2 gb3 ② 矢量性(a、f都是矢量,a的方向由f决定,力的分解和合成遵循平行四边形法则), = 3 gb3 ③ 瞬时性(合外力消失,即a消失), = 4 gb3 ④ 相对性(牛顿第二定律只适用于惯性系), = 5 gb3 ⑤ 独立性(物体的各个力都能产生独立的, = 6 gb3 ⑥ 同一性(a与f与同一物体某一状态相对立)。 提问:牛顿第二定律有哪些特性?
在相对理解牛顿第二定律的基础上,对表达式f=ma的六大性质结合形象例子进行探讨。
根据学生的提出的相关特性的疑问举例说明。 学生讨论,尝试并且回答老师提出的特性。
学生在学习过程中会提出相关特性的疑问。 对牛顿第二定律的特性进行探究,能够加深学生对牛顿第二定律本质上的理解,使前面所学知识连贯起来,这对牛顿定律的解题或是实际运用过程中有很大的帮助。 4、做题需要方法,按照一般的做题思路,授予学生解题步骤。①确定研究对象;②对研究对象进行正确的受力分析或是运动情况进行分析;③根据公式并结合题给条件(注意发现挖掘隐含条件)解出所求的物理量。
例题:一个物体,质量是2 kg,受到互成 120°角的两个力f1和f2的作用。这两个力的大小都是10n,这两个力产生的加速度是多大?
课堂训练p104习题1、2、3 老师提出问题,引导学生得出解题步骤,并做适当的补充说明。
一、教材分析
牛顿第二定律是动力学的核心规律,是第四章牛顿运动定律的中心内容,更是本章的教学重点。本节在第二节实验探究结果的基础上分析得出牛顿第二定律,它具体的、定量的回答了运动物体速度的变化率,即加速度和力、质量的关系。牛顿第二定律通过加速度将物体的运动和受力紧密联系,使前三章构成一个整体,这是解决力学问题的重要工具。此定律是联系力与运动的桥梁,所以本节课的教学在整个教材教学中处于相当重要的地位。
二、重点、难点
在确定本节的重点、难点时我认为不只是让学生停留在掌握牛顿第二定律的内容,更应注重学生认识到牛顿第二定律在现实生活中应用的重要性,以及如何利用该定律来解决实际问题。故重点是理解并运用牛顿第二定律;难点是通过简单应用正确理解牛顿第二定律的内涵。
三、教学目标
根据课程的要求和学生的实际需要,确定本节课的三维目标。
1、知识与技能
掌握牛顿第二定律的文字内容及数学表达式;理解公式中各物理量的意义及相互因果关系;知道国际单位制中力的单位"牛顿"的定义;会用牛顿第二定律的公式进行有关计算。
2、过程与方法
以实验为基础归纳出物体的加速度跟它的质量、所受外力的关系,进而总结出牛顿第二定律;培养学生的概括能力和分析推理能力。
3、情感态度与价值观
通过定律的探索过程,渗透物理学研究方法;体验物理方法的魅力;从认识到实验归纳总结出物理规律并加以运用,让学生体验成功的喜悦,树立学好物理学科的信心。
四、教法与学法
"教无成法,但教要得法",高一学生创造力比较欠缺,对于利用已有的知识创造出新理论的能力很弱,在学习过程中对知识的把握还不是很准确,数学推理能力较弱,根据实验数据总结归纳规律能力不强。牛顿第二定律的数学表达式虽简单完美,记住也不难,但要全面、深入理解该定律中物理量的意义和相互联系,牢固掌握定律的物理意义和广泛的应用前景,尤其对于我们偏远地区的城步苗乡学生来说是较为困难的。何况物理是一门以实验为基础与生活密切相连的科学,因此我认为在教学过程中应运用讲解、讨论、分析相结合的教学方法,并从学生的认识心理出发,采用设问引入——自主探究——分析讨论——交流合作——得出规律——巩固练习加强应用的教学程序。让学生观察与提问相结合,自主探究与交流合作相结合,培养学生的阅读思维能力,并根据学生的认知效果适当讲解、引导、纠错、分析,对牛顿第二定律的数学表达式的物理内涵加以深化。
五、教学过程
(一)引入:首先利用多媒体观看火箭升天、运动员刘翔在110米栏比赛的起跑、奥运会上女子100米赛跑的起跑等录像资料,然后引导学生讨论他们的速度变化快慢即加速度由哪些因素决定?进而让学生回顾上节实验的结论,共同探讨物体的加速度与其所受的外力、质量存在怎样的关系?(目的:通过实际生活现象分析,激发学生兴趣,培养学生发现问题的能力,通过探讨加速度与物体所受外力、质量的关系来完成牛顿第二定律探究任务的引入)
(二)新课进行:
先引导学生自主阅读教材回答下列问题:
l、牛顿第二定律的内容应该怎样表述?
2、它的比例式如何表示?
3、各符号表示什么意思?
4、各物理量的单位是什么?其中,力的单位"牛顿"是如何定义的?
(要求学生讨论分析相关问题,记忆相关的知识)过渡:上面我们研究的是物体受到一个力作用的情况,当物体受到几个力作用时,上述规律又将如何表述?
学生讨论分析后教师总结:物体的加速度跟所受的外力的合力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。
(目的:培养学生发现一般规律的能力)
实例探究与巩固练习
讨论a和f合的关系,并判断下面哪些说法对不对?为什么?
a、只有物体受到力的作用,物体才具有加速度。
b、力恒定不变,加速度也恒定不变。
c、力随着时间改变,加速度也随着时间改变。
d、力停止作用,加速度也随即消失。
e、物体在外力作用下做匀加速直线运动,当合外力逐渐减小时,物体的速度逐渐减小。
f、物体的加速度大小不变一定受恒力作用。
教师总结:力是使物体产生加速度的原因,力与物体的加速度具有矢量性、瞬时性和独立性,牛顿第二定律是由物体在恒力作用下做匀加速直线运动的情形下导出的,但由力的独立作用原理可推广到几个力作用的情况,以及应用于变力作用的某一瞬时。
一、教材分析
1、地位和作用
牛顿运动定律是力学知识的核心内容。将牛顿运动定律与运动学知识结合可推导动量定理、动能定理、动量守恒定律和机械能守恒定律;将牛顿运动定律与万有引力结合,可研究天体运动规律;此外,牛顿运动定律在电磁学、热学中也有广泛的应用。因此,牛顿运动定律实际上几乎贯穿了经典物理学的全部内容。在历年的高考中,单纯考查牛顿运动定律的题目并不多见,主要是牛顿第二、第三定律与其他知识的综合应用,因此牛顿运动定律并不是作为一个单独的知识点,而是作为一个知识基础体现在历年的高考试题中。牛顿运动定律的综合应用问题是经典物理学的核心内容,是高考的重点和难点,本部分内容的考题突出了与实际物理情景的结合,出题形式多以大型计算题的形式出现,从近几年的高考形式上来看,20xx年上海物理卷第22题、海南卷第15题、江苏卷第13题、安徽卷第22题、山东卷第24题、08年上海单科卷第21题、海南卷第15题,07年海南卷第16题均以计算题的形式出现。
总之,牛顿运动定律是力学乃至整个物理学的基本规律,是动力学的基础;本节复习课是力的知识,运动学知识和牛顿运动定律分析解决动力学问题的一般思路和方法,为学生学好整个物理学奠定基础。
以提高全体学生的科学素质,从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个方面培养学生,按照教学大纲要求,结合新课程标准,提出如下三维教学目标:
2、教学目标:
(1)知识与技能:知道已知受力情况求解运动情况的解题 方法,进一步学习对物体进行正确的受力分析,培养学生分析问题和总结归纳的能力,培养学生应用所学知识解决实际问题的能力。
(2)过程与方法:
通过例题变式学生探究,培养学生发散思维和合作学习的能力,通过例题示范让学生学会画受力分析图和过程示意图,培养学生分析物理情景构建物理模型的能力。
(3)情感态度与价值观:
通过问题探究培养学生主动自主学习,受到科学方法的训练,养成积极思维,解题规范的良好习惯;让学生体会到生活中处处蕴含着物理知识,从生活走向物理,再从物理走向社会,从而进一步培养学生学习物理的兴趣。
3、 重、难点
(1)本节为复习课,重点内容是选好例题,讲清已知受力情况求运动情况的方法。
(2)应用牛顿运动定律解题重要的是分析过程,建立情景,抓住运动情况,受力情况和初始条件,依据定律列方程求解,但学生往往存在重结论,轻过程,习惯了套公式得结果所以培养学生良好的解题习惯,建立掌握方法是难点。
二、学情分析
根据学生的实际需要来处理教材,让课堂围绕学生转此前学生已有力的初步知识,运动学规律,简单的受力分析,矢量运算法则,牛顿第二定律,本节将这些知识综合应用解决,已知受力情况求解运动情况问题,培养学生科学分析方法和良好思维的能力。
学生在涉及到不在一条直线上的多个力的合成可能是本节学习的关键,应加以突破。当物体经历一个较复杂的物理过程,建立物理情景构建物理模型,解决问题的思路是学生学习的障碍。
三、教法分析
本节将采用实例分析法、归纳法和讲练结合法,通过例题变式总结受力分析的方法,让学生能够正确快速的'对研究对象进行受力分析。通过例题变式培养学生多角度、全方位的思维品质,达到举一反三,触类旁通。通过例题归纳解决已知受力情况求运动情况的解题程序,让学生逐步习惯于时间题 先作定性和半定量分析,弄清问题的物理情景后再动笔,并养成画情景图的良好习惯。最大限度调动学生积极参与教学活动,充分体现“教为主导,学为主体”的教学原则,本节采用引导学生自主探究,充分调动学生学习的积极性和主动性。
四、学法指导
学生是课堂教学的主体,现代教育更重视在教学过程中对学生的学法指导,本节课的教学过程中要注意引导学生自主探究,调动课堂气氛,赞赏学生提高各种问题,让学生在课堂中能感受如何发现问题,并更多地体会成功的喜悦。鼓励学生动手画物体受力示意图,运动情景示意图,构建物理模型以达到培养学生抽象思维能力的目的。
五、教学程序
教学过程
一、引入新课
通过前面几节课的学习,我们已学习过了牛顿运动定律 ,本节课我们就来学习怎样掌握运用牛顿运动定律解决动力学问题方法。牛顿第二定律揭示了运动和力的内在联系。因此,应用牛顿第二定律即可解答一些力学问题。 我们通过以下例题来体会应用牛顿第二定律解题的思路、方法和步骤。
二、教学过程设计
(一)知识要点回顾与梳理
3.运用牛顿第二定律对超重和失重现象中的物体进行分析
超重状态:
f-mg=ma , f=mg+ma , f>mg
失重状态:
mg- f =ma , f=mg-ma , ft;mgt; p="">
可见,在超重和失重现象中,物体实际重力并没有发生改变。改变的是外界对物体的压力(或拉力),即物体的“视重”发生变化。即视重<实重──物体处于失重状态 ;视重>实重──物体处于超重状态。
(二)知识要点针对性训练题
(三)、类型例题解题思路探究
(四)、类型题解题方法总结
(五)、类型例题变式训练
(六)、课堂小结与作业布置
1、超重与失重状态的分析小结
在平衡状态时,物体对水平支持物的压力(或对悬绳的拉力)大小等于物体的重力。
当物体的加速度竖直向上时,物体对支持物的压力大于物体的重力,由f-mg=ma得f=m(g+a)>mg,这种现象叫做超重现象;
当物体的加速度竖直向下时,物体对支持物的压力小于物体的重力,mg-f=ma得f=m(g-a)t;mg,这种现象叫失重现象.t; p="">
特别是当物体竖直向下的加速度为g时,物体对支持物的压力变为零,这种状态叫完全失重状态。
2、动力学的两类基本问题
1)、已知物体的受力情况求物体运动中的某一物理量:应先对物体受力分析,然后找出物体所受到的合外力,根据牛顿第二定律求加速度a,再根据运动学公式求运动中的某一物理量。
2)、已知物体的运动情况求物体所受到的某一个力:应先根据运动学公式求得加速度a,再根据牛顿第二定律求物体所受到的合外力,从而就可以求出某一分力。
综上所述,解决问题的关键是先根据题目中的已知条件求加速度a,然后再去求所要求的物理量,加速度象纽带一样将运动学与动力学连为一体。
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牛顿定律教案篇4
教学设计示例
牛顿第一定律
教学重点:通过对小车实验的分析比较得出牛顿第一定律。
教学难点:
1.明确“力是维持物体运动的原因”观点是错误的。
2.伽利略理想实验的推理过程
教学用具:斜面,小车,毛巾,棉布,玻璃板,微机,实物投影,大倍投电视。
教学过程
一、实验引入:批驳亚里士多德的观点
[演示1]在桌面上推动木块(或板擦)从静止开始慢慢向前运动,撤掉推力,木块立即停止。
分析:日常生活中也有许多类似的现象,(如推桌子)。这些现象从表面上看,“必须有力作用在物体上,才能使物体继续运动,没有力的作用,物体就要停下来.”即:板擦的运动需要推力去维持。于是,古希腊哲学家亚里士多德就根据这些现象总结出“物体的运动需要力去维持”。这种观点在历史上曾被沿用两千多年,但时沿用两千年是否就一定正确呢?也可能有人曾表示过怀疑或有人认为就是错误的,但没某能说服别人的理由。
[演示2] 在桌面上推动木块(或板擦)从静止使之向前运动,用力推出,木块向前运动一段距离后停止。
分析:推力撤掉,还要向前运动,与亚里士多德的观点不符。
分析:木块:静止——运动——静止。两个过程中是否都有力存在?在这两个过程中力的作用是维持原来的运动状态还是改变运动状态?
二、 讲授新课:
1.规律总结过程
方法1.教师引导
伽利略的贡献:理想实验
[演示](通过实物投影仪把实验过程反映在大倍投电视上)
介绍器材
实验前提条件:每次实验都需从斜面上的同一高度下滑,为什么?
实验过程:让小球从同一斜面的同一位置滚下后分别在毛巾表面、棉布表面、玻璃表面上运动,每次记下小球停下时的位置。做标记的位置是什么位置?(停下来的位置)
实验纪录:
实验次数表面材料阻力大小滑行距离 1毛巾最大最短 2棉布较大较长 3玻璃较小长 推理想象光滑表面阻力为零无限长
实验分析:
三次实验,小车最终都静止,为什么?
三次实验,小车运动的距离不同,这说明什么问题?
小球运动距离的长短跟它受到的阻力有什么关系?
若使小车运动时受到的阻力进一步减小,小车运动的距离将变长还是变短?
根据上面的实验及推理的思想,还可以推理出什么结论?
推理:小球在光滑的阻力为零的表面,将会怎样运动?
实验结论:通过伽利略的实验和科学推理得出“运动的物体,如果受到的阻力为零,它的速度将不会减慢,将以恒定不变的速度永远运动下去,物理教案《物理教案-牛顿第一定律》。”即作匀速运动。
[微机模拟实验]:简介伽利略理想实验
迪卡儿的补充
如果运动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,将沿原来的方向匀速运动下去。
牛顿的成果:补充与概括
师:物体除了运动的以外,还有静止的。那么,静止的物体在没有受到外力作用时,保持什么状态呢?(牛顿补充:将保持静止状态)
师(引导学生概括):我们现在已经有了伽利略的研究成果,又有了迪卡儿和牛顿的补充,把两者进行一下概括:一切物体在没有受到外力作用时,将如何呢?(对概括出来大致意思的同学给予鼓励)
介绍:牛顿抓住时机,概括总结得出著名的牛顿第一运动定律
方法2:学生探究式学习
针对基础较好的学生,可以由学生在老师的指导下自己完成斜面小车实验,根据现象学生分组讨论,明确亚里士多德的观点的问题根源.由学生互相补充确定实验结论。
2.定律分析
定律成立条件:不受外力作用
运动规律:总保持匀速直线运动状态或静止状态。
师(回应课题引入实验): 回想我们最开始的实验,有推力板擦运动,撤去推力板擦停下来,从表面现象上得到的结论运动需要力维持是错误的,但这种现象是千真万确摆在我们面前的,我们如何用牛一的观点正确的解释这个现象呢?
三、巩固练习
1. 一物体放在桌上静止,假若某瞬间撤掉所有的外力,物体将怎么样?
2. 对于牛顿第一定律的看法,下列观点正确的是( )
a.验证牛顿第一定律的实验可以做出来,所以惯性定律是正确的
b.验证牛顿第一定律的实验做不出来,所以惯性定律不能肯定是正确的
c.验证牛顿第一定律的实验做不出来,但可以经过在事实基础上,进一步科学推理得出惯性定律
d.验证牛顿第一定律的实验虽然现在做不出来,但总有一天可以用实验来验证。
四、小结
人们对物体的运动规律的认识是经历了漫长的时间的。物体在不受力时的运动规律,它是经过亚里士多德对人们近两千年的思想束缚,伽利略的科学推理,才最终由牛顿总结出来的。牛一的重要贡献是:1)力不是维持物体运动的原因,2)力是改变物体运动状态的原因。
五、作业:阅读本节教材
牛顿定律教案篇5
[知识要点]
1.亚里士多德的错误观点:
①力是维持物体运动的原因。
②力是产生物体运动的原因。
2.伽利略的运动观:
①他的观点来源于伽利略的理想实验。
②观点:物体不受力时,将保持自己的速度永远运动下去。
3.牛顿第一定律:
①来源于牛顿第一定律实验。
②定律:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。
③牛顿第一定律又叫惯性定律。
4.惯性:
①物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质,叫惯性。
②质量是物体惯性大小的量度。
[重点难点分析]
惯性大小的讨论:
①惯性就是使原来运动的物体(不管是匀速、是加速还是减速)匀速直线运动,使原来静止的物体静止。
②惯性是物体的固有性质,宇宙万物中任何物体都具有惯性,没有惯性的物体是不存在的。
③质量是物体惯性大小的量度。物体惯性大小与物体的运动速度、物体的密度、形状、体积无关。物体的质量越大,物体的惯性就越大,越难改变物体的运动状态。
④只要物体的质量不变,物体的惯性就不变。所以“克服惯性”“惯性增大”“惯性减小”是错误的。
⑤惯性大小表示物体改变运动状态的难易程度。物体惯性越大,越难改变运动状态,惯性越小,越容易改变物体的运动状态。
[例题选答]
1.光滑水平面上一个大木块上有一个小球,二者从静止开始一起向右做加速直线运动,加速度为2m/s2。第3秒时小球从木块上落到水平面上时,木块的加速度不变,再过5s小球和木块的速度各是多少?分析:第3秒时二者的速度vt=at=2m/s2×3s=6m/s 则小球和木块在3s末的.速度都是6m/s。小球离开木块后做匀速直线运动,再过5s速度仍是6m/s木块共运动8s,速度就是2m/s2×8s=16m/s
2.关于物体的惯性下面说法正确的是
a.力可以改变物体的惯性
b.物体静止时没有惯性
c.人造地球卫星有惯性
d.太空中飘荡的宇航员没有惯性
分析:惯性的大小决定于质量,不受其它因素的影响。只要物体有质量就一定具有惯性,所以b、d两个选项不正确,c选项正确。一个物体的质量不变,则其惯性大小也不发生变化,所以a选项不正确。答案选择第三个c。
[练习精选]
1.下面说法正确的是:
a.力是改变物体运动
b.物体越重,惯性越大
c.物体的惯性越大,物体的运动状态越难改变
d.行驶的车辆中突然刹车时,乘客向前倾倒,是因为乘客具有惯性
2.关于惯性下面说法正确的是
a.高速运动的物体不易停下来,所以物体的运动速度越大惯性越大
b.两个物体质量相同,它们的惯性一定相等。
c.铁饼被运动抛出后继续前进,这是因为铁饼具有惯性的缘故
d.一个物体在地球上不容易被人举起来,在月球上则很容易,所以物体在月球上的惯性小。
3.计算:
一个物体的速度是10m/s,受到的合外力零,则10秒后物体速度是多少
牛顿定律教案篇6
一、?新课标教材分析
教材的地位和作用
牛顿第二定律是在实验基础上建立起来的重要规律,它是动力学的核心规律,也是学习其它动力学规律的基础。在《普通高中物理课程标准》共同必修模块“物理1”中涉及本节的内容有:“通过实验,探究加速度与物体质量、物体受力的关系,理解牛顿第二定律。”本条目要求学生通过实验,探究加速度、质量、力三者的关系,强调让学生经历实验探究过程。
学习的主要任务
在知识上要求知道决定加速度的因素、理解加速度、质量、力三者关系;在技能上要求能设计和操作实验,会测定相关物理量;体验性上要求经历探究活动、尝试解决问题方法、体验发现规律过程,体会科学研究方法──控制变量法、图象法的应用。
教学重点和难点
重点:①知道决定物体加速度的因素。
②加速度与力和质量的关系的探究过程。
教学难点:引导学生在猜想的基础上进行实验设计,提出可行的实验方案、完成实验并得出实验结果。
二、学生学习情况分析
在学习这一节内容之前,所教的学生已经掌握了力、质量、加速度、惯性等概念;知道质量是惯性的量度、力是改变物体运动状态的原因;会分析物体的受力。已具备一定的实验操作技能,会用气垫导轨与光电测时系统或打点计时器研究匀变速直线运动;具备一定的计算机操作能力。学生对物理学的研究方法已有一定的了解,在自主学习、合作探究等方面的能力有了一定提高。
三、教学目标分析
知识与技能目标
①让学生明确物体的加速度只与力与和质量有关,并通过实验探究它们之间的定量关系;
②培养学生获取知识和设计实验的能力。
过程与方法目标
在探究过程中,渗透科学研究方法(控制变量法、实验归纳法、图象法等);
情感、态度、价值观目标
①通过学生之间的讨论、交流与协作探究,培养团队合作精神;
②让学生在探究过程中体验解决问题的成功喜悦,增进学习物理的情感。
四、教材处理与教学策略
在教材处理上把牛顿第二定律分为两个学时。第一学时主要的任务是:探究加速度与力、质量的关系;第二学时主要的任务是:建立牛顿第二定律并进行初步的应用。在课堂中采用多媒体课件作为辅助手段,创设物理情景,启发引导学生,帮助学生建立形象直观的认识,调动学生学习的积极性。
五、教学器材
教学设备:多媒体教室、课件。
实验器材:细线、砝码、小车、钩码、一端带有滑轮的长木板、打点器、纸带、毫米刻度尺、垫木、等。
六、教学过程设计
实验设计
(1)启发学生按如下思路得出实验方法:对于一个物体(使m不变),不受力时加速度为零→受力后加速度不为零→受力越大则加速度越大。
牛顿定律教案篇7
新课标明确提出“倡导探究性学习”,“在教学中,教师应该让学生亲历思考和探究的过程,领悟科学探究的方法。”自主探究教学是一种课堂教学模式,在课堂上要求教师充分发挥学生的主体作用,形成师生之间、学生之间的多向反馈结构,在教师的启发下,学生积极主动地解决问题。自主探究教学通过激发学生的内驱力,调动学生的积极性和主动性,把学习变成学生内在的需求,从根本上促进学生认知、能力、个性的发展,乃至完美人格的形成。
但在实际的教学过程中,如何让学生的主体性、主动性、创造性得到充分发挥,如何让自主教学探究模式很好的得到实施,是教学过程设计的难点。
在教学过程的设计时笔者认为应把握以下三个原则:
1.学生已知的内容可以通过自主探究方式让学生独自完成教学要求;
2.学生未知的但经老师启发引导后能理解的也可通过自主探究让学生独自完成教学要求;
3.学生未知的经老师提示后理解也困难的才是需要通过老师主导来完成的。自主探究性教学模式,就是要让学生成为教学活动的主人,成为学习和发展的主人。
自主探究教学模式的实施关键在于教师设计教学过程时要充分了解哪些是学生已知的知识点,哪些是未知的知识点,哪些是能启发后掌握的,哪些是学生自己无法理解的,然后寻找探究点→再针对性地设计问题→设计具体探究过程。下面以《牛顿第一定律》的教学为例来看自主探究教学模式的具体应用。
一、教材分析
这节教材首先对人类认识“运动和力”的关系作了历史的回顾,介绍了四位科学家研究运动和力的关系的思想方法及卓越贡献。然后讲述牛顿第一定律的内容和物体惯性的概念。这是初、高中知识相衔接的一节课程。学生已经了解了牛顿第一定律的基本内容,所以在教学设计上应以教材中有关“力是运动的原因还是改变运动的原因”这一问题认识的发展历史为线索,以科学思想、科学方法教育与思维能力培养为主要目标。教学的侧重点应放在理解人类认识“运动和力”的关系研究、思考、推理过程,学习科学研究中常用的理想实验方法。在牛顿第一定律内容的学习上,注重知识的理解及与生活实际的联系。为发挥学生学习的自主性,思维的积极性,本课采取学生自主探究模式组织教学。
二、教学过程设计
引入新课:运动的起因是什么
(一)学生阅读历史的回顾并找出四位科学家关于力和运动的观点
这块内容中有些知识点学生是已知的,也有未知的,但学生都看得懂,所以就由学生来完成,同学们相互补充,教师只起到归纳总结的作用。
1.亚里士多德:力是维持物体运动的原因。
现象:在平路上人推车,车才能运动,人停止用力,车子就要停下来。
2.伽利略:水平面上物体所以会停下来,是因为摩擦的作用,如果没有摩擦,水平面上物体一旦具有某一速度物体将保持这一速度运动下去。
笛卡儿:如果没有其它原因,运动物体将继续以同一速度沿着一条直线运动,即不会停下来,也不会偏离原来的方向。
牛顿:一切物体总保持原来的匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。
(二)问:以上四位科学家每一位都把人类的认识向前推进了一步,试分析每人推进的一步体现在哪里?你认为谁的贡献最大?
教师通过设计这样一个问题,指明学生要探究的内容与方向,具体由学生们合作完成,教师只起到总结归纳的作用。
a)亚里士多德的贡献:通过直觉的观察提出问题为科学家的研究确立了课题。
b)伽利略的贡献:
(1)伽利略发现了不易直觉的摩擦力,改变了亚里士多德根据直接经验得出的直觉结论提出运动不需力维持;
(2)思维代替直觉认识宇宙。
c)笛卡儿的贡献:
(1)明确匀速直线运动;
(2)指出速度改变是有原因的。
d)牛顿的贡献:
(1)推广到一切物体;
(2)提出静止;
(3)明确力的作用。
关于谁的贡献大,学生众说纷纭,没有一个确切的定论,教师也无需给出一个正确的结论。但是通过对物理学历史发展过程的'考察,对四位科学家贡献的探究,它将有助于学生了解物理学家认识和发现物理定理、定律的基本方法。从而“以史为鉴”,培养他们以物理学家认识世界本来面目的方式去认识世界。在一定意义上,通过对规律认识的历史的还原,对学生进行科学思想和科学方法论的教育是培养学生科学素养的有效途径。这是设计此问题的关键所在,也是本节课的亮点所在。
在该块教学内容中学生未知的是关于伽利略的理想实验,教师要采取的教学方法是采用设计一系列问题,引导学生学会自己分析问题自己解决问题,具体可如下操作。
提问:伽利略用什么方法证明物体运动不需要力来维持呢?
演示说明:设置一个向下的斜面,再圆滑地连一个向上的斜面。然后拿一个小球放在斜面某点上,由静止运动下来,它将冲上另一斜面。
教师设疑:它能“冲”到哪里,它能回到原来高度吗?如果光滑,结果怎样?
教师通过一系列问题引发学生的思考。通过实验发现,它升不到原来的那个水平高度,这是因为摩擦较大。若换一个摩擦较小的斜面,可以看出,它就较接近那个水平高度。若摩擦越小,就越接近。这是实验事实。科学推理:依据这可靠的实验事实为基础,然后沿着摩擦力越来越小的发展趋势,去科学推理──假如摩擦非常非常的小、以至于没有摩擦,那小球将非常非常接近──以至于达到原来水平高度。这是一种理想的实验情景,即小球沿着光滑的斜面总能上升到原来的高度。教师指出“假设”两个字用得很好,它对物理结论进行合理的外推,其结论的得出符合逻辑。减小第二个斜面的倾角,倾角越小,小球为达到原来的高度所通过的路程就越长;倾角越小,通过的路程就越长。然后,我们再去科学推理,假如它最终成为水平面,那小球所通过的路程也就无限长,只能沿着水平面继续运动下去。
教师总结:“理想实验”虽然也叫实验,但它不等同于科学实验。真实的实验是一种实践活动,而“理想实验”则是一种思维活动,是由人们在抽象思维中设想出来而实际上无法做到的“实验”。并指出理想实验是以真实的科学实践为基础,抓住主要矛盾,忽略次要矛盾,对实际过程做出了更深入的抽象分析。理想实验是以正确的逻辑法则为依据的。它是自然科学理论研究中的重要方法。
(三)演示气垫导轨实验
气垫导轨实验是学生未知的实验,所以采用的方法是由师生共同操作完成,教师介绍实验装置及装置的特点,由学生来推动气垫导轨上的物体,观察它的运动,进一步地帮助学生加深理解物体不受外力作用时将做匀速直线运动。
(四)让学生们仔细阅读牛顿第一定律的内容,并思考定律包含的几层含义
在进行牛顿第一定律的教学时,不能只满足于学生能复述牛顿第一定律的内容,还应帮助学生理解牛顿第一定律所包含的几层意思。定律的理解是未知的,但可以在教师的启发下,通过学生们相互讨论、自主探究、教师补充共同完成下面的三层含义。
1.描述了物体不受外力作用时的运动规律
牛顿第一定律描述了物体不受外力作用,或者所受的合外力为零时,物体将保持原来的运动状态──匀速直线运动状态或静止状态。
2.阐明了力的科学定义
力是物体间的相互作用,它是改变物体运动状态,即产生加速度的原因,而不是产生和维持物体运动的原因。
3.一切物体都有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质,揭示了物体普遍具有的属性──惯性。
牛顿定律教案篇8
?教材分析】
本章教科书将牛顿第二定律的探究实验和公式表达式分成两节内容,目的在于加强实验探究和突出牛顿第二定律在力学中的重要地位。牛顿第二定律的首要价值应该是确立了力与运动之间的直接关系,即因果关系。如知道了物体的受力情况,物体的运动状态及其变化就完全确定了。这应该是人类在认识自然过程中取得的重要思想成就。
本节内容首先在上节课实验的基础上,通过分析说明,提出了牛顿第二定律的具体内容表述,得出牛顿第二定律的数学表达式。从 shape mergeformat 到 shape mergeformat ,到f=kma,再到最后得出f=ma,其中蕴含有丰富的知识与技能、过程与方法性目标。因此,更要注重对学生思想观念和心理的影响,即让学生感受到物理学在认识自然上的本质性、深刻性、有效性。教科书突出了力的单位1n的物理意义,它是为后面学习单位制的内容准备的。引导学生进行必要的讨论。本节最后通过两个例题介绍牛顿第二定律应用的基本思路,它们也是学习、理解牛顿第二定律的基本组成部分。
?学情分析】
在学习这一内容之前,学生已经掌握了力、质量、加速度、惯性等概念;知道质量是惯性的量度、力是改变物体运动状态的原因;会分析物体的受力。已具备一定的实验操作技能,学生对物理学的研究方法已有一定的了解,在自主学习、合作探究等方面的能力有了一定提高。
在非智力因素方面,学生学习积极主动,对学习物理有较浓厚兴趣;有较强的好奇心和求知欲,乐于探究自然界的奥秘;敢于坚持正确观点,勇于修正错误;喜欢和同龄人一起学习,有将自己的见解与他人交流的愿望。
?教学目标】
一、知识与技能
1.掌握牛顿第二定律的文字内容和数学公式。
2.理解公式中各物理量的意义和相互关系。
3.知道在国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的。
4.会用牛顿第二定律的公式进行有关的计算。
二、过程与方法
1.以实验为基础,归纳得到物体的加速度跟它的质量及所受外力的关系,进而总结出牛顿第二定律。
2.认识由实验归纳总结物理规律是物理学研究的重要方法。
三、情感态度与价值观
1.实验探究激发学生的求知欲和创新精神。
2.渗透物理学研究方法的教育,体验物理方法的魅力。
?教学重难点】
教学重点:
1.引导学生探究加速度和力、质量间的关系的过程并总结牛顿第二定律。
2.牛顿第二定律的应用。
教学难点:
1.牛顿第二定律的意义。
2.理解k=1时,f=ma。
?教学方法】
1.启发引导、实验探究、合作交流。
2.通过实例的分析、强化训练,使学生理解牛顿第二定律的意义。
?教学用具】
牛顿第二定律演示器、小车(两个)、钩码(50g若干)、细线若干、三角板
?课时安排】
1课时
教学环节 教学内容 学生活动
导入新课 同学们上节课在实验室做了探究加速度与力、质量的关系的实验,同学们对实验数据进行分析了吗?有没有得出什么结论?下面先请同学们在黑板上画出a-f和 embed equation.dsmt4 图象。
教师同时用牛顿第二定律演示器演示加速度与力、质量的关系。
实验结论:加速度与力成正比、与质量成反比
新课教学
新课教学
一、牛顿第二定律
通过对同学们上节课实验结论的分析总结,同学们能不能简单的概括一下牛顿第二定律的内容?
那我们都学习过,加速度是矢量,那么在牛顿第二定律里加速度方向如何?
那么我们完整的牛顿第二定律定义:
物体的加速度大大小跟它受到的作用力成正比,跟它的质量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同。
牛顿第二定律可以用比例式来表示
embed equation.dsmt4
则
或者
上式是一条比例式,如果写成等式又如何表达?
表达式:f=kma
式中k是比例系数,f指的是物体所受的合力。
二、力的单位
同学们在初中已知道力的单位是牛顿,但同学们知道一牛顿的力有多大吗?
由f=kma
当k=1时,f=ma
取m=1kg a=1m/s2
则:f=ma=1kg×1m/s2 =1kg·m/s2
kg·m/s2就是力的单位。我们规定1kg·m/s2为一个单位的力,为了纪念牛顿,我们就把一个单位力的称为1牛顿,所以1n=1kg·m/s2,意思就是一牛顿的力相当于把质量为1kg的物体产生1 m/s2的加速度所需的力。
所以当m,a取国际单位时,k=1,牛顿第二定律就表述为: f=ma
定义:物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比,跟它的质量成反比。
加速度方向与物体所受作用力方向相同。
因为在这三个因素中,质量是标量,力和加速度是矢量
同学起来回答:
f=kma
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