牛頓第一定律

2023-01-22 00:30:03 字數 5055 閱讀 1155

一、教材分析

本節課選自人教版高中物理必修一第四章第一節的內容, 牛頓第一定律是經典力學中三大定律之一。是整個力學的基礎,因為它把最基本的勻速直線運動和物體是否受力聯絡起來,確立了力和運動之間的關係,是前面力的作用效果的延伸,又為後面學習二力平衡的知識打下了基礎,起著承前啟後的作用因此,可以說,牛頓第一定律是本章的重點。同時,牛頓第一定律是牛頓定律的基石,正是因為它破除了長達近兩千年的亞里斯多德的錯誤,改變了人類的自然觀和世界觀,才導致牛頓第二定律得出。

與此同時,它本身還包含著力、慣性、和參考係這些極富成果的科學概念,成為物理學理論的支柱和基石。另外,伽利略的研究過程蘊涵了重要的科學方法,教學中要引導學生領會牛頓第一定律的含義,充分說明伽利略「理想實驗」的實驗基礎和推理過程,展示了伽利略斜面理想實驗的猜想依據、推斷結果這一思維過程,通過教學讓學生明確運動和力的關係,提公升對力、慣性、質量等基本概念的理解。慣性是學生學習運動和力的基礎,因其抽象難懂而成為難點。

新課標中本節內容對學生有以下基本要求:1.了解亞里斯多德對力和運動關係的論述及存在的錯誤。2.認識伽利略研究運動和力關係的思想方法,了解理想實驗的作用。

3.知道速度是描述物體運動狀態的物理量。4.理解牛頓第一定律的內容,能夠運用牛頓第一定律解釋有關現象。5.知道慣性是物體的固有屬性,知道質量是物體慣性大小的量度。

6.運用慣性概念,解釋有關實際問題。在發展要求中:1.了解運動學和動力學研究角度的差異。

2.會識別慣性系與非慣性係。

二、學生分析

本節所述內容在初中課本上已涉及到,初中課本中用到的標題是慣性定律,所以學生已有一定的基礎,關鍵是如何讓學生加深對牛頓第一定律的理解。對力和運動的關係,從日常經驗出發,人們往往會產生錯誤的認識,所以使學生建立起運動改變的原因在於物體間的相互作用力的觀點,不是輕而易舉的事情。在對慣性的學習中,這仍是學生難於理解的問題。

許多學生把物體具有保持勻速直線運動和靜止狀態的性質與物體在這種狀態下的特點混為一談。

四教學目標

(一)知識與技能

1、理解牛頓第一定律的內容及意義。

2、理解慣性,知道日常生活中由於慣性而產生的簡單現象,會解釋日常生活中的慣性現象。

(二)過程與方法

培養學生嚴謹的邏輯推理能力;通過對大量例項的分析,培養學生歸納、綜合能力。善於思考、善於總結,把物理與實際生活緊密結合。

(三)情感與價值觀

讓學生知道科學研究過程的艱難,領悟實驗加推理的科學研究方法。

五、教學難點

對伽利略實驗、牛頓第一運動定律和慣性的正確理解

六、教學重點

七、教學方法

講授法、實驗法(演示實驗)、猜想歸納法等

八、教學用具

粉筆盒、椅子等講台常設物品

九、教學過程

(一)新課引入

引入原有的錯誤理論:力是維持物體運動的原因

提問:在前面我們先後學習了有關運動和力的知識,那麼運動和力兩者有沒有關係呢?如果有,又有怎樣的關係呢?

我們知道,原來靜止的物體若不受力的作用,會一直保持靜止。比如講台上的粉筆盒,你不動它,它將一直靜止。那麼,原來運動的物體若不受力的作用,還能否繼續運動呢?

講述:古希臘偉大的哲學家和科學家亞里斯多德認為:物體要運動一定要有力對其作用,原來運動的物體若不受力的作用就會靜止下來。

運動要靠力來維持。比如推桌子,桌子放在地面上,推它,就會動起來,不推它,就會停下來。

講述:在當時,亞里斯多德是科學界的權威,被稱為古希臘的百科全書,而且他的觀點表面上看起來很合理,所以很長一段(近2023年)時間裡,人們都相信力是維持物體運動的原因而沒有提出懷疑。

(但事實是否真的如此呢?下面我們來做一做這樣乙個實驗。

建立新的理論:牛頓第一定律,力是改變物體運動狀態的原因)

演示實驗:小車在不同材料的水平面上運動

實驗1:水平桌面上鋪好毛巾,小車從斜面的某一高度滑下,小車在水平桌面上運動一段距離後停下。記下小車停下的位置。

提問:小車為什麼會停下?

學生回答:因為毛巾粗糙,小車受到阻力。

實驗2:水平桌面上改鋪粗布(粗糙程度比毛巾小),控制小車從斜面的同一高度滑下,小車在水平桌面上運動一段距離後停下。記下小車停下的位置。

提問:為什麼要控制小車從斜面的同一高度滑下?

學生回答:為了使小車每次滾到水平桌面上有相同的起始速度。

提問:兩次小車在水平桌面上運動的距離是否相同?為什麼?

學生觀察並討論回答:不相同,小車在鋪有粗布的一次運動的距離要大些。因為粗布比毛巾稍光滑些,小車受到阻力較小。

提問:如果改鋪粗糙程度更小的細布,情況又會怎樣呢?

學生猜想:小車會滾得更遠一些。

實驗3:水平桌面上改鋪細布,控制小車從斜面的同一高度滑下,小車在水平桌面上運動

一段距離後停下。記下小車停下的位置。發現小車的運動距離更遠,與學生猜想相符。

提問:從前面三個實驗能得出什麼結論呢?

學生回答,教師歸納:小車在水平桌面上運動時,受到阻力越小,速度減小得越慢,運動時間越長,通過的距離越遠。

提問:根據前面的結論,如果小車在水平桌面上運動時,不受到阻力,情況又會怎樣呢?

學生回答:小車將不會停下,永遠運動下去!

(二)伽利略理想斜面實驗

教師總結:

300多年前,伽利略,義大利偉大的物理學家和天文學家,就做了類似我們所做的實驗,並在實驗的基礎上推測得出:若物體在運動中不受力的作用,它的速度大小將保持不變。笛卡兒,著名的數學家,也是物理學家,對伽利略的結論作了補充:

若物體在運動中不受力的作用,它的速度大小將保持不變,並沿原來的方向做勻速運動。最後牛頓在前人的基礎上作了完整的總結:

一切物體在不受外力作用時,總保持靜止狀態或勻速直線運動狀態。這就是著名的牛頓第一定律。

(三)應用新的理論解釋現象,揭示原有理論的錯誤

對比亞里斯多德的觀點和牛頓第一定律並提問:

牛頓第一定律告訴我們:一切物體在不受外力的情況下,將保持原來的運動狀態,原來靜止的,將保持靜止;原來運動的,將保持以原來的速度做勻速直線運動而不會停下。而我們一開始提到的亞里斯多德卻認為:

物體要運動一定要有力對其作用,原來運動的物體若不受力的作用就會靜止下來。運動要靠力來維持。當然現在我們知道亞里斯多德錯了,但他究竟錯在**呢?

桌子放在地面上,推它,就會動起來,不推它,就會停下來。這又如何解釋呢?

學生討論後回答:

桌子放在地面上,不用力推它,它就不動,說明靜止的物體不受力就保持靜止;用力推桌子它就運動起來,停止用力推桌子它就會停下來,這不是因為桌子不受力,而是因為桌子還受摩擦力,桌子才會下來。所以運動的桌子停了下來不是因為不受力,而相反是因為受到了摩擦阻力。亞里斯多德的錯誤是未能對桌子的受力情況作出正確的分析。

四、學生討論:牛頓第一定律能不能用實驗證明?為什麼?如果不能,那麼這個規律是怎麼得出來的?

老師小結:牛頓第一定律是在實驗的基礎上通過推理而得出的,這也是科學研究的一種重要方法!

(四)慣性

牛頓第一定律,一切物體總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態,直到有外力迫使它改變這種狀態為止,說明了,物體有保持原來勻速直線運動狀態或靜止狀態的性質,我們把這個性質叫做慣性。所以我們又把牛頓第一定律叫做慣性定律。

(五)慣性與質量:

兩個一樣大小的箱子,乙個是木箱,乙個是鐵箱,如果要你去推這兩個箱子,同學們想想,哪乙個更容易推動

木箱,這又說明乙個什麼問題呢

鐵箱保持他原來靜止狀態的能力更強

假如這兩個箱子以相同速度在運動,讓你從後面拉著,讓他停下來,是哪個更費力一點

還是鐵箱

說明鐵箱保持他原來運動著的狀態的能力更強,

而保持原來運動狀態的能力越強,我們可以說是他的慣性越大,(慣性就是它保持原來運動狀態的性質。)

這個鐵箱和泡沫箱子的區別在**,我們很容易發現,他們質量不同,鐵箱質量要大很多。

由此可見,質量是物體慣性大小的量度,慣性只由質量決定,(質量是物體慣性大小的唯一量度)。質量越大慣性越大,保持原來運動狀態的能力就越強。

慣性的理解:

汽車突然啟動,乘客往後倒,汽車突然剎車,乘客往前傾,系全帶是為了剎車時受傷。

小結:板書設計:

牛頓第一定律

一, 亞里斯多德:力是維持物體運動狀態的原因

伽利略理想實驗

二, 牛頓第一定律,一切物體將保持勻速直線運動狀態或靜止狀態,直到有外力迫使它改變這種狀態為止。

慣性:物體保持原來運動狀態的性質

質量是慣性大小的唯一量度

質量大的物體慣性大,質量小的物體慣性小

習題:1、關於伽利略理想實驗,以下說法正確的是( bc )

a.伽利略理想實驗是假想的,是沒有科學依據的

b. 伽利略理想實驗是在可靠的事實的基礎上進行的抽象思維而創造出來的一種科學推理方法,是科學研究中的一種重要方法

c.伽利略的理想實驗有利地否定了亞里斯多德的觀點

d.現在,伽利略的斜面實驗已不再是理想實驗,是可以做出的實驗了

2、伽利略的理想斜面實驗說明( b )

a.一切物體都具有慣性

b.亞里斯多德的運動和力的關係是錯誤的

c.力是維持物體運動狀態的原因

d.力是改變物體運動狀態的原因

3、關於力與運動,下列說法中正確的是 ( c )

a.靜止的物體或勻速直線運動的物體一定不受力任何外力作用

b.當物體的速度等於零時,物體一定處於平衡狀態

c.當物體的運動狀態改變時,物體一定受到外力作用

d.物體的運動方向一定是物體所受合外力的方向

4、以下說法中正確的是( abd )

a.牛頓第一定律反映了物體不受外力作用時物體的運動規律

b.不受外力作用時,物體的運動狀態保持不變是由於物體據有慣性

c.在水平面上滑動的木塊最終要停下來,是由於沒有外力維持木塊運動的結果

d.物體運動狀態發生變化時,物體必定受到外力的作用

5、下列關於慣性的說法,正確的是( d )

a.人走路時沒有慣性,被綁到時有慣性

b.物體不受外力時有慣性,受到外力後慣性被克服掉了,運動狀態才發生變化

c.物體的速度越大慣性越大,因為速度越大的物體越不容易停下來

d.慣性是物體的固有屬性,一切物體都有慣性

6、某人用力推原來靜止在水平面上的小車,是小車開始運動,此後改用較小的力就可以維持小車做勻速指向運動,可見( cd )

a.力是使物體維持物體運動的原因

b.力是維持物體運動速度的原因

c.力是使物體速度發生改變的原因

牛頓第一定律

二 教學目的 知識與技能 理解牛頓第一定律,知道它是邏輯推理的結果 理解慣性的概念。過程與方法 對物理問題不能主觀臆斷,正確的認識力和運動的關係。情感態度價值觀 利用生活中的例子來認識慣性和質量間的關係。鼓勵學生大膽發言,並學以致用。三 課型新授課 四 課時 2課時 五 教學重點 理解牛頓第一定律,...

牛頓第一定律

課下檢測 滿分60分時間30分鐘 一 選擇題 每小題5分,共40分 1 關於力和運動的關係,下列說法正確的是 a 物體的速度不斷增大,表示物體必受外力作用 b 物體朝什麼方向運動,則這個方向上必受力的作用 c 物體的速度的大小不變,則其所受的合外力必為零 d 物體處於靜止狀態,則該物體必不受外力作用...

牛頓第一定律反思

12.5 牛頓第一定律 教學反思 牡丹江六中張麗芳 新一輪課程改革猶如春風一般,吹遍華夏大地,需要教師要不斷的提 本課的重點是給學生提供大量 豐富的感性認識,為下節課做好知識 技能和情感心理等方面的準備,同時讓學生從身邊發現物理問題,很好的滲透了 從生活走向物理,從物理走向生活 的理念。一 做好實驗...