2019-2020年高一物理 第三章 牛顿运动定律 一、牛顿第一定律(第一课时) 人教大纲版第一册.doc

2019-2020年高一物理 第三章 牛顿运动定律 一、牛顿第一定律(第一课时) 人教大纲版第一册从容说课本节课研究动力学的基本问题：力和运动的关系，教学内容包括：1亚里士多德的错误认识：力是维持物体运动的原因；2伽利略的正确认识：力是改变物体运动状态的原因，运动并不需要力来维持；3牛顿第一运动定律；4惯性 人们对力和运动的关系的认识经历了漫长的过程，正是这样，学生对这一问题的认识，也并不是那样简单的，他们同样需要克服由日常经验所带来的错误认识所以在教学中应注意多举例，结合学生的充分思考和讨论，使他们对力和运动的关系有一初步的、准确的认识 本节课的教学目标定位如下： 1知道伽利略和亚里土多德对运动和力的关系的不同认识，知道伽利略的理想实验及其推理过程和结论。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和意义 3知道什么是惯性，会正确解释有关惯性的现象 本节的教学重点是牛顿第一定律和惯性 本节的教学难点是对牛顿第一定律及惯性的正确理解 本节采用实验法、阅读教学法和归纳法，在教学中通过多举一些实例，结合对实例的分析，使学生经过讨论探究，自发地对亚里士多德的观点以及自己脑海中的错误认识加以否定，进而确切理解牛顿第一定律的内容 对于伽利略的理想实验，学生是第一次接触，在教学过程中要注意强调“理想实验是建立在可靠事实基础上”这一根本，同时说明理想实验是研究问题的一种科学方法进而使学生认识到牛顿第一定律描述的虽然是一种理想化状态，但它却能正确地反映出自然规律的本质所在，同时要引导学生阅读节后材料，使学生对伽利略的贡献有一真实的认识 对惯性的教学要注重联系实例加以分析。澄清学生的模糊认识，使学生认识到惯性是物体本身固有的属性，物体不论处于何种状态都具有惯性 本节课的教学程序设计如下： 实例分析，导入新课一电教法和阅读法相结合介绍关于力和运动关系的几种看法一CAI课件模拟。辅之以演示实验介绍伽利略的理想实验及研究方法一自然过渡，介绍牛顿第一定律，并结合实例分析惯性的概念一课堂讨论，拓展本质知识点的应用教学目标一、知识目标1.知道理想实验是科学研究的重要方法.2.知道牛顿第一定律的建立过程.3.理解牛顿第一定律的内容和意义.4.知道什么是惯性，会正确解释有关现象.5.正确理解力和运动的关系.二、能力目标培养学生的观察能力、抽象思维能力及应用定律解决实际问题的能力.三、德育目标使学生学会从纷繁的现象中探求事物本质的科学态度和研究方法，理解实践是检验真理的惟一标准.教学重点牛顿第一定律、惯性.教学难点对牛顿第一定律及惯性的正确理解.教学方法实验法、阅读法、归纳法.教学用具投影仪、投影片、小车、木块、气垫导轨、滑块、CAI课件.课时安排1课时教学过程投影本节课学习目标1.知道伽利略和亚里士多德对力和运动的关系的不同认识，了解人类对力和运动的关系的正确认识经历了一个漫长的过程.知道伽利略的理想实验及其推理过程和结论.明白理想实验是科学研究的一种重要方法.2.知道牛顿第一定律建立的过程，正确理解牛顿第一定律的内容和意义.3.知道什么是惯性，会正确解释有关惯性的现象.4.正确理解力和运动的关系.学习目标完成过程一、导入新课 提出问题在骑车上学过程中，你是怎样使自行车加速的？又是怎样使自行车减速的？学生用力踩脚踏板时可使自行车加速；刹车可以使自行车减速.教师用力踩脚踏板时，实质是通过链传动给车轮施加了动力的作用，那么刹车使车子减速的实质又是什么呢？学生刹车时实质是通过橡皮对轮子施加了阻力的作用.教师通过这一生活常识可知：要使物体加速则须对它施加力的作用；同样要使其减速也需对其施加力的作用.那么力和物体的运动究竟有何关系呢？本节我们就来探索这一问题.二、新课教学（一）历史的回顾教师早在两千多年前，人们就开始了对物体的受力及其运动关系的研究.但由于受生活中错误经验的影响，一直到伽利略时代才对其有了一个正确的认识.下面请同学们阅读课文的内容，阅读过程中注意下列问题并通过填表完成这些问题.教师用复合投影片显示题目及表格：1.在研究力和运动的关系上有哪些代表人物？2.每位科学家对力和运动的关系是怎样认识的？代表人物对力和运动关系的看法3.伽利略是如何证明其观点的？学生活动阅读课文.教师准备气垫导轨演示实验.教师检查阅读情况.学生甲代表人物有：亚里士多德、伽利略、笛卡尔.教师用复合投影片填表.学生乙亚里士多德的观点是：必须有力作用在物体上，物体才能运动；没有力的作用，物体就要停下来.教师用复合投影片填表.学生丙伽利略认为：在水平面上运动的物体所以会停下来，是因为受到摩擦力的缘故.教师用复合投影片填表学生丁笛卡尔认为：如果没有其他的原因，运动的物体将继续以同一速度沿着同一直线运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向.教师用复合投影填表教师总结以上是人们在对“力和运动的关系”的研究中突出贡献的科学家以及他们的观点.在以后的学习中，我们要学习他们这种敢于说“不”的精神，勇敢地去探求真理.下面我们来看第三个问题：学生1用理想实验和对其推论证明.教师理想实验的具体内容是什么？学生2让小球沿一个斜面从静止滚下来，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.教师用CAI课件模拟这一过程.教师其推论的主要内容是什么？学生3如果第二个斜面倾角变小，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角，使它最终成为水平面，小球就再也达不到原来的高度，而沿水平面以恒定的速度持续运动下去.教师用CAI课件模拟这一物理过程.教师引导学生总结伽利略的研究方法：以可靠的事实为依据，抓住主要因素，忽略次要因素，更深刻地揭示自然规律. 演示实验把滑块放到水平的气垫导轨上面，调整仪器使滑块与导轨间形成气层，从而使滑块与导轨间的摩擦变的很小.然后推一下滑块，让学生观察滑块的近似于匀速直线的运动.巩固训练用投影片出示从公元前300年的希腊学者亚里士多德提出力是维持物体运动的原因以后，人们一直认为这种观点是正确的.最早对此产和异议的科学家是_国的物理学家_，他认为如果没有力的作用，原来运动着的物体将_.参考答案意大利 伽利略 保持匀速直线运动（二）牛顿第一定律教师伽利略和笛卡尔对物体不受外力时的运动做了准确的描述，但他们并没有明确指出运动和力之间的关系是什么.牛顿在总结前人研究的基础上，根据他自己的研究，系统地总结了力和运动的关系，提出了三条运动定律，其中第一条定律的内容是：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. 这就是牛顿第一定律.引导学生理解定律（1）物体不受外力时的状态是匀速直线运动状态或静止状态.说明力不是维持物体运动速度的原因.（2）外力的作用是迫使物体改变其运动，说明力是使物体运动状态改变的原因.（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，这种性质叫惯性.所以说一切物体都有惯性.思考练习用复合投影片出示（1）汽车突然开动的时候，乘客会向后倾倒，为什么?学生活动讨论学生A这是由于当汽车开始运动后，人的下半身和车接触较紧密，故随车前进，而上半身由于惯性还要保持原来的运动状态静止所造成的.教师用复合投影片作答（2）那么，在刹车时乘客会有何变化呢？为什么会有这种变化呢？学生讨论学生B会出现前倾.因为刹车时，乘客的下半身已经随车停止了运动，而上半身仍保持原来的速度向前运动.教师用复合投影片作答引导学生总结（1）一切物体都具有惯性，物体的运动并不需要力来维持.（2）惯性是物体的固有属性，不论物体处于什么状态，都具有惯性.巩固训练用投影片出示关于惯性的说法正确的是( )A.惯性是指物体原来静止的总有保持静止，原来运动的总有保持匀速直线运动的性质B.要使物体开始运动必须有力的作用，而保持物体运动是不需要力的，故静止的物体有惯性，而运动的物体没有惯性C.刹车时，乘客向前倾，说明乘客上半身有惯性，而下半身无惯性D.某人推不动原来静止的小车，而另外一人能推动，说明惯性与外界条件有关参考答案：A教师在气垫导轨上，匀速运动的滑块是否受外力的作用？学生受外力作用.教师受哪些力的作用？学生忽略阻力后，受重力、支持力的作用.教师既然外力要改变物体的运动状态，为什么滑块仍然做匀速运动？学生因为重力和支持力的合力为零.教师能否找到不受外力的物体？学生讨论后不能找到.教师力是物体间的相互作用，只要除研究对象外，还存在着物体，那么研究对象就一定要受外力的作用，所以不受外力作用的物体是不存在的.牛顿第一定律所描述的物体不受外力的状态，只是一种理想化状态.这种状态虽不能实现，但在现实中却可以用合力为零的状态来代替它，或者说合力为零与不受外力是等效的.这时仍可以正确地反映出力和运动的关系：力不是维持物体速度的原因，而是改变物体运动速度的原因.这样就使得牛顿第一定律在实际应用中有了实际意义.思考练习被踢出的冰块以2 m/s的速度在阻力不计的水平冰面上滑动，冰块是否受向前的作用力？5 s以后物体的速度有何变化？分析与答案由冰块的受力分析知，在不计阻力的情况下，在竖直方向受重力和支持力作用，而在水平方向上不受向前的作用力.5 s以后，其速度仍为2 m/s，因为冰块虽受重力和支持力的作用，但其合力为零，故能保持它原来的运动状态.巩固训练投影片出示1.火车在平直轨道上匀速行驶，门窗紧闭的车厢内有一人向上跳起，发现仍落回原处的原因是A.人跳起后，车厢内空气给他以向前的推力，带着他随同火车一起向前运动B.人跳起瞬间，车厢地板给他一向前的推力，推动他随同火车一起向前运动C.人跳起后，车在继续向前运动，所以人落下后必定偏后一些，只是由于时间很短，偏后的距离不明显D.人跳起后直到落地，在水平方向上始终和车具有相同的速度2.物体具有保持_的性质叫做惯性，惯性是物体的_，与物体的运动情况或受力情况_.参考答案 1.D2.原来的匀速直线运动或静止状态 固有性质 无关（三）阅读材料引导学生阅读课后“爱因斯坦谈伽利略的贡献”一文，使学生知道“伽利略对科学的贡献就在于毁灭直觉的观点，而用新的观点来代替它”.这就是伽利略的发现的重大意义.课堂讨论1.运动的汽车关闭发动机后，速度逐渐减小，最后停下，这一现象说明了“物体的运动需要力来维持”，还是说明了“力是物体运动状态改变的原因”?2.交通部门规定：在各种小型车辆前排乘坐的人(包括司机)必须系好安全带，请从物理学的角度加以说明3.有人设想：乘坐气球飘在高空，由于地球自转，一昼夜就能周游世界，这个设想可行吗?4.在一密封的车厢内，你有办法判定车厢是处于静止状态还是匀速直线运动状态吗?有办法判定车厢是否有加速度吗?能判断加速度的方向吗?学生活动讨论并交流教师点拨1.汽车关闭发动机后逐渐停下来，是因为汽车受到摩擦力作用所以这一现象说明力是物体运动状态改变的原因 2.汽车紧急刹车时。突然减速，乘客由于惯性将会撞在前面而造成危险系上了安全带就可以靠安全带的拉力而随汽车一起减速，避免危险3.因为地球上一切物体(包括地球周围的大气)都随着地球自转一起运动，气球升空后，由于惯性，它仍保持原来随地球自转的速度当忽略其他与地球有相对运动的作用而产生的影响时，升空的气球与它下方的地面处于相对静止状态，不可能相对地球绕行一周 4.在一密封的车厢内。不能判断车厢处于静止状态还是匀速直线运动状态，有办法判定车厢是否有加速度，且能判断加速度的方向三、小结投影小结思考题 1.一切物体总保持 或 ，直到 迫使它改变这种状态为止 2.物体保持原来的 的性质叫惯性 3.惯性是物体的 性质，由 决定，与 、 、 、 无关 4.牛顿第一定律的意义在于： 指出了一切物体都有 指出了力和运动的关系，即力不是维持物体运动的原因，而是改变 的原因四、作业1.课本P48练习一2.思考题意大利著名物理学家伽利略根据实验指出：在水平面上运动的物体所以会停下来，是因为受到摩擦力的作用.请同学们设计实验来验证这一结论.提示改变接触面的粗糙程度.五、板书设计一、历史回顾伽利略的研究方法理想实验法二、牛顿第一定律1.内容：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.2.含义：（1）物体不受外力时的运动状态是匀速直线运动或者静止.（2)一切物体都有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质惯性.（3)外力的作用迫使物体改变原来的运动状态.3.意义：正确揭示了力和运动的关系.三、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.2.一切物体都具有惯性，惯性是物体的固有性质.六、本节优化训练设计1.下列所述正确的是( )A.如果地球突然停下来，那么地球上的一切建筑将被毁灭B.人在电梯启动的时候，会有一种特殊的内在感觉.由此可知，人在状态改变时才有惯性C.一辆汽车撞上前面停着的汽车，若这两辆车的司机受了伤，他们受伤的部位会截然不同D.在沿水平轨道上匀速行驶的封闭车厢内，人竖直跳起，落下后仍落在地板原处2.一个物体保持静止或匀速运动状态不变，这是因为( )A.物体一定没有受到任何外力B.物体一定受二个平衡力的作用C.物体所受合外力一定为零D.物体可能受二个平衡力的作用3.火车在平直轨道上匀速前进，在密闭的、没有空气流动的车厢内点燃一支香，则车里乘客看到香所冒出的烟的运动情况是( )A.一边上升一边向前飘B.一边上升一边向后飘C.只是上升，不向任何一边飘D.无法确定车外站在地上的人，透过窗玻璃看到烟的运动情况又是怎样的？4.如图所示,在前进的小车上放一竖直的木块，突然发现木块倾倒，则造成倾倒的原因是什么？参考答案1.A C D2.C D因为世上根本不存在不受任何外力的物体，所以A选项是错误的.物体受平衡力作用时，它所受合力为零.但合外力为零时，并不一定只受平衡力的作用.故B选项是错误的.3.A C4.从木块的倾倒情况来看，其上端向左倾，造成这种状况的原因是：（1）下部向右的速度突然增大，而下部运动与车的运动情况相同.故小车应是向右加速；（2）下部向左的速度突然减小，即小车向左减速.