沪粤版物理《当物体不受力时怎样运动》教学设计.doc

7.3探究物体不受力时怎样运动教学设计一、教材分析知识与技能：知道牛顿第一定律，并能用语言表述。理解什么是惯性。过程与方法：经历“探究物体不受力时怎样运动”的过程，认识伽利略“理想实验”的科学方法，进一步培养学生科学探究的能力。通过实验和观察活动，体验一切物体都有惯性。情感态度与价值观：通过探究物体不受力时怎样运动，形成实事求是、不迷信权威、尊重自然规律的科学态度。通过学习惯性的应用，感受到科学就在身边。本节主要内容有：科学探究物体不受力时怎样运动，牛顿第一定律，惯性及其应用。本节教学重点：“理想实验”法，牛顿第一定律和惯性。本节教学难点：牛顿第一定律与学生的生活经验是不符的，而且该规律不是从实验中直接得出，而是在实验的基础上通过推理概括出来的，需要一定的想象能力，因此，让学生确信牛顿第一定律并理解其内涵，是本节教学的难点。二、课程教学实验引入：把木块放在讲桌上，用手推着它运动，放手后木块停下。然后把铁球放在讲桌上，推着它运动，放手后铁球继续前进。让学生尝试解释看到的现象，或者提出疑问。两个现象可能会引出互相矛盾的两种观点：没有力，物体将不能运动；没有力，物体仍可以运动。播放视频：播放神舟号飞船发射升空和宇航员在太空活动的视频资料，以激发学生的兴趣，画面最后定格在宇航员“太空行走”的场景，从画面上可以看到宇航员和飞船之间用一条“绳子”相连。教师告诉学生：宇航员在太空“行走”时处于失重状态，可以看作不受重力作用。然后提出问题：这条“绳子”起什么作用？让学生讨论猜测。让同学们猜想然后做实验：注意：(1)用同一小车做三次实验，每次都使小车从静止开始由同一斜面的顶端下滑，保持小车滑到三种水平表面时的初速度相同；(2)告诉学生由于水平表面的材料不同，小车沿水平面运动时受到的摩擦阻力不同，沿毛巾表面运动受到的阻力最大，沿水平木板运动受到阻力最小。 演示结果：在第一次实验中，小车沿垫着毛巾的水平表面滑行，阻力f最大，滑行的距离最短，运动的时间也最短，显然速度减小得最快。在第二次实验中，小车沿垫着棉布的水平表面滑行，阻力f比第一次实验小了，滑行的距离和运动时间也都延长了。第三次实验中，小车阻力最小，车滑行的距离和运动的时间都最长，小车速度减小得最慢。可见，实验证明，阻力越小，小车滑行的距离越长，运动的时间也越长，其速度减小得越慢。2. 科学的推论：300年前，伽利略在类似上述实验的基础上进一步推理得出：在理想情况下，如果表面绝对光滑，阻力等于零，物体的速度将不会减慢，将以恒定不变的速度永不停息地运动下去。科学家笛卡尔补充了伽利略的结论：如果物体不受任何力的作用，不仅速度的大小不变，而且运动方向也不变，将沿原方向匀速运动下去。3. 牛顿第一定律：牛顿在前人研究的基础上总结得出牛顿第一定律：一切物体在没有受到外力作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。 定律的前半句为定律成立的条件，“不受外力”；后半句是定律的结论，物体的“运动状态不变”。“保持静止状态或匀速直线运动状态”，说的是：当物体不受外力时，原来静止的物体将永远保持静止状态；原来运动的物体，将永远保持匀速直线运动状态。速度的大小和方向都不变化。 牛顿第一定律是阐述物体运动规律的三大定律之一。定律说明运动不是靠力来维持的，力是改变运动状态的原因。 教师应明确指出，我们周围的物体，都受到这个力或那个力的作用，不可能给物体创造一个不受外力的条件，因此不可能用实验来直接证明牛顿第一定律。但是这个定律是在大量经验事实和某些间接实验的基础上，通过科学推理概括出来的，从定律得出的一切推论都经受住了实践的检验，牛顿第一定律已成为大家公认的力学基本定律之一。惯性 甲：突然拉动小车时，木块由于惯性向后倒。 乙：小车遇障碍物突然停止时，木块由于惯性向前倾倒。 提问：请解释，为什么当汽车起动时乘客向后倾斜；汽车刹车时乘客向前倾斜，而转弯时则向外倾斜？(以站在车上的乘客为例) 教师在学生对上述问题解释后，应使学生认识到：乘客的脚部由于跟汽车地板之间有摩擦而随车起动、随车减速(刹车时)、随车转弯，但身体的上部由于惯性还要保持静止(起动时)、保持刹车开始的较大速度，保持转弯开始时速度的方向，所以当汽车起动时乘客的上身向后倾斜，刹车时上身向前倾斜，而转弯时则向外倾斜。惯性是物体的属性，不是“外加”的，更不是一种力。我们通常说物体本身“具有”惯性，而不能说物体“受到惯性的作用”，更不能说“惯性大于（或小于）阻力”等。一切物体都有惯性。上面的实验A表明静止的物体有惯性，实验B说明运动的物体有惯性。根据牛顿第一定律，物体不受时，将保持原来的运动状态不变，说明不受力的物体有惯性；当物体受到外力时，仍然具有惯性，此时惯性表现为外力不容易改变物体的运动状态。所以一切物体在任何状况下都具有惯性。注意区别惯性和惯性定律。惯性定律即牛顿第一定律，是一条物理规律，它成立的条件是“物体没有受到外力作用”；而惯性是物体的属性，没有条件限制，物体无论受力与否都有惯性。当然二者是有联系的：正是因为一切物体都有惯性，所以当物体没有受到外力作用的时候，才会保持匀速直线运动状态或静止状态。生活中的惯性现象惯性现象既可以被人们利用，又能造成危害。利用惯性的事例：斧头松了，可把斧柄一端在物体上撞几下，利用惯性使斧头牢牢地套在斧柄上；拍打衣服可以抖落上面的灰尘；跳远运动员起跳前往往要助跑一段距离，利用惯性能跳得更远；环卫工人用铁锨往车上装垃圾时，铁锨停止运动后，垃圾由于惯性，顺着铁锨原来运动的方向进入车箱；摩托车利用惯性飞跃障碍物；汽车到站时，往往提前关闭