物理九年级上主题二 探究运动和力的奥妙

1、七彩教育网 教学资源分享平台，无需注册、无需登录即可下载主题二 探究运动和力的奥妙在我们的周围，到处可以看到物体在运动：足球在绿茵场上滚动，运动员在运动场上奔跑，汽车在公路上飞驰，江水咆哮着奔向远方，鸟儿在飞翔，树叶在摇动连我们脚下的地球，也在不停地自转、公转。远到宇宙深处，近至咫尺之间，大到广袤苍穹，小到微观粒子，自然界中一切物体都在不停地运动和变化。自然界的一切物体都处于永恒的运动中。运动是宇宙中的普遍现象；物理学研究的内容之一；是物质的运动和转化的规律。“探究运动和力的奥秘”可以说是人们通过物理学认识宇宙的起点，也是学生萌发对自然界的好奇和探究欲望的起点。在追寻对这个奥秘探究的过程中，人

2、们学会如何描述物体的运动，并且引至速度概念的建立、运动和力的知识体系的建立，还认识和学习牛顿运动定律及应用牛顿运动定律解决问题。“探究运动和力的奥秘”这个主题主要是针对初中教材中“运动和力”这章的内容。在学完本章后学生将继续“力和机械”“压强和浮力”“功和机械能”等内容的学习。所以，通过对“运动和力”的探究性学习，会为学生后面进行力学内容的学习，在知识、方法、能力等方面打下基础。可见，“探究运动和力的奥秘”无论是对于我们认识物质的运动，还是对于学生的学习都是一个至关重要的学习内容。课程标准要求：“能用速度描述物体的运动，能用速度公式进行简单计算。认识力的作用效果。通过实验探究，理解物体的惯性。

3、能表述牛顿第一定律。知道二力平衡条件。了解物体运动状态变化的原因。” 基于上述课程标准的要求确定了“探究运动和力的奥秘”这一探究活动主题。 “探究运动和力的奥秘”分为四个子课题，分别是“怎样比较物体运动的快慢”、“测力计的刻度都是均匀的吗”、“惯性是朋友还是杀手”、“怎样使二力平衡”。学生在这四个子主题的学习中，首先了解物理学中和生活中怎样比较物体运动的快慢，理解平均速度；然后在探究和制作活动中感受力的作用效果，理解物体的惯性；最后通过对二力平衡的研究，体会物理知识与实际生活的密切联系。学生通过主题探究学习可以拓展知识，提高对物理的学习兴趣，学会一些研究物理问题的方法，同时增强应用所学知识提高

4、解决和分析问题的能力。学生从生活经验中已经知道了一些常见物体的运动，对运动现象也有一些初步的感性认识。如：运动有快有慢。“速度”这一名词已从朦胧到有所认识，并知道运动的物体速度越大运动越快；运动所用时间越短表明运动就越快。这是学生对运动现象认识的前概念。通过课堂上“运动的描述”一节的学习，会使学生的眼界一下开阔，使他们对运动的认识从人行、车跑、狗跳扩展到自然界及宇宙。在学生认识到运动是宇宙的普遍现象的同时，“探究运动和力的奥秘”这一问题自然会萌发于学生心中，并成为他们想要了解的问题。通过前面的训练，学生已经初步接触了科学探究的过程，如何设计实验，如何观察实验现象，怎样根据实验现象和实验数据分析

5、得结论等，这些都为本探究活动的展开奠定了基础。 能用速度描述物体的运动，能用速度公式进行简单计算； 知道在测量范围内弹簧伸长和拉力的正比关系； 能用实验的方法探究橡皮筋的伸长与所受拉力的关系； 能从利弊两方面认识物体的惯性； 能用二力平衡条件解决某些具体问题。 运用多种方法确定物体的重心； 通过探究活动，学习拟订简单的科学探究计划和实验方案； 学习从物理现象和实验中归纳简单的科学规律，有初步的观察能力和分析概括能力。 能保持对自然界的好奇，具有科学的求知欲，乐于参与观察、实验等科学实践活动； 养成实事求是、尊重自然规律的科学态度。 运动、力、运动和力的关系，这些内容贴近学生生活，但又是学生的生

6、活经验和物理规律矛盾最多的地方，因此是力学所要解决的中心课题。探究运动和力的奥秘主题设计，从龟兔赛跑的故事引入，激发学生探究运动快慢的兴趣，体验生活中用平均速度和瞬时速度来比较快慢，设计了第一个子主题怎样比较物体运动的快慢？；对运动的进一步思考，学生最容易将其与力相联系，所以设计的第二个子主题通过测力计的刻度都是均匀的吗？帮助学生加深对力的作用效果的认识；前两个子主题分别探究“运动”及“力”的问题，它们之间的关系，最易引发学生思考其与生活经历的重重矛盾，于是设计了第三个子主题惯性是朋友还是杀手？，探究活动通过安排体验性的系列实验和对生活实际的调查、思考，使学生对惯性和惯性定律有进一步的认识。实

7、际生活中不受力的情景是不存在的，从理解二力平衡和体现物理与实际生活相联系的理念出发，又设计了怎样使二力平衡？的子主题。四个子主题均围绕着“探究运动和力的奥秘”这一主题的展开。子主题1：怎样比较物体运动的快慢？（案例）4课时子主题2：测力计的刻度都是均匀的吗？2课时子主题3：惯性是朋友还是杀手？1周子主题4：怎样使二力平衡？3课时一个弹簧测力计、一根直橡皮筋（不要使用橡皮圈，可使用自行车的气门芯）、刻度尺、木板、小铁钉、白纸。课本、文具盒、橡皮或钢笔帽、一根线（约1米）、胶带、乒乓球、杯子(里面装沙或装水)、硬纸板、一元硬币、锤子或硬棒。硬纸板一块或若干块、针、细线、剪刀、铅笔、橡皮、刻度尺。弹

8、簧测力计1用途：测力的大小（经常在物理力学中使用）2主要结构：弹簧、挂钩、刻度盘、指针、外壳。3原理：在弹性限度内，弹簧的伸长与弹簧受到的拉力成正比（利用二力平衡间接测量重力）4常用弹簧测力计的量程和分度值: 弹簧测力计的量程：5牛 弹簧测力计的分度值：0.2N（每一大格1N，每一大格分成5等分，每一小格为0.2N）5使用： 使用前，“三看清”：看清测力计的量程、 分度值以及指针是否对准零刻线，若不是，应调零，调零一般方法是通过移动指针来调零。 测量前，用手轻轻地来回拉动几次，避免指针、拉杆、弹簧和外壳之间的摩擦而影响测量的准确性，可以用标准砝码来检查示数是否准确。 使用时：弹簧测力计的轴线与

9、力的方向一致。 读数时，应保持测力计处于静止或匀速直线运动状态。视线必须与刻度面垂直。6注意事项： 根据被测力的大小选择量程合适的弹簧测力计，不能超量程测量（会损坏弹簧测力计），又不要量程过大（容易增大产生较大的测量误差）。 使用时，应使弹簧沿其轴线方向自由伸缩，不要猛拉。 一次测量时间不易过长，以免弹簧疲劳。 读数时，读出弹簧测力计上分度值所表示的数值，可以估读一位。 7制作方法 用直径0.5毫米的钢丝放火炉火中均匀加热，直至发红，然后拿出慢慢冷却。冷却后将它一匝挨一匝地密绕在直径15毫米的圆铁捧上，所绕长度40毫米。再放火炉火中烧红。然后拿出放入冷水或机油中淬火即成弹簧。 取一块31080

10、5毫米的木板为底板，上端钉一块80155毫米的小木板。在小木板的中心装一个羊眼圈为提环。把弹簧的一端焊接在提环上，另一端焊一根直径为2.5毫米、长为150毫米的铁丝。这段铁丝的下端有挂钩，上端与弹簧焊接处再装上一薄铁片作指针。指针应与铁丝垂直，在铁丝上的位置可调节。在底板上装一个弯成半圆形的小铁丝框，框住铁钩，以免铁钩左右摇摆。 在底板上贴一张白纸条标定刻度。挂钩上不挂重物时指针所指的位置定为零刻度，然后依次在挂钩上挂上1.0牛、2.0牛、3.0牛、4.0牛、5.0牛等钩码，每挂上一个钩码，对准指针画上刻度，再把各刻度间的距离做适当的等分。观察法观察法是指研究者根据一定的研究目的、研究提纲或观

11、察表，用自己的感官和辅助工具去直接观察被研究对象，从而获得资料的一种方法。科学的观察具有目的性和计划性、系统性和可重复性。在科学实验和调查研究中，观察法具有如下几个方面的作用：扩大人们的感性认识；启发人们的思维；导致新的发现。观察的类型很多，依观察者是否参与被观察对象的活动，可分为参与观察与非参与观察；依对观察对象控制性强弱或观察提纲的详细程度，可分为结构性观察与非结构性观察；按是否具有连贯性，可分为连续性观察和非连续性观察；依观察地点和组织条件，可分为自然观察和实验观察等。实验法1. 定义实验方法和观察方法相比较所不同的是，实验方法是指人们根据一定的科学研究目的，利用科学仪器设备，在人为控制

12、或模拟的特定条件下，排除各种干扰，对研究对象进行观察的方法。2. 实验法的基本类型随着自然科学的不断进步、实验手段的日益提高，实验方法的种类也越来越多。按照科学实验方法的不同方面，可以分为许多种类型。以实验在科学研究过程中的不同作用进行分类，可以分为析因实验、判决实验、探索实验、比较（对照）实验、中间实验等。从实验结果的性质进行分类，可以分为定性实验、定量实验和结构分析实验。定性实验是指为了测定研究对象的性质及其组成部分而安排的实验。其目的就是为了判定某种组成部分是否存在，或是否起作用。它的特点是回答“有没有”或者“是不是”等问题。这种实验在科学研究中经常使用。科学史上很多著名的实验都属于定性

13、实验，如戴维用氧化二氮作麻醉剂的实验，美国科学家富兰克林揭开雷电之谜的实验等等。定量实验是指在测定研究对象的组成成分的基础上，进一步测定各组成成分之间的数量关系，确定含有某一组成成分的数值等实验。在化学实验中，往往不仅要了解某一化合物的化学组分，而且在此基础上还要进一步确定其各组分的含量，或者了解化学反应中各组分参与反应的消耗量，或者了解各组分的最佳配方比例等等。在物理学实验中往往要确定某一物质的物理特性，如溶点、沸点、冰点以及其他一些物理学常用数值等，这些都属于定量实验的范围。法国化学家拉瓦锡就是在大量定量实验基础上，建立氧化还原理论的。定性实验和定量实验虽然是不同性质的实验，但是它们之间又

14、是不可割裂的。定性实验是定量实验的基础，只有在确定了某一物质的组成成分以后，才能进一步测定其含有的数值。同时，也只有经过定量实验，才能对这一物质的整体性质有所了解。因此，从定性实验发展到定量实验，这是认识不断深化的表现。特别当定量实验与数学方法相结合之后，它在科学技术发展过程中的作用日益突出，运用的范围也日益广泛，这是现代科学技术发展的重要特点之一。实验方法离不开仪器的帮助，而仪器的精密度直接影响实验的效果，这对定量实验尤为突出。定量实验的精确与否，又会直接引起研究对象性质判别上的差异。实验方法还可以按照实验场所的不同进行分类，如地面实验、空间实验、地下实验等。还可以按照实验对象的不同进行分类

15、，如化学实验、物理实验、生物实验等。总之，实验方法根据其分类的标准不同可以进行多种区分。并且随着生产的发展和科学技术的进步，实验方法的种类将不断丰富。测量法测量法概念：简单地说是人们对事物的区分过程。测量就是按照一定的法则，用数学方法对事物的属性进行数量化描述的过程。物理学是一门以实验为基础的学科，而在物理实验中，就要粗略或精确地，直接或间接地测量一些物理量。为此，学好和做好物理量的测量，是做好物理实验的最基本的方法和重要保证，也是学好物理课的关键。因自然界中的物理现象千姿百态，所以，各物理量的形式及其测量方法也就多种多样，各自不同。物理量的测量方法可分两大类，即直接测量法（又叫基本测量法）和

16、间接测量法（又叫特殊测量法）。凡是能利用测量仪器、仪表等工具，直接测量、读出物理量值的方法叫直接测量法。例如，电路中的电流及电源电动势的大小，就可用电流表和电压表直接测出数值。又如，时间的长短、物体的长度，就可用钟表和直尺直接测出数据。还有一些物理量，因受某些条件限制，不能或不易用仪器、仪表等直接测出。但根据有关物理及几何知识，能利用仪器、仪表或一些特殊工具，先直接测出与某有关的其他物理量，再根据这些已测量与待测量间的特定关系，读出或计算出待测物理量的值，这种方法叫间接测量法。在间接测量中，根据不同情况它又可分为以下七种方法：即等效法、公式法、曲直互换法、化暗为明法、积累法、分散法及图像法。图

17、像法物理规律可以用文字来描述，也可以函数式来表示，还可以用图像来描述。利用图像描述物理规律，解决物理问题的方法就称之为图像法。图像法通过图像来确定物理量之间的关系，是一种科学探究的基本方法。用图像法来描述物理过程具有形象直观的特点，可以清晰地描述出其变化的动态特征，把物理量之间的相互依赖关系和线性关系、周期性等清晰地呈现出来，通过图像的比较，学生能够较容易的理解物理过程发现物理规律，这种直观印象有时能透过事物的本质，诱使人们做更深入的探讨，利用图像法思路清晰可以使得物理问题简化明了，还能起到一般计算法所不能起到的作用，可以使物理概念得到进一步拓展，而且图像法能将物理学科和其它学科有机地结合起来

18、，启迪学生的创新意识，培养创造能力，提高学生的综合能力。当然图像法也有一些不足之处，主要表现在下面几个方面：学生容易搞不清楚纵轴和横轴所代表的物理量，不能够明确要描述的是哪两个物理量之间的关系。比如学生就有可能把简谐运动和简谐波的图像认为是相同的。学生很容易误解成图线就是表示物体实际运动的轨迹。如匀速直线运动的ST图像是一条斜向上的直线，但物体实际运动的轨迹可能是水平的，并不一定是向上爬坡的。在利用图像法的过程中，要求学生根据实际问题灵活地建立坐标系，确定两个合适的物理量来作出图像。如果坐标轴所代表的物理量选择的不合理，反而不能够简化实验。学生不能够真正的从物理意义上去认识图像，不能够由图像的

19、形状看出物理过程的特征，不能够由截距、斜率、图线所围的面积、两图线交点等有特殊意义的方面看出其中隐含的物理意义。调查法调查法，是指调查者以正确的理论与思想作指导，通过访谈、开座谈会、问卷、测验等手段，有计划地广泛了解（包括口头的或书面的，直接的或间接的）、掌握有关某一事物的历史、现状和发展趋势，或有关的成果和经验、问题和教训，并在大量掌握材料的基础上，进行分析综合，得出科学的结论。可分为：(1)现状调查是针对调查对象的当前状况、特征及规律而展开的综合性的专门调查研究。(2)发展调查是根据一定目的，研究一定对象随时间变化而表现出的特征和规律。它也可分为二种形式：一是纵向发展研究，目的是研究对象在

20、不同时间阶段的特征和规律；一是横向发展调查研究，目的是研究同一时间内不同对象的特征和规律。(3)访谈调查是以谈话为主要方式来了解某人、某事、某种行为或态度的一种调查方法。(4)问卷调查是以书面提出问题的方式搜集资料的一种研究方法，即调查者就调查项目编制成表式，分发或邮寄给有关人员，请示填写答案，然后回收整理、统计和研究。(5)个案调查是指在对象总体中只选择一个单位、一个人来进行有关教育内容的全面调查分析，即以解剖麻雀的方法，了解总体的一般情况。(6)抽样调查是指以对象总体中抽出部分作为样本进行考察，并由样本情况推断总体情况的调查方式。该方法根据需要，还可以区分为随机抽样调查与非随机抽样调查。(

21、7)全面调查指对研究对象的总体中每一个单位进行调查的一种调查形式。文献资料研究法亦称“历史研究法”。利用各种渠道对文献和资料进行合理的搜集与应用以获的间接理论知识的一种方法。它是各种类型的研究课题都需要采用的方法，并且都是每个课题本身在选题阶段、研究设计阶段，研究实施阶段与研究总结阶段都必须应用的方法。根据文献资料的构成形式。通常可分为文字资料、文物资料、声像资料三大类。文献检索的步骤和方法文献检索的目的是使文献检索者及时而准确地获得所需要的文献，要达到此目的，就必须采用科学的步骤和方法。1文献检索的程序（1）分析研究课题，明确查找要求即明确研究课题所需的文献内容、性质、水平等情况；然后形成主

22、题概念，再确定检索的学科范围。主题概念越准确、学科范围越具体就越有利于检索。（2）选择检索工具检索工具有印刷版的全国报刊索引报刊分类索引等；电子版的数据库有中文科技期刊数据库中国期刊全文数据库中国期刊题录数据库和中国专利数据库等。（3）确定检索策略、途径和方法即根据检索分析的结果，制定出一个合理的检索方法，使实行的检索行动有目的、有计划和有步骤地进行。如：在哪个图书馆查、用印刷版索引还是用数据库以及核心刊和时间段的选择等。（4）索取原始文献这是整个检索过程中的最后一步，即根据查到的文献线索，查找原始文献的收藏地，借阅复印或下载打印等。2文献检索的途径查找文献资料可根据文献的不同特征，从各个角度

23、查找。如：文献的外表特征（题名、责任者、出版社等）或内容特征（分类、主题、关键词等），数据库的检索方法是在字段处限定检索途径，如：篇名、作者、关键词、机构、中文文摘、引文、中文刊名等，然后按限定的途径录入检索词。3文献检索的方法确定检索途径后，为了迅速、准确地找到所需的文献资料，必须掌握一定的检索方法。（1）常用法：是利用文摘或题录等各种文献检索工具查找文献的方法。按时间顺序查找，可顺查、倒查和抽查。顺查法。这是一种以课题起始年代为起点从远到近按时间顺序的查法。查找前要摸清该课题提出的背景和大致时间，从问题发生的年代查起，这样一卷卷或一年年地查找，直到认为文献够用为止。这种逐年顺查的方法有利于

24、查全，不遗漏；缺点是比较费时间，检索效率低。倒查法。与顺查法相反，就是由近而远地按时间逆序查找。这种方法适用于一些新的课题或有新内容的老课题。查找时效率高，省时省力，但容易遗漏有用的文献。抽查法。这是一种针对学科发展特点，抓着该学科发展迅速、文献发表较多的年代，抽出一段时间，逐年检索。（2）引文法：也叫追溯法或扩展法。这是一种传统的获取文献的方法。即利用已知的有关文献后所附的“引用参考文献”进行追溯查找。这是检索者最常用的一种方法，它可以扩大文献的检索范围，节省查找书目、索引等检索工具的时间，由远及近将一批有关文献查出来。使用这种方法要注意：最好选择述评和专著这类高质量的文献，它们所附的参考文献多而全，准而精，相当一个专题索引，从这里选择切题的资料进行追溯，会提高检索效果。（3）综合法：也称“循环法”或“分段法”，就是将上述两种方法结合使用，即先通过选定的检索工具查找出一批文献，然后再利用文献所附的参考文献来追溯查找，如此交替地往前推移。这种方法兼有常用法和引文法的优点，可以查得全而准，检索效率高。流程图用图表来表示人或事物的运动过程叫做流程图，流程