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文档简介

1、运动的描述教学设计【教学内容】第一单元第1节:运动的描述【教学目标】知识与技能:了解质点的概念,知道它是一个理想化模型,知道物体能被简化成质点的条件;理解时间和时刻的含义以及它们的区别;理解位移及路程的意义及它们的区别与联系;理解速度和速率的概念,理解平均速度、瞬时速度的概念,会计算物体运动的平均速度;理解矢量与标量的概念及它们之间的区别。过程与方法:初步体会用“比值法”定义物理量的方法;感悟“理想模型”在物理研究中的作用。通过对生活及生产中的运动现象的剖析,体验和感知物理就在身边的生活与生产中,体会学习物理是有用的,培养学生学习物理的兴趣。【教学重点】质点、时间与时刻、位移与路程、平均速度与

2、瞬时速度、标量与矢量的概念及意义。【教学难点】物体简化成质点的条件,位移的意义,平均速度的意义。【教学过程】创设情境一引入新课1复习回顾:什么是机械运动?不同物体的机械运动或同一物体在不同情况下的机械运动有什么差别?2播放视频:展示自然界的各种运动现象,说明运动是自然界最普遍的现象。3问题讨论:通过观看视频,联系生活实际想想看,一个物体运动中它的什么在变化?不同物体的这种变化有什么差别?4交流评价:机械运动是自然界常见的现象,机械运动中物体的位置在变化,而这种位置的变化有快慢之分,路径有曲直之分。那么,如何描述物体的运动,就是这节课的学习内容。这节课主要学习与描述物体运动有关的概念或物理量,为

3、进一步研究物体的运动奠定基础。合作探究一新课学习一、质点1提出问题:实际的物体都有一定的形状和大小,我们怎样确定或记录它所处的位置?如果这个物体很小,小到几乎成了一个点,怎样确定它的位置?2交流评价:如果物体小到几乎成了一个点,可以很方便的用坐标确定它的位置,很方便地计算运动中它的位置改变。3提出问题:实际的物体都有一定的形状和大小,但如果它的大小与形状对于它的运动没有影响或影响很小,我们能否忽略物体的大小与形状把它看成仅仅具有质量的点而方便地研究它的运动呢?如果运动中,物体上各点的运动情况完全相同,能否用物体上的任何一点代表整个物体的运动,从而方便地研究它的运动呢?4阅读课本第2页课文“质点

4、”部分,思考讨论上述问题。5交流评价:如果物体的大小与形状对于它的运动没有影响或影响很小,我们可以忽略物体的大小与形状,把它看成仅仅具有质量的点而方便地研究它的运动;如果物体上各点的运动情况完全相同,可用物体上的任何一点代表整个物体的运动,从而方便地研究它的运动。这时,物体就被简化成了只具有质量的一个点。只有质量,没有大小与形状,这样的点叫质点。6问题讨论:自然界真正存在质点吗?它与几何中的点有什么区别?7交流评价:自然界不存在质点,质点只是为了研究问题方便,在条件许可的情况下对实际物体进行合理简化后形成的“理想模型”,它与几何中的点的区别是它具有质量。物理研究中,类似于忽略对实际物体运动无响

5、应或影响不大的次要因素一一大小和形状,而保留主要因素质量的方法,叫理想模型方法,是物理学常用的一种研究方法,有点像生活中常用的“抓主要矛盾”的思想与方法,物理学研究中的重大突破与进展,与这一方法的运用密不可分。案例研究一巩固小结在爰白悄月益BTH-Etafl21日即例1有人说:只有很小的物体才可以简化成质点,大的物体就不能简化成质点。请你谈谈对这句话的看法。解析:物体能否简化成质点,关键是看它的大小与形状对所研究的运动有无影响或影响的大小,不在于物体的大小。比如研究跳水运动员在跳水比赛中身体的运动时,他的肢体的动作对他的比赛得分影响很大,它就不能被简化成质点。研究地球的自转运动时,地球上不同的

6、点的运动情况差别很大,它不能被简化成质点;但研究它的公转时,地球上的不同点运动中的差别,对于地球绕太阳的圆周运动来说,几乎没有影响,可以把地球简化成质点。二、参考系1提出问题:(1)教室里墙上的黑板是运动的还是静止的?(2)古人的困惑:4卡财制秋斛龄斗歡:斥:汗鎚弋”用事汕裁荫静汕2阅读课本第23页课文“参考系”部分,思考问题:研究物体的运动时,为什么要选取参考系?如何选取参考系?3交流评价:一个物体是运动还是静止?是什么样的运动?相对于不同的物体来说,结果是不同的,如墙上的黑板,相对于墙或地面来说,它的位置始终不动,是静止的;相对于地球的转轴来说,随地球的自转,它绕地轴做圆周运动;相对于太阳

7、来说,随地球绕太阳做圆周运动。所以研究一个物体的运动时,必须选取一个假定位置不动的物体做参考。参考系的选取是任意的,除了被研究的物体,都可以选取,不过选的参考系不同,得到的结果不同,研究过程的难易不同。通常研究物体运动时,为了研究方便,选地面或相对于地面不动的物体做参考系。选定了参考系后,我们根据同一段时间里研究者相对于参考系位置是否改变,来确定它是否运动,根据位置如何改变来确定研究者做何种运动。三、时刻和时间1自主学习:阅读课本第3页课文“时刻与时间”部分。2讨论交流:举例说明时间、时刻、时间与时刻的关系。运动是在时间中进行的,物体由一个位置运动到另一位置,必须经历一段时间,一段时间对应一个

8、运动过程,对应一定的位置变化;某时刻物体经过一个位置,一个时刻对应一个位置,对应运动中的一个状态。3思考与讨论:人们常说的“机不可失,时不再来”和“惜时如金”中的“时”分别指时间还是时刻?前者指时刻,后者指时间。4.国际单位制里时间的单位:秒,代号:s四、路程与位移1自主学习:阅读课本第3页课文“路程与位移”部分,知道什么是路程?什么是位移?2讨论交流:什么是路程?根据物体运动开始时的位置与一段时间里运动的路程,能确定出一段时间后物体的位置吗?用位移能行吗?举例说明?3小结评价:路程:一段时间里,质点运动的轨迹的长度,只有大小,没有方向。位移:一段时间里质点运动的初末位置间的有向线段是位移,既

9、有大小又有方向,初末位置间的线段的长度是位移的大小,线段的方向就是位移的方向。知道质点运动的初位置与位移,就可知道质点的末位置。位移与路程的关系:根据位移、路程的定义可知,在单方向的直线运动中,一段时间里的路程与这段时间里的位移大小相等。在曲线运动中,一段时间里运动轨迹的长度是路程,连接轨迹两端的弦代表位移。比如质点沿圆周运动一周,这这段时间里的路程等于圆的周长,而位移是零。如图所示,火车从乌鲁木齐到达上海,位移大小是图中的紫色直线所代表的长度;路程则是黄色曲线(折线)所代表的长度。案例研究小结巩固例2小明在操场上向东走了40m,用了20s的时间,接着又向北跑了30m,用了5s时间。求小明在操

10、场上运动的前20s的位移,后5s的位移,全部25s时间的位移及路程。解析:根据位移的定义,如图所示:前20s的位移,如图中的线段AB所示,大小为40m,方向向东;后5s的位移,如图中的线段BC所示,大小为30m,方向向北;全部25s时间里的位移,如图中的线段AC所示,大小为sm&=0.6*AC,方向东偏北37。全部25s里的路程是:40m+30m=70m。五、速度与速率1回顾以前学过的内容,讨论问题:什么是匀速直线运动?什么是速度?运动快慢程度保持不变的直线运动,相等时间内的位移相等。2对速度的再研究:1)速度的定义:在匀速直线运动中,质点的位移跟发生这段位移所用时间的比值,叫做速度。用公式表

11、示就是:艺,在国际单位制中的单位是:米每秒,符号表示:m/s。(2)速度的方向:物体运动的方向,也就是位移的方向。(3)在匀速直线运动中,速度的大小和方向都不变,是一个恒量。(4)速率:速度的大小叫速率。六、平均速度和瞬时速度1问题的引出:举例说明是什么是变速直线运动。汽车在平直路面上的启动、制动、加速、减速过程。变速直线运动是常见的机械运动。2用平均速度描述变速直线运动的快慢(1)平均速度定义:在变速直线运动中,质点的位移与发生这段位移所用的时间的比-豆_V=值,叫做这段时间里的平均速度。用符号戸表示,定义式为:。(2)注意:平均速度是位移对时间的平均,反映的是变速直线运动质点在运动的某段时

12、间或某段位移里的平均快慢,不是几个速度的平均值;计算平均速度,首先要分清是那段时间或位移里的平均速度,平均速度与时间或位移相对应。3瞬时速度:(1)定义:运动质点经过某位置或某时刻时的速度,在变速直线运动中,它的大小随时间变化,表示的是质点某时刻或经过某位置时的快慢程度。如汽车、摩托车上速度表上所指的速度。(3)瞬时速度的测量:一般计算质点运动某时刻或经过某位置前后的短暂时间里的平均速度,用这个平均速度代替质点某时刻或经过某位置的瞬时速度,这也是测速仪测速度的原理。(4)在匀速直线运动中,质点任何一段时间或位移里的平均速度,与任何时刻或任何位置的瞬时速度相同。案例研究一小结巩固例3例2中若小明

13、,前后两段时间里的运动均为匀速直线运动。(1)这两段的运动速度是多少,方向如何?(2)整个运动过程中的平均速度是多少?方向如何?(3)若小明向东运动后休息75s后再向北运动,则整个过程的平均速度多少?解析:(1),方向向东;=bmJs(2)5兄,方向向北;v=-=(3)2:0&十5&十?5&应用与提高一巩固总结1课堂练习:课本第7页“练习与思考”:1、2、3、5、62引导学生归纳所学知识要点。【布置作业】1复习所学内容,完成课本习题。2预习第2节。加速度匀变速直线运动教学设计【教学内容】第一单元第2节第1课时:“加速度”“匀变速直线运动”部分。【教学目标】知识与技能:了解匀变速直线运动,理解加

14、速度的概念,知道定义、公式、符号和单位。知道加速度是矢量,会判断加速度的方向,能运用加速度的定义式计算加速度;理解匀变速直线运动的意义,知道匀变速直线运动的特征。过程与方法:通过加速度概念的建立,进一步体会比值法在建立物理概念中的作用。通过学习和体验物理概念对复杂现象研究的简化作用和简单描述,体会物理研究中的抽象与简化,化难为易,化繁为简的策略与思路,培养知难而进,勇于克服困难的意志品质。【教学重点】加速度、匀变速直线运动的特点。【教学难点】加速度的方向。【教具准备】视频(不同汽车的启动、制动等)、PPT课件。【教学过程】创设情境一引入课题1提问:什么是直线运动?什么是匀速直线运动?什么是变速

15、直线运动?2.视频播放提问:不同物体做变速直线运动时,速度变化有无快慢之分?增加或减小相同的速度所用的时间是否相同?在相同的时间里增加或减少的速度是否相同?3提出问题:如何描述变速直线运动质点速度变化的快慢程度?合作探究一新课学习一、加速度1现象展示:跑车、轿车、击发后的子弹由静止开始的加速运动。2提出问题(1)上述物体,谁的速度变化快?速度变化快慢依次是子弹、跑车、轿车。(2)计算上述物体的速度变化量,并思考:能用速度变化量表示速度变化快慢吗?跑车:96km/h=26.7m/s;轿车:96km/h=26.7m/s;子弹:600m/s无法表示。(3)看看上述速度变化所用的时间,并思考:能用速度

16、变化经历的时间表示速度变化快慢吗?跑车:5s;轿车:12s;子弹:0.5s无法表示。(4)计算上述物体速度变化量与速度变化经历的时间的比值子弹:600/s0.05s26.7m/s跑车:轿车:26.7/12s=2.23m/s(5)看看上述比值与速度变化快慢之间有什么关系?这个比值能否描述速度变化的快慢程度?(6)交流评价认识加速度:阅读课本第8页“加速度”部分课文,归纳小结。引进的意义:描述变速运动物体速度变化的快慢程度。定义:速度的变化量与发生这个变化所用时间的比值,用公式表示就是:,式中v、v表示t时间里初、末时刻的速度。to单位:在国际单位制中,加速度的单位是:m/s2。如某物体加速运动是

17、的加速度是8m/s2,这表示该物体运动中1s时间里速度增加8m/s。方向:加速度是矢量,既有大小又有方向,它的方向是速度改变的方向。在加速直线运动中,速度的变化量(片叫)为正,加速度为正,它的方向与速度方向相同;在减速直VV线运动中,速度的变化量(0)为负,加速度为负,它的方向与速度方向相反。决定因素:公式f是加速度的定义式,不是决定式,不能理解成加速度与速度变化量成正比,与速度变化时间成反比;不能单从速度变化量的大小判断加速度的大小也不能单从变速时间的长短判断加速度的大小;通过以后的学习(牛顿定律),将会知道加速度的大小是由作用在物体上的力与物体的质量共同决定的,加速度的方向由力的方向决定。

18、计算物体的加速度时,要根据定义式计算出大小,再根据运动的具体情况判断出方向。案例研究例1课本第7页例1-4二、匀变速直线运动1问题探究:(1)什么是直线运动?物体做直线运动,速度的方向不发生变化,但速度的大小可以不变化也可以变化。直线运动的特征就是物体的运动轨迹是直线,或者说速度方向不发生变化。(2)什么是变速直线运动?物体沿一条直线运动,速度方向不变,但速度大小变化。其特征就是速度大小变化方向不变的运动。即速度大小变化,运动轨迹是直线。(3)什么是匀变速直线运动?运动轨迹是直线或者说是速度方向不变,只是速度大小变化,但速度的变化是均匀变化的,即物体运动过程中任何相等的时间里速度的变化量相同,

19、或者说相等的时间里增加或减小的速度相同。关于匀变速直线运动,可以从以下三个字进行理解:匀:速度大小均匀变化即物体运动过程中任何相等的时间里速度的变化量相同,或者说相等的时间里增加或减小的速度相同。变:速度大小发生变化。注意,只是速度大小变化。直线:运动轨迹是直线,即速度方向不变化。(4)匀变速直线运动的分类:匀加速直线运动:速度均匀增加的直线运动,如启动的机动车辆的运动,火箭发射时最初一段时间里的上升运动等。加速度与速度同方向,简称匀加速运动。匀减速直线运动:速度均匀减小的直线运动,如在平直路面制动后的机动车辆,着陆后滑行的飞机的运动,加速度与速度方向相反,简称匀减速运动。(5)匀变速直线运动

20、的加速度:加速度大小及方向均保持不变,即加速度恒定不变。(6)匀速直线运动的加速度:匀速直线运动的速度大小及方向均不发生变化,加速度为零。凡是加速度为零的直线运动,肯定是匀速直线运动,简称匀速运动。【板书设计】变速运动I变速直线运动1r逋度变优快慢的捏述定丈:匀变速直绽运动加速度*单位;污向;匀变速直线运动的速度和位移教学设计【教学内容】第一单元第2节第2课时:“匀变速直线运动的速度”“匀变速直线运动的位移”。【教学目标】知识与技能:理解匀变速直线运动的速度与时间、加速度的关系,会计算匀变速运动的速度;理解匀变速运动的速度图象的意义;理解匀变速运动的位移与时间、加速度的关系会计算匀变速直线运动

21、的位移。过程与方法:通过速度公式、位移公式的建立,体验物理理论在物理研究中的作用,体会运用已知理论推出新理论的方法与思想;通过速度图象的建立,体会图象方法在物理研究中的作用。情感态度价值观:通过物理公式、图象对同一规律的表述,体会物理规律表达形式的多样性,体验物理规律的形式美,培养学生的审美意识。【教学重点】速度公式、速度图象、位移公式。【教学难点】速度图象的意义及运用。【教具准备】PPT课件。【教学过程】创设情境一引出课题1复习提问:什么是匀变速直线运动?它的速度有什么特点?加速度有什么特点?怎样计算匀变速直线运动的加速度?某物体匀加速直线运动的加速度大小为2m/s2,这表明物体的速度怎样变

22、化?2评价小结:1)速度均匀变化的直线运动。速度方向不变,大小随时间均匀变化。加速度不为零且恒定不变。加速度的计算公式是:f。表示物体每秒增加或减小的速度是2m/s。3提出问题:若已知运动开始时的速度(初速度)及加速度,怎样计算某时刻的速度(末速度)?合作探究一新课学习一、匀变速直线运动的速度1问题研究:课本第10页“匀变速直线运动的速度”中的计算速度问题。2匀变速直线运动的速度公式推导。由加速度的意义推导案例研究例1质点0时刻的速度是v(m/s),从0时刻起以加速度a(m/s2)匀加速直线运动,o求ts末质点的速度。解析:质点0时刻就具有的速度为v(m/s);由加速度的意义可知,1s时间里质

23、点增0加的速度是:a(m/s);从0时刻到ts末的ts时间里增加的速度是at(m/s);ts末的速度应该是0时刻的速度与ts时间里增加的速度的和,即:片二中加。由加速度的定义是推导:加速度的定义式是:f,对此关系式去分母、移项可得:耳二儿十处3.交流评价归纳小结匀变速直线运动的速度公式:峙二叫+加,若质点由静止开始做匀变速直线运动,则有:片=加。公式的意义:公式反映的是匀变速直线运动的速度随时间变化的关系,共涉及四个与运动有关的物理量,若已知其中的三个,利用此式可求出另一个未知的物理量。(3)公式中各量的方向:公式中的四个物理量中,除时间外都是矢量,既有大小又有方向。由于是直线运动,三个矢量的

24、方向都在同一直线上。所以,可以事先确定某一个量的方向为正方向,其它量中与该量同向者代入公式时为“正(+)”,否则为“负(-)”;计算出的某量为正,说明它的方向与选定的正方向一致;为负,说明它的方向与选定的正方向相反。这样,运用公式,不但可以计算出未知量的大小,又计算出了它的方向。在运用速度公式时,一般选取初速度方向为正方向。案例研究一小结巩固例2课本第11页“例2”。a.例题解析b.注意事项:运用公式时,各量的单位都应换算成国际单位;以初速度方向为正方向,初速度为正;若是匀加速运动,加速度为正值,若是匀减速运动,加速度为负值,其量值代入公式时,应在其量值前加“-”号;计算出的末速度为“+”,说

25、明方向与初速度方向一致,计算出的末速度为“-”,说明它的方向与初速度的方向相反。c关于矢量正负:如上所述,矢量的正负仅表示矢量的方向,不表示矢量的大小,比较两个矢量大小时,取它们的绝对值进行比较。二、匀变速直线运动的速度图象1.合作探究(1)数学知识与方法准备:在数学上,除了运用函数关系式表示一个量(因变量)随另一个量(自变量)的变化关系外,还可以运用平面直角坐标平面上的直线或曲线表示纵坐标轴代表的量随横坐标代表的量的变化关系,如初中学习过的正比例函数、反比例函数等。(2)方法点拨:公式峙二叫+加反映的是匀变速直线运动瞬时速度随时间变化的关系,就像数学问题一样,也可以运用坐标平面上的图象表示这

26、一关系。如果建立平面直角坐标系,用横轴代表时刻,纵轴代表各时刻的瞬时速度,根据质点运动中的每个时刻和相对应的瞬时速度,可以在坐标平面上描出一系列点,将这些点用平滑直线或曲线连接起来,就是质点的速度时间图象,简称“v-1”图象,它直观形象的表示质点的速度变化情况。学习建立“v-1”图象:指导学生以课本第11页表格所反映的匀加速直线运动质点各时刻的速度,建立它的“v-1”图象。a.画出平面直角坐标系“to“坐标系,定出坐标标度;b描点;c.连线2交流评价图象的特征:直线。若是匀加速运动,是斜向上的直线,若是匀减速运动,是斜向下的直线。若初速度为零,是过原点的直线;若初速度不为零,是不过原点的直线。

27、图象的意义:a.表示匀变速直线运动的速度随时间均匀变化,可从图象上直接读出某时刻的瞬时速度;b.表示匀变速直线运动的加速度:从图象上任意选出两点,可计算出加速度:a一人。由解析几何知识可知,比值是图象(直线)的斜率(图象的倾斜程度,即图象与t轴夹角的正切,图象越倾斜,斜率绝对值越大)。所以,V-t图象的斜率表示加速度。案例研究一小结巩固例3如图是三个质点运动时的V-t图象,各代表物体做怎样的运动?解析:图象都是直线,表示三个质点都做匀变速直线运动。a图象的斜率不等于零且为正,a图象代表的运动是匀加速直线运动;b图象的斜率为零(图象与t轴平行),表示加速度为零,b图象代表的运动是匀速直线运动;c

28、图象的斜率不等于零且为负,c图象代表的运动是匀减速直线运动。三、匀变速直线运动的位移1合作探究1)匀变速直线运动的平均速度:设匀变速直线运动质点t时间里的初末速度分别为v、,则这段时间里的平均速度为:otV=注意:此式只适用于匀变速直线运动,是由平均速度定义f结合匀变速直线运动的特点推导出的。2)位移公式的推导:_耳十耳_1_1*V=讦二巴,+of戸二吒+将峙二+加代入2可得:2,将2代入&=仇可得匀变速直线运动的位移公式:(3)对公式的讨论:公式表示匀变速直线运动的位移随时间变化关系,共涉及五个物理量,已知其中的四个量可计算出未知的另外一个量;应用公式时,一般以初速度方向为正方向,所以,当质

29、点做匀加速直线运动时,代入加速度时取正,当质点做匀减速直线运动时,12sal2代入加速度时取负;如质点的初速度为零,即质点从静止开始匀加速运动,则:2。2.案例研究小结巩固例4课本第11页例题31)解析例题(2)强调说明:汽车等交通工具制动后的运动是匀减速直线运动,当速度减为零后,加速度将变成零(以后会学习到),汽车等将处于静止状态,它的减速运动随之结束。因此在求解汽车等制动后一段时间里的位移或某时刻的速度时,应首先判断制动后运动的真正运动的时间。交流评价总结归纳1课堂练习:课本第17页“复习与巩固”5、9。2教师总结:(见板书设计)【布置作业】1复习课文,书面完成课本第10页习题。2预习本节

30、“自由落体运动”。【板书设计】1.2自由落体运动教学设计陕西省宝鸡市陈仓区教育局教研室邢彦君【教学内容】第一单元第2节第3课时:“自由落体运动”。【教学目标】知识与技能:了解什么是自由落体运动及自由落体的条件;理解自由落体运动的特点掌握自由落体运动的规律。过程与方法:通过观察演示实验概括出自由落体运动是初速度为零的匀变速直线运动从而培养学生的观察、概括能力,通过相关物理量变化规律的学习,培养分析、推理能力情感态度价值观:通过突出主要因素,忽略次要因素,抽象出物理模型一一自由落体,渗透物理学的基本思想与方法,体会合理取舍,抓主要矛盾的辩证法思想;体会伽利略不崇尚教条,敢于批判与质疑,不畏艰险大胆

31、创新的科学精神。【教学重点】自由落体的特征及规律。【教学难点】伽利略的实验验证及巧妙的推理。【教具准备】硬币(一元)两枚,薄纸袋(恰好可装下硬币),抽气机,牛顿管。【教学过程】合作探究一新课学习一、创设情境,引入新课将拿在手中的粉笔头由静止释放,然后说明:我们今天研究这种常见的运动一一物体下落的运动。1演示1:硬币和纸袋分别从同一高度由静止开始同时下落,观察下落速度,从表面上看得到结论,“物体越重,下落得越快”。2历史的回顾一一亚里士多德的观点1)亚里士多德简介亚里士多德(前384前322年),古希腊斯吉塔拉人,是世界古代史上最伟大的哲学家、科学家和教育家之一。亚里士多德一生勤奋治学,从事的学

32、术研究涉及到逻辑学、修辞学、物理学、生物学、教育学、心理学、政治学、经济学、美学等,写下了大量的著作,他的著作是古代的百科全书,据说有四百到一千部。他的思想对人类产生了深远的影响。他创立了形式逻辑学,丰富和发展了哲学的各个分支学科,对科学做出了巨大的贡献。1Wt4參叙區住生號斗令曾离Kth止于肚T+:X:XX:;KK;.;HK:;:;:;谶ii遊臺選的氓出玄吐工;細母哉H%it.亡说啊.拠于ifcf.Fi:Lt.银貳.洌比用却率話Kfl.必血贞.恒謹减i:Jr!2常庁.战”朴枳期H.楝(2)关于落体运动的观点:“重的物体下落的快,轻的物体下落的慢”。亚里士多德提出这一观点,主要是“经验”加猜测

33、,没有进行实验探究与科学论证。从公元前4世纪至公元17世纪,这种观念统治了人们两千多年之久。3伽利略的贡献(1638年)“小石头诘难大哲学家”伽利略对亚里士多德关于落体运动观点的质疑设想:两个物体mm分别由同一高度下落,重的物体比轻的物体下落的快,当把两物AB体捆在一起仍从同一高度下落情况会是怎样呢?分析:整体分析:当把两个物体捆在一起时m=m+m,因为新组成的物体比上述两个CAB物体中的任一个都重,从而下落得应最快。局部分析:A物体下落的快,受到一个下落得慢的物体B的作用,结果就像一个大人拉着小孩向前跑,比单独大人跑要慢,比小孩单独跑要快一样,他们的共同速度应介于A、两物体之间即vvv。AC

34、B伽利略不但敢于这样想,而且敢于这样做,他在比萨斜塔上同时让一轻一重两小球同时自由下落,结果几乎同时落地。伽利略用归谬法从理论上巧妙地否定了亚里士多德的观点,又运用实验验证自己的猜想从而得出结论:重物体不比轻物体下落得快。演示2:将纸袋揉成纸球和硬币从同一高度由静止开始下落,观察下落速度(相差不多),把硬币装入纸袋与另一枚硬币从同一高度由静止开始下落,观察下落速度也相差不多,若减小空气对运动物体的影响会如何呢?演示3:牛顿管中的物体下落。将事先抽过气的牛顿管内的硬币与轻鸡毛从静止一起下落,观察实验结果两者几乎同时落到牛顿管的下端。将牛顿管放入空气再做实验情况就截然不同了。亚里士多德的错误,一是

35、忽略了空气阻力对运动物体的影响,二是没有实验验证,全凭经验和猜测,从而得出错误的结论:“力是维持物体运动的原因”。二、自由落体运动1定义:物体只在重力作用下,从静止开始下落的运动叫做自由落体运动。自由落体运动是一种理想运动,在实际问题中有空气时,物体的密度不太小,速度不太大(H不太高),可以忽略空气的阻力,将物体在空气中由静止开始的下落运动近似看成是自由落体运动。不同物体做自由落体运动,它们的运动情况是相同的。2.伽利略对自由落体运动的研究“冲淡重力实验:伽利略所处的年代还没有钟表,计时仪器非常简陋,自由落体运动又很快,伽利略为了研究落体运动,利用当时的实验条件做了在斜面上从静止开始下滑的直线

36、运动(目的是为了“冲淡重力”),证明了在阻力很小的情况下小球在斜面上的运动是匀变速直线运动,用逻辑推理外推到斜面倾角增大到90的情况,小球将自由下落,成为自由落体。他认为这时小球仍然会保持匀变速直线运动的性质。也就是说,自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。这就是伽利略当年在极其简陋的条件下运用实验探究加合理外推得出的研究结果。这跟运用闪光照片等其他现代研究方法得出的结论是一样的。3引导学生观察研究研究课本上的自由落体闪光照片:(1)在相等的时间里,小球下落的距离越来越大,说明小球的下落运动是加速运动。(2)如果测出相邻两个时间段里的位移的差值,可以求出小球下落的加速度,可以发现小球下落运

37、动中的加速度恒定不变,说明小球的自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。三、自由落体加速度1回顾牛顿管实验:同一地点,不同物体从同一高度出自由落体,下落同一高度时间13S=at相同,由公式2可知,它们的加速度相同。这个加速度称为自由落体加速度,常用g表示。2对自由落体加速度的讨论1)在同一地点,一切物体在自由落体运动中的加速度都相同。自由落体加速度方向是竖直向下的。重力加速度g的方向总是竖直向下的。在地球上不同纬度地区,重力加速度的大小有微小的差别,但都在9.8m/s2左右,通常取g=98m/s2,粗略计算时常取g=10m/s2四、自由落体运动的规律1公式表示:在匀变速直线运动的各种关系式中

38、,令叫二,说=童可得到自由落体运动的:1自由落体运动的规律:曾速度时间关系式:位移时间关系式:速度位移关系式:2图象表示:自由落体的速度时间图象:过v-t直角坐标系原点的一条直线,直线的斜率(图象与t轴正方向夹角的正切)等于重力加速度。案例研究一巩固所学1.案例1:例1.课本15页例题42.案例2:两人一组按课本16页“实验与观察”方法,测自己的反应时间。评价交流点归纳自由落体运动是一种非常重要的运动形式,在现实生活中有许多落体运动可以看成是自由落体运动,研究自由落体运动有着普遍的意义。为了研究自由落体运动,我们运用了物理学中的理想化方法,从最简单、最基本的情况入手,抓住影响运动的主要因素,去

39、掉次要的非本质因素的干扰,建立了理想化的物理模型一一自由落体运动,并且研究了自由落体的运动规律,理想化是研究物理问题常用的方法之一,在后面的学习中我们还要用到。3在研究自由落体运动的过程中我们还给大家介绍了归谬法,即理论推导的一种重要方法,同学们的学习重要的是研究问题的方法而不是知识本身,知识的结论当然重要,但更重要的是如何获取知识。4自由落体运动是一种简单的基本的运动形式,以后将要学习抛体运动可以看成是另一个运动形式与自由落体运动的合成,也就是说自由落体是研究抛体运动的基础,一定要抓住其产生的条件和运动规律。【作业布置】1复习课文,书面完成课本17页“复习与巩固”10、11。2复习小结本节内

40、容,整理归内知识与方法要点。【板书设计】自由落体运动定义条件性质加速度规律附:伽利略生平简介伽利略(GalieoGalilei,15641642)伟大的意大利物理学家和天文学家,他开创了以实验事实为基础并具有严密逻辑体系和数学表述形式的近代科学。他为推翻以亚里士多德为旗号的经院哲学对科学的禁锢、改变与加深人类对物质运动和宇宙的科学认识而奋斗了一生,因此被誉为“近代科学之父”。1动手动脑、孜孜不倦伽利略1564年2月15日生于比萨一个乐师和数学家之家,从小爱好机械、数学和音乐、诗画,喜欢做水磨、风车、船舶模型。17岁时虽遵父命入比萨大学学医,但却不顾教授们反对,独自钻研图书馆中的古籍和进行实验。

41、1582年冬,托斯卡纳公爵的年轻数学教师0里奇允许伽利略旁听,使他进入一个新世界。里奇擅长的应用力学与应用数学及生动的讲课,引导他学习水力学、建筑学和工程技术及实验,伽利略在此期间如饥似渴地读了许多古代数学与哲学书籍,阿基米德的数学与实验相结合的方法使他深受感染,他深情地说:“阿基米德是我的老师。”2善于观察,勤于实验伽利略对周围世界的多种多样运动特别感兴趣,但他发现“运动的问题这么古老,有意义的研究竟如此可怜。”他的学生维维安尼在伽利略传中记叙了1583年19岁的伽利略在比萨大教堂的情景:“以特有的好奇心和敏锐性,注视悬挂在教堂最顶端的大吊灯的运动它的摆动时间在沿大弧、中弧和小弧摆动时是否相

42、同当大吊灯有规律地摆动时,他利用自己脉搏的跳动,和自己擅长并熟练运用的音乐节拍测算,他清楚地得出结论:时间完全一样。他对此仍不满足,回家以后用两根同样长的线绳各系上一个铅球作自由摆动他把两个摆拉到偏离竖直线不同的角度,例如30和10,然后同时放手。在同伴的协助下,他看到无论沿长弧和短弧摆动,两个摆在同一时间间隔内的摆动次数准确相等。他又另外做了两个相似的摆,只是摆长不同。他发现,短摆摆动300次时,长摆摆动40次(均在大角度情况下),在其他摆动角度(如小角度)下它们各自的摆动次数在同一时间间隔内与大角度时完全相同,并且多次重复仍然如此他由此得出结论,看来无论对于重物体的快速摆动还是轻物体的慢摆

43、动,空气的阻力几乎不起作用,摆长一定的单摆周期是相同的,与摆幅大小无关。他还看到,摆球的绝对重量或相对比重的大小都引不起周期的明显改变只要不专门挑选最轻的材料作摆球,否则它会因空气阻力太大而很快静止下来。”伽利略对偶然机遇下的发现,不但做了多次实测,还考虑到振幅、周期、绳长、阻力、重量、材料等因素,他还利用绳长的调节和标度作成了第一件实用仪器脉搏计。1585年因家贫退学,回到佛罗伦萨,担任了家庭教师并努力自学。他从学习阿基米德论浮体及杠杆定律和称金冠的故事中得到启示。自己用简单的演示证明了一定质量的物体受到的浮力与物体的形状无关,只与比重有关。他利用纯金、银的重量与体积列表后刻在秤上,用待测合

44、金制品去称量时就能快速读出金银的成色。这种“浮力天平”用于金银交易十分方便。1586年他写了第一篇论文小天平记述这一小制作。1589年他又结合数学计算和实验写了关于几种固体重心计算法的论文。这些成就使他于1589年被聘为比萨大学教授,1592年起移居到威尼斯任帕多瓦大学教授,开始了他一生的黄金时代。在帕多瓦大学,他为了帮助医生测定病人的热度做成了第一个温度计,这是一种开放式的液体温度计,利用带色的水或酒精作为测温物质,这实际上是温度计与气压计的雏形,利用气体的热胀冷缩性质通过含液玻璃管把温度作为一种客观物理量来测量。伽利略认为:“神奇的艺术蕴藏在琐细和幼稚的事物中,致力于伟大的发明要从最微贱的

45、开始”。“我深深懂得,只要一次实验或确证,就足以推翻所有可能的理由”。伽利略不愧是实验科学的奠基人。3破除迷信闯出新路伽利略认真读过亚里士多德的物理学等著作,认为其中许多是错误的。他反对屈从于亚里土多德的权威,嘲笑那些“坚持亚里士多德的一词一句”的书呆子。他认为那些只会背诵别人词句的人不能叫哲学家,而只能叫“记忆学家”或“背诵博士”。他认为:“世界乃是一本打开的活书,”“真正的哲学是写在那本经常在我们眼前打开着的最伟大的书里,这本书是用各种几何图形和数学文字写成的。”他从小好问,好与师友争辩。他主张“不要靠老师的威望而是靠争辩”来满足自己理智的要求。他反对一些不合理的传统。例如他在比萨大学任教

46、时就坚决反对教授必须穿长袍的旧规,并在学生中传播反对穿长袍的讽刺诗。他深信哥白尼学说的正确,他一针见血地笑那些认为天体不变的人,“那些大捧特捧不灭不变等等的人,只是由于他们渴望永远活下去和害怕死亡。”伽利略依靠工匠们的实践经验与数学理论的结合,依靠他自己敏锐的观察和大量的实验成果,通过雄辩和事实,粉碎了教会支持的亚里士多德和托勒密思想体系两千多年来对科学的禁锢,在运动理论方面奠立了科学力学的基石(如速度、加速度的引入,相对性原理、惯性定律、落体定律、摆的等时性、运动叠加原理等),而且闯出了一条实验、逻辑思维与数学理论相结合的新路(参见“伽利略的运动理论与科学方法”)。4热爱科学,传播真理伽利略

47、在帕多瓦自己的家中开办了一个仪器作坊,成批生产多种科学仪器与工具,并利用它们亲自进行实验。1609年7月,他听说荷兰有人发明了供人玩赏的望远镜后,8月,就根据传闻及折射现象,找到铅管和平凸及平凹透镜,制成第一台3倍望远镜,20天后改进为9倍,并在威尼斯的圣马克广场最高塔楼顶层展出数日,轰动一时。11月,他又制成20倍望远镜并用来观察天象,看到“月明如镜”的月球上竟是凸凹不平,山峦迭起。他还系统观察木星的四颗卫星。1610年他将望远镜放大倍数提高到33,同年3月发表星空信使一书,总结了他的观察成果并用来有力地驳斥地心说。伽利略发明望远镜可属偶然,但他不断改进设计,成批制造,逐步提高放大倍数,这不

48、是一般学者、工匠或教师所能及的。伽利略通过望远镜测得太阳黑子的周期性变化与金星的盈亏变化,看到银河中有无数恒星,有力地宣传了日心说。5时代局限历史遗案1615年伽利略受到敌对势力的控告,他虽几经努力,力图挽回局面,但1616年教皇还是下了禁令,禁止他以口头或文字的形式传授或宣传日心说。以后伽利略表面上在禁令下生活,实际上写出了关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话一书来为哥白尼辩护。该书于1632年出版,当年秋伽利略就遭到严刑下的审讯。1633年6月22日伽利略被迫在悔过书上签字,随后被终身软禁。在软禁期间他又写了关于两门新科学的对话与数学证明对话集一书,该书于1638年在荷兰莱顿出版。伽利略1

49、642年1月8日病逝,终年78岁。科学的蓬勃发展早已证实了伽利略的伟大和教会的谬误,1979年梵蒂岗教皇保罗二世宣布对这一历史判决平反,只是平反来得过迟了。1.3重力、弹力教学设计【教学内容】第一单元第3节第1课时:“重力、弹力”。【教学目标】知识与技能:知道力是物体对物体的作用,能在具体问题中区分施力物体与受力物体。知道力既有大小又有方向,是矢量;了解重力的概念,知道重力的方向及大小计算;了解弹力的概念及其产生条件。过程与方法:通过联系生产生活中的力现象,通过各种力现象的区别比较,培养观察概括能力及分析综合能力。情感态度价值观:通过对微小形变现象的实验观察,培养严谨求实的科学态度。【教学重点

50、】重力、弹力的概念。【教学难点】弹力的产生条件及方向确定。【教具准备】弹簧、弹簧秤、小车、砝码、橡皮泥、PPT课件等。【教学过程】创设情境一引出课题一、力1回顾初中所学内容:(1)什么是力?力是物体对物体的作用。这里的作用指的是一个物体提、压、推、拉另一个物体,所以一提到力,至少有两个物体,一个物体施加出力,称为施力物体,另一个物体受到力,称为受力物体,力不能离开物体而存在。(2)力作用在物体上,能产生什么效果?力作用在物体上,可以改变物体的运动状态,使物体产生加速度;也可以改变物体的形状。(3)力的三要素是什么?力有大小、方向、作用点,称为力的三要素。意思是说,力作用于物体,所产生的作用效果

51、与力的大小、方向、作用点有关系。要明确说明一个力,就要说明白力的大小是多少牛顿,方向朝什么方向,作用在受力物体上的什么位置(点)。力是矢量。(4)力的单位是什么?在国际单位制中,力的单位是牛顿,简称牛,用字母“N”表示。(5)力的大小能测量吗?力的大小可用测力计来测量。(6)如何用图示表示一个力?用图示表示一个力,就是运用图形表示出力的三要素。具体做法是:从力的作用点起,沿力的方向按一定的标度(比例)画一条带箭头的线段,这样,线段的起点就代表力的作用点,线段的长度表示力的大小,箭头的方向表示力的方向。在以后的学习中常常需要分析一个物体的受力情况,用受力示意图表示分析结果,相当于画出每个力的图示

52、,不过对线段的长度没有严格要求,不需要确定标度。2教师讲述在物理学的力学部分,按照力的产生过程,即力的性质,把力分为重力、弹力、摩擦力。合作探究一新课学习二、重力1回顾初中所学内容(1)什么是重力?由于地球的吸引而使物体受到的力是重力。需要注意的是,重力是由于地球对物体的吸引而产生的,但重力不等于地球对物体的吸引力。(2)重力的方向是怎样的?重力的方向是竖直向下的。(3)怎样测量重力的大小?演示并讲解:将物体挂在弹簧秤弹簧自由端的挂钩上,提起弹簧称外壳上的挂钩,使弹簧秤和物体静止在空中,此时弹簧秤指钟所指出的值,就是被测物体所受重力的大小。(4)物体所受的重力大小与它的质量有什么关系?在地球上

53、的同一地点,物体所受的重力的大小与物体的质量成正比,用公式表示就是&二吨,式中的冷沏吨,表示质量ikg的物体受到的重力是9.8牛顿。若已知物体的质量,利用此式可以求出物体的重力大小。物体的质量不随它的地理位置的变化而变化,但不同地理位置处的g值不一样,所以同一物体在地球上的不同位置(纬度)所受重力大小不同。(5)怎样确定重力的作用点?物体有一定的大小和形状,它的各个部分都受到重力作用,我们可以把各部分的重力等效成物体上的一个点所受到的重力,这个点称为物体的重心。个带康壘的点一个好童m削物f?用舟财为叫fJM也休令邨脊所受直力与全萍壷力謂中崔更心上等議E喘亠曲捕1f帝1“用丄审2.交流评价关于重

54、心的讨论1)重心的确定:对于形状规则且质量分布均匀(各处密度相同)的物体,它的重心就在它的几何中心。如均匀球体的重心在球心,均匀细杆的中心在它的中点,均匀圆柱体的重心在其轴线的中点。质量分布不均匀的物体的重心位置,随物体中质量分布的变化而变化;有些物体的重心不一定在物体上,可能在物体之外。碓定律板的宪心笊扳畫市的悅可収遗过剧肉議崔來萌定.価傑迢呦用弐绅办总幽电豐也萌音理性.3.1-5鞘世薄販国亶心抚在点把禅徉柠洼龍杲,题垃n点通一爭竖孔纯/E戕焉孚抵另一览口点耙輻厚最捷起JIL同样通过恋晉一眾鉴立践。民佔和w的交戌.甕是再严射(jS3.1-5).(2)重心与稳度把物体竖直放置在支持面上,物体的

55、重心位置越低,物体受到让它晃动的力以后,越不容易翻到在建筑中,建筑物的重心应尽量低;装载货物的车辆、船只的重心要尽量低。三、弹力1举例并演示(1)物体的形变:物体受力作用后,形状发生变化。丘翡勺石偉用常BlVfl990刊宜(2)两种形变:用橡皮筋、弹簧、橡皮泥等演示并说明:有些物体,当引起形变的外力撤去后不能恢复原状;有些物体,当引起形变的外力撤去后,能够恢复原状,这种形变叫弹性形变,能够发生弹性形变的物体具有弹性。(3)弹力的演示:用弹簧与小车演示被压缩或拉长的弹簧能够对别的物体(使它形变的物体)产生力的作用,想把使它形变的物体弹开,这种力是由于物体发生了弹性形变而产生的,称为弹力。2探究弹

56、力的产生条件(1)两物体直接接触。(2)两物体的接触处发生弹性形变。这两条必须同时具备,才会出现弹力。接触处是否发生弹性形变,可根据其中一个物体所受已知力的方向确定,如对另一物体在接触处造成挤压或拉伸效果,则接触处一定发生弹性形变。如将书本放在水平桌面上,书本受到向下的重力,书本向下挤压桌面,使桌面向下弯曲,桌面产生向上的弹力F2,作用给了书本,支持着书本,按这个效果,可称它为支持力;同时桌面向上挤压书本的下表面,使其向上弯曲,书本产生向下的弹力.作用给了桌面,向下压桌面,可称为压力。3弹力方向探究(1)压力、支持力的方向:垂直于接触面指向被压物体或被支持的物体。(2)拉力的方向:线、绳子等只

57、能产生伸长形变,所以只能产生拉力,拉力沿着线、绳子指向它们缩短的方向4弹力大小的探究(1)与物体的弹性形变大小有关,弹性形变越大,弹力越大。(2)弹性限度:学生阅读课本相关内容。5弹簧弹力大小探究胡克定律(1)内容:在弹性限度内,弹簧的弹力的大小跟弹簧伸长(或缩短)的长度成正比。用公式表示就是:2冷。式中的x是弹簧伸长或缩短的长度,单位是m,k称为弹簧的劲度系数,单位是N/m,F是弹力,单位是N。(2)弹簧的劲度系数:胡克定律公式中的k称为劲度系数,它的大小只由弹簧自身因素决定,如弹簧的长度、材料、粗细等,与弹力大小及形变大小无关。(3)应用:弹簧测力计测量力的大小,缓冲装置等。案例研究一归纳

58、小结1案例研究例1书本静止在斜面上,画出斜面所产生的弹力方向。解析:(1)确定接触面:斜面(2)判断斜面有无弹性形变:书本受重力作用,挤压斜面,斜面产生弹性形变。(3)垂直斜面,指向被支持的书本一一垂直斜面向上。例2画出图中的两根细绳产生的弹力。简析:沿细绳斜向上。2学生练习。【布置作业】1复习课文,书面完成课本习题2预习本节“摩擦力”部分内容【板书设计】重力定义产生条件方向大小计算摩擦力教学设计教学内容】第一单元第3节第2课时:“摩擦力”。【教学目标】知识与技能:理解静摩擦力和滑动摩擦力的概念,会判断静摩擦力的方向和滑动摩擦力的方向。会计算滑动摩擦力的大小。过程与方法:通过演示实验,概括出摩

59、擦力产生的条件及摩擦力的特点,培养学生的观察能力与概括能力。通过对静摩擦力与滑动摩擦力的区别比对,培养学生的分析综合能力情感态度价值观:通过认识静摩擦力随外力增大,达到最大值后,变为滑动摩擦力的事实,以及静摩擦力与压力无关,变成滑动摩擦力后跟压力成正比的事实,体会量变引起质变的观点,培养学生的辩证唯物主义观点。【教学重点】滑动摩擦力。【教学难点】静摩擦力。【教具准备】木板、木块、砝码、棉布、毛巾、弹簧测力计等,PPT课件。【教学过程】创设情境一引入新课1回顾初中所学摩擦力知识,联系生活中的摩擦现象。2.实验感受摩擦力。(1)手掌压在桌面上前行,感受桌面对手的滑动摩擦力;2)两人配合抽拉页面交叉

60、压在一起的两本书,感受静摩擦力。3提出问题:摩擦力是怎样产生的?同的方向怎样判断?它的大小怎样计算。合作探究一新课学习一、滑动摩擦力1认识滑动摩擦力回顾初中所学内容,用弹簧秤拉木块在木板上滑动,观察弹簧秤示数,运用二力平衡条件分析,得出结论:一个物体在另一物体的表面上滑动时,在接触面上所产生的阻碍物体相对滑动的力叫做滑动摩擦力。如木块在木板上滑动时,木板会产生阻碍木块滑动的力,这就是木板对木块的滑动摩擦力。2产生条件引导学生分析摩擦现象,得出结论:两物体间出现滑动摩擦力,必选同时具备以下四个条件,若其中的任何一条不具备,两物体间便没有摩擦力。(1)两物体直接接触;(2)接触面上有压力;(3)接

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