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牛顿第一定律(惯性定律)

来源:牛顿       更新时间:2012-6-21 11:00:44
 

   牛顿第一定律(惯性定律):任何一个物体在不受任何外力或受到的力平衡时,总保持匀速直线运动或静止状态,直到有作用在它上面的外力迫使它改变这种状态为止。

 

A    牛顿第一定律 (2课时)

松江二中   金媛

[教学目标] 

1、知识与技能

(1) 理解牛顿第一定律和惯性的概念、正确理解力和物体运动的关系。

(2) 培养学生的观察能力、思维能力及应用定律解决实际问题的能力。

2、过程与方法

知道伽利略理想实验的推导分析过程,从中感悟科学推理方法领会科学思维过程

3、情感态度价值观

进行科学态度、科学方法教育,理解实践是检验真理的唯一标准,感悟科学规律获得的过程要经过许多科学家的不懈努力,学习科学精神。

[教学重点、难点]

重点:通过牛顿第一定律的学习加深对惯性概念的理解。

难点:伽利略的科学思维方法以及对牛顿第一定律和惯性的理解。

[教学资源]  伽利略理想斜面实验课件、木块下滑课件、小木块、有关惯性的几个小录像

[教学过程]

一、引入:

第一章我们学习了机械运动,第二章我们又学习了力和力的平衡,那么力和运动之间又存在什么关系呢?这就是我们第三章要学习的内容。

历史上人们在认识运动和力之间关系的过程中,存在着两种不同的观点。

一种是亚里士多德提出的:维持物体的运动需要力的作用,没有力的作用物体就要停下来。也就是“力是维持物体运动的原因”。

大家想一想,这种观点对吗?

[演示实验1]:推木块,木块运动,松手后,木块停止

请学生思考后回答,然后给出结论——该实验似乎说明了该结论正确,但其实这也恰是亚里士多德的重大失误:他只注重对自然现象的某种解释,而不考虑其实质,他的这种错误已经不止一次了——回忆学习自由落体运动时,他说重物下落比轻物下落快,也是因为只看表面现象,后来伽利略通过理论和实验推翻了他灌输于人们长达千年之久的这一错误思想。

☆通过上述例子引导学生在今后分析问题时一定要注重问题的实质,而不能想当然的从表面现象轻易得出结论,要有严谨的科学研究态度。

然而这一次,还是伽利略又对亚里士多德的结论提出质疑,伽利略提出——一旦物体具有某一速度,只要没有加速或减速的原因,这个速度就将保持不变,也就是“维持物体的运动不需要力”.

[课件1] 观察木块从同一斜面下滑,在不同水平面上滑行的距离不同,引发思考,这个实验给大家有什么启发?

——当水平面如冰面一样光滑,摩擦力可忽略不计时,水平方向上该物体不受到任何力,理论上物体就会以某一速度一直运动下去

二、伽利略的理想斜面实验

伽利略是如何批驳亚里士多德观点的呢?下面我们就来看一个著名的“伽利略理想斜面实验”。

使伽利略受到启发的是有一次他在教堂做礼拜,无意中观察到摆钟来回摆动时有一个特点——总是能够摆到对面等高的位置,由此他想到用两个对接的斜面,使小球在斜面上来回滚动,斜面尽可能光滑。

[课件2] 伽利略理想斜面实验

实验结论:维持物体做匀速直线运动不需要力的作用。

由于没有完全光滑的斜面,所以我们才把这个实验叫做“理想实验”。

理想实验:又称“假想实验”,它是以可靠的事实为基础,突出主要因素,忽略次要因素,通过抽象思维深刻揭示自然规律。

☆通过上述例子再结合苹果落地的故事教育学生要学会留意身边的事物,许多科学家的成就最开始的灵感大多来源于此。

三、牛顿第一定律

从亚里士多德的观点——伽利略的研究——与伽利略同时代的物理学家、数学家笛卡尔进一步完善了上述理论,最终牛顿在他们的研究基础上系统的总结出了三条运动定律,牛顿第一定律就是说明了:维持物体运动不需要力的作用。

——所以牛顿曾谦虚地说自己之所以比别人看得远是因为自己是站在巨人的肩膀上。

牛顿第一定律: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。

从该定律可以看出以下三点:(先让学生仔反复阅读这一定律然后谈谈该定律所蕴含的几层含义,最后教师归纳给出)

(1) 揭示了物体在不受外力作用时,将保持匀速直线运动状态或静止状态。

(2) 揭示了惯性的定义:物体保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质,是物体的一种固有属性。——故该定律又叫:惯性定律

(3) 说明了力是改变物体运动状态的原因(力是产生加速度的原因)

四、惯性

    惯性这个概念大家在初中就学习过,我们可以用“惰性”比喻“惯性”。常说人都是有惰性的,不要求人去改变很多人就不会去做改变,安于现状,同样一切物体也都有一种“惰性”,这种“惰性”的表现就是不愿意改变原来的运动状态。

1、定义:物体保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质,是物体的一种固有属性。

由于惯性是个比较抽象,难理解的概念,可通过下面的问题,引导学生了解惯性保持的是原来的运动状态(速度)。 

  例:下列各问中的物体的惯性如何体现? 

  1)静止在桌面上的书?(体现在保持静止) 

  2)正在以10m/s速度运动的汽车?(体现在保持10m/s速度匀速运动) 

3)一个正在加速的汽车,某时刻的速度是5m/s。(虽然车做加速运动,此时的惯性体现在保持5m/s的速度,只不过后来没保持住。)

2、注意:

1)一切物体都具有的,是物体的固有属性,

2)惯性与运动状态无关物体

3)物体保持匀速运动或静止依靠的是自身惯性而不是用外力来维持

4)惯性的大小表现在物体运动状态改变的难易程度

3、有趣的惯性课件,提高学生的学习兴趣,做到学以致用

[课件3] 1、拉抬布   2、打铜转  3、静者自静   4、竖直下落小球  5、小车运动

让学生来举生活中的相关例子:

1、跑步冲刺时一下停不下来  

2、汽车启动刹车时(所以有安全气囊、保险带、后面的靠枕)  

3、重型货车的车厢与车身之间有缓冲的硬质弹簧

4、洗完手后甩水   

5、飞机上抛物   

6、转茶杯中漂浮的茶叶(同静者自静例子) 

 

完成自主活动

五、惯性与牛顿第一定律(惯性定律)的区别 

  惯性是自然界中的物体所具有的一种属性,这种属性表现为物体总要保持原来的运动状态,即静止或匀速直线运动状态;而惯性定律是一条客观规律,这一规律说明了正是由于物体具有惯性这种属性,所以当没有外力改变物体运动状态时,物体才会保持原来的运动状态,即静止或匀速直线运动状态。因此,惯性和惯性定律是完全不同的两回事,前者是物体具有的一种属性,后者是物体在不受力时遵循的一条客观规律。

六、作业布置(略)

  • 上一个物理:

  • 下一个物理:

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