下載高一物理牛頓運(yùn)動(dòng)第一定律

1、牛頓運(yùn)動(dòng)第一定律 教學(xué)目標(biāo)： 一、知識目標(biāo) 1、理解牛頓第一定律和慣性的概念。 2、知道牛頓第一定律的建立過程。 3、正確理解力和物體運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。 二、能力目標(biāo) 培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、思維能力及應(yīng)用定律解決實(shí)際問題的能力。 三、德育目標(biāo) 使學(xué)生學(xué)會從紛繁的現(xiàn)象中探求事物本質(zhì)的科學(xué)態(tài)度和研究方法。 教學(xué)重點(diǎn) 牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律、慣性教學(xué)難點(diǎn)：對牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律和慣性的正確理解教學(xué)方法：實(shí)驗(yàn)法、閱讀法、歸納法 教學(xué)用具： 投影儀、投影片、小車、木塊、氣墊導(dǎo)軌滑塊課時(shí)安排：1課時(shí) 教學(xué)步驟： 一、導(dǎo)入新課 在講臺上放一輛小車，使它處于靜止?fàn)顟B(tài)提出問題：怎樣才能讓小車運(yùn)動(dòng)起來呢？（學(xué)生答：要用力去推它）師

2、講：從這個(gè)例子很容易得到：物體要運(yùn)動(dòng)，需要對它施加力的作用，那么力和運(yùn)動(dòng)之間關(guān)系如何呢？本節(jié)課我們就來探究這個(gè)問題。 二、新課教學(xué) （一）用投影片出示本節(jié)目的學(xué)習(xí)目標(biāo)： 1、知道什么是慣性，會正確解釋有關(guān)慣性的現(xiàn)象。 2、理解牛頓第一定律的內(nèi)容和意義。 3、知道伽利略和亞里斯多德對力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系的不同認(rèn)識，并了解伽利略的理想實(shí)驗(yàn)及其主要推理過程和結(jié)論。知道理想實(shí)驗(yàn)是科學(xué)研究的重要方法。 （二）學(xué)習(xí)目標(biāo)完成過程： 1、歷史的回顧： 講：遠(yuǎn)在兩千多年以前，人們已經(jīng)提出了運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系問題，可是直到伽利略時(shí)代才對這個(gè)問題給出了正確的答案。下邊請同志們閱讀課文有關(guān)內(nèi)容，并回答下列問題。 用復(fù)合投影片概

3、括歷史上幾位代表人物關(guān)于力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的看法。 代表人物對力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的看法 代表人物對力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的看法雅里斯多德伽利略笛卡兒 亞里斯多德認(rèn)為：必須有力作用在物體上，物體才能運(yùn)動(dòng)，沒有力的作用，物體就要靜止下來。 伽利略認(rèn)為：在水平面上運(yùn)動(dòng)的物體所以會停下來，是因?yàn)槭艿侥Σ磷枇Φ木壒省?笛卡爾認(rèn)為：如果沒有其他原因，運(yùn)動(dòng)的物體將繼續(xù)以同一速度沿著一條直線運(yùn)動(dòng)，既不會停下來，也不會改變原來的方向。 請同志們敘述伽利略的理想實(shí)驗(yàn)： 讓小球從一個(gè)斜面從靜止?jié)L下來，小球?qū)L上另一個(gè)斜面，如果沒有摩擦，小球?qū)⑸仙皆瓉淼母叨取?師總結(jié)：伽利略在可靠的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，推論說：如果減小第二個(gè)斜面的傾角，小球在這

4、個(gè)斜面上達(dá)到原來的高度就要通過更長的路程，繼續(xù)減小第二個(gè)斜面的傾角，使它最終成為水平面，小球就再也達(dá)不到原來的高度，而沿水平面以恒定速度繼續(xù)運(yùn)動(dòng)下去。 學(xué)生總結(jié)伽利略的研究方法，以可靠的事實(shí)為依據(jù)，抓住主要因素，忽略次要因素，解釋自然規(guī)律。 用氣墊導(dǎo)軌近似地驗(yàn)證上述結(jié)論： 把滑塊放在一個(gè)水氣墊導(dǎo)軌上，使滑塊和導(dǎo)軌之間形成氣層，物體沿這種導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力很小，推動(dòng)一下物體，可以看到物體沿氣墊導(dǎo)軌的運(yùn)動(dòng)很接近勻速直線運(yùn)動(dòng)。 2、牛頓第一定律： （1）師講：伽利略和笛卡爾對物體的運(yùn)動(dòng)做了準(zhǔn)確的描述，但是沒有指明原因是什么，牛頓在前人研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合自己的研究，系統(tǒng)地總結(jié)了力學(xué)知識，提出了三條運(yùn)

5、動(dòng)定律： （2）牛頓第一定律 ： 一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止。 （3）講解什么是慣性： 物體的這種保持原來的勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)叫慣性，所以牛頓第一又叫慣性定律。 （4）慣性定律和慣性的區(qū)別和聯(lián)系： a：慣性定律是物體不受外力作用時(shí)所遵從的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。 b：慣性是物體的固有屬性，一切物體都有慣性。 3：鞏固訓(xùn)練：（用投影片出示） （1）一切物體總保持 狀態(tài)或 狀態(tài)，直到有 迫使它改變這種狀態(tài)為止。 （2）物體保持 的性質(zhì)叫做慣性，慣性是物體的 ，與物體的運(yùn)動(dòng)情況或受力情況 。 （3）伽利略的理想實(shí)驗(yàn)說明了 。 4、運(yùn)用牛頓第一定律解釋現(xiàn)象：

6、 （1）演示：在小車上放一方木塊，使它們靜止在水平桌面上，然后，突然給小車一個(gè)推力，觀察到木塊會向后傾倒。 （2）引導(dǎo)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行解析： a：施加推力前，小車和木塊處于什么狀態(tài)？（靜止） b：當(dāng)給小車施加推力后，分析小車和木塊會發(fā)生什么變化？當(dāng)給小車施加推力后，木塊的下部由于摩擦力作用隨車前行，而木塊的上部由于慣性，仍將保持原來的靜止?fàn)顟B(tài)，所以會向后傾倒） （3）鞏固訓(xùn)練（用投影片出示） a：汽車突然開動(dòng)的時(shí)候，乘客會向后傾倒，為什么？ b：汽車突然停止的時(shí)候，乘客會向前傾倒，為什么？ 三：小結(jié) 本節(jié)課我們主要學(xué)習(xí)了以下幾個(gè)問題： （1）歷史上幾位科學(xué)家對力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的看法和研究。 （2

7、）伽利略得到力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的研究方法。 （3）牛頓第一定律的內(nèi)容； （4）慣性及應(yīng)用慣性知識解決實(shí)際問題的方法。 四、作業(yè)： 1、閱讀本節(jié)課文； 2、課本P48練習(xí)一 五、板書設(shè)計(jì)： 1伽利略的研究方法理想實(shí)驗(yàn)研究法2 3： 六、教學(xué)總結(jié)： 本節(jié)課的特點(diǎn)是對力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系的正確認(rèn)識，要受到日常經(jīng)驗(yàn)的影響，所以在本節(jié)課中采用了多聯(lián)系實(shí)際問題加以分析，以使學(xué)生澄清錯(cuò)誤認(rèn)識。例下列關(guān)于慣性的說法中正確的是物體只有靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)才有慣性物體只有受外力作用時(shí)才有慣性物體的運(yùn)動(dòng)速度大時(shí)慣性大物體在任何情況下都有慣性解析:慣性是物體的固有屬性,一切物體都具有慣性,與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及受力情況無關(guān),故只有

8、項(xiàng)正確.小結(jié):處理有關(guān)慣性問題,必須深刻理解慣性的物理意義,拋開表面現(xiàn)象,抓住問題本質(zhì).例2關(guān)于牛頓第一定律的下列說法中,正確的是牛頓第一定律是實(shí)驗(yàn)定律牛頓第一定律說明力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因慣性定律與慣性的實(shí)質(zhì)是相同的物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來維持解析:牛頓第一定律是物體在理想條件下的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,反映的是物體在不受力的情況下所遵循的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,而自然界中不受力的物體是不存在的.故是錯(cuò)誤的.慣性是物體保持原有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的一種性質(zhì),慣性定律(即牛頓第一定律)則反映物體在一定條件下的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,顯然C不正確.由牛頓第一定律可知,物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來維持,但要改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)則必須有力的作用,答案為、.凝

9、難辯析1.牛頓第一定律的物理意義牛頓第一定律反映了物體在不受外力作用的理想條件下的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,正確揭示了運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系.(1)物體不受外力時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài).(2)物體本身具有保持原來運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì)(即慣性),物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來維持.(3)外力作用的結(jié)果是迫使物體改變原來的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),即力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因.2.對慣性的認(rèn)識(1)慣性是一切物體自身固有的屬性,同一物體的慣性不會因它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變而改變.當(dāng)物體不受外力作用時(shí),慣性表現(xiàn)為維持原來的靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)不變；當(dāng)物體受到外力作用而做變速運(yùn)動(dòng)時(shí),它同樣表現(xiàn)出具有慣性.這種表現(xiàn)可以從兩方面說明:第一,物體表現(xiàn)出

10、具有反抗外力的作用而維持其原來運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的趨向.具體地說,外力要迫使物體改變原有的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),而物體的慣性要反抗外力的作用而維持物體原有的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),這一對矛盾斗爭的結(jié)果表現(xiàn)為物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的快慢.在同樣大小的力的作用下,慣性大的物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的較慢,慣性小的物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變較快.第二,做變速運(yùn)動(dòng)的物體雖然每時(shí)每刻速度都在變化,可是在每時(shí)每刻物體都表現(xiàn)出要維持該時(shí)刻的速度不變的性質(zhì),只不過由于外力的存在不斷地打破它本身慣性的這種“企求”,以致速度繼續(xù)變化,如果某一時(shí)刻外力突然撤消,物體就立刻“維持住”該時(shí)刻的瞬時(shí)速度不變而做勻速直線運(yùn)動(dòng).這充分反映了做變速運(yùn)動(dòng)的物體仍然具有保持它每時(shí)每刻的速

11、度不變的性質(zhì)慣性.(2)一個(gè)物體慣性的大小是惟一確定的,與物體的運(yùn)動(dòng)速度大小無關(guān),物體在受外力作用時(shí),其慣性的大小表現(xiàn)在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的難易程度上.在同樣大小力的作用下,慣性大的物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)難改變(在單位時(shí)間內(nèi)速度的改變量較小),慣性小的物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)容易改變,(在單位時(shí)間內(nèi)速度的改變量較大).不管物體原來的運(yùn)動(dòng)速度多大,同一物體在相同力的作用下,單位時(shí)間內(nèi)它的速度改變量是相同的.例如,在f=5×105的制動(dòng)力制動(dòng)下,可使一列火車的速度每1 s減少1 m/s,那么,當(dāng)火車以5 m/s的速度行駛時(shí),開始制動(dòng)后5 s末火車停下；當(dāng)火車以35 m/s的速度高速行駛時(shí),正因?yàn)樗膽T性不變,在同樣

12、的制動(dòng)力作用下,每1 s速度的減少量仍為1 m/s,火車就需要35 s才能停下.可見,根據(jù)速度越大的物體越難制動(dòng)的事實(shí),得出物體的速度越大慣性也越大的結(jié)論,是完全錯(cuò)誤的. 閱讀指導(dǎo)1.亞里士多德認(rèn)為:必須 ,物體才能運(yùn)動(dòng), ,物體就要靜止下來,即力是 的原因.伽利略根據(jù)理想實(shí)驗(yàn)進(jìn)行推論,認(rèn)識到:力不是維持 的原因,而是改變 的原因.2.牛頓第一定律(慣性定律)一切物體總保持 或 ,直到 迫使它改變這種狀態(tài)為止.3.慣性物體保持原來的 的性質(zhì)叫做慣性.慣性是物體的 性質(zhì),由物體本身決定,與物體是否運(yùn)動(dòng)、速度大小無關(guān),與物體是否受力、受力大小無關(guān).相關(guān)練習(xí)：1下面關(guān)于慣性的說法中，正確的是_A速度

13、大的物體慣性一定大B物體具有保持瞬時(shí)速度不變的性質(zhì)C物體不受外力時(shí)才有慣性D物體做變速運(yùn)動(dòng)時(shí)沒有慣性2下面說法中正確的是_A力是使物體慣性改變的原因B靜止的物體啟動(dòng)時(shí)速度變化緩慢，是因?yàn)槲矬w靜止時(shí)慣性大C乒乓球可快速被抽殺，是因?yàn)槠古仪虻膽T性小D宇宙飛船內(nèi)的物體不存在慣性3如圖所示，小球m用細(xì)線懸掛在水平向左運(yùn)動(dòng)的火車車廂內(nèi)，以下說法正確的是_.A當(dāng)火車向左勻速前進(jìn)，且小球m相對車廂靜止不動(dòng)時(shí)，懸線沿豎直方向B當(dāng)火車向左加速前進(jìn)，小球及懸線向位置1偏轉(zhuǎn)C當(dāng)火車向左加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球及懸線向位置2偏轉(zhuǎn)D當(dāng)火車向左減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球及懸線向位置2偏轉(zhuǎn)參考答案：1B；2. C；3. A、C教學(xué)參考資料牛

14、頓Sir Isaac Newton(16421727)是偉大的英國物理學(xué)家和數(shù)學(xué)家。他出生于林肯郡伍爾索普的一個(gè)農(nóng)村家庭,恰與伽利略的去世是同年。牛頓是遺腹子,又是早產(chǎn)兒,先天不足,出生時(shí)體重只有3磅,差點(diǎn)夭折。他兩歲時(shí)母親改嫁,靠外祖母撫養(yǎng)。牛頓小學(xué)時(shí)期,體弱多病,性格靦腆,有些遲鈍,學(xué)習(xí)成績不佳。但他意志堅(jiān)強(qiáng),有不服輸?shù)膭蓬^。據(jù)說,一次班上功課第一的“小霸王”欺侮他,踢了他的肚子一腳。牛頓被迫鼓起勇氣與他較量,同時(shí)暗下決心在功課上一定要超過小霸王。他告誡自己說:“無論做什么事情,只要肯努力,是沒有不成功的。”經(jīng)過刻苦努力,牛頓超過了小霸王,一躍而成為全班第一。牛頓12歲進(jìn)金格斯中學(xué)上學(xué)。那

15、時(shí)他喜歡自己設(shè)計(jì)風(fēng)箏、風(fēng)車、日規(guī)等玩意。他制作的一架精巧的風(fēng)車,別出心裁,內(nèi)放老鼠一只,名曰“老鼠開磨坊”,連大人看了都贊不絕口。1656年牛頓繼父去世,母親讓牛頓停學(xué)務(wù)農(nóng),但他學(xué)習(xí)入迷,經(jīng)常因看書思考而誤活。在舅舅的關(guān)懷下,1661年,他進(jìn)入劍橋大學(xué)三一學(xué)院學(xué)習(xí),得到著名數(shù)學(xué)家巴羅的賞識和指導(dǎo)。他先后鉆研了開普勒的光學(xué)、歐幾里得的幾何學(xué)原本等名著。1665年大學(xué)畢業(yè),成績平平。這年夏天倫敦發(fā)生鼠疫,牛頓暫時(shí)離開劍橋,回到伍耳索普鄉(xiāng)下待了18個(gè)月。這18個(gè)月竟為牛頓一生科學(xué)的重大發(fā)現(xiàn)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。1667年牛頓返回劍橋大學(xué),進(jìn)三一學(xué)院攻讀研究生,1668年獲得碩士學(xué)位。次年巴羅教授主動(dòng)讓賢

16、,并推薦牛頓繼任“盧卡斯自然科學(xué)講座”的數(shù)學(xué)教授。時(shí)年牛頓27歲,從此在劍橋一待30年,1672年牛頓入選為英國皇家學(xué)會會員；1689年當(dāng)選為英國國會議員；1696年出任皇家造幣廠廠長；1703年當(dāng)選為皇家學(xué)會會長；1705年英國女王加封牛頓為艾薩克爵士。牛頓是17世紀(jì)最偉大的科學(xué)巨匠。他的成就遍及物理學(xué)、數(shù)學(xué)、天體力學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域。牛頓在物理學(xué)上最主要的成就是發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律,綜合并表述了經(jīng)典力學(xué)的3個(gè)基本定律慣性定律、力與加速度成正比的定律、作用力和反作用力定律；引入了質(zhì)量、動(dòng)量、力、加速度、向心力等基本概念,從而建立了經(jīng)典力學(xué)的公理體系,完成了物理學(xué)發(fā)展史上的第一次大綜合,建立了自然科學(xué)

17、發(fā)展史上的里程牌。其重要標(biāo)志是他于1687年所發(fā)表的自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理這一巨著。在光學(xué)上,他做了用棱鏡把白光分解為七色光(色散)的實(shí)驗(yàn)研究；發(fā)現(xiàn)了色差；研究了光的干涉和衍射現(xiàn)象,發(fā)現(xiàn)了牛頓環(huán)；制造了以凹面反射鏡替代透鏡的“牛頓望遠(yuǎn)鏡”。1704年出版了他的光學(xué)專著,闡述了自己的光學(xué)研究的成果。在數(shù)學(xué)上,牛頓與德國萊布尼茲各自獨(dú)立創(chuàng)建了“微積分學(xué)”；他還建立了牛頓二項(xiàng)式定理。牛頓在聲學(xué)、熱學(xué)、流體力學(xué)等方面也有不少研究成果和貢獻(xiàn)。牛頓的一生遇到不少爭論和麻煩。例如,關(guān)于萬有引力發(fā)現(xiàn)權(quán)等問題,胡克與他爭辯不休,差點(diǎn)影響了原理的出版；關(guān)于微積分發(fā)明權(quán)的問題,與萊布尼茲以及德英兩國科學(xué)家爭吵不止,給內(nèi)

18、向的牛頓帶來極大的痛苦。40歲以后,他把興趣轉(zhuǎn)向政治、化學(xué)(堿金屬變成黃金)、神學(xué)問題,寫了近200萬言的著作,毫無價(jià)值。常言道“人無完人,金無足赤”,牛頓也是如此。但是牛頓終歸是偉大的牛頓,他的科學(xué)貢獻(xiàn)將永載史冊。1727年3月31日,牛頓因腎結(jié)石癥,醫(yī)治無效,在倫敦去世,終年86歲。他死后被安葬在威斯敏斯特大教堂之內(nèi),與英國的先賢們安葬在一起。后人為紀(jì)念他,將力的單位定名為牛頓。英國著名詩人A波普為他寫了一個(gè)碑銘,鑲嵌在牛頓出生的房屋的墻壁上?！暗婪ㄗ匀?久藏玄冥；天降牛頓,萬物生明?！标P(guān)于理想實(shí)驗(yàn)及其在科學(xué)研究中的作用 所謂“理想實(shí)驗(yàn)”，又叫“假想實(shí)驗(yàn)”“抽象的實(shí)驗(yàn)”或“思想上的實(shí)驗(yàn)”，它是人們在思想塑造的理想過程，是一種邏輯推理的思維過程和理論研究的重要方法.“理想實(shí)驗(yàn)”雖然也叫做“實(shí)驗(yàn)”，但它同真實(shí)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)是有原則區(qū)別的，真正的科學(xué)實(shí)驗(yàn)是一種實(shí)踐的活動(dòng)，而“理想實(shí)驗(yàn)”則是一種思維的活動(dòng)，前者是可以將設(shè)計(jì)通過物化過程而實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)，后者則是人們在抽象思維中設(shè)想出來而實(shí)際上無法做到的“實(shí)驗(yàn)”.但是，“理想實(shí)驗(yàn)”并不是脫離實(shí)際的主觀臆想.首先，理想實(shí)驗(yàn)是以實(shí)踐為基礎(chǔ)的，所謂的理想實(shí)驗(yàn)，就是