牛顿第一定律.docx

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牛顿第一定律

第九章力和运动

一、牛顿第一定律

【教学目的】

 1.使学生了解牛顿第一定律。

 2.使学生领会得出牛顿第一定律的科学方法。

【教学重点】

   牛顿第一定律。

【教学方法】

   讲授法。

【教具】

   斜面，上车，长木板，毛巾，棉布，气垫导轨装置。

【教学过程】

（一）引入新课

   引导学生回忆前面讲过的知识：

力可以使静止的物体运动，可以改变物体的速度，力是改变物体运动状态的原因。

   提问：

如果物体不受力的作用，情况将会怎样？

（二）新课教学

 1.演示实验：

装置如图9－1－1所示。

   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。

   讲到这里，教师可补充气垫导轨实验，这是一个可将摩擦力减到最小的实验。

使学生进一步领会到在不受外力的情况下，运动物体将会做匀速直线运动的情况。

 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。

（三）巩固新课

   课上阅读课文，记住牛顿第一定律的内容，提问学生，当堂复述。

（四）布置作业

   阅读课文及教科书第111页《牛顿的故事》。

【板书设计】

一、牛顿第一定律

 1.演示实验

   画出图9-1-1。

 2.科学的推论

（1）伽利略的推论：

运动物体若受到的阻力为零，速度将不会减慢，将以恒定不变的速度永远运动下去

（2）笛卡尔的补充推论：

如果运动物体不受任何力的作用，不仅速度的大小不变，运动的方向也不变化。

将沿原来的方向匀速运动下去。

 3.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。

教师：

雷修明

二、惯性惯性现象

【教学目的】

   使学生知道什么是物体的惯性，并能解释常见的惯性现象。

【教学重点】

   会解释常见的惯性现象。

【教学方法】

   讲授法。

【教具】

   小车，木块，棋子（5个），直尺，惯性球。

【教学过程】

（一）引入新课

   复习提问：

 1.请叙述一下牛顿第一定律的内容。

 2.原来静止的物体，在不受外力时将处于怎样的运动状态？

原来运动的物体不受外力时，又将处于怎样的运动状态？

   学生正确回答了以上两个问题之后，教师可进一步追问：

物体为什么总“想”保持原来的运动状态？

（学生很可能一时不知怎样回答）

   教师阐述：

人们在实践中认识了物体的许多性质，也发现了一切物体都具有保持原有运动状态的性质。

即原来静止的就保持静止状态，原来运动的就保持匀速直线运动状态的性质。

这种性质就叫做物体的惯性。

（二）新课教学

 1.物体的惯性

   物体保持运动状态不变的性质叫做惯性。

一切物体都具有惯性（小到电子、原子，大到宇宙中的星球都有惯性；无生命的物体和有生命的物体都有惯性）。

   牛顿第一定律也叫做惯性定律。

意思是说，因为物体具有惯性，所以在不受外力的情况下，物体就能够保持静止状态（原来静止的物体）或匀速直线运动状态（原来运动的物体）。

   指出：

惯性是物体的一种内在的性质，不受外力时有惯性，受外力仍然具有惯性。

 2.惯性现象

   演示一：

教师演示惯性球。

请同学分析小球为什么不随纸板运动，而停在正下方的凹碗中（图9－2－1）？

（演示时提醒学生主要注意小球，不要集中注意于飞出的纸片）。

   演示二：

尺打棋子（图9－2－2）。

用尺迅速打出下面的棋子，上面的棋子由于惯性还保持原来的静止状态，于是落在正下方（棋子宜选用厚些的且表面光滑的，尺子要薄些）

   演示三：

向后倒与向前倾（图9－2－3）

   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。

 3.惯性的应用

   知道了一切物体都有惯性，就可以利用惯性给生活和生产带来方便和好处；也可以估计到惯性可能带来的危害而设法加以防止。

   教师启发学生举例（说明惯性给生活和生产带来好处的例子以及惯性有可能带来危害的例子都各举二、三例）。

但每举一例，应使学生明确在所举例子中惯性体现在何处，学生举出好的事例时应随即予以肯定的鼓励；对举出的未能正确体现惯性的例子，教师也应随即指出其问题所在。

   问题讨论：

为什么开快车（或骑快车）容易发生交通事故？

此现象跟惯性有什么关系？

   经过几分钟的相互讨论后，教师应使学生了解到：

由于惯性，任何运动着的物体即使受到很大的阻力也不可能立刻停止运动，总要再向前运动一段距离才能停下来。

在阻力的大小一定的情况下，车辆速度越快，刹车时向前运动的距离越长（这一事实，学生们根据自己骑车的体验是比较容易接受的。

但他们往往错误地认为这是因为速度越大车辆的惯性越大所致。

）

   教师继续提问：

根据上述事实，如果某同学在马路上骑车的速度太快，当发现前面突然出现的障碍物（如从路旁家中跑出的小孩）时，为什么非常容易撞到障碍物上？

   问题讨论到这里，学生就会从惯性概念上了解为什么开快车容易发生交通事故。

（三）巩固新课

 1.让学生复述什么叫做惯性？

 2.对教科书第106页“想想议议”中的问题让学生议论并解答。

 3.在匀速行驶的列车的顶棚（天花板）上用细线悬吊一小球，当细线突然断裂时，小球将下落到车厢地板上的什么位置？

是仍落在原来悬线的正下方，还是超前或落后些？

（四）布置作业

   教科书第106页练习1～4题。

   阅读课文和教科书第111页《汽车刹车之后》。

【板书设计】

二、惯性惯性现象

 1.物体的惯性

   任何物体都具有保持静止状态或匀速直线运动状态的性质叫做惯性。

   一切物体都有惯性。

 2.惯性现象

   由于物体具有惯性所发生的现象。

   画图9－2－3。

 3.惯性的应用

   利用惯性带来的好处（例如，汽车到站前，可提前关闭发动机以节省汽油，汽车仍可利用惯性行驶到站。

）

防止惯性可能带来的危害（例如，开车不可超速，驾驶员带上安全带等。

）

〖备注〗

   教学实践证明：

有些关于惯性的错误认识一时难以使学生完全纠正。

例如，认为只有静止时才有惯性，运动起来就没有惯性了（认为克服了惯性才由静止变成运动的）；有的则认为运动速度越大时惯性也越大；还有则认为只有不受力时才有惯性，受外力时就没有惯性了（认为外力打破了惯性）…。

   这节课是第一次学习惯性。

能够根据教科书给出的惯性概念解释常见的惯性现象，就达到了本节课的教学目的。

教师：

雷修明

三、二力平衡

【教学目的】

 1.理解二力平衡的概念。

 2.掌握二力平衡的条件。

 3.能应用二力平衡的知识解释问题。

【教学重点】

   二力平衡条件。

【教学方法】

   实验总结法。

【教具】

   有定滑轮的长木板，木块，钩码。

【教学过程】

（一）引入新课

 1.复习提问：

牛顿第一定律的内容。

   要求准确、完整地回答教科书上的内容。

 2.分析以下物体受力情况：

放在桌上的课本受几个力？

起重机匀速提升重物，物体受几个力？

要求答出：

课本受重力、支持力。

物体受重力和拉力。

各受二个力作用。

（二）新课教学

 1.力的平衡

   许多实例证明，物体受二个力作用时可以保持静止或匀速直线运动状态。

   分析实例：

火车在平直轨道上匀速行驶时，火车在竖直方向上受到重力和支持力作用；在水平方向上受到牵引力和摩擦力作用。

可见，在这些力的作用下可以保持匀速直线运动状态。

   物体受几个力作用时，如果仍保持匀速直线运动状态或静止状态，我们就说这几个力相互平衡。

   物体受二个力而保持平衡状态是最简单的情况。

 2.二力平衡的条件

   教师按照教科书第107页图9－6实验装置，如图9－3－1，做演示实验

   实验后，引导学生根据观察结果总结二力平衡条件。

注意强调两个力作用在同一直线上（但不一定是水平直线上），两个力一定是作用在同一物体上。

   结论：

作用在同一物体上的两个力，如果大小相等，方向相反，并且在同一直线上，这两个力就彼此平衡。

   通过二力合成的知识可知，作用在一条直线上的两个力，大小相等，方向相反时合力为零。

就物体而言，受到合力为零的几个力作用，运动状态不发生变化，等效于不受力作用，这与牛顿第一定律研究结果是一致的。

 3.二力平衡条件的应用

   例1重10牛的电灯，静止于悬挂电线的一端，求电线对灯的拉力。

   分析：

电灯静止，说明电灯处于平衡状态，此时电灯受平衡力作用。

   电灯受到重力和拉力两个力作用而保持静止，说明重力和拉力符合二力平衡的条件。

即拉力F=G=10牛，方向竖直向上，如图9－3－2。

   例2汽车在平直公路上做匀速直线运动，汽车重1000牛，已知阻力是车重的0.02倍，求汽车牵引力的大小。

   分析：

汽车做匀速直线运动，牵引力F与阻力f是一对平衡力。

所以F=f=0.02G   F=20牛。

此时汽车受两对平衡力作用，牵引力与阻力平衡；重力与支持力平衡，如图9－3－3。

（三）巩固新课

   已知某力的大小和方向时，利用二力平衡的条件，可求与之平衡的另一力的大小和方向。

   例题体重600牛的跳伞运动员，从空中匀速降落，已知伞重200牛，求他们受到阻力大小。

   分析：

人和伞看成一个整体，总重力800牛。

物体匀速下降受力平衡。

空气阻力f与重力G是一对平衡力，如图9－3－4。

f＝G=800牛。

   讨论教科书第108页，“想想议议”中的问题，指出：

当物体静止或做匀速直线运动时，物体受平衡力作用，合力为零，等效于不受力。

实际中，物体静止或做匀速直线运动时都受平衡力作用，不受力的情况几乎没有。

（四）布置作业

 1.阅读课文。

 2.完成教科书第108页练习的1～4题。

【板书设计】

三、二力平衡

 1.力的平衡

   物体受到几个力的作用时，如果保持静止或匀速直线运动状态，这几个力就是相互平衡。

 2.二力平衡的条件

   作用在一个物体上的两个力，如果大小相等，方向相反，并且作用在一条直线上，这两个力就彼此平衡。

 3.二力平衡条件的应用

   物体受两个力作用，仍保持平衡状态时，知道其中一个力的大小和方向，根据二力平衡条件，可求另一个力的大小和方向。