牛顿运动定律教案.docx

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牛顿运动定律教案

牛顿第一定律

一、教学目标

1．在物理知识方面学习牛顿第一定律的内容，正确理解力跟物体运动的关系，掌握惯性的概念。

2．对客观事物的正确认识需要人们经过由表及里，由片面到全面长时间的认识过程。

通过本节的学习要让学生建立起正确的认识论的观点，同时体会到人们认识世界的长期性和艰巨性。

3．物理实验是科学研究的方法，对实际问题做出合理的抽象，进行理想实验的研究正是伽利略得到力与物体运动正确关系的基础。

我们要学习这种科学抽象的方法，并把它用到今后的物理研究中去。

二、重点、难点分析

1．本节的重点是正确认识物体运动跟力的关系，在物体不受力的情况下，应保持匀速直线运动状态或静止状态。

通过对牛顿第一定律的学习，加深对惯性概念的理解。

2．生活常识使人们对力和运动的关系形成了不正确的认识，通过教学要让学生们克服传统观念，形成正确的认识，需要下一定的功夫。

三、教具

1．说明伽利略理想实验的装置，自制导轨和小球。

2．说明物体在不受阻力下做匀速直线运动的气垫导轨和滑块。

3．演示惯性的小车和木块。

四、主要教学过程

（一）引入新课

介绍本章的地位：

在第一章我们学习了物体在静止或匀速直线运动状态下的受力问题，这时物体处于平衡状态，所受的力为平衡力。

这部分内容在物理学中叫做静力学。

第二章研究了物体在直线上的运动，包括匀速运动和变速运动。

在变速运动中重点讨论了匀变速直线运动。

这部分内容在物体学中属于运动学。

在前边两章知识的基础上，我们在第三章里来研究运动和力的关系。

这部分知识的基础是牛顿第一定律和第二定律。

这部分内容在物理中属于动力学。

学习动力学的知识后，可以在知道物体受力情况后确定物体的运动状态；在知道物体的运动状态的情况下，可以确定它的受力情况。

动力学的知识在科学研究和生产实际中有着非常广泛的应用，如研究交通工具的速度问题，天体的运动问题等。

我们从牛顿第一定律开始。

（二）教学过程设计

板书：

一、牛顿第一定律

实验：

在桌上放着一本物理书，它是静止的，怎样才能让它运动起来呢？

要用力去推它。

从这个例子可以看出物体要运动，需要对它施加力的作用。

力是使物体运动的原因吗？

这是一个运动和力的关系问题。

这个问题在2000多年前人们就对它进行了研究，下面我们来回顾一下历史。

1．历史的回顾

2000多年前，古希腊哲学家亚里斯多德根据当时人们对运动和力的关系的认识提出一个观点：

必须有力作用在物体上，物体才能运动。

这种观点的提出是很自然的。

我们从周围的事情出发，很容易就会得到这个结论。

如车不推就不走，门不拉不开等。

这种观点统治人们的思想有两千年。

直到17世纪，意大利科学家伽利略才指出这种说法是错误的，他分析到：

运动的车停下来是由于摩擦力的原因，运动物体减速的原因是摩擦力。

伽利略提出了自己的看法，他指出：

物体一旦具有某一速度，没有加速和减速的原因，这个速度将保持不变。

这里所指的减速的原因就是摩擦力。

为了证实结论的正确，他设计了一个理想实验（thoughtexperiment），下面利用一个跟他的理想实验装置相似的实验向大家介绍一下伽利略的实验。

实验：

有两个斜面，用一个小球放到左边的斜面上，放手后小球从左边斜面上滚下后滚到右边的斜面上。

在有摩擦力的情况下，到达右边斜面的高度比左边的释放高度要低。

伽利略所设计的实验是这样的：

实验装置跟现在的一样，实验时若没有摩擦力，（当然没有摩擦力是不可能的，所以他的实验是想象中的理想实验。

）我们看一下小球在这个理想实验中会怎样运动。

把小球放到左边斜面的某一个高度，放手后由于有加速的原因，所以小球会从斜面上滚下，越滚越快；到右边斜面时，由于有减速的原因，小球会越滚越慢。

在没有摩擦力的情况下，小球应达到左边的释放高度。

改变右边斜面的倾角，倾角变小，小球要达到同样的高度，要在斜面上走更远的距离。

当右边倾角为零时，小球将一直滚下去永远达不到左边的释放高度，这个速度将保持不变。

这个实验虽然是个理想实验，但却是符合科学道理的。

没有摩擦的情况是很难实现的，现代技术给我们提供了阻力很小的条件。

我们来看一下气垫实验。

它的原理是气泵给气垫装置打气，导轨上有许多小孔，滑块与导轨间形成一层空气薄膜，滑动时阻力很小。

我们观察一下滑块的运动情况，可以看到滑块的速度基本不变。

法国科学家笛卡尔补充和完善了伽利略的论点，提出了惯性定律：

如果没有其它原因，运动的物体将继续以同一速度沿着一条直线运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向。

伽利略和笛卡尔对物体的运动作了准确的描述，但是没有指明原因是什么，这个原因跟运动的关系是什么。

牛顿总结了前人的经验，指出了加速和减速的原因是什么，并指出了这个原因跟运动的关系，这就是牛顿第一定律。

2．牛顿第一定律：

一切物体总保持匀速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。

从牛顿第一定律可以看出：

（1）物体在不受力时，总保持匀速运动状态或静止状态。

（2）物体有保持匀速直线运动状态的性质，叫做惯性。

在初中已经学过惯性的概念，下面通过实验再来看一下物体具有惯性的例子。

小车起动时，车上的木板向后倒；刹车时，木块向前倒。

人在坐汽车时也有同样的感受。

（3）物体运动状态的改变需要外力。

我们所遇到的实际问题中，物体不受力的情况是没有的。

物体受平衡力时，或者说合力为零时的情况跟不受力的情况是相同的。

3．小结

毛主席在《实践论》中对感性认识和理性认识的关系作出如下的论述：

“感性材料固然是客观外界某些真实性的反映，但它们仅是片面的和表面的东西，这种反映是不完全的，是没有反映事物本质的。

要完全地反映整个的事物，反映事物的本质，反映事物的内部规律性，就必须经过思考作用，将丰富的感觉材料加以去粗取精，去伪存真，由此及彼，由表及里的改造制作工夫，造成概念和理论的系统。

就必须从感性认识跃进到理性认识。

”

人们对运动和力的关系的认识经过了从感性认识到理性认识的跃进。

这个过程经历了两千年的时间，在此过程中伽利略作出了主要贡献。

由此可以看出伽利略的伟大和工作的卓越。

就是这样一个伟大的科学家，因为他的科学思想不符合教会的统治思想，受到教会的禁锢。

直到最近，梵帝冈教庭才给他公开平反。

科学思想得来不易，科学的真理总是要战胜不科学的东西。

4．讨论布置作业

五、说明

1．牛顿第一定律在初中阶段学生已经学习过，在高中阶段再次学习这个内容时，要让学生的认识有进一步的提高。

教师在授课时应注意到这一点。

2．几个科学家在研究力与物体运动的关系中做出了贡献，在讲课时可以把他们的画像用投影幻灯打出来，增加课堂的活跃气氛，加深学生的记忆。

3．说明伽利略理想实验的装置可以自制，用两根粗铁丝按下图制作，末端弯成小环，两根轨道用螺丝灯连起来，可以改变两轨的倾角，选用钢球，注意小球在最低点时要能圆滑地通过轨道。

物体运动状态的改变

一、教学目标：

1、知道物体运动状态的改变既包括速度大小的改变，又包括速度方向的改变，同时也包括速度大小和方向同时改变。

2、知道力是物体运动状态改变的原因，同时也是产生加速度的原因。

3、知道质量是物体惯性大小的量度，并能用来解释一些简单的现象。

二、教学重点：

1．正确认识什么是物体运动状态的改变；

2．质量是物体惯性大小的量度。

三、教学难点：

理解惯性的意义

四、教学方法：

讲授法、举例法、分析归纳法

五、教学步骤：

（一）导入新课

1．问题：

牛顿第一定律的内容是什么？

2．引入：

牛顿第一定律告诉我们：

物体如果没有受到力的作用，将保持原来的运动状态不变，直到有外力迫使它改变这状态为止。

那么，什么是物体运动状态的改变？

导致物体运动状态发生改变的原因是什么呢？

这就是我们本节课要共同学习的问题。

（二）新课教学

1．用投影片出示本节课的学习目标：

（1）理解力是物体产生加速度的原因；

（2）理解质量是惯性大小的量度。

（二）学习目标完成过程：

（1）力是物体产生加速度的原因。

①举例说明什么是物体运动状态的改变

a：

列车出战时，在机车牵引力作用下，由静止开始运动，并且速度不断增大。

b：

列车进站时，由于受到阻力的作用，速度不断减小，最后停下来。

c：

抛出的手榴弹，射出的炮弹，由于受到重力的作用，速度的大小和方向都不断发生改变；

②通过对上述实例的分析，得到：

a：

物体的运动状态的改变→指的是物体的速度发生了变化。

包括三种情形：

即速度的大小改变；速度的方向改变；或速度的大小、方向同时改变。

b：

在上述例子中，物体的运动状态都发生了改变，原因是受到了力的作用。

→力是物体运动状态发生改变的原因。

c：

当物体的运动状态发生改变时，物体具有加速度。

得到：

力是使物体产生加速度的原因。

（2）质量是物体惯性大小的量度。

①实例分析：

a：

用相同的牵引力分别拉一辆空车和一辆装满货物的车，使它们由静止开始运动，它们的运动情况改变相同吗？

b：

改变情况不相同。

空车的质量小，在较短的时间内可以达到某一速度，产生的加速度大，运动状态容易改变；装满货物的车，质量大，要在较长的时间内才能得到相同的速度，产生的加速度小，运动状态难改变。

②总结得到：

质量是物体惯性大小的量度

（即质量大的物体惯性大，运动状态难改变，质量小的物体惯性小，运动状态易改变）

③引言过渡：

惯性的大小在实际中是经常要加以考虑的，下边同志们阅读课文最后一段，并解答投影片上的问题。

④用投影片出示思考题：

a：

当我们要求物体的运动状态容易改变时，应该怎么办？

举例说明。

b：

当我们要求物体的运动状态不易改变时，应该怎么办？

举例说明。

⑤巩固训练

1）某人用力推一下原来静止在水平地面上的物体，此物体便开始运动，此后改用较小的力就可使物体做匀速直线运动，可见：

A：

力是使物体运动的原因；

B：

力是维持物体运动速度的原因；

C：

力是改变物体运动状态的原因；

D：

力是改变物体惯性的原因。

2）关于惯性，下列哪些说法是正确的

A：

惯性除了跟物体质量有关外，还跟物体速度有关。

B：

物体只有在不受外力作用的情况下才能表现出惯性。

C：

乒乓球可快速抽杀，是因为乒乓球的惯性小的缘故。

D：

战斗机投入战斗时，必须丢掉副油箱，减小惯性以保证其运动的灵活性。

六、小结

1：

本节课我们主要学习了：

a：

什么是物体运动状态的改变？

b：

力是物体运动状态改变的原因；

c：

惯性是物体固有的属性，质量是惯性大小的量度。

2：

拓展：

a：

当物体不受外力或所受合外力为零时，惯性表现为运动状态不变；

b：

当物体所受合外力不为零时，惯性则表现为改变物体运动状态的难易程度。

七、板书设计：

牛顿第二定律

一、教学目标

1．物理知识方面的要求：

（1）掌握牛顿第二定律的文字内容和数学公式；

（2）理解公式中各物理量的意义及相互关系；

（3）知道在国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的。

2．以实验为基础，通过观察、测量、归纳得到物体的加速度跟它的质量及所受外力的关系，进而总结出牛顿第二定律。

培养学生的实验能力、概括能力和分析推理能力。

3．渗透物理学研究方法的教育。

实验采用控制变量的方法对物体的a、F、m三个物理量进行研究；运用列表法处理数据，使学生知道结论是如何得出的；认识到由实验归纳总结物理规律是物理学研究的重要方法。

二、重点、难点分析

1．本节的重点内容是做好演示实验。

让学生观察并读取数据，从而有说服力地归纳出a与F和m的关系，即可顺理成章地得出牛顿第二定律的基本关系式。

因此，熟练且准确地操作实验就是本课的关键点。

同时，也只有讲清实验装置、原理和圆满地完成实验才能使学生体会到物理学研究的方法，才能达到掌握方法、提高素质的目标。

2．牛顿第二定律的数学表达式简单完美，记住并不难。

但要全面、深入理解该定律中各