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牛顿第一定律

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(一)教学目的

  1.知道惯性定律,常识性了解伽利略理想实验的推理过程.

  2.通过实验分析,初步培养学生科学的思维方法.

  (二)重点与难点

  重点:牛顿第一定律

  难点:伽利略理想实验的推理过程.

  (三)教学过程

  1.引入新理

  师:力能使静止的物体运动起来,力又能使运动物体速度增大或减小,还可以改变物体运动的方向,物体不受力又怎样呢?从这节课开始,我们就来研究有关力和运动的一系列问题.

  [板书1]第九章 力和运动

  2.新课教学

  师:请同学们观察实验

  [实验1]静止在木板面上的小车.

  师:小车处于什么状态?

  生:静止.

  师:静止的小车,水平方向不受推动和拉力的作用,它将会怎样?

  生:永远处于静止.

  [实验2]如图1所示,小车受水平拉力作用时.(让小车运动一段距离后立即用手使它静止下来)

  师:观察小车的状态发生怎样变化?

  生:由静止到运动.


  [实验3]如图1.继续实验2,钩码使小车水平运动后,用手托住下落的钩码.小车失去水平拉力后,继续向前滑行一段距离停止.

  师:你看到什么现象?

  生:小车继续运动一段距离后才静止.

  师:小车运动一段距离后,变为静止的原因是什么呢?

  生:受到木板的摩擦阻力作用.

  师:是不是这样呢?请大家继续观察下面实验.

  [实验4]用同一小车分别(三次)从同一斜面不同的高度自由滑向相同的平面,记下三次小车静止在相同水平面上的位置.如图2(A)、(B)、(C)所示.


  师:哪一次水平滑行距离最短?

  生:第一次.

  师:为什么?

  生:小车在斜面上高度最小,它在水平面上开始运动时速度最小(后半句话学生回答不出来,第一次可由老师说).

  师:哪一次水平滑行距离最长?

  生:第三次.

  师:为什么?

  生:小车在斜面上高度最大,它在水平面上开始运动时速度最大.

  师:同理如果小车三次处于同一斜面、相同高度,自由滑向水平面,小车在水平面上开始运动的速度大小会怎样呢?

  生:相同.

  师:(介绍牛顿第一定律演示装置)这是一个斜面,把它放在讲台桌上.(如图3所示.)


  [实验5]让小车分别三次从同一斜面的相同高度自由滑下,观察小车在不同材料的水平面上运动的情况.(在桌面铺上毛巾、棉布.)

  师:哪次小车在水平面上运动距离最短,为什么?

  生:第一次(或最上面那一次).表面材料是毛巾,阻力最大,滑行距离最短.(在学生回答过程中,填写表1第一行前三项)

  师:很短距离,速度变为零.速度变化快呢,还是慢呢?

  生:最快.(填写表1第一行最后一项)

  师:第二次实验的情况如何,大家一起填表1的第二行.

  生:棉布、阻力较大、滑行距离较长、速度变化较快.(填写表1第二行)

  师:第三次实验的情况如何;大家一起填表的第三行.

  生:桌子表面、阻力较小、滑行距离长、速度变化较慢.(填写表1第三行)

  师:假定我们做第四次实验,水平表面用玻璃板,玻璃板的阻力比木板小,实验结果会怎样呢?(填写表1第四行前两项)

  生:小车滑行的距离长,速度变化最慢.(填写表1第四行后两项)

  师:假定我们还能找到某种材料,对小车的阻力比玻璃板还小,最最小,来做水平表面的材料,实验结果又会怎样呢?

  生:那么小车滑行距离就更长,最最长,速度变化最最慢.

  师:大家一起来填表1第五行(见表)

  师:假如水平表面对小车没有阻力,实验结果又会怎样呢?

  生:小车永不停止地运动下去!

  师:一起来填表1的第六行.(见表)

 表1

 
  师:大家注意这个表格的前三行我们是做了实验的.第四、五行没有做实验,只是根据前三行的实验结果,加上逻辑推理得出来的结论.虽然没有做实验,但是在正确实验的基础上加上正确的推理,得到的结论也是正确的.

  大家再仔细琢磨表的第六行,它和第四、第五行有什么不同.

  生:没有阻力,而第四、五行还有阻力,只是一次比一次小.

  师:非常正确,逻辑推理就是这样进行的.阻力逐渐变小,实验结论如何呢?阻力没了,结果又会怎样呢?

  师:没有阻力的平面叫做理想光滑的平面,实际上并不存在.第六行的结果就是理想实验,实际上不存在,是在正确实验的基础上正确推理得出来的.

  师:这种建立在实验的基础上,通过逻辑推理得到理想状况下的结论,也是研究物理的一种方法.

  300多年前著名的物理学家伽利略就是这样通过实验推理得出来物体不受阻力将如何运动的.

  师:谁给大家朗读书第104页倒数第三段?

  生:(读课文略)

  师:大家把这段倒数第三行“如果表面绝对光滑……运动下去”.画下来.

  师:法国科学家笛卡儿,又对伽利略的结论作了补充,他是怎样说的,请一位同学读教材第104页倒数第二段.

  生:(读课文略).

  师:大家从此段的倒数第三行“如果运动物体……运动下去”.画下来.

  师:笛卡儿的说法和伽利略的说法有什么不同?不同又说明了什么?

  生:笛卡儿把伽利略的“物体受到的阻力为零”改为“物体不受任何力的作用.”说明,不是仅仅限于阻力了,而是任何力.

  师:再后来英国的科学家总结了伽利略等人的研究成果,概括出一条重要的物理定律.叫做牛顿第一定律.

  [板书2]

  一、牛顿第一定律

  一切物体在没有受到外力作用的时候,总保持静止状态或匀速直线运动状态.
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