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重點知識:
一、牛頓第一定理(慣性定理):
1.內容:一切物體在不受外力作用時,總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態。這就是知名的牛頓第一定理。
2.說明:
(1)“一切”說明該定理適用于所有物體(包括固體、液體、氣體);
(2)“沒有遭到力的作用”是定理創立的條件,包括兩層意思;
①該物體確實沒有遭到任何外力的作用,但實際上,不受外力作用的物體是不存在的;
②該物體所受力的合力為0(受平衡力作用),此時它的作用療效可以等效為不受任何外力;
(3)“總”指的是總是這樣,沒有例外;
(4)“或”指兩種狀態必有其二,不同時存在。也就是說物體不受力時,原先靜止的總保持靜止,原先運動的就總保持原先的速率和方向做勻速直線運動(靜者恒靜,動者恒動);
(5)牛頓第一定理是在大量經驗事實的基礎上,用推理的方式概括下來的。不能用實驗直接證明;
(6)牛頓第一定理說明了力和運動的關系:力不是維持物體運動的緣由,而是改變物體運動狀態的誘因。
3.探究牛頓第一定理,應用了“理想實驗法”或叫“科學推理法”。
在探究時應注意幾點:
(1)實驗時,用同一滑塊,同一斜面,讓貨車從斜面上同一高度自由滑下,以保證貨車滑到水平面上時初速率相同。
(2)實驗時,通過改變水平面的粗糙程度,改貨車遭到的阻力。而初速率相同的貨車在水平面上運動時,遭到的阻力越小牛頓第一定律的實驗,其速變減少的越慢,運動距離越長。
改變阻力的方式:在水平木板上,鋪上粗糙程度不同的麻布、毛巾。
通過觀察貨車在不同水平面聯通的距離,來反映貨車所遇阻力的大小,這些方式叫轉換法。
(3)不受力的物體是不存在的,故本實驗探究物體不受力時運動情況的設計思路為:讓初速率相同的貨車在粗糙程度日漸減少的水平面上運動,比較貨車運動的距離,再進一步推理得到貨車不受力時會如何運動。
(4)假定水平面沒有阻力,這么貨車將仍然做勻速直線運動。
原先靜止的物體不受任何外力的作用,將繼續靜止。
原先運動的物體,不論做哪些運動,不受任何外力的作用時都將做勻速直線運動。
(5)牛頓第一定理是在實驗+推理基礎上得出的
二、慣性
1.定義:物體有保持自身原有的靜止狀態或則勻速直線運動狀態的性質。我們把物體的這些性質稱作慣性。
2.說明:
(1)慣性只與物體質量有關牛頓第一定律的實驗,質量越大,慣性越大;
(2)一切物體都具有慣性,慣性是一切物體固有的屬性。,
(3)慣性不是力,在解答問題時,
正確敘述方法:“具有慣性”、“由于慣性”。
錯誤抒發方法:“受到慣性作用”“由于慣性的作用”、“克服慣性”、“慣性力”、“慣性力小于阻力”。
3.解釋慣性現象,可按如下四步進行:
(1)確定研究現象,即明晰研究那個物體;
(2)確定被研究物體原先的狀態,是運動還是靜止;
(3)確定被研究物體武物體的某部份在外作用下改變了原先的運動狀態;
(4)因為慣性,被研究物體或物體的另一部份將保持原先的運動狀態。
3.常考選擇題選項:
亞里士多德:運動是靠力來維持的。(錯誤)
精品教案:
學案:
【教材剖析】
本節課是中學數學(滬科版)八年級第七章第二節的內容,本節包括兩部份:合力、同仍然線上二力的合成。教材中對于合力是通過現實生活中的實例圖片展示合力的作用療效的;同仍然線上二力的合成這部份提出了合力、分力及力的合成的概念,但是設計了探究活動來研究合力的大小和方向。
【學情剖析】
上一章中學生學習了哪些是力及力的三要素,認識了彈力、重力、摩擦力。上一節又學習了牛頓第一定理,研究了物體不受力的運動狀態,對于本節課的學習有了一定的基礎。對于合力的學習,等效取代的理解有些困難;同仍然線上力的合成通過實驗探究活動,知識學習相對簡單,重點是讓中學生經歷探究過程,培養中學生的綜合能力。
【教學目標】
一、知識與技能
1、認識力的作用療效,曉得合力與分力都是從力的作用療效來定義的;
2、知道在同仍然線上同方向與反方向上力的合成情況;
二、過程與技巧
1、讓中學生經歷實驗探究過程,把握實驗探究方式;
2、鍛煉中學生提出假定、驗證假定的方式。
三、情感心態與價值觀
1、通過實驗探究培養中學生的小組合作精神;
2、培養中學生面對生活中有關的現象時,有用合力剖析解決問題的意識。
【教學重、難點】
重點:認識同仍然線上二力合成的情況。
難點:讓中學生了解等效取代的科學方式。
【課時設計】
1課時
【教學方式】
導、學、講、練、結五步教學法、自主探究法、合作交流法。
【教學用品】
彈簧測力計、彈簧、刻度尺、繩子、多媒體設備。
【教學過程】
環節
班主任活動
中學生活動
設計意圖
導
5分鐘
溫故知新
1)哪些是力?如何描述力?
2)力會形成哪些作用療效?
3)影響力的作用療效的誘因是哪些?
思索并回答問題
力的三要素:大小、方向、作用點。
溫故知新,為新課學習做好打算。
學
5分鐘
多媒體展示生活中幾組多個力與一個力等效的情景,讓中學生剖析理解二者間的關系,引入合力的概念。
觀察思索幾組情景圖片中的內容,感受多個力共同的作用療效和一個力的作用療效是否相同,體會等效關系。
從生活情景出發能更好的幫助學生理解合力,初步讓中學生感受等效。
講
5分鐘
1、如果一個力形成的作用療效跟幾個力共同作用形成的療效相同,這個力就叫那幾個力的合力,這些技巧稱作等效代替。
2、同仍然線上的兩個力的合成療效怎樣呢?合力與它們有哪些關系呢?指導中學生設計探究實驗。
中學生回顧圖例,理解合力。
認識等效取代法。
提出假定,擬定探究方案。
結合實例講等效取代有利于中學生理解。
經歷探究的過程,鍛練能力。
練
20分鐘
一、實驗探究
二、練習題
1.假若兩個力形成的療效與一個力形成的療效相同,則這個力就叫那兩個力的_____,求這個力的方式叫。
2、重100N的物體放到粗糙水平面上,用20N的力水平往右拉物體,使物體做勻速直線運動,這時物體遭到的磨擦力大小等
于方向向。
3、作用在一個物體上的兩個力8N和3N,這么她們的合力最大是(),合力的最小()
A、11NB、5N
C、15ND、3N
小組合作實驗探究
數據記錄表
F1/N
F2/N
F/N
F1與F2同向
大小:
大小:
大小:
方向:
方向:
方向:
F1與F2反向
大小:
大小:
大小:
方向:
方向:
方向:
1、在同一條直線上,假如兩個力F1和F2的方向相同則合力F的大小為F=F1+F2
此時,合力的方向與兩個力的方向相同。
2、在同一條直線上,假如兩個力F1和F2的方向相反,則合力F的大小為
F=F1-F2
此時,合力的方向與較大的那種力的方向相同。
完成練習題,鞏固知識。
通過實驗探究得出同仍然線上二力合成的作用療效,中學生把握得更扎實。
通過實驗鍛練中學生的小組合作能力、發現問題解決問題的能力。
通過做練習進一步理解同仍然線上二力的合成的有關知識。
結
5分鐘
1、方向相同的兩個力合成時,合力的大小為兩力之和。合力方向與原先力的方向一致。
2、方向相反的兩個力合成時,合力的大小為兩力之差,方向與較大的力的方向一致。
3、布置作業。
中學生回顧學習和探究的過程總結收獲。
中學生記下作業。
通過中學生自己總結收獲,鍛練中學生交流抒發能力。
【板書設計】
第二節力的合成
一、合力
二、同仍然線上的二力合成
方向相同F=F1+F2
方向相反F=F1-F2
【課后反省】
本節課運用了導、學、講、練、結五步教學法,教學環節清楚,節奏緊湊,時間安排合理,有利于中學生學習。在學習本節重點“同仍然線上二力的合成”時,中學生經歷的探究過程比較充分,對推論把握的扎實,而且實踐探究能力,小組合作能力,發覺問題、解決問題的能力都得到了鍛練與提升,實現了本節課的三維教學目標。
存在的不足,課堂練習題設計梯度不夠,限制了部份中學生的提升,在課后作業中適當加入一些有梯度的作業題填補。
另外,探究實驗中也可以用鉤碼的重力取代彈簧測力計的拉力,這樣拉力更穩定,實驗偏差更小,并且鉤碼的質量換算成力的大小又多了一個環節,可以按照中學生具體情況,選擇適宜的方式。
練習:
1.首先提出物體的運動不須要力來維持的科學家是()
A.牛頓B.亞里士多德
C.伽利略D.歐姆
【解析】選C。亞里士多德覺得力是維持物體運動的緣由;最早提出物體運動不須要力來維持的科學家是伽利略;牛頓在伽利略等科學家的基礎上提出了牛頓第一定理。故選C。
2.如圖所示,從斜面上同一高度下降的貨車。①在鋪有浴巾的水平面上,運動路程很短。②如果在沒有磨擦的水平面上,將做勻速直線運動。③在鋪有麻布的水平面上,運動路程較短。④在水平平整的木板表面上,運動路程較長。則下邊的判定和排列順序正確的是()
A.事實①②④,推導③B.事實①③④,推導②
C.事實①③,推導②④D.事實①②,推導③④
【解析】選B。該實驗的思路是讓貨車從斜面的同一高度下降(控制貨車抵達平面時的初速率相同),之后逐漸減少平面的粗糙程度,觀察貨車滑行的距離,從而猜想出平面較光滑和絕對光滑時,貨車的滑行情況,最后總結得出推論;按照這個思路,可以判定出:該實驗的排序為①③④②;其中,可以通過實驗觀察到的是①③④,由結論得出的推論是②。故選B。
3.(2017·呼和浩特高考)在探究運動和力關系的實驗中,將同一輛貨車從相同的高度處由靜止開始沿斜面滑下,如圖所示。第一次水平木板上鋪有浴巾,第二次是麻布,第三次直接滑在水平木板上。貨車在三種不同的水平面運動一段距離后,分別停在木板上的不同位置。
(1)貨車在三個不同的水平面上運動時,水平面越光滑,貨車運動的距離越(選填“遠”或“近”),這表明貨車遭到的磨擦力越(選填“小”或“大”)。
(2)對上問實驗剖析后可以推斷:假如貨車在水平面遭到的阻力為零,物體將保持運動狀態不變。
(3)美國科學家對前面實驗進行科學的推理,并概括出知名的定理。
【解析】(1)表面越光滑,阻力就越小,貨車運動的距離就越長,這說明貨車遭到的阻力越小,速率增大得越慢。(2)由(1)現象可知,如果貨車遭到的阻力為零,這么就沒有阻力可以改變貨車的運動狀態了,貨車將以恒定不變的速率永遠運動下去,即做勻速直線運動。(3)“一切物體在沒有遭到外力作用的時侯,總保持靜止或勻速直線運動狀態”這是牛頓第一定理的內容,牛頓總結了伽利略等前人的研究成果,概括出一條重要化學定理;這個定理是在實驗的基礎上,進一步推理、歸納得下來的。
答案:(1)遠小(2)勻速直線(3)牛頓牛頓第一
訓練點牛頓第一定理的理解
4.(2017·龍巖質檢)關于“牛頓第一定理”建立的說法,正確的是()
A.它是通過理論推論下來的
B.它是通過實驗直接得出的
C.它是可以通過實驗來進行驗證的
D.它是以實驗事實為基礎通過推理、想象而總結下來的
【解析】選D。本題考查牛頓第一定理。牛頓第一定理是在實驗的基礎上進一步的推理概括下來的科學理論,而不是直接通過實驗得出的,也不是直接經過推導得出的,故A、B項錯誤、D項正確;牛頓第一定理的內容是:物體在不受力的作用時,總保持靜止狀態或則勻速直線運動狀態,故不能用實驗來進行驗證,C項錯誤。故選D。
5.作為精典熱學的先驅,伽利略在實驗的基礎上運用科學推理的方式,正確闡明了:力不是維持物體運動的誘因,而是物體運動狀態的誘因。
【解析】根據牛頓第一定理可知,原先運動的物體不受力時,將保持勻速直線運動狀態,所以力不是維持物體運動的誘因;假如物體的運動狀態發生了改變,則物體一定遭到了力的作用,所以力是改變物體運動狀態的誘因。
答案:改變
訓練點牛頓第一定理的應用
6.(2017·武漢質檢)若物體不受外力的作用,則物體()
A.一定靜止
B.一定做勻速直線運動
C.運動狀態可能發生改變
D.可能做勻速直線運動,也可能靜止
【解析】選D。本題考查牛頓第一定理。牛頓第一定理的內容:一切物體在沒有遭到外力作用的時侯,總保持靜止狀態或勻速直線運動狀態。原先靜止的物體,在不受外力作用時,將保持靜止;原先運動的物體,在不受外力作用時,保持勻速直線運動狀態;所以,物體不受力時將保持靜止或勻速直線運動,即運動狀態保持不變。故選D。
7.書房里懸掛著的燈具處于靜止狀態,如果它深受的所有的力忽然全部消失,它將()
A.加速下落
B.勻速下落
C.保持靜止
D.可以向各個方向運動
【解析】選C。依據牛頓第一定理可知,原先靜止的物體不受力時將保持靜止狀態,故燈具靜止,如果它遭到的所有力忽然全部消失,將繼續保持靜止。
8.(2017·江津質檢)正在運動的物體,所受的一切外力若果同時消失,這么將發生的現象是()
A.立刻停出來
B.速率漸漸減少,最后停止
C.開始做勻速直線運動
D.速率大小不變,方向可能改變
【解析】選C。本題考查牛頓第一定理。正在運動的物體,在所受的一切外力同時消失時,將保持原先的速率與方向不變,做勻速直線運動。故選C。
如圖,置于桌面上的杯子,倘若桌面與重力同時消失,杯子將會如何運動?
【學生自答】
掉下去
【教師點評】
①錯誤之處:沒有理解物體不受力時將保持靜止狀態或勻速直線運動狀態。
②茶杯在桌面上靜止,遭到重力和桌面的支持力,倘若桌面與重力同時消失,杯子將不受力,保持靜止。
【正確答案】
保持靜止
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