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物理

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8.1第八章 运动和力 第一节 牛顿第一定律 重难点突破  

2014-12-05 11:02:27|  分类: 重难点突破 |  标签: |举报 |字号 订阅

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《牛顿第一定律》重难点突破

 

一、教学内容分析

 

本节内容由“阻力对物体运动的影响”“牛顿第一定律”“惯性”三部分内容组成。重点是把物体的运动状态和物体是否受力联系起来,从而使学生初步认识力和运动的关系。这将为后面学习二力平衡、压强、浮力、物体的浮沉条件、杠杆的平衡条件等打下基础。“阻力对物体运动的影响”是研究力与运动关系的重要实验,做好这个实验并在实验的基础上进行合理的猜想是得出牛顿第一定律的关键。运动和力是人们在生产和生活中经常接触到的物理现象。早在两千多年前人们就开始研究运动和力的关系,直到伽利略和牛顿时代,这个问题才得以解决。运动和力的关系问题不仅深化了人类对自然的认识,而且体现了科学研究的基本方法,对人类思维发展产生了重要影响。牛顿第一定律是经典力学的核心内容之一,它指出了力与运动的关系,即力不是维持运动的原因,而是改变物体运动状态的原因。它是整个初、高中物理课程的基础。要让学生完成对它的认识,最重要的是揭示建立牛顿第一定律的思维过程,帮助学生突破思维障碍。牛顿第一定律说明了物体有惯性,一切物体都有保持原有运动状态不变的性质。惯性与生活联系紧密,人们有时可以利用惯性,有时应注意防止惯性给人们带来危害。本节重点是探究阻力对物体运动的影响,难点是建立牛顿第一定律的科学推理过程。

 

二、重难点突破

 

首先让学生确信让物体在水平方向上只受到阻力作用,最终会停下来。然后展示两种对立的观点,实验研究阻力大小对物体运动的影响。在此基础上进行科学推理、建立规律,最后引导学生会用物体的惯性知识解释有关现象。

 

1.阻力对物体运动的影响

 

突破建议:

 

通过视频展示滑板车、列车、草地上滚动的足球等物体,让学生感受水平方向只受阻力作用的物体最终会停下来,引导学生思考运动和力的关系。然后用科学探究的形式完成“阻力对物体运动的影响”实验。实验时,应引导学生注意思考下面几个问题:

 

(1)每次实验都使用一个小车,并从斜面上同一高度处由静止开始释放,这样做的目的是什么?(体现控制变量的思想,目的是使小车到达水平面上的速度大小相同)

 

(2)棉布、木板和玻璃板的粗糙程度是否相同?使用粗糙程度不同的水平面,目的是什么?(棉布最粗糙,木板次之,玻璃板最光滑,它们对小车的阻力不同。使用粗糙程度不同的水平面,目的是便于比较阻力对物体运动的影响)

 

(3)为增加实验效果的可见度,可依次在小车停止运动的位置插一面小旗子作为标志,以便比较小车运动的距离。

 

(4)实验结果表明:小车受到的阻力越小,它运动的距离越远。

 

2.牛顿第一定律

 

突破建议:

 

学生通过实验直观地看到,物体所受阻力越小,运动得越远。引导学生在此基础上思考:小车在比木板更光滑的水平面上运动时,能比在木板上前进更远吗?设想一下,如果小车运动时不受任何阻力,小车会永远运动下去吗?换言之,小车不受力作用时也能做匀速直线运动。当然,不要忘了提醒学生,不受任何力,小车还可能静止。英国著名物理学家牛顿在前人的基础上,对大量的实验事实进行了深入的研究,总结出了牛顿第一定律: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。

 

对于牛顿第一定律的理解应突出下面几个关键词:“一切”说明该规律适合于所有物体,具有普遍意义。“没有受到外力的作用”,这是一种理想情况,现实中不存在,但物体在某个方向上“没有受到外力作用”的情况是有的。“总保持”是指物体保持原来的运动状态不变,即原来静止的物体继续静止,原来运动的物体则以原来的速度做匀速直线运动。“或”说明物体只能处于“静止”或“匀速直线运动”中的一种状态,究竟处于哪种状态,由物体不受外力时的瞬时状态决定。由牛顿第一定律可知:不受力作用物体的也可以做“匀速直线运动”,说明物体的运动不需要力来维持。力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因。这改变了人们长期以来对力和运动关系的错误认识,使人的认识由直观的感觉上升到科学的理性。

 

3.惯性

 

突破建议:

 

《课标》要求学生能用物体的惯性解释自然界和生活中的有关现象。教学中要以学生能解释现象为目的,可以通过组织学生动手操作或观察实验,尝试解释观察到的惯性现象。例如:水杯装着水,轻木块放在杯口上,熟鸡蛋静止在木块上,迅速敲击木块。看到什么现象?鸡蛋为什么没有随木块飞出?

 

再如:回忆我们乘坐汽车的情景:当汽车突然启动时,我们的身体会有什么现象发生?为什么会发生这种现象?怎样预防?

 

鼓励学生举例说明:生活中有哪些做法是利用了惯性和预防惯性造成的危害的。

 

指出:自然界和生活中有很多与惯性有关的现象,了解人们有时可以利用惯性,有时应注意防止惯性给人们带来危害。要会用惯性来解释这些的现象。解释这类问题时通常采用的步骤如下:(1)确定研究对象,明确研究对象是哪一个物体或同一个物体的哪一部分(2)弄清要研究的物体(或物体的某一部分)原来处于什么运动状态(静止还是运动,向哪个方向运动);(3)在突发情况下,物体(或物体的某一部分)由于惯性,仍要保持原来的运动状态(原来静止的仍保持静止;原来向前运动的仍向前运动)。

 

关于惯性还要让学生明确以下方面:

 

(1)惯性反映了物体保持原来状态的本领,惯性大小只与物体的质量大小有关。即质量大的物体保持原来状态的本领大,物体的惯性大。反之质量小的物体惯性小。

 

(2)一切物体都有惯性,惯性是物体的物理属性。物体在任何情况下都有惯性,惯性与物体是否受力、受力大小,是否运动、怎样运动等因素都无关。

 

(3)惯性不是力,惯性是物体具有保持运动状态不变的性质,而力是要改变物体的运动状态。



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