教案在起草的过程中,老师需要注意与时俱进,制定一份合理的教案,能够帮助我们更好的提高自己的教学质量,以下是范文社小编精心为您推荐的高中物理必修1教案5篇,供大家参考。
高中物理必修1教案篇1
一.教材简析
本节课力的合成,是在学生了解力的基本性质和常见几种力的基础上,通过等效替代思想,研究多个力的合成方法,是对前几节内容的深化。
本节重点介绍力的合成法则——平行四边形定则,但实际这是所有矢量运算的共同工具,为学习其他矢量的运算奠定了基础。
更重要的是,力的合成是解决力学问题的基础,对今后牛顿运动定律、平衡问题、动量与能量问题的理解和应用都会产生重要影响。
因此,这节课承前启后,在整个高中物理学习中占据着非常重要的地位。
二、教学目标定位
为了让学生充分进行实验探究,体验获取知识的过程,本节内容分两课时来完成,今天我说课的内容为本节内容的第一课时。根据上述教材分析,考虑到学生的实际情况,在本节课的教学过程中,我制定了如下教学目标:
一、知识与技能
.理解合力、分力、力的合成的概念.理解力的合成本质上是从等效的角度进行力的替代.
.探究求合力的方法——力的平行四边形定则,会用平行四边形定则求合力.
二、过程与方法
.通过学习合力和分力的概念,了解物理学常用的方法——等效替代法.
.通过实验探究方案的设计与实施,体验科学探究的过程。
三、情感态度与价值观
.培养学生的合作精神,激发学生学习兴趣,形成良好的学习方法和习惯.
.培养认真细致、实事求是的实验态度.
根据以上分析确定本节课的重点与难点如下:
一、重点
.合力和分力的概念以及它们的关系.
.实验探究力的合成所遵循的法则.
二、难点
平行四边形定则的理解和运用。
三、重、难点突破方法——教法简介
本堂课的重、难点为实验探究力的合成所遵循的法则——平行四边形定则,为了实现重难点的突破,让学生真正理解平行四边形定则,就要让学生亲自体验规律获得的过程。
因此,本堂课在学法上采用学生自主探究的实验归纳法——通过重现获取知识和方法的思维过程,让学生亲自去体验、探究、归纳总结。体现学生主体性。
实验归纳法的步骤如下。这样设计让学生不仅能知其然,更能知其所以然,这也是本堂课突破重点和难点的重要手段。
本堂课在教法上采用启发式教学——通过设置问题,引导启发学生,激发学生思维。体现教师主导作用。
四、教学过程设计
采用六环节教学法,教学过程共有六个步骤。
教学过程第一环节、创设情景导入新课:
安排两个同学共提一桶水,再请全班力气的同学来提这一桶水,游戏虽简单,但能迅速调动学生参与课堂的积极性。然后用图片引导学生通过作用效果相同得出合力与分力的概念。由此引出——
第二环节、新课教学:
展示合力与分力以及力的合成的概念,强调等效替代法。举例说明等效替代法是一种重要的物理方法。
那么如何来求合力呢?先简单回顾初中所学同一直线上两个力的合成方法:直接加减即可。再通过设置三个问题激发学生思维,引导学生猜想合力与分力究竟是什么关系呢?学生猜想五花八门,产生思维冲突,怎么办呢?学生自然会想到通过实验来寻求问题答案。由此引出——
第三环节、合作探究:
首先,教师展示实验仪器,让学生思考如何设计实验,,如何进行实验呢?学生面对器材可能会觉得无从下手。再次设置问题引导学生思维,让学生面对仪器分组讨论以下四个问题。
问题1要用动画辅助说明。在问题2中,教师要强调结点的问题,用动画说明。问题3中,直观简洁的描述力必须用力的图示,用图片说明。问题4让学生注意测力计的使用,减小实验误差。通过对这四个问题的讨论,再结合多媒体动画的展示,使学生对探究的步骤清晰明了。
然后,学生分组实验,合作探究,记录合力与两分力的大小和方向,作出力的图示。实验完成后请学生展示实验结果,应该立即可得出结论一:比较分力与合力的大小,可得互成角度的两个力的合成,不能简单地利用代数方法相加减.
那合力与分力到底满足什么关系呢?
此时要引导学生思考:既然从数字上找不到关系,哪可不可以从几何上找找关系呢?学生会立即猜想出o、a、c、b像是一个平行四边形的四个顶点,ob可能是这个平行四边形的对角线.哪么猜想是否正确呢?亲自实践才有发言权,学生动手作图:以oa、oc为邻边作平行四边形oacb,看平行四边形的对角线与ob是否重合。
学生作图后发现对角线与合力很接近。教师说明实验的误差是不可避免的,科学家经过很多次的、精细的实验,最后确认对角线的长度、方向,跟合力的大小、方向一致,说明对角线就表示f1和f2的合力.由此得到结论二:力的合成法则——平行四边形定则。
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第四环节:归纳总结
高中物理必修二教案
高中物理必修1教案篇2
一、教材分析
(一)、教材的地位和作用
本节是人教社物理选修3-1第一章第4、5节的内容,本节处在电场强度之后,位于静电现象前,起到承上启下的作用。教材从电场对电荷做功的角度出发,推知在匀强电场中电场力做功与移动电荷的路径无关。利用定义法给出电势的定义,并通过电势描述等势面,对学生能力的提高和对知识的迁移、灵活运用给予了思维上的指导作用。
(二)、学情分析
学生已学习了电荷及库仑定律、电场强度的知识,对本节的学习已具备基础知识,但不够深入,仍需要通过本节的学习进一步培养和提高。
(三)、教学内容
本节课为第一课时,主要内容为概念的引入和对其物理含义的理解。
二、教学目标分析
根据高中新课程总目标(进一步提高科学素养,满足全体学生的终身发展需求)的要求和理念(探究性、主体性、发展性、和谐性)、本节教材的特点(思想性、探究性、逻辑性、方法性和哲理性融会一体)和所教学生的学习基础(知识结构、思维结构和认知结构),本节课的教学目标为:
知识与技能目标:1、理解电势的概念,知道电势是描述电场的能的性质的物理量,理解电势差与零点电势面位置的选取无关,熟练应用其概念及定义式uab?wab进行相关计q
算。明确电势差、电势、静电力的功、电势能的关系。2、理解电势是描述电场的物理量,知道电势与电势差的关系uab??a??b,电势与零势面的选取有关,知道电场中沿着电场线的方向电势的变化。
过程与方法目标:利用学生已经掌握的知识进行类比、概括,讲述新知识,培养学生对新知识的自学能力,以及抽象思维能力。通过与前面知识的结合,理解电势能与静电力做的功的关系,从而更好地了解电势差和电势的概念。
情感与价值观目标:尝试运用物理原理和研究方法解决一些与生产和生活相关的实际问题,增强科学探究的价值观。
三、重难点分析
为更好地完成教学目标,本课教学重点为:理解和掌握电势差、电势、等势面的概念及意义。在本节学习之前,学生已学习过其他力做功,如分子力做功使得分子势能发生变化,弹簧的弹力做功引起弹性势能的变化,因此本节教学的难点为把电势、电势面与前后知识区别、联系,并能用此解决相关问题。
四、教学与学法分析
(一)、学法指导
教学矛盾的主要方面是学生的学。学是中心,会学是目的,因此在教学中要不断指导学
生学习。现代教育更重视在教学过程中对学生的学法指导,物理教学是以实验为基础的,重在启发思维,教会方法。对于简谐运动丰富的感性认识,在教学中,收集一些简谐运动实例,巧用提问,评价激活学生的积极性,调动起课堂气氛,让学生在轻松,自主,讨论的学习环境下完成学习任务。最后让学生自由发言,举出生活中一些简谐运动,做到从实践到理论,再从理论到实践。
(二)、教法分析
本节课设计的指导思想是:现代认知心理学—建构主义学习理论。
建构主义学习理论认为:应把学习看成是学生主动的建构活动,学生应与一定的知识背景即情景相联系,在实际情况下学习,可以使学生利用已有知识与经验同化和索引出当前要学习的新知识,这样获取的知识,不但便于保持,而且易于迁移到陌生的问题情境中。
本节课采用“诱思引探教学法”。使用投影仪,形象、直观的展示教学内容,引导学生发现简谐运动的规律及描述方式,把分析问题的机会留给学生。
五、教学过程
本节课的教学设计充分体现以学生发展为本,培养学生的观察、概括和探究能力,遵循学生的认知规律,体现理论联系实际、循序渐进和因材施教的教学原则,通过问题情境的创设,激发兴趣,是学生在问题解决的探索过程中,由学会走向会学,由被动答题走向主动探究。
1、知识回顾。首先展示图片,电场对放入其中的电荷有力的作用,此导体内部电荷同样有
力的作用,此力可以做功,所以电场也有能的性质。
电势、电势差的概念比较抽象,在讲解时可以通过引入重力场的有关概念进行类比,以增强知识的可感知性,有助于学生理解。因此接下来,复习有关功的知识以及重力做功和重力势能的关系。功的量度:w?fscos?;重力做功只与位置有关,与经过的路径无关;重力做功与势能的关系:wg??ep;重力势能是相对的,有零势能面。
进一步引导学生扩展思维,回顾所学知识,对新知识产生兴趣。例如,我们还研究过其它力做功,如分子力做功使得分子势能发生变化,弹簧的弹力做功引起弹性势能的变化,那么电场力做功的情形又是怎样的呢。
2、引入新课。
指出上图:在某一点电荷+q形成的电场中,将同一电荷放入电场的不同位置a、b两点,所受到的电场力是不同的,这是因为a、b两点的电场强度不同,为了研究问题的方便,以匀强电场为例,匀强电场中,电荷从a点移动到b点,电场力的大小f?
eq为恒力,则电
场力做功大小为:w?eqscos?。在这里,w
类似如重力做功w
因此,将w?escos?是一个与电荷本身无关的量,?hcos?,也是与物体本身无关的物理量,只与重力场本身性质有关。这一比值叫a、b两点间的电势差,用uab来表示。
继续联系重力势能提出问题:物体在重力作用下移动的高度差越大,重力势能的变化也越大,高度差即高度的差值,电势差也就是电势的差值,那么如何定义电场中各点的电势?给一分钟同学思考后,引导学生阅读教材定义,uab?wab,若将b点的电势定义为零电q
势点,则a点的电势等于单位正电荷由a点移动到b点——零电势点时所做的功。因此,老师强调,电势通常用?表示,电场中某一点的电势,等于单位正电荷由该点移动到参考点(零电势点)时电场力所做的功。
3、强化和延伸知识点。
引导学生思考,指出电势差与零点电势的选取无关,但电势是相对零点电势而言的,与零点电势的选取有关。然后课堂给出几分钟时间,由学生独立完成一道例题:设电场中ab
2两点的电势差u?2.0?10v,带电粒子的电量q?1.2?10?8c,把q从a点移动到b点,
电场力做了多少功?是正功还是负功?设ua?ub。
4、知识小结。(1)、电场中两点间的电势差,类似重力场中两点的高度差,电势差uab?wab,q
u与w、q无关。(2)、电场中某一点的电势?,等于单位正电荷由该点移动到参考点时电场力所做的功,并且注意电势的大小与参考点的选取无关。(3)、ub?b??,a?a
沿着电场线的方向,电势越来越低。
5、布置作业。布置课后习题,要求学生课后独立完成。
高中物理必修1教案篇3
?向心加速度》高中物理必修二教案
一、教学目标
?知识与技能目标】
理解向心加速度的概念,会计算向心加速度,了解向心加速度公式推导。
?过程与方法目标】
通过对实例的讨论,认识匀速圆周运动的向心加速度指向圆心,提高综合分析能力;通过对向心加速度关系式的推导,提升逻辑思维能力。
?情感态度价值观目标】
通过结合数学方法推导得出结论这一过程的学习,提升思维能力和分析问题能力,培养探究问题的品质和严谨求学的科学态度。
二、教学重难点
?重点】
理解向心加速度,掌握向心加速度的公式。
?难点】
向心加速度公式推导。
三、教学过程
环节一:导入新课
?教师】复习匀速圆周运动,提问:匀速圆周运动的匀速指什么?
?学生】大小不变
?教师】指出匀速圆周运动,速度方向时刻改变,依据牛顿运动定律,必然有加速度。提问加速度是什么?具有什么性质,又如何计算?带着问题进入学习。
环节二:新课讲授
?教师】演示地球绕太阳的匀速圆周运动,分析受力;演示光滑平面,小球在细线作用下绕图钉做匀速圆周运动,分析受力。
?教师】通过例子,说明有力拉着物体做圆周运动,这个力产生了加速度,叫向心加速度,由牛顿第二定律知力的方向是加速度的方向,故向心加速度指向圆心。
?教师】向心加速度是一个矢量,方向指向圆心,大小如何计算。
板书设计:
向心加速度
方向
大小
推导
高中物理必修1教案篇4
教学目标
知识与技能
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.
4.会用牛顿第二定律的公式进行有关的计算.
过程与方法
1.通过对上节课实验结论的总结,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,体会大师的做法与勇气.
2.培养学生的概括能力和分析推理能力.
情感态度与价值观
1.渗透物理学研究方法的教育.
2.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.
3.通过牛顿第二定律的应用能深切感受到科学源于生活并服务于生活,激发学生学习物理的兴趣.
教学重难点
教学重点
牛顿第二定律的特点.
教学难点
1.牛顿第二定律的理解.
2.理解k=1时,f=ma.
教学工具
多媒体、板书
教学过程
一、牛顿第二定律
1.基本知识
(1)内容
物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比,跟它的质量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同.
(2)表达式
f=kma,f为物体所受的合外力,k是比例系数.
2.思考判断
(1)牛顿第一定律是牛顿第二定律在合外力为零时的特例.(×)
(2)我们用较小的力推一个很重的箱子,箱子不动,可见牛顿第二定律不适用于较小的力.(×)
(3)加速度的方向跟作用力的方向没必然联系.(×)
探究交流
如图所示的赛车,为什么它的质量比一般的小汽车质量小的多,而且还安装一个功率很大的发动机?
?提示】为了提高赛车的灵活性,由牛顿第二定律可知,要使物体有较大的加速度,需减小其质量或增大其所受到的作用力,赛车就是通过增加发动机动力,减小车身质量来增大启动、刹车时的加速度,从而提高赛车的机动灵活性的,这样有益于提高比赛成绩.
二、力的单位
1.基本知识
(1)国际单位
牛顿,简称牛,符号n.
(2)1n的定义
使质量为1 kg的物体产生1_m/s2的加速度的力叫1 n,即1 n=1 kg·m/s2.
(3)比例系数的意义
①在f=kma中,k的选取有一定的任意性.
②在国际单位制中k=1,牛顿第二定律的表达式为f=ma,式中f、m、a的单位分别为牛顿、千克、米每二次方秒.
2.思考判断
关于牛顿第二定律表达式f=kma中的比例系数k
(1)只要力f的单位取n就等于1.(×)
(2)在国际单位制中才等于1.(√)
(3)只要加速度单位用m/s2就等于1.(×)
探究交流
在一次讨论课上,甲说:“由a=Δt(Δv)可知物体的加速度a与Δv成正比,与Δt成反比”,乙说:“由a=m(f)知物体的加速度a与f成正比,与m成反比”.你认为哪一种说法是正确的?
?提示】 乙的说法正确.物体的加速度的大小是由物体所受合力的大小和物体的质量共同决定的,与速度的变化量及所用时间无关.其中a=Δt(Δv)定义了加速度的大小为速度变化量与所用时间的比值,而a=m(f)则揭示了加速度取决于物体所受合力与物体的质量.
三、牛顿第二定律的几个性质
?问题导思】
1.加速度的方向与合力的方向有什么关系?
2.作用在物体上的力发生变化时,加速度是否变化?
3.作用在物体上的各个分力也能产生加速度吗?
牛顿第二定律揭示了加速度与力和质量的定量关系,指明了加速度大小和方向的决定因素,对牛顿第二定律,还应从以下几个方面深刻理解.
是加速度的定义式,它给出了测量物体的加速度的方法,这是物理上用比值定义物理量的方法.
是加速度的决定式,它揭示了物体产生加速度的原因及影响物体加速度的因素.
例:如图所示,一辆有动力驱动的小车上有一水平放置的弹簧,其左端固定在小车上,右端与一小球相连,设在某一段时间内小球与小车相对静止且弹簧处于压缩状态,若忽略小球与小车间的摩擦力,则在此段时间内小车可能是( )
a.向右做加速运动 b.向右做减速运动
c.向左做加速运动 d.向左做减速运动
?审题指导】 解答该题注意应用以下程序
力和运动关系的定性分析
根据牛顿第二定律先由受力情况分析加速度,再由加速度与速度的关系分析运动性质,即同向加速运动,反向减速运动.
四、牛顿第二定律的简单应用
?问题导思】
1.如果物体受到力的作用,就一定有加速度吗?
2.求物体的加速度的方法有哪些?
3.应用牛顿第二定律解题的一般步骤是什么?
应用牛顿第二定律解题的方法一般有两种:矢量合成法和正交分解法.
1.矢量合成法:若物体只受两个力作用时,应用平行四边形定则求这两个力的合力,再由牛顿第二定律求出物体的加速度的大小及方向.加速度的方向就是物体所受合力的方向.反之,若知道加速度的方向也可应用平行四边形定则求物体所受的合力.
2.正交分解法:当物体受多个力作用时,常用正交分解法求物体的合外力.应用牛顿第二定律求加速度,在实际应用中常将受力分解,且将加速度所在的方向选为x轴或y轴,有时也可
例:质量为m的木块,以一定的初速度沿倾角为θ的斜面向上滑动,斜面静止不动,木块与斜面间的动摩擦因数为μ,如图所示.
(1)求向上滑动时木块的加速度的大小和方向.
(2)若此木块滑到最大高度后,能沿斜面下滑,求下滑时木块的加速度的大小和方向.
?审题指导】 解答本题时可按以下思路进行分析:
?解析】 (1)以木块为研究对象,因木块受到三个力的作用,故采用正交分解法求解,建立坐标系时,以加速度的方向为x轴的正方向.木块上滑时其受力分析如图甲所示,根据题意,加速度的方向沿斜面向下,将各个力沿斜面和垂直斜面方向正交分解.根据牛顿第二定律有
mgsinθ+f=ma,n-mgcosθ=0
高中物理必修1教案篇5
教学准备
教学目标
1、知识与技能
⑴体会伽利略的理想实验思想。
⑵理解牛顿第一定律的内容及意义;理解力和运动的关系。
⑶理解惯性的概念,知道质量是惯性大小的量度。
2、过程与方法
⑴通过回顾历史探究过程理解牛顿第一定律的形成过程。
⑵理解理想实验是科学研究的重要方法。
3、情感态度与价值观
⑴通过运动和力的关系的历史探究过程,使学生体会规律的形成都有一个从感性到理性、从低级到高级的产生、发展和演变的过程。
⑵通过理想斜面的教学,体会理想实验的魅力。
教学重难点
?重点】加深对牛顿第一定律和惯性的理解。
?难点】转变经验概念,明确惯性是物体的一种属性,任何物体都具有,牛顿定律是惯性现象的规律总结。
教学过程
(一)创设游戏,引入课题
撕纸游戏
猜一猜:
1、一张纸已剪成两截,但未完全剪断,如果迅速用力撕两边,纸会断成几截?
2、现在把纸剪成三截,但未完全剪断,如果迅速用力撕两边,纸会断成几截?
大家不要动手,先猜一猜。
3、如果在中间的纸下面夹一个夹子,然后迅速撕两边,纸会断成几截?
请大家想一想:为什么是这样一个结果呢?怎样解释我们的游戏呢?其实,在我们的游戏中还涉及到一个古老的话题──力和运动:用力撕纸,纸条断开运动起来。运动和力之间到底有什么关系呢?带着这些问题,我们一起来体验古人的探究过程,学习古人的探究方法,进一步理解论述运动和力关系的牛顿第一定律。
(二)回顾历史,探究定律
1、情景设问,经验猜想
在人类历史的长河中,运动和力如影随形,总是和人们的生活、生产密切相关。比如:马拉车则车前进,不再拉,前进的车会停下来;人象推车则车前进,不再推,前进的车会停下来;踢球,球沿草地向前滚动,不再踢,滚动的球会慢慢停下来。
思考:运动和力之间有什么关系呢?
最早提出这个问题并给出经验猜想的是古希腊学者亚里士多德。
他根据生活生产经验猜想:必须有力作用在物体上,物体才能运动;没有力的作用,物体就要静止在一个地方。运动需要力维持。
他的观点来自实际经验,还能用实际经验验证,所以被人们广泛接受,并维持了近两千年。
设问:我们现在知道,他的观点是错误的。那么他有贡献吗?
亚里士多德的贡献:开创了一个新的研究领域。
首先质疑并深入研究的是十六世纪的伽利略。他观察了球的滚动。
2、质疑假设,科学猜想
当球沿斜面向下滚动时,它的速度增大,而向上滚动时,速度减小。他由此猜想:当球沿水平面滚动时,它的速度应该不增不减。实际观察的结果是:沿水平面滚动的球越来越慢,最后停下来。
①现象:沿水平面滚动的球越来越慢,最后停下来。
按照亚里士多德的观点,球停下来是因为没有力的作用。伽利略恰恰从这一现象出发,对亚里士多德的观点提出质疑。
②质疑:滚动的球之所以停下来,真的是因为没有力的作用吗?
设问:球停下来的原因是什么呢?
在伽利略之前,人们还没有意识到摩擦力这种无形的力,伽利略是第一个意识到摩擦力的人。
他改变了水平面的粗糙程度,发现:水平面越光滑,球滚得越远。于是,他推断这是摩擦阻力作用的结果。
结论:滚动的球停下来,是摩擦阻力作用的结果。
③假设:若没有摩擦阻力,沿水平面滚动的球将怎样运动呢?
④猜想:若没有摩擦阻力,球将永远滚动下去。
过渡:伽利略设计了一个双斜面实验。
3、实验探究,得出结论
(1)双斜面实验
左斜面固定,右斜面倾角可变。实验中我们设定小球始终从左斜面定位卡处由静止释放。
①固定右斜面,改变小球所受的摩擦,观察小球上升的高度怎样变化。重复一次。
思考:
1、小球所受摩擦阻力的大小与小球上升的高度之间有什么关系?
2、摩擦阻力的大小与释放点到上升的点的高度差是什么关系?
3、如果没有摩擦,小球会上升到多高的地方?
②减小右斜面倾角,观察小球沿斜面运动的最远距离怎样变化。重复一次。
思考:
1、减小右斜面倾角,小球沿斜面运动的最远距离如何变化?
2、如果没有摩擦,减小右斜面倾角,沿斜面滚动的最远距离怎样变化?小球将上升到多高的地方?
③将右斜面放平,释放小球,观察小球的运动。
思考:
1、如果水平木板足够长,小球会停下来吗?
2、如果没有摩擦,水平木板足够长,小球将滚到哪里去呢?
过渡:现在通过动画来模拟没有摩擦阻力时小球的运动。我们为动画配了一段话剧。
(2)动画模拟
(老师扮演伽利略,学生扮演小球。)
伽利略:小球先生(小姐),如果没有摩擦,你会爬上什么高度呢?
小球:我会搭乘梦想的阶梯一步一步往上爬,直到爬上原来的高度。
伽利略;如果我减小右斜面的倾角,你还会爬到原来的高度吗?
小球:梦想有多高,我就可以爬多高,只是我要走的路程更长了。
伽利略:如果我继续减小右斜面的倾角呢?
小球:我心依旧,只是又多了一段山水之程。
伽利略:如果我把右斜面放平,你还会为了自己的梦想而前行吗?
小球:路漫漫其修远兮,吾将上下而求索。既然选择了高度,留给世界的便只能是背影。
播放周杰伦的《蜗牛》节选:我要一步一步往上爬/在点乘着叶片往前飞/小小的天留过的泪和汗/总有一天我有属于我的天
希望同学们像小球一样怀着梦想,沿着人生的轨道一步一步往前行!总有一天,你有属于你的天!
过渡:伽利略的双斜面实验是一个理想实验。
(3)理想实验的魅力:
实验(事实)+逻辑推理
通过可靠的实验事实,加上合理的逻辑推理,得出规律的一种方法。
理想实验的魅力:实验不能实现的地方,思维向前一步。
这种方法非常了不起!爱因斯坦是这样评价的:伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法是人类思想最伟大的成就之一,而且标志着物理学的真正开端。这个评价实事求是,从亚里士多德到伽利略,经历了2000多年,物理学徘徊不前;从伽利略到爱因斯坦,只经历300多年,物理学的大厦初步建立,大师辈出。这都得益于伽利略首创的实验研究方法。
过渡:通过双斜面理想实验,伽利略得出了结论。
(3)伽利略:若没有摩擦阻力,沿水平面滚动的球将永远滚动下去。运动不需要力维持。
回顾、思考:
①静止的车、足球为什么运动起来?
②运动的车、足球为什么会停下来?
③力和运动之间有什么关系?
力是改变物体运动状态的原因。
设问:运动状态是用什么物理量描述?
车由静止变为运动,受到了推、拉力;由运动变为静止,受到了摩擦阻力。足球由静止变为运动,受到了脚的力;由运动变为静止,受到了草地的摩擦阻力。
过渡:与伽利略同时代的法国科学家笛卡尔对他的观点进行了补充。
4、补充完善,形成定律
(1)笛卡尔的补充:除非物体受到力的作用,物体将永远保持其静止或运动状态,永远不会使自己沿曲线运动,而只保持在直线上运动。这应成为一个原理,它是人类整个自然观的基础。
笛卡尔补充了物体不受力时保持静止状态或匀速直线运动状态。
过渡:1642年,伽利略逝世,1643年牛顿在英国诞生。牛顿是人类历最伟大的科学家之一。主要贡献有发明了微积分,发现了万有引力定律和经典力学,设计并制造了第一架反射式望远镜等等。
牛顿在1687年出版的《自然哲学的数学原理》一书中提出了三条运动定律。牛顿把伽利略、笛卡尔的正确结论总结成为牛顿第一定律,它是牛顿物理学的基石。
(2)牛顿第一定律:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。
过渡:现在我们来理解定律。
(三)理解定律,了解惯性
思考:牛顿第一定律中论述的运动和力的关系是怎样的?
1、运动和力的关系:力是改变物体运动状态的原因。
物体不受力,保持匀速直线运动状态或静止状态;运动状态变化,物体一定受到力的作用。
思考:物体不受力时“总保持匀速直线运动状态或静止状态”,这能不能通过实验验证呢?
不能。由于不受力作用的物体是不存在的。许多阻力很小的现象可以帮助我们理解牛顿第一定律。
2、阻力很小的现象:冰壶
从视频可以看出,冰壶在一段时间内速度的大小和方向几乎不变,直到碰上另一个冰壶。
思考:定律中还论述了什么呢?
3、惯性:
①概念:物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质。
设问:一切物体都有惯性。做变速运动的物体有惯性吗?
当物体做变速运动时,由于惯性,物体会抵抗速度的改变,从而使速度的改变需要一段时间。比如汽车紧急刹车时不会立即停下来,而是继续向前滑行一段距离。
②一切物体有惯性,有抵抗运动状态变化的“本领”。
物体惯性大,“本领”大,运动状态难改变;物体惯性小,“本领”小,运动状态易改变。
思考并猜想:物体的惯性大小和什么因素有关?
游戏:用嘴吹书
提起书,用力气吹垂下的封面;用手提起封面,用力气吹垂下的书。
思考:你观察到了什么现象?这个现象能说明惯性和质量的关系吗?
③惯性与质量:质量是惯性大小的量度。
质量只有大小,没有方向,是标量。在国际单位制中,质量的单位是千克,单位符号为kg。
在初中质量定义为物体所含物质的多少;现在进一步从惯性的角度认识了质量;以后还要从物体间的引力认识质量。
过渡:现在,就可以解释撕纸游戏了。
(四)再设情景,规律应用
1、思考:怎样解释撕纸游戏?
有夹子,增大了中部的质量,增大了惯性。当迅速撕开两边时,中部仍保持静止状态,所以撕成三截。无夹子,中间纸条惯性很小,静止状态易改变。由于撕开纸条的力左右有差异,所以撕成两截。
过渡:了解了惯性的知识,我们还能用它判断是非。
2、美国空军ufo档案记载,1952.12.6黎明前,一架b29轰炸机在墨西哥湾上空训练时,一个很大的不明飞行物以4000km~15000km的时速靠近、经过、远离它。在目击描述中,不明飞行物能迅速增减速度,甚至还能骤然停止。
思考:1.如果没有特别的装置,ufo骤然停止时,外星人飞行员的命运是怎样的?
2、人们想象外星人持有惯性消除器,用来消除自身的惯性,以便应对速度的迅速变化,你怎么看?
我们利用惯性的知识发现了ufo档案记载中的疑点。希望大家在遇到问题时利用所学知识,冷静分析。
(五)课堂总结,课外探究
1、了解了运动和力关系的探究过程。
在探究过程中,亚里士多德是开拓者。伽利略首创了理想实验方法;笛卡尔补充了伽利略的观点;牛顿提出了惯性、力、惯性参考系的概念。
2、体会了理想实验的魅力:实验(事实)+逻辑推理
3、深入理解了牛顿第一定律,知道了质量是惯性大小的量度。
4、后来爱因斯坦等科学家又进一步发展了牛顿第一定律。没有哪一个定律是终极真理,物理学的大厦永不封顶,还等待你们为它添砖加瓦!
课外探究:有人说刘谦的螺丝魔术了牛顿第一定律:不给螺帽力的作用,螺帽也能运动起来。你怎么看?请在百度中搜索“刘谦螺丝魔术揭秘”,弄清刘谦螺丝魔术的原理。
效果分析:
因为本节内容在初中已有接触,所以在本节课的设计中,我想能不能让学生通过对本课的预习和课外查阅资料,由学生参与互动,最后老师以总结者的身份来点评和补充效果好。
特别是实验、视频、小品的使用,激发了学生兴趣,促进了教学。
关于力和运动关系的发展过程是很好的物理学史的教材,如何让学生在一堂课中体验这种物理规律形成过程是我们所要思考的。