资源简介

第3节　探究物体不受力时怎样运动
教学目标
【知识与技能】
1．通过实验探究，理解运动和力的关系．
2．理解物体的惯性，并能用惯性知识解释有关现象．
3．了解生产、生活中人们利用惯性和防止惯性的方法．
【过程与方法】
1．经历“探究物体不受力时怎样运动”的过程，认识伽利略“理想实验”的科学方法，进一步培养学生科学探究的能力．
2．通过实验和观察活动，体验一切物体都有惯性．
【情感、态度与价值观】
1．通过探究物体不受力时怎样运动，形成实事求是、不迷信权威、尊重自然规律的科学态度．
2．通过学习惯性的应用，感受到科学就在身边．
重点难点
【重点】
1．牛顿第一定律的建立过程、内容和意义．
2．认识任何物体在任何运动状态下都具有惯性．
3．解释日常生活中简单的惯性现象．
【难点】
1．牛顿第一定律的表述．
2．正确解释惯性现象．
3．惯性与惯性定律的区别．
教学过程
知识点一　探究运动和力的关系
【自主学习】
阅读课本P49－51，完成以下问题：
1．牛顿第一定律的内容：一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持匀速直线运动状态或静止状态．
2．牛顿第一定律表明：力不是维持物体运动状态的原因，而是改变物体运动状态的原因．
3．牛顿第一定律所描述的是一种理想情况，因为自然界中不受外力的物体不存在．但是很多情况下物体等效于不受力，故牛顿第一运动定律应用广泛，是力学的基本定律之一．
【合作探究】
活动一　探究运动和力的关系
两种对立的观点
古希腊学着亚里士多德认为：如果一个物体持续运动，就必须对它施力，若果这个力撤去，物体就会停止运动．
伽利略认为：物体的运动不需要力来维持，物体之所以会停下来是因为受到了摩擦力的作用．
1．实验目的：探究物体的运动是否需要力维持．
2．实验思路：以小车为例，尽量减小力对小车运动的影响，看小车运动的情况．
3．实验所需器材有哪些？
答：木板、小车、纸板、毛巾、斜面、玻璃．
4．实验步骤：
(1)如图甲所示，让小车从斜面某一高度处运动到铺有毛巾的水平木板上，观测它运动的距离．
(2)如图乙所示，让小车从斜面同一高度处运动到用纸板铺垫的水平木板上，观测它运动的距离．
(3)如图丙所示，让小车从斜面同一高度处运动到用玻璃板铺垫的水平木板上，观测它运动的距离．
甲　水平木板上铺毛巾
乙　水平木板上铺纸板
丙　水平木板上铺玻璃
5．实验记录表格
接触面 摩擦力大小 小车运动距离
毛巾 大 短
纸板 较大 较长
玻璃 小 长
6．分析上述实验结果，可以得出结论：
答：水平面越光滑，小车受到的摩擦力越小，小车的速度减小得越慢，小车运动的距离就越长．假如水平面对小车完全没有摩擦，小车将以恒定的速度运动下去．
知识拓展　理想实验
实际上，完全没有摩擦是做不到的．此次实验设想完全没有摩擦是一种理想化的推理方法，物理学中叫做“理想实验”．
演示　牛顿第一定律探索历程
1．伽利略在实验的基础上，经过推理后认为：物体的运动并不需要力来维持．运动的物体会停下来，是因为什么？
答：它受到了摩擦阻力．
2．英国科学家牛顿总结了前任的研究成果，进一步推理、概括出牛顿第一定律的内容是什么？
答：一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持匀速直线运动状态或静止状态．
3．牛顿第一定律有什么意义？
答：牛顿第一定律表明，力不是维持物体运动的原因．一切物体如果不受力，都能保持匀速直线运动状态或静止状态不变．虽然它是一种理想状态，但是很多情形下物体所受外力互相抵消，可等效为不受力．因此牛顿第一运动定律有着广泛的应用，是力学基本定律之一．
【教师点拨】
对牛顿第一定律的解读：
(1)“牛顿第一定律”表达的是物体不受力时的运动规律．
(2)物体的运动不需力来维持．
(3)力是改变物体运动状态的原因．
(4)牛顿第一定律不是实验定律，是在大量经验事实的基础上推理概括出来的．
【跟进训练】
1．关于力和运动的关系，下列说法正确的是(　B　)
A．物体受力才会运动
B．力使物体的运动状态发生改变
C．停止用力，运动的物体就会停止
D．力是使物体保持静止或匀速直线运动状态的原因
2．(多选)关于牛顿第一定律的下列说法中，正确的是(　BCD　)
A．牛顿第一定律是实验定律
B．牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因
C．牛顿第一定律中“一切物体”是指宇宙中的所有物体，不论物体是固体、液体还是气体
D．物体的运动不需要力来维持
知识点二　惯性
【自主学习】
阅读课本P52，完成以下问题：
1．物理学中，把物体保持静止或匀速直线运动状态的性质叫做惯性．牛顿第一定律又叫惯性定律．
2．惯性是一切物体的固有属性：一切物体不管它是否受力，也不管它是否运动和怎样运动，都具有惯性．
【合作探究】
活动二　做两个惯性小实验
1．硬币实验
在玻璃杯上放一张塑料片，塑料片上放一枚硬币，然后用手指把塑料片迅速弹出去(如图所示)．塑料片被弹出去时，硬币也会一起飞出去吗？为什么？
答：原来硬币与塑料片是静止的，塑料片飞出去后，硬币由于惯性将保持原来的静止状态，但是硬币下面是空的，所以落入水中．
2．小车实验
如图所示，小车A上放置一个带轮的木块B.先使带轮木块与小车一起向右运动，当小车A被挡板C制动时，小车上的木块B的运动情况会发生什么变化？为什么？
答：原来木块B与小车A是一起运动的，小车A突然被C制动，木块B由于惯性将保持原来的运动状态，所以木块B将向右运动，如果B没有轮子，因为摩擦力的缘故将可能向右倾倒．
3．这两个实验说明了什么？
答：说明了一切物体都具有惯性．惯性是物体的一种普遍属性，跟它是否受力的作用以及怎样运动等都无关．
【教师点拨】
1．惯性是一切物体的固有属性，惯性不是力．因此在说惯性时，只能说物体具有惯性或由于惯性，而不能说“受到惯性作用”或“惯性力”等．
2．物体的惯性只与物体的质量有关，物体的质量越大，惯性越大；物体的质量越小，惯性越小，质量是物体惯性的量度．
【跟进训练】
下列关于惯性的说法正确的是(　D　)
A．静止在草坪上的足球没有惯性
B．高速公路汽车限速是为了安全，因为速度越大惯性越大
C．百米赛跑的运动员撞线后还要跑出去一段距离，是由于受到惯性的作用
D．歼击机投入战斗前要抛掉副油箱，这是为了减小惯性增强歼击机的灵活性
知识点三　生活中的惯性现象
【自主学习】
阅读课本P52－53，完成以下问题：
生活中，惯性时刻伴随着我们，需要利用惯性的实例有：投篮、掷铅球、跳远、紧固斧头等；防止惯性带来的危害的实例有：雨雪天气车辆减速慢行、系安全带、跑步运动员冲刺到终点后继续小跑缓冲等．
【合作探究】
演示　汽车起动、刹车中的惯性
1．汽车突然启动时为什么人会向后仰？
答：当汽车从停止状态启动时，人的脚底由于摩擦而随之向前运动，人的上身由于惯性，仍保持原来的静止状态，所以加速时，人会后仰．
2．汽车突然刹车时为什么人会向前倾？
答：当汽车刹车时，人的脚底由于摩擦而随之静止，人的上身由于惯性，会保持继续向前运动的状态，所以汽车突然刹车时，人会向前倾．
【教师点拨】
解答惯性现象的思路与方法是怎样的？
(1)明确研究对象，并知道它原来处于什么运动状态．(2)该物体哪个部分受到力的作用，改变了原来的运动状态．(3)分析该物体由于惯性仍保持原来的运动状态，出现了怎样的现象．
【跟进训练】
1．下列事例中，属于惯性造成危害的是(　B　)
A．拍打被子去掉灰尘
B．乘客在紧急刹车时摔倒
C．运动员采用助跑跳得更远
D．投出去的篮球飞向篮筐
2．火车在平直轨道上匀速前进，在密闭没有空气流动的车厢内点燃一支香，则车里乘客看到香所冒出的烟的运动情况是(　C　)
A．一边上升一边向前飘
B．一边上升一边向后飘
C．只是上升，不向任何一边飘
D．无法确定
课堂小结
1．阻力对运动物体的影响：平面越光滑，物体受到阻力越小，速度减小得越慢，运动的距离越远．
2．牛顿第一定律：一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持匀速直线运动状态或静止状态．
3．任何物体在任何情况下都具有惯性，惯性是物体固有的属性，是一种性质；而惯性定律则是一种运动规律．
4．有关惯性现象的一般解题思路：
(1)交代研究对象原状态．
(2)物理过程(突然发生的情况)．
(3)研究对象由于惯性要保持原来的状态而产生的结果．
练习设计
完成本课对应训练．
温馨提示：实验视频见课件．

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