资源简介 《1.5牛顿第三定律》教学设计 【教学内容】 第一单元第5节第3课时:“牛顿第三定律”。 【教学目标】 知识与技能:理解牛顿第三定律,会运用牛顿第三定律分析求解有关实际问题。 过程与方法:通过由物体间力的作用是相互的到牛顿第三定律的得出,使学生体验知识源于生活,实验体现知识,领悟做好实验是学好物理的重要方法。 情感态度价值观:培养学生理论联系实际的习惯,通过运用牛顿第三定律成功解释生产生活中的困惑与问题,获得学习的愉悦感和成就感,激发学习物理的兴趣。 【教学重点】 牛顿第三定律的理解与运用。 【教学难点】 一对作用力、反作用力与一对平衡力的区别。 【教具准备】 两把同型号的弹簧秤、一辆玩具汽车、一块三合板、两块海绵、一对指南针等。 【教学过程】 ◆创设情境──引出课题 1.回顾复习初中所学内容:物体间力的作用是相互的。 2.现场感受物体间力的作用是相互的: (1)感受:用右手拍打左手,左手有什么感觉,右手又有什么感觉? (2)交流评价:两只手都感到疼痛感,这说明,右手拍打左手时,右手对左手有力的作用,同时左手对右手也有力的作用。 今天我们就来学习发生在相互作用的两个物体间这一对力的关系──牛顿第三定律。 ◆合作探究──新课学习 一、作用力与反作用力 1.认识作用力和反作用力:列举物体间力的作用实例,引导学生分析讨论。 物体间力的作用总是相互的,比如放在水平桌面的书本,对桌面施加压力,桌面同时对书本施加支持力;磁铁吸引铁块的同时,铁块也吸引磁铁。如果我们把甲物体对乙物体的力称为作用力,则乙物体对甲物体的作用力称之为甲对乙的力的反作用力,反之亦然。 2.探究作用力与反作用力方向间的关系 (1)演示1:将两块相同大小与形状的海绵相互挤压,两块海绵都发生了形变。 结论:弹力作用是相互的,A对B的弹力与B对A的弹力似乎是相等的,弹力是同时产生、变化、消失的。由弹力的方向可知,这一对弹力方向相反,作用在同一条直线上。 (2)演示2:一个指南针绕另一个指南针转动,总是异名磁极相对。 结论:磁力作用是相互的,不直接接触的物体间存在相互作用,A对B的磁力与B对A的磁力方向共线。 (3)演示3:三合板下放一些圆柱体,玩具小车放在三合板上向前运动,与之接触的三合板向后运动 结论:摩擦力的作用是相互的,A对B的摩擦力与B对A的摩擦力方向相反,在同一条直线上。 (4)小结:大量的观察与实验表明,两个物体间的作用总是相互的(相互性),作用力与反作用力总是相互依存,同时存在(同时性)。 (5)问题讨论:在生活中你还能举出哪些物体间存在相互作用的例子呢? 如用脚踢足球、用橡皮擦纸上的字、划船、杯子落到地上、人走路、举重等(生活中所有涉及到力的现象都是相互的)。 3.交流评价: 物体间的作用力和反作用力总是同时产生、同时消失,方向相反,作用在同一条直线上。 4.探究作用力与反作用力的大小关系 (1)实验探究 a.一小女生与一大男生手指相钩,女同学不动,男同学用力,感受作用力与反作用力; b.两弹簧秤相钩,男同学用力,测出不同的拉力及对应的反作用力:总是大小相等; c.两弹簧秤相钩,女同学用力,测出不同的拉力及对应的反作用力:总是大小相等; 得出结论: 两同学手指间的作用力与反作用力大小相等。 (2)用现代科技手段研究辆汽车间相互牵拉式的作用力和反作用力:图中的蓝色、红色图象分别是汽车拉对方的力──作用力与反作用力,有图像可看出作用力多大,反作用力多大。即:辆汽车间的作用力和反作用力总是大小相等。 5.交流评价: 物体间作用力与反作用力“总是”等大、反向、共线。 6.对物体间的作用力与反作用力的再研究 (1)问题讨论 问题1:发射升空时火箭所受重力的反作用力怎样? 问题2:放在桌子上的书本所受支持力的反作用力怎样? 问题3:皮带运输机将货物从底端运送到顶端,货物所受的摩擦力的反作用力怎样? 问题4:上述三个问题中所说的力消失,它的反作用力还在吗? (2)评价小结:物体间的作用力与反作用力总是同一性质的力,它们总是同时产生同时消失。 二、牛顿第三定律 1.内容: 两个物体间的作用力与反作用力总是大小相等,方向相反,作用在一条直线上。 若用公式表示,是:。其中的F表示一个力,表示力F的反作用力,等号表示两者大小相等,“-”号表示两者方向相反。 2.运用牛顿第三定律分析实际问题。 a.组织学生分析讨论课本第40页“物理与生活”中的问题。 b.观看视频,思考问题:轮船、汽车、直升飞机等如何获得动力的? 三、作用力、反作用力与一对平衡力的区别 1.引导学生分析归纳: (1)作用力与反作用力分别作用在两个物体上,而一对平衡力作用在同一物体上; (2)作用力与反作用力一定是同一性质的力,而一对平衡力不一定是同一性质的力; (3)作用力与反作用力一定是同时产生同时消失同时变化,而一对平衡力不一定同时产生同时消失同时变化,其中的一个力的产生、消失、变化与另一个力无关。 (2)问题讨论: 问题1:静止吊灯共受到几个力的作用,这些力的反作用力怎样?重力与灯对电线的拉力有什么关系? 问题2:以卵击石,石头没有损伤而鸡蛋破了,这是因为石头对鸡蛋的作用力大于鸡蛋对石头的作用力吗? 问题3:马拉车而车没有被拉动,这是因为马拉力的力小于车拉马的力,这种说法对吗?马拉车,车前进,为什么马不后退呢? ◆案例研究──巩固所学 1.案例研究 例1 课本第40页“例题2”。 2.课堂练习:课本第41页“巩固与练习”11、13。 3.归纳小结:(见板书设计) 【布置作业】 1.复习课文并书面完成课本第41页“巩固与练习”12。 2.撰写小论文《牛顿与牛顿定律》。 【板书设计】作用力与反作用力 一对平衡力大小关系方向关系性质关系变化关系同体异体《1.5牛顿第一定律》教学设计 【教学内容】 第一单元第5节第1课时:“伽利略的理想实验”“牛顿第一定律”。 【教学目标】 知识与技能:了解伽利略的理想斜面实验及历史意义;理解牛顿第一定律的内容及意义;理解惯性,知道日常生活中由于惯性而产生的简单现象,会解释日常生活中的惯性现象。 过程与方法:培养学生严谨的逻辑推理能力;通过对大量实例的分析,培养学生的归纳、综合能力。引导学生善于思考、善于总结,把物理与实际生活紧密结合,动手动脑学物理。 情感态度价值观:体会科学研究过程的艰难,领悟实验加推理的科学研究方法。 【教学重点】 牛顿第一定律。 【教学难点】 伽利略理想斜面实验、惯性。 【教具准备】 理想斜面实验器、气垫导轨,视频资料等。 【教学过程】 ◆创设情景、新课引入 1.图片展示:引导学生看两张来自生活的图片(多媒体投影),提出问题。 (1)警察叫司机系安全带,为什么? (2)亚洲飞人柯受良驾车飞越黄河,他凭什么有这种胆识去飞越气势磅礴的黄河呢? 2.演示:一个惯性现象的小实验──用棒敲打叠放的象棋子,被击棋子飞出,其他棋子不动。 3.视频展示:空间站中的生活──通过生活中的一些现象引起学生探求物理知识的兴趣,同时为惯性的学习打下伏笔。 ◆合作探究──新课教学 一、亚里士多德的观点 1.实验演示:用手推车,车前进,停止用力,车停止。 (1)提出问题:生活中还有哪些类似此类的现象? (2)交流评价:可能有,如静止的自行车用力踩脚踏板才开始运动,如没有对车继续用力,它最终会停下来。静止的秋千用力时,它会摆动起来。停止用力时,它会最终停下来。等等。 2.历史的回顾──“巨人们”的探索与研究: (1)亚里士多德的观点:力是维持物体运动的原因。 (2)提出问题:你认为这个观点有什么问题? (3)交流评价:(在学生提出的观点后,对其暂不评价) 亚里士多德的观点一直维持和统治人们的思想近两千年,直到三百年前,年轻的伽利略才发现这一观点与事实不符,提出了“力不是维持物体运动的原因,物体运动不需要力。”的观点,并运用科学实验研究证实自己的观点。 在当时,亚里士多德是人们心目中的圣贤,他的言论被教会及人们奉为金科玉律。当年伽利略是在教会的迫害及守旧势力的责难中进行科学研究的。 亚里士多德是古希腊的思想家哲学家,他在思想及哲学领域的研究是成功的,不愧是伟大的思想家。在自然科学方面,也提出了很多观点,但他的观点多是经验加猜测,他没有运用科学实验的方法来探究证实自己观点的真伪。 二、伽利略的研究 1.伽利略的观点:物体运动不需要力 (1)讲述:爱因斯坦曾把一代一代科学家探索自然奥秘的努力,比作福尔摩斯侦探小说中破案过程,有时候明显可见的线索却把人们引向错误的判断。也就是说,光凭经验来做判断常常是靠不住的,在探索运动原因的“侦探小说”里,亚里士多德正是由于凭借生活中“明显”的线索引出了错误判断。 (2)现在假设你是伽利略,你会寻找怎样的“侦察”方法去推翻这维持两千年的“错案”?引起亚里士多德错误观点的“罪魁祸首”是什么呢? (3)引导学生讨论: 教师提示:亚里士多德的观点之所以被人们接受,除了人们对圣贤的崇拜以外,也与人们的认识水平有关,比如在水平地面被踢后离开脚的足球,不再受脚踢它的力(使它运动的力)作用,并没有立刻停下来,而是一段时间后停了下来,如果想到这一点,人们当时就会发现不受力的物体可以运动;再看看,离开脚以后继续滚动的足球,在运动的方向上到底受没受力? (4)以水平地面被脚踢出的足球的继续运动为例,说明引起亚里士多德错误观点的“罪魁祸首”是摩擦力。足球最终停下,不是没有受外力,而是受了摩擦力才停的,如没有摩擦力,会永远运动下去不停,看来物体运动是不需力的。 2.介绍伽利略创造的“侦察”方法──理想斜面(运动物体不受摩擦力的斜面) 让一个小球沿斜面的顶端滚下,接着滚上对接的另一斜面,如果斜面对小球没有摩擦力小球将到达和原来同样的高度;如果减小对接斜面的倾斜程度,小球仍将到达同样的高度,但运动的路程将更长些。如果不断减小对接斜面的倾斜程度,小球经过的路程将更长;如果将对接斜面变成水平,照此推理,既没有使小球加速的因素,也没有使小球减速的因素,小球将以恒定的速度继续滚动下去。 伽利略运用他的理想斜面推出小球运动的路程将随对接斜面倾角的变小而增大,最后合理外推到对接斜面水平,不再有使小球加速、减速的因素影响小球的运动,小球将以恒定速度一直运动下去。 这种由实验结论合理外推得出新结论的方法,科学研究上称为“合理外推”。 3.笛卡尔的研究──对伽利略研究结果的补充 (1)笛卡尔的观点:如果没有其他原因,运动的物体将持续以同样的速度沿着一条直线运动,既不会停下来,也不会偏离原来的方向。 (2)交流与评价:通过对伽利略研究过程的回顾,可以看出科学的研究并非一帆风顺,往往需要不畏世俗不畏圣贤的勇气,需要敏锐的洞察力和独辟蹊径的研究思路与方法;科学研究的成功,也不是一个人的功劳,往往需要几代人的不懈努力;科学研究不是一蹴而就,而是不断发展不断完善的。 4.超越伽利略 (1)演示实验:气垫导轨上物体近匀速的运动 (2)视频播放:目前的一项体育项目──冰壶球运动,由于球运动过程阻力很小,能以几乎不变的速度前进。 三、牛顿第一定律 1.牛顿的研究:牛顿对伽利略、笛卡尔等前辈研究结果的继承与总结。 2.牛顿第一定律 (1)内容:一切物体总保持匀速直线运动状态或静上状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。 (2)对运动状态及运动状态改变的讨论 运动状态:物体运动的速度。 运动状态的改变:就是运动速度的改变,包括以下情况:物体由静止到运动或由运动到静止,由运动慢到运动快或由运动慢到运动快,物体运动速度方向(运动方向)的变化,运动速度大小及方向同时改变。 (3)对物体为什么“总保持匀速直线运动状态或静止状态”的讨论。 物体本身具有这样的性质,物理学上称为惯性。 (4)对惯性的讨论 惯性:物体保持匀速直线运动或静止状态的性质,即物体保持自己已有的运动状态不想改变的性质。这是任何物体本身具有的性质,它的大小只取决于物体的质量,与其它因素无关,通过改变物体的质量,可以改变物体的惯性。 (5)对定律的理解:牛顿第一定律揭示了两个方面的道理,一是任何物体都具有惯性;二是力使改变物体运动状态(速度)的原因,根据从加速度的定义可知,这一点也可以叙述为:力是使物体产生加速度的原因。 四、力与运动的关系 交流评价:力不是维持运动速度不变的原因,是改变运动速度的原因。从伽利略到牛顿,人类才成功解决了力与运动的关系问题。 ◆案例探究──巩固新课 1.案例:讨论下列问题: (1)是不是说只有匀速直线运动或静止的物体才有惯性呢?变速运动的物体有没有惯性? (2)液体、气体有没有惯性? (3)惯性有大小吗?若有,与什么有关? (4)被踢出的冰块,在摩擦力可以忽略的冰面上匀速滑动,冰块不受向前的作用力,为什么向前运动? (5)对客车启动、制动时乘客的反应作出解释。 2.小结归纳:(见板书设计) 【作业布置】 1.复习课文,完成小论文《伽利略的理想斜面实验》。 2.书面完成课本第41页“复习与巩固”1、3、4。 3.预习《牛顿第二定律》 【板书设计】 附:牛顿简介 牛顿(Isaac Newton,1643~1727)伟大的物理学家、天文学家和数学家,经典力学体系的奠基人。 牛顿1643年1月4日(1642年12月25日)诞生于英格兰东部小镇乌尔斯索普一个自耕农家庭。出生前八九个月父死于肺炎。自小瘦弱,孤僻而倔强。3岁时母亲改嫁,由外祖母抚养。11岁时继父去世,母亲又带3个弟妹回家务农。在不幸的家庭生活中,牛顿小学时成绩较差,“除设计机械外没显出才华”。 牛顿自小热爱自然,喜欢动脑动手。8岁时积攒零钱买了锤、锯来做手工,他特别喜欢刻制日晷,利用圆盘上小棍的投影显示时刻。传说他家里墙角、窗台上到处都有他刻画的日晷,他还做了一个日晷放在村中央,被人称为“牛顿钟”,一直用到牛顿死后好几年。他还做过带踏板的自行车;用小木桶做过滴漏水钟;放过自做的带小灯笼的风筝(人们以为是彗星出现);用小老鼠当动力做了一架磨坊的模型,等等。他观察自然最生动的例子是15岁时做的第一次实验:为了计算风力和风速,他选择狂风时做顺风跳跃和逆风跳跃,再量出两次跳跃的距离差。牛顿在格兰瑟姆中学读书时,曾寄住在格兰瑟姆镇克拉克药店,这里更培养了他的科学实验习惯,因为当时的药店就是一所化学实验室。牛顿在自己的笔记中,将自然现象分类整理,包括颜色调配、时钟、天文、几何问题等等。这些灵活的学习方法,都为他后来的创造打下了良好基础。 牛顿曾因家贫停学务农,在这段时间里,他利用一切时间自学。放羊、购物、农闲时,他都手不释卷,甚至羊吃了别人庄稼,他也不知道。他舅父是一个神父,有一次发现牛顿看的是数学,便支持他继续上学。1661年6月考入剑桥大学三一学院。作为领取补助金的“减费生”,他必须担负侍候某些富家子弟的任务。三一学院的巴罗(Isaac Barrow,1630~1677)教授是当时改革教育方式主持自然科学新讲座(卢卡斯讲座)的第一任教授,被称为“欧洲最优秀的学者”,对牛顿特别垂青,引导他读了许多前人的优秀著作。1664年牛顿经考试被选为巴罗的助手,1665年大学毕业。 在1665~1666年,伦敦流行鼠疫的两年间,牛顿回到家乡。这两年牛顿才华横溢,作出了多项发明。1667年重返剑桥大学,1668年7月获硕士学位。1669年巴罗推荐26岁的牛顿继任卢卡斯讲座教授,1672年成为皇家学会会员,1703年成为皇家学会终身会长。1699年就任造币局局长,1701年他辞去剑桥大学工作,因改革币制有功,1705年被封为爵士。1727年牛顿逝世于肯辛顿,遗体葬于威斯敏斯特教堂。 牛顿的伟大成就与他的刻苦和勤奋是分不开的。他的助手H.牛顿说过,“他很少在两、三点前睡觉,有时一直工作到五、六点。春天和秋天经常五、六个星期住在实验室,直到完成实验。”他有一种长期坚持不懈集中精力透彻解决某一问题的习惯。他回答人们关于他洞察事物有何诀窍时说:“不断地沉思”。这正是他的主要特点。对此有许多故事流传:他年幼时,曾一面牵牛上山,一面看书,到家后才发觉手里只有一根绳;看书时定时煮鸡蛋,结果将表和鸡蛋一齐煮在锅里;有一次,他请朋友到家中吃饭,自己却在实验室废寝忘食地工作,再三催促仍不出来,当朋友把一只鸡吃完,留下一堆骨头在盘中走了以后,牛顿才想起这事,可他看到盘中的骨头后又恍然大悟地说:“我还以为没有吃饭,原来我早已吃过了”。 牛顿的成就,恩格斯在《英国状况十八世纪》中概括得最为完整:“牛顿由于发明了万有引力定律而创立了科学的天文学,由于进行了光的分解而创立了科学的光学,由于创立了二项式定理和无限理论而创立了科学的数学,由于认识了力的本性而创立了科学的力学”。《1.5牛顿第二定律》教学设计 【教学内容】 第一单元第5节第2课时:“牛顿第二定律”。 【教学目标】 知识与技能:掌握牛顿第二定律,理解国际单位制中力学的基本量和基本单位,能用牛顿第二定律的公式进行简单的计算;了解牛顿第二定律的瞬时性、因果性、矢量性等。 过程与方法:通过牛顿第二定律及其数学表达式的探究过程,体会控制变量法及数学方法在物理研究中的作用。 情感态度价值观:通过推理过程培养学生实事求是,严谨细致的科学态度,培养学生的探究意识及合作意识。 【教学重点】 牛顿第二定律的公式。 【教学难点】 牛顿第二定律的理解及运用。 【教具准备】 PPT课件等。 【教学过程】 ◆创设情景──引入课题 1.回顾牛顿第一定律的内容,讨论问题:怎样让物体产生加速度?加速度的大小与方向与哪些因素有关系? 2.交流评价,得出结论: 加速度的大小与力的大小、物体质量大小有关系;加速度的方向与力的方向有关系。 ◆合作探究──新课学习 一、加速度与力的关系 1.联系“力是产生加速度的原因”及生产生活实例猜测加速度与力的关系:在物体质量一定时,作用在物体上的力越大,产生的加速度越大。 2.科学家的实验研究得出的结论: 在质量相同的情况下,物体运动的加速度,与作用在物体上的力成正比。这一结论可用数学公式表示为 或 公式的意思是:保持质量不变时,加速度是力的正比例函数。 3.案例研究 例1 质量为2kg的物体,从0时刻到10s末,受到100N的力,10s末到20s末力的大小变成了150N,则物体9s末的加速度大小与15s末的加速度大小之比为多少? 解析:由题意可知,运动中物体质量不变,9s末、15s末所受的力大小分别为100N和150N,则两时刻加速度的大小之比为:。 二、加速度和质量的关系 1.联系惯性的概念及生产生活实例猜测加速度与力的关系: 一定大小的力作用在质量不同的物体上,产生不同大小的加速度,物体质量越大,产生的加速度越小;物体质量越小产生的加速度越大。 2.科学家的实验探究结论: 在作用力相同时,物体的加速度与它的质量成反比。这一结论可用公式表示为: 或 在力保持不变的情况下,物体的加速度是质量的反比例函数。 3.案例研究 例2 用同样大小的力先后作用在质量分别为4kg的物体A和质量为8kg的物体B上,则两物体运动的加速度的大小之比是多少? 解析:由于两物体所受力的大小相同,由公式可得:。 三、牛顿第二定律 1.研究加速度的方向与力的方向的关系:以匀加速、匀减速直线运动为例进行讨论,得出结论: 加速度的方向与引起加速度的力的方向相同。也就是说,加速度的方向是由力的方向决定的。 2.综合研究加速度大小与力的大小、物体质量的关系: 物体的加速度与力的大小成正比,与它的质量成反比。这一结论可用公式表示为: 或者,也可写成等式: 3.对公式的讨论: (1)公式中k的取值: 与力、加速度、质量的单位有关。若力的单位取N、加速度单位取m/s2,质量的单位取kg,k的取值为1,此时公式为: (2)力的单位牛顿(N)的意义: 使质量为1kg的物体产生1m/s2的加速度,所需的力就是1N。 (2)物体在几个共点力共同作用下的加速度: 若物体同时受到几个共点力的作用,公式中的F应是几个力的合力。 4.牛顿第二定律: (1)内容:物体的加速度,与物体所受的合外力成正比,与物体的质量成反比,加速度的方向与合外力的方向相同。用公式表示就是:。 (2)讨论:合力的大小与物体的质量共同决定加速度的大小,合力的方向决定加速度的方向,牛顿第二定律反映的是加速度与力的因果关系、矢量关系。 公式中的合力与加速度对应同一时刻,牛顿第二定律反映的是加速度与力的瞬时关系,某时刻合力变化加速度随之变化,物体受力的同时产生加速度,合力消失加速度同时消失。 (3)牛顿第二定律建立的历史意义: 彻底解决了力与运动的关系,是经典物理学力学的核心规律,以此为支柱建立起了经典力学体系。 (4)运用牛顿第二定律求解问题: 主要有两类问题,一是已知受力情况:先求出物体所受外力的合力,再运用牛顿第二定律求出加速度,最后再运用运动学公式求出描述运动的物理量;二是根据物体运动中运动量的变化,运用运动学公式求出物体的加速度,再运用牛顿第二定律求出合力,最后根据物体的受力情况运用力的合成与分解的方法求出物体所受外力中的未知力。 5.案例研究 例3 课本第38页:“例题1”。 四、力学单位制 1.学生阅读课本第38页课文“力学单位制”,思考讨论问题: (1)物理量的单位是怎样得来的? 人为规定、运用物理公式计算导出。 (2)什么是基本单位?什么是导出单位? 人为规定的单位(只有几个)。运用物理公式计算推导出的单位。 (3)单位制是怎样组成的? 由基本单位和导出单位组成。 (4)在力学单位制中,人为规定了单位的几个物理量(基本量)是哪些?规定的单位(基本单位)分别是什么? 2.交流评价: 在力学单位制中,选定长度、时间、质量为基本量,规定他们的单位分别为(米)m、(千克)kg、(秒)s,组成了力学单位制的国际单位制。 3.国际单位制(SI)的意义: 国际通用,有助于国际科技交流。 ◆课堂练习──巩固所学 分组练习课本第42页“复习与巩固”5、6、8。 【布置作业】 1.复习课文并书面完成:课本第42页“复习与巩固”7、9、10。 2.预习“牛顿第三定律” 【板书设计】 展开更多...... 收起↑ 资源列表 1.5.1 牛顿第一定律.docx 1.5.2 牛顿第二定律.docx 1.5.3 牛顿第三定律.docx