1、7.3探究物体不受力时怎样运动教学目标【知识与技能】1.认识牛顿第一定律。2.知道什么是惯性。3.用惯性解释自然界和生活中的有关现象。【过程与方法】1.通过实验和推理探究物体不受力时怎样运动,体会伽利略“理想实验”的科学方法。2.通过实验和观察活动,理解一切物体都具有惯性。【情感态度价值观】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,感受到科学就在我们身边。教学重难点【教学重点】“理想实验法”、牛顿第一定律、惯性。【教学难点】牛顿第一定律及对其内涵的理解。教学过程一、新课导入航天员在“太空行走”时,航天员和飞船之间总是用一条“绳子
2、”相连。你知道这条“绳子”有什么作用吗?二、教学步骤探究点1探究运动和力的关系阅读课本P4951“探究运动和力的关系”思考轻推木块在桌面上向前运动,撤掉推力,木块立即停止,这是什么原因呢?提示木块在水平方向上不再受到推力的作用,但木块受到与运动方向相反的摩擦力作用。思考如果减小摩擦力,情况会怎样呢?你能设计一个实验吗?提示如果摩擦力减小,木块运动的距离应该更远。可以减小接触面的粗糙程度或用小车代替木块。思考如果木块不受摩擦力的作用,即在水平方向上不受任何力的作用,它会怎样运动?提示会做匀速直线运动或永远运动下去,不会停下来。思考阅读课本P50“活动1”,如何设计实验验证这一猜想?提示先让小车在
3、水平方向上运动起来,运动的小车在水平方向上不受力的作用,既不受推力,也不受摩擦力。思考若要小车在水平方向上不受摩擦力作用,能做到吗?提示物体间的接触面不可能绝对光滑,我们只能减小摩擦,但不能消除摩擦。思考如果运动着的小车只受到摩擦力的作用,当摩擦力变小时,物体运动的距离会发生怎样的变化?提示摩擦力越小,运动的距离越远。思考实验时,每次实验都需使小车从斜面上的同一高度下滑,其目的是什么?提示从同一高度下滑可以保证小车的水平初速度相同,当小车的水平初速度相同时,才能通过比较运动的距离来判断摩擦阻力对运动的影响。思考让同一小车在不同材料的表面上运动的目的是什么?提示小车与接触面的压力不变,改变接触面
4、的粗糙程度,也就改变了小车受到的摩擦阻力的大小。思考观察图725,小车在三种水平面上运动的距离是否相同?小车在哪种水平面上速度减小得最慢?造成这些现象的原因是什么?小结小车因受摩擦力作用速度不断减小,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。思考假设小车受到的阻力为零,它的运动速度还会减小吗?它将如何运动?提示假如小车受到的摩擦阻力为零,小车将永远运动下去,即做匀速直线运动。思考摩擦阻力为零能做到吗?这一结论是怎么得出的呢?提示实际上,接触面光滑,完全没有摩擦是很难做到的。这里,设想用完全没有摩擦的理想化方法进行推理,通常叫“理想实验”,它是科学推理的一种
5、重要方法。思考根据推理,物体的运动需要力来维持吗?物体不受力的作用会怎样运动?提示物体的运动不需要力来维持。运动的物体会停下来,是因为它受到了阻力的作用。归纳提升如果物体表面绝对光滑,物体受到的阻力为零,速度就不会减小,将以恒定不变的速度永远运动下去。思考牛顿在前人研究的基础上,对大量的事实进行了深入研究,得出了什么结论?归纳提升牛顿第一定律: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。思考牛顿第一定律成立的前提条件是什么?提示“没有受到外力”是牛顿第一定律成立的前提条件。不受外力可以是某一方向上不受外力或者是合外力为零。思考牛顿第一定律中的“一切”强调了什么?提示“一
6、切”表示宇宙间万事万物,即所有的物体都遵循这一规律,无一例外。思考牛顿第一定律中的“总”强调了什么?提示“总”表示过去遵守、现在遵守、将来也遵守,无论何时何地都遵守。思考牛顿第一定律中的“或”表示什么意思呢?提示“或”表示物体不受外力时,可能静止,也可能做匀速直线运动,“二者居其一”,也就是原来运动的保持匀速直线运动状态,原来静止的保持静止状态。探究点2惯性阅读课本P52“惯性”思考观察图727,塑料片被弹出去时,硬币去哪了?提示硬币原来是静止的,还要保持静止状态,掉进杯中。思考观察图728,木块B的运动情况发生了怎样的变化?提示木块B原来是运动的,还要保持原来的运动状态,向前运动。思考观察图
7、730(a),公交汽车突然起动时,站在车内的乘客的运动情况会发生怎样的变化?提示乘客原来是静止的,还要保持静止状态,向后倾倒。思考观察图730(b),公交汽车紧急刹车时,站在车内的乘客的运动情况会发生怎样的变化?提示乘客原来是运动的,还要保持运动状态,向前倾倒。思考这些现象说明了什么?提示说明物体具有保持原来运动状态的性质。归纳提升物理学中,把物体保持静止或匀速直线运动状态的性质叫做惯性。思考物体不受外力时或运动状态不变时,也有惯性吗?提示惯性是物体本身的一种性质,与是否受到外力无关;当物体的运动状态发生改变时,物体的这种性质就会表现出来。思考任何物体都有惯性吗?归纳提升一切物体都具有惯性。不
8、管物体是固体、液体还是气体,也不管物体是运动还是静止,无论是否受力,都具有惯性。思考惯性有大小之分吗?归纳提升惯性是由物体的质量决定的,质量越大,惯性越大,与外力、运动状态无关。惯性是物体的一种普遍属性。探究点3生活中的惯性现象阅读课本P5254“生活中的惯性现象”思考篮球场上,投篮后球不再受到手的推力,为什么还能继续向前运动?提示运动的篮球,由于惯性还要保持运动状态。思考百米赛跑运动员比赛结束后为什么不能立刻停下?提示运动员由于惯性还要继续向前运动。思考生活中还有哪些利用惯性的实例呢?提示斧头松了,可以把斧柄一端在物体上撞击几下,利用惯性使斧头套牢;衣服上落了灰尘,拍打衣服,由于灰尘具有惯性
9、,还要保持原来的静止状态,会从衣服上掉落下来。思考惯性有没有危害呢?提示跑步时,脚被障碍物绊到,身体由于惯性还要继续向前运动,从而向前跌倒。思考高速公路上行车时,为了减少事故的发生,有哪些与惯性有关的交通安全规定?提示为了防止紧急刹车时乘客撞伤,司机和乘客需要系安全带;为了防止追尾,车辆间要保持车距;由于质量越大,惯性越大,车辆严禁超载等。归纳提升惯性无处不在,我们有时需要利用惯性,有时又要防止由于惯性带来的危害。习题关于惯性,以下说法正确的是()A.百米赛跑运动员到达终点不能马上停下来,是由于运动员具有惯性B.汽车驾驶员和乘客需要系上安全带,是为了减小汽车行驶中人的惯性C.行驶中的公交车紧急
10、刹车时,乘客会向前倾,是由于惯性力的作用D.高速公路严禁超速,是因为速度越大惯性越大分析百米赛跑运动员到达终点不能马上停下来,是由于运动员具有惯性;汽车驾驶员和乘客需要系上安全带,是为了减小汽车行驶中惯性造成的危害,不能减小惯性,惯性大小只与质量有关,质量不变,惯性不变;行驶中的公交车紧急刹车时,乘客会向前倾,是由于乘客具有惯性,惯性不是力,不能说受到惯性力的作用;物体的惯性只与物体的质量有关,与运动状态、速度等因素无关。答案A三、板书设计7.3探究物体不受力时怎样运动1.物体不受力时怎样运动(1)摩擦阻力对运动物体的影响(2)理想实验法(3)牛顿第一定律2.惯性(1)定义(2)物体本身的性质3.生活中的惯性现象教学反思本节课的实验设计中让小车从同一高度下滑,学生很容易误以为是控制高度相同,探究时,要引导学生分析摩擦力和初始速度都对小车滑行距离有影响,由于有两个变量,需要采用控制变量法,而探究课题是“阻力对物体运动的影响”,所以需要控制初始速度相同,即将小车从同一高度滑下。6