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力和运动的关系


新课程教案(第十章:第三节、力和运动的关系)

第三节 力和运动的关系

一、 教学目标
1、知识与技能 通过逻辑推理概括出牛顿第一定律的内容 通过日常生活中的一些事例和观察实验现象, 明确什么是非平衡力, 什么是物体 运动状态的变化,理解力与运动的关系。 2、过程与方法 通过小车实验, 在实验的基础之上进行科学推断, 从分析归纳

中领会物体的惯性 和物体运动状态的变化。从实验现象和对生活现象的观察,探究力和运动的关系。 3、情感、态度与价值观 通过教学活动, 学习科学家在实验的基础上丰富的想象力和不断进取的精神, 经 受科学方法的训练,培养自己科学推理、科学探究的能力。

二、 引入新课
要求学生仔细阅读对话框中的内容。 从刚才的对话框中,我们获得了这样的经验:物体不推不动,即物体受力时 就会运动,不受力时就会静止,也就是说物体的运动需要力来维持。人们从公元 前 300 多年的古希腊亚里士多德时代一直到伽利略诞生的 16 世纪,二千年来人们 一直抱着这样的观点。这样的观点是否正确呢? 要回答这个问题,我们要来学习本学期的最后一节:力与运动的关系。

三、 新课部分
1、活动 10.5 探究阻力对物体运动的影响
教师:前面我们学习过力的两大作用效果,是什么? 学生:力可以改变物体的形状,力可以改变物体的运动状态。 教师:如果物体不受力的作用,物体将会处于什么样的运动状态呢?让我们通过 实验来回答这个重要的问题。 教师:要求阅读活动内容后回答相关问题。 分钟) (2 学生:进行相关内容的阅读。 教师:对活动提出如下问题。 ①请推测如果运动的汽车受到的阻力越小, 汽车运动的路程将会发生怎样的变化? ②实验中是通过怎样的方法来改变小车受到的阻力的? ③小车所受的阻力的方向指向哪里?和运动的方向间是什么关系? ④为什么要让小车从斜面的同一高度滑下? 学生:对上述问题逐一回答。 ① 汽车的运动路程会变长。 ② 是通过改变接触面的粗糙程度来改变小车受到的阻力的。 (毛巾、棉布、木板)
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③ 小车受到的阻力方向向后,和车运动的方向相反。 ④ 根据控制变量法,这是为了让小车滑到斜面底端时速度相同。 教师:进行演示实验,并要求学生进行表格的填写。 (步骤略) 实验数据表格如下: 实验次数 ① ② ③ 水平部分材料 毛巾 棉布 木板 小车所受阻力情况 较大 较小 最小 小车运动的路程 较小 较大 最大

教师:要求根据表格回答课本填充。 由此可以看出:小车受到的阻力越小,小车运动的路程就越长。 这里我们要进行一个重要的推理:如果小车在绝对光滑的水平面上运动,即 不受任何阻力的作用,小车就会永远沿直线运动下去,再也不会停下来。 人们常将这个实验称为伽利略理想实验。与此类似的,还有另一个理想实验。 (要求学生阅读信息库相关段落。 ) 教师:指出牛顿第一定律内容。 在伽利略理想实验的基础上,英国伟大的物理学家,经典力学的奠基人牛顿 又经过大量的实验总结出了著名的牛顿第一定律: 一切物体在没有受到外力时总保持静止状态或匀速直线运动状态。 教师:牛顿第一定律是比较抽象的,现在对定律进行一些必要的解释。 ⑴定律所说的物体不受外力的情况是一种理想情况,在现实中是不存在的。 (因为 在现实在不存在不受力的物体) 定律不可能通过实验直接得到, 只能经过科学的 推理而得到。也正因为如此,刚才的实验叫伽利略理想实验。 ⑵定律可以简写为:一切物体在不受外力作用时,运动状态总保持不变。 ⑶“一切”是指定律适用于宇宙中的万事万物,无一例外。 “总”是指过去、现在 和将来这一定律都是正确的。 ⑷定律中的“或”不能说成“和” 。 ⑸定律说明了力和运动的关系:力并不是物体运动的原因,而是物体运动状态发 生改变的原因。物体的运动并不需要力来维持,力可以使物体从快变慢,从慢变 快,或者改变运动的方向。 在此处提问:小明和小华的观点正确吗? 学生:不正确,力是物体运动状态发生改变的原因,而不是物体运动的原因。 教师:小车不推不动,树叶风不吹不摇,这一切都说明了力是物体运动状态发生改 变的原因。 在理想实验中,小车在水平方向上不受力的作用,但却做匀速直线运动。可 见有力作用在物体上,物体就运动,没有力作用在物体上物体就静止,这样的观 点是错误的。

2、对本章重要知识的归纳总结。
教师:本节的知识是比较抽象的。现在请大家结合二、三两结的内容回答如下的问

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题:你能说出物体保持静止状态或匀速直线运动状态的条件吗?你还能说出 这两种状态不能保持的条件吗? 板书:物体保持静止状态或匀速直线运动状态的条件:

⑴理想情况:不受任何外力作用。来自于牛顿第一定律。 ⑵现实中的情况:受到平衡力作用。来自于平衡力知识。 物体不能保持静止状态或匀速直线运动状态的条件: 受非平衡力的作用。来自于力是改变物体运动状态的原因。
学生:阅读所发材料,知识总结:树形结构和表格形式 (要求认真领会两节中所学习的知识, 要把知识前后联系起来, 形成系统的知 识结构。 )

3、对惯性的理解
教师: 从牛顿第一定律中我们已经了解了物体不受外力作用时所处的状态。 即一切 物体在不受外力作用时将保持静止状态或匀速直线运动状态。 定律也可以简要 的说成: 一切物体在不受外力作用时将保持原来的运动状态不变。 那么在物理 学中人们就把物体保持原来运动状态不变的性质叫做惯性。 教师:对于惯性我们到理解如下几点: ①惯性是物体保持原来运动状态不变的性质, 即原来静止的物体具有保持原来静止 状态的性质,原来是运动的物体具有保持原来匀速直线运动状态的性质。 ②惯性的“惯”可以理解成物体保持原来运动状态的“一惯性”或“习惯” 。也就 是说: 物体一但具有了一定的运动状态后就不会轻易改变, 除非有外力迫使它改 变了原有的运动状态。 ③惯性是宇宙中一切物体都具有的性质,任何物体无一例外都具有惯性。 ④惯性的概念最初来自于牛顿第一定律,所以牛顿第一定律又叫惯性定律。 ⑤ 惯性的大小只和物体的质量有关,和其他任何因素如是否受力,是运动还是静 止,速度的大小等均无关。 教师:利用惯性现象可以解释生活中的许多现象,见课本插图 a.b.c.d. 图 a:下面的棋子由于受到尺子力的作用而飞出,上面的棋子由于具有惯性还要保 持原来的静止状态,所以稳稳的落在下方。 图 b:箭在弦上时,由于受到弦的弹力而改变了运动状态,箭离弦后虽然不再受到 弦的弹力但由于箭具有惯性,还要保持原来的运动状态,所以能射的很远。 教师:要解释清楚惯性现象,一般要遵循如下几个步骤: ① 确定研究对象,并弄清研究对象及与研究对象相关的其他物体所处的状态。 (图 a 中研究对象为上方的棋子,与对象有关的其他物体是最下面的棋子。 ) ② 外力使与研究对象相关联的其他物体的运动状态发生了怎样的变化。 (尺子施加的力使最下方的棋子受力而飞出去。 ) ③研究对象由于具有惯性仍要保持原来的运动状态,所以最后会出现怎样的现象。 (上面的棋子由于具有惯性还要保持原来的静止状态而出现上述现象。 ) (要求学生利用刚才的步骤解释图 c 和图 d 中的现象。 )

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学生 1:当汽车突然起动时,汽车由于受到了力的作用而运动起来,但车中的人由 于具有惯性,还要保持原来的静止状态,所以身体向后倒去。 学生 2:当汽车突然刹车时,车由于受到阻力而静止,但车中的人由于具有惯性还 要保持原来的运动状态,所以向前倒去。

4、活动 10.6 观察惯性现象
教师:根据上面所学知识和桌面上的器材,自己设计能说明惯性现象的小实验。 学生:讨论 2 分钟后上讲台进行实验。 可以完成如下实验。

教师: 在学生进行实验的同时一方面要引导学生进行现象的观察, 另一方面要引导 学生利用上面的步骤对现象产生的原因进行解释,锻炼学生的语言表达能力。

5、生活 物理 社会
教师:要求学生进行阅读,2 分钟。 学生:回答在小汽车的行驶过程中要注意哪些交通规则,请说出你知道的几条来。 如控制车速不要太快;要保持一定的车距;小型的汽车内的客人要系安全带; 轿车要安装安全气囊等 。 学生:阅读信息库中相关内容。了解什么是反应距离,什么是制动距离。

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新课程教案(第十章:第三节、力和运动的关系) 阅读材料: 1、对牛顿第一定律的理解。
⑴定律所说的物体不受外力的情况是一种理想情况,在现实中是不存在的。 (因为 在现实在不存在不受力的物体) 定律不可能通过实验直接得到, 只能经过科学的 推理而得到。也正因为如此,刚才的实验叫伽利略理想实验。 ⑵定律可以简写为:一切物体在不受外力作用时,运动状态总保持不变。 ⑶“一切”是指定律适用于宇宙中的万事万物,无一例外。 “总”是指过去、现在 和将来这一定律都是正确的。 ⑷定律中的“或”不能说成“和” 。 ⑸定律说明了力和运动的关系:力并不是物体运动的原因,而是物体运动状态发 生改变的原因。物体的运动并不需要力来维持,力可以使物体从快变慢,从慢变 快,或者改变运动的方向。

2、对本章重要知识的归纳总结。
受力情况 理想情况 现实情况 不受力 受一对平衡力 受一对非平衡力 所处状态 运动状态是否 改变 遵循规律或满 足的条件

3、对惯性概念的理解
①惯性是物体保持原来运动状态不变的性质, 即原来静止的物体具有保持原来静止 状态的性质,原来是运动的物体具有保持原来匀速直线运动状态的性质。 ②惯性的“惯”可以理解成物体保持原来运动状态的“一惯性”或“习惯” 。也就 是说: 物体一但具有了一定的运动状态后就不会轻易改变, 除非有外力迫使它改 变了原有的运动状态。 ③惯性是宇宙中一切物体都具有的性质,任何物体无一例外都具有惯性。 ④惯性的概念最初来自于牛顿第一定律,所以牛顿第一定律又叫惯性定律。 ⑥ 惯性的大小只和物体的质量有关,和其他任何因素如是否受力,是运动还是静 止,速度的大小等均无关。

4、解释惯性现象的几个步骤
①确定研究对象,并弄清研究对象及与研究对象相关的其他物体所处的状态。 (图 a 中研究对象为上方的棋子,与对象有关的其他物体是最下面的棋子。 ) ② 力使与研究对象相关联的其他物体的运动状态发生了怎样的变化。 (尺子施加的力使最下方的棋子受力而飞出去。 ) ③研究对象由于具有惯性仍要保持原来的运动状态,所以最后会出现怎样的现象。 (上面的棋子由于具有惯性还要保持原来的静止状态而出现上述现象。 )

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