第四章牛顿运动定律
§4-1牛顿第一定律
教学内容:牛顿第一定律
教学目标:1、了解历史上对力和运动的关系的不同认识等有关史实;
2、理解掌握牛顿第一定律,并解释有关物理现象;
3、了解物理学的一种新的研究方法—理想实验法;
教学方法:自主探究法、自学辅导法、观察法
教学难点:牛顿第一定律的理解。
教学过程:
引入:学生分析日常现象,有的物体推一下可以跑很远,有的物体用力推时就动,不推就停下来。
实例1:用手推一下小车,小车前进,停止用力,小车就停下来。
实例2:使小车以同样的初速度分别在水平的草地、水泥地、冰面上滚动,小球在哪种地面上滚得更远?为什么?设想,如果地面绝对平滑,小球的运动会怎样呢?
伽利略理想斜面实验:
探究结论:由实例1是否得出“力是维持物体运动状态的原因”的结论?
—亚里士多德观点。
由实例2是否得出没有力也可运动的结论?
—伽利略观点
分析:实例1中,手推车使车由静止到运动,改变了运动状态。
但撤去手后,小车在摩擦阻力的作用下,速度越来越慢,最后停下来。
→运动是因为受了推力,静下来是因为受了阻力。
实例2中,摩擦阻力越小,阻碍作用就越小,因而减速得很慢。
当阻力没有时,就不再减速,因而永远运动下去。
→维持物体运动不需要力的作用。
验证性实验1:如图所示弹球实验。
验证性实验2:滑块在气垫导轨上不停地运动下去(反弹除外)。
正确结论:物体总有维持原有运动状态的性质,即静者恒静、动者恒动的性质。
当有外力作用时,这种状态就改变。
一、牛顿第一定律
1、内容:一切物体总保持匀速直线运动或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。
2、理解:①一切物体—无一例外,只要是物体就有;②总是—反映物体的本性;③匀速直线运动或静止状态—平衡状态,ΣF=0;④有外力迫使它改变这种状态为止—外力是改变运动状态的原因;
二、惯性
1、惯性:物体保持匀速直线运动或静止状态的性质,叫惯性。
故牛顿第一定律也叫做惯性定律。
2、惯性的量度:质量。
即物体惯性的大小只与物体质量有关,与运动状态无关。
注:质量,是标量,只有大小没有方向。
单位是:千克(kg)
举例:
3、理解:
(1)一切物体不管是否受力,也不管怎样运动,都具有惯性,惯性是一切物体的固有属性。
(2)惯性与物体的运动状态无关,不是物体静止时有惯性,运动时无惯性。
4、应用
(1)解释有关现象(见教材P48 T2、T3、T4 )
T2:一列在平直铁路上匀速行驶的火车,在车厢的水平桌面上放着一个小球.当火车突然加速时,坐在车厢里的人会看到小球运动吗?如果会看到,小球是向哪个方向动?当火车突然减速时,又会看到什么现象?
T3:回答下列问题:
a.运动员冲到终点后,为什么不能马上停住,还要向前跑一段距离?
b.在自行车紧急刹车后,轮子不转了,车子为什么还会向前滑动?
c.锤头松动的时候,为什么把锤子倒立,把锤柄末端向石头上去磕一磕,锤头就安牢了?
d.地球由西向东转,为什么我们向上跳起来以后,还落到原地,而不落到原地的西边?
T4:我国公安交通部门规定,从1993年7月1日起,在各种小型车辆前排乘坐的人(包括司机)必须系好安全带.为什么要这样规定?请从物理学的角度定性地加以说明.小结:用惯性定律分析问题的三个步骤:
①明确研究物体,弄清原来的运动状态;
②当外力作用在物体的某一部分时,这一部分的运动状态如何变化;
③由惯性定律分析该物体将保持怎样的状态,最出现什么现象。
(2)实践
练习1:(P48 T5)教材请分别举出几个利用惯性和防止惯性不利影响的实例.你能不能把惯性应用到某一实际问题中去?
提示:乒乓球可以快速抽杀;歼击机质量小可以灵活地运动;等
练习2:以“假如没有惯性”为题进行讨论。
提示:打篮球将失去意义,球传不出去,也无法进篮;不能进行一切球活动;绝大多数体育运动不复存在,如滑冰、跳高跳远、投掷铅球等;天体运动如人造卫星等也不再存在;人的衣食住行等变得不可思议等。
讨论结论:如果没有惯性,即运动的物体不再保持运动,静止的物体不再保持静止,则物体的运动将变得不可捉摸、无法研究,这时力既是维持运动状态的原因,也是改变运动状态的原因。
课堂练习:
教材:课后练习1-4。