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第五節(jié) 牛頓第一定律
【目標】
1、知識與技能
(1)知道牛頓第一定律的內(nèi)容
(2)知道慣性的概念
(3)知道二力平衡
2、過程與方法
(1)通過活動體驗任何物體都具有慣性
(2)探究摩擦力對物體運動的影響
(3)探究二力平衡條
3、情感、態(tài)度與價值觀
通過活動和閱讀感受科學就在身邊

【重點】
1、探究摩擦力對物體運動的影響
2、認識生活中的慣性現(xiàn)象
3、探究二力平衡條

【教學難點】
1、探究摩擦力對物體運動的影響實驗結(jié)論的進一步分析
2、對牛頓第一定律字敘述的理解
3、怎樣解釋慣性現(xiàn)象
4、學生設計實驗探究二力平衡條

【教學過程】
一、牛頓第一定律
1、提出問題
(1)讓學生閱讀第34頁第1頁自然段，看圖11.5-1。
①討論交流：列舉了一類什么現(xiàn)象？
自行車、列車等運動的物體，停止施加動力，還會繼續(xù)運動，但最終要停下。
②根據(jù)你的生活經(jīng)驗或?qū)ι磉吽�發(fā)生現(xiàn)象的觀察。類似的例子請再舉幾個？
(2)讓學生做類似實驗：將筆盒放在本上，在桌面上用力拉動本。筆盒隨本運動，停止用力看看筆盒是否還會運動？
(3)“對運動的物體會停下類生活中常見的現(xiàn)象，請你提一個相關的問題。如：運動的物體為什么會停下？運動要靠力維持嗎？等。
(4)亞里士多德和伽利略對“運動的物體會停下“的解釋。
古希臘哲學家亞里士多德認為：如果要使一物體持續(xù)運動，就必須對它施加力的作用。如果這個力被撤消，物體就會停止運動。
科學家伽利略卻通過理想實驗，運用邏輯推理，對亞里士多德的觀點提出了質(zhì)疑。伽利略認為：物體的運動并不需要力維持，運動之所以會停下，是因為受到了摩擦阻力。
讓學生以對亞里士多德和伽利略觀點進行評價，談自己的看法。
對同一種現(xiàn)象，亞里士多德和伽利略給出了截然不同的解釋。都有其理由。到底哪個說法正確，僅僅靠思辨不能回答，讓我們自己動手、動腦探究論證吧。
2、實驗探究
探究：摩擦力對物體運動的影響。
怎樣進行實驗呢？
(1)讓學生閱讀第35頁探究“摩擦力對物體運動的影響“。先完整地看一遍實驗內(nèi)容。
(2)提出問題讓學生討論。
①此實驗過程中，控制哪些條保持不變？用什么方法控制？
(要控制小車進入水平面時的速度大小和方向保持不變，控制方法：用同一輛小車，讓小車自斜面頂端(相等的高度)從靜止開始滑下。)
②哪些條需要發(fā)生變化？用什么方法實現(xiàn)這種變化？
(要改變小車在水平面上受到的摩擦力大小，改變方法：給水平桌面鋪上粗糙程度不同的物體(毛巾、棉布)
③要觀察和記錄哪些數(shù)據(jù)
(要觀察小車從同一高度滑下后在水平面上運動狀態(tài)的變化情況，記錄小車在水平面上通過的距離)
(3)學生分組實驗
(4)學生交流觀察到的三種情況下小車運動變化的情況，教師引導學生分析引起變化的原因。從表格記錄中找出變化規(guī)律。
結(jié)論：平面越光滑，小車運動的距離越遠，這說明小車受到的摩擦力越小，速度減小得越少。
(5)進一步引導學生進行推理：如果物體不受力，速度不會減慢，它將永遠運動下去。
3、牛頓第一定律
(1)伽利略對類似的實驗進行了分析得出：如果表面絕對光滑，物體受到的阻力為零，速度不會減慢，將以恒定不變的速度永遠運動下去。
(2)笛卡兒對伽利略推理結(jié)論的補充：物體如果不受力，運動方向也不會改變。
(3)英國科學家牛頓總結(jié)了伽利略等人的研究成果，概括出一條重要的物理規(guī)律：一切物體在沒有受到力的作用時，總保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)。
說明：(1)牛頓第一定律說明了物體的運動不需要靠力維持。物體運動之所以會停下，是由于物體受到了阻力。
(2)對牛頓第一定律中“將保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)“這句話的含義，我們可以理解為：物體不受力時，原靜止的物體將永遠保持靜止狀態(tài)；原運動的物體將永遠做勻速直線運動，速度的大小和方向都不改變。
二、慣性
1、演示：讓學生照第36頁圖11.5-4所示，把4 個棋子摞起。先猜猜：如果像圖中那樣用尺迅速打擊最下面的棋子，上面的棋子落在何處？
提問：上面的棋子為什么不和被打飛的棋子一起飛出去呢？
2、讓學生閱讀第36頁有關內(nèi)容：從牛頓第一定律可以知道，一切物體都有保持原有運動狀態(tài)的特性。我們把物體保持運動狀態(tài)不變的特性叫做慣性，牛頓第一定律也叫慣性定律。
為了幫助學生理解，告訴學生：可以通俗地用物體有一種“習慣性”或叫“惰性”理解“慣性”。就是說，一切物體都有一種“惰性”，這種“惰性”的表現(xiàn)就是不愿意改變原的運動狀態(tài)。只要不受到外界力的作用，它就保持原的運動狀態(tài)。除非有外力作用于它，才能迫使它改變原的運動狀態(tài)。
3、應用牛頓第一定律解釋慣性現(xiàn)象
(1)引導學生嘗試用牛頓第一定律分析演示實驗現(xiàn)象：上面的棋子原的狀態(tài)(靜止)，由于慣性，它要保持靜止狀態(tài)，所以落回原處。
(2)讓同學們談一下乘坐公交車，公交車啟動、剎車時身體的感受。
(3)學生看圖11.5-5，討論交流：為什么錘頭松了木工師傅把錘柄在凳子上撞擊幾下，錘頭就能緊緊地套在錘柄上？(錘子向凳子撞擊時，錘頭和錘柄一起向下運動，錘柄撞到凳子受到力作用，運動狀態(tài)改變而停止運動，錘頭繼續(xù)向下運動使錘柄套緊。)
(4)學生看圖11.5-5，討論交流：為什么騎車的速度太快，容易發(fā)生事例？(減速、拐彎或剎車時，騎車的人由于慣性身體會保持原的速度向前運動，從而容易產(chǎn)生事故。)
(5)讓學生閱讀第37頁科學世界<<汽車安全帶>>認識人們?nèi)绾卫�用安全帶防止和減小汽車發(fā)生事故時由于慣性對駕駛員和乘客造成的傷害。
三、二力平衡
1、二力平衡
(1)提出問題：慣性定律告訴我們，物體不受力時，將保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)。但不受力的物體是不存在的，那么為什么有些物體還會保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)呢？
(2)探究：讓學生提著書包不動。書包受重力和手對它向上的拉力，為什么書包受兩個力作用會保持靜止 ？
在平直馬路上勻速行駛的汽車，受到牽引力和阻力。為什么水平方向汽車受兩個力作用會保持勻速直線運動狀態(tài)？
討論：如果將手松開，書包將落到地上，顯然向上的拉力將使書包下落的效果抵消了。使書包不至于下落；同樣道理，汽車牽引力將阻力產(chǎn)生的效果，也可以說阻力將牽引力產(chǎn)生的效果抵消了。使汽車的速度不發(fā)生變化。
(3)結(jié)論：一些物體雖然受力，但是這幾個力的作用效果相互抵消，就相當于不受力。
如果作用在物體上的幾個力，它們作用在物體上的各個力改變物體運動狀態(tài)的效果相互抵消，我們就說這幾個力相互平衡。這時的物體我們就說它處于平衡狀態(tài)。
2、二力平衡條
(1)物體受兩個力作用保持平衡的情況最簡單，我們先研究這種情況。
問題：物體受兩個力作用一定就能保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)嗎？
舉例：放在光滑斜面上的書，受重力和斜面的支持力但要沿斜面向下滑；電梯受重力和向上的拉力，起動時，速度越越快。
問題：如果作用在物體上的力只有兩個，且物體處于平衡狀態(tài)，這兩個力應該滿足什么樣的條呢？
(2)探究：①讓學生猜想在什么條下二力平衡。(可能與作用力的大小、方向、作用位置…..有關)
②學生根據(jù)桌上所準備的實驗裝置，如圖所示(還有若干質(zhì)量相等或不等的砝碼)，自己設計實驗探究二力平衡時，兩個力的大小、方向、作用點應該有什么關系。
③實驗方法：在兩邊盤子中放質(zhì)量相等的砝碼，使木塊受到大小相等、方向相反、作用在同一直線上的力。木塊處于平衡(靜止)狀態(tài)。改變木塊的受力情況：
a、改變其中一邊盤子的砝碼的質(zhì)量，使木塊受到的力大小不等。
b、將其中一邊盤子的砝碼移到另一邊使木塊受到的力方向相同。
c、轉(zhuǎn)動木塊，使木塊受的力不在同一直線上。
d、垂直于木塊受力方向移動木塊，使木塊受的力不在同一直線上且方向相同或不相同。
④各實驗小組交流設計的實驗方案，并對自己設計的方案進行修改。
⑤學生進行實驗。
⑥結(jié)論：作用在同一物體上的兩個力，如果大小相等、方向相反，并且在同一直線上，這兩個力就彼此平衡。
力的平衡在日常生活中有許多實際應用，應會根據(jù)平衡狀態(tài)，找出平衡力；根據(jù)物體受力情況，判斷它是否處于平衡狀態(tài)。
例：吊在空中重5N，靜止不動時，電線對它的拉力是多大？
達標自查
1、讓小車從斜面頂端從靜止開始滑下，分別在光滑程度不同的水平面運動，小車最后都會慢慢停下，這是因為 ，得到的結(jié)論是：水平面越光滑，小車受到的摩擦力越小，速度減小得越
。由此可推理出：如果小車不受力，小車將 。
2、關于慣性，下列說法中正確的是( )
A、物體靜止時有慣性，運動時沒有慣性 B、物體保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)時才有慣性
C、物體受力作用時才有慣性 D、物體的慣性與運動狀態(tài)或是否受力無關
3、我國公安部門規(guī)定：在高速公路上，汽車駕駛員和乘客都要系上安全帶，主要是為了減輕下列哪種情況下可能造成對人身的傷害( )
A、汽車加速 B、汽車速度過快 C、緊急剎車 D、汽車突然啟動
4、一本書放在水平桌面上，下列哪一對力是書受到的平衡力( )
A、書的重力和書對桌面的壓力 B、書的重力和桌面對書的支持力
C、書對桌面的壓力和桌面對書的支持力 D、書對桌面的壓力和桌子受到的重力
5、慣性是造成許多交通事故的原因，下列不是為了防止由于慣性而造成交通事故所制定的交通規(guī)則是( )
A、某些地段要對機動車輛限速 B、車輛快速行駛時要保持車距
C、車輛靠右側(cè)行駛 D、小型客車的駕駛員必須系安全帶
6、跳傘運動員在空中張開落傘后，跳傘運動員勻速下降，這是因為跳傘運動員( )
A、沒有受到重力作用 B、受到的重力小于阻力
C、受到的重力等于阻力 D、受到的重力大于阻力
7、畫出在平直公上勻速行駛的汽車受力的示意圖。
8、慣性和慣性定律不同之處在于： 描寫物體運動規(guī)律， 描寫物體本身的性質(zhì)； 的成立是有條的，而 是任何物體都具有。
能力提高
9、舉例寫出你觀察到的在生產(chǎn)、生活以及交通運輸?shù)确矫姘l(fā)生的慣性現(xiàn)象的兩個例子，并結(jié)合所舉事例分別說明如何防止或利用慣性。
10、兩千多年前，古希臘學者亞里士多德認為：必須有力作用在物體上，物體才能運動，沒有力，物體就會靜止。這個結(jié)論是亞里士多德對生活中的現(xiàn)象進行觀察總結(jié)出的。人們確實看到，用力推一個木箱它就運動，停止用力，木箱就靜止。因為這種現(xiàn)象，亞里士多德的觀點在兩千多年里被人們普遍接受，直到后伽利略推翻了這個觀點。
你認為亞里士多德錯在了什么地方？怎樣解釋上述“推木箱”的現(xiàn)象？
11、請你設計一個實驗探究二力平衡的條，要求：寫出實驗器材、實驗步驟、實驗結(jié)果，并比較二力平衡的條和作用力與反作用力的條有何相同點和不同點。
12、閱讀材料
汽車剎車之后
現(xiàn)代社會汽車大量增加，發(fā)生事故的一個重要原因是遇到意外情況時汽車不能立即停止，因為司機從看到情況到肌肉動作操縱制動器需要一段時間，這段時間叫反應時間，在這段時間內(nèi)汽車要前進一段距離，叫反應距離。從操縱器剎車 到車停下，汽車又要前進一段距離，這段距離叫制動距離。以上兩段距離之和即為汽車的停車總距離。
下面是一個機警的司機開一輛保養(yǎng)得很好的汽車在干燥的公路上以不同的速度行駛時，測得的剎車后的反應距離和制動距離。
速度(km/h)反應距離(m)制動距離( m)停車總距離(m)
40
50
60
80
1007
9
11
15
178
13
20
34
5415
22
31
49
73
閱讀后回答
(1)影響汽車制動距離的主要因素是什么？
(2)在交通要道為什么對機動車輛的最大速度要限制？
(3)你認為在雨雪天制動距離將怎樣變化？司機在雨雪天氣應注意什么問題？

本文來自：逍遙右腦記憶 http://douzifanli.com/chusan/40592.html

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