教案应当包含充分的教学资源,以支持课堂的顺利进行,通过教案的实施,我们能够增强学生的学习信心,淘一范文网小编今天就为您带来了牛顿教案7篇,相信一定会对你有所帮助。
牛顿教案篇1
教学目标:
1、知道牛顿第一定律
2、理解力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动的原因;
3、理解惯性,认识一切物体都有惯性;
4、通过学习,提高学生的逻辑推理能力和科学想象能力
教学重点:
实验探究阻力对物体运动的影响
教学难点:
对惯性现象的理解
教学准备:
斜面、小车、毛巾、棉布、木板、象棋子、硬尺片、杯、水、鸡蛋、硬纸片、铁架台、细线、纸箱、木块等
教学过程
二次备课
新课引入:我们学过了力,一切物体都受到力的作用。我们也学过了运动,运动是绝对的,一切物体都在运动,静止只是相对的。物体都受力,同时又都在运动,力的效果之一就是力能改变物体的运动状态。可见,力和物体的运动有密切的联系。我们在这一章中要学习力和运动二者之间的联系。古希腊的学者亚里斯多德早在两千年前就提出“力是维持物体运动的原因”。他的根据是一个物体(例如一辆车)运动起来后必须用力才能使它不停地运动下去,失去力的作用,运动会停下来。物体的运功需要力来维持吗?
新课:
一、探究阻力对物体运动的影响
教师强调实验中注意事项:同一小车、同一斜面、同一高度由静止下放,滑到底端的速度相同,不同的是水平面材料。
学生要理解实验要求的一些目的
演示实验:
小车从斜面滑下,在毛巾上滑行后停下
1)教师提问:小车为什么停下来?
(学生回答)小车在水平的毛巾面上受到了阻力。小车从斜面滑下,在木板上滑行后停下
2)教师提问:小车滑行的距离怎么长了?
(学生回答)小车受到的.摩擦力变小了
3)教师提问:能让小车在水平面上运动的再远些吗?
(学生回答)减小水平面对小车的阻力。
结论:表面越光滑,小车受阻力越小,小车速度变化越慢,小车前进越远。
设想:如果小车从斜面上滑下来,滑到一个非常光滑、阻力无限小的光滑平面上,小车的运动将如何?
小车应该永远运动下去。最后,英国的著名物理学家牛顿总结了前人研究的成果,建立了力和运动的关系的第一条规律——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,这就是著名的牛顿第一定律。也就是物体在不受力的情况下,也能运动,所以物体的运动不需要力来维持牛顿第一定律是建立在实验基础上,进一步的科学推理得到的非实验定律。
大家要学习科学家的刻苦钻研精神,也要向他们学习一种研究问题的方法——科学推理法。
二、牛顿第一定律又叫惯性定律。那么,什么是惯性呢?
任何物体都具有保持静止状态或匀速直线运动状态的性质,这种性质叫做惯性。
1、打棋子实验(学生参与演示)将七个象棋子叠放讲台上,用尺迅速地打出第四个棋子,上面的棋子由于惯性要保持原来的静止状态,失去了第四个棋子的支持而落在正下方。
2、惯性鸡蛋实验:突然弹击鸡蛋与水杯间的硬纸片,鸡蛋有惯性,不会随纸片飞出去,而是掉进水杯里。
鼓励学生举例说明:生活中有那些做法是利用了惯性和预防惯性造成的危害的。(洗衣机脱水的原理,拍打衣服上的灰尘,抖落伞上的雨点,跳远前的助跑,高速公路上对汽车之间的车距有限制,在一些拐弯较多的地方限制车速等)
教师强调:惯性是万物皆有的一种固有属性,惯性与物体是否受外力、处于何种状态无关。惯性由物体的质量决定,质量越大,惯性越大。惯性不是力,
板书设计:
牛顿第一定律
一、牛顿第一定律
1、概念: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。
2、运动的物体不需要力来维持。
二、惯性:是物体的一种属性,惯性只与物体质量有关。与物体的速度,体积等无关
牛顿教案篇2
教学设计示例
牛顿第一定律
教学重点
通过对小车实验的分析比较得出牛顿第一定律。
教学难点:
1.明确“力是维持物体运动的原因”观点是错误的。
2.伽利略理想实验的推理过程
教学用具:
斜面,小车,毛巾,棉布,玻璃板,微机,实物投影,大倍投电视。
教学过程
一、实验引入:批驳亚里士多德的观点
[演示1]在桌面上推动木块(或板擦)从静止开始慢慢向前运动,撤掉推力,木块立即停止。
分析:日常生活中也有许多类似的现象,(如推桌子)。这些现象从表面上看,“必须有力作用在物体上,才能使物体继续运动,没有力的作用,物体就要停下来.”即:板擦的运动需要推力去维持。于是,古希腊哲学家亚里士多德就根据这些现象总结出“物体的运动需要力去维持”。这种观点在历史上曾被沿用两千多年,但时沿用两千年是否就一定正确呢?也可能有人曾表示过怀疑或有人认为就是错误的,但没某能说服别人的理由。
[演示2]在桌面上推动木块(或板擦)从静止使之向前运动,用力推出,木块向前运动一段距离后停止。
分析:推力撤掉,还要向前运动,与亚里士多德的观点不符。
分析:木块:静止——运动——静止。两个过程中是否都有力存在?在这两个过程中力的作用是维持原来的运动状态还是改变运动状态?
二、讲授新课:
1.规律总结过程
方法1.教师引导
伽利略的贡献:理想实验
[演示](通过实物投影仪把实验过程反映在大倍投电视上)
介绍器材
实验前提条件:每次实验都需从斜面上的同一高度下滑,为什么?
实验过程:让小球从同一斜面的同一位置滚下后分别在毛巾表面、棉布表面、玻璃表面上运动,每次记下小球停下时的位置。做标记的位置是什么位置?(停下来的位置)
实验纪录:
实验次数表面材料阻力大小滑行距离1毛巾最大最短2棉布较大较长3玻璃较小长推理想象光滑表面阻力为零无限长
实验分析:
三次实验,小车最终都静止,为什么?
三次实验,小车运动的距离不同,这说明什么问题?
小球运动距离的长短跟它受到的阻力有什么关系?
若使小车运动时受到的阻力进一步减小,小车运动的距离将变长还是变短?
根据上面的实验及推理的思想,还可以推理出什么结论?
推理:小球在光滑的阻力为零的表面,将会怎样运动?
实验结论:通过伽利略的实验和科学推理得出“运动的物体,如果受到的阻力为零,它的速度将不会减慢,将以恒定不变的速度永远运动下去,物理教案《物理教案-牛顿第一定律》。”即作匀速运动。
[微机模拟实验]:简介伽利略理想实验
迪卡儿的补充
如果运动物体不受任何力的作用,不仅速度大小不变,而且运动方向也不变,将沿原来的方向匀速运动下去。
牛顿的'成果:补充与概括
师:物体除了运动的以外,还有静止的。那么,静止的物体在没有受到外力作用时,保持什么状态呢?(牛顿补充:将保持静止状态)
师(引导学生概括):我们现在已经有了伽利略的研究成果,又有了迪卡儿和牛顿的补充,把两者进行一下概括:一切物体在没有受到外力作用时,将如何呢?(对概括出来大致意思的同学给予鼓励)
介绍:牛顿抓住时机,概括总结得出著名的牛顿第一运动定律
方法2:学生探究式学习
针对基础较好的学生,可以由学生在老师的指导下自己完成斜面小车实验,根据现象学生分组讨论,明确亚里士多德的观点的问题根源.由学生互相补充确定实验结论。
2.定律分析
定律成立条件:不受外力作用
运动规律:总保持匀速直线运动状态或静止状态。
师(回应课题引入实验):回想我们最开始的实验,有推力板擦运动,撤去推力板擦停下来,从表面现象上得到的结论运动需要力维持是错误的,但这种现象是千真万确摆在我们面前的,我们如何用牛一的观点正确的解释这个现象呢?
三、巩固练习
1.一物体放在桌上静止,假若某瞬间撤掉所有的外力,物体将怎么样?
2.对于牛顿第一定律的看法,下列观点正确的是()
a.验证牛顿第一定律的实验可以做出来,所以惯性定律是正确的
b.验证牛顿第一定律的实验做不出来,所以惯性定律不能肯定是正确的
c.验证牛顿第一定律的实验做不出来,但可以经过在事实基础上,进一步科学推理得出惯性定律
d.验证牛顿第一定律的实验虽然现在做不出来,但总有一天可以用实验来验证。
四、小结
人们对物体的运动规律的认识是经历了漫长的时间的。物体在不受力时的运动规律,它是经过亚里士多德对人们近两千年的思想束缚,伽利略的科学推理,才最终由牛顿总结出来的。牛一的重要贡献是:
1)力不是维持物体运动的原因,
2)力是改变物体运动状态的原因。
五、作业:阅读本节教材
牛顿教案篇3
教学目标
1、通过实验,进行合理的推理,对学生进行科学态度和科学方法的。
2、知道牛顿第一定律。
3、知道牛顿第一定律的重要应用。
教学重难点
1、理解牛顿第一定律内容的含义。
2、做好演示实验。
教学工具
多媒体
教学过程
通过上一章的学习,我们认识了力,同学们能不能举这样几个例子:
①物体由静止变为运动的例子。
②物体运动速度由快变慢的例子。
③物体运动方向改变的例子。
由上面的例子可见:物体受力后,改变了物体的什么?(运动状态)
那物体不受外力呢?同学们猜一猜,运动状态会怎样呢?
静止的物体不受外力时,会不会自己运动起来?
运动的物体不受外力时,会不会自己停下来?
(学生讨论猜想)
同学们猜想的是否正确呢?我们下面就来研究探索这个问题:
Ⅰ、演示实验:
1、介绍实验装置:带斜面的长木板、小车、毛巾、棉布。
2、实验过程:
⑴在木板上铺一块毛巾,让小车从斜面上最高的一点,从静止开始滑下,请同学们注意观察小车在毛巾面上的运动情况。
(请学生描述小车在毛巾面上的运动情况)
问:小车为什么运动地越来越慢,最后停下来?
讲述:由于阻力,小车由运动变为了静止。
(小车停住后,在其尾部位置插一小旗。)
问:能让小车运动得远一些吗?
(减小阻力,用棉布)
⑵将木板上的毛巾换为棉布,仍让同一小车在同一斜面的`同一高度由静止开始滑下,这样就可以保证小车到达斜面底端是的速度相同,这样就可以保证了其他条件都不变,而只是减小了阻力。同学们注意观察小车在棉布表面的运动情况。
现象:小车速度越来越慢最终停下,但运动距离比上次远。
(小车停住后,在其尾部位置插一小旗)
问:小车运动距离为什么比上次远?
(受到的阻力比上次小)
问:能让小车运动的更远些吗?
(把阻力减小,用木板)
⑶撤去棉布,使用木板面。重复上面的实验。
3、(课件模拟以上三个实验,同时由同一高度由静止开始滑下)和学生一起分析:
条件:同一小车,从同一高度,有静止开始滑下(到达水平面上的速度相同)
(用气垫道轨演示f→0的情况,然后让学生猜想如果不受外力时物体的运动情况)
Ⅱ、实验结论:如果物体不受外力,运动物体将速度不变的运动下去,即匀速运动。早在三百年前,意大利的物理学家伽利略就是用这种方法得出了这个结论。
(板书):物体不受外力时,运动物体—匀速
法国物理学家笛卡尔进一步补充了伽利略的结论,时人们的认识又深化了一步,笛卡尔认为运动的物体在不受外力时,除速度大小不会改变,永远运动下去,也不会改变运动方向,即匀速直线运动。
同学们想一想,如果静止的物体不受外力,能不能自己运动起来呢?(不能)
研究发现,静止的物体在不受外力时,仍会静止。
(板书):
物体不受外力时,运动物体——匀速、直线匀速直线运动
静止物体——静止
现在哪为同学能总结出,如果物体不受外力时,会是什么情况?
(学生总结)
一切物体在没有受到外力作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
这个结论最早是由英国物理学家牛顿总结了伽利略等人的研究成果,概括出来的,这就是我们今天要来学习的“牛顿第一定律”。
(板书课题):牛顿第一定律
(板书牛顿第一定律内容)
对学生进行表扬:总结的非常好,如果我们能早出生300年,那也许就会是以在座的某位同学的名字来命名的定律了。只要同学们认真学习,就会有更多的机会去发明、创造,为祖国、为整个人类做出贡献。
解释牛顿第一定律:
条件:一切物体在没有受到外力作用时。
结论:静止的物体保持静止状态
运动的物体保持匀速直线运动状态
即:动者恒动,静者恒静。
牛顿第一定律告诉我们:物体的运动不需要力来维持,力的作用是改变物体的运动状态。
牛顿第一定律是在大量实验事实的基础上,通过进一步的科学推理而概括出来的,这个结论虽无法直接用实验来证明,但从定律得出的一些推论都经受住了实践的检验。因此,牛顿第一定律已成为大家公认的力学三定律之一。
Ⅲ、同学们都知道两个月前,在澳大利亚的悉尼举行了第二十七届奥运会,我国获得了28枚金牌,居金牌榜第三位。运动员们为祖国争了光,假若在运动会进行的过程中某一时刻一切外力都消失了,(这里的外力主要是指大家熟悉的重力、摩擦力、空气阻力等。)那会发生什么情况呢?
①跳高运动员刚跳离地面时,一切外力都消失了,那会怎样呢?
(保持匀速直线运动状态,飞出体育场,冲出地球)
②即将起跑的运动员,一切外力消失,还能否运动起来?
③在环形跑道上进行800米比赛的运动员,刚开始时最前面的运动员速度最大,这时一切外力都消失,那后面的运动员能追上他吗?它能到达终点,取得金牌吗?
④学生讨论,举例。
牛顿教案篇4
[知识要点]
1.亚里士多德的错误观点:
①力是维持物体运动的原因。
②力是产生物体运动的原因。
2.伽利略的运动观:
①他的观点来源于伽利略的理想实验。
②观点:物体不受力时,将保持自己的速度永远运动下去。
3.牛顿第一定律:
①来源于牛顿第一定律实验。
②定律:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。
③牛顿第一定律又叫惯性定律。
4.惯性:
①物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质,叫惯性。
②质量是物体惯性大小的量度。
[重点难点分析]
惯性大小的讨论:
①惯性就是使原来运动的物体(不管是匀速、是加速还是减速)匀速直线运动,使原来静止的物体静止。
②惯性是物体的固有性质,宇宙万物中任何物体都具有惯性,没有惯性的物体是不存在的。
③质量是物体惯性大小的量度。物体惯性大小与物体的运动速度、物体的密度、形状、体积无关。物体的质量越大,物体的惯性就越大,越难改变物体的运动状态。
④只要物体的质量不变,物体的惯性就不变。所以“克服惯性”“惯性增大”“惯性减小”是错误的。
⑤惯性大小表示物体改变运动状态的难易程度。物体惯性越大,越难改变运动状态,惯性越小,越容易改变物体的运动状态。
[例题选答]
1.光滑水平面上一个大木块上有一个小球,二者从静止开始一起向右做加速直线运动,加速度为2m/s2。第3秒时小球从木块上落到水平面上时,木块的加速度不变,再过5s小球和木块的速度各是多少?分析:第3秒时二者的速度vt=at=2m/s2×3s=6m/s 则小球和木块在3s末的速度都是6m/s。小球离开木块后做匀速直线运动,再过5s速度仍是6m/s木块共运动8s,速度就是2m/s2×8s=16m/s
2.关于物体的惯性下面说法正确的是
a.力可以改变物体的`惯性
b.物体静止时没有惯性
c.人造地球卫星有惯性
d.太空中飘荡的宇航员没有惯性
分析:惯性的大小决定于质量,不受其它因素的影响。只要物体有质量就一定具有惯性,所以b、d两个选项不正确,c选项正确。一个物体的质量不变,则其惯性大小也不发生变化,所以a选项不正确。答案选择第三个c。
[练习精选]
1.下面说法正确的是:
a.力是改变物体运动
b.物体越重,惯性越大
c.物体的惯性越大,物体的运动状态越难改变
d.行驶的车辆中突然刹车时,乘客向前倾倒,是因为乘客具有惯性
2.关于惯性下面说法正确的是
a.高速运动的物体不易停下来,所以物体的运动速度越大惯性越大
b.两个物体质量相同,它们的惯性一定相等。
c.铁饼被运动抛出后继续前进,这是因为铁饼具有惯性的缘故
d.一个物体在地球上不容易被人举起来,在月球上则很容易,所以物体在月球上的惯性小。
3.计算:
一个物体的速度是10m/s,受到的合外力零,则10秒后物体速度是多少
牛顿教案篇5
教学目标
知识目标
知道得到牛顿第二定律的实验过程
理解加速度与力和质量间的关系
理解牛顿第二定律的内容;知道定律的确切含义
能运用牛顿第二定律解答有关问题
能力目标
培养学生的实验能力、分析能力、解决问题的能力
德育目标
使学生知道物理学中研究问题时常用的一种方法——控制变量法
四教学重点
牛顿第二定律的实验过程
牛顿第二定律
五教学难点
牛顿第二定律的推导及意义
六教学方法
体现新教材特色,指导学生在参与合作中学习,并体验简单的科学研究过程和方法
教学过程教师活动学生活动
(一)引入新课
下面问题可以引导学生思考
(1)神舟六号飞船返回舱返回时为何要打开降落伞?
(2)赛车在开出起跑线的瞬间发生了怎样的变化?
进一步思考:赛车比起一般的家用汽车质量上有什么不一样?这一设计是为什么?
进一步提出问题,完成牛顿第二定律探究任务引入物体的加速度与其所受的作用力、质量之间存在怎样的关系呢?
(二)进行新课
教师活动:学生分析讨论后,教师进一步提出问题:
l、牛顿第二定律的内容应该怎样表述?
讨论a和f合的关系,并判断下面哪些说法不对?为什么?
a、只有物体受到力的作用,物体才具有加速度.
b、力恒定不变,加速度也恒定不变。
c、力随着时间改变,加速度也随着时间改变。
d、力停止作用,加速度也随即消失。
e、物体在外力作用下做匀加速直线运动,当合外力逐渐减小时,物体的速度逐渐减小。
f、物体的加速度大小不变一定受恒力作用。
出示例题引导学生一起分析、解决。
例题1:某质量为1100kg的汽车在平直路面试车,当达到100km/h的速度时关闭发动机,经过70s停下来,汽车受到的阻力是多大?重新起步加速时牵引力为20xx n,产生的加速度应为多大?
假定试车过程中汽车受到的阻力不变。
例题2:一个物体,质量是2 kg,受到互成120°角的`两个力f1和f2的作用。这两个力的大小都是10n,这两个力产生的加速度是多大?
(三)课堂总结、点评
首先引导学生明确牛顿第二定律的适用条件:即宏观物体的低速运动问题。公式中的力为物体所受外力的合力。
让学生利用牛顿第二定律解释说明引入课程时提出的问题,考察学生利用规律解释问题的能力。
(四)实例探究
☆对牛顿第二定律的理解
1、下列对牛顿第二定律的表达式f=ma及其变形公式的理解,正确的是:
a、由f=ma可知,物体所受的合外力与物体的质量成正比,与物体的加速度成反比;
b、由m=f/a可知,物体的质量与其所受的合外力成正比,与其运动的加速度成反比;
由a=f/m可知,物体的加速度与其所受的合外力成正比,与其质量成反比;
d、由m=f/a可知,物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受到的合外力而求得。
2、在牛顿第二定律公式f=kma中,有关比例常数k的说法正确的是:
a、在任何情况下都等于1
b、k值是由质量、加速度和力的大小决定的
c、k值是由质量、加速度和力的单位决定的
d、在国际单位制中,k的数值一定等于1
☆力和运动的关系
3、关于运动和力,正确的说法是
a、物体速度为零时,合外力一定为零
b、物体作曲线运动,合外力一定是变力
c、物体作直线运动,合外力一定是恒力
牛顿教案篇6
新课标明确提出“倡导探究性学习”,“在教学中,教师应该让学生亲历思考和探究的过程,领悟科学探究的方法。”自主探究教学是一种课堂教学模式,在课堂上要求教师充分发挥学生的主体作用,形成师生之间、学生之间的多向反馈结构,在教师的启发下,学生积极主动地解决问题。自主探究教学通过激发学生的内驱力,调动学生的积极性和主动性,把学习变成学生内在的需求,从根本上促进学生认知、能力、个性的发展,乃至完美人格的形成。
但在实际的教学过程中,如何让学生的主体性、主动性、创造性得到充分发挥,如何让自主教学探究模式很好的得到实施,是教学过程设计的难点。
在教学过程的设计时笔者认为应把握以下三个原则:
1.学生已知的内容可以通过自主探究方式让学生独自完成教学要求;
2.学生未知的但经老师启发引导后能理解的也可通过自主探究让学生独自完成教学要求;
3.学生未知的经老师提示后理解也困难的才是需要通过老师主导来完成的。自主探究性教学模式,就是要让学生成为教学活动的主人,成为学习和发展的主人。
自主探究教学模式的实施关键在于教师设计教学过程时要充分了解哪些是学生已知的知识点,哪些是未知的知识点,哪些是能启发后掌握的,哪些是学生自己无法理解的,然后寻找探究点→再针对性地设计问题→设计具体探究过程。下面以《牛顿第一定律》的教学为例来看自主探究教学模式的具体应用。
一、教材分析
这节教材首先对人类认识“运动和力”的关系作了历史的回顾,介绍了四位科学家研究运动和力的关系的思想方法及卓越贡献。然后讲述牛顿第一定律的内容和物体惯性的概念。这是初、高中知识相衔接的一节课程。学生已经了解了牛顿第一定律的基本内容,所以在教学设计上应以教材中有关“力是运动的原因还是改变运动的原因”这一问题认识的发展历史为线索,以科学思想、科学方法与思维能力培养为主要目标。教学的侧重点应放在理解人类认识“运动和力”的关系研究、思考、推理过程,学习科学研究中常用的理想实验方法。在牛顿第一定律内容的学习上,注重知识的理解及与生活实际的联系。为发挥学生学习的自主性,思维的积极性,本课采取学生自主探究模式组织教学。
二、教学过程设计
引入新课:运动的起因是什么
(一)学生阅读历史的回顾并找出四位科学家关于力和运动的观点
这块内容中有些知识点学生是已知的,也有未知的,但学生都看得懂,所以就由学生来完成,同学们相互补充,教师只起到归纳总结的作用。
1.亚里士多德:力是维持物体运动的原因。
现象:在平路上人推车,车才能运动,人停止用力,车子就要停下来。
2.伽利略:水平面上物体所以会停下来,是因为摩擦的作用,如果没有摩擦,水平面上物体一旦具有某一速度物体将保持这一速度运动下去。
笛卡儿:如果没有其它原因,运动物体将继续以同一速度沿着一条直线运动,即不会停下来,也不会偏离原来的方向。
牛顿:一切物体总保持原来的匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。
(二)问:以上四位科学家每一位都把人类的认识向前推进了一步,试分析每人推进的一步体现在哪里?你认为谁的贡献最大?
教师通过设计这样一个问题,指明学生要探究的内容与方向,具体由学生们合作完成,教师只起到总结归纳的作用。
a)亚里士多德的贡献:通过直觉的观察提出问题为科学家的研究确立了课题。
b)伽利略的贡献:
(1)伽利略发现了不易直觉的摩擦力,改变了亚里士多德根据直接经验得出的直觉结论提出运动不需力维持;
(2)思维代替直觉认识宇宙。
c)笛卡儿的贡献:
(1)明确匀速直线运动;
(2)指出速度改变是有原因的。
d)牛顿的贡献:
(1)推广到一切物体;
(2)提出静止;
(3)明确力的作用。
关于谁的贡献大,学生众说纷纭,没有一个确切的定论,教师也无需给出一个正确的结论。但是通过对物理学历史发展过程的考察,对四位科学家贡献的探究,它将有助于学生了解物理学家认识和发现物理定理、定律的基本方法。从而“以史为鉴”,培养他们以物理学家认识世界本来面目的方式去认识世界。在一定意义上,通过对规律认识的历史的还原,对学生进行科学思想和科学方法论的是培养学生科学素养的有效途径。这是设计此问题的关键所在,也是本节课的亮点所在。
在该块教学内容中学生未知的'是关于伽利略的理想实验,教师要采取的教学方法是采用设计一系列问题,引导学生学会自己分析问题自己解决问题,具体可如下操作。
提问:伽利略用什么方法证明物体运动不需要力来维持呢?
演示说明:设置一个向下的斜面,再圆滑地连一个向上的斜面。然后拿一个小球放在斜面某点上,由静止运动下来,它将冲上另一斜面。
教师设疑:它能“冲”到哪里,它能回到原来高度吗?如果光滑,结果怎样?
教师通过一系列问题引发学生的思考。通过实验发现,它升不到原来的那个水平高度,这是因为摩擦较大。若换一个摩擦较小的斜面,可以看出,它就较接近那个水平高度。若摩擦越小,就越接近。这是实验事实。科学推理:依据这可靠的实验事实为基础,然后沿着摩擦力越来越小的发展趋势,去科学推理──假如摩擦非常非常的小、以至于没有摩擦,那小球将非常非常接近──以至于达到原来水平高度。这是一种理想的实验情景,即小球沿着光滑的斜面总能上升到原来的高度。教师指出“假设”两个字用得很好,它对物理结论进行合理的外推,其结论的得出符合逻辑。减小第二个斜面的倾角,倾角越小,小球为达到原来的高度所通过的路程就越长;倾角越小,通过的路程就越长。然后,我们再去科学推理,假如它最终成为水平面,那小球所通过的路程也就无限长,只能沿着水平面继续运动下去。
教师总结:“理想实验”虽然也叫实验,但它不等同于科学实验。真实的实验是一种实践活动,而“理想实验”则是一种思维活动,是由人们在抽象思维中设想出来而实际上无法做到的“实验”。并指出理想实验是以真实的科学实践为基础,抓住主要矛盾,忽略次要矛盾,对实际过程做出了更深入的抽象分析。理想实验是以正确的逻辑法则为依据的。它是自然科学理论研究中的重要方法。
(三)演示气垫导轨实验
气垫导轨实验是学生未知的实验,所以采用的方法是由师生共同操作完成,教师介绍实验装置及装置的特点,由学生来推动气垫导轨上的物体,观察它的运动,进一步地帮助学生加深理解物体不受外力作用时将做匀速直线运动。
(四)让学生们仔细阅读牛顿第一定律的内容,并思考定律包含的几层含义
在进行牛顿第一定律的教学时,不能只满足于学生能复述牛顿第一定律的内容,还应帮助学生理解牛顿第一定律所包含的几层意思。定律的理解是未知的,但可以在教师的启发下,通过学生们相互讨论、自主探究、教师补充共同完成下面的三层含义。
1.描述了物体不受外力作用时的运动规律
牛顿第一定律描述了物体不受外力作用,或者所受的合外力为零时,物体将保持原来的运动状态──匀速直线运动状态或静止状态。
2.阐明了力的科学定义
力是物体间的相互作用,它是改变物体运动状态,即产生加速度的原因,而不是产生和维持物体运动的原因。
3.一切物体都有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质,揭示了物体普遍具有的属性──惯性。
牛顿教案篇7
三维目标
知识与技能
1、掌握牛顿第二定律的文字内容和数学公式、
2、理解公式中各物理量的意义及相互关系、
3、知道在国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的
4、会用牛顿第二定律的公式进行有关的计算、
过程与方法
1、通过对上节课实验结论的总结,归纳得到物体的加速度跟它的质量及所受外力的关系,进而总结出牛顿第二定律,体会大师的做法与勇气、
2、培养学生的概括能力和分析推理能力、
情感态度与价值观
1、渗透物理学研究方法的、
2、认识到由实验归纳总结物理规律是物理学研究的重要方法、
3、通过牛顿第二定律的应用能深切感受到科学源于生活并服务于生活,激发学生学习物理的兴趣、
教学重点
牛顿第二定律的特点、
教学难点
1、牛顿第二定律的理解、
2、理解k=1时,f=ma、
教具准备
多媒体课件
课时安排
1课时
教学过程
[新课导入]
师:利用多媒体播放上节课做实验的过程,引起学生的回忆,激发学生的兴趣,使学生再一次体会成功的喜悦,迅速把课堂氛围变成研究讨论影响物体加速度原因这一课题中去、
学生观看,讨论上节课的实验过程和实验结果、
师:通过上一节课的实验,我们知道当物体所受的力不变时物体的加速度与其所受的作用力之间存在什么关系?
生:当物体所受的力不变时物体运动的加速度与物体所受的作用力成正比、
师:当物体所受力不变时物体的加速度与其质量之间存在什么关系?
生:当物体所受的力不变时物体的加速度与物体的质量成反比、
师:当物体所受的力和物体的质量都发生变化时,物体的加速度与其所受的作用力、质量之间存在怎样的关系呢?
[新课教学]
一、牛顿第二定律
师:通过上一节课的实验,我们再一次证明了:物体的加速度与物体的合外力成正比,与物体的质量成反比、
师:如何用数学式子把以上的结论表示出来?
生:a∝
师:如何把以上式子写成等式?
生:需要引入比例常数k a=k
师:我们可以把上式再变形为f=kma、
选取合适的单位,上式可以简化、前面已经学过,在国际单位制中力的单位是牛顿、其实,国际上牛顿这个单位是这样定义的:质量为1 kg的物体,获得1 m/s2的加速度时,受到的合外力为1 n,即1 n=1 kgm/s2
可见,如果各量都采用国际单位,则k=1,f=ma
这就是牛顿第二定律的数学表达式、
师:牛顿第二定律不仅描述了f、m、a的数量关系,还描述了它们的方向关系,结合上节课实验的探究,它们的方向关系如何?
生:质量m是标量,没有方向、合力的方向与加速度方向相同、
师:对,我们如何用语言把牛顿第二定律表达出来呢?
生:物体的加速度跟所受的合力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合力的方向相同、
师:加速度的方向与合外力的方向始终一致,我们说牛顿第二定律具有同向性、
【讨论与交流】
(多媒体演示课件)一个物体静止在光滑水平面上,从某一时刻开始受到一个方向向右、大小为5 n的恒定外力作用,若物体质量为5 kg,求物体的加速度、若2 s后撤去外力,物体的加速度是多少?物体2 s后的运动情况如何?
学生进行分组讨论
师:请同学们踊跃回答这个问题、
生:根据牛顿第二定律f=ma,可得a= ,代入数据可得a=1 m/s2,2 s后撤去外力,物体所受的力为零,所以加速度为零、由于物体此时已经有了一个速度,所以2 s以后物体保持匀速直线运动状态、
师:刚才这位同学说2 s后物体不再受力,那么他说的对不对呢?
生:不对、因为此时物体仍然受到重力和水平地面对它的支持力、
师:那么在这种情况下的加速度又是多少呢?
生:仍然是零,因为重力和支持力的合力为零,牛顿第二定律中物体所受的力是物体所受的合力,而不是某一个力、
师:非常好、以后我们在利用牛顿第二定律解题时一定要注意这个问题,即用物体所受的合力来进行处理、
【课堂训练】
讨论a和f合的关系,并判断下面哪些说法不对,为什么、
a、只有物体受到力的作用,物体才具有加速度
b、力恒定不变,加速度也恒定不变
c、力随着时间改变,加速度也随着时间改变
d、力停止作用,加速度也随即消失
答案:abcd
教师点评:牛顿第二定律是表示力的瞬时作用规律,描述的是力的瞬时作用效果是产生加速度、物体在某一时刻加速度的大小和方向,是由该物体在这一时刻所受到的合外力的大小和方向来决定的当物体所受到的合外力发生变化时,它的加速度随即也要发生变化,f=ma对运动过程的每一瞬间成立,加速度与力是同一时刻的对应量,即同时产生、同时变化、同时消失、这就是牛顿第二定律的瞬时性、
师:根据牛顿第二定律,即使再小的力也可以产生加速度,那么我们用一个较小的力来水平推桌子,为什么没有推动呢?这和牛顿第二定律是不是矛盾?
生:不矛盾,因为牛顿第二定律中的力是合力、
师:如果物体受几个力共同作用,应该怎样求物体的加速度呢?
生:先求物体几个力的合力,再求合力产生的加速度、
师:好,我们看下面一个例题、
多媒体展示例题
?例1】 一物体在几个力的共同作用下处于静止状态、现使其中向东的一个力f的值逐渐减小到零,又逐渐使其恢复到原值(方向不变),则
a、物体始终向西运动
b、物体先向西运动后向东运动
c、物体的加速度先增大后减小
d、物体的速度先增大后减小
生1:物体向东的力逐渐减小,由于原来合力为零,当向东的力逐渐减小时,合力应该向西逐渐增大,物体的加速度增大,方向向西、当物体向东的力恢复到原值时,物体的合力再次为零,加速度减小、所以加速度的变化情况应该先增大后减小、
生2:物体的加速度先增大后减小,所以速度也应该先增大后减小、
生3:这种说法不对,虽然加速度是有一个减小的过程,但在整个过程中加速度的`方向始终和速度的方向一致,所以速度应该一直增大,直到加速度为零为止、
师:对、一定要注意速度的变化和加速度的变化并没有直接的关系,只要加速度的方向和速度的方向一致,速度就一直增大、
多媒体展示例题
?例2】 某质量为1 000 kg的汽车在平直路面上试车,当达到72 km/h的速度时关闭发动机,经过20 s停下来,汽车受到的阻力是多大?重新起步加速时牵引力为2 000 n,产生的加速度应为多大?(假定试车过程中汽车受到的阻力不变)
学生讨论解答
生:物体在减速过程的初速度为72 km/h=20 m/s,末速度为零,根据a= 得物体的加速度为a=-1 m/s2,方向向后、物体受到的阻力f=ma=-1 000 n、当物体重新启动时牵引力为2 000 n,所以此时的加速度为a2= =1 m/s2,方向向车运动的方向、
师:根据以上的学习,同学们讨论总结一下牛顿第二定律应用时的一般步骤、
生:1、确定研究对象、
2、分析物体的受力情况和运动情况,画出研究对象的受力分析图、
3、求出合力、注意用国际单位制统一各个物理量的单位、
4、根据牛顿运动定律和运动学规律建立方程并求解、
师:牛顿第二定律在高中物理的学习中占有很重要的地位,希望同学们能够理解牛顿第二定律并且能够熟练地应用它解决问题、
?课堂训练】
如图4-3-1所示,一物体以一定的初速度沿斜面向上滑动,滑到顶点后又返回斜面底端、试分析在物体运动的过程中加速度的变化情况、
图4-3-1
解析:在物体向上滑动的过程中,物体运动受到重力和斜面的摩擦力作用,其沿斜面的合力平行于斜面向下,所以物体运动的加速度方向是平行斜面向下的,与物体运动的速度方向相反,物体做减速运动,直至速度减为零、在物体向下滑动的过程中,物体运动也是受到重力和斜面的摩擦力作用,但摩擦力的方向平行斜面向上,其沿斜面的合力仍然是平行于斜面向下,但合力的大小比上滑时小,所以物体将平行斜面向下做加速运动,加速度的大小要比上滑时小、由此可以看出,物体运动的加速度是由物体受到的外力决定的,而物体的运动速度不仅与受到的外力有关,而且还与物体开始运动时所处的状态有关、
[小结]
这节课我们学习了
1、牛顿第二定律:f=ma、
2、牛顿第二定律具有同向性、瞬时性、同体性、独立性、
3、牛顿第二定律解决问题的一般方法、
[布置作业]
教材第85页问题与练习、
[课外训练]
1、设雨滴从很高处竖直下落,所受空气阻力f和其速度v成正比、则雨滴的运动情况是
a、先加速后减速,最后静止 b、先加速后匀速
c、先加速后减速直至匀速 d、加速度逐渐减小到零
2、下列说法中正确的是
A、物体所受合外力为零,物体的速度必为零
B、物体所受合外力越大,物体的加速度越大,速度也越大
C、物体的速度方向一定与物体受到的合外力的方向一致
d、物体的加速度方向一定与物体所受到的合外力方向相同
3、一个物体正以5 m/s的速度向东做匀速直线运动,从某一时刻开始受到一个方向向西、大小为3 n的恒定外力作用,若物体质量为5 kg,求:2 s末物体的速度、
4、如图4-3-2所示,底板光滑的小车上用两个量程为20 n、完全相同的弹簧秤甲和乙系住一个质量1 kg的物块、在水平地面上当小车做匀速直线运动时,两弹簧秤的示数均为10 n、当小车做匀加速直线运动时,弹簧秤甲的示数变为8 n、这时小车运动的加速度大小是
图4-3-2
a、2 m/s2 b、4 m/s2
c、6 m/s2 d、8 m/s2
参考答案
1、答案:b
解析:分析雨滴的受力情况,发现雨滴受竖直向下的重力和向上的空气阻力,重力的大小方向不变,空气阻力随速度的增大而增大,所以物体的加速度a= 应该逐渐变小最终为零,此时雨滴的速度最大,以后雨滴做匀速运动、
2、答案:d
3、分析与解答:由于物体受到恒定外力是向西的,因此产生恒定加速度的方向也是向西的,与物体初速度方向相反,故物体应做匀减速直线运动、
由牛顿第二定律可知:a= = m/s2=0、6 m/s2
由匀减速直线运动公式可知:2 s末物体速度为
v2=v0-at=(5-0、6×2) m/s=3、8 m/s
方向向东、
4、解析:因弹簧的弹力与其形变量成正比,当弹簧秤甲的示数由10 n变为8 n时,其形变量减少,则弹簧秤乙的形变量一定增大,且甲、乙两弹簧秤形变量变化的大小相等,所以,弹簧秤乙的示数应为12 n、物体在水平方向所受到的合外力为f=t乙-t甲=12 n-8 n=4 n、
根据牛顿第二定律,得物块的加速度大小为a= = m/s2=4 m/s2、
答案:b
说明:无论题中的弹簧秤原来处于拉伸状态或压缩状态,其结果相同、同学们可自行通过对两种情况的假设加以验证、
板书设计
3 牛顿第二定律
内 容 物体的加速度跟所受的合力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合力的方向相同
表达式 f=ma
说 明 (1)同向性:加速度的方向与力的方向始终一致
(2)瞬时性:加速度与力是瞬间的对应量,即同时产生、同时变化、同时消失
(3)同体性:加速度和合外力(还有质量)是同属一个物体的
(4)独立性:当物体受到几个力的作用时,各力将独立地产生与其对应的加速度,而物体表现出来的实际加速度是物体所受各力产生加速度叠加的结果
活动与探究
探究活动的:牛顿第二定律发现的过程、
探究过程:
步 骤 学生活动 教师指导 目的
1、 到图书馆、上网查阅有关牛顿发现牛顿第二定律的书籍 介绍相关书籍
2、培养学生的思考能力,根据查阅的资料,确定文章和内容 解答学生提出的具体问题
3、相互交流活动的感受 对优秀文章进行点评
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