发布时间: 2020-12-01 14:26:05
修改时间: 2020-12-01 14:26:05
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作者: 闽试教育
物体保持静止状态或匀速直线运动状态的性质,称为惯性。根据福建教师招聘的初中物理大纲要求,为大家整理了一篇初中物理教案设计:惯性
教学目标
(1)知道牛顿第一定律。
(2)理解伽利略理想实验的推理过程。
(3)理解力和物体运动的关系。
教学重点与难点
重点:牛顿第一运动定律、惯性。
难点:伽利略理想实验的推理过程;对牛顿第一运动定律和惯性的正确理解。
教学过程
(一)新课引入
第一章研究物体的运动情况,第二章研究物体的受力情况,本章在前两章的基础上,研究力和运动的关系。
【问】:那么力和运动究竟有怎样的关系?
(二)新课讲授
【演示实验】:在桌面上轻推小车,使小车从静止开始缓慢运动,撤掉推力,小车很快停下,为什么?(提问学生:为什么运动?为什么停下来?)
一、力和运动的关系
1、亚里士多德:力是维持物体运动的原因
【阅读与思考】
结合课本内容,组织学生思考、讨论并引导学生得出下列问题的答案。
(1)古希腊哲学家亚里士多德的观点是什么,他凭什么得出观点的?(小车停下来)
力是维持物体运动的原因; 观察和直觉。
(2)按照亚里士多德的观点,刚才运动的小车没有推力后,会怎么停下来?事实呢?
没有力小车会立刻停下来,事实上小车会运动一段后才停下。
【过渡引导】一边解说引导,一边用小车演示
其实,最先悟出这一原因的是17世纪意大利的物理学家伽利略。他观察到,在推力作用下运动的小车,撤去推力后,小车并不是立刻停止,而是运动了一段时间才停下来的。撤去推力,小车仍可以运动,这就说明:“力是维持运动的原因”这一观点,并不是力和运动的真正关系。为了找出力和运动的真正关系,伽利略巧妙的设计了一个实验,这个实验把他深邃的思想和超人的睿智体现的淋漓尽致,那么,这到底是一个什么样的实验呢?
2、伽利略的实验
(1)实验过程
(实验展示:层层设问,步步深入,让学生经历伽利略的思考过程,体验理想实验的科学研究方法)
【装置介绍】:两个对接的斜面,一边的斜面可以变化倾角。
【师】:让小球从一个斜面的某一个高度静止释放,小球的运动情况如何?试描述出来。
【生】:小球滚上另一个斜面,到不了原来的高度就返回了,然后在两个斜面间往返运动,高度越来越低,最终停在斜面的低端。
【师】:小球为什么达不到原来的高度,而且最终又停下来呢?
【生】:受到摩擦阻力的作用。
【师】:设想斜面光滑,没有摩擦,小球的运动情况如何呢?
【生】:小球将达到跟原来同样的高度,然后在两个斜面间往返运动,永不停息。
【师】:如果减小第二个斜面的倾斜度,小球在该斜面上运动的路程与原来相比如何?
【生】:经过的路程会变长。
【师】:推想:如果继续减小第二个斜面的倾斜度,小球在该斜面上运动的路程与原来相比又会如何?
【生】:走的路程会更长。
【师】:继续推想:当第二个斜面变成水平面时,小球的运动情况如何呢?
【生】:小球将沿着光滑的水平面一直运动下去,永不返回。
【师生总结】:小球在水平方向上不受力,仍可以运动,这就说明:运动并不需要力来维持。伽利略由此得出结论:维持物体运动不需要力。
【学生活动】:填表、练习
【过渡引导】
伽利略实验的整个过程,都是在假设斜面光滑没有摩擦的前提下进行的,而绝对光滑的斜面是不存在的(提问学生),所以说伽利略的实验是一个理想实验。那么什么是理想实验呢?
(2)理想实验
在学生稍加讨论后,给出理想实验的概念。
理想实验又叫想象实验,它以可靠的事实为基础,突出主要因素,忽略次要因素,通过抽象思维深刻揭示自然规律。
【学生活动】:练习
举例说明:理想实验并不神秘。在我们下棋时,每走一步之前,总会先在脑海里布局一个假象的战场,我如何走,对手如何应付,我该怎样走,对手才无路可走。棋技越高,设想的布局方案也就越多,越深入,越全面。在这个过程,我们就在进行着理想实验。爱因斯坦曾用一列接近光速的列车做理想实验,非常有说服力地说明了相对论的概念。
(3)实验验证
【演示实验】:气垫导轨(气垫导轨是一种现代化的力学实验仪器。它利用小型气源将压缩空气送入导轨内腔。空气再由导轨表面上的小孔中喷出,在导轨表面与滑行器内表面之间形成很薄的气垫层。滑行器就浮在气垫层上,与轨面脱离接触,因而能在轨面上做近似无阻力的直线运动,极大地减小了以往在力学实验中由于摩擦力引起的误差。使实验结果接近理论值。)
【过渡引导】
在伽利略实验的基础上,法国科学家笛卡尔,对力和运动的关系做了进一步的推论。英国科学家牛顿做了进一步的补充、完善和总结,提出了牛顿第一定律。
二、牛顿第一定律
1、内容: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。
一切: 体现出普遍性、共性;
总保持: 体现出物体的固有性、特性;
直到有外力:说明了外力的作用。
2、理解(意义):(结合开头引入小车的实验说明)
【问题1】:物体在不受外力作用时处在什么状态?(强调水平方向不受力)
(1)物体不受外力时的状态是匀速直线运动状态或静止状态,说明力不是维持物体运动的原因。(支持伽利略观点)
【问题2】:改变物体运动状态的原因是什么?
(2)外力的作用是迫使物体改变其运动,说明力是使物体运动速度改变的原因。(完善)
(3)揭示了一切物体都具有的一种固有属性——惯性,因此,牛顿第一定律又叫做惯性定律。
【说明】:牛顿第一定律虽然不能用实验直接进行验证(不受力),但它是客观存在的,是一种理想状态。
【过渡引导】
那么什么是惯性呢?(根据牛顿第一定律得出惯性的定义。)
三、惯性
1、定义:物体保持匀速直线运动状态或静止状态的特性。(不是惯性定律,惯性定律是一种运动规律)
2、说明:一切物体都有惯性,惯性是物体的固有属性。
【演示实验】:一切:固体、液体、气体;固有:静止、运动。
3、应用惯性知识解决实际问题(避免“产生惯性”、“克服惯性”或“消除惯性”等字眼)
【举例】:刹车、启动等,完成“自主活动”
(三)小结
1、历史上几位科学家对力和运动关系的看法和研究。
2、伽利略得到力和运动关系的研究方法。
3、牛顿第一定律的内容。
4、惯性及应用惯性知识解决实际问题的方法。
(四)作业布置
完成试卷上作业
教学反思
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