《牛顿运动定律》教学设计1
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约5900字。
高一物理 第7单元
牛顿运动定律(一)
一.内容黄金组:
⒈ 本课学习内容是第三章牛顿运动的第1节—第3节,即牛顿第一定律;物体运动状态的改变;牛顿第二定律。
⒉ 本课学习目的是以下三点:
⑴ 知道伽利略和亚里士多德对力和运动关系的不同认识,知道伽利略的理想实验及其推理过程和结论,知道理想实验是科学研究的重要方法;理解牛顿第一定律的内容和意义;知道什么是惯性,会正确解释有关惯性的现象。
⑵ 理解力是使物体产生加速度的原因,理解质量是惯性大小的量度。
⑶ 理解加速度与力的关系,理解加速度与质量的关系,知道得出这两个关系的实验;知道国际单位制中力的单位是如何定义的;理解牛顿第二定律的内容,知道牛顿第二定律表达式的确切含义;会用牛顿第二定律进行简单的计算。
二.要点大揭密:
1.力不是维持物体运动的原因
(1)伽利略理想实验.伽利略理想实验说明了物体维持自己的运动并不需要力.如果我们能够细心观察、分析一些常见物体的运动,也很容易验证伽利略的结论.滚动的足球会停下来,不是因为没有维持它运动的力,而是因受到摩擦阻力的作用.瓦片可以在水平冰面上滑行很远才停止,就是所受摩擦力很小的缘故.假设冰面对瓦片无阻力且空气阻力也可忽略,瓦片将会沿冰面一直滑行下去,而无需施加任何沿运动方向的外力.
在实际生活中,我们很难找到使物体不受任何阻力的实验环境,这就显示了伽利略理想实验的优越性.理想实验是科学研究的重要方法.
(2)运动是物质自身的属性.自然界中的任何物体都处在永不停止的运动中.我们看到一幢大楼是静止的,这其实是以地面为参照物的观察结果.若以太阳为参照物,大楼一方面与地球一起绕地轴转动,另一方面还要随地球一起绕太阳转动.整个宇宙中,大到恒星、星系,小到原子、电子,都处在永不停止的运动中.可见运动是物体自身的属性,只要物体存在,它就必然要运动.从这个意义上讲,物体的运动也无需外力去维持.
2.惯性.
(1)惯性是物体的固有性质.牛顿第一定律告诉我们,物体在不受外力作用时将保持自己原来的运动状态:匀速直线运动状态或静止状态,这是一切物体所固有的性质即物体的惯性.任何物体都具有惯性,这与物体是运动着的还是静止的无关,也与物体正在作何种运动无关.
(2)物体的惯性与物体的受力状况无关.牛顿第一定律所描述的状态是一种理想状态,即物体不受外力作用的状态.实际上任何物体均与周围物体发生相互作用,不受外力作用的物体是不存在的.但物体受到外力作用并不会引起物体惯性的变化.若物体所受外力的合力为零,物体将保持自己的运动状态:匀速直线运动或静止.显然,物体的惯性与不受外力时相同.若物体作变速运动,也不能说物体就不具有惯性.如物体在重力作用下作自由落体运动,物体的速度不断增加,运动状态不断改变,但并不说明物体的惯性已经消失.在运动中的任一时刻,若给物体施一大小与重力相等、方向与重力相反的外力,则物体将保持那一时刻的速度作匀速直线运动.这说明了,物体的惯性并没有发生变化.运动状态的变化是受外力作用的结果,但运动状态的变化并不是物体惯性的变化,物体的惯性与是否受外力以及所受合外力是否为零均无关.
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