高一物理上册必修一教案

篇1:高一物理上册必修一教案
高一物理上册必修一教案(一)
教学目标:
一、知识与技能
(一)能熟练使用打点计时器。
(二)会根据相关实验器材,设计实验并完成操作。
(三)会处理纸带求各点瞬时速度。
(四)会设计表格并用表格处理数据。
(五)会用v-t图像处理数据,表示运动规律
(六)掌握图象的一般方法,并能用语音描述运动的特点。
二、过程与方法
(一)初步学习根据实验要求,设计实验,探究某种规律的研究方法。
(二)经历实验过程,及时发现问题并做好调整。
(三)初步学会根据实验数据发现规律的探究方法。
三、情感态度与价值观:
(一)体会实验的设计思路,体会物理学的研究方法。
(二)培养根据实验结果作出分析判断并得出结论。
教学过程
【教师提出问题】探究目的:
探究小车在重物牵引下的运动,研究小车速度随时间的变化规律。
【让学生猜想】小车的速度随时间变化有几种可能:
变化先快后慢;先慢后快;均匀变化等。可结合速度图象描述猜想。
【让学生进行实验设计】提示如何测量出不同时刻的物体运动速度;最后确定打点计时器测速度。
【教师引导学生讨论】实验过程中注意事项:
1、开始释放小车时,应使小车靠近打点计时器。
2、先接通电源,计时器工作后,再放开小车,当小车停止运动时及时断开电源。
3、要防止钩码落地和小车跟滑轮相撞,当小车到达滑轮前及时用手按住它。
【学生活动】实验过程:
1、附有滑轮的长度板平放在实验桌上,并使滑轮伸出桌面,把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端,连接好电路。
2、用一条细绳栓住小车使细绳跨过滑轮,下边挂上适量的钩码,让纸带穿过打点计时器,并把纸带的一端固定在小车的上面。
3、把小车停在靠近打点计时器处,接通电源后释放小车,让小车拖着纸带运动,打点计时器就在纸带上打下一列小点。换上新的纸带,重复实验三次。
高一物理上册必修一教案(二)
教学准备
教学目标
知识与技能
1.根据相关实验器材,设计实验并熟练操作.
2.会运用已学知识处理纸带,求各点瞬时速度.
3.会用表格法处理数据,并合理猜想.
4.巧用v—t图象处理数据,观察规律.
5.掌握画图象的一般方法,并能用简洁语言进行阐述.
过程与方法
1.初步学习根据实验要求设计实验,完成某种规律的探究方法.
2.对打出的纸带,会用近似的方法得出各点的瞬时速度.
3.初步学会根据实验数据进行猜测、探究、发现规律的探究方法.
4.认识数学化繁为简的工具作用,直观地运用物理图象展现规律,验证规律.
5.通过实验探究过程,进一步熟练打点计时器的应用,体验瞬时速度的求解方法.
情感态度与价值观
1.通过对小车运动的设计,培养学生积极主动思考问题的习惯,并锻炼其思考的全面性、准确性与逻辑性.
2.通过对纸带的处理、实验数据的图象展现,培养学生实事求是的科学态度,能使学生灵活地运用科学方法来研究问题、解决问题、提高创新意识.
3.在对实验数据的猜测过程中,提高学生合作探究能力.
4.在对现象规律的语言阐述中,提高了学生的语言表达能力,还体现了各学科之间的系,可引申到各事物间的关联性,使自己融入社会.
5.通过经历实验探索过程,体验运动规律探索的方法.
教学重难点
教学重点
1.图象法研究速度随时间变化的规律.
2.对运动的速度随时间变化规律的探究
教学难点
1.各点瞬时速度的计算.
2.对实验数据的处理、规律的探究.
教学工具
多媒体、板书
教学过程
一、实验目的
1.进一步练习使用打点计时器
2.利用v-t图象处理数据,并据此判断物体的运动性质
3.能根据实验数据求加速度
二、实验器材
打点计时器、一端附有定滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、交流电源.
三、实验原理
1.利用打点计时器所打纸带的信息,代入计算式
即用以n点为中心的一小段位移的平均速度代替n点的瞬时速度.
2.用描点法作出小车的v-t图象,根据图象的形状判断小车的运动性质.若所得图象为一条倾斜直线则表明小车做匀变速直线运动.
3.利用v-t图象求出小车的加速度.
四、实验步骤
1.如图所示,把附有滑轮的长木板放在实验桌上,并使滑轮伸出桌面,把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端,连接好电路.
2.把一条细绳拴在小车上,使细绳跨过滑轮,下边挂上钩码,把纸带穿过打点计时器,并把纸带的一端固定在小车的后面.
3.把小车停在靠近打点计时器处,接通电源后,释放小车,让小车拖着纸带运动,打点计时器就在纸带上打下一列小点.
4.换上新的纸带,重复实验两次.
5.增减所挂钩码,按以上步骤再做两次实验.
五、数据处理
1.表格法
(1)从几条纸带中选择一条比较理想的纸带,舍掉开始一些比较密集的点,在后面便于测量的地方找一个点,作为计数始点,以后依次每五个点取一个计数点,并标明0、1、2、3、4…测量各计数点到0点的距离x,并记录填入表中,如图所示.
(2)分别计算出与所求点相邻的两计数点之间的距离Δx1、Δx2、Δx3…
(3)计算平均速度,用平均速度代替相关计数点的瞬时速度,填入上面的表格中.
(4)根据表格中的数据,分析速度随时间怎么变化.
2.图象法
(1)在坐标纸上建立直角坐标系,横轴表示时间,纵轴表示速度,并根据表格中的数据在坐标系中描点.
(2)画一条直线,让这条直线通过尽可能多的点,不在线上的点均匀分布在直线的两侧,偏差比较大的点忽略不计,如图所示
(3)观察所得到的直线,分析物体的速度随时间的变化规律.
(4)据所画v-t图象求出其斜率,就是小车运动的加速度.
六、误差分析
1.木板的粗糙程度不同,摩擦不均匀.
2.根据纸带测量的位移有误差,从而计算出的瞬时速度有误差.
3.作v-t图象时单位选择不合适或人为作图不准确带来误差.
七、注意事项
1.开始释放小车时,应使小车靠近打点计时器.
2.先接通电源,等打点稳定后,再释放小车.
3.打点完毕,立即断开电源.
4.选取一条点迹清晰的纸带,适当舍弃点密集部分,适当选取计数点(注意计数点与计时点的区别),弄清楚所选的时间间隔T等于多少秒.
5.要防止钩码落地,避免小车跟滑轮相碰,当小车到达滑轮前及时用手按住.
6.要区分打点计时器打出的计时点和人为选取的计数点,一般在纸带上每隔4个点取一个计数点,即时间间隔为t=0.02×5s=0.1s.
7.在坐标纸上画v-t图象时,注意坐标轴单位长度的选取,应使图象尽量分布在较大的坐标平面内.
篇2:高一物理上册必修一教案
教案【一】
教学准备
教学目标
【教学目标】
知识与技能
1、知道什么是形变和弹性形变
2、知道什么是弹力以及弹力产生的条件
3、知道压力、支持力、绳的拉力都是弹力,并能判断方向。
4、知道形变越大弹力越大、弹簧的弹力与形变量成正比。
过程与方法
1、从生活中常见的形变现象出发,培养学生的观察能力。
2、在探究形变的过程中,引导学生进一步探索形变与弹性之间的关系后,使学生了解探究弹力的实际意义,学会探究物理规律的一般方法。
3、通过观察微小变化的实例,初步接触“放大的方法”
情感、态度价值观
1、在实验中,培养其观察、分析、归纳能力,尊重事实的科学探究精神。
2、积极参与观察和实验,认真讨论体验探索自然规律的艰辛和喜悦。
教学重难点
【教学重点】
弹力概念的建立、弹力产生的条件、弹力方向的确定。
【教学难点】
弹力方向的确定。
教学过程
.【教学过程】
引入新课
视频播放:弯曲的竹竿使水中的木块发生运动、拉弓射箭等情景。让学生试着回答以上动作的完成有什么共同特点
新课教学
一.弹力的产生
动画模拟弯曲的竹竿使水中的木块发生运动、拉弓射箭等:同学们观察动作的完成,总结什么是形变
形变:物体在力的作用下发生的形状或体积改变
学生自己动手实验拉橡皮筋:
(1)弹性形变:能恢复原来形状的形变。
(2)塑性形变:不能恢复原来形状的形变
(3)弹性限度:形变超过一定限度,物体形状将不能完全恢复,这个限度叫做弹性限度.
[讨论与交流]我用力推墙或压桌面,那么墙和桌面也会发生形变吗?
动画模拟微小形变实验:①按压桌面②挤压玻璃瓶。让学生自习观察,实验说明了什么问题。
学生回答后教师总结:
(4)一切物体在力的作用下都会发生形变,只不过一些物体比较坚硬,虽发生形变,但形变量很小,眼睛根本观察不到它的形变。
[猜想]:物体发生弹性形变后要恢复原状,对与它接触的物体会产生什么呢?
感受分析
师:我们现在一起来进行下面的操作:用手扯住橡皮筋的两端,在弹性限度范围内拉橡皮筋,使其发生形变。在操作的同时,用心体会一下手与弹簧或橡皮筋之间的相互作用。
师:根据力的定义,我们知道弹簧与左右手之间有力的作用,那同学们知道弹簧对左手的力是向哪个方向的?对右手的力又是向哪个方向的?
生:对左手的力向右手方向,对右手的力向左手方向。
师:为什么是这样的方向呢?
生:我想是因为物体发生弹性形变后,由于要恢复原状而把两手向中间扯。
综上:橡皮筋形变要恢复原状而对与之接触的物体产生的力的作用叫做弹力。
2、弹力:发生弹性形变的物体由于要恢复原来的形状,对与它接触的物体会发生力的作用,这种力叫做弹力
回顾开始时课件展示情景:让学生分析并总结弹力产生的条件。
3、弹力产生的条件:
(1)、两物体相互接触。(接触力)(2)、接触处产生弹性形变。
二.几种常见的弹力及方向
1、支持力和压力的方向:垂直于接触面
(1)、平面与平面接触
例题1:分析A受到的弹力(A均处于静止状态)
(2)、点与面接触
例2:分析物体A受到的弹力(A均处于静止状态)
(3)、曲面与曲面接触
例3:分析球A所受到的弹力
2、绳的拉力方向:沿着绳而指向绳收缩的方向。
三.胡克定律
弹力的大小跟形变的大小有关,形变越大,弹力越大,形变消失,弹力随着消失。
课后习题
布置作业
开放式问题(视频播放:撑杆跳高、跳水);
提出问题:通过本节内容的学习,请同学们开放式地讨论
①从形变与弹力知识去思考,撑杆跳高运动员跳得这么高的主要原因是什么?
②跳水运动员在空中滞空时间主要由哪方面决定?
板书
板书设计
弹力
1、形变
(1)概念:物体的形状或体积改变
(2)分类:弹性形变;塑性形变
2、弹力
(1)定义:发生弹性形变的物体由于要恢复原来的形状,对与它接触的物体会发生力的作用,这种力叫做弹力
(2)产生的条件:两物体相互接触、接触处产生弹性形变。
(3)弹力的方向:支持力和压力的方向:垂直于接触面;绳的拉力方向沿着绳而指向绳收缩的方向。
教案【二】
教学准备
教学目标
1、知道什么是弹力以及弹力产生的条件。
2、知道推力、压力、支持力、绳的拉力都是弹力,能在力的图示(力的示意图)中正确画出他们的方向。
3、知道形变越大,弹力越大,知道弹簧的弹力跟弹簧伸长(或缩短)的长度成正比。
教学重难点
知道形变越大,弹力越大,知道弹簧的弹力跟弹簧伸长(或缩短)的长度成正比。
教学工具
课件
教学过程
出示[学习目标]
1、理解弹力的概念,知道弹力产生的原因和条件.
2、知道压力、支持力、绳的拉力都是弹力,会分析弹力的方向,能正确画出弹力的示意图.
3、理解形变概念,了解放*显示微小形变。
(一)观察实验
1、观察用弹簧拉静止的小车
小车:由静止→运动
弹簧:被拉长
2、水平支起竹片,竹片上放置砝码,观察砝码和竹片
竹片:发生弯曲
砝码:处于静止状态
3、观察用弹性钢片推放置在桌面上的物体
钢片:发生弯曲
物体:被推开
(二)形变和弹力的概念:
物体的形状或体积的改变叫形变.
发生形变的物体,由于要恢复原状,对跟它接触的物体产生的作用,这种力叫弹力。
弹力的概念:
(三)弹力产生的条件
(1)物体间是否直接接触(必要条件);
(2)接触处是否有相互挤压或拉伸的作用(充分条件)
*弹力是发生弹性形变的物体产生的力,作用在跟它接触的物体上.用手向右拉弹簧,弹簧因形变(伸长)而产生弹力f,它作用在手上,方向向左.因此,弹力的施力者是发生形变的物体,受力者是使它发生形变的其他物体.
图1-11(a)中,小球放在斜面和竖直挡板之间,在重力作用下小球与斜面及挡板间都有挤压趋势,因此小球与斜面接触处,小球与挡板接触处都会产生弹力.而图1-11(b)中,小球放在水平面和竖直挡板间,虽然小球与竖直挡板相接触,但在接触处没有相互挤压趋势,因此小球与竖直挡板间不会产生弹力.
(四)显示微小形变的两个实验
有一些物体眼睛根本观察不到它的形变,比如一些比较坚硬的物体,但是这些物体都有形变,只不过形变很微小。所以,一切物体都在力的作用下会发生形成。
(五)弹力的方向
弹力的方向总是与作用在物体上使物体发生形变的外力方向相反.
(1)弹力方向的判定步骤:
明确产生形变的物体--找出使该物体发生形变的外力方向--确定该物体产生弹力的方向.
(2)常见支持物的弹力方向:
平板的弹力垂直于板面指向被支持的物体;
曲面的弹力垂直于曲面该处的切平面指向被支持的物体;
支承点的弹力垂直于跟它接触的平面(或曲面的切平面)指向被支持的物体;
绳索的弹力沿着绳子指向收缩的方向.
(六)形变的种类
看形变的种类有哪些,举例说明。
总结:产生弹力的大小与形变程度有关,形变程度越大,产生的弹力就越大。
(七)例题分析
例1:放在水平桌面上的书
书由于重力的作用而压迫桌面,使书和桌面同时发生微小形变,要恢复原状,对桌面产生垂直于桌面向下的弹力F1,这就是书对桌面的压力;桌面由于发生微小的形变,对书产生垂直于书面向上的弹力F2,这就是桌面对书的支持力。
练习1
分析:静止地放在倾斜木板上的书,书对木板的压力和木板对书的支持力。并画出力的示意图。
例题2按下列要求画出弹力的方向
(1)搁在光滑竖直墙与粗糙水平地面间的棒在A,B两处受到的弹力(图1-13)
分析(1)棒在重力作用下对A,B两处都有挤压作用,因A,B两处的支持物都为平面,所以其弹力垂直平面分别向上和向右.
(2)搁在光滑半球形槽内的棒在C,D两处受到的弹力(图1-14);
分析:棒对C,D两处有挤压作用,因C处为曲面,D处为支承点,所以C处弹力垂直其切平面指向被支持的物体--沿球半径指向球心;D处弹力垂直跟它接触的平面指向被支持的物体--垂直棒斜向上.
(3)用细绳悬挂、靠在光滑竖直墙上的小球受到的弹力(图1-15)
球在重力作用下挤压墙壁,拉引绳子,所以墙产生的弹力垂直墙面指向球;绳子产生的弹力沿着绳子向上.
(八)课内练习
(1)放在水平桌面上的书,对桌面的压力等于书受的重力.能不能说书对桌面的压力就是书受的重力?为什么?
(2)停放在操场上的篮球,受到哪几个力的作用?施力物体各是什么?各个力的方向如何?
(3)有四位同学把斜面对重物的支持力3N,分别画成图1-10中的四种样子,其中哪个图画得对?
(4)如图1-11所示,用两根绳子把一个物体挂在天花板上,这个物体受到几个力的作用?指出施力物体,并把力的方向表示出来.
(5)在水平桌面上的两个球,靠在一起但并不互相挤压,它们之间有相互作用的弹力吗?为什么?
学生思考后集体交流。
(九)课堂总结
课后习题
完成课后“训练与应用”第1、2、3、4题。
篇3:高一物理上册必修一教案
高一物理上册必修三创新教案(一)
教学目标
1、知识与技能
(1)知道平抛运动的特点是初速度方向水平,只有竖直方向受重力作用,运动轨迹是抛物线;
(2)知道平抛运动形成的条件;
(3)理解平抛运动是匀变速运动,其加速度为g;
(4)会用平抛运动规律解答有关问题。
2、过程与方法
(1)在知识教学中应同时进行科学研究过程教育,本节课以研究平抛物体运动规律为中心所展开的课堂教学,应突出一条研究物理科学的一般思想方法的主线:
观察现象→初步分析→猜测实验研究→得出规律→重复实验→鉴别结论→追求统一。
(2)利用已知的直线运动的规律来研究复杂的曲线运动,渗透物理学“化曲为直”“化繁为简”的方法及“等效代换”正交分解”的思想方法;
(3)在实验教学中,进行控制的思想方法的教育:从实验的设计、装置、操作到数据处理,所有环节都应进行多方面实验思想的教育,“实验的精髓在于控制”的思想,在乎抛物体实验中非常突出。如装置中斜槽末端应保持水平的控制;木板要竖直放置的控制;操作上强调小球每次都从斜槽同一高度处由静止开始释放的控制;在测量小球位置时对实验误差的控制等。
3、情感、态度与价值观
(1)通过重复多次实验,进行共性分析、归纳分类,达到鉴别结论的教育目的,同时还能进行理论联系实际的教育。
(2)在理解平抛物体运动规律是受恒力的匀变速曲线运动时应注意到“力与物体运动的关系”。这方面的问题,我国东汉的王充(公元27~)历尽心血三十年写成《论衡》一书,全书三十卷八十五篇约三十万字,已有精辟论述,以此渗透爱国主义教育和刻苦学习、勤奋工作精神的美德教育。
教学重难点
1、教学重点:平抛运动的特点和规律;学习和借鉴本节课的研究方法。
2、教学难点:平抛运动的规律。
教学工具
多媒体、板书
教学过程
一、实验目的
1.用实验的方法描出平抛运动的轨迹.
2.判断平抛运动的轨迹是否为抛物线.
3.根据平抛运动的轨迹求其初速度.
二、实验原理
1.利用追踪法逐点描出小球运动的轨迹.
2.建立坐标系,如果轨迹上各点的y坐标与x坐标间的关系具有y=ax2的形式(a是一个常量),则轨迹是一条抛物线.
三、实验器材
斜槽、小球、方木板、铁架台、坐标纸、图钉、重垂线、三角板、铅笔、刻度尺.
四、实验步骤
1.安装调平
将带有斜槽轨道的木板固定在实验桌上,其末端伸出桌面外,轨道末端切线水平,如图所示.
2.建坐标系
用图钉将坐标纸固定于竖直木板的左上角,把木板调整到竖直位置,使板面与小球的运动轨迹所在平面平行且靠近,把小球放在槽口处,用铅笔记下小球在槽口(轨道末端)时球心在木板上的投影点O,O点即为坐标原点,用重垂线画出过坐标原点的竖直线,作为y轴,画出水平向右的x轴.
3.确定球的位置
将小球从斜槽上某一位置由静止滑下,小球从轨道末端射出,先用眼睛粗略确定做平抛运动的小球在某一x值处的y值,然后让小球由同一位置自由滚下,在粗略确定的位置附近用铅笔较准确地描出小球通过的位置,并在坐标纸上记下该点.用同样的方法确定轨迹上其他各点的位置.
4.描点得轨迹
取下坐标纸,将坐标纸上记下的一系列点,用平滑曲线连起来,即得到小球平抛运动轨迹.
五、数据处理
1.计算初速度
在小球平抛运动轨迹上选取分布均匀的六个点——A、B、C、D、E、F,用刻度尺、三角板测出它们的坐标(x,y),并记录在下面的表格中,已知g值,利用公式y=2(1)gt2和x=v0t,求出小球做平抛运动的初速度v0,后算出v0的平均值.
2.验证轨迹是抛物线
抛物线的数学表达式为y=ax2,将某点(如B点)的坐标x、y代入上式求出常数a,再将其他点的坐标代入此关系式看看等式是否成立,若等式对各点的坐标近似都成立,则说明所描绘的曲线为抛物线.
六、误差分析
1.斜槽末端没有调水平,小球离开斜槽后不做平抛运动.
2.确定小球运动的位置时不准确.
3.量取轨迹上各点坐标时不准确.
七、注意事项
1.实验中必须调整斜槽末端的切线水平(检验是否水平的方法是:将小球放在斜槽末端水平部分,将其向两边各轻轻拨动一次,看其是否会加速或减速运动).
2.方木板必须处于竖直平面内,固定时要用重垂线检查坐标纸竖线是否竖直.
3.小球每次必须从斜槽上同一位置滚下.
4.坐标原点不是槽口的端点,应是小球出槽口时球心在木板上的投影点.
5.小球开始滚下的位置高度要适中,以使小球平抛运动的轨迹由坐标纸的左上角一直到达右下角为宜.
6.在轨迹上选取离坐标原点O点较远的一些点来计算初速度.
高一物理上册必修三创新教案(二)
教学目标
知识与技能
1.根据相关实验器材,设计实验并熟练操作.
2.会运用已学知识处理纸带,求各点瞬时速度.
3.会用表格法处理数据,并合理猜想.
4.巧用v—t图象处理数据,观察规律.
5.掌握画图象的一般方法,并能用简洁语言进行阐述.
过程与方法
1.初步学习根据实验要求设计实验,完成某种规律的探究方法.
2.对打出的纸带,会用近似的方法得出各点的瞬时速度.
3.初步学会根据实验数据进行猜测、探究、发现规律的探究方法.
4.认识数学化繁为简的工具作用,直观地运用物理图象展现规律,验证规律.
5.通过实验探究过程,进一步熟练打点计时器的应用,体验瞬时速度的求解方法.
情感态度与价值观
1.通过对小车运动的设计,培养学生积极主动思考问题的习惯,并锻炼其思考的全面性、准确性与逻辑性.
2.通过对纸带的处理、实验数据的图象展现,培养学生实事求是的科学态度,能使学生灵活地运用科学方法来研究问题、解决问题、提高创新意识.
3.在对实验数据的猜测过程中,提高学生合作探究能力.
4.在对现象规律的语言阐述中,提高了学生的语言表达能力,还体现了各学科之间的系,可引申到各事物间的关联性,使自己融入社会.
5.通过经历实验探索过程,体验运动规律探索的方法.
教学重难点
教学重点
1.图象法研究速度随时间变化的规律.
2.对运动的速度随时间变化规律的探究
教学难点
1.各点瞬时速度的计算.
2.对实验数据的处理、规律的探究.
教学工具
多媒体、板书
教学过程
一、实验目的
1.进一步练习使用打点计时器
2.利用v-t图象处理数据,并据此判断物体的运动性质
3.能根据实验数据求加速度
二、实验器材
打点计时器、一端附有定滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、交流电源.
三、实验原理
1.利用打点计时器所打纸带的信息,代入计算式
即用以n点为中心的一小段位移的平均速度代替n点的瞬时速度.
2.用描点法作出小车的v-t图象,根据图象的形状判断小车的运动性质.若所得图象为一条倾斜直线则表明小车做匀变速直线运动.
3.利用v-t图象求出小车的加速度.
四、实验步骤
1.如图所示,把附有滑轮的长木板放在实验桌上,并使滑轮伸出桌面,把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端,连接好电路.
2.把一条细绳拴在小车上,使细绳跨过滑轮,下边挂上钩码,把纸带穿过打点计时器,并把纸带的一端固定在小车的后面.
3.把小车停在靠近打点计时器处,接通电源后,释放小车,让小车拖着纸带运动,打点计时器就在纸带上打下一列小点.
4.换上新的纸带,重复实验两次.
5.增减所挂钩码,按以上步骤再做两次实验.
五、数据处理
1.表格法
(1)从几条纸带中选择一条比较理想的纸带,舍掉开始一些比较密集的点,在后面便于测量的地方找一个点,作为计数始点,以后依次每五个点取一个计数点,并标明0、1、2、3、4…测量各计数点到0点的距离x,并记录填入表中,如图所示.
(2)分别计算出与所求点相邻的两计数点之间的距离Δx1、Δx2、Δx3…
(3)计算平均速度,用平均速度代替相关计数点的瞬时速度,填入上面的表格中.
(4)根据表格中的数据,分析速度随时间怎么变化.
2.图象法
(1)在坐标纸上建立直角坐标系,横轴表示时间,纵轴表示速度,并根据表格中的数据在坐标系中描点.
(2)画一条直线,让这条直线通过尽可能多的点,不在线上的点均匀分布在直线的两侧,偏差比较大的点忽略不计,如图所示
((3)观察所得到的直线,分析物体的速度随时间的变化规律.
(4)据所画v-t图象求出其斜率,就是小车运动的加速度.
六、误差分析
1.木板的粗糙程度不同,摩擦不均匀.
2.根据纸带测量的位移有误差,从而计算出的瞬时速度有误差.
3.作v-t图象时单位选择不合适或人为作图不准确带来误差.
七、注意事项
1.开始释放小车时,应使小车靠近打点计时器.
2.先接通电源,等打点稳定后,再释放小车.
3.打点完毕,立即断开电源.
4.选取一条点迹清晰的纸带,适当舍弃点密集部分,适当选取计数点(注意计数点与计时点的区别),弄清楚所选的时间间隔T等于多少秒.
5.要防止钩码落地,避免小车跟滑轮相碰,当小车到达滑轮前及时用手按住.
6.要区分打点计时器打出的计时点和人为选取的计数点,一般在纸带上每隔4个点取一个计数点,即时间间隔为t=0.02×5s=0.1s.
7.在坐标纸上画v-t图象时,注意坐标轴单位长度的选取,应使图象尽量分布在较大的坐标平面内.
篇4:高一物理上册必修一教案
教案【一】
教学准备
教学目标
一、知识与技能
1.理解力的合成和合力的概念。
2.掌握力的平行四边形定则,会用作图法求共点力的合力。
3.要求知道合力的大小与分力间夹角的关系。
二、过程与方法
1.学会设计实验、观察实验现象、探索规律、归纳总结的研究问题的方法。
2.培养学生的动手能力、观察能力、分析能力、协作能力、创新思维能力。
三、情感态度价值观
学会应用等效代替和控制变量的思维方法。
教学重难点
重点:
1.通过实例理解分力、合力、力的合成的概念。
2.通过实验探索“力的合成”所遵循的法则。
难点:“平行四边形定则”的理解。
教学过程
一、导入新课
如图甲,一个人用力F可以把一桶水慢慢地提起,图乙是两个人分别用F1、F2两个力把同样的一桶水慢慢地提起。那么力F的作用效果与F1、F2的共同作用的效果如何?
学生:效果是一样的。
老师:一个力产生的效果跟几个力共同产生的效果相同,在实际问题中就可以用这个力来代替那几个力,这就是力的等效代替。这个力就叫做那几个力的合力。求几个已知力的合力的过程叫做力的合成。几个力如果都作用在物体的同一点,或者它们的作用线相交于一点,这几个力叫做共点力。我们这节课就来学习两个共点力的合成。
二、新课教学
(一)探讨实验方案
先用两个力作用在物体的同一点上,使它们产生一定的作用效果,如把橡皮筋一端固定,拉加一端到某一点O,再用一个力作用于同一物体的同一点上,让它产生与第一次的两个力的作用效果相同,即也把橡皮筋拉到点O,记下各个力的大小、方向、画出力的图示,就能研究力之间的关系了。等效代替是物理中常用的一种方法。
(二)演示实验:互成角度的二力的合成(请两位同学上讲台帮忙)。
(1)把放木板固定在黑板上,用图钉把白纸固定在木块上。
(2)用图钉把橡皮条一端固定在A点,结点自然状态在O点,结点上系着细绳,细绳的另一端系着绳套。
(3)用两弹簧秤分别勾住绳索,互成角度地拉橡皮条,使结点到达O′点。让学生记下O′的位置,用铅笔和刻度尺在白纸上从O′点沿两条细纸的方向画线,并分别记下两只弹簧的读数F1和F2。
(4)放开弹簧秤,使结点重新回到O点,再用一只弹簧秤,通过细绳把橡皮条的结点拉到O′,读出弹簧秤的示数F,记下细绳的方向,按同一标度作出F1、F2和F的力的图示。
(5)用三角板以F1、F2为邻边利用刻度尺和三角尺作平行四边形,过O点画平行四边形的对角线,做出合力F的图示。
(6)改变F1和F2的夹角和大小,再做两次。
从实验中得出什么结论:合力F不能简单地用F1和F2的代数合表示。
证明:利用三角板以力F1和F2为邻边做平行四边形,作出其对角线F’,看力F和F’是否重合。
仔细观察发现,F和F’基本重合,在误差范围内,F几乎是F1、F2为邻边的平行四边形的对角线。
经过前人很多次的、精细的实验,后确认,对角线的长度、方向、跟合力的大小、方向一致,即对角线与合力重合,也就是说,对角线就表示F1、F2的合力。
老师归纳:求两个共点力的合力时,不是简单的将两个力相加减,而是用表示两个力的有向线段F1和F2为邻边作平行四边形,这两邻边之间的对角线就表示合力F的大小和方向,这就是力的平行四边形定则。
(三)指导学生进行分组实验
观察学生实验情况,数据处理,要求操作的规范,遵从实验结果,尽量把误差减小到小。
要求同学用平行四边形法则作出F1与F2的合力,与实际合力对照,相距多远,差距大不大。
如果在实验中,对角线与合力相距比较远,那就找一找原因,是否有错误操作,即使操作完全正确,也会有实验误差,也不会完全重合。
这种情况很正常,一个规律的得出要很多人在很长时间里,进行许多此实验才总结出来,并不是一次实验就能得到。
减小误差的方法:①弹簧秤使用前要检查指针是否指在零点;②弹簧秤要与木板表面平行。
总结:可见互成角度的两个力的合成,不是简单的两个力相加减,而是用表示两个力的有向线段为邻边作平行四边形,这两邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向。这就要平行四边形定则。以后我们还要利用这个定则进行速度、加速度等的合成,只要是矢量的合成、就遵从平行四边形定则。
(四)实验归纳总结:
1.力的合成要遵循平行四边形定则。两个共点力的合力随夹角的变化而变化。
夹角为00(作用在同一直线上且方向相同)时:F=F1+F2,F的方向与F1、F2的方向相同。夹角为1800(作用在同一直线上且方向相反)时:F=|F1-F2|,F的方向与两个力中较大的那个力方向相同。两个共点力的合力的大小范围:大于等于二力之差,小于等于二力之和,即|F1-F2|≤F≤F1+F2。
2.两个大小一定的力F1、F2,当它们间的夹角由00增大到1800的过程中,夹角越大,合力就越小;合力可能大于某一分力,也可能小于某一分力。
3.矢量和标量:
即有大小又有方向的物理量叫矢量,矢量运算遵循平行四边形定则。只有大小没有方向的物理量叫标量,标量运算遵循代数运算法则。力既有大小,又有方向,故力是矢量。
4.实验归纳法是科学研究的重要方法,要通过提出假设,设计实验,实验研究,数据分析,归纳总结,形成结论。
【例题1】大小不变的F1、F2两个共点力的合力为F,则有:
A.合力F一定大于任一个分力B.合力的大小既可等于F1,也可等于F2
C.合力有可能小于任一个分力D.合力F的大小随F1、F2间夹角增大而减小。
解析:正确答案是BCD
我们可以取一些特殊的数值来分析F1、F2的合力变化范围是|F1-F2|≤F≤F1+F2若取F1=2N,F2=3N则1N≤F≤5N。
当F1与F2夹角为180°时,合力小于分力。应排除A同时知C正确。
B对,由合力的变化范围可知正确。
D对,当F1和F2夹角为0°时,合力大,当F1,F2夹角为180°时,合力小,随着F1、F2夹角增大合力F反而减小。
说明:对于一些定性分析的选择题,有时可采用取一些特殊数值的方法来分析,这样可使分析简单、方便。
【例题2】运用平行四边形定则求互成角度的两个力的合力。
力F1=45N,方向水平向右。力F2=60N,方向竖直向上,用作图法求解合力F的大小和方向。
解:选择某一标度,利用0.5cm的长度表示15N的力,作出力的平行四边形,用刻度尺量出对角线的长度L,利用F=15N×即可求出。
〖巩固训练〗
(1)两个力互成30°角,大小分别为90N和120N,用作图法求出合力的大小和方向。
(2)两个共点力的大小都是60N,两力间的夹角为1200,求这两个力的合力?
解法一、图示法。
解法二、利用平行四边形法作出力的图示,然后利用几何知识求解。
学生讨论会得到:先求出任意两个力的合力,再求出这个合力跟第三个力的合力,直到把所有的力都合成进去,就得到其合力。因为每一次合成都遵从每两力与其合力产生共同效果的思想,所以可以这样合成。
(3)两个共点力,当它们同方向时其合力大小为7N,当它们反方向时其合力的大小为1N,问当它们互相垂直时其合力的大小是多少牛?
提示:假设F1大于F2,由题意可知:F1+F2=7,F1-F2=1解得:F1=4N,F2=3N
然后:方法一、图示法。
方法二、先利用平行四边形法则作出力的图示,再利用直角三角形知识求得合力F=5N
(4)请同学完成P13的思考与讨论。
〖提问〗:如果两个分力F1、F2,他们的夹角不定,求其合力的范围。(用作图法)
同学们用作图法得到:
Fmax=F1+F2(两力夹角为0°)
Fmin=F1-F2(两力夹角为180°,F合于大的方向一致)
夹角在0°——180°之间,后介于Fmin与Fmax之间。
课后小结
这节课主要学习了力的平行四边形定则,要求会用作图法求两共点力的合力。
这节课主要掌握利用平行四边形定则,用作图法求两共点力的合力,并且用作图法得出两力夹角不定的情况下,F合取值范围,我们下课后要多动手练习,掌握这种方法。
教案【二】
教学目标
知识与技能
1.知道合力与分力、合成等概念,体会等效思想,建立替代意识;
2.掌握力的平行四边形定则及探究的方法,了解矢量合成的普遍意义;
3.能利用力的平行四边形定则解决有关问题,分析日常问题;
方法与过程
1.参与实验探究力的合成法则的过程,体会实验归纳的方法;
2.参与实践,培养动手能力.
情感态度与价值观
1.发展学生对科学的好奇心和求知*,培养学生科学探究的精神和参与科技活动的热情;
2.培养认真、仔细、实事求是的科学态度.
教学重难点
教学重点:
探究求解合力的方法;
教学难点:
从实验中归纳总结出平行四边形定则。
教学过程
新课引入:
以“一指断钢丝”实验引入课题
(学生参与)
基本概念:引导学生看书
明确:什么是合力?什么是分力?
引导学生回答合力和分力。(展示PPT、板书:合力和分力)
关键词是什么?
启发学生用生活的实例说明。
学生举生活中的实例说明等效可替代。(展示PPT、板书:等效替代)教师根据学生所举实例,点明等效、合力与分力。展示提水的例子。
教师可再举正反两例进一步强化并总结力的合成概念。
如果一个物体受到多个力作用,比如刚才的水桶,我总能找到一个力能够等效替代它们,这个力就是合力。这个寻找合力的过程我们称为力的合成。
(展示PPT、板书:力的合成)
寻求求合力的方法:
通过实验验证不共线的两力合成不符合代数运算关系(板书:二、寻求求合力的方法)
教师演示实验。
利用我们桌子的器材来设计方案寻找力的合成关系:
问题:1、选择谁为研究对象?
2、怎样保证两次作用的效果相同?
3、怎样记录和描述每个力?
学生讨论。教师提问。
教师总结:总的说来:先表示出三个力,再来找它们关系。关于表示力,把大家刚才说的,梳理一下形成步骤:
教师边讲解边动画演示:
1、固定橡皮筋一端,两次作用需将结点拉到同一位置以确保两次拉橡皮筋效果相同。2、一位同学两力互成角度拉橡皮筋,另一位同学记录结点位置、力的大小和方向。大小由弹簧秤读出,方向通过在线的下方取较远的两点,由两点画线来确定力的方向。3、用一个力拉达同一点,记录力的大小和方向。4、用同一标度,作三力的图示。
教师引导学生搞好协作,分组实验:下面请同座位为一组,搞好协作,一位同学操作弹簧秤,另一位同学记录数据、作图,先表示出力来,再一同来找其关系。看哪组协作得好,做得快、做得好!做好得请举手!
教师巡视指导。
问题:两分力大小、方向和合力大小、方向之间存在什么样的关系?1、启发学生先从数据分析,
结论不易找出其定量关系
2、启发学生再从图形上分析
既然有向线段表示力,那我们能否从图形上找其关系?
教师做好预设。
教师再启发:现在我们的问题转移到求解这三个表示力的线段的方位和大小关系上来了。这是几何问题,我们在初中研究线段间关系的时候,常用什么方法?
引导作辅助线,连接分力和合力的箭头
教师利用展台展示1组,结论:像
教师再利用展台展示2组。
归纳:一组像可能是偶然,我们每一组都像就可能不是偶然的了。
教师引导学生再验证。
总结:这个实验不仅我们做,很多人都做了,经过无数次的努力探究、实验,现代,科学家利用精密仪器证实两力合成遵循平行四边形关系。我们称之为平行四边形定则。(板书:平行四边形定则)
平行四边形定则:
引导学生根据实验叙述平行四边形定则内容,教师补充。
以表示这两个力的线段为邻边作平行四边形,这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向。
补充、升华:分力为邻边,合力为夹在指间的对角线。平行四边形定则的发现是伟大的发现,既体现了大小的关系,又体现了方向的关系。同时,一切矢量的运算都遵循平行四边形定则,只有符合平行四边形运算定则的量称为矢量。对于力而言,只要给我这样两个力,我都能利用平行四边形定则求其合力。怎么准确画呢?(教师动画展示,板书:应用)
问题:若物体受到三个力作用,怎么求其合力?(多力合成方法)
安排学生练习。
交代计算法:聪明的同学已经发现还可用计算的方法求解合力,关于计算法,我们下节课再研究!
问题:F1、F2大小一定,夹角增大,合力如何变化?
合力什么时候大,什么时候小?合力的范围如何?
(教师展示自制教具)边表示分力,对角线表示合力,请大家自己操作,找出规律。
学生回答。
总结:同一直线上两力合成实际是其特殊情况。
问题:合力一定比分力大吗?
思考:若夹角不变,改变其中一个力大小,合力怎么变化?我们可以通过器材来说明,请大家课后思考。
练习:PPT展示:已知F1=2N,F2=10N
(1)它们的合力有可能等于5N、10N、15N吗?
(2)合力的大值是多少?小值是多少?合力的大小范围是多少?
照应课前实验,解决实际问题
师:通过本节课的学习,大家能解释拉断钢丝的原因吗?展示PPT。
学生回答:合力很小,分力夹角很大时,分力却很大。
生活实例分析,如架设高压线时,不能张得太紧,否则一小鸟都可能将其压断。再比如斜索拉桥,课后思考,试着解释为什么这立柱做得很高。知识改变了生活!
共点力:
几个力同时作用在物体的同一点,或它们的作用线相交于同一点,这几个力叫做共点力。PPT展示(板书:三、共点力。1、定义)
师:力的平行四边形定则只适用于共点力。(2、平行四边形定则适用条件)
篇5:高一物理上册必修一教案
教案【一】
教学准备
教学目标
1.知识与技能
⑴体会伽利略的理想实验思想。
⑵理解牛顿第一定律的内容及意义;理解力和运动的关系。
⑶理解惯性的概念,知道质量是惯性大小的量度。
2.过程与方法
⑴通过回顾历史探究过程理解牛顿第一定律的形成过程。
⑵理解理想实验是科学研究的重要方法。
3.情感态度与价值观
⑴通过运动和力的关系的历史探究过程,使学生体会规律的形成都有一个从感性到理性、从低级到高级的产生、发展和演变的过程。
⑵通过理想斜面的教学,体会理想实验的魅力。
教学重难点
【重点】加深对牛顿第一定律和惯性的理解。
【难点】转变经验概念,明确惯性是物体的一种属性,任何物体都具有,牛顿定律是惯性现象的规律总结。
教学过程
(一)创设游戏,引入课题
撕纸游戏
猜一猜:
1.一张纸已剪成两截,但未完全剪断,如果迅速用力撕两边,纸会断成几截?
2.现在把纸剪成三截,但未完全剪断,如果迅速用力撕两边,纸会断成几截?
大家不要动手,先猜一猜。
3.如果在中间的纸下面夹一个夹子,然后迅速撕两边,纸会断成几截?
请大家想一想:为什么是这样一个结果呢?怎样解释我们的游戏呢?其实,在我们的游戏中还涉及到一个古老的话题──力和运动:用力撕纸,纸条断开运动起来。运动和力之间到底有什么关系呢?带着这些问题,我们一起来体验古人的探究过程,学习古人的探究方法,进一步理解论述运动和力关系的牛顿第一定律。
(二)回顾历史,探究定律
1.情景设问,经验猜想
在人类历史的长河中,运动和力如影随形,总是和人们的生活、生产密切相关。比如:马拉车则车前进,不再拉,前进的车会停下来;人象推车则车前进,不再推,前进的车会停下来;踢球,球沿草地向前滚动,不再踢,滚动的球会慢慢停下来。
思考:运动和力之间有什么关系呢?
早提出这个问题并给出经验猜想的是古希腊学者亚里士多德。
他根据生活生产经验猜想:必须有力作用在物体上,物体才能运动;没有力的作用,物体就要静止在一个地方。运动需要力维持。
他的观点来自实际经验,还能用实际经验验证,所以被人们广泛接受,并维持了近两千年。
设问:我们现在知道,他的观点是错误的。那么他有贡献吗?
亚里士多德的贡献:开创了一个新的研究领域。
首先质疑并深入研究的是十六世纪的伽利略。他观察了球的滚动。
2.质疑假设,科学猜想
当球沿斜面向下滚动时,它的速度增大,而向上滚动时,速度减小。他由此猜想:当球沿水平面滚动时,它的速度应该不增不减。实际观察的结果是:沿水平面滚动的球越来越慢,后停下来。
①现象:沿水平面滚动的球越来越慢,后停下来。
按照亚里士多德的观点,球停下来是因为没有力的作用。伽利略恰恰从这一现象出发,对亚里士多德的观点提出质疑。
②质疑:滚动的球之所以停下来,真的是因为没有力的作用吗?
设问:球停下来的原因是什么呢?
在伽利略之前,人们还没有意识到摩擦力这种无形的力,伽利略是第一个意识到摩擦力的人。
他改变了水平面的粗糙程度,发现:水平面越光滑,球滚得越远。于是,他推断这是摩擦阻力作用的结果。
结论:滚动的球停下来,是摩擦阻力作用的结果。
③假设:若没有摩擦阻力,沿水平面滚动的球将怎样运动呢?
④猜想:若没有摩擦阻力,球将永远滚动下去。
过渡:伽利略设计了一个双斜面实验。
3.实验探究,得出结论
(1)双斜面实验
左斜面固定,右斜面倾角可变。实验中我们设定小球始终从左斜面定位卡处由静止释放。
①固定右斜面,改变小球所受的摩擦,观察小球上升的大高度怎样变化。重复一次。
思考:
1.小球所受摩擦阻力的大小与小球上升的大高度之间有什么关系?
2.摩擦阻力的大小与释放点到上升的高点的高度差是什么关系?
3.如果没有摩擦,小球会上升到多高的地方?
②减小右斜面倾角,观察小球沿斜面运动的远距离怎样变化。重复一次。
思考:
1.减小右斜面倾角,小球沿斜面运动的远距离如何变化?
2.如果没有摩擦,减小右斜面倾角,沿斜面滚动的远距离怎样变化?小球将上升到多高的地方?
③将右斜面放平,释放小球,观察小球的运动。
思考:
1.如果水平木板足够长,小球会停下来吗?
2.如果没有摩擦,水平木板足够长,小球将滚到哪里去呢?
过渡:现在通过动画来模拟没有摩擦阻力时小球的运动。我们为动画配了一段话剧。
(2)动画模拟
(老师扮演伽利略,学生扮演小球。)
伽利略:小球先生(小姐),如果没有摩擦,你会爬上什么高度呢?
小球:我会搭乘梦想的阶梯一步一步往上爬,直到爬上原来的高度。
伽利略;如果我减小右斜面的倾角,你还会爬到原来的高度吗?
小球:梦想有多高,我就可以爬多高,只是我要走的路程更长了。
伽利略:如果我继续减小右斜面的倾角呢?
小球:我心依旧,只是又多了一段山水之程。
伽利略:如果我把右斜面放平,你还会为了自己的梦想而前行吗?
小球:路漫漫其修远兮,吾将上下而求索。既然选择了高度,留给世界的便只能是背影。
播放周杰伦的《蜗牛》节选:我要一步一步往上爬/在高点乘着叶片往前飞/小小的天留过的泪和汗/总有一天我有属于我的天
希望同学们像小球一样怀着梦想,沿着人生的轨道一步一步往前行!总有一天,你有属于你的天!
过渡:伽利略的双斜面实验是一个理想实验。
(3)理想实验的魅力:
实验(事实)+逻辑推理
通过可靠的实验事实,加上合理的逻辑推理,得出规律的一种方法。
理想实验的魅力:实验不能实现的地方,思维向前一步。
这种方法非常了不起!爱因斯坦是这样评价的:伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法是人类思想伟大的成就之一,而且标志着物理学的真正开端。这个评价实事求是,从亚里士多德到伽利略,经历了多年,物理学徘徊不前;从伽利略到爱因斯坦,只经历300多年,物理学的大厦初步建立,大师辈出。这都得益于伽利略首创的实验研究方法。
过渡:通过双斜面理想实验,伽利略得出了结论。
(3)伽利略:若没有摩擦阻力,沿水平面滚动的球将永远滚动下去。运动不需要力维持。
回顾、思考:
①静止的车、足球为什么运动起来?
②运动的车、足球为什么会停下来?
③力和运动之间有什么关系?
力是改变物体运动状态的原因。
设问:运动状态是用什么物理量描述?
车由静止变为运动,受到了推、拉力;由运动变为静止,受到了摩擦阻力。足球由静止变为运动,受到了脚的力;由运动变为静止,受到了草地的摩擦阻力。
过渡:与伽利略同时代的法国科学家笛卡尔对他的观点进行了补充。
4.补充完善,形成定律
(1)笛卡尔的补充:除非物体受到力的作用,物体将永远保持其静止或运动状态,永远不会使自己沿曲线运动,而只保持在直线上运动。这应成为一个原理,它是人类整个自然观的基础。
笛卡尔补充了物体不受力时保持静止状态或匀速直线运动状态。
过渡:,伽利略逝世,牛顿在英国诞生。牛顿是人类历伟大的科学家之一。主要贡献有发明了微积分,发现了万有引力定律和经典力学,设计并制造了第一架反射式望远镜等等。
牛顿在出版的《自然哲学的数学原理》一书中提出了三条运动定律。牛顿把伽利略、笛卡尔的正确结论总结成为牛顿第一定律,它是牛顿物理学的基石。
(2)牛顿第一定律:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。
过渡:现在我们来理解定律。
(三)理解定律,了解惯性
思考:牛顿第一定律中论述的运动和力的关系是怎样的?
1.运动和力的关系:力是改变物体运动状态的原因。
物体不受力,保持匀速直线运动状态或静止状态;运动状态变化,物体一定受到力的作用。
思考:物体不受力时“总保持匀速直线运动状态或静止状态”,这能不能通过实验验证呢?
不能。由于不受力作用的物体是不存在的。许多阻力很小的现象可以帮助我们理解牛顿第一定律。
2.阻力很小的现象:冰壶
从视频可以看出,冰壶在一段时间内速度的大小和方向几乎不变,直到碰上另一个冰壶。
思考:定律中还论述了什么呢?
3.惯性:
①概念:物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质。
设问:一切物体都有惯性。做变速运动的物体有惯性吗?
当物体做变速运动时,由于惯性,物体会抵抗速度的改变,从而使速度的改变需要一段时间。比如汽车紧急刹车时不会立即停下来,而是继续向前滑行一段距离。
②一切物体有惯性,有抵抗运动状态变化的“本领”。
物体惯性大,“本领”大,运动状态难改变;物体惯性小,“本领”小,运动状态易改变。
思考并猜想:物体的惯性大小和什么因素有关?
游戏:用嘴吹书
提起书,用大力气吹垂下的封面;用手提起封面,用大力气吹垂下的书。
思考:你观察到了什么现象?这个现象能说明惯性和质量的关系吗?
③惯性与质量:质量是惯性大小的量度。
质量只有大小,没有方向,是标量。在国际单位制中,质量的单位是千克,单位符号为kg。
在初中质量定义为物体所含物质的多少;现在进一步从惯性的角度认识了质量;以后还要从物体间的引力认识质量。
过渡:现在,就可以解释撕纸游戏了。
(四)再设情景,规律应用
1.思考:怎样解释撕纸游戏?
有夹子,增大了中部的质量,增大了惯性。当迅速撕开两边时,中部仍保持静止状态,所以撕成三截。无夹子,中间纸条惯性很小,静止状态易改变。由于撕开纸条的力左右有差异,所以撕成两截。
过渡:了解了惯性的知识,我们还能用它判断是非。
2.美国空军UFO档案记载,1952.12.6黎明前,一架B29轰炸机在墨西哥湾上空训练时,一个很大的不明飞行物以4000km~15000km的时速靠近、经过、远离它。在目击描述中,不明飞行物能迅速增减速度,甚至还能骤然停止。
思考:1.如果没有特别的装置,UFO骤然停止时,外星人飞行员的命运是怎样的?
2.人们想象外星人持有惯性消除器,用来消除自身的惯性,以便应对速度的迅速变化,你怎么看?
我们利用惯性的知识发现了UFO档案记载中的疑点。希望大家在遇到问题时利用所学知识,冷静分析。
(五)课堂总结,课外探究
1.了解了运动和力关系的探究过程。
在探究过程中,亚里士多德是开拓者。伽利略首创了理想实验方法;笛卡尔补充了伽利略的观点;牛顿提出了惯性、力、惯性参考系的概念。
2.体会了理想实验的魅力:实验(事实)+逻辑推理
3.深入理解了牛顿第一定律,知道了质量是惯性大小的量度。
4.后来爱因斯坦等科学家又进一步发展了牛顿第一定律。没有哪一个定律是终极真理,物理学的大厦永不封顶,还等待你们为它添砖加瓦!
课外探究:有人说刘谦的螺丝魔术*了牛顿第一定律:不给螺帽力的作用,螺帽也能运动起来。你怎么看?请在百度中搜索“刘谦螺丝魔术揭秘”,弄清刘谦螺丝魔术的原理。
效果分析:
因为本节内容在初中已有接触,所以在本节课的设计中,我想能不能让学生通过对本课的预习和课外查阅资料,由学生参与互动,后老师以总结者的身份来点评和补充效果好。
特别是实验、视频、小品的使用,激发了学生兴趣,促进了教学。
关于力和运动关系的发展过程是很好的物理学史的教材,如何让学生在一堂课中体验这种物理规律形成过程是我们所要思考的。
教案【二】
教学准备
教学目标
1.知道伽利略的理想实验及其推理过程,知道理想实验是科学研究的重要方法.
2.理解牛顿第一定律的内容及意义.
3.理解惯性的概念,会解释有关的惯性现象.
教学重难点
1.牛顿第一定律的内容及意义.
2.惯性的概念,解释有关的惯性现象.
教学过程
[知识探究]
一、理想实验的魅力
[问题设计]
1.日常生活中,我们有这样的经验:马拉车,车就前进,停止用力,车就停下来.是否有力作用在物体上物体才能运动呢?马不拉车时,车为什么会停下来呢?
答案不是.车之所以会停下来是因为受到阻力的作用.
2.如果没有摩擦阻力,也不受其他任何力的作用,水平面上运动的物体会怎样?请阅读课本中的“理想实验的魅力”,思考伽利略是如何由理想实验得出结论的.
答案如果没有摩擦阻力,水平面上运动的物体将保持这个速度永远运动下去.
理想实验再现:如图甲所示,让小球沿一个斜面由静止滚下,小球将滚上另一个斜面.如果没有摩擦,小球将上升到原来的高度.
如果减小第二个斜面的倾斜角度,如图乙所示,小球在这个斜面上达到原来的高度就要通过更长的路程.继续减小第二个斜面的倾斜角度,如图丙所示,使它终成为水平面,小球就再也达不到原来的高度,而将沿水平面以恒定的速度永远运动下去.
[要点提炼]
1.关于运动和力的两种对立的观点
(1)亚里士多德的观点:必须有力作用在物体上,物体才能运动;没有力的作用,物体就要静止在一个地方.力是维持物体运动的原因.
这种错误的观点统治了人们的思维近两千年.
(2)伽利略的观点(伽利略第一次提出):物体的运动不需要(填“需要”或“不需要”)力来维持.
2.伽利略的理想实验的意义
(1)伽利略的理想实验将可靠的事实和理论思维结合起来,即采用“可靠事实+抽象思维+科学推论”的方法*了亚里士多德的观点,初步揭示了运动和力的正确关系.
(2)第一次确立了物理实验在物理学中的地位.
二、牛顿物理学的基石——惯性定律
1.牛顿第一定律:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态.
2.对牛顿第一定律的理解
(1)定性说明了力和运动的关系.
①说明了物体不受外力时的运动状态:匀速直线运动状态或静止状态.
②说明力是改变物体运动状态的原因.
(2)揭示了一切物体都具有的一种固有属性——惯性.因此牛顿第一定律也叫惯性定律.
3.物体运动状态的变化即物体运动速度的变化,有以下三种情况:
(1)速度的方向不变,只有大小改变.(物体做直线运动)
(2)速度的大小不变,只有方向改变.(物体做曲线运动)
(3)速度的大小和方向同时发生改变.(物体做曲线运动)
三、惯性与质量
[问题设计]
坐在公共汽车里的人,当汽车突然启动时,有什么感觉?当运动的汽车突然停止时,又有什么感觉?解释上述现象.
答案当汽车突然启动时,人身体后倾.当汽车突然停止时,人身体前倾.这是因为人具有惯性,原来人和车一起保持静止状态,当车突然启动时,人的身体下部随车运动了,但上部由于惯性保持原来的静止状态,所以会向后倾;原来人和车一起运动,当车突然停止时,人的身体下部随车停止了,但上部由于惯性保持原来的运动状态,故向前倾.
[要点提炼]
1.惯性:物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质,我们把这个性质叫做惯性.牛顿第一定律又叫惯性定律.
2.惯性与质量的关系
(1)惯性是物体的固有属性,一切物体都具有惯性.
(2)质量是物体惯性大小的量度,质量越大,惯性越大.
3.惯性与力无关
(1)惯性不是力,而是物体本身固有的一种性质,因此物体“受到了惯性作用”、“产生了惯性”、“受到惯性力”等说法都是错误的.
(2)力是改变物体运动状态的原因.惯性是维持物体运动状态的原因.
4.惯性的表现
(1)不受力时,惯性表现为保持原来的匀速直线运动状态或静止状态,有“惰性”的意思.
(2)受力时,惯性表现为运动状态改变的难易程度.质量越大,惯性越大,运动状态越难改变.
[延伸思考]
人能推动冰面上的重箱子,用同样的力却推不动粗糙地面上不太重的箱子,是不是冰面上的重箱子惯性小于粗糙地面上不太重的箱子呢?为什么?
答案不是.质量是物体惯性大小的量度,重箱子的惯性大于轻箱子的惯性.判断物体惯性的大小应在相同情况下比较,比如用同样的力推都处于冰面上或都处于粗糙地面上质量不同的物体,比较哪个物体的运动状态更容易改变.
[典例精析]
一、对伽利略理想实验的认识
例1理想实验有时能更深刻地反映自然规律.伽利略设计了一个如图1所示的理想实验,他的设想步骤如下:
图1
①减小第二个斜面的倾角,小球在这个斜面上仍然要达到原来的高度;②两个对接的斜面,让静止的小球沿一个斜面滚下,小球将滚上另一个斜面;③如果没有摩擦,小球将上升到原来释放的高度;④继续减小第二个斜面的倾角,后使它成为水平面,小球将沿水平面做持续的匀速运动.
请将上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列______(只要填写序号即可).在上述的设想步骤中,有的属于可靠的事实,有的则是理想化的推论.下列有关事实和推论的分类正确的是()
A.①是事实,②③④是推论
B.②是事实,①③④是推论
C.③是事实,①②④是推论
D.④是事实,①②③是推论
解析本题是在可靠事实的基础上进行合理的推理,将实验理想化,并符合物理规律,得到正确的结论.而②是可靠事实,因此放在第一步,③、①是在斜面上无摩擦的设想,后推导出水平面上的理想实验④.因此正确顺序是②③①④.
答案②③①④B
二、对牛顿第一定律的理解
例2由牛顿第一定律可知()
A.物体的运动是依靠惯性来维持的
B.力停止作用后,物体的运动就不能维持
C.物体做变速运动时,一定有外力作用
D.力是改变物体惯性的原因
解析物体具有保持原来静止状态或匀速直线运动状态的性质叫做惯性,由于惯性的存在,物体才保持原来的运动状态,A对.力是改变物体运动状态的原因,而不是维持物体运动的原因,B错,C对.惯性是物体的固有属性,力不能改变物体的惯性大小,D错.
答案AC
针对训练做自由落体运动的物体,如果下落过程中某时刻重力突然消失,物体的运动情况将是()
A.悬浮在空中不动
B.速度逐渐减小
C.保持一定速度向下做匀速直线运动
D.无法判断
答案C
解析物体自由下落时,仅受重力作用,重力消失以后,物体将不受力,根据牛顿第一定律的描述,物体将以重力消失瞬间的速度做匀速直线运动,故选项C正确.
三、惯性的理解
例3关于物体的惯性,下述说法中正确的是()
A.运动速度大的物体不能很快地停下来,是因为物体速度越大,惯性也越大
B.静止的火车启动时,速度变化慢,是因为静止的物体惯性大
C.乒乓球可以快速抽杀,是因为乒乓球惯性小
D.在宇宙飞船中的物体不存在惯性
解析惯性大小只与物体质量有关,与物体的速度无关,故A错误;质量是物体惯性大小的量度,火车速度变化慢,表明它的惯性大,是因为它的质量大,与是否静止无关,故B错误;乒乓球能被快速抽杀,表明它的运动状态容易发生改变,是因为它的惯性小,故C正确;一切物体在任何情况下都有惯性,故D错误.
答案C
[课堂要点小结]
[自我检测]
1.(对伽利略理想实验的认识)关于伽利略的理想实验,下列说法正确的是()
A.只要接触面摩擦相当小,物体在水平面上就能匀速运动下去
B.这个实验实际上是永远无法做到的
C.利用气垫导轨,就能使实验成功
D.虽然是想象中的实验,但是它建立在可靠的实验基础上
答案BD
解析只要接触面摩擦存在,物体就受到摩擦力的作用,物体在水平面上就不能匀速运动下去,故A错误.没有摩擦是不可能的,这个实验实际上是永远无法做到的,故B正确.若使用气垫导轨进行理想实验,可以提高实验精度,但是仍然存在摩擦力,故C错误;虽然是想象中的实验,但是它建立在可靠的实验基础上,故D正确.
2.(对牛顿第一定律的理解)关于牛顿第一定律的理解正确的是()
A.不受外力作用时,物体的运动状态保持不变
B.物体做变速运动时一定受外力作用
C.在水平地面上滑动的木块终停下来,是由于没有外力维持木块运动的结果
D.飞跑的运动员,由于遇到障碍而被绊倒,这是因为他受到外力作用迫使他改变原来的运动状态
答案ABD
解析牛顿第一定律描述的是物体不受外力作用时的状态,即总保持匀速直线运动状态或静止状态不变,A正确;牛顿第一定律揭示了力和运动的关系,力是改变物体运动状态的原因,而不是维持物体运动状态的原因.物体做变速运动说明运动状态在改变,B正确.在水平地面上滑动的木块终停下来,是由于摩擦阻力的作用而改变了运动状态.飞跑的运动员,遇到障碍而被绊倒,是因为他受到外力作用迫使他改变了原来的运动状态,C错误,D正确.
3.(力与运动的关系)某人用力推一下原来静止在水平面上的小车,小车便开始运动,以后改用较小的力就可以维持小车做匀速直线运动,可见()
A.力是维持物体速度不变的原因
B.力是维持物体运动的原因
C.力是改变物体惯性的原因
D.力是改变物体运动状态的原因
答案D
解析力是改变物体运动状态的原因,小车原来静止,在力的作用下小车开始运动,是力使其运动状态发生了改变.用较小的力就能使小车做匀速直线运动是推力与摩擦力的合力为零的缘故.
4.(对惯性的理解)如图2所示,冰壶在冰面上运动时受到的阻力很小,可以在较长时间内保持运动速度的大小和方向不变,我们可以说冰壶有较强的抵抗运动状态变化的“本领”.这里所指的“本领”是冰壶的惯性,则惯性的大小取决于()
图2
A.冰壶的速度
B.冰壶的质量
C.冰壶受到的推力
D.冰壶受到的阻力
答案B
解析一个物体惯性的大小,与其运动状态、受力情况是没有任何关系的,衡量物体惯性大小的因素是质量,故B正确.