物理力與運動的關(guān)系教學設(shè)計

第一節(jié)力與運動的關(guān)系

【教學設(shè)計】

本節(jié)為新授課，在教學過程中改變過去教材從牛頓第一定律說起，進而研究平衡力作用下物體的運動及不平衡力作用下物體的運動的傳統(tǒng)教學模式。由于牛頓第一定律是在實驗的基礎(chǔ)上經(jīng)過分析、歸納和推理而建立的，對邏輯思維能力和抽象思維能力的要求都較高。為此，本節(jié)教學設(shè)計從學生在日常生活中看到的偽象--沒有力的作用物體就不能運動出發(fā)，通過提出來問題激發(fā)矛盾，再通過學生的探究活動，讓學生認識到力可以使運動的物體靜止下來，所以力不是物體運動的原因，并在實驗的基礎(chǔ)上，經(jīng)過分析推理得出牛頓第一定律。

為了增加學生實驗探究的機會，培養(yǎng)學生實驗探究的能力，在教學中將傳統(tǒng)的演示實驗改為學生探究實驗，引導學生通過自主探究，并在些基礎(chǔ)上，經(jīng)過分析和推理建立牛頓第一定律。

通過學生的探究活動，引導學生由觀察、分析，自行建立慣性的概念。并由學生自行設(shè)計實驗說明慣性的存在，進一步培養(yǎng)學生的能力。最后通過對"生活物理社會"的學習，滲透"從生活走向物理，從物理走向生活"的新課標理念。

【教學目標】

1.知識與技能目標：知道一切物體都具有慣性，能聯(lián)系生活實際來解釋有關(guān)慣性現(xiàn)象；

2.過程與方法目標：通過探究活動，了解阻力對物體運動的影響,經(jīng)過分析、歸納和推理建立牛頓第一定律；

3.情感態(tài)度與價值觀目標：通過生活實踐與觀察思考，感悟到生活中力與運動關(guān)系的存在，激發(fā)學習與探究物理規(guī)律的欲望與動力。

【教學重點與難點】

重點：牛頓第一定律

難點：伽利略理想實驗的推理過程。

【教具、學具、實驗器材】

斜面、木板、玻璃板棉布、小車、重物、紙條、水杯、水、雞蛋、硬紙片、木塊、棋子、木尺、空塑料瓶數(shù)只。

【課前研究(學習)的問題】

1.分小組設(shè)計實驗探究阻力對物體運動的影響，實驗器材可選用足球、玩具小車、玻璃板、木板、棉布、毛巾等；

2.收集偉大的物理學家牛頓的一些資料，同學相互間進行閱讀和交流，激發(fā)學習物理的興趣；

3.感受物體具有慣性、分組體驗物體具有慣性的現(xiàn)象。在課堂上進行展示與交流；

4.查閱、咨詢生活、生產(chǎn)和交通運輸過程中，慣性現(xiàn)象的利和弊。

【教學過程】

教學階段

時間分配教師活動學生活動說明

一、導入新課(3')

二、新課教學

提出問題(3')我們知道力可以改變物體的運動狀態(tài)，就是說力能使靜止的物體運動，使運動的物體速度加快、減慢或改變物體的運動方向。力和運動有著怎樣的聯(lián)系呢?

有人說：有力作用在物體上，物體就運動，沒有力作用在物體上物體就靜止。這種說法對嗎?如果物體不受力，它將會怎樣呢?

演示：如圖，運動的小車遇到障礙物停止

這個實驗說明什么問題?生活中還有類似的例子嗎?討論小明和小華的觀點，列舉還有哪些證據(jù)支持或反對他們的觀點。

這個實驗說明了力的作用可以使運動的物體變?yōu)殪o止。

例：草坪上滾動的足球最終會停下；關(guān)閉發(fā)動機的汽車也要停下來；等等組織學生討論教材本節(jié)導圖，特別是正反兩種觀點的歸納和對比

通過對比，引導學生思考："力的作用效果到底是什么?"

教學階段

時間分配教師活動學生活動說明

活動：探究阻力對物體運動的影響(15')小車、足球等物體由運動變?yōu)殪o止，這是什么原因造成的呢?如果是因為受到力的作用，這種力是什么力?

猜想：如果運動著的物體只受阻力的作用，當阻力變小時，物體運動的路程將會發(fā)生怎樣的變化?

對活動提出如下問題：

(1)實驗中是通過怎樣的方法來改變小車受到的阻力的?

(2)小車所受的阻力的方向指向哪里?和運動的方向間是什么關(guān)系?

(3)為什么要讓小車從斜面的同一高度滑下?

指導學生進行實驗探究，并將結(jié)果填入書中的表格。

結(jié)論：小車受到的阻力越小，小車運動的路程越長，設(shè)想小車在絕對光滑的水平面上運動，即不受到阻力作用，小車將勻速運動下去。

人們常將這個實驗稱為伽利略理想實驗。與此類似的，還有另一個理想實驗。它們受到阻力的作用。

作出猜想：如果運動著的物體只受阻力的作用，當阻力變小時，物體運動的路程將會變長。

答：是通過改變接觸面的粗糙程度來改變小車受到的阻力的。(毛巾、棉布、木板)

答：小車受到的阻力方向向后，和車運動的方向相反。

答：根據(jù)控制變量法，這是為了讓小車滑到斜面底端時速度相同。

進行實驗探究。

閱讀信息庫伽利略理想實驗相關(guān)段落

在實驗獲得感性知識的基礎(chǔ)上，要求學生通過交流與合作，對現(xiàn)象分析、歸納和推理得到結(jié)論。

教學階段

時間分配教師活動學生活動說明

(一)、牛頓第一定律：一切物體在沒有受到外力作用的時候，總保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)。

(5')

(二)、慣性：

觀察與思考(5')

我們將物體保持運動狀態(tài)不變的性質(zhì)，叫慣性。在伽利略理想實驗的基礎(chǔ)上，英國偉大的物理學家，經(jīng)典力學的奠基人牛頓又經(jīng)過大量的實驗總結(jié)出了著名的牛頓第一定律。

定律的幾點說明：

⑴定律所說的物體不受外力的情況是一種理想情況，在現(xiàn)實中是不存在的。因為在現(xiàn)實在不存在不受力的物體。

⑵定律說明了力和運動的關(guān)系：力并不是物體運動的原因，而是物體運動狀態(tài)發(fā)生改變的原因。物體的運動并不需要力來維持，力可以使物體從快變慢，從慢變快，或者改變運動的方向。

指導學生識圖10-14并總結(jié)：

原來靜止的物體具有保持靜止狀態(tài)的性質(zhì)，原來運動的物體具有保持勻速直線運動的性質(zhì)。

。領(lǐng)會定律中關(guān)鍵字："一切"、"總"、"外力"、"或"的準確含義。

討論：小明和小華的觀點正確嗎?

學生：不正確，力是物體運動狀態(tài)發(fā)生改變的原因，而不是物體運動的原因。

小車不推不動，樹葉風不吹不搖，這一切都說明了力是物體運動狀態(tài)發(fā)生改變的原因。

在理想實驗中，小車在水平方向上不受力的作用，但卻做勻速直線運動。可見有力作用在物體上，物體就運動，沒有力作用在物體上物體就靜止，這樣的觀點是錯誤的。

對圖中所示的現(xiàn)象進行分析歸納，建立慣性的概念。

在牛頓第一定律的描述中只說明了物體總有保持原來運動狀態(tài)的性質(zhì)，而沒有回答導圖中小明、小華的問題，在活動后安排讀一讀，讓學生了解定律建立過程中的一些歷史事實，幫助學生形成完整的知識體系。

教學階段

時間分配教師活動學生活動說明

對于慣性我們到理解如下幾點：

①慣性是物體保持原來運動狀態(tài)不變的性質(zhì)，即原來靜止的物體具有保持原來靜止狀態(tài)的性質(zhì)，原來是運動的物體具有保持原來勻速直線運動狀態(tài)的性質(zhì)。

②慣性的"慣"可以理解成物體保持原來運動狀態(tài)的"一慣性"或"習慣"。也就

是說：物體一但具有了一定的運動狀態(tài)后就不會輕易改變，除非有外力迫使它改

變了原有的運動狀態(tài)。

③慣性是宇宙中一切物體都具有的性質(zhì)，任何物體無一例外都具有慣性。

④慣性的概念最初來自于牛頓第一定律，所以牛頓第一定律又叫慣性定律。

慣性的大小只和物體的質(zhì)量有關(guān)，和其他任何因素如是否受力，是運動還是靜止，速度的大小等均無關(guān)。領(lǐng)會慣性是物體本身的一種屬性，并能利用慣性現(xiàn)象可以解釋圖示中的現(xiàn)象

圖a：下面的棋子由于受到尺子力的作用而飛出，上面的棋子由于具有慣性還要保持原來的靜止狀態(tài)，所以穩(wěn)穩(wěn)的落在下方。

圖b：箭在弦上時，由于受到弦的彈力而改變了運動狀態(tài)，箭離弦后雖然不再受到弦的彈力但由于箭具有慣性，還要保持原來的運動狀態(tài)，所以能射的很遠。

圖c：當汽車突然起動時，汽車由于受到了力的作用而運動起來，但車中的人由于具有慣性，還要保持原來的靜止狀態(tài)，所以身體向后倒去。

圖d：當汽車突然剎車時，車由于受到阻力而靜止，但車中的人由于具有慣性還要保持原來的運動狀態(tài)，所以向前倒去。教師指出：要解釋清楚慣性現(xiàn)象，一般要遵循如下幾個步驟：

1.確定研究對象，并弄清研究對象及與研究對象相關(guān)的其他物體所處的狀態(tài)。

2.外力使與研究對象相關(guān)聯(lián)的其他物體的運動狀態(tài)發(fā)生了怎樣的變化。

3.研究對象由于具有慣性仍要保持原來的運動狀態(tài)，所以最后會出現(xiàn)怎樣的現(xiàn)象。

教學階段

時間分配教師活動學生活動說明

活動：觀察慣性現(xiàn)象(10')

生活物理社會(2')

三、小結(jié)本節(jié)利用所提供的器材，設(shè)計一個說明物體具有慣性的實驗，并進行觀察。

在學生進行實驗的同時一方面要引導學生進行現(xiàn)象的觀察，另一方面要引導學生利用上面的步驟對現(xiàn)象產(chǎn)生的原因進行解釋，鍛煉學生的語言表達能力。

要求學生進行閱讀2分鐘。

小結(jié)

1、討論2分鐘

2、設(shè)計方案

3、根據(jù)所設(shè)計的方案，上臺動手做一做

回答在小汽車的行駛過程中要注意哪些交通規(guī)則，請說出你知道的幾條來。

如控制車速不要太快；要保持一定的車距；小型的汽車內(nèi)的客人要系安全帶；轎車要安裝安全氣囊等。閱讀信息庫中相關(guān)內(nèi)容。了解什么是反應距離，什么是制動距離。

讓學生學會在閱讀時提取有用的信息

保留板書

第三節(jié)力與運動的關(guān)系

1、牛頓第一定律：一切物體在沒有受到外力作用的時候，總保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)。

2、慣性：我們將物體保持運動狀態(tài)不變的性質(zhì)，叫慣性。

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