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浙教版七下§3.4牛顿第一定律(1)学案
姓名
[学习目标]
1、了解牛顿第一定律的研究过程;
2、了解牛顿第一定律的内容;
3、了解力和运动之间的关系。
一、知识点梳理:
知识点1、牛顿第一定律
1、牛顿第一定律解释的是 的关系;
2、验证牛顿第一定律的方法:先用实验探究 对物体运动的影响,然后再推测出物体 时将做什么运动。
3、伽利略关于运动和力的结论:如果物体在运动中不受力的作用,它的 将保持不变。
4、笛卡儿关于运动和力的结论:如果运动物体不受到任何力的作用,它不会向左、右方向偏,将永远沿原来的方向做 运动。
5、牛顿第一定律的内容: ;
6、牛顿第一定律是在 的基础上,通过 出来的。
7、牛顿第一定律比前人增加了 的研究;
知识点2、力和运动的关系
1、力不是 的原因,而是 的原因。
2、一个运动物体没有受外力作用时,它的运动状态是 ;
3、一个静止物体没有受外力作用时,它的运动状态是 。
4、一个运动物体所受外力全部消失时,它的运动状态是 。
二、例题讲解
例题1、在学习牛顿第一定律的时候,我们做了如图所示实验,下列有关叙述正确的是( )
A. 每次实验时,小车可以从斜面上的任何位置开始下滑
B. 根据甲、乙、丙的实验现象可以直接得出牛顿第一定律
C. 实验表明,小车受到的摩擦力越小,运动的距离越近
D. 实验中运动的小车会停下来,说明力能改变物体的运动状态
例题2、我国第一位“太空教师”王亚平通过物理实验,展示了飞船内部物体在失重(相当于物体不受重力)情况下的物理现象。王亚平利用小球做了两次实验:第一次实验时,将小球偏离竖直位置后放手;第二次实验时,将小球偏离竖直位置后,在放手时对小球施加一个垂直于悬线的力。下列四幅图表示小球在这两次实验中可能出现的运动情况,其中符合实际的是( )
A. 甲、丁 B. 甲、丙 C. 乙、丙 D. 乙、丁
例题3、一颗正在竖直向上飞行的子弹,如果它所受的一切外力同时消失,那么它将 ( )
A. 先减速上升,后加速下降 B. 沿竖直方向做匀速运动
C. 立刻停在空中 D. 立刻向下加速运动
例题4、关于力和运动的关系,下列说法正确的是( )
A. 如果物体不受力,一定处于静止状态
B. 做匀速直线运动的物体一定不受力的作用
C. 物体受到力的作用,运动状态一定会改变
D. 物体运动状态发生改变时,一定受到力的作用
例题5、如图是小明制作的”运动和力关系”的概念图,还有部分未完成。
(1)概念图中的”?”应填入的内容是 。
(2)将物体竖直向上抛出,上升至最高点时,所有外力都消失,则此时物体会处于 状态。
(3)电梯上升过程中速度大小随时间变化情况如甲图所示,该过程中电梯对人支持力为F,人的重力为G,如乙图。结合概念图判断0-t1阶段内,F与G大小关系。
三、随堂练习:
1、某气象台要用氢气球把探测仪器送到高空进行测量,如果在上升的过程中气球破了,那么探测仪器将( )
A.立即下降 B.停留在空中 C.匀速上升 D.先上升后下降
2、在物理学中,牛顿第一定律建立所用的方法是 ( )
A. 数学推导 B. 实验加推测 C. 单纯的实验 D. 单纯的推测
3、关于足球受力与运动的关系,下列说法中正确的是 ( )
A. 足球只有受力才能运动
B. 足球受平衡力,一定处于静止状态
C. 足球在草地上越滚越慢,说明力可以改变物体的运动状态
D. 足球的运动状态改变,不一定受力
4、下列说法错误的是( )
A. 力是使物体位置变化的原因 B. 力是改变物体运动速度大小的原因
C. 力是改变物体运动速度和方向的原因 D. 力是维持物体速度不变的原因
5、下列有关运动和力的说法中,正确的是( )
A.力是维持物体运动的原因
B.力只能改变物体运动的快慢,不能改变物体运动的方向
C.一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态
D.重力的方向总是竖直向上的
6、科学学习中要善于通过实验寻找“反例”来反驳一个错误的观点。为反驳“物体的运动方向与物体受力方向都是一致的”观点,(不计空气阻力)下列实验不能作为反例的是( )
A.实验甲:小球竖直下落 B.实验乙:小球竖直上抛
C.实验丙:小球斜向上抛出 D.实验丁:小球在光滑水平面上匀速滑行
7、为了研究物体运动与力的关系。小科先设计了如下图所示实验,探究不同阻力对物体运动的影响,为了得出研究结果,他接下来必须进行的实验步骤是( )
A.用表面光滑程度不同的物体取代毛巾再进行几次实验
B.改变小车的质量,从高处释放,再进行几次实验
C.将小车从高于H的地方释放,再进行几次实验
D.改变斜面倾斜的角度,再进行几次实验
8、小金同学为模仿伽利略斜面实验”探究阻力对物体运动的影响”(如图甲)。让同一辆小车分别滑到铺有毛巾、棉布和玻璃的平面上,观察并记录小车水平滑行的距离。(不计空气阻力)
(1)在实验过程中,该同学让小车从斜面的同一位置静止释放,这一操作的目的
是 。
(2)小金根据图甲实验绘制出小车速度一时间关系图,其中在玻璃表面滑行的图象是 (选
填”a”、”b”或”c”)。
(3)图丙是各科学家先后对”运动和力”关系的不同观点,下列说法正确的是 。
A.亚里士多德认为运动物体在不受力时会停止运动
B.伽利略提出力是维持物体运动状态的原因
C.相对牛顿的观点,笛卡尔观点未涉及静止物体
D.”牛顿第一定律”是牛顿通过实验直接得出的结论
E.科学观点的形成是一个不断完善、修正的过程
四、课后巩固:
1、关于牛顿第一定律的理解,下列说法正确的是( )
A.牛顿第一定律是通过凭空想象出来的
B.物体只要运动,就一定受到力的作用
C.不受力的物体,只能保持静止状态
D.如果物体不受力的作用,原来运动的物体将保持原有的速度一直做匀速直线运动
2、首先得出“一切运动的物体不受外力作用时,其速度保持不变”这一正确结论的科学家是( ).
A. 阿基米德 B. 笛卡儿 C. 伽利略 D. 牛顿
3、忽略一切阻力,原静止在水平面上的大石头被另一块小石头水平撞击,大石头的运动情况是( )
A. 始终静止不动 B. 动了一点点,很快停下来
C. 撞击时开始运动,然后慢慢停下来 D. 撞击时开始运动,然后做匀速直线运动
4、一个物体受到大小均为10牛的一对平衡力的作用而做匀速直线运动,如果这对平衡力突然同时减小到5牛,则物体( )
A.速度减小 B.速度增大
C.仍按原来的速度做匀速直线运动 D.速度减小并继续做匀速直线运动
5、如图所示,物体在重力、支持力和摩擦力的作用下沿水平面向右做减速直线运动。假设在运动过程中重力突然消失,物体将( )
A.立即停止运动 B.向右沿水平方向做减速直线运动直至停止
C.向右沿水平方向做匀速直线运动 D.向右上方做匀速直线运动
(第5题图) (第6题图) (第7题图) (第8题图)
6、滑板时小柯以速度v冲到斜坡的图中位置,若此时外力全部消失则小柯与滑板将( )
A.在最高点停下来 B.水平方向匀速直线运动
C.沿斜坡自由滑下来 D.斜向上匀速直线运动
7、如图所示,小球沿弧形斜槽从A点运动到水平轨道的B点时,如果小球受到的外力突然全部消失,那么小球的运动状态将是( )
A. 匀速直线运动 B. 立即停止运动 C. 速度越来越快 D. 速度越来越慢
8、在竖直平面内用轻质细线悬挂一个小球,将小球拉至A点,使细线处于拉直状态。由静止释放,不计空气阻力,小球可在A、C两点间来回摆动,B点是小球运动轨迹中的最低点,如图所示。下列分析正确的是( )
A.从A运动到C的过程中,小球的运动状态不变
B.小球运动到C点时,小球速度为0,处于平衡状态
C.小球运动到B点时,若细线断开,小球将竖直下落
D.小球运动到C点时,若细线断开,小球将竖直下落
9、下列说法正确的是( )
A. 物体不受一切外力,一定保持静止
B. 物体处于运动状态,一定是受了外力作用
C. 物体不受任何外力作用时,可能处于静止状态,也可能处于运动状态
D. 以上说法都不正确
10、在学习牛顿第一定律的时候,做了如图三次实验(假设斜面光滑)。下列叙述正确的是( )
A.三次实验的小车质量可以不相等
B.实验需要比较相同时间内通过的距离
C.小车受到的摩擦力越小,运动状态改变的就越慢
D.运动的小车最终停下来是因为没有受到力的作用
(第10题图) (第11题图)
11、如图所示,物体A从光滑的斜面上滑到光滑的水平面上,在水平面上运动时,物体在a、b、c三点的速度大小关系是( )
A.va>vb>vc B.va12、将小球竖直向下静止释放后,每隔0.1秒的位置如图所示。假设小球运动至甲处时,所受所有外力都消失,则推测小球从甲处开始,其运动情况及每隔0.1秒的位置正确的是( )
A.A B.B C.C D.D
13、用绳子栓住一个小球在光滑的水平面上作圆周运动,当绳子突然断裂,小球将( )
A.保持原来的圆周运动状态 B.保持绳断时的速度作匀速直线运动
C.小球运动速度减小,但保持直线 D.以上三种都有可能
14、如图所示,将小球从A点由静止释放,运动到C点时,若一切外力全部消失,则小球会沿 (填字母)路线继续运动,你判断的依据是 ; 若当小球滚至右侧最高点时,撤去所有外力,它将 。
(第13题图) (第14题图)
15、被细绳拴着的小球在足够大的水平冰面上绕 O 点做圆周运动,速度为 v,轨迹如图所示。某时刻细绳断了,过一段时间小球出现在P点,速度为v′。(不计任何阻力)
(1)v’ v(选填“>”、”=”或“<”);
(2)作图找出细绳断时小球的位置,用点轨迹图上表示。
16、在探究“阻力对物体运动的影响”时,让同一小车从同一斜面的顶端由静止下滑到底端,使小车在棉布表面和木板表面上运动,小车滑行的距离如图所示:
(1)本实验中,从同一高度释放小车的目的是 。
(2)当小车在水平木板表面上运动时,受到的一对平衡力是 (填字母)
A.小车受到向前的惯性力和木板对小车的阻力
B.小车受到的重力和小车对木板的压力
C.小车受到的重力和木板对小车的支持力
(3)该实验通过比较小车在水平面上运动距离的大小判断小车受到的摩擦力大小的,说明受到的摩擦力越大,运动状态改变越 (填“快”或“慢”)
参考答案:
一、知识点梳理:
知识点1、
1、运动和力 2、不同阻力 不受力作用
3、速度 4、 匀速直线
5、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。
6、大量实验事实 推理概括 7、静止物体不受力时运动状态
知识点2、
1、 维持运动 改变物体运动状态 2、匀速直线运动
3、静止 4、以外力消失时的速度和方向做匀速直线运动
二、例题讲解:
例题1、D
解析:A、为保证小车在斜面底端具有相同的速度,该实验要求小车必须从斜面上的同一位置下滑,故A选项错误;B、牛顿第一定律是在大量经验事实的基础上推理概括出来,不是实验定律,故B选项错误;C、实验表明,小车受到的摩擦力越小,运动的距离越远,故C选项错误;D、实验中运动的小车会停下来,说明力能改变物体的运动状态,故D选项正确。 故D符合题意。
例题2、A
解析:飞船内部物体在失重(相当于物体不受重力)情况,第一次实验时,将小球偏离竖直位置后放手,小球不受任何外力,根据牛顿第一运动定律,小球处于静止状态,故甲图正确;第二次实验时,将小球偏离竖直位置后,在放手时对小球施加一个垂直于悬线的力,由于惯性,小球继续保持匀速直线运动状态,又因为受到细线的拉力作用,所以小球做匀速圆周运动,故丁图正确,故A符合题意。
例题3、B
解析:
例题4、B
解析:根据牛顿第一定律,如果物体不受力,可能处于静止状态,也可能处于匀速直线运动状态,故A选项错误;做匀速直线运动的物体,可以不受力的作用,也可以受平衡力的作用,故B选项错误;若物体受到平衡力的作用,它的运动状态不变,故C选项错误;力可以改变物体的运动状态,所以物体的运动状态发生改变时,一定受到力的作用,故D选项正确,故B符合题意。
例题5、(1)运动状态不变(2)静止(3)F>G
解析:(1)当物体受到平衡力时,相当于不受外力作用,那么原来静止的还是静止,原来运动的做匀速直线运动,即运动状态不变。(2)将物体竖直向上抛出,上升至最高点时,它的速度为零。如果此时所有外力消失,那么物体将保持速度为零的状态不变,即处于静止状态。(3)根据甲图可知,0~t1时间内电梯处于加速运动状态,此时合力的方向与运动方向相同,即F-G>0,那么F>G。
三、随堂练习:
1、D 2、B 3、D 4、D 5、C 6、A 7、 A
8、(1)使小车到达水平面时的速度相同 (2)c (3)C
四、课后巩固:
1、D 2、C 3、D 4、C 5、C 6、D 7、A 8、D 9、C 10、C
11、D 12、A 13、D 14、b;物体不受外力时将保持原来的运动状态不变;静止
15、(1)= (2)如图所示
16、(1)使小车刚到达水平面时的初速度相同 (2)C(3)快
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第三章 运动和力
浙教版七年级下册
第4节 牛顿第一定律(1)
--- 牛顿第一定律、力和运动的关系
教学目标
科学观念:了解牛顿第一定律的研究过程;了解牛顿第一定律
的内容;了解力和运动之间的关系;
科学思维:理解力并不是维持物体运动的原因而是改变物体运
动状态的原因;
探究实践: 通过小实验,获得改变物体运动状态与受到外力之
间的感性认识;提高实验设计、现象描述和总结归纳、推理
的能力;
态度责任:感受科学成果是多人智慧的结晶;培养实事求是的
科学态度。
新知导入
1、力的作用效果有哪些?
力可以改变物体形状;力可以改变物体的运动状态。
2、右图中,足球为什么会运动?
因为足球受到了脚施加的力的作用。
3、球为什么又会停下来?
因为足球受到了地面或空气的阻力的作用。
足球的运动和静止,说明: 。
力可以改变物体的运动状态
活动:
轻轻推一下木块,观察木块的运动状态,说明原因是什么。
撤去推力,观察木块的运动状态,说明原因是什么。
木块沿着力的方向运动起来,原因是推力改变了木块的运动状态。
木块停止运动;原因是阻力改变了木块的运动状态。
结论:力能改变物体的运动状态。
深入思考:
物体不受力的作用时,将做什么运动?是运动还是静止?
如何去研究?
新知讲解
一、不受力的作用时物体的运动情况研究
1、现实情况:
因为自然界中不存在物体不受力的作用的环境;
所以无法用实验显示物体不受力作用时的运动。
2、应对策略:
先用实验探究不同阻力对物体运动的影响;
然后再推测出物体不受力作用时将做什么运动。
活动:
探究:阻力对小车运动的影响
1、提出问题:
如果所受的摩擦力不同,物体在水平面上速度变小快慢一样吗?
2、建立假设:
摩擦阻力越小,物体在水平面上运动的速度变小越慢。
3、实验思路:
比较在摩擦阻力不同的水平面上,同一速度运动物体通过距离的长短。
活动:
4、研究方法:
因为影响速度大小的因素较多,所以采用 法进行探究;
(1)控制实验条件:
让同一辆小车在同一个斜面的同一高度处由静止开始下滑。
目的:使小车在水平面上开始的速度相同。
(2)实验变量:
在水平木板上铺粗糙程度不同的的材料,从而改
变小车在水平运动时受到的阻力不同。
(3)实验表格设计:
控制变量
表面的材料 小车受到的摩擦力 (填“大、较小、小”) 小车运动的距离(厘米)
实验讨论:
(1)实验研究的对象是什么?
(2)如何改变阻力的大小?
(3)小车速度减小的快慢看什么?
(4)为了比较小车运行距离,还要控制什么因素?
(5)如果给你一个斜面,你如何确保小车在不同材料的水平面上具有相同的初始速度?
小车的运动状况
水平面铺不同粗糙程度不同的材料
小车在水平面上运动的距离
应使小车的初始速度相同
让小车在斜面上的同一位置开始滑下
活动:
5、实验步骤:
①在水平木板上分别铺上毛巾和棉布,让小车从斜面的顶端由静止开始滑下,观察小车在水平面上运动的距离,并将结果记录在表中。
②水平木板上不铺任何材料,重复上述实验,并将结果记录在表中。
大
较大
小
小
较大
大
新知讲解
③实验结论:
水平面越光滑,小车运动时所受的阻力越____,运动的距离越______,速度减小得越__________。
小
长
慢
新知讲解
④猜想:
(1)如果平面比木板还要光滑(如玻璃),将会怎么样?
(2)如果小车在水平面上运动时不受任何阻力的作用,情况将是: ________________________________。
小车不受到阻力作用,速度不减小,以原来的速度一直运动下去
小车受到阻力更小,速度减小更慢,平面上运行距离更远。
400多年前,伽利略曾采用类似的方法得出结论:如果物体在运动中不受力的作用,它的速度将保持不变。
新知讲解
二、牛顿第一定律的发现过程:
1、伽利略的发现:
400多年前,伽利略采用“实验加推理”的方法得出结论:如果物
体在运动中不受力的作用,它的速度将保持不变。
涉及的内容:仅从运动速度方面描述物体不受力作用时的运动状态。
2、笛卡儿的发现:
笛卡儿补充和完善了伽利略的观点,明确指出:如果运动物体不受到任何力的作用,它不会向左、右方向偏,将永远沿原来的方向做匀速直线运动。
涉及的内容:从运动速度和运动方向两方面描述物体不受力作用时的运动状态。
新知讲解
3、牛顿的发现:
牛顿总结了伽利略等人的研究成果,进一步得出牛顿第一定律。
(1)牛顿第一定律的内容:
一切物体在没有受到外力作用的时候,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
(2)涉及的内容:
运动物体和静止物体在不受外力作用时的运动状态;
(3)贡献:
深刻地揭示了力和运动之间的关系。
新知讲解
(3)对牛顿第一定律的理解:
①一切物体:是指宇宙中所有物体,不论物体是固体、液体还是气体;可见牛顿第一定律是自然界中的普遍规律。
②匀速直线运动状态或静止状态:指一个物体只能处于一种状态,到底处于哪种状态,由原来的状态决定,原来静止就保持静止,原来运动就保持匀速直线运动状态。
③“牛顿第一定律”表达的是物体不受外力时的运动规律。我们周围的物体,都要受到力的作用,因此不能用实验来直接证明这一定律,即:牛顿第一定律不是实验定律。在实验的基础上经过科学的推理得出的。
拓展:
牛顿第一定律实验考点:
1)探究的目的:阻力对物体运动的影响;
2)实验要求:小车滑下的位置:①从同一斜面 ②同一高度
③由静止自由滑下;目的是保证小车每次滑到水平面上时,速度相同;
3)三次实验不同的量:水平面的粗糙程度;目的是改变阻力大小;
4)判断方法:比较小车在水平面上运动距离的大小;目的是判断阻力大小;
5)水平面越光滑,小车受到的阻力越小,小车运动的距离越长,行驶时间也越长,速度减小越慢;
6)测量工具:刻度尺或停表;
7)实验方法:①控制变量法 ②理想实验法 ③转换法(用小车运动距离来判断阻力大小)
8)小车速度:滑到水平面时,速度不宜过大,防止滑出水平板;
9)实验结论:小车受到的阻力越小,滑行距离越大,速度减小越慢。
视频:
伽利略的理想斜面实验
小车在不同阻力的平面上运动实验
(点击图片播放)
(点击图片播放)
新知讲解
二、力和运动之间的关系
1、力是改变物体运动状态的原因;
2、物体运动不需要力来维持,力不是维持物体运动的原因。
3、要改变物体的速度大小和运动方向,必须对物体施加力的作用。
(1)当力和物体运动方向相同时,力使物体的速度增大;
如,竖直下落的物体的速度越来越大。
(2)当力和物体运动方向相反时,力使物体的速度减小;
(3)当力和物体运动的方向成某一夹角时,力将改变物体的运动方向(有时也同时会改变物体速度的大小),物体做曲线运动。
阅读:
关于力和运动关系的一个假想的实验
课堂练习
1、关于牛顿第一定律的下列说法中,正确的是( )
A.牛顿第一定律是实验定律
B.实际上不存在不受外力作用的物体,所以牛顿第一定律没有意义
C.牛顿第一定律说明力是维持物体运动的原因
D.物体的运动不需要力来维持
C
课堂练习
2、忽略一切阻力,原静止在水平面上的大石头被另一块小石头水平撞击,大石头的运动情况是( )
A. 始终静止不动
B. 动了一点点,很快停下来
C. 撞击时开始运动,然后慢慢停下来
D. 撞击时开始运动,然后做匀速直线运动
D
课堂练习
3、在物理学中,牛顿第一定律建立所用的方法是 ( )
A. 数学推导 B. 实验加推测
C. 单纯的实验 D. 单纯的推测
B
课堂练习
4、人类发射的探测器已飞出了太阳系,若探测器所受外力全部消失,那么它将 ( )
A. 落回地球 B. 飞向太阳
C. 绕地球运动 D. 做匀速直线运动
D
板书设计
3.4 牛顿第一定律(1)
1、定律的发现:伽利略→笛卡儿→牛顿
2、定律的内容:一切物体在没有受到外力作用的时候,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
3、定律前提:物体不受力的作用(理想定律)
4、定律特点:不能用实验验证
5、定律贡献:提示力和运动之间的关系:
6、力和运动的关系:力是改变物体运动状态的原因,不是维持物体运动的原因。
作业布置
1、复习本课时主要内容;
2、完成作业本中相应练习;
3、完成学案中“课后巩固”;
4、预习“惯性”。
谢谢
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浙教版七下科学3.4牛顿第一定律(1)教学设计
课题 3.4牛顿第一定律(1) 单元 三 学科 科学 年级 七下
教材分析 本节选自浙教版七下第三章第4节的第1课时,主要内容是通过实验活动获得牛顿第一定律的内容及进一步形成运动和务的关系;此前学习了机械运动和力的相关知识,本课再进一步研究运动和力的关系,是将力和运动联系起来的一条纽带,同时牛顿第一定律是经典力学的三大定律之一,是整个力学的基础,也是进一步分析和处理运动和力学问题的基础。学生已具备一定的实验动手和探究能力,但缺乏对问题的深入思考和理性的思维过程,所以在接受牛顿第一定律这一抽象的概念具有一定的难度,故应鼓励学生多动手、动脑。
学习目标 科学观念:了解牛顿第一定律的研究过程;了解牛顿第一定律的内容;了解力和运动之间的关系;科学思维:理解力并不是维持物体运动的原因而是改变物体运动状态的原因;探究实践: 通过小实验,获得改变物体运动状态与受到外力之间的感性认识;提高实验设计、现象描述和总结归纳、推理的能力;态度责任: 初步认识科学推动技术进步,技术又促进科学发展的相互关系;树立勇于质疑、大胆推理的科学精神
重点 通过对小车实验的分析、比较得出牛顿第一定律
难点 力不是维持物体运动的原因;伽利略的理想实验的推理过程
教学环节 教师活动 设计意图
导入新课 知识回顾: 1、力的作用效果有哪些? 2、(1)右图中,足球为什么会运动?(2)球为什么又会停下来?(3)足球的运动和静止,说明: 。 导入新课
讲授新课 活动:轻轻推一下木块,观察木块的运动状态,说明原因。 撤去推力,观察木块的运动状态,说明原因。结论: 力能改变物体的运动状态。 深入思考: 物体不受力的作用时,将做什么运动?是运动还是静止? 如何去研究?一、不受力的作用时物体的运动情况研究 1、现实情况: 因为自然界中不存在物体不受力的作用的环境; 所以无法用实验显示物体不受力作用时的运动。 2、应对策略: 先用实验探究不同阻力对物体运动的影响; 然后再推测出物体不受力作用时将做什么运动。 活动:探究:阻力对小车运动的影响1、提出问题: 如果所受的摩擦力不同,物体在水平面上速度变小快慢一样吗? 2、建立假设: 摩擦阻力越小,物体在水平面上运动的速度变小越慢。 3、实验思路: 比较在摩擦阻力不同的水平面上,同一速度运动物体通过距离的长短。 4、研究方法: 因为影响速度大小的因素较多,所以采用 控制变量 法进行探究; (1)控制实验条件: 让同一辆小车在同一个斜面的同一高度处由静止开始下滑。 目的:使小车在水平面上开始的速度相同。 (2)实验变量: 在水平木板上铺粗糙程度不同的的材料,从而改 变小车在水平运动时受到的阻力不同。 (3)实验表格设计: 实验讨论:(1)实验研究的对象是什么? (2)如何改变阻力的大小?(3)小车速度减小的快慢看什么? (4)为了比较小车运行距离,还要控制什么因素? (5)如果给你一个斜面,你如何确保小车在不同材料的水平面上具有相同的初始速度? 5、实验步骤: ①在水平木板上分别铺上毛巾和棉布,让小车从斜面的顶端由静止开始滑下,观察小车在水平面上运动的距离,并将结果记录在表中。 ②水平木板上不铺任何材料,重复上述实验,并将结果记录在表中。 ③实验结论: 水平面越光滑,小车运动时所受的阻力越_小__,运动的距离越__长__,速度减小得越__慢___。④猜想: (1)如果平面比木板还要光滑(如玻璃),将会怎么样? (2)如果小车在水平面上运动时不受任何阻力的作用,情况将是: ________________________________。 400多年前,伽利略曾采用类似的方法得出结论:如果物体在运动中不受力的作用,它的速度将保持不变。二、牛顿第一定律的发现过程: 1、伽利略的发现: 400多年前,伽利略采用“实验加推理”的方法得出结论:如果物体在运动中不受力的作用,它的速度将保持不变。 涉及的内容:仅从运动速度方面描述物体不受力作用时的运动状态。 2、笛卡儿的发现: 笛卡儿补充和完善了伽利略的观点,明确指出:如果运动物体不受到任何力的作用,它不会向左、右方向偏,将永远沿原来的方向做匀速直线运动。 涉及的内容:从运动速度和运动方向两方面描述物体不受力作用时的运动状态。 3、牛顿的发现: 牛顿总结了伽利略等人的研究成果,进一步得出牛顿第一定律。 (1)牛顿第一定律的内容: 一切物体在没有受到外力作用的时候,总保持静止状态或匀速直线运动状态。 (2)涉及的内容: 运动物体和静止物体在不受外力作用时的运动状态; (3)贡献: 深刻地揭示了力和运动之间的关系。 (3)对牛顿第一定律的理解: ①一切物体:是指宇宙中所有物体,不论物体是固体、液体还是气体;可见牛顿第一定律是自然界中的普遍规律。 ②匀速直线运动状态或静止状态:指一个物体只能处于一种状态,到底处于哪种状态,由原来的状态决定,原来静止就保持静止,原来运动就保持匀速直线运动状态。 ③“牛顿第一定律”表达的是物体不受外力时的运动规律。我们周围的物体,都要受到力的作用,因此不能用实验来直接证明这一定律,即:牛顿第一定律不是实验定律。在实验的基础上经过科学的推理得出的。 拓展:牛顿第一定律实验考点: 1)探究的目的:阻力对物体运动的影响; 2)实验要求:小车滑下的位置:①从同一斜面 ②同一高度 ③由静止自由滑下;目的是保证小车每次滑到水平面上时,速度相同; 3)三次实验不同的量:水平面的粗糙程度;目的是改变阻力大小; 4)判断方法:比较小车在水平面上运动距离的大小;目的是判断阻力大小; 5)水平面越光滑,小车受到的阻力越小,小车运动的距离越长,行驶时间也越长,速度减小越慢; 6)测量工具:刻度尺或停表; 7)实验方法:①控制变量法 ②理想实验法 ③转换法(用小车运动距离来判断阻力大小) 8)小车速度:滑到水平面时,速度不宜过大,防止滑出水平板; 9)实验结论:小车受到的阻力越小,滑行距离越大,速度减小越慢。 视频:1、伽利略的理想斜面实验 2、小车在不同平面上的运动实验二、力和运动之间的关系 1、力是改变物体运动状态的原因; 2、物体运动不需要力来维持,力不是维持物体运动的原因。 3、要改变物体的速度大小和运动方向,必须对物体施加力的作用。 (1)当力和物体运动方向相同时,力使物体的速度增大; 如,竖直下落的物体的速度越来越大。 (2)当力和物体运动方向相反时,力使物体的速度减小; (3)当力和物体运动的方向成某一夹角时,力将改变物体的运动方向(有时也同时会改变物体速度的大小),物体做曲线运动。 阅读:关于力和运动关系的一个假想的实验 推木块活动中获得力能改变物体运动状态的结论,既复习旧知又提出 深入思考:不受力时将怎样运动?提出问题现状与解决的对策师生共同设计研究方案控制变量的操作方法明确实验细节动手实验并得出结论实验结论的基础上提出猜想:阻力越来越小,小车的运动状态变化,直到不受力时的运动状态这是理想实验,前人早有研究,提出从伽利略、笛卡儿到牛顿的研究过程与特点提出牛顿第一定律并加以学法指导力与运动的关系是在牛顿第一定律的基础上分析出来的。
课堂练习 1、关于牛顿第一定律的下列说法中,正确的是( C ) A.牛顿第一定律是实验定律 B.实际上不存在不受外力作用的物体,所以牛顿第一定律没有意义 C.牛顿第一定律说明力是维持物体运动的原因 D.物体的运动不需要力来维持 2、忽略一切阻力,原静止在水平面上的大石头被另一块小石头水平撞击,大石头的运动情况是( D ) A. 始终静止不动 B. 动了一点点,很快停下来 C. 撞击时开始运动,然后慢慢停下来 D. 撞击时开始运动,然后做匀速直线运动3、在物理学中,牛顿第一定律建立所用的方法是 ( A ) A. 数学推导 B. 实验加推测 C. 单纯的实验 D. 单纯的推测 4、人类发射的探测器已飞出了太阳系,若探测器所受外力全部消失,那么它将 ( D ) A. 落回地球 B. 飞向太阳 C. 绕地球运动 D. 做匀速直线运动 5、牛顿第一定律是在大量的实验事实的基础上,通过进一步( )而概括出来的,是不能用( ) 来直接证明的,这是因为我们周围事实上没有( ) 的物体。 [参考:实验 推理 不受外力作用 ] 及时训练,有利于巩固刚刚学习的新知识。同时还有发现学生理解所学知识中存在的问题,便于及时纠正、修补。
课堂小结 1、牛顿第一定律内容:一切物体在没有受到外力作用的时候,总保持静止状态或匀速直线运动状态。2、牛顿第一定律的发现过程:牛顿在伽利略、笛卡儿等人的基础上加以研究和总结,通过实验事实加科学推理得出的; 3、牛顿第一定律揭示了力和运动之间的关系: 4、力和运动的关系:力是改变物体运动状态的原因,不是维持物体运动的原因。 帮助学生掌握重点,更加容易的学习。
板书 形成知识体系框架,便于学生记忆。
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