第六章 力与运动（整章教案）

第六章 力与运动
第一节 科学探究：牛顿第一定律
第1课时：牛顿第一定律
教学重点:通过对小车实验的分析比较得出牛顿第一定律。
教学难点:
　　1．明确“力是维持物体运动的原因”观点是错误的。
　　2．伽利略理想实验的推理过程
教学用具：斜面，小车，毛巾，棉布，玻璃板，微机,实物投影，大倍投电视。
教学过程
　　一、实验引入：批驳亚里士多德的观点
　　[演示1]在桌面上推动木块（或板擦）从静止开始慢慢向前运动，撤掉推力,木块立即停止。
　　分析:日常生活中也有许多类似的现象，（如推桌子）。这些现象从表面上看,“必须有力作用在物体上,才能使物体继续运动,没有力的作用,物体就要停下来.”即：板擦的运动需要推力去维持。于是,古希腊哲学家亚里士多德就根据这些现象总结出“物体的运动需要力去维持”。这种观点在历史上曾被沿用两千多年,但时沿用两千年是否就一定正确呢？也可能有人曾表示过怀疑或有人认为就是错误的,但没某能说服别人的理由。
　　[演示2] 在桌面上推动木块（或板擦）从静止使之向前运动，用力推出,木块向前运动一段距离后停止。
　　分析：推力撤掉，还要向前运动，与亚里士多德的观点不符。
　　分析：木块:静止——运动——静止。两个过程中是否都有力存在？在这两个过程中力的作用是维持原来的运动状态还是改变运动状态？
　　二、 讲授新课:
　　1.规律总结过程
　　方法1.教师引导
　　伽利略的贡献：理想实验
　　[演示]（通过实物投影仪把实验过程反映在大倍投电视上）
　　介绍器材
　　实验前提条件：每次实验都需从斜面上的同一高度下滑，为什么？
　　实验过程：让小球从同一斜面的同一位置滚下后分别在毛巾表面、棉布表面、玻璃表面上运动，每次记下小球停下时的位置。做标记的位置是什么位置？（停下来的位置）
　　实验纪录：
实验次数 表面材料 阻力大小 滑行距离
1 毛巾 最大 最短
2 棉布 较大 较长
3 玻璃 较小 长
推理想象 光滑表面 阻力为零 无限长
　　实验分析：
　　三次实验，小车最终都静止，为什么？
　　三次实验，小车运动的距离不同，这说明什么问题？
　　小球运动距离的长短跟它受到的阻力有什么关系？
　　若使小车运动时受到的阻力进一步减小，小车运动的距离将变长还是变短？
　　根据上面的实验及推理的思想，还可以推理出什么结论？
　　推理：小球在光滑的阻力为零的表面，将会怎样运动？
　　实验结论：通过伽利略的实验和科学推理得出“运动的物体，如果受到的阻力为零，它的速度将不会减慢，将以恒定不变的速度永远运动下去。”即作匀速运动。
　　[微机模拟实验]:简介伽利略理想实验
　　迪卡儿的补充
　　如果运动物体不受任何力的作用，不仅速度大小不变，而且运动方向也不变，将沿原来的方向匀速运动下去。
　　牛顿的成果：补充与概括
　　师:物体除了运动的以外,还有静止的。那么，静止的物体在没有受到外力作用时，保持什么状态呢？（牛顿补充：将保持静止状态）
　　师（引导学生概括）:我们现在已经有了伽利略的研究成果,又有了迪卡儿和牛顿的补充,把两者进行一下概括：一切物体在没有受到外力作用时，将如何呢？（对概括出来大致意思的同学给予鼓励）
　　介绍：牛顿抓住时机,概括总结得出著名的牛顿第一运动定律
　　方法2：学生探究式学习
　　针对基础较好的学生，可以由学生在老师的指导下自己完成斜面小车实验，根据现象学生分组讨论,明确亚里士多德的观点的问题根源．由学生互相补充确定实验结论。
　　2.定律分析
　　定律成立条件：不受外力作用
　　运动规律：总保持匀速直线运动状态或静止状态。
　　师（回应课题引入实验）： 回想我们最开始的实验，有推力板擦运动,撤去推力板擦停下来，从表面现象上得到的结论运动需要力维持是错误的，但这种现象是千真万确摆在我们面前的，我们如何用牛一的观点正确的解释这个现象呢
　　三、巩固练习
　　1． 一物体放在桌上静止,假若某瞬间撤掉所有的外力,物体将怎么样
　　2． 对于牛顿第一定律的看法，下列观点正确的是( )
　　A．验证牛顿第一定律的实验可以做出来，所以惯性定律是正确的
　　B．验证牛顿第一定律的实验做不出来，所以惯性定律不能肯定是正确的
　　C．验证牛顿第一定律的实验做不出来，但可以经过在事实基础上，进一步科学推理得出惯性定律
　　D．验证牛顿第一定律的实验虽然现在做不出来，但总有一天可以用实验来验证。
　　四、小结
　　人们对物体的运动规律的认识是经历了漫长的时间的。物体在不受力时的运动规律，它是经过亚里士多德对人们近两千年的思想束缚，伽利略的科学推理，才最终由牛顿总结出来的。牛一的重要贡献是：1）力不是维持物体运动的原因，2）力是改变物体运动状态的原因。
　　五、作业:阅读本节教材
第2课时：惯性
教学重点：
　　1.解释惯性现象
　　2.任何物体任何状态下都有惯性
教学难点:惯性大小与运动快慢无关
教具:装有水的杯子、硬纸板、鸡蛋、纸条、木尺、棋子、录像、电视
教学过程：
　　一、实验新课
　　方法1：用新奇实验引起学生兴趣
　　[演示实验]
　　1. 在装有水的杯子上放一硬纸板，纸板上放一鸡蛋。迅速击打鸡蛋下的硬纸板，鸡蛋竖直落入杯中，并没有沿水平方向运动。
　　结论: 原来静止的物体，具有保持静止状态的性质。
　　2．（如图9-2-3）匀速运动的电动车上面小球落下，恰好进入下面的球篮。（）
　　
结论：原来运动的物体，具有保持匀速运动状态的性质。
　　方法2 ：用学生可操作实验调动学生积极性
　　[学生实验]指导学生自己完成撤纸条的实验，打棋子实验（此实验可由学生参与演示）。
　　结论：物体具有保持运动状态的性质。
二、新课教学
　　1． 什么是惯性。
　　方法1：对基础较好的学生可讨论分析理解惯性的概念和惯性定律的内涵。在用方法2中的问题检验其理解情况。
　　老师在学生讨论过程中可引导：用“惰性”比喻“惯性”。一切物体都有一种“惰性”，这种“惰性”的表现就是不愿意改变原来的运动状态。只要不受外界力的作用，就能很明显的表示出它的“惰性”；如果受到力的作用，迫使它改变原来的运动状态，只不过没有明显的表现出来它的“惰性”，但它的“惰性”仍不会改变。即：惯性与是否受力无关。
　　方法2：由于惯性是个比较抽象，难理解的概念，一般可通过下面的问题，引导学生了解惯性保持的是原来的运动状态（速度）。
　　例：下列各问中的物体的惯性如何体现？
　　1）静止在桌面上的书？（体现在保持静止）
　　2） 正在以10m/s速度运动的汽车？（体现在保持10m/s速度匀速运动）
　　3） 一个正在加速的汽车，某时刻的速度是5m/s。（虽然车做加速运动,此时的惯性体现在保持5m/s的速度，只不过后来没保持住。）
　　2．惯性现象
　　通过演示实验、学生小实验或录像让学生尽可能多的观察惯性现象，实验选择要注意具有代表性。
　　[录像]烟圈实验
　　简介洒水枪，水离开枪后还能继续向前是由于水具有惯性，（下落是由于受重力改变了运动状态）。
　　由上面实验分析得出：
　　“固、液、气”---一切物体都有惯性
　　“静止、运动”---任何情况都有惯性
　　结论：一切物体在任何情况下都具有惯性，惯性是物体固有的属性。
　　3．惯性现象的分析
　　方法1 ：通过演示实验引导学生分析。
　　[演示]惯性小车实验
　　引导学生分析木块为什么向后倒和向前倒。
　　引导学生讨论分析做车时惯性的表现，安全带的作用？
　　通过上面的分析引导学生简单总结分析惯性现象的一般步骤：
　　确定研究对象——明确研究对象原来的运动状态——受力情况——研究对象由于受力运动状态改变情况——惯性的具体表现。
　　方法2：学生举出惯性现象并进行解释。
　　对基础较好的学生，可请学生自己选择上面做过的惯性实验或列举的其它惯性现象进行描述，互相补充，总结出分析惯性现象的一般步骤，并用此步骤再分析其它问题。
　　4．惯性现象的应用与防止
　　请学生举出实例。
　　三、小结
　　1.惯性的概念,一切物体在任何情况下都有惯性。
2．惯性与牛顿第一定律的区别
　　惯性是自然界中的物体所具有的一种性质，这种性质表现为物体总要保持原来的运动状态，即静止或匀速直线运动状态；而惯性定律是一条客观规律，这一规律说明了正是由于物体具有惯性这种性质，所以当没有外力改变物体运动状态时，物体将保持原来的运动状态，即静止或匀速直线运动状态。因此，惯性和惯性定律是完全不同的两回事，前者是物体具有的一种性质，后者是物体在不受力时遵循的一条客观规律。
　　四、作业：阅读教材
板书设计：
课 题 第二节 力的合成
教 目的 理解合力的概念，理解同一直线上二力的合成，分析解决简单问题
培养学生初步的观察能力，应用物理知识解决简单问题的能力
教育学生研究问题应从简单入手，通过实验，认真分析得出规律
学 重点 合力的概念，同一直线上二力的合成的规律
难点 合力的概念，准确地做好演示实验
课堂类型 新授课 教 具 两只弹簧秤，铁架台，刻度尺，细绳，课件
教学方法 实验，讨论 实 验
教 学 过 程 具体教法
教学内容及时间分配 一、引入新课提问：力产生的效果跟那些因素有关？我们周围的物体，一般不止是受到一个力的作用，而是同时受到几个力的作用，每一个力都对物体有一定的作用效果，那么几个力同时作用的效果如何呢？二、新课1、合力的概念利用多媒体课件出示 两个小孩能提起一桶水，一个大人也能提起同样的一桶水；两个小孩能推动一个木箱，一个大人也能推动。启发学生答：大人的作用力效果和两个小孩的共同作用力效果有什么关系？学生回答：大人一个力的作用效果跟两个小孩共同作用的效果相同。如果一个力的作用效果跟两个力共同作用产生的效果相同，这一个力就叫做那两个力的合力，而那两个力就叫做这一个力的分力。求两个力的合力的过程叫做两个力的合成。让学生认识并能说出：上面例子中大人的力就是两个小孩的作用力的合力。 提问教学多媒体实验教学
教 学 内 容 及 时 间 分 配 具体教法分析讲解实验教学
说明：合力是针对力的作用效果而言的，是指“改变物体的运动状态”这一力的作用效果。如果一个物体所受合力为零，那么物体的运动状态是不能改变的。两个力可以沿同一方向作用在物体上，也可以成不同的角度作用在物体上。由于力是有方向的，力的方向不同，产生的效果也就不同，两个力作用在物体上的情况不同，产生的效果也不同，合力的大小和方向也就不同。因此我们从最简单的情况入手来研究两个力的合成。2、同一直线上同方向二力的合成演示实验 教材图8—28，两个人用两个弹簧秤同时竖直向上拉起下端的弹簧S，使它伸长，记下这时弹簧S上端到达的位置A和两个弹簧秤的示数，如甲图。然后让一个人用一个弹簧秤竖直向上拉弹簧S，使它上端仍到位置A，记下此时弹簧秤的示数，如图乙。将数据填入下面的表格中，并让学生进行分析，比较（N）（N）合力（N）大小方向与的大小，方向。通过实验可知：共同作用的效果跟的作用效果相同，所以是的合力。同一直线上方向相同的两个力的合力，合力大小等于这两个力的大小之和，合力的方向跟这两个力的方向相同。
3、同一直线上反方向二力的合成根据上面的知识，让学生猜想：沿同一直线作用在同一物体上的两个力，方向相反时，这两个力的合力大小和方向怎样？
教 学 内 容 及 时 间 分 配 具体教法
演示实验 教材图8—29使上端固定的弹簧S的下端同时受到竖直向下的拉力和竖直向上的拉力（>）。弹簧伸长，记下这时弹簧到达的位置B和弹簧秤的示数，如甲图。然后用一个弹簧秤竖直向下拉伸弹簧S到位置B，记下此时弹簧秤的示数。让学生分析表格中的数据，比较与的大小，方向。（N）（N）合力（N）大小方向通过实验可知：共同作用的效果跟的作用效果相同，所以是的合力。同一直线上方向相反的两个力的合力，合力大小等于这两个力的大小之差，合力的方向跟这两个力中较大的力的方向相同。
三、课堂练习1、如图1，物体A重16N，竖直向上的拉力是12N，它对水平桌面的压力是多少牛？2、如图2，在天花板下有一重20N的木块，当有一个F=25N的力对它作用时，木块对天花板的压力是多少牛？3、甲乙两同学沿反方向各用15N的水平拉力拉一弹簧秤，弹簧秤静止不动，则弹簧秤的示数是多少牛？4、质量为0.1kg的物体，静止于水平面上，物体受( )个力的作用，它们是( )和( )，力的大小分别是( ) 和( ) ，它们的合力是( ) N。5、如图3，质量为50kg的人站在台秤上，如果人用98N的力拉吊在天花板上的绳子，这时台秤的读数为( ) N（甲图），若用98N的力拉一个固定在台秤上的很轻的架子上吊着的绳子，则台秤的读数为( )N。6、一物体受到两个在同一直线上力的作用，合力为40N，已知其中一个力的大小是20N，那么另一个力的大小可能是多少牛？三、小节本课内容1、如果一个力的作用效果跟两个力共同作用产生的效果相同，这一个力就叫做那两个力的合力。2、同一直线上方向相同的两个力的合力，合力大小等于这两个力的大小之和，合力的方向跟这两个力的方向相同。 3、同一直线上方向相反的两个力的合力，合力大小等于这两个力的大小之差，合力的方向跟这两个力中较大的力的方向相同。 板书设计：第五节 同一直线上二力的合成一 合力 合力，合力大小等于这两个力的大小之和，合如果一个力的作用效果跟两个 力的方向跟这两个力的方向相同。力共同作用产生的效果相同， 这一个力就叫做那两个力的合 三 同一直线上反方向二力的合成力，而那两个力就叫做这一个 同一直线上方向相反的两个力的合力，合力的分力。求两个力的合力的 力大小等于这两个力的大小之差，合力的过程叫做两个力的合成。 方向跟这两个力中较大的力的方向相同。二 同一直线上同方向二力的合成 同一直线上方向相同的两个力的 实验教学分析讲解习题讲解
第三节 力的平衡
（一）教学目的
1．知道什么是力的平衡，初步掌握二力平衡的条件．
2．会应用二力平衡的知识分析、解决简单的问题．
3．通过实验培养学生的观察能力、分析综合能力、判断能力．
（二）重点与难点
二力平衡的条件及应用
（三）教学过程
1．引入新课
问：牛顿第一定律的内容是什么？
答：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．
问：物体处于静止状态或匀速直线运动状态，是否就一定不受力呢？
放在桌上的书是静止的，它受到重力和支持力．在平直马路上匀速行驶的汽车，受到牵引力和阻力．可见，物体在受到外力作用时，也可能处于静止或匀速直线运动状态．
力可以改变物体的运动状态，几个力作用在物体上，为什么没有改变物体的运动状态呢？这是因为作用在物体上的各个力改变物体运动状态的效果互相平衡．也就是说这几个力互相平衡．
2．新课教学
[板书1]一、二力平衡
1．力的平衡：物体在受到几个力作用时，如果保持静止状态或匀速直线运动状态，我们就说这几个力互相平衡．
物体的平衡状态：静止或匀速直线运动状态．
物体受两个力作用保持平衡的情况最简单，我们先来研究这种情况．
问：物体受两个力作用一定就能保持静止或匀速直线运动状态吗？举例说明．
答：不一定．如放在光滑斜面上的书，要沿斜面向下滑．汽车或电梯起动时，速度越来越快．
物体受到的两个力，要满足什么条件才能平衡呢？我们通过实验来研究．
[板书2]
2．二力平衡的条件
[实验1]研究二力平衡的条件

将光滑木板放在水平桌面上，木块放在木板上．（木板为45厘米×60厘米，板上安装2个定滑轮，3个羊眼圈．木块上安4个挂钩．如图1所示）在木块挂钩1、2上拴好细绳并跨过滑轮，绳下端各挂若干钩码如图2所示．
研究对象：木块．
受力分析：水平方向受到绳施加的两个拉力．
观察木块在什么条件下静止，什么条件下发生运动．
提示：力的三要素：大小、方向、作用点．
(1)二力大小不相等，左端挂1个钩码，右端挂2个钩码．放手后木块由静止开始向右运动．
(2)二力大小相等．左、右两端各挂1个钩码．放手后，木块保持静止．
问：是否只要两个力大小相等，就可以互相平衡呢？
[实验2]如图3所示，把两根细绳的一端分别拴在木块的挂
钩1、4上，另一端各穿过羊眼圈2、3后分别挂1个钩码．
放手后，木块由静止开始运动．
看来两个力只是大小相等，方向不相反，是不能互相平衡的．如果两个力大小相等，方向也相反，是否就可以平衡呢？
[实验3]装置与图3相同，将两根细绳的一端分别拴在木块挂钩3、4上，另一端各穿过羊眼圈1、2后分别挂1个钩码．放手后，木块由静止发生转动．
小结：作用在木块上的两个力要想互相平衡必须满足三个条件：(1)大小相等，(2)方向相反，(3)在同一直线上．
请同学们自己做一个实验研究二力平衡的条件．
[实验4]每个同学桌上有2个弹簧秤，一块塑料板，板上有几个洞．用两个弹簧秤拉这块塑料板，想一想怎样拉才能使塑料板保持静止不动？
学生进行实验，教师巡视、指导，用投影仪打出实验的投影片．
请一位同学归纳、总结一下要使塑料板保持静止（处于平衡状态），作用在塑料板上的两个力必须满足的条件是什么？
答：大小相等，方向相反，并且在同一直线上．
[板书3]作用在一个物体上的两个力，如果大小相等，方向相反，并且在同一直线上，这两个力就彼此平衡．
大量实验表明物体在二力作用下保持匀速直线运动的条件也是这两个力必须大小相等，方向相反，并且在同一直线上．
请同学们用力的示意图把塑料板上受到的两个力画出来．
问：根据同一直线上二力合成的知识，彼此平衡的两个力的合力是多少？
答：彼此平衡的两个力的合力为零．
[板书4]彼此平衡的两个力的合力为零．
力的平衡在日常生活中有许多实际应用，应会根据平衡状态，找出平衡力；根据物体受力情况，判断它是否处于平衡状态．
[板书5]3．二力平衡条件的应用
例1．(1)吊在空中重5牛的电灯（如图4），静止不动时，电线对它的拉力是多大？
（定）研究对象：电灯．（析）受力分析：重力、拉力．（判）运动状态：静止．
（找）两个力的关系：互相平衡．（大小相等，方向相反，在同一直线上．）
结论：拉力是5牛，方向竖直向上．
请同学们分析下面的事例．
(2)放在桌上的书．（重力、支持力）(3)匀速下落的跳伞运动员．（重力、阻力）
(4)平直马路上匀速行驶的汽车．（牵引力、阻力）
例3．如图5所示，物重6牛，弹簧秤向上拉示数为牛，水平地面给物体的支持力是多大？
答：支持力是2牛．
[板书设计]
授课时间：2005年2月25日（第1周）
授课时间：2005年2月25日（第1周）
授课时间：2005年2月28日（第2周）
授课时间：2005年2月28日（第2周）
授课时间：2005年3月3日（第2周）
授课时间：2005年3月4日（第2周）
授课时间：2005年3月4日（第2周）
授课时间：2005年3月4日（第2周）
第三节 力的平衡
一、二力平衡
1．力的平衡：物体在受到几个力作用时，如果保持静止状态或匀速直线运动状态，我们就说这几个力互相平衡．
2．物体的平衡状态：静止或匀速直线运动状态
二、二力平衡的条件
1．作用在一个物体上的两个力，如果大小相等，方向相反，并且在同一直线上，这两个力就彼此平衡．
2．彼此平衡的两个力的合力为零
3．二力平衡条件的应用