第六章 力和运动
第一节 力及其作用效果
一、教学目标
1、知识与技能
(1) 知道力的概念和力的单位。
(2) 知道力的三要素,能用示意图表示力。
2、过程与方法
(1) 通过活动和生活经验感受力的作用效果。
(2) 了解物体间力的作用是相互的,并能解释有关现象。
3、情感、态度与价值观
(1) 在观察体验过程中,培养学生的科学态度。
(2) 从力的三要素表示的事例中认识科学方法的价值。
二、教学重点
1、力的概念和力的单位。
2、力的三要素,用示意图表示力。
三、教学难点
1、力的概念
2、认识物体间力的作用是相互的,并解释有关现象。
四、教具准备
磁铁、小铁球、弹簧、气球等.
五、教学过程
1、引入新课
我们在这一节中要学习一个新的物理概念-------力。力是日常生活和工农业生产中常用的一个概念。也是物理学中一个重要的概念。这一节我们就来探究有关力的一些知识。
2、力的作用效果
物理学中所说的力是什么呢?我们可以通过力的作用效果来感受它。
感受力作用的效果
(1)请一位同学到教室前面表演拉弹簧。
请这位同学谈谈肌肉有什么感受?(感到手臂上的肌肉十分紧张)
最初我们对力的认识,就是从肌肉的紧张的感受而得来的。那么,在物理学中我们又是怎样来认识力的?
(2)学生用图6.1-1所示的器材做实验。
问题:小钢珠在光滑的水平桌面上运动,当磁铁靠近小钢珠时,会发生什么现象?
实验结束后,学生交流所观察到的现象:
1 静止的小钢珠被磁铁吸引,向磁铁方向运动。
2 光滑的水平面上做直线运动小钢珠被正对运动方向位置的放磁铁吸引 ,速度变快。
3 光滑的水平面上做直线运动小钢珠被与运动方向垂直的位置放的磁铁吸引,运动方向改变,偏向磁铁方向运动。
(3)学生看课文图6.1-2乙、丙,交流图中在运动员力的作用下所发生的现象:
1 棒球运动员用力将球投出,由静止变为运动。
2 足球守门员接住射进球门的足球,足球由运动变为静止。
(4)告诉学生:物体的运动和静止是相对的,静止是一种特殊的运动状态。无论物体是从静止到运动,还是运动速度或者方向发生变化,都可以认为是物体的运动状态发生了变化。
引导学生分析:在磁铁吸引下小钢珠运动状态改变情况和手球、足球在运动员力的作用下运动状态改变的情况。
由此得出结论:力可以改变物体的运动状态。
(1) 请一位学生演示用力拉和压弹簧,看看弹簧的形状(长度)发生了什么变化。
(在拉力的作用下,弹簧的长度伸长;在压力的作用下,弹簧的长度缩短。)
(6)学生看课本图6.1-2甲,交流图中在射箭运动员力的作用下所发生的现象。
(弓被拉开了,弓的形状发生了变化)
(7)让学生再举些例子,如:踢足球时,足球的形状发生了变化等。
(8)让学生自己根据上述事件概括力作用的另一类效果。
结论:力可以使物体发生形变。
3、力的单位
为了描述力的大小,在物理学中对力的单位作了规定:
在国际单位制中,力的单位是牛顿,简称牛,符号是N。
体验1N的大小:让学生用手托起一个苹果,手对苹果施加的力大约是1N。
补充例子:托起两个鸡蛋所用的力大约为1N;成年男子右手的握力大约是700N;一个质量是40kg的同学对地面的压力大约是400N等等。
4、力的三要素
1、提出问题:力作用的效果与哪些因素有关?
2、让学生提出猜想:可能与力作用的大小有关;可能与力作用的方向有关;可能与力作用的位置有关。
3、探究:
引导学生根据前面观察力作用效果的实验结合课文图示以及学生生活的经验进行论证。
(1) 拉弹簧时,所用的力越大,弹簧被拉得越长;也就是力越大,力作用的效果越明显。
(2) 我们要把螺母拧紧,一般来说应该向顺时针方向用力,如果沿着逆时针方向用力只能将螺母拧松。
这些事例说明了力作用的效果与力的方向有关。
(3)关于力的作用效果与力的作用位置是否有关用实验探究:
1 推门实验:用的力推门,每次手的位置距离门轴远近不同。体会手在不同位置时施力的不同效果。
2 举尺实验:把一根米尺放在桌面上,请一位同学用一个力作用在尺子的中点,向上将尺子举起来;然后力作用在尺的一端,仍然向上举尺子。
可见,力的作用点也影响力的效果。
让学生总结:力所产生的效果跟力的大小、方向和作用点有关。
所以,我们把力的大小、方向和作用点叫力的三要素。
5、力的示意图
画力的示意图的要领:确定受力物体、力的作用点和力的方向,从力的作用点沿力的方向画一条线段,在线段的末端画一个箭头表示力的方向,线段的起点或终点表示力的作用点,在同一图中,力越大,线段应越长。
还可以在力的示意图旁边用数值和单位标出力的大小,把力的三要素都表示出来。看课本6.1—4图。
6、探究:物体间力的作用是相互的
1、请同学们观察或进行下列实验,通过观察或实验你们对力的作用有什么新的认识、
(1)演示:用一个气球去压另一个相同的气球,让学生观察:两个气球都变扁了。(施力的气球在施力时也变扁了,说明它同样受到另一个气球作用力)
(2)演示:两个磁铁的同名磁极靠近时相互排斥。(一个磁铁排开另一个磁铁时,自己也被排开了,说明两个磁铁同时都 受到了对方力的作用)
(3)学生实验:伸出手去,让一个同学打你的手,你感到疼吗?打你的同学也感到疼吗?(打的同学感到疼,说明他的手也被打了)
(4)学生实验:向上拎书包,你对书包用力了,你是否感觉到了书包也在拉你?(拎书包手同时受到书包向下的拉力)
(5)看课文第6页图6.1-5,坐在小船上的人用力推另一只船,把另一只船推开时自己坐的船也被推开了。(坐在小船上的人用力推另一只小船,把另一只船推开时自己所坐的船也被推开了。说明推船的人同时受到另一只船的推力,推船的人被推开时连同他坐的船也被推开。)
概括以上分析,得到结论:一个物体对别的物体施力时,也同时受到后者对它的作用力。物体间力的作用是相互的。
7、小结与练习
P6 动手动脑学物理
8、作业布置
第二节 弹力 弹簧测力计
一、教学目标
1、知识与技能
(1)了解弹性、塑性及其在生活中的应用
(2)研究弹簧伸长长度与拉力的关系
(3)探究弹簧秤的制作方案,并学会它的制作及使用过程与方法
2、过程与方法
(1) 经历弹性、塑性的体验,探究弹簧伸长长度与拉力关系
(2)学习从实验数据归纳结论、培养学生初步的分析、概括能力
(3)培养理论联系实际的能力,支将化应用于初中、理论服务于实践的能力
3、情感、态度与价值观
培养学生勇于探索自然现象、生活中的物理学道理的兴趣。体现物理来源于生活、又服务于生活的道理。
二、教学重点
1、弹簧伸长的长度与拉力的关系
2、弹簧秤制作方案的探究及其使用方法
三、教学难点
弹簧秤制作方案的探究及其制作过程
四、教具准备
教师演示用:弹簧、直尺、弹簧测力计、弹簧、气球、钩码(10个)
学生实验用:橡皮筋、橡皮泥、弹簧、直尺、粗导线、测力计、铜块各一个、钩码一组。
五、教学过程
1、复习提问
物体受到力的作用会产生哪些效果?①改变物体运动状态,②改变物体的形状。
2、引入课题
力可以改变物体的运动状态,也可以改变物体的形状。下面请同学们从“力可以改变物体的形状’”这一侧面出发做几个小实验。实验前请同学们听清两个要求:一是用老师给你准备好的弹簧、橡皮筋、橡皮泥、粗导线、刻度尺五种器材来做实验;二是在实验过程中注意观察实验现象,并注意分析这些现象的共同点和不同点。
3、弹力
下面请同学展示自己的实验操作。
(1)用力拉弹簧,弹簧伸长,失去拉力,弹簧恢复原来长度。
(2)粗导线用力弯,变形。失去力不恢复原状。
(3)直尺,用力压使其弯曲,失去力后恢复原状。
请各小组讨论这几种实验现象的共同点和不同点。
共同点:这几种实验器材受力后都发生了形变。不同点:有的不受力后又恢复原状,有的失去力后则不能恢复原状。
不受力能恢复原状的是哪些?弹簧、直尺、橡皮筋。
失去力不能恢复原状的是哪些?橡皮泥、粗导线。
弹簧受力发生形变,失去力则又恢复到原来的形状。像弹簧这类物体所具有的这种特殊性质,我们给这种性质起个名称好吗?弹性。
像橡皮泥、粗导线,在受力时发生形变,失去力时不能恢复原来形状的性质,叫塑性。
弹性和塑性的应用非常广泛。请举出在生产和生活中应用弹性和塑性的实例。
弹性应用:蹦极、汽车减震、跳水跳板……
塑性应用:揉面团、用橡皮泥做小动物、把纸片揉成团……
〔小实验〕:拿出一个弹簧,找一个同学上来拉,并让全班同学观察这位同学很费力地拉开弹簧
问:拉开小弹簧为什么这么轻松?是不是不需要力?需要的力小。
边演示过问:压气球需不需要力?需要力。
拉开弹簧、气球压扁都需要力。因为力的作用是相互的,所有发生了弹性形变的物体都要产生一个力,同学们说我们把这种特殊性质的力叫什么力比较合适?弹力。
弹力在生活中有哪些应用?请举出你知道的所有的例子。
弓箭、弹弓、拉力器、跳跳床、蹦极、弹簧秤(测力计)……
弹簧就是利用弹性来工作的器械。根据你对弹簧的了解,而且你现在也可以进一步用弹簧做实验,根据你对弹簧的认识,请说出你的科学猜想与假设。
(教师点拨:弹簧长度、弹簧伸长的长度与拉力的关系)
1 拉力越大,弹簧越长。②拉力越大,弹簧伸长越长。
2 要知道同学们的观点是否正确,应怎么办?实验检验。
(演示实验)分别在大弹簧上挂1个、2个、3个200克的钩码,并记下指针没挂钩码时及每挂一次钩码时的位置。最后测量每次弹簧的长度及伸长的长度。并将结果填表:
实验次数 钩码重力(N) 弹簧原长 弹簧长度 弹簧伸长
1 0 12 12 0
2 2 12 12.3 0.3
3 4 12 12.6 0.6
4 6 12 12.9 0.9
分析表格数据,可以得出怎样的结论?①拉力越大,弹簧越长。
②拉力越大,弹簧伸长越长。(弹簧伸长的长度与拉力成正比)
4、弹簧测力计
根据拉力越大,弹簧伸长越长的原理,能否制成一种有用的工具为我们服务?
弹簧测力计(弹簧秤)
弹簧测力计就是根据“弹簧伸长的长度与拉力成正比”这一原理制成的。关于弹簧测力计的制作,你认为用哪些材料可以做成弹簧测力计?桌上老师给同学准备了很多器材供大家选择,你想选用哪些器材制成弹簧测力计呢?请你马上做出选择。
木板、弹簧;木板、橡皮筋。
材料已选好,就等着制作了。这是最关键的一环,如果这一环节出现问题,你制出的弹簧测力计很可能是没用的。你想怎样制作弹簧测力计呢?请各小组马上讨论你们的制作方案,即体制作步骤。
(说明:在明确研究目的的基础上,在教师的引导下,由学生自己设计实验方案,充分体现学生的主体地位,培养了学生的创造能力和创新精神。)
(讨论后回答)
1.定零刻线:不挂物体时,记下指针所对位置即为零刻线。2.挂钩码,画刻线。
3.再挂钩码,再画刻线。
有无其他办法?1.定零刻线。2.定终刻线。3.平均分,画刻线。
分到什么程度决定了它的最小刻度?下面让我统一要求:
制出弹簧秤的量程为2N,最小刻度0.1N。
如何知道你们制成的弹簧测力计好不好?测一测,用标准弹簧秤对比、对比。
弹簧测力计我们已经做好,关于弹簧测力计你还想知道哪些问题?
量程、最小刻度、制作原理、用途、使用注意问题。
(学生提出问题,教师板书学生所提出的以上问题)
谁能帮助同学解决以上问题?
(说明:量程、最小刻度、制作原理、用途这四方面的问题同学自己会解决得很好。弹簧秤使用应注意的问题需同学讨论、教师启发才能达成目标)
弹簧测力计使用时注意:
(1)使用前观察量程、最小刻度;(2)不超量程;
(3)测量力时,弹簧秤的弹簧、挂钩、指针都不与外界摩擦。
5、思考与实验
(1)试一试:用手将弹簧秤的示数拉至1N、2N、5N,并体验它们的大小。
(2)猜一猜铜块或橡皮泥等物品的重力,并用弹簧秤测一测,看一看你的估测能力怎样?6、小结及练习
P9 动手动脑学物理
7、作业布置
查阅资料或亲自调查,了解不同种类的弹簧测力计并学会使用它们。
第三节 重力
一、教学目标
1、知识与技能
(1)知道重力是如何产生的;
(2)知道重力的大小与质量成正比,并能用公式G=mg计算有关问题;
(3)知道重力的方向总是竖直向下的。
2、过程与方法
(1)通过生活体验和实验观察,重力的方向总是竖直向下的;
(2)通过实验探究重力大小与质量关系,分析实验数据,学习信息处理方法。培养学生初步的分析、概括能力。
3、情感、态度、价值观
(1)培养学生交流、合作以及实事求是的科学态度和勇于创新精神;
(2)使学生认识到科学技术对社会和人类生活的重大影响,进一步增强学生对科学的热爱。
二、教学重点
探究重力大小与质量成正比G=mg。
三、教学难点
理解重力的方向总是竖直向下。
四、教具准备
弹簧测力计、勾码等
五、教学过程
1、导入重力概念
流程:观察现象→提出问题→建立概念→深化概念
观察现象 学生观看和思考与重力有关的现象
(①苹果下落 ②水往低处流 ③抛出的球落地 ④羽毛飘落)
提出问题 你还看到过哪些与此类似的现象?教师充分鼓励学生讨论交流,然后提出问题( ①你看到的这些物理现象有什么共同特点? ②物体下落的原因是什么?)
建立概念 在讨论的基础上,学生很容易得出重力概念:由于地球吸引而使物体受到的,能够使物体下落的力。
深化概念 教师再次提出问题( ①重力的施力物体是什么? ②地球对地面附近物体有重力作用,地面附近物体对地球有没有这种作用?)学生讨论使概念得以深化。
2、探究重力的大小
流程:提出问题→猜想假设→制定计划、设计实验→实验探索→分析数据、得出结论
提出问题 重力有大小吗?你如何感受到重力是有大小的?学生充分交流讨论说明自己的观点。然后提出问题:重力的大小与什么有关?有什么关系?
猜想假设 学生通过刚才的讨论很容易得出:重力的大小与质量有关,质量越大,重力越大。
制定计划、设计实验 教师肯定这一猜想,指出:在缺乏足够依据的情况下所做出判断称为假说,假说的正确性有待于实验的检验,你认为这个实验需要测量哪些物理量?你需要哪些实验器材?怎样测量?在学生制定计划设计实验的基础上,教师适当补充自己的意见,形成如下实验方案
(1)需测的物理量:物体所受重力的大小(2)实验器材:弹簧测力计、钩码一盒
(3)实验步骤和记录
实验次数 质量(kg) 重力(N) 重力/质量(N/kg)
1
2
3
实验探索 学生实验,教师巡视指导。
分析数据、得出结论 找多组学生出示实验记录,对学生得出的正确结论给予肯定,教师进一步补充说明。至此,重力大小与质量的关系确定:物体所受重力与质量成正比。G=mg(g=9.8N/kg)
巩固应用 例题
3、.研究重力方向
流程:提出问题→学生猜想→实验验证→实验深化→知识应用
提出问题 教师再次提出问题:重力的方向如何?
学生猜想 向下。
演示实验 学生的猜想是模糊的、片面的。猜想的正确性有待于实验的检验,适时进行演示实验:1物体自由落体2重垂线
学生归纳 重力的方向就是物体自由落向地面的方向,就是悬挂物体的线自由下垂的方向。教师补充:这一方向就是竖直方向,学生归纳得出结论:重力的方向竖直向下。
继续深化 学生潜意识认为重力的方向总是垂直地面,为澄清这一认识,教师及时提出问题:重力的方向是否总垂直地面?学生讨论之后实验验证。
学生讨论归纳得出:重力的方向并不总是垂直地面;重力的方向总是竖直向下的。
解决问题:小明在用天平测质量时,没有找到合适的水平桌面,请你用手头的东西检查一下自己的桌面是否水平,可否供小明使用?
4、自学重心
出示自学提纲:提出要求引导学生自学
(1)重力的作用点叫做什么?
(2)均匀规则几何体的重心在什么位置?你能想出一个简单方法,测你的直尺重心吗?
(3)怎样测出不规则薄板的重心所在位置?为什么这样做?请你试着做一做。
学生讨论交流:实验验证,得出结论。
5、STS教育
地球对地面附近物体的重力使物体总也不能脱离地球,而人类采用现代科学技术克服地球吸引与大气屏障,将人类活动范围从地球扩展到太空,这就是航天技术。向学生介绍我国神州5号载人飞船发射升空情况,要求学生翻阅近期报刊报纸或上网查询有关资料并与同学共享.
6、小结与练习
P14 动手动脑学物理
7、作业布置
(1)写作与体会:我们生活在地球上,一举一动都受到重力的影响,要是一旦失去了重力,我们的生活又会怎样?这是一个很有意思的问题,请你就这个问题写一篇小论文,字数不限。
(2)设计与制作:利用重力知识你能否做一个水平器?试一试,画图说明。
第四节 摩擦力
一、教学目标
1、知识与技能
(1)知道什么是摩擦力?
(2)通过实验探究并了解摩擦力的大小与哪些因素有关
(3)知道摩擦力在实际中的意义
2、过程与方法
(1)经历影响摩擦力大小因素的研究
(2)学习从实验数据归纳简单的物理学规律,培养学生分析、概括能力
3、情感、态度与价值观
培养学生乐理探索自然现象和日常生活中的物理池原理的兴趣,体现物理来源于生活,又服务于生活的道理。
二、教学重点
探究摩擦力的大小与什么因素有关
三、教学难点
压力与重力的区别,摩擦力的定义
四、教具准备
教师演示用:小车、弹簧测力计、木块、金属块等
学生演示用:不锈钢管、小车、长木板、毛巾、弹簧测力计、木块、金属块等
五、教学过程
1、复习提问
前面我们学习了哪两种力?重力、弹力
什么是重力?什么是弹力?思考回答。
2、引入新课
小游戏──拨河比赛。
一人抓一头,用力握住不锈钢管(一端事先抹上洗洁净)。
(采访失利方)说说你失败的原因?太滑了。
(采访胜利者)你这边滑不滑?不滑。
除了自己的力量,还有什么力帮了你的忙?摩擦力。(若说不出,就转问“大家认为呢?”)
请看实验:老师把小车放在桌面上,此时小车处于什么状态?当用手推小车时,小车怎样呢?(教师演示,学生观察回答)开始处于静止状态,后来小车慢慢停下来。
为什么运动的小车会慢慢停下来?
小车受到阻力(讨论、回答)
这个力我们给它起个名字──叫摩擦力。
今天咱们就来研究一下摩擦力。
3、进行新课
日常生活中哪些现象说明物体也受到了摩擦力?(提出问题)
讨论举例(搜集事例)运动的小车、汽车、足球等这些物体它们都受到了摩擦力。
对于摩擦力,同学们还想知道哪些内容呢?(提出问题)
要认识一个力,可以从哪几个方面入手?大小、方向、作用点。
我们通过实验,探究摩擦力的方向和作用点。
演示海棉实验:(木板不动,水平推动海棉)
推动过程中,海棉在水平方向上,除了受推力,还受什么力?摩擦力对运动起什么作用?摩擦力发生在什么部位?
(再演示海棉实验。海棉不动,水平抽动木板。)
海棉还受到摩擦力吗?何以见得?它对运动起什么作用?发生在什么部位?
可见不管谁运动,只要有相对运动,就会产生阻碍相对运动的力──摩擦力。
由此可见,(讨论、回答)摩擦力的方向与相对运动的方向相反,作用点在物体表面上。
能不能根据摩擦力的方向、作用点和它对运动的作用,给它下个定义?
(学生讨论后说出答案)(出示定义;学生齐声朗读)看课本p15
练习:小车在桌面上向右运动时,桌面对小车的摩擦力向左,作用点在桌面上。
解决了摩擦力的方向和作用点,再来重点研究摩擦力的大小,请同学们猜想一下摩擦力的大小可能跟哪些因素有关呢?
你见过哪些与摩擦力有关的现象?学生讨论后举例)
既然大家这么熟悉摩擦力,帮我解决几个问题吧!
问题1:小明新买了一瓶果酱,可是瓶盖儿怎么也打不开,你有几种办法把它拧开?
问题2。小华做航模时需要把木块的一条棱锉掉,操作要领是什么?
问题3:攀岩活动中怎样做才能顺利到达顶峰,而不滑下来?
问题4:妈妈买了几条泥漱,小红捉的时候发现很滑,怎么做才能把泥漱抓起来?
(学生选择自己想研究的问题,讨论、实验,写解决办法,贴到黑板上展示。)这些增大摩擦力的办法,哪几种实质是一样的?实质是什么?
(再次演示海棉实验)怎样利用刚才的结论减小摩擦?减小压力;使接触面光滑。
还有更好的方法吗?安轮子。
轮子滚动时产生的摩擦属于另一种摩擦,叫做滚动摩擦。我们今天研究的叫做滑动摩擦。 在相同情况下,滚动摩擦和滑动摩擦哪个大?
(学生猜想)相同情况下,滚动摩擦远小于滑动摩擦。能举个例子吗?
车轮、溜冰鞋、轴承…
摩擦还能更小吗?假如它是一列火车,想通过减小摩擦力来提速,怎么办?
磁悬浮列车。(它靠强磁场把列车从轨道上微微托起,使接触面分离,来有效减小摩擦。)除了磁悬浮,还有什么方法能使接触面分离?气垫船(利用船底与水面之间的一层空气垫来减小摩擦力),润滑油…
你能总结出减小摩擦力的几种方法吗?
你认为摩擦力的大小可能和哪些因素有关?大胆说出你的假说!
摩擦力的大小可能跟接触面、重力、速度、接触面的面积……(猜想或假设) 摩擦力可能跟这些因素有关,要研究跟其中一个因素的关系应该采用什么方法进行研究? (讨论回答)控制变量法。
若要增大摩擦力,该怎么办?
(学生讨论回答)使接触面粗糙,增大压力(让学生举个例子)
有时还需要减小摩擦力,逆向思维,看减小摩擦力该怎么办?
(学生讨论回答)使接触面光滑;减小压力(让学生举例)
实际上我们通过对具体办法的归纳分类,已经得出了摩擦力的大小可能和粗糙程度、压力有关的假说。但是,假说仅仅是一种可能,不一定成立!应该怎样来检验?做实验。
大家想怎么测摩擦力?(学生讨论后上台演示:弹簧秤拉木块)
要求学生说出操作要领和原理。匀速、水平、二力平衡。
我们猜想摩擦力的大小与两个因素有关,在探究时应采取什么方法处理?
(学生讨论说出“控制变量法”。即:控制接触面粗糙程度不变,改变压力,观察摩擦力大小或控制压力不变,改变接触面粗糙程度,观察摩擦力大小。)
得到了哪两个课题?
摩擦力与压力的关系;摩擦力与接触面粗糙程度的关系。
怎样改变压力,观察摩擦力?怎样改变接触面粗糙程度,观察摩擦力?
(学生思考讨论,但不回答)
小组讨论选择你们想探究的一个课题,动手实验,并写出探究报告,一会儿上台展示。
(学生讨论、实验、填写报告)
(请做完的小组上台演示实验,展示数据,说出结论。其他小组注意观察,看有无不规范之处,有无更好的做法。)
(一个小组学生上台展示,其他小组评估)
同一个实验,方法有没有不一样的?大家同意他们的结论吗?能否提出小建议?展示其他小组的报告,分析数据。
(同样处理第二个课题)
谁能概括说出总的结论?
摩擦力的大小只跟压力和接触面的粗糙程度有关。
现在有一问题:小明说摩擦真讨厌,因为要推动地板上笨重的箱子得费很大的力气!小华不同意了,说浴室的地板一不小心就会滑倒,多亏有摩擦,放上一块浴垫就不会摔跤了!摩擦力越大越好?还是越小越好?
(学生讨论,教师对两种不同观点的学生,进行分组,开一个辨论会,认为摩擦力越大越好的是正方,认为摩擦力越小越好的是反方,老师是主持人。正、反双方在辩论时,一次一人发言,各举一例证明自己的观点,自由辩论。自由辩论结束后,请正反双方各派一名代表做总结性发言。
通过辩论可以看出,摩擦力有时大好,有时小好,都有有利一面,也有不足之处,有利的在日常生活中要设法增大,为我们服务,有害的我们要千方百计减小。那么增大和减小 摩擦力的方法有哪些呢?(学生讨论回答)
增大、减小摩擦力的方法(总结回答)
4、小结及练习
(让学生讨论小结)本节课:
(1)你学到了哪些知识?
(2)我们主要采用了几种研究问题的方法?(转换法和控制变量法)
(3)在研究问题时,采用了几种思维程序?
(①提出问题──搜寻事例──归纳分析──得出结论)
(②提出问题──猜想──设计实验──进行实验──分析论证──得出结论)P18 动手动脑学物理
5、思考题
(1)自行车在设计、制造、使用的过程中,哪些地方用到了摩擦力的知识。
(2)下雪天,路很滑,易发生交通事故,请同学们利用所学的物理知识想办法帮助解决,并说明这样做的理由。
7、作业布置
以“没有摩擦力的世界”为题,写一篇想象作文。
第五节 牛顿第一定律 惯性
一、教学目标
1、知识与技能
(1)知道牛顿第一定律的内容
(2)知道惯性的概念,会解释简单的惯性现象
2、过程与方法
(1)通过活动体验任何物体都具有惯性
(2)探究阻力对物体运动的影响
3、情感、态度与价值观
通过活动和阅读感受科学就在身边
二、教学重点
1、探究阻力对物体运动的影响
2、认识生活中的惯性现象
三、教学难点
1、探究阻力对物体运动的影响实验结论的进一步分析
2、对牛顿第一定律文字叙述的理解
3、怎样解释惯性现象
四、教具准备
纸条、钢笔帽、惯性小车、斜面、光滑木板、毛巾、棉布、棋子、直尺、长方木块、两个定滑轮、钩码若干、细绳等.
五、教学过程
1、牛顿第一定律
思考:自行车比赛中冲过终点的自行车、滑冰比赛中到达终点后的运动员、被小朋友弹出去的琉璃球都不能立即停止.这些现象,在日常生活中常会见到,你也一定有过这样的体验.运动的物体为什么会停下来呢
同学们看书P19内容,先了解古人的思辨.(学生看书,还会有小范围的讨论)
亚里士多德和伽利略都是伟大的科学家,到底哪个说法正确呢 光靠思辨不能回答,同学们可以自己探究,通过实验来求证.
[探究]阻力对物体运动的影响.
同学们先看书P20探究的内容,观察大家面前的实验器材,说明观察的内容是什么,实验中相同的条件是什么,不同的条件是什么.
实验中要观察小车从斜面滑下后在平面上运动的距离.
实验中相同的条件是:都让小车从斜面的顶端滑下;不同的条件是:平面上三种表面的粗糙程度不同.
引导学生分析:让小车从斜面的同一高度滑下是为了保证小车在三种表面上开始运动时的速度相同;三种表面的粗糙程度不同使小车在平面上受到的摩擦阻力不同.
(同学们分组实验,并将观察到的现象填入书上的表格内)
同学们分析实验的现象,能得出什么结论
从实验现象看表面越光滑.小车运动的距离越远,这说明小车受到的摩擦力越小,速度减小得越慢.
引导学生推理:假如小车不受摩擦力,会怎样运动
假如小车不受摩擦力,速度就不会减小,小车将永远运动下去.
伽利略的推理和笛卡儿的补充.
300多年前,意大利的科学家伽利略对类似的实验进行了分析,并进一步通过推理得出:在理想情况下,如果表面绝对光滑、物体受到的阻力为零,它的速度将不会减慢,将以恒定不变的速度永远运动下去.伽利略敢于纠正前人的理论,用丰富的想象和科学的推理建立了新的力和运动的关系.
法国科学家笛卡儿进一步补充了伽利略的推论:如果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.
英国的科学家牛顿总结了伽利略等人的研究成果,概括出了力和运动关系的一条重要规律,牛顿第一定律(Newton′sfirstlaw of motion):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.
牛顿第一定律的得出,对同学们有什么启示吗
牛顿第一定律的产生经过了几代人的努力,我们应该学习科学家们刻苦钻研的精神,为科学的发展作出我们的努力.
牛顿第一定律能用实验来验证吗
牛顿第一定律说的是物体没有受到力的作用时的情况,但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验证.虽然现在我们还不能亲自用实验验证牛顿第一定律,但从定律得出的一切推论,都经受住了实践的检验.因此,现在是大家公认的力学基本定律之一.那么,我们如何理解牛顿第一定律呢
牛顿第一定律是对一切物体而言,条件是:没有受到力的作用.结论是:原来静止的物体要保持静止状态,原来运动的物体要保持匀速直线运动状态.
牛顿第一定律还说明了物体的运动不需要靠力来维持,力不是维持物体运动的原因,力是改变物体运动状态的原因.
2.惯性 同学们已经理解了牛顿第一定律的内容.现在请同学们一起来完成下面的实验.
[想想做做]
(1)把你的橡皮(或者书本)竖直向上抛出,还会落回手中吗 橡皮抛出去,还会落回手中
(2)将一条小纸条放在水平的课桌上,纸条一端悬在桌边.将钢笔(或脱下笔帽)直立在纸条另一端,从桌边的一端迅速抽出纸条,钢笔会怎样 (部分同学按书P21图6.5-4,击打棋子)抽出纸条(击打最下面一个棋子),钢笔还会停在原来的地方(上面棋子会落到原来的地方).
我们坐在地球上和地球在一起运动,为什么抛到空中的橡皮落下来还在你的手上,打飞了最下面的棋子,上面的没有一起运动而是落下来 同学们能说说原因吗 这是由于惯性.
什么是惯性呢 教师引导同学们分析:牛顿第一定律告诉我们,物体不受外力时,原来静止的物体将保持静止,原来运动的物体将以原有的速度运动下去,这表明无论静止的物体还是运动的物体,都有保持原来运动状态不变的特性,即惯性.所以牛顿第一定律也叫惯性定律.
[演示]小车突然运动和突然停下来时表现出的惯性现象,如下图.
为什么突然拉动小车时,木块向后倒;而小车突然停止时,木块向前倒 根据木块的运动能不能解释汽车在突然启动和急刹车时乘客表现出的状态
木块向后倒或向前倒,是因为木块上部和下部的运动状态不一样.当小车突然启动时,木块下部随小车一起运动,而木块的上部由于惯性还要保持静止状态,于是木块向后倒,当运动的小车突然停下时,木块的上部由于惯性还要保持向前运动的状态,而下部由于和小车间的摩擦使木块下部随小车静止,于是木块向前倒.
(1) 引导学生尝试用牛顿第一定律分析演示实验现象:上面的棋子原来的状态(静止),由于惯性,它要保持静止状态,所以落回原处。
(2) 让同学们谈一下乘坐公交车,公交车启动、刹车时身体的感受。
(3) 学生看课文图6.5-5,讨论交流:为什么锤头松了木工师傅把锤柄在凳子上撞击几下,锤头就能紧紧地套在锤柄上?(锤子向凳子撞击时,锤头和锤柄一起向下运动,锤柄撞到凳子受到力作用,运动状态改变而停止运动,锤头继续向下运动使锤柄套紧。)
(4) 学生讨论交流:为什么骑车的速度太快,容易发生事故?(减速、拐弯或刹车时,骑车的人由于惯性身体会保持原来的速度向前运动,从而容易产生事故。)
(5)让学生阅读课文第22页科学世界<<汽车安全带>>认识人们如何利用安全带防止和减小汽车发生事故时由于惯性对驾驶员和乘客造成的伤害。
请同学们说说你还知道有哪些生产和生活中的惯性现象.
踢球、用铁锹铲雪、泼水、滑冰.
锅炉时用铁锹往炉膛内添煤、跳远运动员起跳前的助跑、还有用手可以拍掉身上的灰尘.
跑步的人当脚碰到障碍物时,总是会向前摔倒;撞击锤柄,可以使锤头紧紧套在锤柄上;骑自行车太快容易发生事故……
从同学们举出的这些例子中,我们能够看到人们可以利用惯性给我们的生活和生产带来许多的方便,同时也有惯性给我们带来的危害.因此,我们在利用惯性的同时还要注意防止惯性对我们造成伤害.
3、小结与练习
1.牛顿第一定律: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.牛顿第一定律也叫惯性定律.
2.惯性:一切物体都有保持原有运动状态的特性.
P22动手动脑学物理
4、作业布置
第六节 二力平衡
一、教学目标
1、知识与技能
知道什么是力的平衡,初步掌握二力平衡的条件.
2、过程与方法
(1)会应用二力平衡的知识分析、解决简单的问题.
(2)通过实验,探究二力平衡的条件。通过实验,体验“等效”原理在物理上的应用。
3、情感、态度、价值观
通过认识物体受到一个力,再到受到两个力等,体会:研究问题由简单到复杂的辩证思想。
二、教学重点
二力平衡的条件及应用。
三、教学难点
探究二力平衡的条件
四、实验器材
弹簧测力计、木块、勾码、滑轮等
五、教学过程
1、复习提问
牛顿第一定律的内容是什么?什么叫惯性?物体在什么情况下有惯性?
2、二力平衡
牛顿第一定律告诉我们,物体在不受外力的时候总要保持静止状态或匀速直线运动状态.但是一切物体都受到力的作用,物体保持静止或保持匀速直线运动的情况也是普遍存在的.那么这二者之间有什么联系呢?
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?
探究:让学生提着书包不动。书包受重力和手对它向上的拉力,为什么书包受两个力作用会保持静止 ?
在平直马路上匀速行驶的汽车,受到牵引力和阻力。为什么水平方向汽车受两个力作用会保持匀速直线运动状态?
讨论:如果将手松开,书包将落到地上,显然向上的拉力将使书包下落的效果抵消了。使书包不至于下落;同样道理,汽车牵引力将阻力产生的效果,也可以说阻力将牵引力产生的效果抵消了。使汽车的速度不发生变化。
(3)结论:一些物体虽然受力,但是这几个力的作用效果相互抵消,就相当于不受力。
如果作用在物体上的几个力,它们作用在物体上的各个力改变物体运动状态的效果相互抵消,我们就说这几个力相互平衡。这时的物体我们就说它处于平衡状态。
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.
3、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.
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.
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.
4、二力平衡条件的应用
例1.(1)吊在空中重5牛的电灯,静止不动时,电线对它的拉力是多大?
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2.汽车行驶时受到的牵引力为F,受到的阻力为F.
(1)当F>f时,汽车做什么样的运动?
(2)当F=f时,汽车做什么样的运动?
(3)当F<f时,汽车做什么样的运动?
研究对象:汽车.
受力分析:水平方向受牵引力F,阻力F.
两个力的关系:F>f,两个力不互相平衡,F合=F-F.
运动状态:不能处于平衡状态.
结论:汽车在F合作用下将做加速运动.
当F=f,F<f时汽车将做什么样的运动,请同学们分析.
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.
列举平衡力的生活事例:举重,放在桌子上的书包,吊灯,停在水平地面上的汽车……
进一步提出问题:物体在平衡力的作用下,运动状态会怎样?
5、小结及练习
二力平衡概念:如果作用在物体上的力只有两个且物体处于平衡状态,就说这二力平衡。
条件:大小相等、方向相反; 作用在一条直线上;作用在同一个物体上。
P25 动手动脑学物理
6、作业布置