第一节 力的合成
一、教学目标:
1、知识与技能
①认识力的作用效果,知道合力与分力都是从力的作用效果来定义的。
②通过实验探究,获知在同一直线上同方向与反方向上力的合成情况。
③在实验探究的过程中进一步理解力的三要素都能影响力的作用效果。
2、过程与方法
④在关于力的合成的探究实验中,让学生经历从提出假设,到验证假设,直到形成科学理论的过程。
3、情感态度与价值观
⑤让学生通过对实验探究的参与,激起学生广泛学习物理知识的兴趣与爱好,崇尚科学。
⑥让学生树立正确的人生价值观能在观察自然、生活现象中发现问题,勇于探究自然现象和日常生活中的物理道理。
二、课型课时
新授课; 一课时。
三、重点难点:
1、 教学重点是让学生通过对实验探究的参与,认识同一直线上二力合成的情况。
2、 教学难点是让学生了解等效替代的科学方法,认识等效替代对物理发现的重要作用。
四、教材分析:
本节包括两部分:合力与分力和力的合成。“合力与分力”这部分是通过“人的合力”、“拉车的合力”等图片来展示合力的作用效果的。“力的合成”这部分在已知合力和分力概念后,通过里的作用效果相同,利用等效替代的方法给出力的合成的概念,然后通过设置疑问“同一直线上二力的合成的大小是怎样的?”来展开。为了验证同方向与反方向上二力合成的大小,设定了一个学生“实验探究”通过实验来得出二力合成的结论。
这样安排的原因是让学生首先对合力有一个感性的认识,知道力的效果是合力代替的前提,然后通过最简单的情况来认识合力的大小与方向是怎样确定的。这样编排符合学生思维认识规律,可以使学生“从一般到特殊”初识力的合成,从而培养学生对物理现象的归纳总结能力。
五、教学过程
教师活动设计 学生活动设计
一、新课引入 由一个力和几个力的作用效果相同引出。 举例: (1)两个小孩一同提一桶水,一个大人就可以提起来(课本图9-1-1)。 (2)汽车陷进泥泞的路上时,很多人努力可以将它推出来,而拖拉机也能单独把汽车从泥泞的路上拉出来(课本图9-1-2)。 还可举些其他例子。 例如:两个女生一起搬动一个桌子,一个男生也可以单独搬动。 由这些例子引出合力、分力和力的合成的定义。 找出他们的共同点:结果相同。并找出生活当中的例子。
二、合力与分力 我们可以看到: 一个力作用在物体上产生的效果可以与两个力或几个力同时作用在这个物体上产生的效果相同。 从而引出定义: 一个力对物体的作用与几个力对物体的作用,如果产生的效果相同,这个力就叫做那几个力的合力,那几个力就叫做这个力的分力。 已知分力求合力,就叫做力的合成。 力的合成,是一个比较复杂的问题,我们讨论简单的情况,在同一直线上两个力的合成。
三、实验探究:同一直线上二力的合成 (一)提出问题并进行猜想 怎样求出两个力的合力: 1. 小车同时受推力F1 和拉力F2 的作用,这两个力在同一条直线上,且方向相同(课本图9-1-3)。 2. 张伞下落的运动员受到重力G和拉力T的作用,这两个力在同一直线上且方向相反(课本图9-1-4)。 学生思考并提出猜想: (1)F1与F2的共同作用效果应与一个大小为F1+F2的力的作用效果相同。 (2)G与T的共同作用效果应与一个大小为G-T的力的作用效果一致。
(二)制定方案1 1. 用两个弹簧测力计同时竖直向上拉下端固定的橡皮条S,使它伸长到一个恰好的位置,记下这时橡皮条S上端的位置A和两个弹簧测力计的示数F1和F2。 2. 用一个弹簧测力计竖直向上拉橡皮条S,使它的上端仍达到位置A,记下这时弹簧测力计的示数F。 参与讨论并提出自己的方案。 设计记录数据表格。
(三)注意事项1 1. 两个弹簧测力计的作用点应在一点上。 2. 为保证橡皮条S的上端到达的位置A在两次操作中为同一点,应在A点位置水平固定一标尺。 多次测量,将数据填入制定的表格。 弹簧测力计的作用方式和怎样保证两次操作中A点为同一位置,由学生自己思考,老师进行引导和纠正。
(四)分析论证1 通过分析所得数据,引导学生得出以下结论: 沿同一直线上两个方向相同的力的合力,其大小等于这两个力的大小____ ,其方向跟这两个力的方向相____。 学生:之和;同。
(五)制定方案2 1. 一个弹簧测力计和橡皮条S的下端固定,他们的上端共同作用于另一弹簧测力计,另一弹簧测力计竖直向上拉它们的上端。记下这时橡皮条S上端的位置A和两个弹簧测力计的示数F1和F2。 2. 用个弹簧测力计竖直向上拉橡皮条S,使它的上端仍达到位置A ,记下这时弹簧测力计的示数F 。 实验2中的所有步骤,全由学生完成。
(六)注意事项2 1. 下端的弹簧测力计和橡皮条应水平,并且其上端的作用点应为同一点。 2. 为保证橡皮条S的上端位置A在两次操作中为同一点,应在A点位置水平固定一标尺。 3. 多次测量,将数据填入制定的表格。
(七)分析论证2 沿同一直线上两个方向相反的力的合力,其大小等于这两个力的大小 ____ ,其方向跟这两个力中较大的力的方向相______ 。 学生:之差的绝对值、同。
(八)解决问题 前面提出的两个问题的答案是什么? 学生: 在这两个例子中,合力分别为 1. F = F 1 + F 2 ; 2. F =| G — T |。
四、课堂小结 本节课我们学习了合力、分力及力的合成的概念,通过实验探究得出了同一直线上二力合成的实验结论。大家完成课后练习,帮助自己理解和掌握同一直线上二力合成的方法。
五、课后练习 练习册中的练习。
【 板书 】
第一节 合力与分力
一、力与分力:
一个力对物体的作用与几个力对物体的作用,如果产生的效果相同,这个力就叫做那几个力的合力,那几个力就叫做这个力的分力。
已知分力求合力,就叫做力的合成。
二、实验探究:同一直线上二力的合成
(1) 提出问题:
(2) 制定方案:
(3) 分析论证:
沿同一直线上两个方向相同的力的合力,其大小等于这两个力的大小之和,其方向跟这两个力的方向相同。
沿同一直线上两个方向相反的力的合力,其大小等于这两个力的大小之差的绝对值,其方向跟这两个力中较大的力的方向相同。
第二节 牛顿第一定律和惯性
教学目标:
1.知识与技能
①知道牛顿第一定律的内容;
能区别出惯性和惯性定律;
③知道物体的运动不需要力来维持;
2.过程与方法
通过观察和分析惯性现象的实验,培养学生的观察能力和理论联系实际的能力;
②通过观察实验和推理理想实验等方法培养学生分析概括能力和科学推理能力;
3.情感、态度与价值观
①渗透逻辑推理的方法,学习科学家不断进取的精神;
②通过探究与交流,使学生有将自己的见解公开并与他人讨论的愿望,认识交流合作的重要性,有主动与他人合作的精神.
仪器材料:小车、斜面、铁架台、毛巾、棉布、木块、电脑、多媒体
教学过程 教师活动设计 学生活动设计
【问题与猜想】力是维持物体的运动,还是改变物体的运动状态?进行探究实验:探究运动和力的关系 课堂演示:教师手推一辆小车,小车可在讲台桌上滑行一段距离,然后停了下来;教师问:小车为什么能滑行一段距离?又为什么停了下来?你能试分析一下小车的运动状态发生了什么样的变化吗? 学生思考教师提出的问题,并相互交流讨论;小车能滑行一段距离,是因为它具有惯性;停了下来是因为它受到桌面给它的摩擦阻力的作用.小车从运动状态变为静止状态.
【制定计划】并思考以下问题:1.每次实验小车都要从同一高度滑下,为什么?2.三种不同的材料,目的是为什么?3.实验中是否要用同一辆小车?【收集证据】【分析与结论】 先向学生介绍实验装置,并演示实验.并说明实验的条件.引导学生思考问题:指导学生按照教材图7-32安装实验器材, 按上述计划,进行实验操作,并将实验的结果填在下表中.教师介绍:300多年前,著名的物理学家伽利略就是通过这样的实验推理得出运动物体不受阻力时的运动状态的.后来笛卡尔又推出,运动的运动物体不受阻力时不仅速度的大小不变,并将沿原来的方向匀速运动下去. 教师对惯性定律进一步分析理解:条件:不受外力作用时;运动规律:总保持匀速直线运动状态或静止状态. 学生讨论.这样就保证了小车到达B处开始水平运动时的速度相同;便于比较. 用同一辆小车.同学们安装好器材后;开始做实验.小车三次都在斜面上的同一高度从静止开始沿斜面运动到水平面上;每次水平面的表面不同,第一次在水平面上铺毛巾,第二次换成铺棉布,第三次就是木板.比较小车每次在水平面上的运动情况在什么不同.引导学生分析:①三次实验,小车最终都静止,为什么?②三次实验小车运动的距离不同,这说明什么问题?③小车运动的长短与它受到的阻力有什么关系?④若使小车运动时受到的阻力进一步减小,小车的运动距离将会变长还是变短?⑤根据上面的实验进行推理,若没有阻力,小车将会怎样运动?英国科学家牛顿总结了前人的研究成果,从而概括出一条重要的定律: 一切物体在没有受到外力作用时,总保持匀速直线运动状态或静止状态.这个规律叫做牛顿第一定律,也称惯性定律.请学生讨论课本中的109页的小明的周游世界的计划是否可行?问题在哪里?并请一个同学说一说自己的见解.
【课堂小结】(1)牛顿第一定律的内容;(2)对牛顿第一定律的理解;(3)惯性与牛顿第一定律的区别; 回到小车的实验中,与学生一起分析小车运动的原因,停下来的原因.(1)惯性是一切物体都具有的一种性质,这一性质表现为物体总要保持原来的运动状态(匀速直线运动状态或静止状态);而惯性定律是一个客观规律,这一客观规律正是由于物体惯性这种性质,所以当物体没有受到外力作用时,将保持原来的运动状态,即匀速直线运动状态或静止状态. 学生思考与讨论,教师补充得出它们的不同之处.
教学过程 教师活动设计 学生活动设计
【提出问题】钢笔帽处于什么样的运动状态?击打纸条后钢笔帽的运动状态有什么变化? 教师组织学生活动:教师请优胜者讲一讲取胜的关键; 1.抽纸条比赛:(谁能将纸条最快抽出,纸条又不倒则为胜)将学生事先准备好的一个食指宽和长的小纸条,将纸条用钢笔帽压住,用食指迅速击打纸条,此时学生互相比赛,找窍门,热情很高,课堂气氛很活跃.学生回答:静止;仍然保持静止状态.
【新课教学】惯性教师指导学生做实验和观察实验现象: 课堂演示:1.请一个同学迅速击打鸡蛋下的硬纸板;2.请一个同学做载有木块的小车受阻而停止运动;(为增加趣味性,可将木块改成模型人)3.请两个同学做击打棋子的实验;
同学们观察现象:让学生描述以下情况:1、用力将鸡蛋下纸板弹出,鸡蛋不随纸片飞出,而是落入杯中;2、小车受阻而停止运动,模型人并不停止运动,而是向前倾倒;3、下面的棋子被打出后,上面的棋子不随它而飞出而是落在桌子上.
强调:从研究对象→原来的运动状态→运动状态变化情况.惯性现象 教师引导学生分析得出:惯性的概念:静止的物体保持原来的静止状态;运动的物体保持原来的运动状态 ;师生共同分析得出惯性的概念:我们把物体保持运动状态不变的性质叫惯性;观看录像片:乘客坐在行驶的汽车上,汽车转弯时,乘客倾斜,汽车急刹车,乘客向前摔倒;教师随时订正不准确之处.教师结合报纸上看到的因为公共汽车上的摔伤造成的纠纷,讲惯性的无处不在,汽车安全带的重要作用;请学生列举大量的惯性现象的实例.其中有应用和危害.找典型的例子与学生共同解释.如:奔跑的人不易停下来;公共汽车在进站前10几米处就关闭油门;用力甩手可将手上的水甩掉;翻滚过山车向最高点的运动靠什么;宇航员走出飞船后,仍然能与飞船并肩前进,不会落在飞船的后面.
研究对象:鸡蛋鸡蛋原来的运动状态:静止鸡蛋运动状态变化情况:不变学生描述实验2和实验3中的现象.请学生分析、解释看到的现象.(从研究对象→原来的运动状态→受力情况→运动状态变化情况来分析.)
请学生讨论课本中的109页的小明的周游世界的计划是否可行?问题在哪里?并请一个同学说一说自己的见解.
【课堂小结】 (1)惯性是物体具有的保持原来的运动状态的一种性质;(2)任何物体在任何状态下都具有的这种性质;(3)分析惯性现象的一般步骤:研究对象→原来的运动状态→受力情况→运动状态变化情况. 学生思考:人站在匀速行驶的汽车里竖直向上跳起,会落在起跳点的什么位置?原因是什么?
课堂板书
1、一切物体在没有受到外力作用时,总保持匀速直线运动状态或静止状态.这个规律叫做牛顿第一定律。
2、物体保持运动状态不变的性质叫惯性;
3、任何物体在任何状态下都具有惯性;
4、惯性的大小只与物体的质量有关。
第三节 力的平衡
一、教学目标:
1、知识与技能
1、知道什么是力的平衡
2、二力平衡的条件,知道状态变化的原因
3、会应用二力平衡的知识分析、解决简单的问题
2、过程与方法
4、在探究实验中学生能够自己处理实验数据,并从对数据的分析处理中认识
3、情感态度与价值观
培养学生的实验数据分析能力和设计实验的能力
二、重点:让学生知道二力平衡的条件,了解物体运动状态变化的原因
难点:实验探究二力平衡条件并认识到平衡力与相互作用力的区别
三、教学过程:
一、引入
牛顿第一定律的内容是什么?
1、不是只有不受力的物体才能保持静止状态,才能做匀速直线运动,它是否与牛顿第一定律矛盾?
2、举例说明,引出平衡状态的概念,进行新课教学
1、二力平衡
上面几个例子中,这几个力的作用效果是使物体静止,或匀速直线运动,从而引出平衡状态的概念
使物体处于平衡状态的这几个力叫平衡力
进一步举例(课本图6-23至6-25)来加深对平衡状态与平衡力的理解
物体受力平衡时最简单的情况是受两个力的作用
物体受力作用时满足什么条件才能保持平衡状态?
从而引入下一个问题
2、二力平衡的条件
通过演示实验得出二力平衡条件
介绍实验装置
引导学生观察与思考下面问题
小车是否静止?小车静止时受到的两个拉力大小有什么关系?
把小车扭转一下,使两个力的方向不在同一条直线上,小车静止吗?重新平衡后,两个力的方向有什么特点?
在细线的两端悬挂质量不相同的钩码,小车还静止吗?
引导学生根据观察结果自己得出结论:
小车在什么情况下平衡?二力平衡时合力的大小是多少?
3、二力平衡条件的应用
二力平衡条件能够使用的前提:
被研究的物体必须处于静止状态或匀速直线运动状态,确认后要分析物体受到几个力的作用?方向如何?
例:
(1)静止悬挂的电灯
(2)静止在桌面上的茶杯
(3)匀速直线运动的汽车(受2对平衡力的作用)
4、总结扩展
A:物体处于平衡状态时,所受的合外力为零,物体所受力的作用效果相互抵消,与牛顿第一定律不矛盾
B:让学生讨论课本“交流与讨论”中的问题,总结出力与运动的关系?力是改变物体运动状态的原因,而不是维持物体运动的原因
C:让学生分析一对平衡力与相互作用力的区别
板书设计
一、二力平衡
静止状态
平衡状态 平衡力
匀速直线运动状态
二、 二力平衡条件
1、作用于同一物体
2、大小相等
3、方向相反
4、作用在同一直线上
力与运动
教学目标
1. 知识与技能
(1) 通过观察,了解物体在力的作用下运动的变化;
(2) 通过实验探究,理解力是如何改变物体的运动状态的;
(3) 知道在非平衡力的作用下,物体的运动状态将发生变化,发生怎样的变化。
2. 过程与方法
通过大量生活实例,理解和掌握惯性;通过实例和实验探究,掌握力如何改变物体的运动状态。
3. 情感、态度和价值观
联系生活实际,激发学生对物理的兴趣。
仪器材料 扣子,卡片,瓶子,小铁球,强磁铁等
教学过程
教师活动设计 学生活动设计
一、复习提问 提问:什么叫二力平衡?
提问:牛顿第一定律的内容是什么
提问:什么是平衡状态,平衡状态有什么特点? 回答问题。
二、新课引入 如课本图8-2-7。
(1) 手停了下来,纸飞机向前飞了出去,这是为什么? 答:手停了,但纸飞机要保持原来的运动状态,所以飞了出去。
(2) 星际探测仪,一经脱离地球引力范围,为什么不需要发动机就可以保持飞行? 答:由于惯性,它要保持原来的速度飞行,因为阻力几乎为零,所以不需要发动机。
如课本图8-2-3.
(3) 汽车突然停止,为什么乘客向前倾? 答:由于惯性,乘客要保持原来的速度,而乘客的脚受到汽车向后的摩擦力停了下来,所以身体要向前倾。
三、观察:物体在力的作用下运动的变化 举几组例子,要求学生判断各组运动的特点。
(1)熟透的苹果由静止开始下落;
(2)静止的小车因受到水平向右的拉力开始运动。 答:由静到动。
(3)竖直下落的苹果,在重力的作用下,越落越快;
(4)水平向右运动的小车,由于受到水平向右的拉力,越来越快。 答:由慢到快。
答:由慢到快。
(5)水平滚动的小球,由于受到摩擦力的作用,越来越慢;
(6)关闭发动机的火车,由于受到摩擦力,越来越慢。 答:由快到慢。
(7)抛出的物体,由于受到重力的作用,在空中做曲线运动;
(8)运动员用力拉住链球,链球沿圆周运动,运动方向不断变化。
答:改变了运动方向。
四、探究实验:力如何改变物体的运动状态 (一) 问题与探究
利用一个小铁球、一块磁铁,在光滑的桌面上分组进行实验,通过怎样的操作,才能使小铁球的运动发生如下变化?
1、由静到动; 2.由慢到快; 3.由快到慢; 4.改变了运动方向。 学生动手操作实验,并总结其中的规律。
(二)结论
1.静止的物体要想运动,必须受到非平衡力的作用,并且运动方向和和外力的方向相同。
2.运动的物体,若受到一个与运动方向相同的合外力的作用,它将由慢到快。
3.运动的物体,若受到一个与运动方向相反的合外力的作用,它将由快到慢。
4.运动的物体,若受到一个与运动方向不在一条直线上的力的作用,运动方向将发生改变。
五、课堂小结 本节课我们学习了惯性的概念,并能用惯性解释有关现象;通过一系列运动的事例,和我们的探究实验,得出了力是如何改变物体的运动的结论。
六、课后作业 根据情况布置作业。
板书设计
第四节 力与运动
力如何改变物体的运动状态
(1) 静止的物体要想运动,必须受到非平衡力的作用,并且运动方向和合外力的方向相同。
(2) 运动的物体,若受到一个与运动方向相同的合外力的作用,它将由慢到快。
(3) 运动的物体,若受到一个与运动方向相反的合外力的作用,它将由快到慢。
(4) 运动的物体,若受到一个与运动方向不在一条直线上的力的作用,运动方向将发生改变。