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1、第三章：牛顿运动定律3.1牛顿第一定律教学目标1 知道理想实验是科学研究的重要方法2 知道牛顿第一定律的建立过程3 知道牛顿第一定律的内容和意义4 知道什么是惯性，会正确利用惯性解释现象5 正确理解力和运动的关系重难点1 牛顿第一定律、惯性2 对牛顿第一定律及惯性的理解教学过程一、 引入要想物体加速运动，必须对物体施加力的作用，要想物体减速，同样也必须对物体施加力的作用，那么力与运动究竟有和关系？这正是本节课讨论的问题二、 新课1 历史的回顾代表人物对力与运动关系的看法亚里士多德必须有力作用在物体上，物体才能运动；没有力的作用，物体就要停下来。即力是维持物体运动的原因。伽利略在水平面上的物体之
2、所以停下来，是由于受到摩擦力的原因。如果没有摩擦力，物体会一直运动下去。笛卡尔如果没有其他原因，运动的物体将继续以同一速度沿同一直线运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向。（1） 主要代表人物及其观点（2） 伽利略的理想实验 事实：两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面。 假设推理：如果没有摩擦，小球将上升到释放的高度；减小第二个斜面的倾角，小球在第二个斜面上达到原来的高度就要通过更长的路程。 结论：当第二个斜面成为水平面时，小球由于达不到原来的高度，将沿水平面持续运动。总结：伽利略的这个“实验”并不是在实验室里所进行的物理实验，而是一种抽象思维方法。他在可靠的事实
3、基础上进行假设推理，然后得出结论光滑水平面上物体的运动不需要力来维持。这是科学研究的重要方法假设推理法。2 牛顿第一定律伽利略和笛卡尔等人对物体不受外力时的运动作了准确的描述，但他们都没有准确地给出运动与力的关系，牛顿在总结前人研究的基础上，根据他自己的研究，系统地总结了力与运动的关系，提出了三条运动定律，其中第一条定律叫牛顿第一定律（1） 定律内容：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力使它改变这种状态为止。（也叫惯性定律）（2） 定律的理解 物体不受外力时的状态是匀速直线运动状态或静止状态，说明力不是维持物体运动的原因。 受到外力时物体改变运动状态，说明力是改变运动状态的原因
4、，或者说力是使物体速度改变的原因。 一切物体都有总想保持原来运动状态的性质，这种性质叫惯性。（3） 惯性的理解： 惯性是物体的固有属性一切物体在任何情况下（不管是正在保持运动状态的，还是正在改变运动状态的）都有保持原来运动状态的“想法”，这种想法就是惯性。 惯性的表现I 不受外力时：表现为保持原来的运动状态。物体在不受外力时，“想法”就付诸“行动”了。II 受外力时：表现为运动状态改变的难易程度上。物体在受到外力时，虽然行动上没有表现出保持原来的运动状态，但是保持原来运动状态的“想法”却一刻也没有停止过，故惯性依然存在。同样大小的力作用在不同物体上，有的物体运动状态改变的快，说明这个物体运动状
5、态容易改变，惯性小；有的物体运动状态改变的慢，说明这个物体运动状态难改变，惯性大。例1：关于牛顿第一定律的下列说法，正确的是（ ）A. 牛顿第一定律是实验定律B. 牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因C. 惯性定律和惯性的实质是相同的D. 物体的运动不需要力来维持例2：关于惯性，说法正确的是（ ）A. 物体只有在静止或匀速直线运动时才有惯性B. 物体只有在受到外力时才有惯性C. 物体的运动速度大，惯性就大D. 物体在任何情况下都有惯性例3：突然拉动小车时，木块为什么向后倾倒？小车突然停下时，木块为什么向前倒？（利用惯性解释现象）思考：请你也设计一个理想实验，推翻亚里士多德的结论。课堂小结
6、3.2物体运动状态的改变教学目标1 什么是物体运动状态的改变2 知道力是使物体运动状态改变的原因，同时也是产生加速度的原因3 知道质量是物体惯性大小的量度重难点1 正确认识什么是物体运动状态的改变2 质量是惯性大小的量度教学过程一、 什么是物体运动状态的改变物体速度大小和方向不变，做匀速直线运动，我们就说其运动状态不变。那么物体运动状态的变化就是指物体的速度发生变化例1：物体运动状态改变了，不可能发生的是（ ）A. 速率不变B. 速度不变C. 惯性大小随之改变D. 物体未受任何力二、 力是产生加速度的原因例2：关于力，下列说法正确的是（ ）A. 物体如不受任何力的作用，一定处于静止状态B. 力
7、是使物体速度发生改变的原因C. 物体朝什么方向运动，则在这个方向上一定受到力的作用D. 物体不受任何外力，也可以作曲线运动三、 质量是物体惯性大小的唯一量度例3：关于惯性大小的判定，下列说法正确的是（ ）A. 在相同外力作用下，质量小的物体产生的加速度大，运动状态容易改变，惯性小B. 在相同外力作用下，质量大的物体产生的加速度小，运动状态难以改变，惯性大C. 在速度变化快慢相同的情况下，质量大的物体所需的作用力较大，它的惯性较大D. 在速度变化快慢相同的情况下，无论质量的大小，因改变物体运动状态的难易程度相同，故惯性大小相同课堂小结3.3牛顿第二定律教学目标1知识目标（1） 理解加速度与力和质
8、量的关系（2） 知道得到牛顿第二定律的实验过程（3） 理解牛顿第二定律的内容，知道定律的确切含义（4） 能运用牛顿第二定律解答有关问题2能力目标 培养学生实验能力，分析能力和解决问题的能力3德育目标（1） 使学生知道物理学中研究问题时的常用方法：控制变量法（2） 使学生知道大胆猜想是科学研究的第一步教学重难点（1） 牛顿第二定律的实验过程（2） 牛顿第二定律的理解和运用教学过程设计一、引入1力是产生加速度的原因有外力作用物体运动状态改变速度改变有加速度产生力越大运动状态改变越快加速度越大2质量是物体惯性大小的量度物体质量越大运动状态越难改变相同外力作用下，速度变化越慢加速度越小那么加速度与力和
9、物体的质量具体有什么关系呢？这正是我们这节课学习的内容.本节课将通过实验来探讨它们之间的关系。二、授新1定律的实验推导过程（1） 探究思路 控制变量法（2） 如何设计探究实验方案?（m一定，研究a与F的关系. F一定，研究a与m的关系.）（3） 进行实验探究m一定， 研究a与F的关系物体质量一定时，受力越大 加速度越大a猜想：aF（告诉学生很多物理规律是在猜想中诞生的，没有猜想，就没有今天的物理学）b设计实验1:（课本实验1）请同学们带着问题阅读课本实验1。问题1: 课本上需要测量哪两个物理量的数值?问题2: 本实验认为小车做什么运动？问题3: 为什么测量这两个量就可以得到力和加速度的关系?实
10、验结论：M一定时，a与F成正比。F一定， 研究a与m的关系物体受力一定时，它的质量越大，加速度越小a猜想：a1/mb设计实验2:（课本实验2）实验结论：F一定，a与m成反比关系（4）得出探究结论：物体的加速度跟作用力成正比，跟物体的质量成反比加速度的方向跟引起这个加速度的力的方向相同这就是牛顿第二定律。2 对牛顿第二定律的理解推广（1） F合是指研究对象所受的合外力，而不是其中的一个力或几个力。例1：质量为m的物体放在粗糙的水平面上，水平拉力F作用在物体上，物体产生的加速度为a，若作用在物体上的水平拉力变为2F，则物体产生的加速度（ ）A. 小于aB. 等于aC. 在a和2a之间D. 大于2a
11、（2） 矢量性：公式中的等号不仅表示大小相等，还表示a与F合方向相同例2：如图，沿水平方向作匀变速直线运动的车厢内，悬挂小球的细线偏离竖直方向37角，球与车厢保持相对静止，球的质量是1kg。（g取10m/s2）例3：在倾角为的斜面上静止释放一物体，发现该物体开始下滑，已知物体与斜面间的动摩擦因数为，求该物体下滑的加速度；若在斜面底端给物体沿斜面向上的初速度，使之上滑，则上滑时的加速度为多少？（3） 瞬时性：物体在某一时刻的加速度与该时刻的合外力相关：力恒定不变，加速度也恒定不变；力随时间变化，加速度也随时间变化；合外力某时刻停止作用，加速度同时变为0。例4：在光滑水平面上做匀加速直线运动的物体
12、，当它所受合外力逐渐减小而方向不变时，则物体的（ ）A. 加速度越来越大，速度越来越大B. 加速度越来越小，速度越来越小C. 加速度越来越大，速度越来越小D. 加速度越来越小，速度越来越大例5：如图所示，A、B是质量相等（都等于m）的小球，甲图中两球用细线连接后再用细绳吊在顶板上，乙图中两球用轻弹簧连接再用细绳吊在顶板上，现分别把A球上部的细绳剪断，问剪断细绳的瞬间，甲乙两图中A、B两球的加速度各为多少？（4） 同一性：F合与a对应同一个研究对象，F合中的每个力均应是研究对象受到的力。（5） 独立性：作用在物体上的每一个力都会产生一个加速度，实际表现出来的加速度为这些加速度的矢量和。例6：质量
13、为2kg的质点同时受到相互垂直的两个力F1、F2的作用，如图，其中，F1=3N，F2=4N，求质点的加速度。例7：质量为m=50kg的物体放在商场的自动电梯上，随电梯一起斜向上以加速度a=4m/s2匀加速上升，电梯的倾角为30，试求物体对电梯的压力和摩擦力。例8：如图，一个小球从竖直立在地面上的弹簧的正上方某处开始自由下落，从小球与弹簧接触开始到弹簧压缩到最短，小球做什么样的运动？4对课本实验过程的反思（1）本次探究方案中，小车的加速度是否就是拉力产生的？（2）小车受到的拉力是否就是砝码与盘的重力之和?为什么？课堂小结3.4牛顿第三定律教学目标1 理解作用力与反作用力的关系2 掌握牛顿第三定律
14、重难点1 作用力与反作用力的关系2 相互作用力与平衡力的区别教学过程一、 力是物体间的相互作用物体间的力的租用是相互的，把这两个力叫做作用力与反作用力。二、 牛顿第三定律1 内容：两个物体间的作用力与反作用力总是大小相等，方向相反，作用在两个物体上。2 特性：同值、同性、同变化、异物、反向、共线三、 相互作用力与平衡力的区别1 相同点：大小相等，方向相反，在同一直线上2 不同点：（1） 作用对象不同（2） 性质不同例1：竖直方向的电线下吊着静止的电灯，下面的说法正确的是（ ）A. 电灯受到的重力和电线对它的拉力是一对作用力与反作用力B. 电线对电灯的拉力大小等于电灯受到的重力C. 电灯对电线的拉力就是电灯受到的重力，这两个力性质相同D. 电灯对电线的拉力和电线对电灯的拉力是一对作用力与反作用力例2：一个运动员跳起来抓住悬挂在天花板上的竖直木杆，如图所示，在这一瞬间悬绳断了，设木杆足够长，由于运动员继续上爬，所以运动员离地面的高度不变，则木杆下降的加速度为多少，方向如何
