2019-2020年高一物理 第三章 牛頓運動定律 二、物體運動狀態(tài)的改變(第一課時) 人教大綱版第一冊.doc

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2019-2020年高一物理 第三章 牛頓運動定律 二、物體運動狀態(tài)的改變(第一課時) 人教大綱版第一冊從容說課本節(jié)是由牛頓第一定律向第二定律過渡的一節(jié)內(nèi)容，同時，也是非常關(guān)鍵的一節(jié).在這一節(jié)的學(xué)習(xí)過程中，即要進一步加深對牛頓第一定律的認識，又要為下一節(jié)的牛頓第二定律作好準備.在本節(jié)的教學(xué)中首先要使學(xué)生認清什么是運動狀態(tài)，引導(dǎo)學(xué)生得到速度是運動狀態(tài)標志的物理量，當物體運動的速度發(fā)生變化時，就表示物體的運動狀態(tài)發(fā)生了改變，從而使學(xué)生認識到力是使物體產(chǎn)生加速度的原因同時，在這一節(jié)的教學(xué)中，要使學(xué)生清楚地知道什么是慣性的大小，即在相同力的作用下，產(chǎn)生加速度?。ù螅?，表示物體的慣性大（?。?確切地理解這一點，就不難理解質(zhì)量是慣性大小的量度。 本節(jié)課的教學(xué)目標定位如下： 1.知道物體運動狀態(tài)改變的含義 2.理解力是使物體產(chǎn)生加速度的原因 3.知道質(zhì)量是慣性大小的量度 本節(jié)課的教學(xué)重點為： (1)正確認識什么是物體運動狀態(tài)的改變 (2)質(zhì)量是物體慣性大小的量度 本節(jié)課的教學(xué)難點為：理解慣性的意義 本節(jié)通過講授法、舉例法、分析歸納法，使學(xué)生在理論聯(lián)系實際的分析過程中，切實認識到力是使物體產(chǎn)生加速度的原因 本節(jié)的教學(xué)程序安排如下： 復(fù)習(xí)牛頓第一定律。導(dǎo)人新課一CAI課件模擬，結(jié)合實例分析探討力是產(chǎn)生加速度的原因?qū)嵗骄康玫劫|(zhì)量是物體慣性大小的量度課堂討論拓展本節(jié)知識點教學(xué)目標一、知識目標1.知道什么是物體運動狀態(tài)的改變.2.知道物體運動狀態(tài)的改變既包括速度大小的改變，又包括速度方向的改變，同時也包括速度的大小和方向同時改變.3.知道力是物體運動狀態(tài)改變的原因，同時也是產(chǎn)生加速度的原因.4.知道質(zhì)量是物體慣性大小的量度，并能用來解釋一些簡單的現(xiàn)象.二、能力目標進一步培養(yǎng)學(xué)生的分析能力和推理能力.三、德育目標滲透“一分為二”看問題的辯證思想.教學(xué)重點1.正確認識什么是物體運動狀態(tài)的改變.2.質(zhì)量是物體慣性大小的量度.教學(xué)難點理解慣性的意義.教學(xué)方法講授法、舉例法、分析歸納法.教學(xué)用具投影儀、投影片、CAI課件、錄像.課時安排1課時教學(xué)過程投影本節(jié)課學(xué)習(xí)目標1.知道什么是物體運動狀態(tài)的改變.2.理解力是產(chǎn)生加速度的原因.3.理解質(zhì)量是慣性大小的量度.學(xué)習(xí)目標完成過程一、導(dǎo)入新課教師牛頓第一定律的內(nèi)容是什么?學(xué)生一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或者靜止狀態(tài)，直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止.教師請同學(xué)們用自己組織的語言，把自己對牛頓第一定律的理解描繪一下.學(xué)生物體不受外力時，物體的運動狀態(tài)不會發(fā)生改變.教師那么什么是物體運動狀態(tài)的改變？導(dǎo)致物體運動狀態(tài)發(fā)生變化的原因又是什么？這一節(jié)我們共同來討論這一問題.二、新課教學(xué)(一)力是產(chǎn)生加速度的原因.教師請同學(xué)們用自己組織的語言，描繪一下什么是“狀態(tài)”？學(xué)生物體、人、事情在某一時刻所處的情況、形態(tài)或者樣子.教師那么什么是運動狀態(tài)呢？學(xué)生物體在運動時所具有的形態(tài).教師用CAI課件顯示一靜止的小車.提出問題小車的運動狀態(tài)是什么？它在我們觀察的這一段時間內(nèi)是否發(fā)生了變化？學(xué)生小車處于靜止狀態(tài)，并且在我們觀察的這段時間內(nèi)，運動狀態(tài)沒有發(fā)生改變.教師同學(xué)們根據(jù)什么判定其運動狀態(tài)沒有發(fā)生改變呢？學(xué)生因為始終處于靜止狀態(tài)，即它的速度始終為零.教師總結(jié)速度始終為零時，物體的運動狀態(tài)不發(fā)生改變.教師用CAI課件展示一勻速運動的小車. 提出問題：這輛小車的運動狀態(tài)是否發(fā)生變化？為什么？學(xué)生小車的運動狀態(tài)沒有發(fā)生變化，因為小車自始至終以相同速度運動.教師總結(jié)做勻速運動時，物體的運動狀態(tài)不發(fā)生改變.教師用CAI課件展示在粗糙水平面上緩慢停下來的一輛小車.提出問題：這輛小車在這段時間內(nèi)運動狀態(tài)是否變化？為什么？學(xué)生小車在從運動到停下來這段時間內(nèi)的運動狀態(tài)發(fā)生了變化.因為小車運動的快慢在這段時間內(nèi)是不相同的，即它的運動情況是不相同的.教師總結(jié)當速度的大小發(fā)生變化時，物體的運動狀態(tài)要發(fā)生變化.教師用CAI課件展示一在彎道上勻速轉(zhuǎn)彎的小車.提出問題：小車在轉(zhuǎn)彎過程中的運動狀態(tài)是否改變？為什么？學(xué)生轉(zhuǎn)彎過程中的小車的運動狀態(tài)發(fā)生了改變.因為小車運動的方向發(fā)生了改變.教師總結(jié)當物體運動速度的方向發(fā)生改變時，物體的運動狀態(tài)要發(fā)生變化.教師物體在什么情況下，運動狀態(tài)會發(fā)生變化呢？學(xué)生速度發(fā)生變化時，物體的運動狀態(tài)也相應(yīng)發(fā)生變化.教師由此可見：速度是運動狀態(tài)的特征物理量.即速度的大小變化或方向變化，或者大小和方向同時變化時，物體的運動狀態(tài)都會發(fā)生改變.鞏固訓(xùn)練用投影片展示關(guān)于運動狀態(tài)的改變，正確的說法是( )A.速度的方向不變，速度的大小改變的物體，運動狀態(tài)就發(fā)生了改變B.速度的大小不變，速度的方向發(fā)生改變的物體，其運動狀態(tài)就發(fā)生改變C.速度的大小和方向同時改變的物體，其運動狀態(tài)要發(fā)生改變D.勻速轉(zhuǎn)彎的物體，因為勻速，故運動狀態(tài)不發(fā)生變化答案與解析：因為速度是矢量，即有大小又有方向.只要大小和方向兩個因素至少有一個因素改變，速度就發(fā)生改變，速度又是運動狀態(tài)的標志物理量，所以運動狀態(tài)就發(fā)生改變.故A、B、C項都正確.勻速轉(zhuǎn)彎的物體，其勻速主要體現(xiàn)為大小不變，但其方向每時每刻在發(fā)生改變，故運動狀態(tài)也在發(fā)生改變，D選項是錯誤的.教師總結(jié)從牛頓第一定律中可知物體的運動狀態(tài)發(fā)生改變時，一定要受到外力的作用即：力是物體運動狀態(tài)發(fā)生改變的原因.而從上例知；物體的運動狀態(tài)發(fā)生改變時，其運動速度一定發(fā)生改變.結(jié)合運動學(xué)知識“加速度是描述速度變化快慢的物理量”知：速度變化時一定有加速度，故：力是產(chǎn)生加速度的原因.實例分析錄像觀看一小段冰球運動.教師請同學(xué)們根據(jù)剛才觀察到的冰球的運動情況，分析其原因.學(xué)生甲冰球原來靜止，當一個運動員對冰球施加了一個力后，球被迫改變了它原來的靜止狀態(tài)，朝某一方向滑去.學(xué)生乙由于冰面非常光滑，所以對冰球的摩擦力因很小而忽略不計，故觀察到滑出的冰球近似勻速直線運動.學(xué)生丙當另一運動員用曲棍打中滑動的冰球時，他給了冰球一個力的作用，使球產(chǎn)生了加速度，從而使球的速度發(fā)生了變化，它的運動狀態(tài)再次發(fā)生改變.教師總結(jié)從上述的分析過程中再次說明：在外力作用下，物體的運動狀態(tài)發(fā)生了改變，即速度發(fā)生了改變.因而，一切運動狀態(tài)的改變，都存在著加速度，因此說“力是使物體運動狀態(tài)改變的原因，同時也是產(chǎn)生加速度的原因”.思考與練習(xí)投影片出示題目人用力推原來靜止在水平面上的小車，使小車開始運動，此后改用較小的力維持小車做勻速直線運動，可見( ).力是使物體產(chǎn)生運動的原因.力是維持物體運動速度的原因.力是使物體產(chǎn)生加速度的原因.力是改變物體運動狀態(tài)的原因參考答案 C D.從牛頓第一定律：“一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)，直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止.”可知，一旦物體具有速度以后，只要沒有加速度，即沒有力的作用，物體的速度是不會變化的.也就是說，力并不是維持物體速度的原因，而是改變物體運動速度的原因，是產(chǎn)生加速度的原因.（二）質(zhì)量是物體慣性大小的量度教師從前面可知，力是物體運動狀態(tài)改變的原因，是不是說物體運動狀態(tài)的變化就只和外力有關(guān)呢？下面我們來討論這一問題.教師以相同速度投來體積相同的籃球和鐵球，同學(xué)們敢去接嗎？學(xué)生敢接籃球，不敢接鐵球.教師為什么呢？學(xué)生籃球可以接住，鐵球接不住，且容易砸傷，所以不敢去接鐵球.教師什么是“接住”呢？學(xué)生可以讓它停在手中.教師也就是說：我們可以比較容易地使籃球停下來，而很難使鐵球停下來，對嗎？學(xué)生對.教師為什么難使鐵球停下來呢？籃球和鐵球有什么區(qū)別呢？學(xué)生活動討論并加以引導(dǎo)學(xué)生籃球和鐵球的初速度相同，末速也要求相同，即要求它們速度變化量相同，而產(chǎn)生變化原因，都是我們給了他們力的作用，究其原因，只能是鐵球的質(zhì)量比籃球的質(zhì)量大的緣故.教師總結(jié)從上面的討論過程可知，質(zhì)量小的物體其運動狀態(tài)容易改變，我們說它的慣性小，即維持它原來運動狀態(tài)的本領(lǐng)??；質(zhì)量大的物體其運動狀態(tài)不容易改變，我們說它的慣性大，即維持它原來運動狀態(tài)的本領(lǐng)大.可見，質(zhì)量是物體慣性大小的量度.教師任何一種事物都具有正、反兩個方面，慣性也不例外，它同樣具有有利的一面和有害的一面.下面請同學(xué)們閱讀課文最后一自然段，閱讀時注意下面兩個問題：1.當我們要求物體的運動狀態(tài)容易改變時，應(yīng)該怎么辦？舉例說明.2.當我們要求物體的運動狀態(tài)不容易改變時，應(yīng)該怎么辦？舉例說明.學(xué)生活動閱讀課文最后一段.教師檢查閱讀情況，在學(xué)生回答的基礎(chǔ)上加以總結(jié)，強調(diào)：慣性的大小在實際中要具體情況具體分析，加以利用；當我們需要物體的運動狀態(tài)容易改變時，應(yīng)盡可能減小物體的質(zhì)量；當我們需要物體的運動狀態(tài)難以改變時，應(yīng)盡可能增大物體的質(zhì)量.鞏固訓(xùn)練投影片出示1.關(guān)于慣性大小的判定，下列說法正確的是( )A.在相同外力作用下，質(zhì)量小的物體產(chǎn)生的加速度大，運動狀態(tài)較容易改變，慣性小B.在相同外力作用下，質(zhì)量大的物體產(chǎn)生的加速度小，運動狀態(tài)難以改變，慣性較大C.在速度變化快慢相同的情況下，質(zhì)量大的物體所需作用力較大，它的慣性較大D.在速度變化快慢相同的情況下，不論質(zhì)量的大小，因改變物體運動狀態(tài)的難易情況相同，故慣性大小相同.答案與解析：質(zhì)量是慣性大小的量度.對這句話確切的理解應(yīng)是：比較慣性大小的惟一標準（或尺度）就是比較質(zhì)量的大小.質(zhì)量大的物體，其慣性大；質(zhì)量小的物體，其慣性小.慣性的大小與物體的運動狀態(tài)及受力情況無關(guān)，是物體本身固有的屬性.故A、B、C項正確.而在D選項中的速度變化快慢相同與運動狀態(tài)改變的難易程度相同是兩個不同的概念，前者是運動學(xué)概念，是由加速度來量度的；后者是動力學(xué)中的概念，是由質(zhì)量來量度的.所以，根據(jù)速度變化快慢相同的條件，并不能得出物體運動狀態(tài)改變的難易程度相同的結(jié)論，故D項是錯誤的.正確選項應(yīng)為A、B、C.2.下列說法正確的是( )A.運動的越快的汽車越不容易停下來，是因為汽車運動的越快，慣性越大B.小球由于受重力的作用自由下落時，它的慣性不存在了C.一個物體豎直上拋，當拋出后，能繼續(xù)上升，是因為物體受到向上的推力D.物體的慣性僅與本身的質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量大的慣性大，質(zhì)量小的慣性小答案與解析：慣性的有無及大小只與物體的質(zhì)量有關(guān)，而與物體的運動狀態(tài)、受力情況是無關(guān)的.所以A、B兩選項是錯誤的；豎直上拋的物體之所以能向上運動是因為它具有向上的初速度，即它的初始運動狀態(tài)為向上運動，根據(jù)牛頓第一定律知：物體具有維持這種運動狀態(tài)的固有屬性，所以，在不受外力時它要向上做勻速直線運動，而并沒有受任何力的作用，故C選項也是錯誤的；D選項的描述正確體現(xiàn)了質(zhì)量是慣性大小的量度這一觀點，故D項正確.本題的正確選項應(yīng)是D.“運動狀態(tài)改變”的教學(xué)方案二： 一、導(dǎo)入新課 1復(fù)習(xí)牛頓第一定律 2導(dǎo)人 根據(jù)牛頓第一定律，如果物體不受外力作用它的速度的大小和方向?qū)⒈３植蛔?原來速度為零，則速度永遠為零；原來速度為 v 則速度永遠為 v,即運動狀態(tài)不變那么什么是運動狀態(tài)的改變呢? 二、新課教學(xué) (一)速度改變與物體運動狀態(tài)改變之間的關(guān)系 思考 l.物體從靜止到運動，物體的速度是否發(fā)生了改變，運動狀態(tài)是否發(fā)生了改變? 2物體做變速運動,速度改變了沒有?運動狀態(tài)是否發(fā)生了改變? 學(xué)生回答上述問題初步猜想：物體速度改變了，物體的運動狀態(tài)就改變了 教師點撥 速度的改變表征了物體的運動狀態(tài)發(fā)生了改變 CAI課件展示下列幾個運動 運動一：小球在斜面上由靜止釋放 運動二：小球在水平面上做勻速圓周運動 運動三: 游樂場中過山車的運動 結(jié)合實例分析： 上述運動中物體的速度是否發(fā)生了改變?是怎么改變的? 學(xué)生活動 分析得到:物體運動狀態(tài)的改變對應(yīng)于速度的改變，它包括速度的大小改變，速度的方向改變，或者速度的大小方向同時發(fā)生改變?nèi)N情況 (二)討論物體的運動狀態(tài)改變與加速度之間的關(guān)系 演示小球由斜面上滾下，在水平面上停下來 分析討論 小球在整體過程中運動狀態(tài)是否發(fā)生了改變? 小球在運動過程中是否有加速度? 如果小球的加速度等于零，它可能處于哪些狀態(tài)?此時小球的運動狀態(tài)是否發(fā)生改變? 拓展總結(jié) 1.當物體具有加速度時，物體的運動狀態(tài)就發(fā)生改變 2.當物體沒有加速度時，物體的運動狀態(tài)就不發(fā)生改變 板書運動狀態(tài)改變的標志是物體具有加速度 (三)力是產(chǎn)生加速度的原因 . 演示在運動的鋼球旁放一強磁鐵,發(fā)現(xiàn)鋼球運動方向發(fā)生改變 總結(jié)力是產(chǎn)生加速度的原因 提問 你能舉出哪些例子來佐證力是產(chǎn)生加速度的原因 學(xué)生可能舉的例子： 列車出站時，在牽引力作用下。由靜止開始運動； 列車進站時由于受到阻力作用速度不斷減??； 投出去的籃球和鉛球,由于受到阻力作用速度的大小和方向都不斷改變，做曲線運動 (四)質(zhì)量是物體慣性大小的量度舉例一輛空車和一輛裝滿貨物的車,在相同的牽引力作用下由靜止開始運動要使它們得到相同的速度，你認為哪個需要時間長?請結(jié)合實際加以分析 學(xué)生討論分析得到 空車質(zhì)量小，在較短的時問內(nèi)可以得到某一速度；裝滿貨物的車質(zhì)量大，要在較長的時間內(nèi)才能達到相同的速度教師點撥在勻變速直線運動中，受到同樣大小的外力作用的兩個質(zhì)量不同的物體其中質(zhì)量小的物體加速度大,該物體的運動狀態(tài)容易發(fā)生改變即物體保持原來運動狀態(tài)的能力弱,該物體慣性小，同理，另一質(zhì)量較大的物體加速度較小，意味著該物體的運動狀態(tài)不容易改變，即該物體保持原來運動狀態(tài)的能力強，該物體的慣性大學(xué)生討論物體的慣性大小與物體的質(zhì)量大小有什么關(guān)系?得到：質(zhì)量小的物體慣性較小，質(zhì)量大的物體慣性較大教師總結(jié)質(zhì)量是慣性大小的量度 學(xué)生活動討論：1.當我們要求物體的運動狀態(tài)容易或不易改變時，應(yīng)如何做? 2.舉例說明增大或減小慣性的實例 點撥過渡 加速度不僅與物體受到的外力有關(guān)，還和物體的質(zhì)量有關(guān)，那么它們之間究竟有什么定量關(guān)系呢?下節(jié)課我們來研究這個問題 課堂討論 1.一物體沿一圓周運動，運動過程中速度大小始終不變，它的運動狀態(tài)是否改變?它在運動過程中是否一定受到外力作用? 2.試說明抽水站的電動機和水泵為什么都要固定在很重的機座上 3.如果物體所受的合外力不為零，物體就不能保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)物體在所受合外力不為零時不具有慣性或者說物體的慣性不起作用，是否正確? 學(xué)生活動討論上述問題 教師點撥 1.物體沿圓周運動，其運動方向不斷變化，所以其運動狀態(tài)不斷改變，而力是物體運動狀態(tài)改變的原因，所以它一定受到外力的作用 2.電動機和水泵固定在很重的機座上，使電動機和水泵與機座連成一體，質(zhì)量大，增大了它們的慣性，使其運動狀態(tài)不易改變。所以可以減小電動機和水泵的振動 3.慣性是物體本身具有的固有屬性，與受力情況無關(guān)物體所受的合外力不為零時，物體仍具有慣性，即仍起著阻礙物體運動狀態(tài)變化的作用 三、小結(jié) 投影小結(jié)思考題 1.物體運動狀態(tài)的改變，就是指它的 發(fā)生了變化，包括以下三種情況： ； ； 2. 是物體運動狀態(tài)發(fā)生改變的原因當物體運動狀態(tài)發(fā)生改變時，物體具有加速度。所以力是使物體產(chǎn)生 的原因 3 是物體慣性大小的量度四、作業(yè)1.復(fù)習(xí)本節(jié)所學(xué)內(nèi)容. 2.完成習(xí)題.五、板書設(shè)計 六、本節(jié)優(yōu)化訓(xùn)練設(shè)計1.關(guān)于慣性，下列說法正確的是( )A.物體向東運動，則慣性向西B.物體加速運動，則慣性變小C.在同一地理位置，重力大的物體其慣性也大D.做變速運動的物體沒有慣性( )2.下列現(xiàn)象可能存在的是( )A.物體的速度很大，而慣性很小B.物體的質(zhì)量很大，而慣性很小C.物體的體積很小，而慣性很大D.物體的受力很大，而慣性很小3.關(guān)于運動狀態(tài)的改變，下列說法正確的是( )A.物體的運動狀態(tài)改變，則其速度必定改變B.物體的運動狀態(tài)改變，則其加速度必定發(fā)生變化C.物體的運動狀態(tài)改變，則其運動的方向必定改變D.物體的運動狀態(tài)改變，則其慣性大小必定改變4.下列說法正確的是( )A.運動得越快的汽車越不容易停下來，這是因為汽車車速越快時，它的慣性越大B.小球由于受重力的作用而自由下落時，它所做的運動不是慣性運動，所以這時小球的慣性不存在了C.一個物體只有在速度發(fā)生變化時，才能顯示其慣性的大小D.兩個不同的物體，如果與水平面間的動摩擦因數(shù)大小相等，用相同的初速度開始水平滑行，則慣性大的物體滑行的距離遠參考答案1.C慣性是反映物體維持它原來運動狀態(tài)本領(lǐng)大小的一個物理量，即用來反映物體運動狀態(tài)改變難易程度.它沒有方向，且大小只與物體的質(zhì)量有關(guān)，而與物體的運動狀態(tài)、受力情況以及地理位置無關(guān).2.A C D本題旨在考查物體慣性大小的決定因素.只要滿足：“質(zhì)量大，慣性大；質(zhì)量小，慣性小”的原則即可.3.A速度是物體運動狀態(tài)的特征物理量，也就是說，只要物體的速度發(fā)生改變，則物體的運動狀態(tài)一定改變.由于速度本身的矢量性，導(dǎo)致速度的改變對應(yīng)有三種情況：（1）速度的大小發(fā)生變化；（2）速度的方向發(fā)生變化；（3）速度的大小和方向同時發(fā)生變化.只要速度發(fā)生其中一種變化，那么速度就是變化的，物體的運動狀態(tài)也要隨之改變.4.C物體的慣性大小用其質(zhì)量的大小來衡量，與其速度的大小無關(guān)，因而A選項的敘述是錯誤的；物體的慣性是物體本身的屬性，不受外界條件的影響，故B項錯誤；物體在做勻速直線運動或者靜止時，雖然它處于慣性狀態(tài)，但它的運動狀態(tài)并未發(fā)生改變，而慣性是反映物體運動狀態(tài)改變難易的一個物理量，所以此時物體的慣性大小并不能顯示出來.只有在物體的運動狀態(tài)發(fā)生改變（即速度發(fā)生改變）時，才能體會到其運動狀態(tài)的改變難易，它才能表現(xiàn)出它慣性的大小，因而C選項正確；對于D選項中的描述，由于初速度v0相同，動摩擦因數(shù)相等，根據(jù)運動學(xué)的有關(guān)公式知，其滑行距離也相等，且是一個和質(zhì)量無關(guān)的量，因而D選項也是錯誤的.