【学习目标】 1、巩固对牛顿第一定律的理解 2、理解物体运动状态发生改变的含义 3、知道物体获得的加速度与什么因素有关。 4、知道什么是控制变量法。
【自主研讨】
1、研讨问题1:力的作用效果
牛顿第一定律:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。
(1)你从牛顿第一定律得出什么信息(或你是如何理解牛顿第一定律的)? 物体不受力(或受合外力为零)时,保持匀速或静止. 物体受力(合外力不为零)时,运动状态发生改变。 力是改变物体运动状态的原因,而不是维持运动的原因。 力是使物体速度发生变化的原因(力是产生加速度的原因)。
(2)什么样的情形叫运动状态的改变? 速度发生改变(大小、方向两者或两者之一改变)。
(3)速度的改变用什么来描述? 加速度。 初速度为零的匀加速直线运动位移公式:_____。
2、研讨问题2:加速度与力和质量的关系
(1)力是产生加速度的原因。试猜想:物体获得的加速度与什么因素有关? 感悟生活经验1:同一物体受到大小不同的力→加速度如何? 感悟生活经验2:同一力作用于不同质量的物体→加速度如何? 力、质量、加速度三者有什么关系?
【实验探究】影响加速度的因素。 (用控制变量法探究)
实验:物体所获得的加速度a与合外力F合和质量m的关系
【实践与拓展】
1、质量不同的物体所受的重力不同,为什么自由下落的物体的加速度都是g?
【研学达标】 1、两个人用水平力推一置于水平地面的大木箱,大木箱没有被推动,试分析其原因。 2、为什么滑雪运动员从雪坡滑下,坡度越陡下滑的加速度越大?
【研学练习】 1、以下几种情况中,不需要对物体施加力的是( ) A.物体从静止变为运动 B.物体从运动变为静止 C.物体的运动方向不断改变 D.物体的速度大小和运动方向都不改变 答:D 分析:力是使物体速度发生变化的原因,物体的速度发生变化(大小、方向只要有一个变化都属于速度发生变化),一定受到力的作用。物体从静止变为运动,从运动变为静止,表明物体速度大小发生了变化,选项AB物体受了力;对于选项C,物体的运动方向不断改变,方向改变说明速度发生了变化,也是因为受了力。故D正确。 2、(双选)下列叙述的各种情况中,物体运动状态不发生变化的是( ) A、竖直上抛的物体至最高点时 B、静止在加速行驶的汽车车箱里的物体 C、不停地行进在摩擦力不计的水平冰面上的物体 D、站在匀速上升的电梯中的人 答:CD 分析:运动状态不发生变化,是指速度不发生变化(即加速度为零),速度不发生变化包括大小、方向都不发生变化。对于A:物体在最高点时,虽然此刻速度为0,但是下一时刻速度不为0,说明具有加速度,正是具有加速度,才使它从静止获得运动。对于B:车加速度行驶,说明物体和车箱都具有加速度。对于C:冰面没有摩擦力,则物体在冰面上保持匀速滑行。对于D:人和电梯一样都是匀速上升。所以CD都是速度不发生变化。CD正确。 3、(多选)下列哪些情况中物体的运动状态一定发生了变化( ) A、运动物体的位移大小变化 B、运动物体的速度大小变化 C、运动物体的速度方向变化 D、运动物体的位移方向变化 答:BCD 分析:运动状态发生变化,即是指速度发生了变化,速度是矢量,有大小和方向,只要大小和方向有一个发生了变化,那么都属于速度发生了变化。对于A:虽然位移发生了变化,但可能是匀速运动。选项B是速度大小发生了变化。选项CD是速度方向发生了变化。 4、(双选)以下说法正确的是( ) A、物体的运动状态发生变化,物体的惯性一定发生变化 B、物体同时受到几个外力作用时,其运动状态可能保持不变 C、物体的运动状态改变时,物体一定受到外力作用 D、物体受到的外合力为零时,它一定处于静止状态 答:BC 分析:惯性只与质量大小有关,与速度大小和物体所处位置环境无关,故A错。物体受几个合外力,如果合外力为零,由牛顿第一定律知,物体运动状态不变化(原来运动则保持匀速运动,原来静止则保持静止),故B正确。力是运动状态变化的原因,运动状态发生变化,一定受到力的作用,故C正确。合外力为零,由牛一顿第一定律知,如果物体原来运动则保持匀速,如果原来静止则保持静止,故D错。
【教学后记】 1、本节课对课本的实验进行了处理。课本的实验为物体提供的合外力是小车沿斜面的分力: ①质量不变时,为了改变合外力,它是通过调整斜面倾角实现。 ②合外力不变,质量变化时,为了得到合外力不变,也是通过调整斜面倾角实现。 课本这样设计实验,虽然实验原理很严谨,但这样做的结果,都是倾角大的时候加速度大,学生可能会简单的理解成“倾角越大,加速度越大”的结论。 2、本节课设计的实验的合外力是绕过定滑轮的砝码的重力,近似认为合外力等于砝码的重力(忽略了砝码的质量对加速度的影响)。这样做的原因如下: ①这样的实验设计学生容易理解,且本实验只需做一个定性的分析。 ②课本后面定量实验也是采用这个方案。且当学生学完牛顿第二定律后,再分析实验不足之处,这样符合学生的认识规律。 3、因为本节课只是要求学生定性知道加速度与合外力和质量的关系,内容相对简单,所以加入了有关运动状态发生变化的知识点和练习。