本章学习物质的性质和结构。从广阔的宇宙到地球上的高山、大海再到微观的原子和分子,都是本章研究对象。学习本章知识以后,你会知道:宇宙是由什么组成的,物质的三种常见形态:固态、液态、气态,物质的基本性质-------质量和密度,质量的测量工具-----天平等。同时学会探究物质的密度与质量和体积的关系,会应用质量和密度的知识解决一些实际应用问题。
第一节 宇宙和微观世界
学习目标
1.知识与技能
(1)知道宇宙是物质组成的,物质是由分子和原子组成 的; (2)了解固态、液态、气态的微观模型; (3)了解原子的结构;
(4)对物质世界从微观到宏观的尺度有大致的了解; (5)初步了解纳米技术材料的应用和发展前景。 2.过程与方法
(1)通过对物质从宇宙到微观世界的研究介绍,发现并说明物质是可以分割的; (2)通过把原子结构与太阳系的类比,建立微观世界的结构模型。 3.情感、态度与价值观
通过对物质世界的研究,认识并体验我们生活在物质的世界中,宇宙由物质组成。 学习物质的世界,体会物质世界的奇妙。 教学过程
一.宇宙是由物质组成
教师:人们说广阔的宇宙是无边无际的,那么,这宇宙究竟大到什么程度?宇宙万物,变化万千,那么,这绚丽的世界到底是由什么组成的呢?这一切给人类留了许许多多的谜,引发了人类无限的遐想,激发了一代代科学家对它们孜孜不倦的观察和研究。那么,这一节课就让我们沿着科学家的探究的足迹,从宏观到微观作一次旅行,对这些问题作一些初步的探讨吧。 1.宇宙有多大?
综合观察课本图10.1-1和课本图10.12-1。
请同学们说出太阳系的八大行星。在太阳系示意图中找出我们生活的地球。(在离太阳比较近的第三条轨道上)
2.交流资料数据:
人类赖以生存的地球置身于太阳系之中,是太阳系中的一颗普遍的行星; 太阳系置身于银河系之中,太阳只是银河系中几千亿科恒星中的一员; 银河系只是数十亿个星系中的一个,一束光穿越银河系需要十万光年;
在浩瀚的宇宙中,还有许多像银河系这样的星系。目前,我们人类观测到的宇宙中拥有数十亿个星系。 (3)根据以上资料、数据让学生推理,说一说他们所想像的宇宙有多大。 (4)结论:宇宙是广阔无垠的,大得很难以想象。 3.人类对宇宙的探究过程。 交流资料:
中国古代关于宇宙结构的学说; 哥白尼与日心说;
从世界上第一颗人造地球卫星发射成功,到人类第一次乘飞船进入太空; 美国的“阿波罗”登月计划;
我国“神舟”号飞船的五次成功飞行。宇航员杨利伟顺利进入太空绕地球航行。
随着科学的不断进步,人类对太空宇宙的探索越来越深入,宇宙的奥秘将逐渐被揭示。 4.宇宙的组成
问题:宇宙究竟是由什么组成的?
1
地球及其他一切天体都是由物质组成的。物质处于不停的运动和发展之中。 物质由分子组成
1问题:物质又是由什么组成的呢? ○
从古到今,人们一直在探寻着这个问题的答案。古希腊人认为宇宙万物是由水、火、土、气四元素组成;我们的祖先认为宇宙万物是由金、木、水、火、土五行组成。但这些看法都是不科学。到底物质又是由什么组成的呢? 2分割物质实验: ○
物质分割有一个限度,分割到这一限度时小粒子能保持物质原来性质但用肉眼不能看到,只能借助电子显微镜观察。科学研究发现:任何物质都是由主其微小的粒子组成的,这些粒子保持了物质原来的性质,意大利物理学家阿伏加德罗第一个把这些粒子叫做分子。 固态、液态、气态的微观模型
1学生交流课前观察蜡凝固时体积的变化。(液体蜡在凝固时体积缩小,中间凹陷下去。) ○
2问题:我们知道物质一般以固态、液态、气态的形式存在。物质处于不同状态具有不同的物理性质。从○
实验,我们看到物质在一般情况下由液态变为固态体积缩小,由液态变为气态,体积增大。物质由分子组成,那么,物质存在的形式与分子的存在状态是否联系呢?
3探究:先让学生说说他们在课堂上听课,课间在教室里活动时,课间在操场上自由活动时这三种情况下○
活动的状态和活动空间。
固体具有一定的体积和形状;液体没有确定的形状,具有流动性;气体具有很强的流动性。 4结论:根据以上探究,可以认为物质存在的形式与构成物质的分子的运动状态有关。 ○
原子结构
我们知道了物质同分子组成,人们又猜测分子能不能继续分割?科学家发现分子是由更小的粒子组成,并把这样的粒子称为原子。同时还发现有的分子由多个原子组成,有的分子由单个原子组成。
在一般情况下原子核所带的正电和核外电子所带的负电相相等。原子核由更小的粒子---质子和中子组成,而质子和中子又由更小的夸克组成„„
第二节 质量
学习目标 1、知识与技能
(1) 知道质量的初步概念及其单位;
(2) 通过实际操作,掌握天平的使用方法。学会测量固体和液体的质量; (3) 用分子和原子的概念初步理解“物质的量”的含义。 2、过程与方法
通过观察、实验,认识质量是不随物体的形状、状态、空间而变化的物理量。 3、情感、态度与价值观
通过天平使用的技能训练,培养学生严谨的科学态度与协作精神。 教学过程 一、质量
1、质量的概念
教师出示一块冰、一颗铁钉、一把教学用木制米尺,一块木板、一把铁锤、一桶水等物体,出示顺序随机,让学生观察。
问题:能否将这些物体进行分类?你分类的理由是什么? 学生交流、讨论。
归纳:上述物体可以分为三类:
铁钉和铁锤为一类,它们都是铁制成的; 木板和米尺为一类,它们都是木材加工成的;
冰块和水为一类,它们都是水,只是状态不同而已。
2
教师:铁钉和铁锤、木板和米尺、冰块和桶里的水,我们都把它们称为物体。构成这些物体的铁、木材、水,我们都把它们称为物质。从上面的例子我们可以看出物体是由物质构成的。 结论:一切物体都是物质组成的。
比较:一把铁锤和一只铁钉都是由铁这一种物质构成的,但两者所含铁这种物质的多少不同,一把铁锤比一只铁钉所含的铁多;一张课桌和一把教学用木制米尺都是由木材这一种物质构成的,但两者所含木材这种的物质的多少不同,一张课桌比一把教学用木制米尺所含的木材多。
教师:在物理上为了描述物体所含物质的多少引入质量概念,物理学中把物体所含物质的多少叫做物质。 质量通常用字母m表示。 2、质量是物体的基本属性
演示:(1)把冰块放在烧杯中用酒精灯加热,使其熔化成水; 用铁锤把铁钉敲弯。
问题:(1)烧杯中冰熔化成水,所含的水的质量有没有变? (2)铁钉敲弯了,铁钉的质量有没有变?
如果将这一只铁钉由教室里带到宜宾,或带到更远的地方,它的质量会不会发生变化?
在教师的引导下,学生讨论、交流:冰熔化成水,只是冰的状态变化了;铁钉敲弯了,只是铁钉的形状改变了;铁钉由教室带到宜宾,或更远的地方,只是铁钉的位置变化了在这几种的变化现象中,物质没有从物体中转移出示,也没有发生由一种物质转变为另一种物质的现象,因此,只要物体中含有物质的多少不变,它的质量就不变。
结论:质量是物体的基本属性,物体的质量不会随物体的状态、形状、位置的变化而变化。 3、质量的单位
质量的单位是千克,符号是:kg。常用 的质量单位还有克(g)、毫克(mg)、吨(t)。 它们的换算关系是:
33-63
1kg=10g 1mg=10g=10kg 1t=10kg 二、质量的测量
天平是测量质量的常用工具。在物理实验中常见的天平有托盘天平和学生天平。 1、天平的测量原理:
天平是一个等臂杠杆(有关知识在第十三章学习)
天平的两臂长度相等,当两个盘中物体的质量相等时,天平就会平衡,测量物体质量时,天平一个盘放被测物体,另一个盘放质量已知的砝码,天平平衡时,砝码质量就等于被测物体的质量。 2、认识托盘天平的构造;
①平衡螺母:用来调节天平横梁平衡;
②指针和分度盘:判断天平是否平衡,可以根据指针在分度盘上左右摆动幅度是否相等来判断,③而不必等到指针完全停止摆动,只要摆动幅度相同即可; ④标尺、游码、砝码:指示所称物体 质量。 每架天平都 有自己的“称量”,也就是它所能称的最大质量。称量值就等于这台天平配套砝码盒内砝码的总数加砝码最大的读数所表示的质量。
标尺上每小格表示的质量数就是天平的精确程度。 3、记住天平使用注意事项
第三节 密度
学习目标 1.知识与技能
理解密度的物理意义
能用密度知识解决简单的实际问题 2.过程与方法
通过实验探究活动,找出同种物质的质量与体积成正比的关系
3
学习以同种物质的质量与体积的比值不变性(物质的本质特性)来定义密度概念的科学思维方法。 3、情感、态度与价值观目标
密度反映的是物质本身所具有的特性。通过探究活动,使学生对物质属性的认识有新的拓展。 教学过程
一、从鉴别物质说起
我们鉴别物质,有很多时候,仅靠气味、颜色、软硬、形状等特性是有一定的局限性。但我们发现物质还有其它的特性,可以用来鉴别物质。 思考:用物体的质量来鉴别物质行吗? 二、实验探究
1、学生实验:调节好天平,用天平称量体积相同的木块、铝块、铁块。看看它们的质量相同是否相同? 结论:体积相同的不同物质,它们的质量不同。
2、出示:100g水和100g酒精体积,看看它们的体积是否相同? 结论:质量相同的不同物质,它们的体积相等。
3、提问:以上两个实验用不同的物质进行比较,根据实验结果,受到了什么启示?关于物体质量与体积的关系你们能提出什么问题来进行研究?
让学生讨论后提出这样的问题:同种物质的质量和体积会什么关系?
4、验证同学们的推测是否正确?请同学们(类比研究同一金属导体两端和电流关系实验)设计一个实验方案,用实验来验证推测的正确性。
5、根据实验方案不同实验小组分别用体积大小不同的若干铝块(或铁块、松木块)作实验。学生还可以把操作中出现的问题记在笔记本上。
由此可以得到结论:(1)同种物质质量增加,其体积也增大;质量减少,体积也会减少。质量和体积的比值一定。
(2)不同物质的质量和体积的比值是不同的。 三、密度 密度定义
从前面的实验探究我们知道:一种物质的质量和体积的比值一定,物质不同,其比值也不同。这种比值不变性反映的正是物质本身所有的特性,它只跟物质的种类有关。是十分有意义的物理量,物理学中就把它定义为密度。
板书:单位体积某种物质的质量叫做这种物质的密度。密度公式ρ=V/m 介绍密度的符号及单位:ρ------密度------千克每立方米(kg/m3) m-----质量------千克(kg) V------体积------立方米(m3)
密度的单位由质量单位和体积单位组成的,像这种单位叫做组合单位 。 1g/cm3=1×103kg/m3 2、一些物质的密度值
对于同一种物质,如水在不同 的状态下,密度不同,物质密度与温度、压强有关;密度相同的不一定是同一种物质,如冰、蜡、植物油密度都 是0.9×103kg/m3;还有煤油、酒精密度都是0.8×103kg/m3;金属固体的密度较大。
要求学生记住水的密度值:1.0×103kg/m3,表示体积1立方米的水,质量是1.0×103kg。 读作:水的密度是1.0×103千克每立方米。 3、运用密度公式进行计算 例题:课文第14页例题
第四节 测量物质的密度
学习目标
1、知识与技能
通过实验进一步巩固物质密度的概念;
4
尝试用密度知识解决简单的问题,能解释生活中一些与密度有关的物理现象;
学会量筒的使用方法,一是用量筒测量液体体积的方法;二是用量筒测量不规则形状物体体积的方法。 2、过程与方法
通过探究活动学会测量液体和固体的密度。学会利用物理公式间接地测定一个物理量的科学方法。 3、情感、态度与价值观
培养学生严谨的科学态度。 教学过程 一、引入新课
通过上一节课学习,我们知道密度是物质的一种特性。在实际应用中有重要的意义。 1、问:什么叫物质的密度?怎样计算物质密度?
2、出示一块长方体铁块,问:要测这铁块的密度,需要测哪些量?用什么器材测量?记录哪些量?怎样求出铁块的密度?
3、再出示一块任意形状的石块和装在小碗的盐水问:能否用测长方体铁块密度的方法测这块石块的密度和小碗里的盐水?用刻度尺不行,那么用什么仪器来测定形状不规则的石块和盐水的体积?出示量筒,指出液体的体积可以用量筒来测量。 二、量筒的使用
指出:量筒中液面呈凹形时,读数时要以凹形的底部为准,且视线要与液面相平,与刻度线垂直。 1、探究怎样用量筒测量不规则形状物体的体积
方法:先在量筒中装入适量的水(以待测体积的物体放入量筒后能完全浸没,且量筒中的水上升的高度不超过量筒的最大刻度值为准),读出此时量筒中水的体积V1;将不规则形状物体浸没在量筒中,读出此时量筒中水面所对应的刻度值V2。V2与V1的差值就是被测不规则形状物体的体积。 2、了解这种测量方法的原理:利用等量占据空间替代的方法进行测量。 3、尝试测量一个塑料块的体积。
4、探究怎样用量筒测量一些形状不规则且无法浸入量筒之内的固体的体积。
可采用“溢杯法”测量其体积。所谓“溢杯法”即将物体浸入盛满水的容器内,同时将溢出的水接到量筒中,读取的数值便是该物体的体积。但现有量筒一次不能盛取石块溢出的水量,可用较大容器盛接溢出的水,再分若干次用量筒测量所接到的水,多次读取数据,最后相加得到石块的体积。 5、探究怎样用量筒测量密度小于水的不规则物体的体积。
压入法:用一根细而长的铁丝将蜡块压入水中。蜡块投进量筒和压入水中后量筒中水面所对的刻度的差值就是烹块的体积。
沉锤法:用细线将一个钩码系在蜡块下面,用细线吊着蜡块和钩码放入量筒,钩码先浸没在水中,记下此时量筒中水面所对应的刻度值V1,然后钩码和蜡块一起浸入水中,记下此时量筒中水面所对应的刻度值V2,V2与V1的差值就是蜡块的体积。
三、测量形状不规则的塑料块和盐水的密度
1、学生分组设计实验方案、设计实验数据记录表格。
2、各小组间交流所设计的实验方案。根据交流结果对自己设计的实验方案进行适当调整。 3、各小组汇报实验数据,然后进行讨论;
引导学生进一步体会到:密度是属于物质本身的一种特性,其大小与物质的质量、体积无关 ,它与物质种类有关,同一种物质密度相同。
第五节 密度与社会生活
学习目标 1、知识与技能
(1) 理解密度与温度的关系,并能解释简单的与社会生活相关的密度问题。
5
(2) 利用密度知识鉴别物质。 2、过程与方法
(1) 通过实验探究活动,总结出:一定质量的气体,温度高,密度变小;温度低,密度变大。 (2) 学会利用密度这一重要属性鉴别物质。 3、情感、态度与价值观
培养学生严谨的科学态度,充分把密度知识与社会生活紧密相连。 教学过程 一.复习提问
1.已知铁的密度为7.8×10千克/米,它的物理意义是什么?
2.铅的密度为11.3×10千克/米,与铁的密度不同,这说明了什么问题? 二.引入新课
密度是物质的基本属性,每种物质都有自己的密度。密度在我们的社会生活中有重要的价值。在解决不同的实际问题时,密度知识是如何应用的.
1.密度与物质鉴别 讨论的问题如下:
教师出示学生体育课上用的4kg的铅球,问学生:你如何判断,这种铅球是否用铅制成的?请说出你的办法来.
学生分组讨论:
学生作答:先分别测量出铅球的质量和体积,再利用密度公式求出它的密度,判断它是否是铅组成的。 又提问:如何利用家里能找到的器材,测出测量出铅球的质量和体积呢?
用体重计测出铅球的质量,可以用水桶做排水器材测出铅球排开水的质量,即可算出铅球的体积。 实验: 计算:
总结:用密度鉴别物质问题,如果我们计算出某一物体密度和密度表中某一物质密度相同,我们只能说可能是这种物质,如果前边例题中你不知道是铜球,这样用计算出的密度值。一分析就会错误地认为是铁球.
6
3
3
3
3
做风形成的实验:
空气因受热体积膨胀,密度变小而上升,热空气上升后,温度低的冷空气就从四面八方流过来从而形成了风。
根据气体的密度随温度变化而变化的现象,试分析房间里的暖气一般都安装在窗户下面的道理。 暖气周围的空气受热体积膨胀,密度变小而上升,靠近窗户的冷空气密度大,下沉到暖气周围,又受热上升,利用这种冷热空气的对流,可以使整个屋子暖和起来。
人们很早就利用风力了,例如:利用风力来取水,灌溉、磨面,推动帆船、滑翔机等,近代大规模应用风力,主要在发电上。
温度可以改变物质的密度。固体、液体的热胀冷缩不像气体那样明显,因而密度受温度的影响比较小。 设问:难道所有的物质都有热胀冷缩的性质吗?
水的凝固点是0℃,北方的寒冷冬天,气温在0℃以下,湖面结成了冰,行人可以在湖面上行走。湖底还有鱼存活吗?
300多年前,人类就已知道水在4摄氏度时密度最大这一现象。在冰湖中作的测试表明,表面冻结的湖里,冰面以下的水体中密度从上至下递增(这是当然的事了,重在下,轻在上),温度也是由上至下递增,从表层水体的0℃至底层水体的4℃。正是因为这个特性,湖里的鱼类能够在严寒的冬天躲在底层水体中,不至于被冻成冰块。
水在0—4℃之间,是热缩冷胀,在4℃以上是热胀冷缩。
水的反膨胀现象,给人们带来了好处,江河湖面的水结冰时,因为冰的体积膨胀,密度比水小,总是浮在水面上;而水到了4℃,密度最大,总是沉在下面。这样,冰块就成了一层天然的防寒屏障,使江河湖海不至于一冻到底,使大量的水下生物得以生存。
水的反常膨胀,给人类生活也带来不方便。北方的冬天,放在户外的自来水管将冻裂。所以对自来水管的保护显得尤其重要。
观看密度在社会生活中的其它应用的影片。
第六节 复习和总结
这一章我们学习完了,在这一章里,我们主要学习厂质量和密度两个物理量,质量反映了物质的属性,密度反映了物质的特性.
本章共五节,第一节带领我们认识了浩瀚的宇宙是由各种各样的物质组成的.接下来课本中又讲述了物质的组成——分子,分子的组成——原子.从本课中我们在认识宇宙组成的同时也更加激发了我们研究探索宇宙的热情.第二节是质量,质量是初中物理的重点,课本中首先介绍了质量的概念.我们知道质量是物质的一种属性,同时在讲述质量的同时,课本中还向我们介绍了质量的测量,也就是如何使用天平,从天平的构造、使用方法上都作了详细的介绍.
第三节学习了密度.密度也是一个重要概念,它表示的是物体单位体积的质量,不同物质的密度一般不同.在本节中还学习了密度的测量,对天平和量筒的学习有了更深的认识.第四节,我们在了解天平和量筒使用方法的基础上,进行了实际的操作,测量了一些物质的密度.第五节,我们学习了密度与社会生活的联系。
7
通过本章的学习,我们对多彩的物质世界有了一个大致的了解,同时也提高了学习的兴趣,锻炼了我们刻苦钻研的精神.
教学目标
一、知识与技能
1.知道质量的初步概念及其单位和换算.
2.会调节天平平衡,会使用砝码,会用天平测固体和液体的质量.
3.掌握密度的概念、公式和单位,能灵活运用密度知识解决简单的问题. 4.会查密度表,记住水的密度.
5.会使用量筒测固体和液体的体积,会利用天平和量筒测固体和液体的密度.
二、过程与方法
1.在教学过程中培养学生的观察能力. 2.培养学生自己动手的能力, 三、情感态度与价值观
1,培养学生严谨的科学态度. 2.培养学生科学的世界观. 教学过程
一、知识网络(板书)
宇宙是由物质组成的
物质是由分子组成的
宇宙及其微观世界
固、液、气
物质存在的状态 微观模型
概念:物体中所含物质的多少(m)
单位:kg g mg t
质量 结构
测量:天平 调节
使用 多彩的物质世界
定义:单位体积内某种物质的质量(ρ)
公式:ρ=m/V
单位:kg/m3 g/cm3
规则固体:天平、刻度尺
密度 不规则固体
天平、量筒
液体 测量 求质量
应用 求体积 鉴别物质
二、典型例题
例1:某仓库有一捆铁丝,其质量为7.9 kg,测得直径为1 mm.问这捆铁丝有多长?
分析:铁丝的长度可用刻度尺量,但是一捆铁丝,用刻度尺量很不方便,利用密度公式间接求出就方便了.解法如下:
已知:m=7.9 kg,ρ铁=7.9×103kg/m3,r=0.5 mm=0.5×10-3m 求:L
7.9kgmm337.910kg/mV 解:根据ρ=得V===10-3m3
8
又因为铁丝可视为圆柱体,可由公式V=πr2L得:
103m332 L=V/πr2=3.14(0.510m)1274m.
答:这捆铁丝长1274 m.
例2:现有一台已调好的天平(配套砝码),一个盛满水的烧杯,只用这些器材(不使用任何其他辅助工具)测出一堆金属颗粒的密度,要求写出实验步骤和计算金属密度的数学表达式.
m 分析:从实验原理(ρ=V)来分析,要测出金属颗粒的体积才能解决问题,可是器材中没有量筒,
但有装满水的烧杯,能不能用排水法,通过质量与密度的知识求出金属颗粒的体积呢?
设想可测出盛满水的烧杯的质量(m1),把颗粒加进烧杯,部分水(体积等于颗粒体积)溢出,再 测出总质量(m2).若事先测出颗粒的质量(m0),我们再来看看它们之间的关系. m0→金属颗粒的质量; m1→m杯+m水;
m2→m杯+m0+m剩水· 则溢出水的质量 m溢=m1-(m2-m0)→
可以求出V溢=V金,问题就解决了. 答案:实验步骤如下:
(1)调节天平,测出金属颗粒的质量,记为m0 (2)测出装满水的烧杯的总质量,记为m1.
(3)将金属颗粒装入烧杯中,让水溢出,等水面静止时测出金属颗粒、烧杯、剩下水的总质量,记为m2.
m0m0m0水.m(mm)V金m1(m2m0)120 表达式:ρ=
水
例3:有一架天平,没有量筒,要测出某种液体的密度,还需哪些实验器材?写出实验步骤并推导
出计算密度的公式.
分析:除天平和被测液体外,还需要一个烧杯(或烧瓶)和足量的水,用等积法测出液体的密度. 实验步骤:
(1)用天平称出烧杯的质量m;
(2)在烧杯中装满水,用天平测出烧杯和水的总质量m1;
(3)把烧杯中的水倒出来,再倒满被测液体,用天平测出烧杯和液体的总质量m2; (4)计算液体的密度. 因为V液=V水
m液 所以液m水m2m水,即液m1m水
m2mmmρ水.
得:ρ液=1
9
第十二章 运动和力 第一节 运动的描述
教学目标
1、知识与技能
(1)知道机械运动的概念;
(2)知道参照物的概念,知道判断物体的运动情况时需要选定参照物; (3)知道物体的运动和静止是相对的; 2、过程与方法
(1) 体验物体运动和静止的相对性了;
(2) 在观察现象、研究物体运动的相对性过程中,培养学生的分析和归纳能力。 3、情感态度与价值观
认识运动是宇宙中的普遍现象,运动和静止是相对的,建立辩证唯物主义世界观。 教学过程
一、运动的世界
通过现实生活中的事例让学生体验到我们生活的宇宙每时每刻都在运动,我们就生活在运动的世界里。 对于这些现象,我们能否用一句话加以概括?
结论:宇宙中一切物体都在运动。运动是宇宙中的普遍现象。 二、机械运动
我们已经认识到了运动是宇宙中的普遍现象。下面老师和同学们一起对前面所举的例子中物体运动的共同特征进行归纳。用科学的语言对这些运动进行描述。
问题:1、在同学们眼里,球场上哪些物体是运动的,哪些物体是静止的?
2.运动的物体有什么特点?静止的物体有什么特点? 在物理学里,我们把物体位置的变化叫做机械运动。
前面所举例子中物体运动的共同特征是运动时,它们的位置都发生了变化,它们进行的是机械运动。 三、参照物
1、 问题:小明在路边看见路上汽车飞快的从他面前驶过,车上的司机看乘客觉得他不动,看小明,却觉
得小明在身后运动。司机为什么会这样感觉呢?
学生回忆类似的场景:乘坐在公共汽车上时,看路边同方向行驶的自行车,觉得它们都在向后退。再看看同车的乘客都觉得他们没有动,为什么会有这样的感觉呢?
由此我们可以知道:要描述物体的运动,要确定一个标准,与这个标准比较,描述物体怎样运动。这个被选作标准的物体人们把它叫做参照物。
2、 学生自己举例描述某一物体的运动情况,看看各是以什么物体作为参照物。
3、 让学生做下面的实验:把课本平放在桌上,课本上放一个笔盒,推动课本使它沿桌面缓缓移动,让学
生思考问题:
(1) 选取课桌作标准,笔盒和课本是运动的还是静止的?(运动)
(2) 选取课本作标准,笔盒、课桌是运动的还是静止的?(笔盒是静止的,课桌是运动的) (3) 选取笔盒作标准,课桌和课本是运动的还是静止的?(课桌是运动的,课本是静止的)
讨论:描述物体的是运动和静止,与所选择的参照物有关。参照物可以根据需要来选择。如果选择的参照物不同,描述同一物体的运动时,结论也不一样。
由以上讨论我们知道,物体的运动和静止是相对的。为了方便,我们常用地面作参照物。 4、 让学生阅读课文第27页第四自然段,然后讨论为什么会产生“错觉”。
(产生错觉的原因是以行驶的火车作为参照物,观察者所乘坐的火车与作为参照物的火车的位置关系随作为参照物的火车的行驶而发生变化,觉得观察者所乘坐的火车发生了运动。)
10
5、 让学生回答前面所提出的问题:
(1) 行人看路上行驶的汽车,通常是以路面或路边不动的建筑物为参照物,相对于参照物,汽车的位
置在不断地变化,所以观察者就觉得汽车在运动;
(2) 车上的司机看乘客觉得他不动,是以汽车为参照物,乘客相对于汽车,位置没有发生变化,因此
觉得乘客不动。
(3) 在行驶的汽车上看路边的行人和同方向行驶的自行车,观察者往往习惯于以汽车为参照物,相对
于汽车,路边的行人和同方向行驶的自行车与汽车的距离越来越大,所以,观察者就觉得行人和自行车向相反的方向运动。
6、 让学生看课本第21页图11.1—3。
问题:运动和静止是相对的,以同样快慢、向同一方向前进的卡车和联合收割机以什么参照物它们是运动的,以什么为参照物,卡车或联合收割机是静止的。为什么?
讨论:以田野或(地面)为参照物它们都在运动,卡车和联合收割机相对于以田野或(地面)的位置关系不断变化;卡车以联合收割机、联合收割机以卡车为参照物它们是相对静止的,它们以同样快慢、向同一方向前进时相对位置关系不发生变化。
从这个例子我们可以看到以同样快慢、向同一方向前进的物体以它们中任何一个为参照物,则另一个相对静止。
7、 让学生看课文第22页图11.1—4。想想,图中对于不同的参照物,各个物体是在运动还是静止?
讨论交流:宇航员在舱外工作时,宇航员相对于航天飞机和航天飞机相对于宇航员(以同样快慢、向同一方向前进)是静止的,以地球为参照物,宇航员是运动的;加油机向战斗机加油时,加油机相对于战斗机和战斗机相对于加油机(以同样快慢、向同一方向前进)是静止的,战斗机和加油机相对于地面是运动的;乘坐观景电梯向外观看时,乘客随电梯升降,电梯上升时与地面及附近景物的距离增大,以电梯为参照物,觉得地面及附近景物在下降;电梯下降时与地面及附近景物的距离减小,以电梯为参照物,觉得地面及附近景物在上升。 四、知识应用
1、成语故事<<刻舟求剑>>:有一次,一个楚国人坐船 过江,船 到江心时一不小心,他失手把心爱的宝剑掉到了水里。好心的船夫愿意帮他捞剑,可是这个楚国人不慌不忙,把掉剑的位置刻在船身上,说:“不用了,等船靠岸后再说吧!”船靠岸以后,他才请船夫从他刻了记号的船边下水,替他打捞宝剑。
问船夫可能找到剑吗?从物理的角度解释为什么?
(船夫不可能找到剑。这个楚国人选定的船作参照物,行驶的船相对于剑是运动的。) 2、行车,顺风时有时会感觉到无风;有时虽然没有风,但骑在摩托车上却感觉到风很大。
(风是空气的流动形成的。骑自行车时,顺风时若车速与风速相同,则骑车人与流动的空气保持相对静止,会感觉到无风;摩托车行驶时骑在车上的人与空气相对运动,而且摩托车行驶很快,所以觉得风很大。)
第二节 运动的快慢
教学目标
1、知识与技能
能用速度描述物体的运动。 能用速度公式进行简单的计算。 知道匀速直线运动的概念。 了解平均速度的概念。 2、过程与方法
体验比较物体运动快慢的方法,认识速度概念在实际中的意义。 3、情感、态度与价值观
感受科学与艺术结合所带来的美感。 教学过程
11
一、引入新课
在实际生活中,物体运动的快慢是人们关心的问题。如:在田径运动会短跑比赛中,人们最关心的是谁得冠军;人们外出旅行时,总是希望选择便捷的交通工具尽快到达目的地;军事上总是希望导弹、作战飞机能够飞得快些„„ 。
问题:如何描述物体运动的快慢? 二、速度
1、 比较物体快慢的两种方法。
(1) 在游泳比赛中,观众和裁判比较运动员游得快慢的方法是不同的。
问题:请同学们说说看,观众用什么方法比较运动员游得快慢?裁判用什么方法比较运动员游得快慢? 学生交流讨论后回答。
(观众的方法是:比赛中看谁游在最前面;裁判的方法是看谁先到达终点,用的时间短。)
归纳:观众的方法实际上是:在相同时间内看物体运动路程的长短来比较快慢;裁判的方法实际上是:物体运动路程相同,看运动时间的长短比较快慢。 (2)学生实验:“比较纸片下落的快慢”。体验两种比较物体运动快慢的方法。
取两张16开纸,其中一张对折一次,另一张对折两次,为了使纸片平稳下落,可将纸片的两端向上叠起一部分,让它们从同一高度同时释放。 (猜一猜):哪一张纸片下落的较快? (试一试):结果与你的猜测一致吗?
(议一议):怎样比较纸片运动的快慢?还有其他比较运动快慢的方法吗?
(3)再举例让学生讨论:一位同学百米跑用了12s,而一万米跑世界冠军的成绩大约是28min,怎样比较它们运动的快慢?
启发:有两个小球各自的运动的快慢都不变,其中一个小球沿直线运动30m,用了1min;另一个小球沿直线运动40m用了50s。图11-2-1是两个小球运动在某一段时间内的运动情况。两个小球运动的时间、通过的路程都不相等,由图11-2-1,你能否判断哪一球运动得更快?
(由图可以看出在每1s的时间内,率二个小球通过的路程长,可以确定第二个小球运动更快。) 学生受到启发:在运动的时间、通过的路程都不相等情况下,每一个相等的时间内通过的路程长的物体运动得快。这样就将问题转化为在时间相等的情况下进行比较。 2、在物理学中物体运动快慢的描述
以人们比较物体运动快慢的实践为基础,在物理学中用速度表示物体运动快慢,在相同的时间内,物体经过的时间 越长,它的速度就越快;物体经过相同的路程,所花的时间越短,速度越快。由前面的计算知道,速度等于运动物体单位时间内通过的路程,可用公式:v=s/t表示。
介绍公式中符号的意义和单位:
s----路程-----米(m) t------时间------秒(s) v------ 速度------米每秒(m/s或-1m.s)
-1
在国际单位制中,速度的单位是米每秒,在交通运输中还常用千米每小时做单位,符号是km/h或km.h。 1m/s=3.6km/h 1km/h=1/3.6m/s=0.28m/s
3、阅读课文第23页中所给出的一些物体的速度值,了解一些物体运动的速度(说明第一宇宙速度是航天器沿地球表面作圆周运动时必须具备的速度,也叫环绕速度。) 4、速度计算
(1) 学生阅读课文第23页例题,理解题意,根据速度公式计算运动员和摩托车速度。
(2) 学生阅读课文第24页例题,分析题意:北京到上海的铁路线长度和火车运营速度求火车从北京到
上海运行时间,可以用公式v=s/t求解,将公式v=s/t变形得到t=s/v,将数据代入求解。
三、“频闪摄影”------研究物体运动的方法 四、匀速直线运动
1、 让学生自己阅读课文第25页的内容:
(1) 物体怎样的运动叫做匀速直线运动?
12
(2) 物体怎样的运动叫做变速运动? (3) 怎样粗略地描述物体的变速运动?
(物体沿着直线快慢不变的运动叫匀速直线运动,因此,物体做匀速直线运动时其速度应该是一个定值,与路程的大小和时间的长短无关,所以不能将v=s/t理解为v与 s成正比,与t成反比。) 2、 在学生讨论的基础上教师进行小结:
变速运动可以用v=s/t来计算,s是物体通过的某一段路程,t是物体通过这一段路程所用的时间,求出的v就是物体通过这一段路程的平均速度。
3、 计算生活中的平均速度
(1) 学生尝试说明列车时刻表。
(2) 根据列车时刻表查询从襄樊到丹江的行程、运行时间。计算列车从襄樊到丹江运行的平均速度。 (3) 查列车时刻表计算列车从朱坡到老河口行程、运行时间。计算列车从朱坡到老河口运行的平均速度。
五、指导学生课后阅读科学世界<<时间放大镜>>
第三节 长度、时间及其测量
教学目标
1、知识与技能
(1) 会使用适当的工具测量时间和长度 (2) 知道测量有误差,误差和错误有区别 2、过程与方法
(1) 体验通过日常经验或自然现象粗略估计时间和长度的方法。 (2) 体验探究长度间接测量的探究过程。 3、情感、态度与价值观
认识计量时间和长度的工具及其发展变化的过程,培养对科学技术的热爱。 教学过程
我们常常需要通过测量物体运动的路程和所用时间来测量速度,这就涉及时间和长度这两个基本物理量的测量。这节课我们在小学和日常生活中对时钟、表、刻度尺使用和对一些时间、长度单位的初步认识的基础上继续学习。 一、时间的测量
1、 计时工具
(1) 教师概括介绍计时工具的发展变化过程。在古代,人们用日晷、沙漏等器具来计时。16世纪后,
欧洲出现了有重锤的摆钟,近代机械式钟表就是在它的基础上发展起来的。现代利用石英晶体制成了稳定、轻巧、方便的电子钟表,它们一天的偏差不超过0.5秒。目前最准确的计时装置是天文台使用的原子钟,30万年的偏差只有1秒。
让学生看课文图11.3-1了解古代和现代的几种计时工具。
(2) 学生交流课外收集的有关古代人和现代人测量时间的工具、测量方法? 简要介绍日晷、沙漏计时原理:
① 日晷:在太阳照射下垂直于日晷圆盘上的杆在圆盘上形成影,随太阳升降运动,不同时刻在
日晷上影子的位置不同,在日晷上对应位置标上对应的时刻,就可以用来计时了;②沙漏:沙漏上方容器的沙子以相同的时间间隔向下方的容器漏下相同数量的沙子,根据漏下的沙量计时。)
2、 时间单位
(1) 复习小学学过的时间单位及单位间进制率。
(2) 阅读课文第27页倒数第二自然段,了解在国际单位制中时间的单位是秒。
让学生阅读课文第28页科学世界<<计时标准>>了解“秒”的准确定义:铯原子振动9192631770次所需的时间定义为1s。
13
(3) 认识时间单位的符号:小时(h)、分(min)、秒(s) 3 、停表的使用 二、长度的测量
1、常用的长度测量工具
(1) 让学生说出所知道的长度测量工具如刻度尺等,然后教师出示一些常用的测量工具(刻度尺、卷尺、游
标卡尺、螺旋测微器)让学生观察。
(2) 让学生找出身体的哪些部位可以做为“尺”。
①伸开手掌,从大拇指到中指指尖的距离,称为“一柞”。
②伸开两臂的长度,大约等于身高;人步行时,平均一步的长度;某一个手指的宽度等。 2、长度的单位
(1) 复习小学学过的长度单位及单位间进率。了解长度单位还有微米、纳米等。
(2) 阅读课文第28页倒数第一自然段,了解在国际单位制中长度的单位是米。了解“米”的准确定义:光
在真空中1/299792458s内所经路径的长度定义为1米。 (3) 认识长度单位的符号及单位间进率。
米(m)、千米(km)、分米(dm)、厘米(cm)、毫米(mm)、微米(μm)、纳米(nm)
3-1-2
1km=1000m=10m; 1dm=0.1m=10m; 1cm=0.01m=10m;
-3-6-9
1mm=0.001m=10m 1μm=0.000001m=10m; 1nm=0.000000001m=10m 3、阅读课文第28页了解一些物体的长度或物体间的距离。 4、刻度尺的使用
应做到:刻度尺要放正,要紧靠被测物体;读数时视线要与尺面垂直;要估读到分度值的下一位数;多次测量取平均值。 5、学生分组实验。测量物理课本宽度、做课本第30页动手动脑学物理中第3题要求的3个实验。 (1) 测量物理课本的宽度
(2) 测量硬币的直径、硬币的周长。
探究:不能直接用刻度尺放在硬币下进行测量,直径的位置难以判断,会使测量不准确。只能用间接的方法进行测量。
方法一(卡尺法):图11-2-1所示,用直尺和三角板把硬币紧压在桌面边缘;借助两把三角板和一把刻度尺来进行测量。或用一只三角板和一把刻度尺,如图图11-2-2所示,用两把三角板紧夹住硬币, 均可从刻度尺上读出硬币的直径d。根据公式L=лd 求出硬币的周长。
方法二(滚轮法):在纸面上画一条直线,让硬币从某个记号开始,在纸面上沿直线滚动n周记下终点。测出线段长度s,先求出每周的周长L=s/n,再利用L=лd求出硬币的直径d=s/nл.
方法三(替换法):把硬币放在纸上,贴着边缘用笔画上一圈,再剪下对折,然后用刻度尺直接测量圆的d,即为硬币的直径。根据公式L=лd求出硬币的周长。
方法四(化曲为直法):拿一纸条紧贴着硬币边包几圈,用一大头针在纸条上扎穿一个孔,然后将纸条展开平放,用刻度尺测出相邻孔间的距离L,就是硬币的周长。根据公式d=L/л求出硬币的直径。 (3) 测量一页纸的厚度
探究:纸的厚度为10-4m,用毫米刻度尺测不出一页纸的厚度,也测不出二页纸厚度,但是能测出上百页纸的厚度,而一页纸的厚度只要把测出的厚度除以总张数就可以求出了。
(以多测少法)测量时取若干页纸(纸的页数要足够多),压紧后,用最小刻度为毫米的刻度尺量出其总厚度L,然后将总厚度除以纸的页数n,求出每页纸的厚度l=L/n.
14
(4) 测量细铜丝的直径
测量道理与测量一页纸的厚度相同(以多测少法)
测量方法:找一支圆铅笔,把细铜丝捋直,将金属丝在铅笔上依次密绕适当的圈数n,用有毫米刻度的刻度尺量出这个线圈的长度l,再将线圈长除以圈数所得的商就是金属丝的直径d=l/n . 三、误差
任何实验测量结果不可能是绝对准确的,由于受所用的仪器和测量方法的限制,如在测量长度实验中,有的同学读刻度尺示数可能估计得偏大一些,而有的同学估计的可能小一些,而一个物体它的真实长度总是一定的,这个真实的长度叫做真实值,所以测量值和真实值之间必然存在差异,测量值和真实值之间的差异叫做误差。
由于仪器本身不可能做的非常精确,实验者对实验的观察总会有偏差,因此误差总是存在的,不能消灭,但尽量减小误差。
错误与误差不同:错误是指不按实验、操作的有关规定的做法。是不正确的测量方法产生的,所以只要严格按要求去做,错误是可以避免的,而误差是不可避免的。
减小误差的方法:多次测量的平均值 会更接近真实值,误差较小。
第四节 力
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) 从力用三要素表示的事例中认识科学方法的价值。 教学过程 一、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。 二、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。 1、感受力作用的效果
(1)请一位同学到教室前面表演举哑铃。
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11-4-1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11.4-2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
15
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。
(5) 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11.4-2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。 三、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。 四、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。 五、力的图示
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。 六、探究: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:两个带相同电荷的通草球靠近时相互排斥。(一个通草球排开另一个通草球时,自己也被排开了,说明两个通草球同时都 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:向上拧书包,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
16
下的拉力)
(5)看课文第33页图11.4-4,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。
第五节 牛顿第一定律
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 (3)知道二力平衡 2、过程与方法
(1)通过活动体验任何物体都具有惯性 (2)探究摩擦力对物体运动的影响 (3)探究二力平衡条件 3、情感、态度与价值观
通过活动和阅读感受科学就在身边 教学过程
一、牛顿第一定律 1、提出问题
(1)让学生阅读课文第34页第1页自然段,看图11.5-1。 ①讨论交流:课文列举了一类什么现象?
自行车、列车等运动的物体,停止施加动力,还会继续运动,但最终要停下来。 ②根据你的生活经验或对身边所发生现象的观察。类似的例子请再举几个?
(2)让学生做类似实验:将笔盒放在课本上,在桌面上用力拉动课本。笔盒随课本运动,停止用力看看笔盒是否还会运动?
(3)“对运动的物体会停下来类生活中常见的现象,请你提一个相关的问题。如:运动的物体为什么会停下来?运动要靠力来维持吗?等。
(4)亚里士多德和伽利略对“运动的物体会停下来“的解释。 古希腊哲学家亚里士多德认为:如果要使一物体持续运动,就必须对它施加力的作用。如果这个力被撤消,物体就会停止运动。
科学家伽利略却通过理想实验,运用逻辑推理,对亚里士多德的观点提出了质疑。伽利略认为:物体的运动并不需要力维持,运动之所以会停下来,是因为受到了摩擦阻力。 让学生以对亚里士多德和伽利略观点进行评价,谈自己的看法。
对同一种现象,亚里士多德和伽利略给出了截然不同的解释。都有其理由。到底哪个说法正确,仅仅靠思辨不能回答,让我们自己动手、动脑来探究论证吧。 2、实验探究
探究:摩擦力对物体运动的影响。 怎样进行实验呢?
(1)让学生阅读课文第35页探究“摩擦力对物体运动的影响“。先完整地看一遍实验内容。 (2)提出问题让学生讨论。
①此实验过程中,控制哪些条件保持不变?用什么方法控制?
(要控制小车进入水平面时的速度大小和方向保持不变,控制方法:用同一辆小车,让小车自斜面顶端(相等的高度)从静止开始滑下。)
②哪些条件需要发生变化?用什么方法来实现这种变化?
17
(要改变小车在水平面上受到的摩擦力大小,改变方法:给水平桌面铺上粗糙程度不同的物体(毛巾、棉布) ③要观察和记录哪些数据
(要观察小车从同一高度滑下后在水平面上运动状态的变化情况,记录小车在水平面上通过的距离) (3)学生分组实验
(4)学生交流观察到的三种情况下小车运动变化的情况,教师引导学生分析引起变化的原因。从表格记录中找出变化规律。
结论:平面越光滑,小车运动的距离越远,这说明小车受到的摩擦力越小,速度减小得越少。 (5)进一步引导学生进行推理:如果物体不受力,速度不会减慢,它将永远运动下去。 3、牛顿第一定律
(1)伽利略对类似的实验进行了分析得出:如果表面绝对光滑,物体受到的阻力为零,速度不会减慢,将以恒定不变的速度永远运动下去。
(2)笛卡儿对伽利略推理结论的补充:物体如果不受力,运动方向也不会改变。
(3)英国科学家牛顿总结了伽利略等人的研究成果,概括出一条重要的物理规律: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。
说明:(1)牛顿第一定律说明了物体的运动不需要靠力来维持。物体运动之所以会停下来,是由于物体受到了阻力。
(2)对牛顿第一定律中“将保持静止状态或匀速直线运动状态“这句话的含义,我们可以理解为:物体不受力时,原来静止的物体将永远保持静止状态;原来运动的物体将永远做匀速直线运动,速度的大小和方向都不改变。 二、惯性
1、演示:让学生照课文第36页图11.5-4所示,把4 个棋子摞起来。先猜猜:如果像图中那样用尺迅速打击最下面的棋子,上面的棋子落在何处?
提问:上面的棋子为什么不和被打飞的棋子一起飞出去呢? 2、让学生阅读课文第36页有关内容:从牛顿第一定律可以知道,一切物体都有保持原有运动状态的特性。我们把物体保持运动状态不变的特性叫做惯性,牛顿第一定律也叫惯性定律。
为了帮助学生理解,告诉学生:可以通俗地用物体有一种“习惯性”或叫“惰性”来理解“惯性”。就是说,一切物体都有一种“惰性”,这种“惰性”的表现就是不愿意改变原来的运动状态。只要不受到外界力的作用,它就保持原来的运动状态。除非有外力作用于它,才能迫使它改变原来的运动状态。 3、应用牛顿第一定律解释惯性现象
(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11.5-5,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) 学生看课文图11.5-5,讨论交流:为什么骑车的速度太快,容易发生事例?(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37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。
第六节 二力平衡
教学目标
1.掌握二力平衡的条件.
2.会应用二力平衡的条件解决简单的问题. 教学过程
18
一、复习提问
1.牛顿第一定律的内容是什么?
2.什么叫惯性?物体在什么情况下有惯性? 二、引入新课
教师: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? 力的平衡
教师:请大家思考,你见过的哪些物体受到力的作用并保持静止状态?
教室内的吊灯受到重力和拉力,吊灯保持静止.放在地上的水桶受重力和地面对它的支持力,水桶静止.课桌受到重力,书本对它向下压的力和地面的支持力,课桌静止.
教师:物体受到力的作用,物体保持匀速直线运动的情况也能见到.一列火车在一段平直的轨道上匀速行驶,火车受重力、支持力、水平向前的牵引力和向后的阻力. 教师:物体在受到几个力作用时,如果物体保持静止或匀速直线运动状态,我们就说几个力相互平衡. 根据这个观点,我们可以从吊灯的静止状态可知吊灯受到的重力和拉力相平衡.
教师:请大家按照这样的说法叙述上述各例中的物体的运动状态及它们个自受到的力之间的关系. 二力平衡的条件
教师:二力平衡的情况最简单,我们先研究这种情况. 教师演示课本实验并讲解这个木块受两个拉力.
当两个拉力大小不等时,木块不能保持静止.这两个力不能平衡.(演示)
当两个力大小相等,力的方向互成角度时,木块也不能保持静止.这两个力不能平衡. (演示) 当两个力大小相等、方向相反,互相平行时,木块也不能保持静止.这两个力不能平衡.(演示)教师提问:要使木块静止,这两个力应该满足哪些条件?
我们使这两个力大小相等、方向相反、作用在一条直线上,重复刚才的实验 (演示) 我们发现木块处于静止状态,此时,这两个力是平衡的.(演示)
可见,两个力的平衡必须满足以下四个条件:两个力作用在一个物体上,大小相等、方向相反、作用在一条直线上.
根据同一条直线上力的合成的法则可知,当两个力彼此平衡时,物体受到的合力是0. 二力平衡条件的应用
二力平衡条件的应用可以从两方面去掌握.
1.根据物体处于静止状态或匀速直线运动状态,可以分析出作用在物体上的力的大小和方向. 例题:质量是50千克的人站在水平地面上,画出人受力的图示.
人受重力G和地面的支持力N.人处于静止状态,所以重力G和支持力N是平衡的.那么这两个力一定满足二力平衡的条件,即大小相等,方向相反,且在一条直线上. 根据人的质量,计算出人的重力G.G=mg=50千克×10牛/千克=500牛顿.方向竖直向下.支持力N=500牛顿,方向竖直向上.(图示略)
2.根据物体的受力情况判断物体的运动状态.
物体不受力,应保持匀速直线运动或保持静止状态.物体受一个力,运动状态发生改变,这是力产生的效果.物体受平衡力时,应保持静止或保持匀速直线运动状态.静止的物体受平衡力时,仍然保持静止;运动的物体受平衡力时,仍然保持匀速直线运动.
例如,火车在平直的轨道上行驶.在竖直方向上重力和支持力平衡,如果牵引力大于阻力,火车将加速;如果牵引力小于阻力,火车将减速;牵引力和阻力相等时,水平方向二力平衡,火车匀速直线前进. 总结
力和运动的关系可以粗略地概括如下.
维持运动不需要力的作用,因为物体有惯性,只有改变物体的运动状态时才需要力.但是物体在平衡力的作用下,运动状态不会改变.
19
物体保持静止或匀速直线运动的条件是什么呢?从理论上说,物体不受力或受平衡力时就可以保持静止或匀速直线运动.而实际上物体是没有不受力的,所以物体受平衡力时就保持静止或匀速直线运动. 作业
习题5、6、7. 说明
本节课有三个重要环节.由物体处于平衡状态给出什么是平衡力;二力平衡的条件;研究平衡力和二力平衡条件的重要意义有两方面,根据运动状态分析力的情况和根据受力情况判断运动状态.
建议老师们突出这三个环节,使学生有非常清晰的思路,以免学生把平衡力和二力平衡的条件混为一谈.
第七节 复习和总结
通过本章“运动和力”的学习,学生对机械运动、参照物、速度、时间和长度的测量、力的单位和测量、力的表示、力的作用效果、物体的惯性、二力的平衡等一些基本的知识已有所了解.本节课的任务就是要学生系统地回顾和总结本章知识的内容,体验知识内容之间的联系并能综合应用知识解决实际问题.在归纳、总结、应用的过程中培养学生的概括能力、应用物理知识解决实际问题的能力和将科学知识服务于人类的意识. 教学目标
一、知识目标
1.知道运动和静止的相对性,能根据物体的运动情况判断选择参照物. 2.能用速度描述物体的运动并能用速度公式进行简单的计算.
3.会选择和使用适当的工具测量时间和长度,知道测量的误差,区分误差和错误. 4.知道影响力的作用效果的力的三要素并能用示意图表示力.
5.会应用惯性定律解释惯性现象,会应用二力平衡的条件分析实际问题. 二、能力目标
通过对本单元知识的系统复习,培养学生的归纳概括能力和应用物理知识解决实际问题的能力. 三、德育目标
通过学生对所学知识的概括和总结,养成良好的学习习惯.培养学生热爱科学的品质,将科学知识应用于生活的意识. 教学重点
机械运动及其相对性、力的概念. 教学难点
惯性现象的解释及二力平衡条件的应用. 教学方法
归纳法:通过对本章知识的归纳总结,体验知识内容之间的联系,系统复习本章知识. 引导分析法:通过引导学生对典型事例的分析,锻炼学生分析问题解决问题的能力. 教具准备
投影仪及投影片. 课时安排 1课时 教学过程
一、知识网络(板书)
20
二、典型例题
例1:下列关于力的说法中正确的是 ( )
A.汽车拉拖车时,汽车总是施力物体,而拖车总是受力物体 B.脚踢球时,脚先对球施力使球飞出,然后球对脚施力使脚疼痛 C.物体之间只有直接接触才能发生力的作用
D.物体间力的作用是相互的,施力物体同时也是受力物体
分析:施力物体和受力物体是相对而言的,主要看以哪个物体为研究对象而言,因此A错.力的作用具有相互性与同时性,在踢球的同时脚就会疼痛,不会等球飞出去之后才痛,故B错.物体之间不接触时也会发生力的作用,如磁场的作用,所以C错.故应选D. 答案:D
例2:在当今世界,地面上奔跑速度最快的是猎豹,它的速度可达40 m/s;在水中游得最快的是旗鱼,它的速度可达108 km/h;在空中飞行的鸟中最快的是褐海燕,它1 min内能飞行5 km,如果有可能让这三种动物在一起比赛,冠军是_______,亚军______.
分析:这是比较速度大小的类型题.解决这一类问题的基本方法是把它们都换算成统一的单位,就可以比较了.
猎豹的速度v1=40m/s,旗鱼的速度v2=108 km/h=30 m/s;褐海燕的速度v3=5 km/min=83.3 m/s.v3>v1>v2.
答案:褐海燕 猎豹
例3:手提水桶时,会感到手也受水桶向下的拉力,可见,不但______对____施加了力,同时______对_____也施加了力.
答案:人(手) 桶 桶 人(手)
例4:王师傅用一把刻度尺测量一木板的长度所测量结果是3.568m那么,这块木板的长度的准确值是多少?估计值是多少?所用刻度尺的最小刻度值是多少?测量的结果精确到多少? 答案:356 cm 0.8 cm 1 cm 1 cm
例5:工人用铲子向炉膛内送煤,铲子并不进入炉膛,而煤却能飞进炉膛,这是为什么?
答案:工人用铲子向炉膛送煤时,铲子和煤都向前运动,当它们到达膛口前时,铲子停止了运动,而铲子上的煤由于惯性要保持原来向前运动的状态,而离开铲子飞进炉膛.
21
因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容