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第六章力與運動導學案 課型： 新授 主備人： 審核人：初二物理組 對科學探究能力的基本要求 1．能初步描述實驗數(shù)據(jù)或有關信息。 2．能對收集的信息進行簡單的比較。 3．能進行簡單的因果推理。 4．經(jīng)歷從物理現(xiàn)象和實驗中歸納科學規(guī)律的過程。 5．嘗試對探究結果進行描述和解釋。 6．認識分析論證在科學探究中是必不可少的。 科學內容 ◇ 知道二力平衡條件。了解物體運動狀態(tài)變化的原因。 ◇ 通過實驗探究，理解物體的慣性。能表述牛頓第一定律。 本章概述 1．基本要求 本章講述力與運動的關系，是力學的重點章節(jié)之一。本章在“知識與技能”方面，要求師生通過實驗探究，理解牛頓第一定律；知道二力平衡條件。在“過程與方法”方面，要求學生經(jīng)歷牛頓第一定律的發(fā)現(xiàn)，領悟“分析與論證”這個探究環(huán)節(jié)，同時認識理想實驗的科學研究方法，通過書面或口頭表述牛頓第一定律，初步具有評價和聽取反饋意見的意識。有初步的信息交流能力。希望學生能夠運用已知的科學規(guī)律去解釋二力平衡的條件，掌握等效替代的科學方法，具有初步的分析概括能力。在“情感態(tài)度與價值觀”方面，要求學生通過對本章三個實驗探究活動的參與養(yǎng)成實事求是、尊重自然規(guī)律的科學態(tài)度，不迷信權威，并認識到交流與合作的重要性，有主動與他人合作的精神。 2．本章編寫思路 因為本章著力體現(xiàn)力和運動的關系，所以在設置上就力求體現(xiàn)“如果物體受到了力的作 用，其相應的運動狀態(tài)會怎樣?”的思路。第一節(jié)“科學探究——牛頓第一定律”展示當物體不受任何外力作用的時候，將處于什么樣的運動狀態(tài)；現(xiàn)實中任何物體都會受到力的作用，如何體現(xiàn)多個力對物體的作用；當物體受到同一直線上兩個力的作用時，其運動狀態(tài)又如何? 這就是第二節(jié)“力的合成”關注的問題；第三節(jié)“力的平衡”體現(xiàn)的是當物體受到的合力為零時，物體的運動狀態(tài)。 本章的這三節(jié)都以實驗探究為核心進行設置，主要是讓學生通過對本章的參與，獲取 “分析與論證”的能力?！翱茖W探究——牛頓第一定律”要求學生能對收集的信息進行簡單的比較，能進行簡單的因果推理，經(jīng)歷從實驗中歸納科學規(guī)律的過程，最后用自己的語言表述推理的結果；“力的合成”要求學生收集、分析實驗數(shù)據(jù)，得出實驗結論；“力的平衡”要求學生通過對假設的論證，獲取結論。隨著對本章的深入學習：讓學生逐步體會《標準》中關于“分析與論證”的要求。 3．全章內容結構圖 牛頓第一定律 【教學目標】 1、知識與技能 (1)知道牛頓第一定律的內容。(2)知道慣性的概念 2、過程與方法 (1) 探究牛頓第一定律。(2)通過活動體驗任何物體都具有慣性 【情感、態(tài)度與價值觀】 通過活動和閱讀感受科學就在身邊 【教學重點】 1、探究牛頓第一定律。2、認識生活中的慣性現(xiàn)象 【教學難點】 1、探究牛頓第一定律實驗結論的進一步分析2、對牛頓第一定律文字敘述的理解 3、怎樣解釋慣性現(xiàn)象。 【學習器材】 【學習過程】 一、學前準備： 1.一切物體總保持 狀態(tài)或 狀態(tài)，直到有 迫使它改變這種狀態(tài)為止。 2.伽利略的理想實驗說明了 。 3.物體保持 的性質叫做慣性，慣性是物體的 ，與物體的運動情況或受力情況 。 二、課堂交流與達標導學： （一）交流預習情況： 1.展示預習成果：交流你的思考和疑惑（含實驗情況）。 2.討論：通過預習，你想了解學習哪些知識：______________________ ______________________________________________________________ （二）知識深化探究： 一、亞里士多德的觀點 觀察課本P100圖,思考相關的問題。這種“物體的運動需要力去維持”的觀點在歷史上曾被沿用兩千多年,但沿用兩千年是否就一定正確呢？與同學交流。 二、牛頓第一定律 1．自學課本P101，了解伽利略觀點。 2．科學探究 （1）將滑塊放在斜面上，放手讓滑塊滑下，到水平面上后會立即停止前進嗎？ 猜想：你認為滑塊在木板上前進的距離遠近與哪些因素有關？ 影響滑塊前進距離的因素 （2）思考：如果要研究滑塊在水平面上前進的距離和水平面對它的摩擦力的關系，你認為應該如何進行？你能設計出一個研究方案嗎？ 學法指導：讓其它因素相同，通過改變水平面的情況（即讓滑塊在粗糙程度不同的表面上運動），再比較前進的距離與摩擦力的關系。 相同因素包括 改變的條件 (3)實驗中應觀察哪些現(xiàn)象？比較哪些量？你能設計一個記錄表格嗎？ (4)分別實驗，觀察、記錄、完善表格。 (5)思考分析： a、三種表面誰光滑，摩擦力最??？從三次實驗現(xiàn)象可以得到怎樣的描述？ 。 b、若表面更光滑，則滑塊所受摩擦力將 ,前進距離 ,速度減小的程度 。 c、若表面光滑到摩擦力為0滑塊會怎樣 比較推理的結果，能得到結論:運動的物體在不受外力時會 。 想一想 靜止的物體在不受外力時，會 。 至此牛頓總結出牛頓第一定律。 3．思考討論：該定律能直接用實驗驗證嗎？ 這種建立在實驗的基礎上，通過邏輯推理得到理想狀況下的結論，也是研究物理的一種方法． 4．小結：回顧定律的得出過程。作為舉世公認的、最卓越的科學巨匠，牛頓仍謙遜地說："如果說我比別人看得遠些，那是因為我站在了巨人的肩上。談一談你的體會。 三、慣性 1 、認識慣性 （1）閱讀P103內容，思考什么叫慣性。同學交流。 讀一讀 我國以前有人用“動者恒動，靜者恒靜”來表述物體的慣性．這句話可以做如下解釋．物體具有保持原有的運動狀態(tài)不變的性質．物體運動時要保持運動狀態(tài)不變；物體靜止時要保持靜止狀態(tài)不變．恒是永久的意思，即原有的運動狀態(tài)會永久保持，直到有力的作用才能使它的運動狀態(tài)改變． 做一做 拿一個小紙條放在桌邊上，在紙條上壓一個立著放的鋼筆帽，將紙條迅速抽出，鋼筆帽不倒． 想一想 請解釋當紙條抽出時，筆帽為什么不倒？ 鋼筆帽是 的．當紙條迅速抽出時，由于筆帽有 還要保持 狀態(tài)，所以筆帽不倒． (3)看課本圖6-10 討論交流：為什么錘頭松了木工師傅把錘柄在凳子上撞擊幾下，錘頭就能緊緊地套在錘柄上？ 錘子向凳子撞擊時，錘頭和錘柄一起 ，錘柄撞到凳子受到力作用，運動狀態(tài)改變而停止運動，錘頭由于具有 繼續(xù)向下運動使錘柄套緊。 (4)和同學們談一下乘坐公交車，公交車啟動、剎車時身體的感受。 剎車前木塊和小車一起運動．剎車時，木塊底部和小車都 了，但是由于有 ，木塊上部還要保持向前 ，所以木 傾倒． 2、舉例寫出你觀察到的在生產(chǎn)、生活以及交通運輸?shù)确矫姘l(fā)生的慣性現(xiàn)象的兩個例子，并結合所舉事例分別說明如何防止或利用慣性。 3、通過以上例子:一切物體在 情況下都具有慣性，慣性是物體的 。 四、我的收獲和疑惑： 1.收獲（知識結構）： 2.疑惑： _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ 五、拓展與延伸（課后探究）： 1、歷史上首先正確認識力和運動的關系，推翻“力是維持物體運動的原因“的物理學家是：（ ） A、阿基米德； B、牛頓； C、伽里略； D、以上三個都不是 2、關于慣性，下列說法中正確的是( ) A、物體靜止時有慣性，運動時沒有慣性； B、物體保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)時才有慣性； C、物體受力作用時才有慣性； D、物體的慣性與運動狀態(tài)或是否受力無關。 3、我國公安部門規(guī)定：在高速公路上，汽車駕駛員和乘客都要系上安全帶，主要是為了減輕下列哪種情況下可能造成對人身的傷害( ) A、汽車加速 B、汽車速度過快 C、緊急剎車 D、汽車突然啟動 4、汽車在緊急剎車的過程中，總要滑行一段距離才能停下來，原因是汽車 ；當雨天路面有水時，輪胎與地面間的摩擦變 ，在同樣車速條件下，汽車在緊急剎車后滑行的距離將比路面沒有水時變 ．因此，司機駕車要注意：“雨天路滑，小心慢行”。 5、閱讀理解 汽車剎車之后 現(xiàn)代社會汽車大量增加，發(fā)生事故的一個重要原因是遇到意外情況時汽車不能立即停止，因為司機從看到情況到肌肉動作操縱制動器需要一段時間，這段時間叫反應時間，在這段時間內汽車要前進一段距離，叫反應距離。從操縱器剎車 到車停下來，汽車又要前進一段距離，這段距離叫制動距離。以上兩段距離之和即為汽車的停車總距離。 下面是一個機警的司機開一輛保養(yǎng)得很好的汽車在干燥的公路上以不同的速度行駛時，測得的剎車后的反應距離和制動距離。 速度υ/kmh-1 反應距離s1/m 制動距離s2/m 停車總距離s/m 40 7 8 15 50 9 13 22 60 11 20 31 70 15 34 49 80 19 54 73 閱讀后回答： (1)影響汽車制動距離的主要因素是什么？ (2)在交通要道為什么對機動車輛的最大速度要限制？ (3)你認為在雨雪天制動距離將怎樣變化？司機在雨雪天氣應注意什么問題？ 【教(學)后記】 力的合成 【教學目標】 知識與技能：1.知道理合力的概念。2.知道同一直線上二力的合成的法則。 過程與方法：1.經(jīng)歷同一直線上二力的合成規(guī)律的探究。 2.應用同一直線上二力的合成規(guī)律解決實際問題。 情感態(tài)度與價值觀：1.在生活中利用合力的方向具有的規(guī)律為生產(chǎn)服務。 2.利用多個力可以合成更大的力的規(guī)律解決動力問題。 【教學重點】讓學生通過對實驗探究的參與，認識同一直線上二力合成的情況。 【教學難點】讓學生了解等效替代的科學方法，認識等效替代對物理發(fā)現(xiàn)的重要作用。 【學習器材】彈簧、滑輪、鉤碼、細線等。 【學習過程】 一、學前準備： 1. 如果一個力產(chǎn)生的作用效果跟幾個力共同作用產(chǎn)生的效果相同，這個力就叫做那幾個力的 。組成合力的每一個力叫 。 2. 同一直線上，方向相同的兩個力的合力，大小等于這兩個力的大小 ，方向跟這兩個力的方向 ，即 。 3. 同一直線上，方向相反的兩個力的合力，大小等于這兩個力的大小 ，方向跟這兩個力的方向 ，即 。 二、課堂交流與達標導學： （一）交流預習情況： 1.展示預習成果：交流你的思考和疑惑（含實驗情況）。 2.討論：通過預習，你想了解學習哪些知識：______________________ ______________________________________________________________ （二）知識深化探究： 一、合力 觀察課本P106圖6-14及圖6-15 。 想一想在這兩幅圖中，發(fā)動機對航船的作用效果與多個船帆對航船共同作用效果一樣嗎？一只甲殼蟲對樹葉的作用效果與數(shù)只螞蟻共同作用效果一樣嗎？ 能否舉出生活中一個力作用的效果與兩個力共同作用而產(chǎn)生的效果相同的實例。 ※ 這里所說的效果相同，在物理學中我們叫它等效，也可以叫等效代替，在學習物理中建立等效的觀念十分重要． 二、同一直線上二力的合成 觀察課本P107圖6-16及圖6-17。在以上兩個例子中，你認為同一直線上二力的合成有幾種情況？ 【提出問題】 你認為合力的大小和方向是怎樣的？ 【猜想假設】 【進行實驗與收集證據(jù)】 按照課本P107實驗探究完成實驗。 【分析與論證】 1．同一直線上，方向相同的兩個力的合力，大小等于這兩個力的大小 ，方向跟這兩個力的方向 ，即F= ； 2．同一直線上，方向相同的兩個力的合力，大小等于這兩個力的大小 ，方向跟這兩個力的方向 ，即F= ； 【交流】 你在實驗中遇到了哪些問題，還有哪些疑問？ 閱讀課本P109交流與討論部分，并思考提出的問題。 四、我的收獲和疑惑： 1.收獲（知識結構）： 2.疑惑： _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ 五、拓展與延伸（課后探究）： 1．如圖6-2-1所示，兩個小孩能提起一桶水，一個大人同樣能提起一桶水，這個現(xiàn)象表明。 2．一輛小車重200 N，放在光滑水平地面上，甲用50 N水平力向東拉，乙用30 N的水平力向東推，求這輛小車在水平方向所受的合力大小和方向． 3．作用在一個物體上、同一直線上的兩個力8N和3N，它們的合力最小為 N，最大為 N． 4. 彈簧測力計下掛有15N的物體，當用手豎直向上托住這個物體時，彈簧測力計的示數(shù)是10N，則手對物體向上力的大小是 N。 5．用8N豎直向下的力把重5N的木板壓在地面上，地面受到的壓力是 ；如果用同樣大小的力把同樣重的木板壓在天花板上，天花板受到木塊的壓力是 。 6．直升飛機用6500N的力向上吊起質量為600kg的鐵塔，這個鐵塔受到的合力是多大?方向如何?(g=10N/kg) 7．有兩個力F1、F2作用在同一物體上，當F1、F2方向相同時，其合力大小為100N；當F1、F2方向相反時，其合力大小為50N，且與F1方向相同，求F1、F2的大小。 【教(學)后記】 力的平衡 【學習目標】 1. 認識到在平衡力作用下，物體保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)。 2. 對處于平衡狀態(tài)的物體進行受力分析，認識平衡力的概念。 3. 在探究實驗中要求自己處理實驗數(shù)據(jù)，并從對數(shù)據(jù)的分析處理中認識二力平衡的條件。 4. 應用二力平衡的知識分析、解決簡單的問題。 5.在討論與交流中感受在力的平衡狀態(tài)下物體的運動狀態(tài)。 【情感、態(tài)度與價值觀】 通過活動和閱讀感受科學就在身邊。 【學習重難點】 重點：二力平衡條件 難點：二力平衡條件的應用 【學習器材】 【學習過程】 一、學前準備： 1. 在物理學中人們把靜止狀態(tài)和勻速直線運動狀態(tài)叫做 狀態(tài)。 2. 物體如果在兩個力的作用下，處于平衡狀態(tài)，這兩個力就稱為 ，也叫二力平衡。 3. 當一個物體受到兩個力作用時，二力平衡的條件是：兩個力大小 、方向 、作用在 上。 二、課堂交流與達標導學： （一）交流預習情況： 1.展示預習成果：交流你的思考和疑惑（含實驗情況）。 2.討論：通過預習，你想了解學習哪些知識：______________________ ______________________________________________________________ （二）知識深化探究： 一、二力平衡 觀察課本P110圖6-20、6-21及圖6-22 。 想一想 當物體受到外力作用時， （能或不能）保持靜止或勻速直線運動？ 物體如果在兩個力的作用下，能保持 或 ，我們就說該物體處于平衡狀態(tài)。這兩個力就互稱為 。 圖6-20、6-21及圖6-22中的充氣船、繩及飛機，都處于 狀態(tài)，都受到 力的作用。 （1）觀察圖6-23，蛋糕在托盤上靜止不動，處于平衡狀態(tài)，作用在蛋糕上的 和 時一對平衡力。 （2）觀察圖6-24，跳傘運動員能勻速下降，處于平衡狀態(tài)，運動員和降落傘作為整體受到的 和 時一對平衡力。 試一試 請在圖6-25中畫出靜止在水平桌面上的飲料瓶的受力示意圖。 二、二力平衡條件 在課本P112圖6-26二力平衡的實驗中 （1）當兩個盤子里裝著砝碼質量相同時，玩具小車在水平方向上受到的兩個力大小 （相等、不相等），方向 （相同、相反）， （是、否）在同一直線上，玩具小車 （平衡、不平衡）。 （2）若把玩具小車轉動一小角度，此時兩個力 （是、否）在同一直線上；松手后，玩具小車 （能、否）靜止。 （3）若在右邊的盤子里再加一個砝碼，而左邊的盤子不增加砝碼，此時玩具小車 。（平衡、不平衡），受到的兩個力大小 （相等、不相等），方向 （相同、相反）， （是、否）在同一直線上。 以上實驗結果表明： 當一個物體受到兩個力作用時，二力平衡的條件是：兩個力大小 、方向 、作用在 上。 想一想 當物體受到兩個力作用并且二力平衡時，物體受到的合力為 。 做一做 用彈簧測力計吊50g鉤碼，使鉤碼勻速上升或下降，觀察測力計示數(shù)是否變化。為什么？若使鉤碼變速上升或下降，觀察測力計示數(shù)是否變化。為什么？ 四、我的收獲和疑惑： 1.收獲（知識結構）： 2.疑惑： _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ 五、拓展與延伸（課后探究）： 1. 下列情況下，物體受平衡力作用的是[ ] A．蘋果從樹上落下來 B．汽車在彎道上勻速轉彎 C．物體在斜坡上勻速直線滑下 D．向上拋出的石塊 2. 下列說法中正確的是[ ] 　　　A．物體處于靜止或勻速直線運動時，一定只受兩個力作用 　　　B．物體如果有外力作用，不可能處于勻速直線運動和靜止狀態(tài) 　　　C．兩個力作用在一條直線上，大小相等，方向相反，這兩個力一定是平衡的 　　　D．一個物體的運動方向在不斷改變，它受到的力一定不平衡 3. 一個物體受到兩個力的作用，這兩個力的三個要素完全相同，那么這兩個力[ ] 　　　A．一定不是平衡力 B．一定是平衡力 　　　C．可能是平衡力 D．條件不足，無法判斷 4. 天花板上吊一盞燈，吊線的重力忽略不計，下列各對力中屬于平衡力的是 [ ] 　　　A．燈受到的重力和吊線對燈的拉力 　　　B．燈對吊線的拉力和吊線對燈的拉力 　　　C．天花板對吊線的拉力和吊線對燈的拉力 　　　D．天花板對吊線的拉力和吊線對天花板的拉力 5. 某人用力50N的力提起水平地面的重為200N一只箱子，但箱子沒有動，箱子受到的合力為 [ ] A．200N． B．250N C．150N　　　　 D．0N 6. 汽車在1500牛牽引力作用下,沿水平路面向東做勻速運動,汽車受摩擦力為______牛，方向向_______；若汽車行駛的牽引力減小為1200N，則汽車將做______運動. 汽車所受合力是______N，方向向_______。 7. 起重機的鋼絲繩吊著5103N的重物，當物體以0.5m/s的速度勻速提升時，鋼絲繩對重物的拉力是_____N；當物體以1m/s的速度勻速下降時，鋼絲繩對重物的拉力______5103N；當物體以1.5m/s的初速度加速提升時，鋼絲繩對重物的拉力______5103N；當物體以1.5m/s的初速度減速提升時，鋼絲繩對重物的拉力_____5103N，當物體靜止在半空中時，鋼絲繩對重物的拉力_______5105N。（選填“大于”、“等于”或“小于”） 【教(學)后記】 力與運動的復習總結 基本要求： （1）知道牛頓第一定律。 （2）知道什么是慣性，會解釋簡單的慣性現(xiàn)象。 （3）知道什么是合力和同一直線二力合成的法則。 （4）知道什么是力的平衡和二力平衡的條件，會應用二力平衡的知識分析、解決簡單的問題。 重點： 牛頓第一定律 慣性 同一直線上二力的合成法則 　　二力平衡條件 難點： 牛頓第一定律的得出及含義 　　力的平衡及二力平衡條件 主要內容的講解： 一. 關于牛頓第一定律和慣性的主要內容回憶 1. 亞里士多德的觀點： 古希臘的學者亞里士多德早在兩千年前就提出“力是維持物體運動的原因”。他的根據(jù)是一個物體（例如一輛車）運動起來后必須用力才能使它不停地運動下去，失去力的作用，運動會停下來．初看起來，他的觀點似乎符合實際情況，所以這個觀點在人類的歷史上統(tǒng)治了近一千七百年。 2. 科學家對力和運動的關系問題的研究及結論： a、伽利略的理想實驗和我們的教學實驗： b、笛卡爾的補充 c、牛頓的總結 英國的著名物理學家牛頓總結了前人研究的成果，建立了力和運動的關系的第一條規(guī)律，牛頓第一定律。 　　一切物體在沒有受到外力作用的時候，總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)，這就是著名的牛頓第一定律。 d、由牛頓第一定律，我們可以得出以下幾個方面的問題， （1）勻速直線運動不需要外力來維持。 （2）力是使物體運動狀態(tài)發(fā)生改變的原因。 （3）任何物體都有一種性質，也就是保持自己原有的運動狀態(tài)不變的性質，我們把這種性質叫做慣性。慣性是物體本身固有的一種屬性。任何物體在任何時候都有慣性。它只與物體的質量有關系。 （4）慣性是維持物體做勻速直線運動的原因。 （5）牛頓第一定律又叫慣性定律。 （6）牛頓第一定律不是從實驗中直接得出來的，也就是說它不是一個實驗定律，當然也就不能用實驗來驗證。但是它又有深厚的實驗基礎．它是在實驗的基礎上通過進一步的科學推理而得到的，由這個定律進一步得出的一切科學推論都經(jīng)受住了實踐的檢驗，因此，牛頓第一定律早已成為大家公認的力學基本定律之一。 3. 慣性與慣性現(xiàn)象 任何物體都有一種性質，也就是保持自己原有的運動狀態(tài)不變的性質，我們把這種性質叫做慣性。慣性是物體本身一種固有的一種屬性。任何物體在任何時候都有慣性。它只與物體的質量有關系。 一些慣性現(xiàn)象 　　我們可以用玻璃杯，光滑塑料片，乒乓球，木棒，紙條，小車，金屬塊，木板，瓷碗，鉤碼等做如下操作： 　　（1）在普通玻璃杯上，擱一塊光滑的塑料片（或木片），塑料片上放一只乒乓球（乒乓球放在杯子的正上方，為防止乒乓球滾動，可在乒乓球下加一個小墊圈）。 　?。?）用棒對準塑料片沿水平方向用力一擊，可以看到塑料片突然飛出，乒乓球卻安然地落在玻璃杯中。（圖a） 　　（3）將盛水的茶杯放在桌上的紙條上，手持紙條的一端慢慢地拉動，茶杯隨紙條移動。如果迅速地將紙條抽走，茶杯安然不動。（圖b） （4）將金屬長方體放在小車上，鉤碼用細繩通過定滑輪拉著小車作加速運動（加速度應大一些），當小車遇到障礙物突然停止時，金屬長方體就越過小車表面向前運動（圖c）。 （5）將瓷碗內盛滿水，放在小車上，突然急速拉動小車。碗內原來靜止的水由于慣性，會向小車運動的相反方向潑出（圖d）。 （6）拉著小車在桌面上作勻速運動，小車遇到障礙物而突然停止，碗中原來運動的水由于慣性，會向小車運動的前方潑出（圖e）。 二. 牛頓第一定律與慣性 1. 第一定律中包含的基本概念，奠定了經(jīng)典力學的概念基礎，從而使它處于理論系統(tǒng)中第一個原理的前提地位。 　　這主要表現(xiàn)在： 　?。?）首次批駁了延續(xù)兩千多年的亞里士多德等人錯誤的力的概念，為確立正確的力的概念掃清了道路。 　　（2）第一次科學地給出了力的定性定義（含力的本質和力的效果）。 　　（3）第一次提出了經(jīng)典力學的幾個基本概念，為其他幾個原理奠定了概念基礎。 　　牛頓第一定律首先表明了“不受力”下，物體的動力學規(guī)律（作慣性運動），此基礎上才能表明其他幾個基本原理。 2. 伽利略第一次從實驗出發(fā)，運用科學推理推翻了延續(xù)兩千多年的錯誤的力的概念，這在物理學研究方法上具有十分重要的意義，物理學的正確認識只能來源于科學實驗，也只有科學實驗對錯誤觀點的批判才是最強有力的。 　　亞里士多德錯誤的力的概念所以能延續(xù)兩千多年，正是由于人們過分相信了“直覺”而沒拿起“實驗”這一科學研究的武器。 　　愛因斯坦對伽利略的工作給予很高的評價：“伽利略的發(fā)現(xiàn)以及他所應用的科學的推理方法是人類思想史上最偉大的成就之一，而且標志著物理學的真正開端”，伽利略被人們譽為“實驗科學之父”是當之無愧的。 3. “慣性”的本質。慣性是物體的固有屬性，不論宏觀物體，還是微小粒子，不論固體、液體、氣體，不論靜止物體，還是運動物體，不論物體在地球上，還是在月球上，一切物體在任何時刻，任何情況下都具有慣性。不能說物體處于勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)時有慣性，而運動狀態(tài)改變或所受合外力不為零時就沒有慣性，也不能說慣性“僅在物體處于勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)時起作用”，而“在物體運動狀態(tài)改變或所受合外力不為零時不起作用”，對運動物體即使加上很大的阻力，要使它停下來仍需一段時間”，正是運動物體要保持勻速直線運動狀態(tài)的性質表現(xiàn)；“對靜止物體即使加上很大的推動力，要使它達到某一速度仍需一段時間”也正是靜止的物體要保詩靜止狀態(tài)的性質表現(xiàn)。 　4. “慣性”與“第一定律”的區(qū)別。同學們往往把牛頓第一定律的內容當作慣性概念，即“慣性”與“慣性定律”混為一談，這也正是同學們認為物體只有在不受外力作用時才有慣性。為了糾正這種錯誤，除了使同學們能準確地敘述慣性和牛頓第一定律的內容，同學們還要知道它們的區(qū)別：慣性是一切物體固有的屬性，是不依外界條件而改變。它始終伴隨物體而存在。牛頓第一定律則是研究物體在不受外力作用時如何運動的問題，是一條運動定律，它指出了“物體保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)”的原因，而慣性是“物體具有保持原來的勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)”的特性；兩者完全不同。為何牛頓第一定律又叫慣性定律，是因為定律中所描述的現(xiàn)象是物體的慣性的一個方面的表現(xiàn)，當物體受到外力作用時，物體不可能保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)，但物體力圖保持原有運動狀態(tài)不變的性質仍頑強地表現(xiàn)出來。 　5. “慣性”與“力”的區(qū)別。同學們往往把“慣性”當做力，認為“子彈離開槍口后還會繼續(xù)向前運動”，“水平道路上運動著的汽車關閉發(fā)動機后還要向前運動”這些都是“慣性”這個力作用的結果等。慣性與力的區(qū)別：①物理意義不同；慣性是指物體具有保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)的性質；而力是指物體對物體的作用．慣性是物體本身的屬性，始終具有這種性質，它與外界條件無關；力則只有物體與物體發(fā)生相互作用時才有，離開了物體就無所謂力。②構成的要素不同：慣性只有大小，沒有方向和作用點，而大小也沒有具體數(shù)值，無單位；力是由大小、方向和作用點三要素構成。它的大小有具體的數(shù)值，單位是牛。③慣性是保持物體運動狀態(tài)不變的性質；力作用則是改變物體的運動狀態(tài)． 6. “物體慣性”與“外力作用”的辨證關系。物體原來具有某個速度，物體慣性則力圖使其繼續(xù)保持這一速度，但力圖保持與能否保持則是不同的。當物體受到合外力為零時，物體可保持這個速度，當物體所受合外力不為零時，物體便不能再保持原來的速度，運動狀態(tài)就發(fā)生了變化。物體的慣性和外力作用這一對矛盾的對立統(tǒng)一，形成了宏觀物體的形形色色的各種復雜的運動。如果沒有外力，物體也就沒有復雜多樣的運動形式；如果沒有慣性，物體的運動狀態(tài)改變不需要力的作用，只有當我們理解了慣性與外力作用的辨證關系，就不難解釋慣性現(xiàn)象．例如“錘子松了，把錘把的一端在物體上撞幾下，錘頭就能緊套在錘柄上”這是因為錘與柄原來都向下運動，柄撞在物體上受到阻力作用，改變了它的運動狀態(tài)，就停止了運動，錘頭沒受阻力仍保持原來運動狀態(tài)，繼續(xù)向下運動，這樣錘頭就緊套在錘柄上了。 三. 同一直線上二力的合成 （1）如何理解合力 幾個力共同作用的效果可以用一個力來代替，則這個力就是那幾個力的合力（那幾個力稱為這個力的分力）?？梢?，合力概念是建立在“等效”的基礎上。既然是從力的作用效果著手，因此在分析一個物體受力時，合力和分力是不共存的。如：甲、乙兩人拉車前進，也可用一個丙代替這甲、乙兩人拉車前進，則丙對車拉力就是前甲、乙兩人對車拉力的合力。顯然不能理解為甲、乙、丙三個人同時在拉車。 （2）如何求合力 求合力的方法叫力的合成。最簡單、最基本的合成是同一直線上二力的合成?！? 作用在同一個物體上的兩個力，如果它們的作用方向相同，合力的方向與這兩個力的方向相同，合力的大小等于這兩個力的大小之和。例如甲、乙兩人都對同一個桌子作用，甲用20牛力向東拉，乙用30牛力向東推，桌子受到的合力方向向東，大小為50牛。 　　如果同一直線上兩個力的作用方向相反，合力的方向為較大一個力的方向，合力的大小等于兩個力大小之差。如果甲向東拉桌子，乙向西拉桌子，力的大小仍為20牛、30牛，合力向西、大小為10牛。 四. 互成角度的二力的合成 （1）用平行四邊形的對角線表示合力的含義 　　按圖示法作出力的平行四邊形后，對角線的起點──合力作用點；對角線的長度──按標度比例表示合力的大??；對角線的方向──合力的方向。如圖所示。 （2）合力大小的變化范圍 兩力合成的最大值是同向合成，最小值是反向合成，因此F1－F2≤F合≤F1+F2（設F1＞F2）。兩力夾角越大，合力越小。 五. 二力平衡 1. 什么是力的平衡 物體在受到幾個力作用時，如果物體保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)，我們就說這幾個力相互平衡。 2. 實驗研究二力平衡的條件 在木板A、B、C處釘上三個釘子，釘子上套上小滑輪，用繞過小滑輪的線來拉一塊硬紙板，如圖（甲）所示。在A、B處掛等重的鉤碼時，F(xiàn)1與F2在一條直線上，紙板不動，說明紙板受到的兩個力是平衡的。如圖乙在A、C處掛等重的鉤碼時，F(xiàn)1與F2雖然大小相等，方向相反，但是不在一條直線上，紙板轉動，說明這樣兩個力不是平衡力．紙板轉過一定角度后，作用在紙板上的兩個力又在一條直線上時，兩個力平衡，紙板重新靜止下來。 可見，兩個力的平衡必須滿足以下四個條件：兩個力作用在一個物體上，大小相等、方向相反、作用在一條直線上。 　　根據(jù)同一條直線上力的合成的法則可知，當兩個力彼此平衡時，物體受到的合力是0。 3. 二力平衡條件的應用 　?。?）根據(jù)物體的運動狀態(tài)判斷物體的受力情況。 （2）根據(jù)物體的受力情況判斷物體的運動狀態(tài)。 【典型例題】 一. 關于牛頓第一定律的例題 例1. 正在運動著的物體，若受到的一切力都同時消失，那么它將（ ）。 A. 立即停止 B. 改變運動方向 C. 先慢下來，然后停止 D. 做勻速直線運動 分析：此題研究的情況是一種理想的情況。根據(jù)牛頓第一運動定律可知，若受到的 一切力都同時消失的時候，正在運動著的物體將做勻速直線運動。 答案：此題應選D。 例2. 下列說法中正確的是（ ）。 A. 力是維持物體運動的原因 B. 力是使物體運動狀態(tài)改變的原因 C. 力是使物體運動的原因 D. 力是使物體運動速度不變的原因 分析：根據(jù)牛頓第一定律可知，一切物體在沒有受到外力作用的時候，總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)。如果要改變物體的運動狀態(tài)，就必須對物體加力。 力是改變物體運動狀態(tài)的原因，物體運動狀態(tài)的改變是指速度的大小和方向的改變。 答案：此題應選B。 例3. 物體在不受外力作用時，則（ ）。 A. 一定處于靜止狀態(tài) B. 一定處于勻速運動狀態(tài) C. 一定處于勻速直線運動狀態(tài) D. 保持靜止或勻速直線運動狀態(tài) 分析：根據(jù)牛頓第一定律我們知道，物體不受外力作用時，原來靜止的物體將永遠保持靜止狀態(tài)；原來運動的物體將永遠做勻速直線運動，速度的大小和方向都不改變。 答案：此題應選D。 二. 關于慣性的例題 例4. 擲出的籃球，在空中飛行時（忽略空氣阻力），受到的力有（ ）。 A. 手對籃球的作用力 B. 手對籃球的作用力、重力 C. 籃球向前飛行的慣性力、重力 D. 重力 分析：籃球離開手以后，已不再受手的作用力。而慣性不是力，因而“慣力”、“慣性”等提法都是錯誤的。 答案：此題應選D。 例5. 在一段平直鐵軌上勻速直線運動的列車車廂中，有位乘客仰起頭時看到他頭頂?shù)恼戏叫欣罴苌嫌幸恍“挛锓诺貌环€(wěn)。那么在行車當中這小包衣物若落下來，將落在這位乘客（ ）。 A. 后面 B. 前面 C. 頭上 D. 旁邊 分析：這小包衣物落下時，在水平方向由于慣性仍保持原來的和列車相同的速度，所以這小包衣物將落在乘客的頭上。 答案：此題應選C。 例6. 下面關于慣性的說法中，正確的是（ ）。 A. 運動的物體具有慣性，靜止的物體沒有慣性 B. 物體運動的速度越大，它的慣性越大 C. 物體受到外力越大時，它的慣性就越大 D. 物體的質量越大，它的慣性越大 分析：慣性是物體的固有屬性，與運動狀態(tài)、速度大小、受力大小等因素都沒有關系，只與物體本身的質量有關系，物體的質量越大，它的慣性就越大。 答案：此題應選D。 三. 關于同一直線上二力的合成例題 例7. 作用在同一個物體上的兩個力，它們在同一直線上，已知這兩個力的合力是40牛，其中一個力的大小是10牛，則另一個力的大小可能是（ ） A. 70牛 B. 50牛 C. 40牛 D. 20牛 分析：：已知合力F=40牛，分力F2=10牛。設所求另一分力為F1。若在同一直線上的F1與F2同向，則 F = F1+F2，40牛= F1 +10牛 ∴F1=30牛 若F1與F2方向相反 F = F1－F2，40牛= F1 －10牛 ∴F1 = 50牛 因此，可知F1與F2方向相反，它的大小是50牛。 答案：：此題應選（B） 四. 關于二力平衡的例題 例8. 放在水平桌面上靜止不動的電視機，受到彼此平衡的兩個力是（ ）。 A. 電視機受到的重力和桌面對電視機的支持力 B. 電視機受到的重力和電視機對桌面的壓力 C. 桌面對電視機的支持力和電視機對桌面的壓力 D. 桌面受到的重力和電視機對桌面的壓力 分析：力是物體對物體的作用，每個力都有施力物體和受力物體。這個問題中被研究的對象是電視機，因此，凡是受力物體是電視機的力才是作用到電視機上的力。 電視機受到兩個力的作用：一是重力，重力的施力物體是地球，方向豎直向下，受力物體是電視機；二是支持力，支持力的施力物體是桌子，方向豎直向上，受力物體是電視機。 電視機處于靜止狀態(tài)，說明重力和支持力大小相等，滿足二力平衡的條件，這時的重力和支持力是電視機受到的一對平衡力。 答案：此題應選A。 例9. 起重機吊著2.5噸貨物，甲貨物以4米/秒速度勻速上升，乙貨物以2米/秒速度勻速下降，丙貨物靜止在空中。那么起重機鋼繩在以上三種情況下受力大小是（ ）。 A. 甲最大 B. 乙最大 C. 丙最大 D. 三種情況一樣大 分析：貨物受重力和起重機鋼繩的拉力作用。在甲、乙、丙三種情況下，貨物保持勻速直線運動或靜止狀態(tài)，這時貨物所受重力和鋼繩的拉力是一對平衡力。重力大小不變，鋼繩的拉力在三種情況下也就一樣大。 答案：此題應選D。 【教(學)后記】