鲁教版高一物理必修一全册教案

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教师：王孝鹏

新课标鲁教版高一物理必修I全部教案

高一物理 1 质点、参考系和坐标系

【学习目标】

1、理解质点的概念，知道它是一种科学的抽象，知道科学抽象是一种普遍的研究方法。 2、理解参考系的选取在物理中的作用，会根据实际情况选定参考系。 3、会用坐标系描述物体的位置和位置的变化。【学习重点】 1、理解质点的概念；

2、从参考系中明确地抽象出了坐标系的概念。【学习难点】理解质点的概念【知识链接】

雄鹰在空中翱翔，足球在绿茵场上飞滚，连静静的山川也在“坐地日行八万里”??，这些场景中哪些物体是在运动的？在物理学中，什么叫运动？我们又该如何去描述物体的运动呢？【学习内容】

1、雄鹰在空中翱翔，足球在绿茵场上飞滚，连静静的山川也在“坐地日行八万里”??，请同学们思考回答：这些场景中哪些物体是在运动的？在物理学中，什么叫做机械运动？举例说明。

2、宇宙中的一切物体都在不停地运动，运动是宇宙间永恒的主题，也是日常生活中常见的现象，不同的人描述物体的运动的方式也不尽相同，你能举例说明吗？

3、科学家应该怎样描绘物体的机械运动呢？即怎样地描述物体上各点的位置及其随时间的变化呢？请阅读书本Page9-10内容。（1）地球在绕太阳公转时，地球同时又在自转，所以地球的各部分离太阳的远近在不断变化。地球是一个庞然大物，直径约为12800km，与太阳相距1．5×108km，也就是说地球直径约是它与太阳距离的万分之一。那么如果我们讨论地球的公转时应怎么看待地球？是否要考虑地球各部分的自转情况？如果不用考虑地球的自转情况，我们能否忽略地球的大小，把它视为一个绕太阳公转的点？

（2）上述情况中，如果我们忽略地球的大小和形状把地球看作一个点时，那么我们能够忽略地球质量吗？

（3）如果研究长途巴士由墟沟开往南京的时间，我们是否需要考虑公交车的车轮转动情况？公交车的外表颜色？此时，我们忽略公交车的形状及大小而把公交车视为在长长的公路上运动的点吗？如果能，我们能忽略公交车的质量吗？

4、在研究某些实际问题时，为了使实际问题简化我们往往会抓住主要矛盾，忽略次要矛盾，尽可能把复杂问题简单化，是物理学上经常用到的一种研究问题的方法──科学抽象。在上述的讨论中，我们知道在研究某些运动问题时，我们往往可以忽略物体的，而把物体简化为一个有点，我们把这样的点叫做质点。质点是抓主要矛盾、忽略次要矛盾的理想化模型。

5、（1）研究原子核中核外电子的运动情况时，能把原子核看做质点吗？

（2）研究一块面包中原子核的数量时，可以把原子核看做质点吗？

（3）研究私家小汽车车由墟沟开往新浦的时间时，我们可以把小汽车看为质点吗？

（4）研究私家小汽车出库门的时间时，我们可以把小汽车看为质点吗？

思考与讨论：你觉得物体能否看做质点有什么决定？

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6、观察书本图1．1-3和1．1-4，阅读图右文字，回答以下问题。（1）不同的观察者观察同一个物体的运动时，情况可能不同吗？为什么？

（2）你认为描述一个物体的运动时，需要选择参考系吗？为什么？

性.我们描述地方便，我们通常选择为参考系。

7、思考与讨论：在刘翔进行110m栏的运动中，你怎样才能定量（准确）地描述刘翔所在的位置？

8、如果物体在一条直线上运动，应建立何种坐标系？如何建立？试举例说明。

9、如果物体在一平面内运动，应建立何种坐标系？如何建立？试举例说明。

10、如果物体在立体空间内的运动，应建立何种坐标系？如何建立？试举例说明。

11、阅读课本并查阅相关资料了解全球定位系统，你能书本Page11图1.1-6的问题吗？

【学法指导】自学探究法分析归纳法【学习小结】

【达标检测】

1．我们描述某个物体的运动时，总是相对一定的参考系．下列说法中正确的是（） A．我们说“太阳东升西落”，是以地球为参考系的 B．我们说“地球围绕太阳转”，是以地球为参考系的

C．坐在火车上的乘客看到铁路旁的树木、电线杆迎面向他飞奔而来，乘客是以他自己为参考系的 D．参考系必须选取地面或相对于地面不动的其他物体 2．判断下列说法正确的是（） A．质点一定是体积、质量都极小的物体

B．研究一列火车全部通过桥所需的时间时，因火车上各点的运动状态相同，所以可以将火车视为质点 C．研究自行车的运动时，因为车轮在转动，所以无论研究哪方面，自行车都不能被视为质点 D．地球虽大，且有自转和公转，但有时可被视为质点 3. 关于参考系的选取，下列说法正确的是（）

A. 参考系必须选取静止不动的物体 B. 参考系必须是和地面联系在一起的 C. 在空中运动的物体不能作为参考系 D. 任何物体都可以作为参考系

4．如图所示，若物体运动到A点，此时它的位置坐标xA= ，若它运动到B点，则此时它的位置坐标xB = 。

（3）不同的人选择不同的参考系吗？有没有什么物体是不可以被选作参考系的？如果没有，你认为参考系的选取具有

5. 质点由西向东运动，从A点出发到达C点再返回B点静止。如图，若AC=100m，BC=30m，以B点为原点，向东为正方向建立直线坐标，则：出发点的位置为 m，B点位置是 m，C点位置为 m，A到B位置变化是 m，方向。C到B位置变化为 m，方向 .

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【学习反思】

第二章

全章概述

本章是在第一章运动描述的基础上，进一步用实验的方法，探索匀变速直线运动的规律和特点，并结合公式、图象对匀变速直线运动进行研究。通过使用打点计时器设计相关实验探索运动规律，并用语言、公式、图象进行描述。本章重点是匀变速直线运动规律的掌握，重点掌握其研究的方法和运动的规律及应用。

本章公式和推论较多，在学习时要分清公式的应用条件和前提，不可乱套公式，在物理过程比较复杂时可以分解过程，—一突破并建立相关联系，必要时可借助图象进行分析比较。

本章可分为三个单元

（1）基本规律的探索及描述（一、二、三节）（2）相关的推论的整理及应用（三节后半部分）（3）特殊应用及伽利略的研究史实（第四、五节）新课标要求

本章也是必修模块中物理1模块的第一部分，为第一个二级主题。

1、通过研究匀变速直线运动中速度与时间的关系，位移与时间的关系，体会公式表述和图象表述的优越性，为进一步应用规律奠定基础，体会数学在处理问题中的重要性。通过史实了解伽利略研究自由落体所用的实验和推论方法，体会科学推理的重要性，提高学生的科学推理能力。

2、在掌握相关规律的同时，通过对某些推论的导出过程的经历，体验物理规律“条件”的意义和重要性，明确很多规律都是有条件的，科学的推理也有条件性。新课程学习

1. 实验：探究小车速度随时间变化的规律（教案1）

教学目标

一、知识目标：

1、根据相关实验器材，设计实验并熟练操作。 2、会运用已学知识处理纸带，求各点瞬时速度。 3、会用表格法处理数据，并合理猜想。二、能力目标：

1、初步学习根据实验要求，设计实验，完成某种规律的探究方法。 2、对打出的纸带，会用近似的方法得出各点瞬时速度。三、德育目标

1 、通过对小车运动的设计，培养学生积极主动思考问题的习惯，并锻炼其思考的全面性、准确性与逻辑性。

2、通过对纸带的处理，实验数据的图象展现，培养学生实事求是的科学态度，能使学生灵活地运用科学方法来研究问题，解决问题，提高创新意识。

3、在对实验数据的猜测过程中，提高学生合作探究能力。教学重点

对实验的设计数据的处理教学难点

1、各点瞬时速度的计算。

2、对实验数据的处理、规律的探究。

教学方法教师启发、引导，学生自主实验，讨论、交流学习成果。教学用具打点计时器小车钩码纸带课时安排 2课时

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教学过程

一、导入新课

我们已经学习了用打点计时器测定物体运动的速度。我们这节课再利用打点计时器探究小车速度随时间变化的规律。二、新课教学：

1、让学生自己设计好实验，并口头阐述相关实验器材及步骤。

教师活动：根据实验目的，研究物体运动的特点、规律。引导学生从具体实例开始，提出问题：如何设计小车在重物下的运

动实验？

学生活动：思考实验过程并流利地口头阐述实验，包括设计思想、实施步骤和操作过程。

点评：以前老师比较习惯直接告诉学生如何去做，使学生沿着老师指定的方向“轻松”前进，自然而然地养成了“饭来张口”

的惰性，缺乏思考的积极性、主动性，虽然这儿不是重点，但可以顺便培养学生动脑思考的好习惯。

2、引导学生熟练地摆好器材，进行合理、准确地操作，得到一条点迹清晰的纸带。

教师活动：引导学生“三思而后行”，注意实验逻辑性、合理性及其相关注意事项，而确保准确，并巡视全场，对出现的问题

予以及时纠正。

学生活动：进行实验操作，注意把实验过程和已学过的“练习使用打点计时器”相对比，及时提出问题。

点评：（1）在动手操作之前，可以让学生先在头脑中实验，提前思考实验顺序和注意事项；保证操作地顺利进行。（2）和已学实验进行对比，使学生很好地应用了比较法，且有助于加深记忆。

（3）对学生出现的问题，可拿出来让全班同学参与解决，比如：“有的同学先松手，再开打点计时器电源，有的

同学反之，哪种好？为什么？”这样让学生参与讨论，调动学生思考的积极性和主动性。

3、选择纸带，并选好计数点，计算各计数点的瞬时速度填入表格。教师活动：①让学生思考，面对打出的纸带如何研究小车的运动？

②引导学生学会计算各点瞬时速度的方法和表格处理方法。

学生活动：①得到纸带上点的速度就代表物体运动速度这个结论。

②用近似法计算各点瞬时速度，并填入表格，有待观察。

点评：（1）在“为什么要计算各点瞬时速度”这个问题，要让学生自己思考分析，提高其分析问题的能力。

（2）各点瞬时速度的计算虽然是已学内容，但牵扯到学生的计算能力及方法的理解，所以仍是一难点，不容忽

视。

4、由上述数据表格猜想出小车运动速度随时间的变化规律：速度与时间成正比。

教师活动：鼓励学生大胆猜想，并一一列举学生的各种想法，了解学生猜想的原因，进行总结与点评，纠正盲目的瞎想。学生活动：大胆猜想，回答猜想原因，阐述猜想思路。

点评：（1）以上活动可以说是实验的精华之一，是提高学生思维能力与探究能力的关键之举。但应注意，猜想也有学问，要

让猜想尽可能正确，就得根据自己所学知识和自己积累的经验来寻找答案，否则正确的可能性就很小了。

（2）通过学生回答，可以掌握学生思维习惯，了解学生的内心世界，可以达到知己知彼，对症下药。（三）实例探究关于实验的步骤

［例］在研究匀变速直线运动的实验中，某同学操作以下实验步骤，其中错误或遗漏的步骤有（遗漏步骤可编上序号G、H ??）

A．拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处放开纸带，再接通电源 B．将打点计时器固定在平板上，并接好电路

C．把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着适当重的钩码 D．取下纸带

E．将平板一端抬高，轻推小车，使小车能在平板上做匀速运动 F．将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔将以上步骤完善后写出合理的步骤顺序。解析：（1）问A中应先通电，再放纸带。（2）D中取下纸带前应先断开电源。

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（3）补充步骤G：换上新纸带，重复三次。步骤顺序为：BFECADG 三、小结

这节课重点是对重物牵引下小车的运动进行探究，在探究过程中，涉及到了实验的设计、操作以及作图象的方法、原则，很好地提高了大家各方面的能力，同时又为后面学习这种匀变速运动打下了基础。

四、作业：

课后完成课本36页“问题与练习”中的习题。

1. 实验：探究小车速度随时间变化的规律（教案2）

★教学过程

（一）引入新课

我们已经学习了用打点计时器测定物体运动的速度。我们这节课再利用打点计时器探究小车速度随时间变化的规律。（二）进行新课

1、让学生自己设计好实验，并口头阐述相关实验器材及步骤。

教师活动：根据实验目的，研究物体运动的特点、规律。引导学生从具体实例开始，提出问题：如何设计小车在重物下的运

动实验？

学生活动：思考实验过程并流利地口头阐述实验，包括设计思想、实施步骤和操作过程。

点评：以前老师比较习惯直接告诉学生如何去做，使学生沿着老师指定的方向“轻松”前进，自然而然地养成了“饭来张口”

的惰性，缺乏思考的积极性、主动性，虽然这儿不是重点，但可以顺便培养学生动脑思考的好习惯。

2、引导学生熟练地摆好器材，进行合理、准确地操作，得到一条点迹清晰的纸带。

教师活动：引导学生“三思而后行”，注意实验逻辑性、合理性及其相关注意事项，而确保准确，并巡视全场，对出现的问题

予以及时纠正。

学生活动：进行实验操作，注意把实验过程和已学过的“练习使用打点计时器”相对比，及时提出问题。

（3）对学生出现的问题，可拿出来让全班同学参与解决，比如：“有的同学先松手，再开打点计时器电源，有的

同学反之，哪种好？为什么？”这样让学生参与讨论，调动学生思考的积极性和主动性。

3、选择纸带，并选好计数点，计算各计数点的瞬时速度填入表格。教师活动：①让学生思考，面对打出的纸带如何研究小车的运动？

②引导学生学会计算各点瞬时速度的方法和表格处理方法。

学生活动：①得到纸带上点的速度就代表物体运动速度这个结论。

②用近似法计算各点瞬时速度，并填入表格，有待观察。

点评：（1）在“为什么要计算各点瞬时速度”这个问题，要让学生自己思考分析，提高其分析问题的能力。

（2）各点瞬时速度的计算虽然是已学内容，但牵扯到学生的计算能力及方法的理解，所以仍是一难点，不容忽

视。

4、由上述数据表格猜想出小车运动速度随时间的变化规律：速度与时间成正比。

点评：（1）以上活动可以说是实验的精华之一，是提高学生思维能力与探究能力的关键之举。但应注意，猜想也有学问，要

让猜想尽可能正确，就得根据自己所学知识和自己积累的经验来寻找答案，否则正确的可能性就很小了。

（2）通过学生回答，可以掌握学生思维习惯，了解学生的内心世界，可以达到知此知彼，对症下药。 5、学生独立寻找直观地体现规律的方法：图象法。

教师活动：提出体现物理规律的两种方法：1、公式法；2、图象法，得出图象法的直观优越性。学生活动：回答方法，并掌握图象法的直观优越性。

点评：（1）用图象法来处理物理问题，探究物理规律，在物理学中是比较常用的，也是非常重要的。

（2）此外，在这儿还培养了学生从优选择的习惯。

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6、掌握绘制图象的一般方法：描点法。根据实验数据绘制v-t图象。

教师活动：强调绘制图象的方法，并提问引导描点法一般原则，强调作图的精确性，培养严谨的科学态度。学生活动：根据实验数据和坐标纸大小先确定标度，再准确描点，并用平滑的曲线进行连接。

点评：描点法是作图的一种最基本的方法，最重点的两点：一是准确性（标度要合适），二是要用平滑曲线连接（要让

尽可能多的点分布在线上，不在线上的点分布在两侧，离线较远的点删去）。最后还要注意美观性（使图象分布在坐标纸中央）。

7、观察计算机作图，了解计算机作图优越性。教师活动：用Excel软件演示作v-t图。

学生活动：认真观察、体会并和手工作图加以对比，争取课下独立完成。

点评：学生每人一机可能有的学校条件不具备，但教师用机基本能实现，因此这儿作一演示，有计算机的学生课下可自行完

成，对微机学习也是一个促进，没有条件的学生也可以增强感观认识，同时还能提高学生们兴趣，增强学生们学习主动性。

8、根据所作图线来描述小车运动速度随时间的规律。

教师活动：根据学生不同回答来进行总结、引导。培养其规律总结能力，语言表达能力。学生活动：回答：小车速度随时间逐渐增大；相同时间里，速度增量相同；成正比??

点评：这里答案不唯一，应鼓励学生大胆表达，对正确的地方表扬，不合适的地方应引导、纠正，这样才能使学生加

深印象，培养良好的思维习惯，提高创新意识、开阔思维。

（三）课堂总结、点评

2. 匀变速直线运动的速度与时间的关系

一、教学目标 1．知识与技能：

(1)知道匀速直线运动??t图象。

(2)知道匀变速直线运动的??t图象,概念和特点。

(3)掌握匀变速直线运动的速度与时间关系的公式v = v0 + at,并会应用它进行计算。 2．过程与方法：

(1)让学生初步了解探究学习的方法.

(2)培养学生的逻辑推理能力,数形结合的能力,应用数学知识的解决物理问题的能力。 3．情感态度与价值观：

(1)培养学生基本的科学素养。

(2)培养学生建立事物是相互联系的唯物主义观点。 (3)培养学生应用物理知识解决实际问题的能力。二、教学重点、难点

重点：(1) 匀变速直线运动的??t图象,概念和特点。

(2) 匀变速直线运动的速度与时间关系的公式v = v0 + at,并会应用它进行计算。难点：应用??t图象推导出匀变速直线运动的速度与时间关系的公式v = v0 + at。四、教学设计

1．引入新课

上节课,同学们通过实验研究了速度与时间的关系,小车运动的υ－t图象。设问：小车运动的υ－t图象是怎样的图线？（让学生画一下）

学生画出小车运动的υ－t图象，并能表达出小车运动的υ－t图象是一条倾斜的直线。速度和时间的这种关系称为线性关系。

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学生坐标轴画反的要更正，并强调调，纵坐标取速度，横坐标取时间。设问：在小车运动的υ－t图象上的一个点P（t1,v1）表示什么？

学生回答：t1时刻,小车的速度为v1 ；（学生回答不准确，教师补充、修正。） 2．讲授新课

（1）匀变速直线运动概念的引入：向学生展现问题：

υ／（m·s） -1υ／（m·s） -1υ0 0 t t/s υ0 t t/s 提问：这个υ－t图象有什么特点？它表示物体运动的速度有什么特点？物体运动的加速度又有什么特点？

学生分小组讨论：

每一小组由一位同学陈述小组讨论的结果。

学生回答：图象是一条平行于时间轴的直线。物体的速度不随时间变化，即物体作匀速直线运动。作匀速直线运动的物体，?v = 0，

?v= 0，所以加速度为零。 ?t向学生展现问题：

提问：在上节的实验中，小车在重物牵引下运动的v-t图象是一条倾斜的直线，物体的加速度有什么特点？直线的倾斜程度与加速度有什么关系？它表示小车在做什么样的运动？

老师引导：从图可以看出，由于v-t图象是一条倾斜的直线，速度随着时间逐渐变大，在时间轴上取取两点t1,t2,则t1,t2间的距离表示时间间隔?t= t2—t1，t1时刻的速度为v1, t2 时刻的速度为v2,则v2—v1= ?v，?v即为间间隔?t内的速度的变化量。提问：?v与?t是什么关系？

每一小组由一位同学陈述小组讨论的结果。

v-t图象是一条倾斜的直线，由作图可知无论?t选在什么区间，对应的速度v的变化量?v与时间t的变化量?t之比

是一样的等于直线的斜率，即加速度不变。

所以v-t图象是一条倾斜的直线的运动，是加速度不变的运动。

知识总结：沿着一条直线，且加速度不变的运动，叫做匀变速直线运动。(uniform variable rectilinear motion)。匀变速直线运动的v-t图象是一条倾斜的直线。

物体做匀变速直线运动的条件：1。沿着一条直线运动

2．加速度不变

对匀变速直线运动的理解：

要注意以下几点： ? ? ?

加速度是矢量，既有大小又有方向。加速度不变，指的是加速度的大小和方向都不变。若物体虽然沿直线运动，且加速度的大小不变，但加速度的方向发生了变化，从总体上讲，物体做的并不是匀变速直线运动。

沿一条直线运动这一条件不可少，因为物体尽管加速度不变，但还可能沿曲线运动。例如我们在模块“物理2”中将要讨论的平抛运动，就是一种匀变速曲线运动。

加速度不变，即速度是均匀变化的，运动物体在任意相等的时间内速度的变化都相等。因此，匀变速直线运动的定义还可以表述为：物体在一条直线上运动，如果在任意相等的时间内速度的变化量都相等，这种运动就叫做匀变速直线运动。展示以下两个v-t图象，请同学们观察，并比较这两个v-t图象。

?v都?tv v 状元培训，伴你成才

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学生回答v-t图线与纵坐标的交点表示t = 0 时刻的速度，即初速度v0。 v-t图线的斜率在数值上等于速度v的变化量?v与时间t的变化量?t之比，表示速度的变化量与所用时间的比值，即加速度。由作图可得甲乙两个v-t图象表示的运动都是匀变速直线运动，但甲图的速度随时间均匀增加，乙图的速度随着时间均匀减小。

知识总结：在匀变速直线运动中，如果物体的速度随着时间均匀增加，这个运动叫做匀加速直线运动；如果物体的速度随着时间均匀减小，这个运动叫做匀减速直线运动。 v

V （2）速度与时间的关系式

提问：除用图象表示物体运动的速度与时间的关系外，是否还可以用公式表达物体运动的速度与时间的关系？

V0 o ?t t ?V 教师引导，取t=0时为初状态，速度为初速度V0，取t时刻为末状态，速度为末速度V,从初态到末态，时间的变化量为?t，

则?t = t—0，速度的变化量为?V,则?V = V—V0 学生回答：因为加速度 a =

t ?v,所以?V =a ?t V—V= a ?t V—V= a t V= V + a t ?t0

知识总结：匀变速直线运动中，速度与时间的关系式是V= V0 + a t

匀变速直线运动的速度与时间关系的公式：V= V0 + a t的理解： ? ?

由于加速度a在数值上等于单位时间内速度的变化量，所以at是从0—t这段时间内速度的变化量；再加上运动开始时物体的速度V0，就得到t时刻物体的速度V。

公式说明，t时刻的速度v与初速度v0、加速度a和时间t有关。

? 让学生明白该公式不仅可以应用在匀加速直线运动中，也可以应用在匀减速运动中对于匀加速直线运动，若取V0 方向为坐标轴的正方向（V0 >0），a等于单位时间内速度的增加量，at是从0—t这段时间内速度的增加量； t时刻物体的速度V等于初速V0加上at。即V= V0 + a t，这说明：对匀加速直线运动，初速V0 >0时，加速度

a>0 对于匀减速直线运动，若取V0 方向为坐标轴的正方向（V0 >0），a等于单位时间内速度的减少量，at是从0—t这段时间

内速度的减少量； t时刻物体的速度V等于初速V0减去at。即V= V0 +（- a t），这说明：对匀加速直线运动，初速V0 >0时，加速度a<0，在利用公式V= V0 + a t解题代入数据时加速度a应为负值。 3.教材中两道例题的分析

应用公式V= V0 + a t，此公式用在两种类型中：匀加速直线运动和匀减速

教材中的例题1，研究的是汽车的加速过程，已知汽车的初速度v0、加和加速的时间t，需求末速度v，如图2－13所示。此题只需直接应用匀变线运动的速度公式即可求解。

教材中的例题2，研究的是汽车的紧急刹车过程，已知汽车的加速度a的大刹车减速的时间t，并有隐含条件末速度v=0，需求初速度v0，如图2－14所示。在应用匀变速直线运动的速度公式求解时，若以汽车运动的方向为正方向，则度须以负值代入公式。

求解这两道例题之后，可以总结一下，解答此类问题的一般步骤是：认真审题，弄清题意；分析已知量和待求量，画示意图；用速度公式建立方程解题；代入数据，计算出结果。补充：

1．匀加速直线运动的再认识（复习） 2．关系式v中时a v0 t 图2－13 a v0=? t 图2－14 v=0 v=? 运动。速度a速直小和此题加速

?v再认识

在第一节探究小车速度随时间变化规律的实验中，我们已经用到了“匀变速直线运动某段时间内的平均速度，就等于这段时

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间中间时刻的瞬时速度”这一规律。你想过没有，为什么有这种等量关系呢？让我们来证明一下。

设物体做匀变速直线运动的初速度为v0，加速度为a，经时间t后末速度为v，并以v中时表示这段时间中间时刻的瞬时速度。

由v?v0?at，v中时?v0?av0?vt，可得 v中时?。 22因为匀变速直线运动的速度随时间是均匀变化的，所以它在时间t内的平均速度v，就等于时间t内的初速度v0和末速度v的平均值，即v?v0?v。从而，可得 v中时?v。 23．于初速度为0的匀加速直线运动

因v0=0，由公式v这就是初速度为0的匀加速直线运动的速度公式。因加速度a为定值，由v?at?v0?at可得 v?at，

可得v?t。所以，在物体做初速度为0的匀加速直线运动时，物体在时刻t、2t、3t、?? n t的速度之比 v1︰v2︰v3︰??︰vn=1︰2︰3︰??︰n。 4．对“说一说”问题的讨论

本节教材在“说一说”栏目中给出了一个物体运动的速度图象，图象是一条斜向上延伸的曲线。从图象可以看出，物体的速度在不断增大。在相等的时间间隔△t内，速度的变化量△v并不相等，而是随着时间的推移在不断增大。所以，物体的加速度在不断增大，物体做的并不是匀加速运动，而是加速度逐渐增大的变加速运动。

请进一步思考：匀变速直线运动速度图象直线的斜率表示加速度，那么从变加速直线运动的速度图象，又如何求出某段时间内的平均加速度和某一时刻的瞬时加速度呢？由教材图2.2-5不难看出，变加速直线运动速度图象曲线的割线的斜率，表示相应时间段内的平均加速度；曲线的切线的斜率，表示相应时刻的瞬时加速度。

3.匀变速直线运动的位移与时间的关系

一．教学目标：

1．知识与技能：

掌握用v—t图象描述位移的方法；掌握匀变速运动位移与时间的关系并运用（知道其推导方法）；掌握位移与速度的关系并运用。

2．过程与方法：

通过对微分思想的理解，明确“面积”与位移的关系；练习位移公式不同形式的应用。

3．情感、态度与价值观：

(1)、养成认真分析问题的好习惯，体会一题多解，要解题严谨。

(2)、题目有多解，人生道路有多种选择，青年学生要选择正确的人生观。

二．教学重点：

1．位移与时间关系推导。

2．表达式：x = v0 + at/2、v- v0= 2ax . 3．运用公式解决具体问题。三．教学难点：

1．公式中各物理量的理解与准确应用。 2．速度—时间图象中面积表示位移。四．教学过程：

初中已学过匀速直线运动求位移的方法x=vt,在速度—对应着一块矩形面积。（此处让学生思考回答）

对于匀变速直线运动是否也对应类似关系呢？ ? 引入新课

时间图像中可看出位移

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分析书上 “思考与讨论” ，引入微积分思想，对书P41图2.3-2的分析理解（教师与学生互动）确认v-t图像中的面积可表示物体的位移。 ? 位移公式推导：

先让学生写出梯形面积表达式： S=(OC+AB)OA/2

分请学生析OC,AB,OA各对应什么物理量？并将v = v0 + at 代得出：x = v0t + at/2

注意式中x, v0 ,a要选取统一的正方向。 ? 应用：1。书上例题分析，按规范格式书写。

2．补充例题：汽车以10s的速度行驶，刹车加速度为5m/s，

的位移。

? 匀变速直线运动的位移与速度的关系：

如果我们所研究的问题不涉及时间，而仍用v=v0+at 和x=v0t+at/2会显得繁琐。在以上两公式中消去时间t，所得的结果直接用于解题，可使不涉及时间的问题简洁起来。

由：v = v0 + at x = v0t + at/2

入，

求刹车后1s，2s，3s

消去t，得v- v0= 2ax （注意：该式为不独立的导出式）

? 练习：由前面例题：v0 =10m/s, a = -5m/s 求刹车经7.5m时的速度？由公式：

v = -5m/s (舍去)

刹车经7.5米时的速度为5m/s,与初速度方向相同。 ? 补充练习：

1．某航空母舰上飞机在跑道加速时，发动机最大加速度为5m/s，所需起飞速度为50m/s，跑道长100m，通过计算判断，

飞机能否靠自身发动机从舰上起飞？为了使飞机在开始滑行时就有一定的初速度，航空母舰装有弹射装置，对于该型号的舰载飞机，弹射系统必须使它具有多大的初速度？（答：不能靠自身发动机起飞；39m/s。）

2.4 匀变速直线运动的位移与速度的关系

★教学目标 (一) 知识与技能 1. 2. 3. 4.

知道位移速度公式，会用公式解决实际问题。知道匀变速直线运动的其它一些扩展公式。

牢牢把握匀变速直线运动的规律，灵活运用各种公式解决实际问题。在匀变速直线运动规律学习中，让学生通过自己的分析得到结论。

(二) 过程与方法 (三) 情感态度与价值观

5. 让学生学会学习，在学习中体验获得成功的兴奋。 ★教学重点

1. 位移速度公式及平均速度、中间时刻速度和中间位移速度。 2. 初速度为零的匀变速直线运动的规律及推论。 ★教学难点

1. 中间时刻速度和中间位移速度的大小比较及其运用。 2. 初速度为0的匀变速直线运动，相等位移的时间之比。 ★教学过程

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引入

一、位移速度公式

师：我们先来看看上节课内容的“同步测试”中最后一题，大家都是如何求解的？

例1、某飞机起飞的速度是50m/s，在跑道上加速时可能产生的最大加速度是4m/s，求飞机从静止到起飞成功需要跑道最小

长度为多少？

生：先用速度公式vt

?v0?at?t?vt?v0a求解出时间，再用公式s?v0?vt1?t或s?v0t?at2求解出整个

22过程的位移。

vt?v0师：将上述解题过程用公式表示就是t?a代入

v?vts?0?t2有

2vt?v0vt?v0vt2?v0s???a22a即

2vt2?v0s?2a在该位移公式中，不涉及时间，只涉及初末速度，以后若要求解的问题中只涉及速度与位移，不涉及时间，直接用

该公式解题会简单方便一点，不需要每次都是算出t后再代入位移公式。

师：上例中如果用这个公式解题是不是简单方便多了？总结：目前为止我们学习过的描述匀变速直线运动规律的公式速度时间公式：vt?v0?at

2vt2?v0v0?vt12?t③s?位移公式：①s?v0t?at②s?222a“知三求二法”：以上四式中只有两个是独立的（即由其中任意两个可以推导出其它两个），所以对于一个选定的研究过程，必须知道其中三个量，才能用公式求出另外两个量。二、平均速度公式

师：AB分别做什么样的运动。师：大家来看下面一个例题。

vt v0 v vx B A 0 生：A做初速度为v0的匀加速直线运动，B匀速度直线运动。 t0

t 师：t0时间内，AB的位移哪个大？

生：从函数图象所包围的面积来看，t0时间内它们的位移一样。

师：这说是说，从位移来讲，我们可以把匀变速直线运动看成以某速度运动的匀速直线运动，你能根据图象上的已知条件v0、

vt、t求出匀速直线运动的速度v吗？

生：sA?v1?vtv?vt?t0sB?vx?t0?vx?022

师：A、B t0时间内平均速度分别是多少啊？

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生：它们在t0时间内的平均速度都是v?v0?vt2

师：从图象我们可以得到一个结论：匀变速直线运动中某段过程的平均速度公式 v?v0?vt2

师：其实这个结论从我们已经学习过的位移公式s?v0?vt?t中就能获得，同学们想一想，我为什么会这样说？ 2。

生：根据s?v?t，再对照这个位移公式s?v0?vtv?vt?t就有v?022例2、物体由静止从A点沿斜面匀加速下滑，随后在水平面上做匀减速直线运动，最后停止于C点，如图所示，已知AB=4m，

BC=6m，整个运动用时10s，则沿AB和BC运动的加速度a1、a2大小分别是多少？解：

sAB?0?vB0?vB?tAB sBC??tBC 220?vB??(tAB?tBC)2

C sAB?sBCvB?2m/sB 再根据公式

2vt2?v0s?2a即可求出两段的加速度分别为a1=0.5m/s a2=1/3=0.33m/s

三、几个重要的推论

师：想学好物理，首先要对基本概念和基本规律有准确的理解，在此基础上，如果能够把握由基本规律所导出的一些推论，在学习上就会达到一个更高的层次，在解决问题的过程中，才能做到灵活地解题。下面来一起推导并牢记以下的几个重要推论 1、连续相等的时间T内的位移之差为一恒定值?x推导过程：

物体以加速度a匀变速直线运动的过程中，从某时刻起取连续相等的两个时间间隔，时间间隔为T，设计时时刻速度为v0

?aT2

s1?v0T?

121aT s2?(v0?aT)?T?aT2 ?s?s2?s1?aT2 22v0 T s1

v0+aT

T s2

师：那如果取连续相等的5个时间间隔，用第5个间隔内的位移减去第1个间隔内的位移，结果是多少呢？

学生自己思考，得到结论：sm?sn?(m?n)aT2

例3、一质点做匀加速直线运动，在连续相等的两个时间间隔内通过的位移分别为24m和64m，每个时间间隔是2S，求加速度a。解：?s?aT2?64?24?a?4?a?10m/s2

2、某段时间内中间时刻的瞬时速度等于这段过程的平均速度

中间时刻：将某过程分成时间间隔相等的两段，中间的那个时刻。例：从0时刻到2秒末这段过程的中间时刻是1秒末。那

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从5秒末到9秒末这段过程的中间时刻呢？4秒初到8秒末呢？（两个时刻相加除以2就行）

v0t2vt2t2vt要求解vt这里有个隐含条件不要忽略：就是前后两段加速度a是一样的。有：

2vt?v02vt?vt?2t2

t2?vt?2v0?vt?v结论：vt?v 223、某过程中间位置的瞬时速度

s 2vs

2s 2vt

2v2s?v0vt2?v2s?2要求解vs同样不要忽略加速度不变这个条件：

22s2s2?vs?22v0?vt22

5 自由落体运动

★教学目标

(一) 知识与技能 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

认识自由落体运动，知道影响物体下落快慢的因素，理解自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。能用打点计时器或其他实验仪器得到相关的运动轨迹并能自主进行分析。

知道什么是自由落体的加速度，知道它的方向，了解在地球上的不同地方，重力加速度大小不同。掌握如何从匀变速直线运动的规律推出自由落体运动规律，并能够运用自由落体规律解决实际问题。初步了解探索自然规律的科学方法，重点培养学生的实验能力和推理能力。会根据现象进行合理假设与猜想的探究方法。

会利用实验数据分析并能归纳总结出物理规律的方法。善于进行观察，并能独立思考或与别人进行讨论、交流。

通过指导学生探究，调动学生积极参与讨论，培养学生学习物理的浓厚兴趣。

(二) 过程与方法

(三) 情感态度与价值观

10. 渗透物理方法的教育，在研究物理规律的过程中抽象出一种物理模型──自由落体。 11. 培养学生的团结合作精神和协作意识，敢于积极探索并能提出与别人不同的见解。 ★教学重点

1. 自由落体运动的概念及探究自由落体运动的过程。 2. 掌握自由落体运动的规律，并能运用其解决实际问题。

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★教学难点

1. 理解并运用自由落体运动的条件及规律解决实际问题。 ★ 教学过程设计思想：

1、先用游戏激发学生学习兴趣，顺理成章地研究落体运动；

2、通过演示实验让学生自己总结出物体下落快慢不同的主要原因是空气阻力，从而猜想若没有空气阻力会怎样； 3、用牛顿管实验验证猜想，引入了新的理想运动模型：自由落体运动。讲述1971年宇航员做的实验，加深印象； 4、了解地球表面物体下落运动近似成自由落体运动的条件；

5、着手研究自由落体运动的规律，利用打点计时器进行研究，得到结论； 6、总结自由落体运动特点及重力加速度； 7、应用训练

2.6 伽利略对自由落体运动的研究

★教学目标 (一)

1. 2. 神。 (二)

3. 4. (三)

5. 6.

过程与方法

经历伽利略对自由落体运动的研究方法，感悟科学探究的方法；

亲身经历探究的过程，尝试探究的方法，提高实验的技能，培养主动参与、勤于动手的学习习惯。情感态度与价值观

激发了学生学习伽利略敢于向权威挑战，善于观察思考，知难而进的优秀品质培养学生耐心细致的意志品质，创新思想和互相协作的精神知识与技能

了解伽利略对自由落体运动的研究思路和方法

学习伽利略的思想和精神，培养敢于坚持真理、勇于创新和实事求是的科学态度和科学精神。提高学习兴趣，培养合作精

★教学重点

1. 了解探索过程，明确探索的步骤，同时了解实验及科学的思维方法在探究中的重要作用，从中提炼自己的学习方法。 ★教学难点

1. 观察－思考－推理－猜想－验证” 是本节的重点思路，也是培养良好思维习惯的重要参考 ★教学过程

设计思路：本文主要目的是带领学生体验经历伽得略对自由落体运动的研究方法，感悟科学探究方法，培养学生勇于敢于向权威挑战，善于观察思考，知难而进的优秀品质。所以我们按照“观察－思考－推理－猜想－验证”这样的科学探究思路引导学生进行学习

一、伽利略的探究

师：上节课我们学习了一种理想的运动模型：自由落体运动。大家都知道，落体运动是非常常见的，但就这样一个常见的运动，人类对它的认识经历了差不多两千年的时间才变得清晰起来。这究竟是怎么回事呢？在人类历史上，最早研究运动问题的要算古希腊学者亚里士多德了。亚里士多德通过观察推断：物体下落快慢由它们的质量决定。他的这一推断符合人们的常识，以至于其后两千年里，大家都奉为经典。但到了16世纪末，意大利比萨大学的青年学者伽利略对亚里士多德的论断产生了怀疑，用自己方法证明了亚里士多德观点的错误并且得出了落体运动的规律。下面我们就随着伽利略的思想一起体验他的探究过程。

1、伽利略的思考：

师：伽利略通过自己的观察对亚里士多德的观点产生了怀疑，并通过逻辑推理让亚里士多德的观点自相矛盾。你能做到用亚里士多德的观点证明亚里士多德观点的错误吗？

伽利略发现亚里士多德的观点有自相矛盾的地方。根据亚里士多德的理论，一块大石头的下落速度要比一块小石头下落速度大。假定大石头的下落速度为8，小石头的下落速度为4，当我们把这两块石头拴在一起时，下落快的会被下落慢的拖着而减慢，

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下落慢的会被下落快的拖着而加快，结果，整个系统的下落速度应该介于8和4之间。但从另一个角度讲，两块石头拴在一起，加起来比大石头还要重，因此整个系统的速度应该大于8，由同一理论得到的结论相互矛盾，从而使亚里士多德的理论陷入困境。

补充：“两种新科学的对话”一书中写道：

萨尔维阿谛（伽氏）：如果把两个自然速率不同的物体绑在一起，那么落得快的物体会被落得慢的物体拖着而减速，落得慢的物体会被落得快的物体拖着而加速，你同意吗？辛普利丘（亚氏）：没有疑问，你说得对。

伽氏：但是，如果这是对的，那么我们取一块大石头，例如它的下落速率为八，再取一块小石头，下落速率为四，将它们栓在一起，整个系统的下落速率应该小于八；但是，两块石头栓在一起，要比速率为八的石头重。因此可以得出，重物体比轻物体的运动速率要小的结论，这个结论刚好和你的推测相反。

亚氏：我完全被搞糊涂了，??说实在的，这完全超出了我的理解力??。

2、伽利略的猜想

先问问学生会作怎样的猜想。

伽利略认为，重物与轻物应该下落得同样快。他猜想落体运动应该是一种最简单的变速运动，物体的速度应该是均匀变化的。

但是，速度的变化怎样才算是均匀的呢？他考虑了两种可能：一种是速度的变化对时间来说是均匀的，即v与t成正比；另一种是速度的变化对位移来说是均匀的，即v与x成正比。

数学推理伽利略通过数学运算得出：如果v与x成正比，将会得到十分复杂的结论；如果v与t成正比，它通过的位移x就与t成正比。

要点注意：伽利略是先猜想速度与时间成正比，然后数学推导出位移与时间的平方成正比的，然后通过难数学推导的结论证明速度与时间成正比的。 “伽利略通过实验得到位移与时间的平方成正比的结论”是错误的。

3、实验验证

为了便于测量时间，伽利略设法用斜面做实验。他在木制斜槽上蒙上羊皮纸，让铜球从光滑的羊皮斜槽上滚下，通过上百次对不同质量的小球沿不同倾角的光滑斜面越大的定量研究，发现小球沿光滑斜面运动时通过的位移x确实与t2成正比，小球的运动是匀变速直线运动，且倾角一定不同小球的加速度一定，倾角越大加速度越大。

4、合理外推

伽利略将他在斜面实验中得出的结论做了合理的外推：设想斜面的倾角越接近900，小球沿斜面滚下的运动就越接近于自由落体运动；当斜面的倾角达到900时，小球就做自由落体运动。从而，自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动，且所有物体自由下落时的加速度都相同。

二、伽利略的科学方法

伽利略对运动的研究，不仅确立了许多用于描述运动的基本概念，而且创造了一套对近代科学的发展极为有益的科学方法，伽利略科学方法的核心是把和逻辑推理（包括数学推演）和谐地结合起来，从而有力地推进了人类科学认识的发展。或者说给出了科学研究过程的基本要素。

第三章

全章概述

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教师：王孝鹏

本章学习力的基本知识，是学习整个力学的基础和准备。内容包括重力、弹力、摩擦力、力的合成、力的分解。本章的内容与初中学过的有关力学知识联系密切，是初中知识的扩展和深化，是今后学好其它力学知识的基础。

在新课程标准下本章突出了以下特点：

l、和过去教材相比，突出介绍了自然界中的四种相互作用，四种相互作用之间的关系没有定论的说法激起了有志者的热情与探索欲望。

2、注重从生活走向物理。从我们熟悉的生活现象引入教学内容或回应教学内容，比如足球运动、重心改变、摩擦力的产生等等，源于生活的实例激发了大家探索的热情。

3、强调实验的作用，锻炼动手能力。每节课都设计了若干实验，比如微小形变的演示，弹簧弹力规律的探索，滚动摩擦的研究等等。在实验过程中体会和感悟实验方法对物理学习的重要性，激发学习物理的兴趣。

4、密切联系生活实际，源于生活并且最终服务于生活。新课标要求

1、通过实验认识滑动摩擦、静摩擦的规律，能用动摩擦因数计算摩擦力。 2、知道常见的形变，通过实验了解物体的弹性，知道胡克定律

3、通过实验，理解力的合成与分解，知道共点力的平衡条件，区分矢量和标量，用力的合成与分解分析日常生活中的问题

3.1重力基本相互作用

【教学目标】

1、知识与技能

⑴知道力的作用效果可分为两类。

⑵理解力产生的条件，知道力的测量工具、单位、量性、力的图示。 ⑶知道重力是由于物体受到地球的吸引而产生的。

⑷知道重力的大小和方向。会用公式G＝mg（g＝9.8N/kg）计算重力。

⑸知道用悬绳挂着的静止物体、用水平支持物支持的静止物体，对竖直悬绳的拉力或对水平支持物的压力，大小等于物体受到的重力。

⑹知道重心的概念以及质量分布均匀的物体重心的位置。 ⑺了解力的几种基本相互作用，会对不同的力进行分类。 2、过程与方法

⑴让学生自己动手，找不规则薄板的中心培养学生动手的能力。

⑵通过“重心”的概念，让学生知道等效替代是物理学研究的一种方法。 3、情感、态度价值观

⑴通过课本内容的完成，让学生自己动手、动脑、观察，教育学生在日常生活当中多观察、多分析，看问题不能片面。【教学重点】

⑴重点：重力的大小和方向。重心的概念。

⑵ 教学策略：实验探索、观察思考、实际演练加深对问题的理解。【教学难点】

⑴难点：重心概念的理解。g值因在地球的不同纬度而不同。 ⑵教学策略：通过讲解、对问题的讨论，引导学生解决问题。【教学方法】

实验、与启发式讲练相结合。【教具准备】

弹簧秤、钩码、质量均匀的不规则薄板、细绳、木圆环、直角三角尺、重锤线新课教学引入：

同学们都平时都习惯这样说，我们班要数某某同学的力量最大，某某同学脚部的力量最强，一脚可以把足球开出五、六十米。

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这种对力的说法符合物理角度对力的定义吗？本节课我们将着手研究这个问题，并学习几种简单的力学问题。一．力概念的引入和力的性质

问题{叫学生看书51叶第一段话回答}物体的运动状态说明物体什么量在发生改变：总结：物体的速度改变?物体的运动状态改变

例：在足球场上，守门员大脚开球，球由静止变为运动；守门员接住球时，球由运动变为静止；运动员用头顶球，球的方向改变了。这些都是什么现象，是什么原因造成的呢？

（学生老师谈论）这些都是球运动状态改变的现象；球运动状态改变都是运动员对球作用的结果。例：演示1、用手压锯条、拉皮筋等，学生观察现象，是什么原因导致这种变化呢？

演示2、扔掉手中的粉笔，拖动桌面上的书等，又有什么现象，又是什么原因引起这样的变化呢？

锯条、皮筋的形状发生了改变，球，粉笔、书的运动状态发生了改变，这些都是由于这些物体受到了其他物体的力的作用的结果。在物理学中，人们把改变物体的运动状态，产生形变的原因，即物体与物体之间的相互作用称作力。

1、力的定义：物体与物体之间的相互作用。

问题：你们初中学国的力有什么性质呢？

举例：我们用手拍打桌子时，是手给桌子一个力，可为什么我们的手也会感到疼痛呢？（让学生用力打桌子，体会手的感觉）举例：不小心两人碰头，谁头先痛? （1）、相互性

力是物体间的相互作用，甲对乙有作用力，同时乙对甲也有力的作用，力的作用是相互的。（2）、力的物质性

力是物体对物体的作用，有力就有受力物体和施力物体，两者是同时存在的，不分先后。在研究某物体时，我们把它叫做受力物体，对它作用的物体叫做施力物体。不是有生命的物体才能作为施力物体，施力物体和受力物体不是绝对的，在研究不同问题时，同一物体有时是受力物体，有时是施力物体。

问题：用大小相等的力沿不同的方向拖动桌面上的书，书的运动一样吗？（3）、矢量性

力是有大小和方向的物理量（矢量），力的大小可以用测力计或弹簧称测量，力的单位：牛顿符号N。1N到底有多大？ 1千克的物体受的重力是9.8N。一斤是500克受到的重力是4.9N。一本书大约是290到300克重约3N 问题：力的作用效果有那些？举例说明。 2、力的作用效果

力可以使物体发生形变和运动状态发生改变（包括速度的大小和方向）。

演示：关门时，在不同的地方施加不同方向和大小的力，产生的效果不一样，说明了力的作用效果与那些因素有关？ 3．力的三要素

大小、作用点、方向

问题：我们可以怎样把力的三要素完整的表示出来呢？ 4．力的图示和示意图

例：一个重150N的物体静止放在水平地面上，叫学生上黑板上画出物体重力的图示和示意图。老师总结：力的图示：按一定的比例作出的带有箭头的线段。

线段的长短代表力的大小，箭头的方向代表力的作用方向，箭头或箭尾代表力的作用点。有时只需要画出力的示意图，即只画出力的作用点和方向，表示这个物体在这个方向上受到了力。二、重力

提问：重力是怎样产生的？

学生在预习后回答：地球上的一切物体都要受到地球的吸引，所以人跳起来总会落在地上，扔出去的东西总要落回地面。提问：有的同学说物体的重力就是地球的吸引力，到底是不是呢？学生猜疑：有的说是，有的说不是。

教师释疑：严格地说，重力并不是地球的吸引力，而是吸引力的一部分，以后才会学到这些知识，现在知道就行了。所以说

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重力是由于地球的吸引而使物体受到的力，而不能说地球的吸引力就是物体的重力。由于两者相差很小，通常可以用重力代替吸引力。

⑴概念：由于地球对物体的吸引而使物体受到的力，叫做重力。重力就是重量。一个物体受到10N的重力，可以说这个物体的重量是10N。提问：重物受到的重力的施力物体和受力物体各是谁？学生：施力物体是地球，受力物体是重物。

强调：地球上的任何物体在任何状态下都受到重力的作用。因此，在今后的受力分析中重力肯定有。在月球上，物体也会由于月球的吸引而受到相应的重力，到其他星球表面也一样。 ⑵产生条件：是由于地球的吸引。 ⒊重力的大小和方向

提问：重力的大小可以用弹簧秤来测量，为什么？学生：物体静止时对弹簧秤的拉力大小等于其重力。

实验：手提弹簧称及其下挂的钩码，测出钩码的重力；在竖直方向上用不同的方式运动，观察弹簧称示数及其变化。 (引导学生根据实验，并结合二力平衡知识得出结论) ⑴重力的大小：

重力的大小可以用弹簧秤测出。

在静止的情况下，物体对竖直悬绳的拉力或对水平支持物的压力，在数值上等于物体重力的大小。问：以上的这种情况这样说对不对：悬绳的拉力就是重力？

动手实验：用弹簧秤测量一个钩码、两个钩码、三个钩码的重力的大小，观察计算重力G与钩码的质量m的关系。学生马上得到：G与m成正比。

重力大小与物体质量关系： G＝mg（g＝9.8N/kg）

强调：g值在地球的不同位置取值不同，一般情况下忽略这个差异，可认为g值是恒定的。实验：从静止释放的小石块总是竖直下落，重锤线的方向总是竖直向下。

归纳：从静止释放的小石块总是竖直下落，分析重锤线下重物的受力情况，可知重力的方向竖直向下。 ⑵重力的方向：总是竖直向下。

强调：竖直向下不能说成垂直向下，竖直向下指的是与水平地面相垂直，不能笼统指垂直方向。 ? 巩固训练（叫学生上黑板上画此图的重力示意图） ①物体静止在水平桌面上，物体对水平桌面的压力（B D） A、就是物体的重力 B、大小等于物体的重力

C、这压力是由于地球的吸引产生的 D、这压力是竖直向下的

②物体静止在斜面上，物体所受重力的方向如图所示，这样表示对吗？（请学生分析） ⒋重心 ⑴概念

物体的各部分都受到重力的作用。从效果上看，可以认为物体各部分受到的重力作用集中于一点，或各部分重力的等效作用点，或各部分所受到的重力的合力的作用点，叫物体的重心。

通俗点讲，重心就是重力的作用点。把物体的全部质量集中到一点将不影响研究结果，这就是物理学的一种等效替代的思想。 ⑵与重心位置有关的因素： ①与物体的形状有关； ②与物体的质量分布有关。

质量分布均匀的物体的重心，跟物体的形状有关。

质量分布均匀的有规则形状的物体，其重心在此几何中心上。

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同学们在初中知识的基础上，找出这些质量分布均匀的物体的重心（投影分析）

质量分布均匀的形状不规则的薄板形物体的重心可用二次悬挂法或寻找支点法找到。

学生动手找自己的不规则薄板的中心，并且说出其原理。

教师演示：木圆环，不规则形状薄木板的重心。（参照课本中P5的实验）

验证：用悬挂法确定重心之后，在板上固定一条细线，让其穿过重心C点，再在其重上细绳提拉，验证薄板可以水平平衡。也可以重心C为支点，让薄板水平平衡。演示讲解：不倒翁的制作就是改变椭圆空腔的重心，增强对重心概念的印象。

演示：将一段均匀的直铁丝，做成直角、四边形、圆形等不同的形状，用悬挂法寻找其重心的位置。归纳：物体的重心可在物体之上，也可在物体之外。物体的稳定程度与重心的高低及支承面的大小等有关。

简单介绍一下不倒翁的原理，让学生有一种印象，为以后学习平衡的种类奠定基础。巩固练习：用卡车运输一些有的轻、有的重物体，将这些物体怎样堆放到卡车上较为合理。 (尽量将重的物体放在车的底部，整体的重心较低，行驶较安全) 一、基本相互作用

引力相互作用是是所有物体之间都存在的一种相互作用。对于通常大小的物体，它们之间的引力非常微弱，常被忽略不计。电磁相互作用包括静止电荷之间以及运动电荷之间的相互作用。电和磁是密切相关的，在一个参考系中观察到的磁力可以和另一个参考系中的电力联系起来，电力和磁力可统一为电磁相互作用。

引力和电磁力能在宏观世界里显示其作用。这两种力是长程力，从理论上说，它们的作用范围是无限的。但是，电磁力要比引力强得多。宏观物体之间的相互作用，除引力外，所有接触力都是大量原子、分子之间电磁相互作用的宏观表现。

强相互作用和弱相互作用都是短程力。短程力的作用范围在原子核尺度内。强作用力只在10m范围内有显著作用，弱作用力的作用范围不超过10m。这两种力只有在原子核内部和基本粒子的相互作用中才显示出来，在宏观世界里不能觉察它们的存在。核子（质子、中子）、电子和中微子等参与弱相互作用。强相互作用是介子和重子（包括质子、中子）之间的相互作用，因为这种力将核子束缚在一起，核物理学家们把它称为核相互作用。

三、小结

本节课在初中知识的基础上学习了重力的概念、产生的条件以及重力与引力的区别。

知道了重力大小的测量和用G＝mg来确定，知道了重力的方向；学习了重心的概念，知道了与重心有关的因素及重心的确定方法。

3-2.弹力

教学目标：知识与技能：

1、理解弹力的概念，知道弹力产生的原因和条件.

2、知道压力、支持力、绳的拉力都是弹力，会分析弹力的方向，能正确画出弹力的示意图.

3、理解形变概念，了解放大法显示微小形变. 过程与方法：

通过观察微小变化的实例，初步接触“放大的方法” 情感态度与价值观：

通过探究弹力与形变的关系以及数据的准确记录，培养学生锲而不舍的探究的精神和求真务实的科学精神。

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C C 心C处拴

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二、重点难点

判断弹力的有无以及弹力的方向既是本节的重点，也是难点.正确画出物体所受弹力的示意图是突破难点的标志. 三、教学方法

观察、推理、分析、综合、总结规律教学用具：

弹簧、海绵、薄竹片、微小形变演示仪教学步骤：一、导入新课

在运动场上跳远时要用踏跳板，撑杆跳高运动员的杆，都是利用他们弹性形变时的弹力，同学们还可以举出许多利用弹力得力子，谁来说？

学生回答拉弓射箭、跳跳床、跳水踏跳板 ?? 那弹力是怎样产生的呢？

二、新课教学（一）用投影片出示本节课的学习目标 1、知道形变的概念

2、理解弹力是因为形变的物体由于要恢复原状，对与它接触的物体会产生力的作用 3、会判断弹力的方向 4、知道形变的种类

（二）学习目标完成过程 1、弹力是怎样产生的？（1）实验演示：压缩弹簧、海绵、用手弯曲竹片观察到什么现象？学生：看到形状或体积改变

老师：对，这就是形变。板书：物体的形状或体积的改变叫形变

（2）被压缩的弹簧上放一黑板擦，放手，黑板擦被弹起；被弯曲的竹片上放一粉笔头，放手，粉笔头被弹起。提问：为什么黑板擦、粉笔头被弹起？

引导学生回答：形变的物体要恢复原状，对和它接触的物体有力的作用，就被弹起。提问：如果粉笔头、黑板擦与形变物不接触，会受到这个力吗？引导回答：不接触一定不会受到这个力学生总结什么是弹力？

板书：发生形变的物体，由于要恢复原状，对跟它接触的物体产生地的作用，这种力叫弹力。可见，弹力的产生需两个条件：直接接触并发生形变。 2、任何物体都会发生形变

实验操作：显示微小形变的装置向学生作一简单介绍。

（1）入射光的位置不变，将光线经M、N两平面镜两次反射，射到一个刻度尺上，形成一光亮点。用力压桌面，同学会看到什么现象？

学生：光点在刻度尺上移动？

学生分析：桌面有了形变，使M、N平面镜的位置发生了微小的变化。

总结：我们通常用眼看到一些物体发生形变，还有一些物体眼睛根本观察不到它的形变，比如一些比较坚硬的物体，但是这些物体都有形变，只不过形变很微小。所以，一切物体都在力的作用下会发生形成。 3、弹力的方向

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一般情况下，凡是支持物对物体的支持力，都是支持物因发生形变而对物体产生弹力。所以支持力的方向总是垂直于支持面而指向被支持的物体。例1：放在水平桌面上的书

书由于重力的作用而压迫桌面，使书和桌面同时发生微小形变，要恢复原状，对桌面产生垂直于桌面向下的弹力F1，这就

是书对桌面的压力；桌面由于发生微小的形变，对书产生垂直于书面向上的弹力F2，这就是桌面对书的支持力。

学生分析：静止地放在倾斜木板上的书，书对木板的压力和木板对书的支持力。并画出力的示意图。

结论：压力、支持力都是弹力。压力的方向总是垂直于支持面而指向被压的物体，支持力的方向总是垂直于支持面而指向被支持的物体。

引导学生分析静止时，悬绳对重物的拉力及方向。

引导得出：悬挂物由于重力的作用而拉紧悬绳，使重物、悬绳同时发生微小的形变。重物由于发生微小的形变，对悬绳沉重竖直向下的弹力F1，这是物对绳的拉力；悬绳由于发生微小形变，对物产生竖直向上的弹力F2，这就是绳对物体的拉力。结论：拉力是弹力，方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向。 4、巩固训练（出示投影片）

（1）

画出下列各静止物体的弹力（接触面光滑）

（2）师生共评：弹力的方向总跟接触的面垂直，面与面接触，点与面接触，都是垂直于面；点与点的接触要找两接触点的公切面，弹力垂直于这个共切面指向被支持物。强调：象B图中，斜面与球间有无弹力？

对小球状态进行分析：如果小球受到斜面弹力，小球在水平方向上不会静止，会向右运动。由此可判定小球不受斜面的弹力。这是判定相接触的物体间是否有弹力得基本方法，说明两接触物体接触但没有发生形变。 5、形变的种类

请同学阅读P6，看形变的种类有哪些，举例说明。

学生：形变分为拉伸形变、弯曲形变、扭转形变。比如弹簧的伸长或缩短为拉伸形变，弓、跳板的形变为弯曲形变，金属丝被扭转为扭转形变。

总结：产生弹力的大小与形变程度有关，形变程度越大，产生的弹力就越大。

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三、小结

1、弹力产生的条件 2、弹力方向的确定 3、形变的种类四、作业

练习二、3、4、5

3.2 弹力（2）

3、对“胡克定律”的学习

教师活动：指导学生进行实验研究，从感性认识出发，上升到理性认识。学生活动：学生实验探究，讨论交流，得出结论。点评：感受弹簧弹力的大小与弹簧形变的关系。

教师活动：利用传感器，通过计算机实时测量，处理试验数据，分析买验结果。学生活动：学生观察思考，通过计算机演示物理量之间的关系。点评：实验研究――胡克定律，使学生了解科学的研究问题的方法。

教师活动：指导学生如何对数据进行处理（利用图象处理），如何分析图象找出规律。学生活动：学生讨论交流，总结现津，得出结论。

点评：培养学生进行数据分析、探索和寻找数据之间的关系，发现物理规律的能力。教师活动：指导学生做F-x图象，利用数学知识确定F和x的关系，找出物理规律。学生活动：学生利用用实验数据做图象，进一步体验用图象处理数据的方法。点评：掌握用图象处理实验数据的方法。注意事项：

1.本实验要求定量测量，因此要尽可能减小实验误差。标尺要竖直且紧靠指针以减小读数带来的误差，每次改变悬挂钩码个数后，要待系统稳定后再读数。

2.实验中所提供的米尺精确度为1mm，应估读一位。

3.弹簧组的说明书已经说明每个弹簧的弹性限度，注意不要超过它的弹性限度使用。通过以上实验能得出什么结论？

胡克定律：在弹性限度内，弹性物体的弹力和弹性物体的伸长（或压缩）的长度成正比，即F单位是N/m。

例题：有一根弹簧原长为L0解答：已知弹簧的原长为L0律F?kx，其中k是劲度系数，

?0.15m，在下面挂上0.5Kg的重物后长度变成了18cm，求弹簧的劲度系数。

?0.15m，后来的长度为L?0.18m，弹簧的弹力为5N，伸长量为x?0.03m，由胡克定

?kx可知，k?Fx=166.7N/s.

说明：不同材料的弹簧劲度系数是不一样的，同一种材料的弹簧形状和长度不相同时，其劲度系统也是不一样的。

训练：竖直悬挂的弹簧下端，挂一重为4N的物体时弹簧长度为12cm;挂重为6N的物体时弹簧长度为13cm，则弹簧原长为 cm，劲度系数为 N/s。

解析：弹簧上悬挂物体时弹簧在伸长，由胡克定律可知：弹簧的拉力与弹簧的伸长量成正比，即F数，x在数值上等于伸长后总长度减去原长L0，即x?通过方程组可求出弹簧原长和劲度系数。

设弹簧的原长为L0，劲度系数为k，设挂G1则L1?kx，其中k为劲度系

L?L0，改变悬挂重物的重力，伸长量变化，这样可以列出两个方程，

?4N的重物时弹簧的长度为L1，挂G2?6N的重物时弹簧的长度为L2，

?13cm,L2?13cm，由胡克定律得：

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G1?k(L1?L2)G2?k(L2?L0)代入数据解得：L0

?10cm,k?200N/m

课堂小结：在弹力的教学过程中，在这样几个难点需要突破，一是任何相接触的物体间都可能有弹力，弹力的产生条件是接触并且有形变，但是有些物体的形变量很小，不容易观察到，就会使学生产生这样的疑问：这种情况下弹力到底有没有？例如物体放在桌面上，压力和支持力不通过形变来判断，解决这个问题的方法是微小形变的演示，通过演示，使学生确信任何两个接触的物体间都可以有弹力。另外一个难点是弹力有无的判断，解决这个问题可以用假设判断的方法，不仅让学生知道判断的访求，更应该让学生学会这些方法的迁移，例如假设的判断方法，也可以用到摩擦力的有无的判断中去。一般弹力大小的判断要根据物体的实际情况判断，而弹簧弹力的判断可以根据胡克定律进行判断，让学生通过实验“发现”胡克定律，在发现中锻炼探究物理规律的能力。

w.w.w.k.s.5.u.c.o.m3.3 摩擦力

★教学目标 (一) 知识与技能

1. 知道摩擦力的概念及分类，知道这两种摩擦力的分类 2. 知道静摩擦力产生的条件，会判断静摩擦力的大小和方向 3. 知道滑动摩擦力产生的条件，会判断滑动摩擦力的大小和方向 4. 知道最大静摩擦力与滑动摩擦力的关系。

5. 了解动摩擦因数μ的决定因素，会用实验测量计算μ 6. 知道日常生活中如何防止和利用摩擦力。

(二) 过程与方法

7. 通过观察演示实验，概括出摩擦力产生的条件及摩擦力的特点，培养学生的观察、概括能力。 8. 通过静摩擦力与滑动摩擦力的区别对比，培养学生分析综合能力。 9. 在研究影响滑动摩擦力因素问题中学会运用控制变量的方法

(三) 情感态度与价值观

10. 从探究中获得积极的情感体验和认真、严谨的科学态度和科学精神 11. 通过对生活中有益摩擦和有害摩擦的分析,对学生进行辩证唯物主义的教育 ★教学重点

1. 静摩擦力的有无，大小及方向的判断 2. 滑动摩擦力的有无，大小及方向的判断

★教学难点

1. 静摩擦力的有无，大小及方向的判断。

★教学过程

滑动摩擦力产生的条件：

1、接触并挤压

2、两物体间有相对运动。 3、接触面都不光滑。

【牢记】：有摩擦力必有弹力，有弹力不一定有摩擦力。滑动摩擦力的方向：

板书：（手掌在桌面上向正北方向滑动）

手受到的滑动摩擦力方向：正南桌面受到的滑动摩擦力的方向：正北手相对于桌面的运动方向：正北桌面相对于手的运动方向：正南。【牢记】：滑动摩擦力方向与相对运动方向相反。二、滑动摩擦力

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【定义】：当两个物体彼此接触挤压且有相对运动时，接触面上会产生一种阻碍相对运动的力，该力叫做滑动摩擦力。大小：

例1：砖横放和竖放在地面移动时受到的滑动摩擦力哪一个大？【牢记】：f与接触面积无关。

例2：那物体分别做匀速直线运动和匀加速直线运动时的滑动摩擦力大小关系如何呢？【牢记】：f与相对运动速度无关。例3、下列说法正确的是（AD）

A. 只有相互接触且发生相对运动的物体间才可能产生滑动摩擦力。 B. 只有运动的物体才可能受滑动摩擦力。 C. 受弹力的物体一定受滑动摩擦力 D. 受滑动摩擦力的物体一定受到弹力。

方向：实例分析

(2)汽车启动时，车上货物向后滑动，分析货物受到的滑动摩擦力的方向。解：可以用书本上拉黑板擦来示范，让学生明白，虽然货物相对车是后退了，但相对于地面是前进了，其实常识也可以告诉我们：货物从静止到跟车一起以相同的速度向前运动，说明车启动的过程中货物也在加速启动，那是谁给它这个动力的呢？很明显是摩擦力啊； (3)汽车刹车时，车上货物向前滑动，试分析货物受到的没动摩擦力的方向。

解：货物相对车向前，是受到的摩擦力向后；车相对于货物向后，则受到的滑动摩擦力向前。（4）接触面均不光滑。例4、 (1)

F f F v

v f v F F A A B B B与地面之间的摩擦力与刚才一样，先略过去，主要看AB之间的摩擦力。AB之间接触挤压，有相对运动，接触面不光滑，所有条件满足，所以AB之间有摩擦力的存在。A相对于B向右运动，所以B给它一个向左的摩擦力来阻碍它的这个相对运动。B相对于A向左运动，所以A给B一个向右的摩擦力来阻碍B的这个相对运动。（其实大家也可以想得到，系在墙上的绳子被拉紧了，肯定有一个力把A向左拉，那就是摩擦力了）

（5）已知：传送带静止时，将物体轻轻放上，物体将由静止开始下滑，若传送带反向转动时，会不会减缓物体下落速度甚至物体不下落呢？

（6）看图，斜面光滑，传送带不光滑。若带子不动时，物体从高处下来后会冲出带子，若带子反向转动呢？

例5、一物体正在水平桌面上沿正东方向做直线运动，物体与桌面间的动摩擦因数μ=0.2，物体的质量为m=10kg，g=10m/s，此时物体正受一个沿正西方向的水平拉力F=20N的水平拉力的作用，求此时物体受到的滑动摩擦力。

解：物体相对于桌面向东运动，所以受到的滑动摩擦力方向向西，大小为

f??N=0.2×10×10=20N

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三、静摩擦力：日常生活中我们常常见到这样一种现象，一个大木箱停放在地面上，你用力推，没推动，什么原因呢？有人会讲：“你力气太小呗”。那你们有没有想过，是什么阻碍木箱的运动呢？我们先来对物体进行受力分析看看。

N F G f N F G 根据以前所学，我们知道物体受重力G、拉力F和支持力N。由于你没有推动，物体是静止的，根据牛顿第一定律，物体应该受力平衡即所受的力相互抵消。看图：图中N和G相互抵消，但还剩下一个拉力F无法被消去，所以物体必然还受到一个我们以前没有接触过的力，该力与F等大反向。那么这个力是什么力呢？是谁施给物体呢？该力肯定是接触力，而跟物体接触的只有地面，难道也是地面给的？不错！这个力就是地面给物体的，叫做静摩擦力。大家想一想，如果地面是光滑的，那么推动这个物体还有那么难吗？没有，这说明这个力也是因为接触在粗糙有摩擦造成的。由于这个力产生在相对静止的两个物体的接触面上，所以叫做静摩擦力。

静摩擦力：两物体接触挤压且有相对运动趋势时，接触面上会产生一种阻碍相对运动趋势的力，该力叫做静摩擦力。产生条件：

1、接触并挤压（弹力产生的条件） 2、有相对运动趋势。 3、接触面都不光滑。大小：

还是推箱子的问题，如果你用10N的力推箱子没有推动，理论分析说明此时的静摩擦力大小是10N，如果你用100N还没有推动，理论分析说明此时静摩擦力的大小是100N，如果你用500N还是没有推动，静摩擦力就是500N。

但我们知道，随着推力的增大，物体总有被推动的时候，当推力增大到某一个值Fmac时物体就要滑动，此时静摩擦力达到最大值。所以Fmac叫做最大静摩擦力。

那最大静摩擦力与哪些因素有关呢？

我们在日常生活中也经常看到这们的事实：在越粗糙的地面上想把箱子从静止推动需要的力越大，同时在同一地面上，如果在箱子上坐一个人时与不坐人时需要的力要大些。那么从这些现象大家觉得Fmac应该与哪些因素有关呢？

当推力达到最大静摩擦力时，物体开始滑动，物体将受滑动摩擦力，那么滑动摩擦力与最大静摩擦力的大小关系如何呢？演示实验：

实验装置如右图

在弹簧测力计的指针下轻塞一个纸团，它可以随指针移动，并作为指针到达位置的标记。继续用力，当拉力达到某一数值Fmac时木块开始移动，此时测力计示数突然减小，并且从此在拉力F0的作用下匀速直线运动。

分析：物体开始由于静摩擦力作用保持静止，该过程中静摩擦力始终等于拉力，所以图象斜率等于1。当拉力达到Fmac时物体开始由静止到运动，此后物体受到的摩擦力变为滑动摩擦力。由于在物体开始运动的一瞬间测力计示数突然减小，说明物体受到的阻力突然减小，这就是说Fmac大于滑动摩擦力。又因为物体能在F0的作用下匀速直线运动，说明物体受到的滑动摩擦力大小是F0。

最大拉力

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结论：

1、静摩擦力的大小由外部因素决定，一般可由物体的运动状态进行受力分析中得出。（比如推箱子中，由于物体是静止的，

所以合外力是零，从而知道静摩擦力随推力的增大而增大）与μN无关，μN只决定最大静摩擦力。

2、0?f静?fmax，Fmac一般情况下大于滑动摩擦力，无特殊说明情况下，近似认为Fmac等于滑动摩擦力。

带领学生观看视频文件及动画文件，加深印象。方向：与相对运动趋势相反。

如何判断物体间是否有相对运动趋势以及相对运动趋势的方向 1、假设不存在法

什么叫做运动趋势呢？就是有运动的动向却没有付诸行动，大家想一想，为什么物体间有相对运动的动向却没有付诸行动呢？就是因为有静摩擦力阻碍了这个相对运动趋势，使它没有变成现实。那如果没有静摩擦力，物体的相对运动趋势就应该能变成行动了，所以如果我们假设摩擦力不存在，那么我们从物体间运动状态不同和物体受力分析中可以看出物体间是否有相对运动趋势以及相对运动趋势的方向。如下图：

人推木箱没推动，那木箱与地面之间有没有摩擦力呢？假设摩擦力不存在，则木箱将会向右运动，说明存在静摩擦力，且木箱相对于地面有向右运动的趋势。

2、牛顿定律

其实大多情况下，我们并不是看物体的相对运动趋势，我们只要综合受力分析和牛顿定律，就可以判断出静摩擦力了。比如下图，求AB间摩擦力和B地间摩擦力。

A 匀速 BF F 因为A匀速，所以A应该受力平衡，A竖直方向受两个力：重力；B对A的支持力，这两力相互抵消。水平方向如果受摩擦力，则A不可能受力平衡，说明A肯定不受摩擦力。

举例：

1、人用F力向右推箱子没有推动

解：很明显，如果没有摩擦力，物体受到重力G、支持力N和推力F，物体是不能保持静止的，将向右运动，所以箱子相对于地面有向右运动的趋势，它受到的静摩擦力方向向左。根据力的作用是相互的，所以箱子对地面的静摩擦力是向右的。

2、三角斜面上静止的木块

解：如果不存在摩擦力，则物体受到重力G和支持力N是不能保持静止的，将向下滑，所以木块相对于斜面的运动趋势是向下滑的，它受到的静摩擦力沿斜面向上，斜面的受到的静摩擦力沿斜面向下。

3、放在汽车里的箱子随汽车由静止启动过程中与汽车没有相对滑动。

解：如果不存在摩擦力，箱子只受重力G和支持力N，而且这两个力相互抵消，由于物体本来是静止的，所以物体应该仍然保持静止，而汽车启动了，则汽车相对于箱子向前了，箱子相对于汽车落后了，所以箱子受到向前的静摩擦力，汽车受到向后的静摩擦力。]

4、人行走时，脚与地面间的摩擦力是静摩擦力还是滑动摩擦力，方向如何？

解：带领学生看动画演示知：脚与地面的摩擦力是静摩擦力，地面对脚的摩擦力方向向前。 5、自行车前后轮与地面的摩擦是静摩擦还是滑动摩擦，前后轮所受摩擦力方向如何？解：是静摩擦力，前轮所受摩擦力方向向后；后轮所受的摩擦力方向向前。例6、判断静摩擦力方向 1、人紧握瓶子水平移动

2、 3、 4、

V A 静止 BF F 静止 A BF F 状元培训，伴你成才

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四、难点： 1、摩擦力（不管是静摩擦力还是动摩擦力）可以动力也可以是阻力动力和阻力是从效果上来讲的：

动力：促进物体运动的力（暂时理解为该力与速度同向）阻力：阻碍物体运动的力（暂时理解为该力与速度反向）

举例：一个正在下落的物体，它受到重力G和空气阻力f的作用，重力方向与速度同向，该力是动力，促进物体下落。空气阻力与速度反向，阻碍物体下落，是阻力。

注意：摩擦力是与相对运动或相对运动趋势相反，并不是与物体运动相反。（运动和相对运动不是一回事，无特殊说明的情况下我们讲的运动通常是指物体相对于地面的运动，而摩擦力看的是产生摩擦力的两个物体之间的相对运动）

举例：

1、汽车启动时，放在车里的箱子相对于汽车向后滑，这里箱子受到的摩擦力是动力还是阻力呢？箱子对汽车的摩擦力是动力还是阻力呢？

解：是动力。箱子相对于汽车向后滑，所以箱子受到汽车向前的滑动摩擦力。有一点容易弄错的是，虽然箱子相对于汽车向后，但其实箱子和汽车都是向前运动的（以文具盒压在书本上然后抽来例），所以是动力。箱子对汽车的摩擦力是阻力。

2、缓慢（以接近0的速度匀速）拉动物体B，

AB相对静止，弹簧伸长。这段过程中B对A的静摩力是动力还是阻力？A对B的摩擦力是动力还是阻力呢？解：B对A的摩擦力是动力。这里A相对于B有向后的运动趋势，摩擦力（从弹簧的伸长可以知道），同时A是向前运动，所以这里静的摩擦力是阻力,因为A对B的静摩擦力是向后的，而B是向前的，

3、经典例子：两块木板间夹一木块，任意方向匀速运动，受到上，该力可以是动力或阻力看你向哪个方向匀速。

2、静摩擦力还是滑动摩擦力看物体间是相对静止还是相对运动静止的物体可以受到滑动摩擦力

在地面上推箱子，箱子对地面的摩擦力是滑动摩擦力，但地面却是静止的。运动的物体也能受到静摩擦力

物体在传送带上匀速度上升，它是运动的，但它却受到静摩擦力。五、滚动摩擦：除了滑动摩擦外，还有滚动摩擦。滚动摩擦是一个物体在另一个物体表面滚动时产生的摩擦。当压力相同时，滚动摩擦比滑动摩擦小很多。滚动轴承就是根据这一点制成的。六、生活中的摩擦在生产、生活中，我们有时需要加大物体之间的摩擦力，有时又需要减小物体之间的摩擦力。钻木取火利用了摩擦生热，古埃及金字塔以滚动摩擦代替滑动摩擦、磁悬浮列车。

有利:鞋底做得越粗糙就越不容易打滑,是因为增加了鞋与地面的摩擦,因此要将鞋底做得更粗糙,才使人不易滑倒;木匠把木板打磨光滑,是用砂纸与木板的摩擦将木板打磨光滑的;洗衣机洗衣服是经过转动使衣服与水产生摩擦,才能将衣服洗干净的;等等,这些有利摩擦我们都要多多利用.

有害:机器运转是会相互摩擦发热,造成无谓的能量损失和有害与零部件,缩短了机械使用寿命,因此要把接触面造得更加光滑;在泥泞的道路或雪地里,汽车容易打滑,易发生事故.所以要尽量将车轮造得更加粗糙或加铁环;等等这些都是有害摩擦.

3.4 力的合成

★三维目标

（一）知识与技能

1、掌握力的平行四边形定则，知道它是力的合成的基本规律。

2、初步运用力的平行四边形定则求解共点力的合力；能从力的作用效果理解力的合成、合力与分力的概念。

3、会用作图法求解两个共点力的合力；并能判断其合力随夹角的变化情况，掌握合力的变化范围，会用直角三角形知识求合

所以A受到B向前的静摩擦力是动力；A对B所以是阻力。静摩擦力始终竖起向

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力。

（二）过程与方法

1、能够通过实验演示归纳出互成角度的两个共点力的合成遵循平行四边形定则；

2、培养学生动手操作能力、物理思维能力和科学态度、观察能力、分析能力、协作能力、创新思维能力、表达能力。 3、培养学生设计实验、观察实验现象、探索规律、归纳总结的研究问题的方法的能力。（三）情感、态度与价值观

1、培养学生的物理思维能力和科学研究的态度。

2、培养学生热爱生活、事实求是的科学态度，激发学生探索与创新的意识。 3、培养学生合作、交流、互助的精神。 ★教学重点

1、通过实验归纳出力的平行四边形定则 2、力的平行四边形定则的理解和应用。 ★教学难点

1、对物体进行简单的受力分析、通过作图法确定合力

2、合力与分力间的等效替代关系，尤其是合力的大小与两个分力间夹角的关系。 ★教学方法

1、创设情景，引导启发，让学生体会并接纳等效观点，从而得出合力、分力的概念。 2、实践体验，实验探索，归纳总结，从而得出平行四边形定则。 ★教学用具：

多媒体、总重力为200N的一桶水（依情况而定）、合力与分力关系模拟演示器（磁性黑板、带磁铁的滑轮、钩码、橡皮筋（带细绳套）、实验器材（学生分组实验用）；方木块1块、弹簧秤2个、橡皮筋1条，20cm细线1条（两端打好套）、白纸1张、图钉几个、三角板一对 ★教学过程

（一）引入新课

教师活动：请两位同学到讲台前，让一位同学提起重为200N的一桶水，请下面同学分析该同学施加的提水的力为多大？然

后请两同学一起提起水桶，请同学们一起分析提水桶的有几个力？从效果上看跟刚才用一个力提一样吗？

学生活动：学生观看两位同学的操作，同时考虑并回答教师的问题。学生回答：效果是一样的。

点评：通过实践体验，让学生体会一个力的作用效果与两个或更多力的作用效果相同、目的是激发学生学习兴趣，引导学生体会等效观点。

教师活动：引导学生思考：生活中还有哪些事例是说明几个力与一个力的作用效果相同的？

学生活动：学生思考讨论列举实际例子：用两条细绳吊着日光灯、很多只狗拉着雪撬前进、抗洪救灾中解放军搬沙袋、打夯

等。

点评：通过列举生活中的实例，进一步体会一个力可以与几个力的作用效果相同。培养学生观察生活的能力，同时激发学生对生活的热爱。

教师活动：启发引导同学找出这些例子的共性，给出合力和分力的概念。学生活动：积极思考，领会合力、分力的等效替代关系。（二）进行新课 1、力的合成

一个力与几个力产生了同样的效果,可以用这一个力代替那几个力,这一个力是那几个力的合力，那几个力是这一个力的分力。

当一个物体受到几个力的共同作用时，我们常常可以求出这样一个力，这个力的作用效果跟原来几个力的作用效果相同，这个力就叫做那几个力的合力。求几个力的合力的过程叫做力的合成。下面我们就来探究一下求几个力的合力的方法。

教师提问：那么如何才能求出几个力的合力呢？也就是说合力与分力之间有什么关系？

教师活动：教师出具合力与分力关系模拟演示器，告诉学生有关的器材，以及实验的目的，让学生自己设计一个实验来探究

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教师：王孝鹏

求合力的方法（学生可能提出好多不同的设计方案，教师要引导学生选择其中的最佳方案）。教师可提出如下问题：在这个实验中合力与分力等效的标志是什么？（橡皮条的伸长量相等）然后教师可让学生（2－3人）自告奋勇去前面操作，下面的学生观察，引导学生找出操作同学的不妥之处。在实验结果的处理时，引导学生先做出各力的图示，让操作的同学和下面同学一起讨论合力与分力之间的关系。（学生此时也可能有很多种猜想，比如：把两个力直接加起来等。教师可参与学生的讨论，筛选出有一定道理的猜想）

学生活动：根据老师出示的合力与分力关系模拟演示器，思考：在这个实验中研究什么问题？在这个实验中合力与分力等效

的标志是什么？用什么样的方案去探究？然后与邻近的同学交换一下意见。

学生代表到前面去做实验的时候，同学们要认真观察，并与自己设计的方案相比较，看哪个方案更好一些。同时要找一下前面同学的操作有无不恰当的地方，并友好地提出来。当操作的同学根据实验结果画出力的图示时，同学们要积极思考：合力与分力的大小是什么关系，并形成自己的猜想结论。

F。实验演示：两个弹簧秤互成角度地悬挂一个钩码，拉力分别为F1和F2，再用一个弹簧秤悬挂同一个钩码，拉力为F产生的效果是相同的，即均可使钩码处于静止状态，由于力F产生的效果与力F1和分析：F1和F2共同产生的效果与力

F2共同作用产生的效果相同，力F

进一步实验：

就叫做力F1和F2的合力，这种等效代替的方法是物理学中常用的方法。

实验设计：一根橡皮条，使其伸长一定的长度，可以用一个力F作用，也可以用2个力F1和F2同时作用，如能想办法确定

F1和F2以及力F

的方向，就可知F与F1和F2间的关系。

演示：将如图所示的实验装置安装在贴有白纸的竖直平板上。

甲 G E O C F1G 乙 E O F2F

橡皮条GE在两个力的共同作用下，沿着直线伸长了EO这样的长度，若撤去F1和F2用一个力作用在橡皮条上，使橡皮条沿着相同的直线伸长相同的长度，则力F对橡皮条产生的效果跟力F1和F2共同作用产生的效果相同，力F等于F1和F2的合力，在力F1和F2的方向上各作线段OA和OB，根据选定的标度，使它们的长度分别表示力F1和F2的大小，再沿力F的方向作线段OC，根据选定的标度，使OC的长度表示F的大小。

问题：由此看来，求互成角度的两个力的合力，不是简单的将两个力相加减，那么互成角度的两个力是不是可以用F1和F2的有向线段为邻边所作的平行四边形的对角线来表示呢？

学生实验：将白纸钉在方木板上，用图钉固定一橡皮条，用两只弹簧秤同时用力互成的沿规定方向拉橡皮条，使橡皮条的另一端伸长到O点，记下此时弹簧秤的读数，这就是分力的大小，再用一只弹簧秤通过细绳套也把橡皮条拉到位置O，弹簧秤的读数就是合力的大小，细绳的方向就是合力的方向。用力的图示作出这3个力观察找出3个力之间的关系。

F1F

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教师：王孝鹏

结论：总结平行四边形定则：求互成角度的两个力的合力，可以用表示两个力的有向纯然为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向，这就是平行四边形定则。如上图所示。

点评：探究力的合成的平行四边形定则，培养学生实验探究的能力。

学生对于合力和分力的大小关系的猜想，教师应当充分尊重，而不要怕麻烦，要让学生的实验探索落到实处。教师在教学中会发现：学生的思维有时很睿智，教师时常会有惊喜的发现。

教师点评：学生的猜想是否正确，教师要给学生验证的机会：让学生进行分组实验，测量三组数据，处理完后得出自己验证

的结论，即原来的猜想是否正确。让学生自己选出各组的代表，把实验的情况进行汇报，教师和学生一起进行归纳总结。最后得出求合力的方法一一平行四边形定则。

在上述过程中教师要引导学生对各组的操作情况、数据处理、语言表述等进行评价和分析。

学生活动：根据学生自己的猜想，利用课桌上仪器进行实验验证，测量三组数据进行处理，看结果如何。（实验过程中同学之

间要团结协作，密切配合），各组的学生代表要在同学们面前陈述本组的实验结论，和其他组的情况相比较，最后全班同学一起得出求合力的方法。

点评：验证探究的结果是否正确。培养学生科学的思维方法——探究、验证，以及严谨的科学态度。（三）课堂总结、点评

教师活动：让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。

学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。

点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。

教师要放开，计学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。五、布置作业

l、还有没有更好的方案来验证力的合成的平行四边形定则？ 2、你身边还有没有物体受共点力的例子？试举出来。 3、课后完成课本上第67页的练习第1、2题做4、思考：合力与分力之间的关系。六、板书设计

1、合力：一个力与几个力产生的同样的效果，个力的合力，那几个力是这一个力的合力。

2、力的合成：求几个力的合力的过程叫做力的合成 3、求的合成法则：平行四边形定则

3.5 力的分解

★教学目标 (一) 知识与技能

1. 理解分力及力的分解的概念

2. 理解力的分解与力的合成互为逆运算，且都遵守力的平行四边形定则 3. 掌握按力的作用效果进行分解的一般步骤，学会判断一个力产生的实际效果 4. 知道合力和（两等大）分力之间的大小关系

(二) 过程与方法

5. 在过程中观察合力与分力关系，会分析物体受力及作用效果 6. 体会力的分解合成在实际应用的的好处。

(三) 情感态度与价值观

7. 学习和领会“等效替代”的科学思想

8. 培养分析观察能力，物理思维能力和科学的研究态度

可以用这一个力代替那几个力，这一个力是那几在本上。

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教师：王孝鹏

★教学重点

1. 在实际问题中如何根据力产生的作用效果进行力的分解

★教学难点

1. 如何确定一个力产生的作用效果 2. 知道合力与分力间的某些关系，求未知。

★教学过程导入：

师：上节课的学习中，我们了解到在效果相同的前提下可以用一个力来等效替换某几个力，这个过叫做力的合成。那在效果相同的前提下我们完全可以用几个力来等效替换某一个力呢？这个过程就叫做力的分解。这也是我们今天要学习的内容。一、力的分解

【定义】：求一个力的分力的过程叫做力的分解。

教师一定要注意学生是否真的会作平行四边形，注意学生作图的顺序。

从上图可以看出，力F可以分成F1 、F2，也可以分成F3 、F4，还可以分成F5 、F6，还可以??，也就是说可以用来等效替换F的分力有无数对。

二、将一个已知力力分解的几种情况：

1、已知两个分力方向。 2、已知其中一个分力F1的大小和方向

3、已知两个分力的大小。

结论：1、当F1?F2?F时有两组解。2、当F1?F2?F时有唯一的一组解。3、当F1?F2?F时无解。

4、已知一个分力的大小和另一个分力的方向。

结论：1、当已知大小的分力>Fcos?时，有两组解。

2、当已知大小的分力=Fcos?时有唯一的一组解。3当已知大小的分力

具体问题中一个力究竟应该怎样分解呢？先让我们一起来看看下面两个实例：

θ 状元培训，伴你成才

教师：王孝鹏

1、农田耕作时，拖拉机斜向上拉耙。

拖拉机拉着耙，对耙的拉力是斜向上的，这个力产生了两个效果；一方面使耙克服泥土的阻力前进；另一方面同时把耙往上提，使它不会插得太深。也就是一个力产生了两个效果（画出物体的受力示意图，如下）。

师：如果这两个效果是由两个力F1、F2产生，使耙克服泥土的阻力前进的效果是由一个水平向前的力F1产生；把耙往上提，使它不会插得太深的效果是由一个竖直向上的力F2产生的。那F1、F2与拉力F是怎样的一种关系？生：一种等效关系，可以进行等效替换。

【牢记】：通常按力的作用效果来进行力的分解．

让学生分组思考讨论。

五分钟后，找学生代表汇报讨论结果，教师不作评论，只记下结果。带领学生观察视频文件。

师：通过刚才的讨论观察，我们了解到：作用在物体上的重力产生了两个效果，一是使物体沿斜面下滑，另一个就是使物体与斜面之间发生挤压。那我们将重力进行分解时就根据重力的实际作用效果把重力分解到沿斜面方向和垂直于斜面的方向，如图：

桥要造很长的引桥，来减小桥面的坡度。

【牢记】：分解后，用G1和G2来等效替换G，则G不存在了； 1、 G2是作用在物体上的，不是物体对斜面的压力；

2、 G1使物体下滑，所以G1又叫做下滑力。可见下滑力是重力的一个分力，并不是一个真实存在的力。师：也就是说是分力与合力的关系。

F 往上提

等效

F1 F2 往上提

往前拉往前拉 F F

F2、如图：将一木块放到光滑的斜面上，试分析重力的作用效果并将重力进行分解。

G θ G1?Gcos?G θ G1?Gsin?θ 师：分析可以看到，上桥时，分力G1阻碍车辆前进，车辆下桥时，分力G1使车辆运动加快。为了行车方便与安全，高大的状元培训，伴你成才

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3、一个力是否是真实的力，看能否找到该力的施力物体。疑问：

1、力的分解是不是一定要按力的实际作用效果来分解？

【牢记】：不是，根据解题的需要来分解，一般情况下按实际作用效果分解。 2、力的实际作用效果这么难判断，该怎么办？

【牢记】：我们可以综合物体受力分析结果来判断其中某个力的作用效果。如上例中判断重力的实际作用效果。 A、受力分析。1、非接触力：重力G；

2、接触力：物体与斜面和挡板间没有相对运动趋势，所以没有摩擦力；根据牛顿定律，物体静止所受的合外力是0，所以物体与斜面和挡板间必有挤压力，即必受N1、N2。（接触力只有两种）

B、实际作用效果分析：如果没有重力，物体会与斜面和挡板间有挤压吗？不会！所以重力的两个实际作用效果就是一是使物体与斜面间有挤压，一是使物体下滑从而使物体与挡板间有挤压。

例、如图：两球的重力均为G，那求解球对挡板和斜面的压力。例、作图分析O点的受力情况 Nθ/2 θ/2 Nθ G θ θ/2 N G2=N θ/2 N G1=N θ/2 G2?sin??N?G?N22sin2N1 N2 G2 G1 θ G1?N1G2?N2GG?cos??N1?G1cos?G2?tan??N2?G2?Gtan?GO O N2 T2 O T1 N N1 O T1 状元培训，伴你成才

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先理论分析，有假设法。至于棒与绳的区别，如果用绳代替棒，情力作用，如果不行，说明棒的作用不是沿棒的方向。

带领学生观看视频文件，自己设计实验体会

三、一个力分解成三个或三个以上的力四、正交分解法：

前面我们已经学习过如何求几个力的合力，就是用平行四边形定则把两个合成一个，两个合成一个??如此能合成最后一个力。学过力的分解后，对于求合力，我们又有了一种新的方法：正交分解法。就是建立一个直角坐标系，把所有不在坐标轴上的力分解到两个坐标轴上，接着分别两个坐标轴上的分力各自合成，最后再把两个轴上的合力再进行合成。

例、如图，物体重为100N，分别求两个分力大小。

解：方法1、将两绳子拉力合成等于重力。方法2、将重力分解到两绳子方向，并相互抵消。方法3、正交分解法（最好解的方法）

例、如图一个木块正在倾角为θ为的三角斜面上匀速下滑，试求斜面的动摩擦因数。

解：因为匀速，所以合外力为0。物体受重力G、支持力N、摩擦力f。这三个力的合力为0。如何利用这个关系呢？我们可以将重力分解，分解后则有mgcos?θ。

问：如果此时给物体加上一个沿斜面向下的力F，那物体现在受到的合外力是多少？

解：加了一个力以后刚才的那三个力都没有变，所以它们的合力还是0，再加上一个力F，所以物体现在的合力是F。日常生活应用： 1、木楔子

2、用绳子拉陷入泥土的汽车（带领学生观察动画） 3、帆船可以逆风而行吗？

4、如果让你来处理索道的技术问题，请问索道设计的绷直还是松一些?

况不变，说明棒起的就是拉

F1y F1 F1x F2 F2x F2y 300 F1 450 F2 θ ?N，mgsin???N??mgcos????sin??tan?cos?，所以动摩擦因数为tan

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第四章

4.1 牛顿第一定律

★教学目标

1. 知道伽利略的理想实验及其主要推理过程和推论，理想实验是科学研究的重要方法 2. 理解牛顿第一定律的内容及意义；理解力和运动的关系，物体的运动不需要力来维持。 3. 理解惯性的概念，知道质量是惯性大小的量度；会用惯性解释一些现象。

★教学重点

1. 理解力和运动的关系

2. 对牛顿第一定律和惯性的正确理解 3. 理想实验

★教学难点

1. 力和运动的关系 2. 惯性和质量的关系

★教学过程引入：

师：同学们，在前面的学习中我们学习了怎样描述物体的运动，知道了物体的一些运动规律，但同学们有没有想过：同一个

物体不同的情况下可以做出不同的运动，究竟是什么决定了物体的运动情况？要讨论这个问题，就要研究运动与力的关系。所以，从今天开始，我们就一起来探究运动与力的关系。一、据生活现象思考探究

师：现在请同学们结合日常生活经验，分组探讨一下运动和力是怎样的一种关系，并试着回答以下一些问题。

1、物体的运动需要力来维持吗？是不是有力物体就能运动，没力物体就静止。给物体一初速度，物体在不同平面上滑动，体会物体运动不需要力来维持。 2、物体的运动方向跟力的方向一样吗？以抛粉笔为例 3、物体的运动仅由力决定吗？抛粉笔为例

4、物体什么情况下做直线运动？什么情况下做曲线运动？以抛粉笔为例 5、物体做直线运动时，什么情况下加速？什么情况下减速？以抛粉笔为例。

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【牢记】：物体的运动不需要力来维持，没有时物体也能运动：匀速直线运动；运动方向与力的方向无必然联系；当速度与力同一直线时，物体做直线运动；速度与力不在同一直线时，曲线运动；同一直线时，力与速度同向，加速；力与速度反向，减速。要让学生明白：物体此刻的速度是由上一刻的速度和上一刻的受力决定的，此刻的速度及此刻的受力决定下一刻的速度。（比方：今天的结果是前面的表现决定的，要想今后的结果能改变，必须从现在开始。）二、历史上人类对运动与力的关系的认识

师：爱因斯坦曾把一代代科学家探索自然奥秘的努力，比做福尔摩斯侦探小说中警员破案的过程。在侦探故事中，有时候明显可见的线索却把人们引到错误的判断上去，也就是说光凭经验来做判断是靠不住的。

师：长期以来，在研究物体运动原因的过程中，人们的经验是：要使一个物体运动，必须推它或拉它。因此，人们直觉地认为，物体的运动是与推拉等行为相联系的，当不再推、拉的时候，原来的运动便停止下来。根据这类经验，亚里士多德得出结论：必须有力作用在物体上，物体才能运动；没有力的作用，物体便要停止在某个地方。我想不仅是亚里士多德这样想，就是在现在，很多人还是这样想的，因为它与我们的现实生活经验相一致。但这却是个错误的结论。是由明显可见的线索引出的错误判断，而且这个错误结论竟维持了近两千年。直到三百多年前，伽俐略创造了有效的“侦察”方法，发现了正确的线索，揭示现象的本质，成为物理学中的福尔摩斯。

师：伽俐略注意到，当一个球沿斜面向下滚动时，它的速度越来越大；向上滚动时，速度越来越小。他由此猜想：当球沿水平面滚动时，速度应该不增不减。实际上他发现，球越来越慢，最后停下来。伽俐略认为，这是由于摩擦阻力的原因，因为他同样还观察到，表面越光滑，球便会滚动得越远。于是他推断：若没有摩擦阻力，球将永远滚下去。

师：伽俐略为了说明他的思想，设计了一个实验（伽俐略斜面实验）：让一个小球沿一个斜面从静止状态开始滚下，小球将滚上另一个斜面，如果没有摩擦，小球将升到原来高度。减小后一斜面的倾角，小球在这个斜面上仍然达到同样高度，但这一次为了达到同样高度，比第一次滚得远些。继续减小第二个斜面的倾角，小球达到同一高度时将会滚得更远。于是他问道：若将后一个斜面放平，球会滚动多远？结论显然是，球将永远滚动下去。这就是说物体的运动不需要力来维持，没有力物体也可以运动（比如在光滑水平上，只要给物体个初速度，物体将以这个速度永远运动下去），而力恰好是改变物体运动状态（运动速度）的原因，比如物体加速和减速时都需要受到力的作用。当然我们不能消除一切阻力，也不能把水平木板做得无限长，所以这个实验是“理想实验”

带领学生观察动画及视频文件，先看理论动画，再看演示实验。

注意：理想实验不是空想实验，它是可靠实验事实加上理论推导。

师：与伽俐略同时代的法国科学家笛卡尔补充和完善了伽利略的观点。明确指出：除非物体受到外力的作用，物体将永远保

持静止或运动状

○ ○ ○ 态，永远不会使自己沿曲线运

甲乙丙动，而只保持在

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直线上运动。他还认为，这应该作为一个原理加以确立，并且是人类整个自然的基础。三、牛顿第一定律

牛顿物理学的基石———惯性定律

伽俐略和笛卡尔的正确结论在隔了一代人以后，由牛顿总结成动力学的一条基本定律：

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，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。

注意：学习物理的过程中大家已经对亚里士多德这个名字很熟悉了，并且每次提到的都是他的错误观点，好像成了反面教材，这里我要向大家说明一下：亚里士多德是个非常伟大的人。恩格斯称亚里士多德是最博学的人，亚里士多德的研究涉及生物、天文、气象、数学和物理等，成果十分丰富，是西方文化的奠基人。他追求以世界的本来面目来说明各种自然现象，比如说：他认为天上的运动应该是完美的匀速圆周运动、地上的物体都应该是静止的。他认为物体的运动需要力来维持，是与大量的“事实”相一致的。他一直追求真理，只不过因为当时研究物理总是靠直觉和思维来进行。因此，他的这一错误观点影响了人们两千多年。

伽利略实在是一个伟大的科学家，他第一个意识到了摩擦力——一个本质至今还没有被认识清楚的问题。有了这一点，加上他又具有丰富、发散而有严谨的科学思维能力，设计出其理想实验就显得比较自然了。我们认为理想实验首要的意义在于它摒弃了那种单纯依靠思辩来研究物理的行为方式，而确立了实验在物理研究中的基本地位。从物理史实上可以发现，这时伽利略认为的地面上的物体除静止外的另一本来面目是匀速圆周运动（而不是匀速直线运动），伽利略是一个伟大的科学家，在物理史上有着不可取代的地位，是因为他第一次确立了物理实验在物理研究中的重要性，研究物理不再是单纯地靠直觉和思维。是笛卡尔第一个明确指出：除非物体受到外力作用，物体将永远保持静止或匀速直线运动状态。这确实是人类思想认识上的一次飞跃。因此，笛卡尔认为上述论断应该作为一个原理加以确立，且是人类整个自然观的基础是十分合理的。笛卡尔当时还指出：在太空环境中可以实现物体不受外力的作用，这时物体的运动就满足理想实验的条件（解放了人们的思想，拓宽了看问题的视野）。

牛顿所做的工作不仅是进行了总结，更是从物理上赋予了明确的内涵，这其中包括惯性和力作为科学概念地提出，以及惯性参考系等，同时明确了力和物体运动及其变化之间的直接因果关系。【牢记】：

1、运动并不需要力来维持，因而力并不是使物体运动的原因；只有当物体的运动状态发生改变的时候，才需要力，所以力是改变物体运动状态的原因

2、不受力的物体是不存在的，所以牛顿第一定律是理想定律，不能用实验来验证。

3、物体具有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质，这种性质称惯性。所以牛顿第一定律又称惯性定律。

师：生活中许许多多的现象可以帮助我们理解牛顿第一定律。例如冰壶。冰壶在冰面运动时受到的阻力较小，可以在较长时

间内保持运动速度的大小和方向不变直到它再一次受到杆的打击或碰到障碍物，才改变这种状态。观看牛顿第一定律演示实验四、惯性

带领学生观看多媒体文件。

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生活中的例子：将斧头和木把往下敲。木把受到敲击突然停止了。斧头由于惯性要保持原来的运动状态，继续向下运动，使斧头和木把套紧。

1、问：什么样的物体具有惯性？物体什么时候具有惯性？

答：一切物体均具有惯性。一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。物体任何时候都有惯性，惯性是一种固有性质。

2、惯性可以被克服吗？答：惯性是物体的固有属性，不是力，不能避免或克服。

3、速度可以突变吗？答：当有外力作用迫使物体改变运动状态时，物体的运动状态会在原有的基础上发生变化，惯性的大小就表现为物体运动状态改变的难易程度。正因为物体的运动状态是在原有的基础上一点点变化的，所以速度是不能突变的。

4、物体的惯性大小由什么决定呢？与速度有关吗？答：惯性的大小仅由质量决定。

这里有一个易错点：很多同学认为速度大，惯性大；速度小，惯性小。原因是他们把“运动状态改变的难易程度理”理解为“物体从运动到静止的难易程度”。

分析：正是因为有外力的作用才使得物体的运动状态发生改变，所以要比较两个物体运动状态改变的难易程度，最起码要给它们相同的外力作用，才好进行比较。（不恰当的比方：想看两个人一天谁挣的钱多，最起码要给他们相同的本钱）

要比较速度变化的难易程度其实就是比较物体的加速度，加速度反映了相同时间内物体速度变化的大小关系，而在相同的外力作用的情况下，物体的加速度大小是仅仅是由质量决定的。所以惯性仅仅由质量决定。（a大，速度变化容易；a小，速度变化难）

惯性的大小仅由质量决定。但由于惯性是属性不是物理量，所以不能具体讲1千克的物体有多少惯性。例：如手挡相同速度的篮球和汽车。如果一辆空车和一辆装满货物车在相同的牵引力作用下由静止开始运动，它们的运动状态改变的情况并不相同，空车的质量小，在较短的时间内可以达到某一速度，运动状态容易改变。装满货物的车，质量大，要在很长的时间内才能达到相同的速度，运动状态难以改变。惯性大小在实际中是经常要加以考虑的。当我们要求物体的运动状态容易改变时，应该尽可能减小物体的质量。歼击机的质量比运输机、轰炸机的质量要小得多，在战斗前还要抛掉副油箱，以进一步减小质量，就是为了要提高歼击机的灵活性。相反，当我们要求物体的运动状态不容易改变时，应该尽量增大物体的质量，抽水站的电动抽水机和水泵都固定在很重的机座上，就是要增大它们的质量，以尽量减小它们振动或避免意外的碰撞而移动。

牛顿第一定律扩展：我们现在已经知道物体不受力与受力平衡是等效的（可以由牛顿第二定律得到受力平衡时加速为0，物体静止或匀速），所以牛顿第一定律可以这样理解：当物体不受力或受力平衡时，物体将保持静止状态或匀速直线运动状态。反过来亦成立，当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时，物体必定不受力或受力平衡。有下图：

物体受力物体不受力物体静止或匀速直线运动?运动状态不变受力平衡受力不平衡物体不能保持静止或匀速?运动状态改变状元培训，伴你成才

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4.2 实验：探究加速度与力、质量的关系教案

教学目标:

★知识与技能

要求学生认真看书，明确用“比较”的方法测量加速度；探究加速度与力、质量的关系；作出a-F、a-1／m图象。

教学重点与难点:

重点：对a∝F、a∝1／m的探究难点：对探究性实验的把握。

教学方式：

本节课主要采取的是“实验——探究”教学方式。

教学设计：新课导入：

1．复习提问：物体运动状态改变快慢用什么物理量来描述，物体运动状态改变与何因素有关?关系是什么? 教师启发引导学生得出：物体运动状态改变快慢用加速度来描述，与物体质量及物体受力有关。 (学生更详细的回答可能为：物体受力越大，物体加速度越大；物体质量越大，物体加速度越小)

2．教师引导提问进入新课：物体的加速度与物体所受外力及物体的质量之间是否存在一定的比例关系?如果存在，其关系是什么?请同学猜一猜。

(学生会提出很多种猜想，对每一种猜想，教师都应予以肯定)

教师在学生猜想的基础上进一步引导启发学生：我们的猜想是否正确呢，需要用实验来检验。这就是我们这节课所要研究的加速度与力、质量的关系。

指导学生确定实验方案、完成实验操作：一、实验介绍

投影：实验装置如图所示。

讲解：我们用小车作为研究对象，通过在小车上增减砝码可以改变小车质量；车上挂一根细线，细线通过定滑轮拴一个小桶，小桶内可以放重物，这时小车受拉力大致是小桶及重物的重力，我们可以通过改变小桶内的重物改变小车受到的d与m的关系．这是物理学中常用的研究方法。(此控制变量法可引导学生讨论得出)

教师引导提问：如何根据现有器材测出小车的加速度?(学生回答：用打点计时器) 教师可再追问：用打点计时器测加速度的方法和公式是什么?(在学生充分讨论的基础上可展示如下版图)

板图：如果物体做初速度为零的匀加速直线运动，那么，测量物体加速度最直接的办法就是用刻度尺测量位移并用秒表测量时间，然后由a=2x/t算出。也可以在运动物体上安装一条打点计时器的纸带，根据纸带上打出的点来测量加速度。由于a=2x/t，如果测出两个初速度为零的匀加速运动在相同时间内发生的位移为x1、x2，位移之比就是加速度之比，即a1／a2= x1/ x2。

提出问题：在小车运动过程中不可避免的要受到摩擦力的作用，这个摩擦力也会影响到小车的加速度，如何消除摩擦力的影响呢?

教师可启发引导学生得出：把木板没有定滑轮的一端垫高，使小车重力沿斜面向下的分力与摩擦力平衡。二、实验过程

1．保持小车质量不变，研究a与F的关系。

在小到的拉

力。我们研究小车的加速度a与拉力F及小车质量Ⅲ的关系时，可先保持m一定，研究以与F的关系；再保持F一定，研究

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实验的基本思路：保持物体的质量不变，测量物体在不同的力的作用下的加速度，分析加速度与力的关系。教师引导提问：怎样才能直观地反映出口与F是否成正比呢?

教师启发引导学生得出：可以借助图象，用横轴表示拉力，用纵轴表示加速度，通过采集数据作a一F图象。如加速度随拉力的变化图线是一条过原点的直线，就说明n与F成正比。

实验数据的分析：设计一个表格，把同一物体在不同力的作用下的加速度填在表中。为了更直观地判断加速度a与力F的数量关系，我们以以为纵坐标、F为横坐标，根据各组数据在坐标系中描点。如果这些点在一条过原点的直线上，说明a与F成正比，如果不是这样，则需进一步分析。

学生分组实验，教师巡视指导．学生报出实验数据并输人计算机。(用Excel表格处理数据) 教师引导各组代表汇报实验过程及结果得出结论。板书：a∞F

2．保持拉力不变，研究a与m的关系