物体运动状态的改变

物体运动状态的改变一、教学目标（一）知识目标1．知道什么是物体运动状态的改变．2．知道物体运动状态的改变既包括速度大小的改变，又包括速度方向的改变，同时也包括速度的大小和方向同时改变．3．知道力是物体运动状态改变的原因，同时也是产生加速度的原因．4．知道质量是物体惯性大小的量度，并能用来解释一些简单的现象．（二）水平目标进一步培养学生的分析水平和推理水平．（三）德育目标渗透“一分为二”看问题的辩证思想．二、教学重点1．准确理解什么是物体运动状态的改变．2．质量是物体惯性大小的量度．三、教学难点理解惯性的意义．四、教学方法讲授法、举例法、分析归纳法．五、教学用具投影仪、投影片、CAI课件．六、课时安排1课时七、教学过程一）导入新课教师：牛顿第一定律的内容是什么?（一切物体总保持匀速直线运动状态或者静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止）教师：请同学们用自己组织的语言，把自己对牛顿第一定律的理解描绘一下．（物体不受外力时，物体的运动状态不会发生改变）教师：那么什么是物体运动状态的改变？导致物体运动状态发生变化的原因又是什么？这个节我们共同来讨论这个问题．二）新课教学1、力是产生加速度的原因．教师：请同学们用自己组织的语言，描绘一下什么是“状态”？学生：物体、人、事情在某一时刻所处的情况、形态或者样子）教师：那么什么是运动状态呢？学生：物体在运动时所具有的形态．教师：用CAI课件显示一静止的小车．提出问题：小车的运动状态是什么？它在我们观察的这个段时间内是否发生了变化？学生：小车处于静止状态，并且在我们观察的这段时间内，运动状态没有发生改变．教师：同学们根据什么判定其运动状态没有发生改变呢？学生：因为始终处于静止状态，即它的速度始终为零．教师总结：速度始终为零时，物体的运动状态不发生改变．教师：用CAI课件展示一匀速运动的小车．提出问题：这辆小车的运动状态是否发生变化？为什么？学生：小车的运动状态没有发生变化，因为小车自始至终以相同速度运动．教师总结：做匀速运动时，物体的运动状态不发生改变．教师：用CAI课件展示在粗糙水平面上缓慢停下来的一辆小车．提出问题：这辆小车在这段时间内运动状态是否变化？为什么？学生：小车在从运动到停下来这段时间内的运动状态发生了变化．因为小车运动的快慢在这段时间内是不相同的，即它的运动情况是不相同的．教师总结：当速度的大小发生变化时，物体的运动状态要发生变化．教师用CAI课件展示一在弯道上匀速转弯的小车．提出问题：小车在转弯过程中的运动状态是否改变？为什么？学生：转弯过程中的小车的运动状态发生了改变．因为小车运动的方向发生了改变．教师总结：当物体运动速度的方向发生改变时，物体的运动状态要发生变化．教师：物体在什么情况下，运动状态会发生变化呢？学生：速度发生变化时，物体的运动状态也相对应发生变化．教师：由此可见：速度是运动状态的特征物理量．即速度的大小变化或方向变化，或者大小和方向同时变化时，物体的运动状态都会发生改变．巩固训练关于运动状态的改变，准确的说法是A．速度的方向不变，速度的大小改变的物体，运动状态就发生了改变B．速度的大小不变，速度的方向发生改变的物体，其运动状态就发生改变C．速度的大小和方向同时改变的物体，其运动状态要发生改变D．匀速转弯的物体，因为匀速，故运动状态不发生变化教师总结：从牛顿第一定律中可知物体的运动状态发生改变时，一定要受到外力的作用即：力是物体运动状态发生改变的原因．而从上例知；物体的运动状态发生改变时，其运动速度一定发生改变．结合运动学知识“加速度是描述速度变化快慢的物理量”知：速度变化时一定有加速度，故：力是产生加速度的原因．实例分析录像观看一小段冰球运动．教师：请同学们根据刚才观察到的冰球的运动情况，分析其原因．教师总结：从上述的分析过程中再次说明：在外力作用下，物体的运动状态发生了改变，即速度发生了改变．因而，一切运动状态的改变，都存有着加速度，所以说“力是使物体运动状态改变的原因，同时也是产生加速度的原因”．思考与练习投影片出示题目人用力推原来静止在水平面上的小车，使小车开始运动，此后改用较小的力维持小车做匀速直线运动，可见A．力是使物体产生运动的原因B．力是维持物体运动速度的原因C．力是使物体产生加速度的原因D．力是改变物体运动状态的原因从牛顿第一定律：“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．”可知，一旦物体具有速度以后，只要没有加速度，即没有力的作用，物体的速度是不会变化的．也就是说，力并不是维持物体速度的原因，而是改变物体运动速度的原因，是产生加速度的原因．2、质量是物体惯性大小的量度教师：从前面可知，力是物体运动状态改变的原因，是不是说物体运动状态的变化就只和外力相关呢？下面我们来讨论这个问题．教师：以相同速度投来体积相同的篮球和铁球，同学们敢去接吗？学生：敢接篮球，不敢接铁球．教师：为什么呢？学生：篮球能够接住，铁球接不住，且容易砸伤，所以不敢去接铁球．教师：什么是“接住”呢？学生：能够让它停在手中．教师：也就是说：我们能够比较容易地使篮球停下来，而很难使铁球停下来，对吗？教师：为什么难使铁球停下来呢？篮球和铁球有什么区别呢？学生活动讨论并加以引导教师总结：从上面的讨论过程可知，质量小的物体其运动状态容易改变，我们说它的惯性小，即维持它原来运动状态的本领小；质量大的物体其运动状态不容易改变，我们说它的惯性大，即维持它原来运动状态的本领大．可见，质量是物体惯性大小的量度．教师：任何一种事物都具有正、反两个方面，惯性也不例外，它同样具有有利的一面和有害的一面．下面请同学们阅读课文最后一自然段，阅读时注意下面两个问题：1）当我们要求物体的运动状态容易改变时，应该怎么办？举例说明．2）当我们要求物体的运动状态不容易改变时，应该怎么办？举例说明．学生活动阅读课文最后一段．教师：检查阅读情况，在学生回答的基础上加以总结，强调：惯性的大小在实际中要具体情况具体分析，加以利用；当我们需要物体的运动状态容易改变时，应尽可能减小物体的质量；当我们需要物体的运动状态难以改变时，应尽可能增大物体的质量．巩固训练投影片出示①关于惯性大小的判定，下列说法准确的是A．在相同外力作用下，质量小的物体产生的加速度大，运动状态较容易改变，惯性小B．在相同外力作用下，质量大的物体产生的加速度小，运动状态难以改变，惯性较大C．在速度变化快慢相同的情况下，质量大的物体所需作用力较大，它的惯性较大D．在速度变化快慢相同的情况下，不论质量的大小，因改变物体运动状态的难易情况相同，故惯性大小相同．②下列说法准确的是A．运动的越快的汽车越不容易停下来，是因为汽车运动的越快，惯性越大B．小球因为受重力的作用自由下落时，它的惯性不存有了C．一个物体竖直上抛，当抛出后，能继续上升，是因为物体受到向上的推力D．物体的惯性仅与本身的质量相关，质量大的惯性大，质量小的惯性小三）小结通过本节我们主要学习了：1．质量是物体运动状态的特征物理量．2．力是物体运动状态改变的原因．3．力是产生加速度的原因．4．质量是惯性大小的量度．同时应该理解：a．当物体不受外力或所受合外力为零时，惯性表现为运动状态不发生改变．b．当物体所受合外力不为零时，惯性则表现为物体运动状态改变的难易水准．c．物体运动状态改变，不但和合外力相关，还与物体的质量相关．四）布置作业1．复习本节所学内容．2．完成习题①.②．五）板书设计（略）超重和失重一、教学目标(一)知识目标1.解超重和失重现象．2.使用牛顿第二定律研究超重和失重的原因．(二)水平目标1.培养学生的观察水平和分析推理水平．2.培养学生使用牛顿第二定律分析和解决问题的水平．(三)德育目标渗透“学以致用”的思想，激发学生的学习热情．二、教学重点超重和失重的实质．三、教学难点利用牛顿第二定律计算相关超重和失重问题．四、教学方法实验法、类比法、讲练法．五、教学用具投影仪、投影片、体重计．六、课时安排1课时七、教学过程一>导入新课教师)同学们，人的体重或者物体的重力会不会发生变化呢？学生)不会发生变化．教师)现有一个简易的体重计，用它能够来称量我们的体重．现在请两位同学上来，其中一个同学站在体重计上，另一个同学在旁边注意观察体重计的示数．学生)甲、乙两同学上来．甲观察，乙站在体重计上．教师)请问甲同学，此时乙的体重是多少呢?把你看到的示数告诉同学们．教师)现在请乙同学快速下蹲，甲同学注意观察乙下蹲过程中体重计示数，并把你看到的现象告诉同学们．教师)再请乙同学快速站起，甲同学仍要注意观察站起过程示数的变化．教师)同学们都说人的体重是不会变的，为什么乙同学的体重在蹲下和站起来时发生了“变化”呢？难道他的体重真的变了吗？学生)回答可能有很多答案．教师)究竟为什么会出现这种现象呢?学完这节课后，相信同学们都会明白的．二>新课教学(一)超重教师)通过上节课的学习，我们知道应用牛顿运动定律能够解决物体运动和受力联系的相关问题．现在先看这样一个题目：投影片出示：［例1］升降机地板上放一个弹簧式台秤，秤盘上放一个质量为20 kg的物体(如图示)，当升降机：［例2］(1)以4 m/s 的速度匀速上升时，台秤读数是多少N？（2）以1 m/s2的加速度竖直上升时，台秤的读数是多少N？（3）以1 m/s2的加速度减速下降时，台秤的读数又是多少N？学生活动)阅读题目，并实行思考．教师)在本题中，我们选谁作为研究对象更合理些呢?学生)选物体更合理些．虽然，台秤的示数是物体对台秤的压力所造成的，即力是直接作用在台秤上的，但台秤其他受力并不清楚，所以我们不能选台秤作为研究对象，而应应用牛顿第三运动定律，把求物体对台秤的压力转化为求台秤对物体的支持力，这样便可选已知条件较多的物体作为研究对象．教师)对物体来说又有哪些已知条件呢?学生)重力及其运动情况．教师)怎样确定其运动情况呢?学生)因为物体和台秤都放在升降机中，并和升降机一起运动，所以它们的运动状态和升降机的运动状态是相同的．教师)这几个问题属于牛顿运动定律能解决的哪类问题呢?学生)第二类．即已知物体的运动情况去确定物体的受力情况．教师)解这类问题的关键是什么呢?学生)求运动的加速度．教师)为什么呢?学生)因为加速度是联系物体运动和受力的桥梁．教师)搞清楚这些问题后，请同学们独立完成本题中的三个问题．学生活动)完成本题．待完成后，用投影片出示本题答案．教师)物体的实际重量应是多少?］第（2）、（3）两情况下秤的示数还是196 N吗?教师)有什么变化呢?学生)比物体的实际重量要大．教师)增大的是物体的重量吗?教师)那是什么呢?学生)秤的示数实际是物体对秤压力的大小，所以改变的并不是物体的重量，而是物体对秤的压力，或者物体受的支持力．教师)如果拿绳吊着物体做同样的运动，那么这时绳中拉力大小有什么特点呢?学生)绳中的拉力应该和秤对物体的支持力所起的作用一样，所以也应是比物体的重力大．教师总结)从上面的讨论知：物体对支持物的压力(或悬绳的拉力)有时会大于物体本身的重量，我们把这种现象称为超重．但超重并不是物体的重力变大，而是对支持物的压力(或对悬绳的拉力)变大，重力在这时是不变的．那么在什么情况下才要发生这种现象呢?下面我们接着来分析．教师)以物体作为研究对象，超重实际是指物体所受支持力(或拉力)大于重力，这时物体的合力能否为零?学生)不能为零．教师)合力不为零，那么它的方向应是什么样的呢?学生)因为物体受到的支持力或拉力的方向竖直向上，且比物体重力大，所以其所受合力的方向应向上．教师)根据牛顿第二定律，物体在这样的合力作用下应产生怎样的加速度呢?学生)依据牛顿第二定律的矢量性知：物体应产生向上的加速度教师)结合运动学知识，物体有向上加速度时，它要做什么样的运动呢?学生)物体可能向上加速，也可能向下减速运动．教师总结)由此可见：当物体具有竖直向上的加速度，做加速上升或减速下降的运动时，会发生超重现象．巩固练习用投影片出示：1．飞机起飞和降落时所处的状态是否是超重状态?为什么?2．某钢绳所能承受的最大拉力是4×104 N，如果用这条钢绳使3.5 t的货物匀加速上升，则物体在7 s内发生的速度改变不能超过多少?(g取10 m/s2)(二)失重教师)下面我们再来看这样一个例子(用投影片出示)例2质量为60 kg的人，通过光滑的定滑轮拉着m=20 kg的物体(如图所示)，当物体以5 m/s2的加速度匀加速下降时，人受到地面的支持力为多少?(g=10 m/s2)学生生活动) 阅读题目．教师)我们共同来分析一下本题．本题要求地面对人的支持力，我们应选谁来作为研究对象呢?学生)选人作为研究对象．教师)我们要通过人的受力来求受力中的其中一个力，故必须对人实行受力分析．活动)同学生一起分析人的受力情况．人在此过程中，受重力、支持力、拉力三个力的作用。