第四章牛顿运动定律教材分析及教学建议0917PPT课件

出现）
重点: 牛顿第一定律、惯性
难点: 理想实验的推理过程 对牛顿第一定律的理解
第一，学习牛顿第一定律不只要明白定律本身 说的是什么，还要了解人类进行探究的历史，本书 对此做了比较详细的介绍。
第二，指出牛顿第一定律在实际上定义了一个 参考系，在这样的参考系中，不受力的物体将保持 匀速直线运动状态或静止状态……这是牛顿时空观 的基础。为了强调第二点，本书还引入了惯性参考 系的概念。
③能准确表述牛顿第一定律（惯性定律），并能 对定律有较为深入地理解，体会定律深刻的思想 性和认识问题的本质性。
④能举例说明物体的质量是其惯性大小的量度。 ⑤不要求区分惯性质量与引力质量。 ⑥不要求分析非惯性系中物体的运动情况。
发展要求
①区分运动学和动力学研究角度的不同 ②区分惯性系与非惯性系（科学漫步中
– ⑤实验二：用气垫导轨做实验。观察摩擦力 很小的情况下滑块的运动情况。
– ⑥让学生讨论并解释伽利略的理想实验，在 讨论的基础上，总结得出结论：如果运动中 的物体没有受到力的作用，它将继续以同一 速度沿同一直线运动，既不停下来也不偏离 原来的方向。
– ⑦进一步提练出牛顿第一定律：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。
– ③再让学生思考：如果你是伽利略，你将用什么 方法证明亚里士多德的观点是错误的？——把学 生对为什么力有力作用物体就运动，撤力外力， 物体停止运动的认识引到问题的关键——摩擦力 上。
– ④实验一：一个斜面轨道和一个水平轨道连 接，一滑块从斜面轨道上下来，进入水平轨 道，第一次水平轨道上铺毛巾，第二次铺白 纸，第三次用较光滑的面，学生观察运动距 离在不断变长，归纳出阻碍运动的原因在于 摩擦力。
④讨论：保持物体所受的力不变时，测量不 同质量的物体在该力的作用下的加速度，以 每次测量的数据在坐标系上描点（a，m）， 如果二者之间是反比关系，所得的图象应该 是什么曲线？
（2）制定实验方案时的两个问题。 ①怎样测量（或比较）物体的加速 度。教材介绍了两种方法，第一种方 法是采用打点计时器，此时要解决两 个问题，一是钩码所受的重力并不等 于细线对小车的拉力，二是小车与板 间的摩擦力。
后归纳出可行的方案。
另外，按照教材的参考案例进行实验时，要注意： （1）一车质量固定为300g，另一车质量可自200g 起，逐渐增大至700g～800g。牵引小车的钩码以30g ～40g为宜。小车质量过大，会造成夹子夹不住车后 的拖线，产生较大的位移误差。 （2）铁夹的口要宽、弹力要大些，最好把夹子固 定住，操作夹子时要迅捷有力。 （3）小车后的棉绳可略粗些，在绳上可抹些松香 以增大绳子与铁夹间的摩擦力，以便使小车很快停住 。 （4）可以将木板架成有适当倾角的斜面，使小车 重力沿斜面向下的分力与摩擦力平衡，以减小求力的 误差。
理实验数据的过程，体验如何平衡摩擦阻力、减 小系统误差（钩码所受的重力不等于小车所受的 拉力等）的操作办法。 ④体会整个探究过程的科学严谨和合理性。
⑤不要求运用a－F图象和a－1/m图象分析与解
决问题。
发展要求
①体验实验探究过程：明确实验目的、 分析实验思路、制定实验方案、得出实 验结论
②初步认识数据处理时变换坐标轴的技 巧
第二种方法是测量不同情况下（即不同受力时、
不同质量时）物体加速度的比值。当保持小车质
量不变，应以a1/a2作为纵坐标，以F1/F2作为横坐 标建立坐标系进行描点并拟合曲线；当保持力不
变（钩码质量不变）时，应以a1/a2作为纵坐标， 以m2/m1作为横坐标进行描点并拟合曲线。教学中 应鼓励学生讨论各种方法，由学生作出评估，然
课后可以让学生：上网或到图书馆查找 伽利略和亚里士多德对力和运动的关系 的不同认识，伽利略的理想实验及其推 理过程。
第二节 实验：探究加速度与力、 质量的关系
基本要求 ①理解探究加速度与力、质量的关系的合理性和
必要性。 ②理解实验思路的合理性，以及用图象处理实验
数据的有效性。 ③经历实验的操作和测量过程，以及通过图象处
③体会如何根据物理规律设计实验，体 会如何依据规律转化测量值
④会对实验误差作初步分析
重点: 探究加速度与力、 质量的关系
难点: 实验方案的确立、实验数据的分析
关于课题的引入。回顾牛顿第一定律， 从中发现：物体的运动状态及其改变 是由它所受的力决定的，而不是因为 其他的因素，而运动状态改变的难易 程度又与其自身的质量有关，描述运 动状态变化的基本物理量是加速度。 这样，就得出加速度与力、质量之间 有关，也就引出了本实验的目的。
关于实验的基本思路。 （1）实验教学的设计。 ①让学生结合自身的生活经验和一些常识，进行合 理的猜想，并简单阐述猜想的依据。
②问学生：如何探究一个物理量与两个（或多个） 物理量之间的关系？（控制变量法）
③讨论：保持物体的质量不变时，测量物体在不同 的力的作用下的加速度，以每次测量的数据在坐标系 上描点（a，F），如果二者之间是正比关系，所得的 图象应该是什么曲线？（直线）
新课标教材分析
《要求
通过实验，探究加速度与物体质量、物 体受力的关系。
理解牛顿运动定律，能用牛顿运动定律 解释生活中的有关问题。
认识单位制在物理学中的重要意义。知 道国际单位制中的力学单位。
课时建议
1.牛顿运动定律
2.实验：探究加速度与 力、质量的关系
3.牛顿第二定律
4.力学单位制
5.牛顿第三定律
6.用牛顿定律解决问题 （一）
7.用牛顿定律解决问题 （二）复习评估
8.习题课、复习课
1课时 2课时 1.5课时 0.5课时 1课时 1课时
1课时 3课时
第一节 牛顿第一定律
基本要求
①能大致叙述发现牛顿第一定律的历史过程，并 能作出初步评述。
②能清楚地描述伽利略关于力与运动的思想观念， 以及对应设计出的理想实验和相应的推理结论。
对于惯性系和非惯性系，要求很低，只要把 “科学漫步”搞清楚就可以了。
关于理想实验。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。
关于理想实验的教学
– ①有针对性地引导学生思考为什么亚里士多德的 观点能延续两千多年。
– ②在经过适当的讨论合，给出一个基本的观点： 在当时，人们普遍接受亚里士多德的一个基本观 点，即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。这个观点与人们的 许多生活经验相一致，因此得以广为接受。