第四章牛顿运动定律教材分析及教学建议0917PPT课件
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新课标教材分析
《牛顿运动定律》 教材分析及教学建议
课标要求
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
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。
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。
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Fra Baidu bibliotek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。
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
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。
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。
– 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。
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。
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）
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。
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
《牛顿运动定律》 教材分析及教学建议
课标要求
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
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。
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。
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Fra Baidu bibliotek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。
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
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。
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。
– 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。
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。
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）
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。
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