牛頓定律范文

時(shí)間:2023-03-29 20:41:08

導(dǎo)語(yǔ):如何才能寫好一篇牛頓定律,這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn),歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文,供你借鑒。

篇1

當(dāng)前,各級(jí)教育行政部門、學(xué)校以辦“人民滿意的教育”為目標(biāo),為此,有些學(xué)校開展了“學(xué)生評(píng)選我最喜歡的老師”活動(dòng)。通常的做法是向?qū)W生發(fā)放評(píng)價(jià)表,讓學(xué)生自己選最喜歡的老師。為了體現(xiàn)公平、公正,為了讓學(xué)生真正把自己喜歡的老師評(píng)出來(lái),學(xué)校通常會(huì)在校園內(nèi)設(shè)置投票箱,讓學(xué)生不經(jīng)過(guò)班主任和科任教師之手把評(píng)價(jià)表直接投進(jìn)票箱,然后安排專人負(fù)責(zé)統(tǒng)計(jì)、匯總。這樣看似可以很好地評(píng)選出學(xué)生最喜歡的老師,但我認(rèn)為,根本沒必要這么麻煩。只要設(shè)計(jì)下面四道開放式選題,讓班主任和科任教師作答,就可以把學(xué)生最喜歡的教師評(píng)出來(lái),作為學(xué)校參考的依據(jù)。

1.執(zhí)教的班級(jí)中,你非常喜歡的學(xué)生有多少人?占全班總?cè)藬?shù)的百分之幾?

2.執(zhí)教的班級(jí)中,你比較喜歡的學(xué)生有多少人?占全班總?cè)藬?shù)的百分之幾?

3.執(zhí)教的班級(jí)中,你非常討厭或厭煩的學(xué)生有多少人?占全班總?cè)藬?shù)的百分之幾?

4.執(zhí)教的班級(jí)中,你談不上喜歡、也談不上不喜歡的學(xué)生有多少人,占全班人數(shù)的百分之幾?

看完這四道題,很多人會(huì)產(chǎn)生疑問(wèn),本來(lái)是讓學(xué)生評(píng)選喜歡的教師,你卻讓教師評(píng)選自己喜歡的學(xué)生,這不是背道而馳嗎?心理學(xué)家可不這么認(rèn)為。他們認(rèn)為,在交際中,人的情感是可以相互作用的:當(dāng)你真心喜歡一個(gè)人,雖然你沒有用語(yǔ)言表達(dá)過(guò),也沒有用行動(dòng)表現(xiàn)過(guò),即便你什么也沒做,時(shí)間長(zhǎng)了,對(duì)方同樣可以感受到,他也會(huì)用同樣的情感回報(bào)你;如果你不喜歡一個(gè)人,甚至無(wú)比討厭,即使你什么也不說(shuō),隱藏得再深,偽裝得再好,時(shí)間久了,他也會(huì)感覺到,也會(huì)用同樣的方式對(duì)待你、回?fù)裟?。這就是心理學(xué)上的“鏡子效應(yīng)”。

物理學(xué)上有一個(gè)牛頓第三定律:任何作用力,都會(huì)有一個(gè)與之相等的反作用力。在師生關(guān)系中,似乎也有這樣的一個(gè)“牛頓定律”:教師怎樣喜歡學(xué)生,學(xué)生就會(huì)怎樣喜歡教師;教師怎樣討厭學(xué)生,學(xué)生就會(huì)怎樣討厭教師。

當(dāng)學(xué)生畢恭畢敬地向老師問(wèn)好時(shí),老師不妨也微笑著說(shuō):“你好!”如果再能主動(dòng)交流一些學(xué)生喜歡的話題,如熱播的動(dòng)畫片、網(wǎng)絡(luò)游戲等,學(xué)生就會(huì)認(rèn)為自己真幸福,遇到這么可親可愛的老師。當(dāng)家長(zhǎng)見到老師微笑著打招呼,老師決不能因?yàn)樽约菏呛⒆拥睦蠋煻吒咴谏希鴳?yīng)微笑著、主動(dòng)地與家長(zhǎng)互致問(wèn)候,主動(dòng)交流孩子的情況。

篇2

【關(guān)鍵詞】牛頓定律,高考,重視

一、高考動(dòng)向

牛頓運(yùn)動(dòng)定律是經(jīng)典力學(xué)的核心內(nèi)容,也是高考考查的重點(diǎn)和熱點(diǎn).涉及牛頓運(yùn)動(dòng)定律的考題信息給予方式靈活,解題信息除了以文字?jǐn)⑹龊褪疽鈭D的形式給予外,近年高考及模擬題中還以圖表、圖象、照片等多種形式給予.解題信息的多種方式給予,可綜合考查學(xué)生的理解能力、分析能力、推理能力、綜合運(yùn)用知識(shí)的能力等。牛頓運(yùn)動(dòng)定律是力學(xué)中重中之重的部分,對(duì)比近年來(lái)的高考考查內(nèi)容,有幾個(gè)特點(diǎn):

(一)進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)牛頓運(yùn)動(dòng)定律尤其是牛頓第二定律的理解和應(yīng)用。如平拋運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用、直線運(yùn)動(dòng)、曲線運(yùn)動(dòng)(特別是圓周運(yùn)動(dòng))的特點(diǎn)。超重、失重、牛頓定律在天體問(wèn)題中的應(yīng)用,彈力的求解等。其命題方式是從基本的概念定義入手去引領(lǐng)題目?jī)?nèi)容,出發(fā)點(diǎn)也是人們相對(duì)熟悉的問(wèn)題。其解題的關(guān)鍵是明確是明確題目是想呈現(xiàn)什么樣的知識(shí)點(diǎn),才能恰當(dāng)?shù)臉?gòu)建物理情景,再結(jié)合牛頓運(yùn)動(dòng)定律給予解決。

(二)舊題、常規(guī)題推出新意。這類題的整體框架落腳點(diǎn)相應(yīng)比較低,主要是起點(diǎn)有新意。審題時(shí)必須通過(guò)題目的表述找出常規(guī)知識(shí)點(diǎn),作為突破口,化難為易,同時(shí)也必須注意近幾年這類題前面的描述相應(yīng)的少了,這有利于找準(zhǔn)核心的知識(shí)點(diǎn)。

(三)牛頓運(yùn)動(dòng)定律與天體運(yùn)動(dòng)的結(jié)合仍是熱點(diǎn)。因?yàn)樗峡萍及l(fā)展的認(rèn)識(shí)需要,萬(wàn)有引力定律的涉及并用于討論天體運(yùn)動(dòng)的知識(shí)點(diǎn)是高考的重點(diǎn)內(nèi)容,近幾年高考中出現(xiàn)率達(dá)100%,山東高考一般是一道選擇題,全國(guó)卷可能是一道選擇題,也可能是一道中等難度的計(jì)算題??傮w來(lái)說(shuō),牛頓定律是力學(xué)的基礎(chǔ)理論,應(yīng)用非常廣泛,涉及本章的試題綜合性比較強(qiáng),涉及的知識(shí)點(diǎn)比較多,考核的能力也比較全面,應(yīng)當(dāng)引起足夠的重視。

二、教學(xué)困惑

1687年,牛頓在他的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》(以下簡(jiǎn)稱《原理》)一書中,提出了三條運(yùn)動(dòng)定律,它們構(gòu)成了動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)。因此,牛頓運(yùn)動(dòng)定律在高中物理教學(xué)中具有重要地位和作用。但是,在高中物理教學(xué)中講授牛頓運(yùn)動(dòng)定律,尤其是講授牛頓第二定律時(shí),并沒有按照牛頓第二定律確立的歷史過(guò)程和線索進(jìn)行講授,而是在首先給出力和質(zhì)量的單位及它們的量度方法后,通過(guò)學(xué)生對(duì)加速度與力,加速度與質(zhì)量關(guān)系的實(shí)驗(yàn)探究得出了牛頓第二定律。對(duì)此,有一種意見認(rèn)為,這樣的教學(xué)結(jié)構(gòu)有違史實(shí),尤其是掩蓋了正是在牛頓第二定律建立的過(guò)程中,才確立了力和質(zhì)量如何量度的科學(xué)內(nèi)涵,是不可取的。于是,建議按照第二定律確立過(guò)程的歷史發(fā)展線索,重新設(shè)計(jì)牛頓運(yùn)動(dòng)定律的教學(xué)結(jié)構(gòu)和線索。這就出現(xiàn)了兩個(gè)問(wèn)題。第一,現(xiàn)行的牛頓第二定律的教學(xué)結(jié)構(gòu)和線索是否真的是不可取的;第二,如何設(shè)計(jì)一種新的教學(xué)結(jié)構(gòu)和線索,既符合牛頓第二定律確立的歷史過(guò)程,特別是這一過(guò)程中前輩科學(xué)家的思維方式,以便取其精髓,有所教益,又能與學(xué)生的已有基礎(chǔ)和認(rèn)知水平相銜接。我認(rèn)為,對(duì)牛頓運(yùn)動(dòng)定律的確立過(guò)程進(jìn)行必要的歷史追向,是可取的,但是如何進(jìn)行教學(xué)才能達(dá)到最大的效益。

三、教材分析

(一)牛頓第一定律。牛頓第一定律是牛頓定律的基石,正是因?yàn)樗瞥碎L(zhǎng)達(dá)近兩千年的亞里士多德的錯(cuò)誤,改變了人類的自然觀和世界觀,才導(dǎo)致牛頓第二定律得出。與此同時(shí),它本身還包含著力、慣性、和參考系這些極富成果的科學(xué)概念,成為物理學(xué)理論的支柱和基石。另外,伽利略的研究過(guò)程蘊(yùn)涵了重要的科學(xué)方法,教學(xué)中要引導(dǎo)學(xué)生領(lǐng)會(huì)牛頓第一定律的含義,充分說(shuō)明伽利略“理想實(shí)驗(yàn)”的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)和推理過(guò)程,展示了伽利略斜面理想實(shí)驗(yàn)的猜想依據(jù)、推斷結(jié)果這一思維過(guò)程,通過(guò)教學(xué)讓學(xué)生明確運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系,提升對(duì)力、慣性、質(zhì)量等基本概念的理解。慣性是學(xué)生學(xué)習(xí)運(yùn)動(dòng)和力的基礎(chǔ),因其抽象難懂而成為難點(diǎn)。新課標(biāo)中本節(jié)內(nèi)容對(duì)學(xué)生有以下基本要求:1、了解亞里士多德對(duì)力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的論述及存在的錯(cuò)誤。2.認(rèn)識(shí)伽利略研究運(yùn)動(dòng)和力關(guān)系的思想方法,了解理想實(shí)驗(yàn)的作用。3.知道速度是描述物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量。4.理解牛頓第一定律的內(nèi)容,能夠運(yùn)用牛頓第一定律解釋有關(guān)現(xiàn)象。5.知道慣性是物體的固有屬性,知道質(zhì)量是物體慣性大小的量度。6.運(yùn)用慣性概念,解釋有關(guān)實(shí)際問(wèn)題。在發(fā)展要求中:1.了解運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)研究角度的差異。2.會(huì)識(shí)別慣性系與非慣性系。

(二)牛頓第二定律。對(duì)于實(shí)驗(yàn)的探究根據(jù)斜面小車,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器實(shí)驗(yàn)來(lái)探究即可。對(duì)于牛頓第二定律的由來(lái)通過(guò)控制變量法來(lái)探究出來(lái),關(guān)于實(shí)驗(yàn)的基本思路,由于初中階段的學(xué)習(xí),學(xué)生應(yīng)該很清楚,但讓學(xué)生結(jié)合自身的生活經(jīng)驗(yàn)和一些常識(shí),對(duì)加速度與力、加速度與力、加速度與質(zhì)量間的定量關(guān)系進(jìn)行合理的猜想還是必要的,因?yàn)檫@與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理直接相關(guān)。因?yàn)檎?、反比關(guān)系用圖像進(jìn)行數(shù)據(jù)處理比較直觀,而且有利于減少誤差的影響和進(jìn)行誤差分析,所以實(shí)驗(yàn)用圖像方法處理數(shù)據(jù)。但a-m間的雙曲線關(guān)系卻不是能準(zhǔn)確、直觀看出的,這時(shí)用1/m的數(shù)據(jù)作為橫坐標(biāo),就能夠使問(wèn)題變得簡(jiǎn)單。這一處理方法將會(huì)對(duì)學(xué)生的思維和心理產(chǎn)生深刻的影響。從而探究出三者之間的關(guān)系。

篇3

1、能運(yùn)用牛頓定律解答一般的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題。

2、掌握應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問(wèn)題的基本思路和方法,即首先對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力和運(yùn)動(dòng)情況分析,然后用用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式把二者聯(lián)系起來(lái)。

3、通過(guò)相關(guān)問(wèn)題的分析和解決,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神;

教學(xué)重點(diǎn):應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解題的一般步驟,牛頓運(yùn)動(dòng)定律與運(yùn)動(dòng)學(xué)公式的綜合運(yùn)用。

教學(xué)難點(diǎn):兩類動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的解題思路;物體受力和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的分析,處理實(shí)際問(wèn)題時(shí)物理情景建立。

教學(xué)過(guò)程:

一、 引入新課

牛頓第二定律揭示了運(yùn)動(dòng)和力的內(nèi)在聯(lián)系。力是使物體產(chǎn)生加速度的原因,受到力作用的物體一定存在加速度。我們可以結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí),解決有關(guān)物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的問(wèn)題。另一方面,當(dāng)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化時(shí),一定有加速度,我們可以由加速度來(lái)確定物體的受力情況。

二、 教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)

§動(dòng)力學(xué)的兩類基本問(wèn)題

本節(jié)的主要內(nèi)容是在對(duì)物體進(jìn)行受力分析的基礎(chǔ)上,應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)的知識(shí)來(lái)分析解決物體在幾個(gè)力作用下的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題。

1、根據(jù)物體的受力情況確定物體的運(yùn)動(dòng)情況。其解題基本思路是:利用牛頓第二定律F=ma求出物體的加速度a;再利用運(yùn)動(dòng)學(xué)的有關(guān)公式求出速度和位移等。

2、根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)情況確定物體的受力情況。其解題基本思路是:分析清楚物體的運(yùn)動(dòng)情況,選用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出物體的加速度;再利用牛頓第二定律求力。

3、無(wú)論哪類問(wèn)題,正確理解題意、把握條件、分清過(guò)程是解題的前提,正確分析物體受力情況和運(yùn)動(dòng)情況是解題的關(guān)鍵,加速度始終是聯(lián)系運(yùn)動(dòng)和力的紐帶、橋梁??僧嫹娇驁D如下:

例題1 一個(gè)靜止在水平地面上的物體,質(zhì)量是2kg,在6.4N的水平拉力作用下沿著水平地面向右運(yùn)動(dòng)。物體與地面間的摩擦力是4.2N.求物體在4s末的速度和4s內(nèi)發(fā)生的位移。

分析:這個(gè)問(wèn)題是已知物體受得力,求它運(yùn)動(dòng)的速度和位移。先考慮兩個(gè)問(wèn)題:

(1) 物體受到的合力沿什么方向?大小是多少?

(2) 這個(gè)題目要求計(jì)算物體的速度和位移,而我們目前只能解決勻變速運(yùn)動(dòng)的速度和位移。物體的運(yùn)動(dòng)是勻變速運(yùn)動(dòng)么?

解決了這兩個(gè)問(wèn)題后,就可以根據(jù)合力求出物體的加速度,然后根據(jù)勻變速運(yùn)動(dòng)的規(guī)律

計(jì)算它的速度和位移。

引導(dǎo)學(xué)生分析,得出結(jié)論。

分析物體的受力情況

物體受到四個(gè)力的作用(圖4.6-1),拉力F,方向水平向右;摩擦力f,方向水平向左;重力G,方向豎直向下;地面的支持力N,方向豎直向上。

物體在豎直方向沒有發(fā)生位移,沒有加速度,所以重力G和支持力N大小相等、方向相反,彼此平衡,物體所受的合力等于水平方向的拉力F與摩擦力f的合力。取水平向右的方向?yàn)樽鴺?biāo)軸的正方向,則合力F合=F-f=6.4-4.2=2.2N,合力的方向是沿坐標(biāo)軸向右的。物體原來(lái)是靜止的,初速度為零,在恒定的合力作用下產(chǎn)生恒定的加速度,所以物體做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。

解:對(duì)物體受力分析如圖所示,由牛頓第二定律F=ma得:

所以,4s末的速度:

4s內(nèi)發(fā)生的位移:

引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)解題步驟:確定對(duì)象、分析過(guò)程、受力分析、畫圖、列方程、求解、檢驗(yàn)結(jié)果。

三、總結(jié)應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解題的一般步驟

(1)明確研究對(duì)象??筛鶕?jù)題意選擇某個(gè)物體或幾個(gè)物體組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象。(所選研究對(duì)象應(yīng)是受力情況或運(yùn)動(dòng)情況清晰、便于解題的物體。)

(2)正確分析研究對(duì)象的受力情況,畫出受力示意圖??梢园戳Φ男再|(zhì)――重力、彈力、摩擦力、其他力的次序分析物體所受各個(gè)力的大小和方向;再根據(jù)力的合成知識(shí)求得物體所受合力的大小和方向。也可以根據(jù)牛頓第二定律F合=ma,在加速度a的大小方向已知或可求時(shí),確定合力F合的大小和方向。

(3)正確分析研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)情況,畫出運(yùn)動(dòng)過(guò)程示意簡(jiǎn)圖。若所研究運(yùn)動(dòng)過(guò)程的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)、受力情況并非恒定不變時(shí),則要把整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程分成幾個(gè)不同的運(yùn)動(dòng)階段詳細(xì)分析。每個(gè)階段是一種性質(zhì)的運(yùn)動(dòng)。要弄清楚各運(yùn)動(dòng)階段之間的聯(lián)系(如前一階段的末速度就是后一階段的初速度等)。

(4)已知受力情況時(shí),運(yùn)用牛頓第二定律或者已知運(yùn)動(dòng)情況時(shí)運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出加速度。

(5)利用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式或牛頓運(yùn)動(dòng)定律進(jìn)一步解出所求物理量。

(6)檢驗(yàn)結(jié)果是否合理或深入探討所得結(jié)果的物理意義、內(nèi)涵及外延等。

四、課上訓(xùn)練

靜止在水平地面上的物體的質(zhì)量為2 kg,在水平恒力F推動(dòng)下開始運(yùn)動(dòng),4 s末它的速度達(dá)到4 m/s,此時(shí)將F撤去,又經(jīng)6 s物體停下來(lái),如果物體與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)不變,求F的大小.

解析:物體的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程分為兩段,前4 s物體做勻加速運(yùn)動(dòng),后6 s物體做勻減速運(yùn)動(dòng).前4 s內(nèi)物體的加速度為

設(shè)摩擦力為Fμ,由牛頓第二定律得

后6 s內(nèi)物體的加速度為

物體所受的摩擦力大小不變,由牛頓第二定律得

由②④可求得水平恒力F的大小為

篇4

2、牛頓第二定律:物體在受到合外力的作用會(huì)產(chǎn)生加速度,加速度的方向和合外力的方向相同,加速度的大小正比于合外力的大小與物體的慣性質(zhì)量成反比。

3、牛頓第三定律:兩個(gè)物體之間的作用力和反作用力,在同一條直線上,大小相等,方向相反。

4、牛頓運(yùn)動(dòng)定律包括牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律、牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律和牛頓第三運(yùn)動(dòng)定律三條定律,由艾薩克·牛頓在1687年于《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》一書中總結(jié)提出。 其中,第一定律說(shuō)明了力的含義:力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因;第二定律指出了力的作用效果:力使物體獲得加速度;第三定律揭示出力的本質(zhì):力是物體間的相互作用。

篇5

1對(duì)牛頓運(yùn)動(dòng)定律關(guān)系的認(rèn)識(shí)

由于亞里士多德的“力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因”這一錯(cuò)誤觀點(diǎn)的影響,動(dòng)力學(xué)在其后的兩千年間一直沒有多大進(jìn)展,牛頓第一定律的重要?dú)v史功勛在于徹底顛覆了這一錯(cuò)誤觀點(diǎn),讓伽利略所發(fā)現(xiàn)的“理想實(shí)驗(yàn)”方法閃爍出燦爛光芒,并深刻地革新了人們的思想,建立了影響深遠(yuǎn)的正確觀點(diǎn),驅(qū)動(dòng)了動(dòng)力學(xué)的蓬勃發(fā)展。他指出:保持運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變是物體的固有屬性,即物體有慣性,力的作用不但不是維持其速度不變,而且恰好反是改變其速度的原因。

直接驗(yàn)證這一全新的觀點(diǎn)必須找到一種完全不受任何外力的環(huán)境,而獲得這種理想狀況是絕無(wú)可能的,為了觀點(diǎn)的間接驗(yàn)證和用于解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題,這就需要研究影響物體速度改變的因素。牛頓循著找外因和內(nèi)因這一正確思路進(jìn)行深入思考后得出了正確結(jié)論。首先,物體速度發(fā)生改變是因?yàn)楂@得了加速度,而通過(guò)觀察與分析發(fā)現(xiàn)力是能改變速度的唯一外因,這說(shuō)明力的根本作用是使物體產(chǎn)生加速度。通過(guò)“控制變量法”實(shí)驗(yàn)得出“物體可獲得的加速度與外力成正比”。再者,物體本身具有保持運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的慣性,這說(shuō)明慣性必定是阻礙速度改變的內(nèi)因。一輛空車和它在裝滿貨物時(shí),在相同牽引力下由靜止開始運(yùn)動(dòng),它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的情況并不相同,這一方面說(shuō)明物體的慣性有大有小,另一方面說(shuō)明物體所含物質(zhì)的多少即質(zhì)量也在影響速度改變的難易程度。再詳細(xì)分析又可發(fā)現(xiàn)速度改變?cè)嚼щy的物體,即慣性越大的物體,其質(zhì)量也正好越大,而且質(zhì)量也恰好是物體本身的一種內(nèi)在的固有的屬性,由此可認(rèn)為質(zhì)量是慣性大小的量度,是影響速度改變難易的深層次內(nèi)因。通過(guò)“控制變量法”實(shí)驗(yàn)得出“物體能獲得的加速度與質(zhì)量成反比”。最后通過(guò)簡(jiǎn)化,成功導(dǎo)出了牛頓第二定律F=ma。

第二定律的建立不但鞏固了第一定律,而且讓它由定性的觀念描述階段發(fā)展到可定量分析的程度,也就是讓這一思想有了廣泛的實(shí)用價(jià)值。

事物之間是相互聯(lián)系在一起的,要想把第二定律真正用來(lái)解決復(fù)雜的實(shí)際問(wèn)題,還必須考慮清楚物體之間的相互作用規(guī)律,于是牛頓第三定律就必須也必然要誕生了。

簡(jiǎn)單說(shuō),第一定律提出了一個(gè)嶄新的觀念,第二定律發(fā)現(xiàn)了用該觀念解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的方法,第三定律則是不可或缺的配套工程。三條定律構(gòu)成了一個(gè)完整的體系,促使了經(jīng)典力學(xué)的發(fā)展與完善,可非常圓滿地解決宏觀低速運(yùn)動(dòng)。

2對(duì)牛頓運(yùn)動(dòng)定律內(nèi)容的理解

牛頓第一定律又稱慣性定律,它指出一切物體在任何時(shí)候在任何情況下都具有慣性,這種固有性質(zhì)不能被克服,力的作用改變的不是慣性而是運(yùn)動(dòng)狀態(tài)即速度。

慣性大小唯一取決于質(zhì)量,與速度、受力等無(wú)關(guān)。靜止的物體,其慣性表現(xiàn)為要物體永遠(yuǎn)靜止,運(yùn)動(dòng)的物體表現(xiàn)為想保持現(xiàn)有的速度不增不減不變向。

不受外力的狀態(tài)是不存在的,但若物體所受外力的效果能完全抵消,則相當(dāng)于不受外力,例如受平衡力時(shí),所以第一定律也有一定實(shí)用價(jià)值。

從應(yīng)用的角度看,第二定律是體系的核心。一要把握其使用條件上的相對(duì)性,即必須以慣性系為參考系,二要把握其內(nèi)涵上的對(duì)應(yīng)性,即a與F存在以下對(duì)應(yīng)關(guān)系:①、時(shí)間對(duì)應(yīng):a與F同“生”同“死”、同變同定,(瞬時(shí)性);②空間對(duì)應(yīng):a與F必定同向,(矢量性);③、數(shù)量對(duì)應(yīng):質(zhì)量一定時(shí)a與F成正比,(同體性);④、地位對(duì)應(yīng):F合產(chǎn)生a合,F(xiàn)分對(duì)應(yīng)a分,(獨(dú)立性和疊加性)。

也就是說(shuō),物體只有在同方向上受到力的作用才具有該方向的加速度;力恒定不變,加速度也恒定不變;力隨著時(shí)間改變,加速度也相應(yīng)地隨著時(shí)間改變;在某一時(shí)刻,力停止作用,加速度也隨即消失,而物體由于具有慣性,將保持該時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變即速度不再改變。

牛頓第二定律從根源上看是要研究a與F、m間的決定關(guān)系,結(jié)果發(fā)現(xiàn)a與F成正比,a與m成反比,也就是說(shuō)a=F/m是加速度a的決定式,a=Δv/t僅是從運(yùn)動(dòng)學(xué)角度量度a的式子。F=ma和m=F/a也只表示可從動(dòng)力學(xué)角度量度F和m。

牛頓第三定律的涵義可概括為作用力和反作用力總是“同‘生’同‘死’、同性同線、等大反向異物”。這一關(guān)系最易與一對(duì)平衡力的“等大反向、同線同物”相混淆,其實(shí)由“異物”與“同物”可看出相互作用力絕不可能平衡。

一對(duì)平衡力相當(dāng)于“一對(duì)仇敵對(duì)付第三人”,它們對(duì)同一物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變效果可以完全抵消。作用力和反作用力則是兩者之間彼此相互作用,由于分別對(duì)不同物體產(chǎn)生效果,所以絕不可能抵消。

3對(duì)牛頓運(yùn)動(dòng)定律教學(xué)的處理

教師雖深刻理解了牛頓運(yùn)動(dòng)定律,但如何讓學(xué)生建立起與其基礎(chǔ)相適應(yīng)、與教學(xué)要求相協(xié)調(diào)的理解水平,還需把握好“度”、“序”、“法”。

“度”,包括知識(shí)描述的精確度與知識(shí)應(yīng)用的深難度。該高中學(xué)習(xí)的定量描述就不要在初中就要求,也不要在初學(xué)時(shí)就舉復(fù)雜情境實(shí)例,當(dāng)然也不要在反復(fù)學(xué)習(xí)時(shí)老是舉同一水平層次的實(shí)例。

篇6

一、教學(xué)設(shè)計(jì)思路

牛頓運(yùn)動(dòng)定律是經(jīng)典力學(xué)的基礎(chǔ),是整個(gè)高中物理學(xué)習(xí)所必須掌握的重要內(nèi)容,是整個(gè)力學(xué)的核心。牛頓第三定律揭示了自然界物體之間的聯(lián)系性和相互性,是我們以后學(xué)習(xí)動(dòng)量守恒定律等知識(shí)的基礎(chǔ),所以掌握牛頓第三定律尤為重要。

本節(jié)教學(xué)是在學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)和原有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上展開的,在教學(xué)中抓住學(xué)生潛意識(shí)中的問(wèn)題,利用實(shí)驗(yàn)探究逐層深入解決。通過(guò)本課題的學(xué)習(xí),加深學(xué)生對(duì)牛頓第三定律的理解,引導(dǎo)學(xué)生有意識(shí)地利用該定律解釋有關(guān)實(shí)際問(wèn)題,培養(yǎng)學(xué)生分析歸納能力和尊重事實(shí)的科學(xué)態(tài)度。

二、學(xué)習(xí)任務(wù)分析

本節(jié)課要讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)探究、通過(guò)思考?xì)w納總結(jié),明確作用力和反作用力之間的關(guān)系,從而理解牛頓第三定律的內(nèi)容,并能夠用來(lái)解決有關(guān)的實(shí)際問(wèn)題。

三、學(xué)情分析

學(xué)生對(duì)力的概念有一定的理解,對(duì)常見的三種性質(zhì)力重力、彈力和摩擦力有一定的認(rèn)識(shí),能對(duì)物體進(jìn)行基本的受力分析,也知道兩個(gè)物體間存在相互作用力,為本課的學(xué)習(xí)做好了知識(shí)方面的準(zhǔn)備。學(xué)生具備了一定的分析問(wèn)題、解決問(wèn)題能力,為本課的學(xué)習(xí)做好了能力方面的準(zhǔn)備。學(xué)生具有一定的研究性學(xué)習(xí)和協(xié)作學(xué)習(xí)的能力和意識(shí),具有一定的科學(xué)探究的思想,為本課的學(xué)習(xí)做好了思想意識(shí)上的準(zhǔn)備。學(xué)生對(duì)兩個(gè)物體間相互作用力的關(guān)系不是很了解,更沒有系統(tǒng)的概念,尤其對(duì)變速運(yùn)動(dòng)中作用力與反作用力等大的認(rèn)識(shí)被生活經(jīng)驗(yàn)掩蓋了,所以,突破學(xué)生對(duì)作用力與反作用力等大的認(rèn)識(shí)是關(guān)鍵。

四、教學(xué)重點(diǎn)

(1)作用力與反作用力共存、等大的理解和應(yīng)用;

(2)作用力與反作用力不能抵消觀點(diǎn)的認(rèn)識(shí)。

教學(xué)難點(diǎn):在實(shí)際生活情境中體會(huì)作用力與反作用力等大的規(guī)律。

五、三維教學(xué)目標(biāo)

1. 知識(shí)與技能。

(1)知道力的作用是相互的,理解作用力與反作用力的概念;

(2)會(huì)在具體問(wèn)題中確定一對(duì)作用力和反作用力;

(3)理解牛頓第三定律的確切含義,能用它分析解決簡(jiǎn)單的問(wèn)題。

2. 過(guò)程與方法。

(1)學(xué)生通過(guò)觀察分析生活中相互作用的現(xiàn)象,思考?xì)w納力的相互作用的規(guī)律;

(2)學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn),探究力的相互作用的大小關(guān)系。

3. 情感態(tài)度與價(jià)值觀。

(1)學(xué)生經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)觀察、討論探究等學(xué)習(xí)活動(dòng),激發(fā)探索的興趣,培養(yǎng)尊重客觀事實(shí)的科學(xué)態(tài)度和團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神;

(2)學(xué)生通過(guò)知識(shí)在實(shí)際生活的應(yīng)用,培養(yǎng)透過(guò)現(xiàn)象看本質(zhì)、溯本求源的意識(shí)。

六、教學(xué)過(guò)程

第一環(huán)節(jié):強(qiáng)化作用力與反作用力共存的認(rèn)識(shí),強(qiáng)化作用力與反作用力性質(zhì)相同、方向相反的認(rèn)識(shí)課前發(fā)給每位同學(xué)一只氣球,請(qǐng)同學(xué)們開動(dòng)腦筋想一想“利用你手中的氣球可以做什么”?嘗試各種方式方法實(shí)踐你的設(shè)想,并且利用所學(xué)習(xí)的科學(xué)知識(shí)加以解釋??凑l(shuí)的設(shè)計(jì)最有創(chuàng)意。這節(jié)課交流一下,利用手中的氣球可以做什么呢?給學(xué)生時(shí)間一個(gè)一個(gè)說(shuō)清楚。對(duì)每一種設(shè)想,教師都強(qiáng)調(diào)說(shuō)清誰(shuí)是作用力?誰(shuí)是反作用力?它們的方向如何?是什么性質(zhì)的力。在學(xué)生的潛意識(shí)里,并不關(guān)注反作用力的存在,也有學(xué)生不會(huì)分析反作用力。設(shè)計(jì)這些交流

的意圖是強(qiáng)化學(xué)生對(duì)反作用力存在的認(rèn)識(shí),深化學(xué)生對(duì)作用與反作用共存的認(rèn)識(shí)、方向相反及性質(zhì)相同的認(rèn)識(shí)。

【體驗(yàn)探究1、2】、示范畫示意圖、學(xué)生畫示意圖,設(shè)計(jì)意圖還是在強(qiáng)化作用力與反作用力關(guān)系中性質(zhì)與方向的認(rèn)識(shí)。通過(guò)交流分享,同學(xué)間互相取長(zhǎng)補(bǔ)短。

第二環(huán)節(jié):學(xué)生體驗(yàn)探究作用力與反作用力大小的關(guān)系

【體驗(yàn)探究3】是想讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)認(rèn)可作用力與反作用力是等大的。但學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)讓他們對(duì)變速運(yùn)動(dòng)中作用力與反作用力等大的認(rèn)識(shí)又模糊了。如果問(wèn)學(xué)生馬為什么能拉車向前跑,學(xué)生的回答往往是馬的拉力大;拔河、掰腕子誰(shuí)會(huì)贏?學(xué)生的回答是誰(shuí)勁大誰(shuí)贏,但拉力比什么力大?勁比什么大卻分不清楚。

通過(guò)【體驗(yàn)探究4】引導(dǎo)學(xué)生走出誤區(qū)。磁鐵拉鉤碼的實(shí)驗(yàn),意圖是使學(xué)生討論后達(dá)成共識(shí):一個(gè)物體的狀態(tài)如何改變,取決于它的受力,物體間的作用力與反作用力總是大小相等。用彈簧秤拉綁有彈簧秤的木塊的實(shí)驗(yàn),意圖是使學(xué)生體會(huì)并認(rèn)可:無(wú)論物體是靜止、勻速還是變速運(yùn)動(dòng)時(shí),作用力與反作用力總是大小相等的。作用力和作用力可以同時(shí)變化,在變化過(guò)程中保持大小相等。

這些工作都是為了讓學(xué)生體會(huì)研究物理問(wèn)題的方法,最后能夠清楚的掌握,物體間的作用力與反作用力總是大小相等,又可引發(fā)出一些學(xué)生的另一個(gè)問(wèn)題,作用力與反作用力能否抵消。從概念上講“物體之間的作用力與反作用力”說(shuō)明兩個(gè)力作用在不同物體,不能抵消;從力的作用效果上講,每個(gè)力各自產(chǎn)生自己的作用效果,互不抵消。

篇7

知識(shí)目標(biāo):

知道牛頓第一定律,常識(shí)性了解伽利略理想實(shí)驗(yàn)的推理過(guò)程.

能力目標(biāo):

1.通過(guò)斜面小車實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力.

2.通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析,初步培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維方法(分析、概括、推理).

情感目標(biāo):

1.通過(guò)科學(xué)的簡(jiǎn)介,對(duì)學(xué)生進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度教育.

2.通過(guò)伽利略的理想實(shí)驗(yàn),給學(xué)生以科學(xué)方法論的教育.

教學(xué)建議

教材分析

教材首先通過(guò)回憶思考的形式提出問(wèn)題:如果物體不受力,將會(huì)怎樣?通過(guò)小車在不同表面運(yùn)動(dòng)的演示實(shí)驗(yàn),使學(xué)生直觀的看到物體運(yùn)動(dòng)距離與阻力大小的關(guān)系,為講解伽利略的推理作準(zhǔn)備。然后講述伽利略的推理方法和通過(guò)推理得出的結(jié)論,再介紹迪卡兒對(duì)伽利略結(jié)論的補(bǔ)充,牛頓最后總結(jié)得出的牛頓第一定律。通過(guò)這些使學(xué)生了解定律的得出是建立在許多人研究的基礎(chǔ)上的,正如牛頓所說(shuō):“如果說(shuō)我所看的更遠(yuǎn)一點(diǎn),那是因?yàn)檎驹诰奕思缟系木壒省?。最后指出牛頓第一定律不是實(shí)驗(yàn)定律,而是用科學(xué)推理的方法概括出來(lái)的,定律是否正確要通過(guò)實(shí)踐來(lái)檢驗(yàn)。給學(xué)生以科學(xué)方法論的教育。

本節(jié)課的重點(diǎn)是揭示物體不受力時(shí)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,即牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律。

教法建議

1.學(xué)生學(xué)習(xí)牛頓第一定律的困難在于從生活經(jīng)驗(yàn)中得到的一種被現(xiàn)象掩蓋了本質(zhì)的錯(cuò)誤觀念,認(rèn)為物體的運(yùn)動(dòng)是力作用的結(jié)果。如推一個(gè)物體,它就動(dòng),不再推它時(shí),它便靜止。為使學(xué)生擺脫這種錯(cuò)誤觀念,首先要把運(yùn)動(dòng)和運(yùn)動(dòng)的變化區(qū)別開,樹立從靜到動(dòng)和從動(dòng)到靜都是“運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變”的概念,這是為了揭示力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系做的重要鋪墊。其次,通過(guò)實(shí)驗(yàn)確立“力是改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因”的概念。再通過(guò)推理建立“不受力運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變”的概念。

2.通過(guò)圖9-1演示實(shí)驗(yàn)的比較、分析、綜合、推理是本節(jié)課的核心,可對(duì)學(xué)生進(jìn)行簡(jiǎn)單的科學(xué)推理方法的教育。在此演示實(shí)驗(yàn)中可通過(guò)設(shè)計(jì)不同的問(wèn)題滲透研究方法。

3.本節(jié)課可按著人類對(duì)知識(shí)的認(rèn)識(shí)順序組織教學(xué),讓學(xué)生體會(huì)規(guī)律的認(rèn)識(shí)過(guò)程,對(duì)學(xué)生進(jìn)行學(xué)史教育。從亞里士多德的觀點(diǎn)——伽利略的研究——笛卡爾的補(bǔ)充——牛頓的總結(jié)。

教學(xué)設(shè)計(jì)示例

牛頓第一定律

教學(xué)重點(diǎn):通過(guò)對(duì)小車實(shí)驗(yàn)的分析比較得出牛頓第一定律。

教學(xué)難點(diǎn):

1.明確“力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因”觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的。

2.伽利略理想實(shí)驗(yàn)的推理過(guò)程

教學(xué)用具:斜面,小車,毛巾,棉布,玻璃板,微機(jī),實(shí)物投影,大倍投電視。

教學(xué)過(guò)程

一、實(shí)驗(yàn)引入:批駁亞里士多德的觀點(diǎn)

[演示1]在桌面上推動(dòng)木塊(或板擦)從靜止開始慢慢向前運(yùn)動(dòng),撤掉推力,木塊立即停止。

分析:日常生活中也有許多類似的現(xiàn)象,(如推桌子)。這些現(xiàn)象從表面上看,“必須有力作用在物體上,才能使物體繼續(xù)運(yùn)動(dòng),沒有力的作用,物體就要停下來(lái).”即:板擦的運(yùn)動(dòng)需要推力去維持。于是,古希臘哲學(xué)家亞里士多德就根據(jù)這些現(xiàn)象總結(jié)出“物體的運(yùn)動(dòng)需要力去維持”。這種觀點(diǎn)在歷史上曾被沿用兩千多年,但時(shí)沿用兩千年是否就一定正確呢?也可能有人曾表示過(guò)懷疑或有人認(rèn)為就是錯(cuò)誤的,但沒某能說(shuō)服別人的理由。

[演示2]在桌面上推動(dòng)木塊(或板擦)從靜止使之向前運(yùn)動(dòng),用力推出,木塊向前運(yùn)動(dòng)一段距離后停止。

分析:推力撤掉,還要向前運(yùn)動(dòng),與里士多德的觀點(diǎn)不符。

分析:木塊:靜止——運(yùn)動(dòng)——靜止。兩個(gè)過(guò)程中是否都有力存在?在這兩個(gè)過(guò)程中力的作用是維持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)還是改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)?

二、講授新課:

1.規(guī)律總結(jié)過(guò)程

方法1.教師引導(dǎo)

伽利略的貢獻(xiàn):理想實(shí)驗(yàn)

[演示](通過(guò)實(shí)物投影儀把實(shí)驗(yàn)過(guò)程反映在大倍投電視上)

介紹器材

實(shí)驗(yàn)前提條件:每次實(shí)驗(yàn)都需從斜面上的同一高度下滑,為什么?

實(shí)驗(yàn)過(guò)程:讓小球從同一斜面的同一位置滾下后分別在毛巾表面、棉布表面、玻璃表面上運(yùn)動(dòng),每次記下小球停下時(shí)的位置。做標(biāo)記的位置是什么位置?(停下來(lái)的位置)

實(shí)驗(yàn)紀(jì)錄:

實(shí)驗(yàn)次數(shù)表面材料阻力大小滑行距離

1毛巾最大最短

2棉布較大較長(zhǎng)

3玻璃較小長(zhǎng)

推理想象光滑表面阻力為零無(wú)限長(zhǎng)

實(shí)驗(yàn)分析:

三次實(shí)驗(yàn),小車最終都靜止,為什么?

三次實(shí)驗(yàn),小車運(yùn)動(dòng)的距離不同,這說(shuō)明什么問(wèn)題?

小球運(yùn)動(dòng)距離的長(zhǎng)短跟它受到的阻力有什么關(guān)系?

若使小車運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力進(jìn)一步減小,小車運(yùn)動(dòng)的距離將變長(zhǎng)還是變短?

根據(jù)上面的實(shí)驗(yàn)及推理的思想,還可以推理出什么結(jié)論?

推理:小球在光滑的阻力為零的表面,將會(huì)怎樣運(yùn)動(dòng)?

實(shí)驗(yàn)結(jié)論:通過(guò)伽利略的實(shí)驗(yàn)和科學(xué)推理得出“運(yùn)動(dòng)的物體,如果受到的阻力為零,它的速度將不會(huì)減慢,將以恒定不變的速度永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去?!奔醋鲃蛩龠\(yùn)動(dòng)。

[微機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)]:簡(jiǎn)介伽利略理想實(shí)驗(yàn)

迪卡兒的補(bǔ)充

如果運(yùn)動(dòng)物體不受任何力的作用,不僅速度大小不變,而且運(yùn)動(dòng)方向也不變,將沿原來(lái)的方向勻速運(yùn)動(dòng)下去。

牛頓的成果:補(bǔ)充與概括

師:物體除了運(yùn)動(dòng)的以外,還有靜止的。那么,靜止的物體在沒有受到外力作用時(shí),保持什么狀態(tài)呢?(牛頓補(bǔ)充:將保持靜止?fàn)顟B(tài))

師(引導(dǎo)學(xué)生概括):我們現(xiàn)在已經(jīng)有了伽利略的研究成果,又有了迪卡兒和牛頓的補(bǔ)充,把兩者進(jìn)行一下概括:一切物體在沒有受到外力作用時(shí),將如何呢?(對(duì)概括出來(lái)大致意思的同學(xué)給予鼓勵(lì))

介紹:牛頓抓住時(shí)機(jī),概括總結(jié)得出著名的牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律

方法2:學(xué)生探究式學(xué)習(xí)

針對(duì)基礎(chǔ)較好的學(xué)生,可以由學(xué)生在老師的指導(dǎo)下自己完成斜面小車實(shí)驗(yàn),根據(jù)現(xiàn)象學(xué)生分組討論,明確亞里士多德的觀點(diǎn)的問(wèn)題根源.由學(xué)生互相補(bǔ)充確定實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

2.定律分析

定律成立條件:不受外力作用

運(yùn)動(dòng)規(guī)律:總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)。

師(回應(yīng)課題引入實(shí)驗(yàn)):回想我們最開始的實(shí)驗(yàn),有推力板擦運(yùn)動(dòng),撤去推力板擦停下來(lái),從表面現(xiàn)象上得到的結(jié)論運(yùn)動(dòng)需要力維持是錯(cuò)誤的,但這種現(xiàn)象是千真萬(wàn)確擺在我們面前的,我們?nèi)绾斡门R坏挠^點(diǎn)正確的解釋這個(gè)現(xiàn)象呢?

三、鞏固練習(xí)

1.一物體放在桌上靜止,假若某瞬間撤掉所有的外力,物體將怎么樣?

2.對(duì)于牛頓第一定律的看法,下列觀點(diǎn)正確的是()

A.驗(yàn)證牛頓第一定律的實(shí)驗(yàn)可以做出來(lái),所以慣性定律是正確的

B.驗(yàn)證牛頓第一定律的實(shí)驗(yàn)做不出來(lái),所以慣性定律不能肯定是正確的

C.驗(yàn)證牛頓第一定律的實(shí)驗(yàn)做不出來(lái),但可以經(jīng)過(guò)在事實(shí)基礎(chǔ)上,進(jìn)一步科學(xué)推理得出慣性定律

D.驗(yàn)證牛頓第一定律的實(shí)驗(yàn)雖然現(xiàn)在做不出來(lái),但總有一天可以用實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證。

四、小結(jié)

人們對(duì)物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律的認(rèn)識(shí)是經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的時(shí)間的。物體在不受力時(shí)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,它是經(jīng)過(guò)亞里士多德對(duì)人們近兩千年的思想束縛,伽利略的科學(xué)推理,才最終由牛頓總結(jié)出來(lái)的。牛一的重要貢獻(xiàn)是:1)力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因,2)力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。

五、作業(yè):閱讀本節(jié)教材

探究活動(dòng)

牛頓力學(xué)的建立

【組織形式】個(gè)人或自由結(jié)組

【活動(dòng)目的】

牛頓力學(xué)的建立不是牛頓一個(gè)人的功勞,而是許多科學(xué)家努力研究的最終結(jié)果,查閱資料了解牛頓力學(xué)的建立過(guò)程,及牛頓力學(xué)的體系。

【活動(dòng)流程】

制訂查閱和查找方式;收集相關(guān)的材料;分析材料并得出一些結(jié)論;寫出論文;與其他組交流。

【備注】

1、網(wǎng)上查找的資料要有學(xué)習(xí)的過(guò)程記錄。

2、和其他成員交流。

斜面小車實(shí)驗(yàn)的再研究

【組織形式】個(gè)人或自由結(jié)組

【活動(dòng)目的】

運(yùn)用不同的物體表面,通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究,加深對(duì)伽利略推理思維的理解。

【活動(dòng)流程】

制訂實(shí)驗(yàn)方案;準(zhǔn)備器材;實(shí)驗(yàn)并記錄現(xiàn)象,分析材料并得出一些結(jié)論;與老師所做實(shí)驗(yàn)比較優(yōu)缺點(diǎn);與其他組交流。

篇8

牛頓第一定律(又稱慣性定律,牛頓力學(xué)第一運(yùn)動(dòng)定律)為:物體在不受外力作用情況下,運(yùn)動(dòng)的物體按原來(lái)的方向繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng),靜止的物體繼續(xù)保持靜止?fàn)顟B(tài)。自從它問(wèn)世以來(lái),乞今已有數(shù)百年的歷史了。在這數(shù)百年中,人們一直把它認(rèn)為是不可撼動(dòng)的絕對(duì)真理。同時(shí)人們還把該定律的“繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)”和“繼續(xù)保持靜止?fàn)顟B(tài)”現(xiàn)象稱為“慣性”。筆者在研究圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),卻發(fā)現(xiàn)牛頓第一定律、慣性的理論和概念是錯(cuò)誤的,現(xiàn)將理由陳述于下:

一、物體受外力作用的絕對(duì)性。

筆者認(rèn)為宇宙中的任何物體,在任何時(shí)間、地點(diǎn)都受要到外力的作用。例如地面上的物體,首先要受到地心引力(重力)的作用,周圍車輛通過(guò)時(shí)引起的地面振動(dòng),物體周圍的電、磁場(chǎng)的作用,聲音傳播時(shí)空氣的振動(dòng),光照到物體時(shí)產(chǎn)生的光壓,宇宙中的萬(wàn)有引力……等等,都會(huì)對(duì)物體產(chǎn)生力的作用。當(dāng)物體在某參照系中相對(duì)靜止時(shí),系體物所受各外力的合力為零的結(jié)果。如果物體所收各種外力的合力一旦不等于零,則物體就會(huì)在該參照系中產(chǎn)生加速度――即產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)。故物體受外力的作用是絕對(duì)的。不受外力作用的物體是不存在的。

二、牛頓第一定律的錯(cuò)誤

眾所周知,從牛頓第一定律中可以看出;物體的繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)或是繼續(xù)保持靜止?fàn)顟B(tài)的條件是物體不受外力作用。前面講過(guò),物體受外力作用是絕對(duì)的,故該定律的條件是假想的,實(shí)際中是不存在的。據(jù)此,所謂慣性的概念也是不能成立的。例如人(或物體)在汽車上隨汽車一起以地面為參照系向前運(yùn)動(dòng)時(shí),首先是汽油的化學(xué)能使汽車獲的動(dòng)能而向前運(yùn)動(dòng)的,同時(shí)人或物在重力的作用下與汽車間存在著摩擦力,人或物在這個(gè)摩擦力作用力下也獲得了動(dòng)能而隨汽車一起向前運(yùn)動(dòng)。當(dāng)汽車突然剎車時(shí),是汽車受到了與前進(jìn)方向相反的作用力而抵消了汽車的動(dòng)能,使車由運(yùn)動(dòng)變?yōu)殪o止?fàn)顟B(tài),由于能是物體作功的本領(lǐng),當(dāng)汽車突然剎車時(shí),人或物因?yàn)榫哂邢蚯斑\(yùn)動(dòng)的動(dòng)能,就會(huì)克服汽車對(duì)人或物的摩擦力、空氣阻力(或與人、物運(yùn)動(dòng)方向相反的其它阻力)作功,而使人或物繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)。當(dāng)動(dòng)能被上述各種阻力消耗殆盡時(shí),人或物才能靜止下來(lái)。故人或物在汽車剎車時(shí)的繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng),乃是外力作用的結(jié)果,并不是什么慣性作用。

其次,人或物隨汽車一起作勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),汽車要受到車內(nèi)各部件間的摩擦力、車和地面的摩擦力和空氣阻力的阻礙作用,汽油的化學(xué)能所產(chǎn)生的推動(dòng)力則要不斷克服上述各種力作功,并且汽油所產(chǎn)生的推動(dòng)力和上述各種阻力作的功相等時(shí),才能使運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的汽車作勻速直線運(yùn)動(dòng)。據(jù)此,汽車的勻速直線運(yùn)動(dòng),亦是在汽油的化學(xué)能產(chǎn)生外力作用的結(jié)果,也不是什么“慣性”作用。

那么,什么是所謂的“慣性”呢?有人是這樣的解釋:“物體的基本屬性之一。反映物體保有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì)。在不受外力或合力為零時(shí)表現(xiàn)物體保持靜止?fàn)顟B(tài)或作勻速直線狀態(tài)”①

前面已經(jīng)闡明;慣性的概念系來(lái)自牛頓第一定律,它的條件是物體不受外力作用。而物體受外力的合力為零的前提是;物體受到了外力的作用,據(jù)此:“……在不受到外力作用……”對(duì)慣性一辭在此處的解釋是錯(cuò)誤的。

其次,物體所受外力的合力等于零,只是物體受外力作用的各種情況中的一個(gè)特例,并不能和物體沒有受到外力作用進(jìn)行等同,這是物體受外力作用的絕對(duì)性所決定的。

三、勻速直線運(yùn)動(dòng)物體的功能轉(zhuǎn)化關(guān)系

眾所周知:勻速直線運(yùn)動(dòng)物體具有的動(dòng)能為物體質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)速度平方的乘積的二分之一,其公式為:ED=1/2?mv2。式中的ED為動(dòng)能,m為物體的質(zhì)量,V為運(yùn)動(dòng)速度。由于能是物體做功的本領(lǐng),所作的功亦可用:W=F?S公式來(lái)表示。式中的F是對(duì)運(yùn)動(dòng)物體施加的外力,S則是在力F作用下所通過(guò)的距離。當(dāng)汽車剎車時(shí),人或物就會(huì)在外力F的作用下克服摩擦力,空氣阻力作功而使人繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)。人或物舊克服上述阻力作功時(shí),其動(dòng)能與所作的功相等。其公式為:1/2?mv2=F?S。據(jù)此,人或物在汽車剎車時(shí)的繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng),歸根結(jié)底,來(lái)源于汽油的化學(xué)能所產(chǎn)生的推動(dòng)力,所以亦可證明所謂的“慣性”是不存在的。

綜合以上所述,由于牛頓第一定律的“物體不受外力作用”的條件是假想的,所以牛頓第一定律是錯(cuò)誤的。

結(jié)論:

1、牛頓第一定律所描述的物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律為:運(yùn)動(dòng)的物體按原來(lái)的方向繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng),靜止的物體繼續(xù)保持靜止?fàn)顟B(tài),其條件是物體不受外力作用。然而實(shí)踐證明這個(gè)條件是不存在的,物體受外力作用是絕對(duì)的。故牛頓第一定律是錯(cuò)誤的。

2、慣性的概念是在牛頓第一定律的基礎(chǔ)上建立起來(lái)的。而所謂的“慣性”實(shí)際的表現(xiàn)為:

(1)對(duì)相對(duì)靜止的物體來(lái)說(shuō)::系該物體所受到的外力的合力為零的結(jié)果,并不能和沒有受到外力相等同。

(2)對(duì)作勻速運(yùn)動(dòng)的物體來(lái)說(shuō):系運(yùn)動(dòng)的物體所受的外力和摩擦力(及其它阻力)的合力為零的結(jié)果,也是運(yùn)動(dòng)物體的推動(dòng)力克服摩擦力(及其它阻力)作功的表現(xiàn)。

(3)一物體被另一物體帶動(dòng)而一起作直線運(yùn)動(dòng)時(shí),當(dāng)帶動(dòng)物體突然停止運(yùn)動(dòng)時(shí),被帶動(dòng)的物體因具有動(dòng)能而要克服摩擦力(及其它阻力)作功而繼續(xù)相前運(yùn)動(dòng)。

綜合上述內(nèi)容,都是外力作用的結(jié)果。故慣性的概念是錯(cuò)誤的。

[注釋]

篇9

偉人牛頓在“第一運(yùn)動(dòng)定律”中指出“一切體在不受任何外力的作用下,總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài),直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止.”然而我用雞蛋和圓錐重做試驗(yàn),結(jié)果卻與其截然相反,這時(shí)不禁使我對(duì)“勻速直線運(yùn)動(dòng)”六個(gè)字產(chǎn)生懷疑和推想----地球在宇宙之中繞太陽(yáng)不斷地公轉(zhuǎn),它的運(yùn)動(dòng)則不是“勻速直線運(yùn)動(dòng)”.如果說(shuō)地球在運(yùn)動(dòng)的時(shí)候受到了外力,是外力改變了它的運(yùn)動(dòng)方向,則此定律將不攻自破.因?yàn)樵谟钪嬷芯陀兄饬Φ拇嬖?,那此不表明:一切物體(包括地球在內(nèi))皆受外力了嗎?所以此定律中的“勻速直線運(yùn)動(dòng)”六個(gè)字不能成立。

(二)

在宇宙之中本無(wú)“靜止”一說(shuō),所謂的“靜止”是指兩個(gè)物體相對(duì)而言的.在宇宙中絕對(duì)“靜止”的物體是不存在的,因?yàn)檎麄€(gè)宇宙都是在不斷地運(yùn)動(dòng)(運(yùn)動(dòng):包括宇宙收縮或宇宙膨脹兩種觀點(diǎn)。)的,所以此定律中的“靜止”二字不成立.

(三)

在牛頓看來(lái)物體只有受到了外力,它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)才會(huì)發(fā)生變化。豈不知他忽略了一點(diǎn),在宇宙之中有許多物體自身也可以引發(fā)出力,同時(shí)它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)也在時(shí)時(shí)的發(fā)生變化。再如地球,他好比就是一個(gè)大型的發(fā)動(dòng)機(jī),他把自身的內(nèi)部能量轉(zhuǎn)化為了動(dòng)能(動(dòng)能:也可稱之為力。)從而驅(qū)動(dòng)自身的轉(zhuǎn)動(dòng);而后又由自轉(zhuǎn)帶動(dòng)了公轉(zhuǎn);在轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候地球的表面又與氣體相互摩擦,從而也產(chǎn)生了電和磁(磁:也可稱之為引力。)等之類的許多物質(zhì)。緊接上文通過(guò)地球和雞蛋的轉(zhuǎn)動(dòng),以及各種能量轉(zhuǎn)換的結(jié)果,我們也可以推想:地球即使脫離了太陽(yáng)系的軌道在不受任何外力的條件下,他的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)也絕不會(huì)是“勻速直線運(yùn)動(dòng)”狀態(tài),更不可能會(huì)是“靜止”狀態(tài)。

(四)

回首歷史,在此定律中還有許的多疑點(diǎn)但均已無(wú)需細(xì)駁.大約在公元140年——1757年前后,在西方一直存有兩種對(duì)立的學(xué)說(shuō):(1)托勒密的天動(dòng)學(xué)說(shuō),(2)尼古拉•哥白尼的地動(dòng)學(xué)說(shuō)。與之恰巧的是牛頓的三大定律都是在此間闡明的。由于受到這兩種不同學(xué)說(shuō)的影響,他錯(cuò)誤地將自己的“力學(xué)理念”和“運(yùn)動(dòng)規(guī)則”,都橫架在了這兩者之間。因而他又怎能從真實(shí)的宇宙中來(lái)了解到“運(yùn)動(dòng)”的變化呢?

篇10

亞里士多德是開拓者

在人類歷史的長(zhǎng)河中,運(yùn)動(dòng)和力如影隨形,總是和人們的生活、生產(chǎn)密切相關(guān).比如:馬拉車則車前進(jìn),不再拉,前進(jìn)的車會(huì)停下來(lái);人推車則車前進(jìn),不再推,前進(jìn)的車會(huì)停下來(lái)……那么,運(yùn)動(dòng)和力之間究竟有什么關(guān)系呢?

公元前4世紀(jì),被西方稱為“最博學(xué)的人”,古希臘最偉大的哲學(xué)家和科學(xué)家亞里士多德(圖1),最早提出了這個(gè)問(wèn)題,并根據(jù)生活生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)給出了猜想:必須有力作用在物體上,物體才能運(yùn)動(dòng),沒有力的作用,物體就要靜止在一個(gè)地方,所以物體的運(yùn)動(dòng)需要力來(lái)維持.

這個(gè)觀點(diǎn)來(lái)自于實(shí)際經(jīng)驗(yàn),并且還能用實(shí)際經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證,所以被人們廣泛接受,并維持了近兩千年.因此說(shuō),亞里士多德在動(dòng)力學(xué)方面的最大貢獻(xiàn)是:第一次提出了運(yùn)動(dòng)和力之間存在關(guān)系的論點(diǎn),開創(chuàng)了一個(gè)新的研究領(lǐng)域.

伽利略首創(chuàng)了理想實(shí)驗(yàn)方法

由于亞里士多德的威望和影響.他的錯(cuò)誤結(jié)論被當(dāng)作信條.直到16世紀(jì),意大利著名數(shù)學(xué)家、天文學(xué)家、物理學(xué)家、近代實(shí)驗(yàn)科學(xué)的先驅(qū)者伽利略(圖2),首先對(duì)亞里士多德的觀點(diǎn)大膽地提出了質(zhì)疑并進(jìn)行了深入的研究.

伽利略認(rèn)為:物體的運(yùn)動(dòng)并不需要力來(lái)維持,運(yùn)動(dòng)之所以會(huì)停止下來(lái),是因?yàn)槭艿侥Σ磷枇?當(dāng)他把這個(gè)觀點(diǎn)給別人講解并試圖讓別人接受時(shí).卻遇到了阻力,畢竟亞里士多德的觀點(diǎn)早已深入人心.于是,伽利略設(shè)計(jì)了眾所周知的斜面滾球“理想實(shí)驗(yàn)”,也可以說(shuō).他是為了讓別人信服自己的想法,才設(shè)計(jì)了這個(gè)實(shí)驗(yàn).

“理想實(shí)驗(yàn)”過(guò)程如下:

第一步:從斜面一側(cè)由靜止?jié)L下的小球,若沒有任何摩擦,在另一側(cè)斜面上將達(dá)到原來(lái)的高度,如圖3甲,(這是一個(gè)大家都能夠接受的事實(shí),可以把它當(dāng)作一個(gè)公理)

第二步:還是沒有摩擦,把另一側(cè)斜面近似放平.為了達(dá)到原來(lái)的高度,小球?qū)⒔?jīng)過(guò)更長(zhǎng)的距離,如圖3乙.(這也是經(jīng)過(guò)推理大家都能接受的一個(gè)結(jié)論)

第三步:如果將另一側(cè)斜面完全放平,貼著地面,物體將如何運(yùn)動(dòng)?如圖3丙.

被提問(wèn)的人肯定會(huì)在前兩步的基礎(chǔ)上得出:小球?yàn)榱嘶氐皆瓉?lái)的高度,將永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去.

由此可見:如果沒有摩擦,一旦物體具有某一速度。物體將保持這個(gè)速度繼續(xù)運(yùn)動(dòng)下去,運(yùn)動(dòng)不需要力維持.到這里,伽利略的新觀點(diǎn)才被別人“不得不”接受!

這個(gè)結(jié)論,打破了自亞里士多德以來(lái)關(guān)于當(dāng)外力停止作用時(shí)物體便靜止的陳舊觀念,很接近慣性定律了.但伽利略的慣性原理僅限于地球上,并沒有把它用于宇宙間,使之成為普遍適用的定律.所以,伽利略的慣性原理還存在著很大的局限性,還不能說(shuō)伽利略發(fā)現(xiàn)了慣性定律.

伽利略的“理想實(shí)驗(yàn)”是以可靠的事實(shí)為基礎(chǔ),經(jīng)過(guò)抽象思維,抓住主要因素,略去次要因素,從而更深刻地揭示了自然規(guī)律,它是科學(xué)研究中的一種重要方法.同時(shí),他第一個(gè)走出了亞里士多德“直觀觀察就能得出結(jié)論”的誤區(qū),提出了依靠實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證自己觀點(diǎn)的科學(xué)研究方法.

笛卡兒補(bǔ)充了伽利略的觀點(diǎn)

1644年,與伽利略同時(shí)代的法國(guó)科學(xué)家笛卡兒(圖4),在伽利略研究的基礎(chǔ)上進(jìn)行了更深入的研究,他認(rèn)為:如果運(yùn)動(dòng)物體不受任何力的作用,它不會(huì)向左、右方向偏,將永遠(yuǎn)沿原來(lái)的方向做勻速運(yùn)動(dòng).這個(gè)觀點(diǎn)彌補(bǔ)了伽利略的不足!笛卡兒的觀點(diǎn)又比伽利略前進(jìn)了一大步!

牛頓總結(jié)出慣性定律

1687年,英國(guó)偉大的物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家牛頓(圖5)擺脫了亞里士多德的影響,繼續(xù)了伽利略重視實(shí)驗(yàn)和邏輯推理的研究方法,吸收了笛卡兒的研究成果,把慣性定律作為第一原理正式提了出來(lái):一切物體在不受外力作用時(shí),總保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài).他又進(jìn)一步提出了“保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和靜止?fàn)顟B(tài)是物體的固有屬性”的觀點(diǎn).

同時(shí),牛頓又把慣性定律應(yīng)用于地球上的物體運(yùn)動(dòng)和天體運(yùn)動(dòng)的解釋,給慣性定律賦予了普遍意義.至此,人們對(duì)于運(yùn)動(dòng)和力的認(rèn)識(shí)達(dá)到第一階段比較完善的程度.

后來(lái),愛因斯坦等科學(xué)家又進(jìn)一步發(fā)展了牛頓第一定律,使之成為現(xiàn)代航空航天技術(shù)的理論基礎(chǔ)之一.

牛頓第一定律的建立過(guò)程留給我們的啟示有:

1.該定律不是從實(shí)驗(yàn)中直接得出來(lái)的.但它又有深厚的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ),它是在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上通過(guò)進(jìn)一步的科學(xué)推理而得到的,由這個(gè)定律進(jìn)一步得出的一切科學(xué)推論都經(jīng)受住了實(shí)踐的檢驗(yàn).

2.該定律的得出是建立在許多人研究的基礎(chǔ)上的,正如牛頓所說(shuō):“如果說(shuō)我所看得更遠(yuǎn)一點(diǎn),那是站在巨人肩上的緣故.”

所以說(shuō),沒有哪一個(gè)定律是終極真理.物理學(xué)的大廈永不封頂,還等待同學(xué)們繼續(xù)為它添磚加瓦呢!

跟蹤練習(xí):

1.人類航天航空技術(shù)的發(fā)展,得益于物理學(xué)中關(guān)于運(yùn)動(dòng)和力的研究.對(duì)“運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系”的研究大致經(jīng)歷了以下幾個(gè)階段:

①古希臘哲學(xué)家亞里士多德根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和思辨認(rèn)為:力是____物體運(yùn)動(dòng)的原因.

②伽利略通過(guò)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明:運(yùn)動(dòng)物體如果不受其他物體的作用,將會(huì)做________.

③英國(guó)科學(xué)家____概括了伽利略等人的研究成果.總結(jié)出著名的慣性定律.

2.下列關(guān)于“牛頓第一定律”建立的說(shuō)法正確的是( ).

A.它是通過(guò)理論推導(dǎo)出來(lái)的

B.它是通過(guò)實(shí)驗(yàn)直接得出的

C.它是可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行驗(yàn)證的

D.它是在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,通過(guò)分析、推理得出的

參考答案:1.維持 勻速直線運(yùn)動(dòng) 牛頓 2.D

心語(yǔ)