牛頓第一定律優(yōu)秀教學(xué)反思
牛頓第一定律的教學(xué)中,學(xué)生看了書后能夠知道力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的或物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來維持,但如果能用伽利略理想斜面推論出運(yùn)動(dòng)的物體在沒有力時(shí)能一直運(yùn)動(dòng)下去,學(xué)生的體驗(yàn)會(huì)更加深刻,最后在利用推平時(shí)較重的物體或初速很小的物體(其實(shí)是受摩擦力相對(duì)較大的物體),推就動(dòng),不推就不動(dòng)了解釋,學(xué)生可能更好體會(huì)力改變力的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),推就動(dòng),被推物體由靜止到運(yùn)動(dòng),所以推力改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài);放手不推時(shí)它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化是由運(yùn)動(dòng)非常短的時(shí)間內(nèi)變?yōu)榱悖ㄎ覀兊闹庇^體會(huì)是立即變?yōu)榱悖,此時(shí)去掉了推的力時(shí),物體還受力嗎?向我們做實(shí)驗(yàn)的小車一樣受阻力,不是去掉力他沒有運(yùn)動(dòng)了,而是受到的阻力改變了它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),所以力是改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。
我的整體安排是以物理學(xué)史的形式講解這一課,讓學(xué)生體會(huì)人們認(rèn)識(shí)牛頓第一定律的過程,體會(huì)科學(xué)形成的過程,是一代人甚至幾代人的過程,體會(huì)科學(xué)家們的智慧,亞里士多德局限的觀點(diǎn)統(tǒng)治人們2000多年,給后人留下很多思考,伽利略的智慧,利用斜面實(shí)驗(yàn)體會(huì)運(yùn)動(dòng)物體不需要力來維持,笛卡爾的進(jìn)一步補(bǔ)充,從伽利略的某一個(gè)方向不受力(及運(yùn)動(dòng)方向不受力)推廣到不受任何力做勻速直線運(yùn)動(dòng),在到牛頓第一定律,體會(huì)牛頓為什么說他站在巨人肩上,同時(shí)利用增加靜止?fàn)顟B(tài)體會(huì)牛頓引入慣性性的偉大(這一點(diǎn)老師了解即可),我想這樣更能激發(fā)學(xué)生思維的`火花。
關(guān)于慣性問題,主要是慣性由質(zhì)量決定,學(xué)生沒什么問題,但學(xué)生容易把質(zhì)量大慣性大與速度混淆;學(xué)生最大的問題在怎樣理解慣性與速度無關(guān)。我想?yún)⒖季W(wǎng)絡(luò)說法已經(jīng)可以:一下內(nèi)容來源于網(wǎng)絡(luò)
解釋1:慣性,即維持物體原有狀態(tài)的一種本來屬性,表現(xiàn)有兩個(gè)方面:
一是物體處于靜止或者勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)而無變化時(shí),表現(xiàn)為"維持其原來的靜止或者勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)";
二是當(dāng)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變時(shí),表現(xiàn)為"改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的難易程度",如果容易改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài),則說明慣性小,反之則慣性大.
而所謂的"運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變",無非是速度v的改變(含大小和方向兩方面的改變);而改變的"難易",無非是指在受同樣外力作用下速度改變的快慢罷了!
則推理說明如后:如果對(duì)不同質(zhì)量的物體施加同樣大小的合外力,從牛頓第二定律可以知道,質(zhì)量小的加速度大,即是說在相同的時(shí)間里速度改變量多,這就是所謂"運(yùn)動(dòng)狀態(tài)容易改變"的意思!從而可知,慣性與物體的速度\受力\加速度等都沒有關(guān)系,而只與質(zhì)量有關(guān)!
解釋2:慣性的大小決定了速度變化的快慢。剎車的距離不同是因?yàn)樗俣炔煌。如果速度變化的快慢是相同的,那么速度大的時(shí)候,就需要更長的時(shí)間才能減小到0。如果剎車的時(shí)間不同,剎車的距離當(dāng)然就不一樣。
解釋3:
(1)、假設(shè)有兩個(gè)物體,你要使二者用10s的時(shí)間都從靜止達(dá)到1m/s的速度,對(duì)甲需要加上10N的合外力,對(duì)乙則需要100N的合外力,那么誰的慣性大呢?顯然是乙!
。2)、甲乙兩物體都受到10N的合外力,而甲用10s時(shí)間從靜止達(dá)到10m/s速度,而乙用同樣時(shí)間由靜止只達(dá)到1m/s速度,那么誰的慣性大呢?顯然還是乙!
(3)、甲受到10N合外力,用10s時(shí)間由靜止達(dá)到10m/s的速度,再用10s時(shí)間才能達(dá)到20m/s速度,這說明甲的慣性始終不變!
。4)、甲受到10N合外力(阻力),經(jīng)過10s的時(shí)間速度由10m/s降到0,或者經(jīng)過10s的時(shí)間速度由20m/s降到10m/s,雖然對(duì)本例的第二種情況甲還沒有停下來,但是在甲受力不變的情況下,同樣時(shí)間內(nèi)甲的速度變化是相同的!說明慣性與速度無關(guān)!
解釋4:確實(shí),慣性這個(gè)概念不容易理解。課本上明確寫道:慣性只與質(zhì)量有關(guān),而與速度大小無關(guān)。但初學(xué)者總對(duì)此不能正確理解?傆X得:兩個(gè)同樣質(zhì)量的物體,速度大的物體要停下來,比速度小的物體停下來困難,即所需時(shí)間長,或者說所經(jīng)路程長。因而認(rèn)為速度大的物體慣性也大。這種理解雖然是錯(cuò)誤的,但卻很普遍。許多人都會(huì)有這種錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)。
產(chǎn)生這種錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)的根源,就是對(duì)“慣性”這一概念的內(nèi)涵理解不透。
對(duì)慣性這一概念可從以下幾方面理解:
1、慣性,是一切物體的固有屬性,是物體保持物體原有的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的性質(zhì)。
2、物體的慣性與物體是否受到外力,是否運(yùn)動(dòng),速度的大小均沒關(guān)系。物體的慣性表現(xiàn)在兩個(gè)方面:
。1)物體不受外力作用時(shí),有保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)。
。2)當(dāng)物體受到外力作用時(shí),其慣性大小表現(xiàn)在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的難易程度。
3、質(zhì)量是慣性大小的量度,慣性的大小完全取決于物體的質(zhì)量,和其它因素完全無關(guān)。物體質(zhì)量大的慣性大,質(zhì)量小的慣性小。
4、慣性的大小表示運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的難易程度,而不是表示把物體從運(yùn)動(dòng)變?yōu)殪o止的難易程度。事實(shí)上,在受到相同的阻力的情況下,速度(大。┎煌|(zhì)量相同的物體,在相同的時(shí)間內(nèi)速度的減小量是相同的,這就說明,質(zhì)量相同的物體,它們改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的難易程度是相同的,所以它們的慣性是相同的,與它們的速度無關(guān)。
Δv=vt-v0=(F/m)*t
解釋4:一般來說,同學(xué)們總是不明白這樣的問題:高速運(yùn)動(dòng)的物體,要想停下來顯然比低速物體難(在同樣路面上),那為什么說慣性與此無關(guān)?我想,你也是在這里糊涂吧.
但是,你在考慮這個(gè)問題時(shí),沒有考慮"相同時(shí)間內(nèi)速度的變化",也就是所謂速度變化的快慢!物體開始的速度提高了,但是速度變化還是一樣快(假設(shè)物體的速度每秒減。眒/s,物體開始速度是10m/s還是20m/s,改變的只是速度變?yōu)椋八枰臅r(shí)間。
我再打個(gè)比方:假設(shè)你有20元,我只有10元錢,我和你都是每天花1元,我只能花10天,你可以花20天,我們花錢的速度是不是一樣的?那你為什么花錢的時(shí)間比較長呢?因?yàn)槟惚惧X比較大而已!
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