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牛顿定律范文1
心理学家认为,在交际中,人的情感是可以相互作用的:当你真心喜欢一个人,即使你不对他说出来,也没有为他做过什么特别的事,但时间久了,对方就能感觉到,就会以同样的情感回报你;如果你心中很讨厌一个人,哪怕你将这种情感隐匿得很深,从未给过对方什么脸色,但最终也会被他感知、回击。
在物理学上,有一个牛顿第三定律:任何作用力,都会有一个与之相等的反作用力。在交际中,似乎也有这样的一个“牛顿定律”:你喜欢别人,别人最终也会喜欢上你;你讨厌别人,别人有一天一定也会嫌弃你。
美国总统艾森豪威尔刚参加工作时,上司是个坏脾气的老头,对下属不苟言笑,极其严厉,人人见到他都胆战心惊,生怕遭到他的批评、责骂。但让人意外的是,艾森豪威尔尽管是个初出茅庐、毫无背景的“新人”,这位上司对他却相当“友好”,经常微笑着和他打招呼,甚至在午休期间,邀请艾森豪威尔一起喝过咖啡。同事既羡慕又不解,问他:“每个人都说我们的上司是最不好打交道的人,但他为什么对你这么好呢?”艾森豪威尔笑道:“我每次和他见面,都想象他在冲着我微笑,然后我就对他回之以微笑。”同事更加疑惑了,艾森豪威尔继续说道:“一开始,他对我的微笑视而不见,但我假装他有着我看不见的微笑,遇见他总是给他一个灿烂的笑容。过了一段时间,终于有一天,他也对我露出了一点笑容。再过了些日子,他开始真正地对我笑了,并开始和我说话。开始只是打个招呼,后来交谈越来越多。现在,我和他已经是一对融洽的朋友了!”
牛顿定律范文2
关键词:牛顿第二定律;性质;地位
中图分类号:G642.3 文献标识码:B 文章编号:1002-7661(2013)23-008-01
一、牛顿定律的五个性质
1、矢量性
因为力是矢量,加速度也是矢量,这里导致牛顿第二定律的表达式:F=ma也是一个矢量式。相应的力方向改变,必然导致加速度方向改变。这个性质决定了后面我们对研究对象受力分解和合成时要遵循平行四边形法则。
2、瞬时性
牛顿第二定律表明:F与a存在瞬时关系,a对应于该时刻的F,如果F改变,那么a
也要随之改变。
3、同一性
这里也是学生容易犯错的地方之一,式子中的力、质量和加速度是针对同一个物体或者系统的,而非不同的物体。并且要注意这里的a是针对同一个参考系而言的,对于非惯性系相应式子不一定成立。而参考系一般选择地球。
4、独立性
我们知道作用于物体上的力不止一个,那么加速度我们一般只说一个,是因为我们考虑的是和加速度。而这里要注意,事实上是每一个力对应一个加速度。这也是后面对物体的受力进行正交分解的前提。
5、相对性
这个和同一性有些类似,因为我们知道牛顿运动定律只适用于宏观低速的物体。所以参考系我们一般选择地球。对于牛顿第二定律,学生容易犯的另一个错误是:认为质量与加速度成反比,与力成正比。这里要注意,对于一个物体或者一个系统,我们一般认为其质量是不变的,这里要特别注意。
二、牛顿定律的地位
对于其地位,我们知道其是连接运动学和动力学的桥梁。为学生学习力学奠定了重要的基础,作为受力分析之后的综合列式的式子,其样式固定,但内容却千变万化,导致学生不能很好的理解这里,其结果是后面涉及到受力分析和综合列式的时候,学生都无存下手。而对其研究采用的控制变量法,也是高中物理学习的重要方法之一。要研究两个量之间的关系,必须要保持其他的量一定,或者不变。这种研究方法对我们的科学研究也具有重要意义。
而在实验探究中的一些方法,对学生学习物理也具有一定的指导意义,比如我们利用mg=Ma代替mg=(M+m)a,是一种近似的思想,我们在粗略的计算时,经常要用到这种思想方法。这和学生追求精确的思想相互矛盾,但是却是一种有效的思想方法。
总之,作为物理必修部分的一个重要知识点,牛顿第二定律不仅仅是简单的一个公式几行字,而是一个联系运动学和动力学的桥梁,我们要发挥好桥梁的作用,使学生学会这部分知识,学好这部分知识。并且以此为契机,学会融会贯通,达到学好高中物体的目的。
牛顿定律范文3
1 牛顿第一定律的改写
牛顿第一定律是由英国科学家牛顿总结概括出来的,又称为惯性定律.该定律对力和运动状态这两者之间的关系进行了阐述,并提出惯性的概念,是物理学中的一条基本定律.其内容为:任何物体都要保持匀速直线运动或静止状态,直到外力迫使它改变运动状态为止.高中生初次接触牛顿定律,对于定律中涉及到的“匀速直线运动或静止状态”和所反映的“惯性”概念的理解较为模糊.为了使得定律更容易理解,我们在保持定律原意的基础上,将定律改写.
改写牛顿第一定律,实际上是为了加强学生的理解,使用通俗易懂的语言描述该定律,根据牛顿第一定律的实质,我们可以将其改写为: 一切物体总有保持当下时刻运动速度的特性,直到有外力迫使它改变该速度为止.其中“运动速度”是学生在小学就有所了解的名词,在初中又进一步学习与速度有关的知识,因此,学生对改写后的牛顿第一定律抵触性较低,积极性较高.
2 改写牛顿第一定律的实际意义
改写后的牛顿第一定律词义表达比较浅显,教师可以带领学生从发现过程、定律的内容、定律的实质、定律和惯性的关系以及定律的应用这五个方面理解改写后的牛顿第一定律.
2.1 了解定律的发现过程
亚里士多德提出“力是维持物体运动的原因”,而伽利略在17世纪了这一理论,提出“物体在运动中不受外力作用,它的速度将保持大小不变.”这一理论是牛顿第一定律的前身,它正确地阐述了牛顿第一定律的内容,改写后的定律与伽利略提出的正确理论中都涉及到“速度”一词,两个理论意思相近,都通俗易懂,能够为学生深入理解牛顿第一定律提供帮助.
2.2 加深对定律内容的理解
要想深入了解牛顿第一定律的内容,要从以下三方面入手:
(1)牛顿第一定律中的“任何物体”说明牛顿第一定律的适用范围是所有物体.
(2)“直到外力迫使它改变……”说明了“力”是改变物体运动状态的条件.
(3)“保持匀速直线运动或静止状态”是此内容的结论.
以上是对牛顿第一定律内容的分析,将定律改写之后,原定律中的“保持匀速直线运动或静止状态”被转换成了“保持当下时刻运动速度”;“改变运动状态”变成了“改变运动速度”,清晰地说明了该定律的条件、范围和结论,且强调了“当下时刻”的重要性,帮助学生轻松掌握定律内容.
2.3 加深对定律实质的理解
牛顿第一定律的实质也有三个方面:
(1)一切物体都有惯性.利用改写之后的定律解释这一实质,“一切物体总有保持当下运动速度的性质”中“保持当下时刻的运动速度”说明物体的速度没有发生改变,教师可以以此为切入点,提出速度有快有慢,如果速度为零时,物体是什么状态,学生很容易理解,并回答是“静止状态”;如果物体的直线运动速度一直为5 m/s或者是1 km/h,那么物体保持什么运动,学生也能很容易理解为匀速运动.总结速度为零以及速度不变这两种现象,物体的状态为静止或者是匀速直线运动,那么学生对于牛顿第一定律中“任何物体都要保持匀速直线运动或是静止状态”的理解就会简单很多.
(2)外力是迫使物体改变运动状态的原因.利用改写后的牛顿第一定律来理解这一实质,“直到外力迫使它改变该速度”中“该速度”指的是物体原有的速度,即速度为零或者速度不变的情况,也就是“静止状态或者匀速直线运动状态”,那么“改变该速度”就很好理解了,在某一特定的时刻,物体的速度被相应时刻的力所改变,学生自然而然地想到某一时刻的状态被当时的力改变,了解了外力是迫使物体改变运动状态的原因这一实质.
(3)力不是维持物体运动的原因.利用改写后的牛顿第一定律来解释,在不受外力的作用下,物体会“保持当下时刻的运动速度”,每一个特定时刻,物体都没有受到力而改变速度,即当下时刻的运动状态没有改变,也就是说物体的运动过程不需要力,进而得出力不是维持物体运动状态的原因这一实质.
为了更加形象地解释定律的实质,教师可以组织学生现场进行“推课本”的实验,拿起物理课本,放在桌面上轻轻推动,当手对课本有了一定的推力时,课本开始运动,且每一个时刻都对应着特定时刻的力,即当下的力对应着当下速度的改变.松开手,课本就恢复到之前的状态,运动速度为零,也就即恢复到改写的定律中“保持当下时刻的速度”,进行多次实验,学生能够发现,力改变了物体的运动状态,但不是物体维持运动状态的原因.
2.4 了解定律与惯性的关系
牛顿第一定律说明了两个问题:说明了力与运动的关系;提出了惯性的概念.通过“一切物体总有保持当下时刻运动速度的特性”来说明这一特性即惯性是所有物体固有的属性,包括固体、液体、气体;因为在不受外力作用的某一时刻,物体的速度没有发生改变,能够说明物体的惯性与力无关.由于高中学生首次接触到“惯性”这一名词,需要通过牛顿第一定律中的运动状态来理解,若学生对于运动状态的意义理解不够充分,那么容易出现思路混乱,知识结构不清的现象.而改写之后的定律能够引导学生通过“速度”来了解惯性,通俗易懂,学生很容易掌握惯性的概念.
例如,举出例子来形象地解释惯性的定义,组织学生观察橡皮和书本,当没有外力作用的每一个特定时刻,二者都保持静止状态,提出生活中的所有物品同样具有这一性质,来帮助学生理解惯性.为了探究惯性的影响因素,教师可以组织学生轻抛橡皮和书本,学生会发现用同样的力度,质量较轻的橡皮飞出的速度快,进而得出惯性和质量有关.
2.5 学会在实践中应用
学习理论知识的目的在于增强学生的实践能力.因此,通过具体的例题来讲解定律并组织学生进行测试,能够有效提高学生的应用能力.例如,将以下题目来作为例题,教师引导学生在实践中理解牛顿第一定律.
例题 对牛顿第一定律的理解,不正确的是
A.一切物体都具有惯性
B.物体不受力的作用也能运动
C.物体受到力,运动状态一定改变
D.物体的运动状态改变,一定受到力
在实践中应用牛顿定律的思路为:(1)确定研究对象;(2)确定研究过程;(3)进行受力分析;(4)根据力的改变推断出状态的改变;(5)具体问题具体分析.
3 需要注意的问题
第一,是牛顿在第一定律中没有说明静止状态或者匀速直线运动状态的参考系是什么,我们一般将物体运动理解为在绝对空间内的相对运动,即以空间内的“土地”或者是其他物体为参考系.
牛顿定律范文4
一、引入课题新颖,吸引学生眼球
结合我国2011年11月1日最新发射的“神州八号”宇宙飞船的新闻视频,引入课题,能立即吸引住学生,引起学生学习物理兴趣,激发学生的爱国热忱。让学生观看本段视频,启发引导学生思考,为什么火箭能冉冉升起?学生看到向下喷射燃气,要解释这种现象,同学们学完本课后就能迎刃而解。
二、设计多组实验,师生共同参与
在放学过程中教师努力创设问题情境,激发学生学习兴趣。
1 在平板上放一些碎纸屑,在其上面放置一个大气球,释放气体,请学生观看实验现象。学生看到气球上升,而纸屑散开,请学生解释原因。
2 在平板上放四个带有滑轮的小车(实验室做实验用的),再在上面放一个纸板,其上面释放电动玩具车,启动小车,请学生观看实验现象并思考。现象是玩具车向前运动,而纸板向后运动。通过这些实验让学生体会力的作用是相互的,方向相反。
3 在两个小车上各放条形磁铁,当同名磁极相对时,释放小车;当异名磁极相对时,再释放小车,请同学们观察实验现象并解释。
4 学生分组实验。每组桌上放有两个弹簧秤。两名学生把弹簧秤用绳子拴上,分别向两侧拉,观察示数变化,小组汇报实验结果。学生得到读数大小相等,方向相反,并且弹力在同一条直线上。找两名学生上前面给大家用大弹簧秤演示,两人拉力在同一条直线下,处在静止状态,或运动状态时,给大家汇报结果仍然是作用力大小总是相等,方向相反。
5 用多媒体展示,用力的传感器探究作用力。教师准备实验时,请学生阅读必修教材第82页的做一做,“用传感器探究作用力与反作用力的关系”。教师用手拉着一传感器时,看到屏幕上力的大小在变化;换上另一个传感器时,让两个相互拉时,分析图像,总结出图像的对称说明了什么?学生看到屏幕上的两个力大小时刻在变化,但是方向相反。当两传感器相互挤压时,重新演示时,学生仍看到作用力与反作用力大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。
请同学列举一些平时所见的例子说明作用力与反作用力,例如人走路、汽车行驶、人在水中游泳等等。
总结实验,得出牛顿第三定律,教师板书定律内容,让学生记录。教师再设计问题,区分作用力与反作用力与一对平衡力,让学生总结二者的关系,找出相同点和不同点。
牛顿定律范文5
牛顿第二定律是动力学的核心规律,动力学又是经典力学的基础,也是进一步学习热学、电学等其他部分知识所必须掌握的内容。所以,牛顿第二定律是本章的中心内容,更是本章的教学重点。为了使学生对牛顿第二定律的认识自然、和谐,本节之前的“运动状态的改变”就是起到了承上启下的作用。承上,使学生对第一定律的认识得到强化;启下,即是通过实例的分析使学生定性地了解了牛顿第二定律的内容。本节教材是在前一节的基础上借助电脑通过实验分析,再进行归纳后总结出定量描述加速度、力和质量三者关系的牛顿第二定律。由实验归纳总结出物理规律是我们认识客观规律的重要方法。由于本实验涉及到三个变量:a、m、F,因此我们用控制变量的方法来进行研究:先确定物体的质量,研究加速度与力的关系;再确定力,研究加速度和质量的关系。在以后学习气体的状态变化规律,平行板电容器的电容,金属导体的电阻等内容中都用到了这一方法。控制变量法也是我们研究自然、社会问题的常用方法。通过教学,使学生学习分析实验数据,得出实验结论的两种常用方法—列表法和图像法,了解图像法处理数据的优点:直观、减少误差(取平均值的概念),及图像的变换,从a-m图(曲线)变到a-1/m图(直线),在验证玻一马定律中也用了这种方法。根据以上分析,我们知道本节课的教学目的不全是为了让学生知道实验结论及定律的内容和意义,重点在于要让学生知道结论是如何得出的;在得出结论时用了什么样的科学方法和手段;在实验过程中如何控制实验条件和物理变量,如何用数学公式表达物理规律。让学生沿着科学家发现物理定律的历史足迹体会科学家的思维方法。
通过本节课的学习,要让学生记住牛顿第二定律的表达式;理解各物理量及公式的物理意义;了解以实验为基础,经过测量、论证、归纳总结出结论并用数学公式来表达物理规律的研究方法,使学生体会到物理规律的简单美。
本节课的重点是成功地进行了演示实验和用电脑对数据进行分析。这是本节课的核心,是本节课成败的关键。
【教法和学法】
本节课采用以电脑辅助演示实验为主的,知识教学与科学方法教育相结合的“同步调控”模式。
按系统论的整体原理,整体功能要大于各要素功能之和。物理的知识、方法、能力、科学态度等都是教学的要素,如果把这些要素有机地联系起来,达到共同促进的作用,则物理教学的效果会更好,更有利于提高学生的素质。“同步调控”模式中,没有单纯地就方法讲方法,而是将知识的学习,方法的掌握,能力的培养,实事求是的科学态度的养成有机地结合起来,就是基于系统的整体原理考虑的。
再则,按教学论中教为主导,学为主体的原则,教师的任务是制订目标,组织教学活动,控制教学活动的进程,并随机应变,排除障碍,并承认和尊重学生的主体地位。“同步调控”的模式既注意了教的作用,将教师置于“调控”的地位。同时,更注意了学生的主体作用,有意识地设置教学活动的环境,让学生参与实验的设计,边演示、边提问,让学生边观察、边思考,再从实验数据总结出结论,最大限度地调动学生积极参与教学活动。在教材难点处适当放慢节奏,给学生充分的时间进行思考和讨论,如从a-m图像,猜想a与m成反比,然后画出a-1/m图,得出正确的结论。让学生在教学活动中学习知识,掌握科学方法,培养探索精神和创造力及实事求是的科学态度,以达到规定的教学目标和最佳效果。
【教学程序】
1问题引入新课
光滑水平面上的物体受水平拉力作用而做加速运动,引导学生分析物体的质量,加速度,拉力三者之间的定性关系,鼓励学生进行猜测,它们成正比、成反比、不成比例等。然后指明本节课我们大家一起来探索得出三者之间的定量关系,从而导出课题一牛顿第二定律。这样导入的用意是提高学生学习的兴趣和参予探索的积极性。
2设计实验方案
在引入课题后,启发学生思考:我们如何来研究F、m、a三者之间的关系?引导学生得出用实验法先确定m,研究a与F的关系;再确定F,研究a与m的关系,最后得出三者的定量关系。由于教材(必修第一册,人教版)中牛顿第二定律实验不足(夹子很难同时夹住两细线;由于线的弹力,小车要反冲后才能停下,实验误差大),我设计了用电脑辅助来探索a与F、m关系的实验,如附图。遮光片宽度L,通过光电门时间分别和,两只光电门间距为s。当滑块通过光电门时,光电门产生一个脉冲,通过计时器中的三极管放大后,从计算机LPT口输入,调用计算机定时中断来计算时间,然后利用公式
计算出加速度的值,结果显示在表格中,同时在坐标图上标上点,实验结束后,程序提供一个画直线模块,可用光标来控制直线的斜率。
3进行实验探索
请两位同学上台操作,其他同学边观察、边思考,教师控制电脑。先保持物体质量为200克不变,测出拉力分别为0.05牛、0.10牛、0.15牛和0.20牛时的加速度,填入表中和a-F图上,显示投影在大屏幕上,引导学生得出a∝F的结论。然后再保持拉力为0.10牛顿不变,测出物体的质量分别为200克、282克、332克和382克时的加速度,填入表中和a-m图上。在a一m图上可看到随m的增大a逐渐减少,但它们的关系不明确。引导学生大胆猜测a与m成反比,再画出a-1/m图,得到结论a∝1/m。
4分析归纳结论
引导学生分析实验结果,得出F=kma,在国际单位制中,定义1牛=l千克•,就可以得出牛顿第二定律F=ma。然后进行合理的外推,当物体受几个力作用而做加速运动时,F应为合力。由于力和加速度都是矢量,引导学生通过实例得到加速度的方向与合外力的方向一致。
5应用巩固练习
通过三道典型的问答和计算题,巩固学生对牛顿第二定律中各物理量的意义和加速度方向与合外力方向一致的理解,为进一步用牛顿第二定律解决实际问题打下基础。
6总结
牛顿定律范文6
【中图分类号】 G633.7
【文献标识码】 A
【文章编号】 1004―0463(2016)06―0122―01
一、 情境导入,明确任务
引导学生看两张来自生活的图片(多媒体投影):冬奥会冰壶比赛中为什么要先要助滑一段距离?为什么立定跳远不如急行跳远跳得远?要解决这两个问题,我们首先来研究有关“牛顿第一定律”的知识。
投影:学习目标
1.知道牛顿第一定律的内容,了解它的探究历程。
2.通过活动体验任何物体都具有惯性。
二、 自主探究,合作交流
师:同学们,前面我们知道力可以使静止的物体运动,也可以使运动的物体静止,可见力和物体的运动有密切的关系。
1. 观察课本第71页图3―1-1,想想在生活中还有哪些类似的现象?从这些现象中你能得到什么启示吗?
2. 结合生活体验回答下列问题:①怎样能够使静止的足球运动起来?②足球离开运动员的脚以后,在草地上滚动的过程中速度有何变化?③骑自行车时,如果停止蹬车,自行车运动情况会有什么变化?你认为物体的运动是不是一定需要力来维持?物体的运动和物体受力之间可能有什么关系?
3. 亚里士多德和伽利略都对物体的运动和受力关系进行了研究,你同意谁的观点?
三、展示交流合作学习成果
师:你是同意亚里士多德的观点,还是同意伽利略的观点?说出你的理由。
生:静止在课桌上的书,用力一推由静止变为运动,不推,重新变为静止。可见,物体的运动需要力来维持。
四、牛顿第一定律
1.设计实验方案
师:下面请以小组为单位,根据屏幕上的提示设计出实验方案。
2.结合课本,分析图2所示的实验方案。
思考:(1)为充分显示阻力对物体运动情况的影响,每次实验时应该控制哪些因素相同?如何改变物体受到的阻力?
(2)为什么让小车从斜面的同一高度滑下?
(3)小车在不同材料的平面上最终停下来的原因是什么?
(4)设计一个记录实验数据的表格。
(5)设想一下,如果水平面足够光滑(没有任何阻力),小车的运动情况会怎样?
(6)展示交流合作学习成果
五、阅读理解
师:运动的物体不受力将一直运动下去,那静止的物体如果不受力,会永远保持静止。牛顿在前人的基础上,进一步概括总结得出著名的牛顿第一定律。下面请同学们阅读理解牛顿第一定律的内容。
(学生阅读)
师:关于牛顿第一定律,大家还有补充或疑问吗?
生1:我补充一下,牛顿第一定律是在实验的基础上经过进一步的推理得出的,这种方法叫理想实验法。
生2:牛顿第一定律适用于一切物体。
六、惯性
师:牛顿第一定律还指出一切物体都具有的一种性质,我们把这种性质叫惯性。
1.思考、讨论问题:冬奥会冰壶比赛中为什么要先先助滑一段距离?
2.演示实验:将小木块放在小车上,小木块随小车一起运动,小车突然停止,木块飞出。并让学生讨论分析。
3.试一试:请你在地面上用力竖直向上跳起,观察一下,落地点将落在起跳点的前边、后边还是起跳点上?
4.精彩展示:课前选出6个学习物理困难的学生,两人一组,提前练习下面3个实验中的一个,课上让他们精彩展示。
(1)将纸条压在玻璃板下,猛然抽出玻璃杯下的纸条。
(2)将6个象棋子叠起来,让两个学生展示迅速击打最下面一枚棋子。
(3)在装有水的杯子上放一硬纸片,纸板上放一鸡蛋,迅速击打鸡蛋下的硬纸板。
学生讨论分析。
师:大量事实表明,一切物体都有保持静止状态或匀速直线运动状态的性质。我们把物体保持运动状态不变的性质叫做惯性。