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7.1 第1課時 科學探究：牛頓第一定律
素養目標
1.經歷實驗探究阻力對物體運動的影響,體會物理中研究問題的科學方法與過程,培養推理能力和科學的思維方法。
2.概述牛頓第一定律,并能正確分析解釋簡單的力與運動的現象。
3.初步描述物體運動狀態變化的原因,建立力與運動的基本關系。
◎重點:概述牛頓第一定律。
【合作探究】
生活中的物理
小明的疑惑
端午節放假,小明和爸爸到農村爺爺家,看到田間的牛耕地時,牛拉著犁前進;牛停止拉犁,犁也停止運動。小明對爸爸說,必須有力作用在物體上,物體才運動;沒有力作用在物體上,物體就不運動。爸爸告訴他,這個結論是錯誤的,小明很是不解。下面的實驗將為小明解除疑惑。
任務驅動一 探究阻力對物體運動的影響
1.提出問題:如果沒有動力,沿水平面滑行的小車將會越來越慢,最后停下來,這時小車為什么不再保持原來的運動狀態了呢
2.猜想與假設: 。
3.設計實驗與制訂計劃:讓小車從斜面上滑下,逐漸減小水平面的粗糙程度,測量小車在水平面上的運動距離,并推測小車在沒有摩擦阻力的水平面上的運動情況。
4.實驗器材:斜面、小車、毛巾、木板、玻璃等。
5.進行實驗與收集證據:取一輛小車,使它三次從斜面上的同一高度從靜止開始沿斜面運動到水平面上,如圖所示,每次水平面的粗糙程度不同,第一次在毛巾表面上,第二次換成木板表面,第三次換成表面平滑的玻璃表面。比較小車每次在水平面上的運動情況。
　　實驗記錄:實驗的結果如下表:
接觸面 小車受到阻力(摩擦力)的大小 小車運動的距離
毛巾
木板
玻璃
6.分析與論證:
通過上表的信息可知,小車受到的阻力(摩擦力)越小,小車運動的距離就越 ,小車的速度減小得也越 。
注意:實驗時,斜面的傾角不宜過大,且斜面與水平面間的交接處應盡量平滑,以免出現小車翻倒的情況。
7.評估:
改變水平面的粗糙程度, 實驗進行歸納推理得出的結論才可靠。
8.交流與合作:
①實驗中,小車為什么每次都從斜面的同一位置開始自由下滑
②在探究“阻力對物體運動的影響”的過程中,一共做了三次實驗,讓小車分別滑過毛巾、木板和玻璃的表面,這是為什么
③實驗中斜面與水平面的角度是大點好還是小點好
④實驗時,如果發現把小車放在斜面頂端松手后小車不動,這時應怎么辦
⑤實驗中用到了哪些科學研究方法
⑥通過前面的學習,你能幫助小明消除其疑惑嗎
【參考答案】
任務驅動一
2.小車最后停下來是由于受到地面阻力的作用
6.遠　慢
7.多做幾次
8.①答:小車每次都從斜面的同一位置開始自由下滑,是為了保證每次小車在水平面上運動時具有相同的初始速度。
②答:讓小車分別滑過毛巾、木板和玻璃的表面,以便歸納出物體受到的阻力越小,速度改變越慢,也就是小車運動的距離越遠的結論。實驗時,必須保證其他的實驗條件相同,而只改變三次滑行表面的粗糙程度,讓小車從同一斜面的同一高度處由靜止開始滑下的目的就是讓小車進入水平面時的速度相同。
③答:若斜面坡度太大,小車下滑就會很快,在水平面上運動的距離較長,不便于比較運動的距離。
④答:適當增大斜面的坡度。
⑤ 答:該實驗中,只改變水平面的粗糙程度而保持其他條件不變,運用了控制變量法;用小車在水平面上運動路程的不同,反映阻力的大小對物體運動的影響,運用了轉換法;由大小不同的阻力對物體運動的影響,推測出物體不受阻力時的運動情況,運用了推理法。
⑥答:物體的運動不需要力來維持,力是物體運動狀態發生改變的原因。
任務驅動二 歸納牛頓第一定律
1.由上述實驗推測,如果運動的小車處在光滑的水平面上,小車的速度就不會 ,將保持原來的 ,沿原來的方向 ,即做 。
2.一切物體在沒有受到外力作用的時候,總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態。這就是牛頓第一定律。
【參考答案】
任務驅動二
1. 減小　速度　一直運動下去　勻速直線運動
·方法突破·
對牛頓第一定律的理解
(1)“一切”說明該定律對于所有的物體都是普遍適用的,不是特殊現象。
(2)“沒有受到力的作用”是定律成立的條件,同時“沒有受到力的作用”包含兩層含義:一是該物體確實沒有受到任何力的作用,這是一種理想化的情況。實際上,不受任何外力作
二是該物體所受的力用的物體是不存在的。是平衡力,它們的作用效果等同于不受任何力作用的效果。
(3)“總”指的是總是這樣,沒有例外。
(4)“或”是指兩種狀態必居其一,不能同時存在,也就是說物體如果不受力的作用,原來靜止的物體仍保持靜止狀態,而原來運動的物體仍保持勻速直線運動狀態。

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