【新教材】统编人教版小学数学选修第一册第四章《运动和力的关系》全章节学案教学设计章运动和力的关系4.1牛顿第一定理4.2实验：探究加速度与力、质量的关系4.3牛顿第二定理4.4热学单位制4.5牛顿定理的应用4.6超重和失重本章综合与测试4.1《牛顿第一定理》教案教学目标1.了解化学学史上人们对力与运动关系的认知历程。2.初步了解理想化实验方式，晓得理想化实验方式的意义和局限。3.理解惯性的概念，会用惯性解析生活中的与惯性相关的现象。4.在了解人们对力与运动关系认知历程的过程中，感受理想化实验、数学与数学学的关系。教学重难点教学重点数学学史上人们对力与运动关系的认知历程、牛顿第一定理、惯性教学难点牛顿第一定理、惯性教学打算多媒体讲义教学过程新课引入班主任通感：在小学，我们学过了牛顿第一定理，请你们回顾一下它的内容。中学生活动：中学生思索老师所提问题，集体回答老师所提问题。班主任口述：我们明天就来细致地剖析牛顿第一定理和它的得出过程、及惯性。讲授新课一、理想实验的魅力班主任活动：讲解亚里士多德关于力与运动关系的观点。两千多年前，古埃及思想家、哲学家亚里士多德断定：要使一个静止的物体运动上去，就必须对它使劲；使劲使物体运动上去后，停止使劲，物体归于静止。
于是，他宣称“运动者皆被推进。”“当推一个物体的力不再推它时，原先运动的物体便归于静止。”教师活动：讲解伽利略对力与运动关系的认识。伽利略觉得，将人们引入歪路的是磨擦，而物体在一般情况下运动时，磨擦又是无法避开的。伽利略注意到，当一个球沿斜面向上滚动时，它的速率减小；向下滚动时，速率降低。他由此推测：当球沿水平面滚动时，它的速率应当不增不减。但是，实际情况却是，虽然沿水平面滚动，球也会越滚越慢，最后停了出来。伽利略觉得这是磨擦作用的结果。若没有磨擦，球将永远运动下去。为了阐述自己的观点，伽利略设计了如图所示的实验：让一个小球沿斜面从静止状态开始运动，小球将“冲”上另一个斜面。假如第二个斜面夹角增大，小球仍将抵达原先的高度，而且运动的距离更长。由此可以推测，当斜面最终变为水平面时，小球要抵达原有高度将永远运动下去。这说明，力不是维持物体运动的诱因。班主任活动：讲解理想化实验。阻力不可能完全清除，第二个斜面也不可能做得无限长，所以，伽利略的实验是一个“理想实验”。首先，“理想实验”是以实践为基础的。所谓的“理想实验”就是在真实的科学实验的基础上，捉住主要矛盾，忽视次要矛盾，对实际过程做出更深入一层的具象剖析。
其次，“理想实验”的推理过程，是以一定的逻辑法则为依据的，而这种逻辑法则，都是从常年的社会实践中总结下来的，并为实践所否认了的。在自然科学的理论研究中，“理想实验”具有重要的作用。作为一种具象思维的方式，“理想实验”可以使人们对实际的科学实验有更深刻的理解，可以进一步阐明出客观现象和过程之间内在的逻辑联系，并由此得出重要的推论。“理想实验”只是一种逻辑推理的思维过程，它的作用只限于逻辑上的证明与指责，而不能拿来作为检验认识正确与否的标准。相反，由“理想实验”所得出的任何结论，都必须由观察或实验的结果来检验。班主任活动：评论伽利略对力与运动关系的认识。伽利略的力是改变物体运动状态的缘由，将动力学的研究引入正确的方向。不过伽利略还不能想像不受重力作用的物体将怎样运动。正是为了防止重力对物体运动的影响，伽利略才将研究对象置于水平面上。这样使它的推论有很大的局限性。班主任活动：讲解笛卡尔对力与运动关系的认识。笛卡尔觉得所有的物体都有保持原先的形式和状态的趋势。为了才能确定自然事物的发生过程。笛卡尔觉得还须要给出相应的二级定理。第一条定理说，“如果没有外界的作用，任何物质粒子的状态（包括它的大小形状、位置和运动）不会有任何变化。
”第二条定理说，“如果物体处在运动之中，这么如无其他作用的话，它将继续以同一速率在同仍然线方向上运动，既不停定来也不偏离原先的方向。”教师活动：请你笛卡尔对力与运动关系的认识。表面上看，笛卡尔的第二条定理是惯性定理的确切描述。但笛卡尔没有提出力的概念，他认识物体的之间的互相作用只有通过直接的接触才会发生。二、牛顿第一定理班主任活动：讲解牛顿第一定理。在伽利略和笛卡尔工作的基础上，在隔了一代人之后，美国科学家牛顿提出了动力学的一条基本定理：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它前面的力促使它改变这些状态。这就是牛顿第一定理。物体这些保持原先匀速直线运动状态或静止状态的性质叫作惯性。牛顿第一定理也叫作惯性定理。班主任活动：讲解牛顿第一定理的意义。（1）力不是维持物体运动状态的缘由，而是改变物体运动状态的缘由。（2）保持静止或匀速直线运动状态是物体的固有属性，这一属性称为惯性。惯性不是外界强加给它的，是物体固有的，一切物体都具有惯性。三、惯性与质量班主任活动：讲解惯性与质量的关系。班主任口述：从生活中我们可以晓得，满载货物的大货车与小车辆相比八上物理力与运动思维导图，更不容易停出来。不同质量的物体，惯性的大小是不一样的。
也就是说，不同物体维持其原有运动状态的“能力”不同，质量大的物体惯性大。描述物体惯性的化学量是它的质量。质量只有大小，没有方向，是标量。在国际单位制中八上物理力与运动思维导图，质量的单位是千克，符号为kg。伽利略创造的把实验、假设和逻辑推理相结合的科学方式，有力地推动了人类科学认识的发展。用如图所示的装置做如下实验：小球从左边斜面上的O点由静止释放后沿斜面向上运动，并沿两侧斜面上升。斜面上先后铺垫三种粗糙程度渐渐减少的材料时，小球沿两侧斜面上升到的最低位置依次为1、2、3.按照三次实验结果的对比，可以得到的最直接的推论是(A.假如斜面光滑，小球将上升到与O点等高的位置B.假如小球不受力，它将始终保持匀速运动或静止状态C.假如小球遭到力的作用，它的运动状态将发生改变D.小球遭到的力一定时，质量越大，它的加速度越小答案：A解析：按照题意，铺垫材料粗糙程度增加时，小球上升的最低位置下降，当斜面绝对光滑时，小球在斜面上没有能量损失，因而可以上升到与点等高的位置，而B、C、D三个选项，从题目不能直接得出，所以选项A正确。伽利略对自由落体运动及运动和力的关系的研究，开创了科学实验和逻辑推理相结合的重要科学研究方式。图分别表示这两项研究中实验和逻辑推理的过程，对这两项研究，下述说法正确的是(的实验为“理想实验”，通过逻辑推理得出物体的运动须要力来维持答案：B解析：伽利略构想物体下落的速率与时间成反比，由于当时未能检测物体的瞬时速率，所以伽利略通过物理推论证明，假如速率与时间成反比，这么位移与时间的二次方就成反比。
因为当时用滴水法计时，难以记录自由落体的较短时间，伽利略设计了让铜球沿阻力很小的斜面滚下，来“冲淡”重力的作用疗效，而小球在斜面上运动的加速度要比它竖直下落的加速度小得多，运动相同位移所用时间长得多，所以容易检测.伽利略做了上百次实验，并通过具象思维在实验结果上做了合理外推，得出了正确推论，故错误，B正确；完全没有磨擦阻力的斜面是实际不存在的，故错误；伽利略用具象思维、数学推论和科学实验相结合的方式得到物体的运动不须要力来维持的推论，故D错误。课堂小结4.2《实验：探究加速度与力、质量的关系》教案教学目标1．经历完整的探究加速度与力和质量的关系。2．通过实验探究，了解加速度与力、质量的关系。3．进一步巩固通过实验求加速度的方式。4．在实验设计与数据剖析的过程中，感受探究的乐趣，感受化学学的统一教学重难点教学重点1．探究加速度与力、质量关系的实验设计、实验步骤、数据处理。2．加速度与力、质量的关系。教学难点1．探究加速度与力、质量关系的实验设计、实验步骤、数据处理。2．加速度与力、质量的关系。教学打算多媒体教案、长木板、小车、钩码、细绳、纸带、打点计时器、小盘教学过程新课引入班主任活动：展示人伞车的图片。
班主任口述：日常生活中，我们常看到如图所示的情景：若帮忙伞车的人越多，推力越大，车的速率改变就越快；相同推力下，若车辆是空车，则比满载时速率改变快。可见，车辆获得的加速度与其质量和所受外力有关。通过观察，加速度与力和质量可能存在以下关系：对同一物体，斥力越大，加速度越大；对不同物体，在相同力的作用下，物体质量越小，加速度越大。真有这样的规律吗？下边，我们通过实验来探究加速度与力、质量之间的关系。讲授新课一、实验目的班主任口述：通过刚刚的讨论。我们早已晓得了本次的实验即为探究加速度与力、质量的关系。二、实验设计（一）整体思路班主任通感：可能影响加速度的诱因有两个，一是质量，二力外力。如何能够判定某一可能诱因是否对加速度有影响呢？中学生活动：中学生之间讨论老师所提问题，之后举手回答。班主任活动：理答。控制变量法。在探究质量对加速度的影响时，控制合外力不变，改变研究对象质量的大小，观察加速度的变化。在探究外力对加速度的影响时，探究研究对象的质量不变，改变外力的大小，观察研究对象加速度的变化。（二）要检测的化学量班主任通感：须要检测什么化学量？中学生活动：中学生之间讨论班主任所提问题，之后举手回答。
班主任活动：理答。要检测的化学量：加速度、质量、力。（三）化学量的检测班主任活动：通感质量、加速度、力的检测。中学生活动：中学生之间讨论班主任所提问题，之后举手回答。班主任活动：理答。1.质量的检测可通过改变加上货车上的钩码的质量来实现对货车质量的改变，可通过天平来检测货车的质量。2.加速度的检测方式一按照位移与时间的关系式检测由于货车做初速率为0的匀加速直线运动，按照位移与时间的关系式可得其中时间和位移可通过纸带上的点迹来获得。方式二逐差法求加速度个时间段分成3组，X1、X4一组，X2、X5一组，X3、X6一组。分别按照每一组的数据求加速度。于是有方式三求加速度的比列关系由于实验探究的是加速度与其他化学量之间的比列关系，故检测不怜悯况下加速度的比值也是可以的。可知，假如物体运动的时间相等，这么物体运动的加速度之比即为位移之比，即如何控制物体运动的时间相等呢？其实不好控制两个运动的过程所用的时间完全相等。但通过纸带上的点迹完全可以控制所研究的时间段相等。3.力的控制与检测现实中，仅受一个力作用的物体几乎不存在。但是，一个单独的力的作用效果与跟它大小、方向都相同的合力的作用疗效是相同的。
因而，实验中斥力F的含意可以是物体所受的合力。怎样为运动的物体提供一个恒定的合力，怎么测出这个合力是本实验的关键，有好多可行的方式。恒定的外力可考虑用另一重物所受的重力来提供对货车的拉力。这时轨道上的货车遭到了重力、轨道对它的支持力、细绳对货车的拉力、沿木板的磨擦力。这时货车所受的重力、轨道对货车的支持力在竖直平面上，对货车在水平方向下的运动没有影响。而此时，货车在水平方向受的力的细绳的拉力、摩擦力。这样，货车在水平方向上遭到的合外力就除了是细绳对货车的拉力了。这时可考虑将轨道的一端垫起，让重力沿轨道方向上的分力与货车所受的摩擦力相平衡。这样，货车轨道方向上的合外力就可以等于细绳对货车的拉力了，即等于重物所受的重力。