《2022年高一物理 第三章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 八、慣性系和非慣性系(第一課時(shí)) 人教大綱版第一冊(cè)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2022年高一物理 第三章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 八、慣性系和非慣性系(第一課時(shí)) 人教大綱版第一冊(cè)（5頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、2022年高一物理 第三章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 八、慣性系和非慣性系(第一課時(shí)) 人教大綱版第一冊(cè)從容說(shuō)課 本節(jié)課講述慣性系和非慣性系，對(duì)學(xué)生的要求不易過(guò)深，學(xué)生了解這部分知識(shí)就可以了 前面學(xué)過(guò)參考系的概念，但確定力和運(yùn)動(dòng)的牛頓運(yùn)動(dòng)定律卻不是對(duì)任何參考系都成立的這就產(chǎn)生了慣性系和非慣性系的區(qū)別 本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)定位如下： 1了解什么是慣性系，什么是非慣性系 2知道什么是慣性力 本節(jié)課的教學(xué)重點(diǎn)為：慣性系和非慣性系，慣性力 本節(jié)課的教學(xué)難點(diǎn)為：對(duì)慣性力的正確理解本節(jié)課采用講授法和閱讀歸納法使學(xué)生明確牛頓運(yùn)動(dòng)定律成立的參考系，叫慣性參考系牛頓定律不成立的參考系，叫非慣性系。研究地面上物體的運(yùn)動(dòng)，地面通常
2、可認(rèn)為是慣性系.相對(duì)于地面靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的參考系也是慣性系，研究行星的公轉(zhuǎn)時(shí)，太陽(yáng)可認(rèn)為是慣性系.本節(jié)課的教學(xué)程序安排如下： 回憶有關(guān)參考系的問(wèn)題，導(dǎo)入新課 投影思考題，探究得到什么是慣性系和非慣性系類比拓展講解什么是慣性力課堂討論拓展本節(jié)知識(shí).教學(xué)目標(biāo)一、知識(shí)目標(biāo)1.了解什么是慣性系，什么是非慣性系.2.知道什么是慣性力.二、能力目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生的分析能力.三、德育目標(biāo)使學(xué)生明確任何一種規(guī)律都是有一定的適用范圍的.教學(xué)重點(diǎn)慣性系和非慣性系、慣性力.教學(xué)難點(diǎn)對(duì)慣性力的正確理解.教學(xué)方法講授法、閱讀歸納法.教學(xué)用具投影儀、自制投影片.課時(shí)安排1課時(shí)教學(xué)過(guò)程用投影片出示本節(jié)課學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解什么是
3、慣性系和非慣性系.2.了解什么是慣性力.學(xué)習(xí)目標(biāo)完成過(guò)程一、導(dǎo)入新課教師請(qǐng)同學(xué)們回憶一下,在直線運(yùn)動(dòng)中,怎樣去確定物體運(yùn)動(dòng)與否呢?學(xué)生任意選一參考系,看物體相對(duì)于參考系的位置是否發(fā)生了變化,若變化則是運(yùn)動(dòng)的；若沒(méi)變,則是靜止的.教師選擇不同的參考系確定出物體的運(yùn)動(dòng)情況相同嗎?學(xué)生可能相同,也可能不同.教師由此可見(jiàn),在運(yùn)動(dòng)學(xué)中選擇不同參考系時(shí),物體的運(yùn)動(dòng)情況不相同,但仍可以確定其運(yùn)動(dòng),故參考系是可以任意選取的.但在運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律時(shí),它所需的參考系卻不能是任意的.本節(jié)我們一起來(lái)討論這一問(wèn)題.二、新課教學(xué)(一)慣性系與非慣性系教師用投影片出示題目在一升降機(jī)內(nèi),放一質(zhì)量為m的物體,物體隨升降機(jī)一起運(yùn)
4、動(dòng),試討論:(1)當(dāng)升降機(jī)對(duì)地靜止時(shí),物體對(duì)地和對(duì)升降機(jī)的運(yùn)動(dòng)及受力情況.(2)當(dāng)升降機(jī)勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),物體對(duì)地和對(duì)升降機(jī)的運(yùn)動(dòng)及受力情況.(3)當(dāng)升降機(jī)變速運(yùn)動(dòng)時(shí),物體對(duì)地和對(duì)升降機(jī)的運(yùn)動(dòng)及受力情況.學(xué)生活動(dòng)閱讀題目,并進(jìn)行討論.教師在第一種情況下,物體對(duì)地做何運(yùn)動(dòng)?受哪些力的作用?學(xué)生物體對(duì)地是靜止的,這時(shí)受重力和升降機(jī)地面支持力兩個(gè)力的作用.教師受力情況和運(yùn)動(dòng)情況符合牛頓運(yùn)動(dòng)定律嗎?學(xué)生根據(jù)牛頓第一定律知,物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止時(shí),其所受合力應(yīng)為零.在本題中,物體所受的重力和支持力是一對(duì)平衡力,故其合力為零,滿足牛頓運(yùn)動(dòng)定律.教師物體對(duì)升降機(jī)做何運(yùn)動(dòng),受力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系是否滿足牛頓運(yùn)動(dòng)定律?
5、學(xué)生此時(shí),物體對(duì)升降機(jī)靜止,重力和支持力平衡,也滿足牛頓運(yùn)動(dòng)定律.教師在第二問(wèn)中,物體對(duì)地做何運(yùn)動(dòng)?受哪些力的作用?其運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系是否滿足牛頓運(yùn)動(dòng)定律?學(xué)生此時(shí),物體對(duì)地做勻速直線運(yùn)動(dòng),受重力和支持力兩個(gè)力的作用.由于這兩個(gè)力仍平衡,故滿足牛頓第一定律.教師物體對(duì)升降機(jī)又是做何運(yùn)動(dòng)呢?它的受力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系是否還滿足牛頓運(yùn)動(dòng)定律呢?學(xué)生物體對(duì)升降機(jī)來(lái)說(shuō)是靜止的,受力仍和前面一樣受重力和支持力兩個(gè)力的作用,且是一對(duì)平衡力,即其合力為零,所以仍滿足牛頓第一定律.教師總結(jié)由上述分析可見(jiàn):以相對(duì)于地面靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體作為參考系時(shí),牛頓運(yùn)動(dòng)定律是成立的.我們把牛頓運(yùn)動(dòng)定律成立的參考系叫慣性參考
6、系,簡(jiǎn)稱慣性系.下面接著討論第三問(wèn)所述情況.教師在第三問(wèn)所述情況下物體對(duì)地做何運(yùn)動(dòng)?受哪些力的作用?學(xué)生物體相對(duì)于地面做變速直線運(yùn)動(dòng),此時(shí)物體受重力和支持力的作用,但重力與支持力不再是平衡力.教師此時(shí)的受力與運(yùn)動(dòng)情況的關(guān)系滿足牛頓運(yùn)動(dòng)定律嗎?學(xué)生滿足.由于重力與支持力不平衡,故要產(chǎn)生加速度,并且這一加速度就是物體做變速運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度,即:F支+G(=F合)=ma滿足牛頓第二定律.教師那么物體對(duì)升降機(jī)又做何運(yùn)動(dòng)呢?學(xué)生物體隨升降機(jī)一起運(yùn)動(dòng),所以它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與升降機(jī)相同.故它相對(duì)于升降機(jī)是靜止的.教師此時(shí)的受力與運(yùn)動(dòng)關(guān)系還符合牛頓運(yùn)動(dòng)定律嗎?學(xué)生不符合.教師為什么呢?學(xué)生以升降機(jī)為參考系確定出物體
7、的運(yùn)動(dòng)情況是靜止的,若牛頓運(yùn)動(dòng)定律成立,則它所受的合力就應(yīng)為零,而事實(shí)上并不為零.所以,此時(shí)牛頓運(yùn)動(dòng)定律就不再成立了.教師總結(jié)從上面討論可知,牛頓運(yùn)動(dòng)定律并不是在任何情況下都成立的.當(dāng)以相對(duì)于地面變速運(yùn)動(dòng)的物體作為參考系時(shí),牛頓運(yùn)動(dòng)定律便不再成立.我們把牛頓運(yùn)動(dòng)定律不成立的參考系叫非慣性參考系,簡(jiǎn)稱非慣性系.鞏固訓(xùn)練1._叫慣性系；_物體可以認(rèn)為是慣性系.2._叫非慣性系；_物體是非慣性系.參考答案1.牛頓運(yùn)動(dòng)定律成立的參考系；地面、以及相對(duì)于地面靜止或勻速運(yùn)動(dòng)的2.牛頓運(yùn)動(dòng)定律不成立的參考系；相對(duì)于地面做變速運(yùn)動(dòng)的教師總結(jié)從上面學(xué)習(xí)可知:牛頓運(yùn)動(dòng)定律在非慣性系中是不成立的,所以我們要養(yǎng)成盡量
8、不以非慣性系為參考系的習(xí)慣,以減少在應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律時(shí)出錯(cuò)的機(jī)會(huì).但在應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律時(shí),是否就一定不能以非慣性系作為參考系了呢?下面我們接著來(lái)討論這一問(wèn)題.(二)慣性力教師在前面的第三問(wèn)中,我們?nèi)绾涡薷臈l件就可使牛頓運(yùn)動(dòng)定律成立了呢?學(xué)生要使牛頓運(yùn)動(dòng)定律成立,則合力就應(yīng)為零,而實(shí)際物體的受力又不為零,所以要想使牛頓運(yùn)動(dòng)定律成立,必須增加一假設(shè)的力,使物體滿足合力為零的條件.教師是否加一任意力都行呢?如不是,那么應(yīng)加一個(gè)什么樣的力呢?學(xué)生并不是加一任意力都行.根據(jù)題中條件物體此時(shí)實(shí)際做加速運(yùn)動(dòng),故應(yīng)滿足牛頓第二定律.由牛頓第二定律得:F合=F支+G=ma而以升降機(jī)為參考系時(shí)要求物體受力，滿足：
9、F合=F支+G+F=0結(jié)合兩式可知，要使式成立，則：F=-ma即需增加一大小等于ma、方向和參考系加速度反向的力,這樣牛頓運(yùn)動(dòng)定律便成立.教師這個(gè)力是真實(shí)存在的嗎?學(xué)生不是真實(shí)存在的.教師為什么呢?學(xué)生因?yàn)樗侨藶榧僭O(shè)的.教師那它和“真實(shí)的”力有何區(qū)別呢?學(xué)生根據(jù)“力是物體相互作用”知:只要有力,則一定有施力物和受力物,而這個(gè)力找不到施力物.教師總結(jié)從上述分析可知,當(dāng)我們以非慣性系作為參考系應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律時(shí),須增加一假設(shè)的力F,且大小等于物體質(zhì)量與參考系運(yùn)動(dòng)加速度的乘積,方向與加速度相反,這樣牛頓運(yùn)動(dòng)定律才能成立.我們把這一假設(shè)的力叫慣性力.鞏固訓(xùn)練1.在前面例題中,若升降機(jī)以加速度a加速下
10、降時(shí),試以升降機(jī)為參考系,求物體對(duì)升降機(jī)地板的壓力.2.如圖所示,小車的支架上通過(guò)細(xì)繩懸掛有質(zhì)量為m的小球,當(dāng)小車從靜止開始以加速度a向右做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí),小球?qū)⒃鯓舆\(yùn)動(dòng)?利用本節(jié)課內(nèi)容作出解釋.參考答案1.mg-ma,方向向下.解取向下為正.因?yàn)橐陨禉C(jī)為參考系時(shí),物體靜止.所以F合=mg-FN-ma=0即:FN=m(g-a)根據(jù)牛頓第三定律知:支持力FN與物體對(duì)地板壓力為一對(duì)相互作用力,所以:F=-FN=-m(g-a)負(fù)號(hào)表示與支持力方向相反,即向下.2.以小車作為參考系,小車做變速運(yùn)動(dòng),小車從靜止開始以加速度a向右做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)(此時(shí)設(shè)向右為正),小球除了受到真實(shí)的力重力G和繩子的拉力F外
11、,還受到方向向左的慣性力F,因此小球向左偏離,當(dāng)偏離豎直方向?yàn)槟骋唤嵌葧r(shí),F和G的合力與慣性力大小相等、方向相反,小球相對(duì)于車廂靜止.教師總結(jié)當(dāng)我們引入慣性力后,就可以使一些問(wèn)題得以解決.例如研究大氣和海水流動(dòng)這類大范圍的運(yùn)動(dòng),要考慮地球自轉(zhuǎn)的影響,這時(shí)地面參考系不能認(rèn)為是慣性系,而是非慣性系.由于人們生活在地球上,用地面作參考系比較習(xí)慣,故只能引入慣性力去解決這類問(wèn)題.但我們?cè)诟咧须A段對(duì)這部分內(nèi)容不作要求,同學(xué)們只要簡(jiǎn)單了解一下就可以了.三、小結(jié)本節(jié)課我們主要學(xué)習(xí)了1.牛頓運(yùn)動(dòng)定律成立的參考系，叫慣性系.2.牛頓運(yùn)動(dòng)定律不成立的參考系，叫非慣性系.3.為了在非慣性系中研究問(wèn)題的方便，引入了一種形式上假想的力，叫慣性力.它沒(méi)有施力物體.四、作業(yè)1.閱讀本節(jié)課文，并查找資料，了解廣義相對(duì)論的知識(shí).2.思考題：“小小竹排江中游，巍巍青山兩岸走”，請(qǐng)同學(xué)們分析一下，“小小竹排江中游”是選擇什么作為參考系？這個(gè)參考系是慣性參考系還是非慣性參考系？“巍巍青山兩岸走”是選擇什么作為參考系？它是慣性系還是非慣性系？參考答案“小小竹排江中游”是以河岸景物為參考系，屬于慣性系；“巍巍青山兩岸走”是以竹排為參考系，若竹排勻速運(yùn)動(dòng)則是慣性系.若竹排變速運(yùn)動(dòng)則是非慣性系.五、板書設(shè)計(jì)
2022年高一物理 第三章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 八、慣性系和非慣性系(第一課時(shí)) 人教大綱版第一冊(cè)
