伽利略的理想实验与牛顿第一定律课件.ppt

浅谈伽利略理想斜面实验

浅谈“伽利略理想斜面实验” 刘德江（四川省巴中市巴州区第六中学，巴中 636001）摘要：运用斜面实验和动能定理的分析，在斜面倾角大于900的情况下，小球只能到达右斜面h2 = h1 - ，如果小球要到达与左斜面等高的高度，小球必须从h3 = h1 + 处滑下。关紧词：斜面实验；倾角大于900度；不等高人教版高一物理教材第四章第一节（教科版高一物理教材第三章第一节），在讲述牛顿第一定律时，为了说明运动和力的关系，引入了“著名”的伽利略理想斜面实验，如图1所示。在伽利略理想斜面实验中说到，在没有摩擦力的情况下，小球从左斜面A点沿斜面向下运动，向下的速度会越来越快；随后小球沿右斜面CD向上运动，速度会越来越慢，但小球会到达与左斜面的A点等高的高度。减小右斜面的倾角θ，例如变成斜面CE，虽然小球在CE上运动的长度变长了，但小球仍能够到达与左斜面A点等高的高度。如果右斜面变成水平面CF，由于小球不能到达与左斜面的A点等高的高度，小球将永远运动下去。图1 伽利略理想斜面实验在伽利略理想斜面实验中，只要右斜面不是水平的，在高度上，小球都能到达与原来等高的高度。但是，如果右斜面变成CM的形状，它的有一部分出现了与右水平面的夹角θ>900，如图2所示，小球上升到的最高点G与A点将不再等高。图2 小球上升到的最高点G与A点不等高。出现这种情况的原因是，如果右斜面CM的一部分存在着与右水平面的夹角θ>900，小球在靠近最高点时的运动轨迹近视为一个半径为R的圆弧，小球在最

高点时的速度v不可能为零，那么小球在它的最高点处存在一个动能。由机械能守恒定律有，小球在左斜面A点的重力势能mgh1等于小球在右斜面最高点的重力势能mgh2和动能之和，因为小球在右斜面的最高点处存在着一个动能，所以小球在左斜面的重力势能大于小球在右斜面的重力势能，所以小球不能到达与左斜面等高的A点。由机械能守恒定律有mgh1 = mgh2 +。得h2 = h1 - （1 ）如果把小球在最高点的运动看成是一个半径为R的圆周运动，此时重力提供小球做圆周运动的向心力，有mg = m，得= ，（2 ）把（2）代入（1）得 h2 = h1 - 所以，小球只能到达h2 = h1 - 处。如果小球想要到达与A点等高的高度处，小球在最高点附近做圆周运动的轨道半径为，小球应从多高的h3处开始运动呢？如图3所示。图3 小球从更高的高度处下滑才能到达与A点等高的高度。由机械能守恒定律有mgh3 = mgh1 +。得h3 = h1 + （3 ）把小球在最高点的运动看成是一个半径为的圆周运动，此时重力提供小球做圆周运动的向心力，

经历伽利略的理想实验探究过程,理解牛顿第一定律

经历伽利略的理想实验探究过程，理解牛顿第一定律一、填空题 10.用头项出去的足球仍能继续运动，是由于足球具有惯性；足球最终落回到地面，说明力可以改变物体的运动状态；在足球下落过程中，足球的重力势能减小，动能增加。 16. 2015年4月乌鲁木齐通往哈密的动车正式开通。（1）动车途径达坂城时，林立的风力发电机映人眼帘。风力发电机利用的风能属于次能源。乘客看到窗外风力发电机向后移动，他是以为参照物。动车进站前停止供电，由于动车具有，会继续向前行驶，最终停靠在站台。（2）候车乘客必须站在站台安全线以外，否则，当动车驶过站台，气体在流速大的地方压强较（选填“大”或“小”），乘客会被身后大气“压”向动车，造成危险。（3）乘务员手中的无线对讲机是通过传递信息。（4）水平地面上，乘客以100N的水平推力推着重为300N的行李箱沿水平方向前进5m，推力做功为J，行李箱的重力做功为J。 16．（1）一；车厢；惯性（2）小；（3）电磁波；（4）500 ；0 3．一颗正在竖直向上飞行的子弹，如果它受到的一切外力同时消失，那么它将（B）A．先减速上升，后加速下降B．沿竖直方向做匀速运动 C．立刻停在空中D．立刻向下加速运动【答案】B 【命题立意】本题旨在考查力和运动的知识，考查学生对牛顿第一定律的理解。难度：较易【解析】子弹在竖直向上飞行，若它受到的一切外力同时消失，将沿竖直方向做匀速运动， B 正确，ACD 错误。故选B。【方法技巧】（1）物体在不受力时，总保持静止状态或匀速直线运动状态，即原来运动的物体在不受力时，总保持匀速直线运动状态；原来静止的物体不受力时，总保持静止状态。（2）物体在平衡力作用下总保持匀速直线运动状态或静止状态，力不是维持物体运动的原因。（3）物体如果受到力的作用，且受到的力不平衡，物体的运动状态就会发生改变。（4）如果物体处于静止状态或匀速直线运动状态，那么，它可能不受外力作用，也可能受 1 6．图甲是商场里常用的垂直电梯和自动扶梯，图乙记录了小强乘坐电梯的s--t图象。则他搭乘垂直电梯受到的支持力______搭乘自动扶梯受到的支持力（选填“大于”、“等于”或“小于”）；当随自动扶梯到达扶梯口时，若不小心，则会由于______向前倾倒。二、选择题 9．（2分）（2015?河南）图为小强打篮球时的情景，下列说法中正确的是（）

伽利略的理想实验与牛顿第一定律

§伽利略的理想实验与牛顿第一定律一、伽利略的理想实验 1．亚里士多德的观点古希腊哲学家亚里士多德根据一些经验认为力是维持物体运动的原因． 2、伽利略的理想实验：如图1甲所示，让小球沿一个斜面从静止滚下来，小球将滚上另一个斜面．如果没有摩擦，小球将上升到轨道另一边与原来释放高度相同的点．图1 如果将斜面倾角变小，如图乙所示，小球在这个斜面上达到原来的高度就要通过更长的路程．继续减小斜面的倾角，如图丙所示，使它最终成为水平面，小球就再也达不到原来的高度，小球将以恒定的速度永远运动下去。 3．伽利略的结论：力不是维持物体运动的原因． 4．实验意义：伽利略理想实验（假想实验）将可靠的事实和理论思维结合起来。二、牛顿第一定律 1、牛顿第一定律的内容一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。 2、对牛顿第一定律的理解 (1)物体不受外力时所处的状态是静止或匀速直线运动状态． (2)物体运动状态的改变是因为受到力，力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动状态的原因． (3)一切物体都具有保持原来运动状态的特性——惯性．思考：我们经常提到物体处于什么运动状态或物体的运动状态发生了改变等，那么描述物体运动的几个物理量中哪一个是描述物体运动状态的标志呢？ 3、惯性

（1）物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫惯性。（2）惯性是物体本身具有的一种属性，与物体所处的运动状态无关，质量是惯性的唯一量度．物体的质量越大，惯性越大；质量越小，惯性越小．（3）牛顿第一定律又叫惯性定律。 4．对惯性的理解 (1)惯性与质量的关系 ①惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性， ②质量是物体惯性大小的唯一量度，质量越大，惯性越大． (2)惯性与力的关系 ①惯性并不是力，而是物体本身固有的一种性质，因此说“物体受到了惯性作用”、“产生了惯性”、“受到惯性力”等都是错误的． ②力是改变物体运动状态的原因，惯性是维持物体运动状态的原因．力越大，运动状态越易改变；惯性越大，运动状态越难改变． ③惯性与物体的受力情况无关． (3)惯性与速度的关系 ①速度是表示物体运动快慢的物理量，惯性是物体本身固有的性质．

《理想的风筝》课文原文阅读

《理想的风筝》课文原文阅读 [苏教版国标本第十二册课文]22理想的风筝春天又到了。柳枝染上了嫩绿，在春风里尽情摇摆，舒展着自己的腰身。连翘花举起金黄的小喇叭，向着长天吹奏着生命之歌。蓝天上，一只只风筝在同白云戏耍，引得无数人仰望天穹。每逢这时，我就会不由自主地想起我的刘老师，想起他放上天空的风筝。刘老师个子不高，微微发胖的脸上有一对时常眯起来的慈祥的眼睛，一头花白的头发更衬出他的忠厚。他有一条强壮的右腿，而左腿，膝以下被全部截去了，靠一根已经用得油亮的圆木拐杖支撑。这条腿什么时候、为什么截去的，我们不知道。只是有一次，他在讲女娲造人的传说时，笑着对我们说：“……女娲氏用手捏泥人捏得累了，便用树枝沾起泥巴向地上甩。甩到地上的泥巴变成了人，只是有的人，由于女娲甩的力量太大，被甩丢了腿和胳膊。我就是那时候被她甩掉了一条腿的。”教室里腾起一片笑声，但笑过之后，每个学生的心里都泛起一股酸涩的感情，同时更增加了对刘老师的尊敬。他只靠着健壮的右腿和一支圆木棍，一天站上好几个小时，为我们讲课。逢到要写板书的时候，他用圆木棍撑地，右腿离地，身体急速地一转，便转向黑板，写完了粗壮的粉笔字，又以拐杖为圆心，再转向讲台。一个年过半百的老师，一天不知要这样跳跃旋转多少次。而他每转一次，就引起同学们一阵激动的心跳。然而，留给我印象最深的，还是刘老师每年春天放风筝的情景。北方的冬季漫长而枯燥。当春风吹绿了大地的时候，人们的身心一齐苏醒，一种舒展的快意便浮上心头。在晴朗而没有大风的日子，刘老师课余便在校园的操场上，放起他亲手制作的风筝。他的风筝各式各样：有最简单的“瓦片儿”，也有长达丈余的蜈蚣，最精妙的是黑色的燕子风筝。他的腿自然不便于奔跑，但他却决不肯失去亲手把风筝送上蓝天的欢乐。他总是自己手持线拐，让他的孩子或学生远远地擎着风筝。他喊声：“起”，便不断拉动手中的线，那纸糊的燕子便抖起翅膀，翩翩起舞，扶摇直上。他仰望白云，注视着那青黑的小燕在风中翱翔盘旋。我常常站在他旁边，看着他的脸。他脸上漾出的那甜蜜的笑，使我觉得他不是一位老人，而是一个同我一样的少年。有一次，他故意撒脱手，任飞舞的纸燕带动长长的线绳和线拐在地上一蹦一跳地飞跑。他笑着，叫着，拄着拐杖，蹦跳着去追赶线端，喊着：“你们不要管，我自己来！”终于，他气喘吁吁地抓住了线绳，脸上现出得意和满足的神气。我想，那时候他一定觉得幸福而充实，因为他感到了自己生命的强壮和力量。不见刘老师已经近30年了，倘若他还健在，这时候也许又会糊风筝，教给自己的孙子，把那精致的手工艺品送上天。依旧仰仗那功德无量的圆木棍，在地上奔走、跳跃、旋转，永远表现他生命的顽强和对生活的热爱。倘若不幸他已经离开了我们……不，他不会的。他将永远在我的记忆中行走、微笑，用那双写了无数粉笔字的手，放起一只又一只理想的风筝。那些给了我数不清幻想的风筝，将陪伴着我的心，永远在蓝天上翱翔。刘老师啊，您在哪里？我深深地、深深地思念您……_______________作者苏叔阳。选作课文时文字有改动。

伽利略理想实验

伽利略理想实验 1.背景：亚里士多德提出力是维持物体运动状态的原因，这个结论维持了近两千年（这句话在现在看来是错误的） 2.伽利略：理想实验推翻了亚里士多德，他认为将人们引入歧途的是摩擦力，做了以下实验来证明结论。伽利略的斜面实验程序如下：（1）两个对接的斜面，在斜面上放毛巾，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一斜面，记下高度1h （2）仍是刚才的斜面，将毛巾取下，让静止的小球在相同高度滚下，小球将滚上另一斜面，记下高度2h （1）（2）现象：12h h ，多做几组实验可发现斜面摩擦力越小时，小球滚上另一斜面的高度越来越接近于小球刚下落的高度。推论：当斜面没摩擦力时，小球在这斜面上仍然要达到原来的高度。（3）在（2）的基础上，减小第二个斜面的倾角，小球在这斜面上仍然要达到2h 。（2）（3）结论：小球上升高度与斜面倾角无关。推论：减小第二个斜面的倾角，小球在这斜面上仍然要达到原来的高度（注意：要达到原来一样的高度一定是无摩擦的，因此是推论出来的）（4）继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平面。推论：小球将沿水平面做持续匀速运动，也是无摩擦的情况下伽利略得出结论：如果物体受到的阻力为零，速度就不会减小，物体讲以恒定不变的速度永远运动下去。伽利略理想实验题型 ①选择谁是实验现象，谁是实验推论一、就看这个是不是在有摩擦力的情况下能做到的，若做不到，则为推论。二、叙述话语中有“如果”等字眼的，为推论。应该是推论的：①如果对接斜面没有摩擦力，小球将达到跟原来同样的高度。 ②减小对接斜面的倾斜度，小球仍达到同一高度 ③对接斜面的倾斜度越小，小球经过的路程越长 ④把对接斜面变成水平面，小球无法达到原来的高度，只能以原速度一直运动下去 ②控制变量法的实验控制变量法精髓：只有一个变量，其余各量都相同，在这个变量下观察变化的实验现象，来确定这个变量与实验现象有无关系牛顿总结了伽利略等人的研究成果，概括出一条重要的物理规律：一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。

伽利略的理想实验与牛顿第一定律

课题：§4-1伽利略的理想实验与牛顿第一定律一、教材分析牛顿运动定律是整个力学体系的基石，而牛顿第一定律又是这个“基石”中的“基石”，它定性地揭示了力和运动的关系，提出惯性的概念，为定量研究力和运动的关系拉开了序幕。高中教材与初中相比，主要有四方面的不同。一是定律内容深浅不同：初中教材叙述为“一切物体在没有受到外力作用的时候，总是保持静止状态或匀速直线运动状态”；高中教材叙述为“一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止”。高中教材中的表述具有更为丰富的内涵，它强调了力是改变物体运动状态的原因，突出了第一定律的独立性和重要意义，也为学习牛顿第二定律做了一定的铺垫。二是惯性的认识层次不同：初中强调一切物体都有惯性，高中侧重惯性与质量的关系。三是实验的设计、探究及思维深度不同：初中为斜面小车实验；高中为伽利略理想实验，突出了理想实验这种科学方法的价值所在。四是情感、态度、价值观的体现不同：初中对牛顿第一定律建立的历史一语带过，高中教材回顾了历史，让学生体会一个规律的获得是一代又一代人努力的结果，能够激发学生追求科学，勇于创新的情感。二、学情分析经过初中的学习，学生初步知道了牛顿第一定律的内容和惯性的概念，但是缺乏对牛顿第一定律建立历史的了解，对内容也是一知半解。学生对于“质量是惯性唯一的量度”更是缺乏认识，凭借自己的生活经验，认为速度也是惯性的量度。教师要在课堂上充分引导，配合实验、结合生活事例来澄清概念。教学实践表明，学生在头脑中建立正确的力和运动关系的过程，并非一帆风顺，常常形成与亚里士多德相似的观点，且根深蒂固。处理具体的实际问题时，一些直觉的错误观点不时冒出来，存在着严重的"口是心非"问题。三、教学重难点 1．教学重点：通过回顾历史探究过程理解牛顿第一定律；惯性的理解。 2．教学难点：力和运动的关系；惯性和质量的关系。四、教学活动设计（一）创设游戏，引入课题吹书游戏将物理书翻开一页，用手拿处书，让一这一页纸竖直下垂，用嘴对这一页纸吹气并观察现象；然后将刚才下垂的一页纸捏在手上，让物理书的剩余部分自由下垂，象开始那样对下垂部分吹气。比较这两种情况，哪一种更容易吹动？请大家想一想：为什么是这样一个结果呢？怎样解释我们的游戏呢？其实，在我们的游戏中还涉及到一个古老的话题──力和运动：用力吹气，书的下垂部分会运动起来。运动和力之间到底有什么关系呢？带着这些问题，我们一起来体验古人的探究过程，学习古人的探究方法，进一步理解论述运动和力关系的牛顿第一定律。（二）回顾历史，探究定律 1．情景设问，经验猜想演示实验1：（人教版）

伽利略的理想实验与牛顿第一定律

伽利略的理想实验与牛顿第一定律全章概述本章是在前面对运动和力分别研究的基础上的延伸——研究力和运动的关系，建立起牛顿运动定律。牛顿运动定律是动力学的基础，是力学中也是整个物理学的基本规律，正确地理解惯性概念，理解物体间的相互作用的规律，熟练地运用牛顿第二定律解决问题，是本章的学习要求，也为进一步学习今后的知识，提高分析解决问题的能力奠定基础。本章还涉及到了许多重要的研究方法，如：在牛顿第一定律的研究中采用的理想实验法；牛顿第二定律中的控制变量法；运用牛顿第二定律处理问题时常用的整体法与隔离法，以及单位的规定方法，单位制的创建等。对这些方法要认真体会、理解，以提高认知的境界。为了更扎实地理解牛顿第二定律，本章第二节安排了实验：探究加速度与力、质量的关系，并提供了参考案例，实验操作方便，规律性强，结论容易获得，控制变量法在此得到了实践。第五节牛顿第三定律的研究引入了传感器――计算机的组合，现代气息浓厚，实验效果很好。物理知识来源于生活，最终应用于生活，本章的后两节就是牛顿运动定律的简单应用。★新课标要求（一）知识与技能 1、理解力和运动的关系，知道物体的运动不需要力来维持。 2、理解牛顿第一定律，知道它是逻辑推理的结果，不受力的物体是不存在的。 3、理解惯性的概念，知道质量是惯性大小的量度．（二）过程与方法 1、培养学生分析问题的能力，要能透过现象了解事物的本质，不能不加研究、分析而只凭经验，对物理问题决不能主观臆断．正确的认识力和运动的关系． 2、帮助学生养成研究问题要从不同的角度对比研究的习惯． 3、培养学生逻辑推理的能力，知道物体的运动是不需要力来维持的。（三）情感、态度与价值观 1、利用一些简单的器材，比如：小球、木块、毛巾、玻璃板等，来对比研究力与物体运动的关系，现象明显，而且更容易推理。 2、培养科学研究问题的态度。 3、利用动画演示伽利略的理想实验，帮助学生理解问题。 4、利用生活中的例子来认识惯性与质量的关系。培养学生大胆发言，并学以致用。 ★教学重点 1、理解力和运动的关系。 2、理解牛顿第一定律，知道惯性与质量的关系。 ★教学难点惯性与质量的关系。 ★教学方法 1、对比实验、自主探索、合理推理。 2、利用生活中的实例，理解惯性与质量的关系，贴近生活更易理解。 ★教学用具：多媒体、小车、小球、毛巾、玻璃板、斜槽、刻度尺、木块、气垫导轨、滑块等。 ★教学过程（一）引入新课

《伽利略的理想实验与牛顿第一定律》教学设计

课题：粤教版第四章第一节《伽利略的理想实验与牛顿第一定律》设计者：台山市华侨中学汪少姬【学情分析】 1.本课授课对象是高一学生，牛顿第一定律及惯性的相关知识，学生在初中时已经有过初步学习，但对力和运动的本质关系认识不深，部分学生脑中甚至有着和亚里士多德相同的根深蒂固的错误观点； 2. 学生实验设计能力、操作、合作能力及分析总结能力较弱； 3. 学生运用牛顿第一定律解释实际问题的能力不强； 4. 学生好奇心强，潜在的探索兴趣浓厚。【教学目标】 ●知识与技能 1. 了解相关的物理学史实：亚里士多德、伽利略、笛卡儿和牛顿关于力和运动关系的研究； 2. 了解伽利略以实验事实为基础，将实验与逻辑推理相结合的思想方法； 3. 理解和掌握牛顿第一定律，理解惯性的概念，能用牛顿第一定律解释生活中的现象。 ●过程与方法经历以实验为基础，进行逻辑推理的过程，理解物理学的研究方法 ●情感态度与价值观 1.通过对有关物理学史实的学习，培养学生实事求是的客观态度和科学的探究精神； 2.通过对生活现象的观察及解释，领略物理与生活的联系，激发学生的探索欲望。【教学重点】 1.伽利略的“理想斜面”实验及其科学的逻辑推理方法； 2.理解并应用牛顿第一定律。【教学难点】学生从“物体运动必须有力的作用”转变到“运动并不需要力来维持” 【教学资源】教学课件；小车、斜面实验装置（学生演示）、双斜面装置（老师演示）视频（采访、太空黑盒子、汽车碰撞试验、UFO、刘谦螺丝魔术）【教学流程图】

【小结】 1、力与运动的关系：亚里士多德首先提出伽利略的研究（理想实验）笛卡尔的完善牛顿的总结 2、牛顿第一定律内容及含义：物体不受力时运动状态力是改变物体运动状态的原因惯性是物体本身固有的属性3、物体的质量是惯性大小的量度【板书设计】