本章在第一章“机械运动”和第七章“力”的基础上,进一步学习运动和力的初步知识。它具有承上启下的作用,既是上一章所学力学知识的延续,又是继续学习“压强”“浮力”等各章的预备知识,同时更是学生在高中阶段进一步学习力学知识的基础。
运动和力是人们在生产和生活中经常接触到的物理现象。早在两千多年以前人们就开始研究运动和力的关系,直到伽利略和牛顿时代,这个问题才得以解决。运动和力的关系问题不仅深化了人类对自然的认识,而且体现了科学研究的基本方法,对人类的思维发展产生了重要影响。
我们知道,牛顿第一定律是经典力学的核心内容之一,它指出了力与运动的关系,即力不是维持运动的原因,而是改变物体运动状态的原因。教科书把牛顿第一定律放在十分重要的位置,它是本章乃至整个初、高中物理课程的基础。
本章的章首图展示的是跳台滑雪运动员整个身体在空中飞行的姿态。运动员在空中飞行时受到重力和空气阻力的作用。在空中飞行时,运动员身体前倾,与滑雪板几乎平行,这是为了减少空气阻力,同时能更好地运用飞行中的空气升力,延长空中停留时间,以便能跳跃更远的距离。我们利用此情境意在引发学生思考运动和力的关系问题。
本章知识围绕牛顿第一定律展开,教科书通过演示阻力对物体运动的影响,引出牛顿第一定律。牛顿第一定律描述的是物体在不受力的作用时的理想状况;而现实世界中,不受力的物体是不存在的,由此引出物体在受力平衡时的运动情况。在测量摩擦力时,需要用到二力平衡的知识,因而把摩擦力知识安排在本章“二力平衡”后教学。
运动和力的关系是力学所要解决的中心课题,也是物理学的基础。牛顿第一定律是本章教学的难点,要让学生完成对它的认识,最重要的是揭示建立牛顿第一定律的思维过程,帮助学生突破思维障碍。即运动和力的关系,这是学生的生活经历和物理规律矛盾最多的地方,也是让学生打破旧观念建立新观念的最有利时机。做好演示实验,更重要的是要渗透物理学中在实验或事实的基础上概括、外推得出规律”等重要物理思想。惯性是物体固有的属性,教材设计了几个有趣的实验,使学生认识惯性有时利用,有时要防止。对于二力平衡,先从生活中物体受几个力时,也可以保持静止或匀速直线运动引入,通过实验探究二力平衡条件,并进行应用分析简单的问题。学生对摩擦力有丰富的感性认识,探究测量摩擦力大小是一个必做实验,探究影响滑动摩擦力的实验侧重于设计实验和制定计划,有控制变量的初步意识;知识层面降低了难度,教科书没有提出静摩擦问题,并把滚动摩擦放到“科学世界”中学习。
本章内容既是上一章的延续,又是压强、浮力、简单机械等内容所必需的预备知识,它具有承上启下的作用,牛顿第一定律是经典力学的核心内容之一,它是本章乃至整个初中、高中课程的基础。通过本章教学可培养学生对事物的认识能力,并进一步体验物理学的研究方法,这是力学体系中是不可或缺的。
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