八年級(jí)物理下冊(cè)第七章運(yùn)動(dòng)和力教案4滬粵版

1、真誠(chéng)為您提供優(yōu)質(zhì)參考資料，若有不當(dāng)之處，請(qǐng)指正。運(yùn)動(dòng)和力課程資源圖11變速直線運(yùn)動(dòng)和勻速直線運(yùn)動(dòng)演示儀如圖1所示，取口徑較大的長(zhǎng)玻璃管（如40W的廢日光燈管，洗凈熒光粉），內(nèi)裝粘滯性較大的液體，如機(jī)油、甘油或植物油。放入一個(gè)調(diào)好密度的小球或小瓶（裝有鐵屑或外繞鐵絲），用磁鐵將小球固定在底部，移去磁鐵，小球直線上升，做直線運(yùn)動(dòng)。管外貼一白紙條，用鉛筆在紙條上標(biāo)出一些等距離的刻度線，配合節(jié)拍器或鐘表，觀察小球在相等時(shí)間內(nèi)通過(guò)的距離，研究小球做的是勻速還是變速直線運(yùn)動(dòng)。如果小球的密度調(diào)節(jié)得當(dāng)（略小于液體的密度），移去磁鐵后，因F浮G，小球會(huì)上升，小球起動(dòng)后粘滯阻力加大，致使三力基本達(dá)到平衡，在測(cè)量誤

2、差范圍內(nèi)，可以作為勻速直線運(yùn)動(dòng)。2自制氣墊盤(pán)用氣墊盤(pán)可以近似地演示物體不受阻力時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。氣墊盤(pán)的制作方法如下：圖2取一只橡皮塞或軟木塞，在其中心鉆一個(gè)直徑約為12mm的圓孔，孔洞對(duì)準(zhǔn)廢唱片或光盤(pán)中央的孔，將它們膠合在一起（膠合處用蠟密封，不能使縫隙處漏氣）。將充氣的氣球套在橡皮塞上，然后把唱片放在水平玻璃板上，松開(kāi)氣球頸部的扎線或夾子，由小孔噴出的空氣在唱片和玻璃間形成氣墊，如圖2所示。這個(gè)氣墊能使唱片游離在玻璃之上，摩擦極小，它在玻璃板上運(yùn)動(dòng)時(shí)很接近勻速直線運(yùn)動(dòng)。3能證明地球自轉(zhuǎn)的小實(shí)驗(yàn)取直徑為50cm的白色搪瓷面盆1個(gè)。為便于觀察，用特種鉛筆，在面盆邊緣沿順時(shí)針?lè)较蛎扛?0°

3、作一標(biāo)記，將其12等分，分別為0°、30°、60°、90°360°。為防止外界振動(dòng)和干擾，將盛滿清水的面盆置于底樓的水泥地面上。取一張吹塑紙（一種較薄的泡沫塑料紙，有很多顏色，在文具店或美術(shù)用品店都可以買到），用刀片剪裁成寬0.10.2cm，長(zhǎng)8cm的紙條。將吹塑紙條浮于面盆水面上，兩端平穩(wěn)地指向0°和180°。為防止風(fēng)吹和外界影響，可在面盆上蓋一薄板。經(jīng)過(guò)34h，輕輕打開(kāi)薄板，你會(huì)驚奇地發(fā)現(xiàn)，吹塑紙條沿順時(shí)針?lè)较颉稗D(zhuǎn)過(guò)”一個(gè)角度!這是因?yàn)槲覀冊(cè)诒卑肭?，面盆隨著地表作逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（方向）發(fā)生了改變，而浮于水面的

4、吹塑紙條由于慣性仍保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，其指示角度的變化，恰恰驗(yàn)證了地球的自轉(zhuǎn)。4大陸漂移1915年，魏格納出版了著名的海陸的起源一書(shū)。在這本書(shū)里，他系統(tǒng)地提出了大陸漂移理論。他認(rèn)為在距今大約三億年前，地球上現(xiàn)在的大陸是彼此連在一起的一塊原始大陸，大陸的周圍是無(wú)邊無(wú)際的海洋。當(dāng)時(shí)，并沒(méi)有大西洋，紐約和華盛頓這些地方緊靠著撒哈拉大沙漠；印度次大陸也不是今天這樣擠在喜馬拉雅山南麓，而是同南極洲連在一起。那么，這塊原始大陸是怎樣分離開(kāi)來(lái)的？魏格納認(rèn)為可能是地球自轉(zhuǎn)的離心力或潮汐力的影響，使這塊大陸產(chǎn)生了裂縫，猶如浮在水上的冰塊，開(kāi)始漂浮；由于地球不停地由西向東旋轉(zhuǎn)，美洲大陸漸漸落后了，裂縫越來(lái)越寬，今

5、天的大西洋便出現(xiàn)了。同樣，由于其他大陸之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，最終形成了今天的七大洲四大洋的格局。大陸漂移說(shuō)剛提出時(shí)，曾遭到地質(zhì)學(xué)家們的抨擊。20世紀(jì)60年代以來(lái)，隨著古地磁學(xué)、海洋地質(zhì)學(xué)、古生物學(xué)等學(xué)科的發(fā)展，不同領(lǐng)域的科學(xué)家都分別找到了支持大陸漂移說(shuō)的證據(jù)?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)在幾個(gè)大洋的中部都有一條深溝，熾熱的巖漿不斷地從縫里冒出來(lái)，向兩邊移動(dòng)，逐漸形成了分隔開(kāi)來(lái)的大陸。號(hào)稱世界屋脊的青藏高原是印度大陸向北漂移與歐亞大陸碰撞的產(chǎn)物。就是現(xiàn)在，大陸還在以極其緩慢的速度移動(dòng)著。中日兩國(guó)人員共同研究發(fā)現(xiàn)，兩國(guó)距離平均每年靠近2.9cm。中美兩國(guó)人員共同研究發(fā)現(xiàn)，夏威夷平均每年靠近上海8cm10cm?？茖W(xué)家經(jīng)過(guò)測(cè)

6、量發(fā)現(xiàn)，已高達(dá)8848m的喜馬拉雅山脈仍在繼續(xù)升高。由于板塊擠壓，近萬(wàn)年來(lái)，喜馬拉雅山脈升高了500m，即平均每年上升5cm。青藏高原現(xiàn)在還以每年10mm的速度生長(zhǎng)著呢！5動(dòng)力學(xué)的發(fā)展和經(jīng)典力學(xué)的建立力學(xué)中研究運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系的部分叫動(dòng)力學(xué)，是物理學(xué)中發(fā)展較早的一個(gè)分支。早在遠(yuǎn)古時(shí)代，人們?cè)谏a(chǎn)勞動(dòng)和生活中就意識(shí)到，運(yùn)動(dòng)和力有著密切的關(guān)系。古希臘著名的哲學(xué)家亞里士多德對(duì)“運(yùn)動(dòng)的原因”進(jìn)行了研究，他指出：自然界中有兩種機(jī)械運(yùn)動(dòng)“自然的”和“強(qiáng)迫的”。重的物體下落、輕的物體上浮，是自然運(yùn)動(dòng)，他認(rèn)為宇宙的中心在地球的中心，石頭要回到原來(lái)在宇宙中心的位置，萬(wàn)物都有它指定的位置，一旦脫離原位，就要回復(fù)回去

7、。其他運(yùn)動(dòng)，如馬拉車等，都是強(qiáng)迫運(yùn)動(dòng)。強(qiáng)迫運(yùn)動(dòng)只有在力的作用下才能進(jìn)行，如果推動(dòng)者停下來(lái)，物體的運(yùn)動(dòng)就會(huì)停止，力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因。由于亞里士多德博學(xué)多才，他的著作被當(dāng)作古代世界學(xué)術(shù)的百科全書(shū)，在西方有著極大的影響，以致他的許多錯(cuò)誤觀點(diǎn)在長(zhǎng)達(dá)2000年的歲月中被大多數(shù)人所接受。16世紀(jì)以后，人們開(kāi)始通過(guò)科學(xué)實(shí)驗(yàn)，對(duì)力學(xué)現(xiàn)象進(jìn)行準(zhǔn)確的研究。許多物理學(xué)家、天文學(xué)家如哥白尼、布魯諾、伽利略、開(kāi)普勒等，做了很多艱巨的工作，力學(xué)逐漸擺脫傳統(tǒng)觀念的束縛，有了很大的進(jìn)展。哥白尼為了解釋地球繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，撇開(kāi)了地球是宇宙中心的學(xué)說(shuō)，提出了日心說(shuō)。開(kāi)普勒通過(guò)對(duì)大量數(shù)據(jù)的分析，發(fā)現(xiàn)了行星運(yùn)動(dòng)定律，為萬(wàn)有引力

8、定律的建立奠定了基礎(chǔ)。伽利略堅(jiān)持用觀察和實(shí)驗(yàn)的方法研究自然現(xiàn)象，重新審視以往的自然知識(shí)，在力學(xué)上作出許多重大貢獻(xiàn)。他否定了亞里士多德提出的“物體下落速度和重力成正比”的觀點(diǎn)，建立了自由落體定律。他發(fā)現(xiàn)了擺動(dòng)的等時(shí)性，提出了運(yùn)動(dòng)相對(duì)性的原理。他還做了如圖3所示的實(shí)驗(yàn)：讓小球從一個(gè)斜面由靜止?jié)L下來(lái)，然后滾上另一個(gè)斜面，如果沒(méi)有摩擦，小球會(huì)上升到原來(lái)的高度，伽利略在可靠實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行推理：如果減小第二個(gè)斜面的傾角，小球在這個(gè)斜面上達(dá)到原來(lái)的高度就要通過(guò)更長(zhǎng)的路程，繼續(xù)減小第二個(gè)斜面的傾角，使它最終成為水平面，小球就再也達(dá)不到原來(lái)的高度，而沿水平面以恒定速度繼續(xù)運(yùn)動(dòng)下去，由此他得出結(jié)論：如果沒(méi)有力的

9、作用，物體運(yùn)動(dòng)的速度應(yīng)當(dāng)是不變的。圖3伽利略的理想實(shí)驗(yàn)英國(guó)科學(xué)家牛頓在前人研究和實(shí)踐的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的實(shí)驗(yàn)觀測(cè)、數(shù)學(xué)計(jì)算和深入思考，提出了力學(xué)三大定律和萬(wàn)有引力定律，把天體力學(xué)和地球上物體的力學(xué)統(tǒng)一起來(lái)，建立了經(jīng)典力學(xué)的基本理論。其主要內(nèi)容是：牛頓第一定律：（略）牛頓第二定律：物體的加速度與所受外力成正比，與物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向與外力的方向相同。牛頓第三定律：兩個(gè)物體之間的作用力與反作用力大小相等，方向相反，并且力的作用線在同一條直線上。萬(wàn)有引力定律：自然界中任何兩個(gè)物體都相互吸引，引力的大小與物體（質(zhì)點(diǎn)）的質(zhì)量乘積成正比，與它們之間距離的平方正反比。經(jīng)典力學(xué)正確地反映了弱引力情況

10、下、低速宏觀物體運(yùn)動(dòng)的客觀規(guī)律，使人類對(duì)物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)大大地向前跨進(jìn)了一步。6劃時(shí)代的科學(xué)家牛頓1643年1月4日（英國(guó)舊歷1642年12月25 日），牛頓出生在英國(guó)北部林肯郡的一個(gè)農(nóng)民家庭里。出生前2個(gè)月，牛頓的父親便去世了。在他兩歲時(shí)，母親改嫁給一個(gè)牧師，把牛頓留在外祖母身邊撫養(yǎng)。大約從5歲開(kāi)始，牛頓被送到公立學(xué)校讀書(shū)。少年時(shí)的牛頓并不是神童，他成績(jī)一般，喜歡看一些介紹制作各種簡(jiǎn)單機(jī)械模型的讀物，并從中受到啟發(fā)，自己動(dòng)手制作些奇奇怪怪的小玩意。他曾制造了一個(gè)小水鐘，每天早晨，小水鐘會(huì)自動(dòng)滴水到他的臉上，催他起床。他還喜歡繪畫(huà)、雕刻，尤其喜歡刻日晷，家里墻角、窗臺(tái)上到處安放著他刻畫(huà)的日晷，用

11、以驗(yàn)看日影的移動(dòng)。隨著年齡的增大，牛頓越發(fā)愛(ài)好讀書(shū)，喜歡沉思，做科學(xué)小實(shí)驗(yàn)，對(duì)自然現(xiàn)象充滿好奇。   1656年，為了生活，母親讓牛頓停學(xué)務(wù)農(nóng)。但牛頓一有機(jī)會(huì)便埋頭書(shū)卷，以至經(jīng)常忘了干活。傳說(shuō)叫牛頓放羊，他在樹(shù)下看書(shū)，而羊群早已不知去向。舅父叫他同傭人一道上市場(chǎng)，熟悉做交易的生意經(jīng)，牛頓卻懇求傭人一個(gè)人上街，自己則躲在樹(shù)叢后看書(shū)。有一次，牛頓的舅父起了疑心，跟蹤牛頓去市鎮(zhèn)，卻發(fā)現(xiàn)自己的外甥躺在草地上，正在聚精會(huì)神地鉆研一個(gè)數(shù)學(xué)問(wèn)題。牛頓的好學(xué)精神感動(dòng)了舅父，于是舅父勸說(shuō)牛頓的母親，讓牛頓繼續(xù)求學(xué)。1661年，牛頓考上劍橋大學(xué)特里尼蒂學(xué)院。他學(xué)習(xí)了歐幾里得的幾何原本、笛卡兒的

12、幾何學(xué)、沃利斯的無(wú)窮算術(shù)、巴羅的數(shù)學(xué)講義及韋達(dá)等許多數(shù)學(xué)家的著作。16651666年倫敦爆發(fā)了嚴(yán)重的鼠疫，學(xué)校因此停課，牛頓于1665年6月離校返鄉(xiāng)。家鄉(xiāng)安靜的環(huán)境使他的思想展翅飛翔，這段短暫的時(shí)光成為牛頓科學(xué)生涯中的黃金歲月。由于牛頓在劍橋受到數(shù)學(xué)和自然科學(xué)的熏陶和培養(yǎng)，對(duì)探索自然現(xiàn)象產(chǎn)生了濃厚的興趣，他潛心研究了開(kāi)普勒、笛卡爾、阿基米德和伽利略等前輩科學(xué)家的主要論著，還進(jìn)行了許多科學(xué)實(shí)驗(yàn)。在自然科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)他思潮奔騰，才華迸發(fā)，思考前人從未思考過(guò)的問(wèn)題，創(chuàng)建了前所未有的驚人業(yè)績(jī)。他的三大成就：微積分、萬(wàn)有引力定律、光學(xué)分析的思想都是在這時(shí)孕育形成的。可以說(shuō)此時(shí)的牛頓已經(jīng)開(kāi)始著手描繪他一生大多

13、數(shù)科學(xué)創(chuàng)造的藍(lán)圖。1667年復(fù)活節(jié)后不久，牛頓返回到劍橋大學(xué)，翌年獲得碩士學(xué)位。1669年，經(jīng)他的老師巴羅推薦，26歲的牛頓晉升為數(shù)學(xué)教授，并擔(dān)任盧卡斯講座的教授。他擔(dān)當(dāng)此職務(wù)，前后共有26年之久。牛頓如癡如醉地研究，曾經(jīng)鬧過(guò)許多的笑話。一次，他邊讀書(shū)邊煮雞蛋，待他揭開(kāi)鍋想吃雞蛋時(shí)，發(fā)現(xiàn)鍋里竟是一只懷表。還有一次，他請(qǐng)一位朋友吃飯，當(dāng)飯菜準(zhǔn)備好時(shí)，牛頓突然想到一個(gè)問(wèn)題，便獨(dú)自進(jìn)了內(nèi)室。朋友等了他好久還不見(jiàn)他出來(lái)，于是就把那份飯菜全吃了，骨頭卻留在盤(pán)子里，不告而別。隔了一會(huì)兒，牛頓走出來(lái)，看到盤(pán)子里的骨頭，自言自語(yǔ)地說(shuō)：我還以為自己沒(méi)吃飯呢，原來(lái)已經(jīng)吃過(guò)了。牛頓在科學(xué)史上的崇高地位是舉世公認(rèn)的。

14、牛頓在前人研究的基礎(chǔ)上建立了經(jīng)典力學(xué)的基本體系，這些研究成果都記載在自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理一書(shū)中。在光學(xué)方面，他主要研究了色散現(xiàn)象和光的本質(zhì)，為光譜分析學(xué)奠定了基礎(chǔ)。在數(shù)學(xué)上，他創(chuàng)建了微積，提出了牛頓二項(xiàng)式定理等。    牛頓在臨終前對(duì)自己的生活道路是這樣總結(jié)的：“我不知道別人怎樣看待我，但我認(rèn)為自己不過(guò)像在海灘上玩耍的小孩，為不時(shí)地發(fā)現(xiàn)比較光滑的卵石或比較美麗的貝殼而沾沾自喜，而對(duì)于展現(xiàn)在我面前的浩瀚的真理的海洋，卻全然沒(méi)有發(fā)現(xiàn)?！边@當(dāng)然是牛頓的謙遜。著名物理學(xué)家楊振寧曾這樣評(píng)價(jià)牛頓的貢獻(xiàn)：“如果一定要舉出某個(gè)人、某一天作為近代科學(xué)誕生的標(biāo)志，我選牛頓的自然哲學(xué)的數(shù)

15、學(xué)原理在1687年出版的那一天?！?反應(yīng)距離與制動(dòng)距離汽車駕駛員從發(fā)現(xiàn)情況到通過(guò)肌肉動(dòng)作操作制動(dòng)器，需要一段時(shí)間，這段時(shí)間叫反應(yīng)時(shí)間。在這段時(shí)間內(nèi)，汽車前進(jìn)的距離叫反應(yīng)距離。從操作制動(dòng)器剎車到車停下來(lái)，由于慣性汽車又要前進(jìn)一段距離，這段距離叫制動(dòng)距離。汽車的制動(dòng)距離可以反映出汽車剎車性能的優(yōu)劣。以上兩段距離之和，即是汽車的停車距離。汽車的停車距離跟車速、路面狀況、駕駛員的反應(yīng)時(shí)間、汽車的制動(dòng)性能等因素有關(guān)。如小轎車在瀝青或混凝土路面上以90km/h的速度行駛，若駕駛員的反應(yīng)時(shí)間為0.5s，根據(jù)速度公式可計(jì)算出反應(yīng)距離為12.5m，經(jīng)測(cè)試制動(dòng)距離約為45m。交通部頒布的道路交通管理?xiàng)l例第三十六條

16、，對(duì)機(jī)動(dòng)車行駛中遇到不同情形時(shí)的最高時(shí)速做出了限定，如機(jī)動(dòng)車在冰雪、泥濘的道路上行駛時(shí)，車速最高不準(zhǔn)超過(guò)20km/h，拖拉機(jī)不準(zhǔn)超過(guò)15km/h。第三十七條中規(guī)定，同車道行駛的機(jī)動(dòng)車，后車必須根據(jù)行車速度、天氣和路面情況，同前車保持必要的安全距離。例如，當(dāng)車速為100km/h時(shí)，要保持車距100m。駕駛員遵守這些規(guī)定，可以有效地防止機(jī)動(dòng)車發(fā)生追尾事故。8衛(wèi)星發(fā)射與慣性圖4發(fā)射衛(wèi)星所需的推力，不但與衛(wèi)星所受的重力和發(fā)射傾角有關(guān)，而且還與發(fā)射方向和發(fā)射地點(diǎn)的緯度有關(guān)。地球由西向東旋轉(zhuǎn)，如果火箭向東發(fā)射，就可以利用地球自轉(zhuǎn)的慣性，節(jié)省推力。隨著地球緯度的變化，各處轉(zhuǎn)動(dòng)的線速度也不一樣，地球轉(zhuǎn)動(dòng)的線速度在赤道處最大，可達(dá)465m/s，隨著緯度的增加線速度