第一篇:牛一定律教案(寫寫幫整理)
牛頓第一定律教學(xué)設(shè)計(jì)
四川師范大學(xué)物理系2009級 李孟雨
教學(xué)內(nèi)容
一、教材的分析和理解
二、目標(biāo)定位
三、教學(xué)重難點(diǎn)
三、教學(xué)方法以及教學(xué)流程
四、作業(yè)布置及板書設(shè)計(jì)
一、教材的分析和理解
牛頓第一定律是高中物理教科版必修1第三章第一節(jié)的內(nèi)容,同樣也是本章的重點(diǎn)。
第一章描述物體的運(yùn)動(dòng),并沒有說物體為什么會(huì)做這樣的運(yùn)動(dòng)。第二章僅僅分析了物體的受力情況,并沒有涉及因此做什么運(yùn)動(dòng)。而第三章既研究物體的受力,又研究物體的運(yùn)動(dòng),這就是所要講的動(dòng)力學(xué)的內(nèi)容。牛頓三大運(yùn)動(dòng)定律是動(dòng)力學(xué)的核心,而本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律作為牛頓運(yùn)動(dòng)學(xué)的基石,首先對人類認(rèn)識運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系作了歷史的回顧,著重介紹了伽利略研究運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系的思想方法及卓越貢獻(xiàn),而后講述了牛頓第一定律的內(nèi)容和物體慣性的概念。為后續(xù)的牛頓運(yùn)動(dòng)定律的學(xué)習(xí)打下好的基礎(chǔ)。
二、目標(biāo)定位(教學(xué)重難點(diǎn))
根據(jù)教材和大綱,制定本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)有以下三個(gè)方面(1)知識與技能
①知道伽利略和亞里士多德對力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系的不同認(rèn)識,知道伽利略的理想實(shí)驗(yàn)。
②理解牛頓第一定律以及提出過程,理解慣性的概念和決定因素。(2)過程與方法
①體會(huì)理想實(shí)驗(yàn)是探究科學(xué)問題的重要物理方法,感受伽利略抽象邏輯思維的魅力。
②通過對牛頓第一定律導(dǎo)出的探究過程,嘗試用實(shí)驗(yàn)探究的方法研究物理問題。(3)情感態(tài)度和價(jià)值觀
①認(rèn)識科學(xué)真理的發(fā)展道路是艱難曲折的,學(xué)習(xí)伽利略的科學(xué)精神。②培養(yǎng)學(xué)習(xí)積極參加實(shí)驗(yàn)的物理學(xué)習(xí)習(xí)慣,體會(huì)實(shí)驗(yàn)探究是學(xué)習(xí)物理知識的重要方法。
三、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)
重點(diǎn):1伽利略理想斜面實(shí)驗(yàn)的理解
2牛頓第一定律的理解 難點(diǎn):對慣性的理解與應(yīng)用
四、教學(xué)方法以及教學(xué)程序
學(xué)情分析:高中生思維方式逐步由形象思維向抽象思維過渡,因此在教學(xué)中需要以一些感性認(rèn)識為依托,加強(qiáng)直觀性和形象性,以便學(xué)生理解。為此,在教學(xué)中我通過生動(dòng)直觀的實(shí)驗(yàn),列舉學(xué)生熟悉的生活實(shí)例以及多媒體課件展示的手段,以便更好的幫助學(xué)生理解所學(xué)知識。
教學(xué)主張:“四讓”
概念讓學(xué)生自己推
規(guī)律讓學(xué)生自己找
道理讓學(xué)生自己講
題目讓學(xué)生自己做
教學(xué)環(huán)節(jié)一:以破而立,再現(xiàn)歷史 1.導(dǎo)入新課設(shè)置陷阱:
設(shè)置情境,即用力推動(dòng)物體,物體運(yùn)動(dòng);撤去力的作用,物體靜止。同時(shí)告訴學(xué)生,這樣的現(xiàn)象在生活中很常見,將學(xué)生引入教師設(shè)置的理論“陷阱”,為之后通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)問題,走出誤區(qū)做好鋪墊,同時(shí)結(jié)合生活實(shí)例,讓學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣和探索欲。
根據(jù)導(dǎo)入中的情境,提問亞里士多德的觀點(diǎn):有力作用在物體上,物體才運(yùn)動(dòng),沒有力的作用,物體就要停下來。即力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因.
教師引導(dǎo):簡單介紹亞里士多德在當(dāng)時(shí)的權(quán)威。他的觀點(diǎn)被大家視作金科玉律。教師引導(dǎo):這個(gè)結(jié)論是否正確呢?
2.對比試驗(yàn),走出誤區(qū)
運(yùn)用手推小球的對比試驗(yàn),以問題的形式切入,讓學(xué)生觀察到失去推理的小球仍然能運(yùn)動(dòng),從而打破他們“崇尚權(quán)威,眼見為實(shí)”的思維誤區(qū)。
3.自制儀器,詳解“理想”
讓小球沿一個(gè)斜面從靜止?jié)L下來,小球?qū)L上另一個(gè)斜面,如果沒有摩擦,小球?qū)⑸仙皆瓉淼母叨取?/p>
減小第二個(gè)斜面的傾角,重新釋放小球,小球滾上另一個(gè)斜面上到原來的高度,就要通過更長的路程。
科學(xué)推理:成為水平面,小球?qū)⒁刂矫嬉院愣ǖ乃俣葎蛩僦本€運(yùn)動(dòng)下去,即物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不再改變。
得出結(jié)論:
1、伽利略正是在摩擦力無法消除的前提下,大膽利用了理想實(shí)驗(yàn)的方法,才得出了正確的結(jié)論。理想實(shí)驗(yàn)就是利用抽象思維進(jìn)行邏輯推理,它是研究物理學(xué)的重要方法。
2、力不是維持物體速度的原因,力是改變物體速度的原因,即是改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。
同時(shí)提出伽利略的觀點(diǎn):在水平面上的物體之所以停下來,是因?yàn)槭艿侥Σ亮Φ木壒?。如果沒有摩擦,物體將永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去。
4.自主探究,學(xué)以致用:
小車在不同表面上的滑行情況。提問原因的可能: 運(yùn)動(dòng)的物體停下來的原因是什么?停下來的路程與什么因素有關(guān)?引導(dǎo)學(xué)生分小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),并利用老師的器材來進(jìn)行驗(yàn)證。最終得出結(jié)論:平面越光滑(阻力越?。┬≤嚮械木嚯x越遠(yuǎn)(速度減小越慢)。
5.小結(jié)歷史:
簡要的補(bǔ)充笛卡爾和他的觀點(diǎn)并導(dǎo)出牛頓第一定律,小結(jié)整段歷史培養(yǎng)學(xué)生的情感態(tài)度與價(jià)值觀。
環(huán)節(jié)二:咬文嚼字,剖析定律
英國物理學(xué)家牛頓總結(jié)前人的研究成果,概括出一條重要的物理學(xué)定律,這也是整個(gè)經(jīng)典物理動(dòng)力學(xué)的基石——牛頓第一定律。
1.牛頓第一定律的表述:一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài),直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止.
2.牛頓在伽利略等人研究的基礎(chǔ)上得出牛頓第一定律,伽利略理想斜面實(shí)驗(yàn)為牛頓第一定律提供了實(shí)驗(yàn)依據(jù).
3.牛頓第一定律的意義(分析重點(diǎn)字詞句,由淺入深解讀該定律)
(1)物體在不受外力作用時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止.
(2)指出了物體的運(yùn)動(dòng)并不需要力來維持,力是改變物體速度的原因.(3)一切物體都有慣性。
環(huán)節(jié)三:分析總結(jié),突破難點(diǎn) 慣性的理解:
1、概念:物體的這種保持原來勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止的性質(zhì)叫做慣性。(所以牛頓第一定律又叫慣性定律)
2、課堂實(shí)驗(yàn),深化概念:
分別從“快打棋子和雞蛋落杯”兩個(gè)小實(shí)驗(yàn)入手總結(jié)出“靜止的固體有保持原來運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的屬性”,進(jìn)而猜想是不是一切物體都有這樣的屬性呢?再次分別從運(yùn)動(dòng)的固體,液體和氣體入手,通過五個(gè)小實(shí)驗(yàn)總結(jié)出“慣性是一切物體的本質(zhì)屬性”從而加深了對于慣性概念的理解。
3、雙向探究,突破難點(diǎn):
由“快速抽打的乒乓球”和“穩(wěn)如泰山的相撲”兩章圖片引發(fā)學(xué)生思考“不同物體保持運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的能力有大小區(qū)別,那么是什么因素來決定呢”
由學(xué)生提出影響慣性大小的因素:質(zhì)量、速度、重力、光滑等因素。實(shí)驗(yàn)探究:較光滑的平面上兩個(gè)不同質(zhì)量的小車受到彈簧相同力的不同表現(xiàn),直觀的反映出質(zhì)量是影響慣性大小的一個(gè)因素。
理論探究:教師引導(dǎo),理性思維研究分析:
關(guān)于速度,引導(dǎo)逆向思辨:①可否認(rèn)為我現(xiàn)在速度為零,慣性為零?
②可否認(rèn)為我乘坐動(dòng)車組飛奔著慣性增加?可否認(rèn)為我對面乘客慣性為零?
統(tǒng)一認(rèn)識:慣性既然是物體本身的屬性就應(yīng)該與外界條件、外界作用是否有、大小、速度大小沒有關(guān)系。
得出結(jié)論:質(zhì)量是物體慣性大小的量度——可以抽殺乒乓球、羽毛球,不可以抽殺鉛球、保令球,撼樹容易,撼山難。
這樣的事例,使學(xué)生心靈感悟得到強(qiáng)化。
進(jìn)一步:泰坦尼克號已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了冰山,為什么躲閃不開?(質(zhì)量大,運(yùn)動(dòng)狀態(tài)難于改變)。
環(huán)節(jié)四:學(xué)以致用,深化主題
帶領(lǐng)學(xué)生從物理回歸生活,解決“松動(dòng)的錘子”和“真假雞蛋”等現(xiàn)實(shí)問題,學(xué)以致用。
介紹慣性在當(dāng)今生活和科學(xué)的利用與防治,例如“投彈”“撐桿跳”等等,深化主題。
環(huán)節(jié)五:小結(jié)鞏固,重難突出 1.課堂小結(jié):
本節(jié)課的重點(diǎn)是伽利略的理想實(shí)驗(yàn)法及牛頓第一定律的理解。不受外力的物體是不存在的,不受外力與受了外力但合外力等于零是等價(jià)的。
難點(diǎn)是慣性的理解,慣性是物體的固有屬性,只與質(zhì)量有關(guān)。再次強(qiáng)調(diào)本節(jié)課的重難點(diǎn),并通過練習(xí)體來鞏固認(rèn)識 2.練習(xí)鞏固:
例1 關(guān)于物體的慣性說法正確的是: A.慣性是物體保持原來狀態(tài)的力
B.物體受到外力時(shí),原來的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變了,慣性就不存在了。C.汽車運(yùn)動(dòng)的越快,剎車越困難,所以速度大的物體慣性大。D.不論在什么地方,物體質(zhì)量大慣性就越大。例2 下列說法正確的是
A.人只有在靜止的車廂里,豎直向上跳起后,才會(huì)落到原來的位置。B.人在沿著直線勻速直線運(yùn)動(dòng)的車廂里,豎直向上跳起后,將落到起跳點(diǎn)的后方。C.人在沿著直線加速直線運(yùn)動(dòng)的車廂里,豎直向上跳起后,將落到起跳點(diǎn)的后方。D.人在沿著直線減速直線運(yùn)動(dòng)的車廂里,豎直向上跳起后,將落到起跳點(diǎn)的后方。例
3、從勻速上升的氣球上,脫落一個(gè)物體,不計(jì)空氣阻力,則物體在離開氣球的瞬間:()A.立即靜止 B.速度不變 C.立即向下運(yùn)動(dòng) D.可能立即向任意方向運(yùn)動(dòng)
板書設(shè)計(jì):
3.1 牛頓第一定律
一、歷史回顧
牛頓
總結(jié) 笛卡爾
完善
伽利略
批判
理想實(shí)驗(yàn) 亞里士多德
表象
二、牛頓第一定律:
內(nèi)容:一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài),直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止。
三、慣性
內(nèi)容:物體具有保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì),叫慣性。
第二篇:牛一教案
教學(xué)設(shè)計(jì)
6-1科學(xué)探究:牛頓第一定律
四明中學(xué):程從良
一、目標(biāo)與技能
⒈能用自己的語言表述牛頓第一定律。⒉能用所學(xué)內(nèi)容解析日常生活中的相關(guān)問題。
二、方法與過程
⒈知道在探究某個(gè)物理因素與幾個(gè)相關(guān)因素間的關(guān)系時(shí),應(yīng)采用控制變量法。⒉實(shí)驗(yàn)探究中,要善于對所收集到的數(shù)據(jù)等信息進(jìn)行比較、歸納,總結(jié)出其共同特征及變化規(guī)律,并經(jīng)過合理的推理得出結(jié)論。
⒊將實(shí)驗(yàn)與科學(xué)推理巧妙地結(jié)合是一種理想實(shí)驗(yàn)法,通過學(xué)習(xí)理解它是科學(xué)研究的一種重要方法。
三、情感態(tài)度價(jià)值觀
⒈感受到科學(xué)就在身邊。
⒉體會(huì)敢于科學(xué)地懷疑和挑戰(zhàn)權(quán)威的精神。⒊領(lǐng)悟科學(xué)研究方法的重要性。
四、教學(xué)重難點(diǎn)
重點(diǎn):知道牛頓第一定律。
難點(diǎn):能用所學(xué)牛頓第一定律的內(nèi)容解析日常生活中的相關(guān)問題。
五、教學(xué)用具
小車、斜面、毛巾(絨)、棉布、長木板等。
六、教學(xué)過程
(一)、牛頓第一定律的實(shí)驗(yàn)探究
1.激發(fā)矛盾
生活引入,讓學(xué)生觀察。然后啟發(fā)學(xué)生比較上述事例的共同特征:物體的運(yùn)動(dòng)需要力的作用,撤去物體受的力,物體就不會(huì)動(dòng)或停止運(yùn)動(dòng)。
投影亞里士多德觀點(diǎn):力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因。
師:上述是古希臘最杰出的哲學(xué)家亞里士多德的觀點(diǎn),和同學(xué)們的生活體驗(yàn)何其相似!可是,幾百年前,著名科學(xué)家伽利略卻曾通過理想實(shí)驗(yàn),運(yùn)用邏輯推理,對亞里士多德,也即同學(xué)們的觀點(diǎn)提出了質(zhì)疑,并提出了自己的觀點(diǎn):做勻速直線運(yùn)動(dòng)是物體固有的屬性,并不需要力來維持。
投影出伽利略的理想實(shí)驗(yàn)示意圖,教師對照示意圖復(fù)述伽利略的推理過程和結(jié)論。
師:伽利略的推理,也是建立在分析大量事實(shí)基礎(chǔ)上的,而且后來又經(jīng)過了法國科學(xué)家笛卡爾等的進(jìn)一步論證。孰對孰錯(cuò),還是請同學(xué)們自己動(dòng)腦、動(dòng)手探究論證吧? 2.實(shí)驗(yàn)探究(突出重點(diǎn))
(1)提示學(xué)生先完整地看一遍實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,投影出課本中的實(shí)驗(yàn)。
提出問題:此實(shí)驗(yàn)過程中,哪些條件保持不變?哪些條件在發(fā)生變化?(學(xué)生一開始可能只能回答出表象,應(yīng)經(jīng)多輪交流,由學(xué)生自己回答出:小車進(jìn)入水平面時(shí)的速度大小和方向保持不變,小車在水平面上受到的摩擦力大小在變)(2)負(fù)面因素評估。
提出問題:實(shí)驗(yàn)時(shí),毛巾、棉布與車輪作用會(huì)產(chǎn)生移動(dòng);毛巾一端線結(jié)較粗;小車從斜面進(jìn)入平面出現(xiàn)卡輪等。請觀察桌上物件,看是否可以選用桌上的物件,盡可能地減小出現(xiàn)的負(fù)面影響?(可以用寬幅透明膠布粘接斜面和平面的毛巾一端;斜面坡度不宜過大;斜面與平面交接處斷面不能過大)(3)探究點(diǎn)撥。
師:本實(shí)驗(yàn)分析與論證過程,著重在于比較數(shù)據(jù),找出現(xiàn)象中變化的共同規(guī)律。
(4)學(xué)生分實(shí)驗(yàn)小組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究,教師巡視實(shí)驗(yàn)情況。
(5)學(xué)生匯報(bào)分析與論證的想法。
教師投影出具有代表性的各種想法,啟發(fā)學(xué)生間交流與探討,逐步由學(xué)生自己完善自己的表述,保留公認(rèn)的較成熟的表述。3.總結(jié)歸納(突破難點(diǎn))
(1)教師點(diǎn)明:上述表述其實(shí)就是牛頓第一定律所反映的內(nèi)容。投影牛頓第一定律與學(xué)生表述對照,征詢學(xué)生對牛頓第一定律中“一切”“不受外力”和“總保持”的含義的理解意見,將成熟的意見顯示投影。
(2)綜合述評:牛頓第一定律是研究物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的三大定律之一,該定律的建立具有兩方面重大意義:一是說明了物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來維持;二是牛頓第一定律的建立過程說明,不能直接用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的規(guī)律,可以在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上,以合乎邏輯的方式推理出來。
(三)、本節(jié)內(nèi)容小結(jié)
投影本節(jié)內(nèi)容要點(diǎn),進(jìn)行本節(jié)內(nèi)容小結(jié)。
(四)、課堂練習(xí)
投影本節(jié)課堂練習(xí),鞏固知識。
(五)、布置作業(yè)
1.書面作業(yè):寫一篇100字的小論文。
2.活動(dòng)任務(wù):觀察、查閱資料、詢問等收集減少交通事故的發(fā)生方法。
七、板書設(shè)計(jì)
科學(xué)探究:牛頓第一定律
研究對象:一切物體
成立條件:在沒有受到外力作用的時(shí)候
得到結(jié)論:總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)
八、教學(xué)反思:
第三篇:牛一教案
第四章牛頓第一定律
教學(xué)過程:
本街內(nèi)容在初中生階段已經(jīng)有了一定的認(rèn)識,比如定律的內(nèi)容,定性的實(shí)驗(yàn)推理過程,尤其是關(guān)于慣性的學(xué)習(xí)和用其對實(shí)際現(xiàn)象的分析解釋等等。高中階段的學(xué)習(xí),應(yīng)該在學(xué)生已有的認(rèn)識基礎(chǔ)上,發(fā)現(xiàn)其理解上存在的問題,進(jìn)而培養(yǎng)他們學(xué)習(xí)物理知識的興趣。
教學(xué)目標(biāo):
(1)了解亞里士多德對力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的論述存在的錯(cuò)誤;(2)認(rèn)識伽利略研究運(yùn)動(dòng)和力關(guān)系的思想方法,了解理想實(shí)驗(yàn)的作用;
(3)理解牛頓第一定律的內(nèi)容,能夠運(yùn)用牛頓第一定律解釋有關(guān)現(xiàn)象;
(4)知道慣性是物體的固有屬性,知道質(zhì)量是物體慣性大小的量度;(5)用慣性概念解釋有關(guān)實(shí)際問題。會(huì)識別慣性系與非慣性系。教學(xué)重點(diǎn):
1.認(rèn)識伽利略研究運(yùn)動(dòng)和力關(guān)系的思想方法,了解理想實(shí)驗(yàn)的作用; 2.知道質(zhì)量是描述慣性的物理量 3.知道牛頓第一定律適用于慣性參照系 導(dǎo)入新課:
教師:本章學(xué)習(xí)牛頓定律,從目錄中可以知道牛頓定律包含三個(gè)定律,你知道為什么把慣性定律作為第一定律嗎? 教學(xué)目的:引導(dǎo)學(xué)生重視思考牛頓第一定律的意義,學(xué)生閱讀課本
進(jìn)行新課:
(1)了解亞里士多德對力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的論述及存在的錯(cuò)誤。教師:恩格斯稱亞里士多德是最博學(xué)的人。因?yàn)閬喞锸慷嗟碌难芯可婕笆ノ?、天文、氣象、?shù)學(xué)和物理等,成果十分豐富,是西方文化的奠基人。但是,他所持有的“力是維持運(yùn)動(dòng)的原因”的觀點(diǎn)卻是錯(cuò)誤的。這位了不起的人為什么會(huì)犯錯(cuò)誤?這種觀點(diǎn)為什么能延續(xù)兩千年?你能根據(jù)你對此問題的認(rèn)識做一些分析嗎?
教學(xué)目的:使學(xué)生從自己的生活體驗(yàn)中能夠想到,如果只是通過常見現(xiàn)象作簡單的結(jié)論是不夠的。
(2)認(rèn)識伽利略研究運(yùn)動(dòng)和力關(guān)系的思想方法,了解理想實(shí)驗(yàn)的作用
學(xué)生于都課文前,教師提出以下問題。
教師:課本在介紹第一定律之前為什么要先介紹伽利略的理想實(shí)驗(yàn)?伽利略理想實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)是什么?為什么理想實(shí)驗(yàn)不能成為正式的實(shí)驗(yàn)?理想實(shí)驗(yàn)的意義是什么?
教學(xué)目的:學(xué)習(xí)牛頓第一定律并不知需要定律本身的內(nèi)容,還要了解人類進(jìn)行探究的歷史?本書對此作了比較詳細(xì)的介紹,這種處理源于本書對過程與方法的重視,是學(xué)生明確伽利略理想實(shí)驗(yàn)的結(jié)論,使人們沖破了“力是維持運(yùn)動(dòng)的原因”的錯(cuò)誤認(rèn)識。
通過對以上閱讀后的討論,使學(xué)生能夠感受到愛因斯坦對伽利略的評價(jià):伽利略的發(fā)現(xiàn)以及他所應(yīng)用的科學(xué)的推理方法,是人類思想史上最偉大的成就之一,而且標(biāo)志著物理學(xué)的真正開端。
(3)理解牛頓第一定律的內(nèi)容,能夠運(yùn)用牛頓第一定立場解釋有關(guān)現(xiàn)象。
教師:物理定律一般都是通過實(shí)驗(yàn)總結(jié)的規(guī)律。但是牛頓第一定律卻是利用邏輯思維對事物進(jìn)行分析的產(chǎn)物。你知道這是為什么嗎? 教學(xué)目標(biāo):介紹理想實(shí)驗(yàn)和真實(shí)實(shí)驗(yàn)的不同點(diǎn),并了解理想實(shí)驗(yàn)的意義及對科學(xué)進(jìn)步的貢獻(xiàn),然后由學(xué)生回答上面不知的閱讀思考題。真實(shí)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)是一種實(shí)踐的活動(dòng),而理想的實(shí)驗(yàn)是一種思維的活動(dòng)。是人們在真實(shí)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上,抓住主要矛盾,對實(shí)驗(yàn)過程作出更深入一層的抽象分析。
教師:為什么說“慣性定律是牛頓物理學(xué)的基石”?布置學(xué)生自學(xué)。教學(xué)目標(biāo):學(xué)生在思考中認(rèn)識到,沒有牛頓第一定律揭示的“力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因”,就不會(huì)有牛頓第二定律的產(chǎn)生,因?yàn)槿藗內(nèi)酝A粼凇傲κ俏矬w運(yùn)動(dòng)的原因”的思想階段,就不可能去研究力與加速度的關(guān)系。
(4)知道慣性是物體的固有屬性,知道質(zhì)量是物體慣性大小的量度。教師:為什么將牛頓第一定律稱為慣性動(dòng)律?
教學(xué)目標(biāo):使學(xué)生認(rèn)識到,在得出牛頓第一定律時(shí),人們認(rèn)識到物體具有保持運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的特性,這就是慣性。物體只有在不受外力的條件下,才能表現(xiàn)出它的特性,這就是第一定律所描述的規(guī)律。
教師:在初中學(xué)習(xí)慣性時(shí),老師會(huì)告訴我們一句話:“質(zhì)量大的物體慣性大?!蹦隳芙忉屵@個(gè)說法嗎?
教師:在舉例說明慣性有大小時(shí),我們常常想到這個(gè)例子:剎車時(shí),大貨車比小轎車難剎住,所以說大貨車比小轎車的慣性大。請用加速度的概念分析這個(gè)結(jié)論的道理。
教學(xué)中,學(xué)生通過設(shè)定“剎車時(shí)的初速度相同,受到的制動(dòng)力也相同“的前提進(jìn)行分析,大車滑行的距離遠(yuǎn),加速度小,改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)難于小車,故慣性大。(5)識別慣性系與非慣性系
教師:在列車上我們會(huì)發(fā)現(xiàn)這樣的現(xiàn)象:放在光滑桌面上的小球,當(dāng)車突然啟動(dòng)時(shí),它會(huì)像車前進(jìn)方向的反方向運(yùn)動(dòng)。但是,經(jīng)分析知,小球在水平方向上并沒有受到力的作用,按照牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律,他不應(yīng)該相對車廂運(yùn)動(dòng)。難道說,牛頓第一定律在這里不靈驗(yàn)了? 教師:從運(yùn)動(dòng)學(xué)看如果車相對于地向前加速運(yùn)動(dòng),球相對地是靜止,則球相對車會(huì)運(yùn)動(dòng)嗎?
什么事慣性參考系,什么事非慣性參考系?加速運(yùn)動(dòng)的小車是什么參考系?
在對問題分析過程中,使學(xué)生知道:牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律適用于慣性參考系。
牛頓第一定律實(shí)際上定義了一個(gè)參考系,在這樣的參考系中,不受力的物體將“保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)?!边@是牛頓時(shí)空觀的基礎(chǔ)。在引出慣性系和非慣性系前,與學(xué)生一同討論“科學(xué)漫步”的問題,學(xué)生自行得出結(jié)論的。對于慣性系和非慣性系,要求很低,這個(gè)思考與討論清除就可以了。
第一個(gè)收獲:認(rèn)識牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律是理想實(shí)驗(yàn)總結(jié)的規(guī)律 第二個(gè)收獲:了解了慣性與質(zhì)量的關(guān)系。
第三個(gè)收獲:牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律只在慣性參考系中適用。
第四篇:牛一教案
第四章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律
4.1牛頓第一定律
教學(xué)目標(biāo): 知識與技能:
1.理解并掌握牛頓第一定律的內(nèi)容和意義。
2.知道什么是慣性,會(huì)正確解釋有關(guān)慣性的現(xiàn)象。知道質(zhì)量是物體慣性大小的量度。3.知道運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的意義。
4.理解運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變與物體受力的關(guān)系。理解力是使物體產(chǎn)生加速度的原因。5.知道影響加速度大小的因素除了外力以外,還有質(zhì)量。
過程與方法:了解有關(guān)運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系的歷史發(fā)展,知道理想實(shí)驗(yàn)是科學(xué)研究的重要方法。情感態(tài)度與價(jià)值觀:讓學(xué)生感受科學(xué)探究的艱辛與宣布結(jié)論的勇氣。教學(xué)重點(diǎn): 1.牛頓第一定律。
2.力是物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的原因,是物體產(chǎn)生加速度的原因。教學(xué)難點(diǎn): 力是物體產(chǎn)生加速度的原因。教學(xué)過程: 新課引入:通過日常情景引入,通過角色扮演的方式回顧歷史。
一、歷史的回顧 1.十七世紀(jì)前對運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系的認(rèn)識(亞里士多德的錯(cuò)誤觀點(diǎn)):力是維持問題運(yùn)動(dòng)的原因。①時(shí)間:公元前。
②基本觀點(diǎn):必須有力作用在物體上,物體才能運(yùn)動(dòng);沒有力的作用,物體就要 靜止下來。
③根據(jù):經(jīng)驗(yàn)事實(shí)一用力推車,車子才前進(jìn);停止用力,車子就要停下來。④所用方法:觀察+直覺(由生活經(jīng)驗(yàn)得出直覺印象)。
⑤錯(cuò)誤原因剖析:沒有對所觀察的物理現(xiàn)象進(jìn)行深入地分析。只看到對車子施加的推力,而未考慮車子還受到摩擦阻力作用。停止用力(即去掉了車子前進(jìn)的動(dòng)力),車子并沒有立即停下來,還要向前發(fā)生一段位移;只是由于摩擦阻力的作用,才最后停了下來。路面越光滑,阻力就越小,車子向前發(fā)生的位移就越大,假若沒有摩擦阻力,車子將一直運(yùn)動(dòng)下去,這說明車子的運(yùn)動(dòng)并不需要力來維持,而恰恰是(阻)力的作用,才使車子由運(yùn)動(dòng)到靜止,運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了改變。
⑥危害:在亞里士多德以后的兩千年內(nèi),動(dòng)力學(xué)一直沒有多大進(jìn)展,直到十七世紀(jì)才受到伽利略的質(zhì)疑。這是為什么?原來亞里士多德的觀點(diǎn)與日常體驗(yàn)有相同之處,易于被人們接受,直接的生活經(jīng)驗(yàn)使人們總是把力和物體運(yùn)動(dòng)的速度聯(lián)系在一起,這種認(rèn)識從孩提時(shí)代就開始了,如當(dāng)拉著玩具小車前進(jìn)的時(shí)候,給人的直接體驗(yàn)是:只有用力拉小車,小車才會(huì)前進(jìn);停止用力了,小車就會(huì)停下來;用力大的時(shí)候,小車就運(yùn)動(dòng)得快些;用力小的時(shí)候,小車就運(yùn)動(dòng)得慢些;往哪個(gè)方向用力,玩具小車就向那個(gè)方向運(yùn)動(dòng)等等,好像沒有力的作用,物體運(yùn)動(dòng)不可能維持,力決定著物體運(yùn)動(dòng)的快慢,還決定物體運(yùn)動(dòng)的方向。人們的直觀感覺雖然是外界事物的真實(shí)反映,但它具有片面性和表面性,根據(jù)直接觀察所得出的直覺的結(jié)論不是常常可靠的,因?yàn)樗鼈冇袝r(shí)會(huì)引到錯(cuò)誤的線索上去,然而人們不能毀滅了直覺的觀點(diǎn)還是憑直覺來看問題,錯(cuò)誤直覺印象在人腦中有很深的潛意識,形成思維定勢.因此亞里士多德的觀點(diǎn)統(tǒng)治了人們的思維兩千多年。2.伽利略的理想實(shí)驗(yàn)及其推論(正確認(rèn)識):力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因,運(yùn)動(dòng)并不需要力來維持。
①時(shí)間:十七世紀(jì)。
②基本觀點(diǎn):在水平面上運(yùn)動(dòng)的物體所以會(huì)停下來,是因?yàn)槭艿侥Σ磷枇Φ木壒?。設(shè)想沒有摩擦,一旦物體具有某一速度,物體將保持這個(gè)速度繼續(xù)運(yùn)動(dòng)下去。
③根據(jù):理想實(shí)驗(yàn)。
④方法:實(shí)驗(yàn)+科學(xué)推理(把可靠事實(shí)和理論思維結(jié)合起來)。⑤理想斜面實(shí)驗(yàn) 將兩個(gè)對稱的斜面末端平滑地對接在一起,讓小球沿一個(gè)斜面從靜止?jié)L下來,小球?qū)L上另一個(gè)斜面。伽利略認(rèn)真觀察注意到,球在第二個(gè)斜面上所達(dá)到的高度同它在第一個(gè)斜面上開始滾下時(shí)的高度幾乎相等。他斷定高度上的這一微小差別是由于摩擦產(chǎn)生的,如能將摩擦完全消除的話,則高度將恰好相等。于是他推論說在完全沒有摩擦的情況下。若使第二個(gè)斜面的傾角越來越小,則不管第二個(gè)斜面傾角多么小,球在第二個(gè)斜面上總要達(dá)到相同的高度,只是小球要通過更長的路徑。最后,如果第二個(gè)斜面的傾斜度完全消除了(成為水平面),那么球從第一個(gè)斜面上滾下來之后,為達(dá)到原有高度將以恒定的速度在無限長的水平面上永遠(yuǎn)不停地運(yùn)動(dòng)下去。這就是有名的伽利略理想斜面實(shí)驗(yàn)。
這個(gè)實(shí)驗(yàn)是無法實(shí)現(xiàn)的,因?yàn)橛肋h(yuǎn)也無法將摩擦完全消除掉,所以叫理想實(shí)驗(yàn)。又叫假想實(shí)驗(yàn),思想上的實(shí)驗(yàn);是每抽象思維中設(shè)想出來而實(shí)際上無法做到的實(shí)驗(yàn)。伽利略從可靠的實(shí)驗(yàn)出發(fā),設(shè)想出這個(gè)實(shí)際上不可能進(jìn)行的但又符合嚴(yán)格科學(xué)推理的理想化的實(shí)驗(yàn),論證了物體在不受外力(理想實(shí)驗(yàn)中小球水平方向不受外力作用)作用時(shí)將永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去的推測是正確的,說明維持物體的運(yùn)動(dòng)不需要外力的作用。
伽利略的理想實(shí)驗(yàn)是在可靠事實(shí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行抽象思維的一種科學(xué)推理,科學(xué)研究中的一種重要方法,在自然科學(xué)的研究中有著重要的作用,它可以深刻揭示自然規(guī)律,被愛因斯坦譽(yù)為“是人類思想史上最偉大的成就之一”,伽利略也之無愧地成為動(dòng)力學(xué)的創(chuàng)始人,實(shí)驗(yàn)科學(xué)的奠基人。
3.笛卡爾對伽利略看法的補(bǔ)充和完善:
二、牛頓第一定律 1.內(nèi)容:一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài),直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止。2.理解:
含義:物體本身固有屬性,與物體在什么地方,什么狀態(tài)無關(guān)無一例外兩者之一原來怎樣現(xiàn)在也怎樣一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài),,所有物體都具有的一種性質(zhì):慣性除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)。力不是維持物體速度的原因,力是物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的原因
.三、慣性:物體具有的保持原來的勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)。①慣性是物體的固有屬性,慣性不是一種力。
②任何物體在任何情況下(不管是否受力不管是否運(yùn)動(dòng)和怎樣運(yùn)動(dòng))都具有慣性,切莫將慣性誤解為“物體只有保持原來的勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)”才有慣性,在受力作用時(shí),慣性依然存在,體現(xiàn)在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的難易程度上。
③慣性的大小只由物體本身的特征決定,與外界因素?zé)o關(guān),切莫認(rèn)為物體的速度越大,慣性越大。
④慣性是不能被克服的,但可以利用慣性做事或防止慣性的不良影響。⑤不要把慣性概念與慣性定律相混淆。慣性是萬物皆有的保持原運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的一種屬性,慣性定律則是物體不受外力作用時(shí)的運(yùn)動(dòng)定律,當(dāng)有力作用時(shí),物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)必定改變。
四、物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變
1.運(yùn)動(dòng)狀態(tài)指的是物體的速度
速度是是矢量,速度不變則運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變,速度改變(大小改變、方向改變或大
小方向同時(shí)改變)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)也就改變了,所以運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不斷改變的物體總有加速度。2.力是使物體產(chǎn)生加速度的原因 3.質(zhì)量是物體慣性大小的量度
質(zhì)量越大的物體_________越大,運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變就越______________。五,課后作業(yè)
《課時(shí)詳解》課后作業(yè)
第五篇:牛一教學(xué)設(shè)計(jì)
《牛頓第一定律》教學(xué)設(shè)計(jì)
太谷中學(xué) 杜娟
一、設(shè)計(jì)思想
物理學(xué)是一門與自然、生活、技術(shù)進(jìn)步和社會(huì)發(fā)展有著最為廣泛聯(lián)系的科學(xué)。讓學(xué)生封閉在既不聯(lián)系自然,也不聯(lián)系生產(chǎn)、生活,遠(yuǎn)離科學(xué)探究樂趣,甚至根本不可能存在的“思辯游戲”式的難題和怪題的牢籠之中,他們是不可能熱愛物理課程的。所以要讓學(xué)生在體驗(yàn)中獲得物理規(guī)律,在物理史實(shí)中領(lǐng)略思維的力量和美。本節(jié)課的設(shè)計(jì)特點(diǎn)是注重物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)和發(fā)展,對科學(xué)家的創(chuàng)造性思維品質(zhì)和敢于置疑、堅(jiān)持真理的獻(xiàn)身精神成為情感態(tài)度價(jià)值觀教育的好素材。另外,實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證是本節(jié)課必需要的。適當(dāng)介紹一些物理學(xué)史的知識,通過對大量實(shí)例的分析,讓學(xué)生真正理解力不是維持物體速度的原因,而是改變物體速度的原因。先是介紹了人類對力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的發(fā)展歷史,并著重講述了伽俐略的理想實(shí)驗(yàn)及其重要的實(shí)驗(yàn)思想。然后引入了牛頓第一定律,引入了慣性概念,并由此分析出力不是維持物體速度的原因,而是改變物體速度的原因。
二、教材分析
牛頓第一定律是牛頓定律的基石,正是因?yàn)樗瞥碎L達(dá)近兩千年的亞里士多德的錯(cuò)誤,改變了人類的自然觀和世界觀,才導(dǎo)致牛頓第二定律得出。與此同時(shí),它本身還包含著力、慣性、和參考系這些極富成果的科學(xué)概念,成為物理學(xué)理論的支柱和基石。另外,伽利略的研究過程蘊(yùn)涵了重要的科學(xué)方法,教學(xué)中要引導(dǎo)學(xué)生領(lǐng)會(huì)牛頓第一定律的含義,充分說明伽利略“理想實(shí)驗(yàn)”的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)和推理過程,展示了伽利略斜面理想實(shí)驗(yàn)的猜想依據(jù)、推斷結(jié)果這一思維過程,通過教學(xué)讓學(xué)生明確運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系,提升對力、慣性、質(zhì)量等基本概念的理解。慣性是學(xué)生學(xué)習(xí)運(yùn)動(dòng)和力的基礎(chǔ),因其抽象難懂而成為難點(diǎn)。新課標(biāo)中本節(jié)內(nèi)容對學(xué)生有以下基本要求:1.了解亞里士多德對力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的論述及存在的錯(cuò)誤。2.認(rèn)識伽利略研究運(yùn)動(dòng)和力關(guān)系的思想方法,了解理想實(shí)驗(yàn)的作用。3.知道速度是描述物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量。4.理解牛頓第一定律的內(nèi)容,能夠運(yùn)用牛頓第一定律解釋有關(guān)現(xiàn)象。5.知道慣性是物體的固有屬性,知道質(zhì)量是物體慣性大小的量度。6.運(yùn)用慣性概念,解釋有關(guān)實(shí)際問題。在發(fā)展要求中:1.了解運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)研究角度的差異。2.會(huì)識別慣性系與非慣性系。
三、學(xué)情分析
本節(jié)所述內(nèi)容在初中課本上已涉及到,初中課本中用到的標(biāo)題是慣性定律,所以學(xué)生已有一定的基礎(chǔ),關(guān)鍵是如何讓學(xué)生加深對牛頓第一定律的理解。對力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系,從日常經(jīng)驗(yàn)出發(fā),人們往往會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤的認(rèn)識,所以使學(xué)生建立起運(yùn)動(dòng)改變的原因在于物體間的相互作用力的觀點(diǎn),不是輕而易舉的事情。在對慣性的學(xué)習(xí)中,這仍是學(xué)生難于理解的問題。許多學(xué)生把物體具有保持勻速直線運(yùn)動(dòng)和靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)與物體在這種狀態(tài)下的特點(diǎn)混為一談。
四、教學(xué)目標(biāo)
1.知識、技能目標(biāo)
(1)理解牛頓第一定律的內(nèi)容及意義。
(2)理解慣性,知道日常生活中由于慣性而產(chǎn)生的簡單現(xiàn)象,會(huì)解釋日常生活中的慣性現(xiàn)象。
2.能力、方法目標(biāo):培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬐评砟芰Γ煌ㄟ^對大量實(shí)例的分析,培養(yǎng)學(xué)生歸納、綜合能力。善于思考、善于總結(jié),把物理與實(shí)際生活緊密結(jié)合。
3.情感、態(tài)度目標(biāo):讓學(xué)生知道科學(xué)研究過程的艱難,領(lǐng)悟?qū)嶒?yàn)加推理的科學(xué)研究方法。
五、重點(diǎn)難點(diǎn)
本節(jié)的重點(diǎn)是伽利略理想實(shí)驗(yàn),難點(diǎn)是對慣性的理解。
六、教學(xué)策略與手段
探究式教學(xué),按物理史實(shí)為線索展示物理規(guī)律的形成。
七、課前準(zhǔn)備
自制理想斜面實(shí)驗(yàn)器(用有很小凹槽的柔軟鋁塑板作為軌道),玻璃杯,雞蛋,小車物塊,乒乓球,玩具球。
八、教學(xué)過程
1.創(chuàng)設(shè)情景、新課引入
引導(dǎo)學(xué)生看嫦娥奔月的圖片(多媒體投影):
播放嫦娥一號升空視頻(多媒體視頻)
2.歷史回顧、新課教學(xué)
讓同學(xué)閱讀教材內(nèi)容,思考下列問題:(3分鐘)1.有哪些科學(xué)家對運(yùn)動(dòng)的原因進(jìn)行了研究 2.分別得出什么樣的結(jié)論 3.用了怎樣的研究方法
首先讓同學(xué)陳述亞里士多德的觀點(diǎn)。
設(shè)問:生活中還有哪些類似此類的現(xiàn)象?(由學(xué)生思考后回答)
歷史的回顧:
1.亞里士多德觀點(diǎn):力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因
在得出亞里士多德的觀點(diǎn)后,設(shè)問:你認(rèn)為這個(gè)觀點(diǎn)有什么問題?學(xué)生思考后回答
學(xué)生也許有不同的觀點(diǎn),由于初中已學(xué)習(xí)過這部分知識,所以學(xué)生會(huì)得到此觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的,但不少同學(xué)心中的疑慮還是存在的。在學(xué)生提出的觀點(diǎn)后指出:亞里士多德的觀點(diǎn)一直維持和統(tǒng)治人們的思想近兩千年,才到三百年前伽俐略才指出:力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因,物體運(yùn)動(dòng)不需要力。指出亞里士多德在當(dāng)時(shí)提出了很多觀點(diǎn),有時(shí)候提出問題比證明一個(gè)問題更難,所以說亞里士多德毫無疑問是偉大的。2.伽俐略的觀點(diǎn):物體運(yùn)動(dòng)不需要力
說明:愛因斯坦增把一代一代科學(xué)家探索自然奧秘的努力,比作福爾摩斯偵探小說中破案過程,有時(shí)候明顯可見的線索卻把人們引向錯(cuò)誤的判斷。也就是說,光憑經(jīng)驗(yàn)來做判斷常常是靠不住的,在探索運(yùn)動(dòng)原因的“偵探小說”里,亞里士多德正是由于憑借生活中明顯的線索引出了錯(cuò)誤判斷。
設(shè)問:現(xiàn)在假設(shè)你是伽俐略,你會(huì)尋找怎樣的“偵察”方法去推翻這維持兩千年的“錯(cuò)案”。引起亞里士多德錯(cuò)誤觀點(diǎn)的“罪魁禍?zhǔn)住笔鞘裁茨兀?/p>
(組織學(xué)生進(jìn)行相互討論思考:然后叫幾組學(xué)生代表發(fā)言)
給學(xué)生充分展示自己思維過程的機(jī)會(huì),讓他們自己去探求物理規(guī)律的真?zhèn)?,讓每一個(gè)學(xué)生都能夠深刻體會(huì)力和運(yùn)動(dòng)之間的關(guān)系。
結(jié)論:引起亞里士多德錯(cuò)誤觀點(diǎn)的“罪魁禍?zhǔn)住笔牵耗Σ亮Γㄕf明自行車停下,停下不是沒有受外力,而是受了摩擦力才停的,如沒有摩擦力,會(huì)永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去不停,看來物體運(yùn)動(dòng)是不需力的)。
介紹伽俐略創(chuàng)造的“偵察”方法:理想斜面
這個(gè)想法是如何產(chǎn)生的呢?伽俐略注意到,當(dāng)一個(gè)小球沿斜面下滾時(shí)速度會(huì)增加,小球沿斜面上滾時(shí)時(shí)速度會(huì)減小,他由此猜想,當(dāng)小球沿水平面滾動(dòng)時(shí),它的速度應(yīng)該不增不減,實(shí)際上他發(fā)現(xiàn),球越來越慢,最后停下來,伽俐略認(rèn)為:這是由于摩擦阻力的緣故,他推理:若沒有摩擦力,球?qū)⒂肋h(yuǎn)滾下去,為了說明他的思想,他設(shè)計(jì)理想斜面實(shí)驗(yàn)。
(1)實(shí)驗(yàn)演示理想斜面實(shí)驗(yàn)整個(gè)過程(說明:主要是為了理解伽俐略的思想)
(2)再用視頻動(dòng)畫演示理想斜面實(shí)驗(yàn)
通過對理想斜面實(shí)驗(yàn)的演示,說明物理研究中抓住主要因素,忽略次要因素的必要性,同時(shí)也展示了物理研究思想的美妙和邏輯的力量。
由于現(xiàn)實(shí)生活中不可能有絕對光滑的斜面,也沒有無限長的軌道,所以這個(gè)實(shí)驗(yàn)是個(gè)“理想實(shí)驗(yàn)”。
盡管現(xiàn)實(shí)生活中沒有絕對光滑的平面。但可以創(chuàng)造比較光滑的平面去證明伽俐略的想法:
實(shí)驗(yàn):氣墊導(dǎo)軌上物體近勻速的運(yùn)動(dòng)
視頻觀看:目前的一項(xiàng)體育項(xiàng)目——冰壺球運(yùn)動(dòng),由于球運(yùn)動(dòng)過程阻力很小,能以幾乎不變的速度前進(jìn)。
最后總結(jié)(投影)
① 伽俐略理想實(shí)驗(yàn)對科學(xué)研究的意義。
② 介紹伽俐略其人其事,通過對伽俐略其人其事的了解,強(qiáng)調(diào)指出,在我們今天看來是非常簡單的道理。在它發(fā)現(xiàn)的最初往往是非常艱難的,如果沒有堅(jiān)強(qiáng)的意志和信念,沒有足夠的事實(shí)和理論依據(jù)去支持你,許多人可能會(huì)放棄,但伽俐略沒有放棄。
讓學(xué)生意識到:一個(gè)規(guī)律的發(fā)現(xiàn)并不是一帆風(fēng)順的,不是一開始的認(rèn)識就是對的,而是需要人類不斷探索才能形成的,并明白科學(xué)研究過程的艱難和科學(xué)家為此所付出的努力和心血。至此,我們已經(jīng)對力和物體運(yùn)動(dòng)之間的關(guān)系有了一個(gè)正確的認(rèn)識。
3.與伽俐略同時(shí)代的法國科學(xué)家笛卡兒,補(bǔ)充和完善了伽俐略觀點(diǎn),他認(rèn)為:如果沒有其他原因,運(yùn)動(dòng)的物體將繼續(xù)以同一速度沿著一條直線運(yùn)動(dòng),既不會(huì)停下來,也不會(huì)偏離原來的方向。他支持了伽利略力不是物體的運(yùn)動(dòng)的觀點(diǎn),并且還強(qiáng)調(diào)沒有力作用時(shí)物體的運(yùn)動(dòng)情況。他還認(rèn)為,這應(yīng)該要作為一個(gè)原理加以確立,并且是人類整個(gè)自然界的基礎(chǔ)。
強(qiáng)調(diào)笛卡兒對伽俐略觀點(diǎn)的提升與補(bǔ)充,指出兩者之間的差異。
3.定律的學(xué)習(xí)、理解
在伽俐略和笛卡兒的正確結(jié)論隔了一代人后,由牛頓總結(jié)成整個(gè)牛頓力學(xué)的一條基本定律。
牛頓第一定律(慣性定律):一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜上狀態(tài),直到有力迫使它改變這種狀態(tài)——物理學(xué)的基石。
投影介紹牛頓——經(jīng)典力學(xué)之父的成就,指出牛頓第一定律是牛頓力學(xué)系統(tǒng)中的基礎(chǔ)。
對定律的理解指出:①物體運(yùn)動(dòng)不需要力。
(不受力時(shí),運(yùn)動(dòng)會(huì)一直運(yùn)動(dòng)下來,靜止的一直靜止)
②力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。
思考與討論:從牛頓第一定律我們得知,物體都要保持它們原來的勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止的狀態(tài),或者說,它們都具有抵抗運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的“本領(lǐng)”。但是這種“本領(lǐng)”的大小是不一樣的。
物體抵抗運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的“本領(lǐng)”,與什么因素有關(guān)?請大家通過實(shí)例進(jìn)行分析。
由學(xué)生分組討論,收集各組的實(shí)例和觀點(diǎn),老師對此進(jìn)行總結(jié)并對錯(cuò)誤的認(rèn)識進(jìn)行引導(dǎo)和糾正。指出:把物體具有保持原來勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)叫慣性。在此基礎(chǔ)上,再提以下設(shè)問:
設(shè)問一:是不是說只有勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止的物體才有慣性呢?變速的物體有沒有慣性?(由學(xué)生思考、回答)
設(shè)問二:液體、氣體有沒有慣性?在學(xué)生思考后:
觀看裝水的氣球破后,水還要維持原來的狀態(tài)
得出:慣性是物體固有的屬性,與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān),物體的質(zhì)量是物體慣性的量度。
投影通過下面的問題來鞏固和理解牛頓第一定律(由學(xué)生回答分析)
問題:被踢出的冰塊,在摩擦力可以忽略的冰面上勻速滑動(dòng),冰塊受不受向前的作用力?
4.定律的應(yīng)用
視頻:鐵鍬揚(yáng)沙(設(shè)問:為什么沙可以被揚(yáng)出?由學(xué)生回答)
實(shí)驗(yàn)演示車運(yùn)動(dòng)碰到障礙物后停止,車上物體反倒。(要求解析車停后,車上物體反倒的原因)
你能舉出生活中還有哪些與慣性有關(guān)的現(xiàn)象? 在學(xué)生舉出一些慣性的實(shí)例后,看兩段視頻材料:
人在車上拋球,最后落回地面(可結(jié)合此理解為什么地球在自轉(zhuǎn),人起跳后還能落回原地)
汽車實(shí)驗(yàn)廠里的汽車啟動(dòng)和剎車的過程,以及為什么要系安全帶的必要性(呼應(yīng)課題引入時(shí)司機(jī)為什么要系安全帶)
最后,在愛因斯坦的一句話中結(jié)束這節(jié)課:伽利略的發(fā)現(xiàn)以及他所應(yīng)用的科學(xué)的推理方法,是人類思想史上最偉大的成就之一,而且標(biāo)志著物理學(xué)的真正開端。強(qiáng)調(diào)這節(jié)課中理想實(shí)驗(yàn)的科學(xué)思想方法的重要性。
九、知識結(jié)構(gòu)
十、作業(yè)設(shè)計(jì)
思維體操1.2.
問題研討
因?yàn)楸竟?jié)內(nèi)容在初中已有接觸,所以在本節(jié)課的設(shè)計(jì)中,我想能不能讓學(xué)生通過對本課的預(yù)習(xí)和課外查閱資料,先由兩三個(gè)學(xué)生上講臺對本節(jié)內(nèi)容作講解,最后老師以總結(jié)者的身份來點(diǎn)評和補(bǔ)充。關(guān)于力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的發(fā)展過程是很好的物理學(xué)史的教材,如何讓學(xué)生在一堂課中體驗(yàn)這種物理規(guī)律形成過程是我們所要思考的。