牛頓第一定律說課稿錦集四篇
牛頓第一定律說課稿1
? ? ? 新課標明確提出“倡導探究性學習”,“在教學中,教師應該讓學生親歷思考和探究的過程,領悟科學探究的方法。”自主探究教學是一種課堂教學模式,在課堂上要求教師充分發揮學生的主體作用,形成師生之間、學生之間的多向反饋結構,在教師的啟發下,學生積極主動地解決問題。自主探究教學通過激發學生的內驅力,調動學生的積極性和主動性,把學習變成學生內在的需求,從根本上促進學生認知、能力、個性的發展,乃至完美人格的形成。
但在實際的教學過程中,如何讓學生的主體性、主動性、創造性得到充分發揮,如何讓自主教學探究模式很好的得到實施,是教學過程設計的難點。在教學過程的設計時筆者認為應把握以下三個原則:1.學生已知的內容可以通過自主探究方式讓學生獨自完成教學要求;2.學生未知的但經老師啟發引導后能理解的也可通過自主探究讓學生獨自完成教學要求;3.學生未知的經老師提示后理解也困難的才是需要通過老師主導來完成的。自主探究性教學模式,就是要讓學生成為教學活動的主人,成為學習和發展的主人。
自主探究教學模式的實施關鍵在于教師設計教學過程時要充分了解哪些是學生已知的知識點,哪些是未知的知識點,哪些是能啟發后掌握的,哪些是學生自己無法理解的,然后尋找探究點→再針對性地設計問題→設計具體探究過程。下面以《牛頓第一定律》的教學為例來看自主探究教學模式的具體應用。
一、教材分析
這節教材首先對人類認識“運動和力”的關系作了歷史的回顧,介紹了四位科學家研究運動和力的關系的思想方法及卓越貢獻。然后講述牛頓第一定律的內容和物體慣性的概念。這是初、高中知識相銜接的一節課程。學生已經了解了牛頓第一定律的基本內容,所以在教學設計上應以教材中有關“力是運動的原因還是改變運動的原因”這一問題認識的發展歷史為線索,以科學思想、科學方法教育與思維能力培養為主要目標。教學的側重點應放在理解人類認識“運動和力”的關系研究、思考、推理過程,學習科學研究中常用的理想實驗方法。在牛頓第一定律內容的學習上,注重知識的理解及與生活實際的聯系。為發揮學生學習的自主性,思維的積極性,本課采取學生自主探究模式組織教學。
二、教學過程設計
引入新課:運動的起因是什么
(一)學生閱讀歷史的回顧并找出四位科學家關于力和運動的觀點
這塊內容中有些知識點學生是已知的,也有未知的,但學生都看得懂,所以就由學生來完成,同學們相互補充,教師只起到歸納總結的作用。
1.亞里士多德:力是維持物體運動的原因。
現象:在平路上人推車,車才能運動,人停止用力,車子就要停下來。
2.伽利略:水平面上物體所以會停下來,是因為摩擦的作用,如果沒有摩擦,水平面上物體一旦具有某一速度物體將保持這一速度運動下去。
笛卡兒:如果沒有其它原因,運動物體將繼續以同一速度沿著一條直線運動,即不會停下來,也不會偏離原來的方向。
牛頓:一切物體總保持原來的勻速直線運動狀態或靜止狀態,直到有外力迫使它改變這種狀態為止。
(二)問:以上四位科學家每一位都把人類的認識向前推進了一步,試分析每人推進的一步體現在哪里?你認為誰的貢獻最大?
教師通過設計這樣一個問題,指明學生要探究的內容與方向,具體由學生們合作完成,教師只起到總結歸納的作用。
a)亞里士多德的貢獻:通過直覺的觀察提出問題為科學家的研究確立了課題。
b)伽利略的貢獻:
(1)伽利略發現了不易直覺的摩擦力,改變了亞里士多德根據直接經驗得出的直覺結論提出運動不需力維持;
(2)思維代替直覺認識宇宙。
c)笛卡兒的貢獻:
(1)明確勻速直線運動;
(2)指出速度改變是有原因的。
d)牛頓的貢獻:
(1)推廣到一切物體;
(2)提出靜止;
(3)明確力的作用。
關于誰的貢獻大,學生眾說紛紜,沒有一個確切的定論,教師也無需給出一個正確的結論。但是通過對物理學歷史發展過程的考察,對四位科學家貢獻的探究,它將有助于學生了解物理學家認識和發現物理定理、定律的基本方法。從而“以史為鑒”,培養他們以物理學家認識世界本來面目的方式去認識世界。在一定意義上,通過對規律認識的歷史的還原,對學生進行科學思想和科學方法論的教育是培養學生科學素養的有效途徑。這是設計此問題的關鍵所在,也是本節課的亮點所在。
在該塊教學內容中學生未知的是關于伽利略的理想實驗,教師要采取的教學方法是采用設計一系列問題,引導學生學會自己分析問題自己解決問題,具體可如下操作。
提問:伽利略用什么方法證明物體運動不需要力來維持呢?
演示說明:設置一個向下的斜面,再圓滑地連一個向上的斜面。然后拿一個小球放在斜面某點上,由靜止運動下來,它將沖上另一斜面。
教師設疑:它能“沖”到哪里,它能回到原來高度嗎?如果光滑,結果怎樣?
教師通過一系列問題引發學生的思考。通過實驗發現,它升不到原來的那個水平高度,這是因為摩擦較大。若換一個摩擦較小的斜面,可以看出,它就較接近那個水平高度。若摩擦越小,就越接近。這是實驗事實。科學推理:依據這可靠的實驗事實為基礎,然后沿著摩擦力越來越小的發展趨勢,去科學推理──假如摩擦非常非常的小、以至于沒有摩擦,那小球將非常非常接近──以至于達到原來水平高度。這是一種理想的實驗情景,即小球沿著光滑的斜面總能上升到原來的高度。教師指出“假設”兩個字用得很好,它對物理結論進行合理的外推,其結論的得出符合邏輯。減小第二個斜面的傾角,傾角越小,小球為達到原來的高度所通過的路程就越長;傾角越小,通過的路程就越長。然后,我們再去科學推理,假如它最終成為水平面,那小球所通過的路程也就無限長,只能沿著水平面繼續運動下去。
教師總結:“理想實驗”雖然也叫實驗,但它不等同于科學實驗。真實的實驗是一種實踐活動,而“理想實驗”則是一種思維活動,是由人們在抽象思維中設想出來而實際上無法做到的“實驗”。并指出理想實驗是以真實的科學實踐為基礎,抓住主要矛盾,忽略次要矛盾,對實際過程做出了更深入的抽象分析。理想實驗是以正確的邏輯法則為依據的。它是自然科學理論研究中的重要方法。
(三)演示氣墊導軌實驗
氣墊導軌實驗是學生未知的實驗,所以采用的方法是由師生共同操作完成,教師介紹實驗裝置及裝置的特點,由學生來推動氣墊導軌上的物體,觀察它的運動,進一步地幫助學生加深理解物體不受外力作用時將做勻速直線運動。
(四)讓學生們仔細閱讀牛頓第一定律的內容,并思考定律包含的幾層含義
在進行牛頓第一定律的教學時,不能只滿足于學生能復述牛頓第一定律的內容,還應幫助學生理解牛頓第一定律所包含的幾層意思。定律的理解是未知的,但可以在教師的啟發下,通過學生們相互討論、自主探究、教師補充共同完成下面的三層含義。
1.描述了物體不受外力作用時的運動規律
牛頓第一定律描述了物體不受外力作用,或者所受的合外力為零時,物體將保持原來的運動狀態──勻速直線運動狀態或靜止狀態。
2.闡明了力的科學定義
力是物體間的相互作用,它是改變物體運動狀態,即產生加速度的原因,而不是產生和維持物體運動的原因。
3.一切物體都有保持勻速直線運動狀態或靜止狀態的性質,揭示了物體普遍具有的屬性──慣性。
(五)學生聯系生活中的實際問題自己分析慣性問題
牛頓第一定律說課稿2
? ?一、教材分析
1、本節的地位及主要內容
牛頓運動定律是動力學的核心,牛頓第一定律揭示了運動和力的關系,是動力學理論的基礎,是牛頓物理學的基石。通過本節的學習,學生把在第二章學習到的運動學知識和第三章學習到的力學知識有機地結合起來,同時為后面牛頓第二定律等知識的學習打下基礎,起到承前啟后的作用。
2、教學目標
《高中物理新課程標準》指出高中物理課程旨在進一步提高學生的科學素養,從知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀三個方面培養學生,為學生終身發展、應對現代社會和未來發展的挑戰奠定基礎。結合本節的教學內容和學生的實情,我確定了以下三維目標:
A、知識和技能
①知道亞里士多德對力和運動關系的觀點及其存在的錯誤。
②領會伽利略研究力和運動關系的思想方法。
③理解牛頓第一定律(慣性定律)并能運用其解釋有關的現象。
④知道什么是慣性,能舉例說明物體的質量是其慣性大小的量度,并能解釋相關慣性現象。
B、過程和方法
①在實驗探究牛頓第一定律的過程中,培養學生在實驗基礎上通過推理得到結論的方法。
②從伽利略的理想實驗中受到科學思維與方法的教育。
③通過對生活中慣性現象的解釋,樹立學生從生活走向物理,從物理走向社會的理念。
c、情感態度與價值觀
①對學生進行嚴謹的科學態度的教育,了解人類認識事物的曲折性。
②通過介紹伽利略對力和運動關系的研究,培養學生科學探究精神。
3、重難點分析
本節內容的學習旨在讓學生首先明確運動與力的關系,為后面知識的學習做好鋪墊,所以學生理解并領會牛頓第一定律的含義,是本節的教學重點。為了突出重點可以結合生產生活中的實例來加深對重點知識的理解。
慣性這個概念比較抽象,難以理解,因此如何讓學生理解一切物體都具有慣性,以及質量是決定慣性大小的唯一因素是本節課的教學難點。對于教學難點,主要通過做實驗來加以突破。
二、學情分析
我所教班級學生知識水平在全市高生中處于中等偏下水平,對新知識有一定的接受能力。但更多的是被動接受學習,獨立思考問題,解決問題的能力不是太強。本節內容學生在初中階段雖然已經學習過,但還只是停留在認識的層次上,在高中階段學習中,除了要保持新鮮感,還需加大思維強度,對牛頓第一定律有更深的理解。
三、教學方法的運用
為了順利地完成教學任務,根據本節教學內容、學校現有的教學條件以及所教班級學生的實際情況,需要采取恰當的教學方法進行行之有效的課堂教學,這樣才能收到良好的效果。本節課可以采用演繹推理法、講授法、自學法、實驗教學法、多媒體教學法等多種教學方法。
四、學習方法指導
從本節教學內容來看,學生在初中階段已經學習過牛頓第一定律,但認識不夠深刻。在高中階段重新學習牛頓第
一定律,學生首先需要溫故而知新,然后通過聆聽教師講解、觀看相關視頻、動手進行實驗探究,邏輯推理等途徑進一步加深理解,學生對本節課的學習可以采用觀察法、演繹推理法、實驗探究法等多種學習方法。
五、教學過程設計
1、課堂導入:
先播放神舟飛船發射升空的剪輯視頻,讓學生知道動力學在科學技術上的應用,這樣引入課題可以激發學生學習物理的興趣,增強民族自豪感。
再呈現兩個常見的力和運動關系的問題,供學生討論如,通過討論不少學生會得到“運動靠力來維持”的結論,這正是古希臘學者亞里士多德得到的結論。采用這樣的教學策略有利于使學生認識到光靠直覺和思維去研究問題往往是不全面的,甚至是錯誤的,亞里士多德的這一觀點維持了近兩千年。他所犯的錯誤與當時的社會和科學背景有關,存在著歷史的局限性。雖然他在物理問題上犯了些錯誤,但他卻被恩格斯稱為是最博學的人,是西方文化的奠基人。通過對亞里士多德及其觀點的介紹,目的是使學生學會用辯證的歷史的觀點看待偉人的過錯。
2、領會伽利略的理想實驗
不少學生還存在疑問,為什么說亞里士多德關于力和運動的觀點是錯誤的?怎樣去推翻亞里士多德的觀點呢?不少學生會提出通過實驗來推翻亞里士多德的觀點,教師應當充分肯定學生的這種研究思路,這正是伽利略物理學家確立的新的研究法——實驗法,伽利略之前的物理學家大都通過形式邏輯推理得出結論。這樣便水到渠成地把學生注意力集中到伽利略對力和運動的研究上。
伽利略認為把人們引入歧途的是摩擦力,為了體現出伽利略關于力和運動的思想,可以創設情境,重溫初中物理中做過的斜面實驗,讓學生觀察小車從斜面同一高度滑到粗糙程度各不相同的水平面上運動的距離,分析小車為什么運動距離各不相同并最后都停了下來。
針對上述實驗現象,讓學生設想小車不受摩擦力時結果如何,再向學生介紹伽利略的理想實驗,這有利于使學生對伽利略的理想實驗充滿興趣和期待,因為是理想實驗,不能直接去做,所以最好通過多媒體動畫將伽伽利略的理想實驗呈現出來,這樣做能使學生加深認識。
3、慣性定律是多位科學家共同探索的結晶
接下來教師概括提升理想實驗的意義:理想實驗雖然是理想情況,但是以事實為基礎,實驗為依據,是一種科學思想方法。通過對伽利略的理想實驗的學習,學生能從中受到科學思想方法的熏陶。然后介紹笛卡爾對力和運動關系的認識的補充,最后由牛頓總結得出牛頓第一定理,課本做出這樣的安排符合學生的認知規律,同時使學生認識到人類對自然規律的認識是個逐步完善的過程,在潛移默化中對學生進行了敢于質疑,堅持真理,實事求是的情感態度價值觀教育。
介紹完牛頓第一定律后,可讓學生觀察冰壺比賽的視頻剪輯,可以看到,冰壺所受阻力很小,能以幾乎不變的速度繼續前進,直到它再一次受到其他冰壺的撞擊才改變原來的狀態。還可以觀看航天員楊利偉在神舟飛船中吃食物的視頻等,這樣能使學生獲得充分的感性認識,加深對慣性定律的理解,更好地突出本節課的重點。
4、慣性與質量
慣性概念比較抽象難懂,為了使學生容易理解,課本中用了比較形象的語言——“抵抗運動狀態變化的本領”來描述慣性。學物理并不是閉門造車,本著從生活走向物理,從物理走向社會的新課程理念,學生對物理概念的認識應當與生活實際相結合。師生可以共同列舉身邊的一些慣性現象,并做一些有趣的慣性實驗來認識慣性。為了讓學生理解質量是決定慣性大小的唯一因素,教師可以引導學生這樣理解:即物體質量不同,從靜止達到某一速度或從某一速度達到靜止的難易程度不同。例如空載的汽車比滿載時容易啟動,用球拍很容易將乒乓球擋回,面網球因質量比乒乓球大卻不那么容易被球拍擋回,這些例子足以說明,質量大的物體運動狀態越不易改變,其慣性越大。這樣做一方面聯系了生活實際,突破了教學難點,同時也可以活躍課堂氣氛,提高學習的興趣。
5、知識鞏固與延伸
為了讓學生加深理解,需要布置一些合適的課后作業。為了擴大學生知識視野,學生課后可以閱讀本節后面的sTs欄目中關于慣性系和非慣性系的介紹,還可以多閱讀一些與本節知識有關的其他資料,這樣有助于培養學生自主學習的良好習慣。
六、板書設計
黑板板書是對一節課內容的高度概括,教師在課堂上進行板書是必不可少的,黑板板書簡結精練,注重色彩搭配,會產生良好的藝術效果,整齊優美的板書會使學生對本節課的內容留下深刻印象。
牛頓第一定律說課稿3
一、教學目標
知識與技能:知道牛頓第一定律的內容,掌握牛頓第一定律的建立過程。
過程與方法:通過斜面小車實驗,提高觀察能力,動手能力,通過實驗分析,初步養成科學的思維方法。
情感態度與價值觀:體驗在研究過程中成功的喜悅,學會分工與合作,提高團結協作的能力,感悟科學探究的艱辛與曲折,感悟科學就在我們身邊。
二、教學重難點
重點:牛頓第一運動定律和慣性的正確理解。
難點:牛頓第一定律建立過程。
三、教學過程
環節一:導入新課
課前演示一個小實驗:用手推動黑板擦,黑板擦會運動,不推時就會停下來。
學生能得出:物理受力就會運動,不受力就停止的錯誤觀點,繼續讓學生思考踢出去的足球等相反的例子,由此引出今天的課題《牛頓第一定律》。
環節二:新課講授
提出猜想:讓學生猜想物體停下來的原因,學生能夠猜想出是受阻力的影響。
設計實驗:引導學生根據實驗儀器和猜想設計出實驗過程。
進行實驗:
(1)棉布鋪在水平木板上,讓小車從斜面頂端由靜止滑下,讓同學們觀察小車在木板上滑行的距離。
(2)去掉木板上的棉布,再次讓小車從斜面頂端由靜止滑下,讓同學們觀察小車在木板上滑行的距離。
總結實驗現象:小車所受的阻力減小,向前滑行的距離變大。
推理:如果物體受到的阻力為零,速度就不會減小,物體將以恒定不變的速度永遠運動下去。總結提出牛頓第一定律。
提問:牛頓第一定律蘊涵幾部分知識,小組討論,教師總結得出牛頓第一定律包含三部分內容:
(1)物體在不受力時,所以不是實驗定律。
(2)物體有保持勻速直線運動狀態的性質,叫做慣性。
(3)物體運動狀態的改變需要外力。
環節三:鞏固提高
如果在運動會的過程中所有的力都消失了,會出現什么樣的現象?
環節四:小結作業
小結:以提問的方式進行提問總結,梳理本節課知識點。
作業:查閱伽利略斜面實驗的完整設計過程。
四、板書設計
牛頓第一定律
一、實驗過程
二、牛頓第一定律
一切物體在沒有外力的作用時候,總會保持靜止或勻速直線運動狀態
牛頓第一定律說課稿4
教學準備
教學目標
1.知識與技能
⑴體會伽利略的理想實驗思想。
⑵理解牛頓第一定律的內容及意義;理解力和運動的關系。
⑶理解慣性的概念,知道質量是慣性大小的量度。
2.過程與方法
⑴通過回顧歷史探究過程理解牛頓第一定律的形成過程。
⑵理解理想實驗是科學研究的重要方法。
3.情感態度與價值觀
⑴通過運動和力的關系的歷史探究過程,使學生體會規律的形成都有一個從感性到理性、從低級到高級的產生、發展和演變的過程。
⑵通過理想斜面的教學,體會理想實驗的魅力。
教學重難點
【重點】加深對牛頓第一定律和慣性的理解。
【難點】轉變經驗概念,明確慣性是物體的一種屬性,任何物體都具有,牛頓定律是慣性現象的規律總結。
教學過程
(一)創設游戲,引入課題
撕紙游戲
猜一猜:
1.一張紙已剪成兩截,但未完全剪斷,如果迅速用力撕兩邊,紙會斷成幾截?
2.現在把紙剪成三截,但未完全剪斷,如果迅速用力撕兩邊,紙會斷成幾截?
大家不要動手,先猜一猜。
3.如果在中間的紙下面夾一個夾子,然后迅速撕兩邊,紙會斷成幾截?
請大家想一想:為什么是這樣一個結果呢?怎樣解釋我們的游戲呢?其實,在我們的游戲中還涉及到一個古老的話題──力和運動:用力撕紙,紙條斷開運動起來。運動和力之間到底有什么關系呢?帶著這些問題,我們一起來體驗古人的探究過程,學習古人的探究方法,進一步理解論述運動和力關系的牛頓第一定律。
(二)回顧歷史,探究定律
1.情景設問,經驗猜想
在人類歷史的長河中,運動和力如影隨形,總是和人們的生活、生產密切相關。比如:馬拉車則車前進,不再拉,前進的車會停下來;人象推車則車前進,不再推,前進的車會停下來;踢球,球沿草地向前滾動,不再踢,滾動的球會慢慢停下來。
思考:運動和力之間有什么關系呢?
最早提出這個問題并給出經驗猜想的是古希臘學者亞里士多德。
他根據生活生產經驗猜想:必須有力作用在物體上,物體才能運動;沒有力的作用,物體就要靜止在一個地方。運動需要力維持。
他的觀點來自實際經驗,還能用實際經驗驗證,所以被人們廣泛接受,并維持了近兩千年。
設問:我們現在知道,他的觀點是錯誤的。那么他有貢獻嗎?
亞里士多德的貢獻:開創了一個新的研究領域。
首先質疑并深入研究的是十六世紀的伽利略。他觀察了球的滾動。
2.質疑假設,科學猜想
當球沿斜面向下滾動時,它的速度增大,而向上滾動時,速度減小。他由此猜想:當球沿水平面滾動時,它的速度應該不增不減。實際觀察的結果是:沿水平面滾動的球越來越慢,最后停下來。
①現象:沿水平面滾動的球越來越慢,最后停下來。
按照亞里士多德的觀點,球停下來是因為沒有力的作用。伽利略恰恰從這一現象出發,對亞里士多德的觀點提出質疑。
②質疑:滾動的球之所以停下來,真的是因為沒有力的作用嗎?
設問:球停下來的原因是什么呢?
在伽利略之前,人們還沒有意識到摩擦力這種無形的力,伽利略是第一個意識到摩擦力的人。
他改變了水平面的粗糙程度,發現:水平面越光滑,球滾得越遠。于是,他推斷這是摩擦阻力作用的結果。
結論:滾動的球停下來,是摩擦阻力作用的結果。
③假設:若沒有摩擦阻力,沿水平面滾動的球將怎樣運動呢?
④猜想:若沒有摩擦阻力,球將永遠滾動下去。
過渡:伽利略設計了一個雙斜面實驗。
3.實驗探究,得出結論
(1)雙斜面實驗
左斜面固定,右斜面傾角可變。實驗中我們設定小球始終從左斜面定位卡處由靜止釋放。
①固定右斜面,改變小球所受的摩擦,觀察小球上升的高度怎樣變化。重復一次。
思考:
1.小球所受摩擦阻力的大小與小球上升的高度之間有什么關系?
2.摩擦阻力的大小與釋放點到上升的點的高度差是什么關系?
3.如果沒有摩擦,小球會上升到多高的地方?
②減小右斜面傾角,觀察小球沿斜面運動的最遠距離怎樣變化。重復一次。
思考:
1.減小右斜面傾角,小球沿斜面運動的最遠距離如何變化?
2.如果沒有摩擦,減小右斜面傾角,沿斜面滾動的最遠距離怎樣變化?小球將上升到多高的地方?
③將右斜面放平,釋放小球,觀察小球的運動。
思考:
1.如果水平木板足夠長,小球會停下來嗎?
2.如果沒有摩擦,水平木板足夠長,小球將滾到哪里去呢?
過渡:現在通過動畫來模擬沒有摩擦阻力時小球的運動。我們為動畫配了一段話劇。
(2)動畫模擬
(老師扮演伽利略,學生扮演小球。)
伽利略:小球先生(小姐),如果沒有摩擦,你會爬上什么高度呢?
小球:我會搭乘夢想的階梯一步一步往上爬,直到爬上原來的高度。
伽利略;如果我減小右斜面的傾角,你還會爬到原來的高度嗎?
小球:夢想有多高,我就可以爬多高,只是我要走的路程更長了。
伽利略:如果我繼續減小右斜面的傾角呢?
小球:我心依舊,只是又多了一段山水之程。
伽利略:如果我把右斜面放平,你還會為了自己的夢想而前行嗎?
小球:路漫漫其修遠兮,吾將上下而求索。既然選擇了高度,留給世界的便只能是背影。
播放周杰倫的《蝸牛》節選:我要一步一步往上爬/在點乘著葉片往前飛/小小的天留過的淚和汗/總有一天我有屬于我的天
希望同學們像小球一樣懷著夢想,沿著人生的軌道一步一步往前行!總有一天,你有屬于你的天!
過渡:伽利略的雙斜面實驗是一個理想實驗。
(3)理想實驗的魅力:
實驗(事實)+邏輯推理
通過可靠的實驗事實,加上合理的邏輯推理,得出規律的一種方法。
理想實驗的魅力:實驗不能實現的地方,思維向前一步。
這種方法非常了不起!愛因斯坦是這樣評價的:伽利略的發現以及他所應用的科學的推理方法是人類思想最偉大的成就之一,而且標志著物理學的真正開端。這個評價實事求是,從亞里士多德到伽利略,經歷了2000多年,物理學徘徊不前;從伽利略到愛因斯坦,只經歷300多年,物理學的大廈初步建立,大師輩出。這都得益于伽利略首創的實驗研究方法。
過渡:通過雙斜面理想實驗,伽利略得出了結論。
(3)伽利略:若沒有摩擦阻力,沿水平面滾動的球將永遠滾動下去。運動不需要力維持。
回顧、思考:
①靜止的車、足球為什么運動起來?
②運動的車、足球為什么會停下來?
③力和運動之間有什么關系?
力是改變物體運動狀態的原因。
設問:運動狀態是用什么物理量描述?
車由靜止變為運動,受到了推、拉力;由運動變為靜止,受到了摩擦阻力。足球由靜止變為運動,受到了腳的力;由運動變為靜止,受到了草地的摩擦阻力。
過渡:與伽利略同時代的法國科學家笛卡爾對他的觀點進行了補充。
4.補充完善,形成定律
(1)笛卡爾的補充:除非物體受到力的作用,物體將永遠保持其靜止或運動狀態,永遠不會使自己沿曲線運動,而只保持在直線上運動。這應成為一個原理,它是人類整個自然觀的基礎。
笛卡爾補充了物體不受力時保持靜止狀態或勻速直線運動狀態。
過渡:1642年,伽利略逝世,1643年牛頓在英國誕生。牛頓是人類歷最偉大的科學家之一。主要貢獻有發明了微積分,發現了萬有引力定律和經典力學,設計并制造了第一架反射式望遠鏡等等。
牛頓在1687年出版的《自然哲學的數學原理》一書中提出了三條運動定律。牛頓把伽利略、笛卡爾的正確結論總結成為牛頓第一定律,它是牛頓物理學的基石。
(2)牛頓第一定律:一切物體總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態,除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態。
過渡:現在我們來理解定律。
(三)理解定律,了解慣性
思考:牛頓第一定律中論述的運動和力的關系是怎樣的?
1.運動和力的關系:力是改變物體運動狀態的原因。
物體不受力,保持勻速直線運動狀態或靜止狀態;運動狀態變化,物體一定受到力的作用。
思考:物體不受力時“總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態”,這能不能通過實驗驗證呢?
不能。由于不受力作用的物體是不存在的。許多阻力很小的現象可以幫助我們理解牛頓第一定律。
2.阻力很小的現象:冰壺
從視頻可以看出,冰壺在一段時間內速度的大小和方向幾乎不變,直到碰上另一個冰壺。
思考:定律中還論述了什么呢?
3.慣性:
①概念:物體保持原來的勻速直線運動狀態或靜止狀態的性質。
設問:一切物體都有慣性。做變速運動的物體有慣性嗎?
當物體做變速運動時,由于慣性,物體會抵抗速度的改變,從而使速度的改變需要一段時間。比如汽車緊急剎車時不會立即停下來,而是繼續向前滑行一段距離。
②一切物體有慣性,有抵抗運動狀態變化的“本領”。
物體慣性大,“本領”大,運動狀態難改變;物體慣性小,“本領”小,運動狀態易改變。
思考并猜想:物體的慣性大小和什么因素有關?
游戲:用嘴吹書
提起書,用力氣吹垂下的封面;用手提起封面,用力氣吹垂下的書。
思考:你觀察到了什么現象?這個現象能說明慣性和質量的關系嗎?
③慣性與質量:質量是慣性大小的量度。
質量只有大小,沒有方向,是標量。在國際單位制中,質量的單位是千克,單位符號為kg。
在初中質量定義為物體所含物質的多少;現在進一步從慣性的角度認識了質量;以后還要從物體間的引力認識質量。
過渡:現在,就可以解釋撕紙游戲了。
(四)再設情景,規律應用
1.思考:怎樣解釋撕紙游戲?
有夾子,增大了中部的質量,增大了慣性。當迅速撕開兩邊時,中部仍保持靜止狀態,所以撕成三截。無夾子,中間紙條慣性很小,靜止狀態易改變。由于撕開紙條的力左右有差異,所以撕成兩截。
過渡:了解了慣性的知識,我們還能用它判斷是非。
2.美國空軍UFO檔案記載,1952.12.6黎明前,一架B29轟炸機在墨西哥灣上空訓練時,一個很大的不明飛行物以4000km~15000km的時速靠近、經過、遠離它。在目擊描述中,不明飛行物能迅速增減速度,甚至還能驟然停止。
思考:1.如果沒有特別的裝置,UFO驟然停止時,外星人飛行員的命運是怎樣的?
2.人們想象外星人持有慣性消除器,用來消除自身的慣性,以便應對速度的迅速變化,你怎么看?
我們利用慣性的知識發現了UFO檔案記載中的疑點。希望大家在遇到問題時利用所學知識,冷靜分析。
(五)課堂總結,課外探究
1.了解了運動和力關系的探究過程。
在探究過程中,亞里士多德是開拓者。伽利略首創了理想實驗方法;笛卡爾補充了伽利略的觀點;牛頓提出了慣性、力、慣性參考系的概念。
2.體會了理想實驗的魅力:實驗(事實)+邏輯推理
3.深入理解了牛頓第一定律,知道了質量是慣性大小的量度。
4.后來愛因斯坦等科學家又進一步發展了牛頓第一定律。沒有哪一個定律是終極真理,物理學的大廈永不封頂,還等待你們為它添磚加瓦!
課外探究:有人說劉謙的螺絲魔術*了牛頓第一定律:不給螺帽力的作用,螺帽也能運動起來。你怎么看?請在百度中搜索“劉謙螺絲魔術揭秘”,弄清劉謙螺絲魔術的原理。
效果分析:
因為本節內容在初中已有接觸,所以在本節課的設計中,我想能不能讓學生通過對本課的預習和課外查閱資料,由學生參與互動,最后老師以總結者的身份來點評和補充效果好。
特別是實驗、視頻、小品的使用,激發了學生興趣,促進了教學。
關于力和運動關系的發展過程是很好的物理學史的教材,如何讓學生在一堂課中體驗這種物理規律形成過程是我們所要思考的。