資源簡介

課題名稱 牛頓第一定律
教學(xué)目標(biāo) 1.通過了解牛頓第一定律的發(fā)現(xiàn)過程,體會人類認(rèn)識事物本質(zhì)的曲折過程,培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。2.能準(zhǔn)確敘述牛頓第一定律的內(nèi)容,并能對該定律所揭示的運(yùn)動和力的關(guān)系問題有較深刻的理解。3.了解伽利略關(guān)于運(yùn)動和力的關(guān)系的認(rèn)識,了解他的理想實(shí)驗(yàn)和相應(yīng)的推理過程,領(lǐng)會實(shí)驗(yàn)加推理的科學(xué)研究方法,培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)推理和想象能力。4.能通過實(shí)例說明質(zhì)量是物體慣性大小的量度。
教學(xué)重點(diǎn)：1.通過回顧歷史探究過程理解牛頓第一定律；慣性的理解； 2.通過回顧歷史探究過程體會理想實(shí)驗(yàn)的魅力
教學(xué)難點(diǎn)：1.力和運(yùn)動的關(guān)系；慣性和質(zhì)量的關(guān)系2.通過回顧歷史探究過程體會理想實(shí)驗(yàn)的魅力
教學(xué)過程 教學(xué)活動 設(shè)計(jì)意圖
出示學(xué)習(xí)目標(biāo)1、了解伽利略理想斜面實(shí)驗(yàn)和相應(yīng)的推理過程，領(lǐng)會實(shí)驗(yàn)加推理的科學(xué)方法。2、能準(zhǔn)確地?cái)⑹雠ｎD第一定律的內(nèi)容，并能對該定律所揭示的運(yùn)動和力的關(guān)系問題有比較深刻的理解。創(chuàng)設(shè)情景、引入課題：運(yùn)動的雞蛋與靜止的雞蛋相碰，靜止的雞蛋容易破碎。同學(xué)們思考為什么會出現(xiàn)這樣的情況？（一）回顧歷史、探究規(guī)律兩千多年前，希臘哲學(xué)家通過觀察得出：必須有力作用在物體上，物體才能運(yùn)動;沒有力的作用，物體就要靜止在一個地方。力是維持物體運(yùn)動狀態(tài)的原因。請同學(xué)們用生活中的實(shí)例驗(yàn)證亞里士得多的結(jié)論。并說明結(jié)論是否正確。(二)質(zhì)疑假設(shè)，科學(xué)猜想當(dāng)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(dāng)球沿水平面滾動時，它的速度應(yīng)該不增不減。實(shí)際觀察的結(jié)果是：沿水平面滾動的球越來越慢，最后停下來。①現(xiàn)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(diǎn)，球停下來是因?yàn)闆]有力的作用。伽利略恰恰從這一現(xiàn)象出發(fā)，對亞里士多德的觀點(diǎn)提出質(zhì)疑。②質(zhì)疑：滾動的球之所以停下來，真的是因?yàn)闆]有力的作用嗎？設(shè)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。實(shí)驗(yàn)：改變了水平面的粗糙程度，發(fā)現(xiàn)：水平面越光滑，球滾得越遠(yuǎn)。于是，他推斷這是摩擦阻力作用的結(jié)果。結(jié)論：滾動的球停下來，是摩擦阻力作用的結(jié)果。③假設(shè)：若沒有摩擦阻力，沿水平面滾動的球?qū)⒃鯓舆\(yùn)動呢？④猜想：若沒有摩擦阻力，球?qū)⒂肋h(yuǎn)滾動下去。同學(xué)們，提出了猜想之后，那如何來進(jìn)行驗(yàn)證呢？過渡：利用氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證滑塊不受力時物體一直運(yùn)動。（三）實(shí)驗(yàn)探究，得出結(jié)論（1）雙斜面實(shí)驗(yàn)左斜面固定，右斜面傾角可變。實(shí)驗(yàn)中我們設(shè)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，觀察小球上升的最大高度怎樣變化。重復(fù)一次。思考：1．小球所受摩擦阻力的大小與小球上升的最大高度之間有什么關(guān)系？2．摩擦阻力的大小與釋放點(diǎn)到上升的最高點(diǎn)的高度差是什么關(guān)系？3．如果沒有摩擦，小球會上升到多高的地方？減小右斜面傾角，觀察小球沿斜面運(yùn)動的最遠(yuǎn)距離怎樣變化，繼續(xù)減小傾角，重復(fù)幾次實(shí)驗(yàn)。思考：1．減小右斜面傾角，小球沿斜面運(yùn)動的最遠(yuǎn)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(yuǎn)距離怎樣變化？小球?qū)⑸仙蕉喔叩牡胤剑竣蹖⒂倚泵娣牌剑尫判∏颍^察小球的運(yùn)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?qū)L到哪里去呢？實(shí)驗(yàn)事實(shí)邏輯推理（無摩擦，右斜面足夠長）右斜面固定摩擦越小,球滾得越高球?qū)L上原來的高度減小右傾角球沿斜面滾得越遠(yuǎn)球沿斜面滾得越遠(yuǎn)，一直滾到原來的高度放平右斜面球滾得最遠(yuǎn)球?qū)⒁恢睗L動下去 （2）理想實(shí)驗(yàn)的魅力：實(shí)驗(yàn)（事實(shí)）+邏輯推理 通過可靠的實(shí)驗(yàn)事實(shí)，加上合理的邏輯推理，得出規(guī)律的一種方法。 理想實(shí)驗(yàn)的魅力：實(shí)驗(yàn)不能實(shí)現(xiàn)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(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。這個評價實(shí)事求是，從亞里士多德到伽利略，經(jīng)歷了2000多年，物理學(xué)徘徊不前；從伽利略到愛因斯坦，只經(jīng)歷300多年，物理學(xué)的大廈初步建立，大師輩出。這都得益于伽利略首創(chuàng)的實(shí)驗(yàn)研究方法。過渡：通過雙斜面理想實(shí)驗(yàn)，伽利略得出了結(jié)論。（3）伽利略：若沒有摩擦阻力，沿水平面滾動的球?qū)⒂肋h(yuǎn)運(yùn)動下去。得出結(jié)論：力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)得原因過渡：與伽利略同時代的法國科學(xué)家笛卡爾對他的觀點(diǎn)進(jìn)行了補(bǔ)充。（四）補(bǔ)充完善，形成定律（1）笛卡爾的補(bǔ)充：除非物體受到力的作用，物體將永遠(yuǎn)保持其靜止或運(yùn)動狀態(tài)，永遠(yuǎn)不會使自己沿曲線運(yùn)動，而只保持同一速度在直線上運(yùn)動。這應(yīng)成為一個原理，它是人類整個自然觀的基礎(chǔ)。對比思考：笛卡爾具體在哪個問題做出了補(bǔ)充？笛卡爾補(bǔ)充了：物體不受力時保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)以及運(yùn)動方向。而且笛卡爾認(rèn)為這應(yīng)該是成為一條定理，是自然觀的基石 過渡：1642年，伽利略逝世，1643年牛頓在英國誕生。牛頓是人類歷史上最偉大的科學(xué)家之一。主要貢獻(xiàn)有發(fā)明了微積分，發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律和經(jīng)典力學(xué)，設(shè)計(jì)并制造了第一架反射式望遠(yuǎn)鏡等等。牛頓在1687年出版的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》一書中提出了三條運(yùn)動定律。牛頓把伽利略、笛卡爾的正確結(jié)論總結(jié)成為牛頓第一定律，它是牛頓物理學(xué)的基石。牛頓第一定律：一切物體總保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)。過渡：現(xiàn)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(yùn)動和力的關(guān)系是怎樣的？（一）運(yùn)動和力的關(guān)系：力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因。物體不受力，保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)；運(yùn)動狀態(tài)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(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)”，這能不能通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證呢？（二）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(xiàn)象可以幫助我們理解牛頓第一定律。思考：定律中還論述了什么呢？慣性：1.概念：物體保持原來的勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)。設(shè)問：一切物體都有慣性。做變速運(yùn)動的物體有慣性嗎？當(dāng)物體做變速運(yùn)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(xù)向前滑行一段距離。2.一切物體有慣性，有抵抗運(yùn)動狀態(tài)變化的“本領(lǐng)”。 物體慣性大，“本領(lǐng)”大，運(yùn)動狀態(tài)難改變；物體慣性小，“本領(lǐng)”小，運(yùn)動狀態(tài)易改變。思考并猜想：物體的慣性大小和什么因素有關(guān)？同學(xué)們能否設(shè)計(jì)一個簡單而且直觀的實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證你的猜想呢？先觀看情景回答作出猜想，在觀看完整視頻做出解釋并且得出結(jié)論3.慣性與質(zhì)量：質(zhì)量是慣性大小的量度。質(zhì)量只有大小，沒有方向，是標(biāo)量。在國際單位制中，質(zhì)量的單位是千克，單位符號為kg。過渡：現(xiàn)在，就可以理解運(yùn)動的雞蛋與靜止的雞蛋相碰為什么靜止的雞蛋容易破碎。思考討論：生活中還有哪些關(guān)于慣性的列子呢，舉例并應(yīng)用相關(guān)知識解釋現(xiàn)象四、課堂小結(jié) 同學(xué)們這節(jié)課學(xué)習(xí)到了什么呢？1.亞里士多德觀點(diǎn)：物體的運(yùn)動需要力來維持；2.伽利略觀點(diǎn)：若沒有摩擦，小球?qū)⒂肋h(yuǎn)運(yùn)動下去；3.笛卡爾觀點(diǎn)：如果運(yùn)動的物體沒有受到力的作用，它將繼續(xù)以同一速度沿同一直線運(yùn)動， 既不會停下來，也不會偏離原來的方向。4.牛頓觀點(diǎn)：總結(jié)歸納，形成結(jié)論。 學(xué)生活動體會物理情景同時思考回答問題。體會亞里士多德的觀點(diǎn)體會伽利略質(zhì)疑的來源，同時了解他猜想中的邏輯。實(shí)際觀察的結(jié)果是：沿水平面滾動的球越來越慢，最后停下來。同學(xué)們思考：滾動的球之所以停下來，真的是因?yàn)闆]有力的作用嗎？到底是因?yàn)槭裁矗矬w才會停下來？觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象在老師引導(dǎo)下然后并對現(xiàn)象作出解釋同時對一些特殊情況作出猜想：如果沒有摩擦小球?qū)⒁恢睗L動下去。分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，經(jīng)過合理的推理得出結(jié)論，同時再次體會理想實(shí)驗(yàn)的魅力。體會物理學(xué)發(fā)展的曲折，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任。對比思考：笛卡爾具體在哪個問題做出了補(bǔ)充？大概了解牛頓在物理學(xué)中的地位。理解定律思考：物體不受力時“總保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)”，這能不能通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證呢？知道質(zhì)量是慣性大小的量度回顧課堂學(xué)習(xí)，總結(jié)反思 調(diào)動積極性，讓學(xué)生體會物理來源于生活，培養(yǎng)學(xué)生從生活情景中挖掘物體問題的能力；讓學(xué)生認(rèn)識到物理來源于生活，培養(yǎng)學(xué)生從認(rèn)識現(xiàn)象到了解其原理和本質(zhì)的物理思維。了解物理學(xué)發(fā)展過程的困難，培養(yǎng)學(xué)生不懼困難，敢于質(zhì)疑、敢于猜想的科學(xué)精神。培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任，體會理想實(shí)驗(yàn)的魅力，領(lǐng)會實(shí)驗(yàn)過程中的研究方法，同時培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。同時再次體會理想實(shí)驗(yàn)的魅力。體會物理學(xué)發(fā)展的曲折，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任。能通過實(shí)例說明質(zhì)量是物體慣性大小的量度；能準(zhǔn)確敘述牛頓第一定律的內(nèi)容,并能對該定律所揭示的運(yùn)動和力的關(guān)系問題有較深刻的理解。落實(shí)教學(xué)目標(biāo)，培養(yǎng)學(xué)生回顧復(fù)習(xí)，及時反思的學(xué)習(xí)習(xí)慣，
板書設(shè)計(jì) 牛頓第一定律亞里士多德：提出問題伽利略：研究方法笛卡爾：補(bǔ)充說明牛頓：形成結(jié)論

展開更多......

收起↑