知識目標:
知道牛頓第一定律,常識性了解伽利略理想實驗的推理過程。
能力目標:
1、通過斜面小車實驗,培養學生的觀察能力。
2、通過實驗分析,初步培養學生科學的思維方法(分析、概括、推理)。
情感目標:
1、通過科學史的簡介,對學生進行嚴謹的科學態度教育。
2、通過伽利略的理想實驗,給學生以科學方法論的教育。
教學建議
教材分析
教材首先通過回憶思考的形式提出問題:如果物體不受力,將會怎樣?通過小車在不同表面運動的演示實驗,使學生直觀的看到物體運動距離與阻力大小的關系,為講解伽利略的推理作準備。然后講述伽利略的推理方法和通過推理得出的結論,再介紹迪卡兒對伽利略結論的補充,牛頓最后總結得出的牛頓第一定律。通過這些使學生了解定律的得出是建立在許多人研究的基礎上的,正如牛頓所說:“如果說我所看的更遠一點,那是因為站在巨人肩上的緣故”。最后指出牛頓第一定律不是實驗定律,而是用科學推理的方法概括出來的,定律是否正確要通過實踐來檢驗。給學生以科學方法論的教育。
本節課的重點是揭示物體不受力時的運動規律,即牛頓第一運動定律。
教法建議
1、學生學習牛頓第一定律的困難在于從生活經驗中得到的一種被現象掩蓋了本質的錯誤觀念,認為物體的運動是力作用的結果。如推一個物體,它就動,不再推它時,它便靜止。為使學生擺脫這種錯誤觀念,首先要把運動和運動的變化區別開,樹立從靜到動和從動到靜都是“運動狀態改變”的概念,這是為了揭示力和運動的關系做的重要鋪墊。其次,通過實驗確立“力是改變運動狀態的原因”的概念。再通過推理建立“不受力運動狀態不變”的概念。
2、通過演示實驗的比較、分析、綜合、推理是本節課的核心,可對學生進行簡單的科學推理方法的教育。在此演示實驗中可通過設計不同的問題滲透研究方法。
3、本節課可按著人類對知識的認識順序組織教學,讓學生體會規律的認識過程,對學生進行學史教育。從亞里士多德的觀點——伽利略的研究——笛卡爾的補充——牛頓的總結。
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,高中階段的學習,首先應該在已有知識的基礎上,糾正一些片面的、不恰當的認識,進一步深化和提高對相關問題的認識,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狀態的原因”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。讓學生思考亞里士多德是一個非常博學的人,為何他的錯誤觀點能影響人們兩千年呢?牛頓所做的工作不僅是進行總結,更是從物理上賦予了明確的內涵,這其中包括慣性和力作為科學概念的提出。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、學情分析
學生在初中學習中,已經了解了牛頓第一定律的基本內容,了解了伽利略的理想實驗,但是對其認識還不夠深入。力是維持物體運動狀態的原因還是改變物體運動狀態的原因,學生還不是很清楚。要正確認識它,就要克服日常經驗帶來的錯誤認識,讓他們通過觀察、思考,來澄清錯誤的認識。同時在課堂教學中,應引導學生特別注意伽利略的理想實驗,注意它忽略次要因素、抓住主要因素的科學研究方法,課堂教學中,還應要通過多媒體教學手段,為學生學習創設情景。
三、教學過程設計
【學習目標】
(一)知識與技能:
1、理解牛頓第一定律的內容和意義。
2、知道慣性的概念,知道慣性大小跟質量有關,能夠正確解釋有關慣性的現象。
(二)過程與方法:
回顧亞里士多德、伽利略、笛卡爾及牛頓等物理學家的科研過程,感受他們的研究方法,重點感悟伽利略的物理研究方法。
(三)情感態度價值觀:
通過亞里士多德和伽利略對力和運動關系的不同認識,通過對笛卡兒的觀點和牛頓第一定律的比較分析,了解人類認識事物本質的曲折性。感悟科學是人類進步的不竭動力。
【重點難點】
重點:
1.對牛頓第一運動定律和慣性的正確理解
2.科學思想的建立過程
難點:
1.牛頓第一定律的理解和應用
2.質量是慣性唯一量度的理解
【考綱要求】
牛頓運動定律是動力學的基礎,考綱對其要求屬于理解、應用級別
【學習內容】
通過播放兩個和慣性有關的視頻引入新課
問題1:
一、第二兩個自然段,回答下面兩個問題:亞里士多德對力和運動的觀點是什么?此觀點是正確還是錯誤的?
問題2:恩格斯稱亞里士多德是最博學的人,他的研究涉及生物、天文、氣象、數學、物理等方面,他是西方文化的奠基人,但他持有的“力是維持物體運動的原因”錯誤觀點,為何能延續兩千年呢?
問題3:馬如果不拉車,車為什么總要停下來呢?
一、理想實驗的魅力
1、伽利略的理想實驗
(1)(實驗事實)。
(2)(科學推想)若另一個斜面光滑,則小球一定會滾到另一斜面的高度。
(3)(科學推想)若減小另一個斜面的傾角,則小球高度,不過,在另一個斜面上將滾得更遠。
(4)(科學推想)若把另一個斜面改成光滑的水平面,則物體將。
理想實驗是建立在可靠的實驗事實基礎上的一種科學研究方法。
2、伽利略的結論:水平面上運動的物體之所以停下,是因為物體,所以,力不是物體運動的原因。問題4:為何說伽利略的斜面實驗是理想斜面實驗呢?
愛因斯坦評價伽利略:伽利略的發現以及他所用的科學的推理方法是人類思想史上最偉大的成就之一,而且標志著物理學的真正開端。
問題5:閱讀課本69頁第三段,笛卡爾的觀點是什么?
二、牛頓物理學的基石——慣性定律
牛頓在伽利略、笛卡爾等人研究的基礎上進一步完善得出牛頓第一定律。閱讀課本69頁第
四、第五自然段完成下面的填空:
1、內容:一切物體總保持狀態或狀態,除非迫使它改變這種狀態,這就是牛頓第一定律。
思考:牛頓第一定律能不能用實驗來驗證?什么時候可以看作不受力?并舉例說明。
2、對牛頓第一定律的理解
(1)明確了慣性的概念
定律的前半句話“一切物體總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態”揭示了一切物體都具有一個固有屬性——慣性,即物體總保持或的性質,牛頓第一定律指出一切物體在任何情況下都具有,因此牛頓第一定律又叫
(2)確定了力的含義
定律的后半句話“除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態”,實際上是對力的定義,即力是改變物體(速度)的原因,并不是維持物體運動的原因。
(3)牛頓第一定律不是一條實驗定律
牛頓第一定律指出物體時的運動規律,他描述的只是一種理想狀態,而實際中的物體是不存在的,當物體所受為零時,其效果和不受外力的作用效果相同。
列舉演示生活中的慣性現象,并解釋本科開頭的兩個視頻。
三、慣性與質量
1、慣性與力的關系
(1)慣性力,而是物體本身固有的一種性質,因此說“物體受到了慣性作用”“產生了慣性”“受到慣性力”等都是錯誤的。
(2)力是改變物體的原因,慣性是維持物體運動狀態的原因。慣性越大,運動狀態改變。
(3)慣性與物體的受力情況。
2、慣性與速度的關系
(1)速度是表示物體運動快慢的物理量,慣性是物體本身固有的性質。
(2)一切物體都有慣性,與物體是否有速度及速度的大小均。
【學情分析】
在初中階段的學習中,學生雖然除了“慣性與質量”這一問題沒有專門學習外,關于本節其他的知識都有了大致地了解,但是他們只知道亞里士多德的觀點總是錯的,只知道伽利略做了個理想實驗就得出了牛頓第一定律。通過本節課的學習,首先應該在已有認識的基礎上,糾正一些片面、不恰當的認識,進一步深化和提高對相關問題的認識。其次引導學生通過小組合作討論,再現伽利略的斜面實驗的過程,讓學生深刻體會伽利略偉大的科學方法和思維歷程。
【教學目標】
知識與技能:
1、通過對幾位科學家們的了解,使學生認識到有關運動和力的關系的歷史發展過程。
2、通過對牛頓第一定律的進一步理解,使學生知道什么是慣性,理解質量是物體慣性大小的量度,會正確解釋有關慣性的現象。
過程與方法:
1、通過伽利略的理想實驗,使學生受到科學方法論教育。
2、通過對分組實驗的探究過程,使學生理解牛頓第一定律的內容和意義。
3、通過對生活中慣性現象的解釋,培養學生靈活運用所學知識解決問題的能力。
情感態度價值觀:
1、通過對發現牛頓第一定律歷史過程的了解,培養學生辨證看待問題的能力,培養學生敢于堅持真理、不迷信權威的科學探究精神。
2、培養學生的觀察能力,抽象思維能力、應用定律解決實際問題的能力及客觀公正評價事物的能力。
【教學重點】
1、科學思想的建立過程
2、牛頓運動第一定律、慣性
【教學難點】
對牛頓運動第一定律、慣性和理想實驗的正確理解
【教學用具】
自制教具、多媒體課件
【教學過程】
教學
環節
教師活動
學生活動
設計意圖
激趣入境
播放視頻短片,引導學生思考問題
通過觀看視頻,學生思考物體的運動是否需要力來維持?
通過生活中的實例,引起學生的學習興趣。
導引體驗
1、《牛頓第一定律》教學設計采用不同的方式推動小車,引導學生觀察現象,分析原因。
2、引導學生思考小球上升高度和運動距離可能與哪些因素有關。
3、給學生提供實驗器材,引導學生進行實驗設計:探究影響小球上升高度和運動距離的外在因素。
4、組織學生演示自己的實驗設計方案。
學生分組實驗,體驗實驗過程,分析總結實驗現象的原因。
積極思考,大膽猜測。
學生分組設計實驗方案,得出正確實驗結論。
歸納總結實驗的現象及產生的原因
通過學生親身體驗,感受力和運動的關系。
通過學生的猜測,培養學生積極探索自然科學的精神。
通過實驗方案設計,培養學生小組合作的能力,通過對設計方案的演示,培養學生的動手操作能力。
學生分組討論,歸納總結。
閱讀教學,思考笛卡兒對力和運動關系的認識。
分組討論,思考問題。
積極思考,主動發言。
思考問題,列舉生活中的實例。
通過對科學家研究過程的討論,培養學生歸納總結的能力。
通過閱讀教材,培養學生的閱讀能力。
通過對慣性的學習,使學生感受到物理知識就在我們身邊。
訓練達標
引導學生利用慣性的知識,思考下列問題:
1、怎樣才能把一個較輕的泡沫小球扔到天花板上?
2、利用什么方法將混雜在一起的米粒和碎紙片分離開來?
學生思考討論,分小組完成實驗任務,思考如何利用慣性的知識解釋實驗現象
培養學生利用所學知識解決生活中的實際問題,做到“學以致用”,培養學生解決實際問題的能力
課堂小結
1、牛頓第一定律:
2、牛頓第一定律的意義
3、慣性及其應用
回顧本節課探究過程以及所學到的知識。
回顧知識,加深印象,有助于引導學生養成階段反思的習慣。
拓展延伸
一個在日本的旅游者,想來中國、他設想將自己懸掛在空中的大氣球中,由于地球的自轉,只要在空中停留幾個小時,就可以到達中國,您認為這有可能實現嗎?為什么?
積極思考,課后討論
培養學生運用已學知識解釋實驗現象的能力,并將所學知識延伸到課外。
【板書設計】
1、力和運動的關系
亞里士多德、伽利略、笛卡兒、牛頓
2、牛頓第一定律
(1)內容
(2)意義
3、慣性及其應用
[目標]
一、知識與技能
1、知道伽利略的理想實驗及其主要推理過程和推論,知道理想實驗是科學研究的重要方法
2、理解牛頓第一定律的內容及意義;理解力和運動的關系,知道物體的運動不需要力來維持。
3、理解慣性的概念,知道質量是慣性大小的量度;會用慣性解釋一些現象。
二、過程與方法
1、觀察生活中的慣性現象,了解力和運動的關系
2、通過實驗加深對牛頓第一定律的理解
3、理解理想實驗是科學研究的重要方法
三、情感態度與價值觀
1、通過伽利略和亞里士多德對力和運動關系的不同認識,了解人類認識事物本質的曲折性
2、感悟科學是人類進步的不竭動力
[重點]
1、理解力和運動的關系
2、對牛頓第一定律和慣性的正確理解
3、理想實驗
[教學難點]
1、力和運動的關系
2、慣性和質量的關系
[課時安排]
1課時
[教學過程]
[引入]
師:同學們,在前面的學習中我們學習了怎樣描述物體的運動,知道了物體的一些運動規律,但同學們有沒有想過:同一個物體不同的情況下可以做出不同的運動,究竟是什么決定了物體的運動情況?要討論這個問題,就要研究運動與力的關系。所以,從今天開始,我們就一起來探究運動與力的關系。
一、據生活現象思考探究
師:現在請同學們結合日常生活經驗,分組探討一下運動和力是怎樣的一種關系,并試著回答以下一些問題。
1、物體的運動需要力來維持嗎?是不是有力物體就能運動,沒力物體就靜止。給物體一初速度,物體在不同平面上滑動,體會物體運動不需要力來維持。
2、物體的運動方向跟力的方向一樣嗎?
以拋粉筆為例
3、物體的運動僅由力決定嗎?
拋粉筆為例
4、物體什么情況下做直線運動?什么情況下做曲線運動?
以拋粉筆為例
5、物體做直線運動時,什么情況下加速?什么情況下減速?
以拋粉筆為例。
【牢記】:物體的運動不需要力來維持,沒有力物體也能運動:勻速直線運動;運動方向與力的方向無必然聯系;當速度與力同一直線時,物體做直線運動;速度與力不在同一直線時,曲線運動;同一直線時,力與速度同向,加速;力與速度反向,減速。
要讓學生明白:物體此刻的速度是由上一刻的速度和上一刻的受力決定的,此刻的速度及此刻的受力決定下一刻的速度。(比方:今天的結果是前面的表現決定的,要想今后的結果能改變,必須從現在開始。)
二、歷史上人類對運動與力的關系的認識
師:愛因斯坦曾把一代代科學家探索自然奧秘的努力,比做福爾摩斯偵探小說中警員破案的過程。在偵探故事中,有時候明顯可見的線索卻把人們引到錯誤的判斷上去,也就是說光憑經驗來做判斷是靠不住的。
師:長期以來,在研究物體運動原因的過程中,人們的經驗是:要使一個物體運動,必須推它或拉它。因此,人們直覺地認為,物體的運動是與推拉等行為相聯系的,當不再推、拉的時候,原來的運動便停止下來。根據這類經驗,亞里士多德得出結論:必須有力作用在物體上,物體才能運動;沒有力的作用,物體便要停止。我想不僅是亞里士多德這樣想,就是在現在,很多人還是這樣想的,因為它與我們的現實生活經驗相一致。但這卻是個錯誤的結論。是由明顯可見的線索引出的錯誤判斷,而且這個錯誤結論竟維持了近兩千年。直到三百多年前,伽俐略創造了有效的“偵察”方法,發現了正確的線索,揭示現象的本質,成為物理學中的福爾摩斯。
師:伽俐略注意到,當一個球沿斜面向下滾動時,它的速度越來越大;向上滾動時,速度越來越小。他由此猜想:當球沿水平面滾動時,速度應該不增不減。實際上他發現,球越來越慢,最后停下來。伽俐略認為,這是由于摩擦阻力的原因,因為他同樣還觀察到,表面越光滑,球便會滾動得越遠。于是他推斷:若沒有摩擦阻力,球將永遠滾下去。
師:伽俐略為了說明他的思想,設計了一個實驗(伽俐略斜面實驗):讓一個小球沿一個斜面從靜止狀態開始滾下,小球將滾上另一個斜面,如果沒有摩擦,小球將升到原來高度。減小后一斜面的傾角,小球在這個斜面上仍然達到同樣高度,但這一次為了達到同樣高度,比第一次滾得遠些。繼續減小第二個斜面的傾角,小球達到同一高度時將會滾得更遠。于是他問道:若將后一個斜面放平,球會滾動多遠?結論顯然是,球將永遠滾動下去。這就是說物體的運動不需要力來維持,沒有力物體也可以運動(比如在光滑水平上,只要給物體個初速度,物體將以這個速度永遠運動下去),而力恰好是改變物體運動狀態(運動速度)的原因,比如物體加速和減速時都需要受到力的作用。當然我們不能消除一切阻力,也不能把水平木板做得無限長,所以這個實驗是“理想實驗”帶領學生觀察動畫及視頻文件,先看理論動畫,再看演示實驗。
注意:理想實驗不是空想實驗,它是可靠實驗事實加上理論推導。
師:與伽俐略同時代的法國科學家笛卡爾補充和完善了伽利略的觀點。明確指出:除非物體受到外力的作用,物體將永遠保持靜止或運動狀態,永遠不會使自己沿曲線運動,而只保持在直線上運動。他還認為,這應該作為一個原理加以確立,并且是人類整個自然的基礎。
三、牛頓第一定律
牛頓物理學的基石???慣性定律
伽俐略和笛卡爾的正確結論在隔了一代人以后,由牛頓總結成動力學的一條基本定律:
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。
注意:學習物理的過程中大家已經對亞里士多德這個名字很熟悉了,并且每次提到的都是他的錯誤觀點,好像成了反面教材,這里我要向大家說明一下:亞里士多德是個非常偉大的人。恩格斯稱亞里士多德是最博學的人,亞里士多德的研究涉及生物、天文、氣象、數學和物理等,成果十分豐富,是西方文化的奠基人。他追求以世界的本來面目來說明各種自然現象,比如說:他認為天上的運動應該是完美的勻速圓周運動、地上的物體都應該是靜止的。他認為物體的運動需要力來維持,是與大量的“事實”相一致的。他一直追求真理,只不過因為當時研究物理總是靠直覺和思維來進行。因此,他的這一錯誤觀點影響了人們兩千多年。
伽利略實在是一個偉大的科學家,他第一個意識到了摩擦力??一個本質至今還沒有被認識清楚的問題。有了這一點,加上他又具有豐富、發散而有嚴謹的科學思維能力,設計出其理想實驗就顯得比較自然了。我們認為理想實驗首要的意義在于它摒棄了那種單純依靠思辯來研究物理的行為方式,而確立了實驗在物理研究中的基本地位。從物理史實上可以發現,這時伽利略認為的地面上的物體除靜止外的另一本來面目是勻速圓周運動(而不是勻速直線運動),伽利略是一個偉大的科學家,在物理史上有著不可取代的地位,是因為他第一次確立了物理實驗在物理研究中的重要性,研究物理不再是單純地靠直覺和思維。是笛卡爾第一個明確指出:除非物體受到外力作用,物體將永遠保持靜止或勻速直線運動狀態。這確實是人類思想認識上的一次飛躍。因此,笛卡爾認為上述論斷應該作為一個原理加以確立,且是人類整個自然觀的基礎是十分合理的。笛卡爾當時還指出:在太空環境中可以實現物體不受外力的作用,這時物體的運動就滿足理想實驗的條件(解放了人們的思想,拓寬了看問題的視野)。
牛頓所做的工作不僅是進行了總結,更是從物理上賦予了明確的內涵,這其中包括慣性和力作為科學概念地提出,以及慣性參考系等,同時明確了力和物體運動及其變化之間的直接因果關系。
【牢記】:
1、運動并不需要力來維持,因而力并不是使物體運動的原因;只有當物體的運動狀態發生改變的時候,才需要力,所以力是改變物體運動狀態的原因
2、不受力的物體是不存在的,所以牛頓第一定律是理想定律,不能用實驗來驗證。
3、物體具有保持勻速直線運動狀態或靜止狀態的性質,這種性質稱慣性。所以牛頓第一定律又稱慣性定律。
師:生活中許許多多的現象可以幫助我們理解牛頓第一定律。例如冰壺。冰壺在冰面運動時受到的阻力較小,可以在較長時間內保持運動速度的大小和方向不變直到它再一次受到桿的打擊或碰到障礙物,才改變這種狀態。
觀看牛頓第一定律演示實驗
四、慣性
帶領學生觀看多媒體文件。
生活中的例子:將斧頭和木把往下敲。木把受到敲擊突然停止了。斧頭由于慣性要保持原來的運動狀態,繼續向下運動,使斧頭和木把套緊。
1、問:什么樣的物體具有慣性?物體什么時候具有慣性?
答:一切物體均具有慣性。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。
物體任何時候都有慣性,慣性是一種固有屬性。
2、慣性可以被克服嗎?
答:慣性是物體的固有屬性,不是力,不能避免或克服。
3、速度可以突變嗎?
答:當有外力作用迫使物體改變運動狀態時,物體的運動狀態會在原有的基礎上發生變化,慣性的大小就表現為物體運動狀態改變的難易程度。正因為物體的運動狀態是在原有的基礎上一點點變化的,所以速度是不能突變的。
4、物體的慣性大小由什么決定呢?與速度有關嗎?
答:慣性的大小僅由質量決定。
這里有一個易錯點:很多同學認為速度大,慣性大;速度小,慣性小。原因是他們把“運動狀態改變的難易程度理”理解為“物體從運動到靜止的難易程度”。
分析:正是因為有外力的作用才使得物體的運動狀態發生改變,所以要比較兩個物體運動狀態改變的難易程度,最起碼要給它們相同的外力作用,才好進行比較。(不恰當的比方:想看兩個人一天誰掙的錢多,最起碼要給他們相同的本錢)
要比較速度變化的難易程度其實就是比較物體的加速度,加速度反映了相同時間內物體速度變化的大小關系,而在相同的外力作用的情況下,物體的加速度大小是僅僅是由質量決定的。所以慣性僅僅由質量決定。(a大,速度變化容易;a小,速度變化難)
慣性的大小僅由質量決定。但由于慣性是屬性不是物理量,所以不能具體講1千克的物體有多少慣性。例:如手擋相同速度的籃球和汽車。如果一輛空車和一輛裝滿貨物車在相同的牽引力作用下由靜止開始運動,它們的運動狀態改變的情況并不相同,空車的質量小,在較短的時間內可以達到某一速度,運動狀態容易改變。裝滿貨物的車,質量大,要在很長的時間內才能達到相同的速度,運動狀態難以改變。慣性大小在實際中是經常要加以考慮的。當我們要求物體的運動狀態容易改變時,應該盡可能減小物體的質量。殲擊機的質量比運輸機、轟炸機的質量要小得多,在戰斗前還要拋掉副油箱,以進一步減小質量,就是為了要提高殲擊機的靈活性。相反,當我們要求物體的運動狀態不容易改變時,應該盡量增大物體的質量,抽水站的電動抽水機和水泵都固定在很重的機座上,就是要增大它們的質量,以盡量減小它們振動或避免意外的碰撞而移動。
【教學目標】
1、識與技能:知道牛頓第一定律;知道慣性的概念及應用。
2、過程與方法:認識伽利略的理想實驗方法;通過活動體驗任何物體都有慣性。
3、情感。態度。價值觀:通過將所學知識應用到生產。生活實踐中,感受科學就在身邊,強化STS的要求。
【教學重難點】
1、知道牛頓第一定律;知道慣性的概念及應用。
2、通過將所學知識應用到生產。生活實踐中,感受科學就在身邊。
【教學過程】
一、復習導入
師生互動探究新知
1、力的作用效果是什么?
2、世界上的一切物體都在,絕對不動的物體是不存在的。
師講解:
1、研究力和運動關系的歷史回顧。
2、探究力與運動關系的實驗:伽利略理想實驗
3、牛頓第一定律的內容
提問復習內容:
注意引導力與運動可能存在的關系,引出本章所學內容。
引導學生閱讀課本,觀察四幅圖,思考物體最終停下來的原因。
二、講解及注意點
閱讀課本,回顧20xx年以前的亞里士多德的觀點。
介紹300年前伽利略對力與運動的探究和他的理想實驗。
比較亞里士多德和伽利略觀點的不同,設計實驗探究結論。
要求預習課本,注意探究的方法,明確探究實驗的目的。儀器。步驟。準備就緒后,教師演示實驗,注意引導學生觀察實驗現象,同時記錄實驗現象和數據,明確實驗中的注意事項。對實驗現象進行歸納和總結,得出實驗結論。
一切物體在沒有受到外力作用的情況下,總保持靜止狀態或勻速直線運動狀態。強調“一切物體”、“不受外力”、“總保持”和“或”的意思。
適當補充練習?;貞浺郧八鶎W,積極回答老師提出的問題,明確要研究的對象。鞏固以前所學。
按要求觀察課本上的圖形,分析物體最終停止的原因。了解歷史上的科學家對力和運動的研究歷程,體會人們對真理的不懈追求,樹立努力學習的信心。知道伽利略理想實驗。
明確探究實驗的目的。儀器。步驟。進一步復習探究問題的方法和步驟。找出實驗的注意事項。認真觀察實驗現象,積極思考,記錄實驗現象和數據。討論實驗現象并進行歸納和總結,得出實驗結論。
明確定律內容,分析定律的關鍵點,明確定律適用的范圍和條件。
(一)教學目的
1.知道牛頓第一定律。
2.通過學習,提高學生的邏輯推理能力和科學想象能力。
(二)教具
慣性小車、斜面、木板、毛巾、標志小旗。
(三)教學過程
一、復習提問
力的作用效果有哪些?
二、新課引入
教師:我們學過了力,一切物體都受到力的作用。我們也學過了運動,運動是絕對的,一切物體都在運動,靜止只是相對的。物體都受力,同時又都在運動,力的效果之一就是力能改變物體的運動狀態??梢?,力和物體的運動有密切的聯系。我們在這一章中要學習力和運動二者之間的聯系。
三、進行新課
1.歷史的回顧
教師:古希臘的學者亞里斯多德早在兩千年前就提出“力是維持物體運動的原因”。他的根據是一個物體(例如一輛車)運動起來后必須用力才能使它不停地運動下去,失去力的作用,運動會停下來。初看起來,他的觀點似乎符合實際情況,所以這個觀點在人類的歷史上統治了近一千七百年。直到三百年前,人們才開始對這個觀點是否正確提出疑問,并由伽利略和牛頓等幾位科學家對力和運動的關系提出了科學的論斷。
2.做課本圖91所示實驗
(1)教師:這是一塊傾斜放置的木板,它的下端又接出一塊木板水平放置,木板上鋪一塊毛巾。讓一輛小車從斜面上的某一位置由靜止開始向下運動,注意觀察小車的運動情況。
(演示,并在小車停止處放一面小旗做為標志。畫板圖)
教師提問:小車為什么停下來?
(學生回答)
小車在水平的毛巾面上受到了阻力。
教師:亞里斯多德認為維持運動必須有力?,F在,小車恰恰是因為受到了阻力,它的運動不能維持??梢?,他的觀點缺乏一定的前提條件,因此是不確切的。
(2)教師提問:能讓小車在水平面上運動的再遠些嗎?
(學生回答)
減小水平面對小車的阻力。
(演示,用棉布表面的木板代替毛巾,重復上述實驗,并在小車停止處放小旗做標志)
教師:小車從斜面上的同一位置由靜止開始向下運動,這樣可以保證小車到達斜面底端具有跟剛才實驗時相同的速度,小車在水平面上運動得更遠了,原因是阻力小了。
(畫板圖)
教師:從實驗可知,木板對小車的阻力小了,小車運動得更遠了,它的速度經過較長的時間才變為0。
(3)教師:我們把水平放置的木板表面換成一塊比較光滑的板,重復上述的實驗。
(演示,并畫圖)
可見,水平木板對小車的阻力越小,小車運動得越遠,它的速度必須經過更長的時間才能變為0。
3.牛頓第一定律
教師:請大家設想,如果小車從斜面上滑下來,滑到一個非常光滑、阻力無限小的光滑平面上,小車的運動將如何?
(學生討論并回答)
由于有前三次實驗做基礎,這種無限光滑的平面雖然沒有,但是我們也有充分的理由認為小車將永遠運動下去.這就是歷史上伽利略所做過的實驗和通過實驗得到的結論。
法國的科學家笛卡兒進一步補充了伽利略得出的結論,使人們的認識又深化了一步。笛卡兒認為,物體不受外力時,除了速度的大小不會改變,永遠運動下去,也不會改變運動的方向。
最后,英國的著名物理學家牛頓總結了前人研究的成果,建立了力和運動的關系的第一條規律牛頓第一定律。
一切物體在沒有受到外力作用的時候,總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態,這就是著名的牛頓第一定律。
物體不受外力作用時,原來運動的物體要保持勻速直線運動;原來靜止的物體要保持靜止狀態.這個規律說明了維持物體的勻速直線運動是不需要力的。
牛頓第一定律不是從實驗中直接得出來的,但是它又有深厚的實驗基礎。它是在實驗的基礎上通過進一步的科學推理而得到的,由這個定律進一步得出的一切科學推論都經受住了實踐的檢驗,因此,牛頓第一定律早已成為大家公認的力學基本定律之一。
4.學生閱讀課本“牛頓的故事”。
四、作業
復習本節課文。
注:教材選用人教版九年義務教育初中物理第一冊。
教學目標
1、通過實驗,進行合理的推理,對學生進行科學態度和科學方法的教育。
2、知道牛頓第一定律。
3、知道牛頓第一定律的重要應用。
教學重難點
1、理解牛頓第一定律內容的含義。
2、做好演示實驗。
教學工具
多媒體
教學過程
通過上一章的學習,我們認識了力,同學們能不能舉這樣幾個例子:
①物體由靜止變為運動的例子。
②物體運動速度由快變慢的例子。
③物體運動方向改變的例子。
由上面的例子可見:物體受力后,改變了物體的什么?(運動狀態)
那物體不受外力呢?同學們猜一猜,運動狀態會怎樣呢?
靜止的物體不受外力時,會不會自己運動起來?
運動的物體不受外力時,會不會自己停下來?
(學生討論猜想)
同學們猜想的是否正確呢?我們下面就來研究探索這個問題:
Ⅰ、演示實驗:
1、介紹實驗裝置:帶斜面的長木板、小車、毛巾、棉布。
2、實驗過程:
⑴在木板上鋪一塊毛巾,讓小車從斜面上最高的一點,從靜止開始滑下,請同學們注意觀察小車在毛巾面上的運動情況。
(請學生描述小車在毛巾面上的運動情況)
問:小車為什么運動地越來越慢,最后停下來?
講述:由于阻力,小車由運動變為了靜止。
(小車停住后,在其尾部位置插一小旗。)
問:能讓小車運動得遠一些嗎?
(減小阻力,用棉布)
⑵將木板上的毛巾換為棉布,仍讓同一小車在同一斜面的同一高度由靜止開始滑下,這樣就可以保證小車到達斜面底端是的速度相同,這樣就可以保證了其他條件都不變,而只是減小了阻力。同學們注意觀察小車在棉布表面的運動情況。
現象:小車速度越來越慢最終停下,但運動距離比上次遠。
(小車停住后,在其尾部位置插一小旗)
問:小車運動距離為什么比上次遠?
(受到的阻力比上次?。?/p>
問:能讓小車運動的更遠些嗎?
(把阻力減小,用木板)
⑶撤去棉布,使用木板面。重復上面的實驗。
3、(課件模擬以上三個實驗,同時由同一高度由靜止開始滑下)和學生一起分析:
條件:同一小車,從同一高度,有靜止開始滑下(到達水平面上的速度相同)
(用氣墊道軌演示f→0的情況,然后讓學生猜想如果不受外力時物體的運動情況)
Ⅱ、實驗結論:如果物體不受外力,運動物體將速度不變的運動下去,即勻速運動。早在三百年前,意大利的物理學家伽利略就是用這種方法得出了這個結論。
(板書):物體不受外力時,運動物體—勻速
法國物理學家笛卡爾進一步補充了伽利略的結論,時人們的認識又深化了一步,笛卡爾認為運動的物體在不受外力時,除速度大小不會改變,永遠運動下去,也不會改變運動方向,即勻速直線運動。
同學們想一想,如果靜止的物體不受外力,能不能自己運動起來呢?(不能)
研究發現,靜止的物體在不受外力時,仍會靜止。
(板書):
物體不受外力時,運動物體——勻速、直線勻速直線運動
靜止物體——靜止
現在哪為同學能總結出,如果物體不受外力時,會是什么情況?
(學生總結)
一切物體在沒有受到外力作用時,總保持靜止狀態或勻速直線運動狀態。
這個結論最早是由英國物理學家牛頓總結了伽利略等人的研究成果,概括出來的,這就是我們今天要來學習的“牛頓第一定律”。
(板書課題):牛頓第一定律
(板書牛頓第一定律內容)
對學生進行表揚:總結的非常好,如果我們能早出生300年,那也許就會是以在座的某位同學的名字來命名的定律了。只要同學們認真學習,就會有更多的機會去發明、創造,為祖國、為整個人類做出貢獻。
解釋牛頓第一定律:
條件:一切物體在沒有受到外力作用時。
結論:靜止的物體保持靜止狀態
運動的物體保持勻速直線運動狀態
即:動者恒動,靜者恒靜。
牛頓第一定律告訴我們:物體的運動不需要力來維持,力的作用是改變物體的運動狀態。
牛頓第一定律是在大量實驗事實的基礎上,通過進一步的科學推理而概括出來的,這個結論雖無法直接用實驗來證明,但從定律得出的一些推論都經受住了實踐的檢驗。因此,牛頓第一定律已成為大家公認的力學三定律之一。
Ⅲ、同學們都知道兩個月前,在澳大利亞的悉尼舉行了第二十七屆奧運會,我國獲得了28枚金牌,居金牌榜第三位。運動員們為祖國爭了光,假若在運動會進行的過程中某一時刻一切外力都消失了,(這里的外力主要是指大家熟悉的重力、摩擦力、空氣阻力等。)那會發生什么情況呢?
①跳高運動員剛跳離地面時,一切外力都消失了,那會怎樣呢?
(保持勻速直線運動狀態,飛出體育場,沖出地球)
②即將起跑的運動員,一切外力消失,還能否運動起來?
③在環形跑道上進行800米比賽的運動員,剛開始時最前面的運動員速度最大,這時一切外力都消失,那后面的運動員能追上他嗎?它能到達終點,取得金牌嗎?
④學生討論,舉例。
【教學內容】
義務教育課程標準實驗教科書,物理(人教版)九年級第十二章第五節。
本節內容以日常的生活實際為基礎得出兩個相互矛盾的觀點,即“物體的運動是否需要力來維持?”并進一步用亞里士多德和伽利略兩個偉人來強化這種矛盾,從而激發學生的學習興趣;以“探究阻力對物體運動的影響”為核心,在基本的實驗事實的基礎上,調動學生的積極性,引導學生積極思維,進一步概括、推理得出結論。同時對“維持物體的運動需要力嗎?”的教學時,不要使學生對亞里士多德產生片面的認識。
【學生分析】
本節內容所涉及的現象是學生在生活中比較熟悉,也是他們容易發生興趣的現象,教學中要注意培養學生學習物理的興趣,充分發揮實驗及多媒體教學手段,迎合他們好奇,好動好強的心理特點,調動他們學習的積極性和主動性,同時初中生思維方式要求逐步由形象思維向抽象思維過渡,因此在教學中應注意積極引導學生應用已掌握的知識,通過理論分析和推理判斷來獲得新知識,發展抽象思維能力,當然在此過程仍需以一些感性認識作為依托,可以借助實驗加強直觀性和形象性,以便學生理解和掌握。
【教學目標】
知識與技能:知道牛頓第一定律的內容;
過程與方法:實驗探究阻力對物體運動的影響。
情感態度與價值觀:通過活動和閱讀感受科學就在身邊。
【教學重點】實驗探究阻力對物體運動的影響。
【教學難點】理解牛頓第一定律,并能解釋簡單的現象。
【教學過程】
教學內容
設計意圖
教材處理
師生活動
情景導入
結合本地實際,讓學生回憶騎自行車滑行的情景,給學生留下“物體受力運動,不受力停止運動”的印象。
利用多媒體展示“火車進站”“自由擺動的秋千”“地上滾動的足球”視頻,思考:這些運動的物體為什么會停止運動呢?請同學們說出你的觀點并從生活中找到其他實例來支持這個觀點。
教師展示多媒體課件并聲情并茂進行講述。
學生思考討論并說出自己的觀點
從生活實例入手,引導分析可使學生感受到物理知識并非高深莫測,增強學習物理的信心,體現了“從生活走向物理的理念”。
利用學生的認識的局限激發學生的求知欲
切入主題
亞里士多德一生勤奮治學,他的思想對人類產生了深遠的影響。他創立了形式邏輯學,豐富和發展了哲學的各個分支學科,對科學等作出了巨大的貢獻。
伽利略是近代實驗科學的先驅者,是意大利文藝復興后期偉大的天文學家、力學家、哲學家、物理學家、數學家。也是近代實驗物理學的開拓者,被譽為“近代科學之父”。
對亞里士多德和伽利略的觀點進行討論,從而引出本節課的核心內容──探究阻力對物體運動的影響。
教師簡介亞里士多德和伽利略,強調他們在各自領域的成就。
學生討論并說出自己的觀點
通過教師的介紹進一步強化學生認知上的矛盾,激發學生的學習興趣。
猜想與假設
阻力對物體的運動有何影響呢?請同學們相互討論說說自己的猜想。
教師提出問題,讓學生提出自己的想法,并讓學生說說他們的猜想依據。讓他們明白猜想不是臆想,不是胡亂瞎想。
鍛煉學生的聯想思維能力以及分析歸納能力
根據已有經驗進行合理的猜想是科學探究中最具創造性的一環,有利于培養學生的創造能力和發散思維能力。
設計實驗
同學們的猜想是否正確呢?請同學們設計實驗來證明你的猜想,在設計實驗之前,教師引導學生閱讀課本P45的相關內容。
①課本中所述的實驗方案體現了什么方法?是如何體現的?
②我們的觀察要點是什么?
③除了課本中的方法,你有沒有其他的方法?
學生討論各抒己見
引導學生將這些因素中相類似的因素合并,把問題簡化。
教師引導學生嘗試設計實驗過程
學生小組討論自主進行實驗設計
學生上臺進行展示,其他學生則對其方案進行“挑刺”,使方案更加完善合理。
通過設計實驗培養學生的創新能力
通過展示,培養學生的語言表達能力及表演能力。
進行實驗與收集證據
1.各小組進行實驗,并要求認真細致的做好實驗數據的記錄,課件展示數據記錄表格。
滑行
表面
材料
阻力
大小
滑行
距離
速度變
化快慢
1
毛巾
2
粗布條
3
木板
2.學生討論交流完成實驗數據的填寫。
3.教師演示課本所示的實驗
4.總結實驗結論
結論:平面越光滑,小車運動的距離越,這說明小車受到的阻力越,速度減小得越。
6.進一步展示實驗表格,學生討論交流完成相關內容。
滑行
表面
材料
阻力
大小
滑行
距離
速度變
化快慢
1
毛巾
大
近
快
2
粗布條
較大
較遠
較慢
3
木板
小
遠
慢
玻璃
某材料
理想平面
7.你在完成上述表格時用到了什么方法?并具體談談你是怎樣應用的。
小組成員分工協作,教師巡回指導,并提示不必局限于老師所提供的實驗器材。
教師演示過程中有意忽略控制變量法即讓小車從斜面的同一高度從靜止開始下滑。
學生認真觀察
引導學生分析實驗數據得出相關結論
教師課件展示數據記錄表格,并引導分析觀察已填數據,明確所選材料的特性,完成表格內容,為進一步得出結論打下基礎。
學生歸納所采用的方法
讓學生經歷科學探究過程,學習科學研究方法,培養學生的探索精神、實踐能力以及創新意識。
充分調動學生學習的積極性,培養學生的協作能力和動手操作能力。
教師的演示并不是學生實驗的簡單重復,旨在通過演示進一步強化學生對控制變量法的理解,培養學生的觀察能力。
通過科學想像與科學推理方法的結合,發展學生的想像力和分析概括能力,使學生養成良好的思維習慣,敢于質疑,勇于創新。
及時強化總結實驗方法,同時也使學生明確概括、推理是建立在一定的事實基礎之上的。
得出結論
1.請大家繼續用上述方法得出結論。
2.歸納得出牛頓第一定律。
一切物體在沒有受到力的作用時,總保持靜止狀態或勻速直線運動狀態。
教師引導學生進行表述。
通過對結論的表述使學生體驗到成功感,同時也使學生明確敘述的嚴密性。
強化練習
牛頓第一定律是通過分析事實,進一步概括、推理得出的,是力學基本定律之一。
課件展示習題
1.正在做曲線運動的物體,若它所受到的外力同時消失,那么它將()
A.物體立即停下來
B.物體繼續做曲線運動
C.物體將做勻速直線運動
D.物體將改變運動方向
2.關于力和運動的關系,下列說法正確的是()
A.物體受力才會運動
B.力使物體的運動狀態發生改變
C.停止用力,運動的物體就會停止
D.力是使物體保持靜止或勻速直線運動狀態的原因
學生利用所用知識認真思考討論,并叫同學到講臺上向全班同學講評,解決簡單的問題,體會成功的喜悅。
學生利用所學的知識來解決實際問題,有利于培養學生靈活運用知識的能力,創新思維能力,也能及時鞏固所學習的知識。教師要做好“欣賞者”與學生一起分享成功的喜悅。
小結
在研究阻力對物體運動的影響的實驗過程中你學到了哪些研究物理問題的方法。
教師著重引導學生從物理學習方法的小結上進行闡述
及時小結學習方法,為學習下一內容奠定方法基礎。
1.請同學們結合力的作用效果談談對牛頓第一定律的理解
2.牛頓第一定律的重要貢獻是如下兩個方面:
(1)力不是維持物體運動的原因
(2)力是改變物體運動狀態的原因。
請同學們應用生活中的實例來進一步說明支持這兩個觀點。
學生反思回顧
教師適時點撥,鼓勵學生具有創造性的奇思妙想,拓展學生的思維
通過引導學生反思,發現學習中存在的不足,促進學習能力的提高。
總結升華
通過對本章的學習你有哪些收獲呢?請同學們從以下方面進行表述。
①在物理知識方面你有哪些收獲?存在哪些疑惑?
②在物理方法的學習運用上你又有哪些收獲?
學生討論交流
及時總結在知識與學習方法上的收獲,使知識內化形成學生的能力
【教學反思】
1.本節課首先利用具體情境來調動學生學習的積極性,增強學習的動力,激發學生的興趣,然后引導學生進行分析思考以發現問題,通過學生間的交流與討論,動手操作使學生更真切的感受到物理學就在我們身邊,最后應用所學習的知識解決實際問題,使學生的能力得到進一步的提高。
2.本節課充分體現了由“教教材”到“用教材”的轉變。具體表現為在探究阻力對物體運動的影響時,教師沒有僅僅停留在課本所給出的三種材料上,而是引導學生結合生活實際進一步的推理想象,培養學生的探索精神和創新意識,便于學生對牛頓第一定律的理解。
3.本節課對物理方法的教學體現充分,具體表現為:
①在探究阻力對物體運動的影響時,教師以問題的形式提示學生對變量的控制,在教師演示實驗時又有意忽略對變量的控制以進一步的強化學生對控制變量法的應用和理解;
②在對“推理、概括”這一方法的教學中,體現了循序漸進的思想。首先對實驗數據進行分析得出一般性的結論,其次引導學生根據實驗數據進行推理,完成相關數據的填寫,并進而概括得牛頓第一定律。
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?!弊灾魈骄拷虒W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??茖W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
它山之石可以攻玉,以上就是一秘為大家整理的9篇《初中物理牛頓第一定律教案》,希望對您有一些參考價值。