物理《牛頓第一定律》教案

時間：2023-01-29 09:08:28 教案我要投稿

物理《牛頓第一定律》教案

　　一、教學(xué)目標

物理《牛頓第一定律》教案

　　知識與技能：理解牛頓第一定律的內(nèi)容及意義;理解力和運動的關(guān)系。

　　過程與方法：理解理想實驗是科學(xué)研究的重要方法。

　　情感態(tài)度價值觀：通過理想斜面的教學(xué)，體會理想實驗的魅力。

　　二、教學(xué)重難點

　　教學(xué)重點：通過回顧歷史探究過程理解牛頓第一定律;慣性的理解。

　　教學(xué)難點：力和運動的關(guān)系;慣性和質(zhì)量的關(guān)系。

　　三、教學(xué)方法

　　討論法、啟發(fā)法、講解法

　　四、教學(xué)過程

　　(一)導(dǎo)入新課

　　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(xiàn)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(jié)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(guān)系呢?帶著這些問題，我們一起來體驗古人的探究過程，學(xué)習(xí)古人的探究方法，進一步理解論述運動和力關(guān)系的牛頓第一定律。

　　(二)新課教學(xué)

　　1.情景設(shè)問，經(jīng)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(chǎn)密切相關(guān)。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(guān)系呢?

　　最早提出這個問題并給出經(jīng)驗猜想的是古希臘學(xué)者亞里士多德。

　　他根據(jù)生活生產(chǎn)經(jīng)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(jīng)驗，還能用實際經(jīng)驗驗證，所以被人們廣泛接受，并維持了近兩千年。

　　設(shè)問：我們現(xiàn)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(chuàng)了一個新的研究領(lǐng)域。

　　首先質(zhì)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(zhì)疑假設(shè)，科學(xué)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(yīng)該不增不減。實際觀察的結(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，球停下來是因為沒有力的作用。伽利略恰恰從這一現(xiàn)象出發(fā)，對亞里士多德的觀點提出質(zhì)疑。

　　②質(zhì)疑：滾動的球之所以停下來，真的是因為沒有力的作用嗎?

　　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。

　　他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。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。

　�、奂僭O(shè)：若沒有摩擦阻力，沿水平面滾動的球?qū)⒃鯓舆\動呢?

　�、懿孪耄喝魶]有摩擦阻力，球?qū)⒂肋h滾動下去。

　　過渡：伽利略設(shè)計了一個雙斜面實驗。

　　3.實驗探究，得出結(jié)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(shè)定小球始終從左斜面定位卡處由靜止釋放。

　�、俟潭ㄓ倚泵�，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到上升的最高點的高度差是什么關(guān)系?

　　3.如果沒有摩擦，小球會上升到多高的地方?

　�、跍p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(fù)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?qū)⑸仙蕉喔叩牡胤?

　�、蹖⒂倚泵娣牌�，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?qū)L到哪里去呢?

　　過渡：伽利略的雙斜面實驗是一個理想實驗。

　　(2)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(guī)律的一種方法。

　　理想實驗的魅力：實驗不能實現(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，而且標志著物理學(xué)的真正開端。這個評價實事求是，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)的實驗研究方法。

　　過渡：通過雙斜面理想實驗，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滾動下去。運動不需要力維持。

　　回顧、思考：

　�、凫o止的車、足球為什么運動起來?

　�、谶\動的車、足球為什么會停下來?

　　③力和運動之間有什么關(guān)系?

　　力是改變物體運動狀態(tài)的原因。

　　設(shè)問：運動狀態(tài)是用什么物理量描述?

　　車由靜止變?yōu)檫\動，受到了推、拉力;由運動變?yōu)殪o止，受到了摩擦阻力。足球由靜止變?yōu)檫\動，受到了腳的力;由運動變?yōu)殪o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(xué)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(tài)，永遠不會使自己沿曲線運動，而只保持在直線上運動。這應(yīng)成為一個原理，它是人類整個自然觀的基礎(chǔ)。