《1.5 牛頓第一定律》教學(xué)設(shè)計

《1.5牛頓第一定律》教學(xué)設(shè)計【教學(xué)內(nèi)容】第一單元第5節(jié)第1課時：“牛頓第一定律”?！窘虒W(xué)目標(biāo)】1.了解伽利略的理想斜面實驗及歷史意義；理解牛頓第一定律的內(nèi)容及意義；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，會解釋日常生活中的慣性現(xiàn)象。2.培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬐评砟芰Γ煌ㄟ^對大量實例的分析，培養(yǎng)學(xué)生的歸納、綜合能力。引導(dǎo)學(xué)生善于思考、善于總結(jié)，把物理與實際生活緊密結(jié)合，動手動腦學(xué)物理。3.體會科學(xué)研究過程的艱難，領(lǐng)悟?qū)嶒灱油评淼目茖W(xué)研究方法?！窘虒W(xué)重點】牛頓第一定律。【教學(xué)難點】伽利略理想斜面實驗、慣性。【教具準(zhǔn)備】理想斜面實驗器、氣墊導(dǎo)軌，視頻資料等。【教學(xué)過程】◆創(chuàng)設(shè)情景、新課引入1．圖片展示：引導(dǎo)學(xué)生看兩張來自生活的圖片（多媒體投影），提出問題。（1）乘坐汽車要系安全帶，為什么？（2）汽車飛越黃河，如何才能成功？2．演示：一個慣性現(xiàn)象的小實驗──用棒敲打疊放的象棋子，被擊棋子飛出，其他棋子不動。3．視頻展示：空間站中的生活──通過生活中的一些現(xiàn)象引起學(xué)生探求物理知識的興趣，同時為慣性的學(xué)習(xí)打下伏筆?！艉献魈骄咯ぉば抡n教學(xué)一、亞里士多德的觀點1．實驗演示：用手推車，車前進，停止用力，車停止。（1）提出問題：生活中還有哪些類似此類的現(xiàn)象？（2）交流評價：可能有，如靜止的自行車用力踩腳踏板才開始運動，如沒有對車?yán)^續(xù)用力，它最終會停下來。靜止的秋千用力時，它會擺動起來。停止用力時，它會最終停下來。等等。2．歷史的回顧──“巨人們”的探索與研究：（1）亞里士多德的觀點：力是維持物體運動的原因。（2）提出問題：你認(rèn)為這個觀點有什么問題？（3）交流評價：（在學(xué)生提出的觀點后，對其暫不評價）亞里士多德的觀點一直維持和統(tǒng)治人們的思想近兩千年，直到三百年前，年輕的伽利略才發(fā)現(xiàn)這一觀點與事實不符，提出了“力不是維持物體運動的原因，物體運動不需要力?！钡挠^點，并運用科學(xué)實驗研究證實自己的觀點。在當(dāng)時，亞里士多德是人們心目中的圣賢，他的言論被教會及人們奉為金科玉律。當(dāng)年伽利略是在教會的迫害及守舊勢力的責(zé)難中進行科學(xué)研究的。亞里士多德是古希臘的思想家哲學(xué)家，他在思想及哲學(xué)領(lǐng)域的研究是成功的，是偉大的思想家。在自然科學(xué)方面，也提出了很多觀點，但有些觀點是經(jīng)驗加猜測，他沒有運用科學(xué)實驗的方法來探究證實自己觀點的真?zhèn)巍６?、伽利略的研?．伽利略的觀點：物體運動不需要力（1）講述：愛因斯坦曾把一代一代科學(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，有時候明顯可見的線索卻把人們引向錯誤的判斷。也就是說，光憑經(jīng)驗來做判斷常常是靠不住的，在探索運動原因的“偵探小說”里，亞里士多德正是由于憑借生活中“明顯”的線索引出了錯誤判斷。（2）現(xiàn)在假設(shè)你是伽利略，你會尋找怎樣的“偵察”方法去推翻這維持兩千年的“錯案”？引起亞里士多德錯誤觀點的“罪魁禍?zhǔn)住笔鞘裁茨?？?）引導(dǎo)學(xué)生討論：教師提示：亞里士多德的觀點之所以被人們接受，除了人們對圣賢的崇拜以外，也與人們的認(rèn)識水平有關(guān)，比如在水平地面被踢后離開腳的足球，不再受腳踢它的力（使它運動的力）作用，并沒有立刻停下來，而是一段時間后停了下來，如果想到這一點，人們當(dāng)時就會發(fā)現(xiàn)不受力的物體可以運動；再看看，離開腳以后繼續(xù)滾動的足球，在運動的方向上到底受沒受力？（4）以水平地面被腳踢出的足球的繼續(xù)運動為例，說明引起亞里士多德錯誤觀點的“罪魁禍?zhǔn)住笔悄Σ亮?。足球最終停下，不是沒有受外力，而是受了摩擦力才停的，如沒有摩擦力，會永遠(yuǎn)運動下去不停，看來物體運動是不需力的。2．介紹伽利略創(chuàng)造的“偵察”方法──理想斜面（運動物體不受摩擦力的斜面）讓一個小球沿斜面的頂端滾下，接著滾上對接的另一斜面，如果斜面對小球沒有摩擦力小球?qū)⒌竭_(dá)和原來同樣的高度；如果減小對接斜面的傾斜程度，小球仍將到達(dá)同樣的高度，但運動的路程將更長些。如果不斷減小對接斜面的傾斜程度，小球經(jīng)過的路程將更長；如果將對接斜面變成水平，照此推理，既沒有使小球加速的因素，也沒有使小球減速的因素，小球?qū)⒁院愣ǖ乃俣壤^續(xù)滾動下去。伽利略運用他的理想斜面推出小球運動的路程將隨對接斜面傾角的變小而增大，最后合理外推到對接斜面水平，不再有使小球加速、減速的因素影響小球的運動，小球?qū)⒁院愣ㄋ俣纫恢边\動下去。這種由實驗結(jié)論合理外推得出新結(jié)論的方法，科學(xué)研究上稱為“合理外推”。3．笛卡爾的研究──對伽利略研究結(jié)果的補充（1）笛卡爾的觀點：如果沒有其他原因，運動的物體將持續(xù)以同樣的速度沿著一條直線運動，既不會停下來，也不會偏離原來的方向。（2）交流與評價：通過對伽利略研究過程的回顧，可以看出科學(xué)的研究并非一帆風(fēng)順，往往需要不畏世俗不畏圣賢的勇氣，需要敏銳的洞察力和獨辟蹊徑的研究思路與方法；科學(xué)研究的成功，也不是一個人的功勞，往往需要幾代人的不懈努力；科學(xué)研究不是一蹴而就，而是不斷發(fā)展不斷完善的。4．超越伽利略（1）演示實驗：氣墊導(dǎo)軌上物體近勻速的運動（2）視頻播放：體育項目──冰壺運動，由于球運動過程阻力很小，能以幾乎不變的速度前進。三、牛頓第一定律1．牛頓的研究：牛頓對伽利略、笛卡爾等前輩研究結(jié)果的繼承與總結(jié)。2．牛頓第一定律（1）內(nèi)容：一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜上狀態(tài)，直到有作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)為止。（2）對運動狀態(tài)及運動狀態(tài)改變的討論運動狀態(tài)：物體運動的速度。運動狀態(tài)的改變：就是運動速度的改變，包括以下情況：物體由靜止到運動或由運動到靜止，由運動慢到運動快或由運動慢到運動快，物體運動速度方向（運動方向）的變化，運動速度大小及方向同時改變。（3）對物體為什么“總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)”的討論。物體本身具有這樣的性質(zhì)，物理學(xué)上稱為慣性。（4）對慣性的討論慣性：物體保持勻速直線運動或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)，即物體保持自己已有的運動狀態(tài)不想改變的性質(zhì)。這是任何物體本身具有的性質(zhì)，它的大小只取決于物體的質(zhì)量，與其它因素?zé)o關(guān)，通過改變物體的質(zhì)量，可以改變物體的慣性。（5）對定律的理解：牛頓第一定律揭示了兩個方面的道理，一是任何物體都具有慣性；二是力使改變物體運動狀態(tài)（速度）的原因，根據(jù)從加速度的定義可知，這一點也可以敘述為：力是使物體產(chǎn)生加速度的原因。四、力與運動的關(guān)系交流評價：力不是維持運動速度不變的原因，是改變運動速度的原因。從伽利略到牛頓，人類才成功解決了力與運動的關(guān)系問題?！舭咐骄咯ぉれ柟绦抡n1．案例：討論下列問題：（1）是不是說只有勻速直線運動或靜止的物體才有慣性呢？變速運動的物體有沒有慣性？（2）液體、氣體有沒有慣性？（3）慣性有大小嗎？若有，與什么有關(guān)？（4）被踢出的冰塊，在摩擦力可以忽