《1.5 牛頓第一定律》教學(xué)設(shè)計(jì)

《1.5牛頓第一定律》教學(xué)設(shè)計(jì)【教學(xué)內(nèi)容】第一單元第5節(jié)第1課時(shí)：“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(shí)驗(yàn)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(jiǎn)單現(xiàn)象，會(huì)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(duì)大量實(shí)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(shí)際生活緊密結(jié)合，動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理。3.體會(huì)科學(xué)研究過程的艱難，領(lǐng)悟?qū)嶒?yàn)加推理的科學(xué)研究方法?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】牛頓第一定律?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】伽利略理想斜面實(shí)驗(yàn)、慣性。【教具準(zhǔn)備】理想斜面實(shí)驗(yàn)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(gè)慣性現(xiàn)象的小實(shí)驗(yàn)──用棒敲打疊放的象棋子，被擊棋子飛出，其他棋子不動(dòng)。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(shí)的興趣，同時(shí)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(diǎn)1．實(shí)驗(yàn)演示：用手推車，車前進(jìn)，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(píng)價(jià)：可能有，如靜止的自行車用力踩腳踏板才開始運(yùn)動(dòng)，如沒有對(duì)車?yán)^續(xù)用力，它最終會(huì)停下來。靜止的秋千用力時(shí)，它會(huì)擺動(dòng)起來。停止用力時(shí)，它會(huì)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(diǎn)：力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因。（2）提出問題：你認(rèn)為這個(gè)觀點(diǎn)有什么問題？（3）交流評(píng)價(jià)：（在學(xué)生提出的觀點(diǎn)后，對(duì)其暫不評(píng)價(jià)）亞里士多德的觀點(diǎn)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(diǎn)與事實(shí)不符，提出了“力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因，物體運(yùn)動(dòng)不需要力?！钡挠^點(diǎn)，并運(yùn)用科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究證實(shí)自己的觀點(diǎn)。在當(dāng)時(shí)，亞里士多德是人們心目中的圣賢，他的言論被教會(huì)及人們奉為金科玉律。當(dāng)年伽利略是在教會(huì)的迫害及守舊勢(shì)力的責(zé)難中進(jìn)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(diǎn)，但有些觀點(diǎn)是經(jīng)驗(yàn)加猜測(cè)，他沒有運(yùn)用科學(xué)實(shí)驗(yàn)的方法來探究證實(shí)自己觀點(diǎn)的真?zhèn)巍６?、伽利略的研?．伽利略的觀點(diǎn)：物體運(yùn)動(dòng)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(shí)候明顯可見的線索卻把人們引向錯(cuò)誤的判斷。也就是說，光憑經(jīng)驗(yàn)來做判斷常常是靠不住的，在探索運(yùn)動(dòng)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(cuò)誤判斷。（2）現(xiàn)在假設(shè)你是伽利略，你會(huì)尋找怎樣的“偵察”方法去推翻這維持兩千年的“錯(cuò)案”？引起亞里士多德錯(cuò)誤觀點(diǎn)的“罪魁禍?zhǔn)住笔鞘裁茨兀浚?）引導(dǎo)學(xué)生討論：教師提示：亞里士多德的觀點(diǎn)之所以被人們接受，除了人們對(duì)圣賢的崇拜以外，也與人們的認(rèn)識(shí)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(yùn)動(dòng)的力）作用，并沒有立刻停下來，而是一段時(shí)間后停了下來，如果想到這一點(diǎn)，人們當(dāng)時(shí)就會(huì)發(fā)現(xiàn)不受力的物體可以運(yùn)動(dòng)；再看看，離開腳以后繼續(xù)滾動(dòng)的足球，在運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)為例，說明引起亞里士多德錯(cuò)誤觀點(diǎn)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(huì)永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去不停，看來物體運(yùn)動(dòng)是不需力的。2．介紹伽利略創(chuàng)造的“偵察”方法──理想斜面（運(yùn)動(dòng)物體不受摩擦力的斜面）讓一個(gè)小球沿斜面的頂端滾下，接著滾上對(duì)接的另一斜面，如果斜面對(duì)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(duì)接斜面的傾斜程度，小球仍將到達(dá)同樣的高度，但運(yùn)動(dòng)的路程將更長(zhǎng)些。如果不斷減小對(duì)接斜面的傾斜程度，小球經(jīng)過的路程將更長(zhǎng)；如果將對(duì)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(dòng)下去。伽利略運(yùn)用他的理想斜面推出小球運(yùn)動(dòng)的路程將隨對(duì)接斜面傾角的變小而增大，最后合理外推到對(duì)接斜面水平，不再有使小球加速、減速的因素影響小球的運(yùn)動(dòng)，小球?qū)⒁院愣ㄋ俣纫恢边\(yùn)動(dòng)下去。這種由實(shí)驗(yàn)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(duì)伽利略研究結(jié)果的補(bǔ)充（1）笛卡爾的觀點(diǎn)：如果沒有其他原因，運(yùn)動(dòng)的物體將持續(xù)以同樣的速度沿著一條直線運(yùn)動(dòng)，既不會(huì)停下來，也不會(huì)偏離原來的方向。（2）交流與評(píng)價(jià)：通過對(duì)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(dú)辟蹊徑的研究思路與方法；科學(xué)研究的成功，也不是一個(gè)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(shí)驗(yàn)：氣墊導(dǎo)軌上物體近勻速的運(yùn)動(dòng)（2）視頻播放：體育項(xiàng)目──冰壺運(yùn)動(dòng)，由于球運(yùn)動(dòng)過程阻力很小，能以幾乎不變的速度前進(jìn)。三、牛頓第一定律1．牛頓的研究：牛頓對(duì)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(yùn)動(dòng)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(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的討論運(yùn)動(dòng)狀態(tài)：物體運(yùn)動(dòng)的速度。運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變：就是運(yùn)動(dòng)速度的改變，包括以下情況：物體由靜止到運(yùn)動(dòng)或由運(yùn)動(dòng)到靜止，由運(yùn)動(dòng)慢到運(yùn)動(dòng)快或由運(yùn)動(dòng)慢到運(yùn)動(dòng)快，物體運(yùn)動(dòng)速度方向（運(yùn)動(dòng)方向）的變化，運(yùn)動(dòng)速度大小及方向同時(shí)改變。（3）對(duì)物體為什么“總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)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(duì)慣性的討論慣性：物體保持勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)，即物體保持自己已有的運(yùn)動(dòng)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(duì)定律的理解：牛頓第一定律揭示了兩個(gè)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(yùn)動(dòng)狀態(tài)（速度）的原因，根據(jù)從加速度的定義可知，這一點(diǎn)也可以敘述為：力是使物體產(chǎn)生加速度的原因。四、力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系交流評(píng)價(jià)：力不是維持運(yùn)動(dòng)速度不變的原因，是改變運(yùn)動(dòng)速度的原因。從伽利略到牛頓，人類才成功解決了力與運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)或靜止的物體才有慣性呢？變速運(yùn)動(dòng)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