牛顿第一定律教案
作为一无名无私奉献的教育工作者,时常要开展教案准备工作,通过教案准备可以更好地根据具体情况对教学进程做适当的必要的调整。那么问题来了,教案应该怎么写?下面是小编精心整理的牛顿第一定律教案,仅供参考,大家一起来看看吧。

牛顿第一定律教案1
一、板书课题(2min)
导入语:同学们,本节课我们学习第八章运动和力的第一节牛顿第一定律。
运动和力之间是什么关系?牛顿第一定律揭示了运动和力之间的什么关系呢?我们一起进入今天的学习。
二、出示目标(1min)过渡语:本节的学习目标是什么呢?请看屏幕:
1、能通过生活实例,说出力不是维持运动的原因,而是改变运动的原因。
2、通过实验知道物体所受阻力越小,向前滑行的距离越大。
3、在实验的基础上经过推理得出牛顿第一定律,在理解的基础上能说出牛顿第一定律的内容。
4、能结合实例解释生活中的惯性现象。三、自学指导、先学、后教过渡语:怎样达到目标呢?请看自学指导。
第一次先学后教(4min)
自学指导请同学们看课本P16阻力对物体运动的影响,3分钟后回答下面问题。
检测:
1.滑板车在蹬地之后会继续向前滑动,说明物体的运动_______(填需要或不需要)力来维持。
2.滑板车沿水平方向运动时,如果我们不再蹬地,滑板车最终会停下来是由于受到______的作用。
3.总结:物体的运动_____力来维持,力是_____物体运动状态的原因,物体之所以会停下来是由于受到______的作用。(学生小组讨论归纳)(教师出示答案)
过渡语:同学们,下面我们通过实验来探究阻力对物体运动的影响。
第二次先学后教(8min)
下面请同学们看课本P17实验及牛顿第一定律内容,请看自学指导:小组合作完成阻力对物体运动的影响,找到牛顿第一定律。
检测:
1、两次实验小车从斜面同一高度滑下,目的是_____________。
2、去掉木板上的棉布,小车向前滑行的距离变_____,说明小车在木板上受到的阻力更_______.
3、推测:物体在水平面上受到的阻力越小,向前运动的距离越____,如果物体受到的阻力为零,速度就不会减小,物体将做_______运动。
4、牛顿第一定律:一切物体在没有受到力的作用时,总保持______状态或__________状态。
5、得出牛顿第一定律的过程采用了_________方法。由于实际上不存在不受力的物体,因此牛顿第一定律不能直接用______来检验。过渡语:牛顿第一定律在实际生活中如何体现呢?
第三次先学后教(8min)自学指导:请同学们阅读课本P18-19,并做想想做做中的小实验。5分钟后回答以下问题。
1、一切物体都有保持_____________不变的性质,我们把这种性质叫做惯性。
2、想想议议1,拨动簧片前,小球处于______状态,拨动簧片把小球与支座间的金属片弹出,小球由于惯性还要保持原来的_______状态,由于受到_____作用竖直下落。
3、想想议议2,行驶中的`汽车刹车前,乘客的速度与汽车______,当汽车刹车时,汽车速度______,乘客由于惯性还保持原来的速度,即乘客的速度________汽车的速度身体会前倾;汽车开动前,乘客速度为___,汽车突然开动时,乘客由于惯性还保持原来的______状态,乘客的速度小于汽车的速度身体就会后仰。
4、交通工具必须配备刹车系统是为了防止______给人们带来的危害。
牛顿第一定律教案2
第八章运动和力
第1节牛顿第一定律
设计说明
在本节课的教学中,首先把物体的运动状态和物体是否受力联系起来,从而使学生初步认识力和运动的关系,然后选取运动物体水平方向只受阻力的实例引入课题,最后展示两种对立观点。通过实验探究阻力对物体运动的影响,在此基础上进行科学推理、建立规律,引导学生认识一切物体都有惯性及惯性是物体本身的属性,并会利用惯性解释有关现象。
在探究“阻力对物体运动的影响”这部分内容时,要注意教给学生科学的研究方法。实验前必须向学生交代清楚实验的条件和做法,使其明确每次实验用的是同一辆小车,而且让小车从同一斜面的同一高度由静止下滑。不同的是,三次实验小车通过的平面的粗糙程度不同,使学生知道实验中哪些条件不变,哪些条件变化了,从而渗透一种重要的研究方法——控制变量法。
该实验结束后,要在实验的基础上进行合理地推理,让学生结合自己对生活经验的认识分析问题,若能将阻力不断减小下去,物体不就会越滑越远吗?通过推理得出结论,从而引出牛顿第一定律。在本节课中,要强调牛顿第一定律并非是由实验直接得出,而是建立在一定实验的基础上的,通过分析事实,进一步概括、推理得出的,要向学生渗透“理想实验”和“实验、猜想和推理”等重要的物理思想和研究方法。
教学目标
1.通过实验,认识阻力对物体运动的影响。
2.经历建立牛顿第一定律的科学推理过程,认识牛顿第一定律,从中感悟科学推理的方法,领会科学思维过程。
3.能通过生活经验和大量事实认识一切物体都具有惯性。能用惯性知识解释生活和大自然中的有关现象。
4.培养学生不迷信权威、大胆质疑和实事求是的科学态度和创新精神,激发学生学习自然科学的浓厚兴趣。
教学重点难点
1.重点:通过实验研究阻力对物体运动的影响、惯性。
2.难点:建立牛顿第一定律的科学推理过程,用惯性解释生活和自然中的有关现象。
教具
学生用:木板、斜面、小车、毛巾、棉布、刻度尺。
教师用:小木块、木板、斜面、小车、毛巾、棉布、刻度尺,另有电化教学器材、教学光盘、粉笔盒。
教学过程
回顾思考
1.物体沿着________且________不变的运动,叫做匀速直线运动。
2.运动状态不变是指物体做________运动或保持________。
导入新课
1.小实验导入
演示实验1:在水平桌面上推一木块,木块运动,撤去推力,木块停止运动。
生活情景回顾1:足球静止在地面上,运动员不踢,球不动,运动员踢球,球运动。
学生讨论后教师引导:如果要使一个物体维持运动,就要对它施加力的作用,如果撤去这个力,物体就停止运动,也就是说,“运动需要力来维持”。
演示实验2:在水平桌面上用尺子水平敲击小木块,尺子离开木块后,木块滑动了一段距离停下来。
生活情景回顾2:运动员将球踢出瞬间,运动员的脚离开球后,球运动一段距离才停下来。
学生讨论后教师引导:从演示2和情景2结果看,“物体的运动不需要力来维持”。
教师对比两种认识提出疑问:两种认识,一种是运动要靠力来维持,另一种是运动不需要力来维持,哪一种认识是正确的呢?力和运动是一种什么样的关系呢?
2.多媒体导入
视频展示:玩滑板车、火车进站。
问:这些运动的物体,停止施加动力,还会继续运动吗?为什么最终要停下来?
简介历史上亚里士多德和伽利略的不同观点。
问:你们同意谁的观点?究竟谁的观点正确?学完本节课就清楚了。
进行新课
探究点一研究阻力对物体运动的影响
1.提出两种观点
实验演示:老师用手推讲桌上的粉笔盒,用手推粉笔盒,盒子运动,停止用力,粉笔盒也停下来?
教师:生活中还有哪些类似的现象?(由学生思考后回答)
学生:骑自行车的时候,脚踩踏板,车运动起来,不踩踏板,车最终停下来……
教师:正是由于生活中的这些现象,历史上有一个伟大的哲学家亚里士多德提出了这样的观点:力是维持物体运动的原因。
你认为这个观点有没有问题?学生思考回答。学生持有不同观点,有的认为正确,有的认为错误。
在学生提出观点后指出:亚里士多德的这个观点维持和统治人们的思想近两千年,后来另一位科学家伽利略才提出力不是维持物体运动的原因,物体的运动不需要力来维持,就像被踢出去的足球之所以会停下来,是因为受到了阻力。
提出问题:我们该怎样证明运动的物体停下来是因为阻力的影响?
学生思考、交流展示讨论结果。
2.实验探究
教师:既然实验研究的是“阻力对小车运动的影响”,那在开始时小车的运动状态就要保持相同,然后改变阻力的大小,观察小车运动的远近。我们采取的这种方法是哪一种物理研究方法?
教师:怎样才能控制小车开始时的运动状态相同?然后又怎样改变小车受到的阻力?
(先让学生自由讨论,再指导学生参考教材图8.1-2)
共同设计实验与制订计划:如图所示,让一辆小车分别从同一斜面的同一高度由静止滑下后,在粗糙程度不同的水平面上运动,比较在几种不同平面上的运动距离。
毛巾表面棉布表面木板表面
学生进行实验与收集证据:
实验序号接触面阻力的大小小车运动的距离小车速度减小的快慢
1毛巾表面
2棉布表面
3木板表面
教师:观察收集到的证据,你能发现三次实验有何相同和不同之处?为什么要这样做?
引导学生,观察图找出不同点,并解释。
教师:为什么小车最后都会停下来?
引导学生从小车受到阻力方面考虑。
教师:阻力的大小跟小车运动的距离有何关系?
引导学生回答后总结:平面越光滑,小车受到的阻力就越小,小车运动的距离就越远,速度减小得就越慢。
3.设想和推理
教师:若平面足够光滑(完全没有阻力),它又将怎样运动?
这是本实验的关键点,引导学生思考平面越光滑小车运动的距离越远,推理平面足够光滑时小车将怎样运动?
①三种表面谁的阻力最小?从三次实验现象得到怎样的描述?
②若表面再光滑一些,则小车所受的阻力将怎样?小车前进距离呢?速度减小的程度呢?
初步结论:小车受到的阻力越小,小车在水平面上前进的距离越长。若表面再光滑一些,小车所受阻力更小,前进距离会更远,速度减小得也更慢。
③沿着这个推理,如果水平面绝对光滑,没有任何阻力,小车将会怎样运动?
推理:如果小车不受外力,将会怎样运动?
将永远保持匀速直线运动状态。
提问:原来静止的物体呢?
引导归纳:如果不受力的作用,原来静止的物体将一直保持静止状态,原来运动的物体将保持其速度一直运动下去。
例题讲解:(学生先练习,若有问题,教师补充讲解)
例1(2021·四川宜宾中考)关于“阻力对物体运动的影响”问题,某学习小组进行了如下探究实验:依次将毛巾、棉布分别铺在水平木板上,让小车分别从斜面顶端由静止自由下滑,观察小车在水平面上滑行的最大距离,三种情况下的运动如图所示。
(1)实验中每次均让小车从斜面顶端由静止自由下滑,目的是使小车在水平面上开始滑行时获得的速度大小________(选填“相等”或“不相等”),本实验中的“阻力”是指小车受到的________;
(2)分析图中小车运动情况可知,在毛巾表面上滑行的距离最短,说明小车受到的阻力越大,速度减小得越________(选填“快”或“慢”);
(3)牛顿在伽利略等人的研究基础上,概括出牛顿第一定律:一切物体在没有受到力的作用时,总保持______状态或________状态;
(4)牛顿第一定律________(选填“是”或“不是”)直接由实验得出的',其符合逻辑的科学推理为科学研究提供了一个重要方法。
解析:(1)每次都让小车从斜面上同一位置由静止释放,目的是使小车运动到斜面底端时的速度相等;本实验中的“阻力”是指小车受到的摩擦力。(2)根据图中运动情况可知:小车在毛巾表面上滑行的距离最短,毛巾表面最粗糙,小车受到的阻力最大,这说明小车受到的阻力越大,速度减小得越快。(3)牛顿第一定律的内容:一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。(4)牛顿第一定律是在实验的基础上,通过推理得出的,不是由实验直接得出的。
答案:(1)相等摩擦力(2)快(3)静止匀速直线运动(4)不是
探究点二牛顿第一定律
1.回顾猜想
教师:实验探究前面所提到的两个科学家的观点,你现在认为谁的正确?
引导学生利用实验推理的结论“如果小车不受外力,将永远保持匀速直线运动”判断哪个科学家的观点正确。
教师:300多年前,伽利略就是这样通过实验推理得出他的观点的。后来,牛顿经过研究和整理,总结出更加全面和完整的牛顿第一定律:
一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
说明:牛顿第一定律不是从实验直接得出的,而是在实验的基础上,经过推理、归纳得出的。这恰是科学家丰富的想象力与科学分析相结合的伟大之处。(进一步对学生进行情感、态度与价值观的教育)
2.理解牛顿第一定律
教师:通过实验和推理,我们得出了牛顿第一定律,这条定律对于一切物体都适用,但定律成立要满足一定的条件,是什么条件呢?在什么条件下,物体一定处于匀速直线运动状态?在什么条件下,物体一定处于静止状态?
教师结合定律词语“一切”“没有受到力的作用”“总”“或”四个方面分析,帮助学生理解牛顿第一定律的内容。
强调说明:①“一切”表明这条规律的普遍适用性,不符合这条规律的物体不存在。
②“不受力”是定律成立条件。这是一个理想情况,也包含物体在某一个方向上不受力。
③“总保持”指物体在没有受到力的作用时,只有保持静止状态或匀速直线运动两种可能,要改变这种状态,物体必须受力的作用。
④力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因。
3.过程小结
教师:通过前面的实验和我们的共同讨论,我想同学们一定有很多感想吧?下面就请大家互相交流一下,说说自己的收获或者还有哪些疑问吧!
引导学生小组讨论合作完成。
例题讲解:(学生先练习,若有问题,教师补充讲解)
例2 如图所示,若小球向右摆动到最低点时绳子断裂,假设所有力同时消失,此后,小球的运动情况是()
A.匀速直线下落
B.匀速直线上升
C.匀速直线斜向上运动
D.沿水平方向向右做匀速直线运动
解析:小球向右摆动到最低点时,其运动方向是水平向右的,当绳子断裂、所有力突然消失时,小球仍然保持原来的运动状态,即小球沿水平方向向右做匀速直线运动,故D选项正确。
答案:D
方法规律:物体不受外力作用时,只以两种状态存在:静止状态或匀速直线运动状态,即原来静止的物体将保持静止状态,原来运动的物体将以原来的速度做匀速直线运动。
探究点三惯性
教师:同学们已经理解了牛顿第一定律的内容,现在请同学们一起来完成下面的实验。
[想想做做]
猜想下面的问题:
1.在匀速直线行驶的列车上的人向上抛出篮球,篮球落下时会落在________(选填“人的前方”“人的后方”或“人的手中”)。
2.仔细观察“想想做做”实验1,如图所示,拨动簧片,把小球与支座之间的金属片弹出时,小球没有随金属片飞出,而是落入支座上的凹槽中。
分析现象并填写下表
物体原有运动状态受打击时物体的运动状态未受打击时物体的运动状态
金属片________,小球________金属片受打击,由______变为______小球不受打击,保持________,落入凹槽中
学生猜想后,教师引导学生进行探究,对于第一个问题通过播放视频,寻找答案,并引导学生进行解释。对于第二个问题通过实验验证,要做好实验的指导,一只手按住底座,另一只手要用力拨动簧片,簧片形变要大,松手速度要快,一定要注意安全,金属片飞出的方向,要提前用课本挡着。实验完成后,再来分析上面的问题,然后指出它们的不同方面(动者恒动,静者恒静),引出惯性的定义。
教师:什么是惯性呢?
教师引导同学们分析:牛顿第一定律告诉我们,物体不受外力时,原来静止的物体将一直保持静止状态,原来运动的物体将保持其速度一直运动下去,这表明无论静止的物体还是运动的物体,都有保持原来运动状态不变的性质,即惯性,所以牛顿第一定律也叫惯性定律。
教师从以下四点分析惯性,加深学生对惯性的认识:(1)惯性的普遍性;(2)惯性大小的决定因素;(3)惯性与力的区别;(4)惯性与惯性定律的区别。
[演示]
小车突然运动和突然停下来时,木块表现出的惯性现象,如图所示。
教师:为什么突然拉动小车时,木块向后倒;而小车突然停止时,木块向前倒?根据木块的运动能不能解释汽车在突然启动和急刹车时乘客表现出的状态?
教师引导同学们分析:木块向后倒或向前倒,是因为木块上部和下部的运动状态不一样。当小车突然启动时,木块的下部受小车的摩擦力随小车一起运动,而木块的上部由于惯性还要保持静止状态,于是木块向后倒。当运动的小车突然停下时,木块的上部由于惯性还要保持向前运动的状态,而木块的下部由于和小车间的摩擦使木块的下部随小车静止,于是木块向前倒。
教师:了解了上面的内容,请同学们再来看汽车安全带的作用。
阅读教材P19科学世界“汽车安全带和安全气囊”
教师分析:汽车安全带主要是为了防止汽车突然刹车时,由于惯性对人体造成的伤害。
教师:请同学们说说你还知道有哪些生产和生活中的惯性现象?
教师引导同学们分析:踢球、用铁锹铲雪、泼水、滑冰、烧锅炉时用铁锹往炉膛内添煤、跳远运动员起跳前的助跑、用手可以拍掉身上的灰尘、跑步的人当脚碰到障碍物时总是会向前摔倒、撞击锤柄可以使锤头紧紧地套在锤柄上、骑自行车太快容易发生事故……
教师结合演示实验的分析方法,让学生学会解释惯性现象时的一般步骤(以撞击锤柄可使锤头紧紧套在锤柄为例):(1)明确研究对象(锤头);(2)物体原来处于什么状态(锤头随锤柄一起向下运动);(3)什么原因使与研究对象有关的物体或同一物体的某一部分运动状态发生改变(锤柄因撞击而停止运动);(4)由于物体具体惯性,被研究物体(或物体的一部分)要保持原来的运动状态可出现什么现象(锤头由于惯性而向下运动,从而紧紧地套在锤柄上)。
教师:从同学们举出的这些例子中,我们能够看到人们可以利用惯性给我们的生活和生产带来许多的方便,同时也有惯性给我们带来的危害,因此,我们在利用惯性的同时还要注意防止惯性对我们造成的伤害。
例题讲解:(学生先练习,若有问题,教师补充讲解)
例3(四川凉山中考)在凉山州举行的中小学运动会中,来自各校的运动员们奋力拼搏,取得了优异的成绩。比赛中涉及到一些物理现象,下列说法正确的是()
A.乒乓球比赛时,球在空中飞行,所有力全部消失,球一定落向地面
B.百米比赛时,运动员冲线后不能立即停下,是因为运动员受到惯性力的作用
C.跳远比赛时,运动员需要助跑,是为了增大惯性,跳得更远
D.足球比赛时,抱在守门员手中的足球也具有惯性
解析:乒乓球在空中飞行,处于运动状态,若所有力全部消失,球将做匀速直线运动,故A错误;百米比赛时,运动员冲线后不能立即停下,是因为运动员具有惯性,惯性不是力,不能说受到惯性力的作用,故B错误;惯性只与物体的质量有关,跳远运动员助跑是为了加快自己的速度,不能增加惯性,故C错误;任何物体在任何时候都具有惯性,故守门员手中的足球也具有惯性,故D正确。
答案:D
点拨:①惯性是物体本身的属性,不是力,不能将惯性错误地表达为“惯性力”或“受惯性”;②衡量物体惯性大小的量度只有质量,质量越大,惯性越大。惯性大小与物体的运动速度、所处的状态和是否受力均无关。
课堂小结
本节课我们主要学习了阻力对物体运动的影响、牛顿第一定律和惯性三部分内容,为了检验一下学习效果,请完成“当堂达标”测试题。
当堂达标(见导学案“当堂达标”)
布置作业
教材第19页“动手动脑学物理”第1至4题。
板书设计
一、阻力对物体运动的影响1.两种观点2.实验探究阻力对物体运动的影响(1)实验结论:运动时小车所受阻力越小,向前滑行距离越大,小车速度减小得越慢。(2)推理:如果小车运动时不受阻力,它将以恒定速度永远运动下去。二、牛顿第一定律1.内容:一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。 2.理想实验法(科学推理法)三、惯性1.定义:一切物体都具有保持原来运动状态不变的性质,我们把这种性质叫做惯性。 2.影响因素:惯性是由物体的质量决定的,质量越大,惯性越大,与物体的形状、运动状态、所处位置、受力情况等外界条件均无关。 3.生活应用:(1)利用惯性:撞击斧柄斧头套紧、泼水、跳远。(2)防止惯性危害:安全带或安全气囊、保持车距、限速行驶。
参考答案(习题见导学案)
针对练习
1.(1)同一位置(或同一高度)控制变量(2)远慢(3)匀速直线运动不需要(4)C
解析:(1)为了使小车滑到水平面时初速度相同,实验时应让小车从同一斜面的同一位置滑下,这种研究方法是控制变量法;(2)比较甲、乙、丙三次实验,发现阻力越小,小车滑行的距离就越远,此时小车运动的速度改变的越慢;(3)如果水平面绝对光滑,小车在运动时不受阻力,则小车将在水平面上做匀速直线运动,说明物体的运动不需要力来维持;(4)牛顿第一定律是在实验的基础上,通过进一步合理地推理概括得出的。
2.B解析:惯性是一种属性,不是一种作用力,故A错误;抛出去的篮球不再受推力的作用,因为它具有惯性,所以能继续运动,故B正确;踢出去的足球在地面越滚越慢,是因为受到阻力的作用,如果不受力,它将做匀速直线运动,物体的运动不需要力来维持,故C错误;跳远运动员助跑是为了利用惯性,惯性的大小只与质量有关,质量不变,惯性不变,故D错误。
当堂达标
1.C解析:实验时应使小车到达水平面时的速度相等,因此每次实验时,应使小车从同一高度由静止开始滑下,故A选项错误;小车最终会停下来是受到了摩擦阻力的作用,这说明力是改变物体运动状态的原因,而不是维持物体运动的原因,故B选项错误;如果小车到达水平面时所受外力全部消失,根据牛顿第一定律可知,小车将做匀速直线运动,故C选项正确;惯性是物体保持运动状态不变的性质,一切物体都有惯性,小车停止运动时惯性不会消失,故D选项错误。
2.D解析:头枕是当头突然后仰时,对头部起保护作用。紧急刹车和前方碰撞时,由于惯性,人的身体会前倾,而不是后仰;左右转弯时,由于惯性,人的身体会左右倾斜,也不会后仰。只有当后方追尾或突然加速时,人的身体会后仰。故选D。
3.CD解析:木块与小车一起运动,有两种情况,一是一起向左运动,二是一起向右运动,两种情况下都有可能出现乙图所示的现象。一是向右运动,突然减速,木块底部由于受摩擦随小车一起减速,而其他部分由于惯性要保持原来的速度向右运动,所以向右倾倒;二是向左运动,突然加速,木块底部随小车一起加速,而其他部分由于惯性要保持原来的运动状态,所以向右倾倒。
4.惯性匀速直线运动解析:鸡蛋没有受水平方向的力,故因为惯性保持原来的静止状态;纸片不受任何力之前是运动的,故纸片会保持原来的运动状态,做匀速直线运动。
5.人具有惯性地球上的汽车等物品也会被甩向天空解析:若地球骤然停止自转,小伙伴由于惯性,会继续维持原来的运动状态,故会被甩向天空;当地球骤停时,地球上的汽车等物品也会由于惯性,维持原来的运动状态,甩向天空。
牛顿第一定律教案3
教学目标:
1、了解牛顿第一定律的内容;
2、了解牛顿第一定律的建立过程及其意义。
教学重点:
牛顿第一定律的内容。
教学难点:
牛顿第一定律的建立过程及其意义。
为了突出重点、突破难点,对本节教材的处理时特意把牛顿第一定律的内容直接放在课前预习栏目中,让学生课前先去预习牛顿第一定律的内容,围绕这个主题,通过学生自主学习,把生成的疑问带到课堂上。课堂内主要通过学生的展示、质疑、点评等互动环节解决预习中产生的疑问,从而达成教学目标。
课前预习及课内探究部分(片段取自导学案)设计如下:
一、课前预习
1、牛顿第一定律:一切物体在作用时,它们的运动状态保持不变,包括速度始终等于零的状态和状态。
2、说明:
(1)牛顿第一定律是在大量经验事实的`基础上,通过概括出来的。
(2)牛顿第一定律是一种的规律。
二、课内探究
活动一观察从斜面滑下的小车在平面上的运动。
实验1:让小车在斜面上运动下来,到达底部的水平长木板上,观察现象。
现象:(1)小车在斜面上运动时速度会。
原因:小车在斜面上运动时由于小车受到的作用。
现象:(2)小车在水平木板上运动时速度会。
原因:小车在水平木板上运动时由于小车受到的作用。
拓展:(3)同一小车在不同高度处由静止状态开始从斜面上运动下来时,在水平木板上运动距离是否一样?
(4)同一小车在相同高度处分别由静止状态和运动状态开始从斜面上运动下来时,在水平木板上运动距离是否一样?
思考与讨论: 结合(3)(4)谈谈,要使小车刚进入水平木板上时有一个相同的初速度,我们应该怎样设计实验?
活动二小车在水平面上滑动的距离的长短跟什么因素有关?
请你用手边的实验器材,设计一套实验方案来验证“小车在水平面上滑动的距离的长短跟接触面的粗糙程度有关”。
【实验器材】一个斜面、一块棉布、一条毛巾、一辆小车。(演示)
【学法指导】应用控制变量法,哪些条件保持不变,哪些条件发生变化,需要记录哪些信息?
各小组设计实验方案:。
设计实验表格:
材料种类小车受到摩擦力大小
(填“大”、“较小”或“小”小车在水面上运动的距离
(填“短”、“较长”或“长”)讨论分析、归纳得出结论:水平表面越光滑,小车运动受到的阻力越,通过的距离越,速度减小得越。
推测: 假如小车在运动过程中不受任何阻力,情况又会怎样呢?
反思:
1、预习对学生的帮助非常大,有时能起到事半功倍的效果。那么,我们作为教师究竟要让学生预习些什么呢?我认为让学生去预习的无非就是下节课要上的内容。究竟怎样让学生去预习呢?这才是关键,现在我们“高效课堂”使用的导学案就是让学生能更好地进行预习的辅助工具。主要分两步:第一步快速地浏览教材的知识点,要学哪些知识点做到心里有底;第二步结合导学案带着问题认真阅读第二遍,并在课本中用不同颜色的笔做记号,划出重点知识,记下疑难问题。有些知识学生可以在预习中自己解决的,就让学生自行解决。把预习过程中生成的疑问带到课堂上来解决。那么把牛顿第一定律的内容放在课前预习栏目中有利于学生围绕这个重点展开预习。
2、在课堂教学时,教师充当的角色应该是主持人,引导学生把握本节课的知识重点,并主持学生课内的思维的碰撞环节,即对学、群学、展示、质疑和点评,从而让学生在思维的碰撞中解决在预习过程中和当堂生成的疑难问题。学生通过预习后肯定会产生有关牛顿第一定律的建立过程及其意义方面的疑问,这是本节课的教学难点,教师在课内安排小组实验(4~6人),通过实验探究及组内、班内生生、师生的思维互动进行难点突破。
牛顿第一定律教案4
一、教学目标
知识与技能:
1.知道伽利略和亚里士多德对力和运动关系的不同认识
2.知道伽利略的理想实验及其推理过程和结论
3.知道什么是惯性,会正确理解有关现象
过程与方法:
1.观察生活中的惯性现象,了解力和运动的关系。
2.通过实验加探对牛顿第一定律的理解。
3.理解理想实验是科学研究的重要方法。
情感态度与价值观:
1.通过伽利略和亚里士多德对力和运动关系的不同认识,了解人类认识事物本质的曲折性。
2.感悟科学是人类进步的不竭动力。
二、教学内容剖析
本节课的地位和作用:
本节惯性定律的内容及导出过程,强调它在科学中的地位与作用,意在引导学生了解科学的发现和发展。科学的发现都有其深刻的社会背景和科学背景,同时,科学家自身的创造性思维品质和敢于置疑、坚持真理的献身精神又成为情感态度价值观教育的好素材。
本节课教学重点:
牛顿第一运动定律、惯性的概念。
本节课教学难点:
1.消除“力是维持物体运动的原因”的错误观点。
2.牛顿第一运动定律。
3、惯性概念的理解及应用。
三、教学准备
电化教室、“3.1牛顿第一定律。”ppt”文件
[教学过程设计]
一、引入
播放视频剪辑《汽车事故实验》,在视频剪辑中,我们看到撞车后假人和车子的运动情况。我们要讨论的是,人和车子为什么会做这种或那种运动。要讨论这个问题,必须知道运动和力的关系。在力学中,只研究物体怎样运动而不涉及运动和力的关系的分科叫做运动学,研究运动和力的关系的分科叫做动力学。
动力学的奠基人是英国科学家牛顿。牛顿在1687年出版了他的名著《自然哲学的.数学原理》.这部著作中,牛顿提出了三条运动定律,这三条定律总称为牛顿运动定律,是整个动力学的基础。这一章我们要学习的就是牛顿运动定律。
二、正课
1、历史的回顾。
远在两千多年以前,人们已经提出了运动和力的关系问题。可是直到伽利略和牛顿时代,才对这个问题给出了正确的答案
演示实验:用力推车,车子才前进,停止用力,车子就要停下来。
1.1亚里士多德(Aristotle)
在17世纪前人们普遍认为力是维持物体运动的原因。用力推车,车子才前进,停止用力,车子就要停下来。古希腊的哲学家亚里士多德(公元前384—前322)根据这类经验事实得出结论说:必须有力作用在物体上,物体才能运动,没有力的作用,物体就要静止下来。(力是维持物体运动状态的原因)在亚里士多德以后的两千年内,动力学一直没有多大进展。直到17世纪,意大利物理学家伽利略才根据实验指出,在水平面上运动的物体所以会停下来,是因为受到摩擦阻力的缘故。
教师对亚里士多德做简单的介绍,以培养学生对科学家们的热爱。
1.2伽利略(Galileo)
在水平面上运动的物体所以会停下来,是因为受到摩擦阻力的缘故。
若阻力非常小,物体将做什么运动呢?
课件演示实验:物体沿气垫导轨的运动很接近匀速直线运动。
介绍:上海磁悬浮列车示范运营线、设计时速430公里/小时。
若阻力减少到零,情况又会怎样呢?
计算机模拟实验:伽利略的理想实验。
结论:设想没有摩擦,一旦物体具有某一速度,物体将保持这个速度继续运动下去。
而水平桌面上推物体物体动起来,不推物体就不动,正是由于摩擦力的作用使物体改变了运动状态,所以力是改变物体运动状态的原因。
伽利略的研究方法:以可靠的事实为基础,经过抽象思维,抓住主要因素,忽略次要因素,从而更深刻地揭示了自然规律。
对伽利略进行简单的介绍。
1.3笛卡儿(Descartes)
如果没有其他原因,运动的物体将继续以同一速度沿着一条直线运动,既不会停下来,也不会偏离原来的方向。讲解:牛顿在伽利略等人研究的基础上,并根据他自己的研究,系统地总结了力学的知识,提出了三条运动定律。
牛顿第一定律教案5
★教材分析
牛顿运动定律是动力学的基础,正确认识力和运动的关系,是学好物理的关键,教学中应联系生活、贴近实际,以激发学生学习的兴趣。
l、理解力和运动的关系是本节课的重点,通过实验和生活的例子进一步体会,力不是维持物体运动的原因,而是改变运动状态的原因。这对以后研究问题,受力分析都是非常重要的。
2、惯性与质量的关系是这节课的难点,通过举例反复体会。
★学生分析
1、力是维持物体运动状态的'原因还是改变物体运动状态的原因,人们正确认识这个问题,经历了漫长的历史过程,同样学生要正确认识它,也要克服日常经验带来的错误认识,所以一开始就用了两个实验,让他们通过观察、思考,来澄清错误的认识。
2、惯性是一个重要的概念。虽然学生在初中接触过,但仍有一些学生误认为“物体在保持匀速直线运动或静止时才有惯性”。不理解一切物体都有惯性,而且惯性大小与质量有关。要解决这问题也不是一蹴而就的,需要通过实例分析慢慢接受。
★新课标要求
(一)知识与技能
1、理解力和运动的关系,知道物体的运动不需要力来维持。
2、理解牛顿第一定律,知道它是逻辑推理的结果,不受力的物体是不存在的。
3、理解惯性的概念,知道质量是惯性大小的量度.
(二)过程与方法
1、培养学生分析问题的能力,要能透过现象了解事物的本质,不能不加研究、分析而只凭经验,对物理问题决不能主观臆断.正确的认识力和运动的关系.
2、帮助学生养成研究问题要从不同的角度对比研究的习惯.
3、培养学生逻辑推理的能力,知道物体的运动是不需要力来维持的。
(三)情感、态度与价值观
1、利用一些简单的器材,比如:小球、木块、毛巾、玻璃板等,来对比研究力与物体运动的关系,现象明显,而且更容易推理。
2、培养科学研究问题的态度。
3、利用动画演示伽利略的理想实验,帮助学生理解问题。
4、利用生活中的例子来认识惯性与质量的关系。培养学生大胆发言,并学以致用。
★教学重点
1、理解力和运动的关系。
2、理解牛顿第一定律,知道惯性与质量的关系。
★教学难点
惯性与质量的关系。
★教学方法
1、对比实验、自主探索、合理推理。
2、利用生活中的实例,理解惯性与质量的关系,贴近生活更易理解。
★教学用具:
多媒体、小车、小球、毛巾、玻璃板、斜槽、刻度尺、木块、气垫导轨、滑块等。
★教学过程
(一)引入新课
开门见山,阐述课题:前面几章学习了运动和力基础知识,这一章开始我们研究力和运动的关系。第一节课我们来学习牛顿第一定律。
(二)进行新课
〖教师活动〗:在讲台上放一小车,使它处于静止状态。 人推车走,不推车停,由此看来必须有力作用在物体上,物体才运动,
没有力作用在物体上,物体就不运动——这是两千多年前亚里士多德说的,
不是我说的。是这样的吗?
〖学生活动〗:思考:物体的运动是不是一定需要力?
〖教师活动〗:下面你就利用桌子上的器材来研究一下这个问题。(投影)
让学生利用桌子上的器材,自主设计实验,分别研究:
⑴、力推物动,力撤物停。
⑵、力撤物不停。
牛顿第一定律教案6
教学目标:
1.知识与技能
知道牛顿第一定律内容.知道惯性的概念.
2.过程与方法
通过活动体验任何物体都具有惯性.
探究摩擦力对物体运动的影响.
3.情感态度与价值观
通过活动和阅读感受科学就在身边.
教学重点:牛顿第一定律.惯性及其现象解释
教学难点:牛顿第一定律.
教学方法:探究法、演示法
教学用具:斜面、木板、小车、棉布、毛巾、象棋、直尺、惯性小球装置
教学过程:
一、引入新课
收集与教材P44图12.5-1中内容相关的录像资料让学生观看.
同学们在录像中看到的这些现象,在日常生活中常会见到,你也一定有过这样的体验.运动的物体为什么会停下来呢?同学们看书12.5-2内容,先了解古人的思辨.亚里士多德和伽利略都是伟大的科学家,到底哪个说法正确呢?光靠思辨不能回答,同学们可以自己探究,通过实验来求证.
二、进行新课
(一)牛顿第一定律
1.历史回顾:对亚里斯多德提出:力是维持物体运动的原因,提出疑问。
2.演示实验:
(1)毛巾表面(2)棉布表面(3)木板表面
现象:(1)小车受到阻力大,运动时间短,路程短;
(2)小车受到阻力较小,运动时间长点,路程远点;
(3)小车受到阻力最小,运动时间较长,路程较远。
3.推理:当小车受到的阻力为零时,小车将会怎样运动下去?
4.牛顿第一定律:一切不受外力的物体,总保持静止或匀速直线运动状态。
说明:牛顿第一定律不是从实验中直接得出来的,它是在实验的基础上通过进一步的.科学推理而得到的。
(二)物体的惯性
1.惯性
教师:从牛顿第一定律知道,任何物体都具有保持静止状态或保持匀速直线运动状态的性质,这种性质叫做惯性。也可以说物体保持运动状态不变的性质叫惯性。牛顿第一定律也叫惯性定律。
这里提出了一切物体都有惯性,物体在任何情况下都有惯性。
2.惯性现象
【演示1】用尺迅速打出下面的棋子。解释:叠在一起的棋子原来是处于静止状态的,当尺子打出了下面的棋子,由于上面的棋子有惯性,还要保持原来的静止状态。所以上面棋子落在正下方。
【演示2】惯性小球实验,解释:木片被弹出去之前,小球处于静止状态。小球由于有惯性,还应保持原有的静止状态,所以小球落在原处。
——解释惯性现象的要领:①说清物体原来是处于什么状态(运动或静止)②说出后来发生什么变化;③物体由于惯性还要保持原来的(运动或静止)状态。④所以……。
【演示3】刹车时的惯性现象。请同学们根据要领解释。
教师:这个实验再现了汽车紧急刹车时乘客向前倒这一普遍现象。
三、小结:
四、布置作业:
请大家解释汽车起动时乘客为什么向后倾倒?
板书设计
牛顿第一定律
一、牛顿第一定律:一切物体在没有受到力的作用时,总保持
静止或匀速直线运动状态。
二、惯性:我们把物体保持运动状态不变的特性叫做惯性。
牛顿第一定律教案7
(一)教学目的
1.知道牛顿第一定律。
2.通过学习,提高学生的逻辑推理能力和科学想象能力。
(二)教具
惯性小车、斜面、木板、毛巾、标志小旗。
(三)教学过程
一、复习提问
力的作用效果有哪些?
二、新课引入
教师:我们学过了力,一切物体都受到力的作用。我们也学过了运动,运动是绝对的,一切物体都在运动,静止只是相对的。物体都受力,同时又都在运动,力的效果之一就是力能改变物体的运动状态。可见,力和物体的运动有密切的联系。我们在这一章中要学习力和运动二者之间的联系。
三、进行新课
1.历史的回顾
教师:古希腊的学者亚里斯多德早在两千年前就提出“力是维持物体运动的原因”。他的根据是一个物体(例如一辆车)运动起来后必须用力才能使它不停地运动下去,失去力的作用,运动会停下来。初看起来,他的观点似乎符合实际情况,所以这个观点在人类的历史上统治了近一千七百年。直到三百年前,人们才开始对这个观点是否正确提出疑问,并由伽利略和牛顿等几位科学家对力和运动的关系提出了科学的论断。
2.做课本图91所示实验
(1)教师:这是一块倾斜放置的木板,它的下端又接出一块木板水平放置,木板上铺一块毛巾。让一辆小车从斜面上的某一位置由静止开始向下运动,注意观察小车的'运动情况。
(演示,并在小车停止处放一面小旗做为标志。画板图)
教师提问:小车为什么停下来?
(学生回答)
小车在水平的毛巾面上受到了阻力。
教师:亚里斯多德认为维持运动必须有力。现在,小车恰恰是因为受到了阻力,它的运动不能维持。可见,他的观点缺乏一定的前提条件,因此是不确切的。
(2)教师提问:能让小车在水平面上运动的再远些吗?
(学生回答)
减小水平面对小车的阻力。
(演示,用棉布表面的木板代替毛巾,重复上述实验,并在小车停止处放小旗做标志)
教师:小车从斜面上的同一位置由静止开始向下运动,这样可以保证小车到达斜面底端具有跟刚才实验时相同的速度,小车在水平面上运动得更远了,原因是阻力小了。
(画板图)
教师:从实验可知,木板对小车的阻力小了,小车运动得更远了,它的速度经过较长的时间才变为0。
(3)教师:我们把水平放置的木板表面换成一块比较光滑的板,重复上述的实验。
(演示,并画图)
可见,水平木板对小车的阻力越小,小车运动得越远,它的速度必须经过更长的时间才能变为0。
3.牛顿第一定律
教师:请大家设想,如果小车从斜面上滑下来,滑到一个非常光滑、阻力无限小的光滑平面上,小车的运动将如何?
(学生讨论并回答)
由于有前三次实验做基础,这种无限光滑的平面虽然没有,但是我们也有充分的理由认为小车将永远运动下去.这就是历史上伽利略所做过的实验和通过实验得到的结论。
法国的科学家笛卡儿进一步补充了伽利略得出的结论,使人们的认识又深化了一步。笛卡儿认为,物体不受外力时,除了速度的大小不会改变,永远运动下去,也不会改变运动的方向。
最后,英国的著名物理学家牛顿总结了前人研究的成果,建立了力和运动的关系的第一条规律牛顿第一定律。
一切物体在没有受到外力作用的时候,总保持匀速直线运动状态或静止状态,这就是著名的牛顿第一定律。
物体不受外力作用时,原来运动的物体要保持匀速直线运动;原来静止的物体要保持静止状态.这个规律说明了维持物体的匀速直线运动是不需要力的。
牛顿第一定律不是从实验中直接得出来的,但是它又有深厚的实验基础。它是在实验的基础上通过进一步的科学推理而得到的,由这个定律进一步得出的一切科学推论都经受住了实践的检验,因此,牛顿第一定律早已成为大家公认的力学基本定律之一。
4.学生阅读课本“牛顿的故事”。
四、作业
复习本节课文。
注:教材选用人教版九年义务教育初中物理第一册。
牛顿第一定律教案8
教学目标
1、通过实验,进行合理的推理,对学生进行科学态度和科学方法的教育。
2、知道牛顿第一定律。
3、知道牛顿第一定律的重要应用。
教学重难点
1、理解牛顿第一定律内容的含义。
2、做好演示实验。
教学工具
多媒体
教学过程
通过上一章的学习,我们认识了力,同学们能不能举这样几个例子:
①物体由静止变为运动的例子。
②物体运动速度由快变慢的例子。
③物体运动方向改变的例子。
由上面的例子可见:物体受力后,改变了物体的什么?(运动状态)
那物体不受外力呢?同学们猜一猜,运动状态会怎样呢?
静止的物体不受外力时,会不会自己运动起来?
运动的物体不受外力时,会不会自己停下来?
(学生讨论猜想)
同学们猜想的是否正确呢?我们下面就来研究探索这个问题:
Ⅰ、演示实验:
1、介绍实验装置:带斜面的长木板、小车、毛巾、棉布。
2、实验过程:
⑴在木板上铺一块毛巾,让小车从斜面上最高的一点,从静止开始滑下,请同学们注意观察小车在毛巾面上的运动情况。
(请学生描述小车在毛巾面上的运动情况)
问:小车为什么运动地越来越慢,最后停下来?
讲述:由于阻力,小车由运动变为了静止。
(小车停住后,在其尾部位置插一小旗。)
问:能让小车运动得远一些吗?
(减小阻力,用棉布)
⑵将木板上的毛巾换为棉布,仍让同一小车在同一斜面的同一高度由静止开始滑下,这样就可以保证小车到达斜面底端是的速度相同,这样就可以保证了其他条件都不变,而只是减小了阻力。同学们注意观察小车在棉布表面的运动情况。
现象:小车速度越来越慢最终停下,但运动距离比上次远。
(小车停住后,在其尾部位置插一小旗)
问:小车运动距离为什么比上次远?
(受到的阻力比上次小)
问:能让小车运动的更远些吗?
(把阻力减小,用木板)
⑶撤去棉布,使用木板面。重复上面的实验。
3、(课件模拟以上三个实验,同时由同一高度由静止开始滑下)和学生一起分析:
条件:同一小车,从同一高度,有静止开始滑下(到达水平面上的速度相同)
(用气垫道轨演示f→0的情况,然后让学生猜想如果不受外力时物体的运动情况)
Ⅱ、实验结论:如果物体不受外力,运动物体将速度不变的运动下去,即匀速运动。早在三百年前,意大利的物理学家伽利略就是用这种方法得出了这个结论。
(板书):物体不受外力时,运动物体—匀速
法国物理学家笛卡尔进一步补充了伽利略的结论,时人们的认识又深化了一步,笛卡尔认为运动的物体在不受外力时,除速度大小不会改变,永远运动下去,也不会改变运动方向,即匀速直线运动。
同学们想一想,如果静止的物体不受外力,能不能自己运动起来呢?(不能)
研究发现,静止的物体在不受外力时,仍会静止。
(板书):
物体不受外力时,运动物体——匀速、直线匀速直线运动
静止物体——静止
现在哪为同学能总结出,如果物体不受外力时,会是什么情况?
(学生总结)
一切物体在没有受到外力作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
这个结论最早是由英国物理学家牛顿总结了伽利略等人的研究成果,概括出来的,这就是我们今天要来学习的`“牛顿第一定律”。
(板书课题):牛顿第一定律
(板书牛顿第一定律内容)
对学生进行表扬:总结的非常好,如果我们能早出生300年,那也许就会是以在座的某位同学的名字来命名的定律了。只要同学们认真学习,就会有更多的机会去发明、创造,为祖国、为整个人类做出贡献。
解释牛顿第一定律:
条件:一切物体在没有受到外力作用时。
结论:静止的物体保持静止状态
运动的物体保持匀速直线运动状态
即:动者恒动,静者恒静。
牛顿第一定律告诉我们:物体的运动不需要力来维持,力的作用是改变物体的运动状态。
牛顿第一定律是在大量实验事实的基础上,通过进一步的科学推理而概括出来的,这个结论虽无法直接用实验来证明,但从定律得出的一些推论都经受住了实践的检验。因此,牛顿第一定律已成为大家公认的力学三定律之一。
Ⅲ、同学们都知道两个月前,在澳大利亚的悉尼举行了第二十七届奥运会,我国获得了28枚金牌,居金牌榜第三位。运动员们为祖国争了光,假若在运动会进行的过程中某一时刻一切外力都消失了,(这里的外力主要是指大家熟悉的重力、摩擦力、空气阻力等。)那会发生什么情况呢?
①跳高运动员刚跳离地面时,一切外力都消失了,那会怎样呢?
(保持匀速直线运动状态,飞出体育场,冲出地球)
②即将起跑的运动员,一切外力消失,还能否运动起来?
③在环形跑道上进行800米比赛的运动员,刚开始时最前面的运动员速度最大,这时一切外力都消失,那后面的运动员能追上他吗?它能到达终点,取得金牌吗?
④学生讨论,举例。
牛顿第一定律教案9
[知识要点]
1.亚里士多德的错误观点:
①力是维持物体运动的原因。
②力是产生物体运动的原因。
2.伽利略的运动观:
①他的观点来源于伽利略的理想实验。
②观点:物体不受力时,将保持自己的速度永远运动下去。
3.牛顿第一定律:
①来源于牛顿第一定律实验。
②定律:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。
③牛顿第一定律又叫惯性定律。
4.惯性:
①物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质,叫惯性。
②质量是物体惯性大小的量度。
[重点难点分析]
惯性大小的讨论:
①惯性就是使原来运动的物体(不管是匀速、是加速还是减速)匀速直线运动,使原来静止的物体静止。
②惯性是物体的固有性质,宇宙万物中任何物体都具有惯性,没有惯性的物体是不存在的。
③质量是物体惯性大小的量度。物体惯性大小与物体的运动速度、物体的密度、形状、体积无关。物体的质量越大,物体的惯性就越大,越难改变物体的运动状态。
④只要物体的质量不变,物体的惯性就不变。所以“克服惯性”“惯性增大”“惯性减小”是错误的。
⑤惯性大小表示物体改变运动状态的难易程度。物体惯性越大,越难改变运动状态,惯性越小,越容易改变物体的'运动状态。
[例题选答]
1.光滑水平面上一个大木块上有一个小球,二者从静止开始一起向右做加速直线运动,加速度为2m/s2。第3秒时小球从木块上落到水平面上时,木块的加速度不变,再过5s小球和木块的速度各是多少?分析:第3秒时二者的速度vt=at=2m/s2×3s=6m/s 则小球和木块在3s末的速度都是6m/s。小球离开木块后做匀速直线运动,再过5s速度仍是6m/s木块共运动8s,速度就是2m/s2×8s=16m/s
2.关于物体的惯性下面说法正确的是
A.力可以改变物体的惯性
B.物体静止时没有惯性
C.人造地球卫星有惯性
D.太空中飘荡的宇航员没有惯性
分析:惯性的大小决定于质量,不受其它因素的影响。只要物体有质量就一定具有惯性,所以B、D两个选项不正确,C选项正确。一个物体的质量不变,则其惯性大小也不发生变化,所以A选项不正确。答案选择第三个C。
[练习精选]
1.下面说法正确的是:
A.力是改变物体运动
B.物体越重,惯性越大
C.物体的惯性越大,物体的运动状态越难改变
D.行驶的车辆中突然刹车时,乘客向前倾倒,是因为乘客具有惯性
2.关于惯性下面说法正确的是
A.高速运动的物体不易停下来,所以物体的运动速度越大惯性越大
B.两个物体质量相同,它们的惯性一定相等。
C.铁饼被运动抛出后继续前进,这是因为铁饼具有惯性的缘故
D.一个物体在地球上不容易被人举起来,在月球上则很容易,所以物体在月球上的惯性小。
3.计算:
一个物体的速度是10m/s,受到的合外力零,则10秒后物体速度是多少
牛顿第一定律教案10
(一)教学目的
1。知道惯性定律,常识性了解伽利略理想实验的推理过程。
2。通过实验分析,初步培养学生科学的思维方法。
(二)重点与难点
重点:牛顿第一定律
难点:伽利略理想实验的推理过程。
(三)教学过程
1。引入新理
师:力能使静止的物体运动起来,力又能使运动物体速度增大或减小,还可以改变物体运动的方向,物体不受力又怎样呢?从这节课开始,我们就来研究有关力和运动的一系列问题。
[板书1]第九章力和运动
2。新课教学
师:请同学们观察实验
[实验1]静止在木板面上的小车。
师:小车处于什么状态?
生:静止。
师:静止的小车,水平方向不受推动和拉力的作用,它将会怎样?
生:永远处于静止。
[实验2]如图1所示,小车受水平拉力作用时。(让小车运动一段距离后立即用手使它静止下来)
师:观察小车的状态发生怎样变化?
生:由静止到运动。
[实验3]如图1。继续实验2,钩码使小车水平运动后,用手托住下落的钩码。小车失去水平拉力后,继续向前滑行一段距离停止。
师:你看到什么现象?
生:小车继续运动一段距离后才静止。
师:小车运动一段距离后,变为静止的原因是什么呢?
生:受到木板的摩擦阻力作用。
师:是不是这样呢?请大家继续观察下面实验。
[实验4]用同一小车分别(三次)从同一斜面不同的高度自由滑向相同的平面,记下三次小车静止在相同水平面上的位置。如图2(A)、(B)、(C)所示。
师:哪一次水平滑行距离最短?
生:第一次。
师:为什么?
生:小车在斜面上高度最小,它在水平面上开始运动时速度最小(后半句话学生回答不出来,第一次可由老师说)。
师:哪一次水平滑行距离最长?
生:第三次。
师:为什么?
生:小车在斜面上高度最大,它在水平面上开始运动时速度最大。
师:同理如果小车三次处于同一斜面、相同高度,自由滑向水平面,小车在水平面上开始运动的速度大小会怎样呢?
生:相同。
师:(介绍牛顿第一定律演示装置)这是一个斜面,把它放在讲台桌上。(如图3所示。)
[实验5]让小车分别三次从同一斜面的相同高度自由滑下,观察小车在不同材料的水平面上运动的情况。(在桌面铺上毛巾、棉布。)
师:哪次小车在水平面上运动距离最短,为什么?
生:第一次(或最上面那一次)。表面材料是毛巾,阻力最大,滑行距离最短。(在学生回答过程中,填写表1第一行前三项)
师:很短距离,速度变为零。速度变化快呢,还是慢呢?
生:最快。(填写表1第一行最后一项)
师:第二次实验的情况如何,大家一起填表1的第二行。
生:棉布、阻力较大、滑行距离较长、速度变化较快。(填写表1第二行)
师:第三次实验的情况如何;大家一起填表的第三行。
生:桌子表面、阻力较小、滑行距离长、速度变化较慢。(填写表1第三行)
师:假定我们做第四次实验,水平表面用玻璃板,玻璃板的阻力比木板小,实验结果会怎样呢?(填写表1第四行前两项)
生:小车滑行的距离长,速度变化最慢。(填写表1第四行后两项)
师:假定我们还能找到某种材料,对小车的阻力比玻璃板还小,最最小,来做水平表面的材料,实验结果又会怎样呢?
生:那么小车滑行距离就更长,最最长,速度变化最最慢。
师:大家一起来填表1第五行(见表)
师:假如水平表面对小车没有阻力,实验结果又会怎样呢?
生:小车永不停止地运动下去!
师:一起来填表1的第六行。(见表)
表1
师:大家注意这个表格的前三行我们是做了实验的。第四、五行没有做实验,只是根据前三行的实验结果,加上逻辑推理得出来的结论。虽然没有做实验,但是在正确实验的基础上加上正确的推理,得到的结论也是正确的'。
大家再仔细琢磨表的第六行,它和第四、第五行有什么不同。
生:没有阻力,而第四、五行还有阻力,只是一次比一次小。
师:非常正确,逻辑推理就是这样进行的。阻力逐渐变小,实验结论如何呢?阻力没了,结果又会怎样呢?
师:没有阻力的平面叫做理想光滑的平面,实际上并不存在。第六行的结果就是理想实验,实际上不存在,是在正确实验的基础上正确推理得出来的。
师:这种建立在实验的基础上,通过逻辑推理得到理想状况下的结论,也是研究物理的一种方法。
300多年前著名的物理学家伽利略就是这样通过实验推理得出来物体不受阻力将如何运动的。
师:谁给大家朗读书第104页倒数第三段?
生:(读课文略)
师:大家把这段倒数第三行“如果表面绝对光滑……运动下去”。画下来。
师:法国科学家笛卡儿,又对伽利略的结论作了补充,他是怎样说的,请一位同学读教材第104页倒数第二段。
生:(读课文略)。
师:大家从此段的倒数第三行“如果运动物体……运动下去”。画下来。
师:笛卡儿的说法和伽利略的说法有什么不同?不同又说明了什么?
生:笛卡儿把伽利略的“物体受到的阻力为零”改为“物体不受任何力的作用。”说明,不是仅仅限于阻力了,而是任何力。
师:再后来英国的科学家总结了伽利略等人的研究成果,概括出一条重要的物理定律。叫做牛顿第一定律。
[板书2]
牛顿第一定律教案11
一、教学目标
知识与技能:理解牛顿第一定律的内容及意义;理解力和运动的关系。
过程与方法:理解理想实验是科学研究的重要方法。
情感态度价值观:通过理想斜面的教学,体会理想实验的魅力。
二、教学重难点
教学重点:通过回顾历史探究过程理解牛顿第一定律;惯性的理解。
教学难点:力和运动的关系;惯性和质量的关系。
三、教学方法
讨论法、启发法、讲解法
四、教学过程
(一)导入新课
撕纸游戏
猜一猜:
1.一张纸已剪成两截,但未完全剪断,如果迅速用力撕两边,纸会断成几截?
2.现在把纸剪成三截,但未完全剪断,如果迅速用力撕两边,纸会断成几截?
大家不要动手,先猜一猜。
3.如果在中间的纸下面夹一个夹子,然后迅速撕两边,纸会断成几截?
请大家想一想:为什么是这样一个结果呢?怎样解释我们的游戏呢?其实,在我们的游戏中还涉及到一个古老的话题──力和运动:用力撕纸,纸条断开运动起来。运动和力之间到底有什么关系呢?带着这些问题,我们一起来体验古人的探究过程,学习古人的探究方法,进一步理解论述运动和力关系的牛顿第一定律。
(二)新课教学
1.情景设问,经验猜想
在人类历史的长河中,运动和力如影随形,总是和人们的生活、生产密切相关。比如:马拉车则车前进,不再拉,前进的车会停下来;人象推车则车前进,不再推,前进的车会停下来;踢球,球沿草地向前滚动,不再踢,滚动的球会慢慢停下来。
思考:运动和力之间有什么关系呢?
最早提出这个问题并给出经验猜想的是古希腊学者亚里士多德。
他根据生活生产经验猜想:必须有力作用在物体上,物体才能运动;没有力的作用,物体就要静止在一个地方。运动需要力维持。
他的观点来自实际经验,还能用实际经验验证,所以被人们广泛接受,并维持了近两千年。
设问:我们现在知道,他的观点是错误的。那么他有贡献吗?
亚里士多德的贡献:开创了一个新的研究领域。
首先质疑并深入研究的是十六世纪的伽利略。他观察了球的滚动。
2.质疑假设,科学猜想
当球沿斜面向下滚动时,它的速度增大,而向上滚动时,速度减小。他由此猜想:当球沿水平面滚动时,它的速度应该不增不减。实际观察的结果是:沿水平面滚动的球越来越慢,最后停下来。
①现象:沿水平面滚动的球越来越慢,最后停下来。
按照亚里士多德的观点,球停下来是因为没有力的作用。伽利略恰恰从这一现象出发,对亚里士多德的观点提出质疑。
②质疑:滚动的球之所以停下来,真的是因为没有力的作用吗?
设问:球停下来的原因是什么呢?
在伽利略之前,人们还没有意识到摩擦力这种无形的力,伽利略是第一个意识到摩擦力的人。
他改变了水平面的粗糙程度,发现:水平面越光滑,球滚得越远。于是,他推断这是摩擦阻力作用的结果。
结论:滚动的球停下来,是摩擦阻力作用的结果。
③假设:若没有摩擦阻力,沿水平面滚动的球将怎样运动呢?
④猜想:若没有摩擦阻力,球将永远滚动下去。
过渡:伽利略设计了一个双斜面实验。
3.实验探究,得出结论
(1)双斜面实验
左斜面固定,右斜面倾角可变。实验中我们设定小球始终从左斜面定位卡处由静止释放。
①固定右斜面,改变小球所受的摩擦,观察小球上升的最大高度怎样变化。重复一次。
思考:
1.小球所受摩擦阻力的大小与小球上升的最大高度之间有什么关系?
2.摩擦阻力的大小与释放点到上升的最高点的高度差是什么关系?
3.如果没有摩擦,小球会上升到多高的地方?
②减小右斜面倾角,观察小球沿斜面运动的最远距离怎样变化。重复一次。
思考:
1.减小右斜面倾角,小球沿斜面运动的最远距离如何变化?
2.如果没有摩擦,减小右斜面倾角,沿斜面滚动的最远距离怎样变化?小球将上升到多高的地方?
③将右斜面放平,释放小球,观察小球的运动。
思考:
1.如果水平木板足够长,小球会停下来吗?
2.如果没有摩擦,水平木板足够长,小球将滚到哪里去呢?
过渡:伽利略的双斜面实验是一个理想实验。
(2)理想实验的魅力:
实验(事实)+逻辑推理
通过可靠的实验事实,加上合理的逻辑推理,得出规律的一种方法。
理想实验的魅力:实验不能实现的地方,思维向前一步。
这种方法非常了不起!爱因斯坦是这样评价的:伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一,而且标志着物理学的真正开端。这个评价实事求是,从亚里士多德到伽利略,经历了20xx多年,物理学徘徊不前;从伽利略到爱因斯坦,只经历300多年,物理学的大厦初步建立,大师辈出。这都得益于伽利略首创的实验研究方法。
过渡:通过双斜面理想实验,伽利略得出了结论。
(3)伽利略:若没有摩擦阻力,沿水平面滚动的球将永远滚动下去。运动不需要力维持。
回顾、思考:
①静止的车、足球为什么运动起来?
②运动的.车、足球为什么会停下来?
③力和运动之间有什么关系?
力是改变物体运动状态的原因。
设问:运动状态是用什么物理量描述?
车由静止变为运动,受到了推、拉力;由运动变为静止,受到了摩擦阻力。足球由静止变为运动,受到了脚的力;由运动变为静止,受到了草地的摩擦阻力。
过渡:与伽利略同时代的法国科学家笛卡尔对他的观点进行了补充。
4.补充完善,形成定律
(1)笛卡尔的补充:除非物体受到力的作用,物体将永远保持其静止或运动状态,永远不会使自己沿曲线运动,而只保持在直线上运动。这应成为一个原理,它是人类整个自然观的基础。
笛卡尔补充了物体不受力时保持静止状态或匀速直线运动状态。
过渡: 1642年,伽利略逝世,1643年牛顿在英国诞生。牛顿是人类历史上最伟大的科学家之一。主要贡献有发明了微积分,发现了万有引力定律和经典力学,设计并制造了第一架反射式望远镜等等。
牛顿在1687年出版的《自然哲学的数学原理》一书中提出了三条运动定律。牛顿把伽利略、笛卡尔的正确结论总结成为牛顿第一定律,它是牛顿物理学的基石。
(2)牛顿第一定律:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。
过渡:现在我们来理解定律。
(三)巩固提高
思考:牛顿第一定律中论述的运动和力的关系是怎样的?
1.运动和力的关系:力是改变物体运动状态的原因。
2.阻力很小的现象:冰壶
从视频可以看出,冰壶在一段时间内速度的大小和方向几乎不变,直到碰上另一个冰壶。
思考:定律中还论述了什么呢?
3.惯性:
①概念:物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质。
设问:一切物体都有惯性。做变速运动的物体有惯性吗?
当物体做变速运动时,由于惯性,物体会抵抗速度的改变,从而使速度的改变需要一段时间。比如汽车紧急刹车时不会立即停下来,而是继续向前滑行一段距离。
②一切物体有惯性,有抵抗运动状态变化的“本领”。
物体惯性大,“本领”大,运动状态难改变;物体惯性小,“本领”小,运动状态易改变。
思考并猜想:物体的惯性大小和什么因素有关?
(四)小结作业
1.了解了运动和力关系的探究过程。
在探究过程中,亚里士多德是开拓者。伽利略首创了理想实验方法;笛卡尔补充了伽利略的观点;牛顿提出了惯性、力、惯性参考系的概念。
2.体会了理想实验的魅力:实验(事实)+逻辑推理
3. 深入理解了牛顿第一定律,知道了质量是惯性大小的量度。
4.后来爱因斯坦等科学家又进一步发展了牛顿第一定律。没有哪一个定律是终极真理,物理学的大厦永不封顶,还等待你们为它添砖加瓦!
课外探究:有人说刘谦的螺丝魔术颠覆了牛顿第一定律:不给螺帽力的作用,螺帽也能运动起来。你怎么看?请在百度中搜索“刘谦螺丝魔术揭秘”,弄清刘谦螺丝魔术的原理。
五、板书设计
牛顿第一定律
一、历史回顾
二、第一定律探究实验
三、惯性定律
牛顿第一定律教案12
一、中英教材中的《牛顿第一定律》内容表述
1、中国教材(人教版)
以前和现在的人教版的初中教材,关于牛顿第一定律,其内容表述均为:一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
2、英国教材
由西南大学科学教育研究中心廖伯琴教授主译的英国中学主流教材《物理》中关于牛顿第一定律内容是这样表述的:如果一个物体受力平衡(合外力为零),那么:若物体是静止的,它将保持静止状态;若物体是运动的,它将以原来的速度保持匀速直线运动。
二、教材理念的差异及教学效果的差别
1、中国教材(人教版)编写理念及教学效果
(1)教材编写理念
牛顿第一定律是牛顿在伽利略、笛卡尔等人实验与推理的基础上经过进一步推理、总结而得出的,尤其是伽利略的斜面实验基础、结论与推理。因此,我国教材编写者在编写过程中注重尽量还原当时的实验情境、结论与推理结果,以更好地落实《物理课程标准》中的课程性质:“物理学不仅含有人类探索大自然的知识成果,而且含有探索者的科学思想、科学方法、科学态度和科学精神等。”
(2)教学效果
在我国教材中,牛顿第一定律表述中成立的条件是物体不受力,而实际生活中是找不到不受力物体的,而且牛顿第一定律无法直接用实验验证得出,因此学生自然而然会在心理有一种排斥和难以置信感,尽管我们老师会不断地强调不受力相当于受平衡力,但也显得苍白。还有就是定律中后面的结论:保持静止状态或匀速直线运动状态。到底是保持静止还是做匀速直线运动,对于一个初中二年级的学生来说难以理解,需要教师做进一步的解释才能弄懂。笔者根据多年的教学及听课经历发现,在讲授《牛顿第一定律》这节内容时,教师通常要对牛顿第一定律进行解读,或引导学生对牛顿第一定律进行解读,以便让学生对牛顿第一定律进行进一步的理解,尽管如此,大多数学生还是不能正确理解。
2、英国教材编写理念及教学效果
(1)教材理念
英国主流教材编写者始终站在一个学习者的角度,把晦涩难懂的物理知识变得浅显易懂,把枯燥无味的物理学变得精彩无比、美妙绝伦。因此,在表述牛顿第一定律时尽可能让学生一看就明白,首先是成立条件上一目了然,不受力和受平衡力均适用牛顿第一定律;其次是结果上一目了然,即原来是静止的物体在不受力或受平衡力时依然静止,原来运动的物体在不受力或受平衡力时会保持原来的速度作匀速直线运动。因此,这样编写降低了知识的理解难度,便于学生学习。
(2)教学效果
笔者让一些学校的物理老师尝试用英国主流教材中牛顿第一定律的内容表述方式进行教学,结果是:学生的学习效果明显提升。以上述题目为例,大部分学生均能选出正确答案,错误率很低,原因在于英国教材中对于牛顿第一定律的表述非常清晰,即原来运动的物体不受力时,将会以原来的速度作匀速直线运动。可见,同样的内容,不同的表述方式,产生的结果会不一样。
三、对物理教学的启示
1、规律描述应言简意赅、一目了然
物理是从纷繁复杂的'物质世界中研究物质、相互作用和运动规律的自然科学,具有简单美。因此,教学时也应该力求简洁,做到简单高效,尤其是在描述物理规律时应言简意赅、一目了然。例《牛顿第一定律》可采用英国教材中的描述方式,让学生一看就懂。
2、牢固树立“用教材教”的理念
不可否认,教材是学科专家根据课程标准精心编制而成,具有一定的普适性。但不同地区的学生心理特点及认识水平也存在着一定的差异,教材的编写内容与顺序也不一定适合所有的学生。因此,新课程改革要求我们教师要牢固树立“用教材教”的理念,创造性地使用教材、整合教材,而不要教教材,束缚于教材,例如:物理八年级下册(人教版)第七章第2节弹力中有个实验:“练习使用弹簧测力计”,可以与第3节重力中的实验:“探究重力的大小跟质量的关系”进行整合,合二为一,这样整合教材,不仅节约了教学时间,同时也达到了实验目的。
3、做到“深奥的知识浅显化”
在物理学中,总会一些知识比较抽象,令学生难以理解。如“比热容”这个物理量,学生在学习的过程中很难真正理解它的含义,是物理教学中的一个难点。在处理这个难点,我们教师除了在课堂上让学生做好“比较不同物质吸热的情况”这个实验外,还可以引导学生从“比热容”这个量的名称里面去理解,“比”就是“比较”的意思,“热”就是“吸热或放热”的意思,“容”就是“能力、本领”的意思,把这三个字的含义合起来,就是“比较物质吸热或放热能力”。这样,学生就不难理解了。
4、不断钻研,提升专业水平
只有学习,才会进步与提高,在教学过程中可以多看一些物理教学类的杂志,如《中学物理教学参考》、《物理教师》、《物理教学》、《物理之友》等;也可以看看国外的教材,特别是一些发达国家的教材,如美国、英国、荷兰等,了解异国的教育教学理念与教学素材;还可以多听课学习、与同伴交流、研讨等,不断地向书籍与同行学习,潜心钻研,加强反思,持续积累,提升自我教育教学能力。
总之,我们物理教师要牢固树立新课程理念,不断学习与创新教学方式,努力做到“深奥知识浅显化、枯燥知识趣味化、学科知识生活化”。
牛顿第一定律教案13
教学目标
知识目标:
知道牛顿第一定律,常识性了解伽利略理想实验的推理过程。
能力目标:
1.通过斜面小车实验,培养学生的观察能力。
2.通过实验分析,初步培养学生科学的思维方法(分析、概括、推理)。
情感目标:
1.通过科学史的简介,对学生进行严谨的科学态度教育。
2.通过伽利略的理想实验,给学生以科学方法论的教育。
教学建议
教材分析
教材首先通过回忆思考的形式提出问题:如果物体不受力,将会怎样?通过小车在不同表面运动的演示实验,使学生直观的看到物体运动距离与阻力大小的关系,为讲解伽利略的推理作准备。然后讲述伽利略的推理方法和通过推理得出的结论,再介绍迪卡儿对伽利略结论的补充,牛顿最后总结得出的牛顿第一定律。通过这些使学生了解定律的得出是建立在许多人研究的基础上的,正如牛顿所说:“如果说我所看的更远一点,那是因为站在巨人肩上的缘故”。最后指出牛顿第一定律不是实验定律,而是用科学推理的方法概括出来的,定律是否正确要通过实践来检验。给学生以科学方法论的教育。
本节课的重点是揭示物体不受力时的运动规律,即牛顿第一运动定律。
教法建议
1.学生学习牛顿第一定律的困难在于从生活经验中得到的一种被现象掩盖了本质的错误观念,认为物体的运动是力作用的结果。如推一个物体,它就动,不再推它时,它便静止。为使学生摆脱这种错误观念,首先要把运动和运动的变化区别开,树立从静到动和从动到静都是“运动状态改变”的概念,这是为了揭示力和运动的关系做的重要铺垫。其次,通过实验确立“力是改变运动状态的原因”的概念。再通过推理建立“不受力运动状态不变”的概念。
2.通过图9-1演示实验的.比较、分析、综合、推理是本节课的核心,可对学生进行简单的科学推理方法的教育。在此演示实验中可通过设计不同的问题渗透研究方法。
3.本节课可按着人类对知识的认识顺序组织教学,让学生体会规律的认识过程,对学生进行学史教育。从亚里士多德的观点——伽利略的研究——笛卡尔的补充——牛顿的总结。
教学反思:
这一章的知识属于动力学的知识,是研究力与运动之间的关系,只有懂得了动力学的知识才能根据物体所受的力确定物体的位置、速度变化的规律,才能够创造条件来控制物体的运动。牛顿三大运动定律作为动力学的核心内容,本节课的教学内容牛顿第一运动定律作为牛顿物理学的基石,首先对人类认识运动和力的关系作了历史的回顾,着重介绍了伽利略研究运动和力的关系的思想方法及卓越贡献,而后讲述了牛顿第一定律的内容和物体惯性的概念。为后续的牛顿运动定律的学习打下好的基础。
鉴于学生在初中对伽利略的理想斜面实验、牛顿第一定律的内容及惯性的概念有所了解,所以这节课将重点放在伽利略如何想到理想斜面实验的,给学生展现了伽利略理想实验法的全过程,对学生进行思维方法教育。而对惯性更多的关注放在对决定惯性大小的因素——质量的探究上,与学生共同经历了由现象探本质的过程,克服学生的一些错误认识,如速度大小不同惯性不同的认识。
1、 本节课的成功之处
一是不断对学生进行物理学家科学探究精神及严谨的思维品质的教育。在讲伽利略推翻亚里士多德的观点时指出亚里士多德被称为大百科全书式的人物,恩格斯称他是“最博学的人”,而伽利略不迷信权威,敢于向权威挑战,坚持真理,教育学生要学习这种敢于实事求是,坚持真理的精神。在讲到牛顿总结了前人的理论得出牛顿第一定律时,介绍牛顿谦逊和勤奋的优良品质,牛顿认为“真理的大海在我面前,一点也没有被发现。”、“不花在研究上的时间都是损失”,正是这种谦逊和勤奋是牛顿取得了杰出的成就,也是学生除了学习知识外最应该学习的精神品质。
二是渗透物理学研究方法的教育。学生在初中已经知道伽利略的理想斜面实验,但对整个研究过程并不了解,在本节课这一过程再现在学生面前:先对生活实际进行仔细观察,精心研究,得出自己的猜想,在进行真实的科学实验——伽利略针和单摆实验进行探究,抓住主要矛盾,忽略次要因素结合抽象思维得到理想斜面实验,再经合理外推得到最终结论。这是一种重要的物理方法——理想实验法,它标志着真正物理的开端。将这一研究过程在课堂上再现,使学生既对研究方法有全面的认识,又学到了一种新的思维方法——理想实验法,对后续学习有很大的启示。
三是整个课堂的问题设计层层深入,环环相扣,及时调动学生思维,课堂探究意识浓。从伽利略如何推翻亚里士多德的观点,到牛顿总结出的牛顿第一定律的高明之处在于将两个对立的概念——“惯性和力”统一在一句话中,从惯性是物体的固有属性,到通过一张张图片探究出惯性与质量的关系,无不是通过一个个的问题串链接,步步深入,培养学生勤于思考,善于思维的优良品质。
四是利用更多的实例来说明理论,有充分的说明例证。这节课是一节理论课,为了便于学生更好的理解理论,课前查阅了大量资料,课堂用了较多的例证来说明。如用Flash课件模拟伽利略理想斜面实验,加深理解;播放伽利略理想斜面实验的录像得出理想实验与真实科学实验的区别;课堂演示伽利略针和单摆实验使学生明确理想实验不是凭空猜想,而是建立在事实基础之上的合理想象;利用大量的图片探究惯性与质量的关系;用两辆车的实验验证探究结论的正确;用冰壶球运动及气垫导轨实验验证牛顿第一定律的科学性;用扎气球的录像说明惯性是任何物体都具有的,录像形象生动,给学生留下很深的印象。
五是体现了物理来源于生活,最后又要回归生活的思想。课堂中用了大量来源于生活的图片探究惯性与质量的关系,特别是相扑运动员的图片引起了学生极大的兴趣,最后又请学生举例说明生活中的惯性现象,理解惯性不能克服,只能将惯性的危害减小到最小。
2、本节课存在的不足
一是由于上公开课学生较紧张,课堂开始有些前欠活跃。
二是由于给学生较多的生活例证和实验,学生的课堂活动稍有欠缺。
3、对再教的补充设计
再教时,要进一步调动学生学习的积极性,使每一个学生都有成就感,都有所得,教学效果一定会更好。
在平常教育教学中,必须具备全新的教育理念,认真学习新课改精神,使自己具有先进、科学的教育思想,将每节课按高标准要求,不断创新,提高课堂教学效益。对教学设计表现为:不思则无,深思则远,远思则宽。
牛顿第一定律教案14
一、教学目标
1.知道并理解牛顿第一定律的内容,能根据牛顿第一定律的内容解释生活中的现象。
2.通过演示实验。提高观察能力和逻辑思维能力。
3.发现自然科学规律,体会物理的实用性,提高学习物理的兴趣。
二、教学重难点
【重点】牛顿第一定律。
【难点】理解牛顿第一定律。
三、教学过程
环节一:导入新课
同学们好!上课,同学们请坐。上课之前,老师在多媒体展示了一幅图片,我们先来看一下。这是在太空当中静止的一滴水,我们结合之前的知识,想一想这滴水为什么能够静止在空中呢?嗯,好,看到很多同学有答案了。来,后排这个女生说一下,非常好,请坐。她说是因为在太空当中的物体,不受到力的作用,所以物体总保持静止或者是匀速直线运动的状态。由于没有初速度,所以就静止在空中了。表达的非常完整。对于刚才同学所说的,其实涉及到了牛顿第一定律。那今天我们继续来探究牛顿第一定律。(板书:牛顿第一定律)
环节二:新课讲授
【模块1】牛顿第一定律的发现历程
我们都知道,牛顿第一定律其实是牛顿总结归纳得出的,那为什么牛顿总说自己是站在巨人的肩膀上的?牛顿第一定律的发现过程又是怎样的呢?好,现在老师给大家2分钟的时间快速浏览教材上的第一段和第二段,我们一起来归纳一下牛顿第一定律的建立过程。好,现在很多同学已经坐直了,想必已经是完成了。那谁能来分享一下,好这位同学。嗯,非常好,请坐。他是根据人物来进行梳理的。他说先后经历了亚里士多德、伽里略、笛卡尔、最后是牛顿进行总结而得出的`定律。所以牛顿才说自己是站在巨人的肩膀上的。
好,对于这几个人物来说呢,我们详细地来看一看,他们分别有怎样的观点和言论。首先是亚里士多德,他说力是维持物体运动的原因,如果没有力,那运动就会立即停止。那这样的观点是否正确呢?嗯,不正确。这个我们之前已经学过了。在20xx多年之后,伽利略推翻了这个观点。那他说什么呀?对,力是改变物体运动的原因。也就是说,如果不受到外力作用时,这个物体会持续的运动下去。物体运动停止,是因为受到了阻力的作用。好,后来笛卡尔将这个言论的推广到更加理想化的情况。最后由牛顿总结出牛顿第一定律的内容。嗯,好,这就是牛顿第一定律的发现历程。(板书:一、发现历程)
【模块2】牛顿第一定律
对于牛顿第一定律,其实我们之前已经知道了他的完整表述。谁能来尝试说一说?嗯,好,你来说。嗯,不错,请坐。表述得不是非常完整,但是语言表达能力还是不错的。牛顿第一定律的完整表述是,一切物体总保持静止或者是匀速直线运动状态,直到有外力迫使它改变这种状态。对于牛顿第一定律,其实在初中的时候,我们已经做过实验来进行探究了。当时探究实验过程是怎样的,大家还记得吗?嗯,好,来这位男同学你来说一说,非常好,请坐。这个男同学说,之前探究时,是让小车或者是让滑块从斜面的同一高度滑下,通过改变平面的粗糙程度,观察滑块滑行的距离,会发现阻力越小时,滑块滑行得就越远。
那么我们一起来想一想,在高中阶段,这个实验有没有可以优化的地方呢?应该怎样去改进呢?嗯,好,我看到很多同学有想法,这位女同学你来说一说,很好,请坐。她说想尽量减小阻力之后,然后给小车一个初速度,此时观察一下它的速度是不是会发生改变,来进行验证。嗯,好。根据这样的想法,老师准备了一段实验视频。视频当中的实验器材是气垫导轨,在启动的时候,导轨会向上喷气,在滑块和导轨之间就会形成空气层。此时就会大大减少滑块在运动时的摩擦力。好,那么我们就来看看,如果给滑块一个初速度,他到底会不会保持匀速直线运动呢?好,现在实验播放开始。嗯,好,视频播放结束了。从刚才的显示屏当中的数字来看,滑块的运动时速度发不发生改变呢。好,同学们都说是不改变的,确实是这样。当物体运动的时,所受到的合外力为零,他将会一直匀速直线运动下去。好,在初中的基础上,我们将这个实验进行了改良。
【模块3】牛顿第一定律的理解1
那么对于牛顿第一定律的发现历程以及准确表述,我们已经了解清楚了。现在老师有两个小问题想去考考大家。刚才在牛顿第一定律当中,我们说物体总保持静止或者是匀速直线运动的状态。此时对于这样的状态来说,他的受力情况一定是怎么样?对,不受外力的作用。也就是说,他的合外力怎么样,嗯,很好,是为零的。好,怎样才能算是合外力为零呢?同学们思考两分钟,老师找人来分享。我看到很多同学已经有答案了,这个男同学你最积极,你来说一下,非常好,请坐。他说合外力为零,可能是这个物体就是不受任何力的作用,此时合外力就为零了。那还有哪位同学来补充一下。好,这位同学。好,请坐。他说也可能是物体受到力。但是这些力合成之后,合外力是等于零的。说得非常的好。这个其实就是合外力为零的两种情况。(板书:二、牛顿第一定律、1.合外力为零)。
【模块4】牛顿第一定律的理解2
现在老师还有一个小问题想去问问大家,我们可不可以通过受力情况和运动情况之间的联系,来判断一下,物体在处于某种运动情况时,它的合外力是怎样的呢?嗯,好,现在老师在多媒体上了展示一幅过山车的图片。过山车在运行的时候,它的速度大小和方向在时刻发生变化。于是我们可以推断他所受的合外力是怎样的呢?嗯,好,后面戴眼镜的男同学,来跟大家说一下,很好,请坐。这位男同学说,如果这个物体速度大小和方向不变化的时候,说明合外力为0。但此时速度大小和方向均变化,说明此时合外力一定是不为零的。所以根据大家说的,牛顿第一定律可以通过物体运动状态,大致的去推断受力情况。(板书:2.运动力)
环节三:小结作业
好,以上就是我们今天学习的所有内容,通过刚才的两个小问题的讨论,相信同学们已经对于牛顿定律有了更加深刻的认识和把握。好,这节课呢,我们就上到这里。课后同学完成书后的习题。好,下课。
牛顿第一定律教案15
教学目标
(1)知道亚里士多德、伽利略、笛卡尔和牛顿关于力和运动关系的研究过程及物理学史。
(2)知道伽利略以实验事实为基础,将实验和逻辑推理结合的理想实验方法。
(3)理解牛顿第一定律的内容和意义。
(4)理解惯性的概念,知道惯性是物体的固有属性,会解释惯性现象。
教学重点
1、亚里士多德和伽里略研究运动和力关系的不同的研究方法。
2、理想实验的研究方法是一种以可靠实验为基础的研究方法。
3、进一步理解牛顿第一运动定律、惯性;力的概念进一步深化。
教学难点
1、对理想实验方法的认识。
2、力是改变物体运动状态的原因。
教案过程
(一)情景引入
情景1 观看中国冰壶运动员参加冰壶比赛的视频,体会运动员运动精神和良好的文化素养。
师:请仔细观察冰壶的运动情景。
问题1 如果我们把冰壶看作一个质点,请描述冰壶的运动?请分析冰壶的受力情况?
问题2 冰壶的运动与它受力情况有关系吗?
问题3 通过对冰壶的运动分析,关于运动和力的关系你得出了什么结论?
问题4 冰壶在前行的过程中,总有两位运动员用刷子使劲地刷冰面,目的是什么呢?
问题5 如果冰道足够长,冰壶能一直运动下去吗?
学生讨论,教师借机导入新课—— “必须有力作用在物体上,物体才运动;没有力作用在物体上,物体就不运动”这个两千多年前古希腊科学家亚里士多德的结论正确吗?
导入新课,回顾规律
师:初中时同学们学习了牛顿第一定律,请回忆牛顿第一定律的内容并思考回答问题。
问题1 牛顿第一定律的研究对象,成立条件和定律结论。
问题2 定律得出的实验基础是什么呢?
实验1 回顾初中的探究实验及结论
实验结论:水平表面阻力越小,物体运动的路程越长
实验2 用气垫导轨近一步研究以验证上述结论(用气垫导轨的作用目的就是减小滑块的摩擦力,使实验接近理想情况。同时促进学生学会运用现代实验手段DIS系统处理物理问题。)
把滑块放在一个气垫导轨上,使滑块和导轨之间形成气层,物体沿这个导轨运动时受到的阻力很小,推动一下物体,可以看到物体沿气垫导轨的运动很接近匀速直线运动。
利用气垫导轨和DIS系统,位移传感器,演示滑块在水平导轨上的运动过程,通过对s-t图像的分析,得出物体在无阻力的情况下保持了运动状态不变,做匀速直线运动。在此基础上引导学生逐步回忆起初中所学运动和力间关系——即牛顿第一定律。
实验3 模拟伽利略的理想斜面实验(实物器材,但有一定的摩擦)
(1)让小球从一个斜面从静止滚下来,小球将滚上另一个斜面,但不能到达同样的高度。
(2)假想如果没有摩擦,小球将上升到原来的高度。
(3)如果减小第二个斜面的倾角,小球在这个斜面上将会到达原来的高度,但要通过更长的路程。
(4)继续减小第二个斜面的倾角,使它最终成为水平面,小球就再也达不到原来的高度,而沿水平面以恒定速度继续运动下去。
(5)学生总结伽利略的研究方法:以可靠的事实为依据,抓住主要因素,忽略次要因素,解释自然规律。
【伽利略的观点】 在水平面上运动的物体所以会停下来,是因为受到摩擦阻力的缘故。
【迪卡儿的补充】 如果没有其他原因,运动的物体将继续以同一速度沿着一条直线运动,既不会停下来,也不会偏离原来的方向。
再次分析冰壶的运动,引导学生分析理解亚里士多德关于“物体运动需要力维持”的观点是错误的判断。
师:伽利略和笛卡尔对物体的运动做了准确的描述,但是没有指明原因是什么,牛顿在前人研究的基础上,结合自己的研究,系统地总结了力学知识,提出了牛顿第一定律:
【牛顿第一定律】 一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。
物体的这种保持原来的匀速直线运动或静止状态的性质叫惯性,所以牛顿第一又叫惯性定律。
【惯性定律和惯性的`区别和联系】
(1)惯性定律是物体不受外力作用时所遵从的运动规律。
(2)惯性是物体的固有属性,一切物体都有惯性,不论物体运动与否、受力与否,都具有惯性,且惯性只和质量有关。
【说明】
(1)物体不受外力时的状态是匀速直线运动状态或静止状态,说明力不是维持物体运动的原因。
(2)外力的作用是迫使物体改变其运动,说明力是使物体运动速度改变的原因。
(3)不受外力作用的物体是不存在的。不受外力作用→受外力作用,但合外力为零
3、惯性(实验)
【演示动画5】 火车在长直轨道上匀速行驶, 坐在门窗密闭的车厢内的一人将手中的钥匙相对车竖直上抛,钥匙将落在( )
A.手的后方。 B.手的前方。
C.落在手中。 D.无法确定。
生:钥匙将落在手中,因为抛出前钥匙随车一起运动,抛出后钥匙由于惯性继续保持向前的匀速直线状态,所以会落入手中。
【演示实验6】(用实物投影仪)拿一个小纸条放在桌边上,在纸条上压一个立着放的木块,将纸条迅速抽出,木块不倒。(学生操作)
师:请大家解释当纸条抽出时,木块为什么不倒?
生:木块是静止的,当纸条迅速抽出时,由于木块有惯性,还要保持静止状态,所以木块不倒。
【演示实验7】 刹车时的惯性现象
(1)汽车突然开动的时候,乘客会向后倾倒,为什么?
模拟演示:(用实物投影仪)在小车上立一个木块,小车突然启动时会发生什么现象?
生:启动前木块和小车一起保持静止。启动时,木块底部和小车都开始运动,但是由于有惯性,木块上部还要保持静止,所以木块向后倾倒。
这个实验再现了汽车突然开动时乘客向后倒这一普遍现象。
(2)汽车突然停止的时候,乘客会向前倾倒,为什么?
模拟演示:(用实物投影仪)在小车上立一个木块,使小车和木块一起运动,小车突然停住时会发生什么现象?
生:刹车前木块和小车一起运动。刹车时,木块底部和小车都停住了,但是由于有惯性,木块上部还要保持向前运动,所以木块向前倾倒。
这个实验再现了汽车紧急刹车时乘客向前倒这一普遍现象。
【启示】 汽车司机不能超速、超载防止汽车由于惯性而带来的事故。
(三)小结
本节课我们主要学习了以下几部分内容:
1、历史上几位科学家对力和运动关系的看法和研究。
2、伽利略得到力和运动关系的研究方法。
3、牛顿第一定律的内容。
4、惯性及应用惯性知识解决实际问题的方法。
(四)、作业布置 略
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