第一节 科学探究：牛顿第一定律

第一节 科学探究：牛顿第一定律科学探究：牛顿第一定律一、 学生原有知识水平、能力分析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。二、教学内容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。三、教学目标知识与技能1 体会亚里士多德与伽利略的思想冲突，通过动手实验，用分析和论证的方法探究出牛顿第一定律。2 理解牛顿第一定律的内容，能用自己的语言阐述对牛顿第一定律的理解。3 通过对牛顿第一定律的探究，提高学生的观察能力、分析能力、归纳总结的能力和表达信息的能力。4 通过大量事实认识惯性，了解利用惯性和防止惯性的方法，并能够将知识应用到生产、生活实践当中。过程与方法1 经历牛顿第一定律的发现，领悟“实验和观察”这个探究环节。2 通过实验探究，认识理想实验的科学研究方法。3 能解释简单的惯性现象。情感态度与价值观1 对探究性活动的参与养成实事求是、尊重自然科学的科学态度，不迷信权威。2 认识到交流与合作的重要性，有主动与他人合作的精神。1 四、教学重点：理解牛顿第一定律的内容，能用自己的语言阐述对牛顿第一定律的理解2 通过大量事实认识惯性，了解利用惯性和防止惯性的方法，并能够将知识应用到生产、生活实践当中。1 五、教学难点：对牛顿第一定律的理解；2 用惯性解释日常生活中的现象。六、教学方法：探究性教学，边实验边总结，边启发。七、教具：教学用具（有条件的学校部分实验可以做分组做）：三个滑块；三个木板（不同粗糙程度）；三个斜面（相同粗糙程度）；小车；小木块；一把大铁铲；八、课型：新授课九、课时：2课时第1课时教学步骤教师活动学生活动教学意图引入：教学后记：（展示推车动画）请同学们思考：车为什么会运动了呢？后来为什么停止了呢？请学生根据自己观察设计实验研究小车运动和静止的现象。学生实验：推文具盒或书，同时观察有什么现象？学生实验：停止推文具盒或书，又观察到什么现象？提出问题：从观察到的现象说明物体运动或静止的原因。师生总结：有力，物体运动，没有力，物体静止。师生总结：（有力的作用，物体运动，没有力的作用，物体静止）物体的运动需要力来维持。教师讲解：2000多年前，古希腊哲学家亚里士多德提出：力是维持运动的原因，力的作用停止，运动停止。提出问题：是不是所有的现象都是这样的呢？请大家思考、观察？教师讲解：意大利伟大的物理学家伽里略提出了相反的意见：伽里略实验：演示伽里略的斜槽实验。（注：斜槽用铝合金制作或用玻璃弯制。）师生分析：每次小球都滚到释放时的同一高度，说明了斜槽越平，小球滑得越远，那么要是斜槽下端连接的是平面，不能达到相同高度，小球将怎样运动呢？小球就只有永远运动下去了？（运动不需要力来维持）提出问题：哪个观点更合理呢？怎样去找到正确答案呢？请学生讨论。教师讲解：请同学们用一个木板任意做多次实验，比一比谁滑得更远，观察滑块运动情况，总结分析；学生实验：教师讲解：（预先观察两组斜面倾角不同而粗糙程度相同的同学）请两组同学再同时做实验，都从同一高度滑下，同学们观察、分析。学生实验：教师总结：小球下滑的高度影响小球在木板上滑行的距离（越高越远），同时，在粗糙的斜面上滑行倾角也影响小球的滑行。教师讲解：请学生观察实验仪器（三块木板）的不同特点。学生观察：提出问题：请各个小组用三块木板做滑块下滑实验，比较滑块在水平段滑行的距离，并分析原因。请同学们注意：要比较水平段滑行的距离，需要斜面倾角和滑块下滑的高度相同，为什么？用控制变量法分析。学生实验：表面很光滑的木板上的滑块滑动较远。学生分析：木板很光滑，滑块受到的摩擦阻力很小，滑动得就较远。教师分析：木板很光滑，滑块受到的摩擦阻力很小，滑块滑动得就较远，没有改变滑行方向。那么，木板再光滑点呢？滑块将滑得更远，如果摩擦力小到可以忽略，那么滑块将不停地向远方滑去，说明“运动不需要力来维持”，并且，滑块在滑动到水平段时，在没有受到外力作用的时候，滑块将保持匀速直线运动。提出问题：“没有受到外力作用”怎么理解呢？师生讨论：没有受到外力作用的情况是理想的，实际上就是没有力的作用效果或者是力的作用效果为零。那么我们在实际中，哪种情况下外力对物体的作用效果为零呢？就是多个力的作用效果相互抵消，对滑块的作用效果为零，所以滑块将保持匀速直线运动。提出问题：对其它物体的运动情况呢？学生猜想：在没有受到外力作用的时候，总保持匀速直线状态或静止状态。学生讨论：用小球来做实验，观察实验现象，看是否相同。牛顿第一定律板书：一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持匀速直线状态或静止状态。师生讨论板书：理解牛顿第一定律的关键：“一切物体”、“没有受到外力”、“总”这几个词。教学小结板书：1 科学的探究态度，尊重自然科学的科学态度，不迷信权威，对有争议的问题应该用实验的方法来科学解释。2 学会用控制变量法分析、解决问题。3 理解牛顿第一定律。课后巩固：1 理解牛顿第一定律，用自己的话描述牛顿第一定律。2 教科书课后作业第1题。学生回答：文具盒或书运动起来了学生回答：运动停止。学生讨论：举出生活中类似的例子。学生讨论：投出去的铅球，在空中还受到手向前的推力嘛？为什么还向前运动呢？踢足球时，球已经滚向前方，还受到脚的推力作用能吗？为什么还要向前运动呢？学生回答：将小球从斜面上放下来，下面用长木板作为轨道，看小球是否一直运动下去。学生分析：滑块从较高处滑下来，运动得较远。学生分析：两组同学的斜面倾角小的，滑行的距离小（滑块与斜面间的滑动摩擦力不可忽略）。学生回答：粗糙程度不同。学生回答：斜面倾角和滑块下滑的高度都影响滑块在水平段滑行的距离，要比较滑块在不同的水平木板上滑行的距离，就应该让斜面倾角和滑块滑行的高度一定，控制水平木板的粗糙程度。师生分析：那么原来静止的物体，在外力的作用效果为零的情况下，物体将运动吗？肯定不会，也就是说：物体在没有受到外力作用的时候，总保持匀速直线状态或静止状态。体会亚里士多德与伽利略的思想冲突，通过动手实验，用分析和论证的方法探究出牛顿第一定律。理解牛顿第一定律的内容，能用自己的语言阐述对牛顿第一定律的理解。通过对牛顿第一定律的探究，提高学生的观察能力、分析能力、归纳总结的能力和表达信息的能力。第2课时教学步骤教师活动学生活动教学意图惯性板书：教学板书：课后巩固：教学后记：复习提问：用自己的语言描述牛顿第一定律。教师讲解：我们学习了牛顿第一定律有什么用处呢？今天我们就来运用牛顿第一定律解决实际问题。请大家观看影片：踢出去的足球，已经停止脚了对球的作用，足球还继续飞行；运动的汽车急刹车时，车内乘客前倾；静止的汽车突然启动时，车内乘客后仰； 请同学门解释，为什么在停止了对足球的作用后，足球还能向前飞行一段呢？提出问题：在地面上时，受到哪些力呢？教师讲解：在力的作用下，足球马上停下来了吗？教师提问：下雨天，公路上行驶的汽车，刹车后，汽车会马上停下来吗？教师提问：同学们滑旱冰的时候，能突然停下来吗？教师提问：用力快速向左摇动静止在路边的小树，我们会发现，本想向左边摇动，树干向左了，可树冠却向右弯呢？我们来分析，足球、汽车和滑旱冰的小朋友原来都是运动的，他们保持原来的运动情况，需要运动一段时间才停下来；树冠，原来是静止的，我们摇动的时候，它不想动，保持在原来的位置，而树干却向左运动了，所以我们看到树冠向右弯了。板书我们把物体保持原来运动状态这种性质称之为惯性。教师提问：（教科书第1002页图6-11）我们现在来解释一下运动的汽车急刹车时，车内乘客前倾，静止的汽车突然启动时，车内乘客后仰的现象。师生讨论：刹车时：开始人是运动的，刹车了，车停下来，人由于惯性要保持原来的运动状态，所以要前倾，启动是类似。师生讨论：师生实验：演示惯性小实验。提出问题：为什么小纸片飞出去，而砝码不会跟着飞出去呢？师生例析：1 给菜地浇菜，先用水瓢送水，当停住水瓢时，瓢里的水由于惯性继续向前运动，飞到远处的菜地上。2 解释教科书第102页图6-10。3 用小车上放上一个小木块演示。（刹车时）（启动时）师生讨论：汽车启动时，人的脚受到力作用向前运动，人的上半身由于惯性继续保持静止状态，所以人向后倾。停车时，人的脚受到力的作用而停止，人的上半身由于惯性继续保持运动状态，所以人向前倾。学生实践：请同学举生活中惯性的例子。并自己解释现象产生的原因。提出问题：这些惯性现象对我们都是有利的吗？教师总结板书：惯性的利弊（惯性的应用与防止）；提出问题：载重大卡车和自行车相比，都同时刹车，谁容易停下来呢？为什么？师生讨论：物体重（质量），就不容易停下来；（可以多举例说明：质量越大，速度改变就越困难）教师讲解板书：惯性是一切物体所固有的属性，惯性的大小用质量去量度，物体的质量大，惯性就大。1 我们把物体保持原来运动状态这种性质称之为惯性；2 惯性的利弊（惯性的应用与防止）；3 惯性是一切物体所固有的属性，惯性的大小用质量去量度；1 用鸡蛋做惯性实验（教学参考书第96页：四、实验与活动）。2 教科书第103页第2、3题。学生讨论：根据牛顿第一定律，飞出去的足球已经具有了速度，水平方向不受外力作用（不考虑空气阻力），所以继续向前飞行，当足球落到地面上时，受到地面的摩擦阻力，才慢慢停下来。学生讨论：重力、支持力、摩擦力。学生回答：没有，而是继续滚动了一段距离。学生回答：不会，汽车将继续滑行一段距离才停下来。学生回答：不能。学生实验：如图所示，同学A拿着铁铲，让同学B面队着A站在铁铲上，旁边还站个同学C保护B，准备好后，A突然拉铁铲，观察B同学的反应，同时B同学自己有什么感受呢？师生讨论：纸片因为受到力的作用而由静止变为运动飞了出去，砝码由于具有惯性而继续保持静止状态，当下面的纸片飞出去后，砝码就竖直下落。学生讨论：学生总结出惯性的利与弊以及如何去防止和利用物体的惯性。通过大量事实认识惯性，了解利用惯性和防止惯性的方法，并能够将知识应用到生产、生活实践当中。