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1、高中物理教学案例:牛顿第一定律教学目标1知识、技能目标：（1）理解牛顿第一定律的内容及意义。（2）理解惯性，知道日常生活中由于惯性而产生的简单现象，会解释日常生活中的惯性现象。2能力、方法目标：培养学生严谨的逻辑推理能力；通过对大量实例的分析，培养学生归纳、综合能力。善于思考、善于总结，把物理与实际生活紧密结合。3情感、态度目标：让学生知道科学研究过程的艰难，领悟实验加推理的科学研究方法。重点难点本节的重点是伽利略理想实验，难点是对惯性的理解。教学策略与手段探究式教学，按物理史实为线索展示物理规律的形成。课前准备自制理想斜面实验器（用有很小凹槽的柔软铝塑板作为轨道）、气垫导轨。教学过程1创设情
2、景、新课引入（1）引导学生看两张来自生活的图片（多媒体投影）：警察叫司机系安全带，为什么？亚洲飞人柯受良驾车飞越黄河，他凭什么有这种胆识去飞越气势磅礴的黄河呢？（2）演示一个惯性现象的小实验：用棒敲打叠放的象棋子。通过生活中的一些现象引起学生探求物理知识的兴趣，同时为惯性的学习打下伏笔。2历史回顾首先让同学看一个实验：用手推车，车前进，停止用力，车停止。设问：生活中还有哪些类似此类的现象？（由学生思考后回答）学生答：可能有如静止的自行车用力踩脚踏板才开始运动，如没有对车继续用力，它最终会停下来。静止的秋千用力时，它会摆动起来。停止用力时，它会最终停下来，等等。两种主要观点：1亚里士多德观点：力
3、是维持物体运动的原因（在得出亚里士多德的观点后）设问：你认为这个观点有什么问题？（学生思考后回答）学生也许有不同的观点，由于初中已学习过这部分知识，所以学生会得到此观点是错误的，但不少同学心中的疑虑还是存在的。在学生提出的观点后指出：亚里士多德的观点一直维持和统治人们的思想近两千年，才到三百年前伽俐略才指出，力不是维持物体运动的原因，物体运动不需要力。指出亚里士多德在当时提出了很多观点，有时候提出问题比证明一个问题更难，所以说亚里士多德毫无疑问是伟大的。2伽俐略的观点：物体运动不需要力说明：爱因斯坦增把一代一代科学家探索自然奥秘的努力，比作福尔摩斯侦探小说中破案过程，有时候明显可见的线索却把人
4、们引向错误的判断。也就是说，光凭经验来做判断常常是靠不住的，在探索运动原因的“侦探小说”里，亚里士多德正是由于凭借生活中明显的线索引出了错误判断。设问：现在假设你是伽俐略，你会寻找怎样的“侦察”方法去推翻这维持两千年的“错案”。引起亚里士多德错误观点的“罪魁祸首”是什么呢？（组织学生进行相互讨论思考：然后叫几组学生代表发言）给学生充分展示自己思维过程的机会，让他们自己去探求物理规律的真伪，让每一个学生都能够深刻体会力和运动之间的关系。结论：引起亚里士多德错误观点的“罪魁祸首”是：摩擦力（说明自行车停下，停下不是没有受外力，而是受了摩擦力才停的，如没有摩擦力，会永远运动下去不停，看来物体运动是不
5、需力的）。介绍伽俐略创造的“侦察”方法：理想斜面这个想法是如何产生的呢？伽俐略注意到，当一个小球沿斜面下滚时速度会增加，小球沿斜面上滚时时速度会减小，他由此猜想，当小球沿水平面滚动时，它的速度应该不增不减，实际上他发现，球越来越慢，最后停下来，伽俐略认为：这是由于摩擦阻力的缘故，他推理：若没有摩擦力，球将永远滚下去，为了说明他的思想，他设计理想斜面实验。（1）实验演示理想斜面实验整个过程（说明：主要是为了理解伽俐略的思想）（2）再用视频动画演示理想斜面实验通过对理想斜面实验的演示，说明物理研究中抓住主要因素，忽略次要因素的必要性，同时也展示了物理研究思想的美妙和逻辑的力量。（由于现实生活中不可
6、能有绝对光滑的斜面，所以这个实验是个“理想实验”。）尽管现实生活中没有绝对光滑的平面。但可以创造比较光滑的平面去证明伽俐略的想法：实验：气垫导轨上物体近匀速的运动视频观看：目前的一项体育项目冰壶球运动，由于球运动过程阻力很小，能以几乎不变的速度前进。最后总结（投影）：伽俐略理想实验对科学研究的意义。介绍伽俐略其人其事，通过对伽俐略其人其事的了解，强调指出，在我们今天看来是非常简单的道理。在它发现的最初往往是非常艰难的，如果没有坚强的意志和信念，没有足够的事实和理论依据去支持你，许多人可能会放弃，但伽俐略没有放弃。让学生意识到：一个规律的发现并不是一帆风顺的，不是一开始的认识就是对的，而是需要人
7、类不断探索才能形成的，并明白科学研究过程的艰难和科学家为此所付出的努力和心血。至此，我们已经对力和物体运动之间的关系有了一个正确的认识。3与伽俐略同时代的法国科学家笛卡儿，补充和完善了伽俐略观点，他认为：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。他支持了伽利略力不是物体的运动的观点，并且还强调没有力作用时物体的运动情况。他还认为，这应该要作为一个原理加以确立，并且是人类整个自然界的基础。强调笛卡儿对伽俐略观点的提升与补充，指出两者之间的差异。3定律的学习、理解在伽俐略和笛卡儿的正确结论隔了一代人后，由牛顿总结成整个牛顿力学的一条基本定律。
8、牛顿第一定律（惯性定律）：一切物体总保持匀速直线运动状态或静上状态，直到有力迫使它改变这种状态物理学的基石。投影介绍牛顿“经典力学之父”的成就，指出牛顿第一定律是牛顿力学系统中的基础。对定律的理解指出：物体运动不需要力。(不受力时，运动会一直运动下来，静止的一直静止)力是改变物体运动状态的原因。思考与讨论：从牛顿第一定律我们得知，物体都要保持它们原来的匀速直线运动或静止的状态，或者说，它们都具有抵抗运动状态变化的“本领”。但是这种“本领”的大小是不一样的。物体抵抗运动状态变化的“本领”，与什么因素有关？请大家通过实例进行分析。由学生分组讨论，收集各组的实例和观点，老师对此进行总结并对错误的认识
9、进行引导和纠正。指出：把物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质叫惯性。在此基础上，再提以下设问：设问一：是不是说只有匀速直线运动或静止的物体才有惯性呢？变速的物体有没有惯性？设问二：液体、气体有没有惯性？(留一定的时间给学生自由思考)现象：观看装水的气球破后，水还要维持原来的状态由现象得出：惯性是物体固有的属性，与物体的运动状态无关，物体的质量是物体惯性的量度。通过下面的问题来巩固和理解牛顿第一定律（由学生分析并回答）问题：被踢出的冰块，在摩擦力可以忽略的冰面上匀速滑动，冰块受不受向前的作用力？4定律的应用通过视频展示：铁锹扬沙（设问：为什么沙可以被扬出？由学生回答）实验演示车运动碰到障碍物后停止，车上物体反倒（要求解析车停后，车上物体反倒的原因）提问：你能举出生活中还有哪些与惯性有关的现象？在学生举出一些惯性的实例后，看两段视频材料：人在车上抛球，最后落回地面（可结合此理解为什么地球在自转，人起跳后还能落回原地）汽车实验厂里的汽车启动和刹车的过程，以及为什么要系安全带的必要性（呼应新课引入“司机为什么要系安全带”）最后，在爱因斯坦的一句话中结束这节课：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。（强调这节课中理想实验的科学思想方法的重要性。）