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1、?牛顿第一定律?教学设计一、设计思想本节课的设计围绕物理规律的发现和开展展开，科学家的创造性思维品质和敢于置疑、 坚持真理的献身精神成为情感态度价值观教育的好素材。另外，实验的验证和生活现象的列 举是本节课需要的。适当介绍一些物理学史的知识，通过对大量实例的分析，让学生真正理 解力不是维持物体速度的原因，而是改变物体速度的原因。先是介绍人类对力和运动关系的 开展历史，并着重讲述伽利略的理想实验及其重要的实验思想。在此根底上引入牛顿第一定 律、分析牛顿第一定律的含义、引入惯性概念，利用惯性知识分析有关的现象，进一步强化 力是改变物体速度的原因。二、教材分析牛顿第一定律是牛顿定律的基石，正是因为它
2、破除了长达近两千年的亚里士多德的错 误观点，改变了人类的自然观和世界观，才导致牛顿第二定律得出。与此同时，它本身还包 含着力、惯性和参考系这些极富成果的科学概念，成为物理学理论的支柱和基石。另外，伽 利略的研究过程蕴涵了重要的科学方法，教学中要引导学生领会牛顿第一定律的含义，充分 说明伽利略“理想实验的实验根底和推理过程，展示伽利略斜面理想实验的思维灵感、猜 测依据、推断结果这一思维过程，通过教学让学生明确运动和力的关系，提升对力、惯性、 质量等根本概念的理解。惯性是学生学习运动和力的根底，因其抽象难懂而成为难点。新课 标中本节内容对学生有以下根本要求：1.了解亚里士多德对力和运动关系的论述及
3、存在的 错误。2.认识伽利略研究运动和力关系的思想方法，了解理想实验的作用。3.知道速度是 描述物体运动状态的物理量。4.理解牛顿第一定律的内容，能够运用牛顿第一定律解释有 关现象。5.知道惯性是物体的固有属性，知道质量是物体惯性大小的量度。6.运用惯性概 念，解释有关实际问题。三、学情分析本节所述内容在初中课本上已涉及到，初中课本中用到的标题是惯性定律，所以学生 已有一定的根底，关键是如何让学生加深对牛顿第一定律的理解。对力和运动的关系，从日 常经验出发，人们往往会产生错误的认识，所以使学生建立起运动改变的原因在于物体间的 相互作用力的观点，不是轻而易举的事情。在对惯性的学习中，这仍是学生难
4、于理解的问题。 许多学生把物体具有保持匀速直线运动和静止状态的性质与物体在这种状态下的特点混为 一谈。四、教学目标.知识、技能目标1）知道发现牛顿第一定律的历史过程（2知道伽利略的理想实验及其推理过程和结论3）能理解牛顿第一定律的内容和含义14）理解惯性，能举例说明物体的质量是其惯性大小的量度。1 .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。2 .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。五、教学重点、教学难点本节的重点是伽利略理想实验，牛顿第一定律及含义；难点是
5、对惯性的理解。六、教学用具、教学准备明线槽、伽利略针和单摆演示实验小球、铁架台、细线、坐标板)，惯性演示器、自 制小教具，多媒体教室放映ppt。六、教学策略与手段物理学史介绍，实验探究，问题讨论，归纳总结，理想化思想，多媒体教学等。 八、教学设计教师活动学生活动设计思想 到达目标一场“辩论赛正方：玩滑板车时，人不蹬地，车最终会停下来。说明物体运动需要力来观察图借着伽利略 对亚里斯多维持。片，思考德的评价与反方：滑板车滑行时，人没有蹬地，车还继续前进。说明物体运动不需要问题学生对亚里力来维持。车停下来是因为受到阻力的作用。这场争辩让我们回忆历史，想起了谁?大家都熟悉的亚里士多德和伽利 略。你们对
6、亚里士多德的印象如何？他都是错士多德评价 的冲突引出 本节课要讨新伽利略是如何评价亚里士多德？他曾说过：“老实说，我赞成看亚里士的;鄙视论的范围；课多德的著作，并精心进行研究，我只是责备那些把自己完全沦为亚里士多他澄清了学生引德奴隶的人从这句话可以看出伽利略对亚里士多德著作是如何评价呢？对亚里士多入师：哈佛大学，校训一一拉丁文写的，译成中文是：“与柏拉图为友，请学生大德的误会，与亚里士多德为友，更要与真理为友声朗读引导他们如亚里士多德对人类的奉献是巨大的，他传世的著作有47部，他是哲学、 生物学、教育学等的奠基人。亚里士多德之所以提出错误的观点，是因为赞成看他何正确对待 前人及其研与他所处时代
7、的科学水平有关的，在2000多年以前，科学还在萌芽阶段。的著作究结论。一.跨越时空的对话举例：摆动的秋千，不继续用力推，会越来越慢，最终停下来；踢出的足球，在草地上流动，会越来越慢，最终停下来；找共同点借着评价的 冲突继续本新 课 学 习滑板滑动时，如果不再蹬地，会越来越慢，最终停下来；行驶的火车，关闭发动机后，会越来越慢，最终停下来；Ppt)共同点：要使一个物体持续运动，就必须对它施加力的作用，如果这个 力被撤消，物体就会停止运动？我们应当可以断定，亚里士多德没坐过火车。他生活在距今2000多年 前，观察到生活中这些类似现象时，他凭直觉就得出结论，在他的著作， 记载着这样一个结论：“有力才有
8、运动，力撤去运动就停止。据历史记载，伽利略有段时间曾在大学里教书，教的内容正是亚里士多自由落体节课要讨论 的内容一力 与运动的关 系。德的著作；“并精心研究，伽利略用精心形容自己的研究，前面的学习中， 大家有没体验过伽利略的精心之处呢？师：伽利略利用实验研究，数学推理等，体验过伽利略的精心研究。关于力和运动的关系，伽利略又展开一次精心的研究，伽利略究竟“精 心在哪里？亚里士多德真的错了吗？一场跨越时空的对话开始了。伽利略看到的现象又是怎样，观点呢？研究；亚 里士多德 太主 观。动手实验 没有了推放桌面上的物体，用手推一下，看能滑多远，从这个小演示我们也看到 似乎有力才有运动，经验还是：力撤去运
9、动随即也就停止了。力，仍有 摩擦阻激发兴趣速度减小，最终停下，是为什么？力。培养学生发手撤，运动随即停？当初伽利略正是注意到了 “这一小段。生：小车 运动了一现问题的能 力新视频1:（实验，请看大屏幕）有机玻璃板中间加了 根吹气管，由于 气球往下吹气，播放）有机玻璃板滑行明显更远。请同学们解释。师：同学们不但跟当年的伽利略一样观察细致，而且悟性也很好。伽利 略最早悟出了地球上的物体运动时，都不可防止要受到摩擦力和空气阻力 作用。他认为物体之所以停下来是受了摩擦力的作用，物体停下来正是因 为力的作用，所以力不是用于维持运动，恰恰相反这里的摩擦力却是产生 减速的原因。两千多年后的伽利略对亚提出“有
10、力才有运动，力撤去运动 就停止。首次质疑，是人类认识力与运动关系的转折点。解释举例速度减小，最终停下的原因：都不可防止要受到摩 擦力和空气阻力作用，之所以停下来是受了摩擦阻力的作用，物体停下来 正是因为力的作用，所以力不是用于维持运动。关于力和运动的关系，伽利略究竟“精心在哪里？我们一起来回忆 下，大家初中学过的伽利略理想实验实验1:用明线槽的盖做成轨道，弯成斜面。视频2：伽利略理想实验事实：1.让一个小球从一个斜面的固定位滚下，它紧接着又滚上另一个对 接的斜面；2 .减小对接斜面的倾角，小球滚上另一个对接斜面会更远；3 .放平对接斜面，小球滚得最远。伽利略：用心观察实验事实：如果同一个斜面，
11、打磨得越光滑，小球上 升的高度越接近原来。在实验的根底上合理外推理想实验），合理外推的美妙思维灵感从 何而来？伽利略17岁那年，当时他还在医学院读书时，有一次在教堂做礼小段才停 止。由于气球 往下吹 气，有机 玻璃板与 桌面别 离，之间 形成一空 气膜，摩 擦力变小 了。对学生进行 科学方法的 教育课 学 习拜，风吹进教堂，导致教堂中的吊灯摆动，他回去就立即做了个实验，演 示单摆实验）这是一个简单的摆球，一端固定，将摆球拉向一边，由静止 释放小球，摆球会摆动到另一边，用水平尺子标记其高度。摆球摆动到另 一边时，比刚刚的线槽轨道更接近原来的高度。（空气阻力影响更小）怎么联想到改变斜面轨道的倾角？
12、让小球运动越来越远？实验2：演示伽利略针实验。美妙思维灵感来源于伽利略针。（flash课件）伽利略从单摆实验，用自己的脉博计时，还发现了单摆的等时性。理想斜面实验：定位卡J人互相讨论 设计实验逼学生思h.，A探究物理 规律的真 伪，思考 实验现 象。考，让学生 体会伽利略 过人之处新 课 学 习理想斜面实验无法演示flash课件模拟），“理想实验又叫做“假想实验、“抽象 的实验或“思想上的实验。“理想实验并 不是脱离实际的主观臆想，首先，“理想实验 是以实践为根底的，就是在真实的科学实验的根 底上，抓住主要矛盾，忽略次要矛盾，对实际过程作出更深入一层的抽象分析。其次，“理想实验的推理过程，是以
13、一定的逻辑法那么为根据的，而这些逻辑法那么，都是从长期的社会实践中总结出来的，并为实践所证实了的。“理想实验是人们在思想中塑造的理想过程，是一种逻辑推理的思维过程和理论研究的重要方法。伽利略的这一自然科学新方法，有力地促进物理学的开展，他因此被 誉为是“经典物理学的奠基人。就是现在，理想化模型对科学研究仍然 具有重要的意义。伽利略理想斜面实验被誉为“最美丽的十大物理实验之一。伽利略的“一直运动下去是沿着地球外表的，他对圆运动是最自然 最完善的思想印象太深，以致对开普勒的行星椭圆轨道理论不感兴趣。他 不成认宇宙的无限性，因此认为，沿直线的无限匀速运动是不可能的，只 能是沿着地球外表的圆运动，他只
14、成认圆惯性运动，而不成认直线惯性运 动，因此未能将惯性运动推广到一切运动上。伽利略的“一直运动下去是沿着地球外表的，他只成认圆惯性运动, 而不成认直线惯性运动。之后，同时代笛卡尔，进一步修补和完善。三点创新：纠正了伽利略物体贴着地球外表的直线运动；新增了 “保持静止这 一状态；认为惯性定律是解决力学问题的关键所在，最早把惯性定律作为 原理加以确立，并视为整个自然观的根底。在伽利略和笛卡儿的正确结论隔了一代人后，牛顿把力与运动的关系 总结成整个牛顿力学的一条根本定律。读史使人明智，PPT表格小小结）牛顿是动力学的奠基人奠基之作：1687年？自然哲学的数学原理？。二、牛顿第一定律学习L内容：一切物
15、体总保持静止状态或匀速直线运动状态，直到有外力迫使它 改变这种状态为止。牛顿第一定律根本内容和伽利略和笛卡尔观念相似，所以牛顿说他是 站在巨人的肩脐上，但牛顿给出了匀速直线运动和静止的运动形式，从运 动的轨迹，运动的快慢，运动的方向诸方面高度概括总结了运动和力的关 系，更为重要的是牛顿给出了力、惯性的概念，所以这条规律称为牛顿第 一定律，牛顿第一定律是牛顿力学系统中的根底。2.意义：设问：什么是物体的运动状态？物体的速度大小或方向改变，运动状态就变了，故物体运动状态用物 体的速度表示。设问：分析牛顿第一定律的内容，物体如果不受力将会怎样？了解科学 家、了解 物理学史学生带着 问题阅读 课本体会
16、科学家的智慧，体会科学家如何坚持真理培养学生分析能力，自新 课 学 习不受力时，运动物体会一直运动下来，静止的物体 直静止。因为不可能把自然界的任何物体完全孤立起来，也就是说，不受力的 物体是不存在的，所以，牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的 产物，从理想实验得来的，不可能用实验直接验证。但是生活中我们还是 可以找到和牛顿第一定律描述的相近的现象，你能想得到吗？设问：分析牛顿第一定律内容中的第二句话，你能得出什么？提出了力的概念一一力是改变物体运动状态的原因即力是改变物体速度的原因，力是产生加速度的原因。设问：分析牛顿第一定律内容中的第一句话中，你能得出什么？物体都要保持匀速直线运动状
17、态或静止状态，或者说它们都具有抵抗运 动状态变化的“本领，我们把这个性质叫做惯性。(ppt板书)(1)不受力时.：匀速直线运动状态或静止状态受外力时：运动状态改变(速度改变)(2)力不是维持物体运动状态的原因力是改变物体运动状态的原因(3)明确了惯性的概念，所以牛顿第一定律又叫做惯性定律。三、物体的惯性惯性现象在生活中有很多。实验3.弹出托着小球的垫片，小球落入原位置正下方的凹槽中。1 .定义：物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质。惯性是指能保持原来速度，不是保持原来的运动性质，如果物体原来 匀变速运动，靠惯性是不能保持匀变速运动的。2 .是物体惯性大小的量度。质量大，惯性大。设问
18、：惯性与什么因素有关呢？与物体的运动状态、受力情况有关吗？ 相扑运发动与小孩的照片，重、笨拙、不易改变运动状态、惯性大； 体操运发动的照片，轻、灵活、容易改变运动状态、惯性小。3 .说明：(1) 一切物体都具有惯性(2)惯性是物体固有的属性。(3)惯性与运动状态无关,与是否受力无关，与速度大小无关惯性是物体本身的一种属性，应该与本身的因素有关，而力是外界施 力口的，物体的运动状态改变因为受力，所以惯性与物体的运动状态、受力 情况无关。实验4：观察启动过程，水中小铁球与水中乒乓球的位置变化。大家能 不能解释一下？你能用惯性现象解释吗？图片1：快速奔跑的人被拌倒会向前扑。图片2：快递拉动装满牛奶的
19、杯子，牛奶会向哪一侧溢出？生活、物理、社会：刹车，跳远等图片。你还能举出这样的例子吗？四、惯性的应用与防止急刹车时存在哪些平安隐患？并提出你的意见来防止这些隐患。平安带：当汽车急剧减速时，前座平安带将人紧紧限制在座位上，不至于 前额受伤头靠：防止撞车时的鞭打效应颈部来回剧烈运动)气囊：车辆发生事故，人会前倾；气囊在碰撞时充气，以缓解对人的冲击体育工程 冰包球运动， 由于球运 动过程阻 力很小， 能以几乎 不变的速 度前进。同学等与 实验 观察实验 学生看 书104页 归纳)钢笔套压 着纸条， 将纸条快 速抽出， 笔套原位 置不动。观察实 验，思考 解释想想做 做： 杯上鸡蛋 弹走垫 片，鸡蛋
20、落入杯主学习能 力。物理知识与 生活实际紧 密结合利用学过的 知识解释有 关现象，提 高学习的兴 趣。物理知识与 生活实际紧 密结合，表 达知识的实 用性力中。小 结一、跨越时空的对话二、牛顿第一定律（惯性定律）用心观察一切物体总保持静止状态或实验事实匀速直线运动状态，直到有外力合理外推迫使它改变这种状态为止。7想实验三、物体的惯性得出结论物体的质量是惯性大小的唯一量度。总结本节 课所学内 容归纳总结 本节课所 学内容，使 知识点明 确。作 业1 .读史使人明智，这段研究史，给你最大的启发是什么？今天的你能超 越伽利略吗？2 .请细心观察生活并把遇到的惯性现象记录下来3 .以惯性，惯性应用为关
21、键词，上网或图书馆搜索相应资料学生课下 完成课后练习题 加强对知识 的理解；培 养学生思考 和查找资 料、留心观 察生活等习 惯板 书 设 计：一、跨越时空的对话亚里士多德前 384mi 322 年提出问题，并凭借直觉经验得出定论伽利略(1564-1642)质疑权威，并用理想实验推翻定论。笛卡尔(1596-1650)对伽利略的观点进行修补和完善。牛顿(1643-1727 )总结出牛顿运动第一定律。牛顿是动力学的奠基人.奠基之作：1687年？自然哲学的数学原理？。二、牛顿第一定律（惯性定律）1 .内容：一切物体总保持静止状态或匀速直线运动状态，直到有外力迫使它 改变这种状态为止。2 .意义：（1
22、）不受力时：匀速直线运动状态或静止状态 受外力时：运动状态改变（速度改变）（2）力不是维持物体运动状态的原因 力是改变物体运动状态的原因（3）明确了惯性的概念三、物体的惯性1、惯性：物体总保持匀速直线运动状态或静止状态的性质2、惯性与质量：质量是物体惯性大小的唯一量度。质量大，惯性大。3、说明：(1) 一切物体都具有惯性(2)惯性是物体固有的属性。(3)惯性与运动状态无关,与是否受力无关，与速度大小无关 四、惯性的应用与防止教1、追随历史的足迹，层层递进引导学生发现、理解牛顿第一定律。学2、注意前J用学生身边随手可得的实物做实验，让学生感受到物理就在身边，反物理规律的发现、证明就在教室中。思：3、有关惯性知识在生活中的应用可以极大提高学生学习的兴趣，是多方面 知识渗透的最好载体，教学中极大的发挥不为过的。4、重点介绍伽利略理想实验的方法，这是一种重要的物理方法，标志着物 理学的真正开端。