牛顿第一定律(教学设计).docx

牛顿第一定律
【设计思想】
新课改提倡学生探究学习，自主学习，通过交流与合作，经历知识的获取过程。本节课本着新课改的思想，一改以往“满堂灌”的教学模式，努力做到以学生为中心，教师为主导，学生为主体。在教学内容的设计方面，注重知识问题化，问题层次化，让不同层次的学生都有思考与讨论、交流与合作的空间；注重面向全体学生，提高每一位学生主动参与课堂教学的积极性。在教学过程的设计方面，关注学生对知识形成过程的理解，让学生亲历思考和探究的过程，领悟科学探究的方法。鼓励学生积极发言，对学生的回答做出积极评价，并让学生进行自我评价和互评，形成生生，师生之间的多向反馈渠道。最终使学生学会知识，掌握技能，经历过程，体验方法，培养勇于探索，不畏艰险，挑战权威的科学精神。
【教学目标】
知识与技能
1、知道伽利略的理想实验及其主要推理过程和推论，知道理想实验是科学研究的重要方法。
2、理解牛顿第一定律的内容及意义。
3、理解惯性的概念，会正确解释惯性现象。
过程与方法
1、体验伽利略理想实验的推理过程，理解理想实验是科学研究的重要方法。
2、通过实验加深对牛顿第一定律的理解。
3、观察生活中的惯性现象。
情感、态度与价值观
通过亚里士多德和伽利略对力和运动关系的不同认识，通过对笛卡儿的推论和牛顿第一定律的比较分析，了解人类认识事物本质的曲折性。感悟科学是人类进步的不竭动力。
【教学重点】
对牛顿第一定律和惯性的正确理解；科学思想的建立过程
【教学难点】
力和运动的关系，惯性和质量的关系
【教学方法】
实验探究、交流与合作、多媒体辅助教学
【教学器材】
1、多媒体课件
2、劈型斜面、毛巾、棉布、小车、木板
新课导入：
从梦想走进现实
自古以来，关于运动，我们人类就有很多美好的设想，传说，西游记里面的腾云驾雾，哈利波特那把富有魔法的扫帚，大家对这些物体的运动都感到非常的惊讶，似乎不是那么的科学。
但我们说，有梦想，才有希望，就像那古老的传说，嫦娥奔月一样，我们不就实现了吗？这是嫦娥二号发回的月球图片，非常的壮观！卫星又是怎么上去的呢?我们看一下轨迹，怎么样？（很复杂啊！）要让卫星老老实实的按照我们事先设计的轨迹，分毫不差的来运行，就首先要知道，运动 和 力的关系，这也是我们今天这堂课要讨论的话题
一、运动和力的关系
1、回顾历史：
两种观点：亚里士多德： 力是维持物体运动的原因 ----生活经验
伽利略： 物体的运动不需要力来维持 ----？
【过渡】：两位伟人，同学们赞成谁的观点？（伽利略）可我们说，眼见为实，亚里士多德的观点，都是根据生活经验总结出来的。
2、演示：拉动小车
观察分析：现象1、小车反用，绳子拉直：与亚里士多德的结论吻合
现象2、小车反用，绳子弯曲：与亚里士多德的结论不吻合
现象3、减小摩擦之后，小车滑行更远
启导： 再减小摩擦的冰壶可以滑行的更远。假如，没有摩擦，冰壶将会怎样？（一直运动）能通过什么方式、方法来证明吗？最好的证明方法是（实验）
怎么来做这个实验呢？要求是，没有摩擦！
实验室里的气垫导轨，其实也有摩擦。
【过渡】：那在当年，他又是利用了什么有效的方法，让大家心服口服的认同了他的观点呢？这中间，又经历了一个怎样的过程？就是我们下面要研究的问题。
下面我们就沿着当年伽利略的探究足迹，重新体验一番。
2、伽利略理想实验
【演示】：装置--------摆！
将小球从等高线的这头静止释放，能摆多高
【演示】：用钉子改变小球的运动路径, 能摆多高
钉子放到边上，能摆多高
【过渡】 小球是不是记忆力很好啊？！总是要找等高的点！伽利略从这个摆的实验中得到启发，设想，如果不是用绳子拉着，而是用轨道顶着，应该也是等高的吧？
【演示】把垫布轨道加上，小球从等高线静止释放，学生观察
问题：
小球不能达到等高的位置，什么原因啊？----摩擦
【演示】去掉垫布小球的滚动
设想，如果没有摩擦，小球会怎样？（等高）
把轨道放的平缓一点，再来看看，同样的道理，如果没有摩擦，还是会到达-----等高
提示：通过的路程长了一些
【演示】把轨道放平，通过的路程更远
【过渡】：
小球不但记性好，还很执着！找不到它就怎么样？一直运动，一直寻找！！所以如果没有摩擦，物体将会怎样？（一直运动）
【启导】 不可能把轨道变得无限长，也不可能消除一切摩擦，所以这个实验就叫做------理想实验！
那下面，同学们能不能结合试验的过程来谈一谈你的体会
【启导】：伽利略设计的这个理想实验，最让你佩服的地方在哪里？同学们可以先思考一下
1、是不是他找到了没有摩擦的环境？
2、为什么他设计的这个实验能在证明物体没有摩擦时的情况下物体将会怎样？靠的是什么？----推理！
靠的是推理啊，而且我们说推理是要有前提的吧！？
【总结】：理想实验，是根据可靠地实验事实，再经过理想化的处理，从而发挥我们理性思维的力量，这样我们就可以大大超越科技水平的限制！这正是理想实验的魅力所在！
爱因斯坦评价： “伽利略的发现以及他所应用的科学推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一，它标志着物理学的真正开端。”
3、笛卡尔的补充：
如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动，既不停下来也不偏离原来的方向。
对照跟伽利略的观点不同在哪里
（1）把速度方向也考虑进去了
（2）伽利略只说在摩擦阻力和流体阻力的情况下，笛卡尔把力的范围扩大了
（3）伽利略的说法中含有“在水平面上”，笛卡尔的表述是沿着各个方向都是可以的
所以我们说他的观点更加完善了补充了。在笛卡尔等人提出了他们的观点之后啊，又隔了一代人，又一个伟大的科学家诞生了，他就是---牛顿
二、牛顿第一定律
1、内容 语句简练，内涵很丰富。
2、理解：
（1）前面一句，“一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态”说明物体运动不需要原因！物体具有 “惯性”
（2）后面一句，“除非作用在它上面的力迫使它改变这种运动状态”，说明物体有保持原来运动状态的这种性质，但可以改变！运动状态的改变需要力
（3）牛顿运动规律，不仅揭示了一个普遍运动规律，而且，建立了两个重要的概念，力和惯性！
三、力和惯性
（一）力： 前面一章重点研究了力，力是物体间的相互作用，
力的作用效果：形变和改变物体的运动状态
运动状态：速度 （大小、方向）
（二）惯性
1、感性认识
（1）、生活中关于惯性的常见实例
（2）、惯性的利弊
（3）、生活中怎么利用惯性呢？学生谈一谈 跳远
【观看视频】落水狗！上岸之后抖动利用水的惯性
固体有惯性，液体有惯性，气体惯性
【演示】：用扇子扇某同学的头发
这位同学谈一谈，头发为什么飞起来了？能说明那些问题啊？
总结一下：气体也有惯性，力能改变物体的运动状态！
【观看视频】驾驶员的惯性（系安全带）
假如有一天，这个世界没有了惯性，会怎么样？
请同学说说看。惯性是一个很重要，留给我们印象很深刻的概念！
2、理性认识
（1）惯性的实质： 抵抗运动状态变化的性质。
物体本身的属性
惯性大小的因素：仅与物体的质量有关
（2）辨析实例：
体操运动员的体型？（瘦小）状态易于改变
相扑运动员的体型很大，不易被摔倒
（3）物体的惯性与速度无关（错误认识：速度大难停下来）
书上说，70页：观察和实验表明，对于任何物体，在受到相同的作用力时，决定它们运动状态变化难易程度的唯一因素就是它们的质量，由此我们得出结论，描述物体惯性的物理量是它们的质量。
这个问题现在学生理解起来会有一定的困难，等我们学习了后面的知识之后就会加深理解。
其实我们可以举一些例子来辨析：如果速度大惯性就大，那么速度小惯性就小，速度等于零呢？就没有，是吗？--------不是！
静止的物体有没有惯性啊？------有！
所以，其实，物体的惯性与速度有关是我们的一个错觉！质量才是物体惯性大小的唯一量度！
（4）对质量的理解
初中把质量理解为物质所含的量的多少
从惯性的角度来认识质量：如果物体抵抗运动状态变化的本领大，那么它质量就大；弱的话就小。
四、课堂总结：
通过今天的学习我们知道，牛顿第一定律的建立，是经历了漫长的过程，在这个科学探索的过程当中，你觉得那位科学家的贡献最大呢？
（伽利略！）牛顿第一定律？？？！！！
牛顿！！牛顿还很谦虚地说，我是站在巨人的肩膀上的，伽利略嘛！还有谁啊？笛卡尔！还有。。。。。。 亚里士多德。
他的观点是错误的啊？这个问题是他发现的，爱因斯坦说，有时候提出问题比解决问题更重要！所以，我们对他的认识还是要更客观一点！尽管认识错误，但他最早建立了运动和力的关系，所以我们科学探索的过程就像一个接力棒，是一个不断传承，不断深入的过程！希望同学们继续探索！