1、科学探究:牛顿第一定律 (一)一、教学目标1、知识与技能(1)知道牛顿第一定律。(2)理解惯性是物体本身固有的一种属性;知道惯性的大小与物体的质量有关。2、过程与方法(1)通过小组斜面实验、演示伽利略的斜面实验及推理,关注实验、分析、推理、“理想实验”的方法。(2)通过对生活中常见事例和实验的分析,纠正对惯性的一些错误认识,注意透过现象看本质的思维方法3、情感、态度与价值观(1)通过了解亚里士多德、伽利略和牛顿等科学前辈对“运动和力的关系”不懈的探究历程,领略伽利略“理想实验”的科学魅力,感悟科学道路的艰辛曲折。(2)通过对惯性利弊的分析讨论,懂得任何事物都存在两面性。(3)通过了解安全带、安
2、全气囊和头枕的作用,感悟生命的宝贵,体会尊重交通法规的重要性,从而自觉遵守交通法规。二、教学重点、难点重点:牛顿第一定律的形成过程及内容。该定律是在实验基础上推理而得,内容较难借助例证来验证。难点:转变学生的经验概念,理解牛顿第一定律和惯性,伽利略理想实验的推理过程。三、教学用具:斜面粗糙程度不同的木板滑块、刻度尺四、指导自学活动一:引导提问1、例举与亚里士多德观点一致的生活经验:对课本施加一个水平方向的拉力,课本运动,撤去拉力后,课本等停了下来;:陷入雪地里的汽车施加水平的推力,汽车就沿水平方向运动了。撤去推力车就会停下来. :静止的足球用脚施加力后会飞出去;:铁锤敲击钉子,钉子向下运动陷入
3、木板。2、由上述生活经验你得出的结论是 3、由伽利略的思想实验,你支持哪个观点?你的问题是 活动二:猜想1、个人猜想 猜想的理由 2、小组猜想 猜想的理由 活动三:设计实验你的实验内容与步骤是:1、2、3、 活动四:进行实验1、根据你的实验方案,进行实验2、实验记录接触面滑块受到的摩擦力的大小(大、较大、小)滑块运动的距离很光滑的木板较光滑的木板粗糙的木板活动五:分析论证1、个人的结论:2、小组的结论:3、师生共同的结论: 活动六:讨论生活中惯性现象:1、现象是 ,谁具有惯性, 2、现象是 ,谁具有惯性, 3、现象是 ,谁具有惯性, 总结: 固体、液体、气体 (有、没有)惯性,惯性大小可能与
4、有关。活动七:交流惯性的利用与预防惯性造成的危害。 利用惯性的例子1、 2、 3、 预防惯性造成的危害的例子:1、 2、 3、 展示交流一:“关闭了发动机的火车,虽然继续运行,但是最后也将停下来。火车为什么会停下来呢?”二、 “假如没有摩擦力的作用那火车的运动状态又会有什么变化呢?” 三、伽俐略的理想实验小球从左侧下落,到达右侧的高度是 为什么?如果右侧的斜面水平放置小球将怎样运动? 四、在你探究实验中,为了使小球到达水平面的速度相同采取的办法是? 五、在你探究实验中,为了认识物体所受摩擦力的大小是通过什么现象来观察?六、水平面越来越光滑,摩擦力越来越小,滑块越来越远。请同学们推理:在一块绝对
5、光滑没有摩擦力的表面上,小车将 运动。七、惯性: “静者恒静,动者恒动”,惯性是物体本身固有的一种属性;运动的物体有惯性、静止的物体也有惯性。惯性大小可能与什么因素有关?五、巩固提高一、选择题:1有一热气球以一定的速度匀速竖直上升到某一高度时,从热气球里掉出一个物体,这个物体离开热气球后将( A )A继续上升一段距离,然后下落; B立即下落; C以原来的速度永远上升; D以上说法都不对 2正在运动着的物体,若它所受的一切外力都同时消失,那么它将( D )A立即停下来; B速度变慢逐渐停止; C速度大小不改变但方向改变; D作匀速直线运动 3用绳子拉小车在光滑水平面上运动,当绳子突然断裂后,小车
6、的运动速度将( B )A变小;B不发生变化; C变大;D立即变为零 5在一艘作匀速直线运动的轮船上,一小孩脸朝船行驶的方向坐在座位上,竖直向上抛出一个小球,小球落下时(C)A落在小孩的前面;B落在小孩的后面; C落在小孩的手里;D无法确定 二、实验探究:1、古希腊学者亚里士多德曾给出这样一个结论-物体的运动要靠力来维持。因为这个结论在地球上不能用实验来直接验证,直到一千多年后,才有伽利略等人对他的结论表示怀疑,并用实验来间接说明。这个实验如图12-10,他是让小车从斜面的同一高度滑下,观察、比较小车沿不同的平面运动的情况。(每空2分)问:(1)实验时让小车从斜面的同一高度滑下,其目的是让小车在
7、粗糙程度不同的表面上开始运动时获得相同的 。(速度)(2)一般人的思维都局限在直接比较小车在不同表面上运动的距离不同,但科学家们却能发现物体运动的表面越光滑,相同情况下物体受到的 就小,因此物体运动的距离越长;并由此推想出进一步的结论,运动的物体如果不受外力作用,它将 。著名的牛顿第一定律、也称 定律就是在此基础上总结出来的。这个定律因为是用 的方法得出,所以它 (填“是”或“不是”)用实验直接得出的。(阻力,以一定的速度一直运动下去。惯性,推理,不是)2、牛顿曾研究过这样一个问题:他发现人掷出去的石头总会偏离掷出方向落回地面,于是牛顿提出了一个“大炮”的设想,图3 是他画的“大炮”草图在地球
8、的一座高山上架起一只水平大炮,以不同的速度将炮弹平射出去,射出速度越大,炮弹落地点就离山脚越远。他推想:当射出速度足够大时,炮弹将会如何运动呢?牛顿通过科学的推理得出了一个重要的结论。这就是著名的“牛顿大炮”的故事,故事中牛顿实际也用到了理想实验的研究方法。(1)研究中牛顿基于的可靠事实是。(2)根据以上资料和牛顿的“大炮”草图,推测牛顿当年的重要结论是 。如今,牛顿当年的推测已变成了现实,人们应用他的推论,利用现代科技制成了 。人掷出去的石头总会偏离掷出方向落回地面.当抛出物体的速度足够大时,物体将离开地球绕地球旋转,作圆周运动 人造卫星研究真空不能传声实验中,随着抽气的进行,听到真空罩内的
9、声音越来越小,由此推想,若抽成真空,将听不到声音,从而得出真空不能传声.小张和小李就一个问题争论了很久,小张认为:一个物体在运动,那么它肯定受到力的作用。而小李认为,物体不受力,也可以运动,为了向小张解释这一结论,小李设计了如图7实验:(l)为了使小车具有相同的运动状态,小李要使小车到达水平面的初速度相同,小李可以怎么办?(2)为了研究不同大小的力对物体运动状态的影响,小李必须观察运动状态相同的小车在不同力的作用下速度的变化,小李又可以怎样实现目的?(3)实验中,小车在 表面运动的距离最远,由此可以推理,如果小车不受力的作用,它将作 运动。(1)让同一小车,放在同一斜面的同一高度上放下来。(2
10、)分别在光滑的水平桌面上铺上粗糙程度不同的毛巾、棉布,这样小车在毛巾、棉布和光滑的木板上收到的摩擦力不同。(3)光滑木板、匀速直线运动。科学探究:牛顿第一定律 (二)教学目的:1. 知道什么是惯性,认识一切物体都有惯性。2. 会用物体的惯性解释惯性现象,培养学生的语言表述能力。3. 通过惯性现象,向学生进行交通安全教育。教具:惯性球、惯性小车和木块。教学重点:知道一切物理在任何情况下都有惯性。教学难点:解释惯性现象。教学过程:一、复习提问:牛顿第一定律的内容是什么?二、惯性:讲述: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
11、状态不变的性质叫惯性。牛顿第一定律也叫惯性定律。我国以前有人用动者恒动,静者恒静来表述物体的惯性。这句话可以做如下解释:物体具有保持原有的运动状态不变的性质。物体运动时要保持运动状态不变;物体静止时要保持静止状态不变。恒是永久的意思,即原有的运动状态会永久保持,直到有力的作用才能使它的运动状态改变。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。三、惯性现象:教师:一切物体都有惯性。下面我们做几个表现物体具有惯性的有趣实验。1. 惯性小球实验我们把一个小球放在小木片上,用弹簧片迅速地把小木片弹出去,注意观察发生的现象。(演示)小木片弹出去后,小球落在了原处?大家都知道这是由于小球有惯性。
12、但是如何用简单明了的语言解释这个现象呢?明确: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。简言之,物体原来是什么状态,由于有惯性,它要保持什么状态,这是解释惯性现象的关键。2. 墨水瓶的惯性实验:教师示范:拿一个小纸条放在桌边上,在纸条上压一个墨水瓶,将纸条迅速抽出,墨水瓶不倒。学生进行实际实验,从中得到物理的乐趣,获得感性认识,并从感性认识升华到能够进行理性解释的水平。3. 刹车时的惯性现象:教师:我们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?演示,并请学生解释,教师讲评。教师:刹车前木块和小车一起运动。刹车时,
13、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。4. 汽车起动发生的惯生现象教师:请大家解释汽车起动时乘客为什么向后倾倒?学生回答:教师讲评。四、学生练习:1. 章后习题1。2. 章后习题4。3. 习题3。4. 习题2教师:飞机投掷物体前,被投掷物跟飞机一起运动。投掷物离开飞机后由于惯性仍要向前保持匀速直线运动。可是被投掷物受重力作用,它向前运动的同时还要向下落,物体的实际下落轨道是一抛物线。所以必须提前投掷。5.学生阅读课后的课外教材,教师借机进行安全教育。教师:车速不能太快,十次事故九次快。司机应保证汽
14、车的刹车机件的性能良好,缩短制动距离。下雪或下雨天应减速慢行。我们同学骑自行车也应如此。不骑快车、精神集中、车闸要灵。沪科版6.1科学探究:牛顿第一定律(一)教案教学目的:1知道牛顿第一定律的内容。2在学习过程中培养学生的想象力与推理能力。3在学习中渗透科学方法论的思想。教具:光滑的木板一块,一块棉布和一块毛巾,小车与斜面。教学重点:牛顿第一定律的理解。教学难点:伽利略理想实验的推理过程。教学教程:一引入:回忆力的效果有哪些,从而引出:力能使静止的物体运动,使运动的物体速度加快、减慢或改变运动方向、停止运动等;如果物体不受力的作用,那又会怎样?二新课教学:1演示实验:今天我们用一个实验来进行物
15、体不受力时的运动状态如何的研究,大家在实验中要注意观察:实验发生了怎样的变化?实验的方法有变化吗?实验的结果是怎样的?并要大胆进行推理与创造,根据实验总结出自己的看法。A教师出示木板,将斜面置于木板一端。B将毛巾铺在木板上,让小车从斜面顶端自由下滑,观察小车在木板上前进的距离有多远。(教师演示)C将棉布铺在木板上,让小车从斜面顶端自由下滑,观察小车在木板上前进的距离有多远。(让学生上讲台演示)D木板上不铺任何东西,让小车从斜面顶端自由下滑,观察小车在木板上前进的距离有多远。(让学生上讲台演示)学生通过观察实验和参与实验,讨论:小车在同样的高度以同样的速度下滑,随着木板表面越来越光滑,小车运行的
16、距离越来越远。假如小车在绝对光滑的平面上运动,即小车不受任何阻力,那它将如何运动?让学生举手回答,教师点拔后得出结论:如果运动物体不受任何阻力,它的速度将保持不变,永远运动下去。2讲述:三百多年前的伽利略就进行过类似的实验,得出如果物体受到的阻力为零,它的速度将不会减慢,将以恒定不变的速度永远运动下去,其后的迪卡儿进一步指出:如果物体不受任何外力作用,不仅速度大小不变,运动方向也不变。后来牛顿概括出一条重要的物理定律-牛顿第一定律:一切物体在没有受到力的作用的时候,总保持静止状态或匀速直线运动状态。3解释此定律:物体不受力时,原来静止的物体将永远保持静止状态,原来运动的物体将永远保持运动状态,速度不变,方向不变。4问:我们生活中骑自行车时,你如果不再用力踏车前进,自行车就会自然停下来,这是不是与我们所学的牛顿第一定律互相矛盾呢?学生思考、讨论、明确:自行车由运动静止下来,并不是没有受到任何外力的作用,而是受到了空气阻力、车轮与地面的磨擦力、自行车轴承间的阻力等外力的作用,因此自行车是受到外力作用才静止下来的。三练习:1阅读课文内容,理解和巩固牛顿第一定律。2识记本课知识点。四思考:一只圆球在光滑的地面滚动时,总是越滚越慢,最终静止下来,这是为什么?这是不是说明了物体在不受力的作用时也可能由运动变为静止?五作业:1预习下一节课内容。2完成达标练习上的习题