伽利略的理想實(shí)驗(yàn)與牛頓第一定律教案

1、伽利略的理想實(shí)驗(yàn)與牛頓第一定律教案一、 教案背景1、學(xué)生： 中學(xué) 小學(xué) 2，學(xué)科：物理2、課時(shí)：13、學(xué)生課前準(zhǔn)備：初讀課文，了解牛頓第一定律的大致內(nèi)容和探究過程。收集有關(guān)研究力與運(yùn)動(dòng)關(guān)系的歷史人物資料，了解其探究的過程特點(diǎn)。發(fā)現(xiàn)自學(xué)中遇到的問題，并嘗試同學(xué)間互助解答。 二、教學(xué)課題：伽利略的理想實(shí)驗(yàn)與牛頓第一定律 三、教材分析在前三章關(guān)于運(yùn)動(dòng)和力的分別研究基礎(chǔ)上，本章進(jìn)一步綜合研究兩者之間的密切關(guān)系，從而建立其牛頓運(yùn)動(dòng)定律。牛頓運(yùn)動(dòng)定律是動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)，是力學(xué)中也是整個(gè)物理學(xué)的基本規(guī)律，而牛頓第一定律則是這個(gè)基礎(chǔ)的開端，提出物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來維持，力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因這些關(guān)鍵結(jié)論，為進(jìn)

2、一步確立力與運(yùn)動(dòng)的定量關(guān)系，建立牛頓第二定律提供了很好的鋪墊。所以學(xué)好這一節(jié)內(nèi)容有著極其重要的意義。同時(shí)，這一節(jié)內(nèi)容徹底打破人們習(xí)以為常的力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因的觀念，強(qiáng)烈地沖擊了學(xué)生的思維，更讓學(xué)生懂得如何用科學(xué)的研究方法解決實(shí)際的物理問題。 對于如何探究這個(gè)問題，百度網(wǎng)上有豐富的科學(xué)家探究的歷史資料，包括文字、圖片、視頻等資源，特別是對于伽利略的理想實(shí)驗(yàn)，鑒于其一定的不現(xiàn)實(shí)性和思維外推性，網(wǎng)上的視頻資源有效地解決了這個(gè)問題，既滿足了學(xué)生的直觀形象思維的需要，更提升了其抽象邏輯思維能力的水平。五、教學(xué)方法 1、網(wǎng)絡(luò)搜索2、對比實(shí)驗(yàn)、自主探索、合理推理。3、利用生活中的實(shí)例，理解力與運(yùn)動(dòng)、慣性

3、與質(zhì)量的關(guān)系，貼近生活更易理解。 六、教學(xué)過程（一）導(dǎo)入：1、多媒體播放考工記圖片文字，提問為什么“馬力既竭，辀猶能一取也。”從而引出“運(yùn)動(dòng)需要力來維持嗎？”這個(gè)問題。（）2、學(xué)生思考回答。（二）運(yùn)動(dòng)需要力來維持嗎人類對運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系的探索歷程教師活動(dòng)：要是靜止的小車運(yùn)動(dòng)起來，怎么辦？學(xué)生活動(dòng)：對小車施加一個(gè)推力作用。學(xué)生演示實(shí)驗(yàn)：l、力推物動(dòng)，力撤物停。2、力撤物不停。教師活動(dòng)：物體的運(yùn)動(dòng)是不是一定需要力？學(xué)生活動(dòng)：是教師活動(dòng)：這個(gè)也是兩千多年前古希臘學(xué)者亞里士多德的觀點(diǎn)，他從生活經(jīng)驗(yàn)直接出發(fā)得到“物體的運(yùn)動(dòng)是需要力來維持的”學(xué)生活動(dòng)：（部分學(xué)生提出）可是力撤物不停，怎么能說物體運(yùn)動(dòng)需要力來

4、維持呢？教師活動(dòng)：這些同學(xué)觀察得很細(xì)致，剛好與伽利略的說法不謀而合。他認(rèn)為：在水平方向做勻速運(yùn)動(dòng)的物體不需要外力來維持。1、 事實(shí)來源：（1） 給豎放著的易拉罐初速度，它運(yùn)動(dòng)一段距離才停下來；給平放的易拉罐初速度，它運(yùn)動(dòng)得更遠(yuǎn)才停下來。摩擦力越小，運(yùn)動(dòng)更遠(yuǎn)。當(dāng)摩擦力為零時(shí)，情況怎樣？（2） 伽利略單擺實(shí)驗(yàn)。2、 科學(xué)推導(dǎo)：伽利略理想實(shí)驗(yàn) （1）對稱斜面，沒有摩擦小球滾到等高。（2）減小另一側(cè)斜面傾角，小球從同一位置釋放要滾到等高，滾動(dòng)距離就會(huì)越遠(yuǎn)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間更長。（3）把另側(cè)斜面放平，小球要到等高，就會(huì)一直滾下去。根據(jù)這一現(xiàn)象伽利略得出了什么樣的結(jié)論？學(xué)生活動(dòng)：觀察并回答提出的問題：運(yùn)動(dòng)的物體如

5、果不受力物體將勻速運(yùn)動(dòng)下去。教師活動(dòng)：用氣墊導(dǎo)軌消除摩擦。讓滑塊在導(dǎo)軌上滑動(dòng)，利用光電門測出滑塊在不同位置的速度。學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生記錄數(shù)據(jù)并比較。確信他的正確性。在教師引導(dǎo)下學(xué)生認(rèn)真閱讀課文，找出其他科學(xué)家對此問題的探究情況：1：笛卡爾對力與運(yùn)動(dòng)關(guān)系的補(bǔ)充說明：如果沒有其他原因,運(yùn)動(dòng)的物體將繼續(xù)以同一速度沿著一條直線運(yùn)動(dòng),既不會(huì)停下來,也不會(huì)偏離原來的方向。2：最后，牛頓站在巨人的肩膀上通過自己的努力把力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系明確的指出來，確立了牛頓第一定律：一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài),直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止。（三）對牛頓第一定律的理解教師活動(dòng)：(引導(dǎo)學(xué)生比較幾種觀點(diǎn)的全面性，發(fā)現(xiàn)

6、牛頓第一定律描述得更為完善。) 我們初中時(shí)也學(xué)過牛頓第一定律，與我們現(xiàn)在高中學(xué)的有什么不一樣，請大家比較一下。學(xué)生活動(dòng)：比較理解初中和高中的兩種描述：初中：一切物體在沒有受到力的作用時(shí)，總保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。高中：一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài),直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止。 教師活動(dòng)：引導(dǎo)學(xué)生思考得出：1、 初中強(qiáng)調(diào)一種理想狀態(tài)和物體的固有性質(zhì)。而高中在強(qiáng)調(diào)物體固有性質(zhì)的基礎(chǔ)上更指出外力對運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的作用，更具有現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。2、 運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是指：速度的大小和方向3、 對牛頓第一定律的理解： 一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)說明物體具有慣性 外力的作用是迫

7、使物體改變其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)說明力是使物體運(yùn)動(dòng)速度改變的原因。（從而否定了力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因）教師活動(dòng)：牛頓第一定律可否用實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證？學(xué)生活動(dòng)：不可以，因?yàn)闆]有物體不受任何力的情況存在。教師活動(dòng)：什么時(shí)候可以看作不受力并舉例說明？學(xué)生活動(dòng)：受力但合力為零時(shí)。比如：冰面上的滑動(dòng)的冰塊。冰壺球。教師活動(dòng)：牛頓第一定律也稱慣性定律。那慣性是指什么？學(xué)生活動(dòng)：慣性：一切物體都具有保持原來運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì)。（播放視頻，學(xué)生感受生活中的慣性。裝滿水的氣球爆破瞬間 ）教師活動(dòng)：慣性是物體固有屬性。那什么因素是影響慣性的大小呢？假如你開著一輛奔馳在一個(gè)紅綠燈中等待，當(dāng)綠燈亮?xí)r，你和你旁邊的一輛大貨車一同啟動(dòng)，誰啟動(dòng)

8、得更快？學(xué)生活動(dòng)：我的奔馳。這說明質(zhì)量大，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)難改變。教師活動(dòng)：質(zhì)量是物體慣性大小的唯一量度，即慣性與物體的速度、受力情況、所處環(huán)境等因素?zé)o關(guān)。那請同學(xué)們舉一些生活中質(zhì)量影響慣性大小的例子。學(xué)生活動(dòng)：乒乓球可以實(shí)現(xiàn)快速抽殺，而鉛球不行。戰(zhàn)斗機(jī)要提高作戰(zhàn)靈活性必須丟掉副油箱。（四）課堂總結(jié)、點(diǎn)評教師活動(dòng)：引導(dǎo)學(xué)生自己概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容，整理出知識框架。請一個(gè)同學(xué)到黑板上總結(jié)，其他同學(xué)在筆記本上總結(jié)，然后請同學(xué)評價(jià)黑板上的小結(jié)內(nèi)容。學(xué)生活動(dòng)：認(rèn)真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容，并把自己這節(jié)課的體會(huì)寫下來、比較黑板上的小結(jié)和自己的小結(jié)，看誰的更好，好在什么地方。教師活動(dòng)：組織學(xué)生學(xué)習(xí)牛頓、亞里士多德、伽利略、笛卡爾等科學(xué)家探究史實(shí)。（多媒體播放視頻、圖片資料。）（五）課外視野拓展牛頓om/view/1511.htm亞里士多德伽利略笛卡爾七、教學(xué)反思 教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，要從根本上徹底根除學(xué)生對力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系的錯(cuò)誤認(rèn)識必須在其感官認(rèn)識的基礎(chǔ)上達(dá)到理性思維的提升。不受力物體就可以運(yùn)動(dòng)是一個(gè)難以接受的事實(shí)，因?yàn)檫@是一種理想的狀態(tài)，所以在教學(xué)中，我盡量借助科學(xué)家探究此問題的艱辛歷程，特別是伽利略的理想實(shí)驗(yàn)的力量幫助學(xué)生重新建立正確