牛頓第一定律 (2)

1、牛頓第一定律教學(xué)案例教學(xué)目標(biāo)：知識目標(biāo)： 常識性了解伽利略理想實驗的推理過程，了解牛頓第一定律。能力目標(biāo)： 1、通過斜面小車的運動實驗，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力 2、通過實驗分析，初步培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維方法（分析、概括、推理）情感目標(biāo)： 1、通過科學(xué)史的簡介，對對進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度教育。 2、通過伽利略的理想實驗，給學(xué)生以科學(xué)方法論的教育。教學(xué)方法：控制變量法、實驗推理法、情景問題法、實驗探究法教學(xué)用具：斜面、小車、毛巾、棉布、小紅旗、木板、多媒體、實物投影儀教學(xué)重點：通過對小四實驗的分析比較得出牛頓第一定律。教學(xué)難點：1、明確“力是維持物體運動的原因”觀點是錯誤的。 2、伽利略理想實驗的推理過程。

2、教學(xué)過程： 一、實驗引入： 演示1：教師在桌面上用手推動粉筆盒，從靜止開始慢慢向前運動，撤去推力，粉筆盒立即靜止。師：同學(xué)們在我做的這個實驗中，你們看到了什么現(xiàn)象？生1：粉筆盒原來是靜止的，后來運動，最后又靜止了。生2：粉筆盒受力后由靜止變?yōu)檫\動，力消失后又靜止了。教師分析：其實在日常生活中也有許多類似的例子，（如同學(xué)推桌子），從表面現(xiàn)象上看，“必須有力作用在粉筆盒上，才能讓粉筆盒運動，如果沒有力的作用，它就要停下來”即：粉筆盒的運動需要力來維持。于是，在希臘哲學(xué)家亞里士多德就根據(jù)這些現(xiàn)象總結(jié)出“物體的運動需要力來維持”。這種觀點在歷史上曾被沿用了兩千多年。但是沿用兩千多年的是否就一定正確呢？

3、我們來看看下面的這個實驗：二、新課教學(xué)演示2：在桌面上放一個小球，用力推它，小球滾動，手離開小球后，小球還滾動了一段距離才停下來。師：哪位同學(xué)從這次的實驗現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)了與前面實驗現(xiàn)象不同的地方？生1：小球在不受力的作用時仍移動了一段距離，最后受到阻力的的作用還是停下來了。生2：前面用的是方形的，這次用的是球形的。師：看來大家都觀察得很仔細(xì)，非常好。從實驗中我們可以知道：“小球在沒有受到力的作用時仍可以移動?！奔矗何矬w的運動不需要力來維持，力是改變物體運動狀態(tài)的原因。這個結(jié)論是兩千年后的科學(xué)家伽利略提出的。這與亞里士多德的觀點相矛盾，那么，這里有兩個相互矛盾的觀點，到底哪個是正確的呢？應(yīng)用什么辦法

4、呢？生：用實驗探究法來確定。師：好，現(xiàn)在就根據(jù)你們桌面上給的器材，四人一組，相互討論，設(shè)計一個實驗來探究“小車移動的距離與阻力大小有什么關(guān)系？”最先設(shè)計好的小組給同學(xué)們講講你們的 實驗方案。小組1：讓小車從斜面的同一高度自由下滑，在水平桌面上鋪上不同的毛巾，棉布，木板，看小車在不同的表面移動的距離，用小紅旗標(biāo)出小車的位置，根據(jù)小車的不同位置來判斷什么表面對小車的阻力大或小。師：考慮很仔細(xì)，還有其他小組要補充嗎？小組2：在實驗過程中要用同一小車和同一斜面。師：不錯，補充得很完整。那么，用同一高度、同一小車和同一斜面的目的是什么呢？生：這樣可以保證小車在進(jìn)入平面時的速度一樣。師：對，就是要讓每次實

5、驗時小車在進(jìn)入平面時的速度一樣，這種實驗方法叫什么呢？生：控制變量法。師：對，控制小車進(jìn)入水平面時的速度相同，看小車在不同材料的水平表面移動的距離?，F(xiàn)在就請同學(xué)們根據(jù)你們設(shè)計的實驗方案，完成探究內(nèi)容。并做好實驗數(shù)據(jù)的記錄。再根據(jù)三次實驗的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，進(jìn)一步推理“在光滑水平面小車的運動情況會怎樣？”。每個小組的成員做好分工，每個同學(xué)都動起手來，一起來完成這次探究。實驗開始：學(xué)生探究活動過程教師在學(xué)生實驗過程中巡視各小組的實驗情況，對不會的小組進(jìn)行引導(dǎo)，糾正實驗中的錯誤操作。附：實驗記錄表：表面材料阻力大小小車滑動距離毛 巾（最大）（最短） 棉 布（較大）（較短） 木 板（較?。ㄝ^長）光滑水平

6、面（阻力為0）（無限遠(yuǎn)）師：好了，各個小組都完成了實驗，并進(jìn)行了小組討論和分析，那么現(xiàn)在我們來看看下面幾個問題：（教師用多媒體展示問題：）問題一：三次實驗，小車最終都靜止，為什么？師：哪組的同學(xué)來回答？小組3：小車停下來是因為受到了阻力的作用。師：對，小車因為受到了阻力，速度越來越小，最后停了下來。問題二：三次實驗，小車運動的距離不同，這說明什么問題？師：大家都在舉手，看來都認(rèn)真做了實驗，并仔細(xì)進(jìn)行了分析，很不錯，希望以后大家都能這樣，積極參與到我們的學(xué)習(xí)中來。小組4：說明小車滑動的距離受阻力的影響。師：不錯，小車滑動的距離要受阻力的影響，那是怎樣影響的呢，來看第三個問題。問題三：小車運動距離

7、的長短跟它受到的阻力有什么關(guān)系？小組6：表面材料越粗糙，產(chǎn)生的阻力越大，小車滑動的距離就越短。師：很好，三次實驗告訴我們，表面越光滑，阻力就越小，而小車滑動的距離就越長。通過這三次實驗，我們來想象一下，若表面更光滑，那么受到的阻力就更小，小車運動的距離又會是怎樣的呢？（利用多媒體展示問題：）問題四：若使小車運動時受到的阻力進(jìn)一步減小，小車運動的距離將變長還是變短？小組2：若小車運動時受到的阻力進(jìn)一步減小，小車運動的距離將變長。師：好，根據(jù)上面的實驗及推理的想象，你們還可以推理出什么結(jié)論呢？問題五：小車在光滑的阻力為零的表面，將會怎樣運動？生：將永遠(yuǎn)運動下去。師：通過伽利略的實驗和科學(xué)推理得出“

8、運動的物體，如果受到的阻力為零時，它的速度將不會減慢，將以恒定不變的速度永遠(yuǎn)運動下去?！睅煟汉髞?，科學(xué)家迪卡兒在伽利略的基礎(chǔ)上進(jìn)行了補充：如果運動物體不受任何力的作用，不僅速度大小不變，而且運動方向也不變，將沿原來的方向勻速運動下去。師：最后，偉大的科學(xué)家牛頓在前人的基礎(chǔ)上進(jìn)行補充：物體除了運動的以外，還有靜止的，那么，靜止的物體在沒有受到外力作用時，保持什么狀態(tài)呢？（將保持靜止?fàn)顟B(tài)）師（引導(dǎo)學(xué)生概括）：現(xiàn)在我們來根據(jù)幾位科學(xué)家的研究成果進(jìn)行一下概括：一切物體在沒有受到外力作用時，將如何呢？（對概括出大致意思的同學(xué)進(jìn)行鼓勵）最后教師在學(xué)生概括的基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行總結(jié)：一切物體在沒有受到外力作用

9、的時候，總保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運動狀態(tài)。師：這就是牛頓第一定律。是實驗加推理得出的結(jié)論。現(xiàn)在，同學(xué)們用兩分鐘的時間來記一記它的內(nèi)容，并想想牛頓第一定律實用于什么范圍？有什么條件？會出現(xiàn)什么樣的結(jié)果？生1：范圍是：一切物體。師：對，不管是固體、氣體，還是液體，靜止的還是運動的，所有的物體都包括。師：條件又是什么呢？生2：在不受外力作用時。師：不受外力什么時會出現(xiàn)什么樣結(jié)果呢？生3：靜止或勻速直線運動。師：即（多媒體展示）： 不受外力時 不受外力時 靜止物體 靜止 運動物體 勻速直線運動教師進(jìn)一步挖掘教材，讓學(xué)生深該理解牛頓第一定律，同時做到前后知道的照應(yīng)。師：現(xiàn)在有一物體在做勻速直線運動，要讓

10、它繼續(xù)運動，需要對它用力嗎？生：不需要師：這說明什么呢？生：物體的運動不需要力維持。師：若我要讓它停下來，需要怎樣做呢？生：對它施加力師：原來運動的物體受到力的作用后，就靜止了，這又說明了什么呢？生：力是改變物體運動狀態(tài)的原因。師：今天我們的新課就到這里，現(xiàn)在我們一起來對本節(jié)課進(jìn)行簡要的總結(jié)：三、鞏固練習(xí)：1、一物體放在桌面上，假設(shè)把所有的外力撤掉，物體將怎樣？2、古希臘學(xué)者亞里士多德曾給出這樣一個結(jié)論-物體的運動要靠力來維持。因為這個結(jié)論在地球上不能用實驗來直接驗證，直到一千多年后，才有伽利略等人對他的結(jié)論表示懷疑，并用實驗來間接說明。這個實驗如圖，他是讓小車從斜面的同一高度滑下，觀察、比較

11、小車沿不同的平面運動的情況。 問：（1）實驗時讓小車從斜面的同一高度滑下，其目的是讓小車在粗糙程度不同的表面上開始運動時獲得相同的 。（2）一般人的思維都局限在直接比較小車在不同表面上運動的距離不同，但科學(xué)家們卻能發(fā)現(xiàn)-物體運動的表面越光滑，相同情況下物體受到的 就小，因此物體運動的距離越長；并由此推想出進(jìn)一步的結(jié)論，運動的物體如果不受外力作用，它將 。牛頓第一定律因為是用 的方法得出，所以它 （填“是”或“不是”）用實驗直接得出的。四、小結(jié)：1、牛頓第一定律的內(nèi)容：一切物體在沒有受到外力作用的時候，總保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運動狀態(tài)。 2、“牛頓第一定律”表達(dá)的是物體不受外力時的運動規(guī)律。 3、物體的運動不需要力來維持。4、“牛頓第一定律”不是實驗定律，而是在實驗的基礎(chǔ)上推理概括出來的。五、板書設(shè)計：牛頓第一定律亞里士多德的觀點：伽利略的觀點：力是改變物體運動狀態(tài)的原因。牛頓第一定律內(nèi)容：一切物體在沒有受到外力作用的時候，總保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運動狀態(tài)。六、教學(xué)反