牛頓第一定律實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

1、牛頓第一定律一、教學(xué)目標(biāo)(一) 知識(shí)與技能1. 知道伽利略的理想實(shí)驗(yàn)及其主要推理過程和推論，知道理想實(shí)驗(yàn)是科學(xué)研究的重要方法2. 知道物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來維持。理解牛頓第一定律的內(nèi)容及意義。3. 理解慣性的概念，知道質(zhì)量是慣性大小的量度，了解利用慣性及防止慣性的方法，會(huì)用慣性解釋一些現(xiàn)象(二) 過程與方法1.通過斜面小車實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和科學(xué)的思維方法(分析、概括、推理)。2. 通過生活中的慣性現(xiàn)象，使學(xué)生加深對(duì)慣性（牛頓第一定律）的理解和應(yīng)用。(三) 情感態(tài)度與價(jià)值觀1. 通過伽利略和亞里士多德對(duì)力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的不同認(rèn)識(shí)，了解人類認(rèn)識(shí)事物本質(zhì)的曲折性。2.感受實(shí)驗(yàn)在物理學(xué)研究中的重要性

2、。二、教學(xué)重難點(diǎn)重點(diǎn)：牛頓第一定律和慣性難點(diǎn)：伽利略理想實(shí)驗(yàn)的推理過程和牛頓第一定律三、教學(xué)用具斜面、小車、毛巾、棉布、平板、慣性演示器四、教學(xué)過程（一）創(chuàng)設(shè)情景，引入新課（1）坐在車上，當(dāng)車一開，人會(huì)向后倒，為什么？（2）大城市警察查看司機(jī)是否系了安全帶，為什么？通過這些現(xiàn)象引起學(xué)生探求物理知識(shí)的興趣，同時(shí)為慣性的學(xué)習(xí)打下伏筆。（二）歷史回顧，新課教學(xué)1.實(shí)驗(yàn)引出：亞里士多德的觀點(diǎn)（批駁）和伽利略觀點(diǎn)（贊同）【演示1】在桌面上推動(dòng)木塊（或板擦）從靜止開始慢慢向前運(yùn)動(dòng)，撤掉推力,木塊立即停止。【設(shè)問】生活中還有哪些類似的現(xiàn)象？學(xué)生思考后回答：關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)車子停止運(yùn)動(dòng)、蕩秋千【分析】這些現(xiàn)象從表面

3、上看,“必須有力作用在物體上,才能使物體繼續(xù)運(yùn)動(dòng),沒有力的作用,物體就要停下來.”即：板擦的運(yùn)動(dòng)需要推力去維持。（一部分學(xué)生會(huì)認(rèn)為物體受力則動(dòng)，不受力則靜止；也有一部分同學(xué)對(duì)此產(chǎn)生疑問）亞里士多德的觀點(diǎn): 力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因古希臘哲學(xué)家亞里士多德就根據(jù)這些現(xiàn)象總結(jié)出“物體的運(yùn)動(dòng)需要力去維持”。這種觀點(diǎn)在歷史上曾被沿用兩千多年,但沿用兩千年是否就一定正確呢？直到三百年前，人們才開始對(duì)這個(gè)觀點(diǎn)是否正確提出疑問，并由伽利略和牛頓幾位科學(xué)家對(duì)力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系提出了科學(xué)的論斷?！狙菔?】 在桌面上推動(dòng)木塊（或板擦）從靜止使之向前運(yùn)動(dòng)，用力推出,木塊向前運(yùn)動(dòng)一段距離后停止。分析：推力撤掉，還要向前運(yùn)動(dòng)，

4、與亞里士多德的觀點(diǎn)不符。分析：木塊:靜止運(yùn)動(dòng)靜止。伽利略觀點(diǎn): ：物體的運(yùn)動(dòng)不需要力維持（運(yùn)動(dòng)的物體停下來是由于受到摩擦力），力是改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。伽利略通過斜面小車實(shí)驗(yàn)和對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行理想推論，反駁亞里士多德觀點(diǎn)。下面介紹該實(shí)驗(yàn)（教師在黑板上畫圖并講解）講授： 1.毛巾、棉布、木板三種不同材料，表面粗糙程度不同（毛巾最粗糙，棉布次之，木板較平滑），對(duì)小車阻力大小不同（毛巾阻力最大，木板最?。?.阻力大小通過小車在該表明上運(yùn)動(dòng)距離長(zhǎng)短比較。3.同一輛小車從同一高度下滑，保證到達(dá)斜面底端速度相同（控制變量法）。2.斜面小車實(shí)驗(yàn)：探究阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響【實(shí)驗(yàn)步驟】： 將實(shí)驗(yàn)器材取出，并按要求將斜

5、面和水平木板接在一起，調(diào)整斜面高度h（同一高度）。在水平木板上面鋪上毛巾或紙板，保證平面平整，紙板長(zhǎng)度和寬度足夠小車運(yùn)行。將小車放到指定高度（最好以斜面最高處為下落點(diǎn)），然后讓小車自由滑下斜面，并記錄小車在毛巾或紙板水平面上通過的距離。 記錄下小車在毛巾上滑過的距離S1,并填寫在相應(yīng)數(shù)據(jù)欄內(nèi)。將毛巾或紙板取下，在水平木板上鋪上棉布，然后將小車放到同一高度，讓小車自由滑下斜面。記錄下小車在木板上滑過的距離S3,并填寫在相應(yīng)數(shù)據(jù)欄內(nèi)。將棉布取下，使平面為水平木板面，將小車放到同一高度，讓小車自由滑下斜面。記錄下下車在木板上滑過的距離S2,并填寫在相應(yīng)數(shù)據(jù)欄內(nèi)。【實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象總結(jié)】：師觀察上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，

6、比較小車的距離，有什么不同之處？生小車在毛巾上運(yùn)動(dòng)的最短，在棉布上運(yùn)動(dòng)得較長(zhǎng)，在木板上運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)。師小車為什么會(huì)停下來，為什么在木板上運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)。生因?yàn)樾≤囀艿阶枇?，木板阻力最小，所以小車運(yùn)動(dòng)得最遠(yuǎn)。師從上述實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)如果平面阻力越小，小車運(yùn)動(dòng)得越遠(yuǎn)。假如阻力為零，那么小車將怎樣運(yùn)動(dòng)？生不會(huì)停止，一直運(yùn)動(dòng)下去。師伽利略正是在上面實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，通過理論推論，證明物體停下來，是因?yàn)槭艿阶枇ψ饔?。假如阻力消失，物體將一直運(yùn)動(dòng)下去。即物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來維持。從而否定亞里士多德的觀點(diǎn)。3.牛頓第一定律師英國(guó)物理學(xué)家牛頓在伽利略的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步概括力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，歸納得到牛頓第一定律。牛頓第一定律內(nèi)容：一切物體在沒有受到力的作用時(shí)，總保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。解析:1. 適用范圍：一切物體2. 成立條件：沒有受到力（理想狀態(tài)或合力為零）3. “總”：沒有例外4. “或”：兩者居一5. 狀態(tài)：靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)4.慣性【舉例】坐車時(shí)，汽車突然剎車人向前傾；車向右轉(zhuǎn)彎時(shí)，人向左邊偏。錘頭松了，將錘頭和錘柄一起向下敲（錘頭在上）。（這就是慣性）教師板書慣性定律并用慣性解釋上述現(xiàn)象?！狙菔?】提醒學(xué)生注意觀察，并思