高中物理人教版第四章牛頓運動定律1牛頓第一定律 教案-牛頓第一定律

《牛頓第一定律》【設(shè)計思想】【教學(xué)目標】知識與技能1、知道伽利略的理想實驗及其主要推理過程和推論，知道理想實驗是科學(xué)研究的重要方法。2、理解牛頓第一定律的內(nèi)容及意義。3、理解慣性的概念，會正確解釋慣性現(xiàn)象。過程與方法1、觀察生活中的慣性現(xiàn)象，了解力和運動的關(guān)系。2、體驗伽利略理想實驗的推理過程，理解理想實驗是科學(xué)研究的重要方法。情感、態(tài)度與價值觀通過亞里士多德和伽利略對力和運動關(guān)系的不同認識，通過對笛卡兒的推論和牛頓第一定律的比較分析，了解人類認識事物本質(zhì)的曲折性。感悟科學(xué)是人類進步的不竭動力?！窘虒W(xué)重點】對牛頓第一定律和慣性的正確理解；科學(xué)思想的建立過程【教學(xué)難點】力和運動的關(guān)系，慣性和質(zhì)量的關(guān)系【教學(xué)方法】實驗探究、交流與合作、多媒體輔助教學(xué)【教學(xué)器材】1、多媒體課件2、紙、質(zhì)量較大的鐵夾。【教學(xué)過程】預(yù)習(xí)教材在閱讀教材時畫出自己認為重要的內(nèi)容。在一二章我們學(xué)習(xí)了怎么描述運動，但沒有討論物體為什么會做這種或那種運動。在第三章我們學(xué)習(xí)了力。在第四章中，我們將討論運動和力的關(guān)系。新課導(dǎo)入：撕紙游戲（情景創(chuàng)設(shè)，引入新課）猜一猜：1.一張紙已剪成三截，但未完全剪斷。如果迅速用力撕兩邊，紙會斷成幾截？2.如果在中間的紙下面夾一個夾子，然后迅速撕兩邊，紙會斷成幾截？同學(xué)生一起先預(yù)測結(jié)果然后做撕紙實驗。學(xué)生嘗試后得出結(jié)論：沒有夾子撕成2截。有夾子撕成3截?！舅伎寂c討論】問題：1.怎樣解釋撕紙游戲呢？2.運動和力之間到底有什么關(guān)系呢？同學(xué)們有自己的結(jié)論。（但很多同學(xué)的觀點和亞里士多德的觀點相同。）我們帶著這些問題一起學(xué)習(xí)牛頓第一定律。 新課展示一、歷史回顧1、情景設(shè)問，經(jīng)驗猜想在歷史的長河中，運動和力如影隨形，總是和人們的生活、生產(chǎn)密切相關(guān)。觀察圖片馬拉車、人推車和踢球。思考：運動和力有什么關(guān)系呢？礦工的體驗：“你不推了它還不停嗎？要想讓物體運動，一定要用力推著它才行！”最早提出運動和力并給出經(jīng)驗猜想的是亞里士多德。根據(jù)生活經(jīng)驗猜想：“運動需要力來維持?！眮喞锸慷嗟碌挠^點：力是維持物體運動的原因．這種觀點持

續(xù)了兩千年。設(shè)問我們知道他的觀點是錯的。那么他的貢獻是什么？有的同學(xué)記得：他雖然觀點是錯的，但是開創(chuàng)了一個新的領(lǐng)域。（在自由落體運動的時候我們講過）【過渡引導(dǎo)】其實，最先悟出這一原因的是17世紀意大利的物理學(xué)家伽利略。伽利略的觀點：物體的運動不需要力來維持，力是改變物體速度的原因．愛因斯坦高度評價了伽利略。（愛因斯坦：伽利略的發(fā)現(xiàn)以及他所應(yīng)用的科學(xué)的推理方法是人類思想史上的最偉大的發(fā)現(xiàn)之一，而且標志著物理的真正開端。）他為了找出力和運動的真正關(guān)系，伽利略巧妙的設(shè)計了一個實驗，這個實驗把他深邃的思想和超人的睿智體現(xiàn)的淋漓盡致，那么，這到底是一個什么樣的實驗?zāi)兀?、伽利略的實驗（1）實驗過程裝置介紹：兩個對接的粗糙斜面，中間用圓弧相連。師：讓小球從一個斜面的某一個高度靜止釋放，小球的運動情況如何？生：小球滾上另一個斜面，到不了原來的高度就返回了，然后在兩個斜面間往返運動，高度越來越低，最終停在斜面的低端。師：小球為什么達不到原來的高度，而且最終又停下來呢？生：受到摩擦阻力的作用。師：設(shè)想斜面光滑，沒有摩擦，小球的運動情況如何呢？生：小球?qū)⑦_到跟原來同樣的高度，然后在兩個斜面間往返運動，永不停息。師：如果減小第二個斜面的傾斜度，小球的運動情況如何？和前一次有什么異同呢?生：小球依然達到同一高度，但經(jīng)過的路程會更長，用的時間也更長。師：推想：如果持續(xù)減小第二個斜面的傾斜度，小球的運動情況如何呢？生：小球仍會達到同一高度，只是走的路程越來越長，所需的時間越來越長，師：當?shù)诙€斜面變成水平面時，小球的運動情況如何呢？生：小球?qū)⒀刂饣乃矫嬉恢边\動下去，永不返回。（動畫展示：層層設(shè)問，步步深入，讓學(xué)生經(jīng)歷伽利略的思考過程，體驗理想實驗的科學(xué)研究方法）師生總結(jié)：小球在水平方向上不受力，仍可以運動，這就說明：運動并不需要力來維持。伽利略由此得出結(jié)論：力不是維持運動的原因。在伽利略實驗的基礎(chǔ)上，法國科學(xué)家笛卡爾，對力和運動的關(guān)系做了進一步的推論。笛卡爾的推論：如果沒有其他原因，運動的物體將繼續(xù)以同一速度沿著一條直線運動，既不會停下來，也不會偏離原來的方向?！具^渡引導(dǎo)】1642年，伽利略逝世，1643年，英國科學(xué)家牛頓誕生。牛頓是人類歷史上最偉大的科學(xué)家之一。（對牛頓大家應(yīng)該比較熟，牛頓有哪些貢獻呢？萬有引力定律和經(jīng)典力學(xué)、反射式望遠鏡、微積分。）牛頓做了進一步的補充、完善和總結(jié)，提出了牛頓第一定律。二、牛頓第一定律1、牛頓第一定律一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)，直到外力迫使它改變運動狀態(tài)為止。對牛頓第一定律的理解：（1）物體不受外力時的狀態(tài)是勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)，說明力不維持物體運動的原因。（2）外力的作用是迫使物體改變其運動,說明力是使物體運動速度改變的原因。（3）不受外力作用的物體是不存在的。（4）一切物體都有保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質(zhì)，這種性質(zhì)叫慣性。牛頓第一定律又叫慣性定律。解釋慣性（結(jié)合初中學(xué)過的知識）（A）慣性是物體的固有屬性，無論物體運動與否、受力與否，都具有慣性。

且慣性只和質(zhì)量有關(guān)。（B）一切物體都具有慣性，物體的運動并非一定需要力來維持。再設(shè)情景，規(guī)律應(yīng)用請學(xué)生解釋撕紙游戲?！舅伎肌恳粋€在日本的旅游者，想來中國。他設(shè)想將自己懸掛在空中的大氣球中，由于地球的自轉(zhuǎn)，只要在空中停留幾個小時，就可以到達中國，你認為這有可能實現(xiàn)嗎？為什么？（結(jié)合慣性思考、討論、分析該問題。）師生總結(jié)：氣球雖然升空，由于慣性物體在水平方向仍然要做勻速直線運動，所以不能到達中國。【思考與討論】你能不能舉出慣性應(yīng)用到某一實際問題中的例子？學(xué)生討論出很多例子提示：乒乓球可以快速抽殺；戰(zhàn)斗機質(zhì)量小可以靈活地運動等【思考與討論】討論2UFO（激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣）思考：如果沒有特別的裝置，UFO驟然停止時，外星人飛行員的命運是怎樣的？學(xué)生討論：飛行員撞到飛船壁。飛行員飛出來。播放視頻1（看視頻）思考人們想象外星人持有慣性消除器，用來消除自身的慣性，以便應(yīng)對速度的迅速變化，你怎么看？學(xué)生討論：對慣性消除器不怎么理解有的認為改變?nèi)说馁|(zhì)量播放視頻1（看視頻）學(xué)生理解慣性消除器。例題【例1】關(guān)于伽利略理想實驗的說法正確的是:（B）A.完全是理想的，沒有事實為基礎(chǔ)的B.是以可靠事實為基礎(chǔ)的，經(jīng)科學(xué)抽象，深刻反映自然規(guī)律的C.沒有事實為基礎(chǔ)，只是理想推理 D.以上說法都不對【例2】火車在長直軌道上勻速行駛，坐在門窗密閉的車廂內(nèi)的一人將手中的鑰匙相對車豎直上拋，鑰匙將落在(C) A.手的后方 B.手的前方 C.落在手中 D.無法確定【例3】被踢出的冰塊以2m/s的速度在阻力可以忽略的水平冰面上滑動，冰塊受不受向前的作用力？5s后它的速度將是多大？分析：冰面上忽略阻力作用，水平方向不受到力的作用，物體會做勻速直線運動。課堂總結(jié)，課外探究觀看劉謙魔術(shù)視頻有人說劉謙的螺絲魔術(shù)顛覆了牛頓第一定律：不給螺帽力的作用，螺帽也能運動起來。你怎么看？學(xué)生討論：有的認為顛覆了有的認為沒有顛覆。（提示學(xué)生結(jié)合牛一定律思考。）（呵呵，如果顛覆了我們就要學(xué)習(xí)劉謙第一定律了。）師生總結(jié)：沒有力，物體的運動狀態(tài)不會改變。螺絲的運動狀態(tài)發(fā)生改變一定存在里的作用。這個力就是電磁力。小結(jié)這節(jié)課我學(xué)到了什么？學(xué)生自己先總結(jié)。教師總結(jié)：