高中物理人教版第四章牛頓運(yùn)動(dòng)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(jì)思想】【教學(xué)目標(biāo)】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(guò)程和推論，知道理想實(shí)驗(yàn)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(huì)正確解釋?xiě)T性現(xiàn)象。過(guò)程與方法1、觀(guān)察生活中的慣性現(xiàn)象，了解力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。2、體驗(yàn)伽利略理想實(shí)驗(yàn)的推理過(guò)程，理解理想實(shí)驗(yàn)是科學(xué)研究的重要方法。情感、態(tài)度與價(jià)值觀(guān)通過(guò)亞里士多德和伽利略對(duì)力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的不同認(rèn)識(shí)，通過(guò)對(duì)笛卡兒的推論和牛頓第一定律的比較分析，了解人類(lèi)認(rèn)識(shí)事物本質(zhì)的曲折性。感悟科學(xué)是人類(lèi)進(jìn)步的不竭動(dòng)力?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】對(duì)牛頓第一定律和慣性的正確理解；科學(xué)思想的建立過(guò)程【教學(xué)難點(diǎn)】力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，慣性和質(zhì)量的關(guān)系【教學(xué)方法】實(shí)驗(yàn)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?！窘虒W(xué)過(guò)程】預(yù)習(xí)教材在閱讀教材時(shí)畫(huà)出自己認(rèn)為重要的內(nèi)容。在一二章我們學(xué)習(xí)了怎么描述運(yùn)動(dòng)，但沒(méi)有討論物體為什么會(huì)做這種或那種運(yùn)動(dòng)。在第三章我們學(xué)習(xí)了力。在第四章中，我們將討論運(yùn)動(dòng)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(huì)斷成幾截？2.如果在中間的紙下面夾一個(gè)夾子，然后迅速撕兩邊，紙會(huì)斷成幾截？同學(xué)生一起先預(yù)測(cè)結(jié)果然后做撕紙實(shí)驗(yàn)。學(xué)生嘗試后得出結(jié)論：沒(méi)有夾子撕成2截。有夾子撕成3截?！舅伎寂c討論】問(wèn)題：1.怎樣解釋撕紙游戲呢？2.運(yùn)動(dòng)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(guān)點(diǎn)和亞里士多德的觀(guān)點(diǎn)相同。）我們帶著這些問(wèn)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(wèn)，經(jīng)驗(yàn)猜想在歷史的長(zhǎng)河中，運(yùn)動(dòng)和力如影隨形，總是和人們的生活、生產(chǎn)密切相關(guān)。觀(guān)察圖片馬拉車(chē)、人推車(chē)和踢球。思考：運(yùn)動(dòng)和力有什么關(guān)系呢？礦工的體驗(yàn)：“你不推了它還不停嗎？要想讓物體運(yùn)動(dòng)，一定要用力推著它才行！”最早提出運(yùn)動(dòng)和力并給出經(jīng)驗(yàn)猜想的是亞里士多德。根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)猜想：“運(yùn)動(dòng)需要力來(lái)維持?！眮喞锸慷嗟碌挠^(guān)點(diǎn)：力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因．這種觀(guān)點(diǎn)持

續(xù)了兩千年。設(shè)問(wèn)我們知道他的觀(guān)點(diǎn)是錯(cuò)的。那么他的貢獻(xiàn)是什么？有的同學(xué)記得：他雖然觀(guān)點(diǎn)是錯(cuò)的，但是開(kāi)創(chuàng)了一個(gè)新的領(lǐng)域。（在自由落體運(yùn)動(dòng)的時(shí)候我們講過(guò)）【過(guò)渡引導(dǎo)】其實(shí)，最先悟出這一原因的是17世紀(jì)意大利的物理學(xué)家伽利略。伽利略的觀(guān)點(diǎn)：物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來(lái)維持，力是改變物體速度的原因．愛(ài)因斯坦高度評(píng)價(jià)了伽利略。（愛(ài)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(lèi)思想史上的最偉大的發(fā)現(xiàn)之一，而且標(biāo)志著物理的真正開(kāi)端。）他為了找出力和運(yùn)動(dòng)的真正關(guān)系，伽利略巧妙的設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)，這個(gè)實(shí)驗(yàn)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(gè)什么樣的實(shí)驗(yàn)?zāi)兀?、伽利略的實(shí)驗(yàn)（1）實(shí)驗(yàn)過(guò)程裝置介紹：兩個(gè)對(duì)接的粗糙斜面，中間用圓弧相連。師：讓小球從一個(gè)斜面的某一個(gè)高度靜止釋放，小球的運(yùn)動(dòng)情況如何？生：小球滾上另一個(gè)斜面，到不了原來(lái)的高度就返回了，然后在兩個(gè)斜面間往返運(yùn)動(dòng)，高度越來(lái)越低，最終停在斜面的低端。師：小球?yàn)槭裁催_(dá)不到原來(lái)的高度，而且最終又停下來(lái)呢？生：受到摩擦阻力的作用。師：設(shè)想斜面光滑，沒(méi)有摩擦，小球的運(yùn)動(dòng)情況如何呢？生：小球?qū)⑦_(dá)到跟原來(lái)同樣的高度，然后在兩個(gè)斜面間往返運(yùn)動(dòng)，永不停息。師：如果減小第二個(gè)斜面的傾斜度，小球的運(yùn)動(dòng)情況如何？和前一次有什么異同呢?生：小球依然達(dá)到同一高度，但經(jīng)過(guò)的路程會(huì)更長(zhǎng)，用的時(shí)間也更長(zhǎng)。師：推想：如果持續(xù)減小第二個(gè)斜面的傾斜度，小球的運(yùn)動(dòng)情況如何呢？生：小球仍會(huì)達(dá)到同一高度，只是走的路程越來(lái)越長(zhǎng)，所需的時(shí)間越來(lái)越長(zhǎng)，師：當(dāng)?shù)诙€(gè)斜面變成水平面時(shí)，小球的運(yùn)動(dòng)情況如何呢？生：小球?qū)⒀刂饣乃矫嬉恢边\(yùn)動(dòng)下去，永不返回。（動(dòng)畫(huà)展示：層層設(shè)問(wèn)，步步深入，讓學(xué)生經(jīng)歷伽利略的思考過(guò)程，體驗(yàn)理想實(shí)驗(yàn)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(yùn)動(dòng)，這就說(shuō)明：運(yùn)動(dòng)并不需要力來(lái)維持。伽利略由此得出結(jié)論：力不是維持運(yùn)動(dòng)的原因。在伽利略實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，法國(guó)科學(xué)家笛卡爾，對(duì)力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系做了進(jìn)一步的推論。笛卡爾的推論：如果沒(méi)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(xiàn)運(yùn)動(dòng)，既不會(huì)停下來(lái)，也不會(huì)偏離原來(lái)的方向?！具^(guò)渡引導(dǎo)】1642年，伽利略逝世，1643年，英國(guó)科學(xué)家牛頓誕生。牛頓是人類(lèi)歷史上最偉大的科學(xué)家之一。（對(duì)牛頓大家應(yīng)該比較熟，牛頓有哪些貢獻(xiàn)呢？萬(wàn)有引力定律和經(jīng)典力學(xué)、反射式望遠(yuǎn)鏡、微積分。）牛頓做了進(jìn)一步的補(bǔ)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(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，直到外力迫使它改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為止。對(duì)牛頓第一定律的理解：（1）物體不受外力時(shí)的狀態(tài)是勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，說(shuō)明力不維持物體運(yùn)動(dòng)的原因。（2）外力的作用是迫使物體改變其運(yùn)動(dòng),說(shuō)明力是使物體運(yùn)動(dòng)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(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(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?xiě)T性（結(jié)合初中學(xué)過(guò)的知識(shí)）（A）慣性是物體的固有屬性，無(wú)論物體運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)并非一定需要力來(lái)維持。再設(shè)情景，規(guī)律應(yīng)用請(qǐng)學(xué)生解釋撕紙游戲?！舅伎肌恳粋€(gè)在日本的旅游者，想來(lái)中國(guó)。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(gè)小時(shí)，就可以到達(dá)中國(guó)，你認(rèn)為這有可能實(shí)現(xiàn)嗎？為什么？（結(jié)合慣性思考、討論、分析該問(wèn)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(xiàn)運(yùn)動(dòng)，所以不能到達(dá)中國(guó)?！舅伎寂c討論】你能不能舉出慣性應(yīng)用到某一實(shí)際問(wèn)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(jī)質(zhì)量小可以靈活地運(yùn)動(dòng)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(méi)有特別的裝置，UFO驟然停止時(shí)，外星人飛行員的命運(yùn)是怎樣的？學(xué)生討論：飛行員撞到飛船壁。飛行員飛出來(lái)。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(lái)消除自身的慣性，以便應(yīng)對(duì)速度的迅速變化，你怎么看？學(xué)生討論：對(duì)慣性消除器不怎么理解有的認(rèn)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(shí)驗(yàn)的說(shuō)法正確的是:（B）A.完全是理想的，沒(méi)有事實(shí)為基礎(chǔ)的B.是以可靠事實(shí)為基礎(chǔ)的，經(jīng)科學(xué)抽象，深刻反映自然規(guī)律的C.沒(méi)有事實(shí)為基礎(chǔ)，只是理想推理 D.以上說(shuō)法都不對(duì)【例2】火車(chē)在長(zhǎng)直軌道上勻速行駛，坐在門(mén)窗密閉的車(chē)廂內(nèi)的一人將手中的鑰匙相對(duì)車(chē)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(wú)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(dòng)，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(huì)做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。課堂總結(jié)，課外探究觀(guān)看劉謙魔術(shù)視頻有人說(shuō)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(yùn)動(dòng)起來(lái)。你怎么看？學(xué)生討論：有的認(rèn)為顛覆了有的認(rèn)為沒(méi)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(méi)有力，物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不會(huì)改變。螺絲的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變一定存在里的作用。這個(gè)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)：