1.牛頓第一定律.docx

牛頓第一定律教學(xué)實(shí)錄，活動(dòng)反思與評(píng)價(jià)首都師范大學(xué)附屬密云中學(xué)-王美芹師：前面我們學(xué)習(xí)了運(yùn)動(dòng)學(xué)和力學(xué)，今天老師帶領(lǐng)大家來(lái)學(xué)習(xí)力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系-牛頓運(yùn)動(dòng)定律，請(qǐng)大家回憶一個(gè)知識(shí)：力的作用效果是什么？生：使物體形變或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變。師：力能使物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變， 對(duì)的！這一正確認(rèn)知怎樣經(jīng)歷了2000多年，科學(xué)家們付出怎樣的艱辛和努力， 在此過(guò)程中又有哪些重要的研究方法和物理學(xué)思想方法呢？今天老師將帶領(lǐng)大家學(xué)習(xí)了解這個(gè)過(guò)程，環(huán)節(jié)一：新課引入學(xué)生活動(dòng)1：吹球游戲 活動(dòng)意圖說(shuō)明：設(shè)置、此吹球游戲引入，豐富學(xué)生力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的事實(shí)感知，增滲透運(yùn)動(dòng)與相互作用的物理觀念；加強(qiáng)物理與生活實(shí)際的聯(lián)系，激發(fā)學(xué)生興趣，同時(shí)為后面重球與輕球?qū)Ρ仍囼?yàn)討論慣性大小與質(zhì)量有關(guān)埋下伏筆。過(guò)渡性問(wèn)題：此游戲中用力吹，球動(dòng)了，說(shuō)明力和運(yùn)動(dòng)是有關(guān)系的，力和運(yùn)動(dòng)到底有什么關(guān)系呢？最早提出這個(gè)問(wèn)題的是古希臘人亞里士多德，他注意這樣的現(xiàn)象：推車子， 車就動(dòng)了，不推，車就停下來(lái)，他觀察了大量類似的事實(shí)，總結(jié)得出一個(gè)結(jié)論：力是使物體運(yùn)動(dòng)的原因。你同意他的觀點(diǎn)嗎？為什么？ 環(huán)節(jié)二：歷史的回顧（1） 亞里士多德的觀點(diǎn)：力是使物體運(yùn)動(dòng)的原因教師過(guò)渡語(yǔ)言：這個(gè)說(shuō)法正確嗎？阻力，那么如果沒(méi)有阻力會(huì)是什么樣子呢？早在大約500年前， 意大利著名的物理學(xué)家對(duì)亞里士多德的觀點(diǎn)提出質(zhì)疑過(guò)渡性語(yǔ)言： 你知道為什么漫長(zhǎng)的兩千多年居然沒(méi)有人質(zhì)疑亞里士多德的觀點(diǎn)嗎？生：亞里士多德在學(xué)術(shù)界的權(quán)威。師：還有同學(xué)們想一下當(dāng)時(shí)的社會(huì)背景，生：教皇統(tǒng)治時(shí)期師：對(duì)的！封建教會(huì)統(tǒng)治者桎梏對(duì)人們的思想和觀念，不允許質(zhì)疑他們的權(quán)威，迫害異己觀點(diǎn)， 我們知道布魯諾就是因?yàn)樾麄鞲绨啄岬娜招恼f(shuō)被燒死在羅馬廣場(chǎng)的，伽利略本人也因?yàn)槌霭鎯煞N新科學(xué)的對(duì)話被迫害而判終身監(jiān)禁。所以說(shuō)，伽利略質(zhì)疑亞里士多德的觀點(diǎn)是非常勇敢和令人敬佩的。伽利略猜想：如果沒(méi)有摩擦阻力（介質(zhì)阻力）的影響，在水平面上的運(yùn)動(dòng)的物體將會(huì)一直運(yùn)動(dòng)下去。 師：伽利略面對(duì)巨大的壓力如何論證自己的觀點(diǎn)呢？師：介紹伽利略對(duì)教堂吊燈的觀察，介紹伽利略針擺實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中小球好像總記得自己的高度一樣，總想回到原來(lái)的高度，伽利略設(shè)想光滑對(duì)接斜面上小球也應(yīng)該有類似的表現(xiàn)?；顒?dòng)2：師生共同合作進(jìn)行伽利略斜面實(shí)驗(yàn)老師介紹實(shí)驗(yàn)儀器，兩個(gè)對(duì)接的斜面。實(shí)驗(yàn)過(guò)程：兩名學(xué)生操作并記錄小球的位置（1） 讓小球從某一高度滾下來(lái)如果沒(méi)有阻力。師：猜想，小球?qū)?huì)怎樣運(yùn)動(dòng)？到達(dá)哪里？學(xué)生用水平儀測(cè)量的同一高度。標(biāo)記小球到什么位置？結(jié)果標(biāo)記， （2）驗(yàn)證：到達(dá)高度1 標(biāo)記 并驗(yàn)證一次。 師：沒(méi)有到達(dá)原來(lái)的高度？為什么？生：有阻力！師：是的，因?yàn)槲以谲壍郎蠅|了無(wú)紡布布條師：撤去布條讓學(xué)生觸摸布條， 說(shuō)感受生：粗糙師：現(xiàn)在軌道的阻力怎樣變了？猜一猜，小球到達(dá)高度生：演示并記錄小球的高度2 ，標(biāo)記并驗(yàn)證一次 。 （2） 提問(wèn)：這兩次比對(duì)：說(shuō)明了什么？（3） 生：阻力越小， 小球上升越高，師：那么可否推理？如果沒(méi)有摩擦力小球?qū)⒌绞裁礃拥奈恢茫可旱竭_(dá)原來(lái)的高度師：遠(yuǎn)度上有什么特點(diǎn)呢？若減小傾角出現(xiàn)什么現(xiàn)象？生：猜想并演示，結(jié)果小球運(yùn)動(dòng)更遠(yuǎn)，依然到達(dá)原來(lái)的高度。師:直至斜面水平出現(xiàn)會(huì)什么結(jié)果？生：永遠(yuǎn)到不了原來(lái)的高度。 將永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去。師：引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)：改變摩擦：事實(shí)推理-結(jié)論改變傾角：事實(shí)推理-結(jié)論活動(dòng)3.對(duì)比亞里士多德與伽利略的結(jié)論和研究方法亞里士多德：研究方法簡(jiǎn)介： 觀察+思辨=結(jié)論貢獻(xiàn)：提出了問(wèn)題，建立了力和運(yùn)動(dòng)的聯(lián)系，盡管不正確，但含有靜止慣性的思想愛因斯坦：提出問(wèn)題比解決問(wèn)題要困難伽利略（公元1564-1642）的結(jié)論：“一個(gè)運(yùn)動(dòng)的物體，假如有了某種速度以后，只要沒(méi)有增加或減少速度的外部原因，便會(huì)始終保持這一速度水平運(yùn)動(dòng)下去?！?兩種新科學(xué)的對(duì)話研究方法：事實(shí)+推理 貢獻(xiàn)：開創(chuàng)理想實(shí)驗(yàn)的研究方法 愛因斯坦評(píng)價(jià)伽利略：伽利略的發(fā)現(xiàn)以及他所應(yīng)用的科學(xué)推理方法，是人類思想史上的最偉大的成就之一，而且標(biāo)志著物理學(xué)的真正開端活動(dòng)意圖說(shuō)明：帶領(lǐng)學(xué)生重做伽利略探究力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的實(shí)驗(yàn)和推理過(guò)程，體驗(yàn)伽利略研究力和運(yùn)動(dòng)的科學(xué)思想方法，得出推理結(jié)果：如果沒(méi)有摩擦力作用， 運(yùn)動(dòng)的小球?qū)⒂肋h(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去。帶領(lǐng)學(xué)生感受科學(xué)探究的質(zhì)疑、實(shí)驗(yàn)、證據(jù)、推理、以及得出科學(xué)結(jié)論的整個(gè)過(guò)程，發(fā)展科學(xué)思維和科學(xué)探究的物理學(xué)科核心素養(yǎng)。驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題：為什么不叫伽利略定律？請(qǐng)大家思考伽利略的表述還有哪些地方不夠嚴(yán)謹(jǐn)清晰？（學(xué)生思考討論）生：伽利略的表述的是水平運(yùn)動(dòng)，沒(méi)說(shuō)方向，也沒(méi)有說(shuō)速度大小是否改變。師 ：非常棒！利用PPT補(bǔ)充關(guān)于水平面的理解，演示如果繞地球一周的水平運(yùn)動(dòng)是圓周運(yùn)動(dòng)，追問(wèn)：不提不受力會(huì)做圓周運(yùn)動(dòng)嗎？生：不會(huì)過(guò)渡:法國(guó)物理學(xué)家笛卡爾補(bǔ)充完善了伽利略的觀點(diǎn)活動(dòng)4：分析討論笛卡爾的觀點(diǎn)與牛頓第一定律內(nèi)容表述上的差別并討論二者的的貢獻(xiàn)笛卡爾（公元1596-1650）的運(yùn)動(dòng)觀點(diǎn)：只要物體開始運(yùn)動(dòng)，就將繼續(xù)以同一速度并沿著同一直線方向運(yùn)動(dòng)，直到某種外來(lái)原因造成障礙或者偏離為止。哲學(xué)原理牛頓：（公元1643-1727）的觀點(diǎn)一切物體總保持勻速運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài)，除非有作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)。自然科學(xué)的哲學(xué)原理1687.過(guò)渡語(yǔ)言：牛頓：如果說(shuō)我看到遠(yuǎn)些，是因?yàn)槲艺驹谡n巨人們的肩膀上，那么牛頓在巨人們的肩膀上做了些什么呢？來(lái)逐步理解牛頓一定律的內(nèi)容?；顒?dòng)3、4意圖：以物理學(xué)史為主線，展現(xiàn)史實(shí)客觀評(píng)價(jià)亞里士多德、伽利略、笛卡爾、和牛頓在力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系認(rèn)知發(fā)展過(guò)程中的作用和貢獻(xiàn)，展示物理規(guī)律的傳承和發(fā)展與創(chuàng)新的歷程。，讓學(xué)生體會(huì)定律建立過(guò)程中傳承與創(chuàng)新，體會(huì)人類認(rèn)識(shí)自然過(guò)程的曲折和艱辛，形成積極的情、態(tài)度和價(jià)值觀。環(huán)節(jié)三：牛頓一定律的理解活動(dòng)5：小組討論討論一：1. 保持原來(lái)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變表現(xiàn)生：靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)2. 運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的表現(xiàn)：生：由慢變快、由快變慢， 曲線師：用什么物體概念描述上述變化？生：速度3. 描述運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量？描述運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的物理量有哪些？生：速度變化，加速度師：現(xiàn)在看來(lái)，力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，那么接下來(lái)要繼續(xù)研究力和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的關(guān)系，也就是力和加速度的關(guān)系。討論結(jié)果梳理：描述運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量是速度，描述運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的物理量是速度變化和加速度討論二：牛頓第一定律的內(nèi)容與笛卡爾的表述有哪些不同？它表達(dá)幾層含義？笛卡爾的貢獻(xiàn)：補(bǔ)充完善牛頓的貢獻(xiàn)：系統(tǒng)總結(jié)總結(jié)牛頓第一定律的物理意義：生：慣性， 力 師：引導(dǎo)補(bǔ)充歸納1.指出一切物體都有慣性：2.給出力的科學(xué)物理意義：改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)3.建立了力和加速度（速度變化快慢）的定性關(guān)系驅(qū)動(dòng)型問(wèn)題：任何物體都有慣性，生活中有許多利用慣性和防止光性的實(shí)例，請(qǐng)大家舉例說(shuō)明意圖二：討論各種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化歸納為速度這個(gè)物理量的變化，一方面培養(yǎng)學(xué)生從大量事實(shí)抽象概念的能力、發(fā)展學(xué)生科學(xué)思維，同時(shí)這里討論清楚運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化即速度變化，建立了力和速度變化以及加速度這三個(gè)物理量的定性關(guān)系，為后面定量研究力和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的關(guān)系奠定基礎(chǔ)過(guò)渡語(yǔ)言：任何物體都有慣性，當(dāng)我們從力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的視角看物體的時(shí)候， 就會(huì)關(guān)注一件事，慣性對(duì)我們是否有利？希望慣性大些還是小些？這時(shí)，我覺(jué)得同學(xué)們可以提出值得研究的問(wèn)題了？生：慣性大小和什么因素有關(guān)呢？活動(dòng)6實(shí)驗(yàn)：找男生來(lái)吹一個(gè)外觀與剛上課時(shí)一模一樣的灌水兵乓球，吹不動(dòng)？教師解密：這個(gè)乒乓球內(nèi)裝了一個(gè)鉤碼追問(wèn)：這說(shuō)明慣性與什么因素有關(guān)？生：慣性大小與物體質(zhì)量有關(guān)。 師：介紹汽車禁止超載，滿載和空載時(shí)的剎車距離，說(shuō)明什么？生：質(zhì)量越大慣性越大！師補(bǔ)充：慣性越大， 停下來(lái)越慢，表示它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變?cè)嚼щy。活動(dòng)6設(shè)計(jì)意圖一：通過(guò)一個(gè)有趣的小實(shí)驗(yàn)引起學(xué)生思考體驗(yàn)質(zhì)量大慣性大的事實(shí)，理解質(zhì)量是物體慣性大小的量度，同時(shí)理解慣性大小表現(xiàn)為改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的難易程度，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)力和運(yùn)動(dòng)的定量關(guān)系牛頓第二定律埋下伏筆。環(huán)節(jié)五、慣性知識(shí)應(yīng)用活動(dòng)7：拋繩子 思考討論將繩子拋到老師手里的方法？學(xué)生用夾子夾住繩頭并拋給老師，并完成試驗(yàn)，師：請(qǐng)說(shuō)明道理。生：利用夾子增大慣性。過(guò)渡語(yǔ)言： 慣性知識(shí)不僅可以幫助我們解決生活中拋繩子這類小問(wèn)題，也還可以幫助我們解決人類共同面臨的大問(wèn)題-環(huán)境問(wèn)題。師：這張照片是老師暑假去內(nèi)蒙古赤峰市玉龍沙湖的照片。沙漠是指沙質(zhì)荒漠化的土地。地球陸地的三分之一是沙漠，而且每年以6萬(wàn)平方千米的速度擴(kuò)大著。而沙漠面積已占陸地總面積的20%，還有43%的土地正面臨著沙漠化的威脅。那么沙漠的成因是什么？怎樣防止土地沙漠化呢？今天我們來(lái)模擬研究?；顒?dòng)8：利用粗鹽顆粒和麥片模擬沙漠形成的原因并分析討論治理沙漠化土地的方法。先讓學(xué)生輕輕吹食鹽和麥片的混合物，說(shuō)明現(xiàn)象，學(xué)生表達(dá)，麥片被吹動(dòng)，食鹽顆粒未動(dòng)。師：追問(wèn)，為什么麥片被吹動(dòng)， 食鹽顆粒沒(méi)吹動(dòng)？生：麥片質(zhì)量小，慣性小師:沙漠里的風(fēng)能夠吹走有機(jī)物土壤等，留下巖石顆粒，形成沙漠,你能否用桌子上的儀器思考一下如何防止沙漠形成。(桌上有，塑料夾子， 細(xì)繩， 紙片， 裝了水的小噴壺)師：友情提示：古詩(shī)詞：王維（唐）送元二使安西渭城朝雨浥輕塵，客舍青青柳色新，勸君更盡一杯酒，西出陽(yáng)關(guān)無(wú)故人。學(xué)生操作： 用小噴壺往盤子里少量噴水師：再次吹一吹，看到什么現(xiàn)象？生：麥片只有少量被吹動(dòng)師生總結(jié)：土地沙化的主要原因就是干旱多風(fēng)，防止土地沙化的基本原理就是減少水分流失和防風(fēng)固沙。師：出示治沙圖片，可降解防風(fēng)隔離網(wǎng)，低矮的抗旱植被，種樹和草。活動(dòng)7、8設(shè)計(jì)意圖：體驗(yàn)物理科學(xué)知識(shí)在現(xiàn)代生活中的意義和作用，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)好物理、用好物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的科學(xué)態(tài)度，同時(shí)通過(guò)土地沙化的治理，提生學(xué)生社會(huì)責(zé)任感和環(huán)境意識(shí)，并樹立信念，通過(guò)自己的努力學(xué)習(xí)和科學(xué)態(tài)度以及社會(huì)責(zé)任的提升，能夠使社會(huì)進(jìn)步人類環(huán)境更好做出自己的貢獻(xiàn)?；顒?dòng)9：介紹我國(guó)古代對(duì)力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的研究和記載教師呈現(xiàn)PPT，逐一提問(wèn)學(xué)生每個(gè)句子的含義1. 周禮.考工記“馬力既竭， 辀猶能一曲焉”生：馬已經(jīng)不再用力， 車還能再前進(jìn)一段師：說(shuō)明什么生：物體有慣性2.墨經(jīng) 在經(jīng)上第21條里說(shuō)：“力，行之所以?shī)^也”。這里的“行”就是“物體”，“奮”字在古籍中的意思是多方面的，像由靜到動(dòng)、動(dòng)而愈速、由下上升等都可以用“奮”字。生：力是使物體運(yùn)動(dòng)變快，變慢和上升的原因， 即力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。2. 經(jīng)說(shuō)里又說(shuō)：“力，重之謂。”生：說(shuō)明物重，是力的一種表現(xiàn)。4.東漢王充 論衡中提出：“車行于陸，船行于溝，其滿而重者行遲，空而輕者行疾?！边@段話說(shuō)明了在一定的外力作用下，質(zhì)量越大的物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變就越困難。生：慣性大小與物體質(zhì)量有關(guān)， 質(zhì)量越大，慣性越大。師: 我們祖先在兩千多年前就已經(jīng)有了這些認(rèn)知，厲害不厲害？生：太厲害了！師：我們祖先確實(shí)很智慧，但是，我們?yōu)槭裁礇](méi)有“張衡第一定律”“東方第一定律”生：因?yàn)闆](méi)有深入系統(tǒng)地研究。師：說(shuō)得太棒了！我們的認(rèn)知都是零碎的，碎片化的，很遺憾古人沒(méi)有深入系統(tǒng)地研究下去?；顒?dòng)9設(shè)計(jì)意圖了解我國(guó)古代對(duì)于力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的認(rèn)識(shí)，了解中華民族傳統(tǒng)文化博大精深，幫助學(xué)生建立民族文化自信，但同時(shí)也必須指出，我們的祖先有著智慧的頭腦和敏銳的觀察力，但很遺憾，沒(méi)有就這個(gè)問(wèn)題深究下去，不善于刨根問(wèn)底，追根溯源，沒(méi)能形成“東方第一定律”我們要為古人自豪，同時(shí)也要勇于承認(rèn)自身不足，辯證看待我們的傳統(tǒng)文化。環(huán)節(jié)六：結(jié)束語(yǔ)小結(jié)：牛頓第一定律-科學(xué)家曲折的探究過(guò)程從亞里士多德、到伽利略、到笛卡爾再到牛頓每一次后者對(duì)前人的觀點(diǎn)修正或完善，都伴隨著認(rèn)識(shí)上的巨大飛躍，讓人們離真相越來(lái)越近。科學(xué)是沒(méi)有終點(diǎn)的?！翱茖W(xué)不過(guò)是任何自然關(guān)系的一部分”(費(fèi)曼)，我們所做的科學(xué)結(jié)論只是當(dāng)時(shí)我們對(duì)世界的一種認(rèn)識(shí)“也許真實(shí)的世界根本就不是那樣”科學(xué)是沒(méi)有終點(diǎn)的。設(shè)計(jì)意圖 ：科學(xué)是沒(méi)有終點(diǎn)的，“科學(xué)不過(guò)是任何自然關(guān)系的一部分”，科學(xué)是發(fā)展的，不同的歷史背景，不同的的人對(duì)同一事物的認(rèn)識(shí)是不同的，科學(xué)是沒(méi)有權(quán)威的，我們既要學(xué)習(xí)科學(xué)家們的科學(xué)精神，敬佩科學(xué)家為人類科學(xué)發(fā)展進(jìn)步作出的貢獻(xiàn)，但也不要迷信權(quán)威，敢于質(zhì)疑和創(chuàng)新，提升學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任方面的物理學(xué)科核心素養(yǎng)。 課堂活動(dòng)評(píng)價(jià)：本課堂教學(xué)設(shè)計(jì)全程以九個(gè)活動(dòng)為主線，在活動(dòng)中滲透力和運(yùn)動(dòng)的物理觀念，強(qiáng)化邏輯思維能力，體驗(yàn)科學(xué)探究過(guò)程，培養(yǎng)探尋科學(xué)本質(zhì)的意識(shí)與提升社會(huì)責(zé)任，在課堂中重視落物理學(xué)科實(shí)核心素目標(biāo)。本節(jié)課的亮點(diǎn)有以下幾方面：1.在學(xué)史部分介紹科學(xué)發(fā)現(xiàn)相應(yīng)的社會(huì)歷史背景，讓學(xué)生感受科學(xué)家們?yōu)榭茖W(xué)真理付出的努力和代價(jià)，弘揚(yáng)伽利略無(wú)畏權(quán)威，敢于質(zhì)疑創(chuàng)新