《牛頓第一定律》案例

1、教學(xué)案例： 第1節(jié) 牛頓第一定律【教學(xué)目標(biāo) 】一、知識與技能:1、知道并能用語言表述牛頓第一定律。2、理解什么是慣性，能夠列舉生活中有關(guān)慣性的現(xiàn)象。二、過程與方法:1、了解伽利略“理想實驗”的科學(xué)方法，經(jīng)歷“探究物體不受力時怎樣運(yùn)動”的過程，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的能力。2、通過實驗和觀察活動，體驗一切物體都有慣性。三、情感態(tài)度與價值觀:1、通過探究物體不受力時怎樣運(yùn)動，形成實事求是、不迷信權(quán)威、尊重自然規(guī)律的科學(xué)態(tài)度。2、通過學(xué)習(xí)慣性的應(yīng)用，感受到科學(xué)就在身邊。【教學(xué)重與難點(diǎn)】重點(diǎn)：“理想實驗”法，牛頓第一定律和慣性。難點(diǎn)：讓學(xué)生確信牛頓第一定律并理解其內(nèi)涵?！窘虒W(xué)準(zhǔn)備】教師：小車、木塊、紙

2、條、玻璃板、象棋子、杯子（內(nèi)盛水）、硬紙板、雞蛋。學(xué)生：斜面、小車、木板、棉布、毛巾。【教學(xué)過程】一、情境導(dǎo)入，明確任務(wù)引導(dǎo)學(xué)生看兩張來自生活的圖片（多媒體投影）：警察叫司機(jī)系安全帶，為什么？亞洲飛人柯受良駕車飛越黃河，他憑什么有這種膽識去飛越氣勢磅礴的黃河呢？師：要解決這兩個問題，我們首先來研究有關(guān)“牛頓第一定律”的知識。板書課題：牛頓第一定律投影：學(xué)習(xí)目標(biāo)1、知道牛頓第一定律的內(nèi)容，了解它的探究歷程。2、通過活動體驗任何物體都具有慣性。二、維持運(yùn)動需要力嗎？1、自主探究，合作交流師：同學(xué)們，前面我們知道力可以使靜止的物體運(yùn)動，也可以使運(yùn)動的物體靜止，可見力和物體的運(yùn)動有密切的關(guān)系。關(guān)于力和

3、運(yùn)動的關(guān)系，古希臘學(xué)者亞里士多德提出了一個觀點(diǎn)物體的運(yùn)動需要力來維持。他的觀點(diǎn)一直維持和統(tǒng)治人們的思想近兩千年，直到三百年前伽利略才提出了新的觀點(diǎn)物體運(yùn)動不需要力。你同意誰的觀點(diǎn)呢？請各小組自主探究。投影：自主探究提示：（1）觀察課本第44頁圖12.51，想想在生活中還有哪些類似的現(xiàn)象？從這些現(xiàn)象中你能得到什么啟示嗎？（2）結(jié)合生活體驗回答下列問題：怎樣能夠使靜止的足球運(yùn)動起來？足球離開運(yùn)動員的腳以后，在草地上滾動的過程中速度有何變化？騎自行車時，如果停止蹬車，自行車運(yùn)動情況會有什么變化？因此，你認(rèn)為物體的運(yùn)動是不是一定需要力來維持？物體的運(yùn)動和物體受力之間可能有什么關(guān)系？（3）亞里士多德和伽

4、利略都對物體的運(yùn)動和受力關(guān)系進(jìn)行了研究，你同意誰的觀點(diǎn)？2、展示交流合作學(xué)習(xí)成果師：你是同意亞里士多德的觀點(diǎn)，還是同意伽利略的觀點(diǎn)？說出你的理由。生1：靜止在課桌上的書，用力一推由靜止變?yōu)檫\(yùn)動，不推，重新變?yōu)殪o止?？梢娢矬w的運(yùn)動需要力來維持。生2：騎自行車時我們停止蹬車，車仍然繼續(xù)運(yùn)動；踢出去的足球能繼續(xù)在空中飛行；擲出去的鉛球能繼續(xù)向前運(yùn)動，可見物體的運(yùn)動不需要力來維持。生3：物體的運(yùn)動有時需要力，有時不需要力來維持。生4：我們組也認(rèn)為物體的運(yùn)動不需要力來維持，如汽車剎車后仍能繼續(xù)滑行一段距離。3、疑難解析，評價激勵師：愛因斯坦曾把一代一代科學(xué)家探索自然奧秘的努力，比作福爾摩斯偵探小說中的破

5、案過程，有時候明顯可見的線索卻把人們引向錯誤的判斷。也就是說，光憑經(jīng)驗來做判斷常常是靠不住的，在探究運(yùn)動原因的“偵探小說”里，亞里士多德正是由于憑借生活中明顯的線索引出了錯誤的判斷。師：引起亞里士多德錯誤觀點(diǎn)的“罪魁禍?zhǔn)住笔鞘裁茨?？學(xué)生思考，交流。生：自行車停下，停下不是沒有受力，而是受到了摩擦力才停的。因此，引起亞里士多德錯誤觀點(diǎn)的“罪魁禍?zhǔn)住笔悄Σ磷枇?。師：現(xiàn)在假設(shè)你是伽利略，你會尋找怎樣的“偵察”方法去推翻這維持兩千年的“錯案”？師：物體不受力時能否繼續(xù)運(yùn)動需要實驗來驗證。三、牛頓第一定律1、設(shè)計實驗方案（1）小組交流合作學(xué)習(xí)師：下面請以小組為單位，根據(jù)屏幕上的提示設(shè)計出實驗方案。投影：

6、溫馨提示1、明確探究實驗的對象、條件：要探究運(yùn)動物體不受力時，運(yùn)動情況會怎樣，實驗時我們應(yīng)該把靜止的還是運(yùn)動的物體作為我們的研究對象？根據(jù)實驗?zāi)康目芍簩嶒瀾?yīng)觀察運(yùn)動的物體在不受（阻）力時運(yùn)動情況，你打算怎樣創(chuàng)造“不受（阻）力”實驗條件？2、回憶以前做過的“真空不能傳聲”的實驗：如圖1所示，把玻璃罩中的空氣抽出，我們聽到的鈴聲越來越小，這說明真空不能傳聲。思考以下問題：（1）在這個實驗中，我們能使玻璃罩內(nèi)達(dá)到“絕對真空”嗎？（2）既然做不到“絕對真空”，你是根據(jù)什么現(xiàn)象推斷出真空不能傳聲的？當(dāng)玻璃罩中的空氣越來越少時，我們聽到的鈴聲越來越小。由此推測：假如玻璃罩內(nèi)沒有空氣，我們就會聽不到聲音，

7、這說明真空不能傳聲。（3）受這種方法的啟示，你能否設(shè)計實驗，探究運(yùn)動物體“沒有阻力作用”時怎樣運(yùn)動？3、結(jié)合課本，分析圖2所示的實驗方案。思考：（1）為充分“顯示”阻力對物體運(yùn)動情況的影響，每次實驗時應(yīng)該控制哪些因素相同？如何改變物體受到的阻力？（2）為什么讓小車從斜面的同一高度滑下？（3）小車在不同材料的平面上最終停下來的原因是什么？（4）設(shè)計一個記錄實驗數(shù)據(jù)的表格。（5）設(shè)想一下，如果水平面足夠光滑（沒有任何阻力），小車的運(yùn)動情況會怎樣？（2）展示交流合作學(xué)習(xí)成果師：下面請*組來展示實驗計劃與實驗方案。生：我們知道地球上完全不受力的物體是不存在的，我們可以使物體受力逐漸減小，觀察物體運(yùn)動情

8、況，進(jìn)一步推理物體不受力時怎樣運(yùn)動，這種方法叫理想實驗法。實驗時我們讓同一小車從同一斜面的同一高度滑下，觀察小車分別在毛巾、棉布、木板表面滑行的距離，進(jìn)一步推理物體不受力時的運(yùn)動情況。我們設(shè)計的實驗表格：接觸面 阻力的大小（選填“大”“較小”或“最小”） 小車運(yùn)動的距離（選填“短”“較長”或“很長”）毛巾棉布木板師：我想問一下，實驗中為什么讓小車從斜面的同一高度滑下？生：為了讓小車的起始運(yùn)動情況一樣，也就是小車的起始運(yùn)動速度相同。師：很好，同學(xué)們的方法很精彩。通過觀察小車在毛巾、棉布、木板上滑行的距離，并推理得出小車不受力時的運(yùn)動情況。下面請同學(xué)們按照設(shè)計的方案進(jìn)行實驗，實驗中有不明白的地方可

9、以和同學(xué)交流或請教老師。2、進(jìn)行實驗師：同學(xué)們注意了，老師發(fā)現(xiàn)有幾個組的小車不是沿直線下滑。那幾個組的學(xué)生都在頻頻點(diǎn)頭。師：請同學(xué)們以小組為單位交流討論一下原因是什么，怎樣解決？學(xué)生交流討論。生1：可能是小車的前后輪不在一條直線上。生2：可能木板表面不平。生3：小車的前輪在滑行時運(yùn)動。師：同學(xué)們思考得很全面，那該怎樣解決呢？生1：換小車。生2：用光滑平整的木板。生3：讓斜面的坡度小一些。師：很好，那我們按照改進(jìn)的方案重新做實驗，并把實驗的結(jié)果填在表格中。學(xué)生繼續(xù)實驗。3、展示探究結(jié)果師：同學(xué)們都做完了實驗，下面我們請同學(xué)們展示實驗的結(jié)果和結(jié)論。投影實驗結(jié)果：接觸面 阻力的大?。ㄟx填“大”“較小

10、”或“最小”） 小車運(yùn)動的距離（選填“短”“較長”或“很長”）毛巾 大 短棉布 較小 較長 木板 最小 很長生：根據(jù)以上結(jié)果，我們得到的結(jié)論是：水平面越光滑，小車受的摩擦力越小，小車的速度減小的越慢，小車運(yùn)動的距離就越遠(yuǎn)。假如水平面對小車完全沒有摩擦，小車將一直運(yùn)動下去。視頻觀看：目前的一項體育項目冰壺球運(yùn)動，由于球運(yùn)動過程阻力很小，能以幾乎不變的速度前進(jìn)。師：在我們今天看來是非常簡單的道理。在它發(fā)現(xiàn)的最初往往是非常艱難的，如果沒有堅強(qiáng)的意志和信念，沒有足夠的事實和理論依據(jù)去支持你，許多人可能會放棄，但伽俐略沒有放棄。4、閱讀理解師：運(yùn)動的物體不受力將一直運(yùn)動下去，那靜止的物體如果不受力，會怎

11、樣呢？生：永遠(yuǎn)保持靜止。師：牛頓在前人的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步概括總結(jié)得出著名的牛頓第一定律。下面請同學(xué)們閱讀理解牛頓第一定律的內(nèi)容。師：定律的內(nèi)容是，一切物體在沒有受到力的作用時，總保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)。適用范圍為一切物體，條件為不受力。師：關(guān)于牛頓第一定律，同學(xué)們還有補(bǔ)充或疑問嗎？生：我補(bǔ)充一下，牛頓第一定律是在實驗的基礎(chǔ)上經(jīng)過進(jìn)一步的推理得出的，這種方法叫理想實驗法。師：你補(bǔ)充的很好！生：牛頓第一定律是在任何情況下都成立嗎？師：是的，牛頓第一定律適用于一切物體。四、慣性師：牛頓第一定律還指出一切物體都具有一種性質(zhì)，我們把這種性質(zhì)叫慣性。1、思考、討論下面兩個問題：（1）為什么立定跳遠(yuǎn)不

12、如急行跳遠(yuǎn)跳得遠(yuǎn)？（2）參加百米比賽的運(yùn)動員到達(dá)終點(diǎn)為什么很難立即停下來？2、演示實驗：將小木塊放在小車上，小木塊隨小車一起運(yùn)動，小車突然停止，木塊飛出。學(xué)生討論分析。3、試一試：請你在地面上用力豎直向上跳起，觀察一下，落地點(diǎn)將落在起跳點(diǎn)的前邊、后邊還是起跳點(diǎn)上？想一想：（1）當(dāng)你在勻速直線運(yùn)動的火車車廂內(nèi)豎直向上跳起、落下后將落在起跳點(diǎn)的前方、后方還是起跳點(diǎn)上？（2）當(dāng)你在火車車廂內(nèi)豎直向上跳起后，火車突然加速，你落下后將落在起跳點(diǎn)的前方、后方還是起跳點(diǎn)上？4、精彩展示課前選出6個學(xué)習(xí)物理困難的學(xué)生，兩人一組，提前練習(xí)下面3個實驗中的一個，課上讓他們精彩展示。（1）將紙條壓在玻璃板下，猛然抽出玻璃杯下的紙條。（2）將6個象棋子疊起來，讓兩個學(xué)生展示迅速擊打最下面一枚棋子。（3）在裝有水的杯子上放一硬紙片，紙板上放一雞蛋，迅速擊打雞蛋下的硬紙板。學(xué)生討論分析。師：大量事實表明，一切物體都有保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)的性質(zhì)。我們把物體保持運(yùn)動狀態(tài)不變的性質(zhì)叫做慣性。5、觀看視頻，小組討論。讓學(xué)生觀看拍打灰塵、鍋爐工人填碳、足球的“香蕉球”在空中的運(yùn)動軌跡、奧運(yùn)會男子百米決賽沖刺終點(diǎn)，駕駛員系安全帶等方面的視頻片段。學(xué)生以小組為單位，討論分析上述生活中的慣性現(xiàn)象。師：慣性的應(yīng)用十分廣泛，對人類有利的一面我們要加以充分利用，例如，斧頭松了，利用慣性可將斧頭牢牢地套在斧柄上；