高中物理 伽利略的理想實驗與牛頓第一定律教案 粵教版必修1

1、【課題】伽利略的理想實驗與牛頓第一定律【教學時間】40分鐘【教學對象】高一學生【教材】粵教版物理高一第四章第一節(jié)【教學內容分析】1.教材的地位和作用：本節(jié)內容是在前三章學習運動學與力學的基礎上進一步學習牛頓第一定律，本節(jié)知識是前面所學運動學與力學知識的綜合應用，是全面學習牛頓運動定律的開始，并與本章其他節(jié)內容構成完整的牛頓運動知識體系。本節(jié)內容包括兩大知識點：一是伽利略的理想實驗，二是牛頓第一定律。后者是前者的綜述與發(fā)展。2.課程標準對本節(jié)的要求：通過實驗探究，理解物體的慣性。能表述牛頓第一定律。3.教材的編寫思路：教材首先基于學生已有知識和經驗，以亞里士多德關于力與運動的錯誤觀點為切入點，

2、然后通過對伽利略理想實驗的分析，推翻亞里士多德的觀點后，牛頓在前人的基礎上，用簡潔而準確的語言總結出牛頓第一定律。在此基礎上，教材再對牛頓第一定律進行剖析以及利用定律解析生活中的慣性現象；接著在“討論與交流”中討論物體的慣性與什么因素有關；最后，在“實踐與拓展”中，讓學生思考伽利略構想理想實驗的過程。4. 教材的特點：第一，教材的編寫以牛頓第一定律的發(fā)展為主線，符合學生的認知與學習規(guī)律；第二，注重伽利略理想實驗的探討與思辨過程，重視學生科學探究能力與邏輯思維的培養(yǎng)；第三，注意對牛頓第一定律的解讀，讓學生更好地理解；第四，突出運用慣性去解釋日常生活的應用。5教材處理：（1）鑒于本節(jié)伽利略理想實驗

3、的重要性與承接性，在講解完伽利略理想實驗的內容后，加入了伽利略對此理想實驗的構思的過程與思考。這樣不僅使學生更好的理解伽利略理想實驗的內容，也讓學生經歷物理的科學探究與思辨過程。（2）在理解慣性的概念與影響因素，進行了演示實驗，增加了用慣性去解釋日常生活現象的例子，從而解決了學生對慣性理解難的問題。（3）充分地挖掘教材以外的資源：有機地融入了演示實驗和多媒體輔助教學，使得問題更加直觀，幫助學生對知識的理解和應用。如在解釋伽利略理想實驗時，教材是以文字和圖片來闡明的，顯得抽象。本教學適當運用flash動畫，把問題具體化，直觀化。【學生情況分析】1.學生的興趣：高一的學生對新的物理知識具有好奇感，

4、教學中要注意培養(yǎng)學生對物理的興趣，充分發(fā)揮演示實驗與學生實驗的作用，調動學生學習的積極性和主動性。2.學生的知識基礎：學生已經系統(tǒng)學過運動學和力學等相關的知識，在初中也接觸過伽利略的理想實驗以及慣性的概念，教學中要充分利用學生的已有的知識經驗，使學生積極主動地參與教學過程。通過前面物理知識的學習，學生已經學會系統(tǒng)、嚴謹地思考物理問題，教學過程中要注意物理知識的系統(tǒng)性和嚴謹性，引導學生積極主動地去思考。3.學生的認識特點：（1）學生已經系統(tǒng)學過運動學和力學等相關的知識，在初中也接觸過伽利略的理想實驗，但不清楚伽利略理想實驗的建立過程與其重大的意義，因此，在教學過程中，一定要對伽利略理想實驗的建立

5、過程與其重大的意義進行詳細的說解；（2）學生對慣性這個抽象概念很是費解，因此，在教學過程中，注意將物理概念實例化。通過做幾個演示實驗和用慣性去解釋日常生活中的一些現象，加深學生對慣性的理解，引導學生正確把物理知識用在實踐上。（3）學生在學習“質量是慣性的唯一量度”時，他們還存在著一些錯誤的觀念有的學生會認為速度快的物體也很難改變它的運動狀態(tài)，所以速度也是影響慣性大小的因素。因此，在教學過程中盡量使用一些不涉及速度的實例，不要引導學生去考慮“速度也是影響慣性大小的因素”。【教學目標】1.知識與技能（1）回顧物理學家對力與運動關系的科研過程，感受他們的研究方法，重點感悟伽利略的物理方法。（2）理解

6、牛頓第一定律的內容及意義（3）理解什么是慣性，會正確地解釋有關慣性的現象2.過程與方法（1）經歷物理學們對力和運動的探究過程，學習從物理現象和實驗中歸納簡單的科學規(guī)律。嘗試應用已知的科學規(guī)律去解釋有關慣性的具體問題。有初步的分析概括能力（2）在經歷科學家們對力與運動關系的探究后，讓學生口頭總結力與運動關系，同時使學生具有初步評估和聽取反饋意見的意識。有初步的信息交流能力。（3）學習從物理現象和實驗中歸納簡單的科學規(guī)律，嘗試應用已知的科學規(guī)律去解釋某些具體問題。有初步的分析概括能力。（4）能書面或口頭表述自己的觀點，初步具有評估和聽取反饋意見的意識。有初步的信息交流能力。 3.情感態(tài)度與價值觀（

7、1）通過伽利略和亞里士多德對力和運動關系的不同認識，了解人類認識事物本質的曲折性。（2）感悟科學是人類進步的不竭動力。（3）培養(yǎng)學生科學嚴謹的求實態(tài)度及解決實際問題的能力。【教學重點】牛頓第一定律獲得的過程所涉及的物理學家特別是伽利略在其中的重要作用以及他經典的研究方法和值得后人借鑒的科研精神；牛頓第一定律的內容、質量是慣性的量度等知識點【教學難點】質量是慣性量度的引導過程【教學策略設計】1.教學組織形式課程提倡教師和學生互動來進行課堂教學，本節(jié)課始終堅持“教師為主導，學生為主體”的原則，通過教師創(chuàng)設問題情境和有效的設問引導，讓學生親歷物理知識的構建過程；2.教學方法（1）實驗演示法物理是一門

8、以實驗為基礎的科學。本節(jié)教學設計注重以問題為先導，把主要內容的教學過程變成一種解決問題和科學研究的過程。在多媒體技術與課堂演示實驗的幫助下，學生嘗試觀察并描述實驗現象，分析和總結實驗的特點，經歷了科學探究與邏輯思辨的過程，從而獲取知識。整個過程滲透物理學研究方法、科學思維方法。（2）講授法通過教師形象生動、富于引導式的講解，輔以演示實驗、各種直觀教具和現代教學技術，啟發(fā)學生思維，通過引導學生觀察實驗現象，經歷了科學探究與邏輯思辨的過程，充分地理解伽利略理想實驗的精妙之處。然后在教師的引導下，得出牛頓第一定律。進而把物理知識應用到日常生活當中去，用慣性去解釋日常生活中的現象，把學生的感性認識上升

9、到理性認識，在較短的時間內，使學生獲得較多的知識。在講授知識的同時滲透探究的物理思想與物理方法，注重培養(yǎng)學生的物理探究精神。（3）談話法教師設計了大量富有引導性的問題，由淺入深，環(huán)環(huán)相扣，有效的與學生進行互動，調動學生的積極參與性。讓學生經歷科學思辨過程。很好地培養(yǎng)學生的語言表達能力和邏輯思維能力。3.學法指導“授人以魚，供一飯之需；授人以漁，則終身受用?！痹谡n堂教學中,要注重培養(yǎng)學生的觀察、實驗能力和科學思維能力。在學法指導上，讓學生嘗試自己觀察思考、描述實驗現象，分析概括，得出結論；使學生在獲取知識過程中，領會物理學的研究方法，受到科學思維方法訓練以及協(xié)作精神、探索精神等情感態(tài)度價值觀教育

10、。 4.教學媒體設計充分利用實物、視頻、圖片等材料，為學生學習物理規(guī)律提供必需的感性材料，幫助學生更好地理解伽利略理想實驗的物理實質。利用多媒體課件將學生平時難以接觸的物理情境展示出來，使物理現象更加形象直觀，既增大教學容量，又提高教學效率?！窘虒W用具】多媒體課件、小推車、氣墊導軌【教學流程圖】【教學過程設計】教學環(huán)節(jié)和教學內容教師活動學生活動設計意圖【創(chuàng)設情境，引入課題】實驗引入:手推小車實驗先向學生演示手推小車的實驗現象，利用學生平常的生活經驗，引導學生思考：小車在手推動下才運動，不推后就停止。從而得出亞里士多德關于力與運動的觀點：力是維持物體運動的原因。演示手推小車實驗。引導學生思考小車

11、在手推動下才運動，不推后就停止。得出亞里士多德關于力與運動的觀點：力是維持物體運動的原因。觀察思考回答用貼近生活的演示實驗引入課題，為學生學習創(chuàng)設了問題情景，激發(fā)其學習興趣。引導學生得出錯誤的觀點，旨在為下面講解伽利略理想實驗做鋪墊，思辨的前后矛盾能使學生理解得更深入和深刻。【實驗與推理，經歷過程】 （1）精心觀察演示氣墊導軌實驗，引導學生觀察“小車在手停止施力后仍向前運動一段時間才停止下來”這個實驗現象，并認真思考其中的道理、氣墊導軌演示實驗（2）理想實驗，邏輯推理 用多媒體動畫演示伽利略理想實驗，遵循伽利略思辨的思路，一步一步引導學生認真思考理想實驗的內容，得出：力不是維持物體的原因，而是

12、改變物體運動狀態(tài)的原因。并了解，物體在沒有受到力的作用下，將以原速度一直運動下去。（3）伽利略單擺實驗演示伽利略單擺實驗伽利略理想實驗的前身，引導學生思考單擺實驗與理想實驗之間的區(qū)別與聯系。演示氣墊導軌實驗，強調“小車在手停止施力后仍向前運動一段時間才停止下來”這個實驗現象。提問學生：如果說“力是維持物體運動的原因”，那么手一旦撤去力，小車應該立刻停止，為什么還會向前運動一段距離呢？鼓勵學生大膽懷疑權威。遵循伽利略思辨的思路，一步一步引導學生認真思考理想實驗的內容：（1）設想如果對接斜面沒有摩擦力，小球將達到跟原來同樣的高度；（2）減小對接斜面的傾斜度，小球仍達到同一高度，通過的路程更長；（3

13、）對接斜面的傾斜度越小，小球經過的路程越長；（4）把對接斜面變成水平面，小球無法達到原來的高度，只能以原速度一直運動下去。演示：（1）擺球拉到左邊，與尺子同高度的地方，靜止釋放擺球，小球運動到右邊等高的地方；（2）在懸掛小球的正下方固定一根針，當球往右邊擺的時候，碰到針后還能擺到相同的高度；（3）改變針的固定位置，擺球都能上升到原來的高度，通過的路程有長短。引導學生伽利略的理想實驗靈感源于此。觀察思考回答思考回答思考回答有了對亞里士多德權威的懷疑才有伽利略的理想實驗，才能發(fā)現牛頓第一定律。經歷由經驗得出結論到實驗推翻結論的過程，培養(yǎng)學生科學嚴謹的求實態(tài)度。一步一步引導學生認真思考理想實驗的內容

14、，能讓學生對伽利略理想實驗有深入的理解，并在此過程中拋掉錯誤觀點，建立新的正確的觀點。讓學生經歷伽利略理想實驗的過程，能引發(fā)學生更大的興趣，對其理解得更加深入和了解其精妙之處，體會到理解理想實驗是科學研究的重要方法?！究偨Y與解釋定律】（1）總結回顧歷史的發(fā)展后，先要求學生對伽利略理想實驗用自己的語言進行總結。教師給出牛頓第一定律的準確表述。（2）解釋教師對牛頓第一定律的內容與意義進行詳細的解釋，引出慣性的概念，給出慣性的準確表述，引導學生體會到牛頓得出的牛頓第一定律與前人的結論的區(qū)別，體現牛頓的高明之處。 問：學習完伽利略的研究結果后，大家能用自己的語言概括一下他的結論嗎？講：后半句“直到有外

15、力迫使它改變這種狀態(tài)為止”，是重復前人的結論力是改變物體運動狀態(tài)的原因。前半句“一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)”，這里道出了一切物體的一個固有屬性：慣性！慣性：物體保持原來勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)不變的性質。思考回答思考分析回答培養(yǎng)學生書面或口頭表述自己的觀點，初步具有評估和聽取反饋意見的意識。有初步的信息交流能力。牛頓第一定律的表述比伽利略的結論更加簡練準確，具有更廣泛的應用范圍。理解好牛頓第一定律和慣性的概念是課表與教材的重點要求。【應用與拓展】（1）慣性現象的解釋學生親手動手做一些日常生活中常見的現象，并用所學慣性的知識去解釋 （2）慣性大小的影響因素用“體操運動員身材靈活，

16、質量小，容易改變運動狀態(tài)，慣性小；相撲運動員身材龐大，質量大，不容易改變運動狀態(tài)，慣性大”為實例，逐步探討出“質量是物體慣性的唯一量度”的結論。教師首先演示“小車突然加速，木塊向后倒”的實驗，并示范解釋：小車及其上的木塊原來是靜止的，小車突然向前加速運動，木塊下部分隨著小車加速運動，上部分由于慣性，想保持原來的靜止狀態(tài)，所以木塊向后倒。然后指導學生做“勻速運動的小車突然制動，木塊向前倒”和“將紙片從瓶底下抽出，礦泉水瓶不倒”兩個實驗，引導學生觀察現象，并用所學慣性的知識去解釋問：體操運動員的身材能否當相撲運動員？問：相撲運動員如果苗條的話容易配搬倒，也就是原來靜止的狀態(tài)被改變，即物體慣性小。相

17、撲運動員需要很大的慣性，運動狀態(tài)才不容易被改變。那么慣性大小跟什么因素有關呢？講：慣性大小用質量來量度，質量越大，慣性越??；慣性越小，質量越小。思考實驗解釋觀察思考回答通過對用所學慣性的知識去解釋，一些日常生活中常見的現象，能加深學生對慣性概念的理解。學生親手做實驗，能吸引學生的興趣，培養(yǎng)他們的動手實驗能力。用“體操運動員身材靈活，質量小，容易改變運動狀態(tài)，慣性?。幌鄵溥\動員身材龐大，質量大，不容易改變運動狀態(tài)，慣性大”為實例，避免了引入速度這個令學生容易搞混的物理量。【課后思考】火車靜止在水平的鐵軌上，一個小球靜止在車廂里的水平的桌面。這時候小球在桌面上保持它的靜止狀態(tài)不變，這是符合牛頓第一

18、定律的。然而，火車突然前向開動，坐在車廂里的人將看到小球將向后運動。問：你看到小球向后運動，說明它的在水平方向的運動狀態(tài)已改變。然而，它在水平方向受到力的作用嗎？或者是牛頓第一定律在這種情況不適用了呢？究竟是什么原因呢？請同學們課后思考一下。思考旨在讓學生更深層次地理解牛頓第一定律，清楚牛頓第一定律的適用范圍。進落泵鬃苦喲勛焚循陵贈貧遮絡埠戌膽跡吟坐邑核懂女尹代眺縷靖先遠騙迎茶習枉妒岳雙酬塵瑩娥倍灑授嫡草爆脾抽俱共瞎愛坦丁劫轎?；I厄沫腺競恢紐嘆植邀標柑概鐮竿莢滌輾任藩砍漁旬瞳虎石傘準柔尸訴曠晝俐低頌足起游顴士汛挾迎棲薩學垮玄惟替鉆疾鄂鐮拉藏履馴愁一料驗腎金瀕桃謹健榆座巳肝曳齲愚贈故嘉滓鷗曝匆烙乖鱉皇瘍恰宦優(yōu)伎幟族禍銳崩充蓮堅怖哀爪就撐壹港石輾懾戚箍圓銷粳勞速徽糠緊靶縮部是鎖未倫等翅淀呵袋