高中物理 第四章 牛頓運動定律 4.1 牛頓第一定律教案3

1、學必求其心得，業(yè)必貴于專精牛頓第一定律指導思想與理論依據(jù)新課改提倡學生探究學習，自主學習,通過交流與合作，經(jīng)歷知識的獲取過程。本節(jié)課力求體現(xiàn)新課程的思想，努力做到以學生為中心，教師為主導，學生為主體。在教學過程的設(shè)計方面，關(guān)注學生對知識形成過程的理解，讓學生親歷思考和探究的過程，領(lǐng)悟科學探究的方法.注重了物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)和發(fā)展過程的再現(xiàn),和對科學家的創(chuàng)造性思維品質(zhì)和敢于置疑、堅持真理的情感因素的挖掘。通過系列問題的設(shè)計引導學生思考與討論、交流與合作。注重面向全體學生,提高每一位學生主動參與課堂教學的積極性.鼓勵學生積極發(fā)言，對學生的回答做出積極評價,并讓學生進行自我評價和互評,形成生生、師生之間

2、的良性互動。最終使學生學會知識，掌握技能，經(jīng)歷過程，體驗方法，培養(yǎng)勇于探索、不畏艱險的科學精神。教學背景分析教學內(nèi)容：“牛頓運動定律”是經(jīng)典力學的基礎(chǔ)，是高中力學的核心?！芭ｎD第一定律是本章第一節(jié)內(nèi)容，重點研究的是力與運動的關(guān)系。它的功能具有多重性。其一、它是初高中知識的銜接點：學生在初中學習中，已經(jīng)了解了牛頓第一定律的基本內(nèi)容.其二、它是運動學和力學的結(jié)合點。教材首先對人類認識力和運動的關(guān)系作了歷史的回顧,著重介紹了伽利略研究力和運動的關(guān)系的思想方法及卓越貢獻，進而講述牛頓第一定律的內(nèi)容和物質(zhì)慣性的概念。這樣的呈現(xiàn)方式充分體現(xiàn)了以知識為載體，以培養(yǎng)思維能力為核心、以提升探究能力為重點，充分體

3、現(xiàn)知識的育人功能. 其三、它是思維方法的創(chuàng)新點.伽利略開創(chuàng)了理想實驗的研究方法.成為人類精神文化的瑰寶。學生情況：首先高一學生已學過運動的描述和力兩章內(nèi)容，為這一章學習力與運動的關(guān)系奠定了知識基礎(chǔ)；其次,學生對于力與運動關(guān)系的認識有一定的生活經(jīng)驗,在初中也初步了解牛頓第一定律和慣性的基本內(nèi)容，知道“力是改變物體運動狀態(tài)的原因”這一結(jié)論,但學生對“力與運動關(guān)系”認識的歷史了解甚少，對伽利略的理想實驗方法也沒有深入了解，對于質(zhì)量是慣性大小的量度也是不知道的,學生對“有力作用物體就運動,沒有力作用物體就要停下來的看法源于直覺印象而成為錯誤的前概念,對牛頓第一定律的理解還不夠深刻,還沒有真正將生活經(jīng)驗

4、變成科學的認識，因此讓學生在原認知基礎(chǔ)上的再提高是本節(jié)課的關(guān)鍵。教學方式：講授與討論結(jié)合教學手段:多媒體、演示實驗技術(shù)準備:自制理想雙斜面軌道、演示文稿、自已拍攝的錄像教學目標(內(nèi)容框架）1、知識與技能:（1） 理解牛頓第一定律的內(nèi)容和意義。（2） 知道慣性的概念,知道慣性大小跟質(zhì)量有關(guān)，能夠正確解釋有關(guān)慣性的現(xiàn)象.2、過程與方法：通過理想實驗的探究體驗，學習“實驗和推理”相結(jié)合、“透過現(xiàn)象看本質(zhì)”的科學方法。培養(yǎng)學生觀察實驗、探索本質(zhì)、歸納總結(jié)的能力.3、情感態(tài)度價值觀:通過伽利略的斜面實驗，激發(fā)熱愛科學、樂于探究的興趣.通過科學史的簡介，領(lǐng)略去偽存真的科學態(tài)度和嚴謹?shù)目茖W作風。教學重點：認

5、識牛頓第一運動定律的建立過程；理解牛頓第一定律內(nèi)容及慣性內(nèi)涵。教學難點：質(zhì)量是慣性量度的理解。教學過程(文字描述)（一）創(chuàng)設(shè)情景，引入課題播放視頻： 1. 天宮一號的點火升空、變軌、對接和在軌運行。（提醒學生注意觀察火箭和衛(wèi)星的運動過程及運動狀態(tài)的改變）提問：天宮一號為什么能被發(fā)射升空、變軌、對接和在火箭燃料耗盡以后長時間在軌運行呢？帶著這個問題展開第三章牛頓運動定律的學習.播放視頻: 2。 演示“旋蛋實驗”兩個雞蛋，將一個雞蛋旋轉(zhuǎn)起來以后用手按下迅速停下,另一個按停后松手雞蛋還能繼續(xù)旋轉(zhuǎn)；演示完畢讓學生說觀察到了什么現(xiàn)象?怎么解釋這種現(xiàn)象？激發(fā)學生問題意識。教師不明確回答,告訴大家學習完這節(jié)

6、課知識后就會知道答案.3、教師演示手推小車實驗：用力推小車運動，不推了小車靜止。多媒體投影圖片:引導學生回顧生活中類似的現(xiàn)象在我們生活中還有很多。這些物體運動都蘊含著力與運動的關(guān)系。在人類歷史的長河中，運動和力如影隨形，總是和人們的生活、生產(chǎn)密切相關(guān)。那么，力與運動之間到底有什么樣的關(guān)系呢？這個問題早在兩千多年前就有人進行深入研究了。（二）回顧歷史,探究定律1情景設(shè)問,經(jīng)驗猜想最早對力和運動之間的關(guān)系進行觀察研究并給出經(jīng)驗猜想的是古希臘學者亞里士多德。亞里士多德觀點：運動必須依靠外力的不斷作用才能維持。外力一旦消失，受迫運動也就停止了。即運動需要力來維持。他的觀點來自實際經(jīng)驗，還能用實際經(jīng)驗驗

7、證，所以被人們廣泛接受,并維持了近兩千年.2質(zhì)疑假設(shè),科學猜想首先對亞里士多德觀點提出質(zhì)疑并深入研究的是十六世紀的伽利略。他仔細觀察了球的滾動.發(fā)現(xiàn)當球沿斜面向下滾動時，它的速度增大，而向上滾動時，速度減小。他由此猜想：當球沿水平面滾動時，它的速度應(yīng)該不增不減。實際觀察的結(jié)果是：沿水平面滾動的球越來越慢，最后停下來。現(xiàn)象：沿水平面滾動的球越來越慢，最后停下來.教師介紹：按照亞里士多德的觀點，球停下來是因為沒有力的作用。伽利略恰恰從這一現(xiàn)象出發(fā),對亞里士多德的觀點提出質(zhì)疑.質(zhì)疑：滾動的球之所以停下來，真的是因為沒有力的作用嗎？設(shè)問：球停下來的原因是什么呢？教師介紹:在伽利略之前,人們還沒有意識到

8、摩擦力這種無形的力,伽利略是第一個意識到摩擦力的人.他改變了水平面的粗糙程度，發(fā)現(xiàn):水平面越光滑，球滾得越遠。于是，他推斷這是摩擦阻力作用的結(jié)果。結(jié)論:滾動的球停下來，是摩擦阻力作用的結(jié)果。假設(shè)：若沒有摩擦阻力，沿水平面滾動的球?qū)⒃鯓舆\動呢?合理外推：若沒有摩擦阻力，球?qū)⒂肋h滾動下去。根據(jù)自己的猜想伽利略設(shè)計了一個雙斜面實驗。3實驗探究（重現(xiàn)伽利略探究過程)合理外推，得出結(jié)論雙斜面實驗:左斜面固定，右斜面傾角可變.實驗中我們設(shè)定小球始終從左斜面電磁鐵處由靜止釋放。(1）、從左斜面一側(cè)某一高度處釋放一個小鋼球，觀察小球的運動情況。設(shè)問:看到什么現(xiàn)象，什么原因？觀察現(xiàn)象后思考回答：小球沿左側(cè)斜面滑

9、下越來越快,沿右側(cè)斜面上滑越來越慢。如果忽略摩擦，則可達到與釋放點同樣的高度。（2）在從同一高度釋放小球之前，先把另一側(cè)斜面的傾角減小，重復實驗.設(shè)問：又看到什么現(xiàn)象，什么原因?引導學生思考回答：傾角減小，小球經(jīng)過的路程增加。（3)把另一側(cè)斜面的傾角進一步減小，重復實驗。引導學生思考回答:傾角進一步減小，小球經(jīng)過的路程進一步增加.設(shè)問:通過觀察，同學們想一想，如果右面的斜面變成了水平面，小球?qū)⒃鯓?？?）把另一側(cè)斜面放水平，重復上面實驗。追問：如果水平面上沒有任何阻力,小球?qū)⒃鯓?？引導學生思考回答：小球?qū)⒂肋h達不到原來的高度，可以永遠運動下去。繼續(xù)追問：這說明什么？力是維持物體運動的原因嗎?引

10、導學生回答：沒有力的作用，運動的物體將一直運動下去。力不是維持物體運動的原因。（5)動畫模擬再現(xiàn)實驗探究過程。注意提醒：伽利略的雙斜面實驗是一個理想實驗；通過雙斜面理想實驗，伽利略得出了結(jié)論：若沒有摩擦阻力，沿水平面滾動的球?qū)⒂肋h滾動下去.運動不需要力維持.再現(xiàn)伽利略的探索過程:觀察現(xiàn)象，產(chǎn)生質(zhì)疑；提出假說，實驗探究; 合理外推，得出結(jié)論.這種方法非常了不起！愛因斯坦是這樣評價的:伽利略的發(fā)現(xiàn)以及他所應(yīng)用的科學的推理方法是人類思想史上最偉大的成就之一,而且標志著物理學的真正開端。與伽利略同時代的法國科學家笛卡爾對他的觀點進行了補充。4補充完善，形成定律（1)笛卡爾的補充:除非物體受到力的作用，

11、物體將永遠保持其靜止或運動狀態(tài)，永遠不會使自己沿曲線運動，而只保持在直線上運動.笛卡爾補充了物體不受力時保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)。1642年，伽利略逝世，1643年牛頓在英國誕生.牛頓是人類歷史上最偉大的科學家之一。主要貢獻有發(fā)明了微積分,發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律和經(jīng)典力學，設(shè)計并制造了第一架反射式望遠鏡等等。牛頓在1687年出版的自然哲學的數(shù)學原理一書中提出了三條運動定律。牛頓把伽利略、笛卡爾的正確結(jié)論總結(jié)成為牛頓第一定律，它是牛頓物理學的基石。（2）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),直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止.現(xiàn)在我們來理解定律。（三）理解定律，了解慣性1回顧、

12、思考：靜止的車、足球為什么運動起來？運動的車、足球為什么會停下來？牛頓第一定律中論述的運動和力的關(guān)系是怎樣的?教師引導得出結(jié)論：運動和力的關(guān)系：力是改變物體運動狀態(tài)的原因.思考：物體不受力時“總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)”,這能不能通過實驗驗證呢？不能。由于不受力作用的物體是不存在的。許多阻力很小的現(xiàn)象可以幫助我們理解牛頓第一定律。2阻力很小的現(xiàn)象:冰壺比賽的視頻從視頻可以看出，冰壺在一段時間內(nèi)速度的大小和方向幾乎不變，直到碰上另一個冰壺。思考:定律中還論述了什么呢？3慣性:概念：物體保持原來的勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質(zhì)。思考并猜想：物體的慣性大小和什么因素有關(guān)？游戲：用嘴吹兩個質(zhì)量

13、大小不同的球，一個很輕易就能吹動,而另一個卻吹不動。投影展示，相撲運動員和體操運動員的圖片。思考：你觀察到了什么現(xiàn)象？這個現(xiàn)象能說明慣性和質(zhì)量的關(guān)系嗎?慣性與質(zhì)量:質(zhì)量是慣性大小的唯一量度.教師演示緊固錘頭視頻。液體的慣性和氣體的慣性視頻.讓學生說看到了什么?現(xiàn)象產(chǎn)生的原因是什么?由此合理外推從而得出結(jié)論:一切物體在一切情況下都有慣性。（四）再設(shè)情景，規(guī)律應(yīng)用思考:1怎樣解釋“天宮一號”和“神州八號”在火箭燃料耗盡以后還能長時間在軌運行呢？2按停后松手雞蛋還能繼續(xù)旋轉(zhuǎn)的原因是什么呢？學生回答并舉例說出一些生活中常見的涉及到慣性現(xiàn)象的實例并用今天所學知識解釋。安全教育生命教育滲透：（演示汽車碰撞

14、實驗視頻）讓學生看到汽車安全帶的重要作用？提醒學生注意觀察系了安全帶和沒系安全帶的兩個假人在碰撞過程中的區(qū)別，對學生同時進行安全教育，生命教育。(五)課堂總結(jié)1.了解了運動和力關(guān)系的探究過程。在探究過程中，亞里士多德是開拓者。伽利略首創(chuàng)了理想實驗方法；笛卡爾補充了伽利略的觀點；牛頓提出了牛頓第一定律明確了力是改變物體運動狀態(tài)的原因。 整個過程在人類歷史上延續(xù)了兩千多年直到今天我們?nèi)匀贿€在不停探索。2。體會了理想實驗的魅力;3。 深入理解了牛頓第一定律，知道了質(zhì)量是慣性大小的量度；一切物體在一切情況下都有慣性。4 。學會了用慣性知識解釋生活中遇到的一些現(xiàn)象。（六）作業(yè)布置1、完成區(qū)目標相關(guān)練習題

15、.2、回家用今天所學知識向父母和你身邊的親人介紹汽車安全帶的重要作用,并提醒他們駕車和乘車時一定要系好安全帶,尤其是開車時一定要遵守交通規(guī)則。（七）課后反思本節(jié)課設(shè)計的指導思想是：“堅持以創(chuàng)設(shè)問題情景為切入點，以觀察實驗（事實）為基礎(chǔ)，以培養(yǎng)學生的思維能力為核心，以提升學生探究能力為重點的基本特征?！币氩糠忠晕覈鞂m一號的發(fā)射升空以及在軌運行的一個動畫模擬并提出問題作為本章學習的切入點；再以旋蛋實驗視頻進行兩次比較學生通過觀察發(fā)現(xiàn)區(qū)別并產(chǎn)生思考分析作為本節(jié)內(nèi)容的情景切入點；通過設(shè)問讓學生回憶初中對慣性的認識；結(jié)合幾張涉及到力和運動關(guān)系的圖片提起學生學習本節(jié)內(nèi)容的興趣，而進入高中牛頓第一定律的

16、學習。從實際上課的效果來看與預(yù)期目標一致，尤其是學生看到兩次實驗的對比以后情不自禁的發(fā)出疑問。然后從學生的問題出發(fā),引入本節(jié)物理學史的教學.從亞里士多德到伽利略再到笛卡爾牛頓對力和運動關(guān)系的跨越兩千多年研究過程的敘述能讓學生深刻體會到真理的來之不易。過程中特別滲透了伽利略的研究和思想方法，讓學生與老師一起通過教師自己設(shè)計制造的伽利略理想斜面試驗器材來重溫伽利略的探究過程,以對理想斜面實驗的觀察并從觀察到的事實為基礎(chǔ)讓學生體會到理想實驗的魅力以及合理外推思維對發(fā)現(xiàn)真理的重要性；很好的培養(yǎng)了學生的邏輯思維能力，也讓學生感受到伽利略研究方法的巧妙。課堂上這個實驗效果很明顯完成的很成功，很好的達到了教學設(shè)計的目標也讓學生的探究能力得到一定的提高。另外在對慣性的理解教學上我也采用了實驗結(jié)合自己所錄視頻的展示，讓學生更為生動的理解認識了牛頓第一定律。尤其是對液體慣性現(xiàn)象的視頻，我對錄像進行了慢放的技術(shù)處理,當學生看到裝水的氣球瞬間變成水球在空中聚集的瞬間都禁不住發(fā)出驚訝的歡呼.原來生活中還有這么多轉(zhuǎn)瞬