牛頓第一定律試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1、牛頓第一定律一、教學(xué)目標(biāo)（一）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 .知道物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來(lái)維持。理解牛頓第一定律的內(nèi)容 及意義。3 .理解慣性的概念，知道質(zhì)量是慣性大小的量度，了解利用慣性及防止慣性的方法，會(huì)用慣性解釋一些現(xiàn)象（二）過(guò)程與方法1 .通過(guò)斜面小車(chē)實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和科學(xué)的思維方法（分析、概括、推理）。2 .通過(guò)生活中的慣性現(xiàn)象，使學(xué)生加深對(duì)慣性（牛頓第一定律） 的理解和應(yīng)用。（三）情感態(tài)度與價(jià)值觀1 .通過(guò)伽利略和亞里士多德對(duì)力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的不同認(rèn)識(shí)，了解 人類(lèi)認(rèn)識(shí)事物本質(zhì)的曲折性。2 .感受實(shí)驗(yàn)在物理學(xué)研究中的

2、重要性。二、教學(xué)重難點(diǎn)重點(diǎn)：牛頓第一定律和慣性難點(diǎn)：伽利略理想實(shí)驗(yàn)的推理過(guò)程和牛頓第一定律 三、教學(xué)用具斜面、小車(chē)、毛巾、棉布、平板、慣性演示器四、教學(xué)過(guò)程（一）創(chuàng)設(shè)情景，引入新課（1）坐在車(chē)上，當(dāng)車(chē)一開(kāi)，人會(huì)向后倒，為什么？（2）大城市警察查看司機(jī)是否系了安全帶，為什么？通過(guò)這些現(xiàn)象引起學(xué)生探求物理知識(shí)的興趣， 同時(shí)為慣性的學(xué)習(xí)打下伏筆。（二）歷史回顧，新課教學(xué)1.實(shí)驗(yàn)引出：亞里士多德的觀點(diǎn)（批駁）和伽利略觀點(diǎn)（贊同）【演示11在桌面上推動(dòng)木塊（或板擦）從靜止開(kāi)始慢慢向前運(yùn)動(dòng)，撤掉推力，木塊立即停止。【設(shè)問(wèn)】生活中還有哪些類(lèi)似的現(xiàn)象？學(xué)生思考后回答：關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)車(chē)子停止運(yùn)動(dòng)、蕩秋千 ,【分析】

3、這些現(xiàn)象從表面上看，“必須有力作用在物體上，才能使物體 繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，沒(méi)有力的作用，物體就要停下來(lái).”即：板擦的運(yùn)動(dòng)需要推 力去維持。（一部分學(xué)生會(huì)認(rèn)為物體受力則動(dòng)，不受力則靜止；也有 一部分同學(xué)對(duì)此產(chǎn)生疑問(wèn)）亞里士多德的觀點(diǎn)：力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因古希臘哲學(xué)家亞里士多德就根據(jù)這些現(xiàn)象總結(jié)出“物體的運(yùn)動(dòng)需要力去維持”。這種觀點(diǎn)在歷史上曾被沿用兩千多年，但沿用兩千年是否就一定正確呢？直到三百年前，人們才開(kāi)始對(duì)這個(gè)觀點(diǎn)是否正確提出疑問(wèn)，并由伽利略和牛頓幾位科學(xué)家對(duì)力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系提出了科學(xué)的論斷?！狙菔?】 在桌面上推動(dòng)木塊（或板擦）從靜止使之向前運(yùn)動(dòng)，用力推出，木塊向前運(yùn)動(dòng)一段距離后停止。分析：推力撤

4、掉，還要向前運(yùn)動(dòng)，與亞里士多德的觀點(diǎn)不符。分析：木塊：靜止一一運(yùn)動(dòng)一一靜止。伽利略觀點(diǎn)：物體的運(yùn)動(dòng)不需要力維持（運(yùn)動(dòng)的物體停下來(lái) 是由于受到摩擦力），力是改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。伽利略通過(guò)斜面小車(chē)實(shí)驗(yàn)和對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行理想推論，反駁亞里 土多德觀點(diǎn)。下面介紹該實(shí)驗(yàn),（教師在黑板上畫(huà)圖并講解）61 .毛巾、棉布、木板三種不同材料，表面粗糙程度不同（毛巾最粗糙，棉布次之，木板較平滑）,對(duì)小車(chē)阻力大小不同（毛巾阻力最大，木板最?。? .阻力大小通過(guò)小車(chē)在該表明上運(yùn)動(dòng)距離長(zhǎng)短比較。3 .同一輛小車(chē)從同一高度下滑，保證到達(dá)斜面底端速度相同（控 制變量法）。4 .斜面小車(chē)實(shí)驗(yàn)：探究阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響【實(shí)驗(yàn)步驟】：

5、將實(shí)驗(yàn)器材取出，并按要求將斜面和水平木板接在一起，調(diào)整 斜面高度h （同一高度）。在水平木板上面鋪上毛巾或紙板， 保證平面平整，紙板長(zhǎng)度和 寬度足夠小車(chē)運(yùn)行。將小車(chē)放到指定高度（最好以斜面最高處為下落點(diǎn)），然后讓 小車(chē)自由滑下斜面，并記錄小車(chē)在毛巾或紙板水平面上通過(guò)的距離。同一高度，讓小車(chē)自由滑下斜面。記錄下小車(chē)在木板上滑過(guò)的距離 S3,并填寫(xiě)在相應(yīng)數(shù)據(jù)欄內(nèi)將棉布取下，使平面為水平木板面，將小車(chē)放到同一高度，讓小車(chē)自由滑下斜面。記錄下下車(chē)在木板上滑過(guò)的距離 S2,并填寫(xiě)在相應(yīng)數(shù)據(jù)欄內(nèi)?！緦?shí)驗(yàn)現(xiàn)象總結(jié)】：師觀察上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，比較小車(chē)的距離，有什么不同之處？生小車(chē)在毛巾上運(yùn)動(dòng)的最短，在棉布上運(yùn)動(dòng)得

6、較長(zhǎng)，在木板上 運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)。師小車(chē)為什么會(huì)停下來(lái)，為什么在木板上運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)。生因?yàn)樾≤?chē)受到阻力，木板阻力最小，所以小車(chē)運(yùn)動(dòng)得最遠(yuǎn)。師從上述實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)如果平面阻力越小，小車(chē)運(yùn)動(dòng)得越遠(yuǎn)。假如阻力為零，那么小車(chē)將怎樣運(yùn)動(dòng)？生不會(huì)停止，一直運(yùn)動(dòng)下去。師伽利略正是在上面實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上， 通過(guò)理論推論，證明物體停 下來(lái)，是因?yàn)槭艿阶枇ψ饔谩＜偃缱枇ο?，物體將一直運(yùn)動(dòng)下去。即物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來(lái)維持。從而否定亞里士多德的觀點(diǎn)。5 .牛頓第一定律 師 英國(guó)物理學(xué)家牛頓在伽利略的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步概括力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，歸納得到牛頓第一定律。牛頓第一定律內(nèi)容：一切物體在沒(méi)有受到力的作用時(shí)，總保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。解析 :1. 適用范圍：一切物體2. 成立條件：沒(méi)有受到力（理想狀態(tài)或合力為零）3. “總”：沒(méi)有例外4. “或”：兩者居一5. 狀態(tài)：靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)4. 慣性【舉例】坐車(chē)時(shí)，汽車(chē)突然剎車(chē)人向前傾；車(chē)向右轉(zhuǎn)彎時(shí)，人向左邊偏。錘頭松了，將錘頭和錘柄一起向下敲（錘頭在上）。, （這就是慣性）教師板書(shū)慣性定律并用慣性解釋上述現(xiàn)象?！狙菔?】提醒學(xué)生注意觀察，并思考會(huì)出現(xiàn)