牛頓第一定律李樹(shù)芳

1、第三章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律第一節(jié) 牛頓第一定律主備課李樹(shù)芳 點(diǎn)評(píng)人：主備課二次備課教 材分析力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系問(wèn)題是動(dòng)力學(xué)的基本問(wèn)題，而人們傳統(tǒng)的認(rèn)識(shí)和生活中的事例會(huì)影響學(xué)生對(duì)此問(wèn)題的理解，很容易得出力是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生自己找到答案，可以用實(shí)驗(yàn)的方法和動(dòng)畫(huà)演示的方法解決這個(gè)難點(diǎn).牛頓第一定律是一種在物體不受力情況下的理想情況，它有自己的實(shí)際意義：明確了力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系并提出了慣性的概念.注意要區(qū)別慣性和慣性定律的不同并有意識(shí)地引導(dǎo)學(xué)生去利用規(guī)律解決生活中的實(shí)際問(wèn)題，做到學(xué)以致用.三 維 目 標(biāo)三 維 目 標(biāo)知識(shí)與技能1.知道理想實(shí)驗(yàn)是科學(xué)研究的重要方法2.知道牛頓第一定律的

2、建立過(guò)程3.知道牛頓第一定律的內(nèi)容和意義4.知道什么是慣性，會(huì)正確利用慣性解釋現(xiàn)象5.正確理解力和運(yùn)動(dòng)過(guò)程與方法1.觀察生活中的慣性現(xiàn)象，了解力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系.2.通過(guò)實(shí)驗(yàn)加深對(duì)牛頓第一定律的理解.3.理解理想實(shí)驗(yàn)是科學(xué)研究的重要方法.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)，了解人類認(rèn)識(shí)事物本質(zhì)的曲折性.2.感悟科學(xué)是人類進(jìn)步的不竭動(dòng)力教學(xué)重點(diǎn)1.對(duì)牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律和慣性的正確理解.2.科學(xué)思想的建立過(guò)程.教學(xué)難點(diǎn)1.力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系.2.慣性和質(zhì)量的關(guān)系.教學(xué)方法學(xué)案法、啟發(fā)引導(dǎo)法，學(xué)生自主學(xué)習(xí)，討論交流課 時(shí)一課時(shí)自主預(yù)習(xí)1 歷史回顧在研究物體運(yùn)動(dòng)的原因的過(guò)程中，亞

3、里士多德的結(jié)論是：必須 上，物體才能運(yùn)動(dòng)； ，物體就要靜止，即力是 物體運(yùn)動(dòng)的原因。2.伽利略的理想實(shí)驗(yàn)（1）伽利略注意到，當(dāng)一個(gè)球沿斜面向下滾動(dòng)時(shí)，它的速度 ，而向上滾動(dòng)時(shí)，它的速度 。他由此猜想當(dāng)球沿水平面滾動(dòng)滾動(dòng)時(shí)，它的速度應(yīng)該是 ，實(shí)際上球滾動(dòng)的速度越來(lái)越慢，伽利略認(rèn)為是由于 的緣故。他推斷，若沒(méi)有 ，球?qū)⒂肋h(yuǎn)滾下去。（2）伽利略通過(guò)研究理想斜面實(shí)驗(yàn)，得出的結(jié)論是：力不是 的原因，而恰恰 是的原因 。（3）笛卡兒補(bǔ)充和完善了伽利略的觀點(diǎn)，明確指出：除非 ，物體將永遠(yuǎn)保持其 或 狀態(tài)，永遠(yuǎn)不會(huì)使自己 運(yùn)動(dòng)，而保持在 上運(yùn)動(dòng)。3.牛頓第一定律牛頓第一定律的內(nèi)容：一切物體總保持狀態(tài) 或 狀態(tài)

4、，除非作用在它上面的力迫使它 這種狀態(tài)。該定律也叫做 。4.慣性（1）物體保持原來(lái)的 狀態(tài)或 狀態(tài)的性質(zhì)叫做慣性。慣性是物體的 。（2） 是物體慣性的量度。助學(xué)過(guò)程:一、 自主預(yù)習(xí)檢查（約5min）教師活動(dòng)：檢查導(dǎo)學(xué)案自主學(xué)習(xí)二、 新知學(xué)習(xí)(約20min)1、學(xué)生合作交流2、學(xué)生活動(dòng)：分組學(xué)習(xí)交流導(dǎo)學(xué)案新知學(xué)習(xí)3、學(xué)習(xí)成果展示學(xué)生活動(dòng)：分組展示導(dǎo)學(xué)案新知學(xué)習(xí)教師活動(dòng)：匯集并解答學(xué)生問(wèn)題教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)第二次備課引入新課、講授新課一、理想實(shí)驗(yàn)的魅力師：伽利略對(duì)于“運(yùn)動(dòng)與力的關(guān)系”，構(gòu)思出如圖411所示的“理想實(shí)驗(yàn)”.將軌道彎曲成曲線ABC的形狀，在軌道的一邊釋放一顆小球，如果不存在摩擦力，小球?qū)?/p>

5、上升到哪里？師：下面我們通過(guò)動(dòng)畫(huà)模擬驗(yàn)證同學(xué)們的說(shuō)法.演示多媒體課件動(dòng)畫(huà)模擬師：若將軌道的傾角減小，彎曲成曲線ABD或曲線ABE，小球最高將上升到哪個(gè)位置？路程是增大還是減??？師：假如將軌道彎曲成一側(cè)水平及曲線ABF的形狀，這時(shí)會(huì)發(fā)生什么情況呢？師：下面我們通過(guò)動(dòng)畫(huà)模擬驗(yàn)證同學(xué)們的說(shuō)法.動(dòng)畫(huà)模擬、驗(yàn)證學(xué)生的想法師：伽利略根據(jù)“理想實(shí)驗(yàn)”斷言：小球應(yīng)該以恒定的速率永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去.由此可推斷，在水平面上做勻速運(yùn)動(dòng)的物體并不需要用外力來(lái)維持.師：理想實(shí)驗(yàn)，是科學(xué)研究中的一種重要的方法.它突出了事物的本質(zhì)特征，能達(dá)到現(xiàn)實(shí)科學(xué)實(shí)驗(yàn)無(wú)法達(dá)到的極度簡(jiǎn)化和純化的程度.它不僅可以充分發(fā)揮理性思維的邏輯力量，還可以

6、讓思維超越當(dāng)時(shí)的科學(xué)技術(shù)水平，在想象的廣闊天地里自由馳騁.師生小結(jié)：伽利略的發(fā)現(xiàn)以及他所應(yīng)用的科學(xué)的推理方法是人類思想史上最偉大的成就之一，而且標(biāo)志著物理學(xué)的真正的開(kāi)端.這個(gè)發(fā)現(xiàn)告訴我們，根據(jù)直接觀察所得出的直覺(jué)的結(jié)論不是常?？煽康?，因?yàn)樗鼈冇袝r(shí)候會(huì)引到錯(cuò)誤的線索上去.根據(jù)預(yù)習(xí)交流由三位同學(xué)分別闡述Aristotle、Galileo、Descartes的觀點(diǎn)生：不存在摩擦力的話，小球?qū)⑸仙脚cA點(diǎn)相同高度的C點(diǎn).圖411生：同樣上升到與A點(diǎn)同高度的D點(diǎn)或E點(diǎn)，路程增大了.生：由于BF是水平的，小球就再也達(dá)不到原來(lái)的高度，如果不存在摩擦力，將永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去.師生：伽利略的發(fā)現(xiàn)以及他所應(yīng)用的科學(xué)的推

7、理方法是人類思想史上最偉大的成就之一，而且標(biāo)志著物理學(xué)的真正的開(kāi)端.這個(gè)發(fā)現(xiàn)告訴我們，根據(jù)直接觀察所得出的直覺(jué)的結(jié)論不是常?？煽康模?yàn)樗鼈冇袝r(shí)候會(huì)引到錯(cuò)誤的線索上去. 二、牛頓物理學(xué)的基石牛頓第一定律師：伽利略對(duì)物體不受外力時(shí)的運(yùn)動(dòng)作了準(zhǔn)確的描述，但他并沒(méi)有明確指出運(yùn)動(dòng)和力之間的關(guān)系是什么.笛卡兒在伽利略的基礎(chǔ)上更近了一步，更為接近真理.牛頓在前人工作的基礎(chǔ)上，根據(jù)自己的研究，系統(tǒng)地總結(jié)了力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，于1687年發(fā)表了他的著作自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理，提出了三條運(yùn)動(dòng)定律，奠定了經(jīng)典力學(xué)的基礎(chǔ).其中，牛頓第一定律的內(nèi)容是：一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止

8、.師：既然牛頓第一定律是最完善的，那么它從幾個(gè)方面闡述了力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系？組織學(xué)生進(jìn)行討論.師：什么叫運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變？師：牛頓第一定律可不可以用實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證？什么時(shí)候可以看作不受力并舉例說(shuō)明.師生：一切物體都有保持原來(lái)勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)，叫做慣性；所以牛頓第一定律又叫做慣性定律.師：簡(jiǎn)述慣性定律和慣性的區(qū)別和聯(lián)系.師：慣性能解釋日常生活中的許多現(xiàn)象.例如：當(dāng)汽車啟動(dòng)時(shí)，車上的乘客會(huì)向后傾斜，為什么？師：當(dāng)汽車剎車時(shí)，車上的乘客會(huì)向前傾斜，為什么？【課堂交流】 師：現(xiàn)代汽車中，通常有安全帶、安全氣囊和頭枕等設(shè)備，從慣性的角度說(shuō)明它們有什么作用.師：演示多媒體課件動(dòng)畫(huà)模擬參考答案：當(dāng)緊急

9、剎車時(shí)，車雖然停下了，人卻因慣性仍然向前，而安全帶、安全氣囊和頭枕等設(shè)備會(huì)給人阻力，保護(hù)人的安全和減少傷害.師：從牛頓第一定律知，物體都要保持它們?cè)瓉?lái)的勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài)，或者說(shuō)，它們都具有抵抗運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的“本領(lǐng)”，這種“本領(lǐng)”與什么因素有關(guān)呢？三、慣性與質(zhì)量師：運(yùn)動(dòng)的火車比運(yùn)動(dòng)的自行車停下來(lái)要困難得多，可見(jiàn)物體的慣性即保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的本領(lǐng)，它與物體的質(zhì)量有關(guān)，有什么關(guān)系呢？師：討論、總結(jié)一下慣性的特點(diǎn).四、請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)理想實(shí)驗(yàn)，像伽利略那樣證明運(yùn)動(dòng)是不需要力來(lái)維持的。師：演示多媒體課件動(dòng)畫(huà)模擬生：兩個(gè)方面：不受力時(shí)，物體保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)；受力時(shí)，力迫使它改

10、變運(yùn)動(dòng)狀態(tài).生：速度的大小和方向的改變稱之為運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變.生：不能.因?yàn)椴皇芰ψ饔玫奈矬w是不存在的.當(dāng)物體受力但所受合力為零時(shí)可以看作物體不受力.比如：冰面上滑動(dòng)的冰塊、冰壺球.師生：一切物體都有保持原來(lái)勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)，叫做慣性；所以牛頓第一定律又叫做慣性定律.生：慣性定律是物體不受外力作用時(shí)所遵從的運(yùn)動(dòng)規(guī)律.慣性是物體的固有屬性，一切物體都有慣性.學(xué)生進(jìn)行討論后總結(jié).生：一切物體都有慣性，在任何狀態(tài)下都有慣性；慣性是物體的固有性質(zhì)；物體的慣性的大小只與質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量越大，慣性越大，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越難以改變；質(zhì)量越小，慣性越小，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越容易改變；慣性的大小只與質(zhì)量有關(guān)，與其他因

11、素?zé)o關(guān).生：因?yàn)槠囈呀?jīng)開(kāi)始前進(jìn)，乘客的下半身受到汽車的作用而隨車前進(jìn)，由于慣性的作用，其上半身仍然保持靜止?fàn)顟B(tài)，所以車上的乘客會(huì)向后傾斜.生：因?yàn)槠噭x車時(shí)，乘客的下半身受到汽車的作用而隨車減速，由于慣性的作用，其上半身仍然保持原來(lái)的速度前進(jìn)，所以車上的乘客會(huì)向前傾斜.生1：物體的慣性與質(zhì)量有關(guān)，與物體的速度有關(guān)，比如運(yùn)動(dòng)的汽車，質(zhì)量越大，速度越快，要停下來(lái)就越困難.生2：剛才那位同學(xué)說(shuō)的不對(duì)，物體的慣性與速度無(wú)關(guān)，因?yàn)閼T性是指物體保持原來(lái)勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì).汽車的慣性的大小，是看它保持靜止或保持某一速度的能力的大小.只要速度有所改變，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)就改變了，并不一定要從運(yùn)動(dòng)到靜止. 小結(jié)通過(guò)本節(jié)的學(xué)習(xí)，我們知道了：（1）歷史上幾位科學(xué)家對(duì)力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的看法和研究.（2）伽利略得到力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的研究方法.（3）牛頓第一定律的內(nèi)容.（4）慣性及應(yīng)用慣性知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的方法.三、作業(yè)四、課程達(dá)標(biāo)檢測(cè)（約5min）學(xué)生活動(dòng)：獨(dú)立完成導(dǎo)學(xué)案達(dá)標(biāo)檢測(cè)教師活動(dòng)：檢測(cè)教學(xué)成果，解答學(xué)生問(wèn)題。五、 板書(shū)設(shè)計(jì)1、 牛頓第一定律的內(nèi)容是：一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止