1.牛顿第一定律.docx

牛顿第一定律教学实录，活动反思与评价首都师范大学附属密云中学-王美芹师：前面我们学习了运动学和力学，今天老师带领大家来学习力和运动关系-牛顿运动定律，请大家回忆一个知识：力的作用效果是什么？生：使物体形变或运动状态改变。师：力能使物体运动状态改变， 对的！这一正确认知怎样经历了2000多年，科学家们付出怎样的艰辛和努力， 在此过程中又有哪些重要的研究方法和物理学思想方法呢？今天老师将带领大家学习了解这个过程，环节一：新课引入学生活动1：吹球游戏 活动意图说明：设置、此吹球游戏引入，丰富学生力和运动关系的事实感知，增渗透运动与相互作用的物理观念；加强物理与生活实际的联系，激发学生兴趣，同时为后面重球与轻球对比试验讨论惯性大小与质量有关埋下伏笔。过渡性问题：此游戏中用力吹，球动了，说明力和运动是有关系的，力和运动到底有什么关系呢？最早提出这个问题的是古希腊人亚里士多德，他注意这样的现象：推车子， 车就动了，不推，车就停下来，他观察了大量类似的事实，总结得出一个结论：力是使物体运动的原因。你同意他的观点吗？为什么？ 环节二：历史的回顾（1） 亚里士多德的观点：力是使物体运动的原因教师过渡语言：这个说法正确吗？阻力，那么如果没有阻力会是什么样子呢？早在大约500年前， 意大利著名的物理学家对亚里士多德的观点提出质疑过渡性语言： 你知道为什么漫长的两千多年居然没有人质疑亚里士多德的观点吗？生：亚里士多德在学术界的权威。师：还有同学们想一下当时的社会背景，生：教皇统治时期师：对的！封建教会统治者桎梏对人们的思想和观念，不允许质疑他们的权威，迫害异己观点， 我们知道布鲁诺就是因为宣传哥白尼的日心说被烧死在罗马广场的，伽利略本人也因为出版两种新科学的对话被迫害而判终身监禁。所以说，伽利略质疑亚里士多德的观点是非常勇敢和令人敬佩的。伽利略猜想：如果没有摩擦阻力（介质阻力）的影响，在水平面上的运动的物体将会一直运动下去。 师：伽利略面对巨大的压力如何论证自己的观点呢？师：介绍伽利略对教堂吊灯的观察，介绍伽利略针摆实验，实验中小球好像总记得自己的高度一样，总想回到原来的高度，伽利略设想光滑对接斜面上小球也应该有类似的表现。活动2：师生共同合作进行伽利略斜面实验老师介绍实验仪器，两个对接的斜面。实验过程：两名学生操作并记录小球的位置（1） 让小球从某一高度滚下来如果没有阻力。师：猜想，小球将会怎样运动？到达哪里？学生用水平仪测量的同一高度。标记小球到什么位置？结果标记， （2）验证：到达高度1 标记 并验证一次。 师：没有到达原来的高度？为什么？生：有阻力！师：是的，因为我在轨道上垫了无纺布布条师：撤去布条让学生触摸布条， 说感受生：粗糙师：现在轨道的阻力怎样变了？猜一猜，小球到达高度生：演示并记录小球的高度2 ，标记并验证一次 。 （2） 提问：这两次比对：说明了什么？（3） 生：阻力越小， 小球上升越高，师：那么可否推理？如果没有摩擦力小球将到什么样的位置？生：到达原来的高度师：远度上有什么特点呢？若减小倾角出现什么现象？生：猜想并演示，结果小球运动更远，依然到达原来的高度。师:直至斜面水平出现会什么结果？生：永远到不了原来的高度。 将永远运动下去。师：引导学生总结：改变摩擦：事实推理-结论改变倾角：事实推理-结论活动3.对比亚里士多德与伽利略的结论和研究方法亚里士多德：研究方法简介： 观察+思辨=结论贡献：提出了问题，建立了力和运动的联系，尽管不正确，但含有静止惯性的思想爱因斯坦：提出问题比解决问题要困难伽利略（公元1564-1642）的结论：“一个运动的物体，假如有了某种速度以后，只要没有增加或减少速度的外部原因，便会始终保持这一速度水平运动下去。” 两种新科学的对话研究方法：事实+推理 贡献：开创理想实验的研究方法 爱因斯坦评价伽利略：伽利略的发现以及他所应用的科学推理方法，是人类思想史上的最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正开端活动意图说明：带领学生重做伽利略探究力和运动关系的实验和推理过程，体验伽利略研究力和运动的科学思想方法，得出推理结果：如果没有摩擦力作用， 运动的小球将永远运动下去。带领学生感受科学探究的质疑、实验、证据、推理、以及得出科学结论的整个过程，发展科学思维和科学探究的物理学科核心素养。驱动性问题：为什么不叫伽利略定律？请大家思考伽利略的表述还有哪些地方不够严谨清晰？（学生思考讨论）生：伽利略的表述的是水平运动，没说方向，也没有说速度大小是否改变。师 ：非常棒！利用PPT补充关于水平面的理解，演示如果绕地球一周的水平运动是圆周运动，追问：不提不受力会做圆周运动吗？生：不会过渡:法国物理学家笛卡尔补充完善了伽利略的观点活动4：分析讨论笛卡尔的观点与牛顿第一定律内容表述上的差别并讨论二者的的贡献笛卡尔（公元1596-1650）的运动观点：只要物体开始运动，就将继续以同一速度并沿着同一直线方向运动，直到某种外来原因造成障碍或者偏离为止。哲学原理牛顿：（公元1643-1727）的观点一切物体总保持匀速运动或静止状态，除非有作用在它上面的力迫使它改变这种状态。自然科学的哲学原理1687.过渡语言：牛顿：如果说我看到远些，是因为我站在课巨人们的肩膀上，那么牛顿在巨人们的肩膀上做了些什么呢？来逐步理解牛顿一定律的内容。活动3、4意图：以物理学史为主线，展现史实客观评价亚里士多德、伽利略、笛卡尔、和牛顿在力和运动关系认知发展过程中的作用和贡献，展示物理规律的传承和发展与创新的历程。，让学生体会定律建立过程中传承与创新，体会人类认识自然过程的曲折和艰辛，形成积极的情、态度和价值观。环节三：牛顿一定律的理解活动5：小组讨论讨论一：1. 保持原来运动状态不变表现生：静止或匀速直线运动状态2. 运动状态改变的表现：生：由慢变快、由快变慢， 曲线师：用什么物体概念描述上述变化？生：速度3. 描述运动状态的物理量？描述运动状态改变的物理量有哪些？生：速度变化，加速度师：现在看来，力是改变物体运动状态的原因，那么接下来要继续研究力和运动状态改变的关系，也就是力和加速度的关系。讨论结果梳理：描述运动状态的物理量是速度，描述运动状态改变的物理量是速度变化和加速度讨论二：牛顿第一定律的内容与笛卡尔的表述有哪些不同？它表达几层含义？笛卡尔的贡献：补充完善牛顿的贡献：系统总结总结牛顿第一定律的物理意义：生：惯性， 力 师：引导补充归纳1.指出一切物体都有惯性：2.给出力的科学物理意义：改变物体运动状态3.建立了力和加速度（速度变化快慢）的定性关系驱动型问题：任何物体都有惯性，生活中有许多利用惯性和防止光性的实例，请大家举例说明意图二：讨论各种运动状态的变化归纳为速度这个物理量的变化，一方面培养学生从大量事实抽象概念的能力、发展学生科学思维，同时这里讨论清楚运动状态变化即速度变化，建立了力和速度变化以及加速度这三个物理量的定性关系，为后面定量研究力和运动状态变化的关系奠定基础过渡语言：任何物体都有惯性，当我们从力和运动关系的视角看物体的时候， 就会关注一件事，惯性对我们是否有利？希望惯性大些还是小些？这时，我觉得同学们可以提出值得研究的问题了？生：惯性大小和什么因素有关呢？活动6实验：找男生来吹一个外观与刚上课时一模一样的灌水兵乓球，吹不动？教师解密：这个乒乓球内装了一个钩码追问：这说明惯性与什么因素有关？生：惯性大小与物体质量有关。 师：介绍汽车禁止超载，满载和空载时的刹车距离，说明什么？生：质量越大惯性越大！师补充：惯性越大， 停下来越慢，表示它的运动状态改变越困难。活动6设计意图一：通过一个有趣的小实验引起学生思考体验质量大惯性大的事实，理解质量是物体惯性大小的量度，同时理解惯性大小表现为改变物体运动状态的难易程度，为进一步学习力和运动的定量关系牛顿第二定律埋下伏笔。环节五、惯性知识应用活动7：抛绳子 思考讨论将绳子抛到老师手里的方法？学生用夹子夹住绳头并抛给老师，并完成试验，师：请说明道理。生：利用夹子增大惯性。过渡语言： 惯性知识不仅可以帮助我们解决生活中抛绳子这类小问题，也还可以帮助我们解决人类共同面临的大问题-环境问题。师：这张照片是老师暑假去内蒙古赤峰市玉龙沙湖的照片。沙漠是指沙质荒漠化的土地。地球陆地的三分之一是沙漠，而且每年以6万平方千米的速度扩大着。而沙漠面积已占陆地总面积的20%，还有43%的土地正面临着沙漠化的威胁。那么沙漠的成因是什么？怎样防止土地沙漠化呢？今天我们来模拟研究。活动8：利用粗盐颗粒和麦片模拟沙漠形成的原因并分析讨论治理沙漠化土地的方法。先让学生轻轻吹食盐和麦片的混合物，说明现象，学生表达，麦片被吹动，食盐颗粒未动。师：追问，为什么麦片被吹动， 食盐颗粒没吹动？生：麦片质量小，惯性小师:沙漠里的风能够吹走有机物土壤等，留下岩石颗粒，形成沙漠,你能否用桌子上的仪器思考一下如何防止沙漠形成。(桌上有，塑料夹子， 细绳， 纸片， 装了水的小喷壶)师：友情提示：古诗词：王维（唐）送元二使安西渭城朝雨浥轻尘，客舍青青柳色新，劝君更尽一杯酒，西出阳关无故人。学生操作： 用小喷壶往盘子里少量喷水师：再次吹一吹，看到什么现象？生：麦片只有少量被吹动师生总结：土地沙化的主要原因就是干旱多风，防止土地沙化的基本原理就是减少水分流失和防风固沙。师：出示治沙图片，可降解防风隔离网，低矮的抗旱植被，种树和草。活动7、8设计意图：体验物理科学知识在现代生活中的意义和作用，培养学生学好物理、用好物理知识解决实际问题的科学态度，同时通过土地沙化的治理，提生学生社会责任感和环境意识，并树立信念，通过自己的努力学习和科学态度以及社会责任的提升，能够使社会进步人类环境更好做出自己的贡献。活动9：介绍我国古代对力和运动关系的研究和记载教师呈现PPT，逐一提问学生每个句子的含义1. 周礼.考工记“马力既竭， 辀犹能一曲焉”生：马已经不再用力， 车还能再前进一段师：说明什么生：物体有惯性2.墨经 在经上第21条里说：“力，行之所以奋也”。这里的“行”就是“物体”，“奋”字在古籍中的意思是多方面的，像由静到动、动而愈速、由下上升等都可以用“奋”字。生：力是使物体运动变快，变慢和上升的原因， 即力是改变物体运动状态的原因。2. 经说里又说：“力，重之谓。”生：说明物重，是力的一种表现。4.东汉王充 论衡中提出：“车行于陆，船行于沟，其满而重者行迟，空而轻者行疾。”这段话说明了在一定的外力作用下，质量越大的物体运动状态的改变就越困难。生：惯性大小与物体质量有关， 质量越大，惯性越大。师: 我们祖先在两千多年前就已经有了这些认知，厉害不厉害？生：太厉害了！师：我们祖先确实很智慧，但是，我们为什么没有“张衡第一定律”“东方第一定律”生：因为没有深入系统地研究。师：说得太棒了！我们的认知都是零碎的，碎片化的，很遗憾古人没有深入系统地研究下去。活动9设计意图了解我国古代对于力和运动关系的认识，了解中华民族传统文化博大精深，帮助学生建立民族文化自信，但同时也必须指出，我们的祖先有着智慧的头脑和敏锐的观察力，但很遗憾，没有就这个问题深究下去，不善于刨根问底，追根溯源，没能形成“东方第一定律”我们要为古人自豪，同时也要勇于承认自身不足，辩证看待我们的传统文化。环节六：结束语小结：牛顿第一定律-科学家曲折的探究过程从亚里士多德、到伽利略、到笛卡尔再到牛顿每一次后者对前人的观点修正或完善，都伴随着认识上的巨大飞跃，让人们离真相越来越近。科学是没有终点的。“科学不过是任何自然关系的一部分”(费曼)，我们所做的科学结论只是当时我们对世界的一种认识“也许真实的世界根本就不是那样”科学是没有终点的。设计意图 ：科学是没有终点的，“科学不过是任何自然关系的一部分”，科学是发展的，不同的历史背景，不同的的人对同一事物的认识是不同的，科学是没有权威的，我们既要学习科学家们的科学精神，敬佩科学家为人类科学发展进步作出的贡献，但也不要迷信权威，敢于质疑和创新，提升学生的科学态度与社会责任方面的物理学科核心素养。 课堂活动评价：本课堂教学设计全程以九个活动为主线，在活动中渗透力和运动的物理观念，强化逻辑思维能力，体验科学探究过程，培养探寻科学本质的意识与提升社会责任，在课堂中重视落物理学科实核心素目标。本节课的亮点有以下几方面：1.在学史部分介绍科学发现相应的社会历史背景，让学生感受科学家们为科学真理付出的努力和代价，弘扬伽利略无畏权威，敢于质疑创新