牛顿第一定律

1 教学设计教学设计 课题名称课题名称牛顿第一定律 授课人授课人程美琴 科科 目目物理年年 级级高一年级 教学时间教学时间 2013 12 18 一 教材分析一 教材分析 本节内容位于高中物理必修 1 第四章第一节 牛顿运动定律是动力学的基础 正确 认识力和运动的关系 是学好物理的关键 教学中应联系实际 贴近生活 激发学生的 学习兴趣 理解力和运动的关系是本节课的重点 通过实验和生活实例进一步让学生体会 力不是 维持物体运动的原因 而是改变运动状态的原因 这对以后问题探究及受力分析至关重要 惯性与质量的关系是本节课的难点 通过举例反复体会 二 二 教学目标教学目标 一 知识与技能 一 知识与技能 1 理解力和运动的关系 知道物体的运动不需要力来维持 2 理解牛顿第一定律 知道它是逻辑推理的结果 不受力的物体是不存在的 3 理解惯性的概念 知道质量是惯性大小的量度 二 过程与方法 二 过程与方法 1 培养学生分析问题的能力 不能只凭经验 对问题主观臆断 要能透过现象看事 物的本质 正确的认识力和运动的关系 2 培养学生的逻辑推理能力 知道物体的运动是不需要力来维持的 三 情感 态度与价值观 三 情感 态度与价值观 1 培养学生进行科学探究的严谨态度 2 让学生体会理想实验的魅力所在 3 充分利用生活中的惯性实例 培养学生的学习兴趣 2 三 学情分析三 学情分析 1 力是维持物体运动状态的原因还是改变物体运动状态的原因 关于这个问题的正 确认识 经历了漫长的过程 同样学生要正确认识它 必须克服日常经验带来的错误认 识 2 惯性是一个重要的概念 虽然学生在初中接触过 但仍有一些学生误认为 物体 在突然受到力的作用时 才具有惯性 误认为 力大惯性大 速度大惯性大 不知质 量是惯性大小的唯一量度 要解决这问题不能一蹴而就 需要通过实例慢慢分析 体会 四 教学重难点四 教学重难点 重点重点 1 理解力和运动的关系 2 理解牛顿第一定律 知道惯性与质量的关系 难点难点 惯性与质量的关系 五 教学资源五 教学资源 多媒体 小球 棉布 斜槽轨道 小车 砝码 电磁铁 乒乓球 可乐瓶 蜡烛等 六 教学过程六 教学过程 教学教学 环节环节 教教 师师 活活 动动学学 生生 活活 动动 新新 课课 导导 入入 1 让学生思考一个问题 小车放在 导轨上 车上固定一电磁铁 通电 小球吸在电磁铁上 瞬间断电 小球 掉下来 它将掉在车前还是车后呢 1 学生猜测 可能掉车前 车后 车内 3 2 观察实验现象 发现小球掉车内 开始 思考原因 新新 课课 导导 入入 2 讲述 爱因斯坦把自然界的奥秘 比作福摩斯侦探小说中一个个的案件 科学家即侦探 在小说中 一些明显 可见的线索往往会把侦探引入到错误 的判断中去 从而就会结下冤假错案 可见 科学家光凭经验或表象得到的 结论往往是靠不住的 学生对福尔摩斯侦探小说颇有兴趣 对 力与运动关系 案件的侦破过程 也 很好奇 亚 里 士 多 德 1 让学生将桌面的小车倒立 一 起用手轻推小车 停 很好 手 动 车就动 手停呢 车也停 提问 怎样才能让小车一直动下 去 2 追问 这说明要维持小车的 运动 就必须一直要有 3 继续追问 什么是维持小车 运动的原因 4 从而引出亚里士多德的观点 力是维持物体运动的原因 解释该观点能够维持近 2000 年 的原因 1 学生发现手动 车动 手停 车停 容 易答出 用手一直推小车 2 答 一直要有推力 3 答 推力 4 学生顺理成章地认可亚里士多德的观点 历历 史史 回回 顾顾 历历 史史 过渡 让学生将小车的四轮朝下 一起用手突然轻推一下小车 思考 1 小车 有没有立即停下来呢 2 小车最终有没有停下来 3 小车最终为什么会停下来呢 从而引出历史第一位认识到是摩擦力使物体停下来的人是伽利略 5 回回 顾顾 历历 史史 回回 顾顾 伽 利 略 的 理 想 实 验 介绍实验器材 让学生思 考 1 小球上升的最大高度和向 前运动的距离长短与哪些因素 有关 2 固定了一个电磁铁 保证 每次小球释放的初始高度相同 用控制变量法探究另外两个影 响因素 探究一 固定右边的 倾斜程度 让小球分别在铺有 棉布的和无棉布的斜槽上滚动 提问 两次实验中 小球有没 有上升到初始高度呢 为什么 哪次小球上升的高度更高 为 什么 继续逻辑推理 假设斜 面绝对光滑 即没有摩擦力 那么小球小球又能上升到多高 的位置呢 3 探究二 均在无棉布的斜 槽上滚动 逐渐减小斜面的倾 角 注意观察小球上升的高度 和运动的距离有什么变化 假 设斜槽绝对光滑 足够长 则 小球上升的最大高度和运动距 离有什么特点 倾角的逐渐减 小减小减小到 0 时 小球能上 升初始高度吗 运动的距离长 不长 继续逻辑推理 假设斜 槽绝对光滑 足够长 小球能 始终达到不了初始高度 那小 球还回得了头吗 从而得出伽 利略理想斜面实验结论中如果 没有摩擦力 小球将一直运动 下去 4 提问理想实验的魅力所在 解 说爱因斯坦对伽利略的评价 同时 追问 亚里士多德是否 是历史的罪人 1 学生观察小球滚动情况 容易答 出 摩擦阻力 斜面的倾角 释放时小球 放的位置也叫初始高度有关 2 学生容易得出 两次都没到达初始 高度 是因为摩擦阻力的影响 无棉布时 摩擦力小 所以上升的高度更高 假设无 摩擦阻力 小球将上升到初始高度 再返 回做往返运动 3 学生通过观察容易得出 随倾角的 减小 小球运动的距离越来越长 但始终 未达到初始高度 当倾角为 0 时小球运动 的距离最长 假设没有摩擦阻力 小球永 远也达到不了初始高度 那么将永远也回 不了头 即将一直运动下去 从而得出 物体的运动不需要力来维持 4 学生切身体会到了理想实验的魅力 实 验不能做到的地方 思维向前迈进一步 认识到伽利略的伟大 同时也对亚里士多 德的功绩给与肯定 他首先提出了力和运 动关系 为物理学的研究开辟了新领域 明白提出问题比解决问题更重要 6 过渡 提醒学生回到伽利略实验的结论 如果没有摩擦力 小球将一直运动 下去 提问对于以后小球究竟做什么样的运动呢 伽利略有没有说 从而引出笛 卡尔的观点 笛 卡 尔 解说与伽利略同时期的法 国科学家笛卡尔 经过研究 补 充完善了伽利略的观点 笛卡尔 指出 如果物体没有受到力的作 用 它将继续以同一速度 沿同 一直线运动 既不停下来 也不 偏离原来的方向 提问 以同 一速度 沿同一直线 说明小球 做什么运动 学生容易得出 匀速直线运动 牛 顿 1 仿照侦探小说 要破案 需从正反两方面取证 伽利略和 笛卡尔都只是说 如果没有力 物体将怎么样怎么样 但是如果 有力呢 引发学生思考 2 引出牛顿 他经过自己的 研究 对此进行了系统的总结 并于 1687 年在自然哲学之数学 原理一书中发表了其论述 1 学生体会到 案件确实还没有完结 2 学生阅读牛顿第一定律内容 一 切物体总保持匀速直线运动状态或静止状 态 直到作用在它上面的力 迫使它改变 这种状态 即牛顿第一定律 7 牛牛 顿顿 第第 一一 定定 律律 力 与 运 动 关 系 1 让学生看后半句 除非作用 在它上面的力 迫使它改变这种运 动状态 这说明了力的作用是什么 追问 什么是使物体运动状态发生 改变的原因 2 除非作用在它上面的力迫使它 改变这种状态 那要是没有力呢 至此 牛顿就从有力和没有力 正反两方面论述了力与运动的关系 即 力是改变物体运动状态的原因 3 提问 物体运动状态的改变 就是指物体的什么在改变 速度是 矢量还是标量 速度的大小变了 运动状态有没有变 速度的方向变 了 运动状态有没有变 4 提问 现实生活中没有力或者 说不受力的物体有存在吗 那怎么 会有保持匀速直线运动或静止的物 体呢 1 学生易得出 力的作用是改变 物体的运动状态 即力是改变物体运 动状态的原因 2 物体将保持静止或匀速直线运 动状态 3 学生思考并回答 速度 矢量 既有大小 又有方向 大 小变 运动状态变 方向变运动状态 也变 4 思考回答 没有 当物体所受 合外力为 0 等效于物体不受力 将 保持匀速直线运动状态或静止 8 惯 性 定 律 1 让学生看前半句话 一切物体 总保持匀速直线运动状态或静止 这说的是一种什么性质 2 让学生看三个词 迫使 说 明了什么 总 说明了什么 一 切 又说明了什么 3 惯性是物体的固有属性性 与 物体是否受力有没有关系呢 让学 生思考 静止坐在教室里 有没有 惯性 惯性体现在哪里 当汽车突 然启动 刹车时 惯性又体现在哪 里 1 答 惯性 一切物体具有 保持原来匀速直线运动状态或静止的 性质 叫惯性 2 迫使 说明惯性的被动性 总 说明了惯性的固有性 一切 说明了惯性的普遍性 3 惯性是物体的固有属性性 与 物体是否受力无关 当合力为 0 时 惯性就体现在保持原来的运动状态 当物体受到力时 惯性就表现在运动 状态改变的难易程度 惯惯 性性 与与 质质 量量 1 提问 运动状态难改变 惯性大还 是小 运动状态容易改变呢 惯性是物 体的固有属性 那么惯性的大小应该只与 物体本身的某样东西决定 那惯性的大小 到底与物体本身的什么有关呢 2 设计两个乒乓球 一个空 一个装 水 让学生上来吹 让学生注意观察两球 运动状态改变的难易程度 为什么 请一 位学生给我们揭开谜底 1 运动状态难改变 惯性大 反 之惯性小 2 学生发现一个乒乓球容易吹动 另一个难吹动 掂量乒乓球 一轻一 重 打开乒乓球 才知一个有水 从 而得出 质量是惯性大小的量度 9 惯惯 性性 的的 应应 用用 1 让学生举出生活中惯性应用的实例 并解释其原理 追问课堂引入的实验 小 球为什么会掉进车里 总结 不管是学生 举的例子 还是老师演示的实验 都是利 用了固体的惯性 那么液体和气体呢 2 演示雨伞甩水 让学生注意观察 并解释水能被甩出去的原理 3 演示可乐瓶吹灭蜡烛的实验 让学 生思考并解释原理 1 学生会联想到很多惯性的例子 2 利用了液体的惯性 3 利用了气体的惯性 课课 堂堂 小小 结结 教师引导 一 历史的回顾 二 牛顿第一定律 三 惯性与质量 四 惯性的应用 由学生总结其内容 七 课后思考七 课后思考 有人设想 乘坐气球飘在高空 由于地球自转 一昼夜就能环游世界 这个设想可行吗 八 板书设计八 板书设计 1 1 历史的回顾 力与运动关系 历史的回