第一节伽利略的理想实验与牛顿第一定律

1 伽利略理想实验与牛顿第一定律 导学案 西樵高级中学黎锦志 1 教学目标 1 运动与相互作用的物理观念 1 了解人类历史上对 力与运动相互关系 的几个观点 2 掌握牛顿第一定律 并能运用定律解释相关的生活现象 2 科学思维 1 找出亚里士多德研究方法的不足 2 理解伽利略理想实验的科学逻辑思维 3 科学探究 理解伽利略理想实验中 质疑事实猜想理想实验得出结论 的科学研究方 法 并能应用到在以后的个人发展中 4 科学态度与责任感 1 通过对比 力与运动 观点的演变 感受本节中的物理中的人文思想 2 领会 理想实验 对人类科学发展进步的重要意义 3 通过对安全带 载重汽车刹车中惯性的研究 在感悟生命安全的同时 要体会物理源于 生活用于生活的特点 4 通过了解我国古人对力与运动的认识 培养爱国主义情怀 2 教学重点 难点 理想实验蕴含的科学思维与科学探究方法 牛顿第一定律 3 教学方法 学案导学发 情景法 讲授法 讨论法 演示实验法 4 教学流程 请认真观看世界大力士比赛视频 你认为力与运动存在着怎样的关系 我的回答是 一 力与运动的关系 一 力与运动的关系 1 亚里士多德的观点亚里士多德的观点 1 内容 2 在当时科学并不发达的年代 人们常常从经验出发 经过简单思考来探究自然规律 以推木箱为例子 事物的本质有时会被掩盖在表面现象中 2 伽利略观点伽利略观点 1 内容 2 他是怎样得到这个结论的 在他的研究方法中有什么理想条件 3 伽利略的研究方法经历了哪些步骤 图 1 图 2 事实 如上图所示 在曲面轨道 ABC 上 从 A 点释放的小球 经历了先 再 猜想 如果有一条光滑无限长的水平轨道 小球将 理想实验 为证明猜想正确 伽利略设计了一个假想实验 又叫理想实验 2 科学论证 理想实验要建立在理想条件下 现实生活中无法实现 但却有严谨的科学论 证 得出结论 4 先从理论分析理想实验中的科学论证 现有 3 个光滑斜面轨道 请找出 3 个轨道的不同地方在哪里 小球先后在 3 个轨道上的 A 点释放 伽利略认为 他们冲上右侧斜面后能到达原来的高 度 为什么呢 但伽利略也发现了一个规律 随着右侧斜角的减小 小球所走的路程 若把右侧斜面放平 相当于倾斜角为 0 小球能走多远 速度如何变化 所受的合外力多 少 5 认真观察老师利用自制教具的演示实验 看看是否与上述理论吻合 课堂练习 1 练习练习 1 多 伽利略对 自由落体运动 和 运动和力的关系 的研究 开创了科学实验和逻 辑推理相结合的重要科学研究方法 图 a 和图 b 分别表示这两项研究中实验和逻辑推 理的过程 下列说法正确的是 A 图 a 中先在倾角较小的斜面上进行实验 其目的是使时间测量更容易 B 图 a 通过对自由落体运动的研究 合理外推得出小球在斜面上做匀变速直线运动 C 图 b 中完全没有摩擦阻力的斜面是实际存在的 实验可实际完成 D 图 b 的实验为 理想实验 通过逻辑推理得出物体的运动不需要力来维持 6 通过爱因斯坦对伽利略的评价 能从伽利略身上有所启发感悟 在日后的个人发展中 3 能用上这种探究精神 探究方法 感悟科学态度与责任感 3 牛顿的观点牛顿的观点 牛顿第一定律的内容 二 牛顿第一定律 二 牛顿第一定律 1 解读定律的二重意思 1 2 练习练习 2 以下物体运动状态发生改变的是 A 匀速直线运动的飞机 B 由静止开始启动的火车 C 正在刹车的小车 D 匀速转弯的自行车 2 牛顿一定定律的意义 牛顿第一定律使人们对力和运动之间关系的认识走上正确道路 为力学的发展奠定牢固的 基础 3 认识惯性 1 惯性是物体的固有属性 任何物体不管处于任何状态均有惯性 2 物体的惯性大小仅由 决定 3 惯性的本质是物体对其运动状态变化的一种抗拒特性 表现为当物体受到外力作用时 其运动状态变化的难易程度 练习练习 3 如图所示 在一辆表面光滑的小车上 放有质量分别为 m1 m2的两个小球 21 mm 随车一起做匀速直线运动 当车突然停止 则对两小球的运动情况判断正确的是 设车无限 长 其他阻力不计 A 一定相碰 B 一定不相碰 C 不一定不相碰 D 无法确定 4 学以致用 汽车中的惯性 认真听放汽车加速 刹车的声音 然后做出相应的身体动作 安全带 认真观看汽车碰撞实验的测试视频 对比后排乘客扣安全带前后的情况 载重汽车刹车 练习练习 4 多选 在一次交通事故中 一辆载有接近 6 吨水泥桩管的载重汽车 由于紧急制动 结果车厢上的水泥桩管向前冲出 压扁驾驶室 关于这起事故 原因的物理分析正确的是 A 由于汽车紧急制动 后面的水泥桩柱获得了向前的冲力 挤压驾驶室 B 由于汽车紧急制动 使其惯性减小 而水泥桩惯性较大 所以继续向前运 动 C 由于车厢上水泥桩管所受阻力太小 不足以克服其惯性 所以继续向前运 动 D 由于车厢上的水泥桩管有惯性 在汽车制动时 继续向前运动 压扁驾驶 4 室 三 立德树人教育 1 中国古人对力和运动的认识 2 小事物 大道理 讲述伽利略从发现单摆到设计理想实验的过程 四 全文小结 伽利略理想斜面实验否定了亚里士多德的观点 并为人类研究科学开辟了正确的研究 方法 牛顿在伽利略等人的研究基础上得出牛顿第一定律 明确支持力是改变运动状态的原 因 一切物体都具有惯性 惯性是物体的固有属性 只与质量有关 五 巩固练习 1 对于一些实际生活中的现象 某同学试图从惯性角度加以解释 其中正确的是 A 采用了大功率的发动机后 某些一级方程式赛车的速度甚至能超过某些老式螺旋桨飞 机的速度 这表明 可以通过科学进步使小质量的物体获得大惯性 B 强弩之末势不能穿鲁缟 这表明强弩的惯性减小了 C 货运列车运行到不同的车站时 经常要摘下或加挂一些车厢 这会改变它的惯性 D 月球探测器成功登月后 其重力与惯性都减小了 2 火车在长直轨道上匀速行驶 坐在门窗密闭的车厢内的一人将手中的钥匙相对车竖直上抛 钥匙将落在 A 手的后方 B 手的前方 C 落在手中 D 无法确定 3 如图所示 一个劈形物体 M 各面均光滑 放在固定的斜面上 上表面水平 在上表面 放一个光滑小球 m 劈形物体从静止开始释放 则小球在碰到斜面前的运动轨迹是 A 沿斜面向下的直线 B 竖直向下的直线 C 无规则曲线 D 抛物线 课外阅读资料 伽利略 Galileo Galilei 1564 02 15 1642 01 08 意大利数学家 物理学家 天文 学家 科学革命的先驱 伽利略发明了摆针和温度计 在科学上为人类作出过巨大贡献 是近代实验科学的奠基人之一 历史上他首先在科学实验的基础上融汇贯通了数学 物理 学和天文学三门知识 扩大 加深并改变了人类对物质运动和宇宙的认识 伽利略从实验 中总结出自由落体定律 惯性定律和伽利略相对性原理等 从而推翻了亚里士多德物理学 的许多臆断 奠定了经典力学的基础 反驳了托勒密的地心体系 有力地支持了哥白尼的 日心学说 他以系统的实验和观察推翻了纯属思辨传统的自然观 开创了以实验事实为根 据并具有严密逻辑体系的近代科学 因此被誉为 近代力学之父 现代科学之父 伽利略在人类思想解放和文明发展的过程中作出了划时代的贡献 在当时的社会条件 下 为争取不受权势和旧传统压制的学术自由 为近代科学的生长 他进行了坚持不懈的 斗争 并向全世界发出了振聋发聩的声音 因此 他是科学革命的先驱 也可以说是 近 代科学之父 他支持哥白尼的 日心说 因此处处受当时罗马教会的威迫 晚年更被 5 剥夺了人身自由 但他开创新科学的意志并未动摇 他的追求科学真理的精神和成果 永 远为后代所景仰 伽利略于 1642 年 1