牛顿第一定律教案(详案).doc

牛顿第一定律教案 教育实习教案物理科学与技术学院（部） 实习生 原任课老师 （签字） 月 日2010年 月 日（星期 ）第 节（由 时至 时）（本人实习的第 个教案） 第1页实 习 学 校苏州市第三中学校实习班级高一（ ）实习科目高一物理成绩教学课程（注明教科书 名称及章、节、页数等）普通高中课程课程标准试验教科书 人教版 物理必修1 第68页第四章 第1节 牛顿第一定律教 学 目 的一、知识与技能1.牛顿第一定律内容，及其理解2.惯性及生活中的惯性现象3.惯性是物质的固有属性，由本身质量量度二、过程与方法1.回顾亚里斯多德、伽利略、笛卡尔及牛顿等物理学家的科研过程，经历感受他们各自的研究方法2.重点体验伽利略的物理方法三、情感态度价值观1.从物理学家们身上看出科研的魅力与艰辛；体会他们为探索真理而孜孜不倦，激发学生共鸣，产生求知欲望2.培养敢于坚持真理，实事求是的科学态度和科学精神3.能不被一些表面现象迷糊，明白“眼见不一定为实”课 的 类 型主要教学方法探究、讲授、讨论、练习教 具（直观教具、图表、模型、实验仪器等）自用参考书教学过程及时间分配教 学 内 容教学方法的 运 用牛顿第一定律一、知识与技能1.牛顿第一定律内容，及其理解2.惯性及生活中的惯性现象3.惯性是物质的固有属性，由本身质量量度二、过程与方法1.回顾亚里斯多德、伽利略、笛卡尔及牛顿等物理学家的科研过程，经历感受他们各自的研究方法2.重点体验伽利略的物理方法三、情感态度价值观1.从物理学家们身上看出科研的魅力与艰辛；体会他们为探索真理而孜孜不倦，激发学生共鸣，产生求知欲望2.培养敢于坚持真理，实事求是的科学态度和科学精神3.能不被一些表面现象迷糊，明白“眼见不一定为实”四、主要教学过程1.引入及历史回顾：亚里斯多德伽利略演示实验-笛卡尔-牛顿，（读史使人明智，引导学生从中得出的启发与经验教训）本节课重点之一，方法掌握，重心落在伽利略身上，理想实验 2.牛顿第一定律学习理解重点之二，知识理解、惯性及其应用（生活、体育运动、科技国防等方面应用）重点之三 对惯性的正确理解 3.课堂小结及作业 重点与难点1. 引入2. 历史回顾，重心落在伽利略身上3. 牛顿第一定律理解4. 惯性正确理解（惯性与受力情况，运动状态，以及质量的一些关系判断；惯性应用）引入+历史回顾 今天我们学习的内容相信大家都已经预习过了了，牛顿第一定律，没有定量的计算，重在理解。那么什么是牛顿第一定律呢？准确的表述是：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止现在让我们来回顾一下历史，大家都熟悉亚里士多德和伽利略，你们对亚里士多德的印象如何？生：我们来看看伽利略是如何评价亚里士多德？伽利略曾说过一句话，他说：“老实说，我赞成看亚里士多德的著作，并精心进行研究，我只是责备那些把自己完全沦为亚里士多德奴隶的人”从这句话可以看出伽利略对亚里士多德是如何评价呢？生：伽利略并没有鄙视亚里士多德，反而赞成看亚里士多德的著作，伽利略有段时间曾在大学里教书，教的内容正是亚里士多德的著作；“并精心研究”，伽利略用精心形容自己的研究，大家有没体验过伽利略的精心之处呢？生：自由落体研究；亚里士多德太主观.伽利略利用实验研究，数学推理等关于牛顿第一定律的内容在亚里士多德的著作，记载着这样一个结论：有力才有运动，力撤去运动就停止。 “力是维持物体运动的原因”，关于力和运动的关系，伽利略又展开一次精心的研究，等会我们一起用我们的眼睛来看看伽利略究竟 “精心”在哪里？亚里士多德真的错了吗？我们不妨来演示一下生活中一个常见的现象：一个物块静止在水平面上，手用力推，小车运动起来（老师的手扶着，边推边解释）；手松开，小车慢慢停止（老师演示的时候，稍微力大些，让小车运动一段时间再停！）小车原来静止，当我用力推时，小车运动；手松开后，小车停止；亚里士多德的结论很正确呀，有力小车运动，力撤去小车停止。生活中类似的刚才演示实验的现象很多，长期以来，人们的经验是：要使一个物体运动，必须推或拉。推拉停止，物体也就停止运动。距今2000多年前，当亚里士多德观察到生活中这些现象时，他凭直觉就得出，力是维持物体运动的原因，意思就是：有力才有运动，力撤去运动即停止；从刚才的演示我们也看到似乎有力才有运动，力撤去运动随即也就停止了。那大家有没有主意观察我手松开之后小车的运动状态是怎样变化的呢？生：小车运动了一段才停止的观察得很仔细（跟当年的加利略一样观察细致），手松开后，小车没有马上停下来。当初伽利略恰恰注意到了“那一段”，他认为如果力撤去物体停止运动，那么为什么有些现象会运动一段时间才停下来呢？他最早悟出了地球上的物体运动时，都不可避免要受到摩擦力和空气阻力作用。他认为物体之所以停下来是受了摩擦力的作用，物体停下来是恰恰是因为力的作用，所以力不是用于维持运动，恰恰相反这里的摩擦力却是产生减速的原因。伽利略的精心研究表现在：观察认真。细微，微小变化的现象也观察到了。至此，伽利略已经找到，导致物体运动停止的原因是由于摩擦力的原因，但他没有停留在这里，而是继续想象，如果没有摩擦力，那么物体会怎么运动呢/生：静止或匀速直线运动这个结论我们已经学过，但当年他是如何得到这个结论的呢？生：斜面，对接斜面我们一起来回顾一下，大家初中学过的加利略理想实验对接斜面，我们一起回味一下，伽利略是怎样推理的？因为实验室的器材有限，这个实验我在黑板上画个示意图来给大家讲解一下。1）让一个小球从一个斜面的顶端滚下，紧接着又滚上另一个对接的斜面，同一个斜面，打磨得越光滑，小球上升的高度越接近原来；故设想如果没有摩擦力，这个小球将达到跟原来同样的高度；f0的试验他并没有条件作，依据事实基础，进行了合理的外推。2）如果减小对接斜面的倾角，小球仍会达到同一高度，通过的路程呢？（需要经过更长的路程；）3）同理，如果再减小对接斜面的倾斜度，小球经过的路程就会越来越长。4）如果把对接斜面变成水平面，小球无法达到原来的高度，只能以原速度一直运动下去（无加速也无减速原因）师：伽利略利用这个斜面实验成功地得到力不是维持物体运动的原因，推翻了亚里士多德的错误结论。这个结论已经被人们接受了2000多年，直到伽利略提出疑问，并推翻。我们知道伽利略这个实验是个理想实验，并非真实的实验（因为在地球上不能达到完全没有摩擦的条件），这是伽利略用自己的大脑想象出来的， “任何想象离不开现实，均是基于现实的，绝不能凭空想象”，那么大家知道伽利略当时依据的是什么现实呢？生：。伽利略设计的实验虽是想象中的，但却是建立在可靠的事实的基础上。把研究的事物理想化，就可以更加突出事物的主要特征，化繁为简，易于认识其规律。理想实验是一种重要的物理方法，以事实为依据，将实验和逻辑推理统一，达到思维超越当时科学技术。伽利略的这一自然科学新方法，有力地促进物理学的发展，他因此被誉为是“经典物理学的奠基人”。就是现在，理想化模型对科学研究仍然具有重要的意义。师：之后，与伽利略同时代法国科学家笛卡尔，把伽利略的结论推广到没有重力、没有摩擦力、没有空气阻力的更理想的情况，进一步补充和完善了伽利略的观点，指出：如果没有其他原因，运动的物体将继续以同一速度沿着一条直线运动，即不会停下来，也不会偏离原来的方向。牛顿第一定律及其惯性学习 师：依据伽利略和笛卡尔的研究结果，大家能用自己的语言概括一下2位科学家的结论吗？（逼学生感受到可意会无法言传的感觉，此时才引入牛顿）师：伽利略和笛卡尔等人的正确结论在隔了一代人之后，由牛顿用简洁而完备的语言总结出该定律。 师: 一切物体总保持匀速直线运动或静止，直到外力迫使它改变运动状态为止。师：我们用通俗的话来说就是，如果物体所受外力为0，那么原来静止物体将的保持静止；原来运动的物体，将一直匀速，直到受到外力作用；另一方面，当有外力作用时，物体就改变了原来的运动状态（速度的大小或方向被改变）。师问：牛顿的结论是否比前人更深刻、更丰富呢？（准备展示“意义”）我们一起来看一下后半句指出力是改变运动状态的原因，这是重述前人的结论，同时也指出了物体不受力时的运动规律，补充说明一下，完全不受力的物体在地球上存在吗？所以不受力指的是所受合外力为0。师：回过来，前半句：一切物体总保持静止或匀速直线运动状态，指出了一个一切物体都具有的性质惯性。惯性：是物体抵制运动状态改变的固有倾向，就是不想改变原来的状态，故与人的惰性是非常类似的。也就是说，若原来静止的，就不想动；原来若以某一个速度运动，就趋于保持者一速度运动。师：仔细分析前后两句话，点出了两个概念，“力和惯性”师：这两个概念是什么关系呢？生：师：惯性： 总企图保持原来运动状态 力： 一参与就要改变运动状态二者是对立的，但又统一在牛一里面，对立统一关系。【惯性】我们完整来看一下惯性。惯性：是物体抵制运动状态改变的固有倾向。师：一切物体都有惯性，对我们来说是利还是弊呢？（单独展示，相扑运动员与小孩的照片）要求学生想象这个小孩跑向相扑运动员，后果会是如何？生回答，把大家的想象模拟一下（展示小孩撞胖子影片）：胖子原来是静止的，后来还是，他的运动状态不容易改变；小孩原来向前运动，后来向后摔倒，运动状态容易改变。胖子运动状态不容易改变意味着什么呢？ 保持原来的运动状态本领大，也就是惯性大；所以不同物体惯性大小是不一样的。那么惯性大小究竟由什么因素决定呢？师：当你看到体操队员时，要求你用几个词来形容她，你会用什么？ 相扑呢？生：苗条，灵活。师：依你们判断，老师这身材能否当相朴运动员？生：不可以师：为什么不可以？生：太苗条，不够重。师：为何相扑运动员都需要很胖？这其中有什么物理道理呢？生：.师：相扑运动员不喜欢苗条，需要重，轻的话容易被搬倒，也就是原来静止的状态被改变（变动起来），也就是轻的物体惯性小，所以相扑运动员需要惯性是很大的，从中我们可以看出惯性大小跟什么因素有关呢？生：重量，质量。师：惯性大小用质量来量度，质量越大，惯性越大；质量越小，惯性越小。所以体操运动员为了能够有灵活的动作表现，质量就要小，需要苗条；而相扑队员则不希望被别人摔倒，所以。呵呵；惯性有利也有弊，请大家看看生活中一些例子师稍微小结惯性，（由以上讨论，“学生思考，惯性大小究竟跟什么因素有关”）师：惯性既然是物体的固有属性，就与物体运动状态以及受力情况无关，无论何时何地均有惯性。质量大，惯性大（惰性）；质量是惯性大小的量度。师问：生活中你们有没亲自经历过一些惯性现象呢？学生回答【惯性的应用与防止】首先请学生讲一些印象深刻的经历刹车时存在哪些安全隐患？并提出你的意见来防止这些隐患。学生观看，并提问。安全带：当汽车急剧减速时，前座安全带将人紧紧限制在座位上，不至于前额受伤头靠：避免撞车时的鞭打效应（颈部来回剧烈运动）气囊：车辆发生，人会前倾；气囊在碰撞时充气，以缓解对人的冲击力今天这节课，我们花了很多时间跟大家一起回忆牛一研究的历史，读历史目的是使然明智，从中看到经验，我们共同经历了伽利略的观察实际实验-理想实验合理外推的研究方法；牛顿第一定律的内容及其意义惯性、质量是惯性的量度、惯性的应用及其防止【例题】1关于牛顿第一定律，下列说法正确的是( )A.牛顿第一定律是一条实验定律B.牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因C惯性定律和惯性的实质是相同的D物体的运动不需要力来维持2一个物体保持静止或匀速运动状态不变，这是因为( )A.物体一定没有受到任何力B物体一定受到两个平衡力作用C物体所受合力一定为零 D物体可能受到两个平衡力作用3下列关于惯性的说法中，正确的是( )A人走路时没有惯性，被绊倒时有惯性B百米赛跑到终点时不能立即停下是由于惯性，停下时就没有惯性了C.物体没有受外力作用时有惯性，受外力作用后惯性被克服了D物体的惯性与物体的运动状态及受力情况均无关4有人设想，乘坐气球飘在高空，由于地球的自转，一昼夜就能周游世界请你评价一下，这个设想可行吗?参考答案1答案：BD解析：牛顿第一定律是物体在理想情况下的运动规律，反映的是物体在不受外力情况下所遵循的运动规律，而自然界不受力的物体是不存在的，所以A是错误的惯性是物体保持原来运动状态不变的一种性质，惯性定律(即牛顿第一定律)则反映的是物体在一定情况下的运动规律，所以C错误由牛顿第一定律知，物体的运动不需要力来维持，但改变物体的运动状态则必须有力的作用2答案：CD解析：物体不受任何力的状态是不存在的，物体保持静止或匀速直线运动时所受的合力一定为零，可能是两个力，也可能是多个力3答案：D解析：惯性是物体的固有属性，与其内在因素即质量有关，与受力与否及运动状态无关一切物体都有惯性，质量是物体惯性大小的量度，静止物体的惯性是保持静止，匀速运动的物体的惯性是保持其速度不变当物体在外力作用下运动状态发生变化时，只要其质量不变，其惯性大小不发生变化 4解析：因为地球上的一切物体(包括地球周围的大气)都随着地球一起在自转，气球升空后，由于惯性，它仍保持原来的自转速度当忽略其他与地球有相对运动(如风)的作用产生的影响时，升空的气球与它下方的地面处于相对静止的状态，不可能使它相对地球绕行一周的。板书设计理想实验的魅力牛顿物理学的基石惯性定律惯性与质量内容(或定义)1