《伽利略的理想实验与牛顿第一定律》设计

课题§伽利略的理想实验与牛顿第一定律教学目标知识与技能1、伽利略理想实验；

2、惯性概念；

3、掌握牛顿第一定律的内容；

4、理解力是改变物体运动状态的原因；

5、能用牛顿第一定律解释惯性现象．过程与方法1、培养学生分析问题的能力，要能透过现象了解事物的本质，不能不加研究、分析而只凭经验，对物理问题决不能主观臆断．正确的认识力和运动的关系．2、帮助学生养成研究问题要从不同的角度对比研究的习惯．3、培养学生逻辑推理的能力，知道物体的运动不需要力来维持。情感、态度价值观1、通过对有关物理学史实的学习，培养学生尊重客观事实，实事求是的科学态度。2、利用动画演示伽利略的理想实验，帮助学生理解问题。3、利用生活中的例子来认识惯性与质量的关系。培养学生大胆发言，并学以致用。重点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。难点对伽利略理想实验的理解．教具投影仪、片，小车、木块、气垫导轨滑块等教学过程具体教法教学内容教学内容教学内容(一)导入新课前一章我们学习了怎样描述物体的运动，但没有进一步讨论物体为什么会做这种或那种运动。要讨论这个问题，必须知道运动和力的关系。在力学中，只研究物体怎样运动而不涉及运动和力的关系的分科叫做运动学；研究运动和力的关系的分科，叫做动力学。动力学知识在生产和科学研究中是很重要的，设计各种机器，控制交通工具的速度，研究天体运动，计算人造卫星的轨道等等，都离不开动力学知识。动力学的奠基人是英国科学家牛顿。牛顿在1687年出版了他的名著《自然哲学的数学原理》。在这部名著中，牛顿提出了三条运动定律，这三条定律称为牛顿运动定律，是整个动力的基础。这一章我们要学习的就是牛顿运动定律。在讲台上放一辆小车，使它处于静止状态提出问题：怎样才能让小车运动起来呢？（学生答：要用力去推它）师讲：从这个例子很容易得到：物体要运动，需要对它施加力的作用，那么力和运动之间关系如何呢？本节课我们就来探究这个问题。(二)新课教学

一、历史的回顾1、人类对力和运动关系的最初认识及亚里士多德其人．（见扩展资料）

2、伽利略理想实验：

（1）动画模拟该实验，并指出不能够真正试验的原因．或做课本所讲的气垫导轨实验（有视频资料），并指出为什么只是近似验证．由实验结果推出亚里士多德观点的错误，矛盾的焦点蚀是试实验条件的不同．㈠用手推小车,小车前进;停止用力,小车就停止.（教师一边演示,也引导学生讨论问题,焦点—力是维持物体运动的原因还是改变物体运动状态的原因.）通过例1讨论应该使学生明确：小车原先静止,手推小车施了推力,迫使小车改变了静·止状态开始运动,手离开了小车,推力撤去,但小车在摩擦阻力作用下,速度逐渐减小,最终停止,是力使物体运动状态改变了.㈡让足球在兰球场上、足球草地上以同样初速前进,在哪种场地上滚得更远？为什么？如果地面绝对光滑,足球又当怎样？通过例2讨论应该使学生明确：摩擦阻力越小,足球滚得越远,滚的时间越长.假想地面绝对光滑,足球就会永远运动.即物体运动不需要力来维持,力是改变物体运动状态的原因.指导学生阅读“历史的回顾”课本内容,认识牛顿第一定律是在伽利略理想实验基础上总结出来的.师生点评：亚里士多德观点来自日常经验所带来的错误.因为他没有经过科学分析,忽略了摩擦作用.伽利略理想实验：十七世纪意大利著名实验物理学家伽利略通过观察、实验、分析、推理,指出亚里士多德的“力是维持物体运动的原因”的结论是错误的.运动的小车能够停止是因为它受到摩擦阻力作用的结果.伽利略依据摩擦阻力使小车速度改变的可靠事实,设计了一个无摩擦的理想实验,并进行了科学的推理.如课本P46图3－2○○○○甲乙丙甲图让小球沿一斜面从静止滚下,小球将滚上男另一斜面,如无摩擦,小球将上升到原来高度.他推论说,如果减小第二个斜面倾角（如图乙）小球在这个斜面上达到原来高度就要通过更长的路程.继续减小第二个斜面的倾角,便它最终成水平面（如图丙）小球就再也达不到原来高度,而沿水平面以恒定速度持续运动了.由此,伽利略推出:一切运动着的物体在没有受到外力作用时,它的速度将保持不变,并且一直运动下去.师强调指出:伽利略推论是不能用实验证明的,因为物体完全不受外力是不可能做到的.物体不受阻力的条件也是无法实现的.但是,随科技进步将摩擦阻力减到很小是可以做到的.下面用汽垫导轨实验近似验证上述结论.

（2）分析伽利略理想实验：它是一个理想化的过程，但并不是凭空想象的来的，而在抽象思维过程中所创造出的一种科学推理，理想化实验是物理学中重要的研究方法．

（3）介绍伽利略．

二、牛顿第一运动定律

1、牛顿第一运动定律（惯性定律）：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．

2、惯性：物体保持原来的匀速直线运动或静止状态的性质．

3、注意：（通过实例分析）

（1）惯性与惯性定律不同．

（2）惯性是物体的固有性质，任何时候物体都具有惯性，与物体处于什么状态无关．

（3）力和运动的关系：力不是维持物体速度的原因，而是改变物体速度的原因．

4、实例参考（要让学生充分参与讨论）：

分析刹车时人往前倾；启动时人往后仰．

做小实验：惯性实验器演示惯性现象，并分析．

让学生举例分析，并指出哪些惯性现象有利，哪些惯性现象有害．导入新课提出问题交流评价课堂小结（1）历史上几位科学家对力和运动关系的看法和研究。（2）伽利略得到力和运动关系的研究方