初中物理牛顿第一定律教案格式(共19篇)由网友“泓烟”投稿提供,以下是小编为大家准备了初中物理牛顿第一定律教案格式,欢迎参阅。
篇1:初中物理牛顿第一定律教案
关键词:平衡力、阻力、速度、静止状态、匀速直线运动状态。
一、教学理念
1、教育教学工作中,坚持以人为本、注重多样化的教学方式的教育理念。
运用实验法图象法、数学极限法、受力分析法、等效法,逻辑推理得出牛顿第一定律,
2、让学生从生活走向物理,从物理走向生活
从生活中找出二力平衡的例子,过渡到学习牛顿第一定律,降低学习的难度,最后又通过学生练习,将所学物理知识应用于生活。
3、注重探究历程
让学生在实验基础上,经历实验分析与论证,交流与合作,培养科学方法、实验能力,有助于学生对“物理与生活”的认知。
4、情感态度与价值观
通过实验活动与分析让学生感受科学就在身边。
二、学情分析
牛顿第一定律是初中学习的重点也是学习难点,它是通过实验对比分析推理得出的理想 状态下物体不受力和运动之间的关系,与它紧密相连的是惯性及应用惯性解释简单惯性现象。人教版原有的书本知识顺序:先上牛顿第一定律,再上二力平衡的知识,打破这个顺序,先上二力平衡知识,再上牛顿第一定律,从教学实践上看,学生更易接受这样的顺序安排,降低了学习的难度。在实验基础上结合运用图象法、数学极限法、受力分析法、等效法,逻辑推理得出牛顿第一定律。
三、教学目标、重点、难点。
1、教学目标
(1) 学会应用实验方法来研究物理问题。
(2) 探究阻力对物体运动的影响,具有初步的观察能力、逻辑推理能力和科学想象能力。 (3) 运用数学图象法、极限法和二力平衡知识过渡到研究物体在不受力时的运动状态。
2、教学重点
在实验基础上结合数学图象法、极限法、等效法推理牛顿第一定律。
3、教学难点
牛顿第一定律实验设计
四、教学设计:
1、教学用具:小车(1辆)、长木板(两块)、毛巾(1张)、玻璃(1块)。
2、教学处理
先学习二力平衡知识后再学习理想状态下物体不受力时的牛顿第一定律。
3、教学过程
演示实验:出示一辆小车,用手推小车运动,停止用力后,车向前运动一段距离后停下。
提出问题:小车在运动过程中不受到推力的作用只受到阻力的作用,难道物体的运动需要力来维持吗?
启发:前面我们学习过二力平衡知识,物体受平衡力作用时保持平衡状态即保持匀速直
f 线运动状态或静止状态,而当物体受大小不等,方向相反且作用在一条直线时两力作用时,物体将会怎么运动呢?
(1)电线下吊着的一物体原来处于静止状态,电线突然断了,物体在重力作用下显然会下落,改变了运动状态而不能保持静止状态。
(2)如图A所示,一竖直下落的物体受到重力和阻力作用,重力方向与物体运动方向一致,而阻力方向与物体运动方向相反。由于重力作用效果大于阻力作用效果,致使这个物体运动越来越快。
(3)如图B所示,一竖直上抛的物体受到重力和阻力作用,重力方向、阻力方向都与物体运动方向相反,在两个力的作用下致使这个物体运动越来越慢。
总结:物体在非平衡力的作用下不能保持平衡状态。只有物体在平衡力作用下会保持平衡状态。
问:运动的物体在受阻力作用下将会这样运动呢?运动的物体在不受力作用下将会处于什么状态呢?前面一个问题我们通过实验来验证,后面一个问题我们可以在实验基础上来推理,下面设计实验。 a、实验设计思想
当小车以不同的初速度在相同的平面上运动时,运动路程长短不同,为了比较小车在不同的平面上受阻力后运动路程的长短,必顺控制小车的初速度,让小车在不同的平面上开始运动的初速度相同。探究小车在阻力越大时运动路程是越长,还是阻力越小时运动路程越长呢?
鼓励学生大胆猜想结果,让学生看本节的“探究”部份内容。 b.设计实验
让小车从同一斜面同一高度处滑下以获得到达斜面底端相同的速度,接着让小车以这样相同的速度在毛巾、木板、玻璃粗糙程度不同的平面上运动,并比较小车在不同的平面上运动路程的长短。
提问:做此实验注意什么问题?
答:保持斜面倾斜度不变,每次小车都从同一斜面同一位置处滑下。 C、进行实验
将一长木板倾斜后作为斜面,将另一长板与斜面底端相接作为平面。在适当高度处作下记号,让小车从这一记号处滑下,并记下小车在铺着毛巾的平面上停下的位置,改用木板和玻璃重复以上的实验。 d、实验结果
小车在毛巾表面上受到阻力最大,运动距离最短;小车在木板表面受到的阻力较大,运动距离较长;小车在玻璃表面上受到的阻力最小,运动距离最长。 e、实验分析
(1)从上面实验可看出,小车受阻力越小,它的速度减小得越慢,运动时间越长,运动路程也越长,能否用图象来表示小车在不同粗糙程度表面上运动速度与时间的关系呢? 先看这个问题,物体做加速、减速、匀速运动时速度随时间变化图象各是哪一个 ?
(a)图是减速运动,(b)是加速运动,(c)匀速运动。故选(a)图象来表示运动速度与时间变化关系。
画出小车在毛巾、木板、玻璃平面运动时速度随时间变化的图象
推理:继续换用比玻璃更光滑的平面,所得到的图象倾斜度越来越小,当平面无限光滑时,图象将与横坐标平行,得到与(c)图相同的图像,即物体作匀速运动。
V初
t
运动小车不受任何阻力时,等效于运动的物体受平衡二力的作用,据二力平衡知识可知物体将保持匀速直线运动状态,物体的运动方向和运动快慢保持不变。当物体静止不受力作用时也等效于受平衡二力的作用,物体将保持原来的静止状态。
最后师生共同总结牛顿第一定律:一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
介绍伽利略、笛卡儿的运动思想,物体不受阻力作用时,运动快慢不变作匀速运动。可见物体的运动不需要力来维持,力只是使物体的运动状态发生改变的原因。 对牛顿第一定律的说明:此定律适用于一切物体。
(1)定律前提条件:物体没有受到力的作用或在某一方向上不受力的作用,还可以推广到物体受平衡力的作用,或在某一方向上受到平衡力的作用。
(2)结论:原来静止的物体将保持静止状态,原来运动的物体将保持匀速直线运动状态,或在不受力的方向上将保持原来的相对静止状态或匀速直线运动状态,受平衡力或在某一方向上受平衡力作用亦如此。
f、巩固练习: (1)重为50N物体在光滑水平面上保持匀速直线运动状态,作用在这个物体上水平拉力是 N。
(2)一本重为80N的书静止在桌面上,如果书所有受到的力突然全部消失,书将处于 状态。
(3)如右图,用一水平推力使小球从桌面上以1m/s的水平速度滚下来后作曲线运动,,小球经0.5s后落到地面,则小球在水平方向上通过了 m 距离。(不计空气阻力) G、小结
1、通过本课的学习,你收获了通过对本章的学习你有哪些收获呢?请同学们从以下方面进行表述。
①在物理知识方面你有哪些收获?存在哪些疑惑? ②在物理方法的学习运用上你又有哪些收获?
篇2:初中物理牛顿第一定律教案
1、让小车从斜面顶端从静止开始滑下,分别在光滑程度不同的水平面运动,小车最后都会慢慢停下来,这是因为 ,得到的结论是:水平面越光滑,小车受到的摩擦力越小,速度减小得越
。由此可推理出:如果小车不受力,小车将 。
2、关于惯性,下列说法中正确的是( )
A、物体静止时有惯性,运动时没有惯性 B、物体保持静止或匀速直线运动状态时才有惯性
C、物体受力作用时才有惯性 D、物体的惯性与运动状态或是否受力无关
3、我国公安部门规定:在高速公路上,汽车驾驶员和乘客都要系上安全带,主要是为了减轻下列哪种情况下可能造成对人身的伤害( )
A、汽车加速 B、汽车速度过快 C、紧急刹车 D、汽车突然启动
4、一本书放在水平桌面上,下列哪一对力是书受到的平衡力( )
A、书的重力和书对桌面的压力 B、书的重力和桌面对书的支持力
C、书对桌面的压力和桌面对书的支持力 D、书对桌面的压力和桌子受到的重力
5、惯性是造成许多交通事故的原因,下列不是为了防止由于惯性而造成交通事故所制定的交通规则是( )
A、某些地段要对机动车辆限速 B、车辆快速行驶时要保持车距
C、车辆靠右侧行驶 D、小型客车的驾驶员必须系安全带
6、跳伞运动员在空中张开落伞后,跳伞运动员匀速下降,这是因为跳伞运动员( )
A、没有受到重力作用 B、受到的重力小于阻力
C、受到的重力等于阻力 D、受到的重力大于阻力
7、画出在平直公上匀速行驶的汽车受力的示意图。
8、惯性和惯性定律不同之处在于: 描写物体运动规律, 描写物体本身的性质; 的成立是有条件的,而 是任何物体都具有。
能力提高
9、举例写出你观察到的在生产、生活以及交通运输等方面发生的惯性现象的两个例子,并结合所举事例分别说明如何防止或利用惯性。
10、两千多年前,古希腊学者亚里士多德认为:必须有力作用在物体上,物体才能运动,没有力,物体就会静止。这个结论是亚里士多德对生活中的现象进行观察总结出来的。人们确实看到,用力推一个木箱它就运动,停止用力,木箱就静止。因为这种现象,亚里士多德的观点在两千多年里被人们普遍接受,直到后来伽利略推翻了这个观点。
你认为亚里士多德错在了什么地方?怎样解释上述“推木箱”的现象?
11、请你设计一个实验探究二力平衡的条件,要求:写出实验器材、实验步骤、实验结果,并比较二力平衡的条件和作用力与反作用力的条件有何相同点和不同点。
篇3:初中物理牛顿第一定律教案
1.知识与技能
⑴体会伽利略的理想实验思想。
⑵理解牛顿第一定律的内容及意义;理解力和运动的关系。
⑶理解惯性的概念,知道质量是惯性大小的量度。
2.过程与方法
⑴通过回顾历史探究过程理解牛顿第一定律的形成过程。
⑵理解理想实验是科学研究的重要方法。
3.情感态度与价值观
⑴通过运动和力的关系的历史探究过程,使学生体会规律的形成都有一个从感性到理性、从低级到高级的产生、发展和演变的过程。
⑵通过理想斜面的教学,体会理想实验的魅力。
篇4:初中物理牛顿第一定律教案
1.教学重点:通过回顾历史探究过程理解牛顿第一定律;惯性的理解。
2.教学难点:力和运动的关系;惯性和质量的关系。
篇5:初中物理牛顿第一定律教案格式
教学目标
一、知识与技能:
知道并能用语言表述牛顿第一定律
二、过程与方法:
培养学生严谨的逻辑推理能力。
通过对大量实例的分析,培养学生归纳、综合能力。
善于思考、善于总结,把物理与实际生活紧密结合。
三、情感态度与价值观:
通过探究物体不受力时怎样运动,形成实事求是、不迷信、尊重自然规律的科学态度。
教学重与难点
重点:“理想实验”法,牛顿第一定律。
难点:让学生确信牛顿第一定律并理解其内涵。
教学准备 惯性小车、斜面、木块、木板、毛巾、标志小旗.
教学过程
一、体验、观察、顿悟、阐述
师:同学们,根据平常的观察和生活经验告诉我们:力可以使静止的物体运动,也可以使运动的物体静止。(请观察)
学生实验一:抽学生到讲台上做用力使讲桌运动的实验。并指出当我们用力推或拉桌子时,桌子才会运动,当推力或拉力撤消后,桌子就停止运动。(A、运动需要力来维持)
学生实验二:学生演示小车在木板上运动情况。用力推小车时小车开始运动,当推力撤消后小车仍能运动。
(B、运动不需要力来维持)
师:既然物体的运动不需要力来维持,小车为什么会停下来呢?
生:是桌面对小车的阻力。
(好,下面我们就用实验来探究阻力对物体运动的影响)
二、探究、归纳、推理
(一)探究:阻力对物体运动的影响
1、介绍实验器材。
2、请同学带着下面的问题和老师一起来完成实验探究。
(1)为充分“显示”阻力对物体运动情况的影响,每次实验时应该控制哪些因素相同?如何改变物体受到的阻力?
(2)为什么让小车从斜面的同一高度滑下?
(3)小车在不同材料的平面上最终停下来的原因是什么?
3、演示书上图12.5-3所示的实验。
(1)观察实验现象,记录实验结果。
接触面
阻力的大小
(选填“大”“较小”或“最小”)
小车运动的距离
(选填“短”“较长”或“很长”)
毛巾
棉布
木板
(2)交流讨论思考题。
(3)展示讨论结果。
(二)归纳
生:平面越光滑,小车运动的距离越 远 ,这说明小车受到的阻力越小 ,速度减小得越 慢 。
(三)推理,升华实验结论。
师:如果我们将木板换成表面更光滑的玻璃,小车运动的距离与在木板上运动的距离相比较,哪一个更远些?
生:在玻璃上运动的距离更远。
师:如果有一种材料,它的表面绝对光滑,对小车受到的阻力为零,小车将做什么样的运动?
生:小车将以恒定不变的速度永远运动下去。
师:运动的物体不受力将一直运动下去,那静止的物体如果不受力,会怎样呢?
生:永远保持静止状态。
三、揭示规律、板书课题
一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态.
师:今天同学们在实验的基础上通过进一步推理得出的规律跟17世纪英国科学家牛顿得出规律完全一样。同学们真棒,你们是当今的牛顿。
板书课题:牛顿第一定律
想想议议(学生交流讨论)
1、牛顿第一定律的适用范围:;成立的条件: ;结论: 。
2、静止的物体如果不受力的作用将保持状态;运动的物体如果不受力的作用将保持 。
师:牛顿第一定律充分揭示了物体运动和力的关系,力不是用来维持物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因。
四、课堂练习(见学生手中小练习)
五、课堂小结
1、牛顿第一定律的内容是:一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
2、适用范围:一切物体;条件:不受力;结论:总保持静止状态或匀速直线运动状态。
3、力是改变物体运动状态的原因。
六、课外作业(略)
附板书设计
12.5 牛顿第一定律
1、内容:一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
2、适用范围:一切物体;
条 件:不受力;
结 论:总保持静止状态或匀速直线运动状态。
3、力是改变物体运动状态的原因。
篇6:初中物理牛顿第一定律教案格式
一、三维目标
1.知识与技能
⑴体会伽利略的理想实验思想。
⑵理解牛顿第一定律的内容及意义;理解力和运动的关系。
⑶理解惯性的概念,知道质量是惯性大小的量度。
2.过程与方法
⑴通过回顾历史探究过程理解牛顿第一定律的形成过程。
⑵理解理想实验是科学研究的重要方法。
3.情感态度与价值观
⑴通过运动和力的关系的历史探究过程,使学生体会规律的形成都有一个从感性到理性、从低级到高级的产生、发展和演变的过程。
⑵通过理想斜面的教学,体会理想实验的魅力。
二、教材分析
牛顿运动定律是整个力学体系的基石,而牛顿第一定律又是这个“基石”中的“基石”,它定性地揭示了力和运动的关系,提出惯性的概念,为定量研究力和运动的关系拉开了序幕。
高中教材与初中相比,主要有四方面的不同。
一是定律内容深浅不同:初中教材叙述为“一切物体在没有受到外力作用的时候,总是保持静止状态或匀速直线运动状态”;高中教材叙述为“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”。高中教材中的表述具有更为丰富的内涵,它强调了力是改变物体运动状态的原因,突出了第一定律的独立性和重要意义,也为学习牛顿第二定律做了一定的铺垫。
二是惯性的认识层次不同:初中强调一切物体都有惯性,高中侧重惯性与质量的关系。
三是实验的设计、探究及思维深度不同:初中为斜面小车实验;高中为伽利略理想实验,突出了理想实验这种科学方法的价值所在。
四是情感、态度、价值观的体现不同:初中对牛顿第一定律建立的历史一语带过,高中教材回顾了历史,让学生体会一个规律的获得是一代又一代人努力的结果,能够激发学生追求科学,勇于创新的情感。
三、学情分析
经过初中的学习,学生初步知道了牛顿第一定律的内容和惯性的概念,但是缺乏对牛顿第一定律建立历史的了解,对内容也是一知半解。
学生对于“质量是惯性的量度”更是缺乏认识,凭借自己的生活经验,认为速度也是惯性的量度。教师要在课堂上充分引导,配合实验、结合生活事例来澄清概念。
教学实践表明,学生在头脑中建立正确的力和运动关系的过程,并非一帆风顺,常常形成与亚里士多德相似的观点,且根深蒂固。处理具体的实际问题时,一些直觉的错误观点不时冒出来,存在着严重的“口是心非”问题。
四、教学重难点
1.教学重点:通过回顾历史探究过程理解牛顿第一定律;惯性的理解。
2.教学难点:力和运动的关系;惯性和质量的关系。
五、教学活动设计
(一)创设游戏,引入课题
撕纸游戏
猜一猜:
1.一张纸已剪成两截,但未完全剪断,如果迅速用力撕两边,纸会断成几截?
2.现在把纸剪成三截,但未完全剪断,如果迅速用力撕两边,纸会断成几截?
大家不要动手,先猜一猜。
3.如果在中间的纸下面夹一个夹子,然后迅速撕两边,纸会断成几截?
请大家想一想:为什么是这样一个结果呢?怎样解释我们的游戏呢?其实,在我们的游戏中还涉及到一个古老的话题──力和运动:用力撕纸,纸条断开运动起来。运动和力之间到底有什么关系呢?带着这些问题,我们一起来体验古人的探究过程,学习古人的探究方法,进一步理解论述运动和力关系的牛顿第一定律。
(二)回顾历史,探究定律
1.情景设问,经验猜想
在人类历史的长河中,运动和力如影随形,总是和人们的生活、生产密切相关。比如:马拉车则车前进,不再拉,前进的车会停下来;人象推车则车前进,不再推,前进的车会停下来;踢球,球沿草地向前滚动,不再踢,滚动的球会慢慢停下来。
思考:运动和力之间有什么关系呢?
最早提出这个问题并给出经验猜想的是古希腊学者亚里士多德。
他根据生活生产经验猜想:必须有力作用在物体上,物体才能运动;没有力的作用,物体就要静止在一个地方。运动需要力维持。
他的观点来自实际经验,还能用实际经验验证,所以被人们广泛接受,并维持了近两千年。
设问:我们现在知道,他的观点是错误的。那么他有贡献吗?
亚里士多德的贡献:开创了一个新的研究领域。
首先质疑并深入研究的是十六世纪的伽利略。他观察了球的滚动。
2.质疑假设,科学猜想
当球沿斜面向下滚动时,它的速度增大,而向上滚动时,速度减小。他由此猜想:当球沿水平面滚动时,它的速度应该不增不减。实际观察的结果是:沿水平面滚动的球越来越慢,最后停下来。
①现象:沿水平面滚动的球越来越慢,最后停下来。
按照亚里士多德的观点,球停下来是因为没有力的作用。伽利略恰恰从这一现象出发,对亚里士多德的观点提出质疑。
②质疑:滚动的球之所以停下来,真的是因为没有力的作用吗?
设问:球停下来的原因是什么呢?
在伽利略之前,人们还没有意识到摩擦力这种无形的力,伽利略是第一个意识到摩擦力的人。
他改变了水平面的粗糙程度,发现:水平面越光滑,球滚得越远。于是,他推断这是摩擦阻力作用的结果。
结论:滚动的球停下来,是摩擦阻力作用的结果。
③假设:若没有摩擦阻力,沿水平面滚动的球将怎样运动呢?
④猜想:若没有摩擦阻力,球将永远滚动下去。
过渡:伽利略设计了一个双斜面实验。
3.实验探究,得出结论
(1)双斜面实验
左斜面固定,右斜面倾角可变。实验中我们设定小球始终从左斜面定位卡处由静止释放。
①固定右斜面,改变小球所受的摩擦,观察小球上升的高度怎样变化。重复一次。
思考:
1.小球所受摩擦阻力的大小与小球上升的高度之间有什么关系?
2.摩擦阻力的大小与释放点到上升的点的高度差是什么关系?
3.如果没有摩擦,小球会上升到多高的地方?
②减小右斜面倾角,观察小球沿斜面运动的最远距离怎样变化。重复一次。
思考:
1.减小右斜面倾角,小球沿斜面运动的最远距离如何变化?
2.如果没有摩擦,减小右斜面倾角,沿斜面滚动的最远距离怎样变化?小球将上升到多高的地方?
③将右斜面放平,释放小球,观察小球的运动。
思考:
1.如果水平木板足够长,小球会停下来吗?
2.如果没有摩擦,水平木板足够长,小球将滚到哪里去呢?
过渡:现在通过动画来模拟没有摩擦阻力时小球的运动。我们为动画配了一段话剧。
(2)动画模拟
(老师扮演伽利略,学生扮演小球。)
伽利略:小球先生(小姐),如果没有摩擦,你会爬上什么高度呢?
小球:我会搭乘梦想的阶梯一步一步往上爬,直到爬上原来的高度。
伽利略;如果我减小右斜面的倾角,你还会爬到原来的高度吗?
小球:梦想有多高,我就可以爬多高,只是我要走的路程更长了。
伽利略:如果我继续减小右斜面的倾角呢?
小球:我心依旧,只是又多了一段山水之程。
伽利略:如果我把右斜面放平,你还会为了自己的梦想而前行吗?
小球:路漫漫其修远兮,吾将上下而求索。既然选择了高度,留给世界的便只能是背影。
播放周杰伦的《蜗牛》节选:我要一步一步往上爬/在点乘着叶片往前飞 /小小的天 留过的泪和汗/总有一天我有属于我的天
希望同学们像小球一样怀着梦想,沿着人生的轨道一步一步往前行!总有一天,你有属于你的天!
过渡:伽利略的双斜面实验是一个理想实验。
(3)理想实验的魅力:
实验(事实)+逻辑推理
通过可靠的实验事实,加上合理的逻辑推理,得出规律的一种方法。
理想实验的魅力:实验不能实现的地方,思维向前一步。
这种方法非常了不起!爱因斯坦是这样评价的:伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法是人类思想最伟大的成就之一,而且标志着物理学的真正开端。这个评价实事求是,从亚里士多德到伽利略,经历了多年,物理学徘徊不前;从伽利略到爱因斯坦,只经历300多年,物理学的大厦初步建立,大师辈出。这都得益于伽利略首创的实验研究方法。
过渡:通过双斜面理想实验,伽利略得出了结论。
(3)伽利略:若没有摩擦阻力,沿水平面滚动的球将永远滚动下去。运动不需要力维持。
回顾、思考:
①静止的车、足球为什么运动起来?
②运动的车、足球为什么会停下来?
③力和运动之间有什么关系?
力是改变物体运动状态的原因。
设问:运动状态是用什么物理量描述?
车由静止变为运动,受到了推、拉力;由运动变为静止,受到了摩擦阻力。足球由静止变为运动,受到了脚的力;由运动变为静止,受到了草地的摩擦阻力。
过渡:与伽利略同时代的法国科学家笛卡尔对他的观点进行了补充。
4.补充完善,形成定律
(1)笛卡尔的补充:除非物体受到力的作用,物体将永远保持其静止或运动状态,永远不会使自己沿曲线运动,而只保持在直线上运动。这应成为一个原理,它是人类整个自然观的基础。
笛卡尔补充了物体不受力时保持静止状态或匀速直线运动状态。
过渡: 1642年,伽利略逝世,1643年牛顿在英国诞生。牛顿是人类历最伟大的科学家之一。主要贡献有发明了微积分,发现了万有引力定律和经典力学,设计并制造了第一架反射式望远镜等等。
牛顿在1687年出版的《自然哲学的数学原理》一书中提出了三条运动定律。牛顿把伽利略、笛卡尔的正确结论总结成为牛顿第一定律,它是牛顿物理学的基石。
(2)牛顿第一定律:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。
过渡:现在我们来理解定律。
(三)理解定律,了解惯性
思考:牛顿第一定律中论述的运动和力的关系是怎样的?
1.运动和力的关系:力是改变物体运动状态的原因。
物体不受力,保持匀速直线运动状态或静止状态;运动状态变化,物体一定受到力的作用。
思考:物体不受力时“总保持匀速直线运动状态或静止状态”,这能不能通过实验验证呢?
不能。由于不受力作用的物体是不存在的。许多阻力很小的现象可以帮助我们理解牛顿第一定律。
2.阻力很小的现象:冰壶
从视频可以看出,冰壶在一段时间内速度的大小和方向几乎不变,直到碰上另一个冰壶。
思考:定律中还论述了什么呢?
篇7:物理牛顿第一定律教案
一、三维目标
1.知识与技能
⑴体会伽利略的理想实验思想。
⑵理解牛顿第一定律的内容及意义;理解力和运动的关系。
⑶理解惯性的概念,知道质量是惯性大小的量度。
2.过程与方法
⑴通过回顾历史探究过程理解牛顿第一定律的形成过程。
⑵理解理想实验是科学研究的重要方法。
3.情感态度与价值观
⑴通过运动和力的关系的历史探究过程,使学生体会规律的形成都有一个从感性到理性、从低级到高级的产生、发展和演变的过程。
⑵通过理想斜面的教学,体会理想实验的魅力。
二、教材分析
牛顿运动定律是整个力学体系的基石,而牛顿第一定律又是这个“基石”中的“基石”,它定性地揭示了力和运动的关系,提出惯性的概念,为定量研究力和运动的关系拉开了序幕。
高中教材与初中相比,主要有四方面的不同。
一是定律内容深浅不同:初中教材叙述为“一切物体在没有受到外力作用的时候,总是保持静止状态或匀速直线运动状态”;高中教材叙述为“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”。高中教材中的表述具有更为丰富的内涵,它强调了力是改变物体运动状态的原因,突出了第一定律的独立性和重要意义,也为学习牛顿第二定律做了一定的铺垫。
二是惯性的认识层次不同:初中强调一切物体都有惯性,高中侧重惯性与质量的关系。
三是实验的设计、探究及思维深度不同:初中为斜面小车实验;高中为伽利略理想实验,突出了理想实验这种科学方法的价值所在。
四是情感、态度、价值观的体现不同:初中对牛顿第一定律建立的历史一语带过,高中教材回顾了历史,让学生体会一个规律的获得是一代又一代人努力的结果,能够激发学生追求科学,勇于创新的情感。
三、学情分析
经过初中的学习,学生初步知道了牛顿第一定律的内容和惯性的概念,但是缺乏对牛顿第一定律建立历史的了解,对内容也是一知半解。
学生对于“质量是惯性的量度”更是缺乏认识,凭借自己的生活经验,认为速度也是惯性的量度。教师要在课堂上充分引导,配合实验、结合生活事例来澄清概念。
教学实践表明,学生在头脑中建立正确的力和运动关系的过程,并非一帆风顺,常常形成与亚里士多德相似的观点,且根深蒂固。处理具体的实际问题时,一些直觉的错误观点不时冒出来,存在着严重的“口是心非”问题。
四、教学重难点
1.教学重点:通过回顾历史探究过程理解牛顿第一定律;惯性的理解。
2.教学难点:力和运动的关系;惯性和质量的关系。
五、教学活动设计
(一)创设游戏,引入课题
撕纸游戏
猜一猜:
1.一张纸已剪成两截,但未完全剪断,如果迅速用力撕两边,纸会断成几截?
2.现在把纸剪成三截,但未完全剪断,如果迅速用力撕两边,纸会断成几截?
大家不要动手,先猜一猜。
3.如果在中间的纸下面夹一个夹子,然后迅速撕两边,纸会断成几截?
请大家想一想:为什么是这样一个结果呢?怎样解释我们的游戏呢?其实,在我们的游戏中还涉及到一个古老的话题──力和运动:用力撕纸,纸条断开运动起来。运动和力之间到底有什么关系呢?带着这些问题,我们一起来体验古人的探究过程,学习古人的探究方法,进一步理解论述运动和力关系的牛顿第一定律。
(二)回顾历史,探究定律
1.情景设问,经验猜想
在人类历史的长河中,运动和力如影随形,总是和人们的生活、生产密切相关。比如:马拉车则车前进,不再拉,前进的车会停下来;人象推车则车前进,不再推,前进的车会停下来;踢球,球沿草地向前滚动,不再踢,滚动的球会慢慢停下来。
思考:运动和力之间有什么关系呢?
最早提出这个问题并给出经验猜想的是古希腊学者亚里士多德。
他根据生活生产经验猜想:必须有力作用在物体上,物体才能运动;没有力的作用,物体就要静止在一个地方。运动需要力维持。
他的观点来自实际经验,还能用实际经验验证,所以被人们广泛接受,并维持了近两千年。
设问:我们现在知道,他的观点是错误的。那么他有贡献吗?
亚里士多德的贡献:开创了一个新的研究领域。
首先质疑并深入研究的是十六世纪的伽利略。他观察了球的滚动。
2.质疑假设,科学猜想
当球沿斜面向下滚动时,它的速度增大,而向上滚动时,速度减小。他由此猜想:当球沿水平面滚动时,它的速度应该不增不减。实际观察的结果是:沿水平面滚动的球越来越慢,最后停下来。
①现象:沿水平面滚动的球越来越慢,最后停下来。
按照亚里士多德的观点,球停下来是因为没有力的作用。伽利略恰恰从这一现象出发,对亚里士多德的观点提出质疑。
②质疑:滚动的球之所以停下来,真的是因为没有力的作用吗?
设问:球停下来的原因是什么呢?
在伽利略之前,人们还没有意识到摩擦力这种无形的力,伽利略是第一个意识到摩擦力的人。
他改变了水平面的粗糙程度,发现:水平面越光滑,球滚得越远。于是,他推断这是摩擦阻力作用的结果。
结论:滚动的球停下来,是摩擦阻力作用的结果。
③假设:若没有摩擦阻力,沿水平面滚动的球将怎样运动呢?
④猜想:若没有摩擦阻力,球将永远滚动下去。
过渡:伽利略设计了一个双斜面实验。
3.实验探究,得出结论
(1)双斜面实验
左斜面固定,右斜面倾角可变。实验中我们设定小球始终从左斜面定位卡处由静止释放。
①固定右斜面,改变小球所受的摩擦,观察小球上升的高度怎样变化。重复一次。
思考:
1.小球所受摩擦阻力的大小与小球上升的高度之间有什么关系?
2.摩擦阻力的大小与释放点到上升的点的高度差是什么关系?
3.如果没有摩擦,小球会上升到多高的地方?
②减小右斜面倾角,观察小球沿斜面运动的最远距离怎样变化。重复一次。
思考:
1.减小右斜面倾角,小球沿斜面运动的最远距离如何变化?
2.如果没有摩擦,减小右斜面倾角,沿斜面滚动的最远距离怎样变化?小球将上升到多高的地方?
③将右斜面放平,释放小球,观察小球的运动。
思考:
1.如果水平木板足够长,小球会停下来吗?
2.如果没有摩擦,水平木板足够长,小球将滚到哪里去呢?
实验事实 | 逻辑推理(无摩擦,右斜面足够长) | |
右斜面固定 | 摩擦越小,球滚得越高 | 球将滚上原来的高度 |
减小右倾角 | 球沿斜面滚得越远 | 球沿斜面滚得越远,一直滚到原来的高度 |
放平右斜面 | 球滚得最远 | 球将一直滚动下去 |
过渡:现在通过动画来模拟没有摩擦阻力时小球的运动。我们为动画配了一段话剧。
(2)动画模拟
(老师扮演伽利略,学生扮演小球。)
伽利略:小球先生(小姐),如果没有摩擦,你会爬上什么高度呢?
小球:我会搭乘梦想的阶梯一步一步往上爬,直到爬上原来的高度。
伽利略;如果我减小右斜面的倾角,你还会爬到原来的高度吗?
小球:梦想有多高,我就可以爬多高,只是我要走的路程更长了。
伽利略:如果我继续减小右斜面的倾角呢?
小球:我心依旧,只是又多了一段山水之程。
伽利略:如果我把右斜面放平,你还会为了自己的梦想而前行吗?
小球:路漫漫其修远兮,吾将上下而求索。既然选择了高度,留给世界的便只能是背影。
播放周杰伦的《蜗牛》节选:我要一步一步往上爬/在点乘着叶片往前飞 /小小的天 留过的泪和汗/总有一天我有属于我的天
希望同学们像小球一样怀着梦想,沿着人生的轨道一步一步往前行!总有一天,你有属于你的天!
过渡:伽利略的双斜面实验是一个理想实验。
(3)理想实验的魅力:
实验(事实)+逻辑推理
通过可靠的实验事实,加上合理的逻辑推理,得出规律的一种方法。
理想实验的魅力:实验不能实现的地方,思维向前一步。
这种方法非常了不起!爱因斯坦是这样评价的:伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法是人类思想最伟大的成就之一,而且标志着物理学的真正开端。这个评价实事求是,从亚里士多德到伽利略,经历了2000多年,物理学徘徊不前;从伽利略到爱因斯坦,只经历300多年,物理学的大厦初步建立,大师辈出。这都得益于伽利略首创的实验研究方法。
过渡:通过双斜面理想实验,伽利略得出了结论。
(3)伽利略:若没有摩擦阻力,沿水平面滚动的球将永远滚动下去。运动不需要力维持。
回顾、思考:
①静止的车、足球为什么运动起来?
②运动的车、足球为什么会停下来?
③力和运动之间有什么关系?
力是改变物体运动状态的原因。
设问:运动状态是用什么物理量描述?
车由静止变为运动,受到了推、拉力;由运动变为静止,受到了摩擦阻力。足球由静止变为运动,受到了脚的力;由运动变为静止,受到了草地的摩擦阻力。
过渡:与伽利略同时代的法国科学家笛卡尔对他的观点进行了补充。
4.补充完善,形成定律
(1)笛卡尔的补充:除非物体受到力的作用,物体将永远保持其静止或运动状态,永远不会使自己沿曲线运动,而只保持在直线上运动。这应成为一个原理,它是人类整个自然观的基础。
笛卡尔补充了物体不受力时保持静止状态或匀速直线运动状态。
过渡: 1642年,伽利略逝世,1643年牛顿在英国诞生。牛顿是人类历最伟大的科学家之一。主要贡献有发明了微积分,发现了万有引力定律和经典力学,设计并制造了第一架反射式望远镜等等。
牛顿在1687年出版的《自然哲学的数学原理》一书中提出了三条运动定律。牛顿把伽利略、笛卡尔的正确结论总结成为牛顿第一定律,它是牛顿物理学的基石。
(2)牛顿第一定律:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。
过渡:现在我们来理解定律。
(三)理解定律,了解惯性
思考:牛顿第一定律中论述的运动和力的关系是怎样的?
1.运动和力的关系:力是改变物体运动状态的原因。
物体不受力,保持匀速直线运动状态或静止状态;运动状态变化,物体一定受到力的作用。
思考:物体不受力时“总保持匀速直线运动状态或静止状态”,这能不能通过实验验证呢?
不能。由于不受力作用的物体是不存在的。许多阻力很小的现象可以帮助我们理解牛顿第一定律。
2.阻力很小的现象:冰壶
从视频可以看出,冰壶在一段时间内速度的大小和方向几乎不变,直到碰上另一个冰壶。
思考:定律中还论述了什么呢?
篇8:物理牛顿第一定律教案
一、设计思想
物理学是一门与自然、生活、技术进步和社会发展有着最为广泛联系的科学。让学生封闭在既不联系自然,也不联系生产、生活,远离科学探究乐趣,甚至根本不可能存在的“思辩游戏”式的难题和怪题的牢笼之中,他们是不可能热爱物理课程的。所以要让学生在体验中获得物理规律,在物理史实中领略思维的力量和美。本节课的设计特点是注重物理规律的发现和发展,对科学家的创造性思维品质和敢于置疑、坚持真理的献身精神成为情感态度价值观教育的好素材。另外,实验的验证是本节课必需要的。适当介绍一些物理学史的知识,通过对大量实例的分析,让学生真正理解力不是维持物体速度的原因,而是改变物体速度的原因。先是介绍了人类对力和运动关系的发展历史,并着重讲述了伽俐略的理想实验及其重要的实验思想。然后引入了牛顿第一定律,引入了惯性概念,并由此分析出力不是维持物体速度的原因,而是改变物体速度的原因。
二、教材分析
牛顿第一定律是牛顿定律的基石,正是因为它破除了长达近两千年的亚里士多德的错误,改变了人类的自然观和世界观,才导致牛顿第二定律得出。与此同时,它本身还包含着力、惯性、和参考系这些极富成果的科学概念,成为物理学理论的支柱和基石。另外,伽利略的研究过程蕴涵了重要的科学方法,教学中要引导学生领会牛顿第一定律的含义,充分说明伽利略“理想实验”的实验基础和推理过程,展示了伽利略斜面理想实验的猜想依据、推断结果这一思维过程,通过教学让学生明确运动和力的关系,提升对力、惯性、质量等基本概念的理解。惯性是学生学习运动和力的基础,因其抽象难懂而成为难点。新课标中本节内容对学生有以下基本要求:1.了解亚里士多德对力和运动关系的论述及存在的错误。2.认识伽利略研究运动和力关系的思想方法,了解理想实验的作用。3.知道速度是描述物体运动状态的物理量。4.理解牛顿第一定律的内容,能够运用牛顿第一定律解释有关现象。5.知道惯性是物体的固有属性,知道质量是物体惯性大小的量度。6.运用惯性概念,解释有关实际问题。在发展要求中:1.了解运动学和动力学研究角度的差异。2.会识别惯性系与非惯性系。
三、学情分析
本节所述内容在初中课本上已涉及到,初中课本中用到的标题是惯性定律,所以学生已有一定的基础,关键是如何让学生加深对牛顿第一定律的理解。对力和运动的关系,从日常经验出发,人们往往会产生错误的认识,所以使学生建立起运动改变的原因在于物体间的相互作用力的观点,不是轻而易举的事情。在对惯性的学习中,这仍是学生难于理解的问题。许多学生把物体具有保持匀速直线运动和静止状态的性质与物体在这种状态下的特点混为一谈。
四、教学目标
1.知识、技能目标:
(1)理解牛顿第一定律的内容及意义。
(2)理解惯性,知道日常生活中由于惯性而产生的简单现象,会解释日常生活中的惯性现象。
2.能力、方法目标:培养学生严谨的逻辑推理能力;通过对大量实例的分析,培养学生归纳、综合能力。善于思考、善于总结,把物理与实际生活紧密结合。
3.情感、态度目标:让学生知道科学研究过程的艰难,领悟实验加推理的科学研究方法。
五、重点难点
本节的重点是伽利略理想实验,难点是对惯性的理解。
六、教学策略与手段
探究式教学,按物理史实为线索展示物理规律的形成。
七、课前准备
自制理想斜面实验器(用有很小凹槽的柔软铝塑板作为轨道)、气垫导轨。
八、教学过程
1.创设情景、新课引入
(1) 引导学生看两张来自生活的图片(多媒体投影):
视频驾车飞越黄河引入
②亚洲飞人柯受良驾车飞越黄河,他凭什么有这种胆识去飞越气势磅礴的黄河呢?
第三章 静力学是研究物体受力情况,第
一、二章 运动学是描述和研究物体运动规律,但无法回答物体为什么做这样的运动。所以,要解决这类问题,就必须研究力与运动的关系. 爱因斯坦增把一代一代科学家探索自然奥秘的努力,比作福尔摩斯侦探小说中破案过程,有时候明显可见的线索却把人们引向错误的判断. 力与运动的关系就经历这一个过程。
2.历史回顾
首先让同学看一个实验:用手推车,车前进,停止用力,车停止。
设问:生活中还有哪些类似此类的现象?(由学生思考后回答)
学生答:可能有如静止的自行车用力踩脚踏板才开始运动,如没有对车继续用力,它最终会停下来。静止的秋千用力时,它会摆动起来。停止用力时,它会最终停下来,等等。
两种主要观点:
1.亚里士多德观点:力是维持物体运动的原因
(在得出亚里士多德的观点后)
设问:你认为这个观点有什么问题?(学生思考后回答)
学生也许有不同的观点,由于初中已学习过这部分知识,所以学生会得到此观点是错误的,但不少同学心中的疑虑还是存在的。
在学生提出的观点后指出:亚里士多德的观点一直维持和统治人们的思想近两千年,才到三百年前伽俐略才指出,力不是维持物体运动的原因,物体运动不需要力。指出亚里士多德在当时提出了很多观点,有时候提出问题比证明一个问题更难,所以说亚里士多德毫无疑问是伟大的。
2.伽俐略的观点:物体运动不需要力
设问:现在假设你是伽俐略,你会寻找怎样的“侦察”方法去推翻这维持两千年的“错案”?
(组织学生进行相互讨论思考:然后叫几个学生代表发言)
给学生充分展示自己思维过程的机会,让他们自己去探求物理规律的真伪,让每一个学生都能够深刻体会力和运动之间的关系。
结论:引起亚里士多德错误观点的“罪魁祸首”是:摩擦力(说明自行车停下,停下不是没有受外力,而是受了摩擦力才停的,如没有摩擦力,会永远运动下去不停,看来物体运动是不需力的)。
介绍伽俐略创造的“侦察”方法:理想斜面
这个想法是如何产生的呢?伽俐略注意到,当一个小球沿斜面下滚时速度会增加,小球沿斜面上滚时时速度会减小,他由此猜想,当小球沿水平面滚动时,它的速度应该不增不减,实际上他发现,球越来越慢,最后停下来,伽俐略认为:这是由于摩擦阻力的缘故,他推理:若没有摩擦力,球将永远滚下去,为了说明他的思想,他设计理想斜面实验。
(1) 实验演示理想斜面实验整个过程(说明:主要是为了理解伽俐略的思想)
学生分组实验:理想斜面实验
(2)再用视频动画演示理想斜面实验
通过对理想斜面实验的演示,说明物理研究中抓住主要因素,忽略次要因素的必要性,同时也展示了物理研究思想的美妙和逻辑的力量。(由于现实生活中不可能有绝对光滑的斜面,所以这个实验是个“理想实验”。)
尽管现实生活中没有绝对光滑的平面。但可以创造比较光滑的平面去证明伽俐略的想法:
视频实验:气垫导轨上物体近匀速的运动
最后总结(投影):
①伽俐略理想实验对科学研究的意义。
②介绍伽俐略其人其事,通过对伽俐略其人其事的了解,强调指出,在我们今天看来是非常简单的道理。在它发现的最初往往是非常艰难的,如果没有坚强的意志和信念,没有足够的事实和理论依据去支持你,许多人可能会放弃,但伽俐略没有放弃。
让学生意识到:一个规律的发现并不是一帆风顺的,不是一开始的认识就是对的,而是需要人类不断探索才能形成的,并明白科学研究过程的艰难和科学家为此所付出的努力和心血。
至此,我们已经对力和物体运动之间的关系有了一个正确的认识。
3.与伽俐略同时代的法国科学家笛卡儿,补充和完善了伽俐略观点,他认为: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,既不会停下来,也不会偏离原来的方向。他支持了伽利略力不是物体的运动的观点,并且还强调没有力作用时物体的运动情况。他还认为,这应该要作为一个原理加以确立,并且是人类整个自然界的基础。
强调笛卡儿对伽俐略观点的提升与补充,指出两者之间的差异。
3.定律的学习、理解
在伽俐略和笛卡儿的正确结论隔了一代人后,由牛顿总结成整个牛顿力学的一条基本定律。
牛顿第一定律(惯性定律):一切物体总保持匀速直线运动状态或静上状态,直到有力迫使它改变这种状态——物理学的基石。
投影介绍牛顿——“经典力学之父”的成就,指出牛顿第一定律是牛顿力学系统中的基础。 对定律的理解指出:
①物体运动不需要力。(不受力时,运动会一直运动下来,静止的一直静止)
②力是改变物体运动状态的原因。
思考与讨论:从牛顿第一定律我们得知,物体都要保持它们原来的匀速直线运动或静止的状态,或者说,它们都具有抵抗运动状态变化的“本领”。但是这种“本领”的大小是不一样的。
物体抵抗运动状态变化的“本领”,与什么因素有关?请大家通过实例进行分析。
由学生分组讨论,收集各组的实例和观点,老师对此进行总结并对错误的认识进行引导和纠正。指出:把物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质叫惯性。在此基础上,再提以下设问:
由现象得出:惯性是物体固有的属性,与物体的运动状态无关,物体的质量是物体惯性的量度。
通过下面的问题来巩固和理解牛顿第一定律(由学生分析并回答)
4.定律的应用
提问:你能举出生活中还有哪些与惯性有关的现象? 在学生举出一些惯性的实例后, 做个小游戏
4 第一组合第三组的听口令模拟汽车启动和刹车的过程的动作,第二和第四组观察有人做错,
学生讨论: 汽车实验厂里的汽车启动和刹车的过程,以及为什么要系安全带的必要性
最后,在爱因斯坦的一句话中结束这节课:伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法,是人类思想史上最伟大的成就之一,而且标志着物理学的真正开端。(强调这节课中理想实验的科学思想方法的重要性。)
九、知识结构
板书设计
牛顿第一定律
一、历史的回顾:
亚里士多德→伽利略→笛卡尔→牛顿
二、牛顿第一定律
一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。
三、惯性与质量
质量是物体惯性大小的量度。
篇9:物理《牛顿第一定律》教案
一、教学目标
知识与技能:理解牛顿第一定律的内容及意义;理解力和运动的关系。
过程与方法:理解理想实验是科学研究的重要方法。
情感态度价值观:通过理想斜面的教学,体会理想实验的魅力。
二、教学重难点
教学重点:通过回顾历史探究过程理解牛顿第一定律;惯性的理解。
教学难点:力和运动的关系;惯性和质量的关系。
三、教学方法
讨论法、启发法、讲解法
四、教学过程
(一)导入新课
撕纸游戏
猜一猜:
1.一张纸已剪成两截,但未完全剪断,如果迅速用力撕两边,纸会断成几截?
2.现在把纸剪成三截,但未完全剪断,如果迅速用力撕两边,纸会断成几截?
大家不要动手,先猜一猜。
3.如果在中间的纸下面夹一个夹子,然后迅速撕两边,纸会断成几截?
请大家想一想:为什么是这样一个结果呢?怎样解释我们的游戏呢?其实,在我们的游戏中还涉及到一个古老的话题──力和运动:用力撕纸,纸条断开运动起来。运动和力之间到底有什么关系呢?带着这些问题,我们一起来体验古人的探究过程,学习古人的探究方法,进一步理解论述运动和力关系的牛顿第一定律。
(二)新课教学
1.情景设问,经验猜想
在人类历史的长河中,运动和力如影随形,总是和人们的生活、生产密切相关。比如:马拉车则车前进,不再拉,前进的车会停下来;人象推车则车前进,不再推,前进的车会停下来;踢球,球沿草地向前滚动,不再踢,滚动的球会慢慢停下来。
思考:运动和力之间有什么关系呢?
最早提出这个问题并给出经验猜想的是古希腊学者亚里士多德。
他根据生活生产经验猜想:必须有力作用在物体上,物体才能运动;没有力的作用,物体就要静止在一个地方。运动需要力维持。
他的观点来自实际经验,还能用实际经验验证,所以被人们广泛接受,并维持了近两千年。
设问:我们现在知道,他的观点是错误的。那么他有贡献吗?
亚里士多德的贡献:开创了一个新的研究领域。
首先质疑并深入研究的`是十六世纪的伽利略。他观察了球的滚动。
2.质疑假设,科学猜想
当球沿斜面向下滚动时,它的速度增大,而向上滚动时,速度减小。他由此猜想:当球沿水平面滚动时,它的速度应该不增不减。实际观察的结果是:沿水平面滚动的球越来越慢,最后停下来。
①现象:沿水平面滚动的球越来越慢,最后停下来。
按照亚里士多德的观点,球停下来是因为没有力的作用。伽利略恰恰从这一现象出发,对亚里士多德的观点提出质疑。
②质疑:滚动的球之所以停下来,真的是因为没有力的作用吗?
设问:球停下来的原因是什么呢?
在伽利略之前,人们还没有意识到摩擦力这种无形的力,伽利略是第一个意识到摩擦力的人。
他改变了水平面的粗糙程度,发现:水平面越光滑,球滚得越远。于是,他推断这是摩擦阻力作用的结果。
结论:滚动的球停下来,是摩擦阻力作用的结果。
③假设:若没有摩擦阻力,沿水平面滚动的球将怎样运动呢?
④猜想:若没有摩擦阻力,球将永远滚动下去。
过渡:伽利略设计了一个双斜面实验。
3.实验探究,得出结论
(1)双斜面实验
左斜面固定,右斜面倾角可变。实验中我们设定小球始终从左斜面定位卡处由静止释放。
①固定右斜面,改变小球所受的摩擦,观察小球上升的最大高度怎样变化。重复一次。
思考:
1.小球所受摩擦阻力的大小与小球上升的最大高度之间有什么关系?
2.摩擦阻力的大小与释放点到上升的最高点的高度差是什么关系?
3.如果没有摩擦,小球会上升到多高的地方?
②减小右斜面倾角,观察小球沿斜面运动的最远距离怎样变化。重复一次。
思考:
1.减小右斜面倾角,小球沿斜面运动的最远距离如何变化?
2.如果没有摩擦,减小右斜面倾角,沿斜面滚动的最远距离怎样变化?小球将上升到多高的地方?
③将右斜面放平,释放小球,观察小球的运动。
思考:
1.如果水平木板足够长,小球会停下来吗?
2.如果没有摩擦,水平木板足够长,小球将滚到哪里去呢?
过渡:伽利略的双斜面实验是一个理想实验。
(2)理想实验的魅力:
实验(事实)+逻辑推理
通过可靠的实验事实,加上合理的逻辑推理,得出规律的一种方法。
理想实验的魅力:实验不能实现的地方,思维向前一步。
这种方法非常了不起!爱因斯坦是这样评价的:伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一,而且标志着物理学的真正开端。这个评价实事求是,从亚里士多德到伽利略,经历了多年,物理学徘徊不前;从伽利略到爱因斯坦,只经历300多年,物理学的大厦初步建立,大师辈出。这都得益于伽利略首创的实验研究方法。
过渡:通过双斜面理想实验,伽利略得出了结论。
(3)伽利略:若没有摩擦阻力,沿水平面滚动的球将永远滚动下去。运动不需要力维持。
回顾、思考:
①静止的车、足球为什么运动起来?
②运动的车、足球为什么会停下来?
③力和运动之间有什么关系?
力是改变物体运动状态的原因。
设问:运动状态是用什么物理量描述?
车由静止变为运动,受到了推、拉力;由运动变为静止,受到了摩擦阻力。足球由静止变为运动,受到了脚的力;由运动变为静止,受到了草地的摩擦阻力。
过渡:与伽利略同时代的法国科学家笛卡尔对他的观点进行了补充。
4.补充完善,形成定律
(1)笛卡尔的补充:除非物体受到力的作用,物体将永远保持其静止或运动状态,永远不会使自己沿曲线运动,而只保持在直线上运动。这应成为一个原理,它是人类整个自然观的基础。
笛卡尔补充了物体不受力时保持静止状态或匀速直线运动状态。
过渡: 1642年,伽利略逝世,1643年牛顿在英国诞生。牛顿是人类历史上最伟大的科学家之一。主要贡献有发明了微积分,发现了万有引力定律和经典力学,设计并制造了第一架反射式望远镜等等。
牛顿在1687年出版的《自然哲学的数学原理》一书中提出了三条运动定律。牛顿把伽利略、笛卡尔的正确结论总结成为牛顿第一定律,它是牛顿物理学的基石。
(2)牛顿第一定律:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。
过渡:现在我们来理解定律。
(三)巩固提高
思考:牛顿第一定律中论述的运动和力的关系是怎样的?
1.运动和力的关系:力是改变物体运动状态的原因。
2.阻力很小的现象:冰壶
从视频可以看出,冰壶在一段时间内速度的大小和方向几乎不变,直到碰上另一个冰壶。
思考:定律中还论述了什么呢?
3.惯性:
①概念:物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质。
设问:一切物体都有惯性。做变速运动的物体有惯性吗?
当物体做变速运动时,由于惯性,物体会抵抗速度的改变,从而使速度的改变需要一段时间。比如汽车紧急刹车时不会立即停下来,而是继续向前滑行一段距离。
②一切物体有惯性,有抵抗运动状态变化的“本领”。
物体惯性大,“本领”大,运动状态难改变;物体惯性小,“本领”小,运动状态易改变。
思考并猜想:物体的惯性大小和什么因素有关?
(四)小结作业
1.了解了运动和力关系的探究过程。
在探究过程中,亚里士多德是开拓者。伽利略首创了理想实验方法;笛卡尔补充了伽利略的观点;牛顿提出了惯性、力、惯性参考系的概念。
2.体会了理想实验的魅力:实验(事实)+逻辑推理
3. 深入理解了牛顿第一定律,知道了质量是惯性大小的量度。
4.后来爱因斯坦等科学家又进一步发展了牛顿第一定律。没有哪一个定律是终极真理,物理学的大厦永不封顶,还等待你们为它添砖加瓦!
课外探究:有人说刘谦的螺丝魔术颠覆了牛顿第一定律:不给螺帽力的作用,螺帽也能运动起来。你怎么看?请在百度中搜索“刘谦螺丝魔术揭秘”,弄清刘谦螺丝魔术的原理。
五、板书设计
篇10:牛顿第一定律教案初中
教学目标
知识目标:
知道牛顿第一定律,常识性了解伽利略理想实验的推理过程.
能力目标:
1.通过斜面小车实验,培养学生的观察能力.
2.通过实验分析,初步培养学生科学的思维方法(分析、概括、推理).
情感目标:
1.通过科学史的简介,对学生进行严谨的科学态度教育.
2.通过伽利略的理想实验,给学生以科学方法论的教育.
教学建议
教材分析
教材首先通过回忆思考的形式提出问题:如果物体不受力,将会怎样?通过小车在不同表面运动的演示实验,使学生直观的看到物体运动距离与阻力大小的关系,为讲解伽利略的推理作准备。然后讲述伽利略的推理方法和通过推理得出的结论,再介绍迪卡儿对伽利略结论的补充,牛顿最后总结得出的牛顿第一定律。通过这些使学生了解定律的得出是建立在许多人研究的基础上的,正如牛顿所说:“如果说我所看的更远一点,那是因为站在巨人肩上的缘故”。最后指出牛顿第一定律不是实验定律,而是用科学推理的方法概括出来的,定律
是否正确要通过实践来检验。给学生以科学方法论的教育。
本节课的重点是揭示物体不受力时的运动规律,即牛顿第一运动定律。
教法建议
1.学生学习牛顿第一定律的困难在于从生活经验中得到的一种被现象掩盖了本质的错误观念,认为物体的运动是力作用的结果。如推一个物体,它就动,不再推它时,它便静止。为使学生摆脱这种错误观念,首先要把运动和运动的变化区别开,树立从静到动和从动到静都是“运动状态改变”的概念,这是为了揭示力和运动的关系做的重要铺垫。其次,通过实验确立“力是改变运动状态的原因”的概念。再通过推理建立“不受力运动状态不变”的概念。
2.通过图9-1演示实验的比较、分析、综合、推理是本节课的核心,可对学生进行简单的科学推理方法的教育。在此演示实验中可通过设计不同的问题渗透研究方法。
3.本节课可按着人类对知识的认识顺序组织教学,让学生体会规律的认识过程,对学生进行学史教育。从亚里士多德的观点——伽利略的研究——笛卡尔的补充——牛顿的总结。
教学设计示例
教学重点:通过对小车实验的分析比较得出牛顿第一定律。
教学难点:
1.明确“力是维持物体运动的原因”观点是错误的。
2.伽利略理想实验的推理过程
教学用具:斜面,小车,毛巾,棉布,玻璃板,微机,实物投影,大倍投电视。
教学过程
一、实验引入:批驳亚里士多德的观点
[演示1]在桌面上推动木块(或板擦)从静止开始慢慢向前运动,撤掉推力,木块立即停止。
分析:日常生活中也有许多类似的现象,(如推桌子)。这些现象从表面上看,“必须有力作用在物体上,才能使物体继续运动,没有力的作用,物体就要停下来.”即:板擦的运动需要推力去维持。于是,古希腊哲学家亚里士多德就根据这些现象总结出“物体的运动需要力去维持”。这种观点在历史上曾被沿用两千多年,但时沿用两千年是否就一定正确呢?也可能有人曾表示过怀疑或有人认为就是错误的,但没某能说服别人的理由。
[演示2]在桌面上推动木块(或板擦)从静止使之向前运动,用力推出,木块向前运动一段距离后停止。
分析:推力撤掉,还要向前运动,与亚里士多德的观点不符。
分析:木块:静止——运动——静止。两个过程中是否都有力存在?在这两个过程中力的作用是维持原来的运动状态还是改变运动状态?
二、讲授新课:
1.规律总结过程
方法1.教师引导
伽利略的贡献:理想实验
[演示](通过实物投影仪把实验过程反映在大倍投电视上)
介绍器材
实验前提条件:每次实验都需从斜面上的同一高度下滑,为什么?
实验过程:让小球从同一斜面的同一位置滚下后分别在毛巾表面、棉布表面、玻璃表面上运动,每次记下小球停下时的位置。做标记的位置是什么位置?(停下来的位置)
实验纪录:
实验次数表面材料阻力大小滑行距离
1毛巾最大最短
2棉布较大较长
3玻璃较小长
推理想象光滑表面阻力为零无限长
实验分析:
三次实验,小车最终都静止,为什么?
三次实验,小车运动的距离不同,这说明什么问题?
小球运动距离的长短跟它受到的阻力有什么关系?
若使小车运动时受到的阻力进一步减小,小车运动的距离将变长还是变短?
根据上面的实验及推理的思想,还可以推理出什么结论?
推理:小球在光滑的阻力为零的表面,将会怎样运动?
实验结论:通过伽利略的实验和科学推理得出“运动的物体,如果受到的阻力为零,它的`速度将不会减慢,将以恒定不变的速度永远运动下去。”即作匀速运动。
[微机模拟实验]:简介伽利略理想实验
迪卡儿的补充
如果运动物体不受任何力的作用,不仅速度大小不变,而且运动方向也不变,将沿原来的方向匀速运动下去。
牛顿的成果:补充与概括
师:物体除了运动的以外,还有静止的。那么,静止的物体在没有受到外力作用时,保持什么状态呢?(牛顿补充:将保持静止状态)
师(引导学生概括):我们现在已经有了伽利略的研究成果,又有了迪卡儿和牛顿的补充,把两者进行一下概括:一切物体在没有受到外力作用时,将如何呢?(对概括出来大致意思的同学给予鼓励)
介绍:牛顿抓住时机,概括总结得出著名的牛顿第一运动定律
方法2:学生探究式学习
针对基础较好的学生,可以由学生在老师的指导下自己完成斜面小车实验,根据现象学
篇11:八年级物理下册《牛顿第一定律》教案
八年级物理下册《牛顿第一定律》教案
教学目标
1、知道牛顿第一定律
2、理解力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动的原因;
3、理解惯性,认识一切物体都有惯性;
4、通过学习,提高学生的逻辑推理能力和科学想象能力 教学设想 重点:实验探究阻力对物体运动的影响
难点:对惯性现象的理解 教学准备 斜面、小车、毛巾、棉布、木板、象棋子、硬尺片、杯、水、鸡蛋、硬纸片、铁架台、细线、纸箱、木块等
教学过程
二次备课 新课引入:
我们学过了力,一切物体都受到力的作用.我们也学过了运动,运动是绝对的,一切物体都在运动,静止只是相对的.物体都受力,同时又都在运动,力的效果之一就是力能改变物体的运动状态.可见,力和物体的运动有密切的联系.我们在这一章中要学习力和运动二者之间的联系.
古希腊的学者亚里斯多德早在两千年前就提出“力是维持物体运动的原因”.他的根据是一个物体(例如一辆车)运动起来后必须用力才能使它不停地运动下去,失去力的作用,运动会停下来.
物体的运功需要力来维持吗?
新课:
一.探究阻力对物体运动的影响
教师强调实验中注意事项:同一小车、同一斜面、同一高度由静止下放,滑到底端的速度相同,不同的是水平面材料。
学生要理解实验要求的一些目的
演示实验:
小车从斜面滑下,在毛巾上滑行后停下
1)教师提问:小车为什么停下来?
(学生回答)
小车在水平的毛巾面上受到了阻力.
小车从斜面滑下,在木板上滑行后停下
2)教师提问:
小车滑行的距离怎么长了?
(学生回答)
小车受到的摩擦力变小了
3)教师提问
能让小车在水平面上运动的再远些吗?
(学生回答)
减小水平面对小车的阻力.
结论:表面越光滑,小车受阻力越小,小车速度变化越慢,小车前进越远。
设想:如果小车从斜面上滑下来,滑到一个非常光滑、阻力无限小的光滑平面上,小车的运动将如何?
小车应该永远运动下去
最后,英国的'著名物理学家牛顿总结了前人研究的成果,建立了力和运动的关系的第一条规律——牛顿第一定律.
一切物体在没有受到外力作用的时候,总保持匀速直线运动状态或静止状态,这就是著名的牛顿第一定律.
也就是物体在不受力的情况下,也能运动,所以物体的运动不需要力来维持
牛顿第一定律是建立在实验基础上,进一步的科学推理得到的非实验定律。
大家要学习科学家的刻苦钻研精神,也要向他们学习一种研究问题的方法——科学推理法。
二.牛顿第一定律又叫惯性定律。那么,什么是惯性呢?
任何物体都具有保持静止状态或匀速直线运动状态的性质,这种性质叫做惯性。
1、打棋子实验(学生参与演示)将七个象棋子叠放讲台上,用尺迅速地打出第四个棋子,上面的棋子由于惯性要保持原来的静止状态,失去了第四个棋子的支持而落在正下方。
2、惯性鸡蛋实验:突然弹击鸡蛋与水杯间的硬纸片,鸡蛋有惯性,不会随纸片飞出去,而是掉进水杯里。
鼓励学生举例说明:生活中有那些做法是利用了惯性和预防惯性造成的危害的。(洗衣机脱水的原理,拍打衣服上的灰尘,抖落伞上的雨点,跳远前的助跑,高速公路上对汽车之间的车距有限制,在一些拐弯较多的地方限制车速等)
教师强调:惯性是万物皆有的一种固有属性,惯性与物体是否受外力、处于何种状态无关。惯性由物体的质量决定,质量越大,惯性越大。惯性不是力,
板书设计:
牛顿第一定律
一.牛顿第一定律
1.概念:一切物体在没有受到外力作用的时候,总保持匀速直线运动状态或静止状态,
2.运动的物体不需要力来维持
二.惯性:是物体的一种属性,
惯性只与物体 质量 有关。
与物体的速度,体积等无关
篇12:牛顿第一定律物理课件
牛顿第一定律物理课件
一、三维目标
1.知识与技能
⑴体会伽利略的理想实验思想。
⑵理解牛顿第一定律的内容及意义;理解力和运动的关系。
⑶理解惯性的概念,知道质量是惯性大小的量度。
2.过程与方法
⑴通过回顾历史探究过程理解牛顿第一定律的形成过程。
⑵理解理想实验是科学研究的重要方法。
3.情感态度与价值观
⑴通过运动和力的关系的历史探究过程,使学生体会规律的形成都有一个从感性到理性、从低级到高级的产生、发展和演变的过程。
⑵通过理想斜面的教学,体会理想实验的魅力。
二、教材分析
牛顿运动定律是整个力学体系的基石,而牛顿第一定律又是这个“基石”中的“基石”,它定性地揭示了力和运动的关系,提出惯性的概念,为定量研究力和运动的关系拉开了序幕。
高中教材与初中相比,主要有四方面的不同。
一是定律内容深浅不同:初中教材叙述为“一切物体在没有受到外力作用的时候,总是保持静止状态或匀速直线运动状态”;高中教材叙述为“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”。高中教材中的表述具有更为丰富的内涵,它强调了力是改变物体运动状态的原因,突出了第一定律的独立性和重要意义,也为学习牛顿第二定律做了一定的铺垫。
二是惯性的认识层次不同:初中强调一切物体都有惯性,高中侧重惯性与质量的关系。
三是实验的设计、探究及思维深度不同:初中为斜面小车实验;高中为伽利略理想实验,突出了理想实验这种科学方法的价值所在。
四是情感、态度、价值观的体现不同:初中对牛顿第一定律建立的历史一语带过,高中教材回顾了历史,让学生体会一个规律的获得是一代又一代人努力的结果,能够激发学生追求科学,勇于创新的情感。
三、学情分析
经过初中的学习,学生初步知道了牛顿第一定律的内容和惯性的概念,但是缺乏对牛顿第一定律建立历史的了解,对内容也是一知半解。
学生对于“质量是惯性唯一的量度”更是缺乏认识,凭借自己的生活经验,认为速度也是惯性的量度。教师要在课堂上充分引导,配合实验、结合生活事例来澄清概念。
教学实践表明,学生在头脑中建立正确的力和运动关系的过程,并非一帆风顺,常常形成与亚里士多德相似的观点,且根深蒂固。处理具体的实际问题时,一些直觉的错误观点不时冒出来,存在着严重的“口是心非”问题。
四、教学重难点
1.教学重点:通过回顾历史探究过程理解牛顿第一定律;惯性的理解。
2.教学难点:力和运动的关系;惯性和质量的关系。
五、教学活动设计
(一)创设游戏,引入课题
撕纸游戏
猜一猜:
1.一张纸已剪成两截,但未完全剪断,如果迅速用力撕两边,纸会断成几截?
2.现在把纸剪成三截,但未完全剪断,如果迅速用力撕两边,纸会断成几截?
大家不要动手,先猜一猜。
3.如果在中间的纸下面夹一个夹子,然后迅速撕两边,纸会断成几截?
请大家想一想:为什么是这样一个结果呢?怎样解释我们的游戏呢?其实,在我们的游戏中还涉及到一个古老的话题──力和运动:用力撕纸,纸条断开运动起来。运动和力之间到底有什么关系呢?带着这些问题,我们一起来体验古人的探究过程,学习古人的探究方法,进一步理解论述运动和力关系的牛顿第一定律。
(二)回顾历史,探究定律
1.情景设问,经验猜想
在人类历史的长河中,运动和力如影随形,总是和人们的生活、生产密切相关。比如:马拉车则车前进,不再拉,前进的车会停下来;人象推车则车前进,不再推,前进的车会停下来;踢球,球沿草地向前滚动,不再踢,滚动的球会慢慢停下来。
思考:运动和力之间有什么关系呢?
最早提出这个问题并给出经验猜想的是古希腊学者亚里士多德。
他根据生活生产经验猜想:必须有力作用在物体上,物体才能运动;没有力的作用,物体就要静止在一个地方。运动需要力维持。
他的观点来自实际经验,还能用实际经验验证,所以被人们广泛接受,并维持了近两千年。
设问:我们现在知道,他的观点是错误的。那么他有贡献吗?
亚里士多德的贡献:开创了一个新的研究领域。
首先质疑并深入研究的是十六世纪的伽利略。他观察了球的滚动。
2.质疑假设,科学猜想
当球沿斜面向下滚动时,它的速度增大,而向上滚动时,速度减小。他由此猜想:当球沿水平面滚动时,它的速度应该不增不减。实际观察的结果是:沿水平面滚动的球越来越慢,最后停下来。
①现象:沿水平面滚动的球越来越慢,最后停下来。
按照亚里士多德的`观点,球停下来是因为没有力的作用。伽利略恰恰从这一现象出发,对亚里士多德的观点提出质疑。
②质疑:滚动的球之所以停下来,真的是因为没有力的作用吗?
设问:球停下来的原因是什么呢?
在伽利略之前,人们还没有意识到摩擦力这种无形的力,伽利略是第一个意识到摩擦力的人。
他改变了水平面的粗糙程度,发现:水平面越光滑,球滚得越远。于是,他推断这是摩擦阻力作用的结果。
结论:滚动的球停下来,是摩擦阻力作用的结果。
③假设:若没有摩擦阻力,沿水平面滚动的球将怎样运动呢?
④猜想:若没有摩擦阻力,球将永远滚动下去。
过渡:伽利略设计了一个双斜面实验。
3.实验探究,得出结论
(1)双斜面实验
左斜面固定,右斜面倾角可变。实验中我们设定小球始终从左斜面定位卡处由静止释放。
①固定右斜面,改变小球所受的摩擦,观察小球上升的最大高度怎样变化。重复一次。
思考:
1.小球所受摩擦阻力的大小与小球上升的最大高度之间有什么关系?
2.摩擦阻力的大小与释放点到上升的最高点的高度差是什么关系?
3.如果没有摩擦,小球会上升到多高的地方?
②减小右斜面倾角,观察小球沿斜面运动的最远距离怎样变化。重复一次。
思考:
1.减小右斜面倾角,小球沿斜面运动的最远距离如何变化?
2.如果没有摩擦,减小右斜面倾角,沿斜面滚动的最远距离怎样变化?小球将上升到多高的地方?
③将右斜面放平,释放小球,观察小球的运动。
思考:
1.如果水平木板足够长,小球会停下来吗?
2.如果没有摩擦,水平木板足够长,小球将滚到哪里去呢?
过渡:现在通过动画来模拟没有摩擦阻力时小球的运动。我们为动画配了一段话剧。
(2)动画模拟
(老师扮演伽利略,学生扮演小球。)
伽利略:小球先生(小姐),如果没有摩擦,你会爬上什么高度呢?
小球:我会搭乘梦想的阶梯一步一步往上爬,直到爬上原来的高度。
伽利略;如果我减小右斜面的倾角,你还会爬到原来的高度吗?
小球:梦想有多高,我就可以爬多高,只是我要走的路程更长了。
伽利略:如果我继续减小右斜面的倾角呢?
小球:我心依旧,只是又多了一段山水之程。
伽利略:如果我把右斜面放平,你还会为了自己的梦想而前行吗?
小球:路漫漫其修远兮,吾将上下而求索。既然选择了高度,留给世界的便只能是背影。
播放周杰伦的《蜗牛》节选:我要一步一步往上爬/在最高点乘着叶片往前飞 /小小的天 留过的泪和汗/总有一天我有属于我的天
希望同学们像小球一样怀着梦想,沿着人生的轨道一步一步往前行!总有一天,你有属于你的天!
过渡:伽利略的双斜面实验是一个理想实验。
(3)理想实验的魅力:
实验(事实)+逻辑推理
通过可靠的实验事实,加上合理的逻辑推理,得出规律的一种方法。
理想实验的魅力:实验不能实现的地方,思维向前一步。
这种方法非常了不起!爱因斯坦是这样评价的:伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一,而且标志着物理学的真正开端。这个评价实事求是,从亚里士多德到伽利略,经历了多年,物理学徘徊不前;从伽利略到爱因斯坦,只经历300多年,物理学的大厦初步建立,大师辈出。这都得益于伽利略首创的实验研究方法。
过渡:通过双斜面理想实验,伽利略得出了结论。
(3)伽利略:若没有摩擦阻力,沿水平面滚动的球将永远滚动下去。运动不需要力维持。
回顾、思考:
①静止的车、足球为什么运动起来?
②运动的车、足球为什么会停下来?
③力和运动之间有什么关系?
力是改变物体运动状态的原因。
设问:运动状态是用什么物理量描述?
车由静止变为运动,受到了推、拉力;由运动变为静止,受到了摩擦阻力。足球由静止变为运动,受到了脚的力;由运动变为静止,受到了草地的摩擦阻力。
过渡:与伽利略同时代的法国科学家笛卡尔对他的观点进行了补充。
4.补充完善,形成定律
(1)笛卡尔的补充:除非物体受到力的作用,物体将永远保持其静止或运动状态,永远不会使自己沿曲线运动,而只保持在直线上运动。这应成为一个原理,它是人类整个自然观的基础。
笛卡尔补充了物体不受力时保持静止状态或匀速直线运动状态。
过渡: 1642年,伽利略逝世,1643年牛顿在英国诞生。牛顿是人类历史上最伟大的科学家之一。主要贡献有发明了微积分,发现了万有引力定律和经典力学,设计并制造了第一架反射式望远镜等等。
牛顿在1687年出版的《自然哲学的数学原理》一书中提出了三条运动定律。牛顿把伽利略、笛卡尔的正确结论总结成为牛顿第一定律,它是牛顿物理学的基石。
(2)牛顿第一定律:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。
过渡:现在我们来理解定律。
(三)理解定律,了解惯性
思考:牛顿第一定律中论述的运动和力的关系是怎样的?
1.运动和力的关系:力是改变物体运动状态的原因。
物体不受力,保持匀速直线运动状态或静止状态;运动状态变化,物体一定受到力的作用。
思考:物体不受力时“总保持匀速直线运动状态或静止状态”,这能不能通过实验验证呢?
不能。由于不受力作用的物体是不存在的。许多阻力很小的现象可以帮助我们理解牛顿第一定律。
2.阻力很小的现象:冰壶
从视频可以看出,冰壶在一段时间内速度的大小和方向几乎不变,直到碰上另一个冰壶。
思考:定律中还论述了什么呢?
3.惯性:
①概念:物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质。
设问:一切物体都有惯性。做变速运动的物体有惯性吗?
当物体做变速运动时,由于惯性,物体会抵抗速度的改变,从而使速度的改变需要一段时间。比如汽车紧急刹车时不会立即停下来,而是继续向前滑行一段距离。
②一切物体有惯性,有抵抗运动状态变化的“本领”。
物体惯性大,“本领”大,运动状态难改变;物体惯性小,“本领”小,运动状态易改变。
思考并猜想:物体的惯性大小和什么因素有关?
游戏:用嘴吹书
提起书,用最大力气吹垂下的封面;用手提起封面,用最大力气吹垂下的书。
思考:你观察到了什么现象?这个现象能说明惯性和质量的关系吗?
③惯性与质量:质量是惯性大小的量度。
质量只有大小,没有方向,是标量。在国际单位制中,质量的单位是千克,单位符号为kg。
在初中质量定义为物体所含物质的多少;现在进一步从惯性的角度认识了质量;以后还要从物体间的引力认识质量。
过渡:现在,就可以解释撕纸游戏了。
(四)再设情景,规律应用
1.思考:怎样解释撕纸游戏?
有夹子,增大了中部的质量,增大了惯性。当迅速撕开两边时,中部仍保持静止状态,所以撕成三截。无夹子,中间纸条惯性很小,静止状态易改变。由于撕开纸条的力左右有差异,所以撕成两截。
过渡:了解了惯性的知识,我们还能用它判断是非。
2.美国空军UFO档案记载,1952.12.6黎明前,一架B29轰炸机在墨西哥湾上空训练时,一个很大的不明飞行物以4000km~15000km的时速靠近、经过、远离它。在目击描述中,不明飞行物能迅速增减速度,甚至还能骤然停止。
思考:1.如果没有特别的装置,UFO骤然停止时,外星人飞行员的命运是怎样的?
2.人们想象外星人持有惯性消除器,用来消除自身的惯性,以便应对速度的迅速变化,你怎么看?
我们利用惯性的知识发现了UFO档案记载中的疑点。希望大家在遇到问题时利用所学知识,冷静分析。
(五)课堂总结,课外探究
1.了解了运动和力关系的探究过程。
在探究过程中,亚里士多德是开拓者。伽利略首创了理想实验方法;笛卡尔补充了伽利略的观点;牛顿提出了惯性、力、惯性参考系的概念。
2.体会了理想实验的魅力:实验(事实)+逻辑推理
3. 深入理解了牛顿第一定律,知道了质量是惯性大小的量度。
4.后来爱因斯坦等科学家又进一步发展了牛顿第一定律。没有哪一个定律是终极真理,物理学的大厦永不封顶,还等待你们为它添砖加瓦!
课外探究:有人说刘谦的螺丝魔术颠覆了牛顿第一定律:不给螺帽力的作用,螺帽也能运动起来。你怎么看?请在百度中搜索“刘谦螺丝魔术揭秘”,弄清刘谦螺丝魔术的原理。
篇13:《牛顿第一定律》教案
教学目标:
1、知识与技能
知道牛顿第一定律内容、知道惯性的概念、
2、过程与方法
通过活动体验任何物体都具有惯性、
探究摩擦力对物体运动的影响、
3、情感态度与价值观
通过活动和阅读感受科学就在身边、
教学重点:
牛顿第一定律、惯性及其现象解释
教学难点:
篇14:《牛顿第一定律》教案
教学方法:
探究法、演示法
教学用具:
斜面、木板、小车、棉布、毛巾、象棋、直尺、惯性小球装置
教学过程:
一、引入新课
收集与教材P44图12.5—1中内容相关的录像资料让学生观看,同学们在录像中看到的这些现象,在日常生活中常会见到,你也一定有过这样的体验、运动的物体为什么会停下来呢?同学们看书12.5—2内容,先了解古人的思辨、亚里士多德和伽利略都是伟大的科学家,到底哪个说法正确呢?光靠思辨不能回答,同学们可以自己探究,通过实验来求证、
二、进行新课
(一)牛顿第一定律
1、历史回顾:
对亚里斯多德提出力是维持物体运动的原因,提出疑问。
2、演示实验:
(1)毛巾表面
(2)棉布表面
(3)木板表面
现象:
(1)小车受到阻力大,运动时间短,路程短;
(2)小车受到阻力较小,运动时间长点,路程远点;
(3)小车受到阻力最小,运动时间较长,路程较远。
3、推理:
当小车受到的`阻力为零时,小车将会怎样运动下去?
4、牛顿第一定律:
一切不受外力的物体,总保持静止或匀速直线运动状态。
说明:牛顿第一定律不是从实验中直接得出来的,它是在实验的基础上通过进一步的科学推理而得到的。
(二)物体的惯性
1、惯性
教师:从牛顿第一定律知道,任何物体都具有保持静止状态或保持匀速直线运动状态的性质,这种性质叫做惯性。也可以说物体保持运动状态不变的性质叫惯性。牛顿第一定律也叫惯性定律。
这里提出了一切物体都有惯性,物体在任何情况下都有惯性。
2、惯性现象
【演示1】用尺迅速打出下面的棋子。解释:叠在一起的棋子原来是处于静止状态的,当尺子打出了下面的棋子,由于上面的棋子有惯性,还要保持原来的静止状态。所以上面棋子落在正下方。
【演示2】惯性小球实验,解释:木片被弹出去之前,小球处于静止状态。小球由于有惯性,还应保持原有的静止状态,所以小球落在原处。
——解释惯性现象的要领:
①说清物体原来是处于什么状态(运动或静止)
②说出后来发生什么变化;
③物体由于惯性还要保持原来的(运动或静止)状态。
【演示3】刹车时的惯性现象。请同学们根据要领解释。
教师:这个实验再现了汽车紧急刹车时乘客向前倒这一普遍现象。
三、小结:
四、布置作业:
请大家解释汽车起动时乘客为什么向后倾倒?
板书设计
篇15:《牛顿第一定律》教案
一、牛顿第一定律:一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止或匀速直线运动状态。
二、惯性:我们把物体保持运动状态不变的特性叫做惯性。
篇16: 牛顿第一定律教案
一、教学目标
知识与技能:
1.明白伽利略和亚里士多德对力和运动关系的不同认识
2.明白伽利略的理想实验及其推理过程和结论
3.明白什么是惯性,会正确理解有关现象
过程与方法:
1.观察生活中的惯性现象,了解力和运动的关系.
2.透过实验加探对牛顿第必须律的理解.
3.理解理想实验是科学研究的重要方法.
情感态度与价值观:
1.透过伽利略和亚里士多德对力和运动关系的不同认识,了解人类认识事物本质的曲折性.
2.感悟科学是人类进步的不竭动力.
二、教学资料剖析
本节课的地位和作用:
本节惯性定律的资料及导出过程,强调它在科学中的地位与作用,意在引导学生了解科学的发现和发展。科学的发现都有其深刻的社会背景和科学背景,同时,科学家自身的创造性思维品质和敢于置疑、坚持真理的献身精神又成为情感态度价值观教育的好素材。
本节课教学重点:
牛顿第一运动定律、惯性的概念。
本节课教学难点:
1.消除“力是维持物体运动的原因”的错误观点。
2.牛顿第一运动定律。
3、惯性概念的理解及应用。
三、教学准备
电化教室、“3.1牛顿第必须律.”ppt”文件
[教学过程设计]
一.引入
播放视频剪辑《汽车事故实验》,在视频剪辑中,我们看到撞车后假人和车子的运动状况.我们要讨论的是,
牛顿第必须律教案(高中版)
人和车子为什么会做这种或那种运动.要讨论这个问题,务必明白运动和力的关系.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》.这部著作中,牛顿提出了三条运动定律,这三条定律总称为牛顿运动定律,是整个动力学的基础.这一章我们要学习的就是牛顿运动定律.
二.正课
1、历史的回顾.
远在两千多年以前,人们已经提出了运动和力的关系问题.但是直到伽利略和牛顿时代,才对这个问题给出了正确的答案
演示实验:用力推车,车子才前进,停止用力,车子就要停下来.
1.1亚里士多德(Aristotle)
在17世纪前人们普遍认为力是维持物体运动的原因.用力推车,车子才前进,停止用力,车子就要停下来.古希腊的哲学家亚里士多德(公元前384—前322)根据这类经验事实得出结论说:务必有力作用在物体上,物体才能运动,没有力的作用,物体就要静止下来.(力是维持物体运动状态的原因)
在亚里士多德以后的两千年内,动力学一向没有多大进展.直到17世纪,意大利著名物理学家伽利略才根据实验指出,在水平面上运动的物体所以会停下来,是因为受到摩擦阻力的缘故.
教师对亚里士多德做简单的介绍,以培养学生对科学家们的热爱。
1.2伽利略(Galileo)
牛顿第必须律教案(高中版)牛顿第必须律教案(高中版)
在水平面上运动的物体所以会停下来,是因为受到摩擦阻力的缘故.
若阻力十分小,物体将做什么运动呢
课件演示实验:物体沿气垫导轨的运动很接近匀速直线运动.
介绍:上海磁悬浮列车示范运营线、设计最高时速430公里/小时.
若阻力减少到零,状况又会怎样呢
计算机模拟实验:伽利略的理想实验.
结论:设想没有摩擦,一旦物体具有某一速度,物体将持续这个速度继续运动下去.
而水平桌面上推物体物体动起来,不推物体就不动,正是由于摩擦力的作用使物体改变了运动状态,所以力是改变物体运动状态的原因。
伽利略的研究方法:以可靠的事实为基础,经过抽象思维,抓住主要因素,忽略次要因素,从而更深刻地揭示了自然规律.
对伽利略进行简单的介绍。
牛顿第必须律教案(高中版)
1.3笛卡儿(Descartes)
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,既不会停下来,也不会偏离原先的方向.
讲解:牛顿在伽利略等人研究的基础上,并根据他自己的研究,系统地总结了力学的知识,提出了三条运动定律.
2牛顿第必须律
牛顿第必须律教案(高中版)
2.1资料
一切物体总持续匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。
牛顿:“站在巨人的肩上”.
学生讨论:牛顿第必须律的含义.
2.2含义
2.2.1我们所遇到的实际问题中,物体不受力的状况是没有的.物体受平衡力时,或者说合力为零时的状况跟不受力的状况是相同的.
2.2.2物体运动状态的改变需要外力.
力是改变物体速度的原因.
2.2.3一切物体都有持续匀速直线运动状态或静止状态的特性.
3、惯性
3.1定义
物体的这种持续原先的匀速直线运动或静止状态的性质叫做惯性.
情景介绍并回映本课开头的视频:
牛顿第必须律教案(高中版)
当汽车突然开动的时候,汽车里的乘客会向后面倾斜.当汽车突然停止的时候,汽车里的乘客会向前面倾斜.
提问:在视频《汽车事故实验》实验的剪辑中,当车撞到墙时,假人为什么会从车子中往前飞出。并适当的对学生进行安全教育。
3.2性质
3.2.1一切物体都具有惯性,物体的运动并不需要力来维持.
3.2.2惯性是物体的固有性质,不论物体处于什么状态,都具有惯性.
讲解:天上的飞机、地上的汽车、羽毛都具有惯性.
3.2.3惯性与物体的质量有关,物体质量越大惯性越大
牛顿第必须律教案(高中版)
如:课件演示惯性炮实验,从而让学生明白质量小的物体惯性也小,用很小的力就能把静止的空气变成运动的空气。
三.小结
1.伽利略对力和运动关系的研究方法.
伽利略对科学的贡献就在于毁灭直觉的观点而用新的观点来代替它.
2.历史上对力和运动关系的看法和研究.
教会对伽利略的迫害.
3.牛顿第必须律的资料及含义.
4.惯性及应用惯性知识解决实际问题的方法.
五.作业
1.教科书:P75.问题与联系1、2、3
2.教科书:P74.科学漫步
[板书设计]
1、历史的回顾
1.1亚里士多德(Aristotle)
务必有力作用在物体上,物体才能运动,没有力的作用,物体就要静止下来.
1.2伽利略(Galileo)
在水平面上运动的物体所以会停下来,是因为受到摩擦阻力的缘故.
伽利略的斜面实验.
1.3笛卡儿(Descartes)
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,既不会停下来,也不会偏离原先的方向.
2牛顿第必须律
2.1资料
一切物体总持续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.
2.2含义
2.2.1物体不受外力时,总持续匀速直线运动状态或静止状态.
力不是维持物体速度的原因.
2.2.2物体运动状态的改变需要外力.
力是改变物体速度的原因.
2.2.3一切物体都有持续匀速直线运动状态或静止状态的特性.
3惯性
3.1定义
物体的这种持续原先的匀速直线运动或静止状态的性质叫做惯性.
3.2性质
3.2.1一切物体都具有惯性,物体的运动并不需要力来维持.
3.2.2惯性是物体的固有性质,不论物体处于什么状态,都具有惯性.
3.2.3惯性与物体的质量有关,质量越大惯性越大。
教学资源:
亚里士多德是第一个尝试研究物理学并给出“物理学”这一
名称的人。他生活在古希腊礼貌发展的鼎盛期。从17岁开始,跟
随大哲学家柏拉图一向学习了。
亚里士多德力图以世界的本来面目来说明各种自然现象,这
是他的进步之处。但由于当时研究物理学只是依靠直觉和思维来
进行,所以他的很多关于物理方面的论述,显然这天看来是错误
的,然而在当时,能够摆脱神的意志,个性是构成一套自圆其说的体系,这是很不简单的。
亚里士多德曾说过:“我没有现成的根据,没有可照抄的模
式。我是一位开拓者,所以我是渺小的。我期望读者诸君能够承认我已成就的,原谅我所未能成就的。”
亚里士多德几乎在每一个科学领域(如:植物、动物、天文
、气象、数学和物理等)都作出了自己的贡献,其学说对后世的西方思想和科学产生了重大的影响。这一点没有其他任何一位古希腊思想家能够相比。
公元前323年,马其顿王朝被希腊人推翻。亚里士多德也遭到不幸,失去了他苦心搜集的各种标本和资料,失去了他的全部书稿。第二年,在极度失望的状况下,这位科学的始祖饮毒而死。
亚里士多德曾说过一句名言:“我敬爱柏拉图,但我更爱真理。”由此可见亚里士多德追求真理的执著精神。
当今世界著名的高等学府美国哈佛大学的校训就是:
“让柏拉图与你为友,
让亚里士多德与你为友,
更重要的是,让真理与你为友。”
伽利略,著名意大利数学家、天文学家、物理学家、哲学家。是首先在科学实验的基础之上融会贯通了数学、天文学、物理学三门科学的科学巨人。伽利略是科学革命的先驱。伽利略科学上的成就与他首创的实验与理论相结合的研究方法分不开。他对物理规律的论证十分严格,这个论证过程可概括为:
观察-假说-数学分析、推论-实验验证……
他不但亲自设计和演示过许多实验,而且亲自研制出不少技术精湛的实验仪器,例如浮力天平、温度计、望远镜、显微镜等。他倡导实验与理论计算相结合的方法,把实验事实与抽象思维结合起来,用实验检验理论推导,开创了以实验为基础具有严密逻辑理论体系的近代科学,被誉为“近代科学之父”。
爱因斯坦为之评论说:“伽利略的发现,以及他使用的科学推理方法,是人类思想史上最伟大的成就之一,而且标志着物理学的真正开端。”
篇17: 牛顿第一定律教案
一、三维目标
1.知识与技能
⑴体会伽利略的理想实验思想。
⑵理解牛顿第必须律的资料及好处;理解力和运动的关系。
⑶理解惯性的概念,明白质量是惯性大小的量度。
2.过程与方法
⑴透过回顾历史探究过程理解牛顿第必须律的构成过程。
⑵理解理想实验是科学研究的重要方法。
3.情感态度与价值观
⑴透过运动和力的关系的历史探究过程,使学生体会规律的构成都有一个从感性到理性、从低级到高级的产生、发展和演变的过程。
⑵透过理想斜面的教学,体会理想实验的魅力。
二、教材分析
牛顿运动定律是整个力学体系的基石,而牛顿第必须律又是这个“基石”中的“基石”,它定性地揭示了力和运动的关系,提出惯性的概念,为定量研究力和运动的关系拉开了序幕。
高中教材与初中相比,主要有四方面的不同。
一是定律资料深浅不同:初中教材叙述为“一切物体在没有受到外力作用的时候,总是持续静止状态或匀速直线运动状态”;高中教材叙述为“一切物体总持续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”。高中教材中的表述具有更为丰富的内涵,它强调了力是改变物体运动状态的原因,突出了第必须律的独立性和重要好处,也为学习牛顿第二定律做了必须的铺垫。
二是惯性的认识层次不同:初中强调一切物体都有惯性,高中侧重惯性与质量的关系。
三是实验的设计、探究及思维深度不同:初中为斜面小车实验;高中为伽利略理想实验,突出了理想实验这种科学方法的价值所在。
四是情感、态度、价值观的体现不同:初中对牛顿第必须律建立的历史一语带过,高中教材回顾了历史,让学生体会一个规律的获得是一代又一代人努力的结果,能够激发学生追求科学,勇于创新的情感。
三、学情分析
经过初中的学习,学生初步明白了牛顿第必须律的资料和惯性的概念,但是缺乏对牛顿第必须律建立历史的了解,对资料也是一知半解。
学生对于“质量是惯性唯一的量度”更是缺乏认识,凭借自己的生活经验,认为速度也是惯性的量度。教师要在课堂上充分引导,配合实验、结合生活事例来澄清概念。
教学实践证明,学生在头脑中建立正确的力和运动关系的过程,并非一帆风顺,常常构成与亚里士多德相似的观点,且根深蒂固。处理具体的实际问题时,一些直觉的错误观点不时冒出来,存在着严重的“口是心非”问题。
四、教学重难点
1.教学重点:透过回顾历史探究过程理解牛顿第必须律;惯性的理解。
2.教学难点:力和运动的关系;惯性和质量的关系。
五、教学活动设计
(一)创设游戏,引入课题
撕纸游戏
猜一猜:
1.一张纸已剪成两截,但未完全剪断,如果迅速用力撕两边,纸会断成几截?
2.此刻把纸剪成三截,但未完全剪断,如果迅速用力撕两边,纸会断成几截?
大家不要动手,先猜一猜。
3.如果在中间的纸下面夹一个夹子,然后迅速撕两边,纸会断成几截?
请大家想一想:为什么是这样一个结果呢?怎样解释我们的游戏呢?其实,在我们的游戏中还涉及到一个古老的话题──力和运动:用力撕纸,纸条断开运动起来。运动和力之间到底有什么关系呢?带着这些问题,我们一齐来体验古人的探究过程,学习古人的探究方法,进一步理解论述运动和力关系的牛顿第必须律。
(二)回顾历史,探究定律
1.情景设问,经验猜想
在人类历史的长河中,运动和力如影随形,总是和人们的生活、生产密切相关。比如:马拉车则车前进,不再拉,前进的车会停下来;人象推车则车前进,不再推,前进的车会停下来;踢球,球沿草地向前滚动,不再踢,滚动的球会慢慢停下来。
思考:运动和力之间有什么关系呢?
最早提出这个问题并给出经验猜想的是古希腊学者亚里士多德。
他根据生活生产经验猜想:务必有力作用在物体上,物体才能运动;没有力的作用,物体就要静止在一个地方。运动需要力维持。
他的观点来自实际经验,还能用实际经验验证,所以被人们广泛理解,并维持了近两千年。
设问:我们此刻明白,他的观点是错误的。那么他有贡献吗?
亚里士多德的贡献:开创了一个新的研究领域。
首先质疑并深入研究的是十六世纪的伽利略。他观察了球的滚动。
2.质疑假设,科学猜想
当球沿斜面向下滚动时,它的速度增大,而向上滚动时,速度减小。他由此猜想:当球沿水平面滚动时,它的速度就应不增不减。实际观察的结果是:沿水平面滚动的球越来越慢,最后停下来。
①现象:沿水平面滚动的球越来越慢,最后停下来。
按照亚里士多德的观点,球停下来是因为没有力的作用。伽利略恰恰从这一现象出发,对亚里士多德的观点提出质疑。
②质疑:滚动的球之所以停下来,真的是因为没有力的作用吗?
设问:球停下来的原因是什么呢?
在伽利略之前,人们还没有意识到摩擦力这种无形的力,伽利略是第一个意识到摩擦力的人。
他改变了水平面的粗糙程度,发现:水平面越光滑,球滚得越远。于是,他推断这是摩擦阻力作用的结果。
结论:滚动的球停下来,是摩擦阻力作用的结果。
③假设:若没有摩擦阻力,沿水平面滚动的球将怎样运动呢?
④猜想:若没有摩擦阻力,球将永远滚动下去。
过渡:伽利略设计了一个双斜面实验。
3.实验探究,得出结论
(1)双斜面实验
左斜面固定,右斜面倾角可变。实验中我们设定小球始终从左斜面定位卡处由静止释放。
①固定右斜面,改变小球所受的摩擦,观察小球上升的最大高度怎样变化。重复一次。
思考:
1.小球所受摩擦阻力的大小与小球上升的最大高度之间有什么关系?
2.摩擦阻力的大小与释放点到上升的最高点的高度差是什么关系?
3.如果没有摩擦,小球会上升到多高的地方?
②减小右斜面倾角,观察小球沿斜面运动的最远距离怎样变化。重复一次。
思考:
1.减小右斜面倾角,小球沿斜面运动的最远距离如何变化?
2.如果没有摩擦,减小右斜面倾角,沿斜面滚动的最远距离怎样变化?小球将上升到多高的地方?
③将右斜面放平,释放小球,观察小球的运动。
(2)动画模拟
(老师扮演伽利略,学生扮演小球。)
伽利略:小球先生(小姐),如果没有摩擦,你会爬上什么高度呢?
小球:我会搭乘梦想的阶梯一步一步往上爬,直到爬上原先的高度。
伽利略;如果我减小右斜面的倾角,你还会爬到原先的高度吗?
小球:梦想有多高,我就能够爬多高,只是我要走的路程更长了。
伽利略:如果我继续减小右斜面的倾角呢?
小球:我心依旧,只是又多了一段山水之程。
伽利略:如果我把右斜面放平,你还会为了自己的梦想而前行吗?
小球:路漫漫其修远兮,吾将上下而求索。既然选取了高度,留给世界的便只能是背影。
播放周杰伦的《蜗牛》节选:我要一步一步往上爬/在最高点乘着叶片往前飞/小小的天留过的泪和汗/总有一天我有属于我的天
期望同学们像小球一样怀着梦想,沿着人生的轨道一步一步往前行!总有一天,你有属于你的天!
过渡:伽利略的双斜面实验是一个理想实验。
(3)理想实验的魅力:
实验(事实)+逻辑推理
透过可靠的实验事实,加上合理的逻辑推理,得出规律的一种方法。
理想实验的魅力:实验不能实现的地方,思维向前一步。
这种方法十分了不起!爱因斯坦是这样评价的:伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一,而且标志着物理学的真正开端。这个评价实事求是,从亚里士多德到伽利略,经历了多年,物理学徘徊不前;从伽利略到爱因斯坦,只经历300多年,物理学的大厦初步建立,大师辈出。这都得益于伽利略首创的实验研究方法。
过渡:透过双斜面理想实验,伽利略得出了结论。
(3)伽利略:若没有摩擦阻力,沿水平面滚动的球将永远滚动下去。运动不需要力维持。
回顾、思考:
①静止的车、足球为什么运动起来?
②运动的车、足球为什么会停下来?
③力和运动之间有什么关系?
力是改变物体运动状态的原因。
设问:运动状态是用什么物理量描述?
车由静止变为运动,受到了推、拉力;由运动变为静止,受到了摩擦阻力。足球由静止变为运动,受到了脚的力;由运动变为静止,受到了草地的摩擦阻力。
过渡:与伽利略同时代的法国科学家笛卡尔对他的观点进行了补充。
4.补充完善,构成定律
(1)笛卡尔的补充:除非物体受到力的作用,物体将永远持续其静止或运动状态,永远不会使自己沿曲线运动,而只持续在直线上运动。这应成为一个原理,它是人类整个自然观的基础。
笛卡尔补充了物体不受力时持续静止状态或匀速直线运动状态。
过渡:1642年,伽利略逝世,1643年牛顿在英国诞生。牛顿是人类历史上最伟大的科学家之一。主要贡献有发明了微积分,发现了万有引力定律和经典力学,设计并制造了第一架反射式望远镜等等。
牛顿在1687年出版的《自然哲学的数学原理》一书中提出了三条运动定律。牛顿把伽利略、笛卡尔的正确结论总结成为牛顿第必须律,它是牛顿物理学的基石。
(2)牛顿第必须律:一切物体总持续匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。
过渡:此刻我们来理解定律。
(三)理解定律,了解惯性
思考:牛顿第必须律中论述的运动和力的关系是怎样的?
1.运动和力的关系:力是改变物体运动状态的原因。
物体不受力,持续匀速直线运动状态或静止状态;运动状态变化,物体必须受到力的作用。
思考:物体不受力时“总持续匀速直线运动状态或静止状态”,这能不能透过实验验证呢?
不能。由于不受力作用的物体是不存在的。许多阻力很小的现象能够帮忙我们理解牛顿第必须律。
2.阻力很小的现象:冰壶
从视频能够看出,冰壶在一段时间内速度的大小和方向几乎不变,直到碰上另一个冰壶。
思考:定律中还论述了什么呢?
3.惯性:
①概念:物体持续原先的匀速直线运动状态或静止状态的性质。
设问:一切物体都有惯性。做变速运动的物体有惯性吗?
当物体做变速运动时,由于惯性,物体会抵抗速度的改变,从而使速度的改变需要一段时间。比如汽车紧急刹车时不会立即停下来,而是继续向前滑行一段距离。
②一切物体有惯性,有抵抗运动状态变化的“本领”。
物体惯性大,“本领”大,运动状态难改变;物体惯性小,“本领”小,运动状态易改变。
思考并猜想:物体的惯性大小和什么因素有关?
游戏:用嘴吹书
提起书,用最大力气吹垂下的封面;用手提起封面,用最大力气吹垂下的书。
思考:你观察到了什么现象?这个现象能说明惯性和质量的关系吗?
③惯性与质量:质量是惯性大小的量度。
质量只有大小,没有方向,是标量。在国际单位制中,质量的单位是千克,单位符号为kg。
在初中质量定义为物体所含物质的多少;此刻进一步从惯性的角度认识了质量;以后还要从物体间的引力认识质量。
过渡:此刻,就能够解释撕纸游戏了。
(四)再设情景,规律应用
1.思考:怎样解释撕纸游戏?
有夹子,增大了中部的质量,增大了惯性。当迅速撕开两边时,中部仍持续静止状态,所以撕成三截。无夹子,中间纸条惯性很小,静止状态易改变。由于撕开纸条的力左右有差异,所以撕成两截。
过渡:了解了惯性的知识,我们还能用它决定是非。
2.美国空军UFO档案记载,1952.12.6黎明前,一架B29轰炸机在墨西哥湾上空训练时,一个很大的不明飞行物以4000km~15000km的时速靠近、经过、远离它。在目击描述中,不明飞行物能迅速增减速度,甚至还能骤然停止。
思考:1.如果没有个性的装置,UFO骤然停止时,外星人飞行员的命运是怎样的?
2.人们想象外星人持有惯性消除器,用来消除自身的惯性,以便应对速度的迅速变化,你怎样看?
我们利用惯性的知识发现了UFO档案记载中的疑点。期望大家在遇到问题时利用所学知识,冷静分析。
(五)课堂总结,课外探究
1.了解了运动和力关系的探究过程。
在探究过程中,亚里士多德是开拓者。伽利略首创了理想实验方法;笛卡尔补充了伽利略的观点;牛顿提出了惯性、力、惯性参考系的概念。
2.体会了理想实验的魅力:实验(事实)+逻辑推理
3.深入理解了牛顿第必须律,明白了质量是惯性大小的量度。
4.之后爱因斯坦等科学家又进一步发展了牛顿第必须律。没有哪一个定律是终极真理,物理学的大厦永不封顶,还等待你们为它添砖加瓦!
课外探究:有人说刘谦的螺丝魔术颠覆了牛顿第必须律:不给螺帽力的作用,螺帽也能运动起来。你怎样看?请在百度中搜索“刘谦螺丝魔术揭秘”,弄清刘谦螺丝魔术的原理。
篇18: 牛顿第一定律教案
教学目标
1.知识与技能
⑴体会伽利略的理想实验思想。
⑵理解牛顿第必须律的资料及好处;理解力和运动的关系。
⑶理解惯性的概念,明白质量是惯性大小的量度。
2.过程与方法
⑴透过回顾历史探究过程理解牛顿第必须律的构成过程。
⑵理解理想实验是科学研究的重要方法。
3.情感态度与价值观
⑴透过运动和力的关系的历史探究过程,使学生体会规律的构成都有一个从感性到理性、从低级到高级的产生、发展和演变的过程。
⑵透过理想斜面的教学,体会理想实验的魅力。
教学重点
1.教学重点:透过回顾历史探究过程理解牛顿第必须律;惯性的理解。
2.教学难点:力和运动的关系;惯性和质量的关系。
教学过程
(一)创设游戏,引入课题
撕纸游戏
猜一猜:
1.一张纸已剪成两截,但未完全剪断,如果迅速用力撕两边,纸会断成几截
2.此刻把纸剪成三截,但未完全剪断,如果迅速用力撕两边,纸会断成几截
大家不要动手,先猜一猜。
3.如果在中间的.纸下面夹一个夹子,然后迅速撕两边,纸会断成几截
请大家想一想:为什么是这样一个结果呢怎样解释我们的游戏呢其实,在我们的游戏中还涉及到一个古老的话题──力和运动:用力撕纸,纸条断开运动起来。运动和力之间到底有什么关系呢带着这些问题,我们一齐来体验古人的探究过程,学习古人的探究方法,进一步理解论述运动和力关系的牛顿第必须律。
(二)回顾历史,探究定律
1.情景设问,经验猜想
在人类历史的长河中,运动和力如影随形,总是和人们的生活、生产密切相关。比如:马拉车则车前进,不再拉,前进的车会停下来;人象推车则车前进,不再推,前进的车会停下来;踢球,球沿草地向前滚动,不再踢,滚动的球会慢慢停下来。
思考:运动和力之间有什么关系呢
最早提出这个问题并给出经验猜想的是古希腊学者亚里士多德。
他根据生活生产经验猜想:务必有力作用在物体上,物体才能运动;没有力的作用,物体就要静止在一个地方。运动需要力维持。
他的观点来自实际经验,还能用实际经验验证,所以被人们广泛理解,并维持了近两千年。
设问:我们此刻明白,他的观点是错误的。那么他有贡献吗
亚里士多德的贡献:开创了一个新的研究领域。
首先质疑并深入研究的是十六世纪的伽利略。他观察了球的滚动。
2.质疑假设,科学猜想
当球沿斜面向下滚动时,它的速度增大,而向上滚动时,速度减小。他由此猜想:当球沿水平面滚动时,它的速度就应不增不减。实际观察的结果是:沿水平面滚动的球越来越慢,最后停下来。
①现象:沿水平面滚动的球越来越慢,最后停下来。
按照亚里士多德的观点,球停下来是因为没有力的作用。伽利略恰恰从这一现象出发,对亚里士多德的观点提出质疑。
②质疑:滚动的球之所以停下来,真的是因为没有力的作用吗
设问:球停下来的原因是什么呢
在伽利略之前,人们还没有意识到摩擦力这种无形的力,伽利略是第一个意识到摩擦力的人。
他改变了水平面的粗糙程度,发现:水平面越光滑,球滚得越远。于是,他推断这是摩擦阻力作用的结果。
结论:滚动的球停下来,是摩擦阻力作用的结果。
③假设:若没有摩擦阻力,沿水平面滚动的球将怎样运动呢
④猜想:若没有摩擦阻力,球将永远滚动下去。
过渡:伽利略设计了一个双斜面实验。
3.实验探究,得出结论
(1)双斜面实验
左斜面固定,右斜面倾角可变。实验中我们设定小球始终从左斜面定位卡处由静止释放。
①固定右斜面,改变小球所受的摩擦,观察小球上升的最大高度怎样变化。重复一次。
思考:
1.小球所受摩擦阻力的大小与小球上升的最大高度之间有什么关系
2.摩擦阻力的大小与释放点到上升的最高点的高度差是什么关系
3.如果没有摩擦,小球会上升到多高的地方
②减小右斜面倾角,观察小球沿斜面运动的最远距离怎样变化。重复一次。
思考:
1.减小右斜面倾角,小球沿斜面运动的最远距离如何变化
2.如果没有摩擦,减小右斜面倾角,沿斜面滚动的最远距离怎样变化小球将上升到多高的地方
③将右斜面放平,释放小球,观察小球的运动。
思考:
1.如果水平木板足够长,小球会停下来吗
2.如果没有摩擦,水平木板足够长,小球将滚到哪里去呢
实验事实逻辑推理(无摩擦,右斜面足够长)
右斜面固定摩擦越小,球滚得越高球将滚上原先的高度
减小右倾角球沿斜面滚得越远球沿斜面滚得越远,一向滚到原先的高度
放平右斜面球滚得最远球将一向滚动下去
过渡:此刻透过动画来模拟没有摩擦阻力时小球的运动。我们为动画配了一段话剧。
(2)动画模拟
(老师扮演伽利略,学生扮演小球。)
伽利略:小球先生(小姐),如果没有摩擦,你会爬上什么高度呢
小球:我会搭乘梦想的阶梯一步一步往上爬,直到爬上原先的高度。
伽利略;如果我减小右斜面的倾角,你还会爬到原先的高度吗
小球:梦想有多高,我就能够爬多高,只是我要走的路程更长了。
伽利略:如果我继续减小右斜面的倾角呢
小球:我心依旧,只是又多了一段山水之程。
伽利略:如果我把右斜面放平,你还会为了自己的梦想而前行吗
小球:路漫漫其修远兮,吾将上下而求索。既然选取了高度,留给世界的便只能是背影。
播放周杰伦的《蜗牛》节选:我要一步一步往上爬/在最高点乘着叶片往前飞/小小的天留过的泪和汗/总有一天我有属于我的天
期望同学们像小球一样怀着梦想,沿着人生的轨道一步一步往前行!总有一天,你有属于你的天!
过渡:伽利略的双斜面实验是一个理想实验。
(3)理想实验的魅力:
实验(事实)+逻辑推理
透过可靠的实验事实,加上合理的逻辑推理,得出规律的一种方法。
理想实验的魅力:实验不能实现的地方,思维向前一步。
这种方法十分了不起!爱因斯坦是这样评价的:伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一,而且标志着物理学的真正开端。这个评价实事求是,从亚里士多德到伽利略,经历了2000多年,物理学徘徊不前;从伽利略到爱因斯坦,只经历300多年,物理学的大厦初步建立,大师辈出。这都得益于伽利略首创的实验研究方法。
过渡:透过双斜面理想实验,伽利略得出了结论。
(3)伽利略:若没有摩擦阻力,沿水平面滚动的球将永远滚动下去。运动不需要力维持。
回顾、思考:
①静止的车、足球为什么运动起来
②运动的车、足球为什么会停下来
③力和运动之间有什么关系
力是改变物体运动状态的原因。
设问:运动状态是用什么物理量描述
车由静止变为运动,受到了推、拉力;由运动变为静止,受到了摩擦阻力。足球由静止变为运动,受到了脚的力;由运动变为静止,受到了草地的摩擦阻力。
过渡:与伽利略同时代的法国科学家笛卡尔对他的观点进行了补充。
4.补充完善,构成定律
(1)笛卡尔的补充:除非物体受到力的作用,物体将永远持续其静止或运动状态,永远不会使自己沿曲线运动,而只持续在直线上运动。这应成为一个原理,它是人类整个自然观的基础。
笛卡尔补充了物体不受力时持续静止状态或匀速直线运动状态。
过渡:1642年,伽利略逝世,1643年牛顿在英国诞生。牛顿是人类历史上最伟大的科学家之一。主要贡献有发明了微积分,发现了万有引力定律和经典力学,设计并制造了第一架反射式望远镜等等。
牛顿在1687年出版的《自然哲学的数学原理》一书中提出了三条运动定律。牛顿把伽利略、笛卡尔的正确结论总结成为牛顿第必须律,它是牛顿物理学的基石。
(2)牛顿第必须律:一切物体总持续匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。
过渡:此刻我们来理解定律。
(三)理解定律,了解惯性
思考:牛顿第必须律中论述的运动和力的关系是怎样的
1.运动和力的关系:力是改变物体运动状态的原因。
物体不受力,持续匀速直线运动状态或静止状态;运动状态变化,物体必须受到力的作用。
思考:物体不受力时“总持续匀速直线运动状态或静止状态”,这能不能透过实验验证呢
不能。由于不受力作用的物体是不存在的。许多阻力很小的现象能够帮忙我们理解牛顿第必须律。
2.阻力很小的现象:冰壶
从视频能够看出,冰壶在一段时间内速度的大小和方向几乎不变,直到碰上另一个冰壶。
思考:定律中还论述了什么呢
3.惯性:
①概念:物体持续原先的匀速直线运动状态或静止状态的性质。
设问:一切物体都有惯性。做变速运动的物体有惯性吗
当物体做变速运动时,由于惯性,物体会抵抗速度的改变,从而使速度的改变需要一段时间。比如汽车紧急刹车时不会立即停下来,而是继续向前滑行一段距离。
②一切物体有惯性,有抵抗运动状态变化的“本领”。
物体惯性大,“本领”大,运动状态难改变;物体惯性小,“本领”小,运动状态易改变。
思考并猜想:物体的惯性大小和什么因素有关
游戏:用嘴吹书
提起书,用最大力气吹垂下的封面;用手提起封面,用最大力气吹垂下的书。
思考:你观察到了什么现象这个现象能说明惯性和质量的关系吗
③惯性与质量:质量是惯性大小的量度。
质量只有大小,没有方向,是标量。在国际单位制中,质量的单位是千克,单位符号为kg。
在初中质量定义为物体所含物质的多少;此刻进一步从惯性的角度认识了质量;以后还要从物体间的引力认识质量。
过渡:此刻,就能够解释撕纸游戏了。
(四)再设情景,规律应用
1.思考:怎样解释撕纸游戏
有夹子,增大了中部的质量,增大了惯性。当迅速撕开两边时,中部仍持续静止状态,所以撕成三截。无夹子,中间纸条惯性很小,静止状态易改变。由于撕开纸条的力左右有差异,所以撕成两截。
过渡:了解了惯性的知识,我们还能用它决定是非。
2.美国空军UFO档案记载,1952.12.6黎明前,一架B29轰炸机在墨西哥湾上空训练时,一个很大的不明飞行物以4000km~15000km的时速靠近、经过、远离它。在目击描述中,不明飞行物能迅速增减速度,甚至还能骤然停止。
思考:1.如果没有个性的装置,UFO骤然停止时,外星人飞行员的命运是怎样的
2.人们想象外星人持有惯性消除器,用来消除自身的惯性,以便应对速度的迅速变化,你怎样看
我们利用惯性的知识发现了UFO档案记载中的疑点。期望大家在遇到问题时利用所学知识,冷静分析。
(五)课堂总结,课外探究
1.了解了运动和力关系的探究过程。
在探究过程中,亚里士多德是开拓者。伽利略首创了理想实验方法;笛卡尔补充了伽利略的观点;牛顿提出了惯性、力、惯性参考系的概念。
2.体会了理想实验的魅力:实验(事实)+逻辑推理
3.深入理解了牛顿第必须律,明白了质量是惯性大小的量度。
4.之后爱因斯坦等科学家又进一步发展了牛顿第必须律。没有哪一个定律是终极真理,物理学的大厦永不封顶,还等待你们为它添砖加瓦!
篇19:高一物理牛顿第一定律说课稿
高一物理牛顿第一定律说课稿
一、 对教材的分析
1、 作用与地位
本节内容是物理必修1第6章第1节《牛顿第一定律》,是在前面的知识基础上,来研究运动和力的关系,牛顿第一运动定律作为牛顿运动定律的基石,把最基本的匀速直线运动和物体是否受力两者联系起来,为后续的牛顿运动定律和平衡力等知识打下坚实的基础,起到承前启后的作用。
2、重点、难点分析
重点:正确认识物体运动跟力的关系,在物体有受力的情况下,应保持匀速直线运动状态或静止状态,加深对惯性概念的内涵的理解;
难点:对牛顿第一定律和惯性的理解。
二、 教学目标分析
1、 知识与技能
(1)牛顿第一定律的内容;
(2)惯性是所有物体的特性。
2、 过程与方法
(1)通过对牛顿第一定律的研究,培养学生的观察能力、分析推理能力、归纳论证能力和表述能力;
(2)通过惯性现象的解释,培养学生灵活运用所学知识解决问题的能力。
3、 情感、态度与价值观
通过实验探究活动,养成实事求是、尊重自然规律的科学态度
三、 学生的学情分析
学生通过前面5章的学习,已经初步具备一定的分析推理,逻辑思维能力,结合初中知识为生长点,以教材内容为线索,借助演示实验,引导学生进一步研究力产生的作用效果(即物体在不受外力作用时的运动状态)来归纳推理出牛顿第一定律。
四、 教法和学法分析
教学中以引导学生通过实验探究牛顿第一定律,借助演示实验,引导启发学生展开讨论,总结规律并得出结论,最后,教师总结并说明牛顿第一定律是理想情况,其只是根据实验推理的.、合乎逻辑的定律。
五、 教学程序分析
(一)导入新课:
通过介绍物体的运动形式是多种多样的,进一步思考运动与力的关系,引出动力学,说明动力学的奠基人是牛顿,牛顿三大运动定律是动力学的核心内容,也是学好整个力学知识的关键,引入牛顿第一定律的学习。
(二)新课教学:
1、创设情境:介绍早在2000多年前,古腊哲学家亚里士多德 “力是维持运动的原因” 的论断,通过“迷你实验室——图6-5书本的运动”的实验来说明,当推力撤去后,书本并不会立刻停止运动,而是会继续向前运动一段距离,导入伽利略的理想“斜面实验”。
2、演示实验:伽利略的“斜面实验”。利用提出问题,分析问题,解决问题的方面一步一步说明当小球从斜面的同一高度滑下,如果假想没有摩擦,小球将上升到另一斜面的同一高度;当另一倾角逐渐减小为零时,小球再也达不到原来的高度,而沿水平面持续运动下去。
3、演示“迷你实验室——气垫导轨实验”。这里提出“如何实现完全理想的情况”而介绍气垫导轨的特点,并引导学生如课本图6-7实验装置设计实验,探究滑块的运动情况。注意提醒学生这是一个近似实验。
4、介绍在伽利略的基础上,笛卡儿对伽利略观点的补充,最后由牛顿总结出——牛顿第一运动定律,并分析牛顿第一运动定律的内容及其是一个推理的而无法用实验证明的论断;说明“力是改变物体运动状态的原因”,而不是“维持物体运动的原因”。
5、通过“信息窗——图6-9太空中的航天飞机”来重点引导分析“一切物体都有保持原来的运动状态的特性”。
6、由牛顿第一定律引入“惯性”概念,通过阅读课文理解并归纳物体惯性的内涵。总结出:a、惯性是一切物体固有的属性;
b、质量是物体惯性大小的量度;
c、惯性是性质而不是力,其大小表示物体运动状态改变的难易程度等
(三)巩固练习:
利用多媒体课件设计有关惯性知识的应用,加强对牛顿第一定律知识的理解。
(四)作业布置:课本课后作业1、3、4、6
(五)板书设计:(略)
六、 教学预测
本节课教学设计从新课程的具体目标要求出发,注重知识的形成过程,教学过程设计力求引导学生主动、积极地参与教学活动,从发现问题、分析问题、解决问题出发,围绕力是维持物体运动的原因还是改变物体运动的原因为主题,并通过简单的实验,让学生充分思考讨论,澄清错误认识。但在将物理学史与物理规律教学进行有机渗透,自主,合作,探究性的学习在实际教学中可能因为师生互动不足达不到教学效果,在实际教学中要针对学生的认识水平进行合理的调节。
★ 初中物理惯性教案
★ 初中物理教资教案
★ 物理教师教学总结
★ 高一物理教学计划
★ 初中惯性教案
【初中物理牛顿第一定律教案格式(共19篇)】相关文章:
高一物理上学期教学反思2022-05-21
牛顿第二定律教学设计2022-10-18
新课标下《牛顿第一定律》的教学设计2022-06-01
物理教师工作总结2022-10-18
高中物理必修一教案2022-07-31
高中物理必修1第三章教案2023-03-25
九上物理教学计划2022-06-14
高一语文上学期教学计划格式2023-04-01
教科版八年级物理教案上册2022-10-19
第三章第八节惯性系和非惯性系 教案2023-08-23