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第9章第2节 牛顿第一定律教学设计
教学目标
知识与技能
1知道伽利略的理想实验及其主要推理过程和推论,知道理想实验是科学研究的重要方法。
2、理解牛顿第一定律的内容及意义。
3、理解惯性的概念,会正确解释惯性现象。
过程与方法
1、体验伽利略理想实验的实验推理过程,理解理想实验法是科学研究的重要方法。
2、通过实验加深对牛顿第一定律的理解。
3、观察生活中的惯性现象。
情感、态度与价值观
1、通过亚里士多德和伽利略对力和运动关系的不同认识,通过对笛卡儿的推论和牛顿第一定律的比较分析,了解人类认识事物本质的曲折性。感悟科学是人类进步的不竭动力。
2、通过惯性现象的认识,树立交通安全意识。
3、体会物理与生活的密切联系。
2学情分析
学生已初步了解机械运动和力的基本知识;不利的方面是:学生受生活经验的影响,“物体的运动需要力来维持”的错误观念不容易转变。同时对于概念性、理论性、物理学史类型的知识和规律的学习兴趣普遍较低,如果按照传统的教法去单纯讲述,学生不会重视,课堂乏味,效果不佳;学生综合分析能力不强,对学过的知识不能熟练地应用于实际;所以在学习过程中需要教师耐心启发和引导,利用教学课件和演示实验等多种形式强化学生的理解,强调科学推理的方法,帮助学生掌握这部分知识。
3重点难点
【教学重点】
对牛顿第一定律和惯性的正确理解;科学思想的建立过程
【教学难点】
力和运动的关系,惯性和质量的关系
4教学过程
4.1 第一学时
4.1.1教学活动
活动1【导入】吹乒乓球
教师:同学们,学习新知识前,我们先来做一个小游戏——吹乒乓球(点击课件)。
我们先请这位女生到前面来试试。(女生轻松吹动乒乓球)
下面,我们请一位男生到前面来吹吹看,比一比吹的效果。
男生上台吹球未动。
教师:威猛的男生竟然比不过柔弱的女生!
??????还有哪位男生想试试?
??????男生吹球再次失败。
教师:男生还是没比过女生。这是为什么呢?让我们带着这样的疑问进入今天的物理课堂。
活动2【导入】感受力与运动的关系
教师:请同学们动手体验
(点击PPT)体验一:让小车四轮朝上,使其由静止变为运动。
教师:你们是怎么做的?(你是怎样让小车动起来的?)
学生:用力推,用力推它,它就运动。
教师:当你撤去力后,小车是什么状态?
学生:小车就停止运动(小车滑行一段距离后就停止运动)
教师:如何让这辆小车持续运动?
学生:持续(用力)推。
教师:通过这个实验,你觉得力与运动之间有什么关系?(你有什么发现?)
学生:有力物体才能运动,没有力物体不能运动;
教师总结板书:(持续)有力——(持续)运动。
教师:让我们动手再体验一下。
(点击PPT)体验二:让小车四轮朝下,用力推,使其由静止变为运动。
教师:松开手(当小车离开手)后,你们有什么发现?
学生:小车会沿水平方向向前滑行一段距离,然后停下来。
教师:小车在向前滑行的过程中,还受手的推力吗?
学生:不受推力。(如有学生回答有推力,教师引导:有不同意见吗?)
教师:小车在水平方向不受手的推力,也能继续向前运动。这说明了什么问题呢?
学生:没有力(不受力),物体也能运动。
教师归纳板书:没有力——运动(伽利略)。
教师:这两种相互矛盾(截然相反)的观点,在历史上曾经经历了漫长而又激烈的争论过程。点击PPT,回顾历史上关于“力与运动的关系”的不同意见。
教师:伟大的伽利略提出了这一观点,他认为:运动的物体不需要力来维持。
活动3【导入】探究阻力对物体运动的影响 评论
教师:哪种观点正确呢?力与运动之间到底有什么关系呢?我们需要通过实验来验证。思考一下:在我们刚才的体验活动中,运动的小车为什么最终会停下来呢?
学生:是因为受到阻力(摩擦力)的作用。
教师:那我们就借助小车来探究阻力对物体运动的影响。
教师:点击PPT:探究阻力对物体运动的影响。(提供器材:小车)
思考:1.大小不同的阻力对小车运动的影响通过什么反映出来?
学生:小车运动的路程,阻力越大,小车运动的路程越短;阻力越小,小车运动的路程越长。(教师引导:如果我们刚刚在一个比桌面更加光滑的平面上推小车,小车运动的路程将如何变化?)
教师:所以我们这个实验研究的是阻力对小车运动路程的影响。 ????
???2.如何改变阻力的大小?
?学生:改变接触面的粗燥程度。(教师:提供毛巾、棉布、木板,其中粗糙程度最大的是毛巾,粗糙程度最小的是木板。如果学生提出压力,引导学生回答出研究对象为同一辆小车,压力不变,所以这里不改变压力)
??3.小车运动的路程除了与阻力大小有关之外,还与什么因素有关?
?学生:速度;推力大小(教师引导出推力大小相同的目的是为了让小车出发(离开手)时的初速度相同,给小车一个公平的相同的初始条件);
?教师:我们这个实验的目的是探究阻力大小对小车运动路程的影响,我们需要改变阻力,而控制其他条件(速度、推力)不变。
????4.如何控制小车在水平面上的初速度相同?
????学生:用相同的推力推小车。
????下面请同学们利用如下器材:小车、毛巾、棉布、木板(带斜面)等,讨论设计实验方案,稍后请同学上台汇报。
??????学生讨论设计实验方案,并进行汇报。
??????学生方案一:在水平面上用相同的力推小车前进,改变小车运动面的粗糙程度,观察小车运动的路程。
教师:有没有同学对他们设计的实验方案有疑问?
学生:实验很难控制小车的速度(推力)相同。
教师:考虑问题非常深入,有没有改进办法呢?
学生:方案1:
方案二:利用斜面来控制小车进入水平面时的初速度相同,信息快递给出。
教师:下面,就请同学们根据我们所设计的实验方案进行实验,并将实验数据记录在下发的学案上。
如果学生先讲出斜面实验,教师提问:同学们还有其他方案吗?讲2种方案进行比较,这两种方案哪种好吗,为什么?因为第一种方案很难准确控制推力完全相同。
活动4【导入】历史回顾。
我们今天研究发现的物体运动的规律,就是历史上伽利略所研究过的斜面理想实验及通过实验科学推理得到的结论.
历史回顾。
笛卡尔等人又在伽利略研究的基础上进行了更深入的研究,他认为:如果运动物体,不受任何力的作用,不仅速度大小不变,而且运动方向也不会变,将沿原来的方向匀速运动下去。——做匀速直线运动。
牛顿在伽利略、笛卡尔等科学家研究的基础上,对大量的实验事实进行深入研究,总结出了一条定律——即牛顿第一定律。
活动5【导入】引导学生分析牛顿第一定律。
阅读下列问题,谈谈你对牛顿第一定律的认识和理解?
或:指一个物体只能处于一种状态,到底处于哪种状态,由原来的状态决定,原来静止就保持静止,原来运动就保持匀速直线运动状态。
判断:黑板上两种矛盾的观点谁对谁错?
不受力时,运动的物体要做匀速直线运动,说明不受力,物体也可以运动。
得出——没有力也能运动,得出力不是维持物体运动的原因。
小车由运动变为静止是因为受到阻力的作用,所以力是改变物体运动状态的原因。
如果学生认为牛顿第一定律可以通过实验得出,引导:牛顿第一定律的条件是不受力,而我们身边没有不受力的物体,大到天体之间相互作用,小到微观粒子之间的相互作用,一切物体都会受到力的作用。实验+推理得到
活动6【导入】惯性：
思考:在刚刚推小车的实验中,我们发现小车离开手后,还会继续向前运动,生活中还有类似的现象——
点击2个视频——跳起的人为什么能继续向前运动?竖直向上抛出的球为什么能继续向前运动?这些运动的物体有什么共性?
学生:原来运动的物体会继续运动(要保持运动状态)。
教师:原来运动的物体不仅会运动,而且会保持原来速度做匀速直线运动。
运动的物体有保持原来运动状态的性质,那么,静止的物体有保持静止的性质吗?
学生活动——打棋子
用塑料尺快速打击最下面的棋子,观察发生的现象。
用塑料尺快速击打硬纸板(或者用手快速水平抽出硬纸板),观察发生的现象。
回答问题:下面的棋子为什么会飞出去?上面的棋子为什么没有飞出去?说明了说明问题?
????硬纸板为什么会飞出去?鸡蛋为什么没有飞出去?说明了说明问题?
这一现象又说明了什么问题呢?
学生讨论归纳得出:原来静止的物体具有保持静止状态的性质。
教师总结:惯性概念。
我们将物体这种保持原来的运动状态不变的性质叫惯性。
板书:惯性:物体具有保持静止或匀速直线运动状态不变的性质。
惯性是物体的固有属性,只与质量有关。
解释:男女生乒乓球PK赛。
教师:刚上课时,我们进行了一场比赛,下面我们将2为主角再次请上台来,男生知道你为什么会输吗?男生来感受一下这两个乒乓球有何不同?
学生:一个质量大,一个质量小。
教师引导学生解释:2个乒乓球原来都处于静止状态,质量大的惯性大,保持原来静止状态的本领强,所以不易被吹动。
请同学们利用下列器材:纸条、玻璃杯、小车、木块、棋子、硬纸片、木尺等,讨论设计一个能说明物体具有惯性的实验,并根据设计的方案完成实验。我请同学上台来展示。(这个实验设计留给同学们课后完成)
点击生活中的惯性现象以及惯性的利用和防止。生活中,惯性现象十分常见,人们有时要利用惯性,有时又要防止惯性造成的危害。
惯性知识在生活中、科技上、军事上有着广泛的应用,比如——高精度惯性仪表及系统、惯性动作捕捉技术等,感兴趣的同学课后可以加深了解。
活动7【导入】课堂小结
同学们,本节课我们学习了牛顿第一定律和惯性知识,体会了物理学独特的研究方法,领略了大师名家的人格魅力,培养了勤于思考、去伪存真科学探究精神,希望同学们将这种科学精神发扬光大。

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