第一節(jié) 科學(xué)探究：牛頓第一定律

第一節(jié) 科學(xué)探究：牛頓第一定律科學(xué)探究：牛頓第一定律一、 學(xué)生原有知識水平、能力分析學(xué)生學(xué)習(xí)牛頓第一定律的困難在于從生活經(jīng)驗中得到的一種被現(xiàn)象掩蓋了本質(zhì)的錯誤觀念，認為物體的運動是力作用的結(jié)果。二、教學(xué)內(nèi)容分析教材首先通過回憶思考的形式提出問題：如果物體不受力，將會怎樣？通過小車在不同表面運動的演示實驗，使學(xué)生直觀的看到物體運動距離與阻力大小的關(guān)系，為講解伽利略的推理作準備。然后講述伽利略的推理方法和通過推理得出的結(jié)論，再介紹迪卡兒對伽利略結(jié)論的補充，牛頓最后總結(jié)得出的牛頓第一定律。通過這些使學(xué)生了解定律的得出是建立在許多人研究的基礎(chǔ)上的，正如牛頓所說：“如果說我所看的更遠一點，那是因為站在巨人肩上的緣故”。最后指出牛頓第一定律不是實驗定律，而是用科學(xué)推理的方法概括出來的，定律是否正確要通過實踐來檢驗。給學(xué)生以科學(xué)方法論的教育。本節(jié)課的重點是揭示物體不受力時的運動規(guī)律，即牛頓第一運動定律。三、教學(xué)目標知識與技能1 體會亞里士多德與伽利略的思想沖突，通過動手實驗，用分析和論證的方法探究出牛頓第一定律。2 理解牛頓第一定律的內(nèi)容，能用自己的語言闡述對牛頓第一定律的理解。3 通過對牛頓第一定律的探究，提高學(xué)生的觀察能力、分析能力、歸納總結(jié)的能力和表達信息的能力。4 通過大量事實認識慣性，了解利用慣性和防止慣性的方法，并能夠?qū)⒅R應(yīng)用到生產(chǎn)、生活實踐當(dāng)中。過程與方法1 經(jīng)歷牛頓第一定律的發(fā)現(xiàn)，領(lǐng)悟“實驗和觀察”這個探究環(huán)節(jié)。2 通過實驗探究，認識理想實驗的科學(xué)研究方法。3 能解釋簡單的慣性現(xiàn)象。情感態(tài)度與價值觀1 對探究性活動的參與養(yǎng)成實事求是、尊重自然科學(xué)的科學(xué)態(tài)度，不迷信權(quán)威。2 認識到交流與合作的重要性，有主動與他人合作的精神。1 四、教學(xué)重點：理解牛頓第一定律的內(nèi)容，能用自己的語言闡述對牛頓第一定律的理解2 通過大量事實認識慣性，了解利用慣性和防止慣性的方法，并能夠?qū)⒅R應(yīng)用到生產(chǎn)、生活實踐當(dāng)中。1 五、教學(xué)難點：對牛頓第一定律的理解；2 用慣性解釋日常生活中的現(xiàn)象。六、教學(xué)方法：探究性教學(xué)，邊實驗邊總結(jié)，邊啟發(fā)。七、教具：教學(xué)用具（有條件的學(xué)校部分實驗可以做分組做）：三個滑塊；三個木板（不同粗糙程度）；三個斜面（相同粗糙程度）；小車；小木塊；一把大鐵鏟；八、課型：新授課九、課時：2課時第1課時教學(xué)步驟教師活動學(xué)生活動教學(xué)意圖引入：教學(xué)后記：（展示推車動畫）請同學(xué)們思考：車為什么會運動了呢？后來為什么停止了呢？請學(xué)生根據(jù)自己觀察設(shè)計實驗研究小車運動和靜止的現(xiàn)象。學(xué)生實驗：推文具盒或書，同時觀察有什么現(xiàn)象？學(xué)生實驗：停止推文具盒或書，又觀察到什么現(xiàn)象？提出問題：從觀察到的現(xiàn)象說明物體運動或靜止的原因。師生總結(jié)：有力，物體運動，沒有力，物體靜止。師生總結(jié)：（有力的作用，物體運動，沒有力的作用，物體靜止）物體的運動需要力來維持。教師講解：2000多年前，古希臘哲學(xué)家亞里士多德提出：力是維持運動的原因，力的作用停止，運動停止。提出問題：是不是所有的現(xiàn)象都是這樣的呢？請大家思考、觀察？教師講解：意大利偉大的物理學(xué)家伽里略提出了相反的意見：伽里略實驗：演示伽里略的斜槽實驗。（注：斜槽用鋁合金制作或用玻璃彎制。）師生分析：每次小球都滾到釋放時的同一高度，說明了斜槽越平，小球滑得越遠，那么要是斜槽下端連接的是平面，不能達到相同高度，小球?qū)⒃鯓舆\動呢？小球就只有永遠運動下去了？（運動不需要力來維持）提出問題：哪個觀點更合理呢？怎樣去找到正確答案呢？請學(xué)生討論。教師講解：請同學(xué)們用一個木板任意做多次實驗，比一比誰滑得更遠，觀察滑塊運動情況，總結(jié)分析；學(xué)生實驗：教師講解：（預(yù)先觀察兩組斜面傾角不同而粗糙程度相同的同學(xué)）請兩組同學(xué)再同時做實驗，都從同一高度滑下，同學(xué)們觀察、分析。學(xué)生實驗：教師總結(jié)：小球下滑的高度影響小球在木板上滑行的距離（越高越遠），同時，在粗糙的斜面上滑行傾角也影響小球的滑行。教師講解：請學(xué)生觀察實驗儀器（三塊木板）的不同特點。學(xué)生觀察：提出問題：請各個小組用三塊木板做滑塊下滑實驗，比較滑塊在水平段滑行的距離，并分析原因。請同學(xué)們注意：要比較水平段滑行的距離，需要斜面傾角和滑塊下滑的高度相同，為什么？用控制變量法分析。學(xué)生實驗：表面很光滑的木板上的滑塊滑動較遠。學(xué)生分析：木板很光滑，滑塊受到的摩擦阻力很小，滑動得就較遠。教師分析：木板很光滑，滑塊受到的摩擦阻力很小，滑塊滑動得就較遠，沒有改變滑行方向。那么，木板再光滑點呢？滑塊將滑得更遠，如果摩擦力小到可以忽略，那么滑塊將不停地向遠方滑去，說明“運動不需要力來維持”，并且，滑塊在滑動到水平段時，在沒有受到外力作用的時候，滑塊將保持勻速直線運動。提出問題：“沒有受到外力作用”怎么理解呢？師生討論：沒有受到外力作用的情況是理想的，實際上就是沒有力的作用效果或者是力的作用效果為零。那么我們在實際中，哪種情況下外力對物體的作用效果為零呢？就是多個力的作用效果相互抵消，對滑塊的作用效果為零，所以滑塊將保持勻速直線運動。提出問題：對其它物體的運動情況呢？學(xué)生猜想：在沒有受到外力作用的時候，總保持勻速直線狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)。學(xué)生討論：用小球來做實驗，觀察實驗現(xiàn)象，看是否相同。牛頓第一定律板書：一切物體在沒有受到外力作用的時候，總保持勻速直線狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)。師生討論板書：理解牛頓第一定律的關(guān)鍵：“一切物體”、“沒有受到外力”、“總”這幾個詞。教學(xué)小結(jié)板書：1 科學(xué)的探究態(tài)度，尊重自然科學(xué)的科學(xué)態(tài)度，不迷信權(quán)威，對有爭議的問題應(yīng)該用實驗的方法來科學(xué)解釋。2 學(xué)會用控制變量法分析、解決問題。3 理解牛頓第一定律。課后鞏固：1 理解牛頓第一定律，用自己的話描述牛頓第一定律。2 教科書課后作業(yè)第1題。學(xué)生回答：文具盒或書運動起來了學(xué)生回答：運動停止。學(xué)生討論：舉出生活中類似的例子。學(xué)生討論：投出去的鉛球，在空中還受到手向前的推力嘛？為什么還向前運動呢？踢足球時，球已經(jīng)滾向前方，還受到腳的推力作用能嗎？為什么還要向前運動呢？學(xué)生回答：將小球從斜面上放下來，下面用長木板作為軌道，看小球是否一直運動下去。學(xué)生分析：滑塊從較高處滑下來，運動得較遠。學(xué)生分析：兩組同學(xué)的斜面傾角小的，滑行的距離?。ɑ瑝K與斜面間的滑動摩擦力不可忽略）。學(xué)生回答：粗糙程度不同。學(xué)生回答：斜面傾角和滑塊下滑的高度都影響滑塊在水平段滑行的距離，要比較滑塊在不同的水平木板上滑行的距離，就應(yīng)該讓斜面傾角和滑塊滑行的高度一定，控制水平木板的粗糙程度。師生分析：那么原來靜止的物體，在外力的作用效果為零的情況下，物體將運動嗎？肯定不會，也就是說：物體在沒有受到外力作用的時候，總保持勻速直線狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)。體會亞里士多德與伽利略的思想沖突，通過動手實驗，用分析和論證的方法探究出牛頓第一定律。理解牛頓第一定律的內(nèi)容，能用自己的語言闡述對牛頓第一定律的理解。通過對牛頓第一定律的探究，提高學(xué)生的觀察能力、分析能力、歸納總結(jié)的能力和表達信息的能力。第2課時教學(xué)步驟教師活動學(xué)生活動教學(xué)意圖慣性板書：教學(xué)板書：課后鞏固：教學(xué)后記：復(fù)習(xí)提問：用自己的語言描述牛頓第一定律。教師講解：我們學(xué)習(xí)了牛頓第一定律有什么用處呢？今天我們就來運用牛頓第一定律解決實際問題。請大家觀看影片：踢出去的足球，已經(jīng)停止腳了對球的作用，足球還繼續(xù)飛行；運動的汽車急剎車時，車內(nèi)乘客前傾；靜止的汽車突然啟動時，車內(nèi)乘客后仰； 請同學(xué)門解釋，為什么在停止了對足球的作用后，足球還能向前飛行一段呢？提出問題：在地面上時，受到哪些力呢？教師講解：在力的作用下，足球馬上停下來了嗎？教師提問：下雨天，公路上行駛的汽車，剎車后，汽車會馬上停下來嗎？教師提問：同學(xué)們滑旱冰的時候，能突然停下來嗎？教師提問：用力快速向左搖動靜止在路邊的小樹，我們會發(fā)現(xiàn)，本想向左邊搖動，樹干向左了，可樹冠卻向右彎呢？我們來分析，足球、汽車和滑旱冰的小朋友原來都是運動的，他們保持原來的運動情況，需要運動一段時間才停下來；樹冠，原來是靜止的，我們搖動的時候，它不想動，保持在原來的位置，而樹干卻向左運動了，所以我們看到樹冠向右彎了。板書我們把物體保持原來運動狀態(tài)這種性質(zhì)稱之為慣性。教師提問：（教科書第1002頁圖6-11）我們現(xiàn)在來解釋一下運動的汽車急剎車時，車內(nèi)乘客前傾，靜止的汽車突然啟動時，車內(nèi)乘客后仰的現(xiàn)象。師生討論：剎車時：開始人是運動的，剎車了，車停下來，人由于慣性要保持原來的運動狀態(tài)，所以要前傾，啟動是類似。師生討論：師生實驗：演示慣性小實驗。提出問題：為什么小紙片飛出去，而砝碼不會跟著飛出去呢？師生例析：1 給菜地澆菜，先用水瓢送水，當(dāng)停住水瓢時，瓢里的水由于慣性繼續(xù)向前運動，飛到遠處的菜地上。2 解釋教科書第102頁圖6-10。3 用小車上放上一個小木塊演示。（剎車時）（啟動時）師生討論：汽車啟動時，人的腳受到力作用向前運動，人的上半身由于慣性繼續(xù)保持靜止?fàn)顟B(tài)，所以人向后傾。停車時，人的腳受到力的作用而停止，人的上半身由于慣性繼續(xù)保持運動狀態(tài)，所以人向前傾。學(xué)生實踐：請同學(xué)舉生活中慣性的例子。并自己解釋現(xiàn)象產(chǎn)生的原因。提出問題：這些慣性現(xiàn)象對我們都是有利的嗎？教師總結(jié)板書：慣性的利弊（慣性的應(yīng)用與防止）；提出問題：載重大卡車和自行車相比，都同時剎車，誰容易停下來呢？為什么？師生討論：物體重（質(zhì)量），就不容易停下來；（可以多舉例說明：質(zhì)量越大，速度改變就越困難）教師講解板書：慣性是一切物體所固有的屬性，慣性的大小用質(zhì)量去量度，物體的質(zhì)量大，慣性就大。1 我們把物體保持原來運動狀態(tài)這種性質(zhì)稱之為慣性；2 慣性的利弊（慣性的應(yīng)用與防止）；3 慣性是一切物體所固有的屬性，慣性的大小用質(zhì)量去量度；1 用雞蛋做慣性實驗（教學(xué)參考書第96頁：四、實驗與活動）。2 教科書第103頁第2、3題。學(xué)生討論：根據(jù)牛頓第一定律，飛出去的足球已經(jīng)具有了速度，水平方向不受外力作用（不考慮空氣阻力），所以繼續(xù)向前飛行，當(dāng)足球落到地面上時，受到地面的摩擦阻力，才慢慢停下來。學(xué)生討論：重力、支持力、摩擦力。學(xué)生回答：沒有，而是繼續(xù)滾動了一段距離。學(xué)生回答：不會，汽車將繼續(xù)滑行一段距離才停下來。學(xué)生回答：不能。學(xué)生實驗：如圖所示，同學(xué)A拿著鐵鏟，讓同學(xué)B面隊著A站在鐵鏟上，旁邊還站個同學(xué)C保護B，準備好后，A突然拉鐵鏟，觀察B同學(xué)的反應(yīng)，同時B同學(xué)自己有什么感受呢？師生討論：紙片因為受到力的作用而由靜止變?yōu)檫\動飛了出去，砝碼由于具有慣性而繼續(xù)保持靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)下面的紙片飛出去后，砝碼就豎直下落。學(xué)生討論：學(xué)生總結(jié)出慣性的利與弊以及如何去防止和利用物體的慣性。通過大量事實認識慣性，了解利用慣性和防止慣性的方法，并能夠?qū)⒅R應(yīng)用到生產(chǎn)、生活實踐當(dāng)中。