内容正文:
1.牛顿第一定律 惯性
教学目标
三维目标要求
一、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.知道什么是惯性,会正确地解释有关惯性的现象。
二、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.通过实验加深对牛顿第一定律的理解。
3.理解理想实验是科学研究的重要方法。
4.通过探究活动熟知实验探究的过程。
5.领悟通过实验要求设计实验表格的方法。
6.体验由实验结论进行科学推理的过程。
三、情感态度与价值观
1.在探究过程中培养学生的交流意识与团结协作精神。
2.通过学习使学生知道实践是检验真理的唯一标准,不要盲目迷信权威。
3.培养学生乐于参与科学实践的情感,在实验中养成严谨的科学态度。
教学重点和难点
一、教学重点
1.知道牛顿第一定律的内容。
2.知道惯性的概念。
3.探究摩擦力对运动的影响,经历比较、分析、综合和推理的思维过程。
二、教学难点
探究摩擦力对运动的影响,经历比较、分析、综合和推理的思维过程。
教学过程
情景导入
做实验引入力与运动的关系,引发学生的思考。
参考实验:在讲台上放一辆小车,使它处于静止状态。
师:怎样才能让小车运动起来呢?
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。
教学活动
一、牛顿第一定律
承接刚才的实验现象,演示当物体不再受手的推力时,物体停止运动。
师:静止在水平面上的物体,用力去推,物体由静止变为运动;一段时间后撤掉该力,物体的运动状态又如何?
生:一段时间后撤走该力时,物体速度越来越慢,最终停下。
师:根据以上的例子,思考“运动一定需要力来维持吗” 。
生1:需要。因为用力推物体它才能运动,而撤走了这个力物体最终会停下,所以,运动必须用力来维持。
生2:不一定,按照生1的说法,运动一定需要力来维持的话,撤走了力,物体应该立刻停下才对。
生3:例如在空中飞行的足球,已经不再受到脚的作用力,但仍然向前运动,因此“物体的运动不一定需要力的作用”。
实验探究:推断物体不受力时的运动。
让学生阅读教材P24“实验探究:推断物体不受力时的运动”,完整地看一遍实验内容。
分组实验:
在粗糙程度不同的水平面上,让小车自斜面顶端从静止开始滑下。观察小车从同一高度滑下后,在不同表面运动的距离,记下每次小车停下时的位置。
实验记录:
实验次数
表面材料
阻力大小
滑行距离
1
毛巾
最大
最短
2
木板
较大
较长
3
玻璃板
较小
长
推理
光滑表面
阻力为零
无限长
实验分析:
提出问题让学生讨论:
(1)三次实验,小车最终都静止,为什么?
(2)三次实验,小车运动的距离不同,这说明什么问题?
(3)小车运动距离的长短跟它受到的阻力有什么关系?
(4)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?
(5)根据上面的实验及推理,还可以推理出什么结论?
(6)推理:小车在光滑的(阻力为零)表面,将会怎样运动?
实验结论:平面越光滑,小车运动的距离越远,说明小车受到的摩擦力越小,速度减小得越慢。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,即做匀速直线运动。
多媒体展示:伽利略理想实验
师:物体除了运动,还有静止。那么,静止的物体在没有受到外力作用时,保持什么状态呢?
牛顿的补充: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定律。
牛顿第一定律的内容:一切物体在不受外力作用时,总保持匀速直线运动状态或静止状态。
定律分析:
(1)牛顿第一定律说明了物体的运动不需要力来维持。运动物体之所以会停下来,是由于物体受到了力的作用。
(2)“一切”,表示这个定律具有普遍性,没有例外。“不受外力”是本定律成立的条件,定律要成立的前提条件是不受外力,或者是合外力为零。“总保持”是指物体不受外力时只有保持静止或匀速直线运动两种可能,要改变这种状态,物体必须受力的作用。
强调:牛顿第一定律是通过分析事实,再进一步概括、推理得出的,不是直接的实验结论,但其中符合逻辑的科学推理是非常重要的。
师(回应课题引入实验):回想我们最开始的实验,有推力时木块运动,撤去推力后木块停下来,从表面现象得到的结论——运动需要力来维持是错误的,但这种现象是千真万确摆在我们面前的,我们如何用牛顿第一定律的观点正确的解释这个现象呢?
请同学们思考、讨论