内容正文:
课题
第八章 第1节 牛顿第一定律
1课时
授课教师
授课类型
新授课
教学目标
1.通过斜面小车实验,能正确探究阻力对物体运动的影响并能够说出牛顿第一定律的内容。
2.通过举例说明一切物体都具有惯性,并能用物体的惯性解释生活和自然中的有关现象。
教学重点、教学难点
重点:牛顿第一定律的推理过程及理解,对惯性概念的理解。
难点:利用牛顿第一定律和惯性,解释现象、解决问题。
教学方法
前面我们学习了运动和力的一些简单知识,牛顿第一定律是将运动和力联系起来的一座桥梁,是进一步分析和处理直线运动和力学问题的基础,起到承上启下的作用。本节课应该充分调动学生主动参与的积极性,在实验、讨论、建立概念和规律的过程中,感受透过现象看本质的思维方法,感悟观察、实验,推理,尤其是“理想实验”对形成概念和发现规律的重要作用。
教学准备
小车、毛巾、木板、玻璃、小球、斜面、多媒体课件等。
教学过程
一、新课引入
演示:在桌面上推动木块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”,即木块的运动需要推力来维持。于是,古希腊哲学家亚里士多德就根据这些现象总结出“物体的运动需要力来维持”。这种观点是否就一定正确呢?
演示:在桌面上推动木块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。
问题:木块从静止→运动→静止的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
知识点一 牛顿第一定律
1.实验探究:阻力对物体运动的影响
伽利略的贡献:理想实验法。
让学生阅读课本P19“阻力对物体运动的影响”,完整地看一遍实验内容。
分组实验:在水平桌面上铺上粗糙程度不同的物体,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
较小
长
推理
光滑表面
阻力为零
无限长
讨论问题:
(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,即做匀速运动。
视频展示:伽利略理想实验
笛卡尔补充: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。
问题过渡: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?
牛顿补充:将保持静止状态。
归纳总结:我们现在已经有了伽利略的研究成果,又有了笛卡尔和牛顿的补充,把二者进行概括: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)
2.牛顿第一定律
(1)内容: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。这就是著名的牛顿第一定律。
(2)理解
①牛顿第一定律的研究对象是“一切物体”,包括运动的物体和静止的物体。
②“或”“迫使”说明物体保持两种状态的其中一种,即静止状态或匀速直线运动状态,是哪一种由物体的初始状态决定。要改变这两种状态物体必须受到外力的作用。
③牛顿第一定律是在大量经验事实的基础上,通过分析推理而概括出来的,不能用实验来直接验证。
问题引导:回想我们新课引入的实验,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地解释这个现象呢?请同学们思考、讨论、交流。
知识点二 惯性
情境设置:如果前行的公交车突然遇上小狗而紧急刹车,车上的人会前倾。
演示实验:学生演示课本P21,圆球并没有飞出去。
归纳总结:
(1)惯性:物体这种保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质叫作惯性。
(2)因为物体有惯性,所以在不受外力时才能保持静止或匀速直线运动状态,因此牛顿第一定律又被称为惯性定律。
知识拓展:
(1)惯性是物体固有的一种属性,它不是力,把惯性说成“惯性力”或“受惯性作用”都是错误的。
(2)分析惯性现象的一般思路:首先分析研究对象“原来的状态”,其次分析哪部分受力的作用,运动状态发生改变;哪部分“由于具有惯性会怎样”,最后再说明“所以……”。
三、课堂小结
回顾本节课你学到了什么?梳理本节知识要点。
四、板书设计
第1节 牛顿第一定律
一、阻力对物体运动的影响
1.阻力是物体停止运动的原因。
2.运动不需要力来维持。
二、牛顿第一定律
1.内容: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。
2.对象:一切物体。
3.没有受到力的作用
(1)原来静止的物体仍然静止。
(2)原来运动的物体保持匀速直线运动。
三、惯性
1.物体这种保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质叫作惯性。
2.一切物体都有惯性。
3.惯性不是力,不能把惯性说成“惯性力”或“受惯性作用”。
教学设计
反思
1.学生学习牛顿第一定律的困难在于从生活经验中得到一种被现象掩盖了本质的错误观念,认为物体之所以运动是因为力的作用。如推一下物体,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,为揭示力和运动的关系作出重要铺垫。其次,通过实验确立“力是改变物体运动状态的原因”的概念,再通过推理建立“不受力时物体运动状态不变”的概念。
2.通过实验的比较、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。在实验演示中,可通过设计不同的问题渗透研究方法。
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