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初中物理牛頓第一定律教案【三篇】

時(shí)間:2017-08-31 13:46:00   來源:無憂考網(wǎng)     [字體: ]
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教學(xué)目標(biāo)

  一、知識與技能:

  知道并能用語言表述牛頓第一定律,

九年級物理牛頓第一定律教學(xué)設(shè)計(jì)

。

  二、過程與方法:

  培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬐评砟芰Α?/FONT>

  通過對大量實(shí)例的分析,培養(yǎng)學(xué)生歸納、綜合能力。

  善于思考、善于總結(jié),把物理與實(shí)際生活緊密結(jié)合。

  三、情感態(tài)度與價(jià)值觀:

  通過探究物體不受力時(shí)怎樣運(yùn)動(dòng),形成實(shí)事求是、不迷信權(quán)威、尊重自然規(guī)律的科學(xué)態(tài)度。

  教學(xué)重與難點(diǎn)

  重點(diǎn):“理想實(shí)驗(yàn)”法,牛頓第一定律。

  難點(diǎn):讓學(xué)生確信牛頓第一定律并理解其內(nèi)涵。

  教學(xué)準(zhǔn)備 慣性小車、斜面、木塊、木板、毛巾、標(biāo)志小旗.

  教學(xué)過程

  一、體驗(yàn)、觀察、頓悟、闡述

  師:同學(xué)們,根據(jù)平常的觀察和生活經(jīng)驗(yàn)告訴我們:力可以使靜止的物體運(yùn)動(dòng),也可以使運(yùn)動(dòng)的物體靜止。(請觀察)

  學(xué)生實(shí)驗(yàn)一:抽學(xué)生到講臺上做用力使講桌運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)。并指出當(dāng)我們用力推或拉桌子時(shí),桌子才會(huì)運(yùn)動(dòng),當(dāng)推力或拉力撤消后,桌子就停止運(yùn)動(dòng)。(A、運(yùn)動(dòng)需要力來維持)

  學(xué)生實(shí)驗(yàn)二:學(xué)生演示小車在木板上運(yùn)動(dòng)情況。用力推小車時(shí)小車開始運(yùn)動(dòng),當(dāng)推力撤消后小車仍能運(yùn)動(dòng)。

 。˙、運(yùn)動(dòng)不需要力來維持)

  師:既然物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來維持,小車為什么會(huì)停下來呢?

  生:是桌面對小車的阻力。

 。ê茫旅嫖覀兙陀脤(shí)驗(yàn)來探究阻力對物體運(yùn)動(dòng)的影響)

  二、探究、歸納、推理

 。ㄒ唬┨骄浚鹤枇ξ矬w運(yùn)動(dòng)的影響

  1、介紹實(shí)驗(yàn)器材。

  2、請同學(xué)帶著下面的問題和老師一起來完成實(shí)驗(yàn)探究。

 。1)為充分“顯示”阻力對物體運(yùn)動(dòng)情況的影響,每次實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)該控制哪些因素相同?如何改變物體受到的阻力?

  (2)為什么讓小車從斜面的同一高度滑下?

  (3)小車在不同材料的平面上終停下來的原因是什么?

  3、演示書上圖12.5-3所示的實(shí)驗(yàn),

  (1)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

  接觸面

  阻力的大小

 。ㄟx填“大”“較小”或“小”)

  小車運(yùn)動(dòng)的距離

 。ㄟx填“短”“較長”或“很長”)

  毛巾

  棉布

  木板

  (2)交流討論思考題。

  (3)展示討論結(jié)果。

 。ǘw納

  生:平面越光滑,小車運(yùn)動(dòng)的距離越 遠(yuǎn) ,這說明小車受到的阻力越小 ,速度減小得越 慢 。

 。ㄈ┩评恚A實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

  師:如果我們將木板換成表面更光滑的玻璃,小車運(yùn)動(dòng)的距離與在木板上運(yùn)動(dòng)的距離相比較,哪一個(gè)更遠(yuǎn)些?

  生:在玻璃上運(yùn)動(dòng)的距離更遠(yuǎn)。

  師:如果有一種材料,它的表面絕對光滑,對小車受到的阻力為零,小車將做什么樣的運(yùn)動(dòng)?

  生:小車將以恒定不變的速度永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去。

  師:運(yùn)動(dòng)的物體不受力將一直運(yùn)動(dòng)下去,那靜止的物體如果不受力,會(huì)怎樣呢?

  生:永遠(yuǎn)保持靜止?fàn)顟B(tài)。

  三、揭示規(guī)律、板書課題

  一切物體在沒有受到力的作用時(shí),總保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài).

  師:今天同學(xué)們在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上通過進(jìn)一步推理得出的規(guī)律跟17世紀(jì)英國科學(xué)家牛頓得出規(guī)律完全一樣。同學(xué)們真棒,你們是當(dāng)今的牛頓。

  板書課題:牛頓第一定律

  想想議議(學(xué)生交流討論)

  1、牛頓第一定律的適用范圍:;成立的條件: ;結(jié)論: 。

  2、靜止的物體如果不受力的作用將保持狀態(tài);運(yùn)動(dòng)的物體如果不受力的作用將保持 。

  師:牛頓第一定律充分揭示了物體運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系,力不是用來維持物體運(yùn)動(dòng)的原因,而是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。

  四、課堂練習(xí)(見學(xué)生手中小練習(xí))

  五、課堂小結(jié)

  1、牛頓第一定律的內(nèi)容是:一切物體在沒有受到力的作用時(shí),總保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

  2、適用范圍:一切物體;條件:不受力;結(jié)論:總保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

  3、力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。

  六、課外作業(yè)(略)

  附板書設(shè)計(jì)

  12.5 牛頓第一定律

  1、內(nèi)容:一切物體在沒有受到力的作用時(shí),總保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

  2、適用范圍:一切物體;

  條 件:不受力;

  結(jié) 論:總保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

  3、力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。

一、教材分析 這節(jié)教材首先對人類認(rèn)識“運(yùn)動(dòng)和力”的關(guān)系作了歷史的回顧,介紹了四位科學(xué)家研究運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系的思想方法及卓越貢獻(xiàn)。然后講述牛頓第一定律的內(nèi)容和物體慣性的概念。這是初、高中知識相銜接的一節(jié)課程。學(xué)生已經(jīng)了解了牛頓第一定律的基本內(nèi)容,所以在教學(xué)設(shè)計(jì)上應(yīng)以教材中有關(guān)“力是運(yùn)動(dòng)的原因還是改變運(yùn)動(dòng)的原因”這一問題認(rèn)識的發(fā)展歷史為線索,以科學(xué)思想、科學(xué)方法教育與思維能力培養(yǎng)為主要目標(biāo)。教學(xué)的側(cè)重點(diǎn)應(yīng)放在理解人類認(rèn)識“運(yùn)動(dòng)和力”的關(guān)系研究、思考、推理過程,學(xué)習(xí)科學(xué)研究中常用的理想實(shí)驗(yàn)方法。在牛頓第一定律內(nèi)容的學(xué)習(xí)上,注重知識的理解及與生活實(shí)際的聯(lián)系。為發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性,思維的積極性,本課采取學(xué)生自主探究模式組織教學(xué)。

二、教學(xué)過程設(shè)計(jì)

引入新課:運(yùn)動(dòng)的起因是什么

(一)學(xué)生閱讀歷史的回顧并找出四位科學(xué)家關(guān)于力和運(yùn)動(dòng)的觀點(diǎn)

這塊內(nèi)容中有些知識點(diǎn)學(xué)生是已知的,也有未知的,但學(xué)生都看得懂,所以就由學(xué)生來完成,同學(xué)們相互補(bǔ)充,教師只起到歸納總結(jié)的作用。

1.亞里士多德:力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因。

現(xiàn)象:在平路上人推車,車才能運(yùn)動(dòng),人停止用力,車子就要停下來。

2.伽利略:水平面上物體所以會(huì)停下來,是因?yàn)槟Σ恋淖饔,如果沒有摩擦,水平面上物體一旦具有某一速度物體將保持這一速度運(yùn)動(dòng)下去。

笛卡兒:如果沒有其它原因,運(yùn)動(dòng)物體將繼續(xù)以同一速度沿著一條直線運(yùn)動(dòng),即不會(huì)停下來,也不會(huì)偏離原來的方向。

牛頓:一切物體總保持原來的勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài),直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止。

(二)問:以上四位科學(xué)家每一位都把人類的認(rèn)識向前推進(jìn)了一步,試分析每人推進(jìn)的一步體現(xiàn)在哪里?你認(rèn)為誰的貢獻(xiàn)大?

教師通過設(shè)計(jì)這樣一個(gè)問題,指明學(xué)生要探究的內(nèi)容與方向,具體由學(xué)生們合作完成,教師只起到總結(jié)歸納的作用。

a)亞里士多德的貢獻(xiàn):通過直覺的觀察提出問題為科學(xué)家的研究確立了課題。

b)伽利略的貢獻(xiàn):(1)伽利略發(fā)現(xiàn)了不易直覺的摩擦力,改變了亞里士多德根據(jù)直接經(jīng)驗(yàn)得出的直覺結(jié)論提出運(yùn)動(dòng)不需力維持;(2)思維代替直覺認(rèn)識宇宙。

c)笛卡兒的貢獻(xiàn):(1)明確勻速直線運(yùn)動(dòng);(2)指出速度改變是有原因的。

d)牛頓的貢獻(xiàn):(1)推廣到一切物體;(2)提出靜止;(3)明確力的作用。

關(guān)于誰的貢獻(xiàn)大,學(xué)生眾說紛紜,沒有一個(gè)確切的定論,教師也無需給出一個(gè)正確的結(jié)論。但是通過對物理學(xué)歷史發(fā)展過程的考察,對四位科學(xué)家貢獻(xiàn)的探究,它將有助于學(xué)生了解物理學(xué)家認(rèn)識和發(fā)現(xiàn)物理定理、定律的基本方法。從而“以史為鑒”,培養(yǎng)他們以物理學(xué)家認(rèn)識世界本來面目的方式去認(rèn)識世界。在一定意義上,通過對規(guī)律認(rèn)識的歷史的還原,對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)思想和科學(xué)方*的教育是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的有效途徑。這是設(shè)計(jì)此問題的關(guān)鍵所在,也是本節(jié)課的亮點(diǎn)所在。

在該塊教學(xué)內(nèi)容中學(xué)生未知的是關(guān)于伽利略的理想實(shí)驗(yàn),教師要采取的教學(xué)方法是采用設(shè)計(jì)一系列問題,引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)自己分析問題自己解決問題,具體可如下操作。

提問:伽利略用什么方法證明物體運(yùn)動(dòng)不需要力來維持呢?

演示說明:設(shè)置一個(gè)向下的斜面,再圓滑地連一個(gè)向上的斜面。然后拿一個(gè)小球放在斜面某點(diǎn)上,由靜止運(yùn)動(dòng)下來,它將沖上另一斜面。

教師設(shè)疑:它能“沖”到哪里,它能回到原來高度嗎?如果光滑,結(jié)果怎樣?

教師通過一系列問題引發(fā)學(xué)生的思考。通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),它升不到原來的那個(gè)水平高度,這是因?yàn)槟Σ凛^大。若換一個(gè)摩擦較小的斜面,可以看出,它就較接近那個(gè)水平高度。若摩擦越小,就越接近。這是實(shí)驗(yàn)事實(shí)?茖W(xué)推理:依據(jù)這可靠的實(shí)驗(yàn)事實(shí)為基礎(chǔ),然后沿著摩擦力越來越小的發(fā)展趨勢,去科學(xué)推理──假如摩擦非常非常的小、以至于沒有摩擦,那小球?qū)⒎浅7浅=咏ぉひ灾劣谶_(dá)到原來水平高度。這是一種理想的實(shí)驗(yàn)情景,即小球沿著光滑的斜面總能上升到原來的高度。教師指出“假設(shè)”兩個(gè)字用得很好,它對物理結(jié)論進(jìn)行合理的外推,其結(jié)論的得出符合邏輯。減小第二個(gè)斜面的傾角,傾角越小,小球?yàn)檫_(dá)到原來的高度所通過的路程就越長;傾角越小,通過的路程就越長。然后,我們再去科學(xué)推理,假如它終成為水平面,那小球所通過的路程也就無限長,只能沿著水平面繼續(xù)運(yùn)動(dòng)下去。

教師總結(jié):“理想實(shí)驗(yàn)”雖然也叫實(shí)驗(yàn),但它不等同于科學(xué)實(shí)驗(yàn)。真實(shí)的實(shí)驗(yàn)是一種實(shí)踐活動(dòng),而“理想實(shí)驗(yàn)”則是一種思維活動(dòng),是由人們在抽象思維中設(shè)想出來而實(shí)際上無法做到的“實(shí)驗(yàn)”。并指出理想實(shí)驗(yàn)是以真實(shí)的科學(xué)實(shí)踐為基礎(chǔ),抓住主要矛盾,忽略次要矛盾,對實(shí)際過程做出了更深入的抽象分析。理想實(shí)驗(yàn)是以正確的邏輯法則為依據(jù)的。它是自然科學(xué)理論研究中的重要方法。

(三)演示氣墊導(dǎo)軌實(shí)驗(yàn)

氣墊導(dǎo)軌實(shí)驗(yàn)是學(xué)生未知的實(shí)驗(yàn),所以采用的方法是由師生共同操作完成,教師介紹實(shí)驗(yàn)裝置及裝置的特點(diǎn),由學(xué)生來推動(dòng)氣墊導(dǎo)軌上的物體,觀察它的運(yùn)動(dòng),進(jìn)一步地幫助學(xué)生加深理解物體不受外力作用時(shí)將做勻速直線運(yùn)動(dòng)。

(四)讓學(xué)生們仔細(xì)閱讀牛頓第一定律的內(nèi)容,并思考定律包含的幾層含義

在進(jìn)行牛頓第一定律的教學(xué)時(shí),不能只滿足于學(xué)生能復(fù)述牛頓第一定律的內(nèi)容,還應(yīng)幫助學(xué)生理解牛頓第一定律所包含的幾層意思。定律的理解是未知的,但可以在教師的啟發(fā)下,通過學(xué)生們相互討論、自主探究、教師補(bǔ)充共同完成下面的三層含義。

1.描述了物體不受外力作用時(shí)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律

牛頓第一定律描述了物體不受外力作用,或者所受的合外力為零時(shí),物體將保持原來的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)──勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)。

2.闡明了力的科學(xué)定義

力是物體間的相互作用,它是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài),即產(chǎn)生加速度的原因,而不是產(chǎn)生和維持物體運(yùn)動(dòng)的原因。

3.一切物體都有保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì),揭示了物體普遍具有的屬性──慣性。

(五)學(xué)生聯(lián)系生活中的實(shí)際問題自己分析慣性問題

一、三維目標(biāo)

  1.知識與技能

 、朋w會(huì)伽利略的理想實(shí)驗(yàn)思想。

 、评斫馀nD第一定律的內(nèi)容及意義;理解力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。

  ⑶理解慣性的概念,知道質(zhì)量是慣性大小的量度。

  2.過程與方法

 、磐ㄟ^回顧歷史探究過程理解牛頓第一定律的形成過程。

  ⑵理解理想實(shí)驗(yàn)是科學(xué)研究的重要方法。

  3.情感態(tài)度與價(jià)值觀

  ⑴通過運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系的歷史探究過程,使學(xué)生體會(huì)規(guī)律的形成都有一個(gè)從感性到理性、從低級到高級的產(chǎn)生、發(fā)展和演變的過程。

 、仆ㄟ^理想斜面的教學(xué),體會(huì)理想實(shí)驗(yàn)的魅力。

  二、教材分析

  牛頓運(yùn)動(dòng)定律是整個(gè)力學(xué)體系的基石,而牛頓第一定律又是這個(gè)“基石”中的“基石”,它定性地揭示了力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系,提出慣性的概念,為定量研究力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系拉開了序幕。

  高中教材與初中相比,主要有四方面的不同。

  一是定律內(nèi)容深淺不同:初中教材敘述為“一切物體在沒有受到外力作用的時(shí)候,總是保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)”;高中教材敘述為“一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài),直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止”。高中教材中的表述具有更為豐富的內(nèi)涵,它強(qiáng)調(diào)了力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因,突出了第一定律的獨(dú)立性和重要意義,也為學(xué)習(xí)牛頓第二定律做了一定的鋪墊。

  二是慣性的認(rèn)識層次不同:初中強(qiáng)調(diào)一切物體都有慣性,高中側(cè)重慣性與質(zhì)量的關(guān)系。

  三是實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、探究及思維深度不同:初中為斜面小車實(shí)驗(yàn);高中為伽利略理想實(shí)驗(yàn),突出了理想實(shí)驗(yàn)這種科學(xué)方法的價(jià)值所在。

  四是情感、態(tài)度、價(jià)值觀的體現(xiàn)不同:初中對牛頓第一定律建立的歷史一語帶過,高中教材回顧了歷史,讓學(xué)生體會(huì)一個(gè)規(guī)律的獲得是一代又一代人努力的結(jié)果,能夠激發(fā)學(xué)生追求科學(xué),勇于創(chuàng)新的情感。

  三、學(xué)情分析

  經(jīng)過初中的學(xué)習(xí),學(xué)生初步知道了牛頓第一定律的內(nèi)容和慣性的概念,但是缺乏對牛頓第一定律建立歷史的了解,對內(nèi)容也是一知半解。

  學(xué)生對于“質(zhì)量是慣性的量度”更是缺乏認(rèn)識,憑借自己的生活經(jīng)驗(yàn),認(rèn)為速度也是慣性的量度。教師要在課堂上充分引導(dǎo),配合實(shí)驗(yàn)、結(jié)合生活事例來澄清概念。

  教學(xué)實(shí)踐表明,學(xué)生在頭腦中建立正確的力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的過程,并非一帆風(fēng)順,常常形成與亞里士多德相似的觀點(diǎn),且根深蒂固。處理具體的實(shí)際問題時(shí),一些直覺的錯(cuò)誤觀點(diǎn)不時(shí)冒出來,存在著嚴(yán)重的"口是心非"問題。

  四、教學(xué)重難點(diǎn)

  1.教學(xué)重點(diǎn):通過回顧歷史探究過程理解牛頓第一定律;慣性的理解。

  2.教學(xué)難點(diǎn):力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系;慣性和質(zhì)量的關(guān)系。

  五、教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)

  (一)創(chuàng)設(shè)游戲,引入課題

  撕紙游戲

  猜一猜:

  1.一張紙已剪成兩截,但未完全剪斷,如果迅速用力撕兩邊,紙會(huì)斷成幾截?

  2.現(xiàn)在把紙剪成三截,但未完全剪斷,如果迅速用力撕兩邊,紙會(huì)斷成幾截?

  大家不要?jiǎng)邮,先猜一猜?/p>

  3.如果在中間的紙下面夾一個(gè)夾子,然后迅速撕兩邊,紙會(huì)斷成幾截?

  請大家想一想:為什么是這樣一個(gè)結(jié)果呢?怎樣解釋我們的游戲呢?其實(shí),在我們的游戲中還涉及到一個(gè)古老的話題──力和運(yùn)動(dòng):用力撕紙,紙條斷開運(yùn)動(dòng)起來。運(yùn)動(dòng)和力之間到底有什么關(guān)系呢?帶著這些問題,我們一起來體驗(yàn)古人的探究過程,學(xué)習(xí)古人的探究方法,進(jìn)一步理解論述運(yùn)動(dòng)和力關(guān)系的牛頓第一定律。

  (二)回顧歷史,探究定律

  1.情景設(shè)問,經(jīng)驗(yàn)猜想

  在人類歷史的長河中,運(yùn)動(dòng)和力如影隨形,總是和人們的生活、生產(chǎn)密切相關(guān)。比如:馬拉車則車前進(jìn),不再拉,前進(jìn)的車會(huì)停下來;人象推車則車前進(jìn),不再推,前進(jìn)的車會(huì)停下來;踢球,球沿草地向前滾動(dòng),不再踢,滾動(dòng)的球會(huì)慢慢停下來。

  思考:運(yùn)動(dòng)和力之間有什么關(guān)系呢?

  早提出這個(gè)問題并給出經(jīng)驗(yàn)猜想的是古希臘學(xué)者亞里士多德。

  他根據(jù)生活生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)猜想:必須有力作用在物體上,物體才能運(yùn)動(dòng);沒有力的作用,物體就要靜止在一個(gè)地方。運(yùn)動(dòng)需要力維持。

  他的觀點(diǎn)來自實(shí)際經(jīng)驗(yàn),還能用實(shí)際經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)證,所以被人們廣泛接受,并維持了近兩千年。

  設(shè)問:我們現(xiàn)在知道,他的觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的。那么他有貢獻(xiàn)嗎?

  亞里士多德的貢獻(xiàn):開創(chuàng)了一個(gè)新的研究領(lǐng)域。

  首先質(zhì)疑并深入研究的是十六世紀(jì)的伽利略。他觀察了球的滾動(dòng)。

  2.質(zhì)疑假設(shè),科學(xué)猜想

  當(dāng)球沿斜面向下滾動(dòng)時(shí),它的速度增大,而向上滾動(dòng)時(shí),速度減小。他由此猜想:當(dāng)球沿水平面滾動(dòng)時(shí),它的速度應(yīng)該不增不減。實(shí)際觀察的結(jié)果是:沿水平面滾動(dòng)的球越來越慢,后停下來。

 、佻F(xiàn)象:沿水平面滾動(dòng)的球越來越慢,后停下來。

  按照亞里士多德的觀點(diǎn),球停下來是因?yàn)闆]有力的作用。伽利略恰恰從這一現(xiàn)象出發(fā),對亞里士多德的觀點(diǎn)提出質(zhì)疑。

 、谫|(zhì)疑:滾動(dòng)的球之所以停下來,真的是因?yàn)闆]有力的作用嗎?

  設(shè)問:球停下來的原因是什么呢?

  在伽利略之前,人們還沒有意識到摩擦力這種無形的力,伽利略是第一個(gè)意識到摩擦力的人。

  他改變了水平面的粗糙程度,發(fā)現(xiàn):水平面越光滑,球滾得越遠(yuǎn)。于是,他推斷這是摩擦阻力作用的結(jié)果。

  結(jié)論:滾動(dòng)的球停下來,是摩擦阻力作用的結(jié)果。

 、奂僭O(shè):若沒有摩擦阻力,沿水平面滾動(dòng)的球?qū)⒃鯓舆\(yùn)動(dòng)呢?

 、懿孪耄喝魶]有摩擦阻力,球?qū)⒂肋h(yuǎn)滾動(dòng)下去。

  過渡:伽利略設(shè)計(jì)了一個(gè)雙斜面實(shí)驗(yàn)。

  3.實(shí)驗(yàn)探究,得出結(jié)論

 。1)雙斜面實(shí)驗(yàn)

  左斜面固定,右斜面傾角可變。實(shí)驗(yàn)中我們設(shè)定小球始終從左斜面定位卡處由靜止釋放。

 、俟潭ㄓ倚泵,改變小球所受的摩擦,觀察小球上升的大高度怎樣變化。重復(fù)。

  思考:

  1.小球所受摩擦阻力的大小與小球上升的大高度之間有什么關(guān)系?

  2.摩擦阻力的大小與釋放點(diǎn)到上升的高點(diǎn)的高度差是什么關(guān)系?

  3.如果沒有摩擦,小球會(huì)上升到多高的地方?

  ②減小右斜面傾角,觀察小球沿斜面運(yùn)動(dòng)的遠(yuǎn)距離怎樣變化。重復(fù)。

  思考:

  1.減小右斜面傾角,小球沿斜面運(yùn)動(dòng)的遠(yuǎn)距離如何變化?

  2.如果沒有摩擦,減小右斜面傾角,沿斜面滾動(dòng)的遠(yuǎn)距離怎樣變化?小球?qū)⑸仙蕉喔叩牡胤剑?/p>

 、蹖⒂倚泵娣牌剑尫判∏,觀察小球的運(yùn)動(dòng)。

  思考:

  1.如果水平木板足夠長,小球會(huì)停下來嗎?

  2.如果沒有摩擦,水平木板足夠長,小球?qū)L到哪里去呢?

  

實(shí)驗(yàn)事實(shí)

邏輯推理(無摩擦,右斜面足夠長)

右斜面固定

摩擦越小,球滾得越高

球?qū)L上原來的高度

減小右傾角

球沿斜面滾得越遠(yuǎn)

球沿斜面滾得越遠(yuǎn),一直滾到原來的高度

放平右斜面

球滾得遠(yuǎn)

球?qū)⒁恢睗L動(dòng)下去

  過渡:現(xiàn)在通過動(dòng)畫來模擬沒有摩擦阻力時(shí)小球的運(yùn)動(dòng)。我們?yōu)閯?dòng)畫配了一段話劇。

 。2)動(dòng)畫模擬

 。ɡ蠋煱缪葙だ,學(xué)生扮演小球。)

  伽利略:小球先生(小姐),如果沒有摩擦,你會(huì)爬上什么高度呢?

  小球:我會(huì)搭乘夢想的階梯一步一步往上爬,直到爬上原來的高度。

  伽利略;如果我減小右斜面的傾角,你還會(huì)爬到原來的高度嗎?

  小球:夢想有多高,我就可以爬多高,只是我要走的路程更長了。

  伽利略:如果我繼續(xù)減小右斜面的傾角呢?

  小球:我心依舊,只是又多了一段山水之程。

  伽利略:如果我把右斜面放平,你還會(huì)為了自己的夢想而前行嗎?

  小球:路漫漫其修遠(yuǎn)兮,吾將上下而求索。既然選擇了高度,留給世界的便只能是背影。

  播放周杰倫的《蝸!饭(jié)選:我要一步一步往上爬/在高點(diǎn)乘著葉片往前飛 /小小的天 留過的淚和汗/總有一天我有屬于我的天

  希望同學(xué)們像小球一樣懷著夢想,沿著人生的軌道一步一步往前行!總有一天,你有屬于你的天!

  過渡:伽利略的雙斜面實(shí)驗(yàn)是一個(gè)理想實(shí)驗(yàn)。

 。3)理想實(shí)驗(yàn)的魅力:

  實(shí)驗(yàn)(事實(shí))+邏輯推理

  通過可靠的實(shí)驗(yàn)事實(shí),加上合理的邏輯推理,得出規(guī)律的一種方法。

  理想實(shí)驗(yàn)的魅力:實(shí)驗(yàn)不能實(shí)現(xiàn)的地方,思維向前一步。

  這種方法非常了不起!愛因斯坦是這樣評價(jià)的:伽利略的發(fā)現(xiàn)以及他所應(yīng)用的科學(xué)的推理方法是人類思想偉大的成就之一,而且標(biāo)志著物理學(xué)的真正開端。這個(gè)評價(jià)實(shí)事求是,從亞里士多德到伽利略,經(jīng)歷了2000多年,物理學(xué)徘徊不前;從伽利略到愛因斯坦,只經(jīng)歷300多年,物理學(xué)的大廈初步建立,大師輩出。這都得益于伽利略首創(chuàng)的實(shí)驗(yàn)研究方法。

  過渡:通過雙斜面理想實(shí)驗(yàn),伽利略得出了結(jié)論。

 。3)伽利略:若沒有摩擦阻力,沿水平面滾動(dòng)的球?qū)⒂肋h(yuǎn)滾動(dòng)下去。運(yùn)動(dòng)不需要力維持。

  回顧、思考:

 、凫o止的車、足球?yàn)槭裁催\(yùn)動(dòng)起來?

 、谶\(yùn)動(dòng)的車、足球?yàn)槭裁磿?huì)停下來?

  ③力和運(yùn)動(dòng)之間有什么關(guān)系?

  力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。

  設(shè)問:運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是用什么物理量描述?

  車由靜止變?yōu)檫\(yùn)動(dòng),受到了推、拉力;由運(yùn)動(dòng)變?yōu)殪o止,受到了摩擦阻力。足球由靜止變?yōu)檫\(yùn)動(dòng),受到了腳的力;由運(yùn)動(dòng)變?yōu)殪o止,受到了草地的摩擦阻力。

  過渡:與伽利略同時(shí)代的法國科學(xué)家笛卡爾對他的觀點(diǎn)進(jìn)行了補(bǔ)充。

  4.補(bǔ)充完善,形成定律

 。1)笛卡爾的補(bǔ)充:除非物體受到力的作用,物體將永遠(yuǎn)保持其靜止或運(yùn)動(dòng)狀態(tài),永遠(yuǎn)不會(huì)使自己沿曲線運(yùn)動(dòng),而只保持在直線上運(yùn)動(dòng)。這應(yīng)成為一個(gè)原理,它是人類整個(gè)自然觀的基礎(chǔ)。

  笛卡爾補(bǔ)充了物體不受力時(shí)保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

  過渡: 1642年,伽利略逝世,1643年牛頓在英國誕生。牛頓是人類歷偉大的科學(xué)家之一。主要貢獻(xiàn)有發(fā)明了微積分,發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律和經(jīng)典力學(xué),設(shè)計(jì)并制造了第一架反射式望遠(yuǎn)鏡等等。

  牛頓在1687年出版的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》一書中提出了三條運(yùn)動(dòng)定律。牛頓把伽利略、笛卡爾的正確結(jié)論總結(jié)成為牛頓第一定律,它是牛頓物理學(xué)的基石。

 。2)牛頓第一定律:一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài),除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)。

  過渡:現(xiàn)在我們來理解定律。

  (三)理解定律,了解慣性

  思考:牛頓第一定律中論述的運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系是怎樣的?

  1.運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系:力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。

  物體不受力,保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài);運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化,物體一定受到力的作用。

  思考:物體不受力時(shí)“總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)”,這能不能通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證呢?

  不能。由于不受力作用的物體是不存在的。許多阻力很小的現(xiàn)象可以幫助我們理解牛頓第一定律。

  2.阻力很小的現(xiàn)象:冰壺

  從視頻可以看出,冰壺在一段時(shí)間內(nèi)速度的大小和方向幾乎不變,直到碰上另一個(gè)冰壺。

  思考:定律中還論述了什么呢?