牛頓第一定律 (2)

1、牛頓第一定律教學(xué)案例教學(xué)目標(biāo)：知識(shí)目標(biāo)： 常識(shí)性了解伽利略理想實(shí)驗(yàn)的推理過(guò)程，了解牛頓第一定律。能力目標(biāo)： 1、通過(guò)斜面小車的運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力 2、通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析，初步培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維方法（分析、概括、推理）情感目標(biāo)： 1、通過(guò)科學(xué)史的簡(jiǎn)介，對(duì)對(duì)進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度教育。 2、通過(guò)伽利略的理想實(shí)驗(yàn)，給學(xué)生以科學(xué)方法論的教育。教學(xué)方法：控制變量法、實(shí)驗(yàn)推理法、情景問(wèn)題法、實(shí)驗(yàn)探究法教學(xué)用具：斜面、小車、毛巾、棉布、小紅旗、木板、多媒體、實(shí)物投影儀教學(xué)重點(diǎn)：通過(guò)對(duì)小四實(shí)驗(yàn)的分析比較得出牛頓第一定律。教學(xué)難點(diǎn)：1、明確“力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因”觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的。 2、伽利略理想實(shí)驗(yàn)的推理過(guò)程。

2、教學(xué)過(guò)程： 一、實(shí)驗(yàn)引入： 演示1：教師在桌面上用手推動(dòng)粉筆盒，從靜止開(kāi)始慢慢向前運(yùn)動(dòng)，撤去推力，粉筆盒立即靜止。師：同學(xué)們?cè)谖易龅倪@個(gè)實(shí)驗(yàn)中，你們看到了什么現(xiàn)象？生1：粉筆盒原來(lái)是靜止的，后來(lái)運(yùn)動(dòng)，最后又靜止了。生2：粉筆盒受力后由靜止變?yōu)檫\(yùn)動(dòng)，力消失后又靜止了。教師分析：其實(shí)在日常生活中也有許多類似的例子，（如同學(xué)推桌子），從表面現(xiàn)象上看，“必須有力作用在粉筆盒上，才能讓粉筆盒運(yùn)動(dòng)，如果沒(méi)有力的作用，它就要停下來(lái)”即：粉筆盒的運(yùn)動(dòng)需要力來(lái)維持。于是，在希臘哲學(xué)家亞里士多德就根據(jù)這些現(xiàn)象總結(jié)出“物體的運(yùn)動(dòng)需要力來(lái)維持”。這種觀點(diǎn)在歷史上曾被沿用了兩千多年。但是沿用兩千多年的是否就一定正確呢？

3、我們來(lái)看看下面的這個(gè)實(shí)驗(yàn)：二、新課教學(xué)演示2：在桌面上放一個(gè)小球，用力推它，小球滾動(dòng)，手離開(kāi)小球后，小球還滾動(dòng)了一段距離才停下來(lái)。師：哪位同學(xué)從這次的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)了與前面實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不同的地方？生1：小球在不受力的作用時(shí)仍移動(dòng)了一段距離，最后受到阻力的的作用還是停下來(lái)了。生2：前面用的是方形的，這次用的是球形的。師：看來(lái)大家都觀察得很仔細(xì)，非常好。從實(shí)驗(yàn)中我們可以知道：“小球在沒(méi)有受到力的作用時(shí)仍可以移動(dòng)?！奔矗何矬w的運(yùn)動(dòng)不需要力來(lái)維持，力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。這個(gè)結(jié)論是兩千年后的科學(xué)家伽利略提出的。這與亞里士多德的觀點(diǎn)相矛盾，那么，這里有兩個(gè)相互矛盾的觀點(diǎn)，到底哪個(gè)是正確的呢？應(yīng)用什么辦法

4、呢？生：用實(shí)驗(yàn)探究法來(lái)確定。師：好，現(xiàn)在就根據(jù)你們桌面上給的器材，四人一組，相互討論，設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)探究“小車移動(dòng)的距離與阻力大小有什么關(guān)系？”最先設(shè)計(jì)好的小組給同學(xué)們講講你們的 實(shí)驗(yàn)方案。小組1：讓小車從斜面的同一高度自由下滑，在水平桌面上鋪上不同的毛巾，棉布，木板，看小車在不同的表面移動(dòng)的距離，用小紅旗標(biāo)出小車的位置，根據(jù)小車的不同位置來(lái)判斷什么表面對(duì)小車的阻力大或小。師：考慮很仔細(xì)，還有其他小組要補(bǔ)充嗎？小組2：在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要用同一小車和同一斜面。師：不錯(cuò)，補(bǔ)充得很完整。那么，用同一高度、同一小車和同一斜面的目的是什么呢？生：這樣可以保證小車在進(jìn)入平面時(shí)的速度一樣。師：對(duì)，就是要讓每次實(shí)

5、驗(yàn)時(shí)小車在進(jìn)入平面時(shí)的速度一樣，這種實(shí)驗(yàn)方法叫什么呢？生：控制變量法。師：對(duì)，控制小車進(jìn)入水平面時(shí)的速度相同，看小車在不同材料的水平表面移動(dòng)的距離?，F(xiàn)在就請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)你們?cè)O(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案，完成探究?jī)?nèi)容。并做好實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄。再根據(jù)三次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，進(jìn)一步推理“在光滑水平面小車的運(yùn)動(dòng)情況會(huì)怎樣？”。每個(gè)小組的成員做好分工，每個(gè)同學(xué)都動(dòng)起手來(lái)，一起來(lái)完成這次探究。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始：學(xué)生探究活動(dòng)過(guò)程教師在學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程中巡視各小組的實(shí)驗(yàn)情況，對(duì)不會(huì)的小組進(jìn)行引導(dǎo)，糾正實(shí)驗(yàn)中的錯(cuò)誤操作。附：實(shí)驗(yàn)記錄表：表面材料阻力大小小車滑動(dòng)距離毛 巾（最大）（最短） 棉 布（較大）（較短） 木 板（較小）（較長(zhǎng)）光滑水平

6、面（阻力為0）（無(wú)限遠(yuǎn)）師：好了，各個(gè)小組都完成了實(shí)驗(yàn)，并進(jìn)行了小組討論和分析，那么現(xiàn)在我們來(lái)看看下面幾個(gè)問(wèn)題：（教師用多媒體展示問(wèn)題：）問(wèn)題一：三次實(shí)驗(yàn)，小車最終都靜止，為什么？師：哪組的同學(xué)來(lái)回答？小組3：小車停下來(lái)是因?yàn)槭艿搅俗枇Φ淖饔谩煟簩?duì)，小車因?yàn)槭艿搅俗枇Γ俣仍絹?lái)越小，最后停了下來(lái)。問(wèn)題二：三次實(shí)驗(yàn)，小車運(yùn)動(dòng)的距離不同，這說(shuō)明什么問(wèn)題？師：大家都在舉手，看來(lái)都認(rèn)真做了實(shí)驗(yàn)，并仔細(xì)進(jìn)行了分析，很不錯(cuò)，希望以后大家都能這樣，積極參與到我們的學(xué)習(xí)中來(lái)。小組4：說(shuō)明小車滑動(dòng)的距離受阻力的影響。師：不錯(cuò)，小車滑動(dòng)的距離要受阻力的影響，那是怎樣影響的呢，來(lái)看第三個(gè)問(wèn)題。問(wèn)題三：小車運(yùn)動(dòng)距離

7、的長(zhǎng)短跟它受到的阻力有什么關(guān)系？小組6：表面材料越粗糙，產(chǎn)生的阻力越大，小車滑動(dòng)的距離就越短。師：很好，三次實(shí)驗(yàn)告訴我們，表面越光滑，阻力就越小，而小車滑動(dòng)的距離就越長(zhǎng)。通過(guò)這三次實(shí)驗(yàn)，我們來(lái)想象一下，若表面更光滑，那么受到的阻力就更小，小車運(yùn)動(dòng)的距離又會(huì)是怎樣的呢？（利用多媒體展示問(wèn)題：）問(wèn)題四：若使小車運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力進(jìn)一步減小，小車運(yùn)動(dòng)的距離將變長(zhǎng)還是變短？小組2：若小車運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力進(jìn)一步減小，小車運(yùn)動(dòng)的距離將變長(zhǎng)。師：好，根據(jù)上面的實(shí)驗(yàn)及推理的想象，你們還可以推理出什么結(jié)論呢？問(wèn)題五：小車在光滑的阻力為零的表面，將會(huì)怎樣運(yùn)動(dòng)？生：將永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去。師：通過(guò)伽利略的實(shí)驗(yàn)和科學(xué)推理得出“

8、運(yùn)動(dòng)的物體，如果受到的阻力為零時(shí)，它的速度將不會(huì)減慢，將以恒定不變的速度永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去?！睅煟汉髞?lái)，科學(xué)家迪卡兒在伽利略的基礎(chǔ)上進(jìn)行了補(bǔ)充：如果運(yùn)動(dòng)物體不受任何力的作用，不僅速度大小不變，而且運(yùn)動(dòng)方向也不變，將沿原來(lái)的方向勻速運(yùn)動(dòng)下去。師：最后，偉大的科學(xué)家牛頓在前人的基礎(chǔ)上進(jìn)行補(bǔ)充：物體除了運(yùn)動(dòng)的以外，還有靜止的，那么，靜止的物體在沒(méi)有受到外力作用時(shí)，保持什么狀態(tài)呢？（將保持靜止?fàn)顟B(tài)）師（引導(dǎo)學(xué)生概括）：現(xiàn)在我們來(lái)根據(jù)幾位科學(xué)家的研究成果進(jìn)行一下概括：一切物體在沒(méi)有受到外力作用時(shí)，將如何呢？（對(duì)概括出大致意思的同學(xué)進(jìn)行鼓勵(lì)）最后教師在學(xué)生概括的基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行總結(jié)：一切物體在沒(méi)有受到外力作用

9、的時(shí)候，總保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。師：這就是牛頓第一定律。是實(shí)驗(yàn)加推理得出的結(jié)論。現(xiàn)在，同學(xué)們用兩分鐘的時(shí)間來(lái)記一記它的內(nèi)容，并想想牛頓第一定律實(shí)用于什么范圍？有什么條件？會(huì)出現(xiàn)什么樣的結(jié)果？生1：范圍是：一切物體。師：對(duì)，不管是固體、氣體，還是液體，靜止的還是運(yùn)動(dòng)的，所有的物體都包括。師：條件又是什么呢？生2：在不受外力作用時(shí)。師：不受外力什么時(shí)會(huì)出現(xiàn)什么樣結(jié)果呢？生3：靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)。師：即（多媒體展示）： 不受外力時(shí) 不受外力時(shí) 靜止物體 靜止 運(yùn)動(dòng)物體 勻速直線運(yùn)動(dòng)教師進(jìn)一步挖掘教材，讓學(xué)生深該理解牛頓第一定律，同時(shí)做到前后知道的照應(yīng)。師：現(xiàn)在有一物體在做勻速直線運(yùn)動(dòng)，要讓

10、它繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，需要對(duì)它用力嗎？生：不需要師：這說(shuō)明什么呢？生：物體的運(yùn)動(dòng)不需要力維持。師：若我要讓它停下來(lái)，需要怎樣做呢？生：對(duì)它施加力師：原來(lái)運(yùn)動(dòng)的物體受到力的作用后，就靜止了，這又說(shuō)明了什么呢？生：力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。師：今天我們的新課就到這里，現(xiàn)在我們一起來(lái)對(duì)本節(jié)課進(jìn)行簡(jiǎn)要的總結(jié)：三、鞏固練習(xí)：1、一物體放在桌面上，假設(shè)把所有的外力撤掉，物體將怎樣？2、古希臘學(xué)者亞里士多德曾給出這樣一個(gè)結(jié)論-物體的運(yùn)動(dòng)要靠力來(lái)維持。因?yàn)檫@個(gè)結(jié)論在地球上不能用實(shí)驗(yàn)來(lái)直接驗(yàn)證，直到一千多年后，才有伽利略等人對(duì)他的結(jié)論表示懷疑，并用實(shí)驗(yàn)來(lái)間接說(shuō)明。這個(gè)實(shí)驗(yàn)如圖，他是讓小車從斜面的同一高度滑下，觀察、比較

11、小車沿不同的平面運(yùn)動(dòng)的情況。 問(wèn)：（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)讓小車從斜面的同一高度滑下，其目的是讓小車在粗糙程度不同的表面上開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)獲得相同的 。（2）一般人的思維都局限在直接比較小車在不同表面上運(yùn)動(dòng)的距離不同，但科學(xué)家們卻能發(fā)現(xiàn)-物體運(yùn)動(dòng)的表面越光滑，相同情況下物體受到的 就小，因此物體運(yùn)動(dòng)的距離越長(zhǎng)；并由此推想出進(jìn)一步的結(jié)論，運(yùn)動(dòng)的物體如果不受外力作用，它將 。牛頓第一定律因?yàn)槭怯?的方法得出，所以它 （填“是”或“不是”）用實(shí)驗(yàn)直接得出的。四、小結(jié)：1、牛頓第一定律的內(nèi)容：一切物體在沒(méi)有受到外力作用的時(shí)候，總保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。 2、“牛頓第一定律”表達(dá)的是物體不受外力時(shí)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。 3、物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來(lái)維持。4、“牛頓第一定律”不是實(shí)驗(yàn)定律，而是在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上推理概括出來(lái)的。五、板書(shū)設(shè)計(jì)：牛頓第一定律亞里士多德的觀點(diǎn)：伽利略的觀點(diǎn)：力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。牛頓第一定律內(nèi)容：一切物體在沒(méi)有受到外力作用的時(shí)候，總保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。六、教學(xué)反