人教版高中物理《牛頓第一定律》教案

《牛頓第一定律》教案教學內(nèi)容（注明書名、章節(jié)、頁碼）普通高中教科書人教版物理《必修（第一冊）》第四章第一節(jié)《牛頓第一定律》課型新授課教學目的和要求1.知道發(fā)現(xiàn)牛頓第一定律的歷史過程，通過了解伽利略的理想實驗，體會科學方法的重要地位。通過物理學史的簡介，了解到人類認識事物本質(zhì)的曲折過程，體會到物理學對人們的世界觀、自然觀、思維方式的改變都在起著重要的作用2.理解牛頓第一定律的內(nèi)容。教學重點和難點教學重點：1.通過學習有關(guān)牛頓第一定律的學史，深刻體會其發(fā)現(xiàn)過程中的思想方法。2.通過演示實驗，學生能夠正確理解牛頓第一定律的內(nèi)容。教學難點：1.通過學史學習和演示實驗，學生理解力是改變物體運動的原因而不是維持物體運動的原因。2.理解牛頓第一定律的意義。教學方法講授法教具牛頓第一定律演示器板書設(shè)計教學過程教學內(nèi)容教師活動學生活動設(shè)計意圖新課引入【演示】推動一個物體，使物體運動?！咎岢鰡栴}】物體為什么會運動？師：物體到底為什么會運動，是不是因為受到了力才會運動，這就是我們今天這節(jié)課要探討的問題?！净卮饐栴}】因為物體受到了力，所以會運動。創(chuàng)設(shè)情境，引發(fā)學生思考新課講授【亞里士多德的觀點】早在公元前四世紀，古希臘學者亞里士多德就對運動進行了大量的觀察，他把運動分成了兩類：分別是自然運動和受迫運動。自然運動：每個物體都有自己的固有位置，比如，火的自然位置在上，土的自然位置在下，氣和水在中間。偏離固有位置的物體將趨向固有位置運動。地上物體的自然運動沿直線，輕者上升，重者下降；天體的自然運動永恒地沿著圓周進行。受迫運動：物體的運動是在推或拉的外力作用下發(fā)生的。沒有外力，物體就會停止。亞里士多德的結(jié)論是：有力就有運動，沒有力就沒有運動，物體運動的原因是因為有力來維持。亞里士多德第一次提出了力與運動存在關(guān)系，這個說法得到了廣泛的認同，以至于在之后的兩千年的時間里，一直被人們學習傳播，無人反駁。【提問】大家是否同意亞里士多德的觀點？有沒有人反駁他的觀點？【回答問題】不同意亞里士多德的觀點，力不是維持物體運動的原因，而是改變物體運動的原因。學習物理學史可以使學生體會到思維的不斷轉(zhuǎn)變和研究方法在逐漸變得更科學促使學生善于科學嚴謹?shù)厮伎紗栴}。【伽利略的質(zhì)疑與研究】對這個結(jié)果產(chǎn)生質(zhì)疑并進行研究的是意大利的伽利略。伽利略的問題是：運動的物體停下來了，真的是因為沒有外力嗎？他觀察到，當一個球沿著斜面向下滾動，它的速度增大，向上滾動時，速度減小。據(jù)此，他推論：當小球在水平面滾動時，速度應(yīng)該不增也不減。【提問】實際上，球在水平面運動時速度是逐漸減小的，這又是因為什么呢？伽利略提出，物體運動停止是由于摩擦等阻力造成的，在他之前，大家是沒有注意到摩擦這件事的，這些都是由伽利略挖掘出來的。伽利略觀察到，表面越光滑，球滾得越遠，所以他推論，如果沒有摩擦力，球就會一直滾下去。伽利略用一個實驗來論證他的觀點。【演示實驗】在對接斜面其中一側(cè)的某一高度釋放小球，觀察小球在另一側(cè)斜面上停止運動時的位置和高度。做出位置標記。觀察到小球停止運動時所在的高度略低于初始釋放的高度，這是因為有摩擦力存在?！咎釂枴看蠹也聹y一下，如果沒有摩擦，小球會運動到什么位置？變化斜面傾角重復做三次實驗，從同一高度釋放小球，做出標記。三次實驗小球運動距離逐漸增大，因為小球要達到與原來等高的高度，把軌道的傾角逐漸減小，小球運動的距離會越來越遠，直到到達該有的高度。當軌道的傾角減小到零度，成為水平面，小球達不到原來的高度，它就會一直運動下去。師：那么我們知道，我們演示所用的儀器是無法完全消除摩擦力的，所以這是一個理想實驗。理想實驗中沒有摩擦力，那小球在我松手之后收到外力了嗎？如果沒受外力為什么還能繼續(xù)運動呢？我們發(fā)現(xiàn)這個簡單的實驗否定了亞里士多德的觀點。也就是說力不是維持物體運動的原因。伽利略將推理與實驗相結(jié)合，科學嚴謹?shù)氐玫搅诉@一結(jié)論。我們在學習自由落體運動規(guī)律的時候?qū)W習過伽利略的“沖淡重力”，同樣是把推理和實驗相結(jié)合。這是他開創(chuàng)的科學研究方法。用這種研究方法他在科學上取得了很多進步。伽利略提出的觀點是“任何速度一旦施加給一個運動著的物體，只要除去加速或減速的外因，此速度就可保持不變，不過這是只能在水平面上發(fā)生的一種情形”。【回答問題】因為有摩擦力。【提出猜想】小球會運動到和釋放時相同的高度。小球沒有受外力。沒有外力的情況下小球依舊可以運動。知道理想模型是物理學中常用的思想。【笛卡爾的補充】與他同時代的法國的物理學家、數(shù)學家笛卡爾糾正了伽利略表述的缺陷，笛卡爾在他的著作中提出：如果物體處在運動之中，那么如無其他原因作用的話，它將繼續(xù)以同一速度在同一直線方向上運動，既不停下，也不偏離原來的方向。在這里他強調(diào)了運動的直線性?！九ｎD的總結(jié)】牛頓在前人們的研究基礎(chǔ)上，總結(jié)出了三條運動定律，第一條就是“一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)，除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)?！边@就是我們所說的牛頓第一定律。牛頓把前人的結(jié)論總結(jié)了起來，建立了經(jīng)典力學體系，牛頓的三定律是經(jīng)典力學的基礎(chǔ)，而牛頓第一定律明確了兩個概念，力和慣性。【牛頓第一定律的內(nèi)容】一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)，除非作用在它上面的力迫使它改變這種運動。后半句話說明力是改變物體運動狀態(tài)的原因而不是維持物體運動的原因。牛頓第一定律的內(nèi)涵如果物體的速度發(fā)生變化，就會產(chǎn)生加速度。力也是產(chǎn)生加速度的原因。一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)，說明這是物體本身就具有的一種性質(zhì)，牛頓把慣性稱為物體抵抗運動狀態(tài)變化的本領(lǐng)，不同的物體是具有不同的慣性的。通過我們初中的學習我們知道物體慣性只與質(zhì)量有關(guān)，大家回想一下生活中哪些例子能說明這個關(guān)系？【舉例討論】課堂小結(jié)通過這節(jié)