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初二物理《牛頓第一定律》教案
教學(xué)目標
知識目標：
知道牛頓第一定律,常識性了解伽利略理想實(shí)驗的推理過(guò)程.
能力目標：
1.通過(guò)斜面小車(chē)實(shí)驗,培養學(xué)生的觀(guān)察能力.
2.通過(guò)實(shí)驗分析,初步培養學(xué)生科學(xué)的思維方法(分析、概括、推理).
情感目標：
1.通過(guò)科學(xué)史的簡(jiǎn)介,對學(xué)生進(jìn)行嚴謹的科學(xué)態(tài)度教育.
2.通過(guò)伽利略的理想實(shí)驗,給學(xué)生以科學(xué)方法論的教育.
教學(xué)建議
教材分析
教材首先通過(guò)回憶思考的形式提出問(wèn)題：如果物體不受力，將會(huì )怎樣?通過(guò)小車(chē)在不同表面運動(dòng)的演示實(shí)驗，使學(xué)生直觀(guān)的看到物體運動(dòng)距離與阻力大小的關(guān)系，為講解伽利略的推理作準備。然后講述伽利略的推理方法和通過(guò)推理得出的結論，再介紹迪卡兒對伽利略結論的補充，牛頓最后總結得出的牛頓第一定律。通過(guò)這些使學(xué)生了解定律的得出是建立在許多人研究的基礎上的，正如牛頓所說(shuō)：“如果說(shuō)我所看的更遠一點(diǎn)，那是因為站在巨人肩上的緣故”。最后指出牛頓第一定律不是實(shí)驗定律，而是用科學(xué)推理的方法概括出來(lái)的，定律是否正確要通過(guò)實(shí)踐來(lái)檢驗。給學(xué)生以科學(xué)方法論的教育。
本節課的重點(diǎn)是揭示物體不受力時(shí)的運動(dòng)規律，即牛頓第一運動(dòng)定律。
教法建議
1.學(xué)生學(xué)習牛頓第一定律的困難在于從生活經(jīng)驗中得到的一種被現象掩蓋了本質(zhì)的錯誤觀(guān)念，認為物體的運動(dòng)是力作用的結果。如推一個(gè)物體，它就動(dòng)，不再推它時(shí)，它便靜止。為使學(xué)生擺脫這種錯誤觀(guān)念，首先要把運動(dòng)和運動(dòng)的變化區別開(kāi)，樹(shù)立從靜到動(dòng)和從動(dòng)到靜都是“運動(dòng)狀態(tài)改變”的概念，這是為了揭示力和運動(dòng)的關(guān)系做的重要鋪墊。其次，通過(guò)實(shí)驗確立“力是改變運動(dòng)狀態(tài)的原因”的概念。再通過(guò)推理建立“不受力運動(dòng)狀態(tài)不變”的概念。
2.通過(guò)圖9-1演示實(shí)驗的比較、分析、綜合、推理是本節課的核心，可對學(xué)生進(jìn)行簡(jiǎn)單的科學(xué)推理方法的教育。在此演示實(shí)驗中可通過(guò)設計不同的問(wèn)題滲透研究方法。
3.本節課可按著(zhù)人類(lèi)對知識的認識順序組織教學(xué)，讓學(xué)生體會(huì )規律的認識過(guò)程，對學(xué)生進(jìn)行學(xué)史教育。從亞里士多德的觀(guān)點(diǎn)——伽利略的研究——笛卡爾的補充——牛頓的總結。
教學(xué)設計示例
牛頓第一定律
教學(xué)重點(diǎn):通過(guò)對小車(chē)實(shí)驗的分析比較得出牛頓第一定律。
教學(xué)難點(diǎn):
1.明確“力是維持物體運動(dòng)的原因”觀(guān)點(diǎn)是錯誤的。
2.伽利略理想實(shí)驗的推理過(guò)程
教學(xué)用具：斜面，小車(chē)，毛巾，棉布，玻璃板，微機,實(shí)物投影，大倍投電視。
教學(xué)過(guò)程
一、實(shí)驗引入：批駁亞里士多德的觀(guān)點(diǎn)
[演示1]在桌面上推動(dòng)木塊(或板擦)從靜止開(kāi)始慢慢向前運動(dòng)，撤掉推力,木塊立即停止。
分析:日常生活中也有許多類(lèi)似的現象，(如推桌子)。這些現象從表面上看,“必須有力作用在物體上,才能使物體繼續運動(dòng),沒(méi)有力的作用,物體就要停下來(lái).”即：板擦的運動(dòng)需要推力去維持。于是,古希臘哲學(xué)家亞里士多德就根據這些現象總結出“物體的運動(dòng)需要力去維持”。這種觀(guān)點(diǎn)在歷史上曾被沿用兩千多年,但時(shí)沿用兩千年是否就一定正確呢?也可能有人曾表示過(guò)懷疑或有人認為就是錯誤的,但沒(méi)某能說(shuō)服別人的理由。
[演示2] 在桌面上推動(dòng)木塊(或板擦)從靜止使之向前運動(dòng)，用力推出,木塊向前運動(dòng)一段距離后停止。
分析：推力撤掉，還要向前運動(dòng)，與亞里士多德的觀(guān)點(diǎn)不符。
分析：木塊:靜止——運動(dòng)——靜止。兩個(gè)過(guò)程中是否都有力存在?在這兩個(gè)過(guò)程中力的作用是維持原來(lái)的運動(dòng)狀態(tài)還是改變運動(dòng)狀態(tài)?
二、 講授新課:
1.規律總結過(guò)程
方法1.教師引導
伽利略的貢獻：理想實(shí)驗
[演示](通過(guò)實(shí)物投影儀把實(shí)驗過(guò)程反映在大倍投電視上)
介紹器材
實(shí)驗前提條件：每次實(shí)驗都需從斜面上的同一高度下滑，為什么?
實(shí)驗過(guò)程：讓小球從同一斜面的同一位置滾下后分別在毛巾表面、棉布表面、玻璃表面上運動(dòng)，每次記下小球停下時(shí)的位置。做標記的位置是什么位置?(停下來(lái)的位置)
實(shí)驗紀錄：
實(shí)驗分析：
三次實(shí)驗，小車(chē)最終都靜止，為什么?
三次實(shí)驗，小車(chē)運動(dòng)的距離不同，這說(shuō)明什么問(wèn)題?
小球運動(dòng)距離的長(cháng)短跟它受到的阻力有什么關(guān)系?
若使小車(chē)運動(dòng)時(shí)受到的阻力進(jìn)一步減小，小車(chē)運動(dòng)的距離將變長(cháng)還是變短?
根據上面的實(shí)驗及推理的思想，還可以推理出什么結論?
推理：小球在光滑的阻力為零的表面，將會(huì )怎樣運動(dòng)?
實(shí)驗結論：通過(guò)伽利略的實(shí)驗和科學(xué)推理得出“運動(dòng)的物體，如果受到的阻力為零，它的速度將不會(huì )減慢，將以恒定不變的速度永遠運動(dòng)下去�！奔醋鲃蛩龠\動(dòng)。
[微機模擬實(shí)驗]:簡(jiǎn)介伽利略理想實(shí)驗
迪卡兒的補充
如果運動(dòng)物體不受任何力的作用，不僅速度大小不變，而且運動(dòng)方向也不變，將沿原來(lái)的方向勻速運動(dòng)下去。
牛頓的成果：補充與概括
師:物體除了運動(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?(牛頓補充：將保持靜止狀態(tài))
師(引導學(xué)生概括):我們現在已經(jīng)有了伽利略的研究成果,又有了迪卡兒和牛頓的補充,把兩者進(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?(對概括出來(lái)大致意思的同學(xué)給予鼓勵)
介紹：牛頓抓住時(shí)機,概括總結得出著(zhù)名的牛頓第一運動(dòng)定律
方法2：學(xué)生探究式學(xué)習
針對基礎較好的學(xué)生，可以由學(xué)生在老師的指導下自己完成斜面小車(chē)實(shí)驗，根據現象學(xué)生分組討論,明確亞里士多德的觀(guān)點(diǎn)的問(wèn)題根源.由學(xué)生互相補充確定實(shí)驗結論。
2.定律分析
定律成立條件：不受外力作用
運動(dòng)規律：總保持勻速直線(xiàn)運動(dòng)狀態(tài)或靜止狀態(tài)。
師(回應課題引入實(shí)驗)： 回想我們最開(kāi)始的實(shí)驗，有推力板擦運動(dòng),撤去推力板擦停下來(lái)，從表面現象上得到的結論運動(dòng)需要力維持是錯誤的，但這種現象是千真萬(wàn)確擺在我們面前的，我們如何用牛一的觀(guān)點(diǎn)正確的解釋這個(gè)現象呢?
三、鞏固練習
1. 一物體放在桌上靜止,假若某瞬間撤掉所有的外力,物體將怎么樣?
2. 對于牛頓第一定律的看法，下列觀(guān)點(diǎn)正確的是( )
A.驗證牛頓第一定律的實(shí)驗可以做出來(lái)，所以慣性定律是正確的
B.驗證牛頓第一定律的實(shí)驗做不出來(lái)，所以慣性定律不能肯定是正確的
C.驗證牛頓第一定律的實(shí)驗做不出來(lái)，但可以經(jīng)過(guò)在事實(shí)基礎上，進(jìn)一步科學(xué)推理得出慣性定律
D.驗證牛頓第一定律的實(shí)驗雖然現在做不出來(lái)，但總有一天可以用實(shí)驗來(lái)驗證。
四、小結
人們對物體的運動(dòng)規律的認識是經(jīng)歷了漫長(cháng)的時(shí)間的。物體在不受力時(shí)的運動(dòng)規律，它是經(jīng)過(guò)亞里士多德對人們近兩千年的思想束縛，伽利略的科學(xué)推理，才最終由牛頓總結出來(lái)的。牛一的重要貢獻是：1)力不是維持物體運動(dòng)的原因，2)力是改變物體運動(dòng)狀態(tài)的原因。
五、作業(yè):閱讀本節教材
探究活動(dòng)
牛頓力學(xué)的建立
【組織形式】個(gè)人或自由結組
【活動(dòng)目的】
牛頓力學(xué)的建立不是牛頓一個(gè)人的功勞，而是許多科學(xué)家努力研究的最終結果，查閱資料了解牛頓力學(xué)的建立過(guò)程，及牛頓力學(xué)的體系。
【活動(dòng)流程】
制訂查閱和查找方式;收集相關(guān)的材料;分析材料并得出一些結論;寫(xiě)出論文;與其他組交流。
【備注】
1、網(wǎng)上查找的資料要有學(xué)習的過(guò)程記錄。
2、和其他成員交流。
斜面小車(chē)實(shí)驗的再研究
【組織形式】個(gè)人或自由結組
【活動(dòng)目的】
運用不同的物體表面，通過(guò)實(shí)驗探究，加深對伽利略推理思維的理解。
【活動(dòng)流程】
制訂實(shí)驗方案;準備器材;實(shí)驗并記錄現象，分析材料并得出一些結論;與老師所做實(shí)驗比較優(yōu)缺點(diǎn);與其他組交流。
【備注】
1、要有完整的過(guò)程記錄。
2、和其他成員交流。
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