《牛顿第一定律》教学设计
【确定教学目标的依据】
一、相关课程标准
2.2.5通过实验,认识牛顿第一定律。用物体的惯性解释自然界和生活中的有关现象。
二、教材分析
牛顿第一定律是经典力学中三大定律之一,是整个力学中的基础。它是在学习了运动和力一些简单知识的基础上将运动和力联系起来的一条纽带,起到承上启下的作用。本节由“牛顿第一定律”和“惯性”两部分组成,教材从生活中常见的现象入手,强化亚里士多德观点与伽利略观点矛盾冲突,激发学生探究兴趣,然后通过实验探究“牛顿第一运动定律”,让学生主动参与,在实验、讨论的过程中,透过现象看本质,感悟观察、实验、推理的科学方法最后又通过“惯性的应用和防止惯性的危害”将物理还原于生活。体现了从生活走向物理,从物理走向社会的课程理念。
三、学情分析
牛顿第一定律是在试验的基础上,通过推理而得出的。就其定义本身的表述学生不难记住,但初二学生抽象思维能力及认知结构上尚不成熟,加上生活经验的影响,因此在接受牛顿第一定律上有一定的难度,怎样形成对牛顿第一定律的理解及在此基础上认识惯性是一切物体固有的属性,使其认识由直观的感觉上升到科学理性认识则是本节的难点。
【教学目标】
1.通过实验探究阻力对物体运动的影响,了解伽利略“理想实验”的科学方法,理解力是改变物体运动状态的原因,而不是维持物体运动的原因。
2.通过师生讨论分析,认识并理解牛顿第一定律。
3.通过实验和分析生活实例理解惯性,会运用惯性解释生活中的惯性现象。
【教学重难点】
重点:1.理解牛顿第一定律。
2.理解惯性现象。
难点:理解牛顿第一定律。
【评价任务】
1.通过导入和师生讨论,设计并进行“阻力对物体运动影响”实验得出实验结论。
2.学生能熟练说出牛顿第一定律的内容,并能应用牛顿第一定律解决简单问题。
3.学生会运用惯性解释简单的惯性现象。
【教学活动设计】
一、导入新课,展示目标
1.导入:公安部门为什么要求小型客车的驾驶员和前排的乘客必须使用安全带?
2.展示目标
二、课内探究,学习新知
环节一:探究阻力对物体运动的影响
1.对静止的木箱施加一个水平方向的推力,木箱沿着水平方向运动。撤去推力后,木箱停了下来。
2.关闭了发动机的火车,虽然继续运行,但是最后它也将停下来。
通过生活实例,思考并讨论:力和运动有什么样的关系?
3.展示不同观点:
亚里士多德:力是维持物体运动的原因
伽利略:力不是维持物体运动的原因
4.设计实验
【实验】阻力对物体运动的影响
1.思考并设计:
(1) 怎样让物体运动起来?
(2) 怎样让运动物体受到不同阻力?
(3)怎样让运动物体的初始速度相同?
2.阅读教材17页内容,进一步明确实验做法。
3.进行实验,观察实验现象,记录实验数据。
4.分析实验数据,讨论得出实验结论。(水平面越光滑,小车受的阻力越小,小车的速度减小的越慢,小车运动的距离就越远。)
5.引导推理:如果运动物体不受阻力,物体将如何运动?
对以上实验进一步推理得出:如果表面绝对光滑,物体受到的阻力为0,将以恒定不变的速度永远运动下去。
评价一
1.关于伽利略理想实验,以下说法正确的是( )
A.完全是理想的,没有事实为基础
B.是以可靠事实为基础的,经科学抽象深刻反映自然规律的
C.没有事实为基础,只是理想推理
D.以上说法都不对
2.伽利略的斜面实验证明了( )
A.要物体运动必须有力的作用,没有力的作用的物体将静止
B.要物体静止必须有力的作用,没有力的作用的物体就运动
C.物体不受外力作用时,一定处于静止状态
D.物体不受外力作用时总保持原来的匀速直线运动状态或静止状态
3.首先得出“一切物体不受外力时,其速度保持不变”这一正确结论的科学家是( )
A、阿基米德
B、笛卡尔
C、伽利略
D、牛顿
环节二:牛顿第一定律
(一)牛顿第一定律的建立
1.伽利略:通过斜面小车实验认识到运动物体受到的阻力越小,它的速度减小的越慢,运动时间越长,物体的运动不需要力来维持。
2.笛卡尔: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,它将沿原来的方向匀速运动下去。
3.英国著名物理学家牛顿在伽利略等科学家研究的基础上,对大量的实验事实进行了深入研究,总结出牛顿第一定律:一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
(二)教师引导学生进一步理解牛顿第一定律:
1.牛顿在前人的基础上,进一步概括总结得出著名的牛顿第一定律。
2.牛顿第一定律是在实验的基础上经过进一步的推理得出的,这种方法叫理想实验法。
3.牛顿第一定律说明了力和运动的关系,运动不需要靠力来维持。力是改变物体的运动状态的原因。
评价二
1.用绳子系住一个小球在光滑的水平面上作圆周运动,当绳子突然断裂,小球将( )
A.保持原来的圆周运动状态.
B.保持绳断时的速度作匀速直线运动.
C.小球运动速度减小,但保持直线.
D.以上三种都有可能.
2. 下列说法正确的是( )
A.物体不受力作用就一定静止.
B.物体不受力作用就一定是匀速直线运动.
C.物体受力才能运动.
D.以上说法都是错误的.
环节三:惯性
1.牛顿第一定律告诉我们:物体不受外力作用,运动状态不会改变。也就是说物体都有保持运动状态不变的性质,物理学中把物体的这种性质叫做惯性。
2.演示实验:运动的小车遇到障碍物,上面的小球会怎样?
引导学生尝试用惯性分析现象:小球开始和小车一起运动,小车停止运动,而小球由于惯性仍然要向前运动,所以就会向前掉落。
3.举出生活中与惯性有关的实例。
汽车刹车或减速时,车上的人会向前倾;汽车突然加速时,车上的人会向后仰。
4.惯性的三点认识:
(1)惯性是物体本身的一种属性。
一切物体都有惯性,与外界条件无关。与物体的状态,与物体是运动还是静止,与物体是否受力,速度的大小等外界条件无关
(2)惯性不是力。
力是物体对物体的作用,而惯性是物体本身固有的一种属性.惯性只有大小,没有方向。
(3)物体的惯性只与物体的质量有关。
所有的物体都有惯性,但不同物体的惯性大小是不同的,物体的质量越大,惯性越大;物体的质量越小,惯性越小。
5.惯性与我们的生活息息相关,很多时候我们需要利用惯性为我们的生活生产服务,有些情况惯性也会带来危害,就需要避免惯性的危害。举出生活中应用惯性和避免惯性危害的例子。
评价三:
下列关于惯性的说法中,正确的是( )
A.物体只有在静止时才具有惯性
B.物体运动速度越大,其惯性也越大
C.太空中的物体没有惯性
D.不论物体运动与否,受力与否,物体都具有惯性
三、课堂小结,梳理知识
四、达标检测,巩固新知
1.关于牛顿第一定律的下列说法中,正确的是( )
A、牛顿第一定律是实验定律
B、牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因
C、惯性定律与惯性的实质是相同的
D、物体的运动不需要力来维持
2.关于伽利略的理想实验,说法正确的是( )
A. 只要接触面比较光滑,物体在水平面上就能匀速运动下去。
B. 这个实验实际上是永远无法做到的。
C. 利用先进仪器就能使实验成功。
D. 虽然是想象中的实验,但它是建立在可靠的实验基础上的。
3.下列哪些现象是利用惯性的( )
A、拍打衣服时,灰尘脱离衣服
B、司机和前排的乘客要系安全带
C、洗完手后,用力甩掉手的水滴
D、跳远运动员起跳前要尽力助跑
4.关于惯性的说法正确的是:
A、惯性是指物体原来静止的总要保持静止,原来运动的总要保持匀速直线运动的性质
B、要使物体开始运动必须有力的作用,而保持物体运动是不需要力的,故静止的物体有惯性,而运动的物体没有惯性
C、刹车时,乘客向前倾,说明乘客上半身有惯性,而下半身无惯性
D、某人推不动原来静止的小车,而另外一人能推动,说明惯性与外界条件有关
5.正在运动的物体,如果受到的外力突然消失,则它将( )A. 立即停止 B. 速度减小,最后停止C. 运动方向变为与原来相反D. 做匀速直线运动
6.下列现象中,利用物体惯性的是 )
A、运动员百米赛跑结束后不能立即停下来
B、中小型汽车司机必须带上安全带
C、锤头松了,将锤柄在地上撞击几下
D、熟了的苹果从树上落向地面
五、布置作业
思考:将杯子下面压一张纸条放在桌边,能不能在不动杯子的情况下将纸条取出?原理是什么?