教案的編寫需要充分考慮學生的學情和個體差異,以便更好地滿足學生的學習需求。教案的設計要考慮到學生的興趣和能力差異,采用靈活多樣的教學方法。同學們,以下是一些教學設計的范文,歡迎大家共同分享。
高一物理必修一牛頓第一定律教案篇一
關鍵詞:平衡力、阻力、速度、靜止狀態(tài)、勻速直線運動狀態(tài)。
一、教學理念。
1、教育教學工作中,堅持以人為本、注重多樣化的教學方式的教育理念。
運用實驗法圖象法、數(shù)學極限法、受力分析法、等效法,邏輯推理得出牛頓第一定律,
2、讓學生從生活走向物理,從物理走向生活。
從生活中找出二力平衡的例子,過渡到學習牛頓第一定律,降低學習的難度,最后又通過學生練習,將所學物理知識應用于生活。
3、注重探究歷程。
讓學生在實驗基礎上,經(jīng)歷實驗分析與論證,交流與合作,培養(yǎng)科學方法、實驗能力,有助于學生對“物理與生活”的認知。
4、情感態(tài)度與價值觀。
通過實驗活動與分析讓學生感受科學就在身邊。
二、學情分析。
牛頓第一定律是初中學習的重點也是學習難點,它是通過實驗對比分析推理得出的理想狀態(tài)下物體不受力和運動之間的關系,與它緊密相連的是慣性及應用慣性解釋簡單慣性現(xiàn)象。人教版原有的書本知識順序:先上牛頓第一定律,再上二力平衡的知識,打破這個順序,先上二力平衡知識,再上牛頓第一定律,從教學實踐上看,學生更易接受這樣的順序安排,降低了學習的難度。在實驗基礎上結(jié)合運用圖象法、數(shù)學極限法、受力分析法、等效法,邏輯推理得出牛頓第一定律。
三、教學目標、重點、難點。
1、教學目標。
(1)學會應用實驗方法來研究物理問題。
(2)探究阻力對物體運動的影響,具有初步的觀察能力、邏輯推理能力和科學想象能力。(3)運用數(shù)學圖象法、極限法和二力平衡知識過渡到研究物體在不受力時的運動狀態(tài)。
2、教學重點。
在實驗基礎上結(jié)合數(shù)學圖象法、極限法、等效法推理牛頓第一定律。
3、教學難點。
四、教學設計:
1、教學用具:小車(1輛)、長木板(兩塊)、毛巾(1張)、玻璃(1塊)。
2、教學處理。
先學習二力平衡知識后再學習理想狀態(tài)下物體不受力時的牛頓第一定律。
3、教學過程。
演示實驗:出示一輛小車,用手推小車運動,停止用力后,車向前運動一段距離后停下。
啟發(fā):前面我們學習過二力平衡知識,物體受平衡力作用時保持平衡狀態(tài)即保持勻速直。
(1)電線下吊著的一物體原來處于靜止狀態(tài),電線突然斷了,物體在重力作用下顯然會下落,改變了運動狀態(tài)而不能保持靜止狀態(tài)。
(2)如圖a所示,一豎直下落的物體受到重力和阻力作用,重力方向與物體運動方向一致,而阻力方向與物體運動方向相反。由于重力作用效果大于阻力作用效果,致使這個物體運動越來越快。
(3)如圖b所示,一豎直上拋的物體受到重力和阻力作用,重力方向、阻力方向都與物體運動方向相反,在兩個力的作用下致使這個物體運動越來越慢。
總結(jié):物體在非平衡力的作用下不能保持平衡狀態(tài)。只有物體在平衡力作用下會保持平衡狀態(tài)。
鼓勵學生大膽猜想結(jié)果,讓學生看本節(jié)的“探究”部份內(nèi)容。b.設計實驗。
讓小車從同一斜面同一高度處滑下以獲得到達斜面底端相同的速度,接著讓小車以這樣相同的速度在毛巾、木板、玻璃粗糙程度不同的平面上運動,并比較小車在不同的平面上運動路程的長短。
提問:做此實驗注意什么問題?
答:保持斜面傾斜度不變,每次小車都從同一斜面同一位置處滑下。c、進行實驗。
(a)圖是減速運動,(b)是加速運動,(c)勻速運動。故選(a)圖象來表示運動速度與時間變化關系。
畫出小車在毛巾、木板、玻璃平面運動時速度隨時間變化的圖象。
推理:繼續(xù)換用比玻璃更光滑的平面,所得到的圖象傾斜度越來越小,當平面無限光滑時,圖象將與橫坐標平行,得到與(c)圖相同的圖像,即物體作勻速運動。
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運動小車不受任何阻力時,等效于運動的物體受平衡二力的作用,據(jù)二力平衡知識可知物體將保持勻速直線運動狀態(tài),物體的運動方向和運動快慢保持不變。當物體靜止不受力作用時也等效于受平衡二力的作用,物體將保持原來的靜止狀態(tài)。
最后師生共同總結(jié)牛頓第一定律:一切物體在沒有受到力的作用時,總保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)。
介紹伽利略、笛卡兒的運動思想,物體不受阻力作用時,運動快慢不變作勻速運動。可見物體的運動不需要力來維持,力只是使物體的運動狀態(tài)發(fā)生改變的原因。對牛頓第一定律的說明:此定律適用于一切物體。
(1)定律前提條件:物體沒有受到力的作用或在某一方向上不受力的作用,還可以推廣到物體受平衡力的作用,或在某一方向上受到平衡力的作用。
(2)結(jié)論:原來靜止的物體將保持靜止狀態(tài),原來運動的物體將保持勻速直線運動狀態(tài),或在不受力的方向上將保持原來的相對靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài),受平衡力或在某一方向上受平衡力作用亦如此。
f、鞏固練習:(1)重為50n物體在光滑水平面上保持勻速直線運動狀態(tài),作用在這個物體上水平拉力是n。
(2)一本重為80n的書靜止在桌面上,如果書所有受到的力突然全部消失,書將處于狀態(tài)。
1、通過本課的學習,你收獲了通過對本章的學習你有哪些收獲呢?請同學們從以下方面進行表述。
高一物理必修一牛頓第一定律教案篇二
知道牛頓第一定律,常識性了解伽利略理想實驗的推理過程。
1、通過斜面小車實驗,培養(yǎng)學生的觀察能力。
2、通過實驗分析,初步培養(yǎng)學生科學的思維方法(分析、概括、推理)。
1、通過科學史的簡介,對學生進行嚴謹?shù)目茖W態(tài)度教育。
2、通過伽利略的理想實驗,給學生以科學方法論的教育。
教材首先通過回憶思考的形式提出問題:如果物體不受力,將會怎樣?通過小車在不同表面運動的演示實驗,使學生直觀的看到物體運動距離與阻力大小的關系,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推理得出的結(jié)論,再介紹迪卡兒對伽利略結(jié)論的補充,牛頓最后總結(jié)得出的牛頓第一定律。通過這些使學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:“如果說我所看的更遠一點,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驗定律,而是用科學推理的方法概括出來的,定律是否正確要通過實踐來檢驗。給學生以科學方法論的教育。
本節(jié)課的重點是揭示物體不受力時的運動規(guī)律,即牛頓第一運動定律。
1、學生學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(xiàn)象掩蓋了本質(zhì)的錯誤觀念,認為物體的運動是力作用的結(jié)果。如推一個物體,它就動,不再推它時,它便靜止。為使學生擺脫這種錯誤觀念,首先要把運動和運動的變化區(qū)別開,樹立從靜到動和從動到靜都是“運動狀態(tài)改變”的概念,這是為了揭示力和運動的關系做的重要鋪墊。其次,通過實驗確立“力是改變運動狀態(tài)的原因”的概念。再通過推理建立“不受力運動狀態(tài)不變”的概念。
2、通過圖9-1演示實驗的比較、分析、綜合、推理是本節(jié)課的核心,可對學生進行簡單的科學推理方法的教育。在此演示實驗中可通過設計不同的問題滲透研究方法。
3、本節(jié)課可按著人類對知識的認識順序組織教學,讓學生體會規(guī)律的認識過程,對學生進行學史教育。從亞里士多德的觀點——伽利略的研究——笛卡爾的補充——牛頓的總結(jié)。
教學重點:通過對小車實驗的分析比較得出牛頓第一定律。
1.明確“力是維持物體運動的原因”觀點是錯誤的。
2.伽利略理想實驗的推理過程。
斜面,小車,毛巾,棉布,玻璃板,微機,實物投影,大倍投電視。
一、實驗引入:批駁亞里士多德的觀點。
[演示1]在桌面上推動木塊(或板擦)從靜止開始慢慢向前運動,撤掉推力,木塊立即停止。
分析:日常生活中也有許多類似的現(xiàn)象,(如推桌子)。這些現(xiàn)象從表面上看,“必須有力作用在物體上,才能使物體繼續(xù)運動,沒有力的作用,物體就要停下來?!奔矗喊宀恋倪\動需要推力去維持。于是,古希臘哲學家亞里士多德就根據(jù)這些現(xiàn)象總結(jié)出“物體的運動需要力去維持”。這種觀點在歷史上曾被沿用兩千多年,但時沿用兩千年是否就一定正確呢?也可能有人曾表示過懷疑或有人認為就是錯誤的,但沒某能說服別人的理由。
[演示2]在桌面上推動木塊(或板擦)從靜止使之向前運動,用力推出,木塊向前運動一段距離后停止。
分析:推力撤掉,還要向前運動,與亞里士多德的觀點不符。
二、講授新課:。
1、規(guī)律總結(jié)過程。
方法1.教師引導。
伽利略的貢獻:理想實驗。
[演示](通過實物投影儀把實驗過程反映在大倍投電視上)。
介紹器材。
實驗前提條件:每次實驗都需從斜面上的同一高度下滑,為什么?
實驗過程: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,每次記下小球停下時的位置。做標記的位置是什么位置?(停下來的位置)。
實驗紀錄:
實驗次數(shù)表面材料阻力大小滑行距離。
1毛巾最大最短。
2棉布較大較長。
3玻璃較小長。
推理想象光滑表面阻力為零無限長。
實驗分析:
三次實驗,小車最終都靜止,為什么?
三次實驗,小車運動的距離不同,這說明什么問題?
小球運動距離的長短跟它受到的阻力有什么關系?
若使小車運動時受到的阻力進一步減小,小車運動的距離將變長還是變短?
根據(jù)上面的實驗及推理的思想,還可以推理出什么結(jié)論?
推理:小球在光滑的阻力為零的表面,將會怎樣運動?
實驗結(jié)論:通過伽利略的實驗和科學推理得出“運動的物體,如果受到的阻力為零,它的速度將不會減慢,將以恒定不變的速度永遠運動下去?!奔醋鲃蛩龠\動。
[微機模擬實驗]:簡介伽利略理想實驗。
迪卡兒的補充。
如果運動物體不受任何力的作用,不僅速度大小不變,而且運動方向也不變,將沿原來的方向勻速運動下去。
牛頓的成果:補充與概括。
師:物體除了運動的以外,還有靜止的。那么,靜止的物體在沒有受到外力作用時,保持什么狀態(tài)呢?(牛頓補充:將保持靜止狀態(tài))。
師(引導學生概括):我們現(xiàn)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,把兩者進行一下概括:一切物體在沒有受到外力作用時,將如何呢?(對概括出來大致意思的同學給予鼓勵)。
介紹:牛頓抓住時機,概括總結(jié)得出著名的牛頓第一運動定律。
方法2:學生探究式學習。
針對基礎較好的學生,可以由學生在老師的指導下自己完成斜面小車實驗,根據(jù)現(xiàn)象學生分組討論,明確亞里士多德的觀點的問題根源.由學生互相補充確定實驗結(jié)論。
2、定律分析。
定律成立條件:不受外力作用。
運動規(guī)律:總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)。
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?
a.驗證牛頓第一定律的實驗可以做出來,所以慣性定律是正確的。
b.驗證牛頓第一定律的實驗做不出來,所以慣性定律不能肯定是正確的。
d.驗證牛頓第一定律的實驗雖然現(xiàn)在做不出來,但總有一天可以用實驗來驗證。
四、小結(jié)。
人們對物體的運動規(guī)律的認識是經(jīng)歷了漫長的時間的。物體在不受力時的運動規(guī)律,它是經(jīng)過亞里士多德對人們近兩千年的思想束縛,伽利略的科學推理,才最終由牛頓總結(jié)出來的。牛一的重要貢獻是:
1)力不是維持物體運動的原因。
2)力是改變物體運動狀態(tài)的原因。
五、作業(yè):閱讀本節(jié)教材。
探究活動。
牛頓力學的建立。
個人或自由結(jié)組。
牛頓力學的建立不是牛頓一個人的功勞,而是許多科學家努力研究的最終結(jié)果,查閱資料了解牛頓力學的建立過程,及牛頓力學的體系。
制訂查閱和查找方式;收集相關的材料;分析材料并得出一些結(jié)論;寫出論文;與其他組交流。
1、網(wǎng)上查找的資料要有學習的過程記錄。
2、和其他成員交流。
斜面小車實驗的再研究。
個人或自由結(jié)組。
運用不同的物體表面,通過實驗探究,加深對伽利略推理思維的理解。
制訂實驗方案;準備器材;實驗并記錄現(xiàn)象,分析材料并得出一些結(jié)論;與老師所做實驗比較優(yōu)缺點;與其他組交流。
1、要有完整的過程記錄。
2、和其他成員交流。
高一物理必修一牛頓第一定律教案篇三
由此可推理出:如果小車不受力,小車將。
2、關于慣性,下列說法中正確的是()。
a、物體靜止時有慣性,運動時沒有慣性b、物體保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)時才有慣性。
c、物體受力作用時才有慣性d、物體的慣性與運動狀態(tài)或是否受力無關。
3、我國公安部門規(guī)定:在高速公路上,汽車駕駛員和乘客都要系上安全帶,主要是為了減輕下列哪種情況下可能造成對人身的傷害()。
a、汽車加速b、汽車速度過快c、緊急剎車d、汽車突然啟動。
4、一本書放在水平桌面上,下列哪一對力是書受到的平衡力()。
a、書的重力和書對桌面的壓力b、書的重力和桌面對書的支持力。
c、書對桌面的壓力和桌面對書的支持力d、書對桌面的壓力和桌子受到的重力。
5、慣性是造成許多交通事故的原因,下列不是為了防止由于慣性而造成交通事故所制定的交通規(guī)則是()。
a、某些地段要對機動車輛限速b、車輛快速行駛時要保持車距。
c、車輛靠右側(cè)行駛d、小型客車的駕駛員必須系安全帶。
6、跳傘運動員在空中張開落傘后,跳傘運動員勻速下降,這是因為跳傘運動員()。
a、沒有受到重力作用b、受到的重力小于阻力。
c、受到的重力等于阻力d、受到的重力大于阻力。
7、畫出在平直公上勻速行駛的汽車受力的示意圖。
8、慣性和慣性定律不同之處在于:描寫物體運動規(guī)律,描寫物體本身的性質(zhì);的成立是有條件的,而是任何物體都具有。
能力提高。
9、舉例寫出你觀察到的在生產(chǎn)、生活以及交通運輸?shù)确矫姘l(fā)生的慣性現(xiàn)象的兩個例子,并結(jié)合所舉事例分別說明如何防止或利用慣性。
10、兩千多年前,古希臘學者亞里士多德認為:必須有力作用在物體上,物體才能運動,沒有力,物體就會靜止。這個結(jié)論是亞里士多德對生活中的現(xiàn)象進行觀察總結(jié)出來的。人們確實看到,用力推一個木箱它就運動,停止用力,木箱就靜止。因為這種現(xiàn)象,亞里士多德的觀點在兩千多年里被人們普遍接受,直到后來伽利略推翻了這個觀點。
你認為亞里士多德錯在了什么地方?怎樣解釋上述“推木箱”的現(xiàn)象?
11、請你設計一個實驗探究二力平衡的條件,要求:寫出實驗器材、實驗步驟、實驗結(jié)果,并比較二力平衡的條件和作用力與反作用力的條件有何相同點和不同點。
高一物理必修一牛頓第一定律教案篇四
(一)教學目的。
1.知道慣性定律,常識性了解伽利略理想實驗的推理過程.
2.通過實驗分析,初步培養(yǎng)科學的.
(二)重點與難點。
難點:伽利略理想實驗的推理過程.
(三)教學過程。
1.引入新理。
師:力能使靜止的物體運動起來,力又能使運動物體速度增大或減小,還可以改變物體運動的方向,物體不受力又怎樣呢?從這節(jié)課開始,我們就來研究有關力和運動的一系列問題.
[板書1]第九章力和運動。
2.新課教學。
師:請同學們觀察實驗。
[實驗1]靜止在木板面上的小車.
師:小車處于什么狀態(tài)?
生:靜止.
師:靜止的小車,水平方向不受推動和拉力的作用,它將會怎樣?
生:永遠處于靜止.
[實驗2]如圖1所示,小車受水平拉力作用時.(讓小車運動一段距離后立即用手使它靜止下來)。
師:觀察小車的狀態(tài)發(fā)生怎樣變化?
生:由靜止到運動.
[實驗3]如圖1.繼續(xù)實驗2,鉤碼使小車水平運動后,用手托住下落的鉤碼.小車失去水平拉力后,繼續(xù)向前滑行一段距離停止.
師:你看到什么現(xiàn)象?
生:小車繼續(xù)運動一段距離后才靜止.
師:小車運動一段距離后,變?yōu)殪o止的原因是什么呢?
生:受到木板的摩擦阻力作用.
師:是不是這樣呢?請大家繼續(xù)觀察下面實驗.
[實驗4]用同一小車分別(三次)從同一斜面不同的高度自由滑向相同的平面,記下三次小車靜止在相同水平面上的位置.如圖2(a)、(b)、(c)所示.
師:哪一次水平滑行距離最短?
生:第一次.
師:為什么?
生:小車在斜面上高度最小,它在水平面上開始運動時速度最小(后半句話學生回答不出來,第一次可由說).
師:哪一次水平滑行距離最長?
生:第三次.
師:為什么?
生:小車在斜面上高度最大,它在水平面上開始運動時速度最大.
生:相同.
師:(介紹牛頓第一定律演示裝置)這是一個斜面,把它放在講臺桌上.(如圖3所示.)。
[實驗5]讓小車分別三次從同一斜面的相同高度自由滑下,觀察小車在不同材料的水平面上運動的情況.(在桌面鋪上毛巾、棉布.)。
師:哪次小車在水平面上運動距離最短,為什么?
生:第一次(或最上面那一次).表面材料是毛巾,阻力最大,滑行距離最短.(在學生回答過程中,填寫表1第一行前三項)。
師:很短距離,速度變?yōu)榱?速度變化快呢,還是慢呢?
生:最快.(填寫表1第一行最后一項)。
師:第二次實驗的情況如何,大家一起填表1的第二行.
生:棉布、阻力較大、滑行距離較長、速度變化較快.(填寫表1第二行)。
師:第三次實驗的情況如何;大家一起填表的第三行.
生:桌子表面、阻力較小、滑行距離長、速度變化較慢.(填寫表1第三行)。
師:假定我們做第四次實驗,水平表面用玻璃板,玻璃板的阻力比木板小,實驗結(jié)果會怎樣呢?(填寫表1第四行前兩項)。
生:小車滑行的距離長,速度變化最慢.(填寫表1第四行后兩項)。
生:那么小車滑行距離就更長,最最長,速度變化最最慢.
師:大家一起來填表1第五行(見表)。
師:假如水平表面對小車沒有阻力,實驗結(jié)果又會怎樣呢?
生:小車永不停止地運動下去!
師:一起來填表1的第六行高中物理.(見表)。
表1。
師:大家注意這個表格的前三行我們是做了實驗的.第四、五行沒有做實驗,只是根據(jù)前三行的實驗結(jié)果,加上邏輯推理得出來的結(jié)論.雖然沒有做實驗,但是在正確實驗的基礎上加上正確的推理,得到的結(jié)論也是正確的.
大家再仔細琢磨表的第六行,它和第四、第五行有什么不同.
生:沒有阻力,而第四、五行還有阻力,只是一次比一次小.
師:沒有阻力的平面叫做理想光滑的平面,實際上并不存在.第六行的結(jié)果就是理想實驗,實際上不存在,是在正確實驗的基礎上正確推理得出來的.
師:這種建立在實驗的基礎上,通過邏輯推理得到理想狀況下的結(jié)論,也是研究的一種方法.
300多年前著名的物理學家伽利略就是這樣通過實驗推理得出來物體不受阻力將如何運動的.
師:誰給大家朗讀書第104頁倒數(shù)第三段?
生:(讀課文略)。
師:大家把這段倒數(shù)第三行“如果表面絕對光滑……運動下去”.畫下來.
師:法國科學家笛卡兒,又對伽利略的結(jié)論作了補充,他是怎樣說的,請一位同學讀教材第104頁倒數(shù)第二段.
生:(讀課文略).
師:大家從此段的倒數(shù)第三行“如果運動物體……運動下去”.畫下來.
師:笛卡兒的說法和伽利略的說法有什么不同?不同又說明了什么?
生:笛卡兒把伽利略的“物體受到的阻力為零”改為“物體不受任何力的作用.”說明,不是僅僅限于阻力了,而是任何力.
師:再后來英國的科學家總結(jié)了伽利略等人的研究成果,概括出一條重要的物理定律.叫做牛頓第一定律.
高一物理必修一牛頓第一定律教案篇五
1、知道伽利略的理想實驗及其主要推理過程和推論,知道理想實驗是科學研究的重要方法。
2、理解牛頓第一定律的內(nèi)容及意義;理解力和運動的關系,知道物體的運動不需要力來維持。
3、理解慣性的概念,知道質(zhì)量是慣性大小的量度;會用慣性解釋一些現(xiàn)象。
二、過程與方法。
1、觀察生活中的慣性現(xiàn)象,了解力和運動的關系。
3、理解理想實驗是科學研究的重要方法。
三、情感態(tài)度與價值觀。
1、通過伽利略和亞里士多德對力和運動關系的不同認識,了解人類認識事物本質(zhì)的曲折性。
2、感悟科學是人類進步的不竭動力。
1、理解力和運動的關系。
1、力和運動的關系。
2、慣性和質(zhì)量的關系。
1課時。
[引入]。
師:同學們,在前面的學習中我們學習了怎樣描述物體的`運動,知道了物體的一些運動規(guī)律,但同學們有沒有想過:同一個物體不同的情況下可以做出不同的運動,究竟是什么決定了物體的運動情況?要討論這個問題,就要研究運動與力的關系。所以,從今天開始,我們就一起來探究運動與力的關系。
一、據(jù)生活現(xiàn)象思考探究。
師:現(xiàn)在請同學們結(jié)合日常生活經(jīng)驗,分組探討一下運動和力是怎樣的一種關系,并試著回答以下一些問題。
1、物體的運動需要力來維持嗎?是不是有力物體就能運動,沒力物體就靜止。給物體一初速度,物體在不同平面上滑動,體會物體運動不需要力來維持。
2、物體的運動方向跟力的方向一樣嗎?
以拋粉筆為例。
3、物體的運動僅由力決定嗎?
拋粉筆為例。
4、物體什么情況下做直線運動?什么情況下做曲線運動?
以拋粉筆為例。
5、物體做直線運動時,什么情況下加速?什么情況下減速?
以拋粉筆為例。
【牢記】:物體的運動不需要力來維持,沒有力物體也能運動:勻速直線運動;運動方向與力的方向無必然聯(lián)系;當速度與力同一直線時,物體做直線運動;速度與力不在同一直線時,曲線運動;同一直線時,力與速度同向,加速;力與速度反向,減速。
要讓學生明白:物體此刻的速度是由上一刻的速度和上一刻的受力決定的,此刻的速度及此刻的受力決定下一刻的速度。(比方:今天的結(jié)果是前面的表現(xiàn)決定的,要想今后的結(jié)果能改變,必須從現(xiàn)在開始。)。
二、歷史上人類對運動與力的關系的認識。
師:愛因斯坦曾把一代代科學家探索自然奧秘的努力,比做福爾摩斯偵探小說中警員破案的過程。在偵探故事中,有時候明顯可見的線索卻把人們引到錯誤的判斷上去,也就是說光憑經(jīng)驗來做判斷是靠不住的。
師:長期以來,在研究物體運動原因的過程中,人們的經(jīng)驗是:要使一個物體運動,必須推它或拉它。因此,人們直覺地認為,物體的運動是與推拉等行為相聯(lián)系的,當不再推、拉的時候,原來的運動便停止下來。根據(jù)這類經(jīng)驗,亞里士多德得出結(jié)論:必須有力作用在物體上,物體才能運動;沒有力的作用,物體便要停止。我想不僅是亞里士多德這樣想,就是在現(xiàn)在,很多人還是這樣想的,因為它與我們的現(xiàn)實生活經(jīng)驗相一致。但這卻是個錯誤的結(jié)論。是由明顯可見的線索引出的錯誤判斷,而且這個錯誤結(jié)論竟維持了近兩千年。直到三百多年前,伽俐略創(chuàng)造了有效的“偵察”方法,發(fā)現(xiàn)了正確的線索,揭示現(xiàn)象的本質(zhì),成為物理學中的福爾摩斯。
師:伽俐略注意到,當一個球沿斜面向下滾動時,它的速度越來越大;向上滾動時,速度越來越小。他由此猜想:當球沿水平面滾動時,速度應該不增不減。實際上他發(fā)現(xiàn),球越來越慢,最后停下來。伽俐略認為,這是由于摩擦阻力的原因,因為他同樣還觀察到,表面越光滑,球便會滾動得越遠。于是他推斷:若沒有摩擦阻力,球?qū)⒂肋h滾下去。
師:伽俐略為了說明他的思想,設計了一個實驗(伽俐略斜面實驗):讓一個小球沿一個斜面從靜止狀態(tài)開始滾下,小球?qū)L上另一個斜面,如果沒有摩擦,小球?qū)⑸皆瓉砀叨?。減小后一斜面的傾角,小球在這個斜面上仍然達到同樣高度,但這一次為了達到同樣高度,比第一次滾得遠些。繼續(xù)減小第二個斜面的傾角,小球達到同一高度時將會滾得更遠。于是他問道:若將后一個斜面放平,球會滾動多遠?結(jié)論顯然是,球?qū)⒂肋h滾動下去。這就是說物體的運動不需要力來維持,沒有力物體也可以運動(比如在光滑水平上,只要給物體個初速度,物體將以這個速度永遠運動下去),而力恰好是改變物體運動狀態(tài)(運動速度)的原因,比如物體加速和減速時都需要受到力的作用。當然我們不能消除一切阻力,也不能把水平木板做得無限長,所以這個實驗是“理想實驗”帶領學生觀察動畫及視頻文件,先看理論動畫,再看演示實驗。
注意:理想實驗不是空想實驗,它是可靠實驗事實加上理論推導。
師:與伽俐略同時代的法國科學家笛卡爾補充和完善了伽利略的觀點。明確指出:除非物體受到外力的作用,物體將永遠保持靜止或運動狀態(tài),永遠不會使自己沿曲線運動,而只保持在直線上運動。他還認為,這應該作為一個原理加以確立,并且是人類整個自然的基礎。
牛頓物理學的基石???慣性定律。
伽俐略和笛卡爾的正確結(jié)論在隔了一代人以后,由牛頓總結(jié)成動力學的一條基本定律:
牛頓第一定律: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)。
高一物理必修一牛頓第一定律教案篇六
1.知道慣性定律,常識性了解伽利略理想實驗的推理過程。
2.通過實驗分析,初步培養(yǎng)學生科學的思維方法。
(二)重點與難點。
難點:伽利略理想實驗的推理過程。
(三)教學過程。
1.引入新理。
師:力能使靜止的物體運動起來,力又能使運動物體速度增大或減小,還可以改變物體運動的方向,物體不受力又怎樣呢?從這節(jié)課開始,我們就來研究有關力和運動的一系列問題。
[板書1]第九章力和運動。
2.新課教學。
師:請同學們觀察實驗。
[實驗1]靜止在木板面上的小車。
師:小車處于什么狀態(tài)?
生:靜止。
師:靜止的小車,水平方向不受推動和拉力的作用,它將會怎樣?
生:永遠處于靜止。
[實驗2]如圖1所示,小車受水平拉力作用時。(讓小車運動一段距離后立即用手使它靜止下來)。
師:觀察小車的狀態(tài)發(fā)生怎樣變化?
生:由靜止到運動。
[實驗3]如圖1.繼續(xù)實驗2,鉤碼使小車水平運動后,用手托住下落的鉤碼。小車失去水平拉力后,繼續(xù)向前滑行一段距離停止。
師:你看到什么現(xiàn)象?
生:小車繼續(xù)運動一段距離后才靜止。
師:小車運動一段距離后,變?yōu)殪o止的原因是什么呢?
生:受到木板的摩擦阻力作用。
師:是不是這樣呢?請大家繼續(xù)觀察下面實驗。
[實驗4]用同一小車分別(三次)從同一斜面不同的高度自由滑向相同的平面,記下三次小車靜止在相同水平面上的位置。如圖2(a)、(b)、(c)所示。
師:哪一次水平滑行距離最短?
生:第一次。
師:為什么?
生:小車在斜面上高度最小,它在水平面上開始運動時速度最?。ê蟀刖湓拰W生回答不出來,第一次可由老師說).
師:哪一次水平滑行距離最長?
生:第三次。
師:為什么?
生:小車在斜面上高度最大,它在水平面上開始運動時速度最大。
生:相同。
師:(介紹牛頓第一定律演示裝置)這是一個斜面,把它放在講臺桌上。(如圖3所示。)。
[實驗5]讓小車分別三次從同一斜面的相同高度自由滑下,觀察小車在不同材料的水平面上運動的情況。(在桌面鋪上毛巾、棉布。)。
師:哪次小車在水平面上運動距離最短,為什么?
生:第一次(或最上面那一次).表面材料是毛巾,阻力最大,滑行距離最短。(在學生回答過程中,填寫表1第一行前三項)。
師:很短距離,速度變?yōu)榱?。速度變化快呢,還是慢呢?
生:最快。(填寫表1第一行最后一項)。
師:第二次實驗的情況如何,大家一起填表1的第二行。
生:棉布、阻力較大、滑行距離較長、速度變化較快。(填寫表1第二行)。
師:第三次實驗的情況如何;大家一起填表的第三行。
生:桌子表面、阻力較小、滑行距離長、速度變化較慢。(填寫表1第三行)。
師:假定我們做第四次實驗,水平表面用玻璃板,玻璃板的阻力比木板小,實驗結(jié)果會怎樣呢?(填寫表1第四行前兩項)。
生:小車滑行的距離長,速度變化最慢。(填寫表1第四行后兩項)。
生:那么小車滑行距離就更長,最最長,速度變化最最慢。
師:大家一起來填表1第五行(見表)。
師:假如水平表面對小車沒有阻力,實驗結(jié)果又會怎樣呢?
生:小車永不停止地運動下去!
師:一起來填表1的第六行。(見表)。
表1。
師:大家注意這個表格的前三行我們是做了實驗的。第四、五行沒有做實驗,只是根據(jù)前三行的實驗結(jié)果,加上邏輯推理得出來的結(jié)論。雖然沒有做實驗,但是在正確實驗的基礎上加上正確的推理,得到的結(jié)論也是正確的。
大家再仔細琢磨表的第六行,它和第四、第五行有什么不同。
生:沒有阻力,而第四、五行還有阻力,只是一次比一次小。
師:沒有阻力的平面叫做理想光滑的平面,實際上并不存在。第六行的結(jié)果就是理想實驗,實際上不存在,是在正確實驗的基礎上正確推理得出來的。
師:這種建立在實驗的基礎上,通過邏輯推理得到理想狀況下的結(jié)論,也是研究物理的一種方法。
300多年前著名的物理學家伽利略就是這樣通過實驗推理得出來物體不受阻力將如何運動的。
師:誰給大家朗讀書第104頁倒數(shù)第三段?
生:(讀課文略)。
師:大家把這段倒數(shù)第三行“如果表面絕對光滑……運動下去”。畫下來。
師:法國科學家笛卡兒,又對伽利略的結(jié)論作了補充,他是怎樣說的,請一位同學讀教材第104頁倒數(shù)第二段。
生:(讀課文略).
師:大家從此段的倒數(shù)第三行“如果運動物體……運動下去”。畫下來。
師:笛卡兒的說法和伽利略的說法有什么不同?不同又說明了什么?
生:笛卡兒把伽利略的“物體受到的阻力為零”改為“物體不受任何力的作用?!闭f明,不是僅僅限于阻力了,而是任何力。
師:再后來英國的科學家總結(jié)了伽利略等人的研究成果,概括出一條重要的物理定律。叫做牛頓第一定律。
[板書2]。
一切物體在沒有受到外力作用的時候,總保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)。