牛顿第一定律教案(word版教案)

第四章 牛顿运动定律
第1节 牛顿第一定律
一、教学目标
1、理解牛顿第一定律的内容，能够运用牛顿第一定律解释有关现象
2、知道质量是惯性大小的量度，用惯性的概念解释有关实际问题
3、体会伽利略研究运动和力的关系的思想方法，了解探究的过程，了解理想实验
4、通过牛顿第一定律的历史史实回顾，增加对科学的兴趣，培养学生的创造性思维品质和敢于质疑、坚持真理的精神
5、通过对航母舰载机加速着舰的探究，培养学生热爱国防建设，保卫祖国海疆爱国主义精神二、教学重点：
1、认识伽利略研究运动和力关系的思想方法和探究的过程，了解理想实验
2、知道质量是描述惯性的物理量
三、教学难点
对牛顿第一定律发现过程中的科学方法的体会
四、教学过程：
1、复习和情景引入：
复习初中牛顿第一定律的内容，设置溜冰情景，运动的小朋友运动方向没有受到力的作用，为什么慢慢地停下来了呢？
2、新课教学：
（1）、历史的回顾
亚里士多德、伽利略、笛卡尔分别提出哪些观点？
亚里斯多德：力是维持物体运动的原因
伽利略：运动的物体不受力，它会永远运动下去，运动的物体停下并非不受外力作用，而是因为摩擦力作用才停下。
笛卡尔：运动的物体不受力，它会以同一速度沿同一直线永远运动下去
（重点讲解：伽利略质疑亚里士多德观点，敢于挑战权威，并用理想实验证明了他的观点）
（2）牛顿第一定律
伽利略和笛卡尔研究的是运动的物体不受力的情况，那静止的物体呢？牛顿总结了伽利略等人的研究成果在大量的经验事实的基础上，经过进一步的推理概况得出牛顿第一定律
内容：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止.
②牛顿第一定律的理解：
提出了力和运动的因果关系：力是改变物体运动状态的原因
提出了惯性的概念，牛顿第一定律也叫惯性定律
（3）惯性
①一切物体都具有惯性，无论物体处于什么状态，都具有惯性
②惯性只与物体的质量有关。与物体速度大小、是否受到外力无关
③解释惯性现象
3、课堂小结：
讨论：惯性与惯性定律的区别和联系
4、作业：完成P70课后作业1--3
五、科学漫步（阅读材料）
（一）科学家的生平事迹
亚里士多德：
亚里士多德是第一个尝试研究物理并给出“物理学”名称的人。
他几乎在每一个科学领域（如：植物、动物、天文、气象、数学和物理等）都作出贡献。亚里士多德曾说过一句名言：“我敬爱柏拉图，但我更爱真理。” 可见亚里士多德追求真理的执著精神。
他力图以世界的本来面目说明各种自然现象，这是他的进步之处。但由于当时研究物理学的方法只是靠直觉和思维来进行，所以他很多物理方面的论述，今天看来是错误的，然而在当时，能够摆脱神的意志，形成一套自圆其说的体系，这是很不简单的。
美国哈佛大学的校训就是：“让柏拉图与你为友，让亚里士多德与你为友，更重要的是，让真理与你为友。”
伽利略：
伽利略，意大利著名数学家、天文学家、物理学家、哲学家。是首先在科学实验的基础之上融会贯通了数学、天文学、物理学三门科学的科学巨人。
伽利略首创实验与理论计算相结合的研究方法。把实验事实与抽象思维结合起来，用实验检验理论推导，开创了以实验为基础具有严密逻辑理论体系的近代科学，被誉为“近代科学之父”。他对物理规律的论证十分严格，这个论证过程可概括为：观察－假说－数学分析、推论－实验验证……
他不但亲自设计和演示过许多实验，而且亲自研制出不少技术精湛的仪器，例如浮力天平、温度计、望远镜、显微镜等。爱因斯坦评论说：“伽利略的发现，以及他使用的科学推理方法，是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正开端。”
笛卡尔：
笛卡尔，法国伟大的哲学家、物理学家、数学家。是二元论的代表，留下名言“我思故我在”（或译为“思考是唯一确定的存在”），提出了“普遍怀疑”的主张，是欧洲近代哲学的奠基人之一，黑格尔称他为“现代哲学之父”。同时，他又是一位勇于探索的科学家，解析几何的创始人，创立了著名的平面直角坐标系。他所建立的解析几何在数学史上具有划时代的意义。笛卡尔堪称17世纪欧洲哲学界和科学界最有影响的巨匠之一，被誉为“近代科学的始祖”。
牛顿：
牛顿是经典力学的奠基人，是英国著名的物理家和数学家，从伽利略时代以来一个世纪的物理学工作，在牛顿手里得到了综合。从个人素质上讲，牛顿也许是有史以来最伟大的天才。在数学上，他发明了微积分；在天文学上，他发明了万有引力定律，开辟了天文学的新纪元；在力学中，他系统总结了三大运动定律，创造了完整的新物理学体系；在光学中，他发现了太阳光的光谱，发明了反射式望远镜。一个人只要享有这里的任何一项成就，就足以名垂千古，而牛顿一个人做出了所有这些工作。
（二）安全带与安全气囊
现代汽车的设计十分重视安全,安全带和安全气囊就是保护乘员人身安全的两个重要装置。道路交通事故多种多样,其中对车内人员造成伤害的,大多是因为运动中的车辆与其他物体(车辆或障碍物)发生碰撞。从力学观点看,运动的车辆受到碰撞突然停止,但车内人员在惯性的作用下仍以碰撞前的速度向前运动,结果乘员在车内甚至冲出车外与刚性物体发生第二次碰撞,因而造成伤害。设置安全带和安全气囊的目的就是尽量避免或减轻第二次碰撞对车内人员的伤害。
安全带是20世纪60年代初发明的,经过40多年的发展,现在的安全带均由强度极大的合成纤维制成,带有自锁功能的卷收器,采用对乘员的肩部和腰部同时实现约束的“V”形三点式设计。系上安全带后,卷收器自动将其收紧,一旦车辆紧急制动、发生碰撞甚至翻滚,安全带因乘员身体的前冲而发生猛烈的拉伸,卷收器的自锁功能便立即发挥作用,瞬间卡住安全带,使乘员紧贴座椅,避免第二次碰撞。
安全气囊是安全带的辅助设施,于1990年问世,在车辆发生碰撞的瞬间,控制模块会对碰撞的严重程度立即作出判断,若确认安全带已不能承受,便在 s内使气囊充气,让乘员的头、胸部与较为柔软有弹性的气囊接触,减轻伤害。最新式的汽车还安装了防侧撞气囊,今后可能在汽车其他位置上装上安全气囊,有关机构的统计数据表明,在所有可能致命的车祸中,如果正确使用安全带,可以挽救约45%的生命,如果同时使用安全气囊,这一比例将上升到60%。
（三）舰载机的加速着舰
航母阻拦索，用于将舰载机高速拦停，是舰载机名副其实的"生命线"。与岸基飞机着陆时可缓慢减速平飞大相径庭，舰载机着陆必须加速着陆，一旦阻拦索尾钩未能挂住舰载机，必须能快速拉升逃逸。
当置于飞行甲板后部的阻拦索装置在舰载机着舰时与尾钩完全咬合后，能在短短数秒内使舰载机的速度由数百公里的时速减小到零，并使舰载机的滑行距离不超过百米。
由于舰载机是高速着舰，所以在勾住阻拦索的瞬间，飞行员的颈椎、腰椎和脊柱要承受巨大的冲击。由于惯性的作用，飞机被钩住的一瞬间，全身的血液都加速涌向头部，眼睛大量充血，眼前全是红的，这就是常说的“红视现象”。