八年级物理下册 第七章 第七节 牛顿第一定律(共4课时)教案 (新版)北师大版

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名称 八年级物理下册 第七章 第七节 牛顿第一定律(共4课时)教案 (新版)北师大版
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资源类型 教案
版本资源 北师大版
科目 物理
更新时间 2015-04-24 15:10:00

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《牛顿第一定律》
教学目标:
1、知识与技能
(1)体会伽利略的理想实验思想。
(2)理解牛顿第一定律的内容及意义;理解力和运动的关系。
(3)理解惯性的概念,知道质量是惯性大小的量度。
2、过程与方法
(1)通过回顾历史探究过程理解牛顿第一定律的形成过程。
(2)理解理想实验是科学研究的重要方法。
3、情感态度与价值观
(1)通过运动和力的关系的历史探究过程,使学生体会规律的形成都有一个从感性到理性、从低级到高级的产生、发展和演变的过程。www.21-cn-jy.com
(2)通过理想斜面的教学,体会理想实验的魅力。
教学重难点:
教学重点:通过回顾历史探究过程理解牛顿第一定律;惯性的理解。
教学难点:力和运动的关系;惯性和质量的关系。
教学活动设计:
(一)创设游戏,引入课题
撕纸游戏
猜一猜:
1、一张纸已剪成两截,但未完全剪断,如果迅速用力撕两边,纸会断成几截?
2、现在把纸剪成三截,但未完全剪断,如果迅速用力撕两边,纸会断成几截?
大家不要动手,先猜一猜。
3、如果在中间的纸下面夹一个夹子,然后迅速撕两边,纸会断成几截?
请大家想一想:为什么是这样一个 ( http: / / www.21cnjy.com )结果呢?怎样解释我们的游戏呢?其实,在我们的游戏中还涉及到一个古老的话题——力和运动:用力撕纸,纸条断开运动起来。运动和力之间到底有什么关系呢?带着这些问题,我们一起来体验古人的探究过程,学习古人的探究方法,进一步理解论述运动和力关系的牛顿第一定律。21世纪教育网版权所有
(二)回顾历史,探究定律
1、情景设问,经验猜想
在人类历史的长河中,运动和力如影随形, ( http: / / www.21cnjy.com )总是和人们的生活、生产密切相关。比如:马拉车则车前进,不再拉,前进的车会停下来;人象推车则车前进,不再推,前进的车会停下来;踢球,球沿草地向前滚动,不再踢,滚动的球会慢慢停下来。
思考:运动和力之间有什么关系呢?
最早提出这个问题并给出经验猜想的是古希腊学者亚里士多德。
他根据生活生产经验猜想:必须有力作用在物体上,物体才能运动;没有力的作用,物体就要静止在一个地方。运动需要力维持。【版权所有:21教育】
他的观点来自实际经验,还能用实际经验验证,所以被人们广泛接受,并维持了近两千年。
设问:我们现在知道,他的观点是错误的。那么他有贡献吗?
亚里士多德的贡献:开创了一个新的研究领域。
首先质疑并深入研究的是十六世纪的伽利略。他观察了球的滚动。
2、质疑假设,科学猜想
当球沿斜面向下滚动时,它的速度增大,而向上 ( http: / / www.21cnjy.com )滚动时,速度减小。他由此猜想:当球沿水平面滚动时,它的速度应该不增不减。实际观察的结果是:沿水平面滚动的球越来越慢,最后停下来。【出处:21教育名师】
①现象:沿水平面滚动的球越来越慢,最后停下来。
按照亚里士多德的观点,球停下来是因为没有力的作用。伽利略恰恰从这一现象出发,对亚里士多德的观点提出质疑。21教育名师原创作品
②质疑:滚动的球之所以停下来,真的是因为没有力的作用吗?
设问:球停下来的原因是什么呢?
在伽利略之前,人们还没有意识到摩擦力这种无形的力,伽利略是第一个意识到摩擦力的人。
他改变了水平面的粗糙程度,发现:水平面越光滑,球滚得越远。于是,他推断这是摩擦阻力作用的结果。
结论:滚动的球停下来,是摩擦阻力作用的结果。
③假设:若没有摩擦阻力,沿水平面滚动的球将怎样运动呢?
④猜想:若没有摩擦阻力,球将永远滚动下去。
过渡:伽利略设计了一个双斜面实验。
3、实验探究,得出结论
(1)双斜面实验
左斜面固定,右斜面倾角可变。实验中我们设定小球始终从左斜面定位卡处由静止释放。
①固定右斜面,改变小球所受的摩擦,观察小球上升的最大高度怎样变化。重复一次。
思考:
1、小球所受摩擦阻力的大小与小球上升的最大高度之间有什么关系?
2、摩擦阻力的大小与释放点到上升的最高点的高度差是什么关系?
3、如果没有摩擦,小球会上升到多高的地方?
②减小右斜面倾角,观察小球沿斜面运动的最远距离怎样变化。重复一次。
思考:
1、减小右斜面倾角,小球沿斜面运动的最远距离如何变化?
2、如果没有摩擦,减小右斜面倾角,沿斜面滚动的最远距离怎样变化?小球将上升到多高的地方?
③将右斜面放平,释放小球,观察小球的运动。
思考:
1、如果水平木板足够长,小球会停下来吗?
2、如果没有摩擦,水平木板足够长,小球将滚到哪里去呢?
过渡:现在通过动画来模拟没有摩擦阻力时小球的运动。我们为动画配了一段话剧。
(2)动画模拟
(老师扮演伽利略,学生扮演小球。)
伽利略:小球先生(小姐),如果没有摩擦,你会爬上什么高度呢?
小球:我会搭乘梦想的阶梯一步一步往上爬,直到爬上原来的高度。
伽利略:如果我减小右斜面的倾角,你还会爬到原来的高度吗?
小球:梦想有多高,我就可以爬多高,只是我要走的路程更长了。
伽利略:如果我继续减小右斜面的倾角呢?
小球:我心依旧,只是又多了一段山水之程。
伽利略:如果我把右斜面放平,你还会为了自己的梦想而前行吗?
小球:路漫漫其修远兮,吾将上下而求索。既然选择了高度,留给世界的便只能是背影。
播放周杰伦的《蜗牛》节选:我要一步一步往上爬/在最高点乘着叶片往前飞 /小小的天 留过的泪和汗/总有一天我有属于我的天 21·cn·jy·com
希望同学们像小球一样怀着梦想,沿着人生的轨道一步一步往前行!总有一天,你有属于你的天!
过渡:伽利略的双斜面实验是一个理想实验。
(3)理想实验的魅力:
实验(事实)+逻辑推理
通过可靠的实验事实,加上合理的逻辑推理,得出规律的一种方法。
理想实验的魅力:实验不能实现的地方,思维向前一步。
这种方法非常了不起!爱因斯坦 ( http: / / www.21cnjy.com )是这样评价的:伽利略的发现以及他所应用的科学的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。这个评价实事求是,从亚里士多德到伽利略,经历了2000多年,物理学徘徊不前;从伽利略到爱因斯坦,只经历300多年,物理学的大厦初步建立,大师辈出。这都得益于伽利略首创的实验研究方法。2-1-c-n-j-y
过渡:通过双斜面理想实验,伽利略得出了结论。
(3)伽利略:若没有摩擦阻力,沿水平面滚动的球将永远滚动下去。运动不需要力维持。
回顾、思考:
①静止的车、足球为什么运动起来?
②运动的车、足球为什么会停下来?
③力和运动之间有什么关系?
力是改变物体运动状态的原因。
设问:运动状态是用什么物理量描述?
车由静止变为运动,受到了推、拉力;由运动变为静止,受到了摩擦阻力。足球由静止变为运动,受到了脚的力;由运动变为静止,受到了草地的摩擦阻力。
过渡:与伽利略同时代的法国科学家笛卡尔对他的观点进行了补充。
4、补充完善,形成定律
(1)笛卡尔的补充:除非物体受到力的作 ( http: / / www.21cnjy.com )用,物体将永远保持其静止或运动状态,永远不会使自己沿曲线运动,而只保持在直线上运动。这应成为一个原理,它是人类整个自然观的基础。21教育网
笛卡尔补充了物体不受力时保持静止状态或匀速直线运动状态。
过渡: 1642年,伽利略逝世,164 ( http: / / www.21cnjy.com )3年牛顿在英国诞生。牛顿是人类历史上最伟大的科学家之一。主要贡献有发明了微积分,发现了万有引力定律和经典力学,设计并制造了第一架反射式望远镜等等。【来源:21·世纪·教育·网】
牛顿在1687年出版的《自然哲学的数学原 ( http: / / www.21cnjy.com )理》一书中提出了三条运动定律。牛顿把伽利略、笛卡尔的正确结论总结成为牛顿第一定律,它是牛顿物理学的基石。
(2)牛顿第一定律:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。【来源:21cnj*y.co*m】
过渡:现在我们来理解定律。
(三)理解定律,了解惯性
思考:牛顿第一定律中论述的运动和力的关系是怎样的?
1、运动和力的关系:力是改变物体运动状态的原因。
物体不受力,保持匀速直线运动状态或静止状态;运动状态变化,物体一定受到力的作用。
思考:物体不受力时“总保持匀速直线运动状态或静止状态”,这能不能通过实验验证呢?
不能。由于不受力作用的物体是不存在的。许多阻力很小的现象可以帮助我们理解牛顿第一定律。
2、阻力很小的现象:冰壶
从视频可以看出,冰壶在一段时间内速度的大小和方向几乎不变,直到碰上另一个冰壶。
思考:定律中还论述了什么呢?
3、惯性:
①概念:物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质。
设问:一切物体都有惯性。做变速运动的物体有惯性吗?
当物体做变速运动时,由于惯性,物体会抵抗速度 ( http: / / www.21cnjy.com )的改变,从而使速度的改变需要一段时间。比如汽车紧急刹车时不会立即停下来,而是继续向前滑行一段距离。
②一切物体有惯性,有抵抗运动状态变化的“本领”。
物体惯性大,“本领”大,运动状态难改变;物体惯性小,“本领”小,运动状态易改变。
思考并猜想:物体的惯性大小和什么因素有关?
游戏:用嘴吹书
提起书,用最大力气吹垂下的封面;用手提起封面,用最大力气吹垂下的书。
思考:你观察到了什么现象?这个现象能说明惯性和质量的关系吗?
③惯性与质量:质量是惯性大小的量度。
质量只有大小,没有方向,是标量。在国际单位制中,质量的单位是千克,单位符号为kg。
在初中质量定义为物体所含物质的多少;现在进一步从惯性的角度认识了质量;以后还要从物体间的引力认识质量。2·1·c·n·j·y
过渡:现在,就可以解释撕纸游戏了。
(四)再设情景,规律应用
1、思考:怎样解释撕纸游戏?
有夹子,增大了中部的质量,增大了惯性 ( http: / / www.21cnjy.com )。当迅速撕开两边时,中部仍保持静止状态,所以撕成三截。无夹子,中间纸条惯性很小,静止状态易改变。由于撕开纸条的力左右有差异,所以撕成两截。21·世纪*教育网
过渡:了解了惯性的知识,我们还能用它判断是非。
2、美国空军UFO档案记载,1952、 ( http: / / www.21cnjy.com )12、6黎明前,一架B29轰炸机在墨西哥湾上空训练时,一个很大的不明飞行物以4000km~15000km的时速靠近、经过、远离它。在目击描述中,不明飞行物能迅速增减速度,甚至还能骤然停止。www-2-1-cnjy-com
思考:1、如果没有特别的装置,UFO骤然停止时,外星人飞行员的命运是怎样的?
2、人们想象外星人持有惯性消除器,用来消除自身的惯性,以便应对速度的迅速变化,你怎么看?
我们利用惯性的知识发现了UFO档案记载中的疑点。希望大家在遇到问题时利用所学知识,冷静分析。
(五)课堂总结,课外探究
1、了解了运动和力关系的探究过程。
在探究过程中,亚里士多德是开拓者。伽利略首创了理想实验方法;笛卡尔补充了伽利略的观点;牛顿提出了惯性、力、惯性参考系的概念。  21*cnjy*com
2、体会了理想实验的魅力:实验(事实)+逻辑推理
3、 深入理解了牛顿第一定律,知道了质量是惯性大小的量度。
4、后来爱因斯坦等科学家又进一步发展了牛顿第一定律。没有哪一个定律是终极真理,物理学的大厦永不封顶,还等待你们为它添砖加瓦!21cnjy.com
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《牛顿第一定律》
教学目标:
知识与技能
1、知道伽利略的理想实验及其主要推理过程和推论,知道理想实验是科学研究的重要方法。
2、理解牛顿第一定律的内容及意义。
3、理解惯性的概念,会正确解释惯性现象。
过程与方法
1、体验伽利略理想实验的推理过程,理解理想实验是科学研究的重要方法。
2、通过实验加深对牛顿第一定律的理解。
3、观察生活中的惯性现象。
情感、态度与价值观
通过亚里士多德和伽利略对力和运动关系的不 ( http: / / www.21cnjy.com )同认识,通过对笛卡儿的推论和牛顿第一定律的比较分析,了解人类认识事物本质的曲折性。感悟科学是人类进步的不竭动力。
教学重点:
对牛顿第一定律和惯性的正确理解;科学思想的建立过程。
教学难点:
实验探究、交流与合作、多媒体辅助教学。
教学过程:
新课导入:
力和运动有关系吗?(情景创设,引入新课)
大屏幕播放视频:有趣的太空生活。
航天员在太空舱中游走穿梭,就像鱼儿在水中游泳一样;
航天员用吸管把水挤到空中,然后去喝空中漂浮的大水珠;
航天员洗刷时,随手去拿飘在空中的牙刷、牙膏、剃须刀等;
航天员互传桔子、苹果,然后去吃飘过来的水果。
观看后请学生尝试在教室内再现以上的某个情景。
学生尝试后得出结论:教室内无法再现。
【思考与讨论】
太空舱中的情景在教室内为何无法重现?
太空是一个几乎不受力的环境,在这样的环境中 ( http: / / www.21cnjy.com ),一切物体都可以随拿随放,而在地球上,一切物体都受重力,把物体拿到空中静止释放后,物体并不能静止在原处,而是要落下来。 21cnjy.com
得出结论:力和运动是有关系的。以此引出课题:第五章 研究力和运动的关系
新课展示
一、力和运动有什么关系呢?
1、亚里士多德
【阅读与思考】
结合课本的内容,组织学生思考、讨论并引导学生得出下列问题的答案。
(1)古希腊哲学家亚里士多德的观点是什么,他凭什么得出观点的?
力是维持物体运动的原因; 观察和直觉。
(2)造成亚里士多德得出错误观点的原因是什么?
由于地面环境中重力和摩擦力的干扰。
【过渡引导】一边解说引导,一边用小车演示
其实,最先悟出这一原因的是17世纪意大利的 ( http: / / www.21cnjy.com )物理学家伽利略。他观察到,在推力作用下运动的小车,撤去推力后,小车并不是立刻停止,而是运动了一段时间才停下来的。撤去推力,小车仍可以运动,这就说明:“力是维持运动的原因”这一观点,并不是力和运动的真正关系。为了找出力和运动的真正关系,伽利略巧妙的设计了一个实验,这个实验把他深邃的思想和超人的睿智体现的淋漓尽致,那么,这到底是一个什么样的实验呢?
2、伽利略的实验
(1)实验过程
(动画展示:层层设问,步步深入,让学生经历伽利略的思考过程,体验理想实验的科学研究方法)
装置介绍:两个对接的粗糙斜面,中间用圆弧相连。
师:让小球从一个斜面的某一个高度静止释放,小球的运动情况如何?试描述出来。
生:小球滚上另一个斜面,到不了原来的高度就返回了,然后在两个斜面间往返运动,高度越来越低,最终停在斜面的低端。2·1·c·n·j·y
师:小球为什么达不到原来的高度,而且最终又停下来呢?
生:受到摩擦阻力的作用。
师:设想斜面光滑,没有摩擦,小球的运动情况如何呢?
生:小球将达到跟原来同样的高度,然后在两个斜面间往返运动,永不停息。
师:如果减小第二个斜面的倾斜度,小球的运动情况如何?和前一次有什么异同呢
生:小球依然达到同一高度,但经过的路程会更长,用的时间也更长。
师:推想:如果持续减小第二个斜面的倾斜度,小球的运动情况如何呢?
生:小球仍会达到同一高度,只是走的路程越来越长,所需的时间越来越长,
师:当第二个斜面变成水平面时,小球的运动情况如何呢?
生:小球将沿着光滑的水平面一直运动下去,永不返回。
师生总结:小球在水平方向上不受力,仍可以运动,这就说明:运动并不需要力来维持。伽利略由此得出结论:力不是维持运动的原因。21世纪教育网版权所有
【过渡引导】
伽利略实验的整个过程,都是 ( http: / / www.21cnjy.com )在假设斜面光滑没有摩擦的前提下进行的,而绝对光滑的斜面是不存在的,所以说伽利略的实验是一个理想实验。那么什么是理想实验呢?
(2)理想实验
在学生稍加讨论后,给出理想实验的概念。
理想实验是在思想中塑造的一种理想过程。 ( http: / / www.21cnjy.com )它是以科学实验为基础,以科学事实为根据,突出主要因素,排除次要因素,运用逻辑推理,揭示物理世界的内在联系,发现物理规律。这是科学研究的重要方法。【来源:21·世纪·教育·网】
举例说明:理想实验并不神秘。在我们 ( http: / / www.21cnjy.com )下棋时,每走一步之前,总会先在脑海里布局一个假象的战场,我如何走,对手如何应付,我该怎样走,对手才无路可走。棋技越高,设想的布局方案也就越多,越深入,越全面。在这个过程,我们就在进行着理想实验。
(3)实验设计
根据伽利略的实验和你对理想实验的理解,设计一个实验,说明力不是维持物体运动的原因。
器材:毛巾、棉布、木板、劈型斜面、小车
要求:同桌讨论实验方案,说明实验步骤。
在学生讨论完后,请两个同学展示讨论的结果,边做实验边解说。(试验中要体现理想实验的思想,并合理推出结论)21·世纪*教育网
(4)实验验证
播放视频:
(请同学们要特别注意观察物体被推出后的运动状态。)
两位航天员传背包;两位男航天员传送一位女航天员。
太空可以看做是一个几乎不受力的环境,在这样的环境中,具有初速的物体一直运动。这就直接验证了伽利略的结论。21·cn·jy·com
【过渡引导】
在伽利略实验的基础上,法国科学家笛卡尔,对力和运动的关系做了进一步的推论。英国科学家牛顿做了进一步的补充、完善和总结,提出了牛顿第一定律。
二、牛顿第一定律
1、笛卡尔的推论
一个不受外界任何影响的运动着的物体,将保持原来的运动,一个静止的不受外界影响的物体,将保持静止。
2、牛顿第一定律
一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到外力迫使它改变运动状态为止。
【思考与讨论】
(1)笛卡尔的推论中,外界影响指什么呢?
外力的作用。
(2)比较、分析、讨论牛顿第一定律比笛卡尔的推论有哪些地方更完善了?
体现在以下四点:
①一个 —→ 一切: 体现出普遍性、共性;
②将保持 —→ 总保持: 体现出物体的固有性、特性;
③只研究了物体不受力的情况—→还研究了受外力的情况:说明了外力的作用;
④表述上,牛顿第一定律比笛卡尔的推论更明确,更简洁。
(3)通过(2)的分析,总结牛顿第一定律的意义。
①说明了物体不受力时的状态:匀速直线运动状态或静止状态。
②说明了力的作用:力是改变物体的运动状态的原因。
③揭示了一切物体都具有的一种固有属性——惯性,因此,牛顿第一定律又叫做惯性定律。
【过渡引导】
那么什么是惯性呢?(根据牛顿第一定律得出惯性的定义。)
三、惯性
1、定义:物体保持匀速直线运动状态或静止状态的特性。
2、说明:
①一切物体都有惯性,惯性是物体的固有属性。
(为更好的理解“一切”和“固有”,设计以下两个问题和一个视频)
问题:地球上的物体有惯性,太空中的物体有惯性吗?
问题:人行走时有惯性,静止时有惯性吗?
播放视频:有关生活中惯性的例子,请学生解释。
【思考与讨论】
惯性是物体的固有属性,那么惯性有大小吗?(结合视频思考、讨论、分析该问题。)
播放视频:
一弹簧弹开静止的质量不同的小车,两车运动的距离不同;
卡车和自行车同时刹车,停止的难以程度不同。
师生总结:质量不同的物体,保持原有 ( http: / / www.21cnjy.com )运动状态的本领是不同的,质量越大,保持原有运动状态的本领越大,就说物体的惯性越大;相反,惯性越小。可见,物体的惯性是有大小的,并且质量是物体惯性大小的唯一量度。21教育网
②质量是物体惯性大小的唯一量度。
练习:1kg的铁块、1kg的木块、1kg的棉花,谁的惯性最大?
师生总结
学生总结:(这节课我学到了什么?)
教师总结:通过亚里士多德和伽利略对力和运动关 ( http: / / www.21cnjy.com )系的不同认识,通过对笛卡尔的推论和牛顿第一定律的比较分析,我们知道了,人类对事物或规律的认识,并不是一蹴而就,一步到位的,而是经历着一个步步深入。逐步完善的曲折的过程。www.21-cn-jy.com
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《牛顿第一定律》
教学目标:
知识与技能
1、知道伽利略的理想实验及其主要推理过程和推论,知道理想实验是科学研究的重要方法。
2、理解牛顿第一定律的内容及意义。
3、理解惯性的概念,会正确解释惯性现象。
过程与方法
1、体验伽利略理想实验的推理过程,理解理想实验是科学研究的重要方法。
2、通过实验加深对牛顿第一定律的理解。
3、观察生活中的惯性现象。
情感、态度与价值观
通过亚里士多德和伽利略对力和运动关系的 ( http: / / www.21cnjy.com )不同认识,通过对笛卡儿的推论和牛顿第一定律的比较分析,了解人类认识事物本质的曲折性。感悟科学是人类进步的不竭动力。
教学重点:
对牛顿第一定律和惯性的正确理解;科学思想的建立过程。
教学难点:
实验探究、交流与合作、多媒体辅助教学。
教学过程:
(一)复习旧知识
师:力的作用效果有哪些?
生:①力可以改变物体的运动状态
②力可以使物体发生形变
(学生早有准备,齐声回答)
师:你能举出一些力改变物体运动状态的例子吗?
生:①力能使静止的木箱运动
②力能使钉子钉进木板
③力能使足球飞出去
④力能使火车的速度大小改变,方向改变
……(学生七嘴八舌抢着回答)
师:可见力可以使物体由静到动,由动到静,速度越来越快或越来越慢,运动方向改变。
(二)新课教学
师:运动的物体为什么会停下来?
生:受到摩擦阻力
师:如果物体不受力的作用,又将会怎样?
生甲:不受力,物体应该可以继续运动下去。
生乙:不受力,物体就不会动或停止运动;必须有力,物体才能动。
生丙:不受力,物体可能会永远运动下去。
师:让我们来看看亚里士多德和伽利略的观点。(多媒体演示)
亚里士多德:要维持物体物体作匀速运动,就必须给物体施加一恒定的力。
(与学生乙的看法一致)
伽利略:运动的物体如果不受其他物体的作用,其运动会是匀速的,而且将永远运动下去。(与学生甲和丙的看法一致)21教育网
师:亚里士多德和伽利略,到底谁的观点正确呢?让我们先用实验来探究阻力对物体运动的影响。
(造成悬念,学生开始急切想知道答案)
1、实验探究
师:既然实验研究的是“阻力对物体小 ( http: / / www.21cnjy.com )车运动的影响”,那在开始时小车的运动状态就要保持相同,然后改变阻力的大小,观察小车运动的远近。我们采取的这种方法是哪一种物理研究方法?2·1·c·n·j·y
生:控制变量法
师:怎样才能控制小车开始时的运动状态相同?然后又怎样改变小车受到的阻力?
(先让学生自由讨论,再指导学生参考课本图11.5-3)
共同制定计划与设计实验:让一辆小车分别几次从同一斜面的同一高度滑下后,在粗糙程度不同的水平面上运动,比较它在几种不同平面上的运动距离。www.21-cn-jy.com
师:观察收集到的证据,你能发现三次实验有何相同和不同之处?
生甲:相同的是:①用的都是同一小车
②小车都是从同一高度滑下
师:为什么要这样做?
生甲:保证小车在不同平面上开始运动时的速度相同。
师:不同的是?
生乙:水平表面的粗糙程度不同和小车通过的距离不同
师:为什么小车最后都会停下来?
生乙:因为受到摩擦力
师:摩擦力的大小跟小车运动的距离有何关系?
引导学生回答后,总结:平面越光滑,小车受到的摩擦力就越小,小车运动的距离就越远。
2、设想和推理
师:若平面足够光滑(完全没有摩擦力),它又将怎样?
生:会永远运动下去
师:会不会运动得越来越快?会不会越来越慢?会不会自动拐弯?
生:都不会
师:这种既不加速又不减速,也不拐弯得运动称作什么运动?
生:匀速直线运动
师:如果对于一个原来静止的小车,水平方向不受推力和拉力,它将会怎样?
生:永远保持静止
师:也就是说,如果不受外力作用,原来运动的物体会一直做匀速直线运动;原来静止的物体
会依然保持静止。
3、牛顿第一定律
师:实验探究前所提到的两个科学家的观点,你现在认为谁的正确?
生:伽利略(终于释疑)
师:300多年前,伽利略就是这样通过 ( http: / / www.21cnjy.com )实验推理得出他的观点。后来,牛顿经过研究和整理,总结出更加全面和完整的牛顿第一定律:(板书)一切物体在没有受到外力作用的时候,总保持匀速直线运动状态或静止状态。21cnjy.com
说明:牛顿第一定律不是从实验直接得出的 ( http: / / www.21cnjy.com ),而是在实验的基础上,经过推理、归纳得出。这恰是科学家丰富的想象力与科学分析相结合的伟大之处。(进一步对学生进行情感态度与价值观的教育)21·cn·jy·com
4、理解牛一定律
师:通过实验和推理,我们得出了牛顿第一定律,这条定律对于一切物体都适用,但定律成立要满足一定的条件,是什么条件呢? 21世纪教育网版权所有
生:物体不受外力作用
师:在什么条件下,物体一定处于匀速直线运动状态?
生:物体不受外力作用和物体原来是运动的。
师:在什么条件下,物体一定处于静止状态?
生:① 物体不受外力作用和物体原来是静止的。
引导学生回答以上问题后, ( http: / / www.21cnjy.com )进一步小结:物体在不受外力作用的时候,只有匀速直线运动状态或静止状态两种可能,要改变这两种状态,就必须受到力的作用。所以,力只是改变物体运动状态的原因,而不是维持物体运动状态的原因。(板书)【来源:21·世纪·教育·网】
(三)小结
师:通过这节课的学习和实验,我想大家和老师一样有很多感想吧?下面就请大家互相交流一下,说说自己的收获或者还存在着哪些疑问吧!21·世纪*教育网
生甲:我觉得我这节课最大的收获就是 ( http: / / www.21cnjy.com )纠正了我以往的错误看法。以前总以为没有力物体就不能运动,要维持物体运动必须有力,今天才理解力不是维持而是改变物体运动状态的原因。www-2-1-cnjy-com
生乙:我的收获和甲的一样外,还有一点就是学会了如何应用控制变量法。
生丙:我也和甲一样。打破了自己的定性思维和习惯认识,进一步加深了对牛顿第一定律的理解。
生丁:我学会了如何进行合理的设想和推理。
……
师:很好,大家都从不同的角度谈了自己的感想和收获,接下来看看大家有没有学以致用。
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《牛顿第一定律》
教学目的:
一、知识目标:
1、知道牛顿第一定律。
2、通过大量事实认识惯性,并了解利用惯性及防止惯性的方法。
二、情感目标:
体会亚里士多德与伽利略的思想冲突,认识伽利略的理想实验方法,了解物理上理想实验的实质。
三、能力目标:
1、能将知识应用到生产、生活中。
2、通过学习,提高学生的逻辑推理能力和科学想象能力。
教学重点:
通过对实验探究的参与,强化学生分析与论证的能力;加深对牛顿第一定律和惯性的理解。
教学难点:
转变学生的经验概念,让学生明了惯性是物体的一种属性,任何物体都具有,牛顿定律是惯性现象的规律总结。
教具:
惯性小车、斜面、木板、毛巾、标志小旗。
教学过程:
一、复习提问
力的作用效果有哪些?
二、新课引入
教师:我们学过了力,一切 ( http: / / www.21cnjy.com )物体都受到力的作用。我们也学过了运动,运动是绝对的,一切物体都在运动,静止只是相对的。物体都受力,同时又都在运动,力的效果之一就是力能改变物体的运动状态。可见,力和物体的运动有密切的联系。我们在这一章中要学习力和运动二者之间的联系。21世纪教育网版权所有
三、进行新课
1、历史的回顾
教师:古希腊的学者亚里斯多德早在两千 ( http: / / www.21cnjy.com )年前就提出“力是维持物体运动的原因”。他的根据是一个物体(例如一辆车)运动起来后必须用力才能使它不停地运动下去,失去力的作用,运动会停下来。初看起来,他的观点似乎符合实际情况,所以这个观点在人类的历史上统治了近一千七百年。直到三百年前,人们才开始对这个观点是否正确提出疑问,并由伽利略和牛顿等几位科学家对力和运动的关系提出了科学的论断。21cnjy.com
2、做课本实验
(1)教师:这是一块倾斜放置的木板,它 ( http: / / www.21cnjy.com )的下端又接出一块木板水平放置,木板上铺一块毛巾。让一辆小车从斜面上的某一位置由静止开始向下运动,注意观察小车的运动情况。
(演示,并在小车停止处放一面小旗做为标志。画板图)
教师提问:小车为什么停下来?
(学生回答)
小车在水平的毛巾面上受到了阻力。
教师:亚里斯多德认为维持运动必须有力。现在,小车恰恰是因为受到了阻力,它的运动不能维持。可见,他的观点缺乏一定的前提条件,因此是不确切的。
(2)教师提问:能让小车在水平面上运动的再远些吗?
(学生回答)
减小水平面对小车的阻力。
(演示,用棉布表面的木板代替毛巾,重复上述实验,并在小车停止处放小旗做标志)
教师:小车从斜面上的同一位置由静止开始向 ( http: / / www.21cnjy.com )下运动,这样可以保证小车到达斜面底端具有跟刚才实验时相同的速度,小车在水平面上运动得更远了,原因是阻力小了。
(画板图)
教师:从实验可知,木板对小车的阻力小了,小车运动得更远了,它的速度经过较长的时间才变为0。
(3)教师:我们把水平放置的木板表面换成一块比较光滑的板,重复上述的实验。
(演示,并画图)
可见,水平木板对小车的阻力越小,小车运动得越远,它的速度必须经过更长的时间才能变为0。
3、牛顿第一定律
教师:请大家设想,如果小车从斜面上滑下来,滑到一个非常光滑、阻力无限小的光滑平面上,小车的运动将如何?21·cn·jy·com
(学生讨论并回答)
由于有前三次实验做基础,这种无限光滑的 ( http: / / www.21cnjy.com )平面虽然没有,但是我们也有充分的理由认为小车将永远运动下去。这就是历史上伽利略所做过的实验和通过实验得到的结论。
法国的科学家笛卡儿进一步补充了伽利略得出的结 ( http: / / www.21cnjy.com )论,使人们的认识又深化了一步。笛卡儿认为,物体不受外力时,除了速度的大小不会改变,永远运动下去,也不会改变运动的方向。www.21-cn-jy.com
最后,英国的著名物理学家牛顿总结了前人研究的成果,建立了力和运动的关系的第一条规律——牛顿第一定律。2·1·c·n·j·y
一切物体在没有受到外力作用的时 ( http: / / www.21cnjy.com )候,总保持匀速直线运动状态或静止状态,这就是著名的牛顿第一定律。(强调“一切”表明这条规律的普遍适用性,没有例外,不符合这条规律的物体是不存在的;“不受外力”是本定律成立的条件,这是一种理想情况,它也包含物体在某一方向上不受外力的情况。“总保持”指物体在不受外力时,只有保持静止或匀速直线运动两种可能,要改变这种状态,物体必须受力的作用。)【来源:21·世纪·教育·网】
物体不受外力作用时,原来运动的物体 ( http: / / www.21cnjy.com )要保持匀速直线运动;原来静止的物体要保持静止状态。这个规律说明了维持物体的匀速直线运动是不需要力的。(即:力不是维持物体运动的原因或力是改变物体运动的原因。)21·世纪*教育网
牛顿第一定律不是从实验中直接 ( http: / / www.21cnjy.com )得出来的,但是它又有深厚的实验基础。它是在实验的基础上通过进一步的科学推理而得到的,由这个定律进一步得出的一切科学推论都经受住了实践的检验,因此,牛顿第一定律早已成为大家公认的力学基本定律之一。
4、牛顿第一定律又叫惯性定律。那么,什么是惯性呢?
教师:引导学生阅读课本图6-7惯性小实验,并 ( http: / / www.21cnjy.com )思考,得出惯性的定义。让学生做“迷你小实验”认识惯性,(鸡蛋落杯实验,或钢笔帽下快速抽动纸条而钢笔帽不倒,球和书一起运动,当书本突然静止时,球向前运动等)接着通过一组生活中的事实,如“劳动时利用惯性”。“急刹车时防止惯性”,来获知如何利用惯性和防止惯性带来的危害。
鼓励学生举例说明:生活中有那些做法是利用了 ( http: / / www.21cnjy.com )惯性和预防惯性造成的危害的。(洗衣机脱水的原理,拍打衣服上的灰尘,抖落伞上的雨点,跳远前的助跑,高速公路上对汽车之间的车距有限制,在一些拐弯较多的地方限制车速等)www-2-1-cnjy-com
教师强调:惯性是万物皆有的一种固有属性,惯性 ( http: / / www.21cnjy.com )与物体是否受外力、处于何种状态无关。惯性由物体的质量决定,质量越大,惯性越大。惯性不是力,力是……,力产生的条件是……,而惯性是每个物体都有的,惯性只有大小没有方向,所以,把惯性说成“惯性力”或“受惯性作用”,都是错误的。  21*cnjy*com
区分惯性和惯性现象:惯性是物体 ( http: / / www.21cnjy.com )的一种属性,而惯性定律是描述物体在不受外力作用时,由于惯性而表现出来的一种运动规律,它的实质是说明力不是维持物体运动的原因,力是改变物体运动状态的原因。2-1-c-n-j-y
明确:解释惯性现象分三步,即“三步法”。
(1)明确研究的是那个物体,它原来处于怎样的运动状态。
(2)观察那个物体(或物体的某一部分)受到外力作用后突然改变了运动状态,并指明其运动状态的变化情况。21教育网
(3)分析研究的物体由于惯性怎样保持原来的运动状态,从而出现题目给出的现象。
学生据自己所知讲解“牛顿的故事”。
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