物理粤教版高一级必修一4.1《伽利略的理想实验和牛顿第一定律》教学设计

第四章第一节：伽利略的理想实验与牛顿第一定律
教学目标：
一、知识与技能
1、理解牛顿第一定律和惯性的内容和意义。
2、知道牛顿第一定律的建立过程。
3、正确理解力和物体运动的关系，会正确解释有关惯性的现象。
二、过程与方法
1、由生活体验上升到理性认识，明确运动状态改变的条件。
2、由事例体会惯性。
三、情感、态度与价值观
1、
培养学生的观察能力、思维能力及应用定律解决实际问题的能力。
2、使学生学会从纷繁的现象中探求事物本质的科学态度和研究方法。
四、
教学重点
牛顿第一运动定律、惯性定律的理解和掌握
五、教学难点
对牛顿第一运动定律和惯性的正确理解，会解释有关惯性现象
课时安排：
1课时
教学步骤：
一、导入新课
师：上课之前先请同学们观察几幅图片，如果要使图片中的马车、自行车或者火车运动起来我们应该怎么办？
生：给他们施加力。
师讲：从这个例子很容易得到：物体要运动，需要对它施加力的作用，那么力和运动之间关系究竟是什么关系呢？本节课我们就来探究这个问题。
二、新课教学
（一）用投影机出示本节学习目标：
1、知道什么是惯性，会正确解释有关惯性的现象。
2、理解牛顿第一定律的内容和意义。
3、知道伽利略和亚里斯多德对力和运动的关系的不同认识，并了解伽利略的理想实验及其主要推理过程和结论。知道理想实验是科学研究的重要方法。
（二）学习过程：
1、历史的回顾：
师：由马拉车的例子可以知道，要使马车运动起来，必须对它施加力的作用，停止对它用力，马车就停止运动，类似的例子生活中随处可见，由此看来物体的运动似乎离不开力的作用，事实真的这样吗？
其实远在两千多年以前，人们就已经提出了运动和力的关系问题，可是直到伽利略时代才对这个问题给出了正确的答案。下边请同学们阅读课文有关内容，并概括亚里士多德、伽利略对运动和力的关系的看法。
代表人物
对力和运动关系的看法
亚里士多德
伽利略
总结：
亚里斯多德认为：必须有力作用在物体上，物体才能运动，没有力的作用，物体就要静止下来。
伽利略认为：在水平面上运动的物体所以会停下来，是因为受到摩擦阻力的缘故。
除了书上介绍的两位代表人物，历史上还有一位非常著名的代表人物也提出了有代表性的说法，那就是笛卡尔。
笛卡尔认为：如果没有其他原因，运动的物体将继续以同一速度沿着一条直线运动，既不会停下来，也不会改变原来的方向。
２、伽利略的理想实验介绍：
让小球从一个斜面从静止滚下来，小球将滚上另一个斜面，如果没有摩擦，小球将上升到原来的高度。
师总结：伽利略在可靠的实验基础上，推论说：如果减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上达到原来的高度就要通过更长的路程，继续减小第二个斜面的倾角，使它最终成为水平面，小球就再也达不到原来的高度，而沿水平面以恒定速度继续运动下去。（动画演示）
３、学生总结伽利略的研究方法，以可靠的事实为依据，抓住主要因素，忽略次要因素，解释自然规律。
４、牛顿第一定律：
（1）师讲：伽利略和笛卡尔对物体的运动做了准确的描述，但是没有指明原因是什么，牛顿在前人研究的基础上，结合自己的研究，系统地总结了力学知识，提出牛顿第一定律：
一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。
（２）关于牛顿第一定律的几点说明以及相应的练习训练。
（3）实验探究：①（实验器材：熟鸡蛋一只、玻璃杯（内垫有湿布）、硬塑料板一片）
老师先做演示实验，再请１－２位学生上台动手做实验。
②动画播放
③在两个小实验的基础上引出“惯性”的概念
（４）讲解什么是惯性：
物体的这种保持原来的匀速直线运动或静止状态的性质叫惯性，所以牛顿第一又叫惯性定律。
①惯性定律和惯性的区别和联系：
a：惯性定律是物体不受外力作用时所遵从的运动规律。
b：惯性是物体的固有属性，一切物体都有惯性。
５、惯性现象的相关视频播放，运用牛顿第一定律解释现象：
（1）在运动的车上突然向上抛出一小球，观察现象并解释。
（２）将装满水的气球突然刺破，观察现象并解释。
（３）关于“惯性定律”的总结
６、实践与拓展
　关于伽利略针和单摆实验的介绍
７、师生讨论环节
（１）人跑步不小心被绊倒时，为什么总是向前倾？
（２）演示：在小车上放一方木块，使它们在水平桌面上做匀速直线运动，突然使小车停止运动，观察到木块会向前倾倒。
（３）引导学生对实验现象进行解析：
a：小车停止运动前，小车和木块处于什么状态？（匀速直线运动）
b：当小车停止运动后，分析小车和木块会发生什么变化？——当小车停止运动后，木块的下部由于摩擦力作用随车停止运动，而木块的上部由于惯性，仍将保持原来的匀速直线运动状态，所以会向前倾倒）
三：小结
本节课我们主要学习了以下几个问题：
（1）历史上几位科学家对力和运动关系的看法和研究。
（2）伽利略得到力和运动关系的研究方法。
（3）牛顿第一定律的内容；
（4）惯性及应用惯性知识解决实际问题的方法。
四、作业：
1、阅读本节课文；
　２、完成ppt上的三道练习题
五、板书设计：
1．伽利略的研究方法——理想实验研究法
2
3、
　　４、惯性的大小由物体本身的质量决定，质量越大，惯性越大
六、教学总结：
本节课的特点是对力和运动的关系的正确认识要受到日常经验的影响，因此教学过程中采用了多联系实际问题加以分析，以使学生澄清错误认识。
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