《牛頓第一定律》教學(xué)設(shè)計(jì)以和自制實(shí)驗(yàn)器材利用

1、1《牛頓第一定律》教學(xué)設(shè)計(jì)以及自制實(shí)驗(yàn)器材的利用《牛頓第一定律》教學(xué)設(shè)計(jì)以及自制實(shí)驗(yàn)器材的利用李明進(jìn)李明進(jìn)四川省宜賓市南溪第一中學(xué)校四川省宜賓市南溪第一中學(xué)?！菊颗ｎD第一定律是牛頓物理學(xué)的基石，而牛頓第一定律的出現(xiàn)，更是經(jīng)歷了漫長的過程。在學(xué)習(xí)過程中人類認(rèn)識運(yùn)動和力的關(guān)系的歷史是學(xué)生應(yīng)該重點(diǎn)學(xué)習(xí)的內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬐评砟芰?、培養(yǎng)學(xué)生敢于堅(jiān)持真理，不迷信權(quán)威的精神和科學(xué)探究的精神、知道科學(xué)研究過程的艱難，領(lǐng)悟?qū)嶒?yàn)加推理的科學(xué)

2、研究方法。為了達(dá)到這個(gè)目的筆者利用日常物品做了一些實(shí)驗(yàn)器材供學(xué)生自主探究以及老師演示。本文重點(diǎn)介紹本節(jié)課的教學(xué)設(shè)計(jì)以及自制實(shí)驗(yàn)器材的使用。【關(guān)鍵詞】牛頓第一定律；教學(xué)設(shè)計(jì)；自制實(shí)驗(yàn)器材；物理教學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)設(shè)計(jì)一、背景分析一、背景分析1、教材的地位與作用、教材的地位與作用這一章的知識屬于動力學(xué)的知識，是研究力與運(yùn)動之間的關(guān)系，只有懂得了動力學(xué)的知識才能據(jù)物體所受的力確定物體的位置，速度變化的規(guī)律，才能夠創(chuàng)造條件來控制物體的運(yùn)動。牛頓三大運(yùn)動

3、定律作為動力學(xué)的核心內(nèi)容，本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容《牛頓第一運(yùn)動定律》作為牛頓物理學(xué)的基石，首先對人類認(rèn)識運(yùn)動和力的關(guān)系作了歷史的回顧，著重介紹了伽利略研究運(yùn)動和力的關(guān)系的思想方法及卓越貢獻(xiàn)，而后講述了牛頓第一定律的內(nèi)容和物體慣性的概念。為后續(xù)的牛頓運(yùn)動定律的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。2、學(xué)情分析、學(xué)情分析初中階段學(xué)生已經(jīng)對牛頓第一定律有了一定的認(rèn)識，但對定律的理解還不深入。高中階段學(xué)生能獨(dú)立進(jìn)行受力分析、運(yùn)動分析。已具備一定的分析推理，邏輯思維能力。這一

4、時(shí)期的學(xué)生好奇善問，對于物理實(shí)驗(yàn)及其所展示的各種現(xiàn)象具有濃厚的興趣，會產(chǎn)生探究其本質(zhì)的愿望。但對于學(xué)習(xí)習(xí)慣方面，主動性不強(qiáng)，被動接受學(xué)習(xí)為主。二、目標(biāo)分析二、目標(biāo)分析1知識與技能：（1）借助伽利略的理想實(shí)驗(yàn)理解力和運(yùn)動的關(guān)系，知道其主要推理過程及結(jié)論；（2）理解牛頓第一定律的內(nèi)容及意義；（3）理解慣性，知道并會解釋日常生活中由于慣性而產(chǎn)生的簡單現(xiàn)象。知道質(zhì)量是慣性大小的量度。2過程與方法：（1）通過運(yùn)動與力之間的關(guān)系分析，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿?/p>

5、推理能力；（2）認(rèn)識伽利略研究運(yùn)動和力的關(guān)系的思想方法，體會理想實(shí)驗(yàn)是一種科學(xué)研究的重要方法。3情感、態(tài)度與價(jià)值觀：培養(yǎng)學(xué)生敢于堅(jiān)持真理，不迷信權(quán)威的精神和科學(xué)探究的精神；知道科學(xué)研究過程的艱難，領(lǐng)悟?qū)嶒?yàn)加推理的科學(xué)研究方法。三、重點(diǎn)、難點(diǎn)三、重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn)：1.通過對實(shí)驗(yàn)探究的參與，強(qiáng)化學(xué)生分析與論證的能力2.牛頓第一定律及慣性3追問：追問：如果沒有摩擦力，物體將做什么運(yùn)動？答：一直運(yùn)動下去。對學(xué)生進(jìn)行表揚(yáng)評價(jià)。歷史上亞里士多德的觀點(diǎn)

6、一直維持和統(tǒng)治人們的思想近兩千年，才到三百年前伽俐略才指出：力不是維持物體運(yùn)動的原因，物體運(yùn)動不需要力。伽俐略猜想：若沒有摩擦阻力、流體阻力的影響，物體將在水平面永遠(yuǎn)的運(yùn)動下去。自主實(shí)驗(yàn)：氣球小車實(shí)驗(yàn)（分組實(shí)驗(yàn)）自主實(shí)驗(yàn)：氣球小車實(shí)驗(yàn)（分組實(shí)驗(yàn)）比較有氣球和沒有氣球時(shí)運(yùn)動的區(qū)別？能否證明伽利略的猜想？回顧伽利略是如何證明他的猜想的。演示理想斜面實(shí)驗(yàn)，演示理想斜面實(shí)驗(yàn)，邊演示邊引導(dǎo)學(xué)生思考。演示說明：設(shè)置一個(gè)向下的斜面，再圓滑地連一個(gè)向上

7、的斜面。然后拿一個(gè)小球放在斜面某點(diǎn)上，由靜止運(yùn)動下來，它將沖上另一斜面。教師設(shè)疑：教師設(shè)疑：它能“沖”到哪里，它能回到原來高度嗎？如果光滑，結(jié)果怎樣？教師通過一系列問題引發(fā)學(xué)生的思考。通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，它升不到原來的那個(gè)水平高度，這是因?yàn)槟Σ亮Φ木壒??？茖W(xué)推理：若沒有摩擦力，物體時(shí)可以升到原來的高度的。這是一種理想的實(shí)驗(yàn)情景，即小球沿著光滑的斜面總能上升到原來的高度。這是對物理結(jié)論進(jìn)行合理的外推，其結(jié)論的得出符合邏輯。減小第二個(gè)斜面的傾角，

8、傾角越小，小球?yàn)檫_(dá)到原來的高度所通過的路程就越長；傾角越小，通過的路程就越長。然后，我們再去科學(xué)推理，假如它最終成為水平面，那小球所通過的路程也就無限長，只能沿著水平面繼續(xù)運(yùn)動下去。由于現(xiàn)實(shí)生活中不可能有絕對光滑的斜面，所以這個(gè)實(shí)驗(yàn)是個(gè)“理想實(shí)驗(yàn)”。引導(dǎo)學(xué)生比較亞里士多德和伽利略的研究方法。教師總結(jié)：伽利略斜面實(shí)驗(yàn)不僅得到一個(gè)結(jié)論，更重要的是提出了一種重要的物理方法——理想實(shí)驗(yàn)。由學(xué)生齊讀理想實(shí)驗(yàn)的概念：“以可靠事實(shí)為依據(jù)，忽略次要因素

9、，并把實(shí)驗(yàn)的情況合理外推到一種理想狀態(tài)，從而來揭示自然現(xiàn)象本質(zhì)的假象的實(shí)驗(yàn)。”通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生意識到：一個(gè)規(guī)律的發(fā)現(xiàn)并不是一帆風(fēng)順的，不是一開始的認(rèn)識就是對的，而是需要人類不斷探索才能形成的，并明白科學(xué)研究過程的艱難和科學(xué)家為此所付出的努力和心血。同時(shí)由多名科學(xué)家對亞里士多德和伽利略的贊揚(yáng)引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)正確認(rèn)識亞里士多德和伽利略的科學(xué)發(fā)展的貢獻(xiàn)。與伽俐略同時(shí)代的法國科學(xué)家笛卡兒，補(bǔ)充和完善了伽俐略觀點(diǎn)，他認(rèn)為：如果沒有其他原因，運(yùn)動的物體

10、將繼續(xù)以同一速度沿著一條直線運(yùn)動，既不會停下來，也不會偏離原來的方向。由學(xué)生自行比較伽利略與笛卡爾觀點(diǎn)的區(qū)別。他支持了伽利略力不是物體的運(yùn)動的觀點(diǎn)，并且還強(qiáng)調(diào)沒有力作用時(shí)物體的運(yùn)動情況。后來牛頓在伽利略等人研究的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)總結(jié)了力學(xué)知識，明確了力與運(yùn)動的關(guān)系，建立了牛頓第一定律。（三）學(xué)習(xí)階段（三）學(xué)習(xí)階段牛頓第一定律學(xué)生要認(rèn)識到牛頓第一運(yùn)動定律是理想實(shí)驗(yàn)總結(jié)的規(guī)律，是利用邏輯思維對事物進(jìn)行分析的產(chǎn)物，不可能用實(shí)驗(yàn)直接驗(yàn)證的。牛頓第一

11、定律的內(nèi)容：一切物體總保持原來的勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止。（1）牛頓第一運(yùn)動定律內(nèi)容分析：A、描述了物體不受外力作用時(shí)的運(yùn)動規(guī)律（物體的運(yùn)動不需力來維持）牛頓第一定律描述了物體不受外力作用時(shí)，物體將保持原來的運(yùn)動狀態(tài)──勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)。(慣性)B、闡明了力的科學(xué)定義（力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因）力是物體間的相互作用，它是改變物體運(yùn)動狀態(tài)，即產(chǎn)生加速度的原因，而不是產(chǎn)生和維持物體運(yùn)動的原因。