《牛頓第一定律》教學設計以和自制實驗器材利用

1、1《牛頓第一定律》教學設計以及自制實驗器材的利用《牛頓第一定律》教學設計以及自制實驗器材的利用李明進李明進四川省宜賓市南溪第一中學校四川省宜賓市南溪第一中學校【摘要】牛頓第一定律是牛頓物理學的基石，而牛頓第一定律的出現(xiàn)，更是經(jīng)歷了漫長的過程。在學習過程中人類認識運動和力的關系的歷史是學生應該重點學習的內(nèi)容，培養(yǎng)學生養(yǎng)成嚴謹?shù)倪壿嬐评砟芰Α⑴囵B(yǎng)學生敢于堅持真理，不迷信權(quán)威的精神和科學探究的精神、知道科學研究過程的艱難，領悟?qū)嶒灱油评淼目茖W

2、研究方法。為了達到這個目的筆者利用日常物品做了一些實驗器材供學生自主探究以及老師演示。本文重點介紹本節(jié)課的教學設計以及自制實驗器材的使用。【關鍵詞】牛頓第一定律；教學設計；自制實驗器材；物理教學設計教學設計一、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的知識，是研究力與運動之間的關系，只有懂得了動力學的知識才能據(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動。牛頓三大運動

3、定律作為動力學的核心內(nèi)容，本節(jié)課的教學內(nèi)容《牛頓第一運動定律》作為牛頓物理學的基石，首先對人類認識運動和力的關系作了歷史的回顧，著重介紹了伽利略研究運動和力的關系的思想方法及卓越貢獻，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)的牛頓運動定律的學習打下基礎。2、學情分析、學情分析初中階段學生已經(jīng)對牛頓第一定律有了一定的認識，但對定律的理解還不深入。高中階段學生能獨立進行受力分析、運動分析。已具備一定的分析推理，邏輯思維能力。這一

4、時期的學生好奇善問，對于物理實驗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。但對于學習習慣方面，主動性不強，被動接受學習為主。二、目標分析二、目標分析1知識與技能：（1）借助伽利略的理想實驗理解力和運動的關系，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）通過運動與力之間的關系分析，養(yǎng)成嚴謹?shù)倪壿?/p>

5、推理能力；（2）認識伽利略研究運動和力的關系的思想方法，體會理想實驗是一種科學研究的重要方法。3情感、態(tài)度與價值觀：培養(yǎng)學生敢于堅持真理，不迷信權(quán)威的精神和科學探究的精神；知道科學研究過程的艱難，領悟?qū)嶒灱油评淼目茖W研究方法。三、重點、難點三、重點、難點重點：1.通過對實驗探究的參與，強化學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，物體將做什么運動？答：一直運動下去。對學生進行表揚評價。歷史上亞里士多德的觀點

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：力不是維持物體運動的原因，物體運動不需要力。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的運動下去。自主實驗：氣球小車實驗（分組實驗）自主實驗：氣球小車實驗（分組實驗）比較有氣球和沒有氣球時運動的區(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。演示理想斜面實驗，演示理想斜面實驗，邊演示邊引導學生思考。演示說明：設置一個向下的斜面，再圓滑地連一個向上

7、的斜面。然后拿一個小球放在斜面某點上，由靜止運動下來，它將沖上另一斜面。教師設疑：教師設疑：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)學生的思考。通過實驗發(fā)現(xiàn)，它升不到原來的那個水平高度，這是因為摩擦力的緣故?？茖W推理：若沒有摩擦力，物體時可以升到原來的高度的。這是一種理想的實驗情景，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)論進行合理的外推，其結(jié)論的得出符合邏輯。減小第二個斜面的傾角，

8、傾角越小，小球為達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)運動下去。由于現(xiàn)實生活中不可能有絕對光滑的斜面，所以這個實驗是個“理想實驗”。引導學生比較亞里士多德和伽利略的研究方法。教師總結(jié)：伽利略斜面實驗不僅得到一個結(jié)論，更重要的是提出了一種重要的物理方法——理想實驗。由學生齊讀理想實驗的概念：“以可靠事實為依據(jù)，忽略次要因素

9、，并把實驗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)的假象的實驗?！蓖ㄟ^這個實驗讓學生意識到：一個規(guī)律的發(fā)現(xiàn)并不是一帆風順的，不是一開始的認識就是對的，而是需要人類不斷探索才能形成的，并明白科學研究過程的艱難和科學家為此所付出的努力和心血。同時由多名科學家對亞里士多德和伽利略的贊揚引導學生應正確認識亞里士多德和伽利略的科學發(fā)展的貢獻。與伽俐略同時代的法國科學家笛卡兒，補充和完善了伽俐略觀點，他認為：如果沒有其他原因，運動的物體

10、將繼續(xù)以同一速度沿著一條直線運動，既不會停下來，也不會偏離原來的方向。由學生自行比較伽利略與笛卡爾觀點的區(qū)別。他支持了伽利略力不是物體的運動的觀點，并且還強調(diào)沒有力作用時物體的運動情況。后來牛頓在伽利略等人研究的基礎上，系統(tǒng)總結(jié)了力學知識，明確了力與運動的關系，建立了牛頓第一定律。（三）學習階段（三）學習階段牛頓第一定律學生要認識到牛頓第一運動定律是理想實驗總結(jié)的規(guī)律，是利用邏輯思維對事物進行分析的產(chǎn)物，不可能用實驗直接驗證的。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動狀態(tài)或靜止狀態(tài)，直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止。（1）牛頓第一運動定律內(nèi)容分析：A、描述了物體不受外力作用時的運動規(guī)律（物體的運動不需力來維持）牛頓第一定律描述了物體不受外力作用時，物體將保持原來的運動狀態(tài)──勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)。(慣性)B、闡明了力的科學定義（力是改變物體運動狀態(tài)的原因）力是物體間的相互作用，它是改變物體運動狀態(tài)，即產(chǎn)生加速度的原因，而不是產(chǎn)生和維持物體運動的原因。