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文檔簡介

牛頓第一定律說課稿我說課的主題是《牛頓第一定律》,這是人教版高中物理必修1第四章第一節的教學內容。下面我將從教材與學情、三維教學目標、重點與難點、教法與學法、教學過程、課堂反思等幾個方面來闡述我對本節課的理解和設計。【教材分析】1、地位及作用

牛頓三大運動定律占據了動力學的核心位置,也是整個力學體系的基石,而牛頓第一定律又是這個“基石”中的“基石”,它定性揭示了力和運動之間的關系,提出了“慣性”概念,為后續牛頓第二定律的學習打下了堅實基礎,也為定量研究力和運動的關系拉開了序幕。2、教學內容教材在內容安排上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容和慣性的概念。教學中不僅要引導學生理解牛頓第一定律的含義,提升對力、慣性、質量等基本概念的理解;還要引導學生體會伽利略“理想實驗”的實驗基礎和推理過程,領悟伽利略研究過程中蘊涵的科學研究方法。【學情分析】學生對牛頓第一定律有所了解,但停留在一知半解的層面上,更不知道這個定律是如何推導出來的,而且學生對機械能守恒的理解也不深刻,也不會用此規律來推導理想斜面上小球的運動情況。故此實驗所需的思維能力要求對高一學生來說有一定難度。根據這個現實,課堂上要“還原”一段歷史,從伽利略對吊燈擺動的研究開始,為理想斜面實驗的學習做好鋪墊。學生對于“質量是慣性唯一的量度”缺乏認識,很可能憑借自己的生活經驗,認為速度或力也是慣性的量度。教師要在課堂上充分引導,配合演示實驗、結合生活實例來澄清可能出現的錯誤認識。【三維教學目標】

1、知識與技能

⑴了解亞里士多德對力和運動關系的論述以及存在的錯誤,知道什么是物體的運動狀態,并能判斷物體運動狀態是否發生變化。

⑵知道伽利略的研究過程,知道什么是理想斜面實驗。

⑶理解牛頓第一定律內容的含義。

⑷知道慣性是一切物體的固有屬性,知道質量是物體慣性大小的唯一量度,并能用比較規范的語言正確解釋有關現象。

2、過程與方法通過旋轉陀螺游戲這一感性材料,得出“研究力和運動關系時,不能忽略摩擦存在”的事實。通過研究擺球的運動,啟發推導理想斜面上物體的運動,從而得到“力是改變物體運動狀態的原因”的結論,并領會理想實驗也是研究自然規律的一種重要方法。

⑶通過實例分析和演示實驗探討影響慣性大小的因素,得出“質量是物體慣性的唯一量度”的結論。

3、情感、態度價與值觀

⑴通過物理學史的介紹,使學生了解人類認識事物本質的曲折性,知道伽利略是敢于質疑且善于觀察生活的人。

⑵通過理想斜面的教學,體會理想實驗的魅力所在:抓住主要因素,忽略次要因素,得出深刻的自然規律。

⑶通過對“影響慣性大小因素”的探究活動,使學生領會在探索自然規律的過程中,切忌僅憑生活經驗妄下結論。

⑷通過展示生活實例、小游戲和小實驗,讓學生體會生活中處處有物理,激發學生學習物理的興趣。【重點與難點】

1、重點:牛頓第一定律內容,慣性概念。(只所以認為它是本節教學的重點,理由在于通過這節課的科學探究及實驗論證的目的就是為了認識力和運動的關系,而揭示其中的規律就是牛頓第一定律及慣性。)

2、難點:理想斜面實驗的科學推理;慣性大小的量度。(只所以認為它是本節教學的難點,理由在于學生在從生活經驗中得到了一種被現象掩蓋了本質的錯誤認識,即物體的運動是力維持的結果。為了使學生擺脫錯誤的觀念,樹立正確的認識,就需要深刻領會理想斜面實驗的科學推理和慣性大小的量度。)【教法與學法】

選擇行之有效的教學方法是取得良好教學效果的保證。本節課我主要采用“問題引導法”、“演示法”、“實例分析法”、“科學推理法”等多種方法相結合的手段來開展教學,即通過實驗現象的觀察、分析與討論,又加以科學的想象和推理,引導學生去發現規律、總結規律。教學活動是教與學兩方面的有機結合,在上述教學方法的實施下,我引導學生采用:猜想與假設、實驗探究、交流討論、分析歸納等多種學習方法。目的是讓學生有足夠多的機會投入到學習活動之中,培養學生動腦動手、善于分析問題、善于總結規律的習慣,變學生由“學會”轉向“會學”。【課前準備】橡皮泥(每生一塊),火柴一盒,鐵架臺一架,小鋼球一個,細繩一條,直尺一把,氣墊導軌一個,滑塊一個,實驗小車兩輛(規格相同),彈簧一根,平板小車一輛,小木塊一個。預習思維導圖、多媒體課件、專題學習網站。預習思維導圖——保證學生預習有方向,思路清晰。專題學習網站——幫助學生更好總結課堂所學知識,也為后續復習做足準備。

(教學中要充分利用多種教學手段,合理利用教學資源,充分而廣泛地調動學生參與課堂探究的積極性。)【教學過程】

本節課將從以下幾個環節展開教學活動:游戲體驗,引入新知→回顧歷史,澄清錯誤→實驗探究,科學推理→剖析定律,深化理解→趣味實驗,提升認識→課堂練習,鞏固提高→總結反思,強化方法→布置作業,延伸升華。第一環節:游戲體驗,引入新知(約5分鐘)。游戲體驗:(制作器材:橡皮泥、火柴桿)1、教師示范如何制作簡易的陀螺(將橡皮泥做成一個小圓柱體,中心插入火柴桿,火柴頭一端向下,做成簡易陀螺)2、游戲規則:每一桌(兩位同學)為單位,各自把自制的陀螺旋轉起來,并想方設法讓自己的陀螺轉動時間比對方長。3、請“獲勝者”談“秘訣”。(可能的答案有:用很大的力轉,挑選更光一些的地方,轉的時候盡量保持陀螺的穩定性等等)4、啟發:其實,要使陀螺旋轉的更久些,同學們提出了許多具有建設性的方案,在本課結束后,大家還可以繼續探討這個問題。在這里,其中有一種方案值得大家關注——陀螺在更光的平面會轉得更持久一些。請大家談談,你得到什么啟發?學生小結1:研究力和運動的關系時,不能忽略摩擦的存在!引導:本章學習的內容是探索力和運動關系的動力學知識,并指出力和運動的關系與人類的生活、生產息息相關,小到玩玩具,大到火箭升空,都跟“力和運動的關系”有關,但人們對“這個關系”的認識卻走了一段很長的彎路。

第二環節:回顧歷史,澄清錯誤(約2分鐘)。歷史的回顧:

古希臘學者亞里士多德根據日常生活的經驗,如:人推桌子,桌子就運動起來,停止用力,桌子就停下,得出“力是維持物體運動的原因”這一結論。

提出問題:對亞里士多德的這個結論你是怎么看待的?

學生交流討論提出自己的觀點:導致物體停止下來的原因,恰恰是摩擦的存在,可以說,是摩擦改變了物體的運動狀態!通過同學們的分析,發現亞里士多德的觀點是錯誤的。此時,聯系運動學知識,明確“什么物理量能描述物體的運動狀態?怎樣才算是運動狀態發生變化?”

第三環節:實驗探究,科學推理(約15分鐘)。亞里士多德錯誤的觀點卻統治人類思想將近2000年!直到300多年前,伽利略通過自己的觀察和思考對這個觀點進行了質疑,并指出此結論錯誤的根源在于研究力和運動關系的時候,忽視了摩擦這一客觀存在的事實,從而使人們對力和運動關系的認識誤入歧途。同時,他通過仔細的觀察,研究了燈的擺動,設計出著名的“理想斜面實驗”來反駁亞里士多德觀點。

演示1:簡化了的“燈擺”

將小鋼球用細線懸掛在鐵架臺上,讓小球擺動,通過實驗發現,小球可以擺到跟釋放點等高處,再用直尺在某點擋住細線,繼續觀察,發現仍等高。

提問:此小球在擺動過程中有無受到阻力?

結論:有,但空氣阻力很小!

啟發:其實,我們發現小球每次都擺到“原來”的高度,是因為空氣阻力的積累效果還不足以引起使小球的最大高度發生明顯的變化。若小球經過多次擺動后,空氣阻力的積累效果就比較大,小球擺不回原來高度的事實會很明顯。但剛才的現象,已經可以給我們足夠的啟發了——小球好像總能夠“記住”原來的高度!那么,當空氣阻力完全不存在時,球又會怎么運動?

結論:小球每一次擺到的最大高度保持不變!

引導:這也是伽利略當時受到的啟發!他認為在正是這些阻力的“作祟”,才使得物體的運動變得如此復雜,而掩蓋了物體運動本質上的一些真相。于是他忽略了一切摩擦,設計了著名的理想斜面實驗。

動畫模擬理想斜面實驗,引導學生思考以下問題:

在A斜面某一特定位置(如圖)處釋放小球,小球會運動到哪里?

當減少B斜面的傾角,重復試驗,小球將運動到哪里?

當再減少B斜面的傾角,小球又將運動到哪里?

當把B斜面變成水平,且無限長,小球又會怎么運動?

這個實驗能說明力和運動有什么樣的關系?

學生小結2:伽利略的理想斜面實驗證明——力不是維持物體運動的原因,而是改變物體運動狀態的原因。

引導:實際上我們不能消除摩擦的存在,斜面也不可能做得無限長,所以把這個實驗稱為“理想實驗”,但它以可靠的事實為基礎,抓住事物的本質,忽略次要因素,展開合理的想象,得到深刻的自然規律,這是科學研究中一種重要的方法!(此時可順便喚醒學生對質點模型建立的短暫回憶,也是用到了理想化研究問題的方法)

引導:伽利略的實驗雖然是個理想實驗,但卻符合科學道理。沒有摩擦的情況是很難實現的,現代技術給我們提供了阻力很小的條件。(簡介氣墊導軌的原理)

演示2:氣墊導軌上滑塊的勻速直線運動

學生閱讀:“與伽利略同時代的法國科學家笛卡兒也研究了這個問題,他指出:如果運動中的物體沒有受到力的作用,它將繼續以同一速度沿同一直線運動,既不停下來也不偏離原來的方向。它還認為,這應該成為一個原理,它是人類整個自然觀的基石。”引導:笛卡兒補充和完善了伽利略的觀點。于是牛頓在這些前人研究的基礎上總結出力和運動的一條基本規律,叫牛頓第一定律。第四環節:剖析定律,強化理解(約5分鐘)。學生閱讀牛頓第一定律內容:一切物體總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態,除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態。

引導學生分析和討論:①“一切”:世間萬物,無一例外;②“總”:揭示了物體固有的屬性;③“或”:指出了物體靜止與勻速直線運動在受力的本質上是一樣的,即物體不受外力的作用。具體表現在:不受外力時,若物體原來靜止,則繼續保持靜止狀態;原來是運動的,則要做勻速直線運動。

學生小結3:牛頓第一定律揭示的規律:①力不是維持物體運動的原因,而是改變物體運動狀態的原因。②一切物體在任何情況下都有保持勻速直線運動或靜止狀態的屬性——慣性。因此牛頓第一定律也叫慣性定律。第五環節:趣味實驗,提升認識(約10分鐘)。(為了加深學生對慣性的感性認識,可以增加一些有趣的實驗。)

演示1:小車上放一個木塊,使木塊與小車均處于靜止狀態,當突然使小車向右啟動,木塊向左傾倒;輕推小車使小車和木塊一起向右勻速運動,當小車被擋板擋住時,車上木塊向右傾倒。引導學生分析實驗現象,再請學生列舉分析生活中的慣性現象,盡量列舉運動狀態、物質狀態各不相同的物體,教師可適當配合學生的例子引導他們用慣性知識對這些現象解釋,并注意語言的準確性和規范性。

多媒體投影:用慣性知識解釋現象的一般步驟:

確定研究對象;

描述研究對象原來的運動狀態;

突然發生了什么情況;

研究對象由于慣性,要保持原來的運動狀態,于是發生了什么現象。

引導:慣性是物體保持原來運動狀態的一種性質,可通俗理解為:物體“抵抗”自身運動狀態變化的“本領”。事實上,不同的物體,這種“本領”的大小是不一樣的。

提問:那么,物體這種“抵抗”運動狀態變化的“本領”大小跟什么因素有關?(學生的回答可能有:力、速度、質量等因素。)

啟發:從牛頓第一定律知一切物體都有慣性,顯然這是物體的固有屬性。既然是“物體的固有屬性”,那么“這個固有屬性”應該是跟“物體本身”有關還是與外界因素有關?力是物體受到的外界的因素,速度本身就是描述運動狀態的物理量。這時學生可能又會把注意力都集中在物體的質量上。教師可在鼓勵學生的基礎上再適時“潑一盆冷水”——這只是理論上的猜測,有沒有實驗或生活例子來驗證我們的猜想呢?

演示2:水平桌面上放規格相同的兩輛實驗小車,其中一輛裝滿橡皮泥,另一輛保持空車,將一個被壓縮的彈簧有細線捆好,夾于兩車之間,剪斷細繩,在同一根壓縮彈簧的彈力下運動,質量小的小車獲得的速度較大。說明質量小運動狀態容易改變,即質量小慣性小。引導學生用質量和慣性的知識去解釋生活現象——那些看起來非常平常,卻蘊涵深刻物理規律的生活事例!

①超載車輛的事故現場(超載車輛事故頻繁,致使許多無辜生靈成冤魂!)

②“坦泰尼克號”的沉沒(明知前方有堅硬的冰山,龐大而笨重的身軀,還是“勇敢”地撞了上去……這一撞,撞出了一段凄美的愛情故事!)

③春節聯歡會上賈林由當年的“女神”變成了今天為我們創造許多快樂的“女漢子”又遺憾地發現她那曾經輕靈無比的“舞步”正逐漸消失!)

學生小結3:質量是物體慣性大小的唯一量度。

第六環節:課堂練習,鞏固提高(約3分鐘)。1、伽利略猜想:當球沿水平面滾動時,它的速度應該不增不減。為此他設計了一個理想實驗:

①減少斜面的夾角,小球在這個斜面上仍達到同一高度;②讓小球從左側斜面從靜止狀態開始滾下,小球將滾上右側斜面;③如果沒有摩擦,小球將上升到原來高度;④繼續減少右側斜面傾角,最后使它水平,小球將永遠滾動下去。

上述理想實驗的步驟的順序是:________________。其中屬于可靠事實的是_______,屬于理想化推論的是___________。

2、關于牛頓第一定律,下列說法正確的是(

A.牛頓第一定律說明力是改變物體運動狀態的原因

B.慣性定律與慣性實質相同

C.靜止的物體不受力的作用

D.力停止作用后,運動的物體就慢慢停下來

3、下列說法正確的是(

A.運動速度越大的物體越難停止,所以它的慣性越大

B.質量越大的物體,運動狀態越難改變,所以它的慣性越大

C.力可以改變物體的慣性

D.物體運動狀態發生變化時,它不具有慣性第七環節:反思總結,強化方法(約3分鐘)。小結與反思:引導學生利用本節專題學習網站總結本節學習的物理知識和規律,反思學習過程中用到的物理學思維方法和研究方法。第八環節:布置作業,延伸升華(約2分鐘)。作業設計:

1、由于地球在不停地自轉,有人設想:如果我們的雙腳能夠比較長時間離開地面一定距離,只要我們低頭俯視,各國風光將盡收眼底。他決定創辦一個“熱氣球環球旅行公司

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