高中物理人教版第四章牛頓運動定律1牛頓第一定律 教案-牛頓第一定律

《牛頓第一定律》【設計思想】【教學目標】知識與技能1、知道伽利略的理想實驗及其主要推理過程和推論，知道理想實驗是科學研究的重要方法。2、理解牛頓第一定律的內容及意義。3、理解慣性的概念，會正確解釋慣性現(xiàn)象。過程與方法1、觀察生活中的慣性現(xiàn)象，了解力和運動的關系。2、體驗伽利略理想實驗的推理過程，理解理想實驗是科學研究的重要方法。情感、態(tài)度與價值觀通過亞里士多德和伽利略對力和運動關系的不同認識，通過對笛卡兒的推論和牛頓第一定律的比較分析，了解人類認識事物本質的曲折性。感悟科學是人類進步的不竭動力。【教學重點】對牛頓第一定律和慣性的正確理解；科學思想的建立過程【教學難點】力和運動的關系，慣性和質量的關系【教學方法】實驗探究、交流與合作、多媒體輔助教學【教學器材】1、多媒體課件2、紙、質量較大的鐵夾?！窘虒W過程】預習教材在閱讀教材時畫出自己認為重要的內容。在一二章我們學習了怎么描述運動，但沒有討論物體為什么會做這種或那種運動。在第三章我們學習了力。在第四章中，我們將討論運動和力的關系。新課導入：撕紙游戲（情景創(chuàng)設，引入新課）猜一猜：1.一張紙已剪成三截，但未完全剪斷。如果迅速用力撕兩邊，紙會斷成幾截？2.如果在中間的紙下面夾一個夾子，然后迅速撕兩邊，紙會斷成幾截？同學生一起先預測結果然后做撕紙實驗。學生嘗試后得出結論：沒有夾子撕成2截。有夾子撕成3截?！舅伎寂c討論】問題：1.怎樣解釋撕紙游戲呢？2.運動和力之間到底有什么關系呢？同學們有自己的結論。（但很多同學的觀點和亞里士多德的觀點相同。）我們帶著這些問題一起學習牛頓第一定律。 新課展示一、歷史回顧1、情景設問，經(jīng)驗猜想在歷史的長河中，運動和力如影隨形，總是和人們的生活、生產密切相關。觀察圖片馬拉車、人推車和踢球。思考：運動和力有什么關系呢？礦工的體驗：“你不推了它還不停嗎？要想讓物體運動，一定要用力推著它才行！”最早提出運動和力并給出經(jīng)驗猜想的是亞里士多德。根據(jù)生活經(jīng)驗猜想：“運動需要力來維持。”亞里士多德的觀點：力是維持物體運動的原因．這種觀點持

續(xù)了兩千年。設問我們知道他的觀點是錯的。那么他的貢獻是什么？有的同學記得：他雖然觀點是錯的，但是開創(chuàng)了一個新的領域。（在自由落體運動的時候我們講過）【過渡引導】其實，最先悟出這一原因的是17世紀意大利的物理學家伽利略。伽利略的觀點：物體的運動不需要力來維持，力是改變物體速度的原因．愛因斯坦高度評價了伽利略。（愛因斯坦：伽利略的發(fā)現(xiàn)以及他所應用的科學的推理方法是人類思想史上的最偉大的發(fā)現(xiàn)之一，而且標志著物理的真正開端。）他為了找出力和運動的真正關系，伽利略巧妙的設計了一個實驗，這個實驗把他深邃的思想和超人的睿智體現(xiàn)的淋漓盡致，那么，這到底是一個什么樣的實驗呢？2、伽利略的實驗（1）實驗過程裝置介紹：兩個對接的粗糙斜面，中間用圓弧相連。師：讓小球從一個斜面的某一個高度靜止釋放，小球的運動情況如何？生：小球滾上另一個斜面，到不了原來的高度就返回了，然后在兩個斜面間往返運動，高度越來越低，最終停在斜面的低端。師：小球為什么達不到原來的高度，而且最終又停下來呢？生：受到摩擦阻力的作用。師：設想斜面光滑，沒有摩擦，小球的運動情況如何呢？生：小球將達到跟原來同樣的高度，然后在兩個斜面間往返運動，永不停息。師：如果減小第二個斜面的傾斜度，小球的運動情況如何？和前一次有什么異同呢?生：小球依然達到同一高度，但經(jīng)過的路程會更長，用的時間也更長。師：推想：如果持續(xù)減小第二個斜面的傾斜度，小球的運動情況如何呢？生：小球仍會達到同一高度，只是走的路程越來越長，所需的時間越來越長，師：當?shù)诙€斜面變成水平面時，小球的運動情況如何呢？生：小球將沿著光滑的水平面一直運動下去，永不返回。（動畫展示：層層設問，步步深入，讓學生經(jīng)歷伽利略的思考過程，體驗理想實驗的科學研究方法）師生總結：小球在水平方向上不受力，仍可以運動，這就說明：運動并不需要力來維持。伽利略由此得出結論：力不是維持運動的原因。在伽利略實驗的基礎上，法國科學家笛卡爾，對力和運動的關系做了進一步的推論。笛卡爾的推論：如果沒有其他原因，運動的物體將繼續(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。【過渡引導】1642年，伽利略逝世，1643年，英國科學家牛頓誕生。牛頓是人類歷史上最偉大的科學家之一。（對牛頓大家應該比較熟，牛頓有哪些貢獻呢？萬有引力定律和經(jīng)典力學、反射式望遠鏡、微積分。）牛頓做了進一步的補充、完善和總結，提出了牛頓第一定律。二、牛頓第一定律1、牛頓第一定律一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)，直到外力迫使它改變運動狀態(tài)為止。對牛頓第一定律的理解：（1）物體不受外力時的狀態(tài)是勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)，說明力不維持物體運動的原因。（2）外力的作用是迫使物體改變其運動,說明力是使物體運動速度改變的原因。（3）不受外力作用的物體是不存在的。（4）一切物體都有保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質，這種性質叫慣性。牛頓第一定律又叫慣性定律。解釋慣性（結合初中學過的知識）（A）慣性是物體的固有屬性，無論物體運動與否、受力與否，都具有慣性。

且慣性只和質量有關。（B）一切物體都具有慣性，物體的運動并非一定需要力來維持。再設情景，規(guī)律應用請學生解釋撕紙游戲?！舅伎肌恳粋€在日本的旅游者，想來中國。他設想將自己懸掛在空中的大氣球中，由于地球的自轉，只要在空中停留幾個小時，就可以到達中國，你認為這有可能實現(xiàn)嗎？為什么？（結合慣性思考、討論、分析該問題。）師生總結：氣球雖然升空，由于慣性物體在水平方向仍然要做勻速直線運動，所以不能到達中國?！舅伎寂c討論】你能不能舉出慣性應用到某一實際問題中的例子？學生討論出很多例子提示：乒乓球可以快速抽殺；戰(zhàn)斗機質量小可以靈活地運動等【思考與討論】討論2UFO（激發(fā)學生學習興趣）思考：如果沒有特別的裝置，UFO驟然停止時，外星人飛行員的命運是怎樣的？學生討論：飛行員撞到飛船壁。飛行員飛出來。播放視頻1（看視頻）思考人們想象外星人持有慣性消除器，用來消除自身的慣性，以便應對速度的迅速變化，你怎么看？學生討論：對慣性消除器不怎么理解有的認為改變人的質量播放視頻1（看視頻）學生理解慣性消除器。例題【例1】關于伽利略理想實驗的說法正確的是:（B）A.完全是理想的，沒有事實為基礎的B.是以可靠事實為基礎的，經(jīng)科學抽象，深刻反映自然規(guī)律的C.沒有事實為基礎，只是理想推理 D.以上說法都不對【例2】火車在長直軌道上勻速行駛，坐在門窗密閉的車廂內的一人將手中的鑰匙相對車豎直上拋，鑰匙將落在(C) A.手的后方 B.手的前方 C.落在手中 D.無法確定【例3】被踢出的冰塊以2m/s的速度在阻力可以忽略的水平冰面上滑動，冰塊受不受向前的作用力？5s后它的速度將是多大？分析：冰面上忽略阻力作用，水平方向不受到力的作用，物體會做勻速直線運動。課堂總結，課外探究觀看劉謙魔術視頻有人說劉謙的螺絲魔術顛覆了牛頓第一定律：不給螺帽力的作用，螺帽也能運動起來。你怎么看？學生討論：有的認為顛覆了有的認為沒有顛覆。（提示學生結合牛一定律思考。）（呵呵，如果顛覆了我們就要學習劉謙第一定律了。）師生總結：沒有力，物體的運動狀態(tài)不會改變。螺絲的運動狀態(tài)發(fā)生改變一定存在里的作用。這個力就是電磁力。小結這節(jié)課我學到了什么？學生自己先總結。教師總結：