?無憂考網(wǎng)小編整理了中學(xué)數(shù)學(xué)牛頓第一定理學(xué)案【三篇】,希望對你有幫助!
一
教學(xué)目標(biāo)
一、知識與技能:
曉得并能用語言敘述牛頓第一定理,
九年級數(shù)學(xué)牛頓第一定理教學(xué)設(shè)計(jì)
。
二、過程與方式:
培養(yǎng)中學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬐评砟芰Α?span style="display:none">8gR物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
通過對大量實(shí)例的剖析,培養(yǎng)中學(xué)生歸納、綜合能力。
擅于思索、善于總結(jié),把數(shù)學(xué)與實(shí)際生活緊密結(jié)合。
三、情感心態(tài)與價(jià)值觀:
通過探究物體不受力時(shí)如何運(yùn)動,產(chǎn)生實(shí)事求是、不迷信權(quán)威、尊重自然規(guī)律的科學(xué)心態(tài)。
教學(xué)重與難點(diǎn)
重點(diǎn):“理想實(shí)驗(yàn)”法,牛頓第一定理。
難點(diǎn):讓中學(xué)生確信牛頓第一定理并理解其內(nèi)涵。
教學(xué)打算慣性貨車、斜面、木塊、木板、毛巾、標(biāo)志旗子.
教學(xué)過程
一、體驗(yàn)、觀察、頓悟、闡述
師:朋友們,按照平時(shí)的觀察和生活經(jīng)驗(yàn)告訴我們:力可以使靜止的物體運(yùn)動,也可以使運(yùn)動的物體靜止。(請觀察)
中學(xué)生實(shí)驗(yàn)一:抽中學(xué)生到講臺上做使勁使講桌運(yùn)動的實(shí)驗(yàn)。并強(qiáng)調(diào)當(dāng)我們使勁推或拉桌午時(shí),椅子才能運(yùn)動,當(dāng)推力或拉力撤銷后,椅子就停止運(yùn)動。(A、運(yùn)動須要力來維持)
中學(xué)生實(shí)驗(yàn)二:中學(xué)生演示貨車在木板上運(yùn)動情況。使勁推貨車時(shí)貨車開始運(yùn)動,當(dāng)推力撤銷后貨車仍能運(yùn)動。
(B、運(yùn)動不須要力來維持)
師:既然物體的運(yùn)動不須要力來維持,貨車為何會停出來呢?
生:是桌面對貨車的阻力。
(好,下邊我們就用實(shí)驗(yàn)來探究阻力對物體運(yùn)動的影響)
二、探究、歸納、推理
(一)探究:阻力對物體運(yùn)動的影響
1、介紹實(shí)驗(yàn)器材。
2、請朋友帶著下邊的問題和老師一上去完成實(shí)驗(yàn)探究。
(1)為充分“顯示”阻力對物體運(yùn)動情況的影響,每次實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)當(dāng)控制什么誘因相同?怎樣改變物體遭到的阻力?
(2)為何讓貨車從斜面的同一高度滑下?
(3)貨車在不同材料的平面上終停出來的緣由是哪些?
3、演示書上圖12.5-3所示的實(shí)驗(yàn),
學(xué)案
《九年級數(shù)學(xué)牛頓第一定理教學(xué)設(shè)計(jì)》()。
(1)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
接觸面
阻力的大小
(選填“大”“較小”或“小”)
貨車運(yùn)動的距離
(選填“短”“較長”或“很長”)
浴巾
麻布
木板
(2)交流討論思索題。
(3)展示討論結(jié)果。
(二)歸納
生:平面越光滑,貨車運(yùn)動的距離越遠(yuǎn),這說明貨車遭到的阻力越小,速率增大得越慢。
(三)推理,升華實(shí)驗(yàn)推論。
師:假如我們將木板換成表面更光滑的玻璃,貨車運(yùn)動的距離與在木板上運(yùn)動的距離相比較,哪一個(gè)更遠(yuǎn)些?
生:在玻璃上運(yùn)動的距離更遠(yuǎn)。
師:假如有一種材料,它的表面絕對光滑,對貨車遭到的阻力為零,貨車將做哪些樣的運(yùn)動?
生:貨車將以恒定不變的速率永遠(yuǎn)運(yùn)動下去。
師:運(yùn)動的物體不受力將仍然運(yùn)動下去,那靜止的物體倘若不受力,會如何呢?
生:永遠(yuǎn)保持靜止?fàn)顟B(tài)。
三、揭示規(guī)律、板書課題
一切物體在沒有遭到力的作用時(shí),總保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動狀態(tài).
師:明天朋友們在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上通過進(jìn)一步推理得出的規(guī)律跟17世紀(jì)荷蘭科學(xué)家牛頓得出規(guī)律完全一樣。朋友們真好,大家是現(xiàn)今的牛頓。
板書課題:牛頓第一定理
想想議議(中學(xué)生交流討論)
1、牛頓第一定理的適用范圍:;創(chuàng)立的條件:;推論:。
2、靜止的物體假如不受力的作用將保持狀態(tài);運(yùn)動的物體假如不受力的作用將保持。
師:牛頓第一定理充分闡明了物體運(yùn)動和力的關(guān)系,力不是拿來維持物體運(yùn)動的緣由,而是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的緣由。
四、課堂練習(xí)(見中學(xué)生手中小練習(xí))
五、課堂小結(jié)
1、牛頓第一定理的內(nèi)容是:一切物體在沒有遭到力的作用時(shí),總保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)。
2、適用范圍:一切物體;條件:不受力;推論:總保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)。
3、力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的緣由。
六、課外作業(yè)(略)
附板書設(shè)計(jì)
12.5牛頓第一定理
1、內(nèi)容:一切物體在沒有遭到力的作用時(shí),總保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)。
2、適用范圍:一切物體;
條件:不受力;
結(jié)論:總保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)。
3、力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的緣由。
二
一、教材剖析
這節(jié)教材首先對人類認(rèn)識“運(yùn)動和力”的關(guān)系作了歷史的回顧,介紹了四位科學(xué)家研究運(yùn)動和力的關(guān)系的思想方式及卓越貢獻(xiàn)。之后述說牛頓第一定理的內(nèi)容和物體慣性的概念。這是初、高中知識相銜接的一節(jié)課程。中學(xué)生早已了解了牛頓第一定理的基本內(nèi)容,所以在教學(xué)設(shè)計(jì)上應(yīng)以教材中有關(guān)“力是運(yùn)動的緣由還是改變運(yùn)動的緣由”這一問題認(rèn)識的發(fā)展歷史為線索,以科學(xué)思想、科學(xué)方式教育與思維能力培養(yǎng)為主要目標(biāo)。教學(xué)的優(yōu)缺應(yīng)置于理解人類認(rèn)識“運(yùn)動和力”的關(guān)系研究、思考、推理過程,學(xué)習(xí)科學(xué)研究中常用的理想實(shí)驗(yàn)方式。在牛頓第一定理內(nèi)容的學(xué)習(xí)上,注重知識的理解及與生活實(shí)際的聯(lián)系。為發(fā)揮中學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性,思維的積極性,本課采取中學(xué)生自主探究模式組織教學(xué)。
二、教學(xué)過程設(shè)計(jì)
引入新課:運(yùn)動的起因是哪些
(一)中學(xué)生閱讀歷史的回顧并找出四位科學(xué)家關(guān)于力和運(yùn)動的觀點(diǎn)
這塊內(nèi)容中有些知識點(diǎn)中學(xué)生是已知的,也有未知的,但中學(xué)生都看得懂,所以就由中學(xué)生來完成,朋友們互相補(bǔ)充,班主任只起到歸納總結(jié)的作用。
1.亞里士多德:力是維持物體運(yùn)動的緣由。
現(xiàn)象:在平路上人傘車,車能夠運(yùn)動,人停止使勁,面包車就要停出來。
2.伽利略:水平面上物體所以會停出來,是由于磨擦的作用,假如沒有磨擦,水平面上物體一旦具有某一速率物體將保持這一速率運(yùn)動下去。
笛卡兒:假如沒有其它緣由,運(yùn)動物體將繼續(xù)以同一速率順著一條直線運(yùn)動,即不會停出來,也不會偏離原先的方向。
牛頓:一切物體總保持原先的勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài),直至有外力促使它改變這些狀態(tài)為止。
(二)問:以上四位科學(xué)家每一位都把人類的認(rèn)識往前推動了一步,試剖析每人推動的一步彰顯在那里?你覺得誰的貢獻(xiàn)大?
班主任通過設(shè)計(jì)這樣一個(gè)問題,指明中學(xué)生要探究的內(nèi)容與方向,具體由中學(xué)生們合作完成,班主任只起到總結(jié)歸納的作用。
a)亞里士多德的貢獻(xiàn):通過直覺的觀察提出問題為科學(xué)家的研究確立了課題。
b)伽利略的貢獻(xiàn):(1)伽利略發(fā)覺了不易直覺的磨擦力,改變了亞里士多德按照直接經(jīng)驗(yàn)得出的直覺推論提出運(yùn)動不需力維持;(2)思維取代直覺認(rèn)識宇宙。
c)笛卡兒的貢獻(xiàn):(1)明晰勻速直線運(yùn)動;(2)強(qiáng)調(diào)速率改變是有誘因的。
d)牛頓的貢獻(xiàn):(1)推廣到一切物體;(2)提出靜止;(3)明晰力的作用。
關(guān)于誰的貢獻(xiàn)大,中學(xué)生眾說紛紜,沒有一個(gè)準(zhǔn)確的定論,班主任也無需給出一個(gè)正確的推論。并且通過對化學(xué)學(xué)歷史發(fā)展過程的考察,對四位科學(xué)家貢獻(xiàn)的探究,它將有助于中學(xué)生了解化學(xué)學(xué)家認(rèn)識和發(fā)覺化學(xué)定律、定律的基本技巧。因而“以史為鑒”,培養(yǎng)她們以化學(xué)學(xué)家認(rèn)識世界原本面目的形式去認(rèn)識世界。在一定意義上,通過對規(guī)律認(rèn)識的歷史的還原,對中學(xué)生進(jìn)行科學(xué)思想和科學(xué)方式論的教育是培養(yǎng)中學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的有效途徑。這是設(shè)計(jì)此問題的關(guān)鍵所在,也是本節(jié)課的亮點(diǎn)所在。
在該塊教學(xué)內(nèi)容學(xué)生未知的是關(guān)于伽利略的理想實(shí)驗(yàn),班主任要采取的教學(xué)方式是采用設(shè)計(jì)一系列問題,引導(dǎo)中學(xué)生學(xué)會自己剖析問題自己解決問題,具體可如下操作。
提問:伽利略用哪些方式證明物體運(yùn)動不須要力來維持呢?
演示說明:設(shè)置一個(gè)向上的斜面,再圓滑地連一個(gè)向下的斜面。之后拿一個(gè)小球置于斜面某點(diǎn)上,由靜止運(yùn)動出來,它將沖上另一斜面。
班主任設(shè)疑:它能“沖”到那里,它能回到原先高度嗎?假如光滑,結(jié)果如何?
班主任通過一系列問題引起中學(xué)生的思索。通過實(shí)驗(yàn)發(fā)覺,它升不到原先的那種水平高度,這是由于磨擦較大。若換一個(gè)磨擦較小的斜面,可以看出,它就較接近那種水平高度。若磨擦越小,就越接近。這是實(shí)驗(yàn)事實(shí)。科學(xué)推理:根據(jù)這可靠的實(shí)驗(yàn)事實(shí)為基礎(chǔ),之后順著磨擦力越來越小的發(fā)展趨勢,去科學(xué)推理──如果磨擦十分特別的小、以至于沒有磨擦,那小球?qū)⑹质纸咏ぉひ灾劣谶_(dá)到原先水平高度。這是一種理想的實(shí)驗(yàn)情境,即小球順著光滑的斜面總能上升到原先的高度。班主任強(qiáng)調(diào)“假設(shè)”兩個(gè)字用得挺好牛頓第一定律教學(xué)反思不足,它對化學(xué)推論進(jìn)行合理的外推,其推論的得出符合邏輯。降低第二個(gè)斜面的夾角,夾角越小,小球?yàn)檫_(dá)到原先的高度所通過的路程就越長;夾角越小,通過的路程就越長。之后,我們再去科學(xué)推理,如果它終成為水平面,那小球所通過的路程也就無限長,只能順著水平面繼續(xù)運(yùn)動下去。
班主任總結(jié):“理想實(shí)驗(yàn)”雖然也叫實(shí)驗(yàn),但它不等同于科學(xué)實(shí)驗(yàn)。真實(shí)的實(shí)驗(yàn)是一種實(shí)踐活動,而“理想實(shí)驗(yàn)”則是一種思維活動,是由人們在具象思維中構(gòu)想下來而實(shí)際上難以做到的“實(shí)驗(yàn)”。并強(qiáng)調(diào)理想實(shí)驗(yàn)是以真實(shí)的科學(xué)實(shí)踐為基礎(chǔ),捉住主要矛盾,忽視次要矛盾,對實(shí)際過程作出了更深入的具象剖析。理想實(shí)驗(yàn)是以正確的邏輯法則為根據(jù)的。它是自然科學(xué)理論研究中的重要方式。
(三)演示氣墊滑軌實(shí)驗(yàn)
氣墊滑軌實(shí)驗(yàn)是中學(xué)生未知的實(shí)驗(yàn),所以采用的方式是由師生共同操作完成,班主任介紹實(shí)驗(yàn)裝置及裝置的特性,由中學(xué)生來促進(jìn)氣墊滑軌上的物體,觀察它的運(yùn)動,進(jìn)一步地幫助中學(xué)生加深理解物體不受外力作用時(shí)將做勻速直線運(yùn)動。
(四)讓中學(xué)生們仔細(xì)閱讀牛頓第一定理的內(nèi)容,并思索定理包含的幾層涵義
在進(jìn)行牛頓第一定理的教學(xué)時(shí),不能只滿足于中學(xué)生能復(fù)述牛頓第一定理的內(nèi)容,還應(yīng)幫助學(xué)生理解牛頓第一定律所包含的幾層意思。定理的理解是未知的,但可以在班主任的啟發(fā)下,通過中學(xué)生們互相討論、自主探究、教師補(bǔ)充共同完成下邊的三層含意。
1.描述了物體不受外力作用時(shí)的運(yùn)動規(guī)律
牛頓第一定理描述了物體不受外力作用,或則所受的合外力為零時(shí),物體將保持原先的運(yùn)動狀態(tài)──勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)。
2.揭示了力的科學(xué)定義
力是物體間的互相作用,它是改變物體運(yùn)動狀態(tài),即形成加速度的誘因,而不是形成和維持物體運(yùn)動的誘因。
3.一切物體都有保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì),闡明了物體普遍具有的屬性──慣性。
(五)中學(xué)生聯(lián)系生活中的實(shí)際問題自己剖析慣性問題
三
一、三維目標(biāo)
1.知識與技能
⑴體會伽利略的理想實(shí)驗(yàn)思想。
⑵理解牛頓第一定理的內(nèi)容及意義;理解力和運(yùn)動的關(guān)系。
⑶理解慣性的概念,曉得質(zhì)量是慣性大小的量度。
2.過程與技巧
⑴通過回顧歷史探究過程理解牛頓第一定理的產(chǎn)生過程。
⑵理解理想實(shí)驗(yàn)是科學(xué)研究的重要方式。
3.情感心態(tài)與價(jià)值觀
⑴通過運(yùn)動和力的關(guān)系的歷史探究過程,使中學(xué)生感受規(guī)律的產(chǎn)生都有一個(gè)從感性到理智、從低級到中級的形成、發(fā)展和演化的過程。
⑵通過理想斜面的教學(xué),感受理想實(shí)驗(yàn)的魅力。
二、教材剖析
牛頓運(yùn)動定理是整個(gè)熱學(xué)體系的基石,而牛頓第一定理又是這個(gè)“基石”中的“基石”,它定性地闡明了力和運(yùn)動的關(guān)系,提出慣性的概念,為定量研究力和運(yùn)動的關(guān)系拉開了帷幕。
小學(xué)教材與高中相比,主要有四方面的不同。
一是定理內(nèi)容深淺不同:小學(xué)教材表述為“一切物體在沒有遭到外力作用的時(shí)侯,總是保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)”;小學(xué)教材表述為“一切物體總保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài),直至有外力促使它改變這些狀態(tài)為止”。小學(xué)教材中的敘述具有更為豐富的內(nèi)涵,它指出了力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的緣由,突出了第一定理的獨(dú)立性和重要意義,也為學(xué)習(xí)牛頓第二定理做了一定的鋪墊。
二是慣性的認(rèn)識層次不同:小學(xué)指出一切物體都有慣性,中學(xué)注重慣性與質(zhì)量的關(guān)系。
三是實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、探究及思維深度不同:小學(xué)為斜面貨車實(shí)驗(yàn);中學(xué)為伽利略理想實(shí)驗(yàn),突出了理想實(shí)驗(yàn)這些科學(xué)方式的價(jià)值所在。
四是情感、態(tài)度、價(jià)值觀的彰顯不同:小學(xué)對牛頓第一定理構(gòu)建的歷史一語帶過,小學(xué)教材回顧了歷史,讓中學(xué)生感受一個(gè)規(guī)律的獲得是一代又一代人努力的結(jié)果,才能迸發(fā)中學(xué)生追求科學(xué),敢于創(chuàng)新的情感。
三、學(xué)情剖析
經(jīng)過小學(xué)的學(xué)習(xí),中學(xué)生初步曉得了牛頓第一定理的內(nèi)容和慣性的概念,并且缺少對牛頓第一定理構(gòu)建歷史的了解,對內(nèi)容也是一知半解。
中學(xué)生對于“質(zhì)量是慣性的量度”更是缺少認(rèn)識,憑著自己的生活經(jīng)驗(yàn),覺得速率也是慣性的量度。班主任要在課堂上充分引導(dǎo),配合實(shí)驗(yàn)、結(jié)合生活例子來澄清概念。
教學(xué)實(shí)踐表明,中學(xué)生在腦子中構(gòu)建正確的力和運(yùn)動關(guān)系的過程,并非一帆風(fēng)順,經(jīng)常產(chǎn)生與亞里士多德相像的觀點(diǎn),且根深蒂固。處理具體的實(shí)際問題時(shí),一些直覺的錯(cuò)誤觀點(diǎn)不時(shí)冒下來,存在著嚴(yán)重的"口是心非"問題。
四、教學(xué)重難點(diǎn)
1.教學(xué)重點(diǎn):通過回顧歷史探究過程理解牛頓第一定理;慣性的理解。
2.教學(xué)難點(diǎn):力和運(yùn)動的關(guān)系;慣性和質(zhì)量的關(guān)系。
五、教學(xué)活動設(shè)計(jì)
(一)創(chuàng)設(shè)游戲,引入課題
撕紙游戲
猜一猜:
1.一張紙已剪成兩截,但未完全割斷,假如迅速使勁撕兩側(cè),紙會斷成幾截?
2.如今把紙剪成三截,但未完全割斷,假如迅速使勁撕兩側(cè),紙會斷成幾截?
你們不要?jiǎng)邮郑炔乱徊隆?span style="display:none">8gR物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
3.假若在中間的紙下邊夾一個(gè)夾子,之后迅速撕兩側(cè),紙會斷成幾截?
請你們想一想:為何是這樣一個(gè)結(jié)果呢?如何解釋我們的游戲呢?雖然,在我們的游戲中還涉及到一個(gè)古老的話題──力和運(yùn)動:使勁撕紙,字條斷掉運(yùn)動上去。運(yùn)動和力之間究竟有哪些關(guān)系呢?帶著這種問題,我們一上去體驗(yàn)古人的探究過程,學(xué)習(xí)古人的探究方式,進(jìn)一步理解闡述運(yùn)動和力關(guān)系的牛頓第一定理。
(二)回顧歷史,探究定理
1.情境通感,經(jīng)驗(yàn)推測
在人類歷史的長河中,運(yùn)動和力如影隨形,總是和人們的生活、生產(chǎn)密切相關(guān)。諸如:馬拉車則車前進(jìn),不再拉,前進(jìn)的車會停出來;人象傘車則車前進(jìn),不再推,前進(jìn)的車會停出來;打球,球沿草地往前滾動,不再踢,滾動的球會漸漸停出來。
思索:運(yùn)動和力之間有哪些關(guān)系呢?
早提出這個(gè)問題并給出經(jīng)驗(yàn)推測的是古埃及學(xué)者亞里士多德。
他按照生活生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)推測:必須有力作用在物體上,物體能夠運(yùn)動;沒有力的作用,物體就要靜止在一個(gè)地方。運(yùn)動須要力維持。
他的觀點(diǎn)來自實(shí)際經(jīng)驗(yàn),能夠用實(shí)際經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)證,所以被人們廣泛接受,并維持了近兩千年。
通感:我們?nèi)缃駮缘茫挠^點(diǎn)是錯(cuò)誤的。這么他有貢獻(xiàn)嗎?
亞里士多德的貢獻(xiàn):開創(chuàng)了一個(gè)新的研究領(lǐng)域。
首先指責(zé)并深入研究的是十六世紀(jì)的伽利略。他觀察了球的滾動。
2.指責(zé)假定,科學(xué)猜測
當(dāng)球沿斜面向上滾動時(shí),它的速率減小,而向下滾動時(shí),速率降低。他由此推測:當(dāng)球沿水平面滾動時(shí),它的速率應(yīng)當(dāng)不增不減。實(shí)際觀察的結(jié)果是:沿水平面滾動的球越來越慢,后停出來。
①現(xiàn)象:沿水平面滾動的球越來越慢,后停出來。
根據(jù)亞里士多德的觀點(diǎn),球停出來是由于沒有力的作用。伽利略恰恰從這一現(xiàn)象出發(fā),對亞里士多德的觀點(diǎn)提出指責(zé)。
②質(zhì)疑:滾動的球之所以停出來,真的是由于沒有力的作用嗎?
通感:球停出來的緣由是哪些呢?
在伽利略之前,人們還沒有意識到磨擦力這些無形的力,伽利略是第一個(gè)意識到磨擦力的人。
他改變了水平面的粗糙程度,發(fā)覺:水平面越光滑,球滾得越遠(yuǎn)。于是,他推測這是磨擦阻力作用的結(jié)果。
推論:滾動的球停出來,是磨擦阻力作用的結(jié)果。
③假設(shè):若沒有磨擦阻力,沿水平面滾動的球?qū)⑷绾芜\(yùn)動呢?
④猜想:若沒有磨擦阻力,球?qū)⒂肋h(yuǎn)滾動下去。
過渡:伽利略設(shè)計(jì)了一個(gè)雙斜面實(shí)驗(yàn)。
3.實(shí)驗(yàn)探究,得出推論
(1)雙斜面實(shí)驗(yàn)
左斜面固定,右斜面夾角可變。實(shí)驗(yàn)中我們設(shè)定小球一直從左斜面定位卡處由靜止釋放。
①固定右斜面,改變小球所受的磨擦牛頓第一定律教學(xué)反思不足,觀察小球上升的大高度如何變化。重復(fù)一次。
思索:
1.小球所受磨擦阻力的大小與小球上升的大高度之間有哪些關(guān)系?
2.磨擦阻力的大小與釋放點(diǎn)到上升的低點(diǎn)的高度差是哪些關(guān)系?
3.假若沒有磨擦,小球會上升到多高的地方?
②減小右斜面夾角,觀察小球沿斜面運(yùn)動的遠(yuǎn)距離如何變化。重復(fù)一次。
思索:
1.減少右斜面夾角,小球沿斜面運(yùn)動的遠(yuǎn)距離怎樣變化?
2.假若沒有磨擦,減少右斜面夾角,沿斜面滾動的遠(yuǎn)距離如何變化?小球?qū)⑸仙蕉喔叩牡胤剑?span style="display:none">8gR物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
③將右斜面放平,釋放小球,觀察小球的運(yùn)動。
思索:
1.假若水平木板足夠長,小球會停出來嗎?
2.假若沒有磨擦,水平木板足夠長,小球?qū)L到那里去呢?
實(shí)驗(yàn)事實(shí)
邏輯推理(無磨擦,右斜面足夠長)
右斜面固定
磨擦越小,球滾得越高
球?qū)L上原來的高度
減少右夾角
球沿斜面滾得越遠(yuǎn)
球沿斜面滾得越遠(yuǎn),仍然滾到原先的高度
放平右斜面
球滾得遠(yuǎn)
球?qū)⑷匀粷L動下去
過渡:現(xiàn)今通過動漫來模擬沒有磨擦阻力時(shí)小球的運(yùn)動。我們?yōu)閯勇淞艘欢螒騽 ?span style="display:none">8gR物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
(2)動漫模擬
(老師飾演伽利略,中學(xué)生飾演小球。)
伽利略:小球先生(小妹),倘若沒有磨擦,你會爬上哪些高度呢?
小球:我會乘坐夢想的階梯一步一步往上爬,直至爬上原來的高度。
伽利略;假如我減少右斜面的夾角,你就會爬到原先的高度嗎?
小球:夢想有多高,我就可以爬多高,只是我要走的路程更長了。
伽利略:假如我繼續(xù)減少右斜面的夾角呢?
小球:我心依然,只是又多了一段山水之程。
伽利略:假如我把右斜面放平,你就會為了自己的夢想而前行嗎?
小球:路漫漫其修遠(yuǎn)兮,吾將上下而求索。既然選擇了高度,留給世界的便只能是背影。
播放周杰倫的《蝸?!饭?jié)選:我要一步一步往上爬/在低點(diǎn)乘著莖稈向前飛/小小的天留過的淚和汗/總有三天我有屬于我的天
希望朋友們像小球一樣懷著夢想,順著人生的軌道一步一步往前行!總有三天,你有屬于你的天!
過渡:伽利略的雙斜面實(shí)驗(yàn)是一個(gè)理想實(shí)驗(yàn)。
(3)理想實(shí)驗(yàn)的魅力:
實(shí)驗(yàn)(事實(shí))+邏輯推理
通過可靠的實(shí)驗(yàn)事實(shí),加上合理的邏輯推理,得出規(guī)律的一種方式。
理想實(shí)驗(yàn)的魅力:實(shí)驗(yàn)不能實(shí)現(xiàn)的地方,思維往前一步。
這些技巧十分了不起!愛因斯坦是這樣評價(jià)的:伽利略的發(fā)覺以及他所應(yīng)用的科學(xué)的推理方式是人類思想偉大的成就之一,并且標(biāo)志著化學(xué)學(xué)的真正開端。這個(gè)評價(jià)實(shí)事求是,從亞里士多德到伽利略,經(jīng)歷了2000多年,數(shù)學(xué)學(xué)徘徊不前;從伽利略到愛因斯坦,只經(jīng)歷300多年,數(shù)學(xué)學(xué)的大樓初步構(gòu)建,大師輩出。這都得益于伽利略首創(chuàng)的實(shí)驗(yàn)研究方式。
過渡:通過雙斜面理想實(shí)驗(yàn),伽利略得出了推論。
(3)伽利略:若沒有磨擦阻力,沿水平面滾動的球?qū)⒂肋h(yuǎn)滾動下去。運(yùn)動不須要力維持。
回顧、思考:
①靜止的車、足球?yàn)楹芜\(yùn)動上去?
②運(yùn)動的車、足球?yàn)楹螘3鰜恚?span style="display:none">8gR物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
③力和運(yùn)動之間有哪些關(guān)系?
力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的誘因。
通感:運(yùn)動狀態(tài)是用哪些數(shù)學(xué)量描述?
車由靜止變?yōu)檫\(yùn)動,遭到了推、拉力;由運(yùn)動變?yōu)殪o止,遭到了磨擦阻力?;@球由靜止變?yōu)檫\(yùn)動,遭到了腳的力;由運(yùn)動變?yōu)殪o止,遭到了草地的磨擦阻力。
過渡:與伽利略同時(shí)代的波蘭科學(xué)家笛卡爾對他的觀點(diǎn)進(jìn)行了補(bǔ)充。
4.補(bǔ)充建立,產(chǎn)生定理
(1)笛卡爾的補(bǔ)充:除非物體遭到力的作用,物體將永遠(yuǎn)保持其靜止或運(yùn)動狀態(tài),永遠(yuǎn)不會使自己沿曲線運(yùn)動,而只保持在直線上運(yùn)動。這應(yīng)成為一個(gè)原理,它是人類整個(gè)自然觀的基礎(chǔ)。
笛卡爾補(bǔ)充了物體不受力時(shí)保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)。
過渡:1642年,伽利略去世,1643年牛頓在美國誕生。牛頓是人類歷偉大的科學(xué)家之一。主要貢獻(xiàn)有發(fā)明了微積分,發(fā)覺了萬有引力定理和精典熱學(xué),設(shè)計(jì)并制造了第一架反射式望遠(yuǎn)鏡等等。
牛頓在1687年出版的《自然哲學(xué)的物理原理》一書中提出了三條運(yùn)動定理。牛頓把伽利略、笛卡爾的正確推論總結(jié)成為牛頓第一定理,它是牛頓數(shù)學(xué)學(xué)的基石。
(2)牛頓第一定理:一切物體總保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài),除非作用在它前面的力促使它改變這些狀態(tài)。
過渡:如今我們來理解定理。
(三)理解定理,了解慣性
思索:牛頓第一定理中闡述的運(yùn)動和力的關(guān)系是如何的?
1.運(yùn)動和力的關(guān)系:力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的誘因。
物體不受力,保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài);運(yùn)動狀態(tài)變化,物體一定遭到力的作用。
思索:物體不受力時(shí)“總保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)”,這能不能通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證呢?
不能。因?yàn)椴皇芰ψ饔玫奈矬w是不存在的。許多阻力很小的現(xiàn)象可以幫助我們理解牛頓第一定理。
2.阻力很小的現(xiàn)象:冰球
從視頻可以看出,冰球在一段時(shí)間內(nèi)速率的大小和方向幾乎不變,直至碰上另一個(gè)冰球。
思索:定理中還闡述了哪些呢?
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