牛頓第一定理實驗教學教案 教學目標 知識目標：認識牛頓第一定理，用常識了解伽利略理想實驗的推理過程。 能力目標： 1、通過傾斜卡車實驗培養(yǎng)中學生的觀察能力。 2.通過實驗分析，初步培養(yǎng)中學生的科學思維方式（分析、概括、推理）。 情感目標： 1、通過科學史的介紹，教育中學生具有嚴謹?shù)目茖W心態(tài)。 2.通過伽利略的理想實驗牛頓第一定律指出，給中學生一條科學的教育理論之路。 教學建議 本課的重點是明確無力時物體的運動定律，即牛頓第一運動定律。 教學方法建議 1、中學生學習牛頓第一定理的困難在于錯誤地認為現(xiàn)象的本質被生活經(jīng)驗所掩蓋，物體的運動是力的結果。 如果你推動一個物體，它就會移動，如果你不推動它牛頓第一定律指出，它就會停止。 中學生要想破除這些誤區(qū)，首先要區(qū)分運動和運動變化，樹立由靜到動、由動到靜的“運動狀態(tài)變化”的概念。 這是為了澄清力和運動之間的關系。 重要伏筆。 其次，通過實驗建立了“力是改變運動狀態(tài)的誘因”的概念。 然后用推理構建“不受力作用下運動狀態(tài)不變”的概念 2、通過圖9-1，演示實驗的比較、分析、綜合、推理是本課的核心，可以教育中學生關于簡單的科學推理能力。 在這個演示實驗中，可以通過設計不同的問題來滲透研究。 3、本課可以按照人類認識知識的順序來組織教學，讓中學生體驗認識規(guī)律的過程，對中學生進行學習的歷史教育。
亞里士多德的觀點——伽利略的研究——笛卡爾的補充——牛頓的總結。 教學設計實例 牛頓第一定理教學重點：通過卡車實驗的分析比較，得出牛頓第一定理。 教學難點： 1、闡明“力是維持物體運動的原因”是錯誤的。 2、伽利略理想實驗推理過程教學用品：斜面、卡車、浴巾、亞麻布、玻璃板、微型計算機、物體投影、大型投影電視。 教學過程 1.實驗介紹：批判亞里士多德的觀點 【演示1】將鐵塊（或橡皮擦）推到桌子上，從靜止開始逐漸向前移動。 當推力撤去時，鐵塊立即停止。 類似的現(xiàn)象還有很多，（比如推椅子）。 從表面上看，這種現(xiàn)象“必須有一個力作用在物體上，才能使物體繼續(xù)運動。沒有力的作用，物體就會停止運動”。 即：橡皮擦的運動需要推力來維持。 因此，古埃及哲學家亞里士多德根據(jù)這一現(xiàn)象得出結論：“物體的運動需要力來維持”。 這些觀點在歷史上已經(jīng)被遵循了2000多年，但是如果被遵循了2000年就一定是正確的嗎？ 可能有人表示懷疑或者有人認為不對，但沒有理由說服別人。 【演示2】推動桌面上的鐵塊（或橡皮擦），使其從靜止狀態(tài)向前移動，用力推動，鐵塊向前移動一定距離后停止。 分析：推力撤了，但運動仍然向前，這與亞里士多德的觀點不一致。 分析：鐵塊：靜——動——靜。 兩個過程中都存在力嗎？ 在這兩個過程中，力的作用是維持原來的運動狀態(tài)還是改變運動狀態(tài)？ 教授新課： 1.規(guī)律總結過程方法 1.班主任指導伽利略的貢獻：理想實驗【演示】（通過物理投影儀在大電視上反映實驗過程） 設備介紹 實驗前提：每個實驗需要從斜坡上同一高度下降，為什么？ 實驗過程：讓球從同一坡度的同一位置滾下，然后分別在浴巾、棉布、玻璃的表面上移動，記錄每次停止時球的位置。
標記了哪些位置？ （停止的位置） 實驗記錄： 實驗次數(shù) 表面材料的電阻較小。 滑動距離很理想。 光滑表面的阻力為零且長度無窮大。 實驗分析：三個實驗，卡車終于停了下來，為什么？ 三個實驗中，卡車的移動距離不同。 這說明什么問題？ 球行進的距離和它遇到的阻力之間有什么關系？ 如果卡車遇到的阻力進一步減小，卡車行駛的距離會變長還是變短？ 根據(jù)前面的實驗和推理思路，還可以推出哪些推論呢？ 推理：小球在零阻力的光滑表面上如何運動？ 實驗推演：通過伽利略的實驗和科學推理，得出“如果運動物體遇到的阻力為零，它的速度就不會減弱，它將永遠以勻速運動”的結論。 也就是說，它以恒定的速度移動。 【微機模擬實驗】：伽利略理想實驗簡介笛卡爾補充如果運動的物體不受任何力的影響，除了速度保持不變，但運動方向也保持不變，它將繼續(xù)以勻速運動沿著原來的方向。 牛頓的成就：補充和概括分工：物體不僅是運動的，而且是靜止的。 那么，靜止物體在不受外力作用時保持什么狀態(tài)呢？ （牛頓補充：會保持靜止） 老師（指導中學生總結）：我們已有伽利略的研究成果，還有笛卡兒、牛頓的補充。 我們來總結一下兩者：所有物體在外力作用時會發(fā)生什么？ （鼓勵總結出大概意思的朋友） 引言：牛頓抓住機會，總結了著名的牛頓第一運動定理。 在指導下，我自己完成了傾斜卡車實驗，并根據(jù)現(xiàn)象分組討論，從亞里士多德的角度闡明了問題的癥結。 實驗推論是由中學生互相補充確定的。
2、定理分析 定理成立條件：不受外力作用，運動規(guī)律：始終保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)。 老師（針對題目介紹實驗）：回想一下我們最初的實驗，有一個推力橡皮在動，把推力橡皮移開就停止了。 從表面現(xiàn)象推斷運動需要力來維持是錯誤的，但這些現(xiàn)象是絕對正確的。 擺在我們面前，如何才能用牛毅的觀點正確解釋這一現(xiàn)象呢？ 3、鞏固練習 A、可以做驗證牛頓第一定理的實驗，所以慣性定理是正確的。 B． 無法做驗證牛頓第一定理的實驗，因此不能保證慣性定理正確 C. 無法做驗證牛頓第一定理的實驗，但可以在此基礎上進一步科學推理得到慣性定理事實D. 驗證牛頓第一定理的實驗現(xiàn)在好像做不了，但是總有三天的時間可以通過實驗驗證。 4.總結 人們需要很長時間才能理解物體的運動規(guī)律。 物體在無力時的運動定律是經(jīng)過亞里士多德近兩千多年的禁錮人們思維和伽利略的科學推理后，最終由牛頓總結出來的。 牛毅的重要貢獻是：1）力不是維持物體運動的原因，2）力是改變物體運動狀態(tài)的原因。 5.作業(yè)：閱讀本節(jié)教材，探索牛頓熱力學的構建 【組織方式】個人或自由團體 【活動目的】牛頓熱力學的構建不是牛頓一個人的功勞，而是眾多科學家努力的最終結果工作。 查看資料 了解牛頓熱力學的構建過程和牛頓熱力學體系。
【活動流程】制定查閱、查找方法； 收集相關材料； 分析材料并得出一些推論； 寫論文； 與其他小組交流。 【備注】 1、網(wǎng)上查找的資料必須有學習過程的記錄。 2.與其他會員溝通。 傾斜卡車實驗再學習 【組織方式】個人或自由團體 【活動目的】利用不同的物體表面，通過實驗探索加深對伽利略推理思維的理解。 【活動流程】制定實驗計劃； 設計設備； 實驗并記錄現(xiàn)象，分析數(shù)據(jù)并得出一些推論； 與老師做的實驗比較異同； 與其他小組交流。 【備注】1． 必須有完整的過程記錄。 2.與其他會員溝通。 教案解讀：教案一開始就明確提出了本堂課教學的立體目標。 明確本堂課要傳授的知識。 之后我會詳細講述這堂課的教學方法以及教學過程中應該注意的各種細節(jié)。 教學過程首先通過實驗引入，攻擊亞里士多德的觀點。 通過兩個實驗的演示，并向中學生提出各種疑問，啟發(fā)中學生，總結規(guī)律過程，并得出實驗推論：通過伽利略的實驗和科學推理，得出“如果一個移動的阻力物體為零，它的速度就不會減弱，它會永遠以勻速運動。” 即勻速。教材首先通過回憶和思考提出問題：如果物體不受力會發(fā)生什么？通過卡車在不同表面上運動的演示實驗，中學生可以直觀地看到其中的關系物體的移動距離和阻力大小之間的關系，并制定解釋伽利略推理的計劃。
之后會描述伽利略的推理方法以及通過推理得到的推論，然后介紹笛卡爾對伽利略結論的補充，最后介紹牛頓總結的牛頓第一定理。 這種讓中學生理解定理的方式是基于很多人的研究，正如牛頓所說：“如果我能看得更遠，那是因為我站在巨人的肩膀上”。 最后強調一下，牛頓第一定理不是實驗定理，而是通過科學推理的手段總結出來的。 定理是否正確必須通過實踐來檢驗。 科學教育中學生。 04 化學 賴新平