《牛頓第一定理》信息化教學設計教材以普通中學課程標準為依據。 教材分析 本部分的教學內容是牛頓三大定理中的“牛頓第一定理”,是中學生從運動學到動力學的過渡。 基于該定理,討論了運動與力之間的關系。 本節首先介紹四位科學家研究運動與力關系的思維方式,然后介紹牛頓第一定理的內容和物體慣性的概念,最后擴展慣性參考系的概念。 本課只是初步學習牛頓第一定理和慣性概念。 之后再學習牛頓第二定理和第三定理,最后將牛頓三定理系統化,讓中學生能夠深入掌握和理解。 學術情況分析 在中學學習牛頓三定理之前,中學生已經對小學的牛頓第一定理有了簡單的了解,并熟悉其內容。 重新接觸可以看作是對這個定理的鞏固、加深理解和加強應用,然后拓展一些沒有觸及的內容。 教學的優缺點應該放在理解人類認識“運動與力”關系的研究、思考、推理過程,學會識別現實生活中的慣性現象,學習常用的理想實驗方法在科學研究中牛頓第一定律得出方法,注重對知識的理解以及與生活的關系。 實際連接。 培養中學生分析問題的能力,必須能夠通過現象認識事物的本質,不經過研究分析就不能憑經驗推論。 正確理解力與運動的關系。 感受伽利略理想實驗之路,幫助中學生養成從不同角度比較研究問題的習慣,培養中學生的邏輯推理能力。
重點:理解力量和運動之間的關系。 通過實驗和現實生活中的例子,我可以進一步感受到力不是維持物體運動的原因,而是改變物體運動狀態的誘因。 難點:慣性與質量的關系。 以前中學生對質量的理解是物體所含物質的多少,但現在質量代表了慣性。 我們將通過實驗(視頻)和實例來突破困難。 教學用品多媒體平臺、自制理想斜面測試儀(帶實驗球)等。教學方式是根據信息化教學任務的要求。 本課注重實驗現象的邏輯推理,掌握理想化實驗條件的實驗思維,主要采用探究式教學方法獲得牛頓第一定理的內容,從而引申出慣性的含義,啟發式教學以院長法和問題討論法為輔。 教學過程 《牛頓第一定理》信息化教學設計創設情景,引入新課 1、在多媒體上向中學生展示兩張生活圖片: (1)警察要求司機系安全帶。 (2)部分車廂裝有氣簾。 2.說說手推硬幣的挑戰,整堆硬幣不翻。 為什么有些人從一堆硬幣中間取出一枚高硬幣,而將其他硬幣垂直放置而不翻轉? 硬幣都翻了? 3.首先讓中學生圍繞此類問題進行簡短的討論,對中學生發表的推論采取保留態度,暫時不予回應,以確定誰對誰錯。 和中學生一起走進本課內容,探究這些問題的正確答案。 回顧歷史,步入內容 1、讓中學生觀看多媒體實驗:使用雨傘車,小車前進; 停止用力,車就停了。
讓中學生思考這是為什么? 老師的結論是,有力的時候汽車就移動,沒有力的作用汽車就不動,也就是說,力是維持物體運動的原因,由此引出了科學家亞里士多德。 朋友們,我們想一想,亞里士多德得出的推論對嗎? 2.讓朋友們在自制的理想斜面測試儀上做實驗,球從相同高度、不同傾角的斜面落下,探索球的運動,總結實驗結果,然后向朋友展示實際情況多媒體上的伽利略理想斜面 根據與上述實驗類似的生活經驗,斯托特得出這樣的推論:物體必須受到力的作用,物體才能運動,如果沒有力,物體就會運動。保持靜止在一處。 這個論斷已經被維持了近兩千多年。 對《牛頓第一定理》資料教學設計的觀察又發現:每次將球從同一高度落下,軌道的傾角越小,球在斜坡上移動的距離就越長,但每次球可以上升到相同的高度。 如果不考慮摩擦力,即假設軌道是光滑的,小球仍然以相同的高度掉落在斜坡上,并給球以相同的初速度,這樣球在斜坡上移動的距離就變成隨著坡度變得越來越低。 ,最后達到同樣的高度。 這時,當斜坡是水平的時,因為球下落到達水平斜坡,此時斜坡沒有坡度,球永遠不會到達相同的高度,球仍然會滾下來。 永遠不要停滯不前。 此時,以小球為研究對象進行受力分析,發現小球沒有受到水平方向任何力的影響,但小球仍然沿水平方向運動。
可見,力不是維持物體運動的原因,也就是說,力不是維持物體速度的原因,因為球下坡時速度減小,而上斜坡時速度會減小,所以當斜坡是水平時,它會繼續以剛落在水平面上時相同的速度運動,即仍然會以勻速。 這就是著名的伽利略斜面實驗。 伽利略認為正是摩擦使人們誤入歧途。 當球沿著水平面滾動時,如果沒有摩擦阻力,球會永遠滾動,而不是滾動一定距離后停止。 《牛頓第一定理》資料教學設計 那么通過理想斜面實驗得到的推論,可以看出亞里士多德的推論是錯誤的,即力是改變物體運動狀態的誘因,而不是改變物體運動狀態的誘因來維持物體的運動。 愛因斯坦在這方面有一個遠見。 與伽利略同時代的科學家笛卡爾補充并確立了伽利略的觀點。 總結歷史,提出伽利略定理和笛卡爾的正確推論。 經過一代人的時間,牛頓總結出了動力學的基本定理。 愛因斯坦曾在福爾摩斯偵探小說中將一代又一代科學家探索自然奧秘的努力比作警察破案的過程。 在偵探小說中,有時明顯的線索會把人引向錯誤的地方,也就是說,基于經驗的判斷往往是不可靠的。 笛卡爾明確強調,除非物體受到力的作用,否則物體將始終保持勻速直線運動或靜止狀態,永遠不會沿著曲線運動,而只會保持直線運動。 《牛頓第一定理》資料教學設計 牛頓第一定理表明:物體具有保持原狀態勻速直線運動或靜止狀態的性質。 這些性質稱為慣性,因此牛頓第一定理也稱為慣性定理。
觀察和實驗表明,對于任何物體,當受到相同的斥力時,決定其運動狀態改變難度的唯一誘因就是其質量。 由此我們可以推出,描述物體慣性的數學量就是它們的質量。 質量只有大小而沒有方向牛頓第一定律得出方法,它是一個標量。 情景分析,加深對應用慣性定理和慣性定義所產生的兩個問題1和2的理解,進一步理解為什么小學中提到的質量是對慣性的一種判斷,而不僅僅是物體中所含物質的數量一個東西。 知識拓展 慣性參考系:在慣性參考系中,不受力的物體感覺處于靜止或勻速直線運動狀態,簡稱慣性系,是牛頓第一定理建立的參考系。 不是由相應的牛頓運動定理建立的參考系稱為非慣性系。 在研究地面物體的運動時,通常可以將地面視為慣性系,而其他相對于地面勻速直線運動的參考系也可以視為慣性系。 內容概要 力與運動的關系 力是改變物體運動狀態的誘因(區別:力不是維持物體運動的原因) 牛頓第一定理 所有物體始終保持均勻線性狀態運動或靜止狀態,除非作用在它前面的力導致它改變這些狀態。 慣性物體具有保持原來勻速直線運動狀態或靜止狀態的性質。 慣性參考系是牛頓第一定理建立的參考系。 課后鞏固完成課本題和習題的第一題、第三題,并檢查上節課小伙伴們的完成情況。 10.黑板設計 牛頓第一定理:所有物體總是保持勻速直線運動狀態或靜止狀態,除非作用在它前面的力促使它改變這些狀態。
《牛頓第一定理》信息化教學設計第四章牛頓運動定理第一節牛頓第一定理回顧歷史:亞里士多德-伽利略-笛卡爾-牛頓伽利略實驗:斜面實驗力與運動的關系:改變物體的運動狀態物體 牛頓第一定理:所有物體始終保持慣性:物體的一個屬性 慣性參考系:牛毅創建的參考系 作業:練習一、三 多媒體講座展示投影 11.教學流程圖 班主任開始創設場景,引導多媒體講義展示圖片,老師帶著朋友回顧歷史,尋找確切的激勵因素。 中學生們在多媒體教學設計中觀看了相應的神奇kt板《牛頓第一定理》。 思考亞里士多德的推論是否正確 中學生分組討論并向班主任匯報。 盡管如此,中學生仍不愿給出結論。 中學生拿出自制的理想斜面實驗裝置。 中學生進行實驗,觀察現象,總結實驗現象。 播放伽利略理想斜面實驗的Flash動畫Flash。 中學生再觀看、比較、總結,得到用力和動作的正確性。 關系,否定了亞里士多德的推論。 中學生思考、回顧伽利略的斜面實驗,辯證地認識力與運動的關系。 然后他們來到了牛頓第一定律、慣性以及慣性參考系的含義。 中學生觀看多媒體中的相應內容,思考解答課堂上介紹的引導問題中學生課后練習老師布置的練習,加深對本節“牛頓第一定理”概念的理解信息化教學設計 班主任評價總結 結束標志 講解 教學內容及班主任活動 中學生活動 學習媒體及中學生利用媒體進行 學習班主任進行評價與判斷