“牛頓第一定理”是普通中學課程標準實驗教科書教科版第三章“牛頓運動定理”第一節的教學內容,這一章的知識屬于動力學的知識,是研究力與運動之間的關系,只在懂得了動力學的知識就能依據物體所受的力確定物體的位置,懂得了速率變化的規律,才才能創造條件來控制物體的運動。牛頓三大運動定理作為動力學的核心內容,本節課的教學內容牛頓第一運動定理作為牛頓數學學的基石,首先對人類認識運動和力的關系作了歷史的回顧,側重介紹了伽利略研究運動和力的關系的思想方式及卓越貢獻,而后述說了牛頓第一定理的內容。為后續的牛頓運動定理的學習打下好的基礎。中學生早已學習了“運動的描述”、“探究勻變速直線運動”和“研究物體間的互相斥力”,把握了描述運動的數學量,并用這種化學量去描述運動和運動的一些規律,以及力的基本知識,懂得了怎樣通過物體的運動狀態對物體進行受力剖析的基礎上,曉得了力和運動有著密切的聯系。因而為探究力與運動的關系做好了思想打算。1.知識目標:(1)曉得伽利略“理想實驗”的裝置,了解伽利略以事實實驗為基礎,將實驗與邏輯推理相結合的思想方式。(2)曉得運動不須要力來維持,力是改變物體運動狀態的誘因。(3)把握牛頓第一定理。
2.能力目標:(1)針對中學生對運動的片面認識“物體運動必須有力的作用”實行先破后立的方式。(2)中學生親身感受以實際實驗為基礎,將實驗與邏輯推理相結合得出推論(運動不須要力來維持)的思想方式。3.情感心態與價值觀目標:(1)通過對科學史的簡介,對中學生進行嚴謹的科學心態教育。針對學情及重點、難點,采用問題設疑法、實驗法、談話法、講解法、推理法相結合。開辦一堂科學探究課,在突破難點,產生重點的同時,通過演示實驗和自主探究實驗來培養中學生自主、合作、探究學習的能力。班主任活動中學生活動設計意圖打算教具:斜面、粉筆盒貨車、毛巾、棉布、標志物、木板、多媒體、實物投影儀預習,熟悉實驗教具提升中學生的動手能力上面我們學習了如何描述運動以及運動的一些規律,而且沒有進一步討論物體為何會做這些或那個運動,要討論這個問題,就必需要曉得運動和力的關系,這么這節課就一上去探究力和運動的關系。[演示1]:班主任在桌面上用手推進粉筆盒,從靜止開始漸漸往前運動,撤掉推力,立刻靜止。回答問題:物體原先是靜止,如今要讓它運動,我們應當如何辦?停止使勁,物感受怎樣呢?中學生回答:物體受力都會運動,物體不受力就停止。出謬誤:力是維持物體運動的誘因(亞里士多德觀捉住中學生的好奇心,讓中學生帶著問題走入課堂,迸發中學生的學習興趣和學習動力(一)創設生活情景,引起認知沖突假如我們不去推原先靜止的,它就不會運動;運動后,假若不繼續推它,它都會停出來,你贊同他的觀點嗎?師:演示重現情景,處于靜止狀態,水平方向有沒有受力?師:現往前推進靜止的牛頓第一定律是什么之間的關系,變運動,撤掉推力,粉筆盒停下,沒有力物體不能運動。
你同意朋友甲的觀點嗎?同意的請舉手;不同意的舉手。師:這觀點究竟對不對呢?早在2000多年曾經,古埃及的世界唐代史上最偉大的哲學家、科學家和教育家之一亞里士多德憑直覺覺得:假如有力作用在物體上,物體能夠運動。沒有力的作用,物體就停出來。力是維持物體運動的誘因。師:昨天有朋友不同意這說法,肯定有自己的道理,誰來談談自己的想法?師:你能不能從生活中舉一個事例說明你朋友甲得出:沒有力物體就不能運動。生:沒有。有的朋友舉手,有的朋友沒有舉手。認真聽講思索,并做筆記生:運動的物體,不推它牛頓第一定律是什么之間的關系,不是馬上停出來的,用問題吸引中學生,引起思索的觀點?師:挺好,還有誰再想說明的?師:挺好,生活中我們看見好多這種情景(看視頻),如騎單車,腳不踩腳踩板,車還在往前。手不再傘車,車還在運動。可見,沒有力,物體能夠運動。師:但最終,運動的物體速率漸漸減少,停出來,這是為何呢?師:對了,運動的物體停出來,不是不受力,而是遭到力,遭到的是阻力,妨礙運動,速率變小,最后停出來了。朋友們勇于挑戰權威,在科學的歷程中,伽利略(是偉大的俄羅斯化學學家和天文學家,科學革命的先驅)發覺了不易直覺的磨擦阻力,提出:物體的運動不須要力來維持,運動之所以會停出來,是由于遭到磨擦阻力。
推翻了亞里士多德這一錯誤觀(二)創設問題情景,引出探究話題師:剛剛朋友舉例,籃球踢出去,腳不再施力,球還在往前滾。假如籃球一次在草地上滾動,一次在水泥地上滾動,哪一次速率降低得快?哪一次運動得遠?為何?師:假如水平面阻力更小呢?師:看來阻力對物體運動有影響,我們就進一步探究這個話題。探究:阻力對物體運動的影響小組討論,全班交流展示。哪些要以同樣的速率開始運動?生:控制變量進行研究。還在運動。生:踢橄欖球,籃球滾動,腳不再施力,球還在往前滾。生:打出去的球會繼續往前運動。制動后車輛不是馬上停出來的。生:受到阻力。認真聽講,并做筆記生:草地上阻力大,物體速率降低得快,馬上停下。水泥地上阻力小,運動得遠。中學生通過直觀的現象,可以對實驗結果有清楚的印象,加深中學生對知識點的理解師追問:如何控制貨車開始速率一樣?師:如何辦?(示意一個斜面)師:挺好,桌子下有斜面,請掏出來。還有哪些補充?就根據大家設計的方案進行實(三)貫串史實情景,闡明牛頓第一定律師:如何理解定理內容,應捉住這些關鍵詞?請中學生思索后,小組交流,全班展示。件:一切物體,不受力。推論:總保持勻速直線運動狀態或靜止狀說明:“一切物體”指宇宙天地間所有物體,“沒有力的作用”是理想情況,“或”指哪些時侯勻速直線運動,哪些時侯靜止,要看原先的狀態。
這一定理是在實驗的基礎上科學推理下來,不是實驗的直接結果。世界上沒有真正不受力的物體,但大量的事實可以推證這一定理是正確的。物體遭到平衡力時,互相斥力相互抵消,相當于不受力,總是保持勻速直線運動或靜止狀態。生:網球會滾得更遠。生:猜想——阻力小,運動得遠。生:不同水平面的材料,改變阻力大小,讓同一輛車以同樣的速率開始運動,記下停下的位置,比較路程長短生1:用同樣的力推貨車。生2:反對,我們用同樣的力推做不到.生:可以用一個斜面。(中學生很機靈)讓它從斜面同一高度滑下,抵達水平面的初速率相等。認真聽講,積極思索討論可以加深中學生對知識的理解,有自己的看法。總結,讓中學生加深記憶1、牛頓第一定理的內容:一切物體在沒有遭到外力作用的時侯,總保持靜止狀態或勻速直線運動狀2、“牛頓第一定理”表達的是物體不受外力時的運動規律。3、物體的運動不須要力來維持。4、“牛頓第一定理”不是實驗定理,而是在實驗的基礎上推理概括下來的。本節內容其實是中學生學習過的內容,并且通過歷史史實回顧結合觀察調動了中學生的學習興趣,使中學生敢于自覺發言,積極參與問題探究。自學討論過程中使中學生了解科學問題是如何提出的,相應的概念和定理是怎樣萌生、提煉和發展的,可以幫助學生理解相關知識的本質和內涵,并得到化學思想上的升華。牛頓第一定理適用性的闡述學習,使中學生對該定理的理解更進一步,對科學的學習興趣也會進一步增強。因而使課堂教學順利、高效完成