牛顿运动定律优秀教案教学提纲
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牛顿运动第一定律
教学目的:
1.知道亚里士多德、伽利略等对力和运动的关系的不同认识,了解伽利略的理想实验及其推理和结论,认识理想实验是科学研究的重要方法;
2.理解牛顿第一定律的内容和意义;
3.掌握惯性的概念,会应用惯性解释自然现象;
4.通过问题的分析和研究感悟科学研究的方法和规律。
重点难点:牛顿第一定律的理解和应用
教材处理:将教材第一节部分内容渗透到牛顿运动第一定律的教学过程中,并且在本章的教学过程中不断渗透其思想方法,通过不断深入的理性思维引导,提升感悟认识。
课型:规律建立课
教学方法:以讲授为主,调动学生观察与思维体验
手段:利用手边的钥匙做演示实验,多媒体辅助教学
教学过程
引入: 公共汽车急剎车, 一位男士踩到了一位女士, 女士很生气说:”瞧你这德性.”男士回答:”不是德性, 是惯性.”老师提问:”什么是惯性呢?”
教师演示实验,学生观察实验——引导学生体会、思考力与运动的关系:使一串钥匙:竖直上抛、使其摆动、使其圆周运动,
提出思考问题:为什么小球的运动过程不一样?
学生观察后绝大多数答案:小球受力情况不同。
教师变换条件,演示实验,学生观察实验——引导学生思考,感悟力不是决定具体运动形式唯一因素。
使同一串钥匙落体、上抛、平抛、斜抛
问题:小球受力情况是否相同?
答案:均只受重力
问题:为什么小球的运动过程不一样?
学生对比两次实验,深刻思考反思,有学生说到有惯性!
教师肯定,并且强调初始状态不同。
教师引出新课题:
运动学(kinematics)
——只研究物体怎样运用而不涉及运用与力的关系的理论;
动力学(dynamics)
——研究运动和力的关系的理论。
教师调动学生:
让我们走进牛顿的世界
“大自然和他的规律深藏在黑夜里
上帝说让牛顿出世吧
于是一切就都在光明之中”
——牛顿的墓志铭
第三章牛顿运动定律之牛顿第一定律
牛顿定律——整个动力学的基础
教师讲解:一个基本问题,几千年来,因为它太复杂而含混不
清,这就是运动问题。
探究问题:物体运动的原因究竟是什么?
人们的直觉经验:力是维持运动的原因
古希腊的哲学家亚里士多德(公元前384-322年):
——“一切运动的物体必定受某物的驱动”,外力是物体产生并维
持运动的原因
古希腊的哲学家亚里士多德所著《物理学》一书中认为:机械运动有自然运动和机械运动,如马拉车行驶,奴隶曳船行驶,这些运动必须要劳动者,即运动必须有外力维持,否则就
归于静止。他认为“一切运动的物体必定受某物的驱动”。千百年来人们都相信亚里士多
德的说法:外力是物体产生并维持运动的原因。
强调亚里士多德分析与认识问题的方法:根据对现象的观察、直觉推理得到结论。
提出思考问题:你是否同意亚里士多德的观点:力是维持物体运动的原因,速度本身标志
着是否有力作用在物体上?
同学已经有足够的经验、知识、说“不”!
一、伽利略——理想实验的魅力
回顾问题:关于力,伽利略断言了什么?
伽利略认为将人们引入歧途的是摩擦力的存在。
提出假设请学生想象与思考,假如没有了摩擦会怎么样?
教师随手演示,仍然使一串钥匙摆动,观察其经历——几乎摆上初始高度。或许就是这样的观察经验,使伽利略设想了理想实验。
斜面实验——课件模拟。
引导观察和思考,伽利略理想实验经验与推论:理想条件下,小球可以达到原来等高位置;倾角越小,会运动得更远;
假如水平,小球将永远运动。
设小球释放的高度不同,在水平面上的速度不同,但是没有使物体减速的原因,物体
会保持达到最低点的状态(速度)运动。
推论:力不是维持运动的原因(不是维持速度的原因),而是改变物体的运动状态(改变速度)的原因。
视频:沙弧球——在摩擦作用非常弱时,沙弧球运动距离被极大地放大了。为伽利略——理想实验推论提供体验性支持。
视频:保龄球以强烈的势头冲向目标——多次重复,请学生寻找冲力?同时对前面协和号问题得到统一认识——运动不需要力维持
引导总结“伽利略与亚里士多德观点的分歧在什么地方”?
笛卡儿:除非物体受到外力的作用,物体将永远保持静止或运
动状态,永远不会使自己沿曲线运动,而只是保持在直线上运动。
他认为这应该作为一个原理加以确立,并且使人类整个自然观
的基础。
二、牛顿第一定律(Newton first law of motion)
一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态
引导对第一定律的深刻析、讨论:
如何理解“一切物体”?
不论物态如何、不论状态如何、不论什么位置——一反几千年束缚人们思想概念的教会观点——天上与地面的物体遵从不同的规律。
“除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态”
——肯定了力的真正作用——改变物体的运动状态,而不是维持物体的运动状态。
强调:物体运动状态变化的特征表现是什么?
“位置”和“速度”是描述物体运动状态的物理量,物体运动状态的变化主要表现为速度的变化
“总保持匀速直线运动状态或静止状态”强调物体具有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质——惯性
惯性(inertia):物体保持匀速直线运动状态或静止状态性质
物体本身的本能。