九年级牛顿第一定律教学案例

《牛顿第一定律》教学案例

教学目标：

知识目标：常识性了解伽利略理想实验的推理过程，了解牛顿第一定律。

能力目标：1、通过斜面小车的运动实验，培养学生的观察能力

2、通过实验分析，初步培养学生科学的思维方法（分析、概括、推理）

情感目标：1、通过科学史的简介，对对进行严谨的科学态度教育。

2、通过伽利略的理想实验，给学生以科学方法论的教育。

教学方法：控制变量法、实验推理法、情景问题法、实验探究法

教学用具：斜面、小车、毛巾、棉布、小红旗、木板、多媒体、实物投影仪

教学重点：通过对小四实验的分析比较得出牛顿第一定律。

教学难点：1、明确“力是维持物体运动的原因”观点是错误的。

2、伽利略理想实验的推理过程。

教学过程：

一、实验引入：

[演示1]：教师在桌面上用手推动粉笔盒，从静止开始慢慢向前运动，撤去推力，粉笔盒立即静止。

师：同学们在我做的这个实验中，你们看到了什么现象？

生1：粉笔盒原来是静止的，后来运动，最后又静止了。

生2：粉笔盒受力后由静止变为运动，力消失后又静止了。

教师分析：其实在日常生活中也有许多类似的例子，（如同学推桌子），从表面现象上看，“必须有力作用在粉笔盒上，才能让粉笔盒运动，如果没有力的作用，它就要停下来”即：粉笔盒的运动需要力来维持。于是，在希腊哲学家亚里士多德就根据这些现象总结出“物体的运动需要力来维持”。这种观点在历史上曾被沿用了两千多年。但是沿用两千多年的是否就一定正确呢？我们来看看下面的这个实验：

二、新课教学

[演示2]：在桌面上放一个小球，用力推它，小球滚动，手离开小球后，小球还滚动了一段距离才停下来。

师：哪位同学从这次的实验现象中发现了与前面实验现象不同的地方？

生1：小球在不受力的作用时仍移动了一段距离，最后受到阻力的的作用还是停下来了。

生2：前面用的是方形的，这次用的是球形的。

师：看来大家都观察得很仔细，非常好。从实验中我们可以知道：“小球在没有受到力的作用时仍可以移动。”即：物体的运动不需要力来维持，力是改变物体运动状态的原因。这个结论是两千年后的科学家伽利略提出的。这与亚里士多德的观点相矛盾，那么，这里有两个相互矛盾的观点，到底哪个是正确的呢？应用什么办法呢？

生：用实验探究法来确定。

师：好，现在就根据你们桌面上给的器材，四人一组，相互讨论，设计一个实验来探究“小车移动的距离与阻力大小有什么关系？”最先设计好的小组给同学们讲讲你们的实验方案。

小组1：让小车从斜面的同一高度自由下滑，在水平桌面上铺上不同的毛巾，棉布，木板，看小车在不同的表面移动的距离，用小红旗标出小车的位置，根据小车的不

同位置来判断什么表面对小车的阻力大或小。

师：考虑很仔细，还有其他小组要补充吗？

小组2：在实验过程中要用同一小车和同一斜面。

师：不错，补充得很完整。那么，用同一高度、同一小车和同一斜面的目的是什么呢？

生：这样可以保证小车在进入平面时的速度一样。

师：对，就是要让每次实验时小车在进入平面时的速度一样，这种实验方法叫什么呢？

生：控制变量法。

师：对，控制小车进入水平面时的速度相同，看小车在不同材料的水平表面移动的距离。

现在就请同学们根据你们设计的实验方案，完成探究内容。并做好实验数据的记录。

再根据三次实验的数据进行分析，进一步推理“在光滑水平面小车的运动情况会怎样？”。每个小组的成员做好分工，每个同学都动起手来，一起来完成这次探究。实验开始：

学生探究活动过程

教师在学生实验过程中巡视各小组的实验情况，对不会的小组进行引导，纠正实验中的错误操作。

附：实验记录表：

师：好了，各个小组都完成了实验，并进行了小组讨论和分析，那么现在我们来看看下面几个问题：（教师用多媒体展示问题：）

问题一：三次实验，小车最终都静止，为什么？

师：哪组的同学来回答？

小组3：小车停下来是因为受到了阻力的作用。

师：对，小车因为受到了阻力，速度越来越小，最后停了下来。

问题二：三次实验，小车运动的距离不同，这说明什么问题？

师：大家都在举手，看来都认真做了实验，并仔细进行了分析，很不错，希望以后大家都能这样，积极参与到我们的学习中来。

小组4：说明小车滑动的距离受阻力的影响。

师：不错，小车滑动的距离要受阻力的影响，那是怎样影响的呢，来看第三个问题。问题三：小车运动距离的长短跟它受到的阻力有什么关系？

小组6：表面材料越粗糙，产生的阻力越大，小车滑动的距离就越短。

师：很好，三次实验告诉我们，表面越光滑，阻力就越小，而小车滑动的距离就越长。

通过这三次实验，我们来想象一下，若表面更光滑，那么受到的阻力就更小，小车

运动的距离又会是怎样的呢？

（利用多媒体展示问题：）

问题四：若使小车运动时受到的阻力进一步减小，小车运动的距离将变长还是变短？

小组2：若小车运动时受到的阻力进一步减小，小车运动的距离将变长。

师：好，根据上面的实验及推理的想象，你们还可以推理出什么结论呢？

问题五：小车在光滑的阻力为零的表面，将会怎样运动？

生：将永远运动下去。

师：通过伽利略的实验和科学推理得出“运动的物体，如果受到的阻力为零时，它的速度将不会减慢，将以恒定不变的速度永远运动下去。”

师：后来，科学家迪卡儿在伽利略的基础上进行了补充：如果运动物体不受任何力的作用，不仅速度大小不变，而且运动方向也不变，将沿原来的方向匀速运动下去。

师：最后，伟大的科学家牛顿在前人的基础上进行补充：物体除了运动的以外，还有静止的，那么，静止的物体在没有受到外力作用时，保持什么状态呢？（将保持静

止状态）

师（引导学生概括）：现在我们来根据几位科学家的研究成果进行一下概括：一切物体在没有受到外力作用时，将如何呢？（对概括出大致意思的同学进行鼓励）

最后教师在学生概括的基础上引导学生进行总结：

一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持静止状态或匀速直线运动状态。

师：这就是牛顿第一定律。是实验加推理得出的结论。现在，同学们用两分钟的时间来记一记它的内容，并想想牛顿第一定律实用于什么范围？有什么条件？会出现什

么样的结果？

生1：范围是：一切物体。

师：对，不管是固体、气体，还是液体，静止的还是运动的，所有的物体都包括。

师：条件又是什么呢？

生2：在不受外力作用时。

师：不受外力什么时会出现什么样结果呢？

生3：静止或匀速直线运动。

师：即（多媒体展示）：

不受外力时不受外力时

静止物体静止运动物体匀速直线运动

教师进一步挖掘教材，让学生深该理解牛顿第一定律，同时做到前后知道的照应。

师：现在有一物体在做匀速直线运动，要让它继续运动，需要对它用力吗？

生：不需要

师：这说明什么呢？

生：物体的运动不需要力维持。

师：若我要让它停下来，需要怎样做呢？

生：对它施加力

师：原来运动的物体受到力的作用后，就静止了，这又说明了什么呢？

生：力是改变物体运动状态的原因。

师：今天我们的新课就到这里，现在我们一起来对本节课进行简要的总结：

三、巩固练习：

1、一物体放在桌面上，假设把所有的外力撤掉，物体将怎样？

2、古希腊学者亚里士多德曾给出这样一个结论-----物体的运动要靠力来维持。因为这

个结论在地球上不能用实验来直接验证，直到一千多年后，才有伽利略等人对他的结论表示怀疑，并用实验来间接说明。这个实验如图，他是让小车从斜面的同一高度滑下，观察、比较小车沿不同的平面运动的情况。