牛頓第一定律教案設(shè)計(jì)
�。ㄒ唬┙虒W(xué)目的
1．知道慣性定律，常識(shí)性了解伽利略理想實(shí)驗(yàn)的推理過(guò)程．
2．通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析，初步培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維方法．
（二）重點(diǎn)與難點(diǎn)
重點(diǎn)：牛頓第一定律
難點(diǎn)：伽利略理想實(shí)驗(yàn)的推理過(guò)程．
�。ㄈ┙虒W(xué)過(guò)程
1．引入新理
師：力能使靜止的物體運(yùn)動(dòng)起來(lái)，力又能使運(yùn)動(dòng)物體速度增大或減小，還可以改變物體運(yùn)動(dòng)的方向，物體不受力又怎樣呢？從這節(jié)課開(kāi)始，我們就來(lái)研究有關(guān)力和運(yùn)動(dòng)的一系列問(wèn)題．
[板書(shū)1]第九章力和運(yùn)動(dòng)
2．新課教學(xué)
師：請(qǐng)同學(xué)們觀察實(shí)驗(yàn)
[實(shí)驗(yàn)1]靜止在木板面上的小車(chē)．
師：小車(chē)處于什么狀態(tài)？
生：靜止．
師：靜止的小車(chē)，水平方向不受推動(dòng)和拉力的作用，它將會(huì)怎樣？
生：永遠(yuǎn)處于靜止．
[實(shí)驗(yàn)2]如圖1所示，小車(chē)受水平拉力作用時(shí)．（讓小車(chē)運(yùn)動(dòng)一段距離后立即用手使它靜止下來(lái)）
師：觀察小車(chē)的狀態(tài)發(fā)生怎樣變化？
生：由靜止到運(yùn)動(dòng)．
[實(shí)驗(yàn)3]如圖1．繼續(xù)實(shí)驗(yàn)2，鉤碼使小車(chē)水平運(yùn)動(dòng)后，用手托住下落的鉤碼．小車(chē)失去水平拉力后，繼續(xù)向前滑行一段距離停止．
師：你看到什么現(xiàn)象？
生：小車(chē)?yán)^續(xù)運(yùn)動(dòng)一段距離后才靜止．
師：小車(chē)運(yùn)動(dòng)一段距離后，變?yōu)殪o止的原因是什么呢？
生：受到木板的摩擦阻力作用．
師：是不是這樣呢？請(qǐng)大家繼續(xù)觀察下面實(shí)驗(yàn)．
[實(shí)驗(yàn)4]用同一小車(chē)分別（三次）從同一斜面不同的高度自由滑向相同的平面，記下三次小車(chē)靜止在相同水平面上的位置．如圖2(A)、(B)、(C)所示．
師：哪一次水平滑行距離最短？
生：第一次．
師：為什么？
生：小車(chē)在斜面上高度最小，它在水平面上開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)速度最�。ê蟀刖湓�(huà)學(xué)生回答不出來(lái)，第一次可由老師說(shuō)）．
師：哪一次水平滑行距離最長(zhǎng)？
生：第三次．
師：為什么？
生：小車(chē)在斜面上高度最大，它在水平面上開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)速度最大．
師：同理如果小車(chē)三次處于同一斜面、相同高度，自由滑向水平面，小車(chē)在水平面上開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的速度大小會(huì)怎樣呢？
生：相同．
師：（介紹牛頓第一定律演示裝置）這是一個(gè)斜面，把它放在講臺(tái)桌上．（如圖3所示．）
[實(shí)驗(yàn)5]讓小車(chē)分別三次從同一斜面的相同高度自由滑下，觀察小車(chē)在不同材料的水平面上運(yùn)動(dòng)的情況．（在桌面鋪上毛巾、棉布．）
師：哪次小車(chē)在水平面上運(yùn)動(dòng)距離最短，為什么？
生：第一次（或最上面那一次）．表面材料是毛巾，阻力最大，滑行距離最短．（在學(xué)生回答過(guò)程中，填寫(xiě)表1第一行前三項(xiàng)）
師：很短距離，速度變?yōu)榱悖俣茸兓炷�，還是慢呢？
生：最快．（填寫(xiě)表1第一行最后一項(xiàng)）
師：第二次實(shí)驗(yàn)的情況如何，大家一起填表1的第二行．
生：棉布、阻力較大、滑行距離較長(zhǎng)、速度變化較快．（填寫(xiě)表1第二行）
師：第三次實(shí)驗(yàn)的情況如何；大家一起填表的第三行．
生：桌子表面、阻力較小、滑行距離長(zhǎng)、速度變化較慢．（填寫(xiě)表1第三行）
師：假定我們做第四次實(shí)驗(yàn)，水平表面用玻璃板，玻璃板的阻力比木板小，實(shí)驗(yàn)結(jié)果會(huì)怎樣呢？（填寫(xiě)表1第四行前兩項(xiàng)）
生：小車(chē)滑行的距離長(zhǎng)，速度變化最慢．（填寫(xiě)表1第四行后兩項(xiàng)）
師：假定我們還能找到某種材料，對(duì)小車(chē)的阻力比玻璃板還小，最最小，來(lái)做水平表面的材料，實(shí)驗(yàn)結(jié)果又會(huì)怎樣呢？
生：那么小車(chē)滑行距離就更長(zhǎng)，最最長(zhǎng)，速度變化最最慢．
師：大家一起來(lái)填表1第五行（見(jiàn)表）
師：假如水平表面對(duì)小車(chē)沒(méi)有阻力，實(shí)驗(yàn)結(jié)果又會(huì)怎樣呢？
生：小車(chē)永不停止地運(yùn)動(dòng)下去！
師：一起來(lái)填表1的第六行．（見(jiàn)表）
表1
師：大家注意這個(gè)表格的前三行我們是做了實(shí)驗(yàn)的．第四、五行沒(méi)有做實(shí)驗(yàn)，只是根據(jù)前三行的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，加上邏輯推理得出來(lái)的結(jié)論．雖然沒(méi)有做實(shí)驗(yàn)，但是在正確實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上加上正確的推理，得到的結(jié)論也是正確的．
大家再仔細(xì)琢磨表的第六行，它和第四、第五行有什么不同．
生：沒(méi)有阻力，而第四、五行還有阻力，只是一次比一次�。�
師：非常正確，邏輯推理就是這樣進(jìn)行的．阻力逐漸變小，實(shí)驗(yàn)結(jié)論如何呢？阻力沒(méi)了，結(jié)果又會(huì)怎樣呢？
師：沒(méi)有阻力的平面叫做理想光滑的平面，實(shí)際上并不存在．第六行的結(jié)果就是理想實(shí)驗(yàn)，實(shí)際上不存在，是在正確實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上正確推理得出來(lái)的．
師：這種建立在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過(guò)邏輯推理得到理想狀況下的結(jié)論，也是研究物理的一種方法．
300多年前著名的物理學(xué)家伽利略就是這樣通過(guò)實(shí)驗(yàn)推理得出來(lái)物體不受阻力將如何運(yùn)動(dòng)的．
師：誰(shuí)給大家朗讀書(shū)第104頁(yè)倒數(shù)第三段？
生：（讀課文略）
師：大家把這段倒數(shù)第三行“如果表面絕對(duì)光滑……運(yùn)動(dòng)下去”．畫(huà)下來(lái)．
師：法國(guó)科學(xué)家笛卡兒，又對(duì)伽利略的結(jié)論作了補(bǔ)充，他是怎樣說(shuō)的，請(qǐng)一位同學(xué)讀教材第104頁(yè)倒數(shù)第二段．
生：（讀課文略）．
師：大家從此段的倒數(shù)第三行“如果運(yùn)動(dòng)物體……運(yùn)動(dòng)下去”．畫(huà)下來(lái)．
師：笛卡兒的說(shuō)法和伽利略的說(shuō)法有什么不同？不同又說(shuō)明了什么？
生：笛卡兒把伽利略的“物體受到的阻力為零”改為“物體不受任何力的作用．”說(shuō)明，不是僅僅限于阻力了，而是任何力．
師：再后來(lái)英國(guó)的科學(xué)家總結(jié)了伽利略等人的研究成果，概括出一條重要的物理定律．叫做牛頓第一定律．
[板書(shū)2]
一、牛頓第一定律
一切物體在沒(méi)有受到外力作用的時(shí)候，總保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)．牛頓第一定律．
師：牛頓的結(jié)論和伽利略、笛卡兒的結(jié)論有什么不一樣？
生甲：牛頓和伽利略的結(jié)論比較有兩點(diǎn)不同：第一把阻力為零，改為不受作用力；第二伽利略結(jié)論中無(wú)保持靜止?fàn)顟B(tài)．
生乙：牛頓和笛卡兒結(jié)論比較，增加了保持靜止?fàn)顟B(tài)．
師：現(xiàn)在給大家2分鐘，看誰(shuí)最先把牛頓第一定律內(nèi)容背下來(lái)．
生：（背誦略）
師：大家看牛頓第一定律都說(shuō)了些什么？定律的研究對(duì)象是（板書(shū)3(1)前半部分）
生：一切物體．（板書(shū)3(1)后半部分）
[板書(shū)3(1)](1)定律的研究對(duì)象一切物體．
師：一切物體的意思是包括固體、液體和氣體．
師：定律成立的`條件是（板書(shū)3(2)中的前半部分）
生：不能受外力作用．（板書(shū)3(2)中后半部分）
[板書(shū)3(2)](2)定律成立的條件不受外力作用．
師：誰(shuí)不能受外力作用？
生：研究的物體．
師：定律的結(jié)論是（板書(shū)3(3)中的前半部分）
生：物體總保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)．（板書(shū)3(3)中后面部分）
[板書(shū)3(3)]
(3)定律的結(jié)論總保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)．
師：有同學(xué)把結(jié)論中的“或”讀成“和”把“或”改作“和”對(duì)嗎？
生：不對(duì)．
師：非常好，你能繼續(xù)說(shuō)一下為什么不對(duì)嗎？
生：一個(gè)物體不可能同時(shí)存在兩種狀態(tài)，它要靜止，就不可能做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)．所以不能用“和”字．
師：大家同意他的看法嗎？（在板書(shū)2中的“或”字下加點(diǎn)）
師：定律中“總保持”的含義是什么呢？
生：好像是不改變的意思．
師：你能給大家舉例說(shuō)明嗎？
生：剛才第一個(gè)實(shí)驗(yàn)中小車(chē)在水平板上，不受鉤碼的拉力，原來(lái)靜止，后來(lái)仍然靜止．而由斜面滑下的小車(chē)，在理想平面上原來(lái)做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，后來(lái)仍然做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)．
師：誰(shuí)能再舉出一些事例？
生：放在桌上的書(shū)，停在車(chē)站上的汽車(chē)，假如沒(méi)有別的物體推拉它們，它們?cè)瓉?lái)靜止就永遠(yuǎn)靜止下去，在地面上踢出去的球，假如地面和空氣對(duì)它沒(méi)有阻力作用，原來(lái)做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的球，永遠(yuǎn)勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)下去．
師：他說(shuō)的大家同意嗎？
生答：同意．
師：可見(jiàn)“總”字體現(xiàn)了“恒”，“或”字體現(xiàn)了不是靜，就是動(dòng)．（在板書(shū)2中的“總保持”三個(gè)字下加點(diǎn)）
師：物體不受力的時(shí)候，它后來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)由什么決定呢？
生：由它原來(lái)狀態(tài)決定的．
3．鞏固練習(xí)
1．打出投影片
(1)已知某物體沒(méi)有受到外力作用，那么該物體可能處于怎樣的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)？為什么？
(2)在什么條件下，物體一定處于勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)？
(3)在什么條件下，物體一定處于靜止?fàn)顟B(tài)？
師：同學(xué)們想一想，互相議論議論，然后回答．
生：物體可能處于靜止?fàn)顟B(tài)，也可能處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)．
師：為什么？
生：因?yàn)榕ｎD第一定律說(shuō)一切物體不受外力作用時(shí)，總保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)．題目中沒(méi)有說(shuō)明物體原來(lái)是什么狀態(tài)，所以它的狀態(tài)是兩種可能都存在．
師：誰(shuí)來(lái)回答第(2)題？
生甲：物體不受力的作用時(shí)．
師：還有不同意見(jiàn)嗎？
生乙：物體還必須原來(lái)處于勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)．
師：也就是說(shuō)要同時(shí)具備兩個(gè)條件：第一、物體原來(lái)是運(yùn)動(dòng)的；第二，物體沒(méi)有受到外力的作用．
師：誰(shuí)來(lái)說(shuō)說(shuō)第(3)題？
生：要同時(shí)有兩個(gè)條件，一是物體原來(lái)必須是靜止的；二是物體沒(méi)有受到外力作用．
師：請(qǐng)大家再思考這樣一個(gè)問(wèn)題：有人把牛頓第一定律說(shuō)成“靜止的物體永遠(yuǎn)靜止，運(yùn)動(dòng)的物體永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)”是否正確？為什么？
生：不正確，因?yàn)樗盐矬w不受外力作用的條件丟了．
師：還有補(bǔ)充嗎？
生：運(yùn)動(dòng)物體不受外力作用時(shí)，它永遠(yuǎn)作勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)．
師：可見(jiàn)，維持物體的運(yùn)動(dòng)不需要力，而物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變則一定要有力的作用．
師：誰(shuí)能總結(jié)一下，我們今天學(xué)習(xí)的知識(shí)．
4．小結(jié)
生甲：今天我們學(xué)習(xí)了牛頓第一定律，這是在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上推理得到的．清楚了定律研究的對(duì)象、成立的條件和結(jié)論．
生乙：還有定律中關(guān)鍵字的含義．
5．布置作業(yè)
閱讀教材，背誦牛頓第一定律．
教學(xué)說(shuō)明
1．牛頓第一定律是初中物理難點(diǎn)課，困難有兩點(diǎn)：一是如何在有限的三次實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，通過(guò)邏輯推理得出理想實(shí)驗(yàn)的結(jié)論．二是如何使學(xué)生理解牛頓第一定律的實(shí)驗(yàn)．
為了克服第二個(gè)難點(diǎn)，本課設(shè)計(jì)了[實(shí)驗(yàn)4]，目的是讓學(xué)生明了，從斜面上同一高度下滑的物體，在水平面上開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的速度相同．
為了克服第一個(gè)難點(diǎn)，在表8-1中增加了第四、五、六三行．在講授中應(yīng)仔細(xì)認(rèn)真引導(dǎo)學(xué)生領(lǐng)會(huì)第四、五行的物理意義和第六行的物理意義．從中領(lǐng)會(huì)伽利略理想實(shí)驗(yàn)的邏輯思維過(guò)程．
2．關(guān)于消除“力是維持運(yùn)動(dòng)的原因”的錯(cuò)誤觀念，不可能畢其功于一役．本節(jié)課只能在牛頓第一定律的基礎(chǔ)上給予初步的說(shuō)明．在今后的教學(xué)中，在適當(dāng)時(shí)再給予進(jìn)一步的說(shuō)明，只有經(jīng)過(guò)多次重復(fù)（逐漸深入）的分析和說(shuō)明，才能消除“力是維持運(yùn)動(dòng)的原因”的錯(cuò)誤觀念．
注：教材選用人教版九年義務(wù)教育初中物理第一冊(cè)．
牛頓第一定律教案示例之二
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