教案可以帮助教师更好地掌握课程内容,提高教学的自信心,教案有助于确保教学内容与学生的学习需求相匹配,好老师范文网小编今天就为您带来了牛顿教案6篇,相信一定会对你有所帮助。
牛顿教案篇1
[知识要点]
1.亚里士多德的错误观点:
①力是维持物体运动的原因。
②力是产生物体运动的原因。
2.伽利略的运动观:
①他的观点来源于伽利略的理想实验。
②观点:物体不受力时,将保持自己的速度永远运动下去。
3.牛顿第一定律:
①来源于牛顿第一定律实验。
②定律:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。
③牛顿第一定律又叫惯性定律。
4.惯性:
①物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质,叫惯性。
②质量是物体惯性大小的量度。
[重点难点分析]
惯性大小的讨论:
①惯性就是使原来运动的物体(不管是匀速、是加速还是减速)匀速直线运动,使原来静止的物体静止。
②惯性是物体的固有性质,宇宙万物中任何物体都具有惯性,没有惯性的物体是不存在的。
③质量是物体惯性大小的量度。物体惯性大小与物体的运动速度、物体的密度、形状、体积无关。物体的质量越大,物体的惯性就越大,越难改变物体的运动状态。
④只要物体的质量不变,物体的惯性就不变。所以“克服惯性”“惯性增大”“惯性减小”是错误的。
⑤惯性大小表示物体改变运动状态的难易程度。物体惯性越大,越难改变运动状态,惯性越小,越容易改变物体的运动状态。
[例题选答]
1.光滑水平面上一个大木块上有一个小球,二者从静止开始一起向右做加速直线运动,加速度为2m/s2。第3秒时小球从木块上落到水平面上时,木块的加速度不变,再过5s小球和木块的速度各是多少?分析:第3秒时二者的速度vt=at=2m/s2×3s=6m/s 则小球和木块在3s末的.速度都是6m/s。小球离开木块后做匀速直线运动,再过5s速度仍是6m/s木块共运动8s,速度就是2m/s2×8s=16m/s
2.关于物体的惯性下面说法正确的是
a.力可以改变物体的惯性
b.物体静止时没有惯性
c.人造地球卫星有惯性
d.太空中飘荡的宇航员没有惯性
分析:惯性的大小决定于质量,不受其它因素的影响。只要物体有质量就一定具有惯性,所以b、d两个选项不正确,c选项正确。一个物体的质量不变,则其惯性大小也不发生变化,所以a选项不正确。答案选择第三个c。
[练习精选]
1.下面说法正确的是:
a.力是改变物体运动
b.物体越重,惯性越大
c.物体的惯性越大,物体的运动状态越难改变
d.行驶的车辆中突然刹车时,乘客向前倾倒,是因为乘客具有惯性
2.关于惯性下面说法正确的是
a.高速运动的物体不易停下来,所以物体的运动速度越大惯性越大
b.两个物体质量相同,它们的惯性一定相等。
c.铁饼被运动抛出后继续前进,这是因为铁饼具有惯性的缘故
d.一个物体在地球上不容易被人举起来,在月球上则很容易,所以物体在月球上的惯性小。
3.计算:
一个物体的速度是10m/s,受到的合外力零,则10秒后物体速度是多少
牛顿教案篇2
?教材分析】
本节内容选自人教版高中物理选修一第四章牛顿运动定律第一节。
牛顿运动定律是联系力和运动(动力学)的桥梁,牛顿第一定律揭示了运动和力的关系,是动力学理论的基础,是牛顿物理学的基石。教材针对“运动是否需要力来维持”这一问题,利用简单实验批判亚里士多德单纯从经验出发得出的错误结论,在此基础上引入伽利略利用逻辑思维构造的理想实验,利用逻辑推广得出“没有摩擦力时,小球将沿水平面一直做匀速直线运动”,说明“运动不需要力来维持”,然后介绍由牛顿总结的牛顿第一运动定律,教师要补充深化该定律的物理意义:(1)提示了物体在不受外力(合外力为零)时,物体的运动规律;(2)揭示了任何物体都有(隐含)保持原来运动状态不变的性质——惯性(惰性且屡教不改);(3)提示(隐含)力是改变物体运动状态的原因;(4)揭示了
在任何惯性参考系(加速度等于零)中,观察物体运动状态的改变是等价的。
在学习之后,学生不但应当能用这个规律解释力与运动的关系相关问题,而且还应该认识到理想实验是比简单经验总结更合理的科学方法。通过本节的学习,学生把在第二章学习到的运动学知识和第三章学习到的力学知识有机地结合起来,同时为后面牛顿第二定律等知识的学习打下基础,起到承前启后的作用。其中科学家自身创造性思维品质和敢于质疑、坚持真理的献身精神是对学生情感态度价值观的好素材。
?学情分析】
本节课的授课对象是高一学生。高一年级大部分学生积极性、主动性较强,学习热情高,有参与意识。这是在教学中发挥其主体作用的前提。在这之前学生已经学习了“运动和力”的基础知识,对定律又有着丰富的生活经验,故他们对定律的认识比较熟悉,大部分学生都能接受定律本身知识,但是在具体应用和认知上会有片面现象,所以迫切需要深入理解规律来弥补已有知识在处理相关问题时的缺陷,而且好奇心强是高中学生的心理特征之一,可以通过生动直观的物理实验调动学生的学习兴趣以为全面提高接受能力。
本节内容在初中阶段学生已经有了一定的认识,但对定律的理解还不深入。所以高中阶段的学习,应该在学生已有知识的基础上,发现其理解上存在的问题、深入对本定律的理解,这样才有利于激发他们进一步学习的兴趣,进而培养他们对学习物理知识的兴趣。并且这一时期的学生好奇善问,对于物理实验及媒体中所展示的各种现象具有浓厚的兴趣,会产生探究其本质的愿望。
?教学目标】
根据本教材的结构和内容分析,结合高一学生的认知结构及心理特征,我制定了如下教学目标,主要分为:知识与技能,过程与方法,情感态度与价值观。
(1)知识与技能
知道物体的运动不需要力来维持,理解力和运动的关系;
知道牛顿第一定律是逻辑的推理结果,不受力的物体是不存在的,理解牛顿第一定律;知道质量是惯性大小的亮度,理解惯性的概念。
(2)过程与方法
培养分析问题的能力,要能透过现象了解事物的本质,不能不加研究、分析而只凭经验,对物理问题决不能主观臆断。正确的认识力和运动的关系;
通过对生活中惯性现象的解释,树立学生从生活走向物理,从物理走向社会的理念。
(3)情感态度与价值观
通过物理学史的简介,对学生进得严密的科学态度,了解人类认识事物本质的曲折;
通过对伽利略对力和运动关系的研究,培养学生敢于坚持真理,培养学生科学探究精神;利用生活中的例子来认识惯性与质量的关系,鼓励学生大胆发言,并学以致用。
?教学重点】
加俐略理想实验中的逻辑思维提炼,理解力和运动的关系;理解牛顿第一定律,认识惯性与质量的关系。
?教学难点】
在得出牛顿第一定律之后,根据文字表述挖掘其隐含的物理意义(定律的内含和外延)是教学难点,突破这个难点可使学生在透彻理解物理定律时起到引导作用。纠正学生在生活中形成的直觉认识错误,力是改变物体运动状态的原因而不是维持物体运动的原因;惯性与质量的关系。
?教学方法】
设置情境法,直观演示法,活动探究发,分组讨论法,多媒体教学法等。为了达到教学目标,讲清教材的重难点,本课堂主要通过设疑,思考,启发,引导,总结来激发鼓励学生大胆猜想,积极思考,讨论交流,合作探究,学习到科学思维与实验验证这两种方法。德国家第斯多惠曾说,的艺术不在于传授,而在于唤醒、激励和鼓舞!因此在教学过程中,要积极采用行之有效的教法与学法。
?学法指导】
由于本节课内容与日常生活联系紧密,学生已经具有较为直观的认识,那么在整个教学过程中学生怎样学就显得尤为重要。如何让学生从机械的回答转变为主动地提问,从学会转变为回学。我主要采取的学法指导有:思考讨论法,分析归纳法,自主探究法,自主探究法,总结反思法。通过以上方法的运用,让学生成为学习的真正主人。
?教具】小车、小球、毛巾、玻璃板、斜槽、刻度尺、气垫导轨、鸡蛋、水杯(含有食盐水)、木块
?教学设计】
情景导入
教师活动 学生活动 设计意图 一块石头,用力才能移动它;马不拉车,车就不懂,是不是有力才有运动,运动需要力来维持吗?这个看似简单的问题,曾经困扰了人们近两千年,并由此引发了科学史上一场意义深远、影响影响广泛的思想革命,改变了人们对世界的看法。
力是维持物体运动的原因。
此情景源于学生的生活,又可激发学生的学习兴趣,从而顺利进入新课的教学中。
新课教学
新课教学 一、理想实验的魅力
让学生利用桌子上的器材,自主设计实验,分别研究:
力推物动,力撤物停;
力撤物不停。
学生操作结束后,教师可以让一个学生说一下他的操作过程及看到的现象,由此可以得到结论。
结论:物体的运动不需要力来维持。
为了证明这个结论的正确性,再让学生举出一些其他的实例来说明。
如:蹬一段时间自行车后停止蹬车,自行车还会滑行一段距离;在冰面上踢出去的冰块要运动一段距离后
才停止运动;空中飞行的飞机制动后仍然还会向前滑翔;射出枪膛的子弹等等。
既然物体的运动不需要力来维持,刚才的两个实验为什么会出现两种现象呢?矛盾出在哪里?下面用小球来做个对比实验。
实验探究:
使斜槽下端与桌子上铺好的毛巾吻合,让小球从斜槽上自由滚下,标出小球在毛巾上滚动的距离;
使斜槽下端直接与桌面吻合,让小球从斜槽上同一位置自由滚下,标出小球在桌面上滚动的距离;
使斜槽下端与桌面上的玻璃吻合,让小球从斜槽上同一位置自由滚下,标出小球在玻璃板上滚动的距离。
结论:运动小球停下来的原因是受到摩擦力的作用。
设疑:若接触面光滑到无摩擦,小球会怎样运动?
在学生讨论交流的基础上,结合实验进一步总结。
结论:物体的运动不需要力来维持。力撤物停的原因是因为摩擦力。若无摩擦力,运动物体会一直运动下去。
最早发现这一问题的科学家是伽利略,他是怎样研究这个问题的呢?
用多媒体课件展示:
伽利略的理想实验,要求分别演示以下效果:
对称斜面,无摩擦小球滚到等高;
减小另一侧斜面倾角,小球从同一位置自由释放要滚到等高,滚动距离渐远;
把另一侧斜面放平,小球要到等高么,就会一直滚下去;
为了验证这个理论的正确性,下面通过气垫导轨实验来验证一下:
演示:利用气垫导轨消除摩擦,让滑块在导轨上滑动,利用光电门测出滑块在不同位置的速度。
伽利略的观点;
笛卡尔的补充和完善;
牛顿第一定律;
对比三个人的观点,他们都是叙述力和运动关系的,谁的更全面。
综上所述,牛顿第一定律更全面、更完善。
二、牛顿物理学的基石——惯性定律
牛顿第一定律: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外力迫使它改变这种状态。
设疑:既然牛顿第一定律更完善,那么它从几个方面阐述了力和运动的关系?
总结:力不是维持物体运动状态的原因,力是改变物体运动状态的原因。
设疑:牛顿第一定律能否用实验验证?
受力但合力为零可看做不受力。
牛顿第一定律所描述的是一种理想化状态,但它却正确揭示了自然规律。
牛顿教案篇3
一、教学目标
1、掌握牛顿第二定律的文字内容和数学公式;
2、理解公式中各物理量的意义及相互关系
3、知道在国际单位制中力的单位“牛顿“是怎样定义的。
二、教学重点
1、知道决定物体加速度的因素、
2、加速度与力和质量的关系的探究过程
三、教学难点
1、理解牛顿第二定律各个物理量的意义和联系
2、牛顿第二定律的应用
四、教学方法
在探究过程中,渗透科学研究方法如:控制变量法、实验归纳法、图象法等
五、教学过程
1、知识回顾
物体的运动状态发生变化,即产生加速度。
问学生:加速度的大小与那些因素有关呢?
学生回答:力还有物体质量
思考:力是促使物体运动状态改变的原因,力似乎“促使”加速度的产生。质量是物体惯性的量度,而惯性是保持物体运动状态不变的性质,所以质量似乎是阻碍“加速度”的产生。
猜想:加速度可能与力、质量有关系。
结合实际:
小汽车:质量小,惯性小,启动时运动状态相对容易改变。
火车:质量大,惯性大,动力大,启动时运动状态相对难改变。
2、回忆课本所研究的内容
(1)、质量m一定,加速度a和力f的关系。
处理数据: 得出结论:当m一定时,a和f成正比,
即:a f
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(2)、力f一定时,加速度a和质量m的关系
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得出结论:当力f一定,加速度a和质量m成反比,即:a 。
3、引出牛顿第二定律
通过大量实验和观察到的事实都能得出同样的结论,由此可以得出一般性的规律:物体加速度的大小跟它所受到的作用力成正比、跟它的质量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同,这就是牛顿第二定律。
一、教材分析
牛顿第二定律是动力学的核心规律,是第四章牛顿运动定律的中心内容,更是本章的教学重点。本节在第二节实验探究结果的基础上分析得出牛顿第二定律,它具体的、定量的回答了运动物体速度的变化率,即加速度和力、质量的关系。牛顿第二定律通过加速度将物体的运动和受力紧密联系,使前三章构成一个整体,这是解决力学问题的重要工具。此定律是联系力与运动的桥梁,所以本节课的教学在整个教材教学中处于相当重要的地位。
二、重点、难点
在确定本节的重点、难点时我认为不只是让学生停留在掌握牛顿第二定律的内容,更应注重学生认识到牛顿第二定律在现实生活中应用的重要性,以及如何利用该定律来解决实际问题。故重点是理解并运用牛顿第二定律;难点是通过简单应用正确理解牛顿第二定律的内涵。
三、教学目标
根据课程的要求和学生的实际需要,确定本节课的三维目标。
1、知识与技能
掌握牛顿第二定律的文字内容及数学表达式;理解公式中各物理量的意义及相互因果关系;知道国际单位制中力的单位"牛顿"的定义;会用牛顿第二定律的公式进行有关计算。
2、过程与方法
以实验为基础归纳出物体的加速度跟它的质量、所受外力的关系,进而总结出牛顿第二定律;培养学生的概括能力和分析推理能力。
3、情感态度与价值观
通过定律的探索过程,渗透物理学研究方法;体验物理方法的魅力;从认识到实验归纳总结出物理规律并加以运用,让学生体验成功的喜悦,树立学好物理学科的信心。
四、教法与学法
"教无成法,但教要得法",高一学生创造力比较欠缺,对于利用已有的知识创造出新理论的能力很弱,在学习过程中对知识的把握还不是很准确,数学推理能力较弱,根据实验数据总结归纳规律能力不强。牛顿第二定律的数学表达式虽简单完美,记住也不难,但要全面、深入理解该定律中物理量的意义和相互联系,牢固掌握定律的物理意义和广泛的应用前景,尤其对于我们偏远地区的城步苗乡学生来说是较为困难的。何况物理是一门以实验为基础与生活密切相连的科学,因此我认为在教学过程中应运用讲解、讨论、分析相结合的教学方法,并从学生的认识心理出发,采用设问引入——自主探究——分析讨论——交流合作——得出规律——巩固练习加强应用的教学程序。让学生观察与提问相结合,自主探究与交流合作相结合,培养学生的阅读思维能力,并根据学生的认知效果适当讲解、引导、纠错、分析,对牛顿第二定律的数学表达式的物理内涵加以深化。
五、教学过程
(一)引入:首先利用多媒体观看火箭升天、运动员刘翔在110米栏比赛的起跑、奥运会上女子100米赛跑的起跑等录像资料,然后引导学生讨论他们的速度变化快慢即加速度由哪些因素决定?进而让学生回顾上节实验的结论,共同探讨物体的加速度与其所受的外力、质量存在怎样的关系?(目的:通过实际生活现象分析,激发学生兴趣,培养学生发现问题的能力,通过探讨加速度与物体所受外力、质量的关系来完成牛顿第二定律探究任务的引入)
(二)新课进行:
先引导学生自主阅读教材回答下列问题:
l、牛顿第二定律的内容应该怎样表述?
2、它的比例式如何表示?
3、各符号表示什么意思?
4、各物理量的单位是什么?其中,力的单位"牛顿"是如何定义的?
(要求学生讨论分析相关问题,记忆相关的知识)过渡:上面我们研究的是物体受到一个力作用的情况,当物体受到几个力作用时,上述规律又将如何表述?
学生讨论分析后教师总结:物体的加速度跟所受的外力的合力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。
(目的:培养学生发现一般规律的能力)
实例探究与巩固练习
讨论a和f合的关系,并判断下面哪些说法对不对?为什么?
a、只有物体受到力的作用,物体才具有加速度。
b、力恒定不变,加速度也恒定不变。
c、力随着时间改变,加速度也随着时间改变。
d、力停止作用,加速度也随即消失。
e、物体在外力作用下做匀加速直线运动,当合外力逐渐减小时,物体的速度逐渐减小。
f、物体的加速度大小不变一定受恒力作用。
教师总结:力是使物体产生加速度的原因,力与物体的加速度具有矢量性、瞬时性和独立性,牛顿第二定律是由物体在恒力作用下做匀加速直线运动的情形下导出的,但由力的独立作用原理可推广到几个力作用的情况,以及应用于变力作用的某一瞬时。
牛顿教案篇4
教学设计示例
牛顿第一定律
教学重点:通过对小车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
教学用具:斜面,小车,毛巾,棉布,玻璃板,微机,实物投影,大倍投电视。
教学过程
一、实验引入:批驳亚里士多德的观点
[演示1]在桌面上推动木块(或板擦)从静止开始慢慢向前运动,撤掉推力,木块立即停止。
分析:日常生活中也有许多类似的现象,(如推桌子)。这些现象从表面上看,“必须有力作用在物体上,才能使物体继续运动,没有力的作用,物体就要停下来.”即:板擦的运动需要推力去维持。于是,古希腊哲学家亚里士多德就根据这些现象总结出“物体的运动需要力去维持”。这种观点在历史上曾被沿用两千多年,但时沿用两千年是否就一定正确呢?也可能有人曾表示过怀疑或有人认为就是错误的,但没某能说服别人的理由。
[演示2] 在桌面上推动木块(或板擦)从静止使之向前运动,用力推出,木块向前运动一段距离后停止。
分析:推力撤掉,还要向前运动,与亚里士多德的观点不符。
分析:木块:静止——运动——静止。两个过程中是否都有力存在?在这两个过程中力的作用是维持原来的运动状态还是改变运动状态?
二、 讲授新课:
1.规律总结过程
方法1.教师引导
伽利略的贡献:理想实验
[演示](通过实物投影仪把实验过程反映在大倍投电视上)
介绍器材
实验前提条件:每次实验都需从斜面上的同一高度下滑,为什么?
实验过程:让小球从同一斜面的同一位置滚下后分别在毛巾表面、棉布表面、玻璃表面上运动,每次记下小球停下时的位置。做标记的位置是什么位置?(停下来的位置)
实验纪录:
实验次数表面材料阻力大小滑行距离 1毛巾最大最短 2棉布较大较长 3玻璃较小长 推理想象光滑表面阻力为零无限长
实验分析:
三次实验,小车最终都静止,为什么?
三次实验,小车运动的距离不同,这说明什么问题?
小球运动距离的长短跟它受到的阻力有什么关系?
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?
根据上面的实验及推理的思想,还可以推理出什么结论?
推理:小球在光滑的阻力为零的表面,将会怎样运动?
实验结论: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,它的速度将不会减慢,将以恒定不变的速度永远运动下去,物理教案《物理教案-牛顿第一定律》。”即作匀速运动。
[微机模拟实验]:简介伽利略理想实验
迪卡儿的补充
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。
牛顿的成果:补充与概括
师: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?(牛顿补充:将保持静止状态)
师(引导学生概括):我们现在已经有了伽利略的研究成果,又有了迪卡儿和牛顿的补充,把两者进行一下概括:一切物体在没有受到外力作用时,将如何呢?(对概括出来大致意思的同学给予鼓励)
介绍:牛顿抓住时机,概括总结得出著名的牛顿第一运动定律
方法2:学生探究式学习
针对基础较好的学生,可以由学生在老师的指导下自己完成斜面小车实验,根据现象学生分组讨论,明确亚里士多德的观点的问题根源.由学生互相补充确定实验结论。
2.定律分析
定律成立条件:不受外力作用
运动规律:总保持匀速直线运动状态或静止状态。
师(回应课题引入实验): 回想我们最开始的实验,有推力板擦运动,撤去推力板擦停下来,从表面现象上得到的结论运动需要力维持是错误的,但这种现象是千真万确摆在我们面前的,我们如何用牛一的观点正确的解释这个现象呢?
三、巩固练习
1. 一物体放在桌上静止,假若某瞬间撤掉所有的外力,物体将怎么样?
2. 对于牛顿第一定律的看法,下列观点正确的是( )
a.验证牛顿第一定律的实验可以做出来,所以惯性定律是正确的
b.验证牛顿第一定律的实验做不出来,所以惯性定律不能肯定是正确的
c.验证牛顿第一定律的实验做不出来,但可以经过在事实基础上,进一步科学推理得出惯性定律
d.验证牛顿第一定律的实验虽然现在做不出来,但总有一天可以用实验来验证。
四、小结
人们对物体的运动规律的认识是经历了漫长的时间的。物体在不受力时的运动规律,它是经过亚里士多德对人们近两千年的思想束缚,伽利略的科学推理,才最终由牛顿总结出来的。牛一的重要贡献是:1)力不是维持物体运动的原因,2)力是改变物体运动状态的原因。
五、作业:阅读本节教材
牛顿教案篇5
(一)教学目的
1。知道惯性定律,常识性了解伽利略理想实验的推理过程。
2。通过实验分析,初步培养学生科学的思维方法。
(二)重点与难点
重点:牛顿第一定律
难点:伽利略理想实验的推理过程。
(三)教学过程
1。引入新理
师:力能使静止的物体运动起来,力又能使运动物体速度增大或减小,还可以改变物体运动的方向,物体不受力又怎样呢?从这节课开始,我们就来研究有关力和运动的一系列问题。
[板书1]第九章力和运动
2。新课教学
师:请同学们观察实验
[实验1]静止在木板面上的小车。
师:小车处于什么状态?
生:静止。
师:静止的小车,水平方向不受推动和拉力的作用,它将会怎样?
生:永远处于静止。
[实验2]如图1所示,小车受水平拉力作用时。(让小车运动一段距离后立即用手使它静止下来)
师:观察小车的状态发生怎样变化?
生:由静止到运动。
[实验3]如图1。继续实验2,钩码使小车水平运动后,用手托住下落的钩码。小车失去水平拉力后,继续向前滑行一段距离停止。
师:你看到什么现象?
生:小车继续运动一段距离后才静止。
师:小车运动一段距离后,变为静止的原因是什么呢?
生:受到木板的摩擦阻力作用。
师:是不是这样呢?请大家继续观察下面实验。
[实验4]用同一小车分别(三次)从同一斜面不同的高度自由滑向相同的平面,记下三次小车静止在相同水平面上的位置。如图2(a)、(b)、(c)所示。
师:哪一次水平滑行距离最短?
生:第一次。
师:为什么?
生:小车在斜面上高度最小,它在水平面上开始运动时速度最小(后半句话学生回答不出来,第一次可由老师说)。
师:哪一次水平滑行距离最长?
生:第三次。
师:为什么?
生:小车在斜面上高度最大,它在水平面上开始运动时速度最大。
师:同理如果小车三次处于同一斜面、相同高度,自由滑向水平面,小车在水平面上开始运动的速度大小会怎样呢?
生:相同。
师:(介绍牛顿第一定律演示装置)这是一个斜面,把它放在讲台桌上。(如图3所示。)
[实验5]让小车分别三次从同一斜面的相同高度自由滑下,观察小车在不同材料的水平面上运动的情况。(在桌面铺上毛巾、棉布。)
师:哪次小车在水平面上运动距离最短,为什么?
生:第一次(或最上面那一次)。表面材料是毛巾,阻力最大,滑行距离最短。(在学生回答过程中,填写表1第一行前三项)
师:很短距离,速度变为零。速度变化快呢,还是慢呢?
生:最快。(填写表1第一行最后一项)
师:第二次实验的情况如何,大家一起填表1的第二行。
生:棉布、阻力较大、滑行距离较长、速度变化较快。(填写表1第二行)
师:第三次实验的情况如何;大家一起填表的第三行。
生:桌子表面、阻力较小、滑行距离长、速度变化较慢。(填写表1第三行)
师:假定我们做第四次实验,水平表面用玻璃板,玻璃板的阻力比木板小,实验结果会怎样呢?(填写表1第四行前两项)
生:小车滑行的距离长,速度变化最慢。(填写表1第四行后两项)
师:假定我们还能找到某种材料,对小车的阻力比玻璃板还小,最最小,来做水平表面的材料,实验结果又会怎样呢?
生:那么小车滑行距离就更长,最最长,速度变化最最慢。
师:大家一起来填表1第五行(见表)
师:假如水平表面对小车没有阻力,实验结果又会怎样呢?
生:小车永不停止地运动下去!
师:一起来填表1的第六行。(见表)
表1
师:大家注意这个表格的前三行我们是做了实验的。第四、五行没有做实验,只是根据前三行的实验结果,加上逻辑推理得出来的结论。虽然没有做实验,但是在正确实验的基础上加上正确的推理,得到的结论也是正确的。
大家再仔细琢磨表的第六行,它和第四、第五行有什么不同。
生:没有阻力,而第四、五行还有阻力,只是一次比一次小。
师:非常正确,逻辑推理就是这样进行的。阻力逐渐变小,实验结论如何呢?阻力没了,结果又会怎样呢?
师:没有阻力的平面叫做理想光滑的平面,实际上并不存在。第六行的结果就是理想实验,实际上不存在,是在正确实验的基础上正确推理得出来的。
师:这种建立在实验的基础上,通过逻辑推理得到理想状况下的结论,也是研究物理的一种方法。
300多年前著名的物理学家伽利略就是这样通过实验推理得出来物体不受阻力将如何运动的。
师:谁给大家朗读书第104页倒数第三段?
生:(读课文略)
师:大家把这段倒数第三行“如果表面绝对光滑……运动下去”。画下来。
师:法国科学家笛卡儿,又对伽利略的结论作了补充,他是怎样说的,请一位同学读教材第104页倒数第二段。
生:(读课文略)。
师:大家从此段的倒数第三行“如果运动物体……运动下去”。画下来。
师:笛卡儿的说法和伽利略的说法有什么不同?不同又说明了什么?
生:笛卡儿把伽利略的“物体受到的阻力为零”改为“物体不受任何力的作用。”说明,不是仅仅限于阻力了,而是任何力。
师:再后来英国的科学家总结了伽利略等人的研究成果,概括出一条重要的物理定律。叫做牛顿第一定律。
[板书2]
牛顿教案篇6
一、教学目标
知识与技能:理解牛顿第一定律的内容及意义;理解力和运动的关系。
过程与方法:理解理想实验是科学研究的重要方法。
情感态度价值观:通过理想斜面的教学,体会理想实验的魅力。
二、教学重难点
教学重点:通过回顾历史探究过程理解牛顿第一定律;惯性的理解。
教学难点:力和运动的关系;惯性和质量的关系。
三、教学方法
讨论法、启发法、讲解法
四、教学过程
(一)导入新课
撕纸游戏
猜一猜:
1.一张纸已剪成两截,但未完全剪断,如果迅速用力撕两边,纸会断成几截?
2.现在把纸剪成三截,但未完全剪断,如果迅速用力撕两边,纸会断成几截?
大家不要动手,先猜一猜。
3.如果在中间的纸下面夹一个夹子,然后迅速撕两边,纸会断成几截?
请大家想一想:为什么是这样一个结果呢?怎样解释我们的游戏呢?其实,在我们的游戏中还涉及到一个古老的话题──力和运动:用力撕纸,纸条断开运动起来。运动和力之间到底有什么关系呢?带着这些问题,我们一起来体验古人的探究过程,学习古人的探究方法,进一步理解论述运动和力关系的牛顿第一定律。
(二)新课教学
1.情景设问,经验猜想
在人类历史的长河中,运动和力如影随形,总是和人们的生活、生产密切相关。比如:马拉车则车前进,不再拉,前进的车会停下来;人象推车则车前进,不再推,前进的车会停下来;踢球,球沿草地向前滚动,不再踢,滚动的球会慢慢停下来。
思考:运动和力之间有什么关系呢?
最早提出这个问题并给出经验猜想的是古希腊学者亚里士多德。
他根据生活生产经验猜想:必须有力作用在物体上,物体才能运动;没有力的作用,物体就要静止在一个地方。运动需要力维持。
他的观点来自实际经验,还能用实际经验验证,所以被人们广泛接受,并维持了近两千年。
设问:我们现在知道,他的观点是错误的。那么他有贡献吗?
亚里士多德的贡献:开创了一个新的研究领域。
首先质疑并深入研究的是十六世纪的伽利略。他观察了球的滚动。
2.质疑假设,科学猜想
当球沿斜面向下滚动时,它的速度增大,而向上滚动时,速度减小。他由此猜想:当球沿水平面滚动时,它的速度应该不增不减。实际观察的结果是:沿水平面滚动的球越来越慢,最后停下来。
①现象:沿水平面滚动的球越来越慢,最后停下来。
按照亚里士多德的观点,球停下来是因为没有力的作用。伽利略恰恰从这一现象出发,对亚里士多德的观点提出质疑。
②质疑:滚动的球之所以停下来,真的是因为没有力的作用吗?
设问:球停下来的原因是什么呢?
在伽利略之前,人们还没有意识到摩擦力这种无形的`力,伽利略是第一个意识到摩擦力的人。
他改变了水平面的粗糙程度,发现:水平面越光滑,球滚得越远。于是,他推断这是摩擦阻力作用的结果。
结论:滚动的球停下来,是摩擦阻力作用的结果。
③假设:若没有摩擦阻力,沿水平面滚动的球将怎样运动呢?
④猜想:若没有摩擦阻力,球将永远滚动下去。
过渡:伽利略设计了一个双斜面实验。
3.实验探究,得出结论
(1)双斜面实验
左斜面固定,右斜面倾角可变。实验中我们设定小球始终从左斜面定位卡处由静止释放。
①固定右斜面,改变小球所受的摩擦,观察小球上升的最大高度怎样变化。重复一次。
思考:
1.小球所受摩擦阻力的大小与小球上升的最大高度之间有什么关系?
2.摩擦阻力的大小与释放点到上升的最高点的高度差是什么关系?
3.如果没有摩擦,小球会上升到多高的地方?
②减小右斜面倾角,观察小球沿斜面运动的最远距离怎样变化。重复一次。
思考:
1.减小右斜面倾角,小球沿斜面运动的最远距离如何变化?
2.如果没有摩擦,减小右斜面倾角,沿斜面滚动的最远距离怎样变化?小球将上升到多高的地方?
③将右斜面放平,释放小球,观察小球的运动。
思考:
1.如果水平木板足够长,小球会停下来吗?
2.如果没有摩擦,水平木板足够长,小球将滚到哪里去呢?
过渡:伽利略的双斜面实验是一个理想实验。
(2)理想实验的魅力:
实验(事实)+逻辑推理
通过可靠的实验事实,加上合理的逻辑推理,得出规律的一种方法。
理想实验的魅力:实验不能实现的地方,思维向前一步。
这种方法非常了不起!爱因斯坦是这样评价的:伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一,而且标志着物理学的真正开端。这个评价实事求是,从亚里士多德到伽利略,经历了20xx多年,物理学徘徊不前;从伽利略到爱因斯坦,只经历300多年,物理学的大厦初步建立,大师辈出。这都得益于伽利略首创的实验研究方法。
过渡:通过双斜面理想实验,伽利略得出了结论。
(3)伽利略:若没有摩擦阻力,沿水平面滚动的球将永远滚动下去。运动不需要力维持。
回顾、思考:
①静止的车、足球为什么运动起来?
②运动的车、足球为什么会停下来?
③力和运动之间有什么关系?
力是改变物体运动状态的原因。
设问:运动状态是用什么物理量描述?
车由静止变为运动,受到了推、拉力;由运动变为静止,受到了摩擦阻力。足球由静止变为运动,受到了脚的力;由运动变为静止,受到了草地的摩擦阻力。
过渡:与伽利略同时代的法国科学家笛卡尔对他的观点进行了补充。
4.补充完善,形成定律
(1)笛卡尔的补充:除非物体受到力的作用,物体将永远保持其静止或运动状态,永远不会使自己沿曲线运动,而只保持在直线上运动。这应成为一个原理,它是人类整个自然观的基础。
笛卡尔补充了物体不受力时保持静止状态或匀速直线运动状态。
过渡: 1642年,伽利略逝世,1643年牛顿在英国诞生。牛顿是人类历史上最伟大的科学家之一。主要贡献有发明了微积分,发现了万有引力定律和经典力学,设计并制造了第一架反射式望远镜等等。
牛顿在1687年出版的《自然哲学的数学原理》一书中提出了三条运动定律。牛顿把伽利略、笛卡尔的正确结论总结成为牛顿第一定律,它是牛顿物理学的基石。
(2)牛顿第一定律: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。
过渡:现在我们来理解定律。
(三)巩固提高
思考:牛顿第一定律中论述的运动和力的关系是怎样的?
1.运动和力的关系:力是改变物体运动状态的原因。
2.阻力很小的现象:冰壶
从视频可以看出,冰壶在一段时间内速度的大小和方向几乎不变,直到碰上另一个冰壶。
思考:定律中还论述了什么呢?
3.惯性:
①概念:物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质。
设问:一切物体都有惯性。做变速运动的物体有惯性吗?
当物体做变速运动时,由于惯性,物体会抵抗速度的改变,从而使速度的改变需要一段时间。比如汽车紧急刹车时不会立即停下来,而是继续向前滑行一段距离。
②一切物体有惯性,有抵抗运动状态变化的“本领”。
物体惯性大,“本领”大,运动状态难改变;物体惯性小,“本领”小,运动状态易改变。
思考并猜想:物体的惯性大小和什么因素有关?
(四)小结作业
1.了解了运动和力关系的探究过程。
在探究过程中,亚里士多德是开拓者。伽利略首创了理想实验方法;笛卡尔补充了伽利略的观点;牛顿提出了惯性、力、惯性参考系的概念。
2.体会了理想实验的魅力:实验(事实)+逻辑推理
3. 深入理解了牛顿第一定律,知道了质量是惯性大小的量度。
4.后来爱因斯坦等科学家又进一步发展了牛顿第一定律。没有哪一个定律是终极真理,物理学的大厦永不封顶,还等待你们为它添砖加瓦!
课外探究:有人说刘谦的螺丝魔术颠覆了牛顿第一定律:不给螺帽力的作用,螺帽也能运动起来。你怎么看?请在百度中搜索“刘谦螺丝魔术揭秘”,弄清刘谦螺丝魔术的原理。
五、板书设计
牛顿第一定律
一、历史回顾
二、第一定律探究实验
三、惯性定律
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