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《牛顿第一定律》教学设计

【教材分析】

牛顿运动定律是经典力学的基础，牛顿第一定律更是牛顿运动定律的基石，第一次阐明了力和运动关系，确立了力和惯性的科学概念地位，是学好物理的关键。 
　 【学情分析】

学生在初中物理中对“惯性”概念有了初步了解。 
　　【教学目标】

能大致叙述发现牛顿第一定律的历史过程，并能做出初步评述。 
　　能清楚地描述伽利略关于力与运动的思想观念，以及对应设计出的理想实验和相应的推理结论；能准确表述牛顿第一定律（惯性定律），并能对定律有较为深入的理解，体会定律深刻的思想性和认识问题的本质性。 
　　【教学重点】理解力和运动的关系；知道牛顿第一定律不是一个实验定律。 
　　【教学难点】伽利略理想斜面实验理解。 
　　【教学用具】多媒体小车滑块等。 
　　【教法方法】本节课采用情景导入，分组讨论和实验相结合的教学，让学生通过自主学习、合作交流的方式完成本节内容的学习。课前首先针对本节内容设置问题和预习任务。利用网络和书本查阅历史上人们对力和运动的关系的认识，主要关注亚里士多德、伽利略、笛卡尔、牛顿对力和运动的关系的观点和研究。 
　　总结他们对力和运动关系研究的方法。预习课本伽利略理想斜面实验。 
　　【教学过程】 
　　一、新课导入 
　　同学们，前面我们分别学习和了解了运动和力的基本知识。在实际生活中我们观察到一些现象，如我们推人力车、自行车时，给车施加推力，车就运动，而且推力越大车运动越快；不给车推力，车就停止。但有时我们又观察到让车达到一定速度后，即使不再给车施力，车还会运动。那么力和运动有关系吗？今天我们一起来探讨这个问题。 
　　二、分组讨论 
　　总结课前预习得出的结论，每组选一位同学回答下列问题。1.亚里士多德对力和运动的关系持什么观点？他的根据是什么？生：物体的运动需要力来维持，他通过观察马拉车，车就运动，马停下了，不对车施力了，车就停止运动了。所以得出运动需要力来维持这一结论。师：你对亚里士多德是怎么评价的？生：亚里士多德其实是古希腊一个很有学识的圣贤，是世界古代史上最伟大的哲学家、科学家和教育家之一。亚里士多德一生勤奋治学，他创立了形式逻辑学，丰富和发展了哲学的各个分支学科，对科学做出了巨大的贡献。2.伽利略对力和运动的观点是什么？伽利略是一个什么样的人？生：300多年前意大利伟大的学者伽利略对物体的运动需要力来维持这一观点提出质疑，通过自己的观察和思考指出此结论错误的根源在于研究力和物体运动的关系时，忽视了摩擦力这一客观存在的事实，从而使人们对力和运动的关系误入歧途。师：以上两位同学的发言都很精彩，到底物体的运动需不需要力来维持呢？哪位同学能举例说明？（学生举手回答）生1：我们在推自行车时，用力推自行车就运动，不用力了自行车就不动了。这说明物体的运动需要力的维持。生2：我认为物体的运动不需要力来维持，如我们骑自行车时，蹬一段时间后停止蹬车，自行车还会运动一段距离；踢足球时，踢出的足球要滚很远才能停下。这些案例说明物体的运动不需要力来维持。师：哪位同学的观点正确，让我们再通过实验来分析。 
　　三、实验演示 
　　1.先让学生自己实验：（1）要让静止的书（文具盒）运动，该怎么办？（2）停止用力，又会如何呢？（学生实验后上台演示）误导学生：物体受力就会运动，不受力就停止。得出谬论：物体运动要靠力维持。 
　　2. 教师实验演示：推一辆小车，撤去推力，小车没有立即停下。 
　　得出结论：物体运动不需要力维持。 
　　3.用多媒体展示伽利略的理想实验，对学生的实验过程进行肯定和总结。 
　　四、科学推理，得出新知 
　　学生通过实验和观察动画能够总结出：如果表面绝对光滑，运动物体受到的阻力为零，物体将以恒定不变的速度运动下去。 
　　提问：运动的物体不受阻力时将永远运动下去，那静止的物体不受阻力时会怎样呢？学生通过讨论能够得出：静止物体在不受力时，将保持静止状态。结论有了，再引导学生得出：我们在科学正确的实验基础上，进行合理的推理，最终得出可信的结论，即一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态，这就是牛顿第一定律。教师强调：物理定律一般都是通过实验总结的规律，但是牛顿第一运动定律却是利用逻辑思维对事物进行分析的产物。 
　　五、练习巩固 
　　1. 关于牛顿第一定律，下列说法正确的是（ ） 
　　A.牛顿第一定律是实验定律 
　　B.惯性定律与惯性的实质是相同的 
　　C.在水平面上滑动的木块最终停下来，是由于没有外力维持木块运动 
　　D.物体运动状态发生变化时，必定受到外力的作用 
　　2. 16世纪末，伽利略用实验和推理，推翻了已在欧洲流行了近两千年的亚里士多德关于力和运动的理论，开启了物理学发展的新纪元。在以下说法中，与亚里士多德观点相反的是（ ） 
　　A.四匹马拉的车比两匹马拉的车跑得快；这说明物体受的力越大，速度就越大；B.一个运动的物体，如果不再受力了，它总会逐渐停下来，这说明，静止状态才是物体长时间不受力时的“自然状态”；C.两物体从同一高度自由下落，较重的物体下落较快；D.一个物体维持匀速直线运动，不需要受力。 
　　六、布置作业，布置预习 
　　七、板书设计 
　　1.历史回顾：（1）亚里士多德对力和运动的观点；（2）伽利略对力和运动的观点；（3）笛卡尔对力和运动的观点。 
　　2.伽利略理想斜面实验。 注意：该实验第一步是事实，其余是推理。 
　　3.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。这就是牛顿第一定律。 
　　课堂反思：

本节课的设计从学生的认知规律出发，力求教给学生探求知识的方法，教会学生获取知识的本领。通过“牛顿第一定律”的学习让学生经历主动参与，积极探求，创造性地发现物理知识的过程，力求让学生全身心地投入学习活动之中。