【重建课】何俊杰固始县张老埠一中

牛顿第一定律【教学设计】
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。”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，我们如何用牛顿第一定律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。牛顿第一定律的重要贡献是：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

探究活动

牛顿力学的建立

【组织形式】个人或自由结组

【活动目的】

　　牛顿力学的建立不是牛顿一个人的功劳，而是许多科学家努力研究的最终结果，查阅资料了解牛顿力学的建立过程，及牛顿力学的体系。

【活动流程】

　　制订查阅和查找方式；收集相关的材料；分析材料并得出一些结论；写出论文；与其他组交流。

【备注】

　　1、网上查找的资料要有学习的过程记录。

　　2、和其他成员交流。

斜面小车实验的再研究

【组织形式】个人或自由结组

【活动目的】

　　运用不同的物体表面，通过实验探究，加深对伽利略推理思维的理解。

【活动流程】

　　制订实验方案；准备器材；实验并记录现象，分析材料并得出一些结论；与老师所做实验比较优缺点；与其他组交流。

【备注】

　　1、要有完整的过程记录。

　　2、和其他成员交流。