《牛顿第一定律》教学案例.doc

《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：
表面材料
阻力大小
小车滑动距离
毛 巾
（最大）
（最短）
 棉 布
（较大）
（较短）
 木 板
（较小）
（较长）
光滑水平面
（阻力为0）
（无限远）

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。

  问：（1）实验时让小车从斜面的同一高度滑下，其目的是让小车在粗糙程度不同的表面上开始运动时获得相同的         。
（2）一般人的思维都局限在直接比较小车在不同表面上运动的距离不同，但科学家们却能发现-------物体运动的表面越光滑，相同情况下物体受到的         就小，因此物体运动的距离越长；并由此推想出进一步的结论，运动的物体如果不受外力作用，它将        。牛顿第一定律因为是用       的方法得出，所以它     （填“是”或“不是”）用实验直接得出的。

四、小结：
1、牛顿第一定律的内容：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。
      2、“牛顿第一定律”表达的是物体不受外力时的运动规律。
      3、物体的运动不需要力来维持。
4、“牛顿第一定律”不是实验定律，而是在实验的基础上推理概括出来的。

五、板书设计：
牛顿第一定律
亚里士多德的观点：
伽利略的观点：力是改变物体运动状态的原因。

牛顿第一定律内容：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。
六、教学反思：
本节课通过两个演示实验来激化两种观点的矛盾，从而引导学生通达实验来验证正确的观点，有肋于调动学生的学习积极性。问题的设置由浅入深，有一定的梯度，知识点之间的衔接较好，对教材的挖掘把握适中，注意了前后知识的照应。但对个别学生的引导不够，对“控制变量法”的实验方法强调不足。在以后的教学工作中应加以改正，不断提高自己的普通话水平，语言的严谨，达到好的教学效果