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人教版必修一牛頓第一定律教案

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  牛頓第一定律的完整表述是任何物體都要保持勻速直線運動或靜止?fàn)顟B(tài),直到外力迫使它改變運動狀態(tài)為止。下面學(xué)習(xí)啦小編給你分享人教版必修一牛頓第一定律教案,歡迎閱讀。

  人教版必修一牛頓第一定律教案

  一、教學(xué)目標(biāo)

  知識與技能:

  1.知道伽利略和亞里士多德對力和運動關(guān)系的不同認識

  2.知道伽利略的理想實驗及其推理過程和結(jié)論

  3.知道什么是慣性,會正確理解有關(guān)現(xiàn)象

  過程與方法:

  1.觀察生活中的慣性現(xiàn)象,了解力和運動的關(guān)系.

  2.通過實驗加探對牛頓第一定律的理解.

  3.理解理想實驗是科學(xué)研究的重要方法.

  情感態(tài)度與價值觀:

  1.通過伽利略和亞里士多德對力和運動關(guān)系的不同認識,了解人類認識事物本質(zhì)的曲折性.

  2.感悟科學(xué)是人類進步的不竭動力.

  二、教學(xué)內(nèi)容剖析

  本節(jié)課的地位和作用:

  本節(jié)慣性定律的內(nèi)容及導(dǎo)出過程,強調(diào)它在科學(xué)中的地位與作用,意在引導(dǎo)學(xué)生了解科學(xué)的發(fā)現(xiàn)和發(fā)展??茖W(xué)的發(fā)現(xiàn)都有其深刻的社會背景和科學(xué)背景,同時,科學(xué)家自身的創(chuàng)造性思維品質(zhì)和敢于置疑、堅持真理的獻身精神又成為情感態(tài)度價值觀教育的好素材。

  本節(jié)課教學(xué)重點:

  牛頓第一運動定律、慣性的概念。

  本節(jié)課教學(xué)難點:

  1.消除“力是維持物體運動的原因”的錯誤觀點。

  2.牛頓第一運動定律。

  3、慣性概念的理解及應(yīng)用。

  三、教學(xué)準備

  電化教室、“3.1 牛頓第一定律.”ppt”文件

  [教學(xué)過程設(shè)計]

  一.引入

  播放視頻剪輯《汽車事故實驗》,在視頻剪輯中,我們看到撞車后假人和車子的運動情況.我們要討論的是,人和車子為什么會做這種或那種運動.要討論這個問題,必須知道運動和力的關(guān)系.在力學(xué)中,只研究物體怎樣運動而不涉及運動和力的關(guān)系的分科叫做運動學(xué),研究運動和力的關(guān)系的分科叫做動力學(xué).

  動力學(xué)的奠基人是英國科學(xué)家牛頓.牛頓在1687年出版了他的名著《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》.這部著作中,牛頓提出了三條運動定律,這三條定律總稱為牛頓運動定律,是整個動力學(xué)的基礎(chǔ).這一章我們要學(xué)習(xí)的就是牛頓運動定律.

  二.正課

  1、歷史的回顧.

  遠在兩千多年以前,人們已經(jīng)提出了運動和力的關(guān)系問題.可是直到伽利略和牛頓時代,才對這個問題給出了正確的答案

  演示實驗:用力推車,車子才前進,停止用力,車子就要停下來.

  1.1 亞里士多德(Aristotle)

  在17世紀前人們普遍認為力是維持物體運動的原因.用力推車,車子才前進,停止用力,車子就要停下來.古希臘的哲學(xué)家亞里士多德(公元前384—前322)根據(jù)這類經(jīng)驗事實得出結(jié)論說:必須有力作用在物體上,物體才能運動,沒有力的作用,物體就要靜止下來.(力是維持物體運動狀態(tài)的原因)

  在亞里士多德以后的兩千年內(nèi),動力學(xué)一直沒有多大進展.直到17世紀,意大利著名物理學(xué)家伽利略才根據(jù)實驗指出,在水平面上運動的物體所以會停下來,是因為受到摩擦阻力的緣故.

  教師對亞里士多德做簡單的介紹,以培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)家們的熱愛。

  1.2 伽利略(Galileo)

  在水平面上運動的物體所以會停下來,是因為受到摩擦阻力的緣故.

  若阻力非常小,物體將做什么運動呢?

  課件演示實驗:物體沿氣墊導(dǎo)軌的運動很接近勻速直線運動.

  介紹:上海磁懸浮列車示范運營線、設(shè)計最高時速430公里/ 小時.

  若阻力減少到零,情況又會怎樣呢?

  計算機模擬實驗:伽利略的理想實驗.

  結(jié)論:設(shè)想沒有摩擦,一旦物體具有某一速度,物體將保持這個速度繼續(xù)運動下去.

  而水平桌面上推物體物體動起來,不推物體就不動,正是由于摩擦力的作用使物體改變了運動狀態(tài),所以力是改變物體運動狀態(tài)的原因。

  伽利略的研究方法:以可靠的事實為基礎(chǔ),經(jīng)過抽象思維,抓住主要因素,忽略次要因素,從而更深刻地揭示了自然規(guī)律.

  對伽利略進行簡單的介紹。

  1.3 笛卡兒(Descartes)

  如果沒有其他原因,運動的物體將繼續(xù)以同一速度沿著一條直線運動,既不會停下來,也不會偏離原來的方向.

  講解:牛頓在伽利略等人研究的基礎(chǔ)上,并根據(jù)他自己的研究,系統(tǒng)地總結(jié)了力學(xué)的知識,提出了三條運動定律.

  2 牛頓第一定律

  2.1 內(nèi)容

  一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài),除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)。

  牛頓:“站在巨人的肩上”.

  學(xué)生討論:牛頓第一定律的含義.

  2.2 含義

  2.2.1我們所遇到的實際問題中,物體不受力的情況是沒有的.物體受平衡力時,或者說合力為零時的情況跟不受力的情況是相同的.

  2.2.2 物體運動狀態(tài)的改變需要外力.

  力是改變物體速度的原因.

  2.2.3 一切物體都有保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的特性.

  3 、慣性

  3.1 定義

  物體的這種保持原來的勻速直線運動或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)叫做慣性.

  當(dāng)汽車突然開動的時候,汽車里的乘客會向后面傾斜.當(dāng)汽車突然停止的時候,汽車里的乘客會向前面傾斜.

  提問:在視頻《汽車事故實驗》實驗的剪輯中,當(dāng)車撞到墻時,假人為什么會從車子中往 前飛出。并適當(dāng)?shù)膶W(xué)生進行安全教育。

  3.2 性質(zhì)

  3.2.1 一切物體都具有慣性,物體的運動并不需要力來維持.

  3.2.2 慣性是物體的固有性質(zhì),不論物體處于什么狀態(tài),都具有慣性.

  講解:天上的飛機、地上的汽車、羽毛都具有慣性.

  3.2.3慣性與物體的質(zhì)量有關(guān),物體質(zhì)量越大慣性越大

  如:課件演示慣性炮實驗,從而讓學(xué)生知道質(zhì)量小的物體慣性也小,用很小的力就能把靜止的空氣變成運動的空氣。

  三.小結(jié)

  1.伽利略對力和運動關(guān)系的研究方法.

  伽利略對科學(xué)的貢獻就在于毀滅直覺的觀點而用新的觀點來代替它.

  2.歷史上對力和運動關(guān)系的看法和研究.

  教會對伽利略的迫害.

  3.牛頓第一定律的內(nèi)容及含義.

  4.慣性及應(yīng)用慣性知識解決實際問題的方法.

  五.作業(yè)

  1.教科書:P75.問題與聯(lián)系1、2、3

  2.教科書:P74.科學(xué)漫步

  [板書設(shè)計]

  1、 歷史的回顧

  1.1 亞里士多德(Aristotle)

  必須有力作用在物體上,物體才能運動,沒有力的作用,物體就要靜止下來.

  1.2 伽利略(Galileo)

  在水平面上運動的物體所以會停下來,是因為受到摩擦阻力的緣故.

  伽利略的斜面實驗.

  1.3 笛卡兒(Descartes)

  如果沒有其他原因,運動的物體將繼續(xù)以同一速度沿著一條直線運動,既不會停下來,也不會偏離原來的方向.

  2 牛頓第一定律

  2.1 內(nèi)容

  一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài),直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止.

  2.2 含義

  2.2.1 物體不受外力時,總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài).

  力不是維持物體速度的原因.

  2.2.2 物體運動狀態(tài)的改變需要外力.

  力是改變物體速度的原因.

  2.2.3 一切物體都有保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的特性.

  3 慣性

  3.1 定義

  物體的這種保持原來的勻速直線運動或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)叫做慣性.

  3.2 性質(zhì)

  3.2.1 一切物體都具有慣性,物體的運動并不需要力來維持.

  3.2.2 慣性是物體的固有性質(zhì),不論物體處于什么狀態(tài),都具有慣性.

  3.2.3慣性與物體的質(zhì)量有關(guān),質(zhì)量越大慣性越大。

  教學(xué)資源:

  亞里士多德是第一個嘗試研究物理學(xué)并給出“物理學(xué)”這一

  名稱的人。他生活在古希臘文明發(fā)展的鼎盛期。從17歲開始,跟

  隨大哲學(xué)家柏拉圖一直學(xué)習(xí)了20年。

  亞里士多德力圖以世界的本來面目來說明各種自然現(xiàn)象,這

  是他的進步之處。但由于當(dāng)時研究物理學(xué)只是依靠直覺和思維來

  進行,所以他的很多關(guān)于物理方面的論述,顯然今天看來是錯誤

  的,然而在當(dāng)時,能夠擺脫神的意志,特別是形成一套自圓其說的體系,這是很不簡單的。

  亞里士多德曾說過:“我沒有現(xiàn)成的根據(jù),沒有可照抄的模

  式。我是一位開拓者,所以我是渺小的。我希望讀者諸君能夠承認我已成就的,原諒我所未能成就的。”

  亞里士多德幾乎在每一個科學(xué)領(lǐng)域(如:植物、動物、天文

  、氣象、數(shù)學(xué)和物理等)都作出了自己的貢獻,其學(xué)說對后世的西方思想和科學(xué)產(chǎn)生了重大的影響。這一點沒有其他任何一位古希臘思想家可以相比。

  公元前323年,馬其頓王朝被希臘人推翻。亞里士多德也遭到不幸,失去了他苦心搜集的各種標(biāo)本和資料,失去了他的全部書稿。第二年,在極度失望的情況下,這位科學(xué)的始祖飲毒而死。

  亞里士多德曾說過一句名言:“我敬愛柏拉圖,但我更愛真理。”由此可見亞里士多德追求真理的執(zhí)著精神。

  當(dāng)今世界著名的高等學(xué)府美國哈佛大學(xué)的校訓(xùn)就是:

  “讓柏拉圖與你為友,

  讓亞里士多德與你為友,

  更重要的是,讓真理與你為友。”

  伽利略,著名意大利數(shù)學(xué)家、天文學(xué)家、物理學(xué)家、哲學(xué)家。是首先在科學(xué)實驗的基礎(chǔ)之上融會貫通了數(shù)學(xué)、天文學(xué)、物理學(xué)三門科學(xué)的科學(xué)巨人。伽利略是科學(xué)革命的先驅(qū)。伽利略科學(xué)上的成就與他首創(chuàng)的實驗與理論相結(jié)合的研究方法分不開。他對物理規(guī)律的論證十分嚴格,這個論證過程可概括為:

  觀察-假說-數(shù)學(xué)分析、推論-實驗驗證……

  他不但親自設(shè)計和演示過許多實驗,而且親自研制出不少技術(shù)精湛的實驗儀器,例如浮力天平、溫度計、望遠鏡、顯微鏡等。他倡導(dǎo)實驗與理論計算相結(jié)合的方法,把實驗事實與抽象思維結(jié)合起來,用實驗檢驗理論推導(dǎo),開創(chuàng)了以實驗為基礎(chǔ)具有嚴密邏輯理論體系的近代科學(xué),被譽為“近代科學(xué)之父”。

  愛因斯坦為之評論說:“伽利略的發(fā)現(xiàn),以及他使用的科學(xué)推理方法,是人類思想史上最偉大的成就之一,而且標(biāo)志著物理學(xué)的真正開端。”

  牛頓第一定律發(fā)展簡史

  公元前5世紀的德謨克利特、伊壁鳩魯認為:“當(dāng)原子在虛空里被帶向前進而沒有東西與他們碰撞時,它們一定以相等的速度運動。”這只是猜測或推想的結(jié)果。

  公元前4世紀,希臘的哲學(xué)家亞里士多德指出:力是維持物體運動的原因,有力就有運動,沒有力就沒有運動。雖然這是一個錯誤的觀點,但他第一次提出了力與運動間存在關(guān)系的論點,這就是他對動力學(xué)的貢獻。

  6世紀希臘學(xué)者菲洛彭諾斯對亞里士多德的運動學(xué)說持批判態(tài)度。他認為拋體本身具有某種動力,推動物體前進,直到耗盡才趨于停止,這種看法后來發(fā)展為“沖力理論”。

  14世紀,以布里丹、阿爾伯特、奧里斯姆等人提出“沖力理論”,他們認為:“推動者在推動一物體運動時,便對它施加某種沖力或某種動力,速度越大,沖力越大,沖力耗盡時,物體停止下來。”這為伽利略和牛頓開辟了道路。

  17世紀,伽利略,在自己的著作中多次提出類似于慣性原理的說法。他分別于1632年和1638年,在《關(guān)于托勒密和哥白尼兩大世界體系的對話》和《關(guān)于力學(xué)和運動兩種新科學(xué)的談話》(簡稱《兩門新科學(xué)》)中記錄了他的理想斜面實驗,并推想得到結(jié)論:“假設(shè)物體沿光滑斜面落下,并沿著另一斜面向上運動,則物體不受斜面傾角的影響仍將達到和原來同樣的高度,只是需要的時間不同而已。”伽利略得到的結(jié)論,打破了自亞里士多德以來一千多年間關(guān)于受力運動的物體,當(dāng)外力停止作用時便歸于靜止的陳舊觀念。伽利略的思想無疑地比他的前輩前進了一大步,這已經(jīng)很接近慣性定律,但是伽利略還沒有擺脫亞里士多德的影響,還不能說伽略發(fā)現(xiàn)了慣性定律。

  1644年,笛卡爾在他的《哲學(xué)原理》一書中彌補了伽利略的不足。他明確地指出,除非物體受到外因的作用,物體將永遠保持其靜止或運動狀態(tài),并且還特地聲明,慣性運動的物體永遠不會使自己趨向曲線運動,而只保持在直線上運動。他把這條基本原理表述為兩條定律:一、每一單獨的物質(zhì)微粒將繼續(xù)保持同一狀態(tài),直到與其他微粒相碰被迫改變這一狀態(tài)為止;二、所有的運動,其本身都是沿直線的。然而笛卡兒沒有建立起他試圖建立的那種能演繹出各種自然現(xiàn)象的體系,其中許多是錯誤的,不過他的思想對牛頓的綜合產(chǎn)生了一定的影響。笛卡兒的貢獻在于他第一個認識到力是改變物體運動狀態(tài)的原因。

  1687年,牛頓在笛卡爾、伽利略等人工作的基礎(chǔ)上,撰寫《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》,擺脫舊觀念的束縛,把慣性定律作為第一原理正式提了出來:一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài),除非作用在它上面的外力迫使它改變這種狀態(tài)為止。他提出了保持勻速直線運動狀態(tài)和靜止?fàn)顟B(tài)是物體的固有屬性的觀點,以及從中得出的慣性參照系的概念。


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