人教版必修一牛頓第一定律教案
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狀態(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
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)或靜止狀態(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)或靜止狀態(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狀態(tài)的性質(zhì)叫做慣性.
當汽車突然開動的時候,汽車里的乘客會向后面傾斜.當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,當車撞到墻時,假人為什么會從車子中往 前飛出。并適當?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)或靜止狀態(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)或靜止狀態(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)或靜止狀態(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狀態(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)或靜止狀態(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)和靜止狀態(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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