浙教版七年级科学下3.4《牛顿第一定律》教学设计

《牛顿第一定律》教学设计 一、教材分析 牛顿第一定律是经典力学中三大定律之一，是整个力学中的基础。如果我们 把所有力学现象看作一座大厦，那么牛顿三大定律则是这个大厦的奠基石，牛顿第二定律又 是在牛顿第一定律定义的惯性系基础上建立起来的，牛顿第二定律建立在牛顿第一定律基础 上。因此牛顿第一定律又是三大定律基础的基础，是否领会这一物理规律，不仅影响学生对 这一章的学习，而且会影响整个物理课程中力学部分的学习。 二、设计思路 从学生已有的生活经验出发，用生活中的材料创设问题情景，整堂课围绕运 动的小车展开探究，充分调动学生学习的积极性。激发兴趣，调动思维。引导学生观察实验、 分析现象、得出结论。培养学生的分析问题，解决问题和总结规律的能力，同时，把课堂的 演示实验改为学生实验，让学生在亲自动手的过程中完成探究的过程，了解科学探究的一般 方法。培养了学生透过现象挖掘本质的能力，从而树立科学的探究观和世界观。 三、教学目标 (一)知识目标： （1）知道牛顿第一定律的内容，牛顿第一定律不是实验定律，而是在大量经验事实基础上， 通过进一步概括，推理总结出的一条规律。 （2）理解力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动的原因。 （3）了解在实验的基础上推理而得出物理规律的方法。 (二)过程与方法 1、做课本中小车实验，让学生对此实验进行认真、仔细观察以获得足够的感性材料。 2、其次通过上面的实验，简单介绍伽利略的推理方法和得出的结论。突出他的理想化实验和 推理方法，理想化实验虽然不能实现，但都有可靠的事实基础，因而推理是合理的。 3、在此基础指出牛顿在总结前人研究成果基础上，以事实为依据总结出一条经得起时间和实 践检验的一条真理，牛顿第一定律。 (三)情感态度与价值观 1、注意师生间沟通，创造良好的学习氛围。 2、通过实验和推理而得出牛顿第一定律的方法，培养学生从简单到复杂，从具体到抽象的逻 辑思维能力和科学探究的方法。 四、教学重难点 教学重点： 1、牛顿第一定律的理解， 2、从具体到抽象的思维方法。 教学难点： 从小车受到的外力越来越小进而假设小车不受外力，最终得出牛顿第一定律的 思维过程。 五、教学准备 器材：斜面、木板、小车、毛巾、棉布。 六、教学过程 （一）引入原有的错误理论：力是维持物体运动的原因 提问：在前面我们先后学习了有关 运动和力的知识，那么运动和力两者有没有关系呢？如果有，又有怎样的关系呢？我们知道， 原来静止的物体若不受力的作用，会一直保持静止。比如讲台上的粉笔盒，你不动它，它将 一直静止。那么，原来运动的物体若不受力的作用，还能否继续运动呢？ 学生实验：静止在桌上的木块，用力推一下就运动起来，停止用力就静止下来。这说明了什 么呢？ 讲述：古希腊伟大的哲学家和科学家亚里士多德认为：物体要运动一定要有力对其作用，原 来运动的物体若不受力的作用就会静止下来。运动要靠力来维持。比如推桌子，桌子放在地 面上，推它，就会动起来，不推它，就会停下来。 讲述：在当时，亚里士多德是科学界的权威，而且他的观点表面上看起来很合理，所以很长 一段（近 2000 年）时间里，人们都相信力是维持物体运动的原因而没有提出怀疑。但事实是 否真的如此呢？下面我们来做一做这样一个实验。 学生实验：静止在桌面上的小车，用力推一下就运动起来，小车离开手后，不再受到推力， 可是小车还会运动一段距离，这个现象说明了亚里士多德的观点有问题。 二、建立新的理论： 牛顿第一定律，力是改变物体运动状态的原因 学生实验：小车在不同材料的水平面上运动 实验目的：运动的物体要继续运动，是否需要力来维持？ 设计思路：以运动的小车为研究对象，逐渐减小车受到的阻力，看小车运动的情况。 相同条件：相同的小车、小车开始运动速度相同（同一斜面、从同一高度静止开始下滑 ） 不同条件：表面不同即阻力不同 实验器材：木板、小车、棉布、毛巾、斜面 实验方法：控制变量法、实验推理法 实验 1：水平木板上铺好毛巾，小车从斜面的某一高度滑下，让小车在毛巾上运动，小车运 动一段距离后停下。记下小车停下的位置。 实验 2：水平木板上改铺棉布（粗糙程度比毛巾小），控制小车从斜面的同一高度滑下，让小 车在棉布上运动，小车运动一段距离后停下。记下小车停下的位置。 实验 3：去掉木板上的棉布，让小车从斜面的同一高度滑下，小车在水平木板上运动一段距 离后停下。记下小车停下的位置。 提问 1：三次实验中，小车为什么会停下来？ 学生回答：是因为小车受到了阻力 提问 2：为什么三次小车停下来时通过的距离不一样？ 学生回答：是因为三次小车受到的阻力大小不一样。 提问 3：小车停下来时通过的距离与它受到的阻力大小有什么关系？ 学生回答：小车受到的 阻力越小，通过的距离就越大。 提问 4：那么当小车受到的阻力更小呢？ 学生回答：小车通过的距离会更大。 提问 5：我们可以这样假设，如果运动的小车在水平面上受到的阻力为零时，小车的运动情 况会怎样呢？ 小组讨论，然后由学生代表回答。（学生的答案可能是：小车不会停下来；小车会永远运动下 去；小车会做匀速直线运动，等等。） 教师总结： 300 多年前，伽利略，意大利伟大的物理学家和天文学家，就做了类似我们所 做的实验，并在实验的基础上推测得出：若物体在运动中不受力的作用，它的速度大小将保 持不变。笛卡儿，著名的数学家，也是物理学家，对伽利略的结论作了补充：若物体在运动 中不受力的作用，它的速度大小将保持不变，并沿原来的方向做匀速运动。 最后牛顿在前人的基础上作了完整的总结： 一切物体在不受外力作用时，总保持静止状态 或匀速直线运动状态。这就是著名的牛顿第一定律。 教师讲解： 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。 学生思考：牛顿第一定律能用实验加以证明吗？为什么？ 不能。因为牛顿第一定律中的不 受外力是一种理想状态，生活中的物体不可能不受任何外力。 教师讲解： 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、笛卡儿的科学推理，才最 终由牛顿总结出来的。 三、应用新的理论解释现象，揭示原有理论的错误 对比亚里士多德的观点和牛顿第一定律并 提问： 牛顿第一定律告诉我们：一切物体在不受外力的情况下，将保持原来的运动状态， 原来静止的，将保持静止；原来运动的，将保持以原来的速度做匀速直线运动而不会停下。 而我们一开始提到的亚里士多德却认为：物体要运动一定要有力对其作用，原来运动的物体 若不受力的作用就会静止下来。运动要靠力来维持。当然现在我们知道亚里士多德错了，但 他究竟错在哪里呢？桌子放在地面上，推它，就会动起来，不推它，就会停下来。这又如何 解释呢？ 学生讨论后回答： 桌子放在地面上，不用力推它，它就不动，说明静止的物体不受力就保 持静止；用力推桌子它就运动起来，停止用力推桌子它就会停下来，这不是因为桌子 不受力，而是因为桌子还受摩擦力，桌子才会下来。所以运动的桌子停了下来不是因为不受 力，而相反是因为受到了摩擦阻力。亚里士多德的错误是未能对桌子的受力情况作出正确的 分析。 老师小结：牛顿第一定律是在实验的基础上通过推理而得出的，这也是科学研究的一种重要 方法！ 四、课堂小结：牛顿第一定律的内容；运动和力的关系。 五、课堂练习： 1、用绳子栓住一个小球在光滑的水平面上作圆周运动，当绳子突然断裂，小球将 [ ] A．保持原来的圆周运动状态． B．保持绳断时的速度作匀速直线运动． C．小球运动速度减小，但保持直线． D．以上三种都有可能． 2、下列说法正确的是 [ ] A．物体不受力作用就一定静止． B．物体不受力作用就一定是匀速直线运动 C．物体受力才能运动． D．以上说法都是错误的． 3、正在运动的物体，如果受到的外力突然消失，则它将（ ） A． 立即停止 B． 速度减小，最后停止 C． 运动方向变为与原来相反 D． 做匀速直线运动 六、课后思考： 1、牛顿第一定律中，物体不受外力作用时会保持原来的运动状态不变，那么当物体受到外力 作用时会怎样呢？ 2、平时我们看到的静止不动或做匀速直线运动的物体是受到外力还是不受外力？ 教学反思 1、教学前反思：在本次授课中，我第一步是小车运动是否要受力入手，在课堂的一开始就抓 住学生的注意力，这样的设计既可激发学生去思考。接下来的教学设计中，学生分小组实验， 分别让小车在毛巾、棉布、木板上运动，由于受到的阻力越来越小，停下来时通过的距离越 来越长，在此基础上去假设，去推理，如果运动的小车受到的阻力为零时会出现什么现象， 以培养学生从直观到抽象的推理能力。 2、教学中反思：在教学中根据学生的思路和热情，我及时调整自己的教案，一起找到更好的 引导效果，实现学生为主体，教师为主导的教学理念。在我精心设计的问题的引导下，学生 思路清晰了，课前预期的目的基本达到。 3．教学后反思：对这一课进行全面反思后，我认识到要善于处理好教学中知识传授与能力培 养的关系，巧妙地创设能引导学生主动参与的活动及情境，让学生在实践中学习，才能不断 地激发学生的学习积极性与主动性，既培养学生的学习兴趣，又培养学生思维能力、想象力， 使每个学生的身心都能得到充分的发展。