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《牛顿第一定律》教案

教学目标

教学目标：

1.通过阅读或查阅资料等途径了解牛顿第一定律的发现过程，体会人类认识事物本质的曲折过程，培养学生严谨的科学态度。

2.能够准确叙述牛顿第一定律的内容，并能对该定律所揭示的运动和力的关系问题有较深刻的理解。

3.了解伽利略关于运动和力的关系的认识，了解他的理想实验和相应的推理过程，领会实验加推理的科学研究方法，培养学生科学推理和想象力。

4.能通过实例说明质量是物体惯性大小的量度。

教学重点：

伽利略理想实验。

教学难点：

理解牛顿第一定律的发现过程，体会该定律揭示的力和运动的关系。

教学过程

时间

教学环节

主要师生活动

2分钟

环节一：

引入

（屏幕播放：天问一号发射过程视频）

[师]：2020年7月23日，我国在海南岛文昌航天发射场，用长征五号遥四运载火箭将我国首次火星探测任务“天问一号”探测器发射升空，飞行2000多秒后，成功将探测器送入预定轨道，开启火星探测之旅，迈出了我国自主开展行星探测的第一步。

探测器的发射升空要靠地面上技术人员的控制，要想成功地控制其运动，必须知道它为什么能这样运动，也就是运动的原因。

关于“运动的原因”问题是一个古老的话题，可以追溯到公元前4世纪，最早对这个问题作出回答的是古希腊圣人——亚里士多德。

3分钟

环节二：

亚里士多德的朴素运动观

1.亚里士多德的运动观

[师]：亚里士多德观察了大量物体的运动，经过思考，把运动分为两类：一类是“自然运动”，另一类是“受迫运动”。

自然运动是指物体的运动不需要外界的影响而自发进行。比如：重物的下落、轻物的上升等；日月星城等天地的圆周运动是最完美的自然运动。

除了自然运动外，一切物体的运动都只能在外界影响迫使下才能进行，即“受迫运动”。比如一个静止的物体只有在推动者的推或拉的作用下才能运动，停止推拉的作用，原来运动的物体便归于静止。

【提问】同学们能举出在生活中类似的实例吗？

[师]：比如用力推小车，小车就动，不推，小车就会停下来；再比如用力踢足球，足球就动，不踢，足球也会停下来。

亚里士多德的运动观念听起来很有道理，与生活经验相符合，可称为“朴素的运动观”。从公元前4世纪诞生起，2000多年里没有受到质疑，一直到公元16世纪，欧洲大学里物理讲的还是这种观点。

2.引导学生认识受迫运动原因的实质

[师]：亚里士多德的伟大之处在于，他在寻找运动的原因时跟推或拉等外界影响建立起了关系。他总结的受迫运动原因的实质是：运动需要力来维持，力是维持运动的原因。

通过初中的学习，大家都知道这种观点是错误的，有问题，那么问题在哪里呢？

4分钟

环节三：

伽利略的研究

[师]：亚里士多德的思想延续到了文艺复兴时期。同学们都知道文艺复兴时期是文学艺术和科学技术蓬勃发展的时期。对亚里士多德的观点提出质疑的代表人物是意大利物理学家伽利略。

1.质疑的切入点

[师]：伽利略在对运动观察时发现：沿着斜面滚下的物体运动越来越快，做加速运动；沿着斜面向上冲的物体运动越来越慢，做减速运动！

【提问】请同学们思考并推理：什么情况下物体会做匀速运动？（平面！）

[师]：伽利略把他的观察记录在他的著作《关于两门新科学的对话》中：在在向下倾斜的平面上已经存在一“加速因素”；而在向上倾斜的平面上则有一“减速因素”。由此可见，在水平面上的运动是永久的……

〔体验实验1〕同学们的桌面都是水平的，请你推动下物理课本，观察到课本的永久运动了吗？那同学们相信伽利略的说法吗？

[师]：伽利略也看到了大家的实验现象，他正是由此引发质疑：原来运动的物体之所以停下来真的是因为没有力的作用吗？

不是！原来运动的物体之所以停下来，是因为摩擦力或空气、水流的阻力作用的结果。

2.猜想与假设

[师]：如果没有摩擦力、流体阻力的影响，“在水平面上运动的物体将会一直运动下去”，这就是我们的猜想。

这种猜想是否正确呢，怎么去研究呢？

[师]：通过实验，这是伽利略的研究方法！他设计了一个对接斜面实验！

4分钟

环节四：

理想实验的魅力

1.理想斜面实验

〔演示实验1〕这是一条长轨道，两端垫高，构成了对接斜面。一个钢球从一侧斜面上的某高度处静止滚下，冲上另一侧斜面，记录小球到达最高点的位置。

首先铺上尼龙布实验；

换用棉布。仍由同一点释放，记录下最高点；

撤去棉布，重复操作。

[师]：通过实验对比，发现小球上升的更高了，越来越接近释放点的高度，但总是差一点。这是什么原因呢？

[生]；有摩擦！

[师]：（引导学生推理）摩擦大时上升的高度小，摩擦越小上升的高度越大，如果没有摩擦呢？

应该上升到和释放点同样的高度！

〔演示实验2〕假设这个对接斜面是光滑的。在该位置释放小球前，先把另一侧斜面的倾角减小，用小旗标记小球运动的最远距离。

现象：小球运动的距离变大了。

【思考1】这