(一) 牛顿第一定律的实验探究 1. 激发矛盾 让学生直接观察课本100页中的四幅图,然后,要求学生推动桌上的文具盒、书等物品观察其运动。(小组交流讨论)结合四幅图片和试验的感受讲一下力和运动的关系:推文具盒,文具盒就运动;撤去推力,文具盒停止运动。推书,书运动;撤去外力,书逐渐停下来。 学生讨论分析上述事例得出共同特征:物体的运动需要力的作用,撤去物体受的力,物体就不会动或停止运动。 投影亚里士多德观点:要维持物体作匀速运动,就必须给物体施加一恒定的力。不受力而一直运动的现象是没有的。 师:上述是古希腊最杰出的哲学家亚里士多德的观点,和同学们的观点是一样的。而这种观点统治人的思想近两千年。可是,几百年前,著名科学家伽利略却曾通过理想实验,运用逻辑推理,对亚里士多德,也即同学们的观点提出了质疑。 播放伽利略的理想实验的flash动画,同时复述伽利略的推理过程和结论:物体不受其他物体的作用(不受外力)将永远的匀速运动下去。 师:伽利略的推理,也是建立在分析大量事实基础上的,而且后来又经过了法国科学家笛卡尔等的进一步论证得出结论:物体不受任何外力作用时,不仅速度大小不变,而且方向也不变,将沿原来的方向永远的运动下去。
上述结论孰对孰错,还是请同学们自己动脑、动手探究论证吧? 2. 实验探究 (1) 提示学生先完整地看一遍实验探究报告(见下表)。 提出问题:此实验过程中,应控制哪些条件保持不变?哪些条件在发生变化? (学生一开始可能只能回答出表象,应经多轮交流,由学生自己回答出:小车进入水平面时的速度大小和方向保持不变,小车在水平面上受到的摩擦力大小在变) (2) 探究点拨。 师:本实验分析与论证过程,着重在于比较数据,找出现象中变化的共同规律。 (3) 学生分实验小组进行实验探究,教师巡视实验情况。 (4) 学生小组讨论、分析完成探究报告。 教师投影出具有代表性的探究报告,启发学生间交流与探讨,逐步由学生自己完善自己的表述,保留公认的较成熟的表述。 3. 总结归纳 (1) 教师点明:上述表述其实就是牛顿第一定律所反映的内容。投影牛顿第一定律与学生表述对照,征询学生对牛顿第一定律中“一切”“不受外力”和“总保持”的含义的理解意见,将成熟的意见显示投影。 (2) 综合述评:牛顿第一定律是研究物体运动规律的三大定律之一,该定律的建立具有两方面重大意义:一是说明了物体的运动不需要力来维持;二是牛顿第一定律的建立过程说明,不能直接用实验验证的规律,可以在实验基础上,以合乎逻辑的方式推理出来。三是说明若物体受到外力运动状态会发生改变。 4、学生思考:
1、若物体受到外力作用,还能保持匀速直线运动或静止状态吗?为什么?
2、能不能用实验来验证牛顿第一定律能呢?为什么?
2、通过对实验探究的参与,强化学生分析与论证的能力,学会用学生自己的语言表述牛顿第一定律 四、. 教具:计算机多媒体教学系统、CAI课件、有关网站下载图片资料、羊角锤、小斧头,盛有大半杯水的烧杯、鸡蛋、弹簧片等 2. 学具:实验探究报告。斜面、木板、透明胶布、棉布、毛巾、小车、刻度尺、长方体窄木块及身便物品。
3、情感、态度、价值观:要求学生通过牛顿第一定律的实验探究活动和学习逐步养成实事求是、尊重自然规律的科学态度,不迷信权威,并认识到合作交流的重要性,有主动与他人合作的精神。了解利用惯性及防止惯性危害的方法并初步应用于生产和生活实践,对学生进行STS教育。
2、通过探究试验培养学生的观察能力,通过实验分析初步培养学生科学的思维方法。通过解释生活中的惯性现象培养学生应用知识解决实际问题的能力和语言表达能力。
3.本节课可按着人类对知识的认识顺序组织教学,让学生体会规律的认识过程,对学生进行学史教育。从亚里士多德的观点--伽利略的研究--笛卡尔的补充--牛顿的总结。
2.通过图9-1演示实验的比较、分析、综合、推理是本节课的核心,可对学生进行简单的科学推理方法的教育。在此演示实验中可通过设计不同的问题渗透研究方法。
1.学生学习牛顿第一定律的困难在于从生活经验中得到的一种被现象掩盖了本质的错误观念,认为物体的运动是力作用的结果。如推一个物体,它就动,不再推它时,它便静止。为使学生摆脱这种错误观念,首先要把运动和运动的变化区别开,树立从静到动和从动到静都是“运动状态改变”的概念,这是为了揭示力和运动的关系做的重要铺垫。其次,通过实验确立“力是改变运动状态的原因”的概念。再通过推理建立“不受力运动状态不变”的概念。
2.通过伽利略的理想实验,给学生以科学方法论的教育.
教学建议
教材分析
教材首先通过回忆思考的形式提出问题:如果物体不受力,将会怎样?通过小车在不同表面运动的演示实验,使学生直观的看到物体运动距离与阻力大小的关系,为讲解伽利略的推理作准备。然后讲述伽利略的推理方法和通过推理得出的结论,再介绍迪卡儿对伽利略结论的补充,牛顿最后总结得出的牛顿第一定律。通过这些使学生了解定律的得出是建立在许多人研究的基础上的,正如牛顿所说:“如果说我所看的更远一点,那是因为站在巨人肩上的缘故”。最后指出牛顿第一定律不是实验定律,而是用科学推理的方法概括出来的,定律是否正确要通过实践来检验。给学生以科学方法论的教育。
本节课的重点是揭示物体不受力时的运动规律,即牛顿第一运动定律。
教法建议
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,对学生进行严谨的科学态度教育.
5.“惯性”与“速度”的区别.
学生往往把惯性大小跟速度大小混为一谈,他们往往根据“汽车行驶得越快,刹车越困难”一类现象认为:“汽车行驶越快,其惯性越大”.对于初中学生,惯性的大小与物体速度大小的区别,限于知识面,很难讲深讲透,但要提醒学生注意,惯性大小与物体运动的快慢无关.运动快的汽车难刹车是因阻力大小有限,如果增大阻力,它也会很快停下来.
综上所述,教师只有在讲清了以上几个问题,学生才能真正理解惯性的内函,应用惯性解题才不会误入歧途.
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