2. 过程和方法
(1) 通过观察和实验探究出牛顿第一定律
(2) 通过实验活动了解观察法的单独使用无法完成科学探究活动
(3) 通过学习活动,锻炼学生观察、分析与归纳的能力
1. 知识与技能
(1) 了解亚里士多德与伽利略的思想冲突
(2) 知道伽利略的理想实验和方法
(3) 知道牛顿第一定律的内容
(4) 了解惯性,并了解利用惯性和防止惯性的方法
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,伽利略的科学推理,才最终由牛顿总结出来的。牛一的重要贡献是: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。
2. 对于牛顿第一定律的看法,下列观点正确的是( )
A.验证牛顿第一定律的实验可以做出来,所以惯性定律是正确的
B.验证牛顿第一定律的实验做不出来,所以惯性定律不能肯定是正确的
C.验证牛顿第一定律的实验做不出来,但可以经过在事实基础上,进一步科学推理得出惯性定律
D.验证牛顿第一定律的实验虽然现在做不出来,但总有一天可以用实验来验证。
1. 一物体放在桌上静止,假若某瞬间撤掉所有的外力,物体将怎么样?
2.定律分析
定律成立条件:不受外力作用
运动规律:总保持匀速直线运动状态或静止状态。
师(回应课题引入实验): 回想我们最开始的实验,有推力板擦运动,撤去推力板擦停下来,从表面现象上得到的结论运动需要力维持是错误的,但这种现象是千真万确摆在我们面前的,我们如何用牛一的观点正确的解释这个现象呢?
1.规律总结过程
方法1.教师引导
伽利略的贡献:理想实验
[演示](通过实物投影仪把实验过程反映在大倍投电视上)
介绍器材
实验前提条件:每次实验都需从斜面上的同一高度下滑,为什么?
实验过程:让小球从同一斜面的同一位置滚下后分别在毛巾表面、棉布表面、玻璃表面上运动,每次记下小球停下时的位置。做标记的位置是什么位置?(停下来的位置)
实验纪录:
实验次数 |
表面材料 |
阻力大小 |
滑行距离 |
1 |
毛巾 |
最大 |
最短 |
2 |
棉布 |
较大 |
较长 |
3 |
玻璃 |
较小 |
长 |
推理想象 |
光滑表面 |
阻力为零 |
无限长 |
实验分析:
三次实验,小车最终都静止,为什么?
三次实验,小车运动的距离不同,这说明什么问题?
小球运动距离的长短跟它受到的阻力有什么关系?
若使小车运动时受到的阻力进一步减小,小车运动的距离将变长还是变短?
根据上面的实验及推理的思想,还可以推理出什么结论?
推理:小球在光滑的阻力为零的表面,将会怎样运动?
实验结论:通过伽利略的实验和科学推理得出“运动的物体,如果受到的阻力为零,它的速度将不会减慢,将以恒定不变的速度永远运动下去。”即作匀速运动。
[微机模拟实验]:简介伽利略理想实验
迪卡儿的补充
如果运动物体不受任何力的作用,不仅速度大小不变,而且运动方向也不变,将沿原来的方向匀速运动下去。
牛顿的成果:补充与概括
师:物体除了运动的以外,还有静止的。那么,静止的物体在没有受到外力作用时,保持什么状态呢?(牛顿补充:将保持静止状态) 师(引导学生概括):我们现在已经有了伽利略的研究成果,又有了迪卡儿和牛顿的补充,把两者进行一下概括:一切物体在没有受到外力作用时,将如何呢?(对概括出来大致意思的同学给予鼓励)
介绍:牛顿抓住时机,概括总结得出著名的牛顿第一运动定律
方法2:学生探究式学习
针对基础较好的学生,可以由学生在老师的指导下自己完成斜面小车实验,根据现象学生分组讨论,明确亚里士多德的观点的问题根源.由学生互相补充确定实验结论。
[演示1]在桌面上推动木块(或板擦)从静止开始慢慢向前运动,撤掉推力,木块立即停止。
分析:日常生活中也有许多类似的现象,(如推桌子)。这些现象从表面上看,“必须有力作用在物体上,才能使物体继续运动,没有力的作用,物体就要停下来.”即:板擦的运动需要推力去维持。于是,古希腊哲学家亚里士多德就根据这些现象总结出“物体的运动需要力去维持”。这种观点在历史上曾被沿用两千多年,但时沿用两千年是否就一定正确呢?也可能有人曾表示过怀疑或有人认为就是错误的,但没某能说服别人的理由。
[演示2] 在桌面上推动木块(或板擦)从静止使之向前运动,用力推出,木块向前运动一段距离后停止。
分析:推力撤掉,还要向前运动,与亚里士多德的观点不符。
分析:木块:静止--运动--静止。两个过程中是否都有力存在?在这两个过程中力的作用是维持原来的运动状态还是改变运动状态?
5.节后练习4
(学生答)
教师:跳远运动员起跳前经过了一段距离的助跑,踏跳时具有较大的水平向前的速度.由于人有惯性,踏跳后还要向前继续用较大的速度运动,这样可以跳的更远些.事实证明,跳远运动员都是短跑好手就是这个道理.
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