2、教学流程说明
情景 演示1和设问1
在介绍亚里士多德关于力和运动关系的观点后,演示实验1,让学生观察桌面上静止的小车,然后轻推小车,使小车缓慢运动,当手一离开小车,小车几乎立即停止运动。
设问1:从刚才的实验看到,当小车在受到手推动时开始运动,当手离开后,小车很快就停下来,是否证明了说明亚里士多德的观点是正确的?小车为什么会停下?
由此拉开物理学史上关于力和运动关系的认识的序幕。
活动I 演示实验2
演示:用稍大的力快速推一下静止在桌面上的小车,当手离开小车后,小车还会继续向前滑动一段较长的距离后才停下。让学生通过观察到的现象,得出亚里士多德关于“物体运动需要力维持”的观点是错误的判断。
问题I 设问2
通过设问:在上述两个实验中,力的作用是维持物理原来的运动状态还是改变其运动状态?如果不受力,物体将怎样运动?
活动II 演示实验3--伽利略的斜面实验
演示:让物体(小球)从第一个斜面滑下来,并滑到第二个斜面,但到达不了开始下滑时的高度。
活动III 推理--理想实验
推理过程:在上述实验中,假设如果物体不受各种阻力,则物体在第二个斜面上将能够到达开始下滑时相同的高度;如果减小第二个斜面的倾角并重复实验,物体在第二个斜面上达到相同的高度的过程中,在第二个斜面上滑行的距离将变长;如果将第二个斜面水平放置,由于永远也达不到开始下滑的高度,物体在水平面上将永远不停地匀速运动。伽利略根据这个理想实验,得出“物体运动不需要力维持”的结论。
应当说明:理想实验是以可靠的实验事实为基础,突出主要因素,忽略次要因素,通过抽象思维深刻揭示自然规律。理想实验并不是一个真实的实验。理想实验不可能用真实的实验来直接验证,只能在实验条件不断逼近理想情况时,其实验结果也不断向理想情况逼近。
活动IV 演示实验4--用气垫导轨做实验
气垫导轨的作用目的就是减小滑块的摩擦力,使实验接近理想情况。
实验可以观察到,在水平情况下,阻力越小,滑块匀速滑行的距离也越长,同样可经过推理得到“物体运动不需要力维持”的结论。
活动V 包括动画、演示实验6和演示实验7
动画:通过日常生活的实例进行动画演示,并根据学生的亲身体会,加深对惯性的理解。
演示实验5:通过日常生活的实例进行模拟,并根据学生的亲身体会,加深对惯性的理解。
演示动画7:通过日常生活的实例进行模拟,并根据学生的亲身体会,加深对惯性的理解。
1、教学流程图
本设计包括惯性和牛顿第一定律两部分内容。
本设计的基本思路:以实验和推理为基础,按人类对力和运动关系的认识过程组织教学,重点放在伽利略对理想斜面实验的推理过程,并介绍牛顿第一定律的得出过程,使学生在获得知识的过程中,了解物理学发展的历史,经历人类对规律的认知过程。
本设计要突出的重点是:牛顿第一运动定律和惯性。方法是:以实验和推理为基础,根据牛顿第一定律的得出过程,结合学生的亲身体会,应用实验和动画演示对日常生活的实例进行分析,巩固对牛顿第一定律和惯性的认识。
本设计要突破的难点是:伽利略理想实验的推理过程;对牛顿第一运动定律和惯性的正确理解。方法是:启发学生关注“运动”和“运动状态变化”的区别,并通过演示实验,揭示生活中一些被其表象所掩盖现象的本质(如轻推一个物体,它就动,不再推它时,它便停止),为理解力和运动的关系做好必要的铺垫,然后用演示实验模拟伽利略对斜面实验的推理过程,使学生对伽利略的推理有认同感,以突破伽利略理想实验的推理过程;在得出牛顿第一定律并定义惯性后,通过对比牛顿第一定律和惯性的区别和联系,以正确理解牛顿第一定律和惯性。
本设计强调学生的主动参与,重视概念的形成过程以及伴随这一过程的科学方法的教育,通过实例使学生感悟知识与生活的联系,认识知识的真实价值。
完成本设计的内容约需2课时。
3、惯性实验:投影仪、小车、木块等。
2、气垫导轨、滑块等。
1、伽利略斜面实验:两块平滑木板,小球等。
重点:牛顿第一运动定律、惯性。
难点:伽利略理想实验的推理过程;对牛顿第一运动定律和惯性的正确理解。
3、情感态度价值观
(1)通过伽利略的斜面实验,了解理想实验,激发热爱科学、乐于探究的兴趣。
(2)通过科学史的简介,领略去伪存真的科学态度和严谨的科学作风。
2.、过程与方法
(1)观察惯性现象,感受从纷繁的现象中探求事物本质的思想方法。
(2)在分析伽利略理想实验的过程中,感受概括、推理的科学研究方法。
1、知识与能力
(1)知道牛顿第一定律。
(2)理解伽利略理想实验的推理过程。
(3)理解力和物体运动的关系。
(4)初步学会分析、概括、推理等科学思维方法。
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