伽利略的理想实验与牛顿第一定律教案一、 教案背景1、学生： 中学 小学 2，学科：物理2、课时：13、学生课前准备：初读课文，了解牛顿第一定律的大致内容和探究过程。收集有关研究力与运动关系的历史人物资料，了解其探究的过程特点。发现自学中遇到的问题，并尝试同学间互助解答。 二、教学课题：伽利略的理想实验与牛顿第一定律 三、教材分析在前三章关于运动和力的分别研究基础上，本章进一步综合研究两者之间的密切关系，从而建立其牛顿运动定律。牛顿运动定律是动力学的基础，是力学中也是整个物理学的基本规律，而牛顿第一定律则是这个基础的开端，提出物体的运动不需要力来维持，力是改变物体运动状态的原因这些关键结论，为进一步确立力与运动的定量关系，建立牛顿第二定律提供了很好的铺垫。所以学好这一节内容有着极其重要的意义。同时，这一节内容彻底打破人们习以为常的力是维持物体运动的原因的观念，强烈地冲击了学生的思维，更让学生懂得如何用科学的研究方法解决实际的物理问题。 对于如何探究这个问题，百度网上有丰富的科学家探究的历史资料，包括文字、图片、视频等资源，特别是对于伽利略的理想实验，鉴于其一定的不现实性和思维外推性，网上的视频资源有效地解决了这个问题，既满足了学生的直观形象思维的需要，更提升了其抽象逻辑思维能力的水平。五、教学方法 1、网络搜索2、对比实验、自主探索、合理推理。3、利用生活中的实例，理解力与运动、惯性与质量的关系，贴近生活更易理解。 六、教学过程（一）导入：1、多媒体播放考工记图片文字，提问为什么“马力既竭，辀犹能一取也。”从而引出“运动需要力来维持吗？”这个问题。（http:/www.uac.org.cn/bbs/dispbbs.asp?boardid=34&id=10049）2、学生思考回答。（二）运动需要力来维持吗人类对运动和力的关系的探索历程教师活动：要是静止的小车运动起来，怎么办？学生活动：对小车施加一个推力作用。学生演示实验：l、力推物动，力撤物停。2、力撤物不停。教师活动：物体的运动是不是一定需要力？学生活动：是教师活动：这个也是两千多年前古希腊学者亚里士多德的观点，他从生活经验直接出发得到“物体的运动是需要力来维持的”学生活动：（部分学生提出）可是力撤物不停，怎么能说物体运动需要力来维持呢？教师活动：这些同学观察得很细致，刚好与伽利略的说法不谋而合。他认为：在水平方向做匀速运动的物体不需要外力来维持。1、 事实来源：（1） 给竖放着的易拉罐初速度，它运动一段距离才停下来；给平放的易拉罐初速度，它运动得更远才停下来。摩擦力越小，运动更远。当摩擦力为零时，情况怎样？（2） 伽利略单摆实验。2、 科学推导：伽利略理想实验 http:/video.sina.com.cn/v/b/23807755-1577231667.html （1）对称斜面，没有摩擦小球滚到等高。（2）减小另一侧斜面倾角，小球从同一位置释放要滚到等高，滚动距离就会越远，运动时间更长。（3）把另侧斜面放平，小球要到等高，就会一直滚下去。根据这一现象伽利略得出了什么样的结论？学生活动：观察并回答提出的问题：运动的物体如果不受力物体将匀速运动下去。教师活动：用气垫导轨消除摩擦。让滑块在导轨上滑动，利用光电门测出滑块在不同位置的速度。学生活动：学生记录数据并比较。确信他的正确性。在教师引导下学生认真阅读课文，找出其他科学家对此问题的探究情况：1：笛卡尔对力与运动关系的补充说明：如果没有其他原因,运动的物体将继续以同一速度沿着一条直线运动,既不会停下来,也不会偏离原来的方向。2：最后，牛顿站在巨人的肩膀上通过自己的努力把力与运动的关系明确的指出来，确立了牛顿第一定律：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。（三）对牛顿第一定律的理解教师活动：(引导学生比较几种观点的全面性，发现牛顿第一定律描述得更为完善。) 我们初中时也学过牛顿第一定律，与我们现在高中学的有什么不一样，请大家比较一下。学生活动：比较理解初中和高中的两种描述：初中：一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。高中：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。 教师活动：引导学生思考得出：1、 初中强调一种理想状态和物体的固有性质。而高中在强调物体固有性质的基础上更指出外力对运动状态的作用，更具有现实指导意义。2、 运动状态是指：速度的大小和方向3、 对牛顿第一定律的理解： 一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态的性质说明物体具有惯性 外力的作用是迫使物体改变其运动状态说明力是使物体运动速度改变的原因。（从而否定了力是维持物体运动的原因）教师活动：牛顿第一定律可否用实验来验证？学生活动：不可以，因为没有物体不受任何力的情况存在。教师活动：什么时候可以看作不受力并举例说明？学生活动：受力但合力为零时。比如：冰面上的滑动的冰块。冰壶球。教师活动：牛顿第一定律也称惯性定律。那惯性是指什么？学生活动：惯性：一切物体都具有保持原来运动状态的性质。（播放视频，学生感受生活中的惯性。装满水的气球爆破瞬间 http:/v.hinews.cn/page-20033.html）教师活动：惯性是物体固有属性。那什么因素是影响惯性的大小呢？假如你开着一辆奔驰在一个红绿灯中等待，当绿灯亮时，你和你旁边的一辆大货车一同启动，谁启动得更快？学生活动：我的奔驰。这说明质量大，运动状态难改变。教师活动：质量是物体惯性大小的唯一量度，即惯性与物体的速度、受力情况、所处环境等因素无关。那请同学们举一些生活中质量影响惯性大小的例子。学生活动：乒乓球可以实现快速抽杀，而铅球不行。战斗机要提高作战灵活性必须丢掉副油箱。（四）课堂总结、点评教师活动：引导学生自己概括总结本节的内容，整理出知识框架。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。教师活动：组织学生学习牛顿、亚里士多德、伽利略、笛卡尔等科学家探究史实。（多媒体播放视频、图片资料。）（五）课外视野拓展牛顿http:/baike.baidu.com/view/1511.htm亚里士多德http:/baike.baidu.com/view/4482.htm伽利略http:/baike.baidu.com/view/4162.htm笛卡尔http:/baike.baidu.com/view/4704.htm七、教学反思 教学中发现，要从根本上彻底根除学生对力与运动的关系的错误认识必须在其感官认识的基础上达到理性思维的提升。不受力物体就可以运动是一个难以接受的事实，因为这是一种理想的状态，所以在教学中，我尽量借助科学家探究此问题的艰辛历程，特别是伽利略的理想实验的力量帮助学生重新建立正确的认识，更让他们感受到科学家们奇妙而严谨的逻辑思维过程，激发他们对物理学习和研究的兴趣，提高其积极性。另外，其实对于牛顿第一定律的学习，在初中时，学生已经有一定的认识基础，如何突破高中与初中对此问题的理解，提升其思维的高度是这节内容的闪光点，让学生们体会到学习知识的成就感。