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牛頓第一定律教學設計優(yōu)秀
作為一名專為他人授業(yè)解惑的人民教師,總歸要編寫教學設計,教學設計是連接基礎理論與實踐的橋梁,對于教學理論與實踐的緊密結合具有溝通作用。寫教學設計需要注意哪些格式呢?下面是小編精心整理的牛頓第一定律教學設計優(yōu)秀,僅供參考,希望能夠幫助到大家。
牛頓第一定律教學設計優(yōu)秀1
(一)教學目的
1.知道牛頓第一定律。
2.通過學習,提高學生的邏輯推理能力和科學想象能力。
(二)教具
慣性小車、斜面、木板、毛巾、標志小旗。
。ㄈ┙虒W過程
一、復習提問
力的作用效果有哪些?
二、新課引入
教師:我們學過了力,一切物體都受到力的作用。我們也學過了運動,運動是絕對的,一切物體都在運動,靜止只是相對的。物體都受力,同時又都在運動,力的效果之一就是力能改變物體的運動狀態(tài)?梢,力和物體的運動有密切的聯系。我們在這一章中要學習力和運動二者之間的聯系。
三、進行新課
1.歷史的回顧
教師:古希臘的學者亞里斯多德早在兩千年前就提出“力是維持物體運動的原因”。他的根據是一個物體(例如一輛車)運動起來后必須用力才能使它不停地運動下去,失去力的作用,運動會停下來。初看起來,他的觀點似乎符合實際情況,所以這個觀點在人類的歷史上統治了近一千七百年。直到三百年前,人們才開始對這個觀點是否正確提出疑問,并由伽利略和牛頓等幾位科學家對力和運動的關系提出了科學的論斷。
2.做課本圖91所示實驗
。1)教師:這是一塊傾斜放置的木板,它的下端又接出一塊木板水平放置,木板上鋪一塊毛巾。讓一輛小車從斜面上的某一位置由靜止開始向下運動,注意觀察小車的運動情況。
。ㄑ菔荆⒃谛≤囃V固幏乓幻嫘∑熳鰹闃酥。畫板圖)
教師提問:小車為什么停下來?
。▽W生回答)
小車在水平的毛巾面上受到了阻力。
教師:亞里斯多德認為維持運動必須有力,F在,小車恰恰是因為受到了阻力,它的運動不能維持?梢姡挠^點缺乏一定的前提條件,因此是不確切的。
。2)教師提問:能讓小車在水平面上運動的再遠些嗎?
。▽W生回答)
減小水平面對小車的阻力。
(演示,用棉布表面的木板代替毛巾,重復上述實驗,并在小車停止處放小旗做標志)
教師:小車從斜面上的同一位置由靜止開始向下運動,這樣可以保證小車到達斜面底端具有跟剛才實驗時相同的速度,小車在水平面上運動得更遠了,原因是阻力小了。
。ó嫲鍒D)
教師:從實驗可知,木板對小車的阻力小了,小車運動得更遠了,它的速度經過較長的時間才變?yōu)?。
。3)教師:我們把水平放置的木板表面換成一塊比較光滑的板,重復上述的實驗。
。ㄑ菔,并畫圖)
可見,水平木板對小車的阻力越小,小車運動得越遠,它的速度必須經過更長的時間才能變?yōu)?。
3.牛頓第一定律
教師:請大家設想,如果小車從斜面上滑下來,滑到一個非常光滑、阻力無限小的光滑平面上,小車的`運動將如何?
(學生討論并回答)
由于有前三次實驗做基礎,這種無限光滑的平面雖然沒有,但是我們也有充分的理由認為小車將永遠運動下去.這就是歷史上伽利略所做過的實驗和通過實驗得到的結論。
法國的科學家笛卡兒進一步補充了伽利略得出的結論,使人們的認識又深化了一步。笛卡兒認為,物體不受外力時,除了速度的大小不會改變,永遠運動下去,也不會改變運動的方向。
最后,英國的著名物理學家牛頓總結了前人研究的成果,建立了力和運動的關系的第一條規(guī)律牛頓第一定律。
一切物體在沒有受到外力作用的時候,總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài),這就是著名的牛頓第一定律。
物體不受外力作用時,原來運動的物體要保持勻速直線運動;原來靜止的物體要保持靜止狀態(tài).這個規(guī)律說明了維持物體的勻速直線運動是不需要力的。
牛頓第一定律不是從實驗中直接得出來的,但是它又有深厚的實驗基礎。它是在實驗的基礎上通過進一步的科學推理而得到的,由這個定律進一步得出的一切科學推論都經受住了實踐的檢驗,因此,牛頓第一定律早已成為大家公認的力學基本定律之一。
4.學生閱讀課本“牛頓的故事”。
四、作業(yè)
復習本節(jié)課文。
牛頓第一定律教學設計優(yōu)秀2
。勰繕耍
一、知識與技能
。、知道伽利略的理想實驗及其主要推理過程和推論,知道理想實驗是科學研究的重要方法
。、理解牛頓第一定律的內容及意義;理解力和運動的關系,知道物體的運動不需要力來維持。
。、理解慣性的概念,知道質量是慣性大小的量度;會用慣性解釋一些現象。
二、過程與方法
。、觀察生活中的慣性現象,了解力和運動的關系
。病⑼ㄟ^實驗加深對牛頓第一定律的理解
。、理解理想實驗是科學研究的重要方法
三、情感態(tài)度與價值觀
。、通過伽利略和亞里士多德對力和運動關系的不同認識,了解人類認識事物本質的曲折性
。、感悟科學是人類進步的不竭動力
[重點]
。、理解力和運動的關系
2、對牛頓第一定律和慣性的正確理解
。场⒗硐雽嶒
。劢虒W難點]
1、力和運動的關系
2、慣性和質量的關系
。壅n時安排]
1課時
[教學過程]
。垡耄
師:同學們,在前面的學習中我們學習了怎樣描述物體的運動,知道了物體的一些運動規(guī)律,但同學們有沒有想過:同一個物體不同的情況下可以做出不同的運動,究竟是什么決定了物體的運動情況?要討論這個問題,就要研究運動與力的關系。所以,從今天開始,我們就一起來探究運動與力的關系。
一、據生活現象思考探究
師:現在請同學們結合日常生活經驗,分組探討一下運動和力是怎樣的一種關系,并試著回答以下一些問題。
1、物體的運動需要力來維持嗎?是不是有力物體就能運動,沒力物體就靜止。給物體一初速度,物體在不同平面上滑動,體會物體運動不需要力來維持。
2、物體的運動方向跟力的方向一樣嗎?
以拋粉筆為例
3、物體的運動僅由力決定嗎?
拋粉筆為例
4、物體什么情況下做直線運動?什么情況下做曲線運動?
以拋粉筆為例
5、物體做直線運動時,什么情況下加速?什么情況下減速?
以拋粉筆為例。
【牢記】:物體的運動不需要力來維持,沒有力物體也能運動:勻速直線運動;運動方向與力的方向無必然聯系;當速度與力同一直線時,物體做直線運動;速度與力不在同一直線時,曲線運動;同一直線時,力與速度同向,加速;力與速度反向,減速。
要讓學生明白:物體此刻的速度是由上一刻的速度和上一刻的受力決定的,此刻的速度及此刻的受力決定下一刻的速度。(比方:今天的結果是前面的表現決定的,要想今后的結果能改變,必須從現在開始。)
二、歷史上人類對運動與力的關系的認識
師:愛因斯坦曾把一代代科學家探索自然奧秘的努力,比做福爾摩斯偵探小說中警員破案的過程。在偵探故事中,有時候明顯可見的線索卻把人們引到錯誤的判斷上去,也就是說光憑經驗來做判斷是靠不住的。
師:長期以來,在研究物體運動原因的過程中,人們的經驗是:要使一個物體運動,必須推它或拉它。因此,人們直覺地認為,物體的運動是與推拉等行為相聯系的,當不再推、拉的時候,原來的運動便停止下來。根據這類經驗,亞里士多德得出結論:必須有力作用在物體上,物體才能運動;沒有力的作用,物體便要停止。我想不僅是亞里士多德這樣想,就是在現在,很多人還是這樣想的,因為它與我們的現實生活經驗相一致。但這卻是個錯誤的結論。是由明顯可見的線索引出的錯誤判斷,而且這個錯誤結論竟維持了近兩千年。直到三百多年前,伽俐略創(chuàng)造了有效的“偵察”方法,發(fā)現了正確的線索,揭示現象的本質,成為物理學中的福爾摩斯。
師:伽俐略注意到,當一個球沿斜面向下滾動時,它的速度越來越大;向上滾動時,速度越來越小。他由此猜想:當球沿水平面滾動時,速度應該不增不減。實際上他發(fā)現,球越來越慢,最后停下來。伽俐略認為,這是由于摩擦阻力的原因,因為他同樣還觀察到,表面越光滑,球便會滾動得越遠。于是他推斷:若沒有摩擦阻力,球將永遠滾下去。
師:伽俐略為了說明他的`思想,設計了一個實驗(伽俐略斜面實驗):讓一個小球沿一個斜面從靜止狀態(tài)開始滾下,小球將滾上另一個斜面,如果沒有摩擦,小球將升到原來高度。減小后一斜面的傾角,小球在這個斜面上仍然達到同樣高度,但這一次為了達到同樣高度,比第一次滾得遠些。繼續(xù)減小第二個斜面的傾角,小球達到同一高度時將會滾得更遠。于是他問道:若將后一個斜面放平,球會滾動多遠?結論顯然是,球將永遠滾動下去。這就是說物體的運動不需要力來維持,沒有力物體也可以運動(比如在光滑水平上,只要給物體個初速度,物體將以這個速度永遠運動下去),而力恰好是改變物體運動狀態(tài)(運動速度)的原因,比如物體加速和減速時都需要受到力的作用。當然我們不能消除一切阻力,也不能把水平木板做得無限長,所以這個實驗是“理想實驗”帶領學生觀察動畫及視頻文件,先看理論動畫,再看演示實驗。
注意:理想實驗不是空想實驗,它是可靠實驗事實加上理論推導。
師:與伽俐略同時代的法國科學家笛卡爾補充和完善了伽利略的觀點。明確指出:除非物體受到外力的作用,物體將永遠保持靜止或運動狀態(tài),永遠不會使自己沿曲線運動,而只保持在直線上運動。他還認為,這應該作為一個原理加以確立,并且是人類整個自然的基礎。
三、牛頓第一定律
牛頓物理學的基石慣性定律
伽俐略和笛卡爾的正確結論在隔了一代人以后,由牛頓總結成動力學的一條基本定律:
牛頓第一定律:一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài),除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)。
注意:學習物理的過程中大家已經對亞里士多德這個名字很熟悉了,并且每次提到的都是他的錯誤觀點,好像成了反面教材,這里我要向大家說明一下:亞里士多德是個非常偉大的人。恩格斯稱亞里士多德是最博學的人,亞里士多德的研究涉及生物、天文、氣象、數學和物理等,成果十分豐富,是西方文化的奠基人。他追求以世界的本來面目來說明各種自然現象,比如說:他認為天上的運動應該是完美的勻速圓周運動、地上的物體都應該是靜止的。他認為物體的運動需要力來維持,是與大量的“事實”相一致的。他一直追求真理,只不過因為當時研究物理總是靠直覺和思維來進行。因此,他的這一錯誤觀點影響了人們兩千多年。
伽利略實在是一個偉大的科學家,他第一個意識到了摩擦力??一個本質至今還沒有被認識清楚的問題。有了這一點,加上他又具有豐富、發(fā)散而有嚴謹的科學思維能力,設計出其理想實驗就顯得比較自然了。我們認為理想實驗首要的意義在于它摒棄了那種單純依靠思辯來研究物理的行為方式,而確立了實驗在物理研究中的基本地位。從物理史實上可以發(fā)現,這時伽利略認為的地面上的物體除靜止外的另一本來面目是勻速圓周運動(而不是勻速直線運動),伽利略是一個偉大的科學家,在物理史上有著不可取代的地位,是因為他第一次確立了物理實驗在物理研究中的重要性,研究物理不再是單純地靠直覺和思維。是笛卡爾第一個明確指出:除非物體受到外力作用,物體將永遠保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)。這確實是人類思想認識上的一次飛躍。因此,笛卡爾認為上述論斷應該作為一個原理加以確立,且是人類整個自然觀的基礎是十分合理的。笛卡爾當時還指出:在太空環(huán)境中可以實現物體不受外力的作用,這時物體的運動就滿足理想實驗的條件(解放了人們的思想,拓寬了看問題的視野)。
牛頓所做的工作不僅是進行了總結,更是從物理上賦予了明確的內涵,這其中包括慣性和力作為科學概念地提出,以及慣性參考系等,同時明確了力和物體運動及其變化之間的直接因果關系。
【牢記】:
1、運動并不需要力來維持,因而力并不是使物體運動的原因;只有當物體的運動狀態(tài)發(fā)生改變的時候,才需要力,所以力是改變物體運動狀態(tài)的原因
2、不受力的物體是不存在的,所以牛頓第一定律是理想定律,不能用實驗來驗證。
3、物體具有保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質,這種性質稱慣性。所以牛頓第一定律又稱慣性定律。
師:生活中許許多多的現象可以幫助我們理解牛頓第一定律。例如冰壺。冰壺在冰面運動時受到的阻力較小,可以在較長時間內保持運動速度的大小和方向不變直到它再一次受到桿的打擊或碰到障礙物,才改變這種狀態(tài)。
觀看牛頓第一定律演示實驗
四、慣性
帶領學生觀看多媒體文件。
生活中的例子:將斧頭和木把往下敲。木把受到敲擊突然停止了。斧頭由于慣性要保持原來的運動狀態(tài),繼續(xù)向下運動,使斧頭和木把套緊。
1、問:什么樣的物體具有慣性?物體什么時候具有慣性?
答:一切物體均具有慣性。一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài),除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)。
物體任何時候都有慣性,慣性是一種固有屬性。
2、慣性可以被克服嗎?
答:慣性是物體的固有屬性,不是力,不能避免或克服。
3、速度可以突變嗎?
答:當有外力作用迫使物體改變運動狀態(tài)時,物體的運動狀態(tài)會在原有的基礎上發(fā)生變化,慣性的大小就表現為物體運動狀態(tài)改變的難易程度。正因為物體的運動狀態(tài)是在原有的基礎上一點點變化的,所以速度是不能突變的。
4、物體的慣性大小由什么決定呢?與速度有關嗎?
答:慣性的大小僅由質量決定。
這里有一個易錯點:很多同學認為速度大,慣性大;速度小,慣性小。原因是他們把“運動狀態(tài)改變的難易程度理”理解為“物體從運動到靜止的難易程度”。
分析:正是因為有外力的作用才使得物體的運動狀態(tài)發(fā)生改變,所以要比較兩個物體運動狀態(tài)改變的難易程度,最起碼要給它們相同的外力作用,才好進行比較。(不恰當的比方:想看兩個人一天誰掙的錢多,最起碼要給他們相同的本錢)
要比較速度變化的難易程度其實就是比較物體的加速度,加速度反映了相同時間內物體速度變化的大小關系,而在相同的外力作用的情況下,物體的加速度大小是僅僅是由質量決定的。所以慣性僅僅由質量決定。(a大,速度變化容易;a小,速度變化難)
慣性的大小僅由質量決定。但由于慣性是屬性不是物理量,所以不能具體講1千克的物體有多少慣性。例:如手擋相同速度的籃球和汽車。如果一輛空車和一輛裝滿貨物車在相同的牽引力作用下由靜止開始運動,它們的運動狀態(tài)改變的情況并不相同,空車的質量小,在較短的時間內可以達到某一速度,運動狀態(tài)容易改變。裝滿貨物的車,質量大,要在很長的時間內才能達到相同的速度,運動狀態(tài)難以改變。慣性大小在實際中是經常要加以考慮的。當我們要求物體的運動狀態(tài)容易改變時,應該盡可能減小物體的質量。殲擊機的質量比運輸機、轟炸機的質量要小得多,在戰(zhàn)斗前還要拋掉副油箱,以進一步減小質量,就是為了要提高殲擊機的靈活性。相反,當我們要求物體的運動狀態(tài)不容易改變時,應該盡量增大物體的質量,抽水站的電動抽水機和水泵都固定在很重的機座上,就是要增大它們的質量,以盡量減小它們振動或避免意外的碰撞而移動。
牛頓第一定律教學設計優(yōu)秀3
知識目標:
知道牛頓第一定律,常識性了解伽利略理想實驗的推理過程。
能力目標:
1、通過斜面小車實驗,培養(yǎng)學生的觀察能力。
2、通過實驗分析,初步培養(yǎng)學生科學的思維方法(分析、概括、推理)。
情感目標:
1、通過科學史的簡介,對學生進行嚴謹的科學態(tài)度教育。
2、通過伽利略的理想實驗,給學生以科學方法論的教育。
教學建議
教材分析
教材首先通過回憶思考的形式提出問題:如果物體不受力,將會怎樣?通過小車在不同表面運動的演示實驗,使學生直觀的看到物體運動距離與阻力大小的關系,為講解伽利略的推理作準備。然后講述伽利略的推理方法和通過推理得出的結論,再介紹迪卡兒對伽利略結論的補充,牛頓最后總結得出的牛頓第一定律。通過這些使學生了解定律的得出是建立在許多人研究的基礎上的,正如牛頓所說:“如果說我所看的更遠一點,那是因為站在巨人肩上的緣故”。最后指出牛頓第一定律不是實驗定律,而是用科學推理的方法概括出來的,定律是否正確要通過實踐來檢驗。給學生以科學方法論的`教育。
本節(jié)課的重點是揭示物體不受力時的運動規(guī)律,即牛頓第一運動定律。
教法建議
1、學生學習牛頓第一定律的困難在于從生活經驗中得到的一種被現象掩蓋了本質的錯誤觀念,認為物體的運動是力作用的結果。如推一個物體,它就動,不再推它時,它便靜止。為使學生擺脫這種錯誤觀念,首先要把運動和運動的變化區(qū)別開,樹立從靜到動和從動到靜都是“運動狀態(tài)改變”的概念,這是為了揭示力和運動的關系做的重要鋪墊。其次,通過實驗確立“力是改變運動狀態(tài)的原因”的概念。再通過推理建立“不受力運動狀態(tài)不變”的概念。
2、通過演示實驗的比較、分析、綜合、推理是本節(jié)課的核心,可對學生進行簡單的科學推理方法的教育。在此演示實驗中可通過設計不同的問題滲透研究方法。
3、本節(jié)課可按著人類對知識的認識順序組織教學,讓學生體會規(guī)律的認識過程,對學生進行學史教育。從亞里士多德的觀點——伽利略的研究——笛卡爾的補充——牛頓的總結。
牛頓第一定律教學設計優(yōu)秀4
教材分析
牛頓運動定律是動力學的基礎,正確認識力和運動的關系,是學好物理的關鍵,教學中應聯系生活、貼近實際,以激發(fā)學生學習的興趣。
l、理解力和運動的關系是本節(jié)課的重點,通過實驗和生活的例子進一步體會,力不是維持物體運動的原因,而是改變運動狀態(tài)的原因。這對以后研究問題,受力分析都是非常重要的。
2、慣性與質量的關系是這節(jié)課的難點,通過舉例反復體會。
學生分析
1、力是維持物體運動狀態(tài)的原因還是改變物體運動狀態(tài)的原因,人們正確認識這個問題,經歷了漫長的歷史過程,同樣學生要正確認識它,也要克服日常經驗帶來的錯誤認識,所以一開始就用了兩個實驗,讓他們通過觀察、思考,來澄清錯誤的認識。
2、慣性是一個重要的概念。雖然學生在初中接觸過,但仍有一些學生誤認為“物體在保持勻速直線運動或靜止時才有慣性”。不理解一切物體都有慣性,而且慣性大小與質量有關。要解決這問題也不是一蹴而就的,需要通過實例分析慢慢接受。
新課標要求
。ㄒ唬┲R與技能
1、理解力和運動的關系,知道物體的運動不需要力來維持。
2、理解牛頓第一定律,知道它是邏輯推理的結果,不受力的物體是不存在的。
3、理解慣性的概念,知道質量是慣性大小的量度.
(二)過程與方法
1、培養(yǎng)學生分析問題的能力,要能透過現象了解事物的本質,不能不加研究、分析而只憑經驗,對物理問題決不能主觀臆斷.正確的認識力和運動的關系.
2、幫助學生養(yǎng)成研究問題要從不同的角度對比研究的`習慣.
3、培養(yǎng)學生邏輯推理的能力,知道物體的運動是不需要力來維持的。
。ㄈ┣楦、態(tài)度與價值觀
1、利用一些簡單的器材,比如:小球、木塊、毛巾、玻璃板等,來對比研究力與物體運動的關系,現象明顯,而且更容易推理。
2、培養(yǎng)科學研究問題的態(tài)度。
3、利用動畫演示伽利略的理想實驗,幫助學生理解問題。
4、利用生活中的例子來認識慣性與質量的關系。培養(yǎng)學生大膽發(fā)言,并學以致用。
教學重點
1、理解力和運動的關系。
2、理解牛頓第一定律,知道慣性與質量的關系。
教學難點
慣性與質量的關系。
教學方法
1、對比實驗、自主探索、合理推理。
2、利用生活中的實例,理解慣性與質量的關系,貼近生活更易理解。
教學用具:
多媒體、小車、小球、毛巾、玻璃板、斜槽、刻度尺、木塊、氣墊導軌、滑塊等。
教學過程
。ㄒ唬┮胄抡n
開門見山,闡述課題:前面幾章學習了運動和力基礎知識,這一章開始我們研究力和運動的關系。第一節(jié)課我們來學習牛頓第一定律。
。ǘ┻M行新課
〖教師活動〗:在講臺上放一小車,使它處于靜止狀態(tài)。 人推車走,不推車停,由此看來必須有力作用在物體上,物體才運動,沒有力作用在物體上,物體就不運動——這是兩千多年前亞里士多德說的,不是我說的。是這樣的嗎?
〖學生活動〗:思考:物體的運動是不是一定需要力?
〖教師活動〗:下面你就利用桌子上的器材來研究一下這個問題。(投影)
讓學生利用桌子上的器材,自主設計實驗,分別研究:
、拧⒘ν莆飫,力撤物停。
、、力撤物不停。
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