七、牛顿第一定律

教学目标

(一)知识目标

1.通过实验探究阻力对运动的影响,经过分析、归纳和推理建立牛顿第一定律。

2.理解牛顿第一定律并能用于分析实际现象。

(二)能力目标

1.通过斜面小车实验,培养学生的观察能力。

2.通过实验分析,初步培养学生科学的思维方法(分析、概况、推理)。

(三)情感目标

通过对实验探究活动的参与,让学生认识到交流与合作的重要性,有主动与他人合作的精神,养成实事求是,尊重自然规律的科学态度。

学情分析

前面我们学习了简单的运动,又知道力学一些简单知识,牛顿第一定律正是基于此基础上将运动和力联系起来的一条纽带、一座桥梁,因为它把最基本的匀速直线运动和物体是否受力两者联系起来,是《力和运动》的开端,是力学的“奠基石”,并为后面学习惯性、二力平衡的知识打下了坚实基础,起到承前启后的作用

重点难点

重点:

通过对实验探究的参加,强化学生分析与论证的能力,加深对牛顿第一定律的理解。

难点:

转变学生的经验观念,正确理解牛顿第一定律。

教学过程

活动1【讲授】

(一)引入新课:前面我们学习了力的有关知识,平时我们从生活中会发现力和运动之间有着密不可分的关系,那么运动和力之间到底有什么样的关系呢?从这一节开始,我们将学习有关的内容,也就是第七章运动和力的关系。这一节我们先来学习第1节科学探究牛顿第一定律。

(二)提出两种运动和力的观点:

观点1.亚里士多德:力是维持物体运动的原因(物体要运动需要力来维持)。 现象:木板上的小车受推力,车才能运动,人停止用力,车子就要停下来。

观点2.伽利略:力是改变物体运动状态的原因(物体的运动不需要力来维持) 

教师:阿里士多德的观点与看到的现象相近,所以人们一直都以为是正确的,这个观点统治了人类2000多年,直到300多年前伽利略才提出了不同的意见,并通过实验得出了正确的结论,从而推翻了阿里士多德的观点,那么,当年伽利略到底做了什么样的实验呢?下面我们就来回顾一下伽利略当年所做的实验的类似的实验。

(三)实验探究:探究阻力对物体运动的影响

1.实验目的:探究阻力对物体运动的影响

教师:根据实验目的,需要改变阻力的大小,用什么方法可以改变阻力?

学生:改变物体表面的粗糙程度。

教师由此指出实验器材有:毛巾、棉布、木板,提出:还需要什么别的器材?学生看图总结:

2.实验器材:斜面、小车、木板、毛巾、棉布。

3.实验不同条件:平面的粗糙程度不同(目的:使小车受到的阻力不同)

4.实验相同条件:相同条件:同一小车从同一斜面同一高度由静止开始下滑(目的:使小车到达水平面的初速度相同)

引导学生得出:实验方法:控制变量法。

5.学生操作实验:让小车分别在毛巾、棉布、木板表面运动,用红旗做记号,记下每次小车  停止运动时的位置。

分析得出实验结论:表面越光滑,小车受到的阻力越小,小车运动的距离越远。

6.引导学生推理得出:如果表面绝对光滑,小车将不受阻力,小车速度将不会改变,小车将做匀速运动。

7.教师指出力与运动的关系的历史发展及各个科学家的贡献。

伽利略:如果运动物体不受力,物体的速度不会改变,将一直做匀速运动。

笛卡儿:如果运动物体不受力,不但物体的速度不会改变,运动方向也不会改变,即运动物体不受力将做匀速直线运动。

牛顿:如果运动物体不受力,将做匀速直线运动,如果静止物体不受力,将保持静止。

通过对物理学历史发展过程的考察,对四位科学家贡献的探究,有助于学生了解物理学家认识和发现物理定理、定律的基本方法。从而“以史为鉴”,培养他们以物理学家认识世界本来面目的方式去认识世界。在一定意义上,通过对规律认识的历史的还原,对学生进行科学思想和科学方法论的教育是培养学生科学素养的有效途径。

(四)牛顿第一定律

1、内容:一切物体在不受力的作用时,总是保持静止或匀速直线运动状态。

2、理解:

原来静止的物体将永远保持静止状态

不受力

(即:动恒动,静恒静)

原来运动的物体将以最后的速度永远做匀速直线运动

3、教师指出:牛顿第一定律是在实验的基础上通过推理得出的,不能通过实验直接得出,所

以牛顿第一定律不是实验定律。(这种得出实验结论的方法叫:实验推理法或理想实验法)。

(五)回答课前提出问题:指出亚里士多德的观点是错误的,伽利略的观点是正确的,因为匀速运动不需要力来维持,对物体实加力只是改变物体的运动状态而已。

活动2【练习】随堂练习

(六)课堂练习

1、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,所以定律是正确的
B.验证牛顿第一定律的实验做不出来,所以此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,但可以经过在实验的基础上,进一步科学推理得出牛顿第一定律
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

2、在一个光滑的水平面上,用绳子拉小车做直线运动,当小车的速度达到4m/s时,绳子脱落,这时小车在水平面上做______________运动,小车的速度是______________。           

3、如图,一只钢球从圆槽的顶端滑下,若滑到最低点(O点)时,钢球受到的一切外力同时消失,则钢球的运动路线是(       )

A.1    B. 2    C.3     D. 4