人教版必修一牛頓第一定律教案
牛頓第一定律的完整表述是任何物體都要保持勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài)，直到外力迫使它改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為止。下面學(xué)習(xí)啦小編給你分享人教版必修一牛頓第一定律教案，歡迎閱讀。
人教版必修一牛頓第一定律教案
一、教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)與技能：
1.知道伽利略和亞里士多德對(duì)力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的不同認(rèn)識(shí)
2.知道伽利略的理想實(shí)驗(yàn)及其推理過程和結(jié)論
3.知道什么是慣性，會(huì)正確理解有關(guān)現(xiàn)象
過程與方法：
1.觀察生活中的慣性現(xiàn)象，了解力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系.
2.通過實(shí)驗(yàn)加探對(duì)牛頓第一定律的理解.
3.理解理想實(shí)驗(yàn)是科學(xué)研究的重要方法.
情感態(tài)度與價(jià)值觀：
1.通過伽利略和亞里士多德對(duì)力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的不同認(rèn)識(shí)，了解人類認(rèn)識(shí)事物本質(zhì)的曲折性.
2.感悟科學(xué)是人類進(jìn)步的不竭動(dòng)力.
二、教學(xué)內(nèi)容剖析
本節(jié)課的地位和作用：
本節(jié)慣性定律的內(nèi)容及導(dǎo)出過程，強(qiáng)調(diào)它在科學(xué)中的地位與作用，意在引導(dǎo)學(xué)生了解科學(xué)的發(fā)現(xiàn)和發(fā)展?？茖W(xué)的發(fā)現(xiàn)都有其深刻的社會(huì)背景和科學(xué)背景，同時(shí)，科學(xué)家自身的創(chuàng)造性思維品質(zhì)和敢于置疑、堅(jiān)持真理的獻(xiàn)身精神又成為情感態(tài)度價(jià)值觀教育的好素材。
本節(jié)課教學(xué)重點(diǎn)：
牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律、慣性的概念。
本節(jié)課教學(xué)難點(diǎn)：
1.消除“力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因”的錯(cuò)誤觀點(diǎn)。
2.牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律。
3、慣性概念的理解及應(yīng)用。
三、教學(xué)準(zhǔn)備
電化教室、“3.1 牛頓第一定律.”ppt”文件
[教學(xué)過程設(shè)計(jì)]
一.引入
播放視頻剪輯《汽車事故實(shí)驗(yàn)》，在視頻剪輯中,我們看到撞車后假人和車子的運(yùn)動(dòng)情況.我們要討論的是,人和車子為什么會(huì)做這種或那種運(yùn)動(dòng).要討論這個(gè)問題,必須知道運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系.在力學(xué)中,只研究物體怎樣運(yùn)動(dòng)而不涉及運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系的分科叫做運(yùn)動(dòng)學(xué),研究運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系的分科叫做動(dòng)力學(xué).
動(dòng)力學(xué)的奠基人是英國科學(xué)家牛頓.牛頓在1687年出版了他的名著《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》.這部著作中,牛頓提出了三條運(yùn)動(dòng)定律,這三條定律總稱為牛頓運(yùn)動(dòng)定律,是整個(gè)動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ).這一章我們要學(xué)習(xí)的就是牛頓運(yùn)動(dòng)定律.
二.正課
1、歷史的回顧.
遠(yuǎn)在兩千多年以前，人們已經(jīng)提出了運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系問題.可是直到伽利略和牛頓時(shí)代，才對(duì)這個(gè)問題給出了正確的答案
演示實(shí)驗(yàn):用力推車,車子才前進(jìn),停止用力,車子就要停下來.
1.1 亞里士多德(Aristotle)
在17世紀(jì)前人們普遍認(rèn)為力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因.用力推車，車子才前進(jìn)，停止用力，車子就要停下來.古希臘的哲學(xué)家亞里士多德(公元前384—前322)根據(jù)這類經(jīng)驗(yàn)事實(shí)得出結(jié)論說：必須有力作用在物體上，物體才能運(yùn)動(dòng)，沒有力的作用，物體就要靜止下來.(力是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因)
在亞里士多德以后的兩千年內(nèi)，動(dòng)力學(xué)一直沒有多大進(jìn)展.直到17世紀(jì)，意大利著名物理學(xué)家伽利略才根據(jù)實(shí)驗(yàn)指出，在水平面上運(yùn)動(dòng)的物體所以會(huì)停下來，是因?yàn)槭艿侥Σ磷枇Φ木壒?
教師對(duì)亞里士多德做簡單的介紹，以培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科學(xué)家們的熱愛。
1.2 伽利略(Galileo)
在水平面上運(yùn)動(dòng)的物體所以會(huì)停下來,是因?yàn)槭艿侥Σ磷枇Φ木壒?
若阻力非常小,物體將做什么運(yùn)動(dòng)呢?
課件演示實(shí)驗(yàn):物體沿氣墊導(dǎo)軌的運(yùn)動(dòng)很接近勻速直線運(yùn)動(dòng).
介紹:上海磁懸浮列車示范運(yùn)營線、設(shè)計(jì)最高時(shí)速430公里/ 小時(shí).
若阻力減少到零,情況又會(huì)怎樣呢?
計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn):伽利略的理想實(shí)驗(yàn).
結(jié)論:設(shè)想沒有摩擦,一旦物體具有某一速度,物體將保持這個(gè)速度繼續(xù)運(yùn)動(dòng)下去.
而水平桌面上推物體物體動(dòng)起來，不推物體就不動(dòng)，正是由于摩擦力的作用使物體改變了運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，所以力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。
伽利略的研究方法:以可靠的事實(shí)為基礎(chǔ),經(jīng)過抽象思維,抓住主要因素,忽略次要因素,從而更深刻地揭示了自然規(guī)律.
對(duì)伽利略進(jìn)行簡單的介紹。
1.3 笛卡兒(Descartes)
如果沒有其他原因,運(yùn)動(dòng)的物體將繼續(xù)以同一速度沿著一條直線運(yùn)動(dòng),既不會(huì)停下來,也不會(huì)偏離原來的方向.
講解:牛頓在伽利略等人研究的基礎(chǔ)上,并根據(jù)他自己的研究,系統(tǒng)地總結(jié)了力學(xué)的知識(shí),提出了三條運(yùn)動(dòng)定律.
2 牛頓第一定律
2.1 內(nèi)容
一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài),除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)。
牛頓:“站在巨人的肩上”.
學(xué)生討論:牛頓第一定律的含義.
2.2 含義
2.2.1我們所遇到的實(shí)際問題中,物體不受力的情況是沒有的.物體受平衡力時(shí),或者說合力為零時(shí)的情況跟不受力的情況是相同的.
2.2.2 物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變需要外力.
力是改變物體速度的原因.
2.2.3 一切物體都有保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的特性.
3 、慣性
3.1 定義
物體的這種保持原來的勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)叫做慣性.
當(dāng)汽車突然開動(dòng)的時(shí)候,汽車?yán)锏某丝蜁?huì)向后面傾斜.當(dāng)汽車突然停止的時(shí)候,汽車?yán)锏某丝蜁?huì)向前面傾斜.
提問:在視頻《汽車事故實(shí)驗(yàn)》實(shí)驗(yàn)的剪輯中,當(dāng)車撞到墻時(shí),假人為什么會(huì)從車子中往 前飛出。并適當(dāng)?shù)膶?duì)學(xué)生進(jìn)行安全教育。
3.2 性質(zhì)
3.2.1 一切物體都具有慣性,物體的運(yùn)動(dòng)并不需要力來維持.
3.2.2 慣性是物體的固有性質(zhì),不論物體處于什么狀態(tài),都具有慣性.
講解:天上的飛機(jī)、地上的汽車、羽毛都具有慣性.
3.2.3慣性與物體的質(zhì)量有關(guān)，物體質(zhì)量越大慣性越大
如：課件演示慣性炮實(shí)驗(yàn)，從而讓學(xué)生知道質(zhì)量小的物體慣性也小，用很小的力就能把靜止的空氣變成運(yùn)動(dòng)的空氣。
三.小結(jié)
1.伽利略對(duì)力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的研究方法.
伽利略對(duì)科學(xué)的貢獻(xiàn)就在于毀滅直覺的觀點(diǎn)而用新的觀點(diǎn)來代替它.
2.歷史上對(duì)力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的看法和研究.
教會(huì)對(duì)伽利略的迫害.
3.牛頓第一定律的內(nèi)容及含義.
4.慣性及應(yīng)用慣性知識(shí)解決實(shí)際問題的方法.
五.作業(yè)
1.教科書:P75.問題與聯(lián)系1、2、3
2.教科書:P74.科學(xué)漫步
[板書設(shè)計(jì)]
1、 歷史的回顧
1.1 亞里士多德(Aristotle)
必須有力作用在物體上,物體才能運(yùn)動(dòng),沒有力的作用,物體就要靜止下來.
1.2 伽利略(Galileo)
在水平面上運(yùn)動(dòng)的物體所以會(huì)停下來,是因?yàn)槭艿侥Σ磷枇Φ木壒?
伽利略的斜面實(shí)驗(yàn).
1.3 笛卡兒(Descartes)
如果沒有其他原因,運(yùn)動(dòng)的物體將繼續(xù)以同一速度沿著一條直線運(yùn)動(dòng),既不會(huì)停下來,也不會(huì)偏離原來的方向.
2 牛頓第一定律
2.1 內(nèi)容
一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài),直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止.
2.2 含義
2.2.1 物體不受外力時(shí),總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài).
力不是維持物體速度的原因.
2.2.2 物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變需要外力.
力是改變物體速度的原因.
2.2.3 一切物體都有保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的特性.
3 慣性
3.1 定義
物體的這種保持原來的勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)叫做慣性.
3.2 性質(zhì)
3.2.1 一切物體都具有慣性,物體的運(yùn)動(dòng)并不需要力來維持.
3.2.2 慣性是物體的固有性質(zhì),不論物體處于什么狀態(tài),都具有慣性.
3.2.3慣性與物體的質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量越大慣性越大。
教學(xué)資源：
亞里士多德是第一個(gè)嘗試研究物理學(xué)并給出“物理學(xué)”這一
名稱的人。他生活在古希臘文明發(fā)展的鼎盛期。從17歲開始，跟
隨大哲學(xué)家柏拉圖一直學(xué)習(xí)了20年。
亞里士多德力圖以世界的本來面目來說明各種自然現(xiàn)象，這
是他的進(jìn)步之處。但由于當(dāng)時(shí)研究物理學(xué)只是依靠直覺和思維來
進(jìn)行，所以他的很多關(guān)于物理方面的論述，顯然今天看來是錯(cuò)誤
的，然而在當(dāng)時(shí)，能夠擺脫神的意志，特別是形成一套自圓其說的體系，這是很不簡單的。
亞里士多德曾說過：“我沒有現(xiàn)成的根據(jù)，沒有可照抄的模
式。我是一位開拓者，所以我是渺小的。我希望讀者諸君能夠承認(rèn)我已成就的，原諒我所未能成就的。”
亞里士多德幾乎在每一個(gè)科學(xué)領(lǐng)域(如：植物、動(dòng)物、天文
、氣象、數(shù)學(xué)和物理等)都作出了自己的貢獻(xiàn)，其學(xué)說對(duì)后世的西方思想和科學(xué)產(chǎn)生了重大的影響。這一點(diǎn)沒有其他任何一位古希臘思想家可以相比。
公元前323年，馬其頓王朝被希臘人推翻。亞里士多德也遭到不幸，失去了他苦心搜集的各種標(biāo)本和資料，失去了他的全部書稿。第二年，在極度失望的情況下，這位科學(xué)的始祖飲毒而死。
亞里士多德曾說過一句名言：“我敬愛柏拉圖，但我更愛真理。”由此可見亞里士多德追求真理的執(zhí)著精神。
當(dāng)今世界著名的高等學(xué)府美國哈佛大學(xué)的校訓(xùn)就是：
“讓柏拉圖與你為友，
讓亞里士多德與你為友，
更重要的是，讓真理與你為友。”
伽利略，著名意大利數(shù)學(xué)家、天文學(xué)家、物理學(xué)家、哲學(xué)家。是首先在科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)之上融會(huì)貫通了數(shù)學(xué)、天文學(xué)、物理學(xué)三門科學(xué)的科學(xué)巨人。伽利略是科學(xué)革命的先驅(qū)。伽利略科學(xué)上的成就與他首創(chuàng)的實(shí)驗(yàn)與理論相結(jié)合的研究方法分不開。他對(duì)物理規(guī)律的論證十分嚴(yán)格，這個(gè)論證過程可概括為：
觀察-假說-數(shù)學(xué)分析、推論-實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證……
他不但親自設(shè)計(jì)和演示過許多實(shí)驗(yàn)，而且親自研制出不少技術(shù)精湛的實(shí)驗(yàn)儀器，例如浮力天平、溫度計(jì)、望遠(yuǎn)鏡、顯微鏡等。他倡導(dǎo)實(shí)驗(yàn)與理論計(jì)算相結(jié)合的方法，把實(shí)驗(yàn)事實(shí)與抽象思維結(jié)合起來，用實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)理論推導(dǎo)，開創(chuàng)了以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)具有嚴(yán)密邏輯理論體系的近代科學(xué)，被譽(yù)為“近代科學(xué)之父”。
愛因斯坦為之評(píng)論說：“伽利略的發(fā)現(xiàn)，以及他使用的科學(xué)推理方法，是人類思想史上最偉大的成就之一，而且標(biāo)志著物理學(xué)的真正開端。”
牛頓第一定律發(fā)展簡史
公元前5世紀(jì)的德謨克利特、伊壁鳩魯認(rèn)為：“當(dāng)原子在虛空里被帶向前進(jìn)而沒有東西與他們碰撞時(shí)，它們一定以相等的速度運(yùn)動(dòng)。”這只是猜測(cè)或推想的結(jié)果。
公元前4世紀(jì)，希臘的哲學(xué)家亞里士多德指出：力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因，有力就有運(yùn)動(dòng)，沒有力就沒有運(yùn)動(dòng)。雖然這是一個(gè)錯(cuò)誤的觀點(diǎn)，但他第一次提出了力與運(yùn)動(dòng)間存在關(guān)系的論點(diǎn)，這就是他對(duì)動(dòng)力學(xué)的貢獻(xiàn)。
6世紀(jì)希臘學(xué)者菲洛彭諾斯對(duì)亞里士多德的運(yùn)動(dòng)學(xué)說持批判態(tài)度。他認(rèn)為拋體本身具有某種動(dòng)力，推動(dòng)物體前進(jìn)，直到耗盡才趨于停止，這種看法后來發(fā)展為“沖力理論”。
14世紀(jì)，以布里丹、阿爾伯特、奧里斯姆等人提出“沖力理論”，他們認(rèn)為：“推動(dòng)者在推動(dòng)一物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，便對(duì)它施加某種沖力或某種動(dòng)力，速度越大，沖力越大，沖力耗盡時(shí)，物體停止下來。”這為伽利略和牛頓開辟了道路。
17世紀(jì)，伽利略，在自己的著作中多次提出類似于慣性原理的說法。他分別于1632年和1638年，在《關(guān)于托勒密和哥白尼兩大世界體系的對(duì)話》和《關(guān)于力學(xué)和運(yùn)動(dòng)兩種新科學(xué)的談話》(簡稱《兩門新科學(xué)》)中記錄了他的理想斜面實(shí)驗(yàn)，并推想得到結(jié)論：“假設(shè)物體沿光滑斜面落下，并沿著另一斜面向上運(yùn)動(dòng)，則物體不受斜面傾角的影響仍將達(dá)到和原來同樣的高度，只是需要的時(shí)間不同而已。”伽利略得到的結(jié)論，打破了自亞里士多德以來一千多年間關(guān)于受力運(yùn)動(dòng)的物體，當(dāng)外力停止作用時(shí)便歸于靜止的陳舊觀念。伽利略的思想無疑地比他的前輩前進(jìn)了一大步，這已經(jīng)很接近慣性定律，但是伽利略還沒有擺脫亞里士多德的影響，還不能說伽略發(fā)現(xiàn)了慣性定律。
1644年，笛卡爾在他的《哲學(xué)原理》一書中彌補(bǔ)了伽利略的不足。他明確地指出，除非物體受到外因的作用，物體將永遠(yuǎn)保持其靜止或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，并且還特地聲明，慣性運(yùn)動(dòng)的物體永遠(yuǎn)不會(huì)使自己趨向曲線運(yùn)動(dòng)，而只保持在直線上運(yùn)動(dòng)。他把這條基本原理表述為兩條定律：一、每一單獨(dú)的物質(zhì)微粒將繼續(xù)保持同一狀態(tài)，直到與其他微粒相碰被迫改變這一狀態(tài)為止;二、所有的運(yùn)動(dòng)，其本身都是沿直線的。然而笛卡兒沒有建立起他試圖建立的那種能演繹出各種自然現(xiàn)象的體系，其中許多是錯(cuò)誤的，不過他的思想對(duì)牛頓的綜合產(chǎn)生了一定的影響。笛卡兒的貢獻(xiàn)在于他第一個(gè)認(rèn)識(shí)到力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。
1687年，牛頓在笛卡爾、伽利略等人工作的基礎(chǔ)上，撰寫《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》，擺脫舊觀念的束縛，把慣性定律作為第一原理正式提了出來：一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，除非作用在它上面的外力迫使它改變這種狀態(tài)為止。他提出了保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和靜止?fàn)顟B(tài)是物體的固有屬性的觀點(diǎn)，以及從中得出的慣性參照系的概念。
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