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《牛頓第一定律》創(chuàng)新性教學(xué)設(shè)計(jì)

2017-06-17 08:46曲應(yīng)濤
關(guān)鍵詞:牛頓物理創(chuàng)新

曲應(yīng)濤

摘要:直到300多年前,伽利略通過(guò)自己的觀察和思考對(duì)“力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因”這一結(jié)論進(jìn)行了質(zhì)疑,并指出此結(jié)論錯(cuò)誤的根源在于研究力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的時(shí)候,忽視了摩擦這一客觀存在的事實(shí),從而使人們對(duì)力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的認(rèn)識(shí)誤入歧途。

關(guān)鍵詞:物理;牛頓;創(chuàng)新;教學(xué)

中圖分類(lèi)號(hào):G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1992-7711(2017)03-0081

一、教學(xué)目標(biāo)

1. 體會(huì)伽利略和亞里士多德對(duì)運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系的不同觀點(diǎn)和依據(jù);2. 認(rèn)識(shí)伽利略理想實(shí)驗(yàn)的方法是科學(xué)研究的重要方法,它對(duì)物理學(xué)發(fā)展的重要意義;3. 理解牛頓第一定律的內(nèi)容和含義,能夠運(yùn)用牛頓第一定律解釋有關(guān)現(xiàn)象;4. 知道慣性是物體的固有屬性,知道質(zhì)量是物體慣性大小的量度,會(huì)用慣性概念解釋有關(guān)實(shí)際問(wèn)題。

二、教學(xué)重點(diǎn)

探究“力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系”的過(guò)程,理解牛頓第一定律的意義。

三、教學(xué)難點(diǎn)

體會(huì)伽利略的科學(xué)思維方法。

四、教學(xué)方法

啟發(fā)式、合作探究。

五、教學(xué)過(guò)程

1. 創(chuàng)設(shè)情景,引入新課

展示一些小的和大的(火箭發(fā)射)運(yùn)動(dòng)視頻。

2. 新課教學(xué)

(1)提出問(wèn)題

師:展示陀螺,讓學(xué)生轉(zhuǎn)動(dòng),并想方設(shè)法轉(zhuǎn)得更持久一些。請(qǐng)學(xué)生談體會(huì)及方法。

師:其實(shí),要使陀螺旋轉(zhuǎn)得更久些,這是比較復(fù)雜的問(wèn)題,同學(xué)們也提出了許多具有建設(shè)性的方案,在本節(jié)課結(jié)束后,大家還可以繼續(xù)探討這個(gè)問(wèn)題。在這里,其中有一種方案值得大家關(guān)注——陀螺在更光滑一些的地方會(huì)轉(zhuǎn)得更持久一些。

(2)理論分析

師:同學(xué)們請(qǐng)想,陀螺原來(lái)是靜止的,是什么原因讓它轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)的?力!有力物體才會(huì)動(dòng)起來(lái)?;谌粘I钪械慕?jīng)驗(yàn),同學(xué)們還觀察到哪些此類(lèi)現(xiàn)象?

生:舉例。

師:可陀螺最后仍然停下來(lái)了,為什么?

生:回答。

師:對(duì),陀螺受到了桌面和空氣的(教師可以補(bǔ)充上這點(diǎn),學(xué)生一般會(huì)認(rèn)為只有桌面)摩擦力,這個(gè)摩擦力對(duì)陀螺來(lái)說(shuō)是阻力。如果沒(méi)有阻力,陀螺會(huì)怎樣呢?

生:思考,回答。

師:同學(xué)們提出了很好的猜想,怎樣來(lái)驗(yàn)證我們的想法是正確的呢?對(duì)陀螺來(lái)說(shuō),怎樣讓它不受阻力呢?

生:思考,回答。

師:評(píng)價(jià)(可能有極端的想法,比如到真空中,到太空中)。同學(xué)們的意見(jiàn)很有建設(shè)性,到太空中對(duì)我們學(xué)生來(lái)說(shuō)還有點(diǎn)困難,能不能結(jié)合我們目前的實(shí)際情況來(lái)做一些工作呢?

師:請(qǐng)同學(xué)們?cè)傧胍幌峦勇?,剛才轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候,怎么樣才會(huì)更長(zhǎng)久一些?對(duì),減小阻力。

(3)自主探究

師:請(qǐng)同學(xué)們利用桌面上的器材,來(lái)對(duì)比驗(yàn)證一下我們的想法。

生:做實(shí)驗(yàn)。

師:提問(wèn)。

生:說(shuō)結(jié)論。

師:總結(jié),并提問(wèn),我們畢竟還沒(méi)有完全忽略阻力的影響,那么根據(jù)我們的實(shí)驗(yàn),能否得出沒(méi)有阻力存在的結(jié)果呢?請(qǐng)同學(xué)們結(jié)合剛才的結(jié)果設(shè)想一下,阻力越小,會(huì)越來(lái)越……小到零,會(huì)……

師:很好,同學(xué)們用的這個(gè)方法叫“外推”。利用外推,我們得到了運(yùn)動(dòng)不需要力來(lái)維持。

師:板書(shū):運(yùn)動(dòng)不需要力來(lái)維持。

師:提問(wèn),那么力在運(yùn)動(dòng)中扮演了什么角色呢?再回想一下我們的陀螺,不用力不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái),若沒(méi)有力也會(huì)一直轉(zhuǎn)下去,力的存在讓它……

生:回答。

(4)得出結(jié)論

師:總結(jié):力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。

師:讓我們把目光投向2千年前。

(5)回顧歷史

古希臘學(xué)者亞里士多德根據(jù)日常生活的經(jīng)驗(yàn),得出“力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因”這一結(jié)論。當(dāng)時(shí)卻統(tǒng)治人類(lèi)思想將近2000年!直到300多年前,伽利略通過(guò)自己的觀察和思考對(duì)這個(gè)觀點(diǎn)進(jìn)行了質(zhì)疑,并指出此結(jié)論錯(cuò)誤的根源在于研究力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的時(shí)候,忽視了摩擦這一客觀存在的事實(shí),從而使人們對(duì)力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的認(rèn)識(shí)誤入歧途。同時(shí),他通過(guò)仔細(xì)的觀察,設(shè)計(jì)出著名的“理想斜面實(shí)驗(yàn)”來(lái)反駁亞里士多德的觀點(diǎn)。

(6)理想斜面實(shí)驗(yàn)

師:演示斜面實(shí)驗(yàn)

師:我們也可以通過(guò)剛才的設(shè)想,利用氣墊導(dǎo)軌來(lái)驗(yàn)證一下伽利略的猜想。

師:介紹氣墊導(dǎo)軌,操作驗(yàn)證。

3. 牛頓第一定律

(1)內(nèi)容

(2)含義

①力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因;②一切物體都有保持原來(lái)靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的性質(zhì)。

(3)慣性

4. 知識(shí)總結(jié)

(1)對(duì)牛頓第一定律的認(rèn)識(shí)

(2)對(duì)慣性的理解

(作者單位:山東省東營(yíng)市廣饒縣第一中學(xué) 257300)

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