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動或靜止?fàn)顟B(tài)，直到外力迫使它改變運動狀態(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)
知識與技能：
1.知道伽利略和亞里士多德對力和運動關(guān)系的不同認(rèn)識
2.知道伽利略的理想實驗及其推理過程和結(jié)論
3.知道什么是慣性，會正確理解有關(guān)現(xiàn)象
過程與方法：
1.觀察生活中的慣性現(xiàn)象，了解力和運動的關(guān)系.
2.通過實驗加探對牛頓第一定律的理解.
3.理解理想實驗是科學(xué)研究的重要方法.
情感態(tài)度與價值觀：
1.通過伽利略和亞里士多德對力和運動關(guān)系的不同認(rèn)識，了解人類認(rèn)識事物本質(zhì)的曲折性.
2.感悟科學(xué)是人類進步的不竭動力.
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。科學(xué)的發(fā)現(xiàn)都有其深刻的社會背景和科學(xué)背景，同時，科學(xué)家自身的創(chuàng)造性思維品質(zhì)和敢于置疑、堅持真理的獻身精神又成為情感態(tài)度價值觀教育的好素材。
本節(jié)課教學(xué)重點：
牛頓第一運動定律、慣性的概念。
本節(jié)課教學(xué)難點：
1.消除“力是維持物體運動的原因”的錯誤觀點。
2.牛頓第一運動定律。
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]
一.引入
播放視頻剪輯《汽車事故實驗》，在視頻剪輯中,我們看到撞車后假人和車子的運動情況.我們要討論的是,人和車子為什么會做這種或那種運動.要討論這個問題,必須知道運動和力的關(guān)系.在力學(xué)中,只研究物體怎樣運動而不涉及運動和力的關(guān)系的分科叫做運動學(xué),研究運動和力的關(guān)系的分科叫做動力學(xué).
動力學(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,牛頓提出了三條運動定律,這三條定律總稱為牛頓運動定律,是整個動力學(xué)的基礎(chǔ).這一章我們要學(xué)習(xí)的就是牛頓運動定律.
二.正課
1、歷史的回顧.
遠(yuǎn)在兩千多年以前，人們已經(jīng)提出了運動和力的關(guān)系問題.可是直到伽利略和牛頓時代，才對這個問題給出了正確的答案
演示實驗:用力推車,車子才前進,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)為力是維持物體運動的原因.用力推車，車子才前進，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)驗事實得出結(jié)論說：必須有力作用在物體上，物體才能運動，沒有力的作用，物體就要靜止下來.(力是維持物體運動狀態(tài)的原因)
在亞里士多德以后的兩千年內(nèi)，動力學(xué)一直沒有多大進展.直到17世紀(jì)，意大利著名物理學(xué)家伽利略才根據(jù)實驗指出，在水平面上運動的物體所以會停下來，是因為受到摩擦阻力的緣故.
教師對亞里士多德做簡單的介紹，以培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)家們的熱愛。
1.2 伽利略(Galileo)
在水平面上運動的物體所以會停下來,是因為受到摩擦阻力的緣故.
若阻力非常小,物體將做什么運動呢?
課件演示實驗:物體沿氣墊導(dǎo)軌的運動很接近勻速直線運動.
介紹:上海磁懸浮列車示范運營線、設(shè)計最高時速430公里/ 小時.
若阻力減少到零,情況又會怎樣呢?
計算機模擬實驗:伽利略的理想實驗.
結(jié)論:設(shè)想沒有摩擦,一旦物體具有某一速度,物體將保持這個速度繼續(xù)運動下去.
而水平桌面上推物體物體動起來，不推物體就不動，正是由于摩擦力的作用使物體改變了運動狀態(tài)，所以力是改變物體運動狀態(tài)的原因。
伽利略的研究方法:以可靠的事實為基礎(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.
對伽利略進行簡單的介紹。
1.3 笛卡兒(Descartes)
如果沒有其他原因,運動的物體將繼續(xù)以同一速度沿著一條直線運動,既不會停下來,也不會偏離原來的方向.
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,提出了三條運動定律.
2 牛頓第一定律
2.1 內(nèi)容
一切物體總保持勻速直線運動狀態(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我們所遇到的實際問題中,物體不受力的情況是沒有的.物體受平衡力時,或者說合力為零時的情況跟不受力的情況是相同的.
2.2.2 物體運動狀態(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動狀態(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動或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)叫做慣性.
當(dāng)汽車突然開動的時候,汽車?yán)锏某丝蜁蚝竺鎯A斜.當(dāng)汽車突然停止的時候,汽車?yán)锏某丝蜁蚯懊鎯A斜.
提問:在視頻《汽車事故實驗》實驗的剪輯中,當(dāng)車撞到墻時,假人為什么會從車子中往 前飛出。并適當(dāng)?shù)膶W(xué)生進行安全教育。
3.2 性質(zhì)
3.2.1 一切物體都具有慣性,物體的運動并不需要力來維持.
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、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：課件演示慣性炮實驗，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動的空氣。
三.小結(jié)
1.伽利略對力和運動關(guān)系的研究方法.
伽利略對科學(xué)的貢獻就在于毀滅直覺的觀點而用新的觀點來代替它.
2.歷史上對力和運動關(guān)系的看法和研究.
教會對伽利略的迫害.
3.牛頓第一定律的內(nèi)容及含義.
4.慣性及應(yīng)用慣性知識解決實際問題的方法.
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]
1、 歷史的回顧
1.1 亞里士多德(Aristotle)
必須有力作用在物體上,物體才能運動,沒有力的作用,物體就要靜止下來.
1.2 伽利略(Galileo)
在水平面上運動的物體所以會停下來,是因為受到摩擦阻力的緣故.
伽利略的斜面實驗.
1.3 笛卡兒(Descartes)
如果沒有其他原因,運動的物體將繼續(xù)以同一速度沿著一條直線運動,既不會停下來,也不會偏離原來的方向.
2 牛頓第一定律
2.1 內(nèi)容
一切物體總保持勻速直線運動狀態(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,總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài).
力不是維持物體速度的原因.
2.2.2 物體運動狀態(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動狀態(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動或靜止?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,物體的運動并不需要力來維持.
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
是他的進步之處。但由于當(dāng)時研究物理學(xué)只是依靠直覺和思維來
進行，所以他的很多關(guān)于物理方面的論述，顯然今天看來是錯誤
的，然而在當(dāng)時，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科學(xué)領(lǐng)域(如：植物、動物、天文
、氣象、數(shù)學(xué)和物理等)都作出了自己的貢獻，其學(xué)說對后世的西方思想和科學(xué)產(chǎn)生了重大的影響。這一點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)實驗的基礎(chǔ)之上融會貫通了數(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)的實驗與理論相結(jié)合的研究方法分不開。他對物理規(guī)律的論證十分嚴(yán)格，這個論證過程可概括為：
觀察-假說-數(shù)學(xué)分析、推論-實驗驗證……
他不但親自設(shè)計和演示過許多實驗，而且親自研制出不少技術(shù)精湛的實驗儀器，例如浮力天平、溫度計、望遠(yuǎn)鏡、顯微鏡等。他倡導(dǎo)實驗與理論計算相結(jié)合的方法，把實驗事實與抽象思維結(jié)合起來，用實驗檢驗理論推導(dǎo)，開創(chuàng)了以實驗為基礎(chǔ)具有嚴(yán)密邏輯理論體系的近代科學(xué)，被譽為“近代科學(xué)之父”。
愛因斯坦為之評論說：“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而沒有東西與他們碰撞時，它們一定以相等的速度運動。”這只是猜測或推想的結(jié)果。
公元前4世紀(jì)，希臘的哲學(xué)家亞里士多德指出：力是維持物體運動的原因，有力就有運動，沒有力就沒有運動。雖然這是一個錯誤的觀點，但他第一次提出了力與運動間存在關(guān)系的論點，這就是他對動力學(xué)的貢獻。
6世紀(jì)希臘學(xué)者菲洛彭諾斯對亞里士多德的運動學(xué)說持批判態(tài)度。他認(rèn)為拋體本身具有某種動力，推動物體前進，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：“推動者在推動一物體運動時，便對它施加某種沖力或某種動力，速度越大，沖力越大，沖力耗盡時，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話》和《關(guān)于力學(xué)和運動兩種新科學(xué)的談話》(簡稱《兩門新科學(xué)》)中記錄了他的理想斜面實驗，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動，則物體不受斜面傾角的影響仍將達到和原來同樣的高度，只是需要的時間不同而已。”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)于受力運動的物體，當(dāng)外力停止作用時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)保持其靜止或運動狀態(tài)，并且還特地聲明，慣性運動的物體永遠(yuǎn)不會使自己趨向曲線運動，而只保持在直線上運動。他把這條基本原理表述為兩條定律：一、每一單獨的物質(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、所有的運動，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，其中許多是錯誤的，不過他的思想對牛頓的綜合產(chǎn)生了一定的影響。笛卡兒的貢獻在于他第一個認(rèn)識到力是改變物體運動狀態(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動狀態(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動狀態(tài)和靜止?fàn)顟B(tài)是物體的固有屬性的觀點，以及從中得出的慣性參照系的概念。
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