2019-2020年高一物理 牛頓第一定律教案.doc

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2019-2020年高一物理 牛頓第一定律教案 一、教學(xué)目標(biāo) 1．在物理知識(shí)方面學(xué)習(xí)牛頓第一定律的內(nèi)容，正確理解力跟物體運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，掌握慣性的概念。 2．對(duì)客觀事物的正確認(rèn)識(shí)需要人們經(jīng)過(guò)由表及里，由片面到全面長(zhǎng)時(shí)間的認(rèn)識(shí)過(guò)程。通過(guò)本節(jié)的學(xué)習(xí)要讓學(xué)生建立起正確的認(rèn)識(shí)論的觀點(diǎn)，同時(shí)體會(huì)到人們認(rèn)識(shí)世界的長(zhǎng)期性和艱巨性。 3．物理實(shí)驗(yàn)是科學(xué)研究的方法，對(duì)實(shí)際問(wèn)題做出合理的抽象，進(jìn)行理想實(shí)驗(yàn)的研究正是伽利略得到力與物體運(yùn)動(dòng)正確關(guān)系的基礎(chǔ)。我們要學(xué)習(xí)這種科學(xué)抽象的方法，并把它用到今后的物理研究中去。 二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析 1．本節(jié)的重點(diǎn)是正確認(rèn)識(shí)物體運(yùn)動(dòng)跟力的關(guān)系，在物體不受力的情況下，應(yīng)保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)。通過(guò)對(duì)牛頓第一定律的學(xué)習(xí)，加深對(duì)慣性概念的理解。 2．生活常識(shí)使人們對(duì)力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系形成了不正確的認(rèn)識(shí)，通過(guò)教學(xué)要讓學(xué)生們克服傳統(tǒng)觀念，形成正確的認(rèn)識(shí)，需要下一定的功夫。 三、教具 1．說(shuō)明伽利略理想實(shí)驗(yàn)的裝置，自制導(dǎo)軌和小球。 2．說(shuō)明物體在不受阻力下做勻速直線運(yùn)動(dòng)的氣墊導(dǎo)軌和滑塊。 3．演示慣性的小車和木塊。 四、主要教學(xué)過(guò)程 (一)引入新課 介紹本章的地位：在第一章我們學(xué)習(xí)了物體在靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的受力問(wèn)題，這時(shí)物體處于平衡狀態(tài)，所受的力為平衡力。這部分內(nèi)容在物理學(xué)中叫做靜力學(xué)。 第二章研究了物體在直線上的運(yùn)動(dòng)，包括勻速運(yùn)動(dòng)和變速運(yùn)動(dòng)。在變速運(yùn)動(dòng)中重點(diǎn)討論了勻變速直線運(yùn)動(dòng)。這部分內(nèi)容在物體學(xué)中屬于運(yùn)動(dòng)學(xué)。 在前邊兩章知識(shí)的基礎(chǔ)上，我們?cè)诘谌吕飦?lái)研究運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系。這部分知識(shí)的基礎(chǔ)是牛頓第一定律和第二定律。這部分內(nèi)容在物理中屬于動(dòng)力學(xué)。 學(xué)習(xí)動(dòng)力學(xué)的知識(shí)后，可以在知道物體受力情況后確定物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；在知道物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的情況下，可以確定它的受力情況。動(dòng)力學(xué)的知識(shí)在科學(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)際中有著非常廣泛的應(yīng)用，如研究交通工具的速度問(wèn)題，天體的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題等。我們從牛頓第一定律開(kāi)始。 (二)教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì) 板書(shū)：一、牛頓第一定律 實(shí)驗(yàn)：在桌上放著一本物理書(shū)，它是靜止的，怎樣才能讓它運(yùn)動(dòng)起來(lái)呢？要用力去推它。從這個(gè)例子可以看出物體要運(yùn)動(dòng)，需要對(duì)它施加力的作用。力是使物體運(yùn)動(dòng)的原因嗎？ 這是一個(gè)運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系問(wèn)題。這個(gè)問(wèn)題在xx多年前人們就對(duì)它進(jìn)行了研究，下面我們來(lái)回顧一下歷史。 1．歷史的回顧 xx多年前，古希臘哲學(xué)家亞里斯多德根據(jù)當(dāng)時(shí)人們對(duì)運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系的認(rèn)識(shí)提出一個(gè)觀點(diǎn)：必須有力作用在物體上，物體才能運(yùn)動(dòng)。 這種觀點(diǎn)的提出是很自然的。我們從周圍的事情出發(fā)，很容易就會(huì)得到這個(gè)結(jié)論。如車不推就不走，門不拉不開(kāi)等。這種觀點(diǎn)統(tǒng)治人們的思想有兩千年。 直到17世紀(jì)，意大利科學(xué)家伽利略才指出這種說(shuō)法是錯(cuò)誤的，他分析到：運(yùn)動(dòng)的車停下來(lái)是由于摩擦力的原因，運(yùn)動(dòng)物體減速的原因是摩擦力。伽利略提出了自己的看法，他指出：物體一旦具有某一速度，沒(méi)有加速和減速的原因，這個(gè)速度將保持不變。這里所指的減速的原因就是摩擦力。 為了證實(shí)結(jié)論的正確，他設(shè)計(jì)了一個(gè)理想實(shí)驗(yàn)(thought experiment)，下面利用一個(gè)跟他的理想實(shí)驗(yàn)裝置相似的實(shí)驗(yàn)向大家介紹一下伽利略的實(shí)驗(yàn)。 實(shí)驗(yàn)：有兩個(gè)斜面，用一個(gè)小球放到左邊的斜面上，放手后小球從左邊斜面上滾下后滾到右邊的斜面上。在有摩擦力的情況下，到達(dá)右邊斜面的高度比左邊的釋放高度要低。 伽利略所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)是這樣的：實(shí)驗(yàn)裝置跟現(xiàn)在的一樣，實(shí)驗(yàn)時(shí)若沒(méi)有摩擦力，(當(dāng)然沒(méi)有摩擦力是不可能的，所以他的實(shí)驗(yàn)是想象中的理想實(shí)驗(yàn)。)我們看一下小球在這個(gè)理想實(shí)驗(yàn)中會(huì)怎樣運(yùn)動(dòng)。 把小球放到左邊斜面的某一個(gè)高度，放手后由于有加速的原因，所以小球會(huì)從斜面上滾下，越滾越快；到右邊斜面時(shí)，由于有減速的原因，小球會(huì)越滾越慢。在沒(méi)有摩擦力的情況下，小球應(yīng)達(dá)到左邊的釋放高度。 改變右邊斜面的傾角，傾角變小，小球要達(dá)到同樣的高度，要在斜面上走更遠(yuǎn)的距離。當(dāng)右邊傾角為零時(shí)，小球?qū)⒁恢睗L下去永遠(yuǎn)達(dá)不到左邊的釋放高度，這個(gè)速度將保持不變。 這個(gè)實(shí)驗(yàn)雖然是個(gè)理想實(shí)驗(yàn)，但卻是符合科學(xué)道理的。沒(méi)有摩擦的情況是很難實(shí)現(xiàn)的，現(xiàn)代技術(shù)給我們提供了阻力很小的條件。我們來(lái)看一下氣墊實(shí)驗(yàn)。它的原理是氣泵給氣墊裝置打氣，導(dǎo)軌上有許多小孔，滑塊與導(dǎo)軌間形成一層空氣薄膜，滑動(dòng)時(shí)阻力很小。我們觀察一下滑塊的運(yùn)動(dòng)情況，可以看到滑塊的速度基本不變。 法國(guó)科學(xué)家笛卡爾補(bǔ)充和完善了伽利略的論點(diǎn)，提出了慣性定律：如果沒(méi)有其它原因，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(lái)，也不會(huì)偏離原來(lái)的方向。 伽利略和笛卡爾對(duì)物體的運(yùn)動(dòng)作了準(zhǔn)確的描述，但是沒(méi)有指明原因是什么，這個(gè)原因跟運(yùn)動(dòng)的關(guān)系是什么。 牛頓總結(jié)了前人的經(jīng)驗(yàn)，指出了加速和減速的原因是什么，并指出了這個(gè)原因跟運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，這就是牛頓第一定律。 2．牛頓第一定律：一切物體總保持勻速運(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。 從牛頓第一定律可以看出： (1)物體在不受力時(shí)，總保持勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)。 (2)物體有保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì)，叫做慣性。在初中已經(jīng)學(xué)過(guò)慣性的概念，下面通過(guò)實(shí)驗(yàn)再來(lái)看一下物體具有慣性的例子。 小車起動(dòng)時(shí)，車上的木板向后倒；剎車時(shí)，木塊向前倒。人在坐汽車時(shí)也有同樣的感受。 (3)物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變需要外力。 我們所遇到的實(shí)際問(wèn)題中，物體不受力的情況是沒(méi)有的。物體受平衡力時(shí)，或者說(shuō)合力為零時(shí)的情況跟不受力的情況是相同的。 3．小結(jié) 毛主席在《實(shí)踐論》中對(duì)感性認(rèn)識(shí)和理性認(rèn)識(shí)的關(guān)系作出如下的論述：“感性材料固然是客觀外界某些真實(shí)性的反映，但它們僅是片面的和表面的東西，這種反映是不完全的，是沒(méi)有反映事物本質(zhì)的。要完全地反映整個(gè)的事物，反映事物的本質(zhì)，反映事物的內(nèi)部規(guī)律性，就必須經(jīng)過(guò)思考作用，將豐富的感覺(jué)材料加以去粗取精，去偽存真，由此及彼，由表及里的改造制作工夫，造成概念和理論的系統(tǒng)。就必須從感性認(rèn)識(shí)躍進(jìn)到理性認(rèn)識(shí)?！? 人們對(duì)運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系的認(rèn)識(shí)經(jīng)過(guò)了從感性認(rèn)識(shí)到理性認(rèn)識(shí)的躍進(jìn)。這個(gè)過(guò)程經(jīng)歷了兩千年的時(shí)間，在此過(guò)程中伽利略作出了主要貢獻(xiàn)。由此可以看出伽利略的偉大和工作的卓越。就是這樣一個(gè)偉大的科學(xué)家，因?yàn)樗目茖W(xué)思想不符合教會(huì)的統(tǒng)治思想，受到教會(huì)的禁錮。直到最近，梵帝岡教庭才給他公開(kāi)平反?？茖W(xué)思想得來(lái)不易，科學(xué)的真理總是要戰(zhàn)勝不科學(xué)的東西。 4．討論布置作業(yè) 五、說(shuō)明 1．牛頓第一定律在初中階段學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)，在高中階段再次學(xué)習(xí)這個(gè)內(nèi)容時(shí)，要讓學(xué)生的認(rèn)識(shí)有進(jìn)一步的提高。教師在授課時(shí)應(yīng)注意到這一點(diǎn)。 2．幾個(gè)科學(xué)家在研究力與物體運(yùn)動(dòng)的關(guān)系中做出了貢獻(xiàn)，在講課時(shí)可以把他們的畫(huà)像用投影幻燈打出來(lái)，增加課堂的活躍氣氛，加深學(xué)生的記憶。 3．說(shuō)明伽利略理想實(shí)驗(yàn)的裝置可以自制，用兩根粗鐵絲按下圖制作，末端彎成小環(huán)，兩根軌道用螺絲燈連起來(lái)，可以改變兩軌的傾角，選用鋼球，注意小球在最低點(diǎn)時(shí)要能圓滑地通過(guò)軌道。