7.1實驗探究：牛頓第一定律（第一課時）教學設(shè)計

王雪然

教學重點與難點：

重點：

（1）科學思想的建立過程;

（2）對牛頓第一定律的正確理解。

難點：

物體的運動不需要力來維持，力是改變物體運動狀態(tài)的原因。

教學目標：

1.通過實驗，探究力與運動的關(guān)系;理解牛頓第一定律的內(nèi)容及意義;（物理觀念）

2.生活中的觀察發(fā)現(xiàn)問題，提出問題“運動的物體不受力會一直運動下去嗎？”，然后科學探究在實驗的基礎(chǔ)上假設(shè)推理得出結(jié)論，通過教師引導學生雙邊的教學活動，使學生樹立科學的探究態(tài)度，了解科學的探究思路和方法，實驗培養(yǎng)學生實驗探究能力和推理分析歸納的能力;（科學思維）

3.體驗在研究過程中成功的喜悅，學會分工與合作，提高團結(jié)協(xié)作的能力。通過亞里士多德和伽利略對力和運動關(guān)系的不同認識，通過對笛卡兒的推論和牛頓第一定律的比較分析，了解人類認識事物本質(zhì)的曲折性。感悟科學是人類進步的不竭動力。（科學態(tài)度與責任）

教學過程：

一、引入新課

老師：請同學們讓桌子上的物體運動起來？

（同學舉手發(fā)言分享怎么使桌子上的東西運動起來的，力與運動的關(guān)系是什么？引導出“力是維持物體運動的原因”，有力物體就運動，沒有力物體就不運動。）

老師：有沒有同學不同意此觀點的？（也許運動的物體不需要力的維持，比如當你推了一下小車，小車離開手后依舊運動，是不是就產(chǎn)生了矛盾，看來力是維持物體運動的原因這個結(jié)論有歧義）

二、新課教學

實驗探究：

實驗設(shè)計的目的：物體的運動是否需要力來維持

老師：實驗探究有哪7個要素？

1.提出問題：運動的物體如果不受其他物體的作用，會一直運動下去嗎？

2.猜想與假設(shè)：（讓學生舉手發(fā)言）

3.設(shè)計實驗與制定計劃：

老師：首先介紹實驗器材：斜面、小車、毛巾、布、木板、刻度尺，問學生用毛巾、布、木板干什么？刻度尺是干什么的？鋪墊：在探究運動的物體如果不受其他力的作用，會一直運動下去嗎？那我們首先來探究小車在水平面上滑行的距離與受到的摩擦力有什么關(guān)系。引導學生思考要怎樣去設(shè)計這個實驗。（學生舉手發(fā)言）

老師：（1）怎么讓一個物體運動起來要怎么辦？（可能會有答案是推他一下，那就要解釋推一下無法保持他們運動的速度不變）

學生：給他一個斜面小車就運動起來了

老師：（2）那怎么做到使得他們到達水平面的初速度保持一致

學生：同一輛小車從同一斜面的同一高度由靜止下滑，到達水平面的初速度相同

老師：（3）毛巾、布、木板這三個不同的材質(zhì)，接觸面的摩擦力大小怎么樣？

學生：毛巾最粗糙，其次是布，木板最光滑

老師：那接下來我們就4人一組共同配合完成以下實驗，并填寫表格。

1.進行實驗與收集證據(jù)：（同學們分組4人一組共同配合進行實驗并填寫表格收集數(shù)據(jù)，然后讓同學展示并分享表中數(shù)據(jù)可得到什么）

2.分析與論證：

接下來引導提問學生：

（1）假如又把木板換成玻璃，接觸面是不是變得更光滑了，那小車在水平面上的運動距離會不會更遠呢？

（2）那假如水平面絕對光滑，小車受到的摩擦力減小為0，那么小車將如何運動呢？

首先，讓學生回答這個假設(shè)，得出結(jié)論，然后再強調(diào)我們得到的結(jié)論實際上是在實驗的基礎(chǔ)上再加上推理得出的，因為絕對光滑的接觸面沒有，也沒有永遠，但是這個推論不是臆想的，也是在堅實的實驗基礎(chǔ)上，通過合理的推理得出結(jié)論的，這種實驗探究的方法叫做實驗推理法。最后，再來突出強調(diào)，水平方向上小車不受力，小車永遠的運動下去，所以說明（問學生）力和運動的關(guān)系到底是什么？力還是不是維持物體運動的原因？

3.評估：

4.交流與合作：

回顧歷史：

歷史總是驚人的相似，我們最開始的認知也是廣泛大眾的認知，2000多年前亞里士多德就提出了。

1.亞里士多德提出觀點：力是維持物體運動的原因（強調(diào)亞里士多德不是愚昧之人，是古希臘時期的智者，是那個時代各種因素共同造就的這個觀點）

2.伽利略的觀點：通過理想實驗推翻了亞里士多德的觀點，伽利略理想實驗的靈感實際是來在于“單擺”，（演示實驗），當把小球從標記線處由靜止釋放，仔細觀察單擺左右擺動的高度，（是相等的，具有等高性）但為什么老師演示的單擺高度兩邊同時都在減小呢？因為受到了空氣阻力，那伽利略就想到如果把單擺換成絕對光滑的斜面，小球也可以到達和靜止釋放相同的高度，逐漸做了大膽的嘗試，如果把斜面變成變得更緩，小球為了達到這個高度，運動的距離就要變得更長，如果斜面變成水平，那么小球為了達到這個高度，就將永遠的運動下去，做勻速運動，所以他就驗證了力不是維持物體運動的原因，那實際上我們現(xiàn)在的材質(zhì)還做不到絕對光滑，所以這個實驗也是在實驗加推理的基礎(chǔ)上得到了的結(jié)論，所以最后小球可能運動足夠遠的距離最終還是會停下，因為他受到了摩擦力，所以也驗證了力是改變物體運動的原因。

3.笛卡爾再來完善補充：如果沒有其它原因，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，不會向左，也不會向右，偏離原來的方向。

4.牛頓歸納總結(jié)得出：牛頓第一運動定律，使得力與運動的關(guān)系得到了升華，并且說明原來有速度的物體，也就是運動的物體，會以不受力時那一瞬間的速度大小和方向做勻速直線運動，原來沒有速度的物體，也就是靜止的物體還是保持靜止，并且是一切物體都滿足這個定律。

整個科學探究的過程長達2000年，所以真理來得真不容易，充分讓學生體會認知本質(zhì)的曲折性，敬畏科學和科學家，提高吾輩應當自強不息，好好學習的覺悟。再次理解強調(diào)理解牛頓第一運動定律。牛頓都說他如此的成就是站在巨人的肩膀上，那我們吾輩更是站在了大巨人的肩膀上。并且讓學生找到自信，得到這節(jié)課的成就感，2000多年的知識，我們這節(jié)課就學到了，充分認知肯定自己。

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