7.1實(shí)驗(yàn)探究：牛頓第一定律（第一課時(shí)）教學(xué)設(shè)計(jì)

王雪然

教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)：

重點(diǎn)：

（1）科學(xué)思想的建立過程;

（2）對牛頓第一定律的正確理解。

難點(diǎn)：

物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來維持，力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。

教學(xué)目標(biāo)：

1.通過實(shí)驗(yàn)，探究力與運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)的物體不受力會(huì)一直運(yùn)動(dòng)下去嗎？”，然后科學(xué)探究在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上假設(shè)推理得出結(jié)論，通過教師引導(dǎo)學(xué)生雙邊的教學(xué)活動(dòng)，使學(xué)生樹立科學(xué)的探究態(tài)度，了解科學(xué)的探究思路和方法，實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究能力和推理分析歸納的能力;（科學(xué)思維）

3.體驗(yàn)在研究過程中成功的喜悅，學(xué)會(huì)分工與合作，提高團(tuán)結(jié)協(xié)作的能力。通過亞里士多德和伽利略對力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的不同認(rèn)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(rèn)識事物本質(zhì)的曲折性。感悟科學(xué)是人類進(jìn)步的不竭動(dòng)力。（科學(xué)態(tài)度與責(zé)任）

教學(xué)過程：

一、引入新課

老師：請同學(xué)們讓桌子上的物體運(yùn)動(dòng)起來？

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

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

二、新課教學(xué)

實(shí)驗(yàn)探究：

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的目的：物體的運(yùn)動(dòng)是否需要力來維持

老師：實(shí)驗(yàn)探究有哪7個(gè)要素？

1.提出問題：運(yùn)動(dòng)的物體如果不受其他物體的作用，會(huì)一直運(yùn)動(dòng)下去嗎？

2.猜想與假設(shè)：（讓學(xué)生舉手發(fā)言）

3.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與制定計(jì)劃：

老師：首先介紹實(shí)驗(yàn)器材：斜面、小車、毛巾、布、木板、刻度尺，問學(xué)生用毛巾、布、木板干什么？刻度尺是干什么的？鋪墊：在探究運(yùn)動(dòng)的物體如果不受其他力的作用，會(huì)一直運(yùn)動(dòng)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(dǎo)學(xué)生思考要怎樣去設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)。（學(xué)生舉手發(fā)言）

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

學(xué)生：給他一個(gè)斜面小車就運(yùn)動(dòng)起來了

老師：（2）那怎么做到使得他們到達(dá)水平面的初速度保持一致

學(xué)生：同一輛小車從同一斜面的同一高度由靜止下滑，到達(dá)水平面的初速度相同

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

學(xué)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(shí)驗(yàn)，并填寫表格。

1.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)：（同學(xué)們分組4人一組共同配合進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并填寫表格收集數(shù)據(jù)，然后讓同學(xué)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(dǎo)提問學(xué)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(yùn)動(dòng)距離會(huì)不會(huì)更遠(yuǎn)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(yùn)動(dòng)呢？

首先，讓學(xué)生回答這個(gè)假設(shè)，得出結(jié)論，然后再強(qiáng)調(diào)我們得到的結(jié)論實(shí)際上是在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上再加上推理得出的，因?yàn)榻^對光滑的接觸面沒有，也沒有永遠(yuǎn)，但是這個(gè)推論不是臆想的，也是在堅(jiān)實(shí)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，通過合理的推理得出結(jié)論的，這種實(shí)驗(yàn)探究的方法叫做實(shí)驗(yàn)推理法。最后，再來突出強(qiáng)調(diào)，水平方向上小車不受力，小車永遠(yuǎn)的運(yùn)動(dòng)下去，所以說明（問學(xué)生）力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系到底是什么？力還是不是維持物體運(yùn)動(dòng)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(rèn)知也是廣泛大眾的認(rèn)知，2000多年前亞里士多德就提出了。

1.亞里士多德提出觀點(diǎn)：力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因（強(qiáng)調(diào)亞里士多德不是愚昧之人，是古希臘時(shí)期的智者，是那個(gè)時(shí)代各種因素共同造就的這個(gè)觀點(diǎn)）

2.伽利略的觀點(diǎn)：通過理想實(shí)驗(yàn)推翻了亞里士多德的觀點(diǎn)，伽利略理想實(shí)驗(yàn)的靈感實(shí)際是來在于“單擺”，（演示實(shí)驗(yàn)），當(dāng)把小球從標(biāo)記線處由靜止釋放，仔細(xì)觀察單擺左右擺動(dòng)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(shí)都在減小呢？因?yàn)槭艿搅丝諝庾枇Γ琴だ跃拖氲饺绻褑螖[換成絕對光滑的斜面，小球也可以到達(dá)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?yàn)榱诉_(dá)到這個(gè)高度，運(yùn)動(dòng)的距離就要變得更長，如果斜面變成水平，那么小球?yàn)榱诉_(dá)到這個(gè)高度，就將永遠(yuǎn)的運(yùn)動(dòng)下去，做勻速運(yùn)動(dòng)，所以他就驗(yàn)證了力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因，那實(shí)際上我們現(xiàn)在的材質(zhì)還做不到絕對光滑，所以這個(gè)實(shí)驗(yàn)也是在實(shí)驗(yàn)加推理的基礎(chǔ)上得到了的結(jié)論，所以最后小球可能運(yùn)動(dòng)足夠遠(yuǎn)的距離最終還是會(huì)停下，因?yàn)樗艿搅四Σ亮Γ砸豺?yàn)證了力是改變物體運(yùn)動(dòng)的原因。

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

4.牛頓歸納總結(jié)得出：牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律，使得力與運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)的物體，會(huì)以不受力時(shí)那一瞬間的速度大小和方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，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(gè)定律。

整個(gè)科學(xué)探究的過程長達(dá)2000年，所以真理來得真不容易，充分讓學(xué)生體會(huì)認(rèn)知本質(zhì)的曲折性，敬畏科學(xué)和科學(xué)家，提高吾輩應(yīng)當(dāng)自強(qiáng)不息，好好學(xué)習(xí)的覺悟。再次理解強(qiáng)調(diào)理解牛頓第一運(yùn)動(dòng)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(xué)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(xué)到了，充分認(rèn)知肯定自己。

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