1、伽利略的理想实验与牛顿第一定律一、教学目标1、知识与技能：1知道伽利略的理想实验及其主要推理过程和推论，知道理想实验是科学研究的重要方法2理解牛顿第一定律的内容及意义3知道什么是惯性，会正确地解释有关惯性的现象2、过程与方法：1观察生活中的惯性现象，了解力和运动的关系2通过实验加探对牛顿第一定律的理解3理解理想实验是科学研究的重要方法3、情感态度与价值观：1通过伽利略和亚里士多德对力和运动关系的不同认识，了解人类认识事物本质的曲折性2感悟科学是人类进步的不竭动力二、教学内容剖析1、 本节课的地位和作用：（内容简述：本节怎样承前启后，梗概知识及研究问题的方法，本节的地位等）2、本节课教学重点：1
2、、伽利略的理想实验结论。2、对牛顿第一运动定律和惯性的正确理解3、本节课教学难点：1消除“力是维持物体运动的原因”的错误观点。2牛顿第一运动定律。3、惯性概念的理解及应用。三、 教学思路与方法本节课以解决生活中的常见问题为主线，以多媒体中的动画为辅助手段，以实践、讨论、思考、总结为主要学习方式，教师逐步设置日常生活中常见的问题开展学习活动，达到教学的目的。四、 教学准备 多媒体课件、小车、小球、毛巾、玻璃板、斜槽、刻度尺、木块、气垫导轨、滑块、气垫导轨装置、伽利略针和单摆实验装置五、 课堂教学设计教学环节教学内容（详细的内容）师生互动（重互动，详写）设计意图（体现新课标理念）备注引入 那么力和
3、运动之间关系如何呢?实验演示：在讲台上放一辆小车，使它处于静止状态师：怎样才能让小车运动起来呢? 生：要用力去推它师：从这个例子很容易得到：物体要运动，需要对它施加力的作用，那么力和运动之间关系如何呢?本节课我们就来探究这个问题让学生自己动手做实验，不仅可以满足学生的操作欲望，而且可以培养学生的操作技能，有利于激发学生的学习兴趣，培养学生的创新精神和实践能力。得出错误结论 “力是维持物体运动的原因”师：所以，力和运动的关系有人认为是：必须有力作用在物体上，才能使物体运动；没有力的作用，物体就要静止下来。即“力是维持物体运动的原因”。这就是古希腊哲学家亚里士多德的观点。 有的学生提出疑问。师：这
4、种观点在历史上曾被沿用两千多年，使物理学一直没有多大的发展，它是正确的么？下面我们就来验证一下这种观点是否正确。使学生在学习物理的过程中得到科学方法的训练和科学素质的培养，并有利于加强学生的思维任知能力。实验演示：小车从斜面上滑下让小车从斜面上同一高度滑下，分别滑到铺有毛巾、棉布、木板、玻璃的平面上，观察小车前进的距离。 师：实验演示让小车从斜面上同一高度滑下，分别滑到铺有毛巾、棉布、木板、玻璃的平面上，观察小车前进的距离。做一个之后让学生上来做其它。让学生自己总结结论。结论：从实验中看到，在同样条件下，平面越光滑，小车受到的阻力越小，它就前进得越远。锻炼学生的动手能力；学习自己探讨问题的能力
5、。伽利略的理想斜面实验牛顿第一定律及需要注意的问题伽利略的理想实验。物体在水平上做匀速运动不需要外力来维持牛顿第一定律内容：一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持匀速直线运动状态或静止状态。进一步的说明：牛顿第一定律描述一种理想状态物体不受外力的作用。牛顿第一定律说明物体不受外力作用时总保持匀速直线运动状态或静止状态，所以“力不是维持物体运动原因”。从牛顿第一定律可以得出：“力是改变物体运动状态的原因”。师：早在300多年以前， 意大利科学家伽利略对类似的实验进行了分析，让我们来看实验。Flash演示。演示完让学生讨论一段时间后，回答。假如没有摩擦力，那么从斜坡上释放的物体将做什么运动？生：
6、假如没有摩擦力，物体将永恒的运动下去。师最后总结：伽利略认为如果不存在摩擦力，钢珠将永远运动下去。由此可推断，物体在水平上做匀速运动不需要外力来维持。师：伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正的开端这个发现告诉我们，根据直接观察所得出的直觉的结论不是常常可靠的，因为它们有时候会引到错误的线索上去。 师： 英国科学家牛顿总结了伽利略等人的研究成果，概括出牛顿第一定律。师：一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持匀速直线运动状态或静止状态。这就是牛顿第一定律。 师：下面我们先看一个实验录象。用气垫导轨演示牛顿第一定律。放录象师：牛顿第一定律的
7、状态是一种什么样的状态？生：匀速直线运动状态或者是静止状态。师：那么，纯的不受外力的状态是否存在？生：不存在。师：所以牛顿第一定律不能验证，只是一个理想的定律。师：在理想中，力不是维持物体运动的原因，那么，力与物体之间存在什么关系？生：力是改变物体运动状态的原因。最后，教师总结归纳用幻灯片放出来。进一步的说明：牛顿第一定律描述一种理想状态物体不受外力的作用。牛顿第一定律说明物体不受外力作用时总保持匀速直线运动状态或静止状态，所以“力不是维持物体运动原因”。从牛顿第一定律可以得出：“力是改变物体运动状态的原因”。在教学过程中有意识地运用辨证唯物主义的思想、方法和观点来阐述物理知识，并适当地穿插一
8、些物理学发展地历史，就可以使学生更加自觉、积极、主动地去学习物理，潜移默化地培养学生的辨证唯物主义世界观。应用解释下列现象：突然拉动小车，车上的木块小车突然停下时,车上的木块又会怎么样呢？ 在现实生活中，车开动时，人向后倾；刹车时，人向前倾。汽车急转弯时，又会有什么现象发生呢？用铲子给锅炉添煤时，铲子往往不伸入炉内，而是停在炉前，这样也能把煤加入进去。飞行的子弹师：解释下列现象：突然拉动小车，车上的木块生：向后倾倒。师：小车突然停下时,车上的木块又会怎么样呢？生：向前倾倒 师：在现实生活中，车开动时，人向后倾；刹车时，人向前倾。汽车急转弯时，又会有什么现象发生呢？生：向外倾师：用铲子给锅炉添煤
9、时，铲子往往不伸入炉内，而是停在炉前，这样也能把煤加入进去。生：惯性。师：飞行的子弹。生：惯性。惯性问题在生活中的应用，可以激发学生的学习兴趣与动机，同时也可以使他们养成善于运动知识、关心生活和生产中实际问题的习惯。惯性及惯性与惯性定律区别我们把物体保持原来静止状态或匀速直线运动状态的性质叫惯性。 进一步的补充说明：一、任何物体在任何情况下都有都有惯性：二、惯性的大小只跟质量有关：三、惯性不是一个力 四、力不是维持物体的运动状态的原因，而是改变物体运动状态的原因。维持运动的是惯性。惯性与惯性定律区别与联系：惯性是物体保持匀速直线运动状态或静止状态的一种性质，只与物体本身的质量有关，没有其它条件
10、限制。惯性定律指的是物体不受外力作用的规律，它有不受外力作用条件的限制。师：从牛顿第一定律知道，任何物体都有保持静止状态或匀速直线运动状态的性质。这个性质叫做惯性。也就是说：原来静止的物体将保持静止；原来运动的物体将保持匀速直线运动状态不变。所以，牛顿第一定律也常常叫做惯性定律。再看一段录象。惯性是物体的固有性质。师：物体保持原来静止状态或匀速直线运动状态的性质叫惯性。那么惯性与什么有关？生：质量。师：对，是质量，质量大的惯性大；质量小的惯性小。因为任何物体都有质量，所以任何物体无论在什么样的运动状态下，都有惯性。有的同学认为：“运动的物体有惯性，静止的物体没有惯性”。你觉得呢？生：不对。师：
11、惯性是一切物体的固有属性，惯性是客观存在的，与物体的运动状态、受力与否无关。师：推出去的铅球，有同学认为是受到了一个向前的力的作用，它才向前运动的。这是不对的，当铅球推出去以后，就不在水平方向上受力的作用了，继续运动是因为惯性，它保持物体的运动。师：力不是维持物体的运动状态的原因，而是改变物体运动状态的原因。维持运动的是惯性。最后，教师将这三个性质再复述一边，用幻灯片表示出来。师：物体保持原来静止状态或匀速直线运动状态的性质叫惯性。而一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持匀速直线运动状态或静止状态。这就是惯性定律，这样的话，惯性和惯性定律这不差不多么？让学生讨论并回答。生：不对，因为惯性是一
12、种性质，而惯性定律是一条规律。教师做最后总结。师：惯性是物体保持匀速直线运动状态或静止状态的一种性质，只与物体本身的质量有关，没有其它条件限制。惯性定律指的是物体不受外力作用的规律，它有不受外力作用条件的限制。所以，二者不同。通过理论上的分析论证、逻辑推理，就可以使学生在学习物理 的过程中得到科学方法的训练和科学素质的培养，并有利于加强学生的思维任知 能力。应用解释产生下列现象的原因：摩托车飞跃断桥奔跑中的人受绊而跌倒。汽车滑行，可以省油开得很快的汽车，不能马上停下撞击锤子把柄，可以使锤头紧套在把柄上让学生独立完成题目，教师根据学生练习的情况进行评析，纠正错误。师：解释产生下列现象的原因：摩托
13、车飞跃断桥生：惯性。师：奔跑中的人受绊而跌倒。生：惯性。师：汽车滑行，可以省油。生：惯性。师：开得很快的汽车，不能马上停下生：惯性。师：撞击锤子把柄，可以使锤头紧套在把柄上生：惯性。让学生思考，让其来回答问题。进一步理解惯性。最后，给学生一点时间让其自己理解。惯性问题在生活中的应用，可以激发学生的学习兴趣与动机，同时也可以使他们养成善于运动知识、关心生活和生产中实际问题的习惯，加大学生学习动力，促使学生关系社会实际生活，增强社会责任感。最后总结教师对本节进行小结。通过本节的学习，我们知道了：(1)伽利略得到力和运动关系的研究方法(2)牛顿第一定律的内容(3)惯性及应用惯性知识解决实际问题的方法
14、课后巩固1、到实验里做伽利略针和单摆实验。2、上网查找资料：伽利略是怎样通过“伽利略针和单摆实验”构思出“理想实验”的？学生课后巩固观察实验性作业有利于动手能力的培养，研究性作业利于拓宽学生知识面，渗透了新课标理念。视野拓展在我国古代著作中，对于力和运动问题，已有一定的认识。远在春秋时期成书的考工记就有这样的记载：“马力既竭，辀犹能一取也。”就是说，马已停止用力，车还能向前走一段距离。这里虽然没得出惯性的概念，但是已经注意到了惯性现象。 在墨经里，还给力下了一个明确的定义。在经上第21条里说：“力，行之所以奋也”。这里的“行”就是“物体”，“奋”字在古籍中的意思是多方面的，像由静到动、动而愈速
15、、由下上升等都可以用“奋”字。经文的意思是说，力是使物体由静而动、动而愈速或由下而上的原因。在经说里又说：“力，重之谓。”这说明物重，是力的一种表现。从这条经文来看，的确可以说我们的祖先在二千多年以前，已经对力和运动之间的关系，开始了正确的观察和研究。 东汉王充所著论衡一书状留篇中有这样一段话：“且圆物投之于地，东西南北无之不可，策杖叩动，才微辄停。方物集地，一投而止，及其移徙，须人动举。”就是说，圆球投到地上，它的运动方向，或东或西或南或北是不一定的，但是不论向哪个方向运动，只要用手杖加上一个微小的力量，就会停止运动；方的物体投在地上就会静止，必须人用力才能使它发生位移。这里说明了力是物体运动变化的原因，也说明了物体的平衡和它的基底的关系。王充还提出：“车行于陆，船行于沟，其满而重者行迟，空而轻者行疾。”这段话说明了在一定的外力作用下，质量越大的物体运动状态的改变就越困难。
