一、 教材分析
1、本节的地位及主要内容
牛顿运动定律是动力学的核心,牛顿第一定律揭示了运动和力的关系,是动力学理论的基础,是经典物理的基石。通过本节的学习,学生把在第一章学习到的运动学知识和第二章学习到的力学知识有机地结合起来,同时为后面牛顿第二定律等知识的学习打下基础,起到承前启后的作用。
2、教学目标
新课标指出高中物理课程旨在进一步提高学生的科学素养,从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个方面培养学生,为学生终身发展、应对现代社会和未来发展的挑战奠定基础。结合本节的教学内容和学生的实情,我确定了以下三维目标:
A、知识和技能
①知道亚里士多德对力和运动关系的观点及其存在的错误。
②领会伽利略研究力和运动关系的思想方法。
③理解牛顿第一定律(惯性定律)并能运用其解释有关的现象。
④知道什么是惯性,能举例说明物体的质量是其惯性大小的量度,并能解释相关惯性现象。
B、过程和方法
①在实验探究牛顿第一定律的过程中,培养学生在实验基础上通过合理推理得到结论的方法。
②从伽利略的理想实验中受到科学思维与方法的教育。
③通过对生活中惯性现象的解释,树立学生从生活走向物理,从物理走向社会的理念。
C、情感态度与价值观
①对学生进行严谨的科学态度的教育,了解人类认识事物的曲折性。
②通过介绍伽利略对力和运动关系的研究,培养学生科学探究精神。
3、重难点分析
本节内容的学习旨在让学生首先明确运动与力的关系,为后面知识的学习做好铺垫,所以学生理解并领会牛顿第一定律的含义,是本节的教学重点。为了突出重点可以结合生产生活中的实例来加深对重点知识的理解。
惯性这个概念比较抽象,难以理解,因此如何让学生理解一切物体都具有惯性,以及质量是决定惯性大小的唯一因素是本节课的教学难点。对于教学难点,主要通过做实验来加以突破。
二、学情分析
我所教班级学生知识水平在全市高生中处于中等偏下水平,对新知识有一定的接受能力。但更多的是被动接受学习,独立思考问题,解决问题的能力不是太强。本节内容学生在初中阶段虽然已经学习过,但还只是停留在认识的层次上,在高中阶段学习中,除了要保持新鲜感,还需加大思维强度,对牛顿第一定律有更深的理解。
三、教学过程设计
1、课堂导入:
先播放神舟飞船发射升空的剪辑视频,让学生知道动力学在科学技术上的应用,这样引入课题可以激发学生学习物理的兴趣,增强民族自豪感。
再呈现几个常见的力和运动关系的问题,供学生讨论如,通过讨论不少学生会得到“运动靠力来维持”的结论,这正是古希腊学者亚里士多德得到的结论。采用这样的教学策略有利于使学生认识到光靠直觉和思维去研究问题往往是不全面的,甚至是错误的,亚里士多德的这一观点维持了近两千年。他所犯的错误与当时的社会和科学背景有关,存在着历史的局限性。虽然他在物理问题上犯了些错误,但他却被恩格斯称为是最博学的人,是西方文化的奠基人。通过对亚里士多德及其观点的介绍,目的是使学生学会用辩证的历史的观点看待伟人的过错。
2、领会伽利略的理想实验
不少学生还存在疑问,为什么说亚里士多德关于力和运动的观点是错误的?怎样去推翻亚里士多德的观点呢?不少学生会提出通过实验来推翻亚里士多德的观点,教师应当充分肯定学生的这种研究思路,这正是伽利略物理学家确立的新的研究法——实验法,伽利略之前的物理学家大都通过形式逻辑推理得出结论。这样便水到渠成地把学生注意力集中到伽利略对力和运动的研究上。
伽利略认为把人们引入歧途的是摩擦力,为了体现出伽利略关于力和运动的思想,可以创设情境,把一个小球放到一定高度的斜面上,让学生观察小球滚到另一侧与释放点几乎相等的高度的斜面上,分析小球为什么是滚到几乎相等的高度。
针对上述实验现象,让学生设想小球不受摩擦力时结果如何,再向学生介绍伽利略的理想实验,这有利于使学生对伽利略的理想实验充满兴趣和期待,因为是理想实验,不能直接去做,所以只能通过多媒体动画将伽伽利略的理想实验呈现出来,这样做能使学生加深认识。
3、对牛顿第一定律的理解
接下来教师概括提升理想实验的意义:理想实验虽然是理想情况,但是以事实为基础,实验为依据,是一种科学思想方法。通过对伽利略的理想实验的学习,学生能从中受到科学思想方法的熏陶。然后介绍笛卡尔对力和运动关系的认识的补充,最后由牛顿总结得出牛顿第一定理,课本做出这样的安排符合学生的认知规律,同时使学生认识到人类对自然规律的认识是个逐步完善的过程,在潜移默化中对学生进行了敢于质疑,坚持真理,实事求是的情感态度价值观教育。
介绍完牛顿第一定律后,可让学生观察冰壶比赛的视频剪辑,可以看到,冰壶所受阻力很小,能以几乎不变的速度继续前进,直到它再一次受到其他冰壶的撞击才改变原来的状态。还可以观看航天员杨利伟在神舟飞船中吃食物的视频等,这样能使学生获得充分的感性认识,加深对惯性定律的理解,更好地突出本节课的重点。
4、对物体运动状态改变的理解
在运动学中,我们把物体的速度称为物体的运动状态,在牛一律中,说到力是改变物体运动状态的原因,换言之,即是力是改变物体速度的原因,通过第一章的学习,学生已经知道,物体速度改变说明有加速度存在,所以学生能够快速理解力是产生加速度的原因。通过这个过渡理解,能够承上启下为牛顿第二定律做铺垫。
5、惯性与质量
惯性概念比较抽象难懂,为了使学生容易理解,可以用比较形象的语言——“抵抗运动状态变化的本领” 来描述惯性,也就是“维持物体运动状态的原因”。学物理并不是闭门造车,本着从生活走向物理,从物理走向社会的新课程理念,学生对物理概念的认识应当与生活实际相结合。师生可以共同列举身边的一些惯性现象,并做一些有趣的惯性实验来认识惯性。为了让学生理解质量是决定惯性大小的唯一因素,教师可以引导学生这样理解:即物体质量不同,从静止达到某一速度或从某一速度达到静止的难易程度不同。例如空载的汽车比满载时容易启动,用球拍很容易将乒乓球挡回,面网球因质量比乒乓球大却不那么容易被球拍挡回,这些例子足以说明,质量大的物体运动状态越不易改变,其惯性越大。这样做一方面联系了生活实际,突破了教学难点,同时也可以活跃课堂气氛,提高学习的兴趣。
5、知识巩固与延伸
为了让学生加深理解,需要布置一些合适的课后作业。
六、板书设计
3.1 牛顿第一定律 一、历史回顾 1、亚里士多德 2、伽利略——理想实验 3、笛卡尔 4、牛顿 二、牛顿第一定律 1、内容 2、意义 三、力是产生加速度的原因 四、惯性 1、惯性是物体的固有属性 2、质量是惯性的位移标度
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编辑:廖宇
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