初中慣性教案

初中慣性教案

　　初中牛頓慣性教案

　　知識目標：

　　知道牛頓第一定律,常識性了解伽利略理想實驗的推理過程.

　　能力目標：

　　1.通過斜面小車實驗,培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力.

　　2.通過實驗分析,初步培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維方法(分析、概括、推理).

　　情感目標：

　　1.通過科學(xué)史的簡介,對學(xué)生進行嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度教育.

　　2.通過伽利略的理想實驗,給學(xué)生以科學(xué)方法論的教育.

　　教材分析

　　教材首先通過回憶思考的形式提出問題：如果物體不受力，將會怎樣？通過小車在不同表面運動的演示實驗，使學(xué)生直觀的看到物體運動距離與阻力大小的關(guān)系，為講解伽利略的推理作準備。然后講述伽利略的推理方法和通過推理得出的結(jié)論，再介紹迪卡兒對伽利略結(jié)論的補充，牛頓最后總結(jié)得出的牛頓第一定律。通過這些使學(xué)生了解定律的得出是建立在許多人研究的基礎(chǔ)上的，正如牛頓所說：“如果說我所看的更遠一點，那是因為站在巨人肩上的緣故”。最后指出牛頓第一定律不是實驗定律，而是用科學(xué)推理的方法概括出來的，定律是否正確要通過實踐來檢驗。給學(xué)生以科學(xué)方法論的教育。

　　本節(jié)課的重點是揭示物體不受力時的運動規(guī)律，即牛頓第一運動定律。

　　教法建議

　　1.學(xué)生學(xué)習(xí)牛頓第一定律的困難在于從生活經(jīng)驗中得到的一種被現(xiàn)象掩蓋了本質(zhì)的錯誤觀念，認為物體的運動是力作用的結(jié)果。如推一個物體，它就動，不再推它時，它便靜止。為使學(xué)生擺脫這種錯誤觀念，首先要把運動和運動的變化區(qū)別開，樹立從靜到動和從動到靜都是“運動狀態(tài)改變”的概念，這是為了揭示力和運動的關(guān)系做的重要鋪墊。其次，通過實驗確立“力是改變運動狀態(tài)的原因”的概念。再通過推理建立“不受力運動狀態(tài)不變”的概念。

　　2.通過圖9-1演示實驗的比較、分析、綜合、推理是本節(jié)課的核心，可對學(xué)生進行簡單的科學(xué)推理方法的教育。在此演示實驗中可通過設(shè)計不同的問題滲透研究方法。

　　3.本節(jié)課可按著人類對知識的認識順序組織教學(xué)，讓學(xué)生體會規(guī)律的認識過程，對學(xué)生進行學(xué)史教育。從亞里士多德的觀點——伽利略的研究——笛卡爾的補充——牛頓的總結(jié)。

　　教學(xué)設(shè)計示例

　　教學(xué)重點:通過對小車實驗的分析比較得出牛頓第一定律。

　　教學(xué)難點 :

　　1．明確“力是維持物體運動的原因”觀點是錯誤的。

　　2．伽利略理想實驗的推理過程

　　教學(xué)用具：斜面，小車，毛巾，棉布，玻璃板，微機,實物投影，大倍投電視。

　　教學(xué)過程

　　一、實驗引入：批駁亞里士多德的觀點

　　[演示1]在桌面上推動木塊（或板擦）從靜止開始慢慢向前運動，撤掉推力,木塊立即停止。

　　分析:日常生活中也有許多類似的現(xiàn)象，（如推桌子）。這些現(xiàn)象從表面上看,“必須有力作用在物體上,才能使物體繼續(xù)運動,沒有力的作用,物體就要停下來.”即：板擦的運動需要推力去維持。于是,古希臘哲學(xué)家亞里士多德就根據(jù)這些現(xiàn)象總結(jié)出“物體的運動需要力去維持”。這種觀點在歷史上曾被沿用兩千多年,但時沿用兩千年是否就一定正確呢？也可能有人曾表示過懷疑或有人認為就是錯誤的,但沒某能說服別人的理由。

　　[演示2] 在桌面上推動木塊（或板擦）從靜止使之向前運動，用力推出,木塊向前運動一段距離后停止。

　　分析：推力撤掉，還要向前運動，與亞里士多德的觀點不符。

　　分析：木塊:靜止——運動——靜止。兩個過程中是否都有力存在？在這兩個過程中力的作用是維持原來的運動狀態(tài)還是改變運動狀態(tài)？

　　二、 講授新課:

　　1.規(guī)律總結(jié)過程

　　方法1.教師引導(dǎo)

　　伽利略的貢獻：理想實驗

　　[演示]（通過實物投影儀把實驗過程反映在大倍投電視上）

　　介紹器材

　　實驗前提條件：每次實驗都需從斜面上的同一高度下滑，為什么？

　　實驗過程：讓小球從同一斜面的同一位置滾下后分別在毛巾表面、棉布表面、玻璃表面上運動，每次記下小球停下時的位置。做標記的位置是什么位置？（停下來的位置）

　　實驗紀錄：

　　實驗次數(shù) 表面材料 阻力大小 滑行距離

　　1 毛巾 最大 最短

　　2 棉布 較大 較長

　　3 玻璃 較小 長

　　推理想象 光滑表面 阻力為零 無限長

　　實驗分析：

　　三次實驗，小車最終都靜止，為什么？

　　三次實驗，小車運動的距離不同，這說明什么問題？

　　小球運動距離的長短跟它受到的阻力有什么關(guān)系？

　　若使小車運動時受到的阻力進一步減小，小車運動的距離將變長還是變短？

　　根據(jù)上面的實驗及推理的思想，還可以推理出什么結(jié)論？

　　推理：小球在光滑的阻力為零的表面，將會怎樣運動？

　　實驗結(jié)論：通過伽利略的實驗和科學(xué)推理得出“運動的物體，如果受到的阻力為零，它的速度將不會減慢，將以恒定不變的速度永遠運動下去�！奔醋鲃蛩龠\動。

　　[微機模擬實驗]:簡介伽利略理想實驗

　　迪卡兒的補充

　　如果運動物體不受任何力的作用，不僅速度大小不變，而且運動方向也不變，將沿原來的方向勻速運動下去。

　　牛頓的成果：補充與概括

　　師:物體除了運動的以外,還有靜止的。那么，靜止的物體在沒有受到外力作用時，保持什么狀態(tài)呢？（牛頓補充：將保持靜止狀態(tài)）

　　師（引導(dǎo)學(xué)生概括）:我們現(xiàn)在已經(jīng)有了伽利略的研究成果,又有了迪卡兒和牛頓的補充,把兩者進行一下概括：一切物體在沒有受到外力作用時，將如何呢？（對概括出來大致意思的同學(xué)給予鼓勵）

　　介紹：牛頓抓住時機,概括總結(jié)得出著名的牛頓第一運動定律

　　方法2：學(xué)生探究式學(xué)習(xí)

　　針對基礎(chǔ)較好的學(xué)生，可以由學(xué)生在老師的指導(dǎo)下自己完成斜面小車實驗，根據(jù)現(xiàn)象學(xué)生分組討論,明確亞里士多德的觀點的問題根源．由學(xué)生互相補充確定實驗結(jié)論。

　　2.定律分析

　　定律成立條件：不受外力作用

　　運動規(guī)律：總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)。

　　師（回應(yīng)課題引入實驗）： 回想我們最開始的實驗，有推力板擦運動,撤去推力板擦停下來，從表面現(xiàn)象上得到的結(jié)論運動需要力維持是錯誤的，但這種現(xiàn)象是千真萬確擺在我們面前的，我們?nèi)绾斡门Ｒ坏挠^點正確的解釋這個現(xiàn)象呢?

　　三、鞏固練習(xí)

　　1． 一物體放在桌上靜止,假若某瞬間撤掉所有的'外力,物體將怎么樣?

　　2． 對于牛頓第一定律的看法，下列觀點正確的是( )

　　A．驗證牛頓第一定律的實驗可以做出來，所以慣性定律是正確的

　　B．驗證牛頓第一定律的實驗做不出來，所以慣性定律不能肯定是正確的

　　C．驗證牛頓第一定律的實驗做不出來，但可以經(jīng)過在事實基礎(chǔ)上，進一步科學(xué)推理得出慣性定律

　　D．驗證牛頓第一定律的實驗雖然現(xiàn)在做不出來，但總有一天可以用實驗來驗證。

　　四、小結(jié)

　　人們對物體的運動規(guī)律的認識是經(jīng)歷了漫長的時間的。物體在不受力時的運動規(guī)律，它是經(jīng)過亞里士多德對人們近兩千年的思想束縛，伽利略的科學(xué)推理，才最終由牛頓總結(jié)出來的。牛一的重要貢獻是：1）力不是維持物體運動的原因，2）力是改變物體運動狀態(tài)的原因。

　　五、作業(yè) :閱讀本節(jié)教材

　　探究活動

　　牛頓力學(xué)的建立

　　【組織形式】個人或自由結(jié)組

　　【活動目的】

　　牛頓力學(xué)的建立不是牛頓一個人的功勞，而是許多科學(xué)家努力研究的最終結(jié)果，查閱資料了解牛頓力學(xué)的建立過程，及牛頓力學(xué)的體系。

　　【活動流程】

　　制訂查閱和查找方式；收集相關(guān)的材料；分析材料并得出一些結(jié)論；寫出論文；與其他組交流。

　　【備注】

　　1、網(wǎng)上查找的資料要有學(xué)習(xí)的過程記錄。

　　2、和其他成員交流。

　　斜面小車實驗的再研究

　　【組織形式】個人或自由結(jié)組

　　【活動目的】

　　運用不同的物體表面，通過實驗探究，加深對伽利略推理思維的理解。

　　【活動流程】

　　制訂實驗方案；準備器材；實驗并記錄現(xiàn)象，分析材料并得出一些結(jié)論；與老師所做實驗比較優(yōu)缺點；與其他組交流。

　　【備注】

　　1、要有完整的過程記錄。

　　2、和其他成員交流。

　　初中物理慣性教案

　　一、教材分析

　　1.教材地位

　　慣性是運動和力的關(guān)系知識中的一個重要概念，又與實踐知識緊密相聯(lián)．明確慣性概念，理解慣性現(xiàn)象，既是學(xué)習(xí)運動和力的關(guān)系乃至整個力學(xué)的基礎(chǔ)，又是培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際的重要途徑．慣性是一個抽象的科學(xué)概念，在教學(xué)中還應(yīng)重視發(fā)展學(xué)生的思維能力，開發(fā)學(xué)生的智力．

　　2.教學(xué)目的

　　1)知道慣性現(xiàn)象，知道任何物體在任何狀態(tài)下都有慣性．

　　2)會解釋簡單的慣性現(xiàn)象

　　3)知道慣性和牛頓第一定律的區(qū)別

　　3.重點、難點

　　慣性是物體固有屬性的理解，用慣性解釋生活和生產(chǎn)中的有關(guān)現(xiàn)象．

　　二、教學(xué)思路

　　本課題按照"展示現(xiàn)象→分析思考→整理擴展→鞏固應(yīng)用"的模式展開教學(xué)．通過教學(xué)程序的設(shè)計，充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體作用，利用慣性實驗的新奇，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，通過慣性概念的建立和應(yīng)用，發(fā)展學(xué)生抽象思維的能力，分析問題和解決問題的能力。

　　三、教學(xué)過程

　　1.觀察抽象 建立概念

　　概念是從具體事例、實驗事實中抽象出來的，只有首先為學(xué)生提供豐富典型的感性材料，才能從中抽象出本質(zhì)特征，形成概念．

　　為此，在引出慣性概念之前，先演示慣性球、抽紙條等實驗，學(xué)生看到：當突然抽去底下物體的時候，上面的物體能保持原位不動，這個結(jié)果出乎學(xué)生的意料，激起學(xué)生的探究欲望．由此得出：靜止的物體有保持靜止的性質(zhì)．既然靜止的物體有保持靜止的性質(zhì)，那么運動的物體又有什么性質(zhì)呢?

　　舉例：離開槍口的子彈失去了推力，還能繼續(xù)前進．演示：運動的小車突然停止，車上的木塊繼續(xù)前滑．兩個事例表明：運動的物體有保持原來運動速度和運動方向的性質(zhì)．

　　小結(jié)：靜止的物體有保持靜止狀態(tài)的性質(zhì)，運動的物體有保持勻速直線運動的性質(zhì)．進一步歸納得出：任何物體都有保持原來運動狀態(tài)的性質(zhì)，這種性質(zhì)叫做慣性．接著讓學(xué)生舉出生活和生產(chǎn)中的慣性例子．初步建立起慣性的概念．

　　2.虛擬想象 強化概念

　　虛設(shè)一個與真實情況相反的物理條件，并以此推出一系列想象性的荒謬結(jié)果，用反面的荒謬啟迪人們對正面真實的認識，這就是虛擬情景．

　　對于慣性，學(xué)生常有疑問：物體真的有慣性嗎?對此，教師引導(dǎo)發(fā)問："假如某一時間地球上的物體突然失去了慣性，這對我們生活的世界將有什么樣的影響呢?"引起學(xué)生的想象和討論．

　　正在進行比賽的運動場上，所有的球離開球拍后，因沒有慣性而無法前行，掉落地上．足球、籃球、排球、羽毛球、乒乓球，甚至跳遠、跳高等運動項目都將無法進行．

　　離開槍口的子彈，因沒有慣性無法向前射出，至多掉落在開槍者自己的眼前．美國霸權(quán)主義者最先進的核彈，如果正用來打擊別國，也只能落在自己的跟前爆炸而自取滅亡．

　　地球以360米／秒的速度不停地自西向東自轉(zhuǎn)，離開地面的人因沒有慣性而不會隨地球一起運動，當他重新落回地面時，將落在原位置的西邊．假如一個中國人離開地面數(shù)小時，當他降落到地面時，或許已經(jīng)站在加拿大的國土上．

　　許多物理現(xiàn)象自然形成，永久存在，人們司空見慣，習(xí)以為常，對其中隱藏著的科學(xué)真理難有深刻的理解．虛擬情景以其"虛"、"謬"、"奇"的特點，與真實世界形成強烈的反差，使人虛中見實，無中見有，從反面看到真實的直觀，從而加深了對客觀世界真理性的認識．

　　3.比喻聯(lián)想 深化概念

　　慣性是一切物體的固有屬性，在任何情況下，物體的慣性都始終存在．學(xué)生卻提出這樣的問題："慣性是物體保持原來運動狀態(tài)的性質(zhì)，那么，當物體的運動狀態(tài)改變（即做變速運動或曲線運動）時，它的慣性豈不消失了嗎?"要消除這樣的疑問，無論用理論的推導(dǎo)或?qū)嶒灥淖C明都是困難的．然而我們卻可以用下面的比喻來解除疑問．每個學(xué)生都有閱讀的本領(lǐng)，但并不是每時每刻都在閱讀，即使在勞動，閱讀的本領(lǐng)照樣存在；每個人都有睡覺的習(xí)性，但并不是每時每刻都在睡覺，即使在學(xué)習(xí)，睡覺的習(xí)性仍舊存在．同樣的道理，物體有慣性，即有保持原來運動狀態(tài)的性質(zhì)，即使它的運動狀態(tài)發(fā)生變化（做變速運動或曲線運動），它的慣性也同樣存在，只不過沒有直接表現(xiàn)出來罷了．慣性是物體的固有屬性，不管這個物體在做什么運動，是否受到力的作用，物體的慣性始終存在．

　　4.對照比較 辨別概念（慣性 慣性定律區(qū)別）

　　比較是物理教學(xué)中較為常用的一種思維方法，對既有聯(lián)系又有區(qū)別的不同知識進行比較，可以區(qū)別它們的相同點和不同點，使知識系統(tǒng)化，加深理解和記憶的效果．學(xué)生容易把慣性和慣性定律混淆起來，兩者的區(qū)別和聯(lián)系可列表對比如下：

　　區(qū)別：1．前者是物體的固有屬性，后者是物體的運動規(guī)律

　　2．前者在任何情況下都存在，后者只有當物體不受外力作用時才遵守

　　聯(lián)系：慣性定律是物體在不受外力作用時，物體慣性的直接表現(xiàn)

　　5．實例分析 應(yīng)用概念

　　從具體事例中抽象出慣性概念，這只是實現(xiàn)了從感性認識上升到理性認識的第一次飛躍．學(xué)習(xí)的目的在于應(yīng)用，教學(xué)中應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生從理性認識回到實踐，實現(xiàn)認識上的第二次飛躍．應(yīng)用慣性知識解釋實際問題的例子是很多的．如：

　　1）汽車突然開動、剎車、轉(zhuǎn)彎時，車內(nèi)乘客的倒向如何?

　　2）勻速向前行駛的汽車里的乘客，向外跳車時，向哪個方向跳不容易摔倒?

　　3）在勻速向前行駛的車廂里的乘客，分別向前跳遠和向后跳遠，哪一次跳得更遠?

　　4）在勻速向前行駛的車廂里的乘客向外擲石子，以相等的速度分別向前和向后擲出，哪一次擲得更遠?

　　5）在勻速、加速、減速向前行駛的車廂里的乘客，豎直上跳，當他落下時，分別落在原位置的哪一側(cè)?

　　上述各例，從慣性知識的單一應(yīng)用，到慣性與速度知識的綜合應(yīng)用，從簡單的勻速問題到較復(fù)雜的變速問題，層層深入，步步提高．在分析講解中，引導(dǎo)學(xué)生掌握解答慣性問題的思路與方法，不但加深了學(xué)生對慣性知識的透徹理解，而且大大提高了學(xué)生分析問題和解決問題的能力．

　　小結(jié)

　　1.慣性的概念,一切物體在任何情況下都有慣性。

　　2．慣性與牛頓第一定律的區(qū)別

　　慣性是自然界中的物體所具有的一種性質(zhì)，這種性質(zhì)表現(xiàn)為物體總要保持原來的運動狀態(tài)，即靜止或勻速直線運動狀態(tài)；而慣性定律是一條客觀規(guī)律，這一規(guī)律說明了正是由于物體具有慣性這種性質(zhì)，所以當沒有外力改變物體運動狀態(tài)時，物體將保持原來的運動狀態(tài)，即靜止或勻速直線運動狀態(tài)。因此，慣性和慣性定律是完全不同的兩回事，前者是物體具有的一種性質(zhì)，后者是物體在不受力時遵循的一條客觀規(guī)律。

　　四、作業(yè)

　　準備錘頭和錘把，通過實踐分析：

　�。�1）把錘頭固定在錘把上，有幾種方法？

　�。�2）把錘頭從錘把上卸下來，有幾種方法？并加以解釋。

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