牛顿第一定理
教学重点:通过对货车实验的剖析比较得出牛顿第一定理。
教学难点:
2.伽利略理想实验的推理过程
教学用品:斜面,货车,浴巾,麻布,玻璃板牛顿第一定律实验现象,微机,实物投影,大倍投电视。
教学过程
一、实验引入:抨击亚里士多德的观点
[演示1]在桌面上推进铁块(或板擦)从静止开始渐渐往前运动,撤消推力,铁块立刻停止。
剖析:日常生活中也有许多类似的现象,(如推椅子)。这种现象从表面上看,“必须有力作用在物体上,能够使物体继续运动,没有力的作用,物体就要停出来.”即:板擦的运动须要推力去维持。于是,古匈牙利哲学家亚里士多德就按照这种现象总结出“物体的运动须要力去维持”。这些观点在历史上曾被沿袭两千多年,但时沿袭两千年是否就一定正确呢?也可能有人曾表示过怀疑或有人觉得就是错误的,但没某能劝说他人的理由。
[演示2]在桌面上推进铁块(或板擦)从静止使之往前运动,使劲推出,铁块往前运动一段距离后停止。
剖析:推力撤走,还要往前运动,与亚里士多德的观点不符。
剖析:铁块:静止——运动——静止。两个过程中是否都有力存在?在这两个过程中力的作用是维持原先的运动状态还是改变运动状态?
二、讲授新课:
1.规律总结过程
方式1.班主任引导
伽利略的贡献:理想实验
[演示](通过实物投影仪把实验过程反映在大倍投电视上)
介绍器材
实验前提条件:每次实验都需从斜面上的同一高度下降,为何?
实验过程:让小球从同一斜面的同一位置滚下后分别在浴巾表面、棉布表面、玻璃表面上运动,每次记下小球停下时的位置。做标记的位置是哪些位置?(停出来的位置)
实验纪录:
实验次数
表面材料
阻力大小
滑行距离
浴巾
最大
最短
麻布
较大
较长
玻璃
较小
长
推理想像
光滑表面
阻力为零
无限长
实验剖析:
三次实验,货车最终都静止,为何?
三次实验,货车运动的距离不同,这说明哪些问题?
小球运动距离的长短跟它遭到的阻力有哪些关系?
若使货车运动时遭到的阻力进一步减少,货车运动的距离将变长还是变短?
按照前面的实验及推理的思想,还可以推理出哪些推论?
推理:小球在光滑的阻力为零的表面,将会如何运动?
实验推论:通过伽利略的实验和科学推理得出“运动的物体,假若遭到的阻力为零,它的速率将不会减弱,将以恒定不变的速率永远运动下去。”即作匀速运动。
[微机模拟实验]:简介伽利略理想实验
迪卡儿的补充
假如运动物体不受任何力的作用,除了速率大小不变,但是运动方向也不变,将沿原先的方向匀速运动下去。
牛顿的成果:补充与概括
师:物体不仅运动的以外,还有静止的。这么,静止的物体在没有遭到外力作用时,保持哪些状态呢?(牛顿补充:将保持静止状态)
师(引导中学生概括):我们如今早已有了伽利略的研究成果,又有了迪卡儿和牛顿的补充,把二者进行一下概括:一切物体在没有遭到外力作用时,将怎样呢?(对概括下来大致意思的朋友给与鼓励)
介绍:牛顿捉住时机,概括总结得出知名的牛顿第一运动定理
方式2:中学生探究式学习
针对基础较好的中学生,可以由中学生在老师的指导下自己完成斜面货车实验,按照现象中学生分组讨论,明晰亚里士多德的观点的问题症结.由中学生相互补充确定实验推论。
2.定理剖析
定理创立条件:不受外力作用
运动规律:总保持匀速直线运动状态或静止状态。
师(回应课题引入实验):回想我们最开始的实验,有推力板擦运动,撤掉推力板擦停出来,从表面现象上得到的推论运动须要力维持是错误的,但这些现象是千真万确摆在我们面前的,我们怎么用牛一的观点正确的解释这个现象呢?
三、巩固练习
一物体置于桌上静止,如果某顿时撤走所有的外力,物体将怎样样?
对于牛顿第一定理的想法,下述观点正确的是()
A.验证牛顿第一定理的实验可以做下来,所以惯性定理是正确的
B.验证牛顿第一定理的实验做不下来,所以惯性定理不能肯定是正确的
C.验证牛顿第一定理的实验做不下来牛顿第一定律实验现象,但可以经过在事实基础上,进一步科学推理得出惯性定理
D.验证牛顿第一定理的实验其实现今做不下来,但总有三天可以用实验来验证。
四、小结
人们对物体的运动规律的认识是经历了漫长的时间的。物体在不受力时的运动规律,它是经过亚里士多德对人们近两千年的思想禁锢,伽利略的科学推理,才最终由牛顿总结下来的。牛一的重要贡献是:1)力不是维持物体运动的缘由,2)力是改变物体运动状态的诱因。
五、作业:阅读本节教材
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