《牛頓第一定律和慣性》教學(xué)實錄及反思

齊占波

（本課選自人教版義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書《物理》九年級第十二章《運動和力》。）

一、教學(xué)實錄

1.引入新課

師：（演示）用力推木塊，木塊運動；停止用力，木塊停止。通過剛才的觀察你有什么發(fā)現(xiàn)？

生：木塊在水平桌面上不推不運動。

師：古希臘學(xué)者亞里士多德認(rèn)為如果要使一個物體持續(xù)運動，就必須對它施加力的作用；如果這個力被撤銷，物體就會停止運動，也就是“力是維持物體運動狀態(tài)的原因”。

師：（演示）用力推小車，小車運動；停止用力，小車仍運動，最后停下來。通過剛才的觀察你又有什么發(fā)現(xiàn)？

生：小車在水平桌面上不推也向前運動。

師：意大利物理學(xué)家伽利略認(rèn)為“運動不需要力來維持”， 亞里士多德和伽利略的觀點看似都成立啊，到底誰的說法是正確的呢？（學(xué)生觀察、思考，初步判斷誰的說法正確。）

[設(shè)計意圖：使學(xué)生對兩種說法產(chǎn)生爭議，激起探究的欲望。]

2.新知探究

師：我們分析一下小車停下來的原因是什么？

生：是因為受到摩擦阻力，速度越來越慢，最后停下來。

師：力能使物體的運動狀態(tài)發(fā)生改變，如果物體不受力，將會怎樣呢？下面我們通過實驗來探究。大家想想我們應(yīng)該怎么設(shè)計這一實驗?zāi)兀?/p>

生：我們要讓物體不受力，觀察它的運動狀態(tài)，可是我們怎么讓物體不受力呢？

師：回憶下“真空不能傳聲”這一結(jié)論是通過怎樣的一個實驗得出的，采用了什么方法。

生：將一個正在發(fā)聲的鬧鈴放在一個密封的容器中，用抽氣機不斷往外抽氣，邊抽氣邊聽容器中鬧鈴發(fā)出聲音的變化，會發(fā)現(xiàn)鈴聲越來越小，最后幾乎聽不到聲音，推理出如果是真空狀態(tài)就沒有聲音傳出來了。“真空不能傳聲”這一結(jié)論是在實驗的基礎(chǔ)上經(jīng)過推理得到的。

師：通過剛才這位同學(xué)的回答，對大家有什么啟發(fā)？

[設(shè)計意圖：教師起到主導(dǎo)的作用，讓學(xué)生回憶“真空不能傳聲”這一結(jié)論得出所做的實驗，為此實驗設(shè)計做方法上的鋪墊。]

生：我們可以讓運動的小車受到的阻力越來越小，觀察其運動狀態(tài)的變化，最后推理得出物體不受力時的運動。

師：要研究阻力對運動小車的影響，我們要控制小車在受到不同阻力前具有相同的速度，那么怎樣使運動的小車在受到不同阻力時具有相同的速度？怎樣給運動的小車施加由大到小的阻力呢？（學(xué)生討論、設(shè)計實驗方案。）

生：讓小車每次都從斜面的同一高度滑下。

生：讓小車受到的阻力這一因素發(fā)生變化，就需讓小車在粗糙程度不同的平面上運動。

[設(shè)計意圖：一步步引導(dǎo)，幫助學(xué)生找到實驗設(shè)計的突破口，讓學(xué)生自己設(shè)計出實驗方案，充分發(fā)揮學(xué)生的潛能。]

師：（演示實驗過程）大家注意觀察小車運動的距離及速度減小的快慢情況。（邊實驗邊講解。）

師：同學(xué)們，通過你所觀察到的現(xiàn)象你能得到什么結(jié)論？

生：平面越光滑，小車運動時受到的阻力越小，通過的距離越大，運動時間越長，速度減少得越慢。

師：請大家設(shè)想，如果小車從斜面上滑下來，滑到一個非常光滑、阻力無限小的光滑平面上，小車的運動將如何？

生：（討論并回答）將永遠(yuǎn)運動下去。

師：這種無限光滑的平面雖然沒有，但是我們也有充分的理由認(rèn)為小車將永遠(yuǎn)運動下去。這就是歷史上伽利略所做過的實驗和通過實驗得到的結(jié)論。伽利略認(rèn)為在理想情況下，如果水平面絕對光滑，物體將以恒定不變的速度永遠(yuǎn)運動下去。法國的科學(xué)家笛卡兒進(jìn)一步補充了伽利略得出的結(jié)論，使人們的認(rèn)識又深化了一步。笛卡兒認(rèn)為，物體不受外力時，除了速度的大小不會改變，永遠(yuǎn)運動下去，也不會改變運動的方向。最后，英國的著名物理學(xué)家牛頓總結(jié)了前人研究的成果，建立了力和運動的關(guān)系的第一條規(guī)律——牛頓第一定律。（板書。）

[設(shè)計意圖：學(xué)生得到的結(jié)論和物理學(xué)家得到一樣的結(jié)論，使學(xué)生體驗成功的喜悅，并通過介紹物理學(xué)史，使學(xué)生意識到科學(xué)發(fā)展的艱辛。]

師：大家注意，“一切”表明這條規(guī)律的普遍適用性，沒有例外，不符合這條規(guī)律的物體是不存在的；“沒有受到力的作用”是定律成立的條件；“總保持”指物體在沒有受到力的作用時，只有保持靜止或勻速直線運動兩種可能，要改變這種狀態(tài)，物體必須受力的作用。

師：現(xiàn)在大家能知道亞里士多德和伽利略誰的說法正確了吧？對此給你什么啟示？

生：通過上面的實驗及牛頓第一定律我們可以看出，沒有力的時候，物體可以做勻速直線運動，所以，力不是維持運動的原因，而是改變物體運動狀態(tài)的原因。

生：給我的啟示是：生活經(jīng)驗不一定可靠。

師：剛才我們經(jīng)歷了類似物理學(xué)家對“物體不受力，將會怎樣” 這一問題的探究過程，現(xiàn)在來放松一下，做一個游戲，比賽用乒乓球拍快速運球。要求：（1）快速從起點跑到終點，并且球不掉落；（2）跑到終點后立即停下；（3）活動過程中手不能接觸乒乓球。（兩學(xué)生到前面進(jìn)行比賽，其他學(xué)生觀看。）

[設(shè)計意圖：激發(fā)興趣，前后銜接，為慣性概念的引入做準(zhǔn)備，并使學(xué)生充分理解牛頓第一定律的內(nèi)涵與外延。]

師：（對第一名）恭喜你獲得冠軍?。▽Φ诙┠愕木窨杉危≌勏履愕捏w會。

生：剛起跑時，乒乓球從容易從球拍上掉了下來，而到終點時乒乓球又容易從球拍上掉下來。不知為什么？

師：我先不告訴你原因，大家一起來做兩個小實驗。

生：實驗一：將一個鋼筆帽放在紙條上靠近桌子邊沿，用鉛筆猛擊紙條，觀察鋼筆帽的運動情況。實驗二：取一塊橡皮豎直放在書上，當(dāng)書突然運動或突然停止運動時，觀察橡皮的運動狀態(tài)。

師：筆帽原來是靜止的，當(dāng)紙條受力運動后，筆帽還在保持原來的靜止?fàn)顟B(tài)；當(dāng)書停止運動時，橡皮要保持原來的運動狀態(tài)，會向前傾倒?？梢娢矬w有保持自身原來運動狀態(tài)不變的性質(zhì)，我們把物體的這種性質(zhì)叫做慣性。（板書。）

師：現(xiàn)在來想一想，在剛才的比賽中，為什么剛起跑時乒乓球從容易從球拍上掉了下來，而到終點時乒乓球又容易從球拍上掉下來。我們把機會讓給亞軍獲得者。

生：起跑前乒乓球是靜止的，起跑時，球拍向前運動，乒乓球由于慣性，還要保持原來的靜止?fàn)顟B(tài)，所以容易從球拍上掉了下來；起跑的過程中，乒乓球和球拍一起向前運動，當(dāng)?shù)浇K點球拍停止運動后，乒乓球由于慣性，還要保持原來的運動狀態(tài)，所以容易從球拍上掉下來。

[設(shè)計意圖：解答前面留下的懸念，激勵學(xué)生，使學(xué)生獲得情感上的滿足，獲得學(xué)習(xí)的動力。]

師：牛頓第一定律說明了一切物體都有保持原有運動狀態(tài)不變的性質(zhì)，因此牛頓第一定律也稱慣性定律。慣性是一切物體固有的屬性。生活中慣性的現(xiàn)象是常見的，下面誰來列舉一些生活中的慣性現(xiàn)象？

生：跳動運動員利用助跑，使自己跳得更遠(yuǎn)。

生：拍打身上的塵土、抖落傘上的雨滴，是利用物體的慣性。

生：公路上對汽車之間的車距有限制。

…………

[設(shè)計意圖：慣性概念是學(xué)生新學(xué)的，但慣性現(xiàn)象生活中是常見的，教學(xué)中鼓勵學(xué)生用所學(xué)的知識去解釋慣性現(xiàn)象，從而突破難點。從生活走向物理，從物理走向社會。]

師：從這些生活中事例我們可以看出，有些做法利用了慣性，而有些做法則是為預(yù)防慣性造成的危害的。剛才的比賽以及書運橡皮實驗，都相當(dāng)于車的起動和剎車，這時人容易傾倒，因此我們坐車時一定要把好扶手。

師：下面請同學(xué)們談下本節(jié)課的收獲和體會。

生：我們經(jīng)歷了“物體不受力，將會怎樣”這一問題的探究過程，知道了牛頓第一定律。知道了什么叫慣性，并會用慣性來解釋自然界和生活中的有關(guān)現(xiàn)象。

師：亞里士多德認(rèn)為“力是維持物體運動的原因”，這一根據(jù)生活經(jīng)驗和事物表象得出的錯誤觀點被人們沿用了上千年，直到伽利略通過理想實驗，正確地指出“運動不需要力來維持”，可見我們應(yīng)學(xué)習(xí)伽利略的這種質(zhì)疑的精神。

[設(shè)計意圖：前后呼應(yīng)，總結(jié)知識，并滲透德育。]

二、教學(xué)反思

本節(jié)課的內(nèi)容比較抽象，因此我在教學(xué)中緊扣物理學(xué)科的特點，突出實驗教學(xué)，讓學(xué)生充分動手、動口、動腦，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)他們觀察、分析、歸納的能力。

1.充分采用直觀的教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

本節(jié)課我共設(shè)計了三個實驗：推斷物體不受力時的運動；鋼筆帽實驗；書運橡皮（起動和剎車）。一個比賽活動：比賽快速運球。通過在課堂上演示和學(xué)生親自的實驗，化抽象為具體，由靜到動，由易到難，使學(xué)生更易理解所學(xué)知識，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，整個課堂十分輕松活躍。

2.充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力

通過讓學(xué)生動手的形式來探求知識。讓學(xué)生通過自己的親身體驗，從實驗中發(fā)現(xiàn)規(guī)律，探求知識，從而培養(yǎng)了學(xué)生科學(xué)的探索精神和實踐能力。

3.充分利用知識特點，積極滲透安全教育

物理是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，它與生活密切相聯(lián)系，它的許多知識點有利于培養(yǎng)學(xué)生的思想品德。根據(jù)慣性知識的特點，在講解書運橡皮實驗，即車的起動和剎車時，提示學(xué)生坐車時要把好扶手。小型客車駕駛員和前排乘客必須使用安全帶等，從而增強安全意識，提高嚴(yán)格遵守交通秩序的自覺性。

4.適時地對學(xué)生進(jìn)行物理學(xué)史的教育

從引入新課中的亞里士多德和伽利略兩種對立觀點，到伽利略理想斜面實驗的推理，到牛頓第一定律的得出，展現(xiàn)了相關(guān)的物理學(xué)史，消除了學(xué)生對此部分物理學(xué)史的神秘感，并且在最后利用物理學(xué)史很好地對學(xué)生滲透了德育。