《牛頓第一定律》教學與探討

倪傳榮

一、教材分析

《牛頓第一定律》是人民教育出版社八年級物理教材第八章第一節(jié)內容。本節(jié)內容不但是本章的重點，也是整個力學的重點，因為它把最基本的勻速直線運動和物體是否受力兩者聯(lián)系起來，是《力和運動》的開端。

二、學習目標

知識目標：經(jīng)歷牛頓第一定律的發(fā)現(xiàn)過程。知道牛頓第一定律，會用自己的語言表述。

能力目標：培養(yǎng)學生的邏輯推理能力和科學想象力。

情感目標：通過對實驗活動的參與。養(yǎng)成實事求是，尊重自然規(guī)律的科學態(tài)度。

三、學生分析

初中生正處在愛動愛思考的年齡段對物理有著較強的好奇心，課堂上結合時事提出問題，會激發(fā)學生的興趣和探知欲，使學生進入課堂。

學生通過前面對力學和運動學知識的學習，對力和運動的關系已有初步的認識。

學生對物理現(xiàn)象有基本的觀察和分析能力，解決問題的能力。

四、重點、難點

重點：實驗探究牛頓第一定律，強化學生的分析能力。

難點：轉變學生“力是維持物體運動的原因”的錯誤觀念。

五、教法與學法

教法：采用實驗探究法、多媒體教學法和重點講解法。培養(yǎng)學生自主、合作、探究學習的能力。

學法：探究式學習法、自主學習法、合作學習法。

六、教學設備

1.學生分四人一組及教師演示備選實驗器材：木塊、小車、斜面、毛巾、棉布、三塊木板、刻度尺。

2.課件、多媒體設備一套。

七、教學過程

回顧歷史理解新知導入新課，之后創(chuàng)設情境引入新課，然后探究新知，最后進行鞏固練習和方法的延伸。

創(chuàng)設情境：“興趣是最好的老師?！币肷裰畚逄柊l(fā)射成功的圖片并讓他們思考：“神舟五號為什么會按預定軌道運動？”接著展示行星按固定軌道環(huán)繞運動的圖片讓他們想一想“行星為什么會按這樣的軌跡運動？”這樣很容易就引起學生的興趣，激發(fā)他們的探知欲。要了解這個問題就要先研究力和運動之間到底有什么樣的密切聯(lián)系。自然地將學生引入了課堂。

探究新知：課堂上讓同學觀察圖片思考：力與運動是怎樣的關系？第一組是人推箱子和人爬山的圖片。學生觀察思考后會有“力推物動，力撤物?！钡闹庇^感覺。容易與生活經(jīng)驗相聯(lián)系認為：力維持了物體的運動。展示第一組圖片：滑雪和火車進站的圖片。讓學生觀察，他們又會產(chǎn)生力救物不停的直觀感覺。對前面得到的觀點產(chǎn)生動搖，想到物體運動好像不需要力維持。這兩種觀點是矛盾的，那到底哪個對哪個錯呢？

學生持有不同的觀點在辯論過程中會努力尋找更多的生活現(xiàn)象，作為自己的依據(jù)。但基于表象的討論難以觸及問題的本質，真正達到解決問題的目的。這時引導學生思考問題：“物體最終會停下來是因為什么？”通過前面的學習學生不難發(fā)現(xiàn)摩擦力的作用。這樣學生便能了解到物體受了兩個力的作用，我們前面討論的現(xiàn)象不是我們所施加的這“一個力”的效果，所謂的“力撤”實際并沒有真正撤力，而是讓運動的物體不受我們所施加的力后繼續(xù)受摩擦力的作用。所以，我們前面由直觀感覺得到的觀點是不科學的。物體的運動到底需不需要力來維持？怎樣才能獲得對“力和運動的關系”的科學理性認識呢？實驗探究法的運用：進行實驗探究，控制運動的物體只受一個力，然后觀察這一個力對物體運動的作用效果，然后分析力與運動的關系。接下來讓同學思考明確實驗思路：改變摩擦力大小，研究物體的運動情況，分析力與運動的關系。

討論填寫如下實驗方案：

實 驗 方 案

實驗設計目的：

探究目標：

實驗思路：

實驗器材：

不同條件：

實驗方法：

學生討論填寫完畢，教師給出進一步說明。

探究方案運用“對比實驗+科學推理”的方法探究牛頓第一定律，要注意控制變量法的使用，以及表格的設計，數(shù)據(jù)的分析。

控制變量法：保持其他條件相同，即小車要從同一斜面同一高度下滑保證速度相同，然后只改變平面的粗糙程度來改變摩擦力大小。

讓學生明確這些問題后，討論設計得出如下實驗數(shù)據(jù)記錄表格。

實驗次數(shù) 運動表面 粗糙程度 摩擦力 運動路程 速度變化

1 毛巾

2 粗棉布

3 光滑木板

4 絕對光滑

安排學生進行分組實驗。表格前三項操作完成后讓他們小組討論得出結論，并派代表發(fā)言：

1、三種表面的粗糙程度不同→摩擦力不同→小車運動路程不同→小車的速度減小的快慢不同。

2、三種表面的粗糙程度越小→摩擦力越小→小車運動路程越長→小車的速度減小的快慢越慢。

推理：若表面絕對光滑，則小車的運動狀況會如何？ 摩擦力越小小車速度減小越慢，學生可以推測出摩擦力小到?jīng)]有時小車速度不再減小，即運動的小車會勻速運動下去。這樣就得出了實驗結論：運動的物體在沒有受到外力的時候將保持勻速直線運動。

經(jīng)過不斷的補充完善探究得到了牛頓第一定律。為了體現(xiàn)推理的科學性，（多媒體教學法）教師可以選擇播放一段氣墊導軌上的近似實驗的視頻加以佐證。還可以播放一段滑雪比賽的視頻通過生活中的近似現(xiàn)象進一步說明推理結論的科學性。讓學生體驗生活中的物理。

回顧歷史理解新知：探究實驗結束了，學生可以感受到我們的探究過程并不是一帆風順的。在回顧歷史的過程中可以讓學生受到情感和價值感方面的教育。

在同學們建立起牛頓第一定律這一概念的基礎上，重點講解它的三個關鍵點：強調“一切”；“不受外力”是本定律成立的條件，這是一種理想情況，它也包含物體在某一方向上不受外力的情況： “總保持”指物體在不受外力時，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。

鞏固練習：

關于力和運動的關系，下列說法正確的是（ ）

A、停止用力，運動的物體就會停止

B、力是使物體保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)的原因

C、物體受力才會運動

D、力使物體的運動狀態(tài)發(fā)生改變

解析：

①明確力和物體的運動無關，力只與物體運動狀態(tài)的改變有關。

②物體保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)，是物體不受力時的運動規(guī)律，并不是力作用的結果。

八、小結

本堂課以小組為單位表揚實驗認真、先得出結論的學生，總結出他們認真探究的科學精神。

湖北省石首市東岳山街：166號

2017年9月28日