牛顿第一定律
牛顿第一定律
[知识和能力目标]
学习牛顿第一定律内容
理解力和运动的关系
掌握惯性的概念，能应用惯性解释自然现象
培养学生正视直觉、剖析现象，究其本质，探索规律的能力
{情感目标}
让学生初步建立实践是检验真理标准的观点，同时体会到人们认识世界的长期性与艰苦性。
通过学习，使学生了解到物理学中所体现出来的对称美。
过程和方法：
教师做好演示实验，以精彩的语言来描述人类对力和运动的研究进程激发学生学习热情
观察、分析、推理教师的演示。
师生共同讨论总结牛顿第一定律，并分析其与惯性的不同。
正确认识力和运动的关系，掌握牛顿第一定律的内容，掌握惯性是物体的属性（重）
生活中形成的直觉所引起的不正确的认识及力是改变物体运动状态的原因而不是维持物体运动的原因。（难）
牛顿第一定律与惯性的区别何在（疑点）
对策：通过演示实验、推理、同学讨论，克服直觉引起的误导，掌握力是改变物体运动状态的原因，掌握惯性有关知识
斜面（长木板和木块）和滑块（说明伽利略的理想斜面实验的装置）
气垫导轨和滑块（说明物体在不受阻力下做匀速直线运动）
演示惯性的小车和木块
[教学过程]:
（教师）介绍本章的地位：在第一章我们学习了物体在静止或匀速直线运动状态下的受力问题，这时物体处于平衡状态，所受的力为平衡力。这部分内容在物理学中叫做静力学。
第二章研究了物体在直线上的运动，包括匀速运动和变速运动。在变速运动中重点讨论了匀变速直线运动。这部分在物理学中属于运动学。
在前边两章知识的基础上，我们在第三章里来研究运动和力的关系。这部分知识的基础是牛顿第一定律和第二定律。这部分内容在物理学中属于动力学。
学习了动力学后，可以在知道物体受力情况后确定物体的运动状态；在知道物体运动状态的情况下，可以确定物体的受力情况。动力学的知识在科学研究和生产实际中有着非常广泛的应用，如研究交通工具的速度问题，天体的运动问题等。我们从牛顿第一定律开始。
（教师）要研究月亮受到地球引力情况，我们能测量吗？回答是肯定不能，但我们可以通过研究月亮的运动情况，再通过动力学关系来确定月亮的受力情况。我们开始学习牛顿定律，首先学习牛顿第一定律。
第一章第一节
牛顿第一定律
对于力和运动的关系早在2000多年以前，古希腊哲学家亚里士多德根据当时人们对运动和力的关系得认识提出了一个观点：必须有力作用在物体上，物体才能运动。
一、亚里士多德的观点
（多媒体）展示亚里士多德的头像和有关观点
展示他的贡献和缺点
贡献观点：有力则动，无力则止；促进了人类的思考
不足：不是事物本质规律的反映
二、伽利略的观点
（教师）这种观点同学已经知道它是错误的，而这种观点统治了人们的思想有两千年；它同同时促进了人类的进步，到了17世纪，意大利科学家伽利略才指出这种说法是错误的，他分析：运动的车停下来时由于摩擦力的原因，运动的车停下来是由于摩擦力的原因，运动的物体一旦具有某一速度，没有加速和减速的原因，这个速度将保持不变。（伽利略的原始叙述：
）。为了证明这个观点的正确，他设计了一个理想实验（thought
exeperiment）,下面我们介绍伽利略的理想斜面实验。
（理想斜面实验）：（多媒体展示）也可实物展示
介绍装置：斜面（可改角度）、小球
实验：（1）从某一高度释放，看到达另一斜面的高度（减速，在没有摩擦力的情况下应到达同一高度）。（2）从同意高度释放，改变上升的斜面高度（减速，在没有摩擦力时，小球仍要到达同一高度，也可从能量守恒研究，必须重力势能和释放时相同）（3）将上升斜面放平，小球将一直滚下去，一直达不到左边的高度，这个速度将保持不变。（能量守恒，动能不变，质量不变，速度不变）
（过）这个实验虽然是个理想实验（摩擦力不可能没有所以他的实验是想象中的理想实验），但符合科学道理的。没有摩擦力的情况是很难实现的，现代技术给我们提供了阻力很小的很小的条件。
（气垫导轨实验）
简介装置：气泵给气垫装置充气，导轨上由许多小孔，滑块与导轨间形成一层空气薄膜，滑动时阻力很小。我们来看一下滑块的运动情况，可以看到滑块的速度将保持基本不变。
（过）伽利略的观点，运动速度保持不变，实际上是说沿着地面，但我们直到地面不是直线，这样不是正确反应。
笛卡尔点补充观点：（惯性定律）如果没有其它原因，运动物体将继续以同一的速度沿着一条直线运动，既不停下来，也不会偏离原来的方向。
（过）伽利略和笛卡尔都没有指明原因是什么，这个原因跟运动的关系是什么。牛顿总结了前人的经验，指出了加速度和减速的原因是什么，并指出了这个原因跟运动的关系，这就是牛顿第一定律。
三、牛顿第一定律
1、内容：一切物体总保持匀速直线运动或静止状态直到有外力迫使它改变这种状态为止。
（初中：一切物体在没有受到外力作用时，总保持匀速直线运动或静止状态）
2、定律得理解：
（1）物体在不受力时，总保持匀速直线运动状态和静止状态
（教师）物体完全不受力的情况是没有的，在日常生活中怎样应用牛顿第一定律呢？
如果某一方向上物体不受力时，物体在这一方向上静止或作匀速直线运动；物体受力平衡时，或者合力为零的情况跟不受力的情况相同。
（2）物体有保持匀速直线运动或静止状态的性质，叫做惯性。
（过）初中已经学过，我们现在通过实验再来分析一下惯性现象。（目的：分析说明力是改变运动状态的原因）
（多媒体展示）
（问1）小车刚运动时，小车上的木块倾倒，为什么？
（学生）因为惯性的原因，上部分保持原来的静止状态，下部分由于受到摩擦力的作用，而从静止变成运动。
（问2）小车刹车实，小车上的木块向前倾倒，为什么？
（学生）由于惯性，木块上部分仍保持匀速直线运动状态，而下部分由于受到摩擦力的作用，从运动变成了静止。
总结：力是改变物体运动状态的原因。
毛主席在《实践论》中对感性认识和理性认识的关系作出如下的论述:感性材料固然是客观世界某些真实性的反映，但它们仅是片面的和表面的东西，这种反映是不完全的，是没有反映事物本质。要完全地反映整个的事物，反映事物的本质，反映事物的内部规律性，就必须经过思考作用，将丰富的感觉材料加以去粗取精，去伪存真，由此及彼，由表及里的改造制作功夫，造成概念和理论的系统。就必须从感性认识进到理性认识。
人们对运动和力的认识经过了从感性认识到理性认识的跃进。这个过程经历了两千多年的时间，在此过程中伽利略作出了主要贡献。由此可以看出伽利略的伟大和工作的卓越。就是这样一个伟大的科学家，因为他的科学思想不符合教会的统治思想，受到教学的禁锢。直到最近，梵蒂冈教庭才给他公开平反。科学思想得来不易，科学的真理总是要战胜不科学的东西。
本节主要力是改变物体的运动状态的原因；理想实验。当前位置： &
& 教育论文 → 物理论文 & 关于“牛顿第一定律”教学的思考
教育论文 → 物理论文最新范文
········
教育论文 → 物理论文排行榜
教育论文 → 物理论文推荐范文
········
教育论文 → 物理论文相关范文
········
教育论文 → 物理论文
关于“牛顿第一定律”教学的思考
查阅次数：325次 发布人：admin
关于&牛顿第一定律&教学的思考如何进行探究式教学摘要：&牛顿第一定律&是力学中 &三大运动定律&之一，它揭示并否定了几千年来人们关于运动和力关系的错误观点。本人根据平常的教学经验认为本节课采用探究式课堂教学，目的在于学生养成自主探索研究主动学习的习惯，使学生学会如何学习，并培养实事求是的科学态度，激发创造思维，培养创造能力，使学生学会怎样发现问题，分析问题。通过探究式教学活动让学生明白要用变化和发展的眼光看问题。关键词：新课程标准 物理教法改革 进行探究式教学在物理教学研究中, &牛顿第一定律&的教学研究，早已不是一个新问题了．许多物理老师对于这一定律的教学发表了自己不同的教学见解，并且得到了满意的教学效果．当我们在教学实践中运用这些教学策略时发现，确实可以取得一些预期效果．然而，当我们设计一些新的情境让学生运用&牛顿第一定律&去解决实际问题时，使我们感到十分吃惊：他们对于&牛顿第一定律&的理解、掌握程度却又非常之差．这使得我们困惑不解．为什么对同一教学策略教学的结果的评价出现教大的偏差？是教师教的原因，还是学生学的原因，或许两者都有．这促使我们对&牛顿第一定律&的教学进行深层次的理性思考，我们进一步从学生的认知心理上，对这一规律的教学方法进行了深入的研究.。&牛顿第一定律&是力学中 &三大运动定律&之一，它揭示并否定了几千年来人们关于运动和力关系的错误观点。不同的教师对本节课的教学方法不尽相同，本人根据平常的教学经验认为本节课应用探究式教学方法比较好。探究型课堂教学模式的目的在于学生养成自主探索研究主动学习的习惯，使学生学会如何学习，并培养实事求是的科学态度，激发创造思维，培养创造能力，使学生学会怎样发现问题，分析问题，并对提出的假设如何推理论证。在进行实验时，要根据要求解决问题。 在传统教学过程中的以&教师、课本&为中心一改转向以&学生&为中心，着重培养学生独立思考、发现问题与解决问题的能力以及探究创新的良好习惯。在新的课程理念下，教师的教学策略要作相应改革：由重知识传授向重学生发展转变，由重教师的 &教 &向重学生 &学&转变，由重结果向重过程转变，由统一化的教育向个性化教育转变。让学生明确课程的三维目标，处理好知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观的关系。这是实现新课改理念下的课堂教学过程具体的做法，为实现这种过程的教学，有必要的进行物理教学课程改革，实施探究式教学这一新的教学模式。&牛顿第一定律&是牛顿经典力学体系的开篇，也是继续学习牛顿第二、第三定律的基础。&牛顿第一定律&在初中阶段学生已经学习过，但学的比较简单，对概念的理解也很肤浅；所以在高中阶段再次学习这个内容时，不仅要在知识上有所突破，而且还要从科学的研究方法和认识论上有进一步的提高。一百多年前，马克思就指出：&自然科学往后将包括关于人的科学，正像关于人的科学包括自然科学一样，将是一门科学&。他又说：&自然界的社会现实，和人的自然科学或关于人的自然科学，是同一个说法。&当今现实已经证实了马克思的预言，自然科学与社会科学统一，科学整体化发展已经成为不可抗拒的潮流。所以在自然科学的教学中如何贯穿人文素养教育，而不仅仅是具体学科知识的传授，现象的罗列&&深刻挖掘教材，融人文精神于科学精神之中（1）。以下是笔者在&牛顿第一定律&课堂教学中采用探究式教学的实践与反思。一、什么是探究式课堂教学 （2）探究式课堂教学是指：在课堂教学过程中，以学生自主学习和合作讨论为前提，以教材为基础，在教师的启发下，学生自由表达观点、质疑探究问题，并通过个人、小组、集体等多种形式的解难释疑活动，用所学的知识解决实际问题的一种教学模式。探究式课堂教学尤其注重培养学生的自学能力，注重培养学生的善于发现问题、敢于质疑问题并自主解决问题的能力，发展学生的创造性思维，开发学生智力。二、科学探究的四个要素 （3）科学探究是人与自然的一种&对话&，通过探究迫使自然做出回答，从而有所发现和收获。让学生在探究过程中发现问题，深入研究，分析评估，进而获得知识、技能、方法的学习方式和学习过程。根据科学探究的要求，一般将科学探究分为四个要素（即：创设问题情景&&设计进行实验&&建立理想模型制定计划和设计实验&&评估实验过程，总结探究结果），探究式教学活动要以学生为中心，围绕探究问题由教师创设情景，学生通过独立思考、分析，用科学研究方法进行实验探究和交流评估，找到解决问题的方法，使学生在探究中获得知识和技能，使情感、态度价值观得到发展，使素质得到提高，使创新技能得到进一步强化。①三、自主探究教学模式在&牛顿第一定律&教学中的应用 （4）自主探究教学模式的实施，关键在于教师设计教学过程时要充分了解哪些是学生已知的知识点，哪些是未知的知识点，哪些是能启发后掌握的，哪些是学生自己无法理解的，然后寻找探究点&再针对性地设计问题&设计具体探究过程。1 、 创设物理情景，培养学生探究的方法和能力 在&牛顿第一定律&教学过程中，根据教材内容巧妙提出恰当的问题，引发学生的认知矛盾冲突，诱发他们浓厚的兴趣和探究的欲望与动力，促使学生积极主动地深入探究，以培养学生发现问题、探究问题的方法和能力。例如：在&牛顿第一定律&导入时我是这样设疑的：大家都知道坐地日行八万里，这说明地球时刻在飞速地旋转，当你从地面上跳起而落地后，你是落在起跳点的前面还是后面？同学们都回答会落到原来的起跳处，哪位同学能告诉我是为什么你不落在前面或者是后面，而是还落在起跳处呢？又如：有人设想，乘坐气球飘在高空，由于地球的自转，一昼夜就能周游世界。请你评价一下，这个设想可行吗? 讨论分析：因为地球上的一切物体（包括地球周围的大气）都随着地球一起在自转．气球升空后，由于惯性，它仍保持原来的自转速度．当忽略其他与地球有相对运动（如风）的作用产生的影响时，升空的气球与它下方的地面处于相对静止的状态．不可能使它相对地球绕行一周的．再如：为了说明&力不是维持物体运动状态的原因&这个问题，我创设了这样的情景：当你在铺着一块毛巾的平面上滚动一只钢球时，钢球滚动一段距离会停下来，而在一个水平放置的玻璃上面还滚动同样一个钢球时，它能滚动很长一段距离才停下来，我问：&同学们知道钢球停下来的原因吗？&学生回答：&是由于钢球受到平面对它的摩擦力的作用。&那么假若我给你们一个极为光滑而没有任何摩擦的平面时，让那个钢球在这个平面上滚动，你们猜想，钢球会滚动到什么时候？这些问题的提出，会大大调动学生求知的欲望和进一步探究的动力。 说明：来于生活中的直觉印象而产生与亚里士多德相同的看法是非常根深蒂固的．不少同学常常还保留着力是运动的原因的潜意识．如在分析力学问题时，看到物体在运动，就认为它一定受到力的作用；若物体向东运动就认为物体受的力向东；物体以较大的速度运动就认为它受到的力一定大；物体受力为零时，就认为它的速度也应为零；&&．因此，必须深刻认识力不是物体运动的原因，而是改变物体运动的原因．2 、建立理想化的物理模型，培养探究方法 在物理学上，突出问题的主要因素，忽略问题的次要因素，建立理想化的物理模型是物理学研究的重要方法之一，也是一种经常应用的科学研究方法。在物理学中建立的物理模型有&质点&、&直线运动&、&匀速直线运动&、&匀速圆周运动&等等， &牛顿第一定律&这节课中的&光滑平面&就是伽俐略、牛顿研究力和运动关系时建立的一种理想模型，正因为建立了理想模型，才揭示了力和运动关系的本质，进而总结出了经典力学中一条重要的物理规律。理想模型是一种抽象的理想客体，实际上并不存在，但对我们研究问题非常重要。 3、设计探究实验，激发探究兴趣 设计合理的实验方案，是科学探究能否顺利进行的关键环节。科学探究能力的培养是一个循序渐进的过程，直接影响到探究的结果，在设计实验方案时，应先放手让本着培养学生能力的目的，让学生做好实验前的准备工作，包括实验目的、实验方法、实验器材、实验步骤等等，还要建立好实验的小组，鼓励学生在实验时立足实际，大胆地设想，合情地推理，在探究问题高于生活经验和知识基础知识时，教师应做适当指导，但要注意做到精讲多做。我在介绍伽利略反驳亚里士多德的关于力和运动的观点时，设计了如下三个梯度：（1）通过生活中的现象，分析现象的本质。演示实验：一辆小车从不同斜面的同一高度下滑，在粗糙程度不同的水平面上滑行，得出结论：小车停下来的原因是小车受到了阻力，所以驳斥了&无力则停&。当水平面摩擦力越小，小车停下来要走的路程就越长，当小车不受阻力时，小车将永远运动下去，从而驳斥了&有力则动&。（2）通过课件介绍伽利略的理想实验。（3）通过气垫导轨模拟物体间没有摩擦的理想情况。该实验提供了阻力很小的条件，它的原理是气泵给气垫装置打气，从而在滑块与导轨间形成一层空气薄膜，滑动时阻力很小。可以验证滑块的速度近似匀速。4．惯性定律的实例分析分析惯性在不同情况下的表现时，课上举了大家司空见惯的现象，刹车时人的上身倾斜，而脚却可以在摩擦力的作用下和车一起减速。引导大家一起分析，得出结论：物体不受力时，物体的惯性维持原来的静止或匀速直线运动的状态不变；物体受力时，物体的惯性使物体的运动状态的改变需要时间。提问：骑车速度太快容易发生事故，为什么？教师可以试验探究后再解释原因。（1）将小车放在水平桌面上，在小车的上面放上一个木块，当小车突然启动时，观察木块的变化。（2）将小车放在水平桌面上,小车运动时，当小车遇到障碍物时，观察木块的变化。学生观察看到的现象后教师归纳总结：一切物体都有保持原来的运动状态的特性。提问：惯性跟惯性定律有区别吗？在学生讨论的基础上，教师概括总结：惯性是物体的一种特性，而惯性定律是物体不受力的作用的时候，由于惯性而表现出一种运动规律。提问：惯性大小跟那些因素有关系？教师提问，让学生猜想可能的因素并设计实验来探究，教师总结：质量是惯性大小的量度。5.伽利略理想实验分析：伽利略理想实验将可靠的事实和理论思维结合起来，能更深刻地反映规律，有关实验程序如下：（1）两个对接的光滑斜面，使静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面。（2）如果没有摩擦，小球将上升到释放的高度。（3）减小第二个斜面的角度，小球在这个斜面上仍要达到原来的高度。（4）继续减小第二个斜面的倾角，最后使它处于水平位置，小球因为永远也到不了原来的高度，所以沿水平面将永远的运动下去。事实（1）&推论（2）&推论（3）&推论（4）&牛顿第一定律&告诉我们，物体不受力时，将保持静止状态或匀速直线运动状态，但不受力的物体不存在，物体的合外力为零也将保持静止状态或匀速直线运动状态。通过以上的探究式教学活动让学生明白要用变化和发展的眼光看问题。事实上，任何一个物理概念的形成都经历了一个动态的、历史的阶段，都有一个从感性到理性、从低级到高级、从粗糙到精密的产生、发展和演变的过程。讲物理概念，应从历史发展过程来讲，讲怎样反复纠正错误的概念，现在的概念是什么，使学生懂得所学的知识是发展的，变化的。这样就把概念讲活了。否则，学生就以为物理概念是天经地义的、绝对不能破坏的，从而形成一种僵化的思想。事实不是这样，物理学永远是在不断前进、不断发展的。没有任何一个物理概念、定律可以被视为终极真理，人们在有限时空范围内获得的物理知识只能是近似的、相对的真理、物理学大厦只能完善，却永远不会封顶。总之，探究式课堂教学带有松散性、难控制性，教师对课堂教学中可能会出现的情况要有一定的预见性，教师必须对教学信息资源进行精心设计、策划，这对教师是一个巨大的挑战。因此，该教学方案的实施将有不小的阻力。不论怎样改革，都始终要把学生作为培养对象，要把教给学生探究物理问题的方法，培养学生能力和素质，促进学生全面发展作为教学目标，让学生在做中学，在学中做，真正成为物理课程探究的参与者和实践者，物理教师要做到：&授之以渔，而非授之以鱼&。 参考文献 :1、高中优秀教案集（物理）【必修1】,由北京师范大学专家审订。2011.7. 2 、《中学物理新课程标准》3 、《中学物理教学》2003年第2期4 、中学《物理》教材。2011.6.
【上一篇】
【下一篇】