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牛頓第一定律 一、 教材分析 本節(jié)教學選自浙教版初中《科學》七年級下冊第三章第四節(jié)，共二課時。 教材的內(nèi)容方面來看，本節(jié)教材是屬于《科學（7-9年級）課程標準》中物質(zhì)科學領域中的物質(zhì)的運動與相互作用主題中的運動和力這一方面內(nèi)容。教材內(nèi)容可分為牛頓第一定律、力和運動的關(guān)系和慣性三部分。教材這樣的安排由簡單到復雜，符合學生的認知規(guī)律。 從教材的地位和作用方面來看，全章重點介紹“運動和力”，本章總共七節(jié)內(nèi)容。作為本章的第四節(jié)，中間章節(jié)，有必要練習運動與力的關(guān)系，為之后學習“二力平衡條件”等知識內(nèi)容作鋪墊。綜上所述，本課具有承上啟下的橋梁作用，也是學生知識系統(tǒng)中不可或缺的重要組成部分。 二、 學情分析 【知識基礎方面】學習本節(jié)課的學生已經(jīng)學習了機械運動以及力，對運動與力分別有了初步的認識，本節(jié)課對前面所學知識有所加深。 【能力方法方面】本節(jié)課要求學生能夠通過實驗加推理，理解“牛頓第一定律”這一知識點。本節(jié)課的內(nèi)容相對比較抽象，不太容易理解，所以需要教師正確的引導。 【情感態(tài)度方面】日常生活中，學生其實經(jīng)常接觸運動和力，但是在學習之前還缺乏系統(tǒng)的認識，所以對其認識仍停留在感性階段。 三、 課時教學目標分析 【知識技能目標】 運用實驗加推理的方法，得出牛頓第一定律。 領悟力和運動的關(guān)系。建立力并非維持物體運動的原因，而是改變物體運動狀態(tài)的原因的觀點。 【過程方法目標】 通過教師講解能夠理解實驗目的，通過學生實驗并對結(jié)果進行討論，推理得出牛頓第一定律。 【情感態(tài)度與價值觀目標】 在教師的講課的過程中，學生養(yǎng)成良好的科學習慣和嚴謹?shù)目茖W態(tài)度。 能根據(jù)牛頓第一定律得出的過程，體驗到科學規(guī)律往往是眾多科學家智慧的結(jié)晶。 【STS目標】 體會科學知識對認識世界的重要性，體驗科學來源于生活而又應用與生活的理念。 四、 教學重難點 【教學重點】(1)通過實驗加推理得出牛頓第一定律； (2）了解力和運動之間的關(guān)系； 【教學難點】領悟力和運動之間的關(guān)系。確認力并非維持物體運動的原因，而是改變物體運動狀態(tài)的原因。 五、 教學方法 【教法】啟發(fā)式教學法、設疑法、多媒體輔助教學法 【學法】歸納法、討論法 六、 教學過程 教學任務和 教學環(huán)節(jié) 教學過程 設計意圖 教師活動 學生活動 【教學任務一】 通過回顧、設疑，引入新課 通過回顧力的作用效果，同時通過一個演示小實驗，設置疑問，導入新課 【引入】 同學們，在前面幾節(jié)課中我們已經(jīng)學習了機械運動和力，知道力可以改變物體的運動狀態(tài)。 【演示實驗】 現(xiàn)在在桌面上放著一本科學書，它是靜止的，怎樣才能讓它運動起來吶？ 【講解】 要用力去推它，如果不施加推力書本又靜止了。好,同樣在講臺上放著一輛靜止的小車，我們有什么辦法讓小車能在桌面上運動起來？ 【實驗演示】 對小車施加一個推力，小車運動起來，但把推力撤去，小車仍然運動一段距離 【提問】力是使物體運動的原因嗎？是不是一定需要力物體才能運動？今天我們就來解決這個問題. 【回答】 根據(jù)前面所學知識回答。 這樣的設計既回顧了前面的內(nèi)容，又通過小實驗設置疑問，引入了新課，讓學生帶著問題進入課堂。 【教學任務二】 整理思路，引導科學思考方式，設計實驗，進行實驗探究 【教學環(huán)節(jié)一】 小組討論設計實驗 【教學環(huán)節(jié)二】 總結(jié)小組實驗思路 【教學環(huán)節(jié)三】 介紹斜面實驗 【教學環(huán)節(jié)四】 學生動手實驗，匯報結(jié)果 【教學環(huán)節(jié)五】 對實驗結(jié)果進行擴展 【教學任務三】 總結(jié)力和運動的關(guān)系 【板書】 3.4 1. 力與運動探討 力是維持物體運動的原因嗎？ 【過渡】 我們現(xiàn)在要來解決力是維持物體運動的原因嗎？現(xiàn)實生活中有很多力，我們就來研究剛剛運動的小車，最后為什么停了下來？ 今天我們就來研究阻力對物體運動的影響。運用我們前面所學的科學探究的方法，每位同學花兩分鐘時間思考下，怎么設計探究實驗 用實驗探究不同阻力對運動的影響 【引導】 好，現(xiàn)在每個小組一起來設計探究實驗，運用小組力量，總結(jié)出你們各自小組的實驗方案 【引導】【板書】 小組匯報設計的實驗方案，初步畫圖板書實驗方案 【講解】 小結(jié)學生所設計的實驗方案，并適當補充修正 【提問】 1、 為什么要把小車從斜面同一高度由靜止開始滑下？ 2、 為什么要在水平面上鋪設不同材料？怎么鋪？ 3、 觀察比較什么實驗現(xiàn)象？ 【講解】 控制變量法，實驗注意點 實驗注意點 【過渡】 下面每個小組根據(jù)發(fā)給你們的學案，進行實驗，把實驗結(jié)果記錄下來 【引導】 觀察每組學生實驗，進行適當?shù)囊龑? 【過渡】 好，每組同學做的也差不多了，我請個別組來匯報一下 【小結(jié)】 實驗表明：水平面越光滑，小車運動時所受到的阻力越小，運動的距離越遠，速度減小的越慢 【提問】 如果小車在水平面上運動時不受阻力的作用，那么它將？ 【講解】 其實我們之前，已經(jīng)有位非常有名的科學家牛頓也跟我們一樣通過實驗加推理得出了結(jié)論：一切物體在沒有受到外力作用時，總保持勻速直線運動或靜止狀態(tài)，這個就是牛頓第一定律 【板書】 2. 牛頓第一定律 【過渡】 牛頓第一定律跟我們的實驗結(jié)論有異同點，我們通過練習來理解一下 【練習】 請你來猜測： 1、靜止在老師手中的書，如果不受力了，會怎么樣？ 2、圖中正在做曲線運動的過山車，如果突然一切外力全部消失，它會怎么樣呢？ 【講解】 牛一定律的研究對象：一切物體，定律成立條件：沒有受到外力作用 結(jié)論：總保持勻速直線運動或者靜止狀態(tài)。也就是說，原來運動的，將保持勻速直線運動狀態(tài)，原來靜止的，將保持靜止狀態(tài)。 【過渡】【提問】 講到這里，我們其實已經(jīng)可以回答，剛剛課開始的時候的那個問題：力是維持物體運動的原因嗎？ 【講解】 力不是維持運動的原因，而是改變物體運動狀態(tài)的原因 【板書】 力不是維持運動的原因，而是改變物體運動狀態(tài)的原因 【個別回答】 根據(jù)老師引導回答問題 【思考】 根據(jù)已有的知識建構(gòu)進行思考，初步設計實驗。 【討論】 小組合作討論 【匯報小組成果】 【個別回答】 【聽講】實驗的注意點 【個別回答問題】 【認真聽講】 記錄實驗注意點 【小組實驗】 【學生匯報】 學生匯報實驗結(jié)果 【個別回答】 學生發(fā)散思維，大膽回答 【認真聽講】 鞏固提升對牛頓第一定律的理解 【個別回答】 學生根據(jù)這節(jié)課所學回答問題。 這樣的設計，通過啟發(fā)式的描述，把科學的思想方式傳遞給學生。讓學生理解科學思路。 這樣設計，讓學生成為課堂的主角，學會合作學習 這樣的設計讓學生自己動手，但通過前面的引導讓學生少走彎路 這樣設計可以鍛煉學生的小組合作能力以及語言表達能力 這樣的設計通過自己動手實驗學生更容易理解，同時更容易進行猜想，對學生也進行鼓勵，自己也可以成為跟牛頓一樣的人，也可以得出類似的結(jié)論 這樣設計及時反饋，了解學生對牛一定律的掌握程度，及時查漏補缺 設計意圖：這樣設計回答了本節(jié)課一開始設置的問題，鍛煉了學生實驗探究能力。 【教學任務四】 課堂練習、深化理解 【教學任務五】 課堂總結(jié)和作業(yè)布置 【過渡】 我們來看一下，這個案例 1、如圖，將一只小球豎直向上拋出，小球先后經(jīng)過A、B兩個位置。已知小球在A、B兩個位置的速度分別為2米/秒、0。 (1)如果小球向上運動到達A點時，一切外力突然消失，則此后小球?qū)⒆鍪裁催\動？___________________ (2)如果小球向上運動到達B點時，一切外力突然消失，則此后小球?qū)⒆鍪裁催\動？___________________ 【講述】 請同學根據(jù)板書總結(jié)本堂課你學到什么？ 【作業(yè)布置】 鞏固性練習：作業(yè)本3.4.1 【練習】 【回答】 根據(jù)自己對所學知識的理解回答。 【總結(jié)】 學生總結(jié)本堂課所學到的知識。 通過這樣的課堂練習，學生深化對本堂課的理解，提高學生活學活用的能力。 這樣設計學生自己總結(jié)，更好的了解學生對課堂的反饋。 &3.4.1牛頓第一定律 1. 力與運動探討 力是維持物體運動的原因嗎？ 2. 3. 力不是維持運動的原因，而是改變物體運動狀態(tài)的原因 化合物的相對分子質(zhì)量=各原子相對原子質(zhì)量原子個數(shù)+ …… 七、 板書設計 牛頓第一定律 第二課時 一、教學目標 1.知識與技能 (1)了解牛頓第一定律的科學探究史 (2)知道什么是牛頓第一定律 (3)知道慣性，會用慣性解釋生活中的現(xiàn)象。 2.過程與方法 （1）實驗探究阻力對物體運動的影響 （2）活動體驗任何物體都有慣性 3.情感態(tài)度與價值觀 （1）感受科學無處不在 二、教學重點、難點 重點：掌握牛頓第一定律的歷史過程，理解掌握牛頓第一定律，物體的慣性 難點：掌握牛頓第一定律 三、課時安排 四、教學過程 1、新課導入 師：“同學們，今天我們要學習的是牛頓第一定律。（寫黑板字，內(nèi)容標題）愛因斯坦說過這樣一句話：有一個基本問題，幾千年來都是因為它太復雜而含糊不清，這就是運動的問題……那么，運動的問題真的有這么難嗎？ 首先，讓我們根據(jù)生活經(jīng)驗來回答一些問題。 1.書本放在講臺上處于靜止狀態(tài)，怎樣才能讓它運動？ 2.靜止在水平地面上的小推車，怎樣才能讓它運動起來？ 3.行駛中的汽車在關(guān)閉發(fā)動機后，將作怎樣的運動？ 那么我們是否可以根據(jù)生活經(jīng)驗得出這樣的結(jié)論： 必須有力作用在物體上，才能使物體保持運動 2.亞里士多德的觀點 2000多年前的古希臘哲學家亞里士多德根據(jù)生活經(jīng)驗得出結(jié)論：力是維持物體運動的原因 亞里士多德的觀點統(tǒng)治了世界1000多年的原因： （1）“虛空”理論的難以辯駁 （2）亞里士多德權(quán)威的影響 學生可以通過：撤去拉力后，小車不是馬上靜止，還需要一段時間的滑行才能停止來進行簡單的辯駁 3.伽利略的觀點 17世紀伽利略提出了不同的看法：物體的運動并不需要力來維持。物體會停下來是因為受到摩擦阻力的緣故，力是改變物體運動狀態(tài)的原因。 那么到底是亞里士多德的觀點正確還是伽利略的觀點更接近于事實，下面就讓我們來用實驗探究一下 4.實驗：阻力對物體運動的影響 探究實驗的方法是什么：控制變量法 實驗器材有：斜面、小車、毛巾、木板、玻璃板 請同學們設計實驗方案來進行探究 我們將小車在斜面頂端由靜止釋放，在釋放的位置做上標記，記錄下小車在水平面上運動的距離。 (1)實驗一：首先在水平木板上鋪一塊毛巾，將小車從斜面釋放，大家仔細觀察，看看小車能在水平面上滑行多遠，滑行距離記為L1. （2）實驗二：我們在水平面上放一半的木板，重復剛才的實驗，大家想一想我們該在什么地方釋放小車。為什么呢？。。。。。。在同一個高度下落就能保證小車到達水平面是速度相等，方便我們后面的實驗探究。我們在同一高度釋放小車，觀察小車在水平面上的運動距離（做實驗）將這段距離記做L3 （3）實驗三：將水平面上放光滑的玻璃板，重復之前的實驗。。。將小車在水平面上運動距離記做L3 好了，做完實驗，我們一起來填一下這個表格 水平面材料 水平面粗糙程度 水平面距離 實驗一 毛巾 大 L1 實驗二 木板 中等 L2 實驗三 玻璃板 小 L3 我們來比較一下L1L2L3的長度大小，從木板上我們很容易就發(fā)現(xiàn)了。。。。 L1＜L2＜L3我們從中可以得出什么樣的結(jié)論？ 實驗中水平面越光滑，小車受到的阻力越小，滑行距離越長。那么同學們設想一下，當水平面完全光滑，完全沒有阻力時，小車會怎么樣。根據(jù)實驗現(xiàn)象我們進行大膽的猜想，得出這樣的結(jié)論：當物體所受阻力為0 時，物體就會以恒定不變的速度永遠運動下去。也就是說力并不是維持物體運動的原因。 17世紀的偉大科學家伽利略通過斜面實驗，在實驗結(jié)論的基礎上，通過科學推理得出結(jié)論：物體的運動不需要力來維持 英國物理學家牛頓，在總結(jié)前人的經(jīng)驗上得出了這樣的物理規(guī)律：一切物體在沒有受到力的作用時，總保持靜止或者勻速直線運動狀態(tài)，這就是牛頓第一定律。 這里需要同學們注意的是，牛頓第一定律并不是由實驗直接得出來的，是通過合理的科學邏輯推出來的。 3、慣性 從牛頓第一定律我們可以知道如果物體不受力的作用，原來靜止的物體將保持靜止，原來運動的物體將保持其速度一直運動下去。一切物體都有保持原來運動狀態(tài)不變的性質(zhì)，我們把這種性質(zhì)叫做慣性 下面讓我們來看幾個視頻，想一想為什么會有這樣的現(xiàn)象 慣性的特點 理解 慣性是一切物質(zhì)在所有情況下都有的 1.一切物體都有慣性 2.慣性與外界條件無關(guān)，與是否受力，處于什么狀態(tài)無關(guān) 慣性是一種性質(zhì)，是一種固有屬性 1.慣性是指物體保持原有運動狀態(tài)的性質(zhì) 2.不能說“受慣性作用”或者“慣性力”，應該說“由于慣性” 慣性大小僅與質(zhì)量有有關(guān) 慣性大小僅與質(zhì)量有關(guān)。質(zhì)量越大，慣性越大 五、板書設計