【選自人教版物理必修一】
各位評委老師好(鞠躬)我是應聘高中物理的3號考生,今天我抽到的課題是《牛頓第一定律》,下面開始我的試講。
一、導入新課
教師講述:愛因斯坦曾把一代代科學家探索自然奧秘的努力,比做福爾摩斯偵探小說中警員破案的過程。在偵探故事中,有時候明顯可見的線索反而把人們引到錯誤的判斷上去。也就是說,光憑經驗做判斷常常是靠不住的。下面,我們就來看一段生活中的錄像片段。
播放視頻:母女對話小視頻。
教師給出問題:片段中母親說的對嗎?同時展示圖片:用力向前推動石頭,用力踢出足球。
師:同學們根據自己的生活經驗想想,一旦人不再施加外力推石頭或踢足球,石頭和足球的運動狀態就只能是靜止不動的嗎?
師:同學們再想想,為什麼有的物體做加速運動,有的物體卻做減速運動?為什麼有的物體上升,有的物體卻下降?天上的日月星辰為什麼是那樣子運動?
學生認真觀看視頻片段、圖片,動腦思考。
教師講述:其實,上面所有的事例都涉及到一個古老而基本的問題,那就是力和運動之間的關係這一問題,這個問題直到牛頓第一定律的出現才得以解決,今天我們就來學習第四章牛頓運動定律的第一節牛頓第一定律。
4.1.1牛頓第一定律(板書)
【點評】通過播放視頻、展示圖片,調動學生的興趣,引入「力和運動之間的關係」這一話題,導入新課。
二、新課教學
回顧歷史
師:早在兩千多年前,古希臘有一位哲學家,亞里斯多德就曾對力和運動之間的關係作了一系列的探究。
引入亞里斯多德的觀點:力是維持物體運動的原因。
(1)亞里斯多德:生活經驗(板書)
師:同學們根據目前的認識,想想,亞里斯多德的這個觀點是對的嗎?
學生動腦思考,觀看圖片,聆聽講解,興趣高漲。
展示圖片:運動員把足球踢出去後,人的腳沒有繼續施加外力給足球,可是足球繼續向前運動一段距離;冰壺運動中,當運動員把冰壺推出去後,人的手沒有繼續施加外力給冰壺,可是冰壺繼續向前運動。
分析說明物體的運動不需要力來維持。
師:同學們想想,在前面的視頻片段中,假如地面無限光滑,被小孩推出的玩具車將會怎樣運動呢?針對這類問題,伽利略就曾做了一系列探究。伽利略發現物體從斜面滾下越來越快,從斜面滾上越來越慢,於是設計了一個對接斜面的實驗。
簡單介紹伽利略對接斜面實驗。
師:下面,我們就來具體學習一下伽利略的研究方法。
(2)伽利略:研究方法(板書)
三、實驗探究
課堂演示伽利略對接斜面實驗。
(1)小球從鋪有棉布的對接斜面從靜止狀態開始滾下,再滾上另一個斜面;
演示,並在小球沿第二個斜面滾動的最高位置做標記。
學生認真觀察小球在斜面上的運動情況。
師:小球在第二個斜面滾動的最大高度與在第一個斜面上原來的高度有什麼不一樣?
學生之間交流探討,總結歸納
生:由於受到棉布摩擦力的作用,小球沒能上升到原來的高度。
(2)取下棉布,小球從同一高度沿斜面滾下,再滾上第二個斜面;
演示,並在小球沿第二個斜面滾動的最高位置做標記
師:通過實驗我們發現,當取下棉布時,小球向上滾得高了,但是還是沒能達到原來的高度,這是為什麼?
生:取下棉布後,小球所受的摩擦力減小,因而它上升的高度變大,但是小球還是受到了摩擦力的作用,所以無法達到原來的高度。
師:假如沒有摩擦,小球將上升到怎樣的高度?
生:與原來同一高度。
【點評】引導學生在實驗基礎上進一步科學地想像推理,理解當斜面沒有摩擦時,小球在第二個斜面上將滾動到與第一個斜面等高的位置,從而抽象而理性地認識沒有摩擦這樣一種理想狀況。
(3)減小第二個斜面的傾角,沿同一高度釋放小球,小球滾上第二個斜面。
演示,並在小球停止處做一標誌
師:通過剛才的實驗,我們發現,減小第二個斜面的傾角時,小球運動得更遠了,同學們能解釋一下這是為什麼呢?
師:同學們再想想,繼續減小斜面傾角,減小減小,直到斜面水平放置。假如說水平軌道無限長,假如說沒有摩擦,小球會怎麼運動?
學生觀察實驗現象,動腦思考,積極探討
生:小球將永遠不停地滾下去。
師:假如沒有摩擦,假如軌道足夠長是一個理想的條件,這在實際中是無法實現的,但這又是在實驗基礎上的猜想,是科學合理的推理。
師:根據以上實驗,總結得出伽利略的結論:運動的物體如果不受力,將一直運動下去,不會停止,並引導學生認識到光憑經驗做判斷常常是靠不住的。
【點評】教師引導學生在實驗基礎上進一步科學地想像推理,從而抽象而理性地理解沒有摩擦這一理想情況。
講述笛卡爾的進一步補充和完善
【點評】結合「實驗探究」和「科學推理」,通過對實驗現象進行觀察分析,又加以科學的想像推理,引導學生去發現知識,總結規律。
(4)笛卡爾:進一步補充和完善(板書)
師:同學們想想,這三位科學家對於運動和力之間的關系所持的觀點有何異同?
歸納比較以上三位科學家的觀點。
師:牛頓在前人研究的基礎上,做了進一步的總結,從而得到一條很重要的定律,即牛頓第一定律。
生:朗讀牛頓第一定律的內容。
牛頓第一定律:一切物體總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態,除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態。
頓:形成體系——牛頓第一定律(板書)
師:同學們認真閱讀一下牛頓第一定律的內容,大家都想想它包含了哪三層含義?
學生認真聆聽教師講解,動腦思考,積極探討並回答,各抒己見。
師:牛頓第一定律包含的意義深刻,雖然這一定律只有短短的一句話,可是它裡面卻包含很多物理知識。其中,「一切」表明這條規律的普遍性,沒有例外;「除非……力……」給出了力的一種定義,即力是改變物體運動狀態的原因,而不是維持物體運動狀態的原因。「總保持」指物體不受力時,其運動狀態只有勻速直線運動或靜止兩種可能,要改變這種狀態,物體必須受力的作用。
【點評】通過啟發講授,加深學生對牛頓第一定律的理解。
四、總結歸納
師:力與運動的關係是什麼?牛頓第一定律的內容是什麼?它重點強調了哪些知識點?
通過提問的方式,引導學生進行總結歸納,整理出這一節課的知識框架。