《牛顿第一定律》实验教学案例

《牛顿第一定律》实验教学案例 牛顿第一定律是描述力和运动关系 出卷网的规律，它既是对力和运动关系的深刻描述，又为二力平衡的探究作了理论准备，表象是一滴水，事实是一片海。力和运动的正确关系隐藏在物理现象的背后，很容易被生活中的物理假象所掩盖。教材在内容上，先由与学生日常生活结合紧密的现象入手，提出亚里士多德的观点；然后阐述伽利略的理想实验；最后让学生通过自己的分析与论证得出并表述牛顿第一定律。这样设计的目的就是让学生通过自己的探究来反驳已有的生活经验，使他们留下深刻的印象。 [演示1]：教师在桌面上用手推动粉笔盒，从静止开始慢慢向前运动，撤去推力，粉笔盒立即静止。 师：在我做的这个实验中，同学们看到了什么现 出卷网象？ 生：粉笔盒受力后由静止变为运动，力消失后又静止了。 教师分析：其实在日常生活中也有许多类似的例子，（如同学推桌子），从表面现象上看，“必须有力作用在粉笔盒上，才能让粉笔盒运动，如果没有力的作用，它就要停下来”即：粉笔盒的运动需要力来维持。于是，在希腊哲学家亚里士多德就根据这些现象总结出“物体的运动需要力来维持”。这种观点在历史上曾被沿用了两千多年。但是沿用两千多年的是否就一定正确呢？我们来看看下面的这个实验： [演示2]：在桌面上放一个小球，用力推它，小球滚动，手离开小球后，小球还滚动了一段距离才停下来。 师：这次的实验现象与前面实验现象有哪些不同的地方？ 生A：小球在不受力的作用时仍移动了一段距离，最后受到阻力的的作用还是停下来了。 师：（带头鼓掌），真不错。从实验中我们可以 出卷网知道：“小球在没有受到力的作用时仍可以移动。”即：物体的运动不需要力来维持，力是改变物体运动状态的原因。这个结论是两千年后的科学家伽利略提出的。这与亚里士多德的观点相矛盾，那么，这里有两个相互矛盾的观点，到底哪个是正确的呢？应用什么办法呢？ 生：用实验探究法来确定。 二、设计实验自主探究“阻力对物体运动的影响” 师：现在就根据你们桌面上给 出卷网的器材，四人一组，相互讨论，设计一个实验来探究“小车移动的距离与阻力大小有什么关系？”最先设计好的小组给同学们讲讲你们的实验方案。 小组A：让小车从斜面的同一高度自由下滑 出卷网，在水平桌面上铺上不同的毛巾，棉布，木板，看小车在不同的表面移动的距离，用小红旗标出小车的位置，根据小车的不同位置来判断什么表面对小车的阻力大或小。 师：考虑很仔细，还有其他小组要补充吗？ 小组B：在实验过程中要用同一小车和同一斜面。 师：不错，补充得很完整。那么，用同一高度、同一小车和同一斜面的目的是什么呢？ 生：这样可以保证小车在进入平面时的速度一样。 师：对，就是要让每次实验时小车在进入平面时的速度一样，这种实验方法叫什么呢？ 生：控制变量法。 师：不错，控制小车进入水平面时的速 出卷网度相同，看小车在不同材料的水平表面移动的距离。现在就请同学们根据你们设计的实验方案，完成探究内容，并做好实验数据的记录。再根据三次实验的数据进行分析，进一步推理“在光滑水平面小车的运动情况会怎样？”每个小组的成员做好分工，每个同学都动起手来，一起来完成这次探究。 教师在学生实验过程中巡视各小组的实 出卷网验情况，对操作不当的小组进行引导，纠正实验中的错误操作。待各小组完成实验后，利用实物投影仪展示二至三个小组的记录表，引导学生对记录进行分析。并利用多媒体展示问题： 师：现在我们通过下面几个问题来看看你们在实验中收获到了什么？ 问题一：三次实验，小车最终都静止，为什么？ 小组3：小车停下来是因为受到了阻力的作用。 师：对，小车因为受到了阻力，速度越来越小，最后停了下来。 问题二：三次实验，小 ... ...