迪卡儿

初中惯性教案(总13页)

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初中惯性教案

初中惯性教案

初中牛顿惯性教案知识目标：

知道牛顿第一定律,常识性了解伽利略理想实验的推理过程.

能力目标：

1.通过斜面小车实验,培养学生的观察能力.

2.通过实验分析,初步培养学生科学的思维方法(分析、概括、

推理).

情感目标：

1.通过科学史的简介,对学生进行严谨的科学态度教育.

2.通过伽利略的理想实验,给学生以科学方法论的教育.

教材分析

教材首先通过回忆思考的形式提出问题：如果物体不受力，将

会怎样？通过小车在不同表面运动的演示实验，使学生直观的看到

物体运动距离与阻力大小的关系，为讲解伽利略的推理作准备。然

后讲述伽利略的推理方法和通过推理得出的结论，再介绍迪卡儿对

伽利略结论的补充，牛顿最后总结得出的牛顿第一定律。通过这些

使学生了解定律的得出是建立在许多人研究的基础上的，正如牛顿

所说：“如果说我所看的更远一点，那是因为站在巨人肩上的缘

故”。最后指出牛顿第一定律不是实验定律，而是用科学推理的方

法概括出来的，定律是否正确要通过实践来检验。给学生以科学方

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法论的教育。

本节课的重点是揭示物体不受力时的运动规律，即牛顿第一运

动定律。

教法建议

1.学生学习牛顿第一定律的困难在于从生活经验中得到的一种

被现象掩盖了本质的错误观念，认为物体的运动是力作用的结果。

如推一个物体，它就动，不再推它时，它便静止。为使学生摆脱这

种错误观念，首先要把运动和运动的变化区别开，树立从静到动和

从动到静都是“运动状态改变”的概念，这是为了揭示力和运动的

关系做的重要铺垫。其次，通过实验确立“力是改变运动状态的原

因”的概念。再通过推理建立“不受力运动状态不变”的概念。

2.通过图9-1演示实验的比较、分析、综合、推理是本节课的

核心，可对学生进行简单的科学推理方法的教育。在此演示实验中

可通过设计不同的问题渗透研究方法。

3.本节课可按着人类对知识的认识顺序组织教学，让学生体会

规律的认识过程，对学生进行学史教育。从亚里士多德的观点——

伽利略的研究——笛卡尔的补充——牛顿的总结。

教学设计示例

教学重点:通过对小车实验的分析比较得出牛顿第一定律。

教学难点:

1．明确“力是维持物体运动的原因”观点是错误的。

2．伽利略理想实验的推理过程

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教学用具：斜面，小车，毛巾，棉布，玻璃板，微机,实物投

影，大倍投电视。

教学过程

一、实验引入：批驳亚里士多德的观点

[演示1]在桌面上推动木块（或板擦）从静止开始慢慢向前运

动，撤掉推力,木块立即停止。

分析:日常生活中也有许多类似的现象，（如推桌子）。这些现

象从表面上看,“必须有力作用在物体上,才能使物体继续运动,没有

力的作用,物体就要停下来.”即：板擦的运动需要推力去维持。于

是,古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

要力去维持”。这种观点在历史上曾被沿用两千多年,但时沿用两千

年是否就一定正确呢？也可能有人曾表示过怀疑或有人认为就是错

误的,但没某能说服别人的理由。

[演示2]在桌面上推动木块（或板擦）从静止使之向前运动，

用力推出,木块向前运动一段距离后停止。

分析：推力撤掉，还要向前运动，与亚里士多德的观点不符。

分析：木块:静止——运动——静止。两个过程中是否都有力存

在在这两个过程中力的作用是维持原来的运动状态还是改变运动状

态

二、讲授新课:

1.规律总结过程

方法1.教师引导

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伽利略的贡献：理想实验

[演示]（通过实物投影仪把实验过程反映在大倍投电视上）

介绍器材

实验前提条件：每次实验都需从斜面上的同一高度下滑，为什

么？

实验过程：让小球从同一斜面的同一位置滚下后分别在毛巾表

面、棉布表面、玻璃表面上运动，每次记下小球停下时的位置。做

标记的位置是什么位置（

停下来的位置）

实验纪录：

实验次数表面材料阻力大小滑行距离

1毛巾最大最短

2棉布较大较长

3玻璃较小长

推理想象光滑表面阻力为零无限长

实验分析：

三次实验，小车最终都静止，为什么？

三次实验，小车运动的距离不同，这说明什么问题？

小球运动距离的长短跟它受到的阻力有什么关系？

若使小车运动时受到的阻力进一步减小，小车运动的距离将变

长还是变短？

根据上面的实验及推理的思想，还可以推理出什么结论？

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推理：小球在光滑的阻力为零的表面，将会怎样运动？

实验结论：通过伽利略的实验和科学推理得出“运动的物体，

如果受到的阻力为零，它的.速度将不会减慢，将以恒定不变的速度

永远运动下去。”即作匀速运动。

[微机模拟实验]:简介伽利略理想实验

迪卡儿的补充

如果运动物体不受任何力的作用，不仅速度大小不变，而且运

动方向也不变，将沿原来的方向匀速运动下去。

牛顿的成果：补充与概括

师:物体除了运动的以外,还有静止的。那么，静止的物体在没

有受到外力作用时，保持什么状态呢（

牛顿补充：将保持静止状态）

师（引导学生概括）:我们现在已经有了伽利略的研究成果,又

有了迪卡儿和牛顿的补充,把两者进行一下概括：一切物体在没有受

到外力作用时，将如何呢（

对概括出来大致意思的同学给予鼓励）

介绍：牛顿抓住时机,概括总结得出著名的牛顿第一运动定律

方法2：学生探究式学习

针对基础较好的学生，可以由学生在老师的指导下自己完成斜

面小车实验，根据现象学生分组讨论,明确亚里士多德的观点的问题

根源．由学生互相补充确定实验结论。

2.定律分析

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定律成立条件：不受外力作用

运动规律：总保持匀速直线运动状态或静止状态。

师（回应课题引入实验）：回想我们最开始的实验，有推力板

擦运动,撤去推力板擦停下来，从表面现象上得到的结论运动需要力

维持是错误的，但这种现象是千真万确摆在我们面前的，我们如何

用牛一的观点正确的解释这个现象呢?

三、巩固练习

1．一物体放在桌上静止,假若某瞬间撤掉所有的外力,物体将怎

么样?

2．对于牛顿第一定律的看法，下列观点正确的是()

A．验证牛顿第一定律的实验可以做出来，所以惯性定律是正确

的

B．验证牛顿第一定律的实验做不出来，所以惯性定律不能肯定

是正确的

C．验证牛顿第一定律的实验做不出来，但可以经过在事实基础

上，进一步科学推理得出惯性定律

D．验证牛顿第一定律的实验虽然现在做不出来，但总有一天可

以用实验来验证。

四、小结

人们对物体的运动规律的认识是经历了漫长的时间的。物体在

不受力时的运动规律，它是经过亚里士多德对人们近两千年的思想

束缚，伽利略的科学推理，才最终由牛顿总结出来的。牛一的重要

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贡献是：1）力不是维持物体运动的原因，2）力是改变物体运动状

态的原因。

五、作业:阅读本节教材

探究活动

牛顿力学的建立

【组织形式】个人或自由结组

【活动目的】

牛顿力学的建立不是牛顿一个人的功劳，而是许多科学家努力

研究的最终结果，查阅资料了解牛顿力学的建立过程，及牛顿力学

的体系。

【活动流程】

制订查阅和查找方式；收集相关的材料；分析材料并得出一些

结论；写出论文；与其他组交流。

【备注】

1、网上查找的资料要有学习的过程记录。

2、和其他成员交流。

斜面小车实验的再研究

【组织形式】个人或自由结组

【活动目的】

运用不同的物体表面，通过实验探究，加深对伽利略推理思维

的理解。

【活动流程】

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制订实验方案；准备器材；实验并记录现象，分析材料并得出

一些结论；与老师所做实验比较优缺点；与其他组交流。

【备注】

1、要有完整的过程记录。

2、和其他成员交流。

初中物理惯性教案一、教材分析

1.教材地位

惯性是运动和力的关系知识中的一个重要概念，又与实践知识

紧密相联．明确惯性概念，理解惯性现象，既是学习运动和力的关

系乃至整个力学的基础，又是培养学生理论联系实际的重要途

径．惯性是一个抽象的科学概念，在教学中还应重视发展学生的思

维能力，开发学生的智力．

2.教学目的

1)知道惯性现象，知道任何物体在任何状态下都有惯性．

2)会解释简单的惯性现象

3)知道惯性和牛顿第一定律的区别

3.重点、难点

惯性是物体固有属性的理解，用惯性解释生活和生产中的有关

现象．

二、教学思路

本课题按照"展示现象→分析思考→整理扩展→巩固应用"的模

式展开教学．通过教学程序的设计，充分发挥教师的主导作用和学

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生的主体作用，利用惯性实验的新奇，激发学生的学习兴趣，通过

惯性概念的建立和应用，发展学生抽象思维的能力，分析问题和解

决问题的能力。

三、教学过程

1.观察抽象建立概念

概念是从具体事例、实验事实中抽象出来的，只有首先为学生

提供丰富典型的感性材料，才能从中抽象出本质特征，形成概念．

为此，在引出惯性概念之前，先演示惯性球、抽纸条等实验，

学生看到：当突然抽去底下物体的时候，上面的物体能保持原位不

动，这个结果出乎学生的意料，激起学生的探究欲望．由此得出：

静止的物体有保持静止的性质．既然静止的物体有保持静止的性

质，那么运动的物体又有什么性质呢?

举例：离开枪口的子弹失去了推力，还能继续前进．演示：运

动的小车突然停止，车上的木块继续前滑．两个事例表明：运动的

物体有保持原来运动速度和运动方向的性质．

小结：静止的物体有保持静止状态的性质，运动的物体有保持

匀速直线运动的性质．进一步归纳得出：任何物体都有保持原来运

动状态的性质，这种性质叫做惯性．接着让学生举出生活和生产中

的惯性例子．初步建立起惯性的概念．

2.虚拟想象强化概念

虚设一个与真实情况相反的物理条件，并以此推出一系列想象

性的荒谬结果，用反面的荒谬启迪人们对正面真实的认识，这就是

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虚拟情景．

对于惯性，学生常有疑问：物体真的有惯性吗对此，教师引导

发问："假如某一时间地球上的物体突然失去了惯性，这对我们生活

的世界将有什么样的影响呢"引起学生的想象和讨论．

正在进行比赛的运动场上，所有的球离开球拍后，因没有惯性

而无法前行，掉落地上．足球、篮球、排球、羽毛球、乒乓球，甚

至跳远、跳高等运动项目都将无法进行．

离开枪口的子弹，因没有惯性无法向前射出，至多掉落在开枪

者自己的眼前．美国霸权主义者最先进的核弹，如果正用来打击别

国，也只能落在自己的跟前爆炸而自取灭亡．

地球以360米／秒的速度不停地自西向东自转，离开地面的人

因没有惯性而不会随地球一起运动，当他重新落回地面时，将落在

原位置的西边．假如一个中国人离开地面数小时，当他降落到地面

时，或许已经站在加拿大的国土上．

许多物理现象自然形成，永久存在，人们司空见惯，习以为

常，对其中隐藏着的科学真理难有深刻的理解．虚拟情景以其"虚

"、"谬"、"奇"的特点，与真实世界形成强烈的反差，使人虚中见

实，无中见有，从反面看到真实的直观，从而加深了对客观世界真

理性的认识．

3.比喻联想深化概念

惯性是一切物体的固有属性，在任何情况下，物体的惯性都始

终存在．学生却提出这样的问题："惯性是物体保持原来运动状态的

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性质，那么，当物体的运动状态改变（即做变速运动或曲线运动）

时，它的惯性岂不消失了吗"

要消除这样的疑问，无论用理论的推导或实验的证明都是困难

的．然而我们却可以用下面的比喻来解除疑问．每个学生都有阅读

的本领，但并不是每时每刻都在阅读，即使在劳动，阅读的本领照

样存在；每个人都有睡觉的习性，但并不是每时每刻都在睡觉，即

使在学习，睡觉的习性仍旧存在．同样的道理，物体有惯性，即有

保持原来运动状态的性质，即使它的运动状态发生变化（做变速运

动或曲线运动），它的惯性也同样存在，只不过没有直接表现出来

罢了．惯性是物体的固有属性，不管这个物体在做什么运动，是否

受到力的作用，物体的惯性始终存在．

4.对照比较辨别概念（惯性惯性定律区别）

比较是物理教学中较为常用的一种思维方法，对既有联系又有

区别的不同知识进行比较，可以区别它们的相同点和不同点，使知

识系统化，加深理解和记忆的效果．学生容易把惯性和惯性定律混

淆起来，两者的区别和联系可列表对比如下：

区别：1．前者是物体的固有属性，后者是物体的运动规律

2．前者在任何情况下都存在，后者只有当物体不受外力作用时

才遵守

联系：惯性定律是物体在不受外力作用时，物体惯性的直接表

现

5．实例分析应用概念

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从具体事例中抽象出惯性概念，这只是实现了从感性认识上升

到理性认识的第一次飞跃．学习的目的在于应用，教学中应指导学

生从理性认识回到实践，实现认识上的第二次飞跃．应用惯性知识

解释实际问题的例子是很多的．如：

1）汽车突然开动、刹车、转弯时，车内乘客的倒向如何?

2）匀速向前行驶的汽车里的乘客，向外跳车时，向哪个方向跳

不容易摔倒?

3）在匀速向前行驶的车厢里的乘客，分别向前跳远和向后跳

远，哪一次跳得更远?

4）在匀速向前行驶的车厢里的乘客向外掷石子，以相等的速度

分别向前和向后掷出，哪一次掷得更远?

5）在匀速、加速、减速向前行驶的车厢里的乘客，竖直上跳，

当他落下时，分别落在原位置的哪一侧?

上述各例，从惯性知识的单一应用，到惯性与速度知识的综合

应用，从简单的匀速问题到较复杂的变速问题，层层深入，步步提

高．在分析讲解中，引导学生掌握解答惯性问题的思路与方法，不

但加深了学生对惯性知识的透彻理解，而且大大提高了学生分析问

题和解决问题的能力．

小结

1.惯性的概念,一切物体在任何情况下都有惯性。

2．惯性与牛顿第一定律的区别

惯性是自然界中的物体所具有的一种性质，这种性质表现为物

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体总要保持原来的运动状态，即静止或匀速直线运动状态；而惯性

定律是一条客观规律，这一规律说明了正是由于物体具有惯性这种

性质，所以当没有外力改变物体运动状态时，物体将保持原来的运

动状态，即静止或匀速直线运动状态。因此，惯性和惯性定律是完

全不同的两回事，前者是物体具有的一种性质，后者是物体在不受

力时遵循的一条客观规律。

四、作业

准备锤头和锤把，通过实践分析：

（1）把锤头固定在锤把上，有几种方法？

（2）把锤头从锤把上卸下来，有几种方法？并加以解释。