初中慣性教案
初中慣性教案
初中牛頓慣性教案
知識目標：
知道牛頓第一定律,常識性瞭解伽利略理想實驗的推理過程.
能力目標：
1.透過斜面小車實驗,培養學生的觀察能力.
2.透過實驗分析,初步培養學生科學的思維方法(分析、概括、推理).
情感目標：
1.透過科學史的簡介,對學生進行嚴謹的科學態度教育.
2.透過伽利略的理想實驗,給學生以科學方法論的教育.
教材分析
教材首先透過回憶思考的形式提出問題：如果物體不受力，將會怎樣？透過小車在不同表面運動的演示實驗，使學生直觀的看到物體運動距離與阻力大小的關係，為講解伽利略的推理作準備。然後講述伽利略的推理方法和透過推理得出的結論，再介紹迪卡兒對伽利略結論的補充，牛頓最後總結得出的牛頓第一定律。透過這些使學生了解定律的得出是建立在許多人研究的基礎上的，正如牛頓所說：“如果說我所看的更遠一點，那是因為站在巨人肩上的緣故”。最後指出牛頓第一定律不是實驗定律，而是用科學推理的方法概括出來的，定律是否正確要透過實踐來檢驗。給學生以科學方法論的教育。
本節課的重點是揭示物體不受力時的運動規律，即牛頓第一運動定律。
教法建議
1.學生學習牛頓第一定律的困難在於從生活經驗中得到的一種被現象掩蓋了本質的錯誤觀念，認為物體的運動是力作用的結果。如推一個物體，它就動，不再推它時，它便靜止。為使學生擺脫這種錯誤觀念，首先要把運動和運動的變化區別開，樹立從靜到動和從動到靜都是“運動狀態改變”的概念，這是為了揭示力和運動的關係做的重要鋪墊。其次，透過實驗確立“力是改變運動狀態的原因”的概念。再透過推理建立“不受力運動狀態不變”的概念。
2.透過圖9-1演示實驗的比較、分析、綜合、推理是本節課的核心，可對學生進行簡單的科學推理方法的教育。在此演示實驗中可透過設計不同的問題滲透研究方法。
3.本節課可按著人類對知識的認識順序組織教學，讓學生體會規律的認識過程，對學生進行學史教育。從亞里士多德的觀點——伽利略的研究——笛卡爾的補充——牛頓的總結。
教學設計示例
教學重點:透過對小車實驗的分析比較得出牛頓第一定律。
教學難點 :
1．明確“力是維持物體運動的原因”觀點是錯誤的。
2．伽利略理想實驗的推理過程
教學用具：斜面，小車，毛巾，棉布，玻璃板，微機,實物投影，大倍投電視。
教學過程
一、實驗引入：批駁亞里士多德的觀點
[演示1]在桌面上推動木塊（或板擦）從靜止開始慢慢向前運動，撤掉推力,木塊立即停止。
分析:日常生活中也有許多類似的現象，（如推桌子）。這些現象從表面上看,“必須有力作用在物體上,才能使物體繼續運動,沒有力的作用,物體就要停下來.”即：板擦的運動需要推力去維持。於是,古希臘哲學家亞里士多德就根據這些現象總結出“物體的運動需要力去維持”。這種觀點在歷史上曾被沿用兩千多年,但時沿用兩千年是否就一定正確呢？也可能有人曾表示過懷疑或有人認為就是錯誤的,但沒某能說服別人的理由。
[演示2] 在桌面上推動木塊（或板擦）從靜止使之向前運動，用力推出,木塊向前運動一段距離後停止。
分析：推力撤掉，還要向前運動，與亞里士多德的觀點不符。
分析：木塊:靜止——運動——靜止。兩個過程中是否都有力存在？在這兩個過程中力的作用是維持原來的運動狀態還是改變運動狀態？
二、 講授新課:
1.規律總結過程
方法1.教師引導
伽利略的貢獻：理想實驗
[演示]（透過實物投影儀把實驗過程反映在大倍投電視上）
介紹器材
實驗前提條件：每次實驗都需從斜面上的同一高度下滑，為什麼？
實驗過程：讓小球從同一斜面的同一位置滾下後分別在毛巾表面、棉布表面、玻璃表面上運動，每次記下小球停下時的位置。做標記的位置是什麼位置？（停下來的位置）
實驗紀錄：
實驗次數 表面材料 阻力大小 滑行距離
1 毛巾 最大 最短
2 棉布 較大 較長
3 玻璃 較小 長
推理想象 光滑表面 阻力為零 無限長
實驗分析：
三次實驗，小車最終都靜止，為什麼？
三次實驗，小車運動的距離不同，這說明什麼問題？
小球運動距離的長短跟它受到的阻力有什麼關係？
若使小車運動時受到的阻力進一步減小，小車運動的距離將變長還是變短？
根據上面的實驗及推理的思想，還可以推理出什麼結論？
推理：小球在光滑的阻力為零的表面，將會怎樣運動？
實驗結論：透過伽利略的實驗和科學推理得出“運動的物體，如果受到的阻力為零，它的速度將不會減慢，將以恆定不變的速度永遠運動下去。”即作勻速運動。
[微機模擬實驗]:簡介伽利略理想實驗
迪卡兒的補充
如果運動物體不受任何力的作用，不僅速度大小不變，而且運動方向也不變，將沿原來的方向勻速運動下去。
牛頓的成果：補充與概括
師:物體除了運動的以外,還有靜止的。那麼，靜止的物體在沒有受到外力作用時，保持什麼狀態呢？（牛頓補充：將保持靜止狀態）
師（引導學生概括）:我們現在已經有了伽利略的研究成果,又有了迪卡兒和牛頓的補充,把兩者進行一下概括：一切物體在沒有受到外力作用時，將如何呢？（對概括出來大致意思的同學給予鼓勵）
介紹：牛頓抓住時機,概括總結得出著名的牛頓第一運動定律
方法2：學生探究式學習
針對基礎較好的學生，可以由學生在老師的指導下自己完成斜面小車實驗，根據現象學生分組討論,明確亞里士多德的觀點的問題根源．由學生互相補充確定實驗結論。
2.定律分析
定律成立條件：不受外力作用
運動規律：總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態。
師（回應課題引入實驗）： 回想我們最開始的實驗，有推力板擦運動,撤去推力板擦停下來，從表面現象上得到的結論運動需要力維持是錯誤的，但這種現象是千真萬確擺在我們面前的，我們如何用牛一的觀點正確的解釋這個現象呢?
三、鞏固練習
1． 一物體放在桌上靜止,假若某瞬間撤掉所有的外力,物體將怎麼樣?
2． 對於牛頓第一定律的看法，下列觀點正確的是( )
A．驗證牛頓第一定律的實驗可以做出來，所以慣性定律是正確的
B．驗證牛頓第一定律的實驗做不出來，所以慣性定律不能肯定是正確的
C．驗證牛頓第一定律的實驗做不出來，但可以經過在事實基礎上，進一步科學推理得出慣性定律
D．驗證牛頓第一定律的實驗雖然現在做不出來，但總有一天可以用實驗來驗證。
四、小結
人們對物體的運動規律的認識是經歷了漫長的時間的。物體在不受力時的運動規律，它是經過亞里士多德對人們近兩千年的思想束縛，伽利略的科學推理，才最終由牛頓總結出來的。牛一的重要貢獻是：1）力不是維持物體運動的原因，2）力是改變物體運動狀態的原因。
五、作業 :閱讀本節教材
探究活動
牛頓力學的建立
【組織形式】個人或自由結組
【活動目的】
牛頓力學的建立不是牛頓一個人的功勞，而是許多科學家努力研究的最終結果，查閱資料瞭解牛頓力學的建立過程，及牛頓力學的體系。
【活動流程】
制訂查閱和查詢方式；收集相關的材料；分析材料並得出一些結論；寫出論文；與其他組交流。
【備註】
1、網上查詢的資料要有學習的過程記錄。
2、和其他成員交流。
斜面小車實驗的再研究
【組織形式】個人或自由結組
【活動目的】
運用不同的物體表面，透過實驗探究，加深對伽利略推理思維的理解。
【活動流程】
制訂實驗方案；準備器材；實驗並記錄現象，分析材料並得出一些結論；與老師所做實驗比較優缺點；與其他組交流。
【備註】
1、要有完整的過程記錄。
2、和其他成員交流。
初中物理慣性教案
一、教材分析
1.教材地位
慣性是運動和力的關係知識中的一個重要概念，又與實踐知識緊密相聯．明確慣性概念，理解慣性現象，既是學習運動和力的關係乃至整個力學的基礎，又是培養學生理論聯絡實際的重要途徑．慣性是一個抽象的科學概念，在教學中還應重視發展學生的思維能力，開發學生的智力．
2.教學目的
1)知道慣性現象，知道任何物體在任何狀態下都有慣性．
2)會解釋簡單的慣性現象
3)知道慣性和牛頓第一定律的區別
3.重點、難點
慣性是物體固有屬性的理解，用慣性解釋生活和生產中的有關現象．
二、教學思路
本課題按照"展示現象→分析思考→整理擴充套件→鞏固應用"的模式展開教學．透過教學程式的設計，充分發揮教師的主導作用和學生的主體作用，利用慣性實驗的新奇，激發學生的學習興趣，透過慣性概念的建立和應用，發展學生抽象思維的能力，分析問題和解決問題的能力。
三、教學過程
1.觀察抽象 建立概念
概念是從具體事例、實驗事實中抽象出來的，只有首先為學生提供豐富典型的感性材料，才能從中抽象出本質特徵，形成概念．
為此，在引出慣性概念之前，先演示慣性球、抽紙條等實驗，學生看到：當突然抽去底下物體的時候，上面的物體能保持原位不動，這個結果出乎學生的意料，激起學生的探究慾望．由此得出：靜止的物體有保持靜止的性質．既然靜止的物體有保持靜止的性質，那麼運動的物體又有什麼性質呢?
舉例：離開槍口的子彈失去了推力，還能繼續前進．演示：運動的小車突然停止，車上的木塊繼續前滑．兩個事例表明：運動的物體有保持原來運動速度和運動方向的性質．
小結：靜止的物體有保持靜止狀態的性質，運動的物體有保持勻速直線運動的性質．進一步歸納得出：任何物體都有保持原來運動狀態的性質，這種性質叫做慣性．接著讓學生舉出生活和生產中的慣性例子．初步建立起慣性的概念．
2.虛擬想象 強化概念
虛設一個與真實情況相反的物理條件，並以此推出一系列想象性的荒謬結果，用反面的荒謬啟迪人們對正面真實的認識，這就是虛擬情景．
對於慣性，學生常有疑問：物體真的有慣性嗎?對此，教師引導發問："假如某一時間地球上的物體突然失去了慣性，這對我們生活的世界將有什麼樣的影響呢?"引起學生的想象和討論．
正在進行比賽的運動場上，所有的球離開球拍後，因沒有慣性而無法前行，掉落地上．足球、籃球、排球、羽毛球、乒乓球，甚至跳遠、跳高等運動專案都將無法進行．
離開槍口的子彈，因沒有慣性無法向前射出，至多掉落在開槍者自己的眼前．美國霸權主義者最先進的核彈，如果正用來打擊別國，也只能落在自己的跟前爆炸而自取滅亡．
地球以360米／秒的速度不停地自西向東自轉，離開地面的人因沒有慣性而不會隨地球一起運動，當他重新落回地面時，將落在原位置的西邊．假如一箇中國人離開地面數小時，當他降落到地面時，或許已經站在加拿大的國土上．
許多物理現象自然形成，永久存在，人們司空見慣，習以為常，對其中隱藏著的科學真理難有深刻的理解．虛擬情景以其"虛"、"謬"、"奇"的特點，與真實世界形成強烈的反差，使人虛中見實，無中見有，從反面看到真實的直觀，從而加深了對客觀世界真理性的認識．
3.比喻聯想 深化概念
慣性是一切物體的固有屬性，在任何情況下，物體的.慣性都始終存在．學生卻提出這樣的問題："慣性是物體保持原來運動狀態的性質，那麼，當物體的運動狀態改變（即做變速運動或曲線運動）時，它的慣性豈不消失了嗎?"要消除這樣的疑問，無論用理論的推導或實驗的證明都是困難的．然而我們卻可以用下面的比喻來解除疑問．每個學生都有閱讀的本領，但並不是每時每刻都在閱讀，即使在勞動，閱讀的本領照樣存在；每個人都有睡覺的習性，但並不是每時每刻都在睡覺，即使在學習，睡覺的習性仍舊存在．同樣的道理，物體有慣性，即有保持原來運動狀態的性質，即使它的運動狀態發生變化（做變速運動或曲線運動），它的慣性也同樣存在，只不過沒有直接表現出來罷了．慣性是物體的固有屬性，不管這個物體在做什麼運動，是否受到力的作用，物體的慣性始終存在．
4.對照比較 辨別概念（慣性 慣性定律區別）
比較是物理教學中較為常用的一種思維方法，對既有聯絡又有區別的不同知識進行比較，可以區別它們的相同點和不同點，使知識系統化，加深理解和記憶的效果．學生容易把慣性和慣性定律混淆起來，兩者的區別和聯絡可列表對比如下：
區別：1．前者是物體的固有屬性，後者是物體的運動規律
2．前者在任何情況下都存在，後者只有當物體不受外力作用時才遵守
聯絡：慣性定律是物體在不受外力作用時，物體慣性的直接表現
5．例項分析 應用概念
從具體事例中抽象出慣性概念，這只是實現了從感性認識上升到理性認識的第一次飛躍．學習的目的在於應用，教學中應指導學生從理性認識回到實踐，實現認識上的第二次飛躍．應用慣性知識解釋實際問題的例子是很多的．如：
1）汽車突然開動、剎車、轉彎時，車內乘客的倒向如何?
2）勻速向前行駛的汽車裡的乘客，向外跳車時，向哪個方向跳不容易摔倒?
3）在勻速向前行駛的車廂裡的乘客，分別向前跳遠和向後跳遠，哪一次跳得更遠?
4）在勻速向前行駛的車廂裡的乘客向外擲石子，以相等的速度分別向前和向後擲出，哪一次擲得更遠?
5）在勻速、加速、減速向前行駛的車廂裡的乘客，豎直上跳，當他落下時，分別落在原位置的哪一側?
上述各例，從慣性知識的單一應用，到慣性與速度知識的綜合應用，從簡單的勻速問題到較複雜的變速問題，層層深入，步步提高．在分析講解中，引導學生掌握解答慣性問題的思路與方法，不但加深了學生對慣性知識的透徹理解，而且大大提高了學生分析問題和解決問題的能力．
小結
1.慣性的概念,一切物體在任何情況下都有慣性。
2．慣性與牛頓第一定律的區別
慣性是自然界中的物體所具有的一種性質，這種性質表現為物體總要保持原來的運動狀態，即靜止或勻速直線運動狀態；而慣性定律是一條客觀規律，這一規律說明了正是由於物體具有慣性這種性質，所以當沒有外力改變物體運動狀態時，物體將保持原來的運動狀態，即靜止或勻速直線運動狀態。因此，慣性和慣性定律是完全不同的兩回事，前者是物體具有的一種性質，後者是物體在不受力時遵循的一條客觀規律。
四、作業
準備錘頭和錘把，透過實踐分析：
（1）把錘頭固定在錘把上，有幾種方法？
（2）把錘頭從錘把上卸下來，有幾種方法？並加以解釋。