齐占波
(本课选自人教版义务教育课程标准实验教科书《物理》九年级第十二章《运动和力》。)
一、教学实录
1.引入新课
师:(演示)用力推木块,木块运动;停止用力,木块停止。通过刚才的观察你有什么发现?
生:木块在水平桌面上不推不运动。
师:古希腊学者亚里士多德认为如果要使一个物体持续运动,就必须对它施加力的作用;如果这个力被撤销,物体就会停止运动,也就是“力是维持物体运动状态的原因”。
师:(演示)用力推小车,小车运动;停止用力,小车仍运动,最后停下来。通过刚才的观察你又有什么发现?
生:小车在水平桌面上不推也向前运动。
师:意大利物理学家伽利略认为“运动不需要力来维持”, 亚里士多德和伽利略的观点看似都成立啊,到底谁的说法是正确的呢?(学生观察、思考,初步判断谁的说法正确。)
[设计意图:使学生对两种说法产生争议,激起探究的欲望。]
2.新知探究
师:我们分析一下小车停下来的原因是什么?
生:是因为受到摩擦阻力,速度越来越慢,最后停下来。
师:力能使物体的运动状态发生改变,如果物体不受力,将会怎样呢?下面我们通过实验来探究。大家想想我们应该怎么设计这一实验呢?
生:我们要让物体不受力,观察它的运动状态,可是我们怎么让物体不受力呢?
师:回忆下“真空不能传声”这一结论是通过怎样的一个实验得出的,采用了什么方法。
生:将一个正在发声的闹铃放在一个密封的容器中,用抽气机不断往外抽气,边抽气边听容器中闹铃发出声音的变化,会发现铃声越来越小,最后几乎听不到声音,推理出如果是真空状态就没有声音传出来了。“真空不能传声”这一结论是在实验的基础上经过推理得到的。
师:通过刚才这位同学的回答,对大家有什么启发?
[设计意图:教师起到主导的作用,让学生回忆“真空不能传声”这一结论得出所做的实验,为此实验设计做方法上的铺垫。]
生:我们可以让运动的小车受到的阻力越来越小,观察其运动状态的变化,最后推理得出物体不受力时的运动。
师:要研究阻力对运动小车的影响,我们要控制小车在受到不同阻力前具有相同的速度,那么怎样使运动的小车在受到不同阻力时具有相同的速度?怎样给运动的小车施加由大到小的阻力呢?(学生讨论、设计实验方案。)
生:让小车每次都从斜面的同一高度滑下。
生:让小车受到的阻力这一因素发生变化,就需让小车在粗糙程度不同的平面上运动。
[设计意图:一步步引导,帮助学生找到实验设计的突破口,让学生自己设计出实验方案,充分发挥学生的潜能。]
师:(演示实验过程)大家注意观察小车运动的距离及速度减小的快慢情况。(边实验边讲解。)
师:同学们,通过你所观察到的现象你能得到什么结论?
生:平面越光滑,小车运动时受到的阻力越小,通过的距离越大,运动时间越长,速度减少得越慢。
师:请大家设想,如果小车从斜面上滑下来,滑到一个非常光滑、阻力无限小的光滑平面上,小车的运动将如何?
生:(讨论并回答)将永远运动下去。
师:这种无限光滑的平面虽然没有,但是我们也有充分的理由认为小车将永远运动下去。这就是历史上伽利略所做过的实验和通过实验得到的结论。伽利略认为在理想情况下,如果水平面绝对光滑,物体将以恒定不变的速度永远运动下去。法国的科学家笛卡儿进一步补充了伽利略得出的结论,使人们的认识又深化了一步。笛卡儿认为,物体不受外力时,除了速度的大小不会改变,永远运动下去,也不会改变运动的方向。最后,英国的著名物理学家牛顿总结了前人研究的成果,建立了力和运动的关系的第一条规律——牛顿第一定律。(板书。)
[设计意图:学生得到的结论和物理学家得到一样的结论,使学生体验成功的喜悦,并通过介绍物理学史,使学生意识到科学发展的艰辛。]
师:大家注意,“一切”表明这条规律的普遍适用性,没有例外,不符合这条规律的物体是不存在的;“没有受到力的作用”是定律成立的条件;“总保持”指物体在没有受到力的作用时,只有保持静止或匀速直线运动两种可能,要改变这种状态,物体必须受力的作用。
师:现在大家能知道亚里士多德和伽利略谁的说法正确了吧?对此给你什么启示?
生:通过上面的实验及牛顿第一定律我们可以看出,没有力的时候,物体可以做匀速直线运动,所以,力不是维持运动的原因,而是改变物体运动状态的原因。
生:给我的启示是:生活经验不一定可靠。
师:刚才我们经历了类似物理学家对“物体不受力,将会怎样” 这一问题的探究过程,现在来放松一下,做一个游戏,比赛用乒乓球拍快速运球。要求:(1)快速从起点跑到终点,并且球不掉落;(2)跑到终点后立即停下;(3)活动过程中手不能接触乒乓球。(两学生到前面进行比赛,其他学生观看。)
[设计意图:激发兴趣,前后衔接,为惯性概念的引入做准备,并使学生充分理解牛顿第一定律的内涵与外延。]
师:(对第一名)恭喜你获得冠军!(对第二名)你的精神可嘉!谈下你的体会。
生:刚起跑时,乒乓球从容易从球拍上掉了下来,而到终点时乒乓球又容易从球拍上掉下来。不知为什么?
师:我先不告诉你原因,大家一起来做两个小实验。
生:实验一:将一个钢笔帽放在纸条上靠近桌子边沿,用铅笔猛击纸条,观察钢笔帽的运动情况。实验二:取一块橡皮竖直放在书上,当书突然运动或突然停止运动时,观察橡皮的运动状态。
师:笔帽原来是静止的,当纸条受力运动后,笔帽还在保持原来的静止状态;当书停止运动时,橡皮要保持原来的运动状态,会向前倾倒。可见物体有保持自身原来运动状态不变的性质,我们把物体的这种性质叫做惯性。(板书。)
师:现在来想一想,在刚才的比赛中,为什么刚起跑时乒乓球从容易从球拍上掉了下来,而到终点时乒乓球又容易从球拍上掉下来。我们把机会让给亚军获得者。
生:起跑前乒乓球是静止的,起跑时,球拍向前运动,乒乓球由于惯性,还要保持原来的静止状态,所以容易从球拍上掉了下来;起跑的过程中,乒乓球和球拍一起向前运动,当到终点球拍停止运动后,乒乓球由于惯性,还要保持原来的运动状态,所以容易从球拍上掉下来。
[设计意图:解答前面留下的悬念,激励学生,使学生获得情感上的满足,获得学习的动力。]
师:牛顿第一定律说明了一切物体都有保持原有运动状态不变的性质,因此牛顿第一定律也称惯性定律。惯性是一切物体固有的属性。生活中惯性的现象是常见的,下面谁来列举一些生活中的惯性现象?
生:跳动运动员利用助跑,使自己跳得更远。
生:拍打身上的尘土、抖落伞上的雨滴,是利用物体的惯性。
生:公路上对汽车之间的车距有限制。
…………
[设计意图:惯性概念是学生新学的,但惯性现象生活中是常见的,教学中鼓励学生用所学的知识去解释惯性现象,从而突破难点。从生活走向物理,从物理走向社会。]
师:从这些生活中事例我们可以看出,有些做法利用了惯性,而有些做法则是为预防惯性造成的危害的。刚才的比赛以及书运橡皮实验,都相当于车的起动和刹车,这时人容易倾倒,因此我们坐车时一定要把好扶手。
师:下面请同学们谈下本节课的收获和体会。
生:我们经历了“物体不受力,将会怎样”这一问题的探究过程,知道了牛顿第一定律。知道了什么叫惯性,并会用惯性来解释自然界和生活中的有关现象。
师:亚里士多德认为“力是维持物体运动的原因”,这一根据生活经验和事物表象得出的错误观点被人们沿用了上千年,直到伽利略通过理想实验,正确地指出“运动不需要力来维持”,可见我们应学习伽利略的这种质疑的精神。
[设计意图:前后呼应,总结知识,并渗透德育。]
二、教学反思
本节课的内容比较抽象,因此我在教学中紧扣物理学科的特点,突出实验教学,让学生充分动手、动口、动脑,激发他们的学习兴趣,培养他们观察、分析、归纳的能力。
1.充分采用直观的教学方法,激发学生的学习兴趣
本节课我共设计了三个实验:推断物体不受力时的运动;钢笔帽实验;书运橡皮(起动和刹车)。一个比赛活动:比赛快速运球。通过在课堂上演示和学生亲自的实验,化抽象为具体,由静到动,由易到难,使学生更易理解所学知识,充分调动学生学习的积极性,整个课堂十分轻松活跃。
2.充分发挥学生的主体作用,培养学生的实践能力
通过让学生动手的形式来探求知识。让学生通过自己的亲身体验,从实验中发现规律,探求知识,从而培养了学生科学的探索精神和实践能力。
3.充分利用知识特点,积极渗透安全教育
物理是一门以实验为基础的学科,它与生活密切相联系,它的许多知识点有利于培养学生的思想品德。根据惯性知识的特点,在讲解书运橡皮实验,即车的起动和刹车时,提示学生坐车时要把好扶手。小型客车驾驶员和前排乘客必须使用安全带等,从而增强安全意识,提高严格遵守交通秩序的自觉性。
4.适时地对学生进行物理学史的教育
从引入新课中的亚里士多德和伽利略两种对立观点,到伽利略理想斜面实验的推理,到牛顿第一定律的得出,展现了相关的物理学史,消除了学生对此部分物理学史的神秘感,并且在最后利用物理学史很好地对学生渗透了德育。