曲應(yīng)濤

摘要：直到300多年前，伽利略通過(guò)自己的觀察和思考對(duì)“力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因”這一結(jié)論進(jìn)行了質(zhì)疑，并指出此結(jié)論錯(cuò)誤的根源在于研究力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的時(shí)候，忽視了摩擦這一客觀存在的事實(shí)，從而使人們對(duì)力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的認(rèn)識(shí)誤入歧途。

關(guān)鍵詞：物理；牛頓；創(chuàng)新；教學(xué)

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1992-7711（2017）03-0081

一、教學(xué)目標(biāo)

1. 體會(huì)伽利略和亞里士多德對(duì)運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系的不同觀點(diǎn)和依據(jù)；2. 認(rèn)識(shí)伽利略理想實(shí)驗(yàn)的方法是科學(xué)研究的重要方法，它對(duì)物理學(xué)發(fā)展的重要意義；3. 理解牛頓第一定律的內(nèi)容和含義，能夠運(yùn)用牛頓第一定律解釋有關(guān)現(xiàn)象；4. 知道慣性是物體的固有屬性，知道質(zhì)量是物體慣性大小的量度，會(huì)用慣性概念解釋有關(guān)實(shí)際問(wèn)題。

二、教學(xué)重點(diǎn)

探究“力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系”的過(guò)程，理解牛頓第一定律的意義。

三、教學(xué)難點(diǎn)

體會(huì)伽利略的科學(xué)思維方法。

四、教學(xué)方法

啟發(fā)式、合作探究。

五、教學(xué)過(guò)程

1. 創(chuàng)設(shè)情景，引入新課

展示一些小的和大的（火箭發(fā)射）運(yùn)動(dòng)視頻。

2. 新課教學(xué)

（1）提出問(wèn)題

師：展示陀螺，讓學(xué)生轉(zhuǎn)動(dòng)，并想方設(shè)法轉(zhuǎn)得更持久一些。請(qǐng)學(xué)生談體會(huì)及方法。

師：其實(shí)，要使陀螺旋轉(zhuǎn)得更久些，這是比較復(fù)雜的問(wèn)題，同學(xué)們也提出了許多具有建設(shè)性的方案，在本節(jié)課結(jié)束后，大家還可以繼續(xù)探討這個(gè)問(wèn)題。在這里，其中有一種方案值得大家關(guān)注——陀螺在更光滑一些的地方會(huì)轉(zhuǎn)得更持久一些。

（2）理論分析

師：同學(xué)們請(qǐng)想，陀螺原來(lái)是靜止的，是什么原因讓它轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)的？力！有力物體才會(huì)動(dòng)起來(lái)。基于日常生活中的經(jīng)驗(yàn)，同學(xué)們還觀察到哪些此類現(xiàn)象？

生：舉例。

師：可陀螺最后仍然停下來(lái)了，為什么？

生：回答。

師：對(duì)，陀螺受到了桌面和空氣的（教師可以補(bǔ)充上這點(diǎn)，學(xué)生一般會(huì)認(rèn)為只有桌面）摩擦力，這個(gè)摩擦力對(duì)陀螺來(lái)說(shuō)是阻力。如果沒(méi)有阻力，陀螺會(huì)怎樣呢？

生：思考，回答。

師：同學(xué)們提出了很好的猜想，怎樣來(lái)驗(yàn)證我們的想法是正確的呢？對(duì)陀螺來(lái)說(shuō)，怎樣讓它不受阻力呢？

生：思考，回答。

師：評(píng)價(jià)（可能有極端的想法，比如到真空中，到太空中）。同學(xué)們的意見(jiàn)很有建設(shè)性，到太空中對(duì)我們學(xué)生來(lái)說(shuō)還有點(diǎn)困難，能不能結(jié)合我們目前的實(shí)際情況來(lái)做一些工作呢？

師：請(qǐng)同學(xué)們?cè)傧胍幌峦勇?，剛才轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候，怎么樣才會(huì)更長(zhǎng)久一些？對(duì)，減小阻力。

（3）自主探究

師：請(qǐng)同學(xué)們利用桌面上的器材，來(lái)對(duì)比驗(yàn)證一下我們的想法。

生：做實(shí)驗(yàn)。

師：提問(wèn)。

生：說(shuō)結(jié)論。

師：總結(jié)，并提問(wèn)，我們畢竟還沒(méi)有完全忽略阻力的影響，那么根據(jù)我們的實(shí)驗(yàn)，能否得出沒(méi)有阻力存在的結(jié)果呢？請(qǐng)同學(xué)們結(jié)合剛才的結(jié)果設(shè)想一下，阻力越小，會(huì)越來(lái)越……小到零，會(huì)……

師：很好，同學(xué)們用的這個(gè)方法叫“外推”。利用外推，我們得到了運(yùn)動(dòng)不需要力來(lái)維持。

師：板書(shū)：運(yùn)動(dòng)不需要力來(lái)維持。

師：提問(wèn)，那么力在運(yùn)動(dòng)中扮演了什么角色呢？再回想一下我們的陀螺，不用力不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，若沒(méi)有力也會(huì)一直轉(zhuǎn)下去，力的存在讓它……

生：回答。

（4）得出結(jié)論

師：總結(jié)：力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。

師：讓我們把目光投向2千年前。

（5）回顧歷史

古希臘學(xué)者亞里士多德根據(jù)日常生活的經(jīng)驗(yàn)，得出“力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因”這一結(jié)論。當(dāng)時(shí)卻統(tǒng)治人類思想將近2000年！直到300多年前，伽利略通過(guò)自己的觀察和思考對(duì)這個(gè)觀點(diǎn)進(jìn)行了質(zhì)疑，并指出此結(jié)論錯(cuò)誤的根源在于研究力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的時(shí)候，忽視了摩擦這一客觀存在的事實(shí)，從而使人們對(duì)力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的認(rèn)識(shí)誤入歧途。同時(shí)，他通過(guò)仔細(xì)的觀察，設(shè)計(jì)出著名的“理想斜面實(shí)驗(yàn)”來(lái)反駁亞里士多德的觀點(diǎn)。

（6）理想斜面實(shí)驗(yàn)

師：演示斜面實(shí)驗(yàn)

師：我們也可以通過(guò)剛才的設(shè)想，利用氣墊導(dǎo)軌來(lái)驗(yàn)證一下伽利略的猜想。

師：介紹氣墊導(dǎo)軌，操作驗(yàn)證。

3. 牛頓第一定律

（1）內(nèi)容

（2）含義

①力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因；②一切物體都有保持原來(lái)靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的性質(zhì)。

（3）慣性

4. 知識(shí)總結(jié)

（1）對(duì)牛頓第一定律的認(rèn)識(shí)

（2）對(duì)慣性的理解

（作者單位：山東省東營(yíng)市廣饒縣第一中學(xué) 257300）