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高中數(shù)學(xué)牛頓第一定理教學(xué)設(shè)計(jì)n
\nn牛頓數(shù)學(xué)
案例研究第一部分：小學(xué)數(shù)學(xué)牛頓第一定理的教學(xué)設(shè)計(jì)n
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牛頓第一定理第一課的教學(xué)設(shè)計(jì)n
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【學(xué)習(xí)主題】牛頓第一定理n
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【學(xué)習(xí)時(shí)間】1節(jié)課n
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【課程標(biāo)準(zhǔn)】認(rèn)識(shí)牛頓第一定理n
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牛頓第一定理是熱中重要的基本定理之一，也是培養(yǎng)中學(xué)生分析、概括、推理能力的好材料。本課以學(xué)習(xí)運(yùn)動(dòng)學(xué)和熱學(xué)知識(shí)為基礎(chǔ)，首次將力與運(yùn)動(dòng)聯(lián)系起來，研究力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系與規(guī)律，本課內(nèi)容在小學(xué)數(shù)學(xué)知識(shí)體系中占有重要地位，為以往的平衡力等知識(shí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)， 在發(fā)揚(yáng)過去中發(fā)揮作用。為此，教材更加注重內(nèi)容的科學(xué)安排，將理論與實(shí)踐聯(lián)系起來，也將數(shù)學(xué)知識(shí)融入生活，能夠讓中學(xué)生認(rèn)為數(shù)學(xué)就在身邊，從而迸發(fā)出中學(xué)生繼續(xù)學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。本節(jié)需要兩節(jié)課，第一節(jié)主要安排中學(xué)生實(shí)驗(yàn)牛頓第一定理的內(nèi)容。在第二課中，了解慣性的內(nèi)容。n
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牛頓第一定理不能通過實(shí)驗(yàn)直接推導(dǎo)出來，它是總結(jié)事實(shí)、分析、總結(jié)、推理，這方面要注意。n
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【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、通過分析具體實(shí)例，了解力對物體運(yùn)動(dòng)的影響;n
\n2.通過探索阻力對物體運(yùn)動(dòng)的影響，我們知道力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因n
，但改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因n
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3、通過班主任的積分講解，了解牛頓第一定理的內(nèi)容;n
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4、通過探索阻力對物體運(yùn)動(dòng)的影響，培養(yǎng)中學(xué)生的觀察實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α⑦壿嬐评砟芰涂茖W(xué)想象能力。n
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【評價(jià)設(shè)計(jì)】1、通過題1、2、3、4、5、6衡量目標(biāo)1的實(shí)現(xiàn)情況。n
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2. 通過問題 7、8、9、10 和 11 衡量目標(biāo) 2 的實(shí)現(xiàn)情況。n
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3. 通過班主任的綜合解釋和問題 12 來衡量目標(biāo) 3 的實(shí)現(xiàn)情況。n
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4. 通過問題 8、9、10 和 11 衡量目標(biāo) 4 的實(shí)現(xiàn)情況。n
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【學(xué)習(xí)過程】n
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1、介紹新課：（班主任根據(jù)中學(xué)生聽到的示范實(shí)驗(yàn)設(shè)置題目，引起深入思考）。n
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顯示斜面、手推車演示：n
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（1）將卡車?yán)瓌?dòng)水平木板。n
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（2）停止努力，停止卡車。n
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問題1：推動(dòng)面包車前進(jìn)的動(dòng)機(jī)是什么？n
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問題2：可以說物體的運(yùn)動(dòng)必須被強(qiáng)制嗎？n
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問題3：運(yùn)動(dòng)需要力量來維持嗎？n
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（3）將卡車放在斜坡上，放手后讓卡車滑下來。n
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問題4：到達(dá)水平面后會(huì)立即停止嗎？n
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問題5：卡車能一直移動(dòng)嗎？n
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問題6：當(dāng)卡車到達(dá)水平面時(shí)，即使水平方向沒有張力，但仍繼續(xù)向前移動(dòng)，運(yùn)動(dòng)是否需要受力來維持？n
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（4）班主任總結(jié)：中學(xué)生提出了代表古埃及學(xué)者亞里士多德的兩種不同的推論：運(yùn)動(dòng)需要力來維持;英國科學(xué)家伽利略的運(yùn)動(dòng)不需要?dú)v史的維護(hù)。（板他們的觀點(diǎn)）。n
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問題7：當(dāng)卡車到達(dá)水平面時(shí)，即使水平方向沒有張力，它也會(huì)繼續(xù)移動(dòng);它似乎能夠繼續(xù)移動(dòng)，但不能總是移動(dòng)n
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（5）班主任總結(jié)：阻力影響物體的運(yùn)動(dòng)。n
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二、探索：阻力對物體運(yùn)動(dòng)的影響（通過班主任制造問題，轉(zhuǎn)化為實(shí)際的具體任務(wù)，中學(xué)生配合、交流、思考，邊完成任務(wù)，知道自己應(yīng)該支持誰的觀點(diǎn)）。n
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問題8：卡車在水平面上行駛距離的觸發(fā)因素是什么？n
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（班主任讓中學(xué)生充分推測后，總結(jié)出：坡度坡度、卡車質(zhì)量、卡車起跑高度、水平阻力。n
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問題9：您應(yīng)該如何設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來研究卡車在水中行駛的距離及其在水中的阻力？n
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（中學(xué)生以小組形式進(jìn)行推測和討論，分享推測設(shè)計(jì)和研究選擇的基礎(chǔ)。n
\n該n
班主任總結(jié)：使用控制變量法必須使其他觸發(fā)器相同，表面粗糙度不同。也就是說，同一輛卡車開始以相同的傾斜面在相同的位置移動(dòng)，并在具有不同粗糙度的不同表面上進(jìn)行多次測試。n
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選擇一個(gè)合理的解決方案，讓中學(xué)生分成小組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。n
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班主任根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)中學(xué)生：n
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問題10：與三個(gè)表面相比，哪個(gè)表面的阻力最小，哪個(gè)的阻力最大？n
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問題11：馬車在木板上移動(dòng)得最遠(yuǎn)，在浴巾表面移動(dòng)得更近。這是什么原因呢？n
\n班主任指導(dǎo)中學(xué)生總結(jié)：阻力越小，前進(jìn)距離越遠(yuǎn)，如果表面n越光滑，卡車遇到的阻力越小，
前進(jìn)的距離越遠(yuǎn);如果表面非常光滑，卡車遇到的阻力會(huì)特別小，速度會(huì)降低得特別慢。n
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進(jìn)一步推理 問題12：如果一個(gè)物體沒有受到力，它將以恒定的速度永遠(yuǎn)移動(dòng)。n
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通過比較推理的結(jié)果，中學(xué)生可以用自己的話思考和說實(shí)驗(yàn)推論，了解運(yùn)動(dòng)與力的關(guān)系，并強(qiáng)調(diào)他們對兩者觀點(diǎn)的支持。n
\n第三，n
老師整合指令（基于推測引入牛頓第一定理，讓中學(xué)生明確表示這不是實(shí)驗(yàn)推論）。n
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日本科學(xué)家牛頓總結(jié)了伽利略等人的研究成果，總結(jié)出一條重要的數(shù)學(xué)定律：牛頓第一定理（板書題目）-----所有物體在不受力作用時(shí)始終保持靜止或勻速線性運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)。（板書內(nèi)容）。n
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四、老師指出說明：（加深中學(xué)生對牛頓第一定理的理解）。n
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（1）“萬物”表示本法的普遍適用性，不符合本法的客體不存在。n
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（2）“非受力”是定理產(chǎn)生的條件，是理想情況，也包括物體在一定方向上不受力的情況，平衡力一般認(rèn)為是非受力的情況。n
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（3）“總保持”是指當(dāng)物體不受力的作用時(shí)，只有兩種可能：保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)，而要改變這些狀態(tài)，物體必須受到力的作用。n
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（4）力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因，而是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。n
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（5）它不是通過實(shí)驗(yàn)直接獲得的，而是經(jīng)受住了實(shí)踐的考驗(yàn)，被公認(rèn)為熱的基本定理之一。n
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五、小結(jié)n
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【板書設(shè)計(jì)】：n
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牛頓第一定理n
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亞里士多德（物體的運(yùn)動(dòng)需要力來維持它）。n
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伽利略（物體的運(yùn)動(dòng)不需要用力來維持）。n
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所有物體在不受力時(shí)始終保持靜止或勻速線性運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。n
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（1）（2）（3）（4）（5）n
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關(guān)于牛頓第二部分的數(shù)學(xué)：化學(xué)案例 - 牛頓第一定理n
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[化學(xué)案例 - 牛頓第一定理]。n
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教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)：n
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知道牛頓第一定理，常識(shí)理解伽利略理想實(shí)驗(yàn)的推理過程n
\n1.通過n
傾斜卡車實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)中學(xué)生觀察能力.2.通過實(shí)驗(yàn)分析，初步培養(yǎng)中學(xué)生的科學(xué)思維模式（分析、概括、推理）n
\n1.通過科學(xué)史介紹，為中學(xué)生提供n
以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)心態(tài)進(jìn)行教育.2.通過伽利略的理想實(shí)驗(yàn)，給中學(xué)生一種科學(xué)的教育方式。教學(xué)建議教材分析教材 首先通過回憶和反思的方式提出問題：如果對象不被強(qiáng)迫怎么辦？n
\n該n
卡車在不同表面上運(yùn)動(dòng)的演示實(shí)驗(yàn)，可以讓中學(xué)生直觀地看到物體的距離與阻力大小的關(guān)系，并計(jì)劃解釋伽利略的推理，化學(xué)案例——牛頓第一定理。在描述了伽利略的推理和通過推理得出的推論，然后介紹了伽利略推理的貼花補(bǔ)充之后，牛頓終于總結(jié)出了牛頓第一定理。這個(gè)中學(xué)生定理的結(jié)論是基于很多人的研究牛頓第一定律指出，正如牛頓所說：“如果我看得更遠(yuǎn)，那是因?yàn)槲艺驹诰奕说募绨蛏稀薄Ｗ詈髲?qiáng)調(diào)牛頓第一定理不是實(shí)驗(yàn)定理，而是用科學(xué)推理總結(jié)出來的，定理是否正確必須通過實(shí)踐來檢驗(yàn)。以科學(xué)的方式教育中學(xué)生。本課的重點(diǎn)是闡明物體不受力時(shí)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，即牛頓第一運(yùn)動(dòng)定理。教學(xué)建議 1.中學(xué)生學(xué)習(xí)牛頓第一定理的難點(diǎn)在于從生活經(jīng)驗(yàn)中得到的錯(cuò)誤觀念被現(xiàn)象所掩蓋，物體的運(yùn)動(dòng)是力的結(jié)果。如果你推動(dòng)一個(gè)物體，它就會(huì)移動(dòng)，當(dāng)你不再推動(dòng)它時(shí)，它是靜止的。為了使中學(xué)生擺脫這些錯(cuò)誤觀念，首先要區(qū)分運(yùn)動(dòng)和運(yùn)動(dòng)變化，確立從靜態(tài)到動(dòng)態(tài)、從運(yùn)動(dòng)到靜態(tài)都是“運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化”的觀念，這是厘清力與運(yùn)動(dòng)關(guān)系的重要準(zhǔn)備。其次，通過實(shí)驗(yàn)確立了“力是改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因”的概念。然后，通過推理，構(gòu)建了“無力的恒定運(yùn)動(dòng)狀態(tài)”的概念。2、通過圖9-1對演示實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對比、分析、綜合、推理是本課的核心，可以教給中學(xué)生簡單的科學(xué)推理技巧。在這個(gè)演示實(shí)驗(yàn)中，可以設(shè)計(jì)不同的問題來滲透研究方法。3、本課能按照人類對知識(shí)的理解順序組織教學(xué)，讓中學(xué)生感受懂法的過程，對中學(xué)生進(jìn)行歷史教育。從亞里士多德的角度來看——伽利略的研究——笛卡爾的加法——牛頓的總結(jié)。教學(xué)設(shè)計(jì)示例：牛頓第一定理n
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教學(xué)重點(diǎn)：牛頓第一定理是通過對卡車實(shí)驗(yàn)的分析比較得到的。教學(xué)難點(diǎn)： 1、明確“力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因”的觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的。2.伽利略理想實(shí)驗(yàn)推理過程的教學(xué)用品：斜面、卡車、浴巾、布草、玻璃板、微機(jī)、物理投影、大型投影電視。教學(xué)過程1、實(shí)驗(yàn)介紹：攻克亞里士多德的觀點(diǎn)【演示1】將鐵塊（或板摩擦）從靜止推到桌子上逐漸向前移動(dòng)，撤回推力，鐵塊立即停止。解剖學(xué)：日常生活中有許多類似的現(xiàn)象（如推椅）。從表面上看，這種現(xiàn)象“必須有力地作用在物體上，能夠使物體繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，而沒有力的作用，物體必須停止。 也就是說，板摩擦的運(yùn)動(dòng)需要通過推力來維持。因此，古埃及哲學(xué)家亞里士多德根據(jù)這一現(xiàn)象總結(jié)出“物體的運(yùn)動(dòng)必須靠力來維持”。這些觀點(diǎn)在歷史上流傳了2000多年，但遵循了2000年就一定是真的嗎？[演示2]將其余的鐵塊（或板擦）推到桌子上向前移動(dòng)牛頓第一定律指出，用力推出，鐵塊向前移動(dòng)一段距離后才停止。剖析：推力退縮，但也向前移動(dòng)，這與亞里士多德的觀點(diǎn)不一致。解剖學(xué)：鐵：靜止 - 運(yùn)動(dòng) - 休息。n
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力在這兩個(gè)過程中的作用是維持運(yùn)動(dòng)的原始狀態(tài)還是改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)？二、教授新課程： 1.法律總結(jié)流程法 1.班主任指導(dǎo)伽利略的貢獻(xiàn)：理想實(shí)驗(yàn)[演示]（通過物理投影儀在大型投影電視上反映實(shí)驗(yàn)過程）介紹設(shè)備實(shí)驗(yàn)前提條件：每個(gè)實(shí)驗(yàn)需要在傾斜平面上從相同的高度下降，為什么？實(shí)驗(yàn)過程：讓球從同一坡度的同一位置滾下來，在浴巾、棉布和玻璃表面移動(dòng)，每次停止時(shí)注意球的位置。在什么位置做標(biāo)記？（停止位置）實(shí)驗(yàn)記錄：實(shí)驗(yàn)次數(shù)表面材料阻力、滑動(dòng)距離、滑動(dòng)距離1條浴巾，最大和最短2條，布草大長3個(gè)，玻璃3個(gè)，小長推，理想圖像表面光滑，電阻為零，無限長 實(shí)驗(yàn)分析：三次實(shí)驗(yàn)，卡車終于靜止了，為什么？三個(gè)實(shí)驗(yàn)，卡車運(yùn)動(dòng)的距離不同，這意味著什么問題？球的距離長短和它所深受影響的阻力之間有什么關(guān)系？如果卡車移動(dòng)時(shí)遇到的阻力進(jìn)一步減小，卡車移動(dòng)的距離是更長還是更短？根據(jù)前面的實(shí)驗(yàn)和推理思路，還能推導(dǎo)出哪些推論？推理：球如何在零阻力的光滑表面上移動(dòng)？實(shí)驗(yàn)推論：通過伽利略的實(shí)驗(yàn)和科學(xué)推理得出的結(jié)論是，“如果一個(gè)物體在運(yùn)動(dòng)中的阻力為零，它的速率不會(huì)減慢，而是會(huì)永遠(yuǎn)以恒定的速率運(yùn)動(dòng)，化學(xué)案例”物理案例——牛頓第一定理“即勻速運(yùn)動(dòng)。【微機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)】：伽利略理想實(shí)驗(yàn)簡介 貼花補(bǔ)充 如果運(yùn)動(dòng)物體不受任何力的影響，除了速度沒有變化，但運(yùn)動(dòng)方向也沒有改變，它將在原來的方向上勻速運(yùn)動(dòng)。牛頓的結(jié)果：補(bǔ)充和泛化：物體不僅是運(yùn)動(dòng)的，而且是靜態(tài)的。那么，靜止的物體在不受外力作用時(shí)會(huì)保持什么狀態(tài)呢？n
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老師（指導(dǎo)中學(xué)生總結(jié)）：我們已經(jīng)有了伽利略的研究成果，輔以貼花和牛頓，來總結(jié)兩者：當(dāng)所有物體不受外力影響時(shí)，它們會(huì)發(fā)生什么？n
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化學(xué)案例 - 牛頓第一定理n
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化學(xué)案例 關(guān)于牛頓第三部分：中學(xué)數(shù)學(xué)教案 牛頓第一定理n
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省中、中學(xué)“教學(xué)中的互聯(lián)網(wǎng)搜索”優(yōu)秀教學(xué)案例評價(jià)n
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“泉水”教學(xué)設(shè)計(jì)02-19n“，”
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