教材分析:
本课内容出自浙教实验版七年级(下)科学课本第二章《运动和力》的第七节《牛顿第一定律》的第二课时惯性。惯性是运动和力的关系知识中的一个重要概念,又与实践知识紧密联系。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抽象思维能力,开发学生的智力。
学情分析:
对于惯性的知识,学生在生活中已经有所了解,但理解不深。而且惯性这个概念比较抽象。因此,在教学中紧扣科学的特点,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,增强实践能力。
教学目标:
知识与技能:
知道什么是惯性,能例举证明惯性存在的实验现象和生活实例,并能用惯性解释有关现象。
过程与方法:
1、观察和实验探究,感知惯性的存在。
2、探究人类生活常见事例,认识惯性所产生的效果,如何利用和防止惯性。
情感态度与价值观:
1、培养实事求是的科学态度和学生抽象思维的能力。
2、通过惯性应用与防止的教学,向学生渗透辩证唯物主义观点,初步认识科学技术对人类生活的影响。
3、通过探究实验培养学生团结协作精神,激发学生科学探究精神。
教学重点:
1、用惯性解释生活和生产的有关现象。
2、任何物体任何状态下都有惯性。
教学难点:
1、惯性是物体固有属性的理解。
2、惯性大小与运动快慢无关。
教具准备:硬纸板 纸条 笔帽棉花 棋子玻璃杯 惯性演示器 尺子水槽多媒体
教学过程:
(一)、创设问题情景,激趣设疑,导入主题
1、观看录像:另类车祸
设疑:为什么已经刹车了,车还会开出这么远?
设计意图:活跃课堂气氛,提高学习兴趣,同时提高了学生的交通安全意识。
2、请同学们来看小魔术,在装有水的杯子上放一硬纸板,在纸板上放鸡蛋。迅速击打鸡蛋下的硬纸板,鸡蛋落入杯中,观察思考原因,边演示边设疑:鸡蛋到哪里去了?你可知道其中的奥妙?
设疑:鸡蛋为什么没有沿水平方向运动?是失去摩擦力了吗? 还是老师会气功,‘发功’将鸡蛋吸住了嗯呢?
设计意图:激趣、设疑,引题,既使学生自发产生强烈的求知欲,又抓住他们的注意力。
(二)、播放flash动画,引人入境
播放惯性小车和气体的惯性(烟圈)动画片,辅以讲述。
设计意图:激发兴趣,让学生从感性上认识到惯性的存在。
(三)、自主探究、合作交流
1、学生体验惯性的存在
分组实验:明确目标,介绍器材,学生实验体验惯性存在。
[设计实验]目的:证明惯性的存在
器材:玻璃杯、尺子、硬纸板、水槽、水、纸条、笔帽、棋子。
要求:
(1) 自主设计多种实验。
(2) 尽可能充分利用实验器材。
(3) 用简要的语言解释现象。
讨论、交流、展示学生的实验及解释现象。
2、教师引导学生发现并体验惯性,并引导学生得出惯性的概念。
设计意图:概念是从具体事例、实验事实中抽象出来的,只是首先为学生提供丰富典型的感性材料,才能从抽象出本质特征形成概念。同时使学生对惯性由感性认识上升到理性认识,学会将科学知识联系生活实际。
(四)、点拨精讲、解难析疑
视频“人以不同的速度碰到石头和人踩上西瓜皮摔倒的搞笑flash动画”。
提出问题:你发现了什么?引学生发问、思索,两者为什么有差异呢?由此可猜想惯性会受哪些因素的影响?
设计意图:学生尽情猜想可以从不同方面自由提出自己的见解,为他们的多向思维提供空间,激发他们课后自主探究,敢于猜想能提出自己的见解将为他们敲开科学探究之门。让学生在教师引导下,将摩擦力与本节内容相联系。
引出:惯性大小与运动快慢无关。
设疑:那么惯性大小与什么有关呢?(学生猜想)
演示:惯性与物体质量的关系。
学生活动:学生观察实验步骤和现象,分析原因。
设计意图:让学生在教师引导下,弄清惯性大小与哪些因素有关,突破难点。
(五) 、对照比较 辨别概念
列表让学生比较惯性和惯性定律的区别和联系。
设计意图:使知识系统化,加深理解和记忆的效果。
(六)、分组讨论、合作交流
教师引导发问: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?
设计意图:通过虚拟想象,强化概念。同时放手让学生自己利用信息,增强自主学习的能力,加强合作交流的能力。
(七)、反馈练习
1、下列关于惯性的说法中,正确的是()
A、运动的物体有惯性,静止的物体没有惯性。
B、只有物体的运动状态改变时才有惯性。
C、不受力的物体有惯性,受力的物体没有惯性。
D、一切物体在任何时候都具有惯性。
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、水平放置的密闭玻璃管内充有水,它的中间有一气泡,如图所示,当玻璃管由静止向右沿水平方向运动时,气泡相对玻璃管( )
A、向右运动B、向右运动C、保持不动 D、无法判断
设计意图:培养用所学知识解释问题的能力,加强同学间的交流。
(八)、创新交流
你还知道生活中哪些现象与惯性有关?你的收获、感受以及你更感兴趣的问题是什么?
设计意图:这是师生交流的平台,给学生广阔的思维空间.培养学生理论联系实际和创新精神。
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
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。
【设计依据】
教育心理学研究成果显示,学习效果取决于学生学习的主动性。因此教师在教学过程中应引导学生质疑、调查、探究、实践、即动手又动脑,创设能使学生主动参与的学习情景,激发他们学习物理的积极性。
【学情分析】
初二学生的思维习惯是:直观形象思维能力较强,抽象的理性思维能力较弱,有一定的逻辑推理能力。因此“课堂中的`教学实验”是本节的关键内容,是学习惯性的思维支撑点。
【教材分析】
惯性的概念可以通过一系列的课堂演示实验,从而让学生概括出一切物体都具有惯性,无论物体是静止的还是运动的,都具有惯性。惯性现象的解释是惯性知识的延伸,学生虽然了解、也能讲出生活中的一些惯性现象,但都比较抽象,要他们真正用惯性知识来描述还存在着一定的困难。而这样安排能让学生更深层次的理解惯性——是物体的固有属性,一切物体都有惯性。
【教学目标】
知识技能:
1、知道什么是惯性,认识一切物体都有惯性。
2、会解释惯性现象。
过程与方法:
培养和提高实验设计与操作、现象描述、总结归纳等能力。
情感态度价值观:
培养实事求是的科学态度。
【教材重、难点】
惯性的定义应用惯性知识解释惯性现象。
【教学原则】
启发教学原则,循序渐进原则。
【教学方法】
讨论法 探究法 启发法情境教学法。
【重难点片段描述】
一、惯性
对生活中常见现象的质疑,引出新课。
当你乘车时,你一定有这样的感受,汽车紧急刹车时,你会突然向前倾倒,这是为什么呢?要认识这个现象,就需要引入一个新的概念———————惯性。
演示书本p28实验探究:
1、笔帽实验———————静止的物体具有惯性。
2、课本橡皮实验————————运动的物体具有惯性。
教师增加实验:
3、移动水杯实验————液体具有惯性。
4、口吹纸筒实验—————气体具有惯性 。
学生概括:所有的物体(无论是固体、液体还是气体)都具有惯性,无论物体做什么性质的运动,都具有惯性。(多样的实验是学生的思维支撑点,通过实验学生可以很轻松的概括出惯性的特征。)
教师进一步强调惯性是物体本身的固有属性,一切物体在任何时候都具有惯性。而且惯性的大小与物体的质量大小有关,物体质量越大,惯性越大。
惯性与惯性定律的区别,以及惯性与力的区别。
二、惯性现象描述:
1、演示惯性球实验:小木片在铁片弹击下飞出去,小球原位落入凹槽。
设问:⑴确定研究的对象?
⑵研究对象原来做什么运动?
⑶发生了什么变化?
⑷由于惯性,研究对象将有怎样的表现?
学生讨论:木片上的小球原先处于静止状态,木片由于铁片弹击而运动,但小球由于惯性仍保持原来的静止状态,故最后在原位置落入凹槽。(学生还不是很熟练,教师适当补充。)
(设计意图:运用实验激发学生求知欲,同时深化惯性现象。)
引导学生进行讨论交流:免费旅游的办法可行吗?
学生讨论,得出结论:人与地球原来是运动的,当人跳起时,由于具有惯性,还要保持原来的运动状态,所以会落回原地,所以免费旅游的想法是不正确的。
2、通过幻灯片适当练习各种惯性现象的描述
⑴纸飞机离开手以后,还会继续飞行,这是为什么?
⑵把锤柄在固定的物体上撞几下,锤头就牢牢的套在锤柄上了,为什么?
⑶跳远时利用助跑,使自己跳的更远。
三、学生列举生活中的惯性现象,并加以交流分析:
1、拍衣服上的灰尘
学生概括:灰尘原先和衣服一起处于静止状态,衣服在拍击之下而运动,而灰尘由于惯性依然保持原先的静止状态,故能从衣服上飘下来。(学生虽然了解这是惯性现象,但用惯性知识来描述还是很生疏)
2、刹车后车轮停止转动,汽车还要滑行一段距离
学生概括:汽车原先处于运动状态,车轮由于刹车而停止转动,但汽车由于惯性仍然保持原有的运动状态,故还要滑行一段距离。
3、学生表演运动着的人脚受到阻碍而摔倒的现象
学生表演:(学生具有非常强的表演欲望,表演很形象、生动、到位,其他同学也很开心看到精彩的表演。将惯性这个抽象的知识用精彩的节目形式展现给大家,既吸引了学生的注意力,又通俗易懂。)学生很容易概括出来:运动着的人的脚由于受到其他同学的阻碍而静止,但上身仍然保持着原先的运动状态,故导致不平衡而摔倒。
4、学生表演列车启动、刹车、转弯时乘客的各种姿态变化
学生表演:(该实验前半段应该说非常成功,汽车启动和刹车时候,车内乘客的各种姿态变化也表演的很到位,同学对于此惯性现象的描述也挺具体。但后半段关于汽车转弯的各种姿态变化描述却有待进一步完善。对于刚接触惯性的学生而言,解释这么复杂的变化还稍显牵强。所以在这里如果换成悬挂的小球的动向变化可能会更好!)
(设计意图:对于这一环节,教师要特别重视,因为这一过程需要学生分析、想象、设计、创造,这是发展学生能力的关键环节,要给学生充分考虑的时间。对于接受能力快的同学来说,表演给他们提供了一个展示自己的舞台,让他体验到成功的喜悦。对于接受能力慢的同学来说,则可借此机会向别人请教,最终获得探究的成功。“交流”它贯穿于整个探究活动中,教学时,教师可组织学生以小组为单位进行交流,也可全班交流。)
【教学反思】
本堂课开始用多种方式的实验展示推出一切物体,且无论是静止的还是运动的,都具有惯性。实验简显易懂,课堂效果理想。实验是学习抽象的惯性概念的思维支撑点。
在本课的重难点突破中,还是选择学生为主体,让学生以丰富的节目形式来展现他们在课堂中的所得!学生的表演欲望和表演才能是关键的所在。教师应立足与如何引导学生将理论知识与实际生活相联系,并适时进行点拨,要求学生课后要多观察,把生活带入课堂,再把学到的知识带入社会中。
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