高中物理 4.1牛顿第一定律教案 新人教版必修1.doc

牛顿第一定律教案一、三维目标1.知识与技能体会伽利略的理想实验思想。理解牛顿第一定律的内容及意义；理解力和运动的关系。理解惯性的概念，知道质量是惯性大小的量度。2.过程与方法通过回顾历史探究过程理解牛顿第一定律的形成过程。理解理想实验是科学研究的重要方法。3.情感态度与价值观通过运动和力的关系的历史探究过程，使学生体会规律的形成都有一个从感性到理性、从低级到高级的产生、发展和演变的过程。通过理想斜面的教学，体会理想实验的魅力。二、教材分析牛顿运动定律是整个力学体系的基石，而牛顿第一定律又是这个“基石”中的“基石”，它定性地揭示了力和运动的关系，提出惯性的概念，为定量研究力和运动的关系拉开了序幕。高中教材与初中相比，主要有四方面的不同。1.定律内容深浅不同：初中教材叙述为“一切物体在没有受到外力作用的时候，总是保持静止状态或匀速直线运动状态”；高中教材叙述为“一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止”。高中教材中的表述具有更为丰富的内涵，它强调了力是改变物体运动状态的原因，突出了第一定律的独立性和重要意义，也为学习牛顿第二定律做了一定的铺垫。2.惯性的认识层次不同：初中强调一切物体都有惯性，高中侧重惯性与质量的关系。3.实验的设计、探究及思维深度不同：初中为斜面小车实验；高中为伽利略理想实验，突出了理想实验这种科学方法的价值所在。4.情感、态度、价值观的体现不同：初中对牛顿第一定律建立的历史一语带过，高中教材回顾了历史，让学生体会一个规律的获得是一代又一代人努力的结果，能够激发学生追求科学，勇于创新的情感。三、学情分析经过初中的学习，学生初步知道了牛顿第一定律的内容和惯性的概念，但是缺乏对牛顿第一定律建立历史的了解，对内容也是一知半解。学生对于“质量是惯性唯一的量度”更是缺乏认识，凭借自己的生活经验，认为速度也是惯性的量度。教师要在课堂上充分引导，配合实验、结合生活事例来澄清概念。教学实践表明，学生在头脑中建立正确的力和运动关系的过程，并非一帆风顺，常常形成与亚里士多德相似的观点，且根深蒂固。处理具体的实际问题时，一些直觉的错误观点不时冒出来，存在着严重的口是心非问题。四、教学重、难点1.教学重点：通过回顾历史探究过程理解牛顿第一定律；惯性的理解。2.教学难点：力和运动的关系；惯性和质量的关系。五、教法与学法 本节课采取的教法主要有演示实验法以及探究法相结合，学生通过演示实验，进行思考讨论、探究牛顿第一定律的形成过程，从而更好地理解牛顿第一定律的相关内容。 学生在学习过程中要注重学习小组的团结合作，积极参与到演示实验中的各个环节六、教学用具意念螺丝魔术仪器、伽利略理想实验演示仪七、教学设计（一）课前导入小魔术：意念螺丝提出问题，明确目标：【探究运动和力的关系】在魔术过程中，小螺丝在“没有力”的作用下能运动，而日常生活中我们知道，一个物体从静止到运动一定得有力作用在它上面；（二）历史回顾：运动和力的关系的探究历史1.亚里士多德生活经验：力是维持物体运动的原因：物体要运动则必须有力，没有力则停止运动 【思考与讨论，提出质疑】质疑：（1）物体在“没有力”的作用下，为什么不会马上停止，还会运动一段距离才停止； （2）滚动的球停下来真的是因为没有受到力的作用吗？ 假设：如果没有摩擦力，沿水平面滚动的球将怎样运动呢？猜想：若没有摩擦阻力，球将永远滚动下去。2.伽利略双斜面实验理想斜面实验：力不是维持物体运动的原因（1）仪器介绍：左斜面固定，右斜面倾角可变，自行设置定位卡，实验中我们设定小球始终从左斜面定位卡处由静止释放；（2）【思考与讨论1】：实验现象：改变小球在轨道上运动的摩擦力（通过加减纱布来改变），保持右边轨道的倾斜程度不变，观察小球上升的高度的变化：小球在两个斜面之间来回滚动，并且高度越滚越低，最终会静止在两斜面之间的最低点；比较有加纱布与没有纱布之间的区别？摩擦力大小与小球上升到另一斜面的最大高度有什么关系？如果没有摩擦力，小球会上升到多高的地方？（3）【思考与讨论2】：实验现象：保持斜面的粗糙程度不变，改变右边斜面的倾斜程度，观察不同倾斜程度小球所到达的高度的区别？减小右斜面倾角，小球沿斜面运动的最远距离如何变化？如果没有摩擦，减小右斜面倾角，沿斜面滚动的最远距离怎样变化？小球将上升到多高的地方？（4）【思考与讨论3】：实验现象：将右斜面放平，释放小球，观察小球的运动如果水平木板足够长，小球会停下来吗？如果没有摩擦，水平木板足够长，小球将滚到哪里去呢？实验事实逻辑推理（无摩擦，右斜面足够长）右斜面固定摩擦越小,球滚得越高球将滚上原来的高度减小右倾角球沿斜面滚得越远球沿斜面滚得越远，一直滚到原来的高度放平右斜面球滚得最远，最后停止球将一直滚动下去（4）【结论】：若没有摩擦阻力，沿水平面滚动的球将永远滚动下去。运动不需要力维持3.笛卡尔：补充与完善除非物体受到力的作用，物体将永远保持其静止或运动状态，永远不会使自己沿曲线运动，而只保持在直线上运动。这应成为一个原理，它是人类整个自然观的基础。4.牛顿：1642年，伽利略逝世，1643年牛顿在英国诞生。牛顿是人类历史上最伟大的科学家之一。主要贡献有发明了微积分，发现了万有引力定律和经典力学，设计并制造了第一架反射式望远镜等等。牛顿在1687年出版的自然哲学的数学原理一书中提出了三条运动定律。牛顿把伽利略、笛卡尔的正确结论总结成为牛顿第一定律，它是牛顿物理学的基石。（三）理解牛顿第一定律，了解惯性1.内容：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。2.明确运动和力的关系：力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动的原因；物体不受力，保持匀速直线运动状态或静止状态；运动状态变化，物体一定受到力的作用。思考：物体不受力时“总保持匀速直线运动状态或静止状态”，这能不能通过实验验证呢？不能。由于不受力作用的物体是不存在的牛顿第一定律是经验定律由于物体不受力的情况不存在，那么物体是不是不可能处于静止或匀速直线运动呢？受平衡力的作用，则合力为0，作用效果相当于不受力的作用；3. 惯性物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质（1）概念：物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态（运动状态不变）的性质。【固有性与普遍性】设问：一切物体都有惯性。做变速运动的物体有惯性吗？当物体做变速运动时，由于惯性，物体会抵抗速度的改变，从而使速度的改变需要一段时间。比如汽车紧急刹车时不会立即停下来，而是继续向前滑行一段距离。（2）惯性的大小及其影响因素：惯性的大小：一切物体有惯性，有抵抗运动状态变化的“本领”。物体惯性大，“本领”大，运动状态难改变；物体惯性小，“本领”小，运动状态易改变。思考并猜想：物体的惯性大小和什么因素有关？a：防弹衣与“防车衣”防弹衣：子弹速度大，