人教版必修一 牛顿第一定律 教案.docx

第1节 牛顿第一定律（教学设计）一、教学目标【知识与技能】1.了解发现牛顿第一定律的历史过程，并能做出初步评述。2.能清楚地描述伽利略设计的理想实验和推理结论。3.能准确表述牛顿第一定律，并能对定律有深入地理解。4.理解惯性的概念，会用惯性解释有关实际问题。【过程与方法】1.通过重做伽利略的理想斜面实验，体会理想实验的 学方法2.通过气垫导轨的实验，进一步深入理解牛顿第一定律，体会理想情况和现实情境的差别与近似处理的方法【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。二、教学重点、难点重点 ：理想斜面实验、牛顿第一定律难点：惯性的理解三、教具准备演示实验：气泵、气垫导轨、滑块、位移传感器、数据采集器、dislab数字实验软件四、教学方法思维点拨 实验探究 自学引导五、课时安排1课时六、教学过程教学环节教 活 动设计说明引入新课教师：视频引入：请大家观看一段汽车的特技表演视频：播放视频，视频展示的是汽车在空中向前飞跃的情景。教师：我们看到汽车离开地面后，已经失去了向前的动力，但是它依然向前飞跃了很长的距离。物体的运动和其所受力之间具有怎样的关系呢？带着这个问题，我们一起开始本节课的学习，牛顿第一定律。学生：观察视频，引发思考。通过创设情境，激发学习兴趣，同时快速进入课题。新课教学历史的回顾教师：在牛顿之前，关于力和运动关系的研究，历史上有三位 学家做出了重要的贡献。请大家结合课本，完成学案“历史的回顾”部分的表格。学生：阅读课本，完成学案。教师：下面，咱们全班同学分为三个学派，最左边两列的同学是亚里士多德学派，中间四列是伽利略学派，最右边两列是笛卡尔学派。请大家交流一下各自学派的代表观点。学生：交流观点，达成共识。师：下面有请各学派陈述自己的观点。生：分别陈述。师：点评，引导。生：完善，记录。明确任务，划分学派，使学生积极思考。新课教学伽利略理想斜面实验师：现在，我们都知道亚里士多德的观点是错误的。但是在他提出观点后的将近两千年里，人们都认为他是正确的。一方面是因为人们受到了生活经验的误导，忽略了摩擦力的存在。另一方面是因为人们受到了权威观点的限制，一直不敢提出质疑，直到伽利略的出现。那么，伽利略采取了什么方法取得了突破呢？生：做实验。师：很好，正是伽利略确立了实验在物理学中的基础地位。伽利略为了说明他的思想，设计了一个实验。下面，让我们一起来重复这个实验。仪器介绍：这里有一个弯曲的凹槽，相当于将两个斜面平滑的连接在一起。首先，我将一个小球从一个斜面静止释放，请大家注意观察小球冲上另一个斜面时，所能到达的最远位置。助手选择：我想请一位同学用我手中的彩色胶带，帮助大家记录下这个位置。哪位同学愿意上来？好，这位同学。彩色胶带交给你，当你看清位置后，就紧接着将彩色胶带粘到相应的位置后面。清楚了吗？好我们开始实验。学生：观察实验，描述现象。师生讨论。实验回顾：整个实验分为五个步骤，第一步，将小球静止释放，小球冲上了另一个斜面。第二步，取出棉布，小球上升到了更高的地方。第三步，我们推测，如果没有摩擦，小球会上升到同一高度。第四步，减小第二个斜面的倾角，小球上升到同一高度时，会运动到更远的地方。第五步，将第二个斜面水平放置，小球为了达到原来的高度，会一直运动下去。师：通过实验，我们得到的结论是什么？生：如果没有摩擦力，运动物体会永远运动下去。师：实际情况中，我们不可能完全消除摩擦力，斜面轨道也不可能无限长。因此我们将这个实验称作理想斜面实验。师：实验中，哪些是客观事实，哪些是我们的逻辑推理？生：思考、回答。师：伽利略在一定实验事实的基础上，充分发挥逻辑推理的作用，克服了客观条件的限制，这就是理想实验的魅力之处。揭示意义：爱因斯坦曾这样评价到，“伽利略的发现以及他所应用的 学的推理方法是人类思想史上的最伟大的发现之一。”师：在这一 学方法的引领下，人们不断加深对力和运动关系的认识，最终提出了牛顿第一定律。伽利略理想斜面实验蕴含重要的思维方法，是牛顿第一定律的实验基础，是本节课的重要教学部分，因此单独列为一部分。采取了演示实验、师生探究的模式。重点引导学生在观察实验现象的基础上进行合理的逻辑推理，体会理想实验的思想。为了进一步明晰实验的思维过程，在进行实验后，用课件进行了模拟。并通过对实验中客观事实与逻辑推理部分的区分，加强学生对实验的理解。新课教学牛顿第一定律教师：牛顿第一定律解读。学生：了解牛顿第一定律的内容，完成学案上的填空。师：这句话的前半句指出物体不受力时可能存在两种情况，运动的物体会保持相同的速度做匀速直线运动，静止的物体会一直保持静止。进而明确了，力不是维持物体运动状态的原因。【板书】2.理解(1) 力不是维持物体运动状态的原因。师：这句话的后半句指出，如果物体的运动状态改变了，就表明物体受到了力的作用。进而明确了力是改变物体运动状态的原因。【板书】（2）力是改变物体运动状态的原因。师：引入气垫导轨实验。师：在自然界中，不受力的物体是不存在的。但是我们可以创造一些几乎不受力的条件，来近似感受这种情况。下面，我们就来进行一个实验。生：观察实验，体会物体近似不受力的运动状态。师：仪器介绍。这里有一个气泵，一个平直导轨，一个滑块。在平直导轨上有很多细小的排气孔，当我打开气泵，会有气体喷出，将滑块托起，进而形成空气护垫，能大大减小滑块与轨道之间的摩擦力。在水平方向上，可近似认为滑块处于不受力的状态。同时，滑块上固定了一个位移传感器，导轨的一侧固定了数据采集器。借助于数字实验室软件，可以获得滑块的位移时间图像。下面，我们打开软件，打开位移传感器。点击开始按钮，可以看到屏幕中出现了滑块的位移信息，此时，滑块静止，位移没有变化。当我推动滑块，位移发生了变化。点击停止记录按钮，我们可以回看刚才记录的情况。生：了解器材、原理。师：实验操作。下面，我们开始进行实验。首先，打开气泵，将导轨调节水平。当滑块几乎不动时，可认为水平已调节好。将滑块放到导轨的一端，请大家注意观察屏幕上的位移时间图像。生：观察实验。师：实验分析。可以看出在摩擦力非常小的情况下，物体的速度几乎保持不变，近似于匀速直线运动。牛顿第一定律是利用逻辑思维对客观事实进行分析的产物，他不能被实验直接证实，但大量事实都显示了他的正确性。牛顿本人也非常谦虚，他说过一句话，如果说我看的比别人更远一些，是因为我站在了巨人的肩膀上。师：引入思考问题。下面，我们依据牛顿第一定律，回答本堂课开始时，我们提出的那个问题。在汽车特技表演的视频中，汽车离开地面后，已经失去了动力，依然能够向前飞跃很长的距离，这是为什么呢？生：思考讨论，得出结论。对牛顿第一定律的理解设计了三个环节：首先由教师进行初步解读，分为不受力的状态和受力的状态。然后通过气垫导轨实验体会物体近似不受力的状态，以及受力后运动状态改变的情况。最后通过具体情境的分析，在应用中加深理解。新课教学惯性与质量师：引入惯性。同学们提到了一个概念，惯性。这也是牛顿第一定律的精髓所在。为什么物体的运动不需要力来维持呢？牛顿归结为物体的一种固有属性，称为惯性。牛顿第一定律也被称为惯性定律。师：理解惯性。牛顿指出，原本静止的物体总想保持静止，原本运动的物体总想以相同的速度做运动。【生】列举生活实例。【师】点评、总结。牛顿指出，所有的物体都具有这样的一种性质，一切物体都有惯性。而且任何情况下，物体都具有这种性质，惯性是物体的固有属性。【师】一切物体，在任何状态下都具有这样的一种性质。具体有两种体现：不受力时，保持匀速直线运动状态或静止；受到力时，表现为运动状态改变的难易程度。师：引入吹球实验生：观察现象，得出结论。师：质量是惯性大小的唯一量度。对惯性概念的理解是把握牛顿第一定律的关键。通过教师阐述、学生举例、师生共析、实例感知，逐层加深对惯性的理解。课堂总结教师活动： 出示ppt总结板书学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来充分肯定学生的表达，适当加以补充。巩固练习强化对牛顿第一定律和惯性的认识。突出重点七、板书设计：4.1牛顿第一定律一、历史的回顾。 二、理想斜面实验。 ：实验+推理 三、牛顿第一定律