牛顿第一定律教学设计

1、牛顿第一定律【教材分析】本节内容选自人教版高中物理选修一第四章牛顿运动定律第一节。牛顿运动定律是联系力和运动（动力学）的桥梁，牛顿第一定律揭示了运动和力的关 系，是动力学理论的基础，是牛顿物理学的基石。教材针对“运动是否需要力来维持”这 一问题，利用简单实验批判亚里士多徳单纯从经验出发得出的错误结论，在此基础上引入 伽利略利用逻辑思维构造的理想实验，利用逻辑推广得出“没有摩擦力时，小球将沿水平 面一直做匀速直线运动”，说明“运动不需要力来维持”，然后介绍由牛顿总结的牛顿第一 运动定律，教师要补充深化该定律的物理意义：（1）提示了物体在不受外力（合外力为零） 时，物体的运动规律；（2）揭示了任何

2、物体都有（隐含）保持原来运动状态不变的性质一 一惯性（情性且屡教不改）；（3）提示（隐含）力是改变物体运动状态的原因；（4）揭示了 在任何惯性参考系（加速度等于零）中，观察物体运动状态的改变是等价的。在学习之后，学生不但应当能用这个规律解释力与运动的关系相关问题，而且还应该 认识到理想实验是比简单经验总结更合理的科学方法。通过本节的学习，学生把在第二章 学习到的运动学知识和第三章学习到的力学知识有机地结合起来，同时为后面牛顿第二定 律等知识的学习打下基础，起到承前启后的作用。其中科学家自身创造性思维品质和敢于 质疑、坚持真理的献身精神是对学生情感态度价值观教育的好素材。【学情分析】本节课的授课

3、对象是高一学生。高一年级大部分学生积极性、主动性较强，学习热情 高，有参与意识。这是在教学中发挥其主体作用的前提。在这之前学生已经学习了 “运动 和力”的基础知识，对定律又有着丰富的生活经验，故他们对定律的认识比较熟悉，大部 分学生都能接受定律本身知识，但是在具体应用和认知上会有片面现象，所以迫切需要深 入理解规律来弥补已有知识在处理相关问题时的缺陷，而且好奇心强是高中学生的心理特 征之一，可以通过生动直观的物理实验调动学生的学习兴趣以为全面提高接受能力。本节内容在初中阶段学生己经有了一定的认识，但对定律的理解还不深入。所以高中 阶段的学习，应该在学生已有知识的基础上，发现其理解上存在的问题、

4、深入对本定律的 理解，这样才有利于激发他们进一步学习的兴趣，进而培养他们对学习物理知识的兴趣。 并且这一时期的学生好奇善问，对于物理实验及媒体中所展示的各种现象具有浓厚的兴趣, 会产生探究其本质的愿望。【教学目标】根据本教材的结构和内容分析，结合高一学生的认知结构及心理特征，我制定了如下 教学目标，主要分为：知识与技能，过程与方法，情感态度与价值观。(1) 知识与技能知道物体的运动不需要力來维持，理解力和运动的关系；知道牛顿第一定律是逻辑的推理结果，不受力的物体是不存在的，理解牛顿第一定律；知 道质量是惯性大小的亮度，理解惯性的概念。(2) 过程与方法培养分析问题的能力，要能透过现象了解事物的

5、本质，不能不加研究、分析而只凭经 验，对物理问题决不能主观臆断。正确的认识力和运动的关系；通过对生活中惯性现象的解释，树立学生从生活走向物理，从物理走向社会的理念。(3) 情感态度与价值观通过物理学史的简介，对学生进得严密的科学态度教育，了解人类认识事物本质的曲 折；通过对伽利略对力和运动关系的研究，培养学生敢于坚持真理，培养学生科学探究精神； 利用生活中的例子来认识惯性与质量的关系，鼓励学生大胆发言，并学以致用。【教学重点】加俐略理想实验中的逻辑思维提炼，理解力和运动的关系；理解牛顿第一定律，认识 惯性与质量的关系。【教学难点】在得出牛顿第一定律之后，根据文字表述挖掘其隐含的物理意义（定律的

6、内含和外延） 是教学难点，突破这个难点可使学生在透彻理解物理定律时起到引导作用。纠正学生在生 活中形成的直觉认识错误，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；惯 性与质量的关系。【教学方法】设置情境法，直观演示法，活动探究发，分组讨论法，多媒体教学法等。为了达到教 学目标，讲清教材的重难点，本课堂主要通过设疑，思考，启发，引导，总结来激发鼓励 学生大胆猜想，积极思考，讨论交流，合作探究，学习到科学思维与实验验证这两种方法。 徳国教育家第斯多惠曾说，教育的艺术不在于传授，而在于唤醒、激励和鼓舞！因此在教 学过程中，要积极采用行之有效的教法与学法。【学法指导】由于本节课内容与日常生活联

7、系紧密，学生己经具有较为直观的认识，那么在整个教学过 程中学生怎样学就显得尤为重要。如何让学生从机械的回答转变为主动地提问，从学会转 变为回学。我主要采取的学法指导有：思考讨论法，分析归纳法，自主探究法，自主探究 法，总结反思法。通过以上方法的运用，让学生成为学习的真正主人。【教具】小车、小球、毛巾、玻璃板、斜槽、刻度尺、气垫导轨、鸡蛋、水杯（含有食盐 水）、木块【教学设计】情教师活动学生活动设计意图景块石头，用力才能移动力是维持物体运此情景源于学导它；马不拉车，车就不懂，是不动的原因。生的生活，又可入是有力才有运动，运动需要力来 维持吗？这个看似简单的问题， 曾经困扰了人们近两千年，并由 此

8、引发了科学史上一场意义深 远、影响影响广泛的思想革命， 改变了人们对世界的看法。激发学生的学 习兴趣，从而顺 利进入新课的 教学中。新一、理想实验的魅力1.桌子上铺毛巾，以物理学史为课让学生利用桌子上的器材，自主小车放在毛巾上，背景，开展实教设计实验，分别研究：推它就懂，不推就验，让学生自己学1.力推物动，力撤物停；停；探究，逐层分新2.力撤物不停。2.将毛巾换成玻析，科学探索。课学生操作结束后，教师可以让一璃板，或直接用桌培养学生分析教个学生说一下他的操作过程及面,，把小车推一观察能力、物理学看到的现象，由此可以得到结下，它运动一段时思维能力和科新论。间才停下来。学研究的态度。课结论：物体的

9、运动不需要力来维举例为了引出伽利教持。通过观察对比实略的理想实验学为了证明这个结论的正确性，再验，分析实验，总充分发挥学生新让学生举出一些其他的实例来结实验：接触面越的想象空间，发课说明。光滑，小球滚动的散思维教如：蹬一段时间自行车后停止蹬距离越远。记录数据并比学车，自行车还会滑行一段距离；讨论、交流，大胆较，感受伽利略在冰面上踢出去的冰块要运动猜想理论的正确性。一段距离后运动的物体若不让学生自己阅才停止运动；空中飞行的飞机制受力，物体将匀速读课本，寻找儿动后仍然还会向前滑翔；射出枪运动下去。位伟人之间的膛的子弹等等。阅读课本找出:三对话，了解物理既然物体的运动不需要力来维位伟人间的对话发展史

10、，同时引持，刚才的两个实验为什么会出学生回答问题：出牛顿第一定现两种现象呢？矛盾出在哪讨论、交流、回答律。里？下面用小球来做个对比实不受力时，物体保为了进一步加验。持匀速直线运动深对牛顿第一实验探究：状态或静止状态；定律的理解，培A.使斜槽下端与桌子上铺好的受力时，力迫使它养学生理解问毛巾吻合，让小球从斜槽上自由改变运动状态。题的能力。滚下，标出小球在毛巾上滚动的不能，因为不受力让学生带着疑距离；作用的物体是不问、好奇心学习B.使斜槽下端直接与桌面吻合，存在的。惯性。让小球从斜槽上同一位置自由鸡蛋由于要保持列举生活中与滚下，标出小球在桌面上滚动的原来的运动状态惯性相关的物距离；举例说明：汽车启

11、理现象并加以C.使斜槽下端与桌面上的玻璃动、刹车；人站在解释，将知识学吻合，让小球从斜槽上同一位置匀速行驶的车厢以致用，从而使自由滚下，标出小球在玻璃板上内竖直向上跳起，之真正地建构滚动的距离。仍落回原地；铁锹物理知识，达到结论：运动小球停下来的原因是扬沙。巩固提高的目受到摩擦力的作用。讨论交流：的:设疑：若接触面光滑到无摩擦，运动状态的变化加深理解小球会怎样运动？的难以程度与质培养其科学素在学生讨论交流的基础上，结合量有关？养，陪养其理论实验进一步总结。当堂回顾联系实际、科学结论：物体的运动不需要力来维动手实践探究的能力持。力撤物停的原因是因为摩擦 力。若无摩擦力，运动物体会一 直运动下去。

12、最早发现这一问题的科学家是 伽利略，他是怎样研究这个问题 的呢？用多媒体课件展示：伽利略的理想实验，要求分别演示以下效果：A. 对称斜面，无摩擦小球滚到等 咼；B. 减小另一侧斜面倾角，小球从 同一位置自由释放要滚到等高， 滚动趾离渐远；把另一侧斜面放平，小球要到等 高么，就会一直滚下去；C. 为了验证这个理论的正确性， 下面通过气垫导轨实验来验证一下：演示：利用气垫导轨消除摩擦， 让滑块在导轨上滑动，利用光电 门测出滑块在不同位置的速度。1. 伽利略的观点；2. 笛卡尔的补充和完善；3. 牛顿第一定律；对比三个人的观点，他们都是叙 述力和运动关系的，谁的更全 面。综上所述，牛顿第一定律更全

13、面、更完善。二、牛顿物理学的基石惯性定律1.牛顿第一定律：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外力迫 使它改变这种状态。设疑：既然牛顿第一定律更完 善，那么它从几个方面阐述了力 和运动的关系？总结：力不是维持物体运动状态 的原因，力是改变物体运动状态 的原因。设疑：牛顿第一定律能否用实验 验证？受力但合力为零可看做不受力。牛顿第一定律所描述的是一种 理想化状态，但它却正确揭示了 自然规律。三、惯性与质量创设情景设疑：一个玻璃杯内盛 半杯盐水，上面盖一块塑料板， 板上放一只鸡蛋，用小棒猛击塑 料板，塑料板离杯飞出，鸡蛋却 问问地落入杯中，你知道鸡蛋为 什么没有随塑料板

14、飞出吗？物体这种保持原来运动状态不 变的性质叫惯性。1. 惯性：物体保持原来匀速直 线运动状态或静止状态的性 质。载重货车启动时，由静止到高速 运动得需要很长一段时；百米冲 刺到终点后，体重大的运动员很 难停下来。2. 对惯性的理解：普遍性：一切物体；无关性：与受力、运动都无关， 只与质量有关；唯一性：质量是惯性大小的唯一 量度，且质量越大惯性越大；3. 惯性不是力4. 惯性与惯性定律：惯性没有 条件限制，而惯性定律是物 体不受外力作用时物体运动 所遵循的一条规律。总结：本节课所学内容布置作业：研究课题一一比较惯 性大小与质量的关系。【板书设计】4.1牛顿第一定律1、理想实验的魅力(1) 亚里

15、士多德的观点：(2) 伽利略的观点：(3) 笛卡尔的观点：2、牛顿物理的基石惯性定律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，这就是牛顿第一定律。(1) 物体具有保持原来匀速运动状态或静止状态的性质叫惯性，因此牛 顿第一定律又叫惯性定律。(2) 力与运动的关系：力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动 状态的原因。3、惯性与质量物体保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质就惯性。(1) 惯性是物体的固有属性，即一切物体在任何状态下都有惯性。(2) 质量是物体惯性大小的唯一量度。【教学流程图】根据新课标的要求，知识的跨度，学生的认知水平。我对教材内容有增有减。在布置作业这一环节的设置上，我打破习题练习的常规，考虑到牛顿第一定律、惯性内容的灵活 性，布