《牛顿第一定律》课堂教学设计

1、牛顿第一定律课堂教学设计课堂教学设计章节名称讯1牛顿第一定律学科物理授课班级授课时数1设计者所属学校本节（课）教学内容分析本节是在全章导入的基础上进行新课教学的。牛顿第一定律是牛顿定律的基石，正是因为它破除了长达近两千年的亚里士多德的错误，改变了人类 的自然观和世界观，才导致牛顿第二定律得出。与此同时，它本身还包含 着力、惯性、和参考系这些极富成果的科学概念，成为物理学理论的支柱 和基石。本节课从力和运动状态改变之间的关系引入课题，通过随堂实验 并结合学生已学过的伽利略理想实验，由此分析出力不是维持物体速度的 原因，而是改变物体速度的原因。按着人类对知识的认识顺序，从亚里士 多德的观点一一伽利

2、略的研究一一笛卡尔的补充，然后引入了牛顿第一定 律，并在此基础上引入了惯性概念，同时讨论了决定惯性大小的因素。这 节课是初、高中知识相衔接的一节课程，学生已经了解了牛顿第一定律的 基本内容，所以在教学设计上应以教材中有关 力是运动的原因还是改变运 动的原因”这一问题认识的发展历史为线索，以科学思想、科学方法教育与 思维能力培养为主要目标。教学的侧重点应放在理解人类认识运动和力的关系研究、思考、推理过程，学习科学研究中常用的理想实验方法。在牛顿第一定律内容的学习上，注重知识的理解及与生活实际的联系。为发 挥学生学习的自主性，思维的积极性，本课采取学生自主探究模式组织教 学。依据标准课程标准：了解

3、亚里士多德关于力与运动的主要观点和研究方法。了解伽利略的实验研究工作，认识伽利略有关实验的科学思想方 法教育技术标准：通过史实，初步了解近代实验科学产生的背景，认识实验 对物理学发展的推动作用学情分析本节课所述内容在初中课本上已涉及到，初中课本中用到的标题是惯性定 律，所以学生已有一定的基础，关键是如何让学生加深对牛顿第一定律的 理解。对力和运动的关系，从日常经验出发，人们往往会产生错误的认识, 所以使学生建立起运动改变的原因在于物体间的相互作用力的观点，不是 轻而易举的事情。在对惯性的学习中，这仍是学生难于理解的问题。许多 学生把物体具有保持匀速直线运动和静止状态的性质与物体在这种状态下 的

4、特点混为一谈。本节（课）教学目标知识和技能：理解牛顿第一定律的内容和意义，了解伽利略理想实验的推 理过程.知道什么是惯性，会正确解释有关惯性的现象。过程和方法：通过斜面小车实验，培养学生的观察能力。通过实验分析，初步培养学生科学的思维方法情感态度和价值观：通过科学史的简介，对学生进行严谨的科学态度教育.通过伽利略的理想实验，给学生以科学方法论的教育.知识点学习目标描述知识点八、编号学习目标具体描述语句4.1-1理解理解力和运动的关系，知道物体的运动不需要力来维持.4.1-2掌握能清楚地描述伽利略关于力与运动的思想观念4.1-3掌握能准确表述牛顿第一定律（惯性定律）及理解其内在涵义4.1-4掌握

5、理解惯性的概念，知道物体的质量是其惯性大小的量度教学重点和难点项目内容解决措施教学重点通过对伽利略理想实验 的分析得出牛顿第一定 律。主要通过动手实验和教师分析引导学生学习1动误教学难点2过.明确 力是维持物体运 力的原因”的观点是错 吴的。!.利略理想实验的推理寸程通过实验演示，多媒体课件，视屏，动手实验让学生逐步理解伽利略的推理过程及其观点教学媒体（资源）选择知识点编号学习目标媒体类型媒体内容要占八、教学作用使用方式所得结论占用时间媒体来源4.1-1理解课件历史的回顾B,DA力是维持物体运动的原因是错误的分5 5钟自制4.1-2掌握课件，模型，演示理想伽利略实验DB物体运动不需要力来维持1

6、5分钟网上下载4.1-3掌握课件，视频牛顿第一定律D,JF是实验定律，有 两个方面的深层涵义10分钟自制4.1-4掌握课件，图片，惯性与质量G,K D物体的惯性大小只与质量有关10分钟网上下载1媒体在教学中的作用分为：A.提供事实，建立经验；B.创设情境，引发 动机；C.举例验证，建立概念；D.提供示范，正确操作；E.呈现过程，形 成表象；F.演绎原理，启发思维；G.设难置疑，引起思辨；H.展示事例， 开阔视野；I.欣赏审美，陶冶情操；J.归纳总结，复习巩固；K.自定义。2媒体的使用方式包括：A.设疑一播放一讲解；B.设疑一播放一讨论；C.讲解一播放一概括；D.讲解一播放一举例；E.播放一提问

7、一讲解；F.播放 讨论一总结；G.边播放、边讲解；H.边播放、边议论；I学习者自己操 作媒体进行学习；J.自定义。板书设计4.1牛顿第一定律一、历史的回顾1.亚里士多德的观点2.伽利略的观点3.笛卡儿的观点二、牛顿物理学的基石 惯性定律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.说明：(1)物体在不受力时，总保持匀速直线运动状态或静止状态(2)物体运动状态的改变需要外力3.惯性:物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质，这种性质叫做惯性三、惯性与质量1、 定义：一切物体都具有保持原来静止状态或匀速直线运动状态不变的性 质，叫惯性。2

8、、 惯性是一切物体所固有的一种属性，一切物体在任何情况下都具有惯性3、 惯性只与质量有关，质量大的物体惯性大。四、课堂练习五、小节关于教学策略选择的阐述（1）牛顿第一定律：第一阶段：采用“矛盾冲突法”，尽力展示 生活体验、亚里士多德观点与伽利略思想实验矛盾冲突，激发学生探究欲 望。第二阶段：实验探究。这一阶段要肯花时间，教师仅起一个指导者的 作用，尽量让学生自己分析、交流、推论并表述出牛顿第一定律内容。第 三阶段：主要以教师讲述的形式，指明牛顿第一定律的重要性、理想性， 并通过对定律内容的理解指导，帮助学生认识力的作用在运动中只是“可 以改变物体的运动状态”。（2）惯性：除了课本上实验，还安排

9、学生做一做运动物体由于惯 性而表现出来的现象，以突出惯性“维持其原有运动状态”的实质。“安 全带的作用”由教师利用多媒体系统或制仿真动态投影片予以展示。劳动中利用惯性的例子，如高空滑雪，对惯性的利害了解，以及认识到惯性是 物体的固有属性，只与物体的质量有关，与物体的运动状态无关。教学中 采用实例法。教具和学具教具：计算机多媒体教学系统、CAI课件、有关网站下载图片资 料等。学具：生和熟的鸡蛋，斜面、木板、透明胶布、棉布、毛巾、玻璃 板、小车、刻度尺、盛有大半杯水的烧怀等。课堂教学过程结构设计教学环节教师的活动学生的活动设计意图（展示生活实例，创问题是教学活动设情境，提出问题）的中心，教育的创1

10、.教师用生熟两个鸡真正目的是让人设蛋在光滑桌面上转不断提出问题”。情动，并迅速按住鸡蛋学生观察，动手实验并思考两建构主义教学论境再放开，要求学生观种鸡蛋产生现象的原因。认为复杂的学习察现象并得出结果。领域应针对学习引2.要求学生利用桌上者先前的经验和入的木块感受：轻推木学生动手实验：用力推木块，兴趣，只有这样，新块，木块就运动，撤木块才运动，撤去力，木块就才能激发学习者课去推力，木块就停止会停止运动思考原因。的积极性，学习运动；才可能是主动的。本节课先从教师提问：物体的运动是不是一定需要力？（预测学生可能的回答：）1.同意。生活中的很多例子都说明没有力就没有运动；2.不同意。学生的生活和身 边

11、事例的实际情 景出发，让学生 通过实验观察发 现物理现象，从 生活体验和现象 中得出自己的观 点，并提出问题：到底谁的观点更 准确。从而引出 本节课所要解决 的问题：力和运 动的关系。培养 学生从实验观察 中发现问题、提 出问题的能力， 并能对问题进行 表达的能力。新课教学一、 历史的回顾 介绍亚里士多德对力 与运动的观点（制定计划与设计实学生设计方案、选择器材、动手做实验方案一：（1）轻推木块，木块就运动，学生代表上台来验）撤去推力，木块就停止运动说明自己的设计让学生利用桌子上的（2）用力猛推木块，撤去推思想，其他组成器材，自主设计实验力后，木块向前滑行段距离员倾听后，对该方案，分别研究，验

12、后停下来；组同学的观点进证自己的观点。考虑（3）在木块下面垫上行评价，并提出从两方面入手：、几根铅笔（或者玻璃棒），用自己的疑问，台力推物动，力撤物停。力推木块，当推力撤去后，木上的同学进行解、力撤物不停。块向前滑行 段距离后停下释和辩护。有新来，而且比（2）中的滑得更鲜观点的同学在远；交流互动中可上播放冰壶视频方案二：台发表自己的观（进行实验与收集证、轨道上铺毛巾，小车放在点。目的是由一据）毛巾上，推它就动，不推就停。家观点出发，引、撤去毛巾，让小车在轨道发各家思考，集上，推下小车，小车运动思广益，丰富和段才停下来。完善实验方案。、用小球代替小车，让它从让学生体会合作同一高度滑下斜面，分别在

13、毛和交流的重要巾、木板，玻璃三个水平接触性，在设计方案面上运动活动中激发学生的创新意识。老教师巡视并进行指导师给予激励性的（先做完的组可先讨论你的实验结果，也 可参观其他组 请小组代表展示自己 的实验记录，并说明 根据自己的实验结果 你能得到什么结论？ 多媒体展示实验结果 激发矛盾：两个实验，两种现象引导学生：抓住矛盾，进行对比分析，纠正 部分学生的错误认 识。同时指出学生原 有错误认识也是古希 腊哲学家亚里士多德 的观点：有力才有运 动，力是维持运动的 原因。（分析与论证）评价并补充必须注意的知识点。引导学生进行实验对抓住矛盾、对比前后实验，明 白摩擦力是关键，纠正错误认 识：物体的运动一定

14、需要力。结合方案一、 二中的第（2）步和 第步，对比发现，摩擦越小， 滚动距离越远。学生思考并发言。结论：小球运动停下来的原因 是摩擦力。如果接触面非常光 滑小球会永不停止。比通过对比实验可以得出结论：木块或小车运动停下来的原因是摩擦力。在此基础上进行逻辑推理，问：如果接触 面非常光滑，摩擦很 小，那运动的小球将 会怎样？鼓励学生动手、实验、收集、记 录数据，鼓励学 生间的交流和相 互配合合作。让 学生在实验中培 养了观察能力和 动手能力以及合 作精神，初步养 成学习中科学求 实的态度。组织学生用气垫导轨学生观察并思考演示实验证明给出的结论是正确的演示：气垫导轨上滑块做近似匀速运动实验再问：当

15、完全没有摩 学生思考得出结论：将一直运 擦时，小球将作什么动下去。运动？在学生回答的基础上，结合实验进一步总结：初步尝试从实验 数据入手进行分 析、归纳、推理, 得出实验结论的 思维方法。物体的运动是不需要理解伽里略的实验及推论过力来维持的。（驳斥亚里士多德的观点）过渡：最早发现这一程，感受其科学研究方法问题的科学家是伽利观察并讨论交流略。从某一高度沿斜面滚落的球伽利略是怎么研究这为什么可以沿对接的另一斜个问题的呢？介绍伽里略的思路：客观事实：小球从一面滚上同样的高度？个斜面的高处滚理感受伽俐略的理想实验及下，会滚 其重要的实验思想，体会科学上另一个对接的斜思维方法及推理方法面，摩擦力越小，越

16、 接近原来的高度 假想：摩擦力大小为 零，观察小球在 另一个斜面的运动情况 推理：小球将会达到 同一高度对接解理想实验推论的前提斜面倾角越小，运动 距离越远对接斜面倾角为零，小球 永远运动多媒体演示并介绍伽感受牛顿第一定利略的理想斜面实验律的得出是站在(动态演示右边的二两位巨人”的肩种效果)(1)对称斜面，没有摩擦小上，感知它发现演示兀后，弓丨导学生 球滚到等咼。这规律的曲折思考该实验的前提条(2)减小另一侧斜面倾角，性。件是什么？(分小球从冋一位置释放要滚到从认识论的角度析头验过程，得出小等咼，滚动距离就会越远。看，由一次实验球能上升上原咼度是(3)把另一侧斜面放平，小得出的规律不一本实验的

17、前提)，球要到等咼，就会一直滚下去定普遍成立。因问：为什么小球能上为由不完全归纳升上原咼度？.得出的结论具有或然性，如果它分析伽利略理想实能比较合理地解验：它是一个理想化释其他相关的实的过程，但并不是凭验现象，也就间空想象的出来的，而接证明了这一结在实验基础上，经过 抽象思维过程中所创 造出的一种科学推 理，理想化实验是物 理学中重要的研究方 法.对学生进行科学 方法的教育。根据这一现象伽利略 得出了什么样的结 论？总结伽利略的观点： 运动的物体，如果受 到的阻力为零，它的 速度将不会减慢，将 以恒定不变的速度永 远运动下去。”即作匀 速运动回到开头的演示实验 以及小球在斜面上下 滑的实验提问

18、：两个过程中是总结伽利略的观点：运动的物 体，如果受到的阻力为零，它 的速度将不会减慢，将以恒定 不变的速度永远运动下 去。”即做匀速运动。论的正确性。所 以，物理规律需 要回归到课前的 实验和现实生 活，这体现了从 生活走向物理，从物理回到生 活、走向社会” 的新课程理念。运用物理规律解 释一些常见的物 理现象。培养学 生运用物理知识 解决实际问题的 能力。否都有力存在？在这 两个过程中力的作用 是维持原来的运动状 态还是改变运动状 态？分析对比亚里士多德 的观点和伽利略的观 点，让学生认识到： 亚里士多德的观点的 错误就在于没有考虑 到摩擦力的影响。讲解：贬低亚里士多 德的做法是不妥当 的

19、，应当考虑当时的 历史背景：亚里士多 德时期并没有关于摩 擦力、阻力的认识学生思考并回答问题归纳总结：物体的运动是不需要力来维持的。力的作用是改变运动状态学会科学地客观地评价科学家介绍笛卡儿对伽利略观点的补充：如果运动物体不受任何力的作用不仅速度大小不变，而且运动对比笛卡儿与伽利略观点清 楚笛卡儿对伽利略观点的补 充。学生代表发言并总结。方向也不变，将沿原 来的方向匀速运动下 去二、牛顿物理学的基石-惯性定律牛顿的成果：补充与 概括静止的物体在没有受 到外力作用时，将保 持静止状态（牛顿补 充：）（引导学生概括）我们现在已经有了伽学生概括：一切物体在没有受利略的研究成果，又到外力作用时，将保持

20、原来的有了迪卡儿和牛顿的运动状态。补充,把两者进行下概括：一切物体在没有受到外力作用得出牛顿第一定律内容时，将保持原来的运动状态。学生自己讨论交流，得出牛顿第一定律内分析牛顿第一定律含义，得容：一切物体总保持出：匀速直线运动状态或牛顿第一定律说明了物体静止状态，直到有外不受外力（或所受外力合力为力迫使它改变这种状零）时的运动状态是匀速直线态为止。”运动或静止（所以说力不是维从几个方面引导学生持物体运动的原因）；分析牛顿第一定律含受外力作用时，力迫使它改义：变运动状态。力是改变运动状物体不受外力态的原因时会有怎样的运动，一切物体都有保持匀速直受外力作用时又会怎线运动或静止的特性（即一切样？物体都

21、有惯性）。运动与力的关系三、惯性先举例日常生活中的惯性现象（如汽车起动时，乘客会向后倒，而刹车时，则向前倾）并提出为什么出现这种现象？（教师演示实验）将一个放在薄板上的鸡蛋放在盛有水的烧杯上，快速击打薄板。根据实验现象提出为什么出现这种现象？教师活动：在初中学习中我们已经知道牛顿定律又叫惯性定律,观看影片后回答问题：什么叫惯性？惯性有什么样的特点呢？引导学生回顾牛顿第一定律，提出惯性的概念，从牛顿第一定律可以知道，一切物体都有保持静止状态或匀速直线运动状态的性质。 我们把物体保持运动状态不变的性质叫做惯性。学生活动： 惯性： 一切物体都有保持匀速直线运动状态或静止 状态的性质。特点：一切物体都

22、具有惯性；惯性是物体的固有属性，不论物体处于什么状态，都具有惯性。教师活动：一切物体都具有保持匀速直线运动状态或静止状态 的性质，当力使它改变这种状态时，它就会有抵抗运动状态改变的 的本领”这个本领与什么有关呢？比如货车启动时，由静止到运 动得需要一段时间，是空车好启动还是满载时？你还能举出什么例 子来？学生活动：学生思考举例：比如骑自行车，单人时和带人时的 感觉相比。从实例可看出，运动状态变化的难易程度与质量有关。 特点：物体的惯性的大小只与物体的质量有关，质量越大，惯性 越大，质量越小，惯性越小。（播放视频资料）教师以提问的方式组织交流，让学生列举一些生活中由于惯性而 表现出来的现象。并引

23、导如何解释，归纳解释的思路。（播放视频 资料）师： 惯性既有有用的一面， 也会带来危害，（带领学生观察课本图6-10和图6-11）生活中，我们要通过学习惯性，兴利除弊。物体时，使得脚突然向前滑动，而人上身由于惯性还要以原来 的慢速向前运动，造成人体重心后移，人想后摔倒。4.1-2掌握2关于伽利略理想实验，卜列说法止确的是（B）A.完全是理想的，没有事实为基础的B.是以可靠事实为基础的，经科学抽象，深刻反映自然规律的C.没有事实为基础，只是理想推理D.以上说法都不对点评：伽利略理想斜面实验是以可靠事实为基础的，经科学抽象，深刻反映自然规律的。4.1-3掌握3.,下列说法正确的是（ABD ）A.牛

24、顿第一定律反映了物体不受力作用时的运动规律B.不受外力作用时，物体运动状态保持不变是由于物体具有 惯性C.在水平地面上滑动的木块最终要停下来，是由于没有外力 维持木块运动D.物体运动状态发生变化时，物体必定受到外力的作用点评：牛顿第一疋律描述的是一种理想的情况物体不受任何力作用，物体将保持静止状态或匀速直线运动状态。 惯性是 物体固有的属性，木块最终停下来是由于受到各种摩擦阻力的 作用。特别提示：通过牛顿第一定律的学习纠正以下错误认识：（1）认为运动的物体一定受到力的作用。(2) 认为物体向哪个方向运动，就受向哪个方向的力。(3) 物体受力越大，速度越大。4.1-4掌握4.下列关于惯性的说法中

25、，正确的是(D)A.物体只有在静止时才具有惯性B.物体运动速度越大，其惯性也越大C.太空中的物体没有惯性D.不论物体运动与否，受力与否，物体都具有惯性特别提示：(1)惯性是物体的固有属性，物体时时刻刻都有 惯性，惯性大小只有物体本身物体本身性质决定，惯性的有无及大小与物体种类、是否受力、受力大小、是否运动、如何运 动、速度大小及所处位置均无关。形成性评价本节课成功的关键所在是真正让学生成为学习的主人，即让学生进行探究 式学习，变被动接受为主动研究。本节课的困惑：一是将课堂还给学生后，让学生探究学习需要很多时间， 而课堂时间是有限的；二是当预设的教学情境与学生生活、经验、兴趣一 致时，学生的思维被激活，课堂充满活力，问题的生成与解决都需要时间， 这必然与有限的课堂时间和教学内容发生矛盾。学生对于牛顿第一定律是 实验定律理解的还不太准确，对于物体的惯性与物体的运动状态，