《1、牛顿第一定律》教学设计(陕西省县级优课)-物理教案

5.1牛顿第一定律（教学设计）一、设计思路物理学是一门以实验为基础、广泛联系生活的学科。若抛开实验、抛开生活实际谈物理，就不可能领略到物理美的真谛。因此，要让学生在体验中获得物理规律，在物理史实中领略思维的力量和美。1.本节课的设计特点：第一，注重物理规律的发现历程，学习科学家敢于置疑、勇于钻研、不懈努力的科研精神，让学生的情感态度与价值观得到提升；第二，学生亲历实验是本节课突出重点、攻克难点的不二法宝。2.本节课的设计环节：一课前：学生自主完成预习任务，自制理想斜面实验器。二课堂：采用以学生为主体的思想，首先让学生交流预习所得，创设情景导入新课；而后角色扮演，用实验探讨亚里士多德与伽俐略的不同观点，深刻体会伽利略理想实验及其重要的实验思想；而后引出牛顿第一定律，得出惯性概念，期间以学生自主思辨为主，穿插实验、案例分析和练习巩固，实现突出重点，攻克难点的目的；最后调动学生对本节课进行小结，交流所得，布置作业，安排下节课的预习任务；临了借助杨利伟的图片，对学生提出殷切希望，既激发学生的航天梦和爱国情，又与导课时的航天视频形成首尾呼应，使学生回味。二、教材分析牛顿第一、第二定律是动力学的核心，是联系力与运动的纽带。因此，在牛顿第一定律的教学中，尽可能采用贴近生活实际的案例，以此激发学生的学习兴趣。理解力和运动的关系是本节课的重点，通过实验和生活的例子进一步体会，力不是维持物体运动的原因，而是改变运动状态的原因。这对以后研究问题，受力分析都是非常重要的。此外，惯性与质量的关系是这节课的难点，需要通过举例反复体会。三、学情分析1.由于生活中阻力的影响，让“力是维持物体运动状态的原因”根深蒂固，使得人们经历了漫长的认知过程。同样学生要正确认识它，也要克服日常经验带来的误导，所以实验的验证是本节课的关键。让学生通过实验来观察、来思考、来认识。2.惯性的理解是本节课的难点所在。虽然学生在初中接触过，但理解不透，通常会被误认为“只有物体在改变原有的运动状态时才有惯性”。不理解一切物体任何时候都有惯性。在此问题上，应广泛采用类比、实验验证等多重手段，让学生仔细体会、慢慢理解并最终接受。四、新课标要求（一）知识与技能1.知道伽利略的理想实验及其主要推理过程和推论，知道理想实验是科学研究的重要方法。2.理解牛顿第一定律的内容及意义。3.理解惯性的概念，会正确地解释有关惯性的现象。（二）过程与方法1.体验伽利略理想实验的推理过程，培养学生分析问题的能力。2.观察生活中的惯性现象，了解力和运动的关系，通过实验加深对牛顿第一定律的理解。3.理解理想实验是科学研究的重要方法。（三）情感态度与价值观1.通过伽利略和亚里士多德对力与运动关系的不同认识，了解人类认识事物本质的曲折性。2.感悟科学是人类进步的不竭动力。五、教学重点1.理解力和运动的关系。2.理解牛顿第一定律，知道惯性与质量的关系。六、教学难点1.对理想实验的认识。2.对惯性现象的具体解释。七、教学方法1.对比实验、自主探索、合理推理。2.利用生活中的实例，理解惯性与质量的关系，贴近生活更易理解。八、课前准备1.自制理想斜面实验器、气垫导轨。2.布置给学生课前预习任务。九、教学过程（一）

检查课前预习任务1.核对课前预习的习题答案。2.学生交流预习所得。（二）创设情景，新课引入1.引导学生看两张来自生活的图片（多媒体投影）：

【设问】（1）警察叫司机系安全带，为什么？（由学生回答）（2）亚洲飞人柯受良驾车飞越黄河，他凭什么有这种胆识去飞越气势磅礴的黄河呢？（由学生回答）（3）力和运动之间存在什么关系呢？如果不受力物体会停止运动吗？（先抛出此问题，由学生思考,不予解答。进而启发学生思考：地球上的物体都要受到重力的作用，不存在“不受力”的情况，最终引出太空微重力下的视频）2.引导学生观看太空杂耍视频。（三）理想实验的魅力【设问】我们上一次接触亚里士多德和伽利略是在什么时候，什么问题上？通过预习，大家知道我们今天又一次要接触到他俩，这次又是关于什么问题呢？（由学生思考后回答）【教师活动】接下来，我们来个角色扮演。两名同学，一个扮演亚里士多德，另一个扮演伽利略。请分别给出自己对“力与运动关系”的理解，并尝试用现有的器材给大家演示实验，用以证明自己的观点。接下来，掌声有请亚里士多德的扮演者甲同学！【学生活动】1.甲同学（饰演亚里士多德）先介绍亚里士多德，再提出观点，然后演示实验。亚里士多德的观点：力是维持物体运动的原因。【实验演示】在讲桌上放一小车，处于静止状态。人推车走，不推车停。（说明：力是维持物体运动的原因）【教师活动】（教师追问）请大家再找找，生活中还有哪些类似的现象呢？（甲同学选同学来回答此问题，并加以点评）在两千多年后，伽利略对此观点提出了质疑。接下来，掌声有请伽利略的扮演者乙同学！先介绍伽利略，再提出观点，然后演示实验。2.乙同学（饰演伽利略）伽利略的观点：物体的运动不需要力来维持。【实验演示】在讲桌上放一气垫导轨，通电后让滑块运动起来，若不阻止，滑块会一直运动下去。（说明：物体的运动不需要力来维持）【教师活动】同学们，他俩的观点，你更认同谁呢？请说出你的理由！（学生的认识可能比较浅显，理由不是很充分，可以让他们辩论加深理解）(爱因斯坦曾把一代一代科学家探索自然奥秘的努力，比作福尔摩斯侦探小说中破案过程，有时候明显可见的线索却把人们引向错误的判断。也就是说，光凭经验来做判断常常是靠不住的，在探索运动原因的“侦探小说”里，亚里士多德正是由于凭借生活中明显的线索引出了错误判断）【设问】那么乙同学，当时的伽利略并没有气垫导轨，他当时是怎样想到有效的“侦察”方法去推翻这维持两千年的“错案”？【学生活动】介绍伽俐略创造的“侦察”方法：理想斜面这个想法是如何产生的呢？伽俐略注意到，当一个小球沿斜面下滚时速度会增加，小球沿斜面上滚时时速度会减小，他由此猜想，当小球沿水平面滚动时，它的速度应该不增不减，实际上他发现，球越来越慢，最后停下来，伽俐略认为,这是由于摩擦阻力的缘故。他推理，若没有摩擦力，球将永远滚下去，为了说明他的思想，他设计理想斜面实验。【实验演示】理想斜面实验整个过程（课前给学生甲安排找寻伽利略斜面，原则要求：简单易行、贴近生活、实验效果显著。提示：翻盖垃圾桶的桶盖就是一个圆弧轨道）（理解伽俐略的斜面思想，体会伽利略的科研方法与精神）【教师活动】用flash动画再次演示理想斜面实验。（教师给予提升：通过对理想斜面实验的演示，说明物理研究中抓住主要因素，忽略次要因素的必要性，同时也展示了物理研究思想的美妙和逻辑的力量）【设问】为什么称之为“理想实验”？“理想实验”是凭空想出来的吗？请尝试分析伽利略的成功秘诀，并归纳他的科学研究方法。（由学生思考后回答）【课堂练习】投影课件【例1】（学生参与，自主完成，教师点评）【教师活动】没有坚强的意志和信念，没有足够的事实和理论依据去支持你，许多人可能会放弃，但伽俐略没有放弃。（让学生意识到：一个规律的发现并不是一帆风顺的，不是一开始的认识就是对的，而是需要人类不断探索才能形成的，并明白科学研究过程的艰难和科学家为此所付出的努力和心血）至此，我们已经对力和物体运动之间的关系有了一个正确的认识。【课件展示】与伽俐略同时代的法国科学家笛卡儿，补充和完善了伽俐略观点，他认为：如果没有其他原因，运动的物体将继续以同一速度沿着一条直线运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向。牛顿在此基础上再次总结，给出牛顿第一定律。（四）牛顿第一定律【课件展示】牛顿第一定律的内容。【教师活动】既然牛顿第一定律是最完善的，那么它从几个方面阐述了力和运动的关系？【学生活动】两个方面：不受力时，物体保持匀速直线运动状态或静止状态；受力时，力迫使它改变运动状态。【教师活动】课件展示，推出：力是产生加速度的原因。【设问】牛顿第一定律可不可以用实验来验证？什么时候可以看作不受力并举例说明。【学生活动】学生回答不能。因为不受力作用的物体是不存在的。受力但合力为零时。比如：冰面上的滑动的冰块，冰壶。(体育委员介绍：冰壶比赛项目，说明比赛规则及注意事项)【教师活动】在现实中，可以用合力为零来代替不受外力的作用。【课堂练习】投影课件【例2】、【变式训练1】（学生自主完成，教师点评）（五）惯性与质量【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。那什么是惯性？惯性有什么样的特点呢？【学生活动】学生回答：惯性是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：一切物体都具有惯性；惯性只与质量有关。【教师活动】【设问】1.一个足球和一个铅球以相同速度飞来，假如你必须用头去顶其中一个，那么你会顶哪一个？为什么？2.足球离开脚之后，还受脚的作用吗？那么为什么足球可以继续飞？3.滑倒和绊倒时，倒地姿势一样吗？请解释其原因。4.生活中有关惯性的例子有哪些？它们分别有利还是有害？（学生认知思考，回答问题，并相互交流。超链接两个动态图和一个视频）【教师活动】请思考并归纳惯性与质量、惯性与力、惯性与速度、惯性与惯性定律的关系，填入表格。（学生讨论、协作完成，教师点评）【课堂练习】投影课件【例3】、【变式训练2】（学生自主完成，教师点评）【学生活动】高考真题鉴赏（学生独立完成，教师点评，体会高考命题的方向）（六）课堂小结与点评【教师活动】让学生概括总结本节的知识点，并谈出自己的体会。（点名学生完成）【课件展示】我国伟大的航天员杨利伟向大家招手：“祝同学们学好物理，早日实现太空揽月！”（既培养了学生情感态度与价值观，又与导课形成首尾呼应）十、知识结构十一、板