《4-1牛顿第一定律》教学设计

课题4.1牛顿第一定律课型新授课课时1课时教学目标物理观念：1.了解牛顿第一定律的发现过程；2.能准确表述牛顿第一定律的内容，并理解其所揭示的力和运动的关系；3.了解伽利略关于运动和力的关系，了解他的理想斜面实验和相应的推理过程；4.能通过实例说明质量是物体惯性大小的量度。科学思维：了解伽利略理想实验和相应的推理过程，领会实验加推理的科学研究方法，培养学生科学推理和想象的能力。科学探究：通过了解牛顿第一定律的发现过程，体会人类认识事物本质的曲折过程。科学态度与责任：通过了解牛顿第一定律发现的曲折过程，培养学生严谨的科学态度。学习重难点深刻体会牛顿第一定律的内涵及其发现过程背后的思想方法学情分析牛顿第一定律揭示了运动和力的关系，通过本节内容的学习，应该帮助学生在原有认知的基础上形成更为深刻的认识。从力和惯性作为科学概念的提出过程体会物理观念的形成过程，从对规律发现过程的学习体会理想实验加逻辑推理的科学思维方法。教科书在本节的开始设置了引导学生思考的问题，然后依据牛顿第一定律的发现过程先后介绍了亚里士多德和伽利略在研究运动和力的关系问题上的观点，显示出研究方法在科学研究中的重要地位。在“理想实验的魅力”中，介绍了伽利略的理想实验，表达了理想实验和逻辑推理是物理学研究的基本方法。在上述内容的基础上，教科书呈现了牛顿在伽利略和笛卡尔工作基础上提出的牛顿第一定律。在“惯性与质量”中，通过设置“思考与讨论”栏目、分析实例等方式让学生进一步理解惯性的概念及其量度，加深学生对质量这个物理概念的认识。在“拓展学习”栏目中介绍了惯性参考系，为需要进一步学习物理的学生拓展了视野。核心知识1.理解牛顿第一定律。2.能用牛顿第一定律解释生产生活中的有关现象、解决有关问题。教学内容及教师活动设计（含情景设计、问题设计、学生活动设计等内容）教师个人复备第1课时共点力的平衡条件【新课引入】在物理学中，只研究物体怎样运动而不涉及运动与力的关系的理论称作运动学；研究运动与力的关系的理论称作动力学。思考：之前学习了怎样描述物体的运动，但是物体为什么会做这种或者那种运动呢，就要研究运动与力的关系。力是维持物体运动的原因还是力是改变物理运动的原因（举例，在地上滚动的足球最终会停下来，向上抛的苹果会掉下来）学生讨论：人去踢足球才让它运动的，不去踢它它就不动了，运动的足球最终也会停下来。教师总结，纠正学生错误回答，引出历史上著名的对论。以前亚里士多德得出结论：必须有力作用在物体上，物体才能运动，没有力的作用，物体就要静止在一个地方。直到伽利略才改变这一思想。当球沿斜面向下滚动，它的速度增大，而向上滚动时，速度减小。他由此猜想：当球沿水平滚动时，它的速度应该不增不减。实际观察结果是：沿水平面滚动的球越来越慢，最后停下来。思考：球停下来的原因是什么？【新课讲授】1、阻力对物体的影响实验材料：斜度一样的三角形斜面，三辆一模一样的小车，同样长度的毛巾、棉布和玻璃。（1）实验设计思想当小车以不同的初速度在相同的平面上运动时，运动路程长短不同，为了比较小车在不同的平面上受到阻力后运动路程的长短，必要控制小车的初速度，让小车在不同的平面上开始运动的初速度相同。探究小车在阻力越大时运动路程是越长，还是阻力越小时运动路程越长呢？（2）设计实验让小车从同一斜面同一高度处滑下以获得到达斜面底端相同的速度，接着让小车以这样相同的速度在毛巾、木板、玻璃粗糙程度不同的平面上运动，并比较小车在不同的平面上运动路程的长短提问：做这个实验注意什么问题？答：保持斜面倾斜度不变，每次小车都从同一斜面同一位置处滑下。（控制变量法）（3）进行实验分别将斜面底端与另一长板、毛巾、玻璃板相接作为平面。在三个斜面相同的适当高度处做记号，让小车从这一记号处滑下，并记下小车在三种情况下停下的位置。（4）实验结果小车在毛巾表面上受到阻力最大，运动距离最短；小车在木板表面受到的阻力较大，运动的距离较长；小车在玻璃表面上受到的阻力最小，运动距离最长。（5）实验分析从上面实验可看出，阻力改变了小车的运动状态，小车受到的阻力越小，它的速度减小得越慢，运动时间越长，运动路程也越长，用图像表示小车在不同粗糙程度表面上运动速度与时间的关系推理：当继续换用比玻璃更光滑的平面，即阻力最小能小到什么程度？所得到的图像倾斜度越来越小，当平面成为光滑平面时，图像将与横坐标平行，得到匀速运动的图像。运动小车不受任何阻力时，小车就跑在光滑平面上持续作匀速直线运动。可见小车的运动不需要力的维持。等效于运动的物体受平衡力的作用，据二力平衡知识可知物体将保持匀速直线运动或者静止状态。2、牛顿第一定律一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。介绍伽利略、笛卡儿的运动思想，因为不能消除一切阻力，也不能把水平木板做得无限长，所以伽利略的实验是个“理想实验”。笛卡儿进一步补充：除非物体受到力的作用，物体将永远保持在直线上运动。物体不受阻力作用时，运动快慢不变做匀速运动。物体的运动不需要力来维持，力只是使物体的运动状态发生改变的原因。对牛顿第一定律的说明：此定律适用于一切物体（1）条件：物体没有受到力的作用或在某一方向上不受力的作用，还可以推广到物体受平衡力的作用，或在某一方向上受到平衡力的作用。（2）结论：原来静止的物体将保持静止状态，原来运动的物体将保持匀速直线运动状态，或在不受力的方向上将保持原来的相对静止状态或匀速直线运动状态，受平衡力或在某一方向上受平衡力作用亦如此。3、惯性与质量从牛顿第一定律我们得知，物体都要保持它们原来的匀速运动或者静止的状态，或者说，它们都具有抵抗运动状态变化的“本领”。这种“本领”就是惯性。思考（1）惯性无处不在，举例说明.答：跳远时会助跑，拍衣服上的灰，踢出去的足球惯性：物体保持原有静止或匀速直线运动状态的性质。所以的物体都具有惯性，但是惯性不是力，也不能把惯性和力做大小的比较。思考（2）这种“本领”的大小是不一样的。物体抵抗运动状态变化的“本领”，与哪些因素有关？（用力吹悬挂着的乒乓球和钢球。）答：观察和实验表明，质量大的物体惯性大，质量是惯性大小的唯一量度。结论：描述物体惯性的物理量是它们的质量质量只有大小、没有方向，它是标量。三、巩固提升1、为什么乘坐在小型汽车的前面需要系安全带？2、一本重为30N的书静止在桌面上，如果书所有受到的力突然全部消失，书处于什么状态？3、一个同学说，向上抛出的物体，在空中向上运动时，肯定受到了向上的作用力，否则它不可能向上运动。这个结论错在什么地方？4、如图所示，一只盛水的容器固定在一个小车上，在容器中分别悬挂和拴着一只铁球和一只乒乓球，容器中的水和铁球、乒乓球都处于静止状态，当容器随小车突然向右运动时，两球的运动状况是(以小车为参考系)()A.铁球向左，乒乓球向右B.铁球向右，乒乓球向左C.铁球和乒兵球都向左D.铁球和乒乓球都向右板书设计1、力与运动的关系力不是维持物体运动状态的原因而是改变物体状态的原因2、牛顿第一定律一切物体总是