4.1牛顿第一定律教学设计-高一上学期物理人教版

牛顿第一定律一、教学目标1.物理观念（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重要方法（2）理解牛顿第一定律的内容及意义；理解力和运动的关系，知道物体的运动不需要力来维持。2.科学思维学会观察和分析生活中有关物理知识的实例与实验现象，具有初步的观察能力、分析概括能力。3.科学探究通过实践和探究，让学生感觉科学就在身边。培养学生对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理的精神，树立正确的世界观和唯物主义观。4.科学态度与责任培养学生观察思考，勇于发现乐于探究的学习习惯，以及应用物理知识解决实际问题的能力。二、教学重难点教学重点：对牛顿第一定律和惯性的正确理解。教学难点：惯性和质量的关系。三、教学分析关键本节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，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。四、教学过程活动1【导入】第一部分：创设情境，引入课题小游戏：教师：“大家看每一组都有一个钩码，上下系着一样的细线。现在下端缓慢增加力，哪根线先断？在下端突然增加力，哪根线先断？大家先不动手，我们先来猜一下”学生：“上面先断”教师：“现在各组动手操作，看看我们的猜想是否正确？”学生动手实验。教师：“结果为什么会这样，怎样解释这个现象。其实，在我们的游戏中还涉及到一个古老的话题──力和运动。活动2【讲授】第二部分：回顾历史，探究定律1.追溯历史议规律——力与运动关系教师：“运动和力之间有什么关系呢？最早提出这个问题并答案的是古希腊学者亚里士多德。他是如何认为的？”学生：“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。”教师：“他说的确实很有道理，看粉笔盒推它才能运动，不推就静止。但是大家思考一下我们生活中有没有反例。”学生：“踢足球时，球被踢出去之后脚不再踢它，它也可以向前滚动。”学生：“冰壶运动，冰壶离开运动员的手仍可以向前滑行”教师：“那么亚里士多德的观点是哪里出现了问题？”学生齐答“摩擦力”体味经典探规律——理想斜面实验（15分钟）教师“摩擦力对物体的运动会产生什么样的影响呢？下面我们通过实验来一探究竟。现在每小组利用现有的器材来设计一个实验”学生动手设计操作实验学生：“毛巾、棉布、桌面三个不同材料会与电池之间产生不同的摩擦力。我们让电池分别从毛巾、棉布、桌面上滚过用橡皮泥记录下三次的距离进行比较。为了保证三次的初速度相同，我们每次都让电池从同一高度由静止释放。我们发现在毛巾运动距离最短、直接在桌面上运动距离最长。我们组得到的结论是对于同一物体阻力越小运动距离越长”教师：“那么如果没有阻力物体的运动情况将会怎样呢？”学生齐答：“将一直做匀速直线运动”教师：“没有完全没有阻力的物体，但是我们可以通过阻力很小的物体来验证我们的推断是否正确。大家看老师手中的这个小装置，是老师自己制作的一个小实验仪器。我将一个气球和一个光盘连接在一起。现在我向气球里吹气。当我将它平放在桌面上时，气球里的气体会喷出在桌面和光盘之间形成一层气垫，极大的减小了接触面上产生的阻力。我需要一个比较长的光滑平面作为轨道平面来完成我这个实验，所以提前在实验室里录制完成了这个实验。大家观看实验注意观察它的速度变化。”学生观看屏幕。教师：“它的速度变化情况怎么样”学生齐答：“基本上不变化，一直做匀速直线运动”教师：“我们今天做所研究的问题正是在三百多年前伽利略所思考的问题，他是第一个发现摩擦力的人。让我们来看一下他是如何发现摩擦力，关于力和运动他又有怎样的思考”学生朗读教材理想实验的魅力。教师：“理想实验通过可靠的实验事实，加上合理的逻辑推理，得出规律的一种方法。这也正是它的魅力所在。”教师：“与伽利略同时代的科学家笛卡尔也研究了这个问题，他得出什么结论？”学生：“如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动，既不停下来也不偏离原来的方向。”教师：“在伽利略和笛卡尔的基础上，牛顿提出了动力学的一条基本定律。首先让我们来认识一下这位十七世纪最伟大的科学家。”学生读屏幕上牛顿简介。活动3【讲授】第三部分：学习新知，理解定律1.理解第一定律教师：“让我们看一下牛顿第一定律的内容。一切物体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。”教师：“从定律可以看出力和运动的关系是怎样的？”学生：“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。”教师：“物体不受力时总保持匀速直线运动状态或静止状态这能不能通过实验验证呢？”学生：“不能，没有不受任何力的物体。”教师：“所以牛顿第一定律是一个理想定律。那么“一切”、“总”又反映了什么？”学生：“这是物体本身的属性。”教师：“没错，这种属性就叫做惯性。”2.了解惯性一名学生朗读屏幕惯性1.2条。教师：“一些物体都有惯性。静止的物体也有惯性吗？”学生：“有，比如说汽车突然启动时，站着的乘客身体会向后倒。由于汽车有了向前的速度而身体由于惯性保持原来的静止状态。”教师：“那么物体的惯性跟什么有关呢？下面让我们来做一个小游戏。”小游戏：吹乒乓球比赛。教师：“我这里有两个乒乓球，下面有请两名同学到前面来比赛，看谁先把球吹到终点。”两名同学到前面比赛。结果女生胜利。留下男同学说他的乒乓球有什么不同。教师：”这个现象能说明惯性和质量的关系吗？”学生：“质量大惯性大”活动4【活动】第四部分：再设情景，规律应用环节一：教师：“现在我们尝试着解释一下课前我们做的那个拽绳子的实验，小组讨论一下”学生：“缓慢增加力时，物体始终处于平衡状态，上面绳子拉力大于下面的绳子。上面绳子先断。突然增加力时，由于钩码质量质量较大，惯性大。突然拉绳子瞬间保持不动，上面绳子拉力不变，下面绳子拉力突然增加，所以先断。”环节二：实验演示（近镜头，录制学生比赛过程）教师：“接下来我们再看这样一个实验，这是我们实验用的小车和轨道，老师把它改造了一下。我将一个瓶子固定在小车上，里面装满水。瓶里有一个小钢球和一个小气泡。下面我推动小车，大家注意观察小车停下瞬间小球和气泡的运动方向。”学生观看实验教师：“小车速度太快，我们没太看清楚。老师利用的慢动作功能将刚才的实验提前录了下来。”播放视频，学生观看大屏幕。教师：“怎样解释这个现象，小组讨论”学生分组讨论学生：“突然停车，小球由于惯性继续向前运动。而气泡密度比水小，水的惯性比气泡大。水由于惯性继续向前运动，而把气泡挤到相反方向上。”环节三：在一辆表面光滑足够长的小车上，有质量为m1和m2的两个小球(m1>m2)，两小球原来随车一起运动．