《牛顿第一定律》教学设计

6/6牛顿第一定律通州区运河中学赵秋红教学设计思路：本节课将第三章第1节和第2节合为一节课．第1节“从亚里士多德到伽利略”介绍历史和科学的研究方法，为牛顿运动定律的展开做了铺垫．第2节“牛顿第一定律”揭示了力和运动的定性关系，提出惯性的概念，也为定量研究力和运动的关系拉开了序幕．可以说牛顿第一定律是对此科学研究中的一大突破，是牛顿运动定律的重要组成部分，因而是本章教学的重点．牛顿第一定律属于运动学和力学初步结合的部分，是力学知识的核心之一，对学好力学知识很有帮助，能起到铺路石的作用．由于牛顿第一定律学生在初中已经学过，所以本节课的重点应为理解牛顿第一定律的内涵，知道什么是惯性会正确解释与惯性有关的物理现象．由于学生的物理思维水平只限于对看得见的具体情境或熟悉的经验通过逻辑法则推理来解决问题，因此本节教学采用从学生熟悉的物理情境出发，提出问题引导学生分析、讨论、交流，最终得出结论的探究式教学方法．在学生分析、讨论的过程中提高学生的科学素养．学习任务分析：（一）教学重点、难点分析教学重点：牛顿第一定律、惯性的概念．教学难点：对牛顿第一定律和惯性的正确理解．学习者分析：学生学习牛顿第一定律的困难，在于从生活经验中得到了一种被现象掩盖了本质的错误观念，认为物体的运动是力作用的结果．如推一个物体，它就动，不再推它时，它便静止下来．为使学生摆脱这种错误观念，首先要把运动和运动的变化区别开，树立从静到动和从动到静都是“运动状态改变”的概念，这是为揭示力和运动的关系所做的重要铺垫．教学方式：教学方法：阅读法、归纳法、实验探究、多媒体辅助教学．教学目标：（一）知识目标1.理解牛顿第一定律和惯性的概念．2.知道牛顿第一定律的建立过程．3.正确理解力和物体运动的关系．（二）能力目标培养学生的观察能力、思维能力及应用定律解决实际问题的能力．（三）德育目标使学生体会从纷繁的现象中探求事物本质的科学研究方法．教学用具：多媒体、小车、木块、气垫导轨、滑块．课时安排：1课时．教学过程：一、导入新课在讲台上放一辆小车，使它处于静止状态，提出问题：怎样才能让小车运动起来呢？学生答：要用力去推它．师讲：从这个例子很容易得出：要使物体运动，就需要对它施加力的作用．那么力和运动之间关系如何呢？本节课我们就来探究这个问题．二、新课教学1.历史的回顾：（1）引入师讲：远在两千多年以前，人们就已经提出了运动和力的关系问题，可是直到伽利略时代才对这个问题给出了正确的答案．下面请同学们阅读课文有关内容，并回答下列问题．代表人物对力和运动关系的看法代表人物对力和运动关系的看法亚里士多德伽利略亚里士多德认为：必须有力作用在物体上，物体才能运动，没有力的作用，物体就要静止下来．伽利略认为：在水平面上运动的物体所以会停下来，是因为受到摩擦阻力的缘故．（2）请同学们叙述伽利略的理想实验．让小球从一个斜面由静止开始滚下来，滚上另一个斜面，如果没有摩擦，小球将达到与原来同样的高度．师总结：伽利略在可靠的实验基础上进行推论，认为如果减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上达到原来的高度就要通过更长的路程；继续减小第二个斜面的倾角，最终使它成为水平面，小球就再也达不到原来的高度，而沿水平面以恒定速度永远运动下去．（3）学生总结伽利略的研究方法，以可靠的事实为依据，抓住主要因素，忽略次要因素，解释自然规律．师问：为什么讲台上静止的小车，让它运动起来要用力去推它？不用力推，它就不动？从这个例子很容易得出：要使物体运动，就需要对它施加力的作用，这不正说明了“有力才能有运动”吗?学生答：不对．小车由静到动是物体运动状态的改变而不是物体的运动．学生通过讨论得出结论：力是改变物体运动状态的原因，不是维持物体运动状态的原因．（4）物体不受力的情况．师问：如果物体不受力，它们的运动情形会是什么样呢？同学们请看第72页图3-2-2所示的情景分析一下．你能得出什么结论呢？b图中如果不推小球，小球处于什么状态？得出结论：无外力情况下，物体将保持静止状态或匀速直线运动状态．（5）用气垫导轨近似地验证上述结论．把滑块放在一个气垫导轨上，使滑块和导轨之间形成气层，物体沿这种导轨运动时受到的阻力很小，推动一下物体，可以看到物体沿气垫导轨的运动很接近匀速直线运动．2.牛顿第一定律（1）引入师讲：伽利略对物体的运动做了准确的描述，但是没有指明原因是什么，牛顿在前人研究的基础上，结合自己的研究，系统地总结了力学知识，提出了牛顿第一定律：（2）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，直到有外力迫使它改变这种状态为止．（3）惯性①一切物体都具有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质．我们把物体保持运动状态不变的性质叫惯性，所以牛顿第一定律又叫惯性定律．师问：一切物体都有惯性，惯性是一切物体具有的共同属性．那么当物体不处于静止或者匀速直线运动状态时还有惯性吗？学生讨论，通过实例说明物体不处于静止或者匀速直线运动状态时也有惯性．师问：对光滑水平面上质量不同的两个物体施加相同的水平外力，它们的运动一样快吗？得出结论：当物体受外力作用时，惯性大小表现为其运动状态改变的难易程度．质量越大的物体，运动状态越难以改变．②质量是物体惯性大小的唯一量度．③惯性的利与弊．分析学生所举实例，阐述惯性的利与弊．如：踢球，拍落衣物上的尘土．④惯性定律和惯性的区别和联系：a.惯性定律是物体不受外力作用时所遵循的运动规律．b.惯性是物体的固有属性，一切物体都有惯性．3.巩固练习(1)只在重力作用下加速下落的物体，如果下落过程中某时刻重力突然消失，物体的运动情况是（）A.悬浮在空中不动B.速度逐渐减小C.保持一定速度向下匀速直线运动D.无法判断(2)如图所示，一个劈形物体A，各面均光滑，放在固定斜面上，上面成水平，水平面上放一光滑小球B，劈形物体从静止开始释放，则小球在碰到斜面前的运动轨迹是（）A．沿斜面向下的直线B．竖直向下的直线C．无规则的曲线D．抛物线(3)如图所示，在车厢的顶板上用细线挂着一个小球，在下列情况下对车厢的运动情况作出怎样的判断？①细线竖直悬挂：__________________________．②细线向图中左方偏斜：__________________________．③细线向图中右方偏斜：__________________________．(4)运用牛顿第一定律解释现象：①一个在日本的旅游者，想来中国．他设想将自己悬挂在空中的大气球上，由于地球的自转，只要在空中停留几个小时，就可以到达中国，你认为这有可能实现吗？为什么？②匀速行驶的汽车中，一名乘客突然向上跳起，他会落在什么位置？为什么？若汽车加速行驶又会怎样？减速行驶呢？为什么？三、小结本节课我们主要学习了以下几个问题：（1）历史上几位科学家对力和运动关系的看法和研究．（2）伽利略得到力和运动关系的研究方法．（3）牛顿第一定律的内容．（4）惯性及应用惯性知识解决实际问题的方法．板书设计1．伽利略的研究方法——理想实验．2．牛顿第一定律（1）内容：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止．（2）说明：力不是维持物体运动状态的原因．力是使物体运动状态改变的原因．（3）一切物体都有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质．我们把物体保持运动状态不变的这种性质叫惯性．一切物体都具有惯性．惯性是物体的固有属性，惯性只和质量有关．教学反思：对力和运动的关系的认识，会受到日常经验的影响，所以在本节课的教学设计中，以学生观察、讨论、交流、探究的方式，引导学生对生活经验质疑，引发认知冲突，紧接着将生活中的物理现象抽象为理想情况，再让