【人教版2019必修第一册】高一物理1牛顿第一定律（教学设计）教案

第1节牛顿第一定律（教学设计）年级高一年级学科物理教师课题第1节牛顿第一定律教学目标物理观念知道惯性的定义及惯性和质量之间的关系;理解理想斜面实验的科学性，能用牛顿第一定律对生活中的现象进行解释。科学思维通过对伽利略理想斜面实验的学习，体会其研究方法中所蕴含的建模、推理论证和质疑创新的思维方法，提升科学思维的能力。科学探究通过对亚里士多德、伽利略、笛卡尔和牛顿等代表人物的运动观的学习，了解他们不同的研究方法和观点，体会理想实验法在科学探究中的重要作用。科学态度与责任了解牛顿第一定律的适用范围，认识到物理学的规律本质观。教学重难点1.了解科学家对“运动和力”认识的发展历程。2.理解牛顿第一定律的内容和意义(重难点)。3.明确惯性的概念，会用惯性解释有关现象，知道质量是惯性大小的唯一量度(重点)。教学过程教师活动学生活动导入新课教师：请一位同学用力吹乒乓球，看它能摆起多高;再请这位同学用更大的力吹乒乓球，看它能摆起多高。教师：提问：两次游戏中，乒乓球摆动的高度一样吗?为什么会这样?新课讲授一、理想实验的魅力教师：介绍伽利略的“针和摆”的实验，模拟“针和摆”的实验操作，引导学生理解伽利略的斜面实验的设计思路和演变过程。教师：演示伽利略斜面实验，依次撤掉轨道上的软布条、粗糙硬纸片，展示并对比小球上升高度的变化，为基于事实的合理理论外推做好准备。学生：观察伽利略斜面实验中小球的运动特点，思考如果没有摩擦力，当对接斜面放平时，小球的运动情况将会如何。教师：结合刚才的实验，阅读教材，说明伽利略对于物体为什么会运动，有怎样的观点。试说明伽利略的研究方法。例1伽利略曾设计过一个斜面实验：让小球沿一个斜面从静止开始向下运动，小球将“冲”上另一个斜面；减小第二个斜面的倾角，重复实验，直至斜面最终变为水平。如图是现代所做的伽利略斜面实验的频闪照片。关于小球在斜面上的运动说法正确的是()A.小球在第二个斜面上运动越来越慢，主要是摩擦作用的影响B.该实验说明了物体的运动不需要力来维持C.该实验完全是理想实验，是在思维中进行的，无真实的实验基础D.该实验证明了力是维持物体运动的原因答案B解析小球在斜面上运动越来越慢，主要是重力作用的影响，摩擦作用影响很小，故A错误；该实验说明了物体的运动不需要力来维持，故B正确，D错误；该理想实验是以斜面实验真实的实验为基础，再通过合理逻辑推理得到的结果，故C错误。观察摆的运动特点，思考、分析如果改成对接斜面情况会如何。阅读教材，体会理想实验法，总结归纳伽利略关于物体运动的观点。新课讲授二、牛顿第一定律惯性与质量教师：牛顿在前人的基础上，提出:“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。”这就是牛顿第一定律。有人说牛顿是“摘别人果实”的人，你认同这种说法吗?谈谈你的观点。学生：牛顿把改变运动状态的外因概括为“力”的概念，把物体保持原来运动状态的本性称之为“惯性”，界定了物理学的概念。为系统建立力与运动的关系奠定了坚实的基础，为后续的研究指明了方向。因此，牛顿第一定律是牛顿运动定律的“基石”，牛顿是建立这一理论体系的集大成者。教师：物体保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质叫作惯性。任何物体都有惯性，惯性与什么因素有关?学生：惯性大小仅与质量有关。例1关于牛顿第一定律，下列说法中正确的是()A．牛顿第一定律是在伽利略“理想实验”的基础上总结出来的B．不受力作用的物体是不存在的，故牛顿第一定律的建立毫无意义C．牛顿第一定律表明，力是维持物体运动的原因D．物体不受力的作用一定处于静止状态答案A解析牛顿第一定律是在伽利略“理想实验”的基础上总结出来的，故A正确；不受力作用的物体是不存在的，合力为零的物体也适用于牛顿第一定律，故B错误；牛顿第一定律表明，力是改变物体运动状态的原因，故C错误；物体不受力的作用也可能处于匀速直线运动状态，故D错误。例2关于惯性，下列说法正确的是()A．汽车的速度越大，它的惯性就越大B．同一物体运动时的惯性大于静止时的惯性C．各种机床的底座做得很笨重，目的是增大惯性D．“嫦娥五号”卫星在地球上的惯性与它绕月球飞行时的惯性不同(燃料消耗忽略不计)答案C解析物体的惯性大小与物体的质量有关，质量不变惯性不变，与运动状态无关，与所处的地理位置无关，A、B、D错误；各种机床的底座做得很笨重，目的是增大惯性，使其静止的状态不易改变，C正确。学生阅读教材，回答问题。课堂练习1.理想实验有时更能深刻地反映自然规律．如图所示，伽利略设想了一个理想实验，其中有一个是实验事实，其余是推论．①减小第二个斜面的倾角，小球在这一斜面上仍然要达到原来的高度；②两个斜面对接，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面；③如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度；④继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成为水平面，小球将沿水平面做持续的匀速运动．(1)请将上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列：________(填数字序号)．(2)在上述的设想步骤中，有的属于可靠的事实，有的则是理想化的推论．下列关于事实和推论的分类正确的是________(填选项前的字母)．A．①是事实，②③④是推论B．②是事实，①③④是推论C．③是事实，①②④是推论D．④是事实，①②③是推论答案(1)②③①④(2)B解析步骤②是理想实验的实验基础，属于可靠的事实，在此基础上利用推理，先得到小球不受阻力作用将上升到原来释放时的高度的推论，再设想减小第二个斜面的倾角，小球在这一斜面上仍然要达到原来的高度，继续减小第二个斜面的倾角直至第二个斜面成为水平面，得到小球将匀速运动的推论．所以正确的顺序排列是②③①④，②是事实，①③④是推论。2.(多选)关于牛顿第一定律的理解正确的是()A．牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时的运动规律B．不受外力作用时，物体的运动状态保持不变C．在水平地面上滑动的木块最终停下来，是由于没有外力维持木块的运动D．奔跑的运动员遇到障碍而被绊倒，是因为他受到外力作用迫使他改变原来的运动状态答案ABD解析牛顿第一定律描述了物体不受外力作用时的状态，即总保持匀速直线运动状态或静止状态，A、B正确；牛顿第一定律揭示了力和运动的关系，力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动状态的原因，在水平地面上滑动的木块最终停下来，是由于摩擦力的作用改变了木块的运动状态；奔跑的运动员遇到障碍而被绊倒，是因为他受到外力作用而改变了原来的运动状态，C错误，D正确。3.正在加速滑行的雪橇，如果所受外力突然消失，则雪橇()A.速度越来越快B.速度越来越慢，最后停下来C.立刻保持静止D.做匀速直线运动答案D解析正在加速滑行的雪橇，如果所受外力突然消失，则雪橇做匀速直线运动。故选D。4.下列关于物体惯性的说法正确的是()A.汽车速度越大，刹车后越难停下来，表明物体的速度越大，其惯性越大B.汽车转弯后前进方向发生了改变，表明物体速度方向改变，其惯性也随之改变C.被水平抛出的小球，尽管速度的大小和方向都改变了，但惯性不变D.要使速度相同的沙袋在相等时间内停下来，对大沙袋用力比对小沙袋用力大，表明物体受的外力越大，惯性越大答案C解析惯性是物体本身的一种属性，任何物体都具有惯性，质量是物体惯性大小的量度，与汽车的运动状态以及速度的大小均无关；汽车转弯时速度方向改变，惯性不变；被抛出的小球，速度大小和方向都改变了，惯性不变；物体的惯性只与物体的质量有关，与物体受力大小及作用时间无关，故选C。5.(多选)在水平路面上有一辆匀速行驶的小车，小车上固定着盛满水的碗．若突然发现碗中的水向右洒出，如图所示，则关于小车在此种情况下的运动，下列描述正确的是()A．小车匀速向左运动B．小车可能突然向左加速运动C．小车可能突然向左减速运动D．小车可能突然向右减速运动答案BD解析若小车匀速向左运动，小车、碗、水速度相同且不变，三者无相对运动，水不会洒出，选项A错误；若小车原来向左匀速运动，突然开始向左加速运动，碗随小车开始向左加速，根据牛顿第一定律可知，碗中的水由于惯性仍保持原来的匀速运动状态，水相对于碗向右运动，水向右洒出，选项B正确；若小车突然向左减速运动，碗随小车一起开始向左减速，根据牛顿第一定律可知，水由于惯性，仍保持向左的匀速运动状态，水相对于碗向左运动，水向左洒出，选项C错误；若小车原来向右匀速运动，突然向右减速运动，碗随小车开始向右减速，根据牛顿第一定律可知，水由于惯性仍要保持向右的匀速运动状态，水相对于碗向右运动，水将向右洒出，选项D正确。课堂小结板书设计第1节牛顿第一定律一、伽利略实验1.亚里士多德的观点：力是维持物体运动的原因2.伽利略的研究：力不是维持物体运动的原因。3.笛卡儿的观点：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，既不会停下来，也不会偏离原来的方向。二、