高中物理人教版必修1第四单元第1课《牛顿第一定律》优质课公开课教案教师资格证面试试讲教案

4.1 牛顿第一定律一、教材分析牛顿第一定律揭示了运动和力的关系，是牛顿物理学的基石，力学的第一原理，它破除了长达两千年以来亚里士多德的错误，改变了人类的自然观和世界观，本身还包含着力、惯性和参考系的科学概念，是物理学理论的支柱和基石.在教学中，不能把它看作牛顿第二定律的特殊情况，它意在引导学生了解科学的发现和发展.本节课采用的理想实验法，在物理研究中具有十分重要的地位和作用.本课程的教学设计，主要是让学生通过动手实验和利用贴近学生生活的实例，达到突破重难点的目的.二、教学目标知识与技能1.理解力和运动的关系，知道物体的运动不需要力来维持.2.理解牛顿第一定律，知道它是逻辑推理的结果，不受力的物体是不存在的.3.理解惯性的概念，知道质量是惯性大小的量度.过程与方法培养分析问题的能力，要能透过现象了解事物的本质，不能不加研究、分析而只凭经验，对物理问题决不能主观臆断.正确地认识力和运动的关系.情感态度与价值观1.培养科学研究问题的态度.2.利用生活中的例子来认识惯性与质量的关系.鼓励学生大胆发言，并学以致用.三、教学重点1.理解力和运动的关系.2.理解牛顿第一定律，知识惯性与质量的关系.四、教学难点惯性与质量的关系.五、教学过程导入新课常识导入1.我国公安交通部门规定，从1993年7月1日起，在各种小型车辆前排乘坐的人（包括司机）必须系好安全带，为什么？2.常见的柴油机、电动机等机器的底座非常沉重，而参加作战任务的战斗机却要抛掉副油箱以减小质量，这是为什么呢？你能解释一下吗？情景导入用多媒体播放牛耕地的画面：牛耕地时，牛拉着犁前进；牛停止拉犁，犁也停止运动.边播放边介绍，牛拉犁，犁前进；牛停犁也停.由此看来，必须有力作用在物体上，物体才运动；没有力作用在物体上，物体就不运动——两千多年前古希腊科学家亚里士多德就得出了这样的结论，这个结论正确吗？学生讨论，教师借机导入新课.推进新课一、理想实验的魅力自主探究让学生利用桌子上的器材，自主设计实验，分别研究：1.力推物动，力撤物停.2.力撤物不停.供选用器材：小车、小球、毛巾、玻璃板、斜槽、刻度尺等.学生操作时，教师巡回指导学生完成以下操作：1.桌子上铺毛巾，小车放在毛巾上，推它就动，不推就停；2.将毛巾换成玻璃板，或直接用桌面，把小车在桌面或玻璃板上推一下，它运动一段时间才停下来.学生操作结束后，教师可以让一个学生说一下他的操作过程及看到的现象，由此可以得到结论.结论：物体的运动不需要力来维持.为了证明这个结论的正确性，再让学生举出一些其他的实例来说明.如：蹬一段时间自行车后停止蹬车，自行车还会滑行一段距离；在冰面上踢出去的冰块要运动一段距离才停止运动；空中飞行的飞机制动后仍然还会向前滑翔；射出枪蹚的子弹等等.既然物体的运动不需要力来维持，刚才的两个实验为什么会出现两种现象呢？矛盾出现在哪里呢？下面用小球来做个对比实验.实验探究图4-1-1A.使斜槽下端与桌子上铺好的毛巾吻合，让小球从斜槽上自由滚下，标出小球在毛巾上滚动的距离；B.使斜槽下端直接与桌面吻合，让小球从斜槽上同一位置自由滚下，标出小球在桌面上滚动的距离；C.使斜槽下端与桌面上的玻璃吻合，让小球从斜槽上同一位置自由滚下，标出小球在玻璃上滚动的距离.通过观察对比实验，让学生分析实验，总结实验：接触面越光滑，小球滚动的距离越远.结论：运动小球停下来的原因是受到摩擦力的作用.为了引出伽利略的理想实验，教师可继续设疑：若接触面光滑无摩擦小球会怎样？学生讨论、交流，大胆猜想.（充分发挥学生的想象空间，发散思维）在学生讨论交流的基础上，结合实验进一步总结.结论：物体的运动不需要力来维持.力撤物停的原因是因为摩擦力.若无摩擦力，运动物体会一直运动下去.最早发现这一问题的科学家是伽利略，他是怎样研究这个问题的呢？（课件展示）用多媒体播放伽利略的理想实验（边播放边介绍）要动态出以下效果：图4-1-2A.对称斜面，无摩擦小球滚到等高.B.减小另一侧斜面倾角，小球从同一位置自由释放要滚到等高，滚动距离越远.C.把另一侧斜面放平，小球要到等高，就会一直滚下去.根据这一现象伽利略得出了：运动的物体若不受力，物体将匀速运动下去.为了验证这个理论的正确性，下面通过气垫导轨实验来验证一下：（介绍气垫导轨、光电门工作原理）演示1：利用气垫导轨消除摩擦，让滑块在导轨上滑动，利用光电门测出滑块在不同位置的速度.学生记录数据并比较，感受伽利略理论的正确性.让学生阅读课本找出：1.伽利略的观点.2.笛卡儿的补充和完善.3.牛顿第一定律.对比三个人的观点，他们都是叙述力和运动关系的，谁的更全面？学生回答问题：1.伽利略：物体不受力时，运动的物体一直做匀速直线运动.2.笛卡儿：物体不受力时，物体将永远保持静止或运动状态，永远不会使自己沿曲线运动，而只保持在直线上运动.3.牛顿：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.综上所述，牛顿第一定律更全面、更完善.二、牛顿物理学的基石——惯性定律为了进一步加深对牛顿第一定律的理解，培养学生理解问题的能力，教师可继续设疑：既然牛顿第一定律更完善，那么它从几个方面阐述了力和运动的关系？让学生讨论交流并回答：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.在学生回答基础上，进一步总结：力不是维持物体运动状态的原因，力是改变物体运动状态的原因.设疑：牛顿第一定律能否用实验来验证？结论：不能，因为不受力作用的物体是不存在的.受力但合力为零可看作不受力.在学生回答的基础上，作出肯定，并指出：牛顿第一定律虽然所描述的是一种理想化状态，但它却正确揭示了自然规律.三、惯性与质量演示2：在小车上竖放一长条木块，让小车在光滑玻璃板上运动，前面固定一个物体，当车被物块挡住时，车上的木块向前倾倒，为什么？图4-1-3引导学生分析：木块随车一起运动，当车被挡住时，车停止运动，木块的下半部分受到车的摩擦作用也随车停止运动，而上半部分由于要保持原来的运动状态，故向前倾倒.物体这种保持原来运动状态不变的性质叫惯性.举例说明：①木块立在静止的车上，忽然拉动小车，木块后倾.②人站在匀速行驶的车厢内竖直向上跳起，仍落回原地.总结：惯性是指物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质.从牛顿第一定律我们得知，一切物体都有保持它们原来的匀速直线运动或静止状态的性质，所以牛顿第一定律又叫惯性定律.当力迫使它改变这种状态时，它就会有抵抗运动状态改变的“本领”.这个“本领”与什么因素有关？请大家通过实例分析.讨论交流：载重货车启动时，由静止到高速得需要较长一段时间；百米冲刺到终点后，体重大的运动员较难停下来.通过这样的实例分析，使学生总结出：运动状态变化的难易程度与质量有关.结论：惯性大小与质量有关，质量大的物体惯性大；质量小的物体惯性小.六、课堂小结通过本节的学习，我们知道了：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.高中物理新课标教学设计４.１牛顿第一定律【学习者分析】通过前面几节的学习，学生已经对运动有了一定认识，特别是前一节刚学过力的作用效果之一是改变物体的运动状态。

第4章第1节牛顿第一定律【知识与技能】1、理解力和运动的关系，知道物体的运动不需要力来维持.2、理解牛顿第一定律，知道它是逻辑推理的结果，不受力的物体是不存在的.3、理解惯性的概念，知道质量是惯性大小的量度.【过程与方法】1、培养分析问题的能力，要能透过现象了解事物的本质，不能不加研究、分析而只凭经验，对物理问题决不能主观臆断.正确地认识力和运动的关系.。

【情感态度与价值观】1、培养科学研究问题的态度.【教学过程】★重难点一、理想实验的魅力★★伽利略的理想实验分析斜面摩擦力对小球上升高度的影响2、如果没有摩擦,小球将上升到原来静止时的高度2、如果减小第二个斜面的倾角，小球的运动又会是怎样的？提示：小球在这个斜面上仍然要达到原来的高度,但要通过更长的距离3、如果倾角还继续减小呢？小球的运动又是怎样的？提示：小球达到同样的高度，但滚的越来越远4、倾角减小到放平第二个斜面,如果第二个斜面无限长，小球又会怎样运动？提示：小球不可能达到原来的高度,就要沿水平面一直运动下去.★伽利略理想实验（1）理想实验是一种理想化的实验，是科学研究中的一种重要方法，在现实生活并不能实现。

（2）理想实验的结论是正确的，因为它是建立在可靠的科学事实基础上，并把实验结果合理外推到一种理想状态的科学方法。

◆想一想问题1有人认为伽利略斜面实验为理想实验，无法在实验室中验证，因此该实验仅是一种假想，不能揭示自然规律．该说法是否正确？提示：该说法是错误的．伽利略的理想斜面实验反映了一种物理思想，它是建立在可靠的事实基础上的，以事实为依据，以抽象为指导，抓住主要因素，忽略次要因素，从而深刻地揭示了自然规律．【典型例题】（多选）17世纪，意大利物理学家伽利略根据“斜面实验”指出：在水平面上运动的物体之所以会停下来，是因为受到摩擦阻力的缘故，你认为下列陈述正确的是A.该实验是一理想实验，是在思维中进行的，无真实的实验基础，故其结果是荒谬的。

高中物理《牛顿第一定律》优质课教案、教学设计课题课型新授课牛顿第一定律（教学设计）课时1课时教师整体本节课的教学内容牛顿第一运动定律作为XXX物理学的基石，从力和运动状设计思路态改变之间的关系引入课题，通过演示实验并结合学生已学过的XXX理想实验，由此分析出力不是维持物体速度的原因，而是改变物体速度的原因。

按着对知识的认识顺序，从XXX的观点——XXX的研究——XXX的补充，着重介绍了XXX研究运动和力的关系的思想方法及卓越贡献，而后讲述了牛顿第一定律的内容。

探究出质量是惯性大小的量度及学生交流分析生活中惯性的实例。

本节课以演示实验为主导，分析为主线，讲授为辅助展开教学。

课前利用导学案提纲学生进行阅读教材，预基本知识。

筹办搜集与惯性相关的应用实例教学知识目标目标1.表述出探究力与运动的关系的汗青进程。

2.准确表述牛顿第一定律内容，准确表述力与运动的正确关系。

3、通过对惯性实例的分析，能简单解释惯性现象。

能明确表述质量是惯性大小的量度能力目标1、通过观看演示实验和视频，造就学生观察现象、分析实验的本领2、通过学生参与实验探究培养学生的动手能力和分析能力。

情感目标1、通过回顾历史对力和运动关系的探索过程，感悟科学规律获得的过程要经过很多科学家的不懈努力，进修科学肉体。

造就学生辩证分析问题能力。

2、通过观察和体验小实验，使学生养成善于观察，勤于动脑，勇于实践惯。

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教学探究牛顿第一定律的过程和方法。

难点教学通过演示实验和视频播放，指导学生观察现象、分析实验，使学生对物理知办法识有深切形象的认识，让学生介入体验探究过程，巩固练，总结概括教具多媒体课件、伽利略幻想实验装置（小球）、气垫导轨，演示惯性的小球、趣味小实验，生活实例创设情景导入新筹办演示惯课性的杯子。

XXX：物体的运动需要力来教学流亚程重现历史，进行猜XXX想实验探究维持XXX：物体的运动不需要力来维持牛顿第一定律惯性解析乘车时前倾与后仰的原因知识应用惯性实验鸡蛋入杯实验【评价设计】1、通过对课堂引人的实例和视频展示进行的观察，每个学生都能提出自己的观点和问题。

《牛顿第必定律》教课方案【教材剖析】“牛顿第必定律”是一般高中课程标准实验教科书人教版第四章“ 牛顿运动定律”第一节的教学内容 ||，这一章的知识属于动力学的知识||，是研究力与运动之间的关系||，只在懂得了动力学的知识才能依据物体所受的力确立物体的地点||，懂得了速度变化的规律||，才能够创建条件来控制物体的运动 ||。

牛顿三大运动定律作为动力学的中心内容||，本节课的教课内容牛顿第一运动定律作为牛顿物理学的基石 ||，第一对人类认识运动和力的关系作了历史的回首||，侧重介绍了伽利略研究运动和力的关系的思想方法及优秀贡献||，尔后叙述了牛顿第必定律的内容||。

为后续的牛顿运动定律的学习打下好的基础 ||。

【设计理念】总的思路是环绕力是保持物体运动的原由仍是改变物体运动状态的原由的议题来辨论||，人类认识这个问题 ||，经历了漫长的过程 ;学生应正确认识这个问题||，相同也要战胜平时经验所带来的错误认识 ||。

若一开始就讲方法 ||，介绍历史回首 ||，指出亚里士多德错误 ||，虽节俭时间 ||，但对除去学生由直觉产生的近似错误不利||。

因此 ||，教课一开始先安排两个实例||，让学生议论 ||，让学生充足思考 ||，有足够时间去澄清错误认识||，确实理解牛顿第必定律内容||。

学习伽利略理想实验时||，采纳思想点拨方法指引学生阅读课本||，这样有益于培育学生独立思虑的能力和习惯||。

【教课目的】1﹑知识与技术（1）知道伽利略“理想实验”的装置 ||，认识伽利略以事实实验为基础||，将实验与逻辑推理相联合的思想方法 ||。

（2）知道运动不需要力来保持||，力是改变物体运动状态的原由||。

（3）掌握牛顿第必定律 ||。

2、过程与方法（1）针对学生对运动的片面认识“物体运动一定有力的作用”推行先破后立的方法||。

（2）学生亲自领会以实质实验为基础 ||，将实验与逻辑推理相联合得出结论（运动不需要力来保持）的思想方法 ||。

牛顿第一定律【设计思想】新课改提倡学生探究学习，自主学习，通过交流与合作，经历知识的获取过程。

本节课本着新课改的思想，一改以往“满堂灌”的教学模式，努力做到以学生为中心，教师为主导，学生为主体。

在教学内容的设计方面，注重知识问题化，问题层次化，让不同层次的学生都有思考与讨论、交流与合作的空间；注重面向全体学生，提高每一位学生主动参与课堂教学的积极性。

在教学过程的设计方面，关注学生对知识形成过程的理解，让学生亲历思考和探究的过程，领悟科学探究的方法。

鼓励学生积极发言，对学生的回答做出积极评价，并让学生进行自我评价和互评，形成生生，师生之间的多向反馈渠道。

最终使学生学会知识，掌握技能，经历过程，体验方法，培养勇于探索，不畏艰险，挑战权威的科学精神。

【教材分析】牛顿运动定律是经典力学中的基本定律，构成了牛顿经典力学的核心。

而本节要学习的牛顿第一定律又是正确理解和掌握牛顿第二、第三乃至整个动力学知识的基础和关键。

新课标人教版《物理》教材把本节安排在必修第一册第四章首节，前面三章的内容分别是运动学和力学知识，这样安排就把学生由表面的物体是如何运动的感性认识引入到物体为什么会做这样的运动的思考中来，且符合高一学生正处在由形象思维向抽象思维转变的过度阶段。

本节的特点是教材内容以大量的文字陈述，没有涉及到数学计算，着重物理学史的教育和理想化实验思想、不迷信权威的科学态度的教育。

【学情分析】学生在初中阶段的物理学习中，已经了解了解牛顿第一定律的基本内容，知道了伽利略的理想实验，但对其认识还不够深入；高一学生已经具备一定的分析推理，逻辑思维能力，思维处于进一步的拓展阶段有较好的灵活性和拓展性。

【核心素养】通过《牛顿第一定律》的学习过程，让学生体会在实验的基础上通过推理得到结论的科学研究方法；培养学生灵活运用所学知识的能力。

让学生体会到科学探究的长期性和艰巨性。

培养学生敢于质疑、敢于批判、敢于坚持真理、敢于创新的科学探究精神。

人教版物理必修①4.1 “牛顿第一定律”教学设计青铜峡高级中学李荣英【教材分析】牛顿第一定律是牛顿物理学的基石，它定性地揭示了力和运动的关系，提出惯性的概念，为定量研究力和运动的关系拉开了序幕。

高中教材与初中相比，主要有四方面的不同。

一是定律内容深浅不同：初中教材叙述为“一切物体在没有受到外力作用的时候，总是保持静止状态或匀速直线运动状态”；高中教材叙述为“一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面力迫使它改变这种状态”。

高中教材中的表述具有更为丰富的内涵，它强调了力是改变物体运动状态的原因，突出了第一定律的独立性和重要意义，也为学习牛顿第二定律做了一定的铺垫。

二是惯性的认识层次不同：初中强调一切物体都有惯性，高中侧重惯性与质量的关系。

三是实验的设计、探究及思维深度不同：初中为斜面小车实验；高中为伽利略理想实验，突出了理想实验这种科学方法的价值所在。

四是情感、态度、价值观的体现不同：初中对牛顿第一定律建立的历史一语带过，高中教材回顾了历史，让学生体会一个规律的获得是一代又一代人努力的结果，能够激发学生追求科学，勇于创新的情感。

【学情分析】经过初中的学习，学生初步知道了牛顿第一定律的内容和惯性的概念，但是缺乏对牛顿第一定律建立历史的了解，对内容也是一知半解。

学生对于“质量是惯性唯一的量度”更是缺乏认识，凭借自己的生活经验，认为速度也是惯性的量度。

教师要在课堂上充分引导，结合生活事例来澄清概念。

教学实践表明，学生在头脑中建立正确的力和运动关系的过程，并非一帆风顺，常常形成与亚里士多德相似的观点，且根深蒂固。

处理具体的实际问题时，一些直觉的错误观点不时冒出来，存在着严重的“口是心非”问题。

【教学目标】●知识与技能：⑴理解力和运动的关系，体会伽利略的理想实验思想。

⑵理解牛顿第一定律，知道它是逻辑推理的结果，不受力的物体是不存在的。

⑶理解惯性的概念，知道质量是惯性大小的量度。

●过程与方法：1、培养学生分析问题的能力，要能透过现象了解事物的本质，不能不加研究、分析而只凭经验，对物理问题决不能主观臆断．正确的认识力和运动的关系．⑵学习在实验基础上概括推理得到科学结论的研究方法（理想实验）。

第一节牛顿第一定律一、教学目标1.知识技能目标进一步理解伽利略的研究结论，运动不需要力来维持。

理解牛顿第一定律的内容。

理解牛顿第一定律告诉了我们，什么是惯性，什么是力。

2.过程方法目标：实验与思考相结合的思想方法。

理想实验的方法。

3.情感态度价值观目标：使学生学会从纷繁的现象中探求事物本质的科学态度和研究方法,理解实践是检验真理的惟一标准。

二、教学重点牛顿第一定律的内容。

惯性概念。

三、教学难点理解牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物，不可能用实验验证。

理解惯性是物体的固有属性。

四、教学方法学生阅读，学生动手呈献事实，观察。

思考。

教师讲解。

学生在教师创设的情景中练习。

五、教学器材电脑投影一些个小物体桌面大小两个钢球六、教学设计（一）从亚里斯多德到伽利略1.介绍亚里士多德亚里士多德Aristotle (Greek: Ἀριστοτέλης Aristotélēs) (384 BC - 322 BC)亚里士(斯)多德（前384—前322年），古希腊斯吉塔拉人，是世界古代史上最伟大的哲学家、科学家和教育家之一。

亚里士多德是柏拉图的学生，亚历山大的老师。

亚里士多德一生勤奋治学，从事的学术研究涉及到逻辑学、修辞学、物理学、生物学、教育学、心理学、政治学、经济学、美学等，写下了大量的著作，他的著作是古代的百科全书，据说有四百到一千部，主要有《工具论》、《形而上学》、《物理学》、《伦理学》、《政治学》、《诗学》等。

他的思想对人类产生了深远的影响。

他创立了形式逻辑学，丰富和发展了哲学的各个分支学科，对科学作出了巨大的贡献。

2.介绍伽利略伽利略(1564～1642) 是意大利文艺复兴后期伟大的意大利天文学家、力学家、哲学家、物理学家、数学家。

也是近代实验物理学的开拓者，被誉为“近代科学之父”。

他是为维护真理而进行不屈不挠的战士。

恩格斯称他是“不管有何障碍，都能不顾一切而打破旧说，创立新说的巨人之一”。

《牛顿第一运动定律》信息化教学设计前言：信息化教学设计是指教师在熟悉信息技术和教学环境的前提下，在教学过程中结合学习者的特征，把信息技术，信息资源和课程有机地结合起来，促进学习过程的最优化；即是为了更好地促进学习者的学习，运用系统的方法，以学生为中心，充分、合理地利用现代化信息技术和信息资源，对学习目标、学习内容、学习方法、学习策略、学习评价等学习环境进行科学设计，创设学习程序的过程。

它是“信息化教学〞的设计，而不是“信息化〞的教学设计；是面向过程和基于资源的设计，突出“学〞。

在这次的教学活动中，本人融合多种教学方法，并运用大量多媒体资源，对教学内容进行形象而深入的分析；以使学生对本节的内容能有更清晰的认识与理解。

一、教材分析1、整体分析“牛顿第一定律〞是高中物理必修一中第三章第一节的知识，是力学的三大核心定律之一。

它是对质点而言的，是研究单个物体的运动定律的，是学习动力学知识的三大基石之一，即对以后的学习起到铺路石的作用。

本节教材首先对人类认识运动和力的关系做了历史性的回顾，并着重介绍了伽利略研究这一关系的思想方法和卓越贡献。

然后才讲述了牛顿第一定律，即惯性定律的具体内容。

从本节知识的编排体系可以看出，编者有意识地引导学生，从科学史发展以及科学家探索发现知识的角度，看待并理解物理中的定律。

从而使学生逐步养成良好的物理学习习惯，以及实事求是、注重实践的科学作风。

2、重点与难点分析本节教材的中心议题是力是运动状态改变的原因。

本节的教学重点是牛顿第一定律的具体内容。

本节的教学难点是牛顿第一定律的分析推理过程以及对定律的理解和应用。

二、学习对象分析在设计本课之前考虑到面对的是刚涉入高中一年级的学生，他们既然被分到同一个班，那么他们对初中的只是掌握程度应该相同。

并且对于学生们一下两点是可以肯定的：一是同学们并不希望机械化地去应付考试，而更希望将知识提高到能力和技巧的这个层次上来；二是希望物理教学可以激发起兴趣，而不成为学生的负担。