牛一教学设计

《牛顿第一定律》教学设计

【课题】牛顿第一定律

【教材】人教版普通高中课程标准实验教科书《物理》（必修一）

【教材分析】

《牛顿第一定律》是人教版的高中物理必修一第四章第一节的内容。牛顿第一定律揭示了运动和力的的关系，是牛顿定律的基石，力学的第一原理，正是因为它破除了长达近两千年的亚里士多德的错误，改变了人类的自然观和世界观，才导致牛顿第二定律得出。与此同时，它本身还包含着力、惯性、和参考系这些极富成果的科学概念，成为物理学理论的支柱和基石。另外，伽利略的研究过程蕴涵了重要的科学方法，教学中要引导学生领会牛顿第一定律的含义，充分说明伽利略“理想实验”的实验基础和推理过程，展示了伽利略斜面理想实验的猜想依据、推断结果这一思维过程，通过教学让学生明确运动和力的关系，提升对力、惯性、质量等基本概念的理解。惯性是学生学习运动和力的基础，因其抽象难懂而成为难点。

本节内容分为三个部分。第一部分，理想实验的魅力。学生通过回顾历史，了解亚里士多德、伽利略、笛卡尔的观点，并了解理想实验的方法与步骤，通过理想实验得出结论。第二部分，牛顿物理学的基石—惯性定律。利用第一部分的实验，归纳总结出惯性定律的内容。第三部分，惯性与质量。在第二部分的基础上，学习和认识什么是惯性以及惯性与质量的关系。

教材内容从阐述亚里士多德的错误观点出发，引出伽利略“理想实验”的验证，最后由动力学奠基人牛顿总结得出牛顿第一定律。新课标中本节内容对学生有以下基本要求：1．了解亚里士多德对力和运动关系的论述及存在的错误。2．认识伽利略研究运动和力关系的思想方法，了解理想实验的作用。3．知道速度是描述物体运动状态的物理量。4．理解牛顿第一定律的内容，能够运用牛顿第一定律解释有关现象。5．知道惯性是物体的固有属性，知道质量是物体惯性大小的量度。6．运用惯性概念，解释有关实际问题。在发展要求中：1．了解运动学和动力学研究角度的差异。2．会识别惯性系与非惯性系。

【学生分析】

本节是高一上学期的内容，这个时候的学生，还没有摆脱初中时期被动学习的弊病，思维上正在从具体的形象思维到抽象思维的转变过程中，对物理的兴趣刚刚形成，一旦有一节觉得物理很难，就有可能对物理失去兴趣

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，关键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。许多学生把物体具有保持匀速直线运动和静止状态的性质与物体在这种状态下的特点混为一谈。

因此教师要抓住高一学生的心理和思维特点，创设有趣的物理情境，激发学生学习的兴趣，引导学生对牛顿第一定律的形成过程展开科学的探究及正确认识惯性与质量之间的关系。

【教学目标】

一、 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。

二、过程与方法 1.通过实验体验力对物体运动的影响；

2.通过实验体会任何物体都有惯性；

3.了解观察、实验及推理都是研究物理的基本方法。

三、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。

【教学重点】

1.伽利略理想实验；

2.理解牛顿第一定律及其在生活中的应用；

3.知道惯性与质量的关系。

【教学难点】

1.理解力不是维持物体运动的原因而是改变物体运动的原因；

2.对惯性的理解。

【教学方法】

实验探究法、科学推理

【学习方法】

教师引导下的自主探究、归纳总结与交流合作

【教学器材】

教具：斜面一个，小车一辆，毛巾一块，粗布条一块，气垫导轨试验仪一套

【课时安排】1课时

【教学过程】如表4.1所示

表4.1 教学过程展示

教学过程 教师活动 学生活动 设计意图

一、创设物理情境，导入新课

二、进行新课

1.教师演示实验

播放多媒体课件中公共汽车突然启动或急刹车时，人后仰前倾的画面，引导学生思考。

演示：力推物动，力撤物停。

提问：这说明力对物体的运动起什么作用？

演示：（1）轻推物体，撤力物体立刻停止运动。

（2）猛推同一个物体，撤力物体不立即停。

提问：出现两种不同现象的原因是什么？

追问：若撤力时同一物体速度相同，是否停下时的距离一定相同？

观察课件中的公共汽车突然启动或急刹车，思考观察到的现象是什么原因造成的。

仔细观察，思考问题。

观察思考，回答问题。

用日常生活中的实例激发学生的学习兴趣，引入课题。

误导学生得出错误结论，引出亚里士多德的观点。

使学生发现力撤物立即停和力撤物不立即停两种不同现象，引导学生得出： 同一物体在相同水平面上撤力时，速度不同是导致停下时运动距离不同的原因。进一步追问的目的，是为了激起学生进一步探究的欲望。 教学过程 教师活动 学生活动 设计意图

2.学生自主探究 引导学生做探究实验:速度相同的小车在不同水平路面上的运动距离有何不同?

提示：两次释放高度必须相同的原因？

提出问题：如果接触面非常光滑,小球又会怎样运动?

经过以上探究,你有什么体会?

展示伽利略对此问题的认识，动画展示伽利略的理想斜面实验。展示理想实验及意义。

展示笛卡儿观点，说明他在不受力物体运动中强调了其运动方向不会改变。

指出牛顿在总结了前人关于力和运动的基础上，进行了创造研究而提出了牛顿第一定律，展示牛顿第一定律。学生默写，教师板书。 分组实验，A、使斜槽和铺上毛巾的桌面吻合，让小车从斜槽上滚下，标出滚动距离；B、使斜槽和铺上粗布条的桌面吻合，让小球从同样的高度滚下，标出滚动的距离；C、使斜槽和桌面吻合，让小球从同样的高度滚下，标出滚动的距离。

思考得出结论，交流讨论并回答问题。

观察思考，体验理想实验法的思维过程。

认真听讲。

听讲，默写牛顿第一定律内容。 使学生得出粗糙程度越小，小球运动越远。

通过动手使学生认识更进一步。

培养学生实验与逻辑推理相结合的思想方法。使学生认识到：从事物的表面现象得到的结论不一定正确，要认真观察，精心探究，才能认识到事物的本质。要树立不迷信权威，大胆质疑、实事求是的科学态度

利用多种媒体，了解物理学史，体会理想实验的研究方法和意义。

笛卡儿的研究使人类对力和运动的认识更进一步。

使学生认识到一个真理的得出需要几代人的努力，和总结知识的重要性。记忆牛顿第一定律。

教学过程 教师活动 学生活动 设计意图

三、巩固练习

四、知识小结 提问：牛顿第一定律从哪几个方面阐述了力和运动的关系？谈谈对它的理解？学生回答不全面教师补充。

从牛顿第一定律引出惯性概念，指明牛顿第一定律又叫惯性定律，（教师板书。）

视频播放汽车启动和刹车时乘客的反应；明确解释惯性现象分三步，即“三步法”。（1）明确研究的是哪个物体，它原来处于怎样的运动状态。（2）观察哪个物体（或物体的某一部分）受到外力作用后突然改变了运动状态，并指明其运动状态的变化情况。（3）分析研究的物体由于惯性怎样保持原来的运动状态，从而出现题目给出的现象。

让学生举生活中的例子，组织学生交流讨论得出一切物体都具有惯性，惯性是物体的固有性质，不论物体处于什么 状态,都具有惯性。练习例一，思考题。

PPT展示课堂练习。

提问：这节课你收获了什么？

小结所学知识

学生讨论交流，回答问题。

认真观看视频，听老师讲解“三步法”

活学活用，积极发言。认真思考、归纳、领悟。

思考并给出习题答案。

与教师一起总结：

牛顿定第一律的推出过程；

牛顿第一定律的内容；

惯性与质量的关系。 加深对牛顿第一定律的理解，使学生认识到：（1）力不是维持物体速度的原因 。（2）力是改变物体速度的原因。

活学活用，通过举例子，学会用“三步法” 正确解释与惯性有关的现象。总结出一切物体都具有惯性。惯性是物体的固有性质。

通过例一的练习，使学生理解不论物体处于什么

状态,都具有惯性，惯性是物体的固有性质，不是力，两者无可比性。不能说“物体受到惯性”或“受到惯性作用”。

通过习题巩固学生对知识的理解和应用。

让学生整理、回忆本节课的收获，建构整体知识体系，学会梳理知识。