1. 牛顿第一定律课程导入及其完整教案

《牛顿第一定律》教学设计

河北定州中学 安亚珍

一、设计思想

本节课的设计围绕物理规律的发现和发展展开，科学家的创造性思维品质和敢于置疑、坚持真理的献身精神成为情感态度价值观教育的好素材。另外，实验的验证和生活现象的列举是本节课必需要的。适当介绍一些物理学史的知识，通过对大量实例的分析，让学生真正理解力不是维持物体速度的原因，而是改变物体速度的原因。先是介绍人类对力和运动关系的发展历史，并着重讲述伽利略的理想实验及其重要的实验思想。在此基础上引入牛顿第一定律、分析牛顿第一定律的含义、引入惯性概念，利用惯性知识分析有关的现象，进一步强化力是改变物体速度的原因。

二、教材分析

牛顿第一定律是研究运动和力的关系，这是质点动力学的内容。牛顿运动定律是动力学的核心内容，第一定律是牛顿物理学的基石，力学的第一原理。另外，伽利略的研究过程蕴涵了重要的科学方法，教学中要引导学生研究问题不是靠直觉和思维来进行，而应该确立实验在物理研究中的地位。理解伽利略“理想实验”的实验基础和推理过程，展示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，学会研究问题的科学方法。

三、学情分析

本节内容在初中阶段学生已经有了一定的认识，比如定律的内容，定性的实验推理过程，尤其是关于惯性的学习和用其对实际现象的分析解释等。高中阶段的学习，首先应该在已有认识的基础上，纠正一些片面、不恰当的认识，进一步深化和提高相关问题的认识。惯性是一个重要的概念。虽然学生在初中接触过，但仍有一些学生误认为“物体在线运动或静止时才有惯性”。不理解一切物体都有惯性，而且惯性大小与质量有关。要解决这问题也不是一蹴而就的，需要通过实例分析慢慢接受。

四、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．知道伽利略的理想实验及其推理过程和结论

3．理解惯性，能举例说明物体的质量是其惯性大小的量度。

（二）过程与方法

1．体会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

2．通过分组讨论帮助学生养成研究问题从不同角度研究问题的习惯

3．利用演示实验、学生分组实验加强对惯性的理解，让抽象的问题变的形象具体

（三）情感态度与价值观

1．通过牛顿第一定律的历史史实回顾，增进对科学的兴趣，培养学生的创造性思维品质和敢于质疑、坚持真理的献身精神。

2．让学生知道科学研究过程的艰难，领悟实验加推理的科学研究方法。

五、重点

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。知道质量是描述惯性的物理量

六、难点 对牛顿第一定律发现过程中的科学方法的体会,理解惯性与质量的关系

七、教学方法

演示法、观察法、讨论法、设疑引导、分析归纳等

八、教学用具：

小车若干、自制伽利略理想实验演示仪、棋子、直尺、木板、装满水的矿泉水瓶、蜡烛、水杯、筷子、纸箱、弹簧

九、教学流程

教师活动

学生活动

设计思想

达到目标

通过小实验引起学生探求物理知识的兴趣。

调动学生的积极性，体验物理与生活的息息相关

新

课

引

入

观察演示实验的现象，与自他地方充满水。拉动瓶子突然向前加速，观察气泡的己的猜想是否一样。

运动方向。（气泡向前运动）

演示实验2：六个象棋子竖着叠放，拿铁尺子猛

击第三个棋子，让学生猜结果怎样？

让学生动手来做一下实验，亲

身感受一下物理中的奇妙。

演示实验1：一矿泉水瓶上方中间有一气泡，其

教师说明：这些现象都与初中我们学过的惯性有关，引入牛顿第一定律。

进

入

课

题

通过课下预习，回答问题：

历史回顾

思考：牛顿第一定律的发展经过哪几个阶段?

一：亚里士多德的观点

通过课下的预习从课本中找到答案

学生：亚里士多德、伽利略、

通过阅读课本培养学生归纳笛卡尔、牛顿

总结能力

学生回答：必须有力作用在物

新

课

学

习

1 亚里士多德关于力与运动的观点是什么？

2他的观点为什么延续了两千多年？

设置疑问：

恩格斯曾说:亚里士多德是最博学的人，因为亚里士多德的研究涉及生物、天文、气象、数学和物理，成果十分丰富，是西方文化的奠基人，回顾他得出力与运动关系的过程，想一想，这位了不起的人为什么会犯错误?

点评：研究问题不能总是靠直觉和思维来进行

设疑：那我们该怎样研究问题？引起亚里士多德错误观点的“罪魁祸首”是什么？

二、伽利略的研究——理想实验的魅力

思考：1。伽利略“若没有摩擦阻力，球将永远滚下去。”的思想是如何产生的? 2．伽利略实验是如何设计的？

3．伽利略实验的结论是什么？

带着问题来观看自制伽利略演示仪演示

在轨道的后边放一矩形木板，以方便比较上升的高度是否相同

4．为什么说理想实验不能成为真实的实验？

5．理想实验的意义是什么？

教师点评学生的发言，汇总各组的观点

1．通过斜面实验，在真实实验的基础上，抓住主要矛盾，对实际过程做出抽象的分析。

体上，物体才能运动；没有力使学生认识到

该从哪里入手的作用，物体就要静止在一个研究问题

地方。即力是维持物体运动的

原因

学生回答：生活中一些现

象，力推物体动，力撤物体停。

与大量“事实”相一致

培养学生的观

察能力、自主学学生：只是通过常见现象习、合作探究、的能力

做出了简单的结论。

学生：摩擦力

体会正确的研

知道如学生：分组讨论设计实验探究究方法，物理规律的真伪，思考实验现何去研究一个问题

象。

学生：有各小组代表发言说明

本组观点和认识

使学生通过分

2．让小球从斜面上由静止滚下来，小球将滚上另一个斜面，如果没有摩擦，小球将上升到原来的高度。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，球达到同一高度是就会离的更远。

3．力不是维持物体运动的原因

4．我们不能消除一切阻力，斜面也不能无限长

5．理想实验摒弃了那种单纯依靠思辩来研究物理的行为方式，而确立了实验在物理研究中的其本地位。

方法归纳：

伽利略是通过什么方法来研究问题的？

教师启发下，学生相互讨论、归纳总结：

伽利略的理想实验是在真实实验的基础上，抓住主要矛盾，对实际过程做出抽象的分析。

说明：真实的科学实验是一种实践的活动，而理

想实验是一种思维的活动。

三、笛卡尔的完善

学生：讨论回答

思考：笛卡儿的观念不同于伽利略观念的是什笛卡尔明确指出运动中的物么？

教师说明：笛卡尔同时从大小和方向的角度，即体没有受到力的作用，沿同一直线运动；

学生分析牛顿第一定律

分小组讨论并回答

学生回答：不受力时，运动物体会一直运动下来，静止的物体一直静止。速度表示物体的运动状态

学生：力不是维持物体运动状态的原因，而是改变物体运动状态的原因。

从矢量的角度对不受力物体的运动进行了更准确，更

严格的描述。

四、牛顿的总结——惯性定律

1、内容：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。

2、牛顿第一定律的含义：

思考：1物体如果不受力将会怎样？什么是物体运动状态？

2力和运动有什么关系？

析理解理想实验，并知道理想实验在物理学发展中的重要地位和作用

培养学生阅读、分析、归纳能力，同时强调课本的重要性

培养学生分析能力，自主学习能力。

学生：确立了惯性概念

3牛顿第一定律为什么可以叫惯性定律？

学生：不能

思考：牛顿第一定律能用实验验证吗？

3、惯性

惯性定义：物体具有保持原来匀速直线运动状态

或静止状态的性质。

同学分组做实验、观察现探究固体、液体、气体有无惯性 实验一：小车上的物块在前进过程中遇到障碍物象、做出总结。

向前倾倒。猛然拉动小车物块向后倾倒。

实验二：用筷子搅动有茶叶的茶水，观察停下搅动时茶水依然在转

实验三：一纸箱挖一小洞，洞前放一点燃蜡烛，

讨论分析：一切物体都具培养学生的动手能力、观察能力、分析总结的能力

物理知识与生活实际紧密结合，体现知识的实用性

按住纸箱用力拍打小洞的对面的纸箱侧壁，蜡烛熄有惯性。

灭；或向点燃的蜡烛挥拳，火焰跳动。

（过渡）

不受力时物体都要保持它们原来的匀速直线运

动或静止的状态，或者说物体都具有抵抗运动状态变

化的“本领”那这种“本领”与什么因素有关呢？

实验一：对着碎纸片吹气，碎纸片会马上飞起，对着铁钉吹气，铁钉不动。

实验二：弹簧弹击质量不同的小车实验，质量大的，运动慢

那这种“本领”与什么速度有关吗？

举例：靶能挡住快速飞来的子弹，能挡住跑来的马吗？

归纳：质量是惯性大小的唯一量度

看生活中有关惯性的现象

对开始演示实验的分析

教师补充：水的质量大，惯性大，气泡质量小，惯性小，水运动状态不易改变，所以气泡相对水向前运动。

同学分组做实验、观察现

象、做出总结。

学生讨论分析结果：

质量大的物体运动状态不易

改变。

学生讨论：

质量大的惯性大，与物体的运物理来源于生动状态无关

活，应用于生活

引导学生思考怎么利用惯性

和防止惯性的危害

利用学过的知

识解释有关现

象，提高学习的学生回答

兴趣。

打棋子：上面的棋子由于惯性保持静止，被打的

受力运动状态发生改变。

小

结

与

作

业

1、力与运动的关系：亚里士多德首先提出——伽利总结本节课所学内容

略的研究（理想实验）——笛卡尔的完善——牛顿的总结

2、牛顿第一定律内容及含义

物体不受力时运动状态 力是改变物体运动状态的原因

确立了惯性的概念

3、物体的质量是惯性大小的唯一的量度。

自学课本P70惯性参考系

做课后练习

板书设计：

学生课下完成

归纳总结本节课所学内容，使知识点明确。

教学反思：

1、追随历史的足迹，层层递进引导学生发现、一、历史的回顾

牛顿第一定律的过程。

1亚里士多德 提出问题

2、注意利用学生身边随手可得的实物做实验，2伽利略的研究 理想实验的魅力 让学生感受到物理就在身边，物理规律的发现、3笛卡尔 补充完善

证明就在教室中。

二、

牛顿第一定律

1 内容

3、有关惯性知识的小实验可以极大提高学生学习的兴趣，加强学生的动手能力，充分调动学 2含义 生的积极性。

三、

惯性

1 概念

4、重点介绍伽利略理想实验的方法，这是一种重要的物理方法，标志着物理学的真正开端。

2 理解 惯性是物体的属性

质量是惯性大小的量度