1. 牛顿第一定律多媒体教案及点评

《牛顿第一定律》教学设计

南部中学吴洪翔

〖设计思想〗

1．注重三维目标的和谐统一

牛顿第一定律是牛顿物理学的基石，是力学的第一原理，它改变了人们对自然的认识，改变了人们的世界观。这就是，原来亚里士多德认为物体运动需要力，而现在是运动不需要力。这样的重大科学发现，称得上是真正的科学真理。因此，我在设计牛顿第一定律教学时，注重三维目标的和谐统一，让学生理解科学的完整内涵，同时在人文、德育方面给学生以潜移默化的影响，让怀疑的科学精神在学生心中萌发。

2．创设情境，让学生体验建构新知识的乐趣

在初中阶段，学生对牛顿第一定律已有大致了解，知道亚里士多德的观点（力是维持物体运动的原因）是错的，也知道伽利略通过研究澄清了运动和力的关系（力是改变物体运动状态的原因）。但是，在解决实际问题时，他们还常常下意识地用亚里士多德的观点去分析，这说明运动和力的正确关系在学生的头脑中还没有真正建立起来。因此，我在设计这节课的教学时，注意创设情境，突出研究过程和方法，让学生头脑里的前概念与物理学里的科学概念激烈交战，引导学生在现有知识经验的基础上主动构建新知识。了解伽利略的逻辑推理方法，在学生心中撒下科学的种子。

〖教学目标〗

1．知识与技能

理解牛顿第一定律的内容和意义。

知道惯性的概念，知道惯性大小跟质量有关，能够正确解释有关惯性的现象。

2．过程与方法

通过将研究物体运动原因的相关史料合理剪裁，融入物理教学，历史地展现伽利略的批判精神、逻辑推理的方法、猜想与假说的魄力和实验验证的科学作风，使学生有身临其境之感，感受他的研究方法、科学精神。

3．情感、态度与价值观

通过牛顿第一定律的教学，使学生体会到物理学对人们的世界观、自然观、思维方式的改变都在起着重要的作用。

〖教学实录〗

1．引入

书本和钢笔的魔术。

提出问题：钢笔为什么要向上运动？运动背后的原因是什么？那么这节课我们共同来探讨运动的原因。首先给大家准备了一些简单的实验器材：毛巾，小球，木块，弹簧测力计。同学按照要求进行小组实验，并完成学案上面的表格。注意观察物体运动的现

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象，思考力与运动的关系？

2．亚里士多德的运动观

他观察了大量物体的运动，认为有力才有运动，力是维持运动的原因。

根据初中的学习，多数学生知道这是错的。虽然学生能说出：力是改变物体运动状态的原因。可是，他们很难结合生活中的实例说清楚运动和力的关系。这说明他们还没有找到质疑亚里士多德观点的切入点。

3．伽利略的研究

（1）质疑

原来运动的物体之所以停下来，是因为有摩擦力或空气阻力作用的结果。

（2）假设与猜想

如果没有摩擦力、空气阻力的影响，在水平面上运动的物体会怎样呢？

学生：物体将会一直运动下去。

现实生活中不可能没有摩擦力、空气阻力的影响，因此，“在水平面上运动的物体将会一直运动下去”是我们的猜想。

（3）理想实验

这种猜想到底正确与否，怎么研究呀？

学生：通过实验，这是伽利略用到的研究方法。

伽利略观察到在斜坡上运动的物体，从高处滑下来运动得越来越快，冲上斜面运动得越来越慢。于是他设计了一个对接斜面实验。

演示1：在对接斜面一侧的某一高度处释放一个小钢球，观察小球的运动情况，注意小球到达另一侧斜面的最高点。

观察发现小球沿另一侧斜面上升，但是比释放时的高度低一点。这是什么原因呢？

学生：有摩擦。

引导学生推理：假如斜面没有摩擦小球将上升到什么高度呢？

学生：应该会上升到同样的高度。

实验基础上的合理推理，有实验有推理，这就是伽利略的实验方法--理想实验。

演示2：从同一高度释放小球，减小另一侧斜面的倾角，观察小球运动的距离远近。

现象：小球运动的距离变大了。

思考：这是为什么呢？

学生：小球还是想到达原来的高度。

我们已经有过推理：假如没有摩擦，从某一高度释放，小球能冲上另一侧斜面的同样高度。那么，倾角变小后，要想达到同一高度，小球运动的距离变大了。

进一步减小斜面倾角，小球运动的距离会变得更大。当一侧斜面的倾角减小到0时，会有什么现象呢？

演示3：从斜面的同一高度释放小球，小球从斜面上滑下，在水平面上运动，最终从水平面上飞出。

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引导学生推理：假如水平轨道足够长，而且没有摩擦，小球如何运动呢？

学生：永远运动下去！

小球在水平轨道上运动时，水平方向有推或拉的外力作用吗？

学生：没有。

这说明什么呢？

学生：运动不需要力来维持。

到此为止，我们验证了前面的猜想：如果没有摩擦力、空气阻力的影响，在水平面上运动的物体将会一直运动下去。

（4）体会伽利略的科学研究方法

结合下图，领着学生再回顾一下伽利略设计的实验，引导学生认识到，伽利略的这个实验，是在事实的基础上经过合理的外推的理想实验。

理想实验是在实验的基础上再进行合理的外推，实验和推理完美结合，这是伽利略开创的科学研究方法。爱因斯坦对伽利略的评价：伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正开端。

4．笛卡儿的补充

如果运动物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿直线运动，既不停下来也不偏离原来的方向。

5．牛顿第一定律

牛顿在前人研究的基础上把力与运动的关系这个结论总结成第一定律：

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。

学生齐读牛顿第一定律的内容，并思考牛顿第一定律包含哪几层含义？小组内部相互讨论相互交流，小组代表发言，教师讲评，教师总结并对牛顿第一定律的内容逐字逐句的做解释。

6．理解牛顿第一定律

（1）物体不受外力时，它将保持匀速直线运动状态或静止状态。

（2）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。

物体运动状态改变，也就是物体运动的速度改变，所以力是改变物体速度的原因。为了描述速度的变化的快慢，我们建立了加速度的概念，速度改变了，也就是物体有加速度了，所以力是产生加速度的原因。

（3）

一切物体都有保持匀速直线运动状态或静止状态是物体的固有属性—惯性。

“一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态”说的是什么呢？

学生：惯性。

“总保持”说明这是物体与生俱来的本领，一种抵抗运动状态变化的本领——惯性。

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7.

惯性

一切物体都有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质，这个性质就是惯性。

一切物体都具有惯性吗？让学生小组内部讨论，分别举出生活中固体，液体，气体具有惯性的生活实例。

教师解释生活中跟惯性有关的现象。比如：汽车起步，汽车刹车，汽车超载（惯性大小与质量有关），空气炮等生活实例，让学生对惯性有跟深入的了解。观看短视频安全带的重要性，对学生进行安全教育，让学生从视觉上感受惯性的两面性。

回到上课前表演的书本与钢笔小魔术，找学生揭秘魔术背后的物理原因。学生对惯性的学习后，可以顺利的进行解释。小活动：用一个生鸡蛋和熟鸡蛋相碰撞，提问学生那个鸡蛋会坏，现场喊学生来试验，并提问为什么？然后教师进行操作演示并解释其背后蕴含的物理原因，让学生亲身体验物理知识的魅力，激发学生学习兴趣。

教师总结惯性：⑴

一切物体都有惯性；⑵

质量是惯性大小的量度；⑶

惯性与运动状态无关。

8、课堂练习，巩固知识。课堂小结，作业布置。

九、板书设计

3.1

牛顿运动定律

一、历史回顾

亚里士多德

伽利略

笛卡儿

二、牛顿第一定律

1、内容：

2、理解：⑴

物体不受外力，将保持匀速直线运动或静止状态。

⑵

力是改变运动状态的原因。

三、惯性

1、概念：

2、理解：（1）一切物体都有惯性

（2）质量是惯性的量度

十、教学反思

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