1. 牛顿第一定律优秀教案设计

《牛顿第一定律》教学设计

【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。

【教学目标】

知识与技能 1、知道伽利略的理想实验及其主要推理过程和推论，知道理想实验是科学研究的重要方法。

2、理解牛顿第一定律的内容及意义。

3、理解惯性的概念，会正确解释惯性现象。

过程与方法

1、体验伽利略理想实验的推理过程，理解理想实验是科学研究的重要方法。

2、通过实验加深对牛顿第一定律的理解。

3、观察生活中的惯性现象。

情感、态度与价值观

通过亚里士多德和伽利略对力和运动关系的不同认识，通过对笛卡儿的推论和牛顿第一定律的比较分析，了解人类认识事物本质的曲折性。感悟科学是人类进步的不竭动力。

【教学重点】

对牛顿第一定律和惯性的正确理解；科学思想的建立过程

【教学难点】

力和运动的关系，惯性和质量的关系

【教学方法】

实验探究、交流与合作、多媒体辅助教学

【教学器材】

1、多媒体课件

2、劈型斜面、毛巾、棉布、小车、木板

【教学过程】

新课导入：力和运动有关系吗？（情景创设，引入新课）

大屏幕播放视频：有趣的太空生活。

航天员在太空舱中游走穿梭，就像鱼儿在水中游泳一样；

航天员用吸管把水挤到空中，然后去喝空中漂浮的大水珠；

航天员洗刷时，随手去拿飘在空中的牙刷、牙膏、剃须刀等；

航天员互传桔子、苹果，然后去吃飘过来的水果。

观看后请学生尝试在教室内再现以上的某个情景。

学生尝试后得出结论：教室内无法再现。

【思考与讨论】

太空舱中的情景在教室内为何无法重现？

太空是一个几乎不受力的环境，在这样的环境中，一切物体都可以随拿随放，而在地球上，一切物体都受重力，把物体拿到空中静止释放后，物体并不能静止在原处，而是要落下来。 得出结论：力和运动是有关系的。以此引出课题：第五章

研究力和运动的关系

新课展示

一、力和运动有什么关系呢？

1、亚里士多德

【阅读与思考】

结合课本101页的内容，组织学生思考、讨论并引导学生得出下列问题的答案。

（1）古希腊哲学家亚里士多德的观点是什么，他凭什么得出观点的？

力是维持物体运动的原因；

观察和直觉。

（2）造成亚里士多德得出错误观点的原因是什么？

由于地面环境中重力和摩擦力的干扰。

【过渡引导】一边解说引导，一边用小车演示

其实，最先悟出这一原因的是17世纪意大利的物理学家伽利略。他观察到，在推力作用下运动的小车，撤去推力后，小车并不是立刻停止，而是运动了一段时间才停下来的。撤去推力，小车仍可以运动，这就说明：“力是维持运动的原因”这一观点，并不是力和运动的真正关系。为了找出力和运动的真正关系，伽利略巧妙的设计了一个实验，这个实验把他深邃的思想和超人的睿智体现的淋漓尽致，那么，这到底是一个什么样的实验呢？

2、伽利略的实验

（1）实验过程

（动画展示：层层设问，步步深入，让学生经历伽利略的思考过程，体验理想实验的科学研究方法）

装置介绍：两个对接的粗糙斜面，中间用圆弧相连。

师：让小球从一个斜面的某一个高度静止释放，小球的运动情况如何？试描述出来。

生：小球滚上另一个斜面，到不了原来的高度就返回了，然后在两个斜面间往返运动，高度越来越低，最终停在斜面的低端。

师：小球为什么达不到原来的高度，而且最终又停下来呢？

生：受到摩擦阻力的作用。

师：设想斜面光滑，没有摩擦，小球的运动情况如何呢？

生：小球将达到跟原来同样的高度，然后在两个斜面间往返运动，永不停息。

师：如果减小第二个斜面的倾斜度，小球的运动情况如何？和前一次有什么异同呢? 生：小球依然达到同一高度，但经过的路程会更长，用的时间也更长。

师：推想：如果持续减小第二个斜面的倾斜度，小球的运动情况如何呢？

生：小球仍会达到同一高度，只是走的路程越来越长，所需的时间越来越长，

师：当第二个斜面变成水平面时，小球的运动情况如何呢？

生：小球将沿着光滑的水平面一直运动下去，永不返回。

师生总结：小球在水平方向上不受力，仍可以运动，这就说明：运动并不需要力来维持。伽利略由此得出结论：力不是维持运动的原因。

【过渡引导】

伽利略实验的整个过程，都是在假设斜面光滑没有摩擦的前提下进行的，而绝对光滑的斜面是不存在的，所以说伽利略的实验是一个理想实验。那么什么是理想实验呢？

（2）理想实验

在学生稍加讨论后，给出理想实验的概念。

理想实验是在思想中塑造的一种理想过程。它是以科学实验为基础，以科学事实为根据，突出主要因素，排除次要因素，运用逻辑推理，揭示物理世界的内在联系，发现物理规律。这是科学研究的重要方法。

举例说明：理想实验并不神秘。在我们下棋时，每走一步之前，总会先在脑海里布局一个假象的战场，我如何走，对手如何应付，我该怎样走，对手才无路可走。棋技越高，设想的布局方案也就越多，越深入，越全面。在这个过程，我们就在进行着理想实验。

（3）实验设计

根据伽利略的实验和你对理想实验的理解，设计一个实验，说明力不是维持物体运动的原因。

器材：毛巾、棉布、木板、劈型斜面、小车

要求：同桌讨论实验方案，说明实验步骤。

在学生讨论完后，请两个同学展示讨论的结果，边做实验边解说。（试验中要体现理想实验的思想，并合理推出结论）

（4）实验验证 播放视频：

（请同学们要特别注意观察物体被推出后的运动状态。）

两位航天员传背包；两位男航天员传送一位女航天员。

太空可以看做是一个几乎不受力的环境，在这样的环境中，具有初速的物体一直运动。这就直接验证了伽利略的结论。

【过渡引导】

在伽利略实验的基础上，法国科学家笛卡尔，对力和运动的关系做了进一步的推论。英国科学家牛顿做了进一步的补充、完善和总结，提出了牛顿第一定律。

二、牛顿第一定律 1、笛卡尔的推论

一个不受外界任何影响的运动着的物体，将保持原来的运动，一个静止的不受外界影响的物体，将保持静止。

2、牛顿第一定律

一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到外力迫使它改变运动状态为止。【思考与讨论】

（1）笛卡尔的推论中，外界影响指什么呢？

外力的作用。

（2）比较、分析、讨论牛顿第一定律比笛卡尔的推论有哪些地方更完善了？

体现在以下四点：

①一个

—→

一切：

体现出普遍性、共性; ②将保持

—→

总保持：

体现出物体的固有性、特性; ③只研究了物体不受力的情况—→还研究了受外力的情况:说明了外力的作用; ④表述上，牛顿第一定律比笛卡尔的推论更明确，更简洁。

（3）通过（2）的分析，总结牛顿第一定律的意义。

①说明了物体不受力时的状态：匀速直线运动状态或静止状态。

②说明了力的作用：力是改变物体的运动状态的原因。

③揭示了一切物体都具有的一种固有属性——惯性，因此，牛顿第一定律又叫做惯性定律。

【过渡引导】

那么什么是惯性呢？（根据牛顿第一定律得出惯性的定义。）

三、惯性

1、定义：物体保持匀速直线运动状态或静止状态的特性。

2、说明：

①一切物体都有惯性，惯性是物体的固有属性。

(为更好的理解“一切”和“固有”，设计以下两个问题和一个视频) 问题：地球上的物体有惯性，太空中的物体有惯性吗？

问题：人行走时有惯性，静止时有惯性吗？

播放视频：有关生活中惯性的例子，请学生解释。

【思考与讨论】

惯性是物体的固有属性，那么惯性有大小吗？（结合视频思考、讨论、分析该问题。）

播放视频：

一弹簧弹开静止的质量不同的小车，两车运动的距离不同；

卡车和自行车同时刹车，停止的难以程度不同。

师生总结：质量不同的物体，保持原有运动状态的本领是不同的，质量越大，保持原有运动状态的本领越大，就说物体的惯性越大；相反，惯性越小。可见，物体的惯性是有大小的，并且质量是物体惯性大小的唯一量度。

②质量是物体惯性大小的唯一量度。

练习：1kg的铁块、1kg的木块、1kg的棉花，谁的惯性最大？

师生总结

学生总结：（这节课我学到了什么？）

教师总结：通过亚里士多德和伽利略对力和运动关系的不同认识，通过对笛卡尔的推论和牛顿第一定律的比较分析，我们知道了，人类对事物或规律的认识，并不是一蹴而就，一步到位的，而是经历着一个步步深入。逐步完善的曲折的过程。

反馈练习

1、判断下列哪些说法正确（

A

）

A.两个质量相同的物体，不论速度大小如何，它们惯性大小一定相同。

B.物体不受力时有惯性，受力时没有惯性。

C.在月球上举重比在地球上容易，则质量相同的物体在月球上比在地球上的惯性小。

D.在地上滚动的小球越滚越慢，小球的惯性也逐渐减小。

2、正在运动的物体，如果将所受的外力同时撤去，这个物体将：（

B

）

A.立即停下来

B.做匀速直线运动

C.速度越来越慢，最后停止

D.速度越来越快，永远停不下来

家庭作业

1、思考与活动：

课本P106 1、4 2、自主学习：预习《5.2 探究加速度与力、质量的关系》，完成导学案。

【教学评价与反思】

本节课的教学设计比较全面的体现了三维目标。教学过程中，以太空生活视频引入课题，激发了学生兴趣。对教材的处理既踏实又有新意，对科学认识的发展层次把握得比较好。既注重学生经历过程，体验方法，又重视基础知识及其应用。基本达到了教学目标。

方法线

力推车，车动；

不推车，车停。

观察+直觉

亚：力是维持物体运动状态的原因

案例分析

质量是物体惯性大小的唯一量度

理解牛一律，并提出惯性概念

牛顿第一定律

如何使物体的运动状态发生改变？

实验设计

斜面实验

有意观察法……...……

车不是立刻停止

伽：力不是维持物体运动状态的原因

…………….理想实验

……………实验法：重做斜面实验，体会理想实验的科学方法

……………..设疑提问法

物体力不受外界作用，将做什么运动？

太空生活

……………..实验法

…………….设疑提问法

…………….归纳总结，抽象概括

…………….分析法

……………对比观察法

………………应用