五、牛顿第一定律教学设计一等奖

《牛顿第一定律》教学设计

参赛选手：51

号

一、设计思想

新课程标准的理念是教学应以教师为主导，学生为主体。因此，在教学时应充分发挥学生在学习过程中的主动性和积极性，激发学生的学习兴趣，营造宽松、和谐的学习气氛。在课堂上让学生主动参与教学过程，使学生亲历思考和探究的过程，在知识的形成、联系、应用过程中养成科学的态度、获得科学的方法。

二、教材分析

牛顿运动定律是经典力学的基本定律，构成了经典力学的核心。而本节要学习的牛顿第一定律又是牛顿运动定律的基石，正是因为它破除了长达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。

牛顿第一定律本身也包含着力、惯性这些重要的科学概念，成为物理学理论的支柱和基石。伽利略的研究过程蕴含了重要的科学方法，教学中要充分引导学生理解伽利略的“理想实验”，知道理想实验的实验基础、推理过程和对推断结果的分析。引导学生领会牛顿第一定律的含义，明确运动和力的关系，同时提升对力、惯性、质量和惯性的关系等基本概念的理解。最后，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，着重物理学史教育、理想化实验思想和坚持真理、不迷信权威的科学态度的熏陶。

三、学情分析

牛顿第一定律是由部分实验结果，部分外推假设、部分定义所构成的一个复合体，就其定义本身的表述学生不难记住，但初二学生由于接触物理时间比较短，学生平均年龄比较低，抽象思维能力及认知结构上尚不成熟，加上生活经验的影响，不少学生认为运动的物体有惯性、静止的物体没有惯性；固体有惯性、气体，液体没有惯性。因此在接受牛顿第一定律上有一定的难度，怎样形成对牛顿第一定律的理解及这一概念的建立使其认识由直观的感觉上升到科学理性认识则是本节的难点。

四、教学目标

1.知识与技能

理解牛顿第一定律和惯性

2.过程与方法

在探究过程中发展学生的观察能力、分析能力、归纳论证的能力和表述信息的能力。

3.情感、态度与价值观

通过实验培养学生实事求是的科学态度和研究问题的科学方法。

五、教学重点和难点

重点：通过实验研究阻力对物体运动的影响

难点：建立牛顿第一定律的科学推理过程

教学仪器：斜面、木板、小车、磁铁、小车、钢球、棉布、毛巾、自制教具

六、教学过程

一、有趣的导入

前面我们学习了部分力学知识，下面来看这样一个问题，我推动粉笔盒，粉笔盒运动了，不推它，它停了下来，那么力和运动有什么关系呢？学了牛顿第一定律就可以回答这个问题了，下面我们一起学习牛顿第一定律。

二、知识的输入

自行阅读教材P16-17页，对于力和运动的关系，看看书中有几种观点？一种观点认为：运动要靠力来维持，一种观点认为：运动不需要力来维持。你同意哪种观点？以小组为单位讨论一下，要说出你支持的理由？可以结合生活实例或者动手做实验。

时间到，这一小组，观点:运动要靠力来维持，因为生活中发现一些物体要想运动，都需要施加力，一旦不施加力，物体将停下来。

好，这一小组，观点：运动不需要力来维持，因为滑板车用力会运动，不用力时也会向前运动，不用力会停下来，是因为受到阻力的作用。

辩论很激烈，不过大家最终都想到了物体停下来是因为受到了阻力的作用，那阻力对物体的运动有什么影响呢？

能不能设计一个实验说明？以小组为单位讨论一下。

让学生汇报实验方案：设计一个斜面，让小车运动，获得速度，让其从同一高度静止下滑从而使小车在水平面上开始运动时的速度相等，（这也叫控制变量法）再设计一个表面粗糙可以改变的表面，获得不同的阻力，，比较物体运动的距离得出阻力对物体运动的影响（这叫转换法）。

好，非常好，方案明了，思路清晰。根据实验得出阻力对物体运动的影响。

老师对这一方案进行了某些改进，更能直观地看到效果。咱们一起来看一下实验现象。

教师展示实验。

通过实验发现阻力对物体运动的影响，阻力越小，小球滑行得越远，如果阻力为零，小球将永远运动下去。这些都说明了物体的运动不需要力来维持。

运动物体之所以停下来，是因为受到阻力的作用，如果阻力为零，它将以恒定不变的速度一直运动下去。这也叫实验+推理法，又叫理想实验法。

有同学提出：运动方向会改变吗？

接下来做一个演示实验，让学生感受从斜面上滚下来的小球不受力时将一直运动下去，而在一边放了磁铁的小球运动轨迹发生了改变，从而说明：如果运动物体不受任何力的作用，不仅速度大小不变，而且运动方向也不变，将沿原来的方向一直运动下去。同时也说明了力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因。

牛顿经过大量实验并进一步推理得出牛顿第一定律，大家一起阅读牛顿第一定律。

三、智慧的点拨

牛顿第一定律：一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。

引导：我们来看，牛顿第一定律中所包含的深刻含义。

1、“一切”适用于任何物体; 2、“没有受到力的作用”是规律产生的条件; 3、“或”指物体不受力时,原来静止的总保持静止,原来运动的就总保持原来的速度和方向做匀速直线运动。两种状态必有其一，不同时存在。

4、牛顿第一定律是在大量经验事实的基础上，用推理的方法概括出来的。不能用实验直接证明。

5、牛顿第一定律说明了力和运动的关系：力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因。

当堂练习

1.在探究“阻力对物体运动的影响”的实验中，同一小车从同一斜面的同一高度自由滑下，接着在材料不同的平面上继续运动，分别停在不同的位置。

（1）为什么要使小车从斜面的同一高度滑下？

。

(2)小车在不同平面上运动的距离不同，说明了什么？

。

（3）从这个实验可以推理得出什么结论？

。

2.水平桌面上，物体在水平力F的作用下向右运动。当它离开桌面的一瞬间，假如所受的一切外力同时消失，那么它将（

）

A.沿竖直方向下落

B.沿水平方向向右做匀速直线运动

C.做曲线运动

D.无法确定运动情况

3.目前，人类发射的探测器已飞出了太阳系，如果探测器所受外力全部消失，那么探测器将（

）

A.沿原路径返回地球

B.沿原方向做匀速直线运动

C.沿原方向做加速直线运动D.沿原方向做减速直线运动

4.在物理学中，牛顿第一定律是用什么方法获得的（

）

A.单纯的实验方法

B.单纯的推理方法

C.数学推导的方法

D.实验加推理的方法

科学历程 历史回顾

其实在很早以前古希腊的学者亚里士多德就有这样的观点，简单介绍一下亚里士多德，亚历山大的老师，恩格斯称其为当时“最博学的人”，他的思想曾统治过欧洲，他的著作是古代的百科全书。

一直到17世纪才有人对此提出质疑，这个人就是伽利略，伽利略认为物体之所以停下来是因为受到摩擦阻力的影响。当时他做了伽利略理想实验。观看课件。

笛卡尔对其进行了修正：如果运动物体不受到任何力的作用，不仅速度大小不变，而且运动方向也不变，将沿原来的方向一直运动下去。

牛顿对他们的成果进行了总结概括，得出了牛顿第一定律。

（1）体会亚里士多德的研究方法：直观与经验

（2）学生参与伽利略挑战权威的全过程，感受理想实验的魅力

教师：伽利略就是采用这样的方法得出结论：物体将永远运动下去，却不再需要力去推动它。力不是维持运动状态的原因，实验+推理。

（3）笛卡尔的贡献：补充完善

教师：法国科学家笛卡儿指出：如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动，既不停下来也不偏离原来的方向。

（4）牛顿的贡献：形成体系

教师：牛顿在伽利略和笛卡儿等人的工作基础上，提出了动力学的一条基本定律。

牛顿第一定律：一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。

牛顿第一定律说明了一切物体都有保持原有运动状态不变的性质，我们物理学称其为惯性。

惯性:物体具有保持原来静止状态或匀速直线运动状态的性质，我们把这个性质叫惯性。

你能用惯性的知识解释下面这些现象吗？

在杯子中盛满牛奶，突然急速拉动杯子，会看到什么现象？为什么？

牛奶向右洒出。因为牛奶开始处于静止状态，当杯子突然向左运动，牛奶因为有惯性，要保持静止状态，所以向杯子右侧洒出。

跑动中的人，脚被绊住，为什么会向前倒？

跑动中的人开始向前运动，脚被绊停止，而身体有惯性，要保持向前的运动状态，继续向前运动，所以人向前摔倒。

当汽车刹车时，人的脚底由于摩擦而随之静止，人的上身由于惯性，会保持继续向前运动的状态，所以刹车或减速时，人会向前倾。

当汽车从停止状态起动时，人的脚底由于摩擦而随之静止，人的上身由于惯性，仍保持原来慢速行驶的运动状态，所以加速时，人会后仰。

1．惯性没有条件。任何物体任何时候都有惯性。

2．惯性没有方向。物体只是保持之前的运动状态。

惯性不是力，只要提到惯性力或惯性作用

都是错的。惯性大小只与质量有关，与速度无关。

惯性只能说：1、什么物体具有惯性

2、由于惯性

生活中利用惯性的例子：掷铅球、投篮、跳远、紧固锤头等。

生活中防止惯性危害的例子：雨雪天减速、开车系安全带等。

四、练习的有效

1．关于惯性，下面说法正确的是（

）。

A．一切物体在没有受到力的作用时，总保持匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性

B．射出的子弹离开枪口继续高速前进，是因为子弹受到惯性的作用

C．汽车关闭发动机后还能继续前进是由于汽车的惯性大于它受到的阻力

D．一切物体在任何情况下都具有惯性

2．一氢气球吊着一重物以1 m/s的速度匀速竖直上升，在上升过程中，吊物体的绳子突然断了，则在绳子断开后物体（

）。

A．立即下落，且速度越来越快

B．立即匀速下落

C．由于惯性，物体以1 m/s的速度匀速上升

D．先上升一段距离再下落，下落时速度越来越快

板书设计：

牛顿第一定律

一、牛顿第一定律：

1.

内容：一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。

2.“一切”适用于任何物体; 3.“没有受到力的作用”是规律产生的条件; 4.“或”指物体不受力时,原来静止的总保持静止,原来运动的就总保持原来的速度和方向做匀速直线运动。两种状态必有其一，不同时存在。

5.牛顿第一定律是在大量经验事实的基础上，用推理的方法概括出来的。不能用实验直接证明。

6.牛顿第一定律说明了力和运动的关系：力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因。

二、惯性：一切物体都有保持原来运动状态不变的性质。

作业：（1）思考在跨栏比赛中，为什么运动中的人脚被绊住后，身体会向前倒? （2）完成基训第1、3、4、5题。

（3）将“开车请系好安全带”严肃告知家长。

教学反思：

附 牛顿第一定律的导学案

“运动要靠力来维持”、“运动不需要力来维持”。

你支持哪种观点？以小组为单位讨论一下，要说出你支持的理由？可以结合生活实例或者动手做实验。

活动一：

引导提问

阻力对物体运动有什么影响？

1、如何设置阻力不同？

2、如何让物体运动，并且在到达水平面的速度相等，实验才有可比性。（也就是控制变量）

3、如何得出阻力和运动有无关系？

你的实验内容与步骤是：

1、

2、

3、

1、根据你的实验方案，进行实验

2、实验记录

表面状况

阻力的大小

小车运动的距离

毛巾

棉布

木板

活动二：

猜想与实验

小车速度减小的情况

分析论证

1、实验的结论：平面越光滑，受到的阻力越________，小车运动的距离越________ ，速度减小得越_______ 。

2、推理：如果木板表面绝对光滑，运动物体将

本节课你的收获是：

市优质课教案：

第八章第一节

牛

顿

第

一

定

律

参赛选手：51号

2018年4月11日