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高一物理必修1第四章《牛顿运动定律》教材教法分析讨论

一．教材地位

本章是前面对运动和力分别研究的基础上的延伸——研究力和运动的关系，建立起牛顿第一定律。经典物理是以牛顿运动定律是动力学为基础，因此是力学中也是在整个中学物理教材中占重要地位。正确地理解惯性概念，理解物体间的相互作用的规律，熟练地运用牛顿第二定律解决问题，是本章的学习要求，也为今后物理学里，热现象、电磁现象以及其他物理过程都是较机械运动更为复杂的运动形式，提高分析解决问题能力奠基基础。运用牛顿运动定律，正确认识力与运动的关系，与我们生活的息息相关。本章还涉及到了许多重要的研究方法，如：在牛顿第一定律的研究中采用的理想实验法；牛顿第二定律中的控制变量法；运动牛顿第二定律处理问题时常用的整体法和隔离法，以及单位的规定方法，单位制的创建等。对这些方法要多加练习，提高学生的思维认知方式。为了更好地运用牛顿第二定律，我们需要实验探究课程，来培养学生的观察与实验能力、思维能力、分析和解决实际问题的能力。

二．教学目的（三维目标）

第一节：牛顿第一定律

一、知识与技能

1、理解力与运动的关系，知道物体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，知道质量是惯性的大小的量度。

二、过程与方法

1、培养学生分析问题的能力，了解事物的本质，正确的认识力和运动的关系。

2、帮助学生养成研究问题要从不同角度对比研究的习惯。

3、培养学生的逻辑推理的能力(分析、概括、推理)。

三、情感、态度与价值观

1、利用一些简单的器材。比如：小球、木块、毛巾、玻璃板等，来对比研究力与物体运动的关系，进行对比和推理。

2、培养学生对科学研究问题的态度。

3、过伽利略的理想实验，帮助学生理解问题。

4、利用生活中的例子来认识惯性与质量的关系，培养学生大胆发言，并学以致用。

第二节：实验：探究加速度与力、质量的关系

一、知识与技能

1、理解物体运动状态的变化快慢，即加速度大小与力有关，也与质量有关。

2、通过实验探究加速度与力和质量的定量关系。

3、培养学生动手操作能力。

二、过程与方法

1、使学生掌握研究三个物理量之间的关系时，用控制变量法实现。

2、指导学生根据实验原理去设计实验，处理实验数据，得出结论，利用图像寻找物理规律。

三、情感、态度与价值观

1、通过实验探究激发学生的求知欲和创新精神

2、使学生养成实事求是的科学态度，能体验探究自然规律的艰辛与喜悦。

第三节：牛顿第二定律

一、知识与技能

1、掌握牛顿第二定律的文字内容和数学公式。

2、理解公式中各物理量的意义及相互关系。

3、会用牛顿第二定律的公式进行有关的计算。

二、过程与方法

1、以实验为基础，归纳得到物体的加速度跟它的质量及所受外力的关系，最后总结出牛顿第二定律。

2、培养学生的概括能力和分析推理能力。

三、情感、态度与价值观

1、培养学生的合作意识，相互学习，交流，共同提高的学习态度。

2、学会从实验中学到归纳总结物理规律的重要方法。

第四节：牛顿第三定律

一、知识与技能

1、理解力的作用是相互的，知道作用力与反作用力的概念

2、理解牛顿第三定律的含义，解决简单的问题。

3、能区分平衡力与作用力和反作用力。

二、过程与方法

1、通过学生自己设计实验，培养学生的独立思考能力和实验能力。

2、通过牛顿第三定律分析物理现象，可培养学生分析解决实际问题的能力。

三、情感、态度与价值观

1、培养学生实事求是的科学态度和团队合作的科学精神。

2、通过学习牛顿第三定律，体会物体之间的相互联系性。

第五节：超重与失重

一、知识与技能

1、了解超重与失重现象。

2、运用牛顿第二定律研究超重与失重的现象。

3、运用超重与失重知识解决实际生活中的问题。

二、过程与方法

1、经历实验观察、实例探究讨论交流的过程，体验超重和失重现象。

2、体会运用牛顿第二定律解决问题的方法。

三、情感、态度与价值观

1、通过列举一些身边的超重失重例子和日常的小实验，让学生学会观察生活，知道物理就在身边。

2、培养学生科学探究能力，激发成就感；养成学科学、爱科学、用科学的习惯；从探究中体验科学之美，体会合作的重要性。

三、教学重点、难点

第一节：牛顿第一定律

重点：①理解力和运动的关系。

②理解牛顿第一定律，知道惯性与质量的关系。

难点：惯性与质量的关系。

第二节：实验：探究加速度与力、质量的关系

重点：①怎样测量物体的加速度

②怎样提供和测量物体所受的力

难点：指导学生选仪器，设计方案，进行实验。

第三节：牛顿第二定律

重点：掌握牛顿第二定律并会应用

难点:①实验数据的分析与处理

②理解并掌握牛顿第二定律的物理意义及性质

第四节：牛顿第三定律

重点：①知道力的作用是相互的，掌握作用力与反作用力

②掌握牛顿第三定律并用它分析实际问题

难点：正确区分平衡力和作用力、反作用力

第五节：超重与失重

重点：什么是超重、失重及产生超重、失重现象的条件、实质。

难点：①产生超重和失重现象的实质

②运用牛顿第二定律和牛顿第三定律对超重和失重现象的实例分析。

四、教材特点

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1、注意参透物理思想、物理方法。本章中包含许多重要的研究方法：如在牛顿第一定律的研究中采用的理想实验法、在牛顿第二定律的研究中采用的控制变量法、运动牛顿运动定律处理问题时常采用的隔离法和整体法，以及单位的规定方法、单位制的创建等。特别是探究加速度与质量的关系时的实验数据处理：当加速度与质量的关系图像拟合为反比例函数图像时，不能就此认为加速度与质量成反比，而进一步根据数据作a-1/m图像，得到a-1/m图拟合为直线时才能确定。这不但让学生感到科学方法的巧妙，而且让学生感到科学的严谨，也为将来学习其他物理规律提供思路。这些方法需认真地体会、理解，以提高认知的境界。

2、重视科学史的教育功能；重视“情感”目标的体现，重视“过程”目标的落实。

3、在课程实施上注重自主学习，提倡教学方式多样化。

4、重视科学知识的运用过程，重视学生的体验。教材中安排的物理实验和物理现象总是尽量贴近生活，通过不同的栏目、练习尽量展示牛顿运动定律的应用实例，帮助学生加强对知识和规律的理解。

五、教法建议：

1、关于运动和力的关系，亚里士多德的观点复合人们日常的生活经验，因而学生很容易接受，讲授时宜多举实例让学生充分思考、讨论，且允许保留不同的意见，以使学生澄清日常经验带来的不利干扰，真正理解“力不是维持运动的原因而是改变运动状态的原因”，理解伽利略的伟大之处，在于他的理想实验得科学意义。因此，应认真从人类认识过程讲起以使学生对此有比较正确和扎实的理解，注意科学世界观的培养。

2、学生对惯性容易有一些似是而非的模糊认识，教学中要联系实际予以澄清。真正突破这一难点及深入的认识有待讲过牛顿第二定律之后。

3、在“加速度和质量的关系”这一节对物体惯性的认识可以深入一步，惯性不仅表现在保持物体静止和匀速直线运动上，也表现在改变物体运动状态的难易程度上。质量就是物体惯性大小的量度，在此也可以进一步澄清一些对惯性的模糊认识。

4、对牛顿第三定律的内容，学生从形式上记住它，并不十分困难。但要真正理解，特别是在较复杂的问题中正确的应用它，还需在以后的学习中深入和提高。初学时要求学生对它有一定的理解，能区分平衡力与作用力和反作用力就可以。

5、对牛顿第三定律的应用，都是较简单的实际问题，不涉及连接体问题。这一点在教学中应予注意。

6、对牛顿定律的适用范围，在章后的“阅读牛顿定律的适用范围”给予了说明，根据学生的情况，指导学生阅读。

7、课后的“爱因斯坦谈伽利略的贡献”等阅读材料很有启发意义，希望引导学生阅读，培养学生对真理和科学发展史的正确认识，以利于科学的态度和正确的价值观的养成。