课外读物第二课时教案

《牛顿第一定律》教学设计

一、教材分析

牛顿第一定律是牛顿定律的基石，正是因为它破除了长达近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，才导致牛顿第二定律得出。与此同时，它本身还包含着力、惯性和参考系这些极富成果的科学概念，成为物理学理论的支柱和基石。另外，伽利略的研究过程蕴涵了重要的科学方法，教学中要引导学生领会牛顿第一定律的含义，充分说明伽利略“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，提升对力、惯性、质量等基本概念的理解。惯性是学生学习运动和力的基础，因其抽象难懂而成为难点。新课标中本节内容对学生有以下基本要求：1．了解亚里士多德对力和运动关系的论述及存在的错误。2．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。3．知道速度是描述物体运动状态的物理量。4．理解牛顿第一定律的内容，能够运用牛顿第一定律解释有关现象。5．知道惯性是物体的固有属性，知道质量是物体惯性大小的量度。6．运用惯性概念，解释有关实际问题。

二、学情分析

本节所述内容在初中课本上已涉及到，初中课本中用到的标题是惯性定律，所以学生已有一定的基础，关键是如何让学生加深对牛顿第一定律的理解。对力和运动的关系，从日常经验出发，人们往往会产生错误的认识，所以使学生建立起运动改变的原因在于物体间的相互作用力的观点，不是轻而易举的事情。在对惯性的学习中，这仍是学生难于理解的问题。许多学生把物体具有保持匀速直线运动和静止状态的性质与物体在这种状态下的特点混为一谈。

三、三维目标

1．知识与技能

（1）知道发现牛顿第一定律的历史过程

（2）知道伽利略的理想实验及其推理过程和结论

（3）能理解牛顿第一定律的内容和含义

（2）

理解惯性，能举例说明物体的质量是其惯性大小的量度。

1．

过程与方法

（1）

培养学生严谨的逻辑推理能力；通过对大量实例的分析，培养学生归纳、综合能力。善于思考、善于总结，把物理与实际生活紧密结合。

（2）

帮助学生养成研究问题要从不同的角度对比研究的习惯．

（3）

培养学生逻辑推理的能力，知道物体的运动是不需要力来维持的。

3．情感、态度及价值观

（1）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。

（2）利用动画演示伽利略的理想实验，帮助学生理解问题。

（3）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。

四、教学重点

本节的重点是伽利略理想实验，牛顿第一定律及含义，对惯性的理解。

五、教学难点

对牛顿第一定律的理解，对惯性的理解

六、教学工具：

多媒体、板书

七、教学内容及过程

教师活动

学生活动

设计思想

达到目标

观察图片，思考问题

通过物理知识在生活中的应用引起学生探求物理知识的兴趣。

新

课

引

入

跳远运动员跳离地面后为什么还能继续向前？

交警提示驾驶员系安全带，为什么？

学生回答后，教师说明：这些现象都与初中我们学过的惯性有关，引人牛顿第一定律。

新

课

学

习

一、力与运动

1、亚里士多德的观点

学生实验：把自己的物理课本在桌面上用手轻推车，课本前进，停止用力，课本停止。

由此人们得到这样的经验：物体的运动是与推、拉等行为相联系的，如果不再推、拉，原来运动的物体便停止下来。

两千多年前，正是基于这样的经验，古希腊哲学家亚里士多德就得出结论：必须有力作用在物体上，物体才能运动；没有力的作用，物体就要静止在一个地方。即力是维持物体运动的原因。

问题讨论：亚里士多德的这个观点在两千年后被科学家伽利略给推翻了，那是不是就说明亚里士多德不是一个伟大的人呢？

教师介绍亚里士多德

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?

学生动手实验。

互相讨论设计实验探究物理规律的真伪，思考实验现象。

现象呈现面前

介绍亚里士多德的生平事迹，感受真理得来的艰辛。

只是通过常见现象做简单的结论是不够的。

最早怀疑亚里士多德观念的是意大利的科学家伽利略，他认为引起亚里

士多德错误观点的“罪魁祸首”是摩擦力。

2、伽利略的观点

理想实验

当初，伽利略是怎么研究这个问题的呢？

他用了不同于亚里士多德的根据经验得出结论的方法，而是采用了科学

的方法——实验。科学的理论必须要有实验来支持。

回忆结论（学生看书思考）

获得过程

学生带着伽利略“若没有摩擦阻力，球将永远滚下去。”的思想是如何产生的?

伽利略实验是如何设计的？

伽利略实验的结论是什么？

伽利略注意到：当一个球沿斜面向下滚动时，它的速度增大，而向上滚动时，速度减小。他由此猜想：当球沿水平面滚动时，它的速度应该不增不减。但是实际情况却是，即使沿水平面滚动，球也越来越慢，最后停下来，伽利略认为：这是摩擦阻力作用的结果，因为他同样还观察到，表面问题阅读越光滑，球便会滚的越远。他推断：若没有摩擦阻力，球将永远滚下去。

课本

为了说明他的思想，他设计斜面实验。

这是伽利略实验的基础，从这里可以看出伽利略的实验过程分那些步骤？

现象观察——合理猜想——科学推断——设计实验——得出结论

伽利略实验

从实验可以得到：力不是维持物体运动的原因。

伽利略的实验是人们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。

为什么说伽利略的实验是理想实验？

伽利略的实验是一个理想化的过程，是在实验基础上，经过思维过程进行科学推理，不可能直接做到，称为理想实验。 至此，我们已经对力和物体运动之间的关系有了一个正确的认识。

3、笛卡尔的观点

与伽利略同时代的法国科学家笛卡儿，补充和完善了伽利略观点，明确指出：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。他支持了伽利略力不是物体的运动的观点。

了解探究过程

同学参与实验

观察实验

体会正确的研究方法

培养学生阅读、分析、归纳能力，同时强调课本的重要性

知道探究的一般过程

激发兴趣

对学生进行科学方法的教育

笛卡尔明确指出运动中的物体没有受到力的作用，沿同一直线运动；同

时从大小和方向的角度，即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。更为可贵的是笛卡尔认为这应该成为一个原理。

在伽利略和笛卡儿的正确结论隔了一代人后，牛顿把力与运动的关系总

结成整个牛顿力学的一条基本定律。

二、牛顿第一定律

1、牛顿第一定律的内容：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。

牛顿第一定律基本内容和伽利略和笛卡尔观念相似，所以牛顿说他是站

在巨人的肩膀上，但牛顿给出了匀速直线运动和静止的运动形式，从运动

的轨迹，运动的快慢，运动的方向诸方面高度概括总结了运动和力的关系，

更为重要的是牛顿给出了力、惯性的概念，所以这条规律称为牛顿第一定

律，牛顿第一定律是牛顿力学系统中的基础。

2、牛顿第一定律的含义：

设问：分析牛顿第一定律的内容，物体如果不受力将会怎样？

不受力时，运动物体会一直运动下来，静止的物体一直静止。

（1）描绘了不受力时物体的运动状态。

设问：什么是物体的运动状态？（学生看书69页归纳）

物体的速度大小或方向改变，运动状态就变了，故物体运动状态用物

体的速度表示。

因为不可能把自然界的任何物体完全孤立起来，也就是说，不受力的学生思考内容。

物体是不存在的，所以，牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的

产物，从理想实验得来的，不可能用实验直接验证。但是生活中我们还是

可以找到和牛顿第一定律描述的相近的现象，你能想得到吗？

设问：分析牛顿第一定律内容中的第二句话，你能得出什么？

（2）提出了力的概念——力是改变物体运动状态的原因

即力是改变物体速度的原因，力是产生加速度的原因。

设问：分析牛顿第一定律内容中的第一句话中，你能得出什么？

物体都要保持匀速直线运动状态或静止状态，或者说它们都具有抵抗运

动状态变化的“本领”，我们把这个性质叫做惯性。

（3）确立了惯性概念，所以牛顿第一定律又叫做惯性定律。

3、惯性与质量

（1）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

笛卡儿的观念不同于伽利略观念的是什么？

培养学生分析能力，自主学习能力。

物理知识与生活实际紧密结合，体现知识的实用性

惯性是指能保持原来速度，不是保持原来的运动性质，如果物体原来

匀变速运动，靠惯性是不能保持匀变速运动的。

（2）普遍性：一切物体都具有惯性，惯性是物体固有的属性。

惯性现象在生活中有很多。学生实验:纸从书下快速抽出。大家能不能

解释一下？视频：汽车启动、刹车，铁锨扬沙。

设问：惯性与什么因素有关呢？与物体的运动状态、受力情况有关吗？

学生分析

惯性是物体本身的一种属性，应该与本身的因素有关，而力是外界施加

质。

的，物体的运动状态改变因为受力，所以惯性与物体的运动状态、受力情况无关。

实验：不同质量小车在相同力作用下运动状态改变不同。

实验说明，质量大的物体运动状态不易改变。

（3）唯一性：质量是物体惯性大小的量度。质量大，惯性大。

你还能举出这样的例子吗？

不同的车在相同速度时受相同的制动力刹车时，大车滑行的距离远，加速度小，运动状态难以改变，惯性大。

现在我们又从惯性的角度认识质量，对于科学概念的认识就是这样一步一步深入的。

小

结

与

作

业

一、

力与运动的关系：

总结本节亚里士多德首先提出——伽利略的研究（理想实验）——笛卡尔的完善—课所学内—牛顿的总结

容

二、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

三、物体的质量是惯性大小惟一的量度。

自学课本P70惯性参考系

问题与练习1．2．3．4。

学生课下完成

利用学过的知识解释有关现象，提高学习的兴趣。

归纳总结本节课所学内容，使知识点明确。

板书设计

第一节

牛顿第一定律

一、力与运动

1、亚里士多德的观点：力是维持物体运动的原因

2、伽利略的观点：力不是维持物体运动的原因

3、笛卡尔的观点：力不是维持物体运动的原因

二、牛顿第一定律

1、牛顿第一定律的内容：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、理解：

（1）力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动的原因

（2）合力等于0

匀速直线运动

静止

（3）合力不等于0

运动状态改变·····速度改变（仅大小、仅方向、大小和方向）

（4）不是实验定律

三、惯性

1、内容：：物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质。

2、普遍性：一切物体都具有惯性

3、唯一性：质量