1. 牛顿第一定律优质课教学设计

第三章

牛顿运动定律

第一节

牛顿第一定律

教师姓名：何丹

学科：物理

课题：牛顿第一定律

一、教学目标

知识与技能：1、正确理解力和运动的关系，知道物体的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，知道质量是惯性大小的量度。

过程与方法：培养分析问题的能力，要能透过现象了解事物的本质，不能不加研究，分析而只凭经验，对物理问题决不能主观臆断，正确的认识力和运动的关系。

情感态度与价值观：培养科学研究问题的态度。

教学重点：伽利略理想实验，牛顿第一定律，惯性

教学难点：对牛顿第一定律及惯性的理解

教学方法：实验法、阅读法、归纳法

课时安排：1课时

二、教学过程

(一)

导入新课

教师：在第一章中，我们学习了运动，知道了常见的运动有匀速直线运动以及匀变速直线运动；在第二章中，我们学习了力，知道了常见的三大性质力有重力，弹力以及摩擦力。那么，物体受力之后会发生什么样的运动呢？这就是动力学所要研究的内容，那我们接下来就进入第三章动力学部分：牛顿运动定律的学习。首先我们来学习一下第三章第一节：牛顿第一定律。

(二)

新课教学

教师：请同学们先预习一下书上的内容，回答以下问题

教师：投影问题：1、在研究力和运动的关系上有哪些代表人物？

2、他们各自的观点是什么？

学生活动：阅读课文

教师活动：检查阅读情况

教师：好，下面我们来看第一个问题。

学生：代表人物有：亚里士多德、伽利略、笛卡儿。

教师：那我们先来看第一位代表人物：亚里士多德，

那他的观点是什么呢？

学生：亚里士多德的观点是：必须有力作用在物体上，物体才能运动，没有力的作用，物体就要静止下来

教师：对，回答得很好。就比如桌子上这个粉笔盒，我用力推它，它就动，一直推，它就一直动；撤去力，他就静止下来。其实生活在还有很多这样的现象，（插入骑自行车的PPT）比如骑自行车，我们用力蹬车，车就运动，停止蹬车，它就静止下来。因此，亚里士多德从生活中这些表面现象中总结出：必须有力作用在物体上，物体才运动，没有力的作用，物体就要静止下来。

教师：但这个观点对不对呢？

学生：不对

教师：他的观点被谁推翻了呢？

学生：伽利略

1

教师：那么伽利略的观点又是什么呢？哪位同学来说一下？

学生：伽利略的观点是：在水平地面上运动的物体所以会停下来，是因为受到摩擦阻力的缘故……

教师：回答得很好，请坐。伽利略认为物体的运动不需要力来维持，在水平地面上运动的物体所以会停下来，是因为受到摩擦阻力的缘故

教师：（投放课件）那伽利略如何证明其观点的？

学生：

用理想实验和其推论来证明的。

伽利略理想实验思路

客观事实：小球从一个斜面的高处滚下，

会滚上另一个对接的斜面，摩擦力越小，越接近原来的高度

假

想：摩擦力大小为零，观察小球在另一个斜面的运动情况

推

理：小球将会达到同一高度

对接斜面倾角越小，运动距离越远

对接斜面倾角为零，小球永远运动

教师：下面我们来看伽利略理想实验的具体内容。（投放课件）

演示实验1：

内容：两斜面对接,让静止的小球沿一个斜面滚下来,小球将滚上另一个斜面. 先铺上很粗糙的毛巾条，再换上布条，最后什么也不铺。

教师：从实验中我们可以得出什么结论？

学生：摩擦力越小，小球沿斜面上升越高，就越接近释放高度。

教师：我们可以就此推测，如果没有摩擦,小球将上升到原来静止时的高度

教师：那我们现在来模拟以下伽利略理想实验

实验2：

教师：老师现在要请一位同学上来帮一下忙，这位男生吧！

教师动手：在黑板上画一条水平线，用胶布把轨道一端固定在水平线左上侧。学生用手把轨道另一端按在水平线右上侧。

教师动手：从轨道上水平线处静止释放小球

学生：逐渐减小右侧轨道倾角，直到最后水平

教师：从刚才的实验中，你们可以看到什么现象？

学生：斜面倾角越小，小球要想上升到同样高度所走的路程就会越远；若斜面水平，小球将一直延光滑直线运动下去

教师：PPT演示实验过程，边演示，边解说

推论1：如果减小第二个斜面的倾角,小球在这个斜面上仍然要达到原来的高度,但要通过更长的距离. （课件模拟这一过程）

推论2：继续减小第二个斜面的倾角,使它成为水平面,小球不可能达到原来的高度,就要沿水平面以不变的速度持续运动下去. （课件模拟这一过程）

教师：小球在光滑水平面上运动，在水平方向上不受任何力作用，却能够一直地运动下去，说明物体的运动不需要力来维持；但在实际生活中，小球可能在水平面上一直运动吗？

学生：不可能，最终会静止下来

教师：是什么改变了它的运动状态？

学生：摩擦力

教师：这说明力是改变物体运动状态的原因

教师：所以，伽利略理想实验说明，力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动的原因

2

（插入PPT）

教师：伽利略理想实验方法：可靠的事实+合理的外推

教师：有哪些事实？

学生：小球从一个斜面的高处加速滚下，

会滚上另一个对接的斜面减速上滑；摩擦力越小，越接近原来的高度

教师：然后他就假设没有摩擦力，然后他得到哪些推论？

学生：小球将会达到同一高度。

斜面倾角越小，运动距离越远；斜面倾角为零，小球永远运动下去

教师：插入PPT，补充学生的回答

教师：这个结论是通过实验进行证实的吗？

学生：不是，因为在现实生活中，不存在摩擦力的面找不到

教师：很好，因此这个实验称为理想实验，因为这个实验不可能通过实验得以证实。

教师：继伽利略之后，笛卡尔对他的观点进行了补充和完善，提出：如果没有其它原因，运动的物体将继续以同一速度沿着一条直线运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向

教师：伽利略和笛卡儿对物体不受外力时的运动做了准确的描述，但他们并没有明确指出运动和力之间的关系是什么，牛顿在总结前人研究的基础上，根据他自己的研究，系统地总结了力和运动的关系，提出了三条运动定律，我们先来一起看看牛顿第一定律，大家一起读一遍。

学生：读牛顿第一定律

教师：刚刚大家读了牛顿第一定律，该定律揭示了哪些内容？

学生：回答

教师：补充完善

教师：对定律的理解：

（1）物体不受外力时的状态是匀速直线运动状态或静止状态，说明力不是维持物体运动的原因。

（2）外力的作用是迫使物体改变其运动状态，说明力是使物体运动状态改变的原因。

（3）一切物体都有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质，这种性质叫惯性。

———牛顿第一定律又叫惯性定律

教师：好！同学现在注意观察桌面上的这个静止的粉笔盒是否受到外力的作用？

学生：受外力的作用

教师：受那些力的作用呢？

学生：受重力、支持力的作用。

教师：由牛顿第一定律可知外力要改变物体的运动状态，为什么粉笔盒仍处于静止状态呢？

学生：因为重力和支持力的合力为零。

教师：能否找到不受外力的物体？

学生：不能

教师；我们知道，力是物体之间的相互作用，不受外力作用的物体是不存在的。

教师：牛顿第一定律所描述的物体不受外力的状态只是一种理想化状态，这种状态虽不能实现，但在现实中却可以用合力为零的状态来代替它也就是：不受外力作用==受外力作用，但合外力为零。这时仍可以反映出力和运动的关系：力不是维持物体运动的原因，而是使物体运动状态改变的原因。这样就使牛顿第一定律在实际应用中有了实际的意义。

思考练习：（投放课件）

3

1、

汽车突然开动的时候,乘客会向后倾倒,为什么？

学生：这是由于当汽车开始运动后，人的下半身和车接触较紧密，故随车前进，而上半身由于惯性还要保持原来的运动状态———静止所造成的。

2、

那么，在刹车时乘客会有何变化呢？为什么呢？

学生：会出现前倾。因为刹车时，乘客的下半身已经随车停止了运动，而上半身仍保持原来的速度向前运动。

教师：那么同学们举出一些生活中利用惯性的例子？

学生：泼水、铲土、拍灰尘等

教师对上述例子进行讲解并总结出惯性的特点：（投放课件）

1、一切物体都具有惯性，惯性是物体的固有属性，不论物体是否受到力的作用，是否运动或运动状态如何都具有惯性。

2、惯性的大小只与质量有关，质量越大，惯性越大；质量越小，惯性越小。

三、巩固训练: （投放课件）

四、小结：

1、伽利略的研究方法（理想实验法）

这是一种以可靠的事实为基础，把实验与逻辑推理和谐地结合在一起的一种科学探究方法。

2、牛顿第一定律

内容：

意义：

3、惯性

定义：

决定因素：

五、

作业布置: 课本72页练习与评价1，2，3，4 六、板书设计：

（一）

历史的回顾

伽利略的研究方法：理想实验法

（二）

牛顿第一定律

1内容：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为止

2 揭示：（1）力是改变物体运动状态（用速度来描述）的原因

（2）一切物体都具有惯性

（三）

惯性：

1、

定义：物体保持原来运动状态不变的性质

2、理解：（1）一切物体都有惯性，惯性是物体的固有属性。

（2）惯性大小只与质量有关

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