1. 牛顿第一定律优秀教学设计

牛顿第一定律

义乌市义亭中学 龚文超

一、设计思路

牛顿第一定律揭示了运动和力的关系，是牛顿物理学的基石，力学的第一原理，它破除了长达两千年以来亚里士多德的错误，改变了人类的自然观和世界观，本身还包含着力、惯性和参考系的科学概念，是物理学理论的支柱和基石。在教学中，不能把它看作牛顿第二定律的特殊情况，它意在引导学生了解科学的发现和发展。本节课采用的理想实验法，在物理研究中具有十分重要的地位和作用。

本课程的教学设计，主要是通过实验和一些生活中的实例，达到突破重难点的目的。

二、教材分析

牛顿第一定律人教版高中物理必修1第四章的内容，同样也是本章的重点。

第一章和第二章描述物体的运动，并没有说物体为什么会做这样的运动。第三章仅仅分析了物体的受力情况，并没有涉及因此做什么运动。而第四章既研究物体的受力，又研究物体的运动，这就是所要讲的动力学的内容。牛顿三大运动定律是动力学的核心，而本节课的教学内容牛顿第一运动定律作为牛顿运动学的基石，首先对人类认识运动和力的关系作了历史的回顾，着重介绍了伽利略研究运动和力的关系的思想方法及卓越贡献，而后讲述了牛顿第一定律的内容和物体惯性的概念。为后续的牛顿运动定律的学习打下好的基础。

三、学情分析

本节课所述内容在初中已有涉及，所以学生已经有一定的基础，关键是如何加深同学对牛顿第一定律的理解。对力和运动的关系，从日常经验出发往往会得到错误的结论，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。在对惯性的学习中，这仍是学生难以理解的问题。

四、三维目标

1、知识与技能

1.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。

2、过程与方法

体会理想实验是探究科学问题的重要物理方法，感受伽利略抽象逻辑思维的魅力。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.正确地认识力和运动的关系. 3、情感态度与价值观

1.认识科学真理的发展道路是艰难曲折的，学习伽利略的科学精神。

2.利用生活中的例子来认识惯性与质量的关系.鼓励学生大胆发言，并学以致用.

五、教学重点与难点：

重点：1.理解力和运动的关系。

2.理解牛顿第一定律，知识惯性与质量的关系。

难点：惯性与质量的关系

六、教学策略与手段

实验演示及探究式教学，按物理史实为线索展示物理规律的形成过程。

七、课前准备

伽利略理想斜面演示仪、细线、重物、自制匀速运动小车及弹射装置、气球、塑料管、同屏器

八、教学过程

教学环节一：以破而立，再现历史

1、导入新课

激发兴趣

演示实验，利用细线将一个重物悬挂在天花板上，再在重物下端系一根相同的细线，请同学们猜想，如果用力去拉下面的细线，哪根线会断呢？同学们做出自己的猜想并说说理由。教师可以通过拉绳的速度控制哪根绳子先断，如果快速的拉，下面的绳子先断，如果慢慢的拉，上面的绳子先断。激发学生学习的兴趣。

那么，我们怎么去解释这一现象呢？我们需要深入的学习力和运动的关系。

2、联系生活

设置陷阱

教师展示马拉车、风吹树叶、脚踢球等生活中常见的现象，让学生讨论力和运动的关系，暴露学生思维上的误区。并介绍亚里士多德的观点。

3、对比试验，走出误区

运用对比试验，以问题的形式切入，让学生观察到表面越光滑，小车运动的越远。引导学生发现物体停下来的原因是因为受到了摩擦阻力的作用。

4、回顾历史,详解“理想”

让小球沿一个斜面从静止滚下来，小球将滚上另一个斜面，如果没有摩擦，小球将上升到原来的高度。减小第二个斜面的倾角，重新释放小球，小球滚上另一个斜面上到原来的高度，就要通过更长的路程。

科学推理：成为水平面，小球将要沿着水平面以恒定的速度匀速直线运动下去

，即物体的运动状态不再改变。

得出结论：

1、伽利略正是在摩擦力无法消除的前提下，大胆利用了理想实验的方法，才得出了正确的结论。理想实验就是利用抽象思维进行逻辑推理，它是研究物理学的重要方法。

2、力不是维持物体速度的原因，力是改变物体速度的原因，即是改变运动状态的原因。

同时提出伽利略的观点：在水平面上的物体之所以停下来，是因为受到摩擦力的缘故。如果没有摩擦，物体将永远运动下去。并介绍伽利略理想对物理学的深远意义。

5.小结历史

简要的补充笛卡尔和他的观点并导出牛顿第一定律，小结整段历史培养学生的情感态度与价值观。

环节二：咬文嚼字，剖析定律

英国物理学家牛顿总结前人的研究成果，概括出一条重要的物理学定律，这也是整个经典物理动力学的基石——牛顿第一定律。

1．牛顿第一定律的表述：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．牛顿在伽利略等人研究的基础上得出牛顿第一定律，伽利略理想斜面实验为牛顿第一定律提供了实验依据。

3．牛顿第一定律的意义（分析重点字词句，由浅入深解读该定律）

（1）物体在不受外力作用时的运动状态是匀速直线运动或静止。

（2）指出了物体的运动并不需要力来维持，力是改变物体速度的原因。

（3）一切物体都有惯性。

环节三：分析总结，突破难点

惯性的理解：

1、概念：物体的这种保持原来匀速直线运动状态或静止的性质叫做惯性。（所以牛顿第一定律又叫惯性定律）

2、课堂实验，深化概念：

利用生活中的实例和演示实验（演示气体的惯性），归纳总结出“惯性是一切物体的本质属性”从而加深了对于惯性概念的理解。

3、双向探究，突破难点：

由“快速抽打的乒乓球”和“稳如泰山的相扑”两张图片引发学生思考“不同物体保持运动状态的能力有大小区别,那么是什么因素来决定呢？”

由学生提出影响惯性大小的因素：质量、速度、重力、光滑等因素。

理论探究：教师引导，理性思维研究分析：

关于速度，引导逆向思辨:①可否认为我现在速度为零，惯性为零？

②可否认为我乘坐动车组飞奔着惯性增加？可否认为我对面乘客惯性为零？

统一认识：惯性既然是物体本身的属性就应该与外界条件、外界作用是否有、大小、速度大小没有关系。

得出结论：质量是物体惯性大小的量度——可以抽杀乒乓球、羽毛球，不可以抽杀铅球、保令球，撼树容易，撼山难。

这样的事例，使学生心灵感悟得到强化。

进一步：展示大货车发生车祸的视频

环节四：学以致用，深化主题

请学生回答上课前做的实验应如何解释，首尾呼应，答疑解惑。

在匀速行驶的动车上竖直起跳，人会落在哪个位置？自制实验设备模拟演示，并利用手机拍摄慢镜头。将视频通过同屏器投放在屏幕中。

介绍惯性在当今生活和科学的利用与防治，例如“投弹”“火箭发射”等等，深化主题。

环节五：小结巩固，课堂训练

1、课堂小结

本节课的重点是伽利略的理想实验法及牛顿第一定律的理解。不受外力的物体是不存在的，不受外力与受了外力但合外力等于零是等价的。

难点是惯性的理解，惯性是物体的固有属性，只与质量有关。再次强调本节课的重难点，并通过练习体来巩固认识

2、练习巩固

1、高空中水平匀速飞行的轰炸机，每隔相同的时间投下一颗炸弹，不计空气阻力，那么下列说法正确的是（ ）

A、在空中的排列情况是一条抛物线

B、在空中的排列情况是一条竖直线

C、在空中的排列情况是一条水平线

D、落地点是不等间距的 2、氢气球下面吊着一个重物升空，若氢气球突然爆炸，那么重物将（ ）

A.先竖直上升，后竖直下落

B.匀速竖直下落

C.加速竖直下落

D.匀速竖直上升