物理学与人类文明优质课一等奖

《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，改变了人类的自然观和世界观，才导致牛顿第二定律得出。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，展示了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。

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、教学目标

1、知识与技能：

①

理解力和运动的关系，知道理想实验是科学探究的重要方法。

②理解并掌握牛顿第一定律的内容和意义。 知道什么是惯性，会正确解释有关的惯性的现象，知道质量是物体惯性的唯一量度。

2、过程与方法：

通过对伽利略理想实验的回顾，认识理想化的实验是科学研究的重要方法。即“实验＋合理推理”科学研究方法；

通过回顾历史及探究过程理解牛顿第一定律的形成过程。

3、情感、态度与价值观：

通过对实验探究活动的参与养成实事求是、尊重自然规律的科学态度，不迷信权威，并认识到交流与合作的重要性，有主动与他人合作的精神。

四、重点难点

重点：回顾历史及探究过程理解牛顿第一定律；

惯性的理解

难点：力与运动的关系，

惯性和质量的关系。

五、教学策略与手段

探究式教学，结合讲授法

，多媒体教学，

学生分组讨论按物理史实为线索展示物理规律的形成。

六、教学过程

1．创设情景、新课引入

（1）

用手推动物体，物体运动,停止施力,物体停止运动。并提出相关问题：物体因何而运动，因何而静止？

通过生活中的一些现象引起学生注意力，带着问题进入新课的学习。

2．历史回顾

学生阅读教材前两段内容，归纳总结两种观点的区别：

1．亚里士多德观点：力是维持物体运动的原因

老师要指出：亚里士多德的观点一直维持和统治人们的思想近两千年，才到三百年前伽俐略才指出，力不是维持物体运动的原因，物体运动不需要力。指出亚里士多德在当时提出了很多观点，有时候提出问题比证明一个问题更难，所以说亚里士多德毫无疑问是伟大的。

2．伽俐略的观点：物体运动不需要力

设问：他做了什么样的实验来验证这个观点？

（组织学生结合以下四个问题进行相互讨论思考：分组发表自已的看法，并进行相互交流）

问题一：如果没有摩擦，第一个斜面上小球将会上升到什么高度。

问题二：第二个斜面上小球将会上升到什么高度？学生积极参与讨论。

问题三：小球在水平面上会如何运动？想达到原来的高度，所以就一直运动下去。

问题四：通过实验，力与运动是什么样的关系

介绍伽俐略理想实验方法

伽俐略注意到，当一个小球沿斜面下滚时速度会增加，小球沿斜面上滚时时速度会减小，他由此猜想，当小球沿水平面滚动时，它的速度应该不增不减，实际上他发现，球越来越慢，最后停下来，伽俐略认为：这是由于摩擦阻力的缘故，他推理：若没有摩擦力，球将永远滚下去，为了说明他的思想，他设计理想斜面实验。

用视频动画演示理想斜面实验

通过对理想斜面实验的演示，说明物理研究中抓住主要因素，忽略次要因素的必要性，同时也展示了物理研究思想的美妙和逻辑的力量。（由于现实生活中不可能有绝对光滑的斜面，所以这个实验是个“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．与伽俐略同时代的法国科学家笛卡儿，补充和完善了伽俐略观点，他认为：如果没有其他原因，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。。

4．定律的学习、理解

牛顿第一定律（惯性定律）：一切物体总保持匀速直线运动状态或静上状态，直到有力迫使它改变这种状态——物理学的基石。

对定律的理解指出：

①物体运动不需要力。(不受力时，运动会一直运动下来，静止的一直静止)

②力是改变物体运动状态的原因。

思考与讨论：从牛顿第一定律我们得知，物体都要保持它们原来的匀速直线运动或静止的状态，物体保持运动状态不变的“本领”，与什么因素有关？请大家通过实例进行分析。

由学生分组讨论，收集各组的实例和观点，老师对此进行总结并对错误的认识进行引导和纠正。指出：把物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质叫惯性。在此基础上，再提以下设问：

问题：是不是说只有匀速直线运动或静止的物体才有惯性呢？变速的物体有没有惯性？

由现象得出：惯性是物体固有的属性，一切物体都有惯性，与物体的运动与否无关，物体的质量是物体惯性的量度。

4．定律的应用

思考：我们在一个匀速行驶的汽车上，竖上向上抛一个小球，物体能落回的我手中吗？如果汽车刹车，小球还能回到我们手中吗？

结果：匀速行驶，能落到手中，汽车刹车，落在手的前方

观看视频演示，利用惯性的观点分析柯受良飞跃黄河，敲打棋子，惯性气球等事例

七、课堂练习：

通过课堂练习巩固本节所学知识。