1. 牛顿第一定律PPT及专用教学设计内容

牛顿第一定律

教材分析

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，不能把它看做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，主要是让学生通过动手实验和利用贴近学生生活的实例，达到突破重难点的目的．

教学重点

1、理解力和运动的关系．

2、理解牛顿第一定律，认识惯性与质量的关系．

教学难点

3、惯性与质量的关系．

课时安排

1课时

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

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）培养科学研究问题的态度．

（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．

4、课前准备：

（1）教具准备：多媒体课件、小车、小球、毛巾、斜槽、刻度尺、木块、磁铁、象棋子等．

眉山市青神中学校

季明贵

（2）知识准备：力的概念及力的作用效果．

新课教学：

【课堂引入】

学生活动：吹乒乓球

用相同两个相同的玻璃碗放在桌面的两侧，其中一个用注射器把其中一个注入一点水使它的质量变大，两个乒乓球分别放入玻璃碗内。

请一男一女两同学吹乒乓球（故意安排女生吹质量小那个），把球吹出碗为胜，学生观看比赛结果(女生容易获胜)，决出胜负后，再让男生(不服输)吹质量小的乒乓球（很容易把球从碗中吹出）

师：请男生谈哪个乒乓球更容易被吹出？

生：XX乒乓球更容易被吹出。

师：这到底是为什么呢？让我们带着疑问来学习本节的知识吧！

【课堂学习】

学习活动一：历史回顾

自主探究

1：

学生利用小车、小球、毛巾和桌面等器材，分小组自主设计实验，分别达到以下效果：

A组．力推物动，力撤物停．

B组．力撤物不停．

学生操作时，教师巡回指导学生完成以下操作：

A组：桌子上铺毛巾，小车放在毛巾上，推它就动，不推就停；

B组：直接用桌面，把小车在桌面上推一下，它运动一段时间才停下来．

待学生操作结束后，

师：请A组说一下操作过程及看到的现象

生：桌子上铺毛巾，小车放在毛巾上，推它就动，不推就停

师：结论：物体的运动需要力来维持

师：请B组说一下操作过程及看到的现象

生：直接用桌面，把小车在桌面上推一下，它运动一段时间才停下来

师：由此可以得到结论，物体的运动不需要力来维持．

师：力的运动到底需不需要利来维持呢？刚才的两个实验为什么会出现两种现象呢？矛盾出现在哪里呢？下面用小球来做个对比实验．

实验探究

用实验演示伽利略的斜面实验，把小球同一位置静止释放，要动态得出以下效果：

（1）接触面（毛巾）较粗糙，记录小球到达的最高位置贴上标记1 （2）接触面一般粗糙（牛皮纸），同样记录小球到达的最高位置贴上标记2 （3）接触面再光滑一点（金属表面），记录小球到达的最高位置并贴上标记3 师：三次在斜槽上释放小球的位置相同，初速度相同，通过对比实验，为什么接触面不同，小球到达右侧最高点的位置不同呢？

生：因为所受到的摩擦阻力不同

师：小球能够到达右侧最高点的位置给接触面的粗糙程度有什么关系呢？

生：接触面越光滑，小球到达右侧斜面的位置越高．

师：若接触面光滑无摩擦小球会怎样？请大家小组讨论后发言。

学生讨论、交流，大胆猜想．（充分发挥学生的想象空间，发散思维）

在学生讨论交流的基础上，结合实验进一步总结．

生：小球要达到对面等高的位置

师：（肯定同学说法）同时播放幻灯片，若减小右侧斜面倾角，小球还是同一位置自由释放，情况又怎样呢？

生：所经过的路程就更长。

师：如果右侧斜面水平放置呢？

生：球永远到不了释放点的高度，将一直运动下去。

师：水平方向上小球有没有力的作用呢

生：没有

师：若无摩擦力，运动物体会一直运动下去．最早发现这一问题的科学家是伽利略

结论：物体的运动不需要力来维持．运动小球停下来的原因是受到摩擦力的作用

师：能找到绝对光滑的接触面吗？这个结论能通过实验进行证实的吗？

生：不能，因为绝对光滑的斜面不存在

请同学们阅读教材P71页旁批内容，回答下列问题：

师：什么是理想实验，为什么理想实验也是一种重要的科学方法？

生：理想实验是以实验事实为基础，根据逻辑合理外推，揭示事物的本质

师：爱因斯坦曾这样评价：“伽利略的发现，以及他所用的科学方法，是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正的开端！说明伽利略的发现为我们认识力和运动的关系提供了具体的方法。

师：后来法国科学家笛卡尔补充和完善了伽利略的论点，提出：如果没有其它（力）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

。

师：后来，牛顿站在巨人的肩上总结出了牛顿第一定律。内容：一切物体总保持静止状态或匀速直线运动状态，直到有外力迫使它改变这种运动状态为止

结论：力不是维持物体运动的原因。

学习活动二：牛顿第一定律

师：前面我们提到的几位科学家，大家觉得对力和运动的认识谁的贡献最大？谁的总结

更完善些呢？

生：XX贡献大，牛顿第一定律更完善。

师：四位科学家生活在不同的年代，对力和运动的认识也不完全相同，但不可否认地说，他们对力和运动的认识过程都做出了巨大贡献

师：既然大家都认为牛顿第一定律更完善，那么它从几个方面阐述了力和运动的关系？

学生讨论交流并回答：

生：两个方面。

师：具体哪两方面呢？

生：不受外力和受外力两方面

师：不受外力的物体运动状态是怎样呢？

生：不受外力时，物体保持匀速直线运动状态或静止状态。

师：实际上有没有不受外力的物体呢？

生:（经过讨论）没有。

师：不受外力的物体是不存在的，实际应用时受外力但合外力为零的运动状态与不受外力时相同，牛顿第一定律虽然所描述的是一种理想化状态，但它却正确揭示了物体不受力的规律。

师：物体受外力的情况又是怎样呢？

学生分组完成实验

给小钢球一初度，小钢球在水平桌面上做直线运动

同样给小钢球一初度，在小钢球的运动轨迹的旁边放上磁铁，小钢球的运动轨迹发生了弯曲

生：受外力时，外力迫使小钢球改变运动状态．

在学生回答基础上，进一步总结：

师：力不是维持物体运动状态的原因，力是改变物体运动状态的原因．

结论：力是改变物体运动状态的原因。

学习活动三：惯性与质量

师：既然力是改变物体运动的原因，那么物体总具有抵抗原有运动状态被改变的“本领”，这种“本领”我们把它叫做惯性。

师：用尺迅速打出下面的棋子，请大家观察上面的棋子的运动情况。

生：还保持静止状态，于是落在下方。

师：说明上面的棋子具有保持原来运动状态的性质，即具有惯性

师：静止的物体有惯性，运动的物体有惯性吗？

讨论：交通法规定小型汽车前排乘坐人员必须在汽车行驶时要系安全带，这是为什么？（观看视频）

生：为了防止在汽车突然刹车时前排乘坐人员与汽车的挡风玻璃碰撞

结论：一切物体都有惯性，惯性是物体固有属性，所以牛顿第一定律又叫惯性定律。

师：为什么刚才女同学吹的乒乓球更容易被吹出呢？（请一个同学上台查看乒乓球）

生：两球质量不同，女生吹的那个球没有装水，质量要小一些。

师：看来质量越大，越容易保持原来的运动状态，反之质量越小，运动状态越容易改变。

师：乒乓球起源于英国，但中国乒乓球队在历次的各种比赛中都取得了不错的成绩，是我们的国球，悉尼奥运会后的2000年2月23日，国际乒联特别大会和代表大会在吉隆坡通过40毫米大球改革方案，决定从2000年10月1日起，使用直径40毫米、质量为2.7克的大球，从而取代38毫米、质量为2.5克的小球

师：（分组讨论）乒乓球比赛要小球换大球，除了增大体积增加空气阻力外为什么还要增加乒乓球的质量？

生：增加乒乓球的质量和空气阻力，有助于减小乒乓球的旋转强度和增加在空中的运动时间

师：随着乒乓球运动技术不断发展，球速越来越快，旋转越来越强。不少运动员对阵时回合减少；有时球飞如闪电，观众还未看清，胜负已经决出，削弱了乒乓球爱好者的兴趣，为增加运动员比赛的回合和这项运动的观赏性，选用体积和质量较大的“大球”

结论：质量越大的物体改变原来运动状态越困难，惯性越大，质量是惯性大小的量度

总结：质量是惯性大小的量度

【课堂小结】

1、历史回顾：力和运动的认识过程

伽利略理想实验

2、牛顿第一定律：一切物体总保持匀速直线运动或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。

理解：

（1）明确了物体不受力的状态：匀速直线运动状态或静止状态

（2）力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动的原因

（3）一切物体都具有惯性

3、质量是物体惯性大小的量度

【板书设计】

第一节

牛顿第一定律

一、历史回顾

亚里士多德

伽利略（想斜面实验）

笛卡尔

二、牛顿第一定律

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

三、惯性

质量是惯性大小的量度。