五、牛顿第一定律教学设计(教案)

牛顿第一定律第一课时教学设计

一、教材分析及设计思路：

牛顿第一定律是正确认识力和运动的关系的关键，是运动和力这一章的第一节。人们对力和运动的关系的正确认识，经历了漫长的历史过程，同样学生要正确认识它，也要克服日常经验带来的错误认识，所以对实验“阻力对物体运动的影响”的分析就显得尤为重要，让学生通过实验和推理进一步体会，力不是维持物体运动的原因，而是改变运动状态的原因。通过小车在不同表面运动的演示实验，使学生直观的看到物体运动距离与阻力大小的关系，为讲解伽利略的推理作准备。然后讲述伽利略的推理方法和通过推理得出的结论，再介绍笛卡尔对伽利略结论的补充，牛顿最后总结得出的牛顿第一定律。通过这些使学生了解定律的得出是建立在许多人研究的基础上的，正如牛顿所说：“如果说我所看的更远一点，那是因为站在巨人肩上的缘故”。最后指出牛顿第一定律不是实验定律，而是用科学推理的方法概括出来的，定律是否正确要通过实践来检验。让学生经历物理学家思考，分析，得出结论的过程。本节课可按着人类对知识的认识顺序组织教学，让学生体会规律的认识过程，对学生进行学史教育。

二、教学三维目标

知识与技能目标：

知道牛顿第一定律,常识性了解伽利略理想实验的推理过程. 过程与方法目标：

1．通过斜面小车实验，初步培养学生的观察能力

2．通过实验分析,初步培养学生科学的思维方法(分析、概括、推理). 情感与态度目标：

1．通过科学史的简介,对学生进行严谨的科学态度教育. 2．通过伽利略的理想实验,给学生以科学方法论的教育. 教学重点：通过对小车实验的分析比较得出牛顿第一定律。

教学难点：

1．明确“力是维持物体运动的原因”观点是错误的。

2．伽利略理想实验的推理过程

教学用具：斜面，小车，毛巾，棉布，玻璃板

三、教学过程

（一）引入

有一个基本问题，几千年来因为太复杂而一直含混不清，那就是力和运动的问题。

提问：力和运动有没有关系？

力的作用效果之一“力可以改变物体的运动状态”，看来力和运动是有联系的。从今天开始，我们一起来深入学习力和运动的关系。让我们一起进入牛顿第一定律的学习。

（二）教学过程

17世纪前，人们普遍认为力是维持物体运动的原因，比如：汽车靠发电机提供动力，关闭发电机的汽车会停下来；用力推桌子，桌子才前进，停止用力，桌子就要停下来。古希腊学者亚里士多德对类似的现象进行了思考，凭自己的经验加直觉，他认为“运动需要力来维持，，有力作用在物体上，物体才能运动，没有力的作用，物体就会静止(停止运动）”

这种观点在历史上曾被沿用两千多年,但时沿用两千年是否就一定正确呢？也可能有人曾表示过怀疑或有人认为就是错误的,但没某能说服别人的理由。大家能否举出一个例子来推翻他呢？

“平地上骑自行车，即使不踩脚踏板，车也会前进一段距离”

但是，直到300多年前，意大利科学家伽利略提出“运动不需要力维持，运动的物体之所以会停下来，是因为受到阻力的作用。设想，如果物体不受力，它将以恒定不变的速度一直运动下去。”

提出问题“伽利略和亚里士多德，他们谁的观点才是对的呢，伽利略是如何证明他的观点是正确的呢”伽利略完成了类似的实验“阻力对物体运动的影响”

提出问题，学生思考: （1）伽利略认为，是什么对物体的运动有影响？

（2）影响物体在水平面运动的因素是否只有阻力？还有那些？

（3）如果你是伽利略，你会用什么实验方法？

（4）伽利略是如何处理这个问题的？

（5）实验中要注意观察什么？

教师引导学生分析，理清整个实验过程和思路。

演示实验

让同一小车从同一斜面的同一高度（顶部）静止滚下后分别在毛巾表面、棉布表面、塑料表面上运动，每次记下小车停下时的位置。做标记的位置是什么位置？（停下来的位置）

实验记录

实验分析

1、现象：

平面越光滑，通过的距离越长。

2、结论：小车运动时受到的阻力越大

，运动时间越长，速度减小得慢。

若使小车运动时受到的阻力进一步减小，小车运动的距离将变长还是变短？

根据上面的实验及推理的思想，还可以推理出什么结论？

推理：小球在光滑的阻力为零的表面，将会怎样运动？

理想化推理：如果表面绝对光滑，小车所受阻力为

0 ，即小车在水平方向

不受力），原来运动的小车将做匀速直线运动

思考：伽利略的观点是什么？

刚才的实验是否证明了伽利略的观点？

运动不需要力来维持，运动的物体不受力是做匀速直线运动。

我们通过怎样的研究方法得到这些结论的？

实验加科学推理（理想实验法）

笛卡儿补充了伽利略的认识，指出：如果运动物体不受到任何力的作用，它不会向左、右方向偏，将永远沿原来的方向做匀速运动。

我们周围的物体除了运动的，还有静止的，静止是一种特殊的运动，速度为0，静止的物体不受力会怎样呢？

保持静止

静止的物体加上运动的物体就是一切物体，在不受力时将保持匀速直线运动状态或静止，这就是牛顿总结了伽利略等人的研究成果，进一步得出的牛的第一定律。

分析牛顿第一定律

定律研究对象：一切物体

定律成立条件：不受外力作用

定律的两层含义：原来运动的物体----不受力-----将保持匀速直线运动状态

原来静止的物体----不受力-----将静止状态

匀速直线运动状态和静止状态就是运动状态不变

也就是说：一切物体在不受力时保持运动状态不变。

如果运动状态改变说明什么？受力

也就是说，力是运动状态改变的原因。

回想我们最开始举的例子，用力推桌子，桌子才前进，停止用力，桌子就要停下来，从表面现象上得到的结论运动需要力维持是错误的，但这种现象是千真万确摆在我们面前的，我们如何用牛一的观点正确的解释这个现象呢? 用力推桌子，力改变了桌子的运动状态；不用力推，桌子就会停下来，桌子停下来不是因为不受力，恰恰是因为受到了阻力，阻力改变了它的运动状态。

牛顿第一定律是在经验事实的基础上推理概括得出的，由于我们周围的物体，都要受到力的作用，因此不可能用实验来直接验证这一定律，但是，从这一定律得出的一切推论，都经受住了实践的检验，因此，牛顿第一定律已经成为公认的物理学基本定律之一。

小结本节课所学内容。

（三）课堂练习