1. 牛顿第一定律教案设计范例

3.1牛顿第一定律

【教学目标】

知识与技能

1、知道伽利略的理想实验及其主要推理过程和推论，知道理想实验是科学研究的重要方法。

2、理解牛顿第一定律的内容及意义。

3、理解惯性的概念，会正确解释惯性现象。

过程与方法

1、观察生活中的惯性现象，了解力和运动的关系。

2、体验伽利略理想实验的推理过程，理解理想实验是科学研究的重要方法。

情感、态度与价值观

通过亚里士多德和伽利略对力和运动关系的不同认识，通过对笛卡儿的推论和牛顿第一定律的比较分析，了解人类认识事物本质的曲折性。感悟科学是人类进步的不竭动力。

【教学重点】

对牛顿第一定律和惯性的正确理解；科学思想的建立过程

【教学难点】

力和运动的关系，惯性和质量的关系

【教学方法】

实验探究、交流与合作、多媒体辅助教学

【教学器材】

多媒体课件

【教学过程】

新课导入：

开门见山，阐述课题：前面几章学习了运动和力基础知识，这一章开始我们研究力和运动的关系。第一节课我们来学习牛顿第一定律。

【思考与讨论】

播放视频“神舟九号”的发射实录

问题：1.如何控制卫星按预定轨道运动？

2.运动和力之间到底有什么关系呢？

同学们有自己的结论。（但很多同学的观点和亚里士多德的观点相同。）我们带着这些问题一起学习

牛顿第一定律。

新课展示

一、历史回顾

1、情景设问，经验猜想

在历史的长河中，运动和力如影随形，总是和人们的生活、生产密切相关。

观察图片马拉车、人推车和踢球。

思考：运动和力有什么关系呢？

矿工的体验：“你不推了它还不停吗？要想让物体运动，一定要用力推着它才行！”

最早提出运动和力并给出经验猜想的是亚里士多德。根据生活经验猜想：“运动需要力来维持。”

亚里士多德的观点：力是维持物体运动的原因．这种观点持续了两千年。

设问我们知道他的观点是错的。那么他的贡献是什么？

有的同学记得：他虽然观点是错的，但是开创了一个新的领域。（在自由落体运动的时候我们讲过）

【过渡引导】

其实，最先悟出这一原因的是17世纪意大利的物理学家伽利略。伽利略的观点：物体的运动不需要力来维持，力是改变物体速度的原因．爱因斯坦高度评价了伽利略。（爱因斯坦：伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法是人类思想史上的最伟大的发现之一，而且标志着物理的真正开端。）

他为了找出力和运动的真正关系，伽利略巧妙的设计了一个实验，这个实验把他深邃的思想和超人的睿智体现的淋漓尽致，那么，这到底是一个什么样的实验呢？

2、伽利略的实验

（1）实验过程

装置介绍：两个对接的粗糙斜面，中间用圆弧相连。

师：让小球从一个斜面的某一个高度静止释放，小球的运动情况如何？

生：小球滚上另一个斜面，到不了原来的高度就返回了，然后在两个斜面间往返运动，高度越来越低，最终停在斜面的低端。

师：小球为什么达不到原来的高度，而且最终又停下来呢？

生：受到摩擦阻力的作用。

师：设想斜面光滑，没有摩擦，小球的运动情况如何呢？

生：小球将达到跟原来同样的高度，然后在两个斜面间往返运动，永不停息。

师：如果减小第二个斜面的倾斜度，小球的运动情况如何？和前一次有什么异同呢? 生：小球依然达到同一高度，但经过的路程会更长，用的时间也更长。

师：推想：如果持续减小第二个斜面的倾斜度，小球的运动情况如何呢？

生：小球仍会达到同一高度，只是走的路程越来越长，所需的时间越来越长，

师：当第二个斜面变成水平面时，小球的运动情况如何呢？

生：小球将沿着光滑的水平面一直运动下去，永不返回。

（动画展示：层层设问，步步深入，让学生经历伽利略的思考过程，体验理想实验的科学研究方法）

师生总结：小球在水平方向上不受力，仍可以运动，这就说明：运动并不需要力来维持。伽利略由此得出结论：力不是维持运动的原因。

在伽利略实验的基础上，法国科学家笛卡尔，对力和运动的关系做了进一步的推论。笛卡尔的推论：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。

【过渡引导】

1642年，伽利略逝世，1643年，英国科学家牛顿诞生。牛顿是人类历史上最伟大的科学家之一。（对牛顿大家应该比较熟，牛顿有哪些贡献呢？万有引力定律和经典力学、反射式望远镜、微积分。）牛顿做了进一步的补充、完善和总结，提出了牛顿第一定律。

二、牛顿第一定律

1、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，直到外力迫使它改变运动状态为止。

对牛顿第一定律的理解：

（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, 说明力是使物体运动速度改变的原因。

（3）不受外力作用的物体是不存在的。

（4）一切物体都有保持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。

解释惯性（结合初中学过的知识）

（A）惯性是物体的固有属性，无论物体运动与否、受力与否，都具有惯性。

且惯性只和质量有关。

（B）

一切物体都具有惯性，物体的运动并非一定需要力来维持。

再设情景，规律应用

【思考与讨论】

讨论2（激发学生学习兴趣）

思考：

1.

如何在不拿起鸡蛋也不损坏鸡蛋的情况下取出光盘? 学生讨论：

播放视频1（看视频）

思考

2.在路上跑的人被绊倒时是向前趴着倒下，而慢走的人滑倒时，则多是向后仰着摔倒(见下图)，试论述其原因。

学生理解惯性。

例题

【例1】关于伽利略理想实验的说法正确的是:（B）

A. 完全是理想的，没有事实为基础的

B. 是以可靠事实为基础的，经科学抽象，深刻反映自然规律的

C. 没有事实为基础，只是理想推理

D. 以上说法都不对

【例2】火车在长直轨道上匀速行驶，坐在门窗密闭的车厢内的一人将手中的钥匙相对车竖直上抛，钥匙将落在(C)

A.手的后方

B.手的前方

C.落在手中

D.无法确定

课堂总结，课外探究

小结

这节课我学到了什么？

学生自己先总结。

教师总结：

1、了解得出牛顿第一定律的历史过程。

2、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，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。

3、力是改变物体运动状态的原因。

4、牛顿第一定律又叫惯性定律。质量是物体惯性大小的量度。