物理教学设计-牛顿第一定律

第一篇：物理教学设计-牛顿第一定律

物理教学设计

第一节力与运动的关系

【教学设计】

本节为新授课

在教学过程中改变过去教材从牛顿第一定律说起，进而研究平衡力作用下物体的运动及不平衡力作用下物体的运动的传统教学模式。由于牛顿第一定律是在实验的基础上经过分析、归纳和推理而建立的。对逻辑思维能力和抽象思维能力的要求都较高。为此本节教学设计从学生在日常生活中看到的伪象--没有力的作用物体就不能运动出发通过提出来问题激发矛盾再通过学生的探究活动让学生认识到力可以使运动的物体静止下来，所以力不是物体运动的原因并在实验的基础上经过分析推理得出牛顿第一定律。

为了增加学生实验探究的机会，培养学生实验探究的能力，在教学中将传统的演示实验改为学生探究实验，引导学生通过自主探究，并在些基础上经过分析和推理建立牛顿第一定律。通过学生的探究活动，引导学生由观察、分析，自行建立惯性的概念。并由学生自行设计实验说明惯性的存在，进一步培养学生的能力。最后通过对“生活物理社会”的学习渗透“从生活走向物理从物理走向生活”的新课标理念。

【教学目标】

1.知识与技能目标

知道一切物体都具有惯性；能联系生活实际来解释有关惯性现象。

2.过程与方法目标

通过探究活动，了解阻力对物体运动的影响,经过分析、归纳和推理建立牛顿第一定律。

3.情感态度与价值观目标

通过生活实践与观察思考，感悟到生活中力与运动关系的存在激发学习与探究物理规律的欲望与动力。

【教学重点与难点】 重点牛顿第一定律

难点伽利略理想实验的推理过程。【教具、学具、实验器材】

斜面、木板、玻璃板棉布、小车、重物、纸条、水杯、水、鸡蛋、硬纸片、木块、棋子、木尺、空塑料瓶数只。

【课前研究(学习)的问题】

1.分小组设计实验探究阻力对物体运动的影响。实验器材可选用足球、玩 具小车、玻璃板、木板、棉布、毛巾等

2.收集伟大的物理学家牛顿的一些资料，同学相互间进行阅读和交流，激 发学习物理的兴趣。

3.感受物体具有惯性、分组体验物体具有惯性的现象。在课堂上进行展示 与交流。

4.查阅、咨询生活、生产和交通运输过程中惯性现象的利和弊。

【教学过程】

教学阶段

时间分配教师活动学生活动说明

一、导入新课(3')

二、新课教学

提出问题(3')：

我们知道力可以改变物体的运动状态，就是说力能使静止的物体运动使运动的物体速度加快、减慢或改变物体的运动方向。力和运动有着怎样的联系呢? 有人说：“有力作用在物体上物体就运动，没有力作用在物体上物体就静止。”

这种说法对吗? 如果物体不受力，它将会怎样呢? 演示

“运动的小车遇到障碍物停止。”

这个实验说明什么问题?生活中还有类似的例子吗?讨论小明和小华的观点 列举还有哪些证据支持或反对他们的观点。

这个实验说明了力的作用可以使运动的物体变为静止。

【例】草坪上滚动的足球最终会停下；关闭发动机的汽车也要停下来等等 组织学生讨论教材本节导图，特别是正反两种观点的归纳和对比，通过对比，引导学生思考“力的作用效果到底是什么?” 教学阶段

时间分配教师活动学生活动说明

活动：探究阻力对物体运动的影响(15')小车、足球等物体由运动变为静止，这是什么原因造成的呢?如果是因为受到力的作用这种力是什么力?

猜想：如果运动着的物体只受阻力的作用，当阻力变小时物体运动的路程将会发生怎样的变化? 对活动提出如下问题

(1)实验中是通过怎样的方法来改变小车受到的阻力的?

(2)小车所受的阻力的方向指向哪里?和运动的方向间是什么关系?(3)为什么要让小车从斜面的同一高度滑下? 指导学生进行实验探究并将结果填入书中的表格。

结论小车受到的阻力越小，小车运动的路程越长（设想小车在绝对光滑 的水平面上运动）即不受到阻力作用，小车将匀速运动下去。

人们常将这个实验称为伽利略理想实验，与此类似的还有另一个理想实 验……它们受到阻力的作用?作出猜想:如果运动着的物体只受阻力的作用,当阻力变小时,物体运动的路程将会变长。

答: 是通过改变接触面的粗糙程度来改变小车受到的阻力的。(毛巾、棉布、木板)

答: 小车受到的阻力方向向后和车运动的方向相反。

答: 根据控制变量法这是为了让小车滑到斜面底端时速度相同。

进行实验探究。

阅读信息库伽利略理想实验相关段落

在实验获得感性知识的基础上要求学生通过交流与合作对现象分析、归纳和推理得到结论。

教学阶段

时间分配教师活动学生活动说明

(一)、牛顿第一定律: 一切物体在没有受到外力作用的时候, 总保持静止状态或匀速直线运动状态。(5')(二)、惯性

观察与思考(5')

我们将物体保持运动状态不变的性质叫惯性。在伽利略理想实验的基础 上英国伟大的物理学家经典力学的奠基人牛顿, 又经过大量的实验总结出了 著名的牛顿第一定律。定律的几点说明

⑴ 律所说的物体不受外力的情况是一种理想情况, 在现实中是不存在的。因为现实在不存在不受力的物体。

⑵定律说明了力和运动的关系: 力并不是物体运动的原因,而是物体运动状态发生改变的原因。物体的运动并不需要力来维持,力可以使物体从快变慢,从慢变快,或者改变运动的方向。

指导学生识图10-14并总结

原来静止的物体具有保持静止状态的性质, 原来运动的物体具有保持匀速 直线运动的性质。领会定律中关键字“一切”、“总”、“外力”、“或”的准确含义。

讨论小明和小华的观点正确吗?

学生:不正确。力是物体运动状态发生改变的原因，而不是物体运动的原 因。

小车不推不动；树叶风不吹不摇。这一切都说明了力是物体运动状态发生 改变的原因。

在理想实验中，小车在水平方向上不受力的作用，但却做匀速直线运动。可见有力作用在物体上，物体就运动。没有力作用在物体上物体就静止。这样 的观点是错误的。

对图中所示的现象进行分析归纳，建立惯性的概念。

在牛顿第一定律的描述中只说明了物体总有保持原来运动状态的性质，而 没有回答导图中小明、小华的问题。在活动后安排读一读，让学生了解定律建 立过程中的一些历史事实，帮助学生形成完整的知识体系。

教学阶段

时间分配教师活动学生活动说明 对于惯性我们到理解如下几点

① 性是物体保持原来运动状态不变的性质，即原来静止的物体具有保持。

原来静止状态的性质，原来是运动的物体具有保持原来匀速直线运动状态的性 质。

② 惯性的“惯”可以理解成，物体保持原来运动状态的“一惯性”或“习惯”。也就是说物体一但具有了一定的运动状态后就不会轻易改变除非有外力迫使它改 变了原有的运动状态。

③ ④ 惯性是宇宙中一切物体都具有的性质，任何物体无一例外都具有惯性。

惯性的概念最初来自于牛顿第一定律，所以牛顿第一定律又叫惯性定律。惯性的大小只和物体的质量有关，和其他任何因素如是否受力，是运动还是静止，速度的大小等均无关。领会惯性是物体本身的一种属性，并能利用惯性现象。

教师指出：要解释清楚惯性现象，一般要遵循如下几个步骤

1.确定研究对象，并弄清研究对象及与研究对象相关的其他物体所处的状态。

2.外力使与研究对象相关联的其他物体的运动状态发生了怎样的变化。

3.研究对象由于具有惯性仍要保持原来的运动状态，所以最后会出现怎样的现象。

教学阶段

时间分配教师活动学生活动说明

活动观察惯性现象(10')生活物理社会(2')

三、小结本节利用所提供的器材设计一个说明物体具有惯性的实验并 进行观察。

在学生进行实验的同时一方面要引导学生进行现象的观察，另一方面要引 导学生利用上面的步骤对现象产生的原因进行解释，锻炼学生的语言表达能力。

要求学生进行阅读2分钟。

小结

1、讨论2分钟

2、设计方案

3、根据所设计的方案上台动手做一做

回答在小汽车的行驶过程中要注意哪些交通规则，请说出你知道的几条来。如控制车速不要太快，要保持一定的车距，小型的汽车内的客人要系安全 带，轿车要安装安全气囊等。阅读信息库中相关内容。了解什么是反应距离 什么是制动距离。让学生学会在阅读时提取有用的信息

保留板书

第三节力与运动的关系

1、牛顿第一定律一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持静止状态 或匀速直线运动状态。

2、惯性我们将物体保持运动状态不变的性质，叫惯性。

第二篇：初中物理《牛顿第一定律》教学设计

《牛顿第一定律》第一课时教学设计

【学习主题】牛顿第一定律 【学习时间】1课时

【课程标准】知道牛顿第一定律

【内容分析】牛顿第一定律是力学中重要的基本定律之一，也是培养学生分析、概括，推理能力很好的素材。本节课是在学习了运动学和力学知识基础上，首次将力和运动联系起来，研究力和运动的关系和规律的知识，本课内容在初中物理知识体系中占有重要的地位，为后面平衡力等知识的学习打下坚实的基础，起到承前启后的作用。因此教材比较注意科学地编排内容，它把理论联系实际，还把物理知识融入到生活中去，能让学生觉得物理就在身边，从而激发学生继续学习物理的兴趣。本节需要两课时，第一课时主要安排学生实验得出牛顿第一定律的内容。第二课时要理解惯性的内容。

【学情分析】通过实验并不能直接得出牛顿第一定律，它是总结事实，分析、概括、推理得出的，这方面要注意强调。

【学习目标】

1、通过分析具体事例，知道力对物体运动的影响；

2、通过探究阻力对物体运动的影响知道力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因；

3、通过教师整合说明，知道牛顿第一定律内容；

4、通过探究阻力对物体运动的影响，培养学生观察和实验能力、逻辑推理能力和科学想象能力。

【评价设计】

1、通过问题1、2、3、4、5、6检测目标1的达成。

2、通过问题7、8、9、10、11检测目标2的达成。

3、通过教师整合说明和问题12检测目标3的达成。

4、通过问题8、9、10、11检测目标4的达成。

【学习过程】

一、导入新课：（教师根据学生看到的演示实验，在设置问题，引发深入思考）

出示斜面、小车演示：

(1）、用力拉小车在水平木板上前进。(2)、停止用力，小车停止。

问题1：什么原因使小车前进？ 问题2：能否说物体运动必须受力？ 问题3：运动需要力来维持吗？

(3)、将小车放在斜面上，放手后让小车滑下。

问题4：到水平面上后会立即停止吗？ 问题5：小车能一直运动下去吗？

问题6：小车到达水平面时，虽然在水平方向上没有受拉力，但仍然继续前进，运动需要力来维持吗？

(4)教师总结：学生形成两种不同结论分别代表古希腊学者亚里士多德：运动需要力来维持；意大利科学家伽利略运动不需要历来维持。（板书他们的观点）

问题7：小车到达水平面时，虽然在水平方向上没有受拉力，但仍然继续前进；虽然能继续前进，却不能一直运动下去，这是为什么？(5)教师总结：阻力会影响物体的运动。

二、探究：阻力对物体运动的影响（通过教师创设问题，转化成可操作性强的具体任务，学生在完成任务同时，进行了合作、交流、思考，同时知道了自己应支持谁的观点）

问题8：小车在水平面上前进的距离与哪些因素有关？

（教师让学生充分猜想后，总结：斜面坡度，小车质量，小车起始高度，水平面的阻力。）

问题9：研究小车在水前进的距离和水平面对它阻力的关系，你应该如何设计实验？

（学生猜想，小组讨论，分享猜想设计的依据和研究方案。）

教师总结：运用控制变量法必须让其他因素相同，表面粗糙程度不同。即在同一斜面上用同一小车在同一位置开始运动，分别在不同粗糙程度不同的表面进行多次试验。

选择合理方案，让学生分组进行试验。教师根据实验引导学生分析：

问题10：三个表面相比，哪个阻力最小，哪个阻力最大？

问题11：小车在木板上运动得最远，在毛巾表面上运动得最近。其原因是什么？

教师引导学生总结：阻力越小，前进的距离越远，若表面更光滑，则小车所受阻力更小，前进的距离更远；若表面非常光滑，则小车所受阻力将非常小，速度减小得也将非常慢。

进一步推理问题12:如果物体不受力，它将以一个恒定的速度永远地运动下去。通过比较推理的结果，让学生思考后用自己的话说出实验结论，得到运动和力的关系，并指出自己支持两位谁的观点。

三、教师整合说明（根据推论引出牛顿第一定律，让学生明确它不是实验结论）

英国科学家牛顿总结了伽利略等人的研究成果，概括出一条重要的物理规律：牛顿第一定律（板书课题）-----一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。（板书内容）

四、教师强调说明：（让学生加深对牛顿第一定律的理解）

（1）“一切”表明这条规律的普遍适用性，不符合这条规律的物体是不存在的。（2）“不受力”是定律成立的条件，这是一种理想情况，它也包含物体在某一方向上不受力的情况，通常把受平衡力看成不受力。（3）“总保持”指物体在没有受到力的作用时，只有保持静止状态或匀速直线运动两种可能，要改变这种状态，物体必须受力的作用。

（4）力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因。

（5）它虽然不是直接由实验得来的，但经受了实践的检验，是公认的力学基本定律之一。

五、小结 【板书设计】：

牛顿第一定律

亚里士多德（物体运动需要力来维持）伽利略（物体运动不需要力来维持）

一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。

（1）（2）（3）（4）（5）

第三篇：“牛顿第一定律”教学设计

“牛顿第一定律”教学设计

裘志辉

长兴金陵高级中学

313100

设计指导思想及课前设计

高中物理第一册“牛顿第一定律”一节，属初、高中知识的结合部．学生在初中学习中．已经了解了牛顿第一定律的基本内容．如何以初中知识为生长点、以教材内容为线索，展开科学方法教育与思维能力培养是本课教学活动的主要目标．故教学的侧重点应放在理解伽利略对“运动物体不受外力作用会保持自己的速度不变”论断的研究、思考、推理过程，学习科学研究中常用的理想实验方法．为此本节教学采用讨论式：教师列出问题讨论提纲，在阅读教材的基础上，请一位学生先表述，引发学生的问题，展开答辩与讨论．教师在其间适当引导与点拨，并由教师概括总结．设计这样的教学方式，是基于教材具有循环性，学生已有一定基础．旨在让学生处于主动地位．追寻科学家走向成功的足迹，学会像物理学家那样发现问题、思考问题与解决问题．

课堂教学中，应引导学生特别注意伽利略的理想实验，注意它忽略次要因素、抓住主要因素的科学性．课堂教学中，还应引导学生不只是简单地否定或肯定什么，而且知道为什么否定或肯定以及如何进行否定或肯定．

学生讨论提纲是：关于力与运动的关系，①亚里斯多德的观点是什么？②伽利略的观点是什么？③我的看法是什么？④牛顿第一定律是如何表述的？

预前问题是：1．从某一高度沿斜面滚落的球为什么可以沿对接的另一斜面滚上同样的高度？2．定律为什么不以伽利略的名字命名而称为牛顿第一定律？3．牛顿第一定律包含了哪些内容？问题1是为了深入理解伽利略的理想实验与科学推理方法；问题2是使学生了解从亚里斯多德到伽利略到牛顿，人们对惯性定律的认识是如何逐步逼近真理的；问题3则是使学生对定律的认识比初中提高一步．

一、教学目标

1．在物理知识方面学习牛顿第一定律的内容，正确理解力跟物体运动的关系，掌握惯性的概念．

2．对客观事物的正确认识需要人们经过由表及里，由片面到全面长时间的认识过程．通过本节的学习要让学生建立起正确的认识论的观点，同时体会到人们认识世界的长期性和艰巨性．

3．物理实验是科学研究的方法，对实际问题做出合理的抽象，进行理想实验的研究正是伽利略得到力与物体运动正确关系的基础．我们要学习这种科学抽象的方法，并把它用到今后的物理研究中去．

二、重点、难点分析

1．本节的重点是正确认识物体运动跟力的关系，在物体不受力的情况下，应保持匀速直线运动状态或静止状态．通过对牛顿第一定律的学习，加深对惯性概念的理解．

2．生活常识使人们对力和运动的关系形成了不正确的认识，通过教学要让学生们克服传统观念，形成正确的认识，需要下一定的功夫．

三、教学方法

“讨论式教学法”结合“实验探索式教学法”，将实验研究与多媒体应用有机结合，通过学生动手实验和电脑板书、电脑动画等形式，达到突出教学重点，突破教学难点，发展学生创造力的目的．

四、教具

1、说明伽利略理想实验的装置，自制导轨和小球．

2、说明物体在不受阻力下做匀速直线运动的气垫导轨和滑块．

3、演示惯性的小车和木块．

4、电教器材：多媒体电脑、数据/视频投影仪、视频展示仪、五、教学过程 请同学们看课本

[投影]引言：在力学中，只研究物体受力而不涉及运动的分科，叫做静力学；只研究物体怎样运动，而不涉及运动和力的关系的分科，叫做运动学；研究运动和力的关系的分科，叫做动力学。动力学的基础是牛顿运动定律，本节研究牛顿第一定律。

请同学们回答：刚才看课本后，本节主要讨论什么主要内容? 学生可能回答：历史的回顾和牛顿第一定律。

同学们讨论后发言：

关于运动和力的关系问题，有三位代表人物有不同看法。

亚里士多德认为：必须有力作用在物体上，物体才能运动，没有力的作用，物体就要静止下来，但这个观点是错误的。伽利略根据理想实验进行推论，让一个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。如果减少第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上达到原来的高度就要通过更长的路程。继续减少第二个斜面的倾角，使它最终成为水平面。小球就再也达不到原来的高度，而沿水平面以恒定速度持续运动下去。

（此处用多媒体进行演示）

老师点评：亚里士多德的错误观点持续了两千多年。伽利略冲破固有思维，利用理想实验进行推论。理想实验是科学研究中的一种重要的方法。它把可靠事实和理论思维结合起来，可以深刻地揭示自然规律。这个实验虽然是个理想实验，但却是符合科学道理的．没有摩擦的情况是很难实现的，现代技术给我们提供了阻力很小的条件．我们来看一下气垫实验．它的原理是气泵给气垫装置打气，导轨上有许多小孔，滑块与导轨间形成一层空气薄膜，滑动时阻力很小．我们观察一下滑块的运动情况，可以看到滑块的速度基本不变．

请同学人人动手做实验：将课本放在课桌上，用手推；将钢笔放在课桌上，用力弹。

请同学将观察到的结果叙述出来：用手推书，书就运动，不用手推书，书就静止：用力弹钢笔，钢笔往前运动一段位移后就静止：放在充气的气垫导轨上的木块很接近匀速直线运动。[投影]牛顿第一定律的内容是：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。

讨论：教师；刚才A同学概述了亚里斯多德和伽利略对运动与力的关系的观点以及牛顿第一定律的内容，同时表明了自己的观点．下面，同学们可以提出问题，请同学答辩，也可以互相讨论，请大家各抒己见．

学生B：伽利略用理解实验作推论的一个重要前提是小球沿对接的斜面总可以滚到原来的高度，请解释一下这是为什么？

学生C：这个问题可以解释：小球在高处有势能，滚到斜面底部势能变成动能，再滚上另一个斜面时，动能又逐渐还原成势能．因为理想实验中的斜面是光滑的．没有摩擦，所以最后的高度一定与原来的高度一样．（初中学过动能与势能转化与守恒的知识，学生都表示认可．）

学生D：我想伽利略可以做实验．他在实验中可以把斜面做得很光滑，这样他会发现小球每次滚上的高度几乎与原来落下时的高度相同，于是就可以推论，当斜面极其光滑毫无摩擦时应当正好与原来等高．

（一片议论）

教师：同学们的见解很好．D同学所说的正是伽利略理想实验的事实基础，伽利略的思考过程确实与同学所说相似，只是伽利略还借助了类比物——单摆．他是从单摆在空气阻力很小的情况下来回摆动时到达几乎相同的高度演化到小球在两个对接斜面上的滚动，得出结论的．所以伽利略的理想实验虽然无法实现，伽利略的结论也不能直接从实验得出，但它们有事实作依据，是观察与思考的结果．该同学能联系学过的知识，对一个例题中的情景给出正确的模型，值得大家学习．关于这个理想实验，同学们还有问题吗？

学生C：我注意到两个斜面的连接处是圆弧线，这是为什么？ 学生L：我想这是为了不让小球弹跳，能使小球连续地滚动吧．

学生Y：我想，亚里斯多德讲力维持运动，这力指的是动力，这样理解的话，他的观点就对了．

学生L：指动力也不对，一只足球踢了一脚不再踢它，没有了动力，它还能继续运动．

教师：我来提一个问题：伽利略研究得出的正确结果为什么隔了一代以后才由牛顿写成牛顿第一定律？

学生X：我在一本书上看到，伽利略只是提出物体在没有外力作用于它时沿直线匀速运动下去，没有“直到有外力迫使它改变这种状态”一说，也就是不完整不全面．

教师：是的．伽利略发现了不易直觉的摩擦力，改变了亚里斯多德根据直接经验得出的直觉结论，应用科学的推理方法得出了正确的结论．伽利略在他的著作《两种新科学的对话》中写道：“„„一个运动的物体假如有了某种速度以后，只要没有增加或减小速度的外部原因，便会始终保持这种速度——这个条件只有在水平的平面上才有可能„„只有水平面上的运动才是不变的„„．”我们看到伽利略的认识已经很接近惯性定律了．但是他的认识还不够确切，认为只有在水平面上物体才具有保持速度的特性，他甚至曾由此而推论地球是圆的，任何水平面实际都是球面，物体不受力时将沿地球表面匀速地运动下去，这样伽利略又重落入亚里斯多德从来将作匀速圆周运动视为物体本性的巢臼之中，一个伟大的定律从伽利略身旁悄然滑过了． 牛顿继承了伽利略的研究成果，并以自己的发现完善了这些成果，以定律的形式，作出了完整准确的结论：“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。”

我们看到，从亚里斯多德以来，关于力与运动的问题，经过了几千年漫长的求索过程，直到伽利略和牛顿时代以后，才加快了认识进程，认识世界发现真理是很不容易的．

接下来请同学们再来讨论一下牛顿第一定律．这个定律包含了几层意思？

学生W：我觉得定律有两层意思：

1、定律指出一切物体都具有保持原来运动状态的惯性．

2、定律指出了外力是改变运动状态的原因．

教师：对．让我们再注意一下定律中的几个字眼：“一切”、“总”、“或”．

“一切”，说明天地万物无一例外．“总”，指出物体的惯性是物体固有的属性，不论物体处于什么状态．“或”，指出了静止与匀速直线运动的等同性．它们都是物体不受外力时的运动状态．

【小结】伽俐略理想斜面实验否定了亚里士多德的观点，牛顿在伽俐略等人的研究基础上得出牛顿第一定律。一切物体都具有惯性，力是改变物体速度的原因。

教学总结：

本节课的特点是对力和运动的关系的正确认识，要受到日常经验的影响，所以在本节课中采用了多联系实际问题加以分析，以使学生澄清错误认识。

第四篇：牛顿第一定律教学设计

牛顿第一定律 教学设计

一、教学内容分析 1.课程标准要求

理解牛顿运动定律，用牛顿运动定律解释生活中的有关问题。理解惯性，并利用惯性解释生活中常见现象 2.教材分析

本节课的教学内容牛顿第一运动定律作为物理学的基石，首先对人类认识运动和力的关系作了历史的回顾，着重介绍了伽利略等人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，三个层次很明显，为后续的牛顿运动定律的学习打下基础。

二、教学目标

（一）知识与技能

1.借助阻力对物体运动实验理解力和运动的关系，知道其主要推理过程及结论。

2.理解牛顿第一定律及其意义。

3.理解惯性的概念，会正确解释有关的惯性现象。

（二）过程与方法

让学生经历实验探究的过程，理解由真实实验推广到理想实验的科学思想，体会分析归纳、推理总结的思维方法。

（三）情感、态度和价值观

通过物理学史的简介，对学生进行严密的科学态度教育，让学生了解人类认识事物本质的曲折，培养学生追求真理、勇于探索真理的科学精神。

三、教学重点 牛顿第一定律的理解。

四、教学难点

牛顿第一定律的理解，惯性知识，利用惯性解释生活问题。

五、教学方法

1.教法：通过演示实验、分析推理和类比教学凸显教师的主导作用。2.学法：通过观察思考、动手体验和合作讨论凸显学生的主体地位。

六、教学用具

带轮子的小车，长木板，毛巾，纸板，白纸，惯性演示器

七、教学板书

牛顿第一定律

一.运动需要力维持 亚里士多德 运动不需要力 伽利略

二.牛顿第一定律 一切、没有受到力、总、或 三.惯性（1）利用惯性（2）预防惯性危害

八、教学进程

(一)教学引入：观看ppt上牛顿煮怀表的科学趣事，吸引学生学习科学的兴趣，学生不由自主融入到科学探究中来。

（二）亚里士多德与伽利略观点对比： 亚里士多德推箱子实验：力推物动，力撤物停。伽利略火车现象：力撤物不停。

提出问题：谁的观点是正确的？物体的运动是不是一定需要力？利用桌上的器材验证谁的观点是正确的呢？

学生：

1、斜面上分别铺毛巾，纸板，木板观察小车运动的距离。

2、记录小车运动的远近，分析小车受到阻力的大小。教师：思考一下ppt上的三个问题吗？ 1.小车为什么要在相同的高度释放？ 2.怎样改变阻力的？

3.怎样观察阻力对物体运动的影响的？

学生：学生自由讨论并发言。展示学案上的表格设计。

教师：引导学生进行实验对比。通过对比实验可以进行逻辑推理，如果接触面非常光滑没有摩擦，那小车会怎样？。对比发现，接触面越光滑，滚动距离越远。小车运动停下来的原因是阻力。如果接触面非常光滑小车会永不停止。

教师：在学生回答的基础上，结合实验进一步总结：（并板书）物体的运动是不需要力来维持的。（力撤物停的原因是因为阻力。如果没有摩擦力，运动的物体会一直运动下去）教师：引导学生认识、总结力和运动的关系。让学生阅读课文思考找出：

l、伽利略的观点和亚里士多德的观点。

3、牛顿第一定律。

对比三个人的观点，他们都是叙述力和运动关系的，谁的更全面？

（三）牛顿第一定律 学生：阅读课文，回答问题。

既然牛顿第一定律是最完善的，那么它从几个方面阐述了力和运动的关系？

在学生回答的基础上，进一步总结：力不是维持物体运动状态的原因，力是改变运动状态的原因。

学生讨论回答：两个方面：不受力时，物体保持匀速直线运动状态或静止状态；受力时，力迫使它改变运动状态。教师：牛顿第一定律可不可以用实验来验证？ 学生：不能。是通过实验科学推理出来的。(四)惯性

教师：牛顿定律又叫惯性定律，惯性是指什么？ 你又怎样理解这种性质呢？举例说明。

因为这是一个新概念，学生刚接受可能不是很好理解。通过实验来进一步的理解。牛奶为什么会洒出呢？

学生活动：学生观察并思考，再进一步理解惯性：是指物体具有保持原来运动状态或静止状态的性质。教师活动：列举惯性利用和危害的事例。

教师活动：进一步总结：物体不受力时将保持匀速直线运动状态或静止状态。

教师演示惯性演示器，学生自由讨论并发言，解释惯性演示器中的惯性原理。(五)总结

学生总结本节课知识，其他学生自由补充。(六)作业

寻找生活中惯性的例子并解释其中道理。完成学案上的练习。

第五篇：牛顿第一定律-教学设计

如何理解牛顿第一运动定律

一、任务分析

1.教学内容分析

1.1 知识特点

牛顿第一运动定律是运用逻辑思维对实际事物进行分析的产物，在实际生活中不能找到物体满足牛顿第一运动定律的条件——不受外力。所以此知识较为抽象，难以理解。牛顿第一运动定律中还包含着力、及其与运动关系，惯性、惯性运动、惯性参考系等经典力学中最为基本且最为重要的概念，内涵十分丰富。难以理清各个概念之间的关系，把握其实质。1.2 知识地位

牛顿第一运动定律是牛顿力学即经典力学理论的前提和基础。它破除了长达近两千多年的亚里士多德的错误观点，改变了人类的世界观。牛顿第一运动定律的实质是定义了惯性参考系，是牛顿运动定律成立的前提。2.学情分析

本节所述内容学生在初中物理课程中已涉及到，所以有一定的基础，关键是如何让学生加深对牛顿第一定律本质的理解。在对惯性的学习中，这仍是学生难于理解的问题。部分原因在于课本中的表述不够简洁，而学生对教科书中内容的理解又显稍不足。3.策略方法的选择

基于以上对教学内容的分析和对学情的分析，我采取的策略方法如下：首先，转化牛顿第一运动定律的表述形式，使其符合中文的表达习惯，从而有助于学生对其内容的进一步理解。其次，运用物理知识再次对其表述进行简化，进一步凸显牛顿第一运动定律的本质。最后补充说明创设此种物理情境的局限性，并由此引出惯性参考系的概念，明确此为牛顿第一运动定律的本质。

二、教学目标

1.知识与技能

理解牛顿第一定律的内容及本质。

知道惯性是物体的固有属性，不论物体受力与否，都具有惯性。只是惯性的表现形式不同。

知道力是改变物体运动状态的原因。

知道物体受力和不受力是两种本质不同的条件。

明确牛顿第一定律实质是研究物体不受外力时的运动情况。

2.过程与方法

分析、理解伽利略对接斜面实验。

感受、理解伽利略对接斜面实验中蕴含的抽想法、理想化方法。知道理想实验是建立在可靠事实基础上的科学方法。

3.情感态度价值观 感受运动相对性原理所含有的哲学意味。

体会科学源于经验（实验、观察）与理性（假设、推理）之间的互动。体会探求真理的艰难。体会科学理论的特点。

三、教学重点、难点

1.1 教学重点：牛顿第一运动定律。惯性。1.2 教学难点：惯性参考系。

四、教学资源

1.1 选择依据：

丰富的教学用具及设备，可以使教学过程从枯燥到有趣，从抽象到形象。进行课堂演示实验并利用计算机多媒体辅助教学，不但提供了大量的教学信息，使学生在丰富的感性材料基础上，得以快速理解和掌握物理规律，而且还能够吸引学生注意力、激发学习兴趣，调动学习的积极性、主动性、创造性，从而达到提高课堂教学效果的目的。1.2 教具：

多媒体设备一套。

五、设计思路

由于牛顿第一运动定律的表述不够简洁且其中蕴含多个经典力学中的重要概念，首先转化其表达，使其符合中国人的表述习惯。再运用物理知识对转化后的牛顿第一运动定律的内容，再次精简，凸显其本质。最后创设情境理解牛顿第一运动定律的本质。为了解科学探索的艰难，将给出牛顿第一运动定律发展脉络，从中体会科学的内涵。

六、教学流程

七、课时安排：1课时。

八、教案：

在人教版《普通高中课程标准实验教科书 物理1（必修）》一书第73页，牛顿第一运动定律（Newton first law of motion）叙述如下：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。在牛顿的巨著《自然哲学的数学原理》一书中的中文直译与其表述大致相同。但这种对原拉丁文的直译，在语言表述上更符合西方人的习惯。而且在牛顿第一运动定律当中，包含力、及其与运动的关系，惯性、惯性运动、惯性参考系等经典力学中最为基本且最为重要的概念。如此直译显得其中逻辑关系较为复杂，不利于对牛顿第一运动定律的理解。

所以，先要转化其表述，使其符合中文的表达习惯。

先看前半句话，“一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态”。保持静止不过是速度不变的一种特殊情况。而匀速直线运动，其速度也不改变。因此，这句话简明表述为：一切物体总保持速度不变。而速度是描述运动状态的，物体速度保持不变，也就是说物体的运动状态保持不变。所以这句话的含义是：一切物体总保持原来的运动状态。我们把物体保持原来运动状态不变的性质称为惯性。也就是说一切物体皆有惯性，惯性是一切物体的共性。

再看后半句话，“除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态”。将其转述为“除非有力作用在它上面。”这样牛顿第一运动定律便表述为：一切物体总保持原来的运动状态，除非有力作用在它上面。我们可以看到，将原表述中的“迫使它改变这种状态”省略，并不影响整句话的含义，而且显得表达简练，容易理解。

于是，牛顿第一运动定律表述为：一切物体总保持原来的运动状态，除非有力作用在它上面。这句话有两层含义：

1、如果有力作用在（一切）物体上面，它就不能保持原来的运动状态；

2、如果没有力作用在（一切）物体上面，它就保持原来的运动状态；

第一层含义说明力可以改变物体的运动状态，也就是说力是改变物体运动状态的原因。这句话表明力与物体运动状态的改变即速度的改变有关。在上一章已经学习了有关力的概念，至于力与运动状态的改变如何相关，将在牛顿第二运动定律中探讨。第二层含义说明在没有外力作用的条件下，物体将保持原来的运动状态。即力不是维持物体运动状态的原因。力与表征物体运动状态的速度没有直接关系。

为凸显牛顿第一运动定律的根本含义，我们以除非这个词根据日常生活中的情形造个句子。这句话是：明天出去玩儿吧，除非下雨。若将这句话保持其含义并进行转化，我们会讲“如果明天不下雨，我们出去玩吧”恐怕很少人会讲，“如果明天下雨，我们不出去玩儿了”。但“明天出去玩儿吧，除非下雨”这句话中确实包含着这个意思。

后面我们将看到，牛顿第二运动定律则更加详细的向我们展现了物体受力时，其运动状态是如何变化的。

无论是从表达习惯上讲，还是从牛顿运动定律整体的逻辑关系上讲，牛顿第一运动定律更想要表达的是物体不受力时，它的运动状态是什么样的。我们的直觉观念是，如果要让物体保持运动，它必须得到某种东西的帮助。为了保留这个直觉观念，我们用一个专门的词来称呼物体保持运动和保持静止的倾向，即惯性。换句话说，物体的惯性是保持其运动状态（无论运动还是保持静止）的原因。使用惯性一词并没有说明任何东西，它只是用来表示没有外界帮助的物体保持运动这个无法解释的实事。

至此，我用分解的方式，将牛顿第一运动定律进行了分析。现在让我们再“居高临下”对牛顿第一运动定律进行整体性理解。

牛顿第一运动定律说“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”。由于物体具有惯性，所以当物体不受力时，将依靠其惯性，保持原来的运动状态。如果，原来静止，则保持静止；如果原来有初速度，则将以此速度做匀速直线运动。所以牛顿第一运动定律也称惯性定律。

由于不受力的物体我们是不可能真正观察到的，所以牛顿第一运动定律是理想化抽象思维的产物。

至此，如果你认为已经完全了解了牛顿第一运动定律，那就大错特错了。我们在讲解的过程中忽略了一个重要的条件。谈物体的运动状态，一定是针对某个参考系而言的。设想有一位很严格的科学家，他相信惯性定律是可以用实验来证明或推翻的。他在水平的桌面上推动一个小球，并设法尽量消除摩擦（现代可以用气桌相当好地来实现这一点），他观察到，小球确实相当精确地做匀速直线运动。正当他要宣布验证惯性定律成功时，忽然发现一切变得反常了。原来沿直线运动的小球偏到了一边，向房子的墙壁滚去。他自己也感到有一种奇怪的力把他推向墙去。究竟发生了什么事？原来有人和他开玩笑。这位科学家的实验室设有窗户，与外界完全隔绝。开玩笑的人安装了一种机械，可以使整个房子旋转起来。旋转一开始，就出现上述各种反常现象，于是惯性定律被推翻了。人们谈论运动时，是离不开参考系的。上述故事表明，惯性定律在有的参考系（譬如那间旋转着的房子）中是不成立的。但是实验表明，在一个参考系中，只要某个物体符合惯性定律，则其它物体都服从惯性定律。因此我们定义：对某一特定物体惯性定律成立的参考系，为惯性参考系，简称惯性系。从这里我们初步看到，惯性不是个别物体的性质，而是参考系，或者说，时空的性质。

九、扩展阅读

牛顿第一定律的实质是给出了惯性系。它给出了一个不受力物体或物体系，这个系统不存在运动状态的改变，即这个系统不存在加速度。我们知道物理学中所研究的问题都是相对的，即以一定的物体或物体系作参照物的。而牛顿第一定律就给出了这样一个没有加速度的参照物系惯性系它才使我们对物理问题的研究和物理量的测量变的有意义。

一个不存在加速度的参照系称做惯性系。

在忽略地球的自转和公转的情况下，在一般的问题中，我们可以将地面看成是惯性参考系。