第一篇：牛顿第一定律教学案例
牛顿第一定律教学案例
平陆中学
邓新峰
一、地位和作用
这一章的知识属于动力学的知识，是研究力与运动之间的关系，只有懂得了动力学的知识，才能根据物体所受的力确定物体的位置、速度变化的规律，才能够创造条件来控制物体的运动。而牛顿运动定律是动力学的核心，牛顿第一定律揭示了运动和力的关系，是动力学理论的基础。通过本节内容的教学，可使学生了解科学的发现和发展。其中科学家自身创造性思维品质和敢于质疑、坚持真理的献身精神是对学生情感态度价值观教育的好素材。牛顿第一定律的理解又为后面牛顿第二运动定律的学习打下基础。
二、学情分析
本节所述内容在初中课本上已涉及到，所以学生已有一定的基础。但是很多同学仍旧用日常生活经验来解释力与运动的关系，所以一定要让学生通过本节课学习破除原有的经验主义，要用事实说话，说话要有理论依据。高一学生学习的主动性不强，本节课还需想方设法调动学生的学习积极性，让他们主动学习，主动改正原有的错误。
三、教学目标 知识与技能
1、借助伽利略的理想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，并理解其意义。
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
1、培养学生在实验的基础上通过推理得到结论的方法。
2、通过伽利略的理想实验，使学生受到科学方法论的教育。
3、通过对惯性现象的解释，培养学生灵活运用所学知识的能力。③情感、态度与价值观
1、通过物理学史的简介，对学生进得严密的科学态度教育，了解人类认识事物本质的曲折。
2、通过对伽利略对力和运动关系的研究，培养学生敢于坚持真理，不迷信权威的精神和科学探究精神。
四、教学过程
1、投影本节课知识目标
（1）借助伽利略的理想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，并理解其意义。
（3）理解惯性的概念，知道质量是惯性大小的量度．
2、导入新课
问题：手拿板擦在讲桌桌面上动，手动它动，手不动它不动，为什么？
生：力作用在它上面，它动；力不作用在它上面，它不动。（谬论：力是维持运动的原因）
问题：推一辆小车，撤去推力，小车没有立即停下，力已经撤去，车没有停，为什么？（实验事实与经验相违背，激发了学生的思维，引导学生探究的兴趣，调动积极性）继续问题：把小车放到一倾角足够大的斜面上，一放手，物体下滑。物体受推力了吗？ 进一步说明运动不是靠力来维持。
指出学生刚开始的回答就是亚里士多德的观点。而亚里士多德的观点又很符合生活中经验，2000多年一直被人们奉为经典。当时人们崇尚经验，不注重事实，更不做实验。直到17世纪意大利物理学家伽利略打破这种观念。
伽利略，为了研究力与运动的关系设计了著名的斜面实验（教师介绍斜面实验）
问：把两个斜面对接起来，让小球沿一个斜面由静止滚下，小球在斜面间来回滚动，最后停下来，停下来的原因是什么 生：摩擦力
问：让小球沿一个斜面由静止滚下，小球将会滚上另一个斜面，如果没有摩擦，小球将上升到怎样的高度？
生：原来的高度 问：为什么
生：小球原来在高处，滚到斜面底部即势能变成动能，再滚上另一斜面时，由于没有摩擦，动能又变成原来的势能,所以高度相同
问：减小第二个斜面的倾角，重新释放小球，记下小球滚上的位置，若没有摩擦，小球将上升到怎样的高度
生：也会上升到原来的高度，但要通过更长的路程。
实验说明，无论斜面倾角大小，只要轨道光滑，小球总要到达原来的高度，斜面倾角越小，要达到原高度走过的路程越长。
进一步推理，继续减小第二个斜面的倾角使它最终成水平面，小球就再达不到原来的高度，而要沿水平面以恒定的速度持续运动下去。
伽利略关于运动与力的观点：只要除掉使物体加速或减速的外部原因,运动物体必将严格地保持它一旦获得的速度,而这种条件仅在水平面上可以得到;沿水平面上的运动是永恒的。师：前面分析我们看到由于没有绝对不受力的物体，故物体在运动方向上不受力物体将做匀速直线运动这个结论无法直接用实验验证。但伽利略把经验事实和抽象思维结合起来，这正是他工作卓越之处，他对动力学做出了重大贡献。笛卡尔关于运动与力的观点：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,也不会改变原来的方向。
师：伽利略、笛卡尔对物体的运动做了准确的描述,为什么隔了一代以后才由牛顿写成牛顿第一定律？ 生：一片茫然
师：可惜的是因为他们没有指明原因是什么，而英国物理学家牛顿在前人研究的基础上，通过自己进一步的探讨，科学全面地阐明了运动和力的关系，提出了牛顿第一定律。理解牛顿第一定律的含义（一句一句引导分析）
1:定律说明了物体不受外力时的运动状态是匀速直线运动(本来是运动的物体)或静止(本来静止的物体)。(所以说力不是维持物体运动状态的原因)2:定律指出了一切物体都具有保持原来运动状态的性质。(即一切物体都有惯性)3:定律指出了外力是改变运动状态的原因。补充：牛顿第一定律不能用实验验证。惯性 学生结合初中知识自主总结出以下几个要点(老师协助表述上的规范和严密)
1、惯性就是使原来运动的物体(不管原来是匀速、是加速还是减速)匀速运动，使原来静止的物体保持静止。
2、惯性是一切物体固有的属性。(宇宙万物中任何物体都有,没有惯性的物体是不存生的)
3、质量是物体惯性大小的量度(物体惯性大小与物体的运动速度、物体的密度、形状、体积等均无关)，物体质量趑大，惯性就越大。只要物体的质量不变,其惯性就不变。
4、惯性的大小表示物体运动状态改变的难易程度。物体惯性越大，物体的运动状态就越难改变。
例题
1、解释现象：当车突然停止时，车上的人向前倾倒。
例题
2、运动的汽车突然刹车时，汽车总要向前滑行一段后才停下。例题3人从行驶的车上跳下来后容易()
A.向汽车行驶的方向跌倒
B.向汽车行驶的反方向跌倒
C.向汽车的右侧跌倒
D.向汽车的左侧跌倒力与运动的关系
课堂小结：提问：我们这节课的要点就是要搞清力与运动的关系，那力与运动到底啥关系？
生：结论
①力不是维持运动的原因，而是改变物体运动状态的原因。（补充：运动状态用速度来描述；力的作用效果是什么？）
②力是产生加速度的原因。
教学反思：知识上：学生在初中阶段已经学过牛顿第一定律的内容，但他们只是对本节的知识有了大致的了解，高中又一次学习，应在原有的基础上，纠正一些片面的、不恰当的认识，进一步深化和提高对相关问题的认识，理解牛顿第一定律建立的伟大意义。对物理研究思想也形成一定的理性认识。
第二篇：“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。
第三篇：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。
第四篇：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。
第五篇：《牛顿第一定律》教学设计
《牛顿第一定律》教学设计
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【教学内容】
义务教育课程标准实验教科书，物理（人教版）九年级第十二章第五节。
本节内容以日常的生活实际为基础得出两个相互矛盾的观点，即“物体的运动是否需要力来维持？” 并进一步用亚里士多德和伽利略两个伟人来强化这种矛盾，从而激发学生的学习兴趣；以“探究阻力对物体运动的影响”为核心，在基本的实验事实的基础上，调动学生的积极性，引导学生积极思维，进一步概括、推理得出结论。同时对“维持物体的运动需要力吗？”的教学时，不要使学生对亚里士多德产生片面的认识。【学生分析】
本节内容所涉及的现象是学生在生活中比较熟悉，也是他们容易发生兴趣的现象，教学中要注意培养学生学习物理的兴趣，充分发挥实验及多媒体教学手段，迎合他们好奇，好动好强的心理特点，调动他们学习的积极性和主动性，同时初中生思维方式要求逐步由形象思维向抽象思维过渡，因此在教学中应注意积极引导学生应用已掌握的知识，通过理论分析和推理判断来获得新知识，发展抽象思维能力，当然在此过程仍需以一些感性认识作为依托，可以借助实验加强直观性和形象性，以便学生理解和掌握。【教学目标】
知识与技能：知道牛顿第一定律的内容； 过程与方法：实验探究阻力对物体运动的影响。
情感态度与价值观：通过活动和阅读感受科学就在身边。【教学重点】实验探究阻力对物体运动的影响。
【教学难点】理解牛顿第一定律，并能解释简单的现象。【教学过程】
教学内容 设计意图 教材处理 师生活动 情景导入
结合本地实际，让学生回忆骑自行车滑行的情景，给学生留下“物体受力运动，不受力停止运动”的印象。利用多媒体展示“火车进站”“自由摆动的秋千”“地上滚动的足球”视频，思考：这些运动的物体为什么会停止运动呢？请同学们说出你的观点并从生活中找到其他实例来支持这个观点。
教师展示多媒体课件并声情并茂进行讲述。学生思考讨论并说出自己的观点
从生活实例入手，引导分析可使学生感受到物理知识并非高深莫测，增强学习物理的信心，体现了“从生活走向物理的理念”。
利用学生的认识的局限激发学生的求知欲 切入主题
亚里士多德一生勤奋治学，他的思想对人类产生了深远的影响。他创立了形式逻辑学，丰富和发展了哲学的各个分支学科，对科学等作出了巨大的贡献。
伽利略是近代实验科学的先驱者，是意大利文艺复兴后期伟大的天文学家、力学家、哲学家、物理学家、数学家。也是近代实验物理学的开拓者，被誉为“近代科学之父”。对亚里士多德和伽利略的观点进行讨论，从而引出本节课的核心内容──探究阻力对物体运动的影响。
教师简介亚里士多德和伽利略，强调他们在各自领域的成就。学生讨论并说出自己的观点
通过教师的介绍进一步强化学生认知上的矛盾，激发学生的学习兴趣。猜想与假设
阻力对物体的运动有何影响呢？请同学们相互讨论说说自己的猜想
教师提出问题，让学生提出自己的想法，并让学生说说他们的猜想依据。让他们明白猜想不是臆想，不是胡乱瞎想。锻炼学生的联想思维能力以及分析归纳能力
根据已有经验进行合理的猜想是科学探究中最具创造性的一环，有利于培养学生的创造能力和发散思维能力。设计实验
同学们的猜想是否正确呢？请同学们设计实验来证明你的猜想，在设计实验之前，教师引导学生阅读课本P45的相关内容
①课本中所述的实验方案体现了什么方法？是如何体现的？
②我们的观察要点是什么？
③除了课本中的方法，你有没有其他的方法？ 学生讨论各抒己见
引导学生将这些因素中相类似的因素合并，把问题简化 教师引导学生尝试设计实验过程 学生小组讨论自主进行实验设计
学生上台进行展示，其他学生则对其方案进行“挑刺”，使方案更加完善合理
通过设计实验培养学生的创新能力
通过展示，培养学生的语言表达能力及表演能力。进行实验与收集证据
1．各小组进行实验，并要求认真细致的做好实验数据的记录，课件展示数据记录表格。
滑行 表面 材料 阻力 大小 滑行 距离 速度变 化快慢 1 毛巾 2 粗布条 3 木板
2．学生讨论交流完成实验数据的填写。3．教师演示课本所示的实验 4．总结实验结论
结论：平面越光滑，小车运动的距离越，这说明小车受到的阻力越，速度减小得越。
6．进一步展示实验表格，学生讨论交流完成相关内容。
滑行 表面 材料 阻力 大小 滑行 距离 速度变 化快慢 1 毛巾 大近快 2 粗布条 较大 较远 较慢 3 木板 小 远 慢 玻璃 某材料 理想平面
7．你在完成上述表格时用到了什么方法？并具体谈谈你是怎样应用的。
小组成员分工协作，教师巡回指导，并提示不必局限于老师所提供的实验器材
教师演示过程中有意忽略控制变量法即让小车从斜面的同一高度从静止开始下滑 学生认真观察
引导学生分析实验数据得出相关结论
教师课件展示数据记录表格，并引导分析观察已填数据，明确所选材料的特性，完成表格内容，为进一步得出结论打下基础。
学生归纳所采用的方法
让学生经历科学探究过程，学习科学研究方法，培养学生的探索精神、实践能力以及创新意识
充分调动学生学习的积极性，培养学生的协作能力和动手操作能力。
教师的演示并不是学生实验的简单重复，旨在通过演示进一步强化学生对控制变量法的理解，培养学生的观察能力 通过科学想像与科学推理方法的结合，发展学生的想像力和分析概括能力，使学生养成良好的思维习惯，敢于质疑，勇于创新
及时强化总结实验方法，同时也使学生明确概括、推理是建立在一定的事实基础之上的 得出结论
1．请大家继续用上述方法得出结论。2．归纳得出牛顿第一定律。
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 教师引导学生进行表述
通过对结论的表述使学生体验到成功感，同时也使学生明确叙述的严密性 强 化 练习
牛顿第一定律是通过分析事实，进一步概括、推理得出的，是力学基本定律之一。课件展示习题
1．正在做曲线运动的物体，若它所受到的外力同时消失，那么它将（）A．物体立即停下来 B．物体继续做曲线运动 C．物体将做匀速直线运动 D．物体将改变运动方向
2．关于力和运动的关系，下列说法正确的是（）A．物体受力才会运动
B．力使物体的运动状态发生改变 C．停止用力，运动的物体就会停止
D．力是使物体保持静止或匀速直线运动状态的原因 学生利用所用知识认真思考讨论，并叫同学到讲台上向全班同学讲评，解决简单的问题，体会成功的喜悦
学生利用所学的知识来解决实际问题，有利于培养学生灵活运用知识的能力，创新思维能力，也能及时巩固所学习的知识。教师要做好“欣赏者”与学生一起分享成功的喜悦。小 结
在研究阻力对物体运动的影响的实验过程中你学到了哪些研究物理问题的方法。
教师着重引导学生从物理学习方法的小结上进行阐述 及时小结学习方法，为学习下一内容奠定方法基础。应 用 迁 移
1．请同学们结合力的作用效果谈谈对牛顿第一定律的理解 2．牛顿第一定律的重要贡献是如下两个方面：（1）力不是维持物体运动的原因（2）力是改变物体运动状态的原因。
请同学们应用生活中的实例来进一步说明支持这两个观点。学生反思回顾
教师适时点拨，鼓励学生具有创造性的奇思妙想，拓展学生的思维
通过引导学生反思，发现学习中存在的不足，促进学习能力的提高。总结 升 华
通过对本章的学习你有哪些收获呢？请同学们从以下方面进行表述。
①在物理知识方面你有哪些收获？存在哪些疑惑？ ②在物理方法的学习运用上你又有哪些收获？ 学生讨论交流
及时总结在知识与学习方法上的收获，使知识内化形成学生的能力
【教学流程图】 【教学反思】
1．本节课首先利用具体情境来调动学生学习的积极性，增强学习的动力，激发学生的兴趣，然后引导学生进行分析思考以发现问题，通过学生间的交流与讨论，动手操作使学生更真切的感受到物理学就在我们身边，最后应用所学习的知识解决实际问题，使学生的能力得到进一步的提高。2．本节课充分体现了由“教教材”到“用教材”的转变。具体表现为在探究阻力对物体运动的影响时，教师没有仅仅停留在课本所给出的三种材料上，而是引导学生结合生活实际进一步的推理想象，培养学生的探索精神和创新意识，便于学生对牛顿第一定律的理解。
3．本节课对物理方法的教学体现充分，具体表现为：①在探究阻力对物体运动的影响时，教师以问题的形式提示学生对变量的控制，在教师演示实验时又有意忽略对变量的控制以进一步的强化学生对控制变量法的应用和理解；②在对“推理、概括”这一方法的教学中，体现了循序渐进的思想。首先对实验数据进行分析得出一般性的结论，其次引导学生根据实验数据进行推理，完成相关数据的填写，并进而概括得牛顿第一定律。
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