牛一教案

第一篇：牛一教案

第四章 牛顿运动定律

4.1牛顿第一定律

教学目标： 知识与技能：

1.理解并掌握牛顿第一定律的内容和意义。

2.知道什么是惯性，会正确解释有关惯性的现象。知道质量是物体惯性大小的量度。3.知道运动状态和运动状态改变的意义。

4.理解运动状态改变与物体受力的关系。理解力是使物体产生加速度的原因。5.知道影响加速度大小的因素除了外力以外，还有质量。

过程与方法：了解有关运动和力的关系的历史发展，知道理想实验是科学研究的重要方法。情感态度与价值观：让学生感受科学探究的艰辛与宣布结论的勇气。教学重点: 1.牛顿第一定律。

2.力是物体运动状态改变的原因，是物体产生加速度的原因。教学难点: 力是物体产生加速度的原因。教学过程: 新课引入：通过日常情景引入，通过角色扮演的方式回顾历史。

一、历史的回顾 1.十七世纪前对运动和力的关系的认识(亚里士多德的错误观点)：力是维持问题运动的原因。①时间：公元前。

②基本观点：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。

③根据：经验事实一用力推车，车子才前进；停止用力，车子就要停下来。④所用方法：观察+直觉(由生活经验得出直觉印象)。

⑤错误原因剖析：没有对所观察的物理现象进行深入地分析。只看到对车子施加的推力，而未考虑车子还受到摩擦阻力作用。停止用力(即去掉了车子前进的动力)，车子并没有立即停下来，还要向前发生一段位移；只是由于摩擦阻力的作用，才最后停了下来。路面越光滑，阻力就越小，车子向前发生的位移就越大，假若没有摩擦阻力，车子将一直运动下去，这说明车子的运动并不需要力来维持，而恰恰是(阻)力的作用，才使车子由运动到静止，运动状态发生了改变。

⑥危害：在亚里士多德以后的两千年内，动力学一直没有多大进展，直到十七世纪才受到伽利略的质疑。这是为什么?原来亚里士多德的观点与日常体验有相同之处，易于被人们接受，直接的生活经验使人们总是把力和物体运动的速度联系在一起，这种认识从孩提时代就开始了，如当拉着玩具小车前进的时候，给人的直接体验是：只有用力拉小车，小车才会前进；停止用力了，小车就会停下来；用力大的时候，小车就运动得快些；用力小的时候，小车就运动得慢些；往哪个方向用力，玩具小车就向那个方向运动等等，好像没有力的作用，物体运动不可能维持，力决定着物体运动的快慢，还决定物体运动的方向。人们的直观感觉虽然是外界事物的真实反映，但它具有片面性和表面性，根据直接观察所得出的直觉的结论不是常常可靠的，因为它们有时会引到错误的线索上去，然而人们不能毁灭了直觉的观点还是凭直觉来看问题，错误直觉印象在人脑中有很深的潜意识，形成思维定势．因此亚里士多德的观点统治了人们的思维两千多年。2.伽利略的理想实验及其推论（正确认识）：力是改变物体运动状态的原因，运动并不需要力来维持。

①时间：十七世纪。

②基本观点：在水平面上运动的物体所以会停下来，是因为受到摩擦阻力的缘故。设想没有摩擦，一旦物体具有某一速度，物体将保持这个速度继续运动下去。

③根据：理想实验。

④方法：实验+科学推理(把可靠事实和理论思维结合起来)。⑤理想斜面实验 将两个对称的斜面末端平滑地对接在一起，让小球沿一个斜面从静止滚下来，小球将滚上另一个斜面。伽利略认真观察注意到，球在第二个斜面上所达到的高度同它在第一个斜面上开始滚下时的高度几乎相等。他断定高度上的这一微小差别是由于摩擦产生的，如能将摩擦完全消除的话，则高度将恰好相等。于是他推论说在完全没有摩擦的情况下。若使第二个斜面的倾角越来越小，则不管第二个斜面倾角多么小，球在第二个斜面上总要达到相同的高度，只是小球要通过更长的路径。最后，如果第二个斜面的倾斜度完全消除了(成为水平面)，那么球从第一个斜面上滚下来之后，为达到原有高度将以恒定的速度在无限长的水平面上永远不停地运动下去。这就是有名的伽利略理想斜面实验。

这个实验是无法实现的，因为永远也无法将摩擦完全消除掉，所以叫理想实验。又叫假想实验，思想上的实验；是每抽象思维中设想出来而实际上无法做到的实验。伽利略从可靠的实验出发，设想出这个实际上不可能进行的但又符合严格科学推理的理想化的实验，论证了物体在不受外力(理想实验中小球水平方向不受外力作用)作用时将永远运动下去的推测是正确的，说明维持物体的运动不需要外力的作用。

伽利略的理想实验是在可靠事实的基础上进行抽象思维的一种科学推理，科学研究中的一种重要方法，在自然科学的研究中有着重要的作用，它可以深刻揭示自然规律，被爱因斯坦誉为“是人类思想史上最伟大的成就之一”，伽利略也之无愧地成为动力学的创始人，实验科学的奠基人。

3.笛卡尔对伽利略看法的补充和完善：

二、牛顿第一定律 1.内容：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。2.理解：

含义：物体本身固有属性，与物体在什么地方，什么状态无关无一例外两者之一原来怎样现在也怎样一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，,所有物体都具有的一种性质：惯性除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。力不是维持物体速度的原因，力是物体运动状态改变的原因

.三、惯性：物体具有的保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质。①惯性是物体的固有属性，惯性不是一种力。

②任何物体在任何情况下（不管是否受力不管是否运动和怎样运动）都具有惯性，切莫将惯性误解为“物体只有保持原来的匀速直线运动状态或静止状态时”才有惯性，在受力作用时，惯性依然存在，体现在运动状态改变的难易程度上。

③惯性的大小只由物体本身的特征决定，与外界因素无关，切莫认为物体的速度越大，惯性越大。

④惯性是不能被克服的，但可以利用惯性做事或防止惯性的不良影响。⑤不要把惯性概念与惯性定律相混淆。惯性是万物皆有的保持原运动状态的一种属性，惯性定律则是物体不受外力作用时的运动定律，当有力作用时，物体运动状态必定改变。

四、物体运动状态的改变

1．运动状态指的是物体的速度

速度是是矢量，速度不变则运动状态不变，速度改变(大小改变、方向改变或大

小方向同时改变)运动状态也就改变了，所以运动状态不断改变的物体总有加速度。2．力是使物体产生加速度的原因 3．质量是物体惯性大小的量度

质量越大的物体_________越大，运动状态改变就越______________。五，课后作业

《课时详解》课后作业

第二篇：牛一教案

教学设计

6-1科学探究：牛顿第一定律

四明中学：程从良

一、目标与技能

⒈能用自己的语言表述牛顿第一定律。⒉能用所学内容解析日常生活中的相关问题。

二、方法与过程

⒈知道在探究某个物理因素与几个相关因素间的关系时，应采用控制变量法。⒉实验探究中，要善于对所收集到的数据等信息进行比较、归纳，总结出其共同特征及变化规律，并经过合理的推理得出结论。

⒊将实验与科学推理巧妙地结合是一种理想实验法，通过学习理解它是科学研究的一种重要方法。

三、情感态度价值观

⒈感受到科学就在身边。

⒉体会敢于科学地怀疑和挑战权威的精神。⒊领悟科学研究方法的重要性。

四、教学重难点

重点：知道牛顿第一定律。

难点：能用所学牛顿第一定律的内容解析日常生活中的相关问题。

五、教学用具

小车、斜面、毛巾（绒）、棉布、长木板等。

六、教学过程

（一）、牛顿第一定律的实验探究

1.激发矛盾

生活引入，让学生观察。然后启发学生比较上述事例的共同特征：物体的运动需要力的作用，撤去物体受的力，物体就不会动或停止运动。

投影亚里士多德观点：力是维持物体运动的原因。

师：上述是古希腊最杰出的哲学家亚里士多德的观点，和同学们的生活体验何其相似!可是，几百年前，著名科学家伽利略却曾通过理想实验，运用逻辑推理，对亚里士多德，也即同学们的观点提出了质疑，并提出了自己的观点：做匀速直线运动是物体固有的属性，并不需要力来维持。

投影出伽利略的理想实验示意图，教师对照示意图复述伽利略的推理过程和结论。

师：伽利略的推理，也是建立在分析大量事实基础上的，而且后来又经过了法国科学家笛卡尔等的进一步论证。孰对孰错，还是请同学们自己动脑、动手探究论证吧? 2.实验探究（突出重点）

(1)提示学生先完整地看一遍实验内容，投影出课本中的实验。

提出问题：此实验过程中，哪些条件保持不变?哪些条件在发生变化?(学生一开始可能只能回答出表象，应经多轮交流，由学生自己回答出：小车进入水平面时的速度大小和方向保持不变，小车在水平面上受到的摩擦力大小在变)(2)负面因素评估。

提出问题：实验时，毛巾、棉布与车轮作用会产生移动；毛巾一端线结较粗；小车从斜面进入平面出现卡轮等。请观察桌上物件，看是否可以选用桌上的物件，尽可能地减小出现的负面影响?(可以用宽幅透明胶布粘接斜面和平面的毛巾一端；斜面坡度不宜过大；斜面与平面交接处断面不能过大)(3)探究点拨。

师：本实验分析与论证过程，着重在于比较数据，找出现象中变化的共同规律。

(4)学生分实验小组进行实验探究，教师巡视实验情况。

(5)学生汇报分析与论证的想法。

教师投影出具有代表性的各种想法，启发学生间交流与探讨，逐步由学生自己完善自己的表述，保留公认的较成熟的表述。3.总结归纳（突破难点）

(1)教师点明：上述表述其实就是牛顿第一定律所反映的内容。投影牛顿第一定律与学生表述对照，征询学生对牛顿第一定律中“一切”“不受外力”和“总保持”的含义的理解意见，将成熟的意见显示投影。

(2)综合述评：牛顿第一定律是研究物体运动规律的三大定律之一，该定律的建立具有两方面重大意义：一是说明了物体的运动不需要力来维持；二是牛顿第一定律的建立过程说明，不能直接用实验验证的规律，可以在实验基础上，以合乎逻辑的方式推理出来。

（三）、本节内容小结

投影本节内容要点，进行本节内容小结。

（四）、课堂练习

投影本节课堂练习，巩固知识。

（五）、布置作业

1.书面作业：写一篇100字的小论文。

2.活动任务：观察、查阅资料、询问等收集减少交通事故的发生方法。

七、板书设计

科学探究：牛顿第一定律

研究对象：一切物体

成立条件：在没有受到外力作用的时候

得到结论：总保持匀速直线运动状态或静止状态

八、教学反思：

第三篇：牛一教案

第四章牛顿第一定律

教学过程：

本街内容在初中生阶段已经有了一定的认识，比如定律的内容，定性的实验推理过程，尤其是关于惯性的学习和用其对实际现象的分析解释等等。高中阶段的学习，应该在学生已有的认识基础上，发现其理解上存在的问题，进而培养他们学习物理知识的兴趣。

教学目标：

（1）了解亚里士多德对力和运动关系的论述存在的错误；（2）认识伽利略研究运动和力关系的思想方法，了解理想实验的作用；

（3）理解牛顿第一定律的内容，能够运用牛顿第一定律解释有关现象；

（4）知道惯性是物体的固有属性，知道质量是物体惯性大小的量度；（5）用惯性概念解释有关实际问题。会识别惯性系与非惯性系。教学重点：

1.认识伽利略研究运动和力关系的思想方法，了解理想实验的作用； 2.知道质量是描述惯性的物理量 3.知道牛顿第一定律适用于惯性参照系 导入新课：

教师：本章学习牛顿定律，从目录中可以知道牛顿定律包含三个定律，你知道为什么把惯性定律作为第一定律吗？ 教学目的：引导学生重视思考牛顿第一定律的意义，学生阅读课本

进行新课：

（1）了解亚里士多德对力和运动关系的论述及存在的错误。教师：恩格斯称亚里士多德是最博学的人。因为亚里士多德的研究涉及圣物、天文、气象、数学和物理等，成果十分丰富，是西方文化的奠基人。但是，他所持有的“力是维持运动的原因”的观点却是错误的。这位了不起的人为什么会犯错误？这种观点为什么能延续两千年？你能根据你对此问题的认识做一些分析吗？

教学目的：使学生从自己的生活体验中能够想到，如果只是通过常见现象作简单的结论是不够的。

（2）认识伽利略研究运动和力关系的思想方法，了解理想实验的作用

学生于都课文前，教师提出以下问题。

教师：课本在介绍第一定律之前为什么要先介绍伽利略的理想实验？伽利略理想实验的基础是什么？为什么理想实验不能成为正式的实验？理想实验的意义是什么？

教学目的：学习牛顿第一定律并不知需要定律本身的内容，还要了解人类进行探究的历史？本书对此作了比较详细的介绍，这种处理源于本书对过程与方法的重视，是学生明确伽利略理想实验的结论，使人们冲破了“力是维持运动的原因”的错误认识。

通过对以上阅读后的讨论，使学生能够感受到爱因斯坦对伽利略的评价：伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法，是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正开端。

（3）理解牛顿第一定律的内容，能够运用牛顿第一定立场解释有关现象。

教师：物理定律一般都是通过实验总结的规律。但是牛顿第一定律却是利用逻辑思维对事物进行分析的产物。你知道这是为什么吗？ 教学目标：介绍理想实验和真实实验的不同点，并了解理想实验的意义及对科学进步的贡献，然后由学生回答上面不知的阅读思考题。真实的科学实验是一种实践的活动，而理想的实验是一种思维的活动。是人们在真实实验基础上，抓住主要矛盾，对实验过程作出更深入一层的抽象分析。

教师：为什么说“惯性定律是牛顿物理学的基石”？布置学生自学。教学目标：学生在思考中认识到，没有牛顿第一定律揭示的“力是改变物体运动状态的原因”，就不会有牛顿第二定律的产生，因为人们仍停留在“力是物体运动的原因”的思想阶段，就不可能去研究力与加速度的关系。

（4）知道惯性是物体的固有属性，知道质量是物体惯性大小的量度。教师：为什么将牛顿第一定律称为惯性动律？

教学目标：使学生认识到，在得出牛顿第一定律时，人们认识到物体具有保持运动状态的特性，这就是惯性。物体只有在不受外力的条件下，才能表现出它的特性，这就是第一定律所描述的规律。

教师：在初中学习惯性时，老师会告诉我们一句话：“质量大的物体惯性大。”你能解释这个说法吗？

教师：在举例说明惯性有大小时，我们常常想到这个例子：刹车时，大货车比小轿车难刹住，所以说大货车比小轿车的惯性大。请用加速度的概念分析这个结论的道理。

教学中，学生通过设定“刹车时的初速度相同，受到的制动力也相同“的前提进行分析，大车滑行的距离远，加速度小，改变运动状态难于小车，故惯性大。（5）识别惯性系与非惯性系

教师：在列车上我们会发现这样的现象：放在光滑桌面上的小球，当车突然启动时，它会像车前进方向的反方向运动。但是，经分析知，小球在水平方向上并没有受到力的作用，按照牛顿第一运动定律，他不应该相对车厢运动。难道说，牛顿第一定律在这里不灵验了？ 教师：从运动学看如果车相对于地向前加速运动，球相对地是静止，则球相对车会运动吗？

什么事惯性参考系，什么事非惯性参考系？加速运动的小车是什么参考系？

在对问题分析过程中，使学生知道：牛顿第一运动定律适用于惯性参考系。

牛顿第一定律实际上定义了一个参考系，在这样的参考系中，不受力的物体将“保持静止或匀速直线运动状态。”这是牛顿时空观的基础。在引出惯性系和非惯性系前，与学生一同讨论“科学漫步”的问题，学生自行得出结论的。对于惯性系和非惯性系，要求很低，这个思考与讨论清除就可以了。

第一个收获：认识牛顿第一运动定律是理想实验总结的规律 第二个收获：了解了惯性与质量的关系。

第三个收获：牛顿第一运动定律只在惯性参考系中适用。

第四篇：牛一定律教案（写写帮整理）

牛顿第一定律教学设计

四川师范大学物理系2009级 李孟雨

教学内容

一、教材的分析和理解

二、目标定位

三、教学重难点

三、教学方法以及教学流程

四、作业布置及板书设计

一、教材的分析和理解

牛顿第一定律是高中物理教科版必修1第三章第一节的内容，同样也是本章的重点。

第一章描述物体的运动，并没有说物体为什么会做这样的运动。第二章仅仅分析了物体的受力情况，并没有涉及因此做什么运动。而第三章既研究物体的受力，又研究物体的运动，这就是所要讲的动力学的内容。牛顿三大运动定律是动力学的核心，而本节课的教学内容牛顿第一运动定律作为牛顿运动学的基石，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。为后续的牛顿运动定律的学习打下好的基础。

二、目标定位（教学重难点）

根据教材和大纲，制定本节课的教学目标有以下三个方面（1）知识与技能

①知道伽利略和亚里士多德对力和运动的关系的不同认识，知道伽利略的理想实验。

②理解牛顿第一定律以及提出过程，理解惯性的概念和决定因素。（2）过程与方法

①体会理想实验是探究科学问题的重要物理方法，感受伽利略抽象逻辑思维的魅力。

②通过对牛顿第一定律导出的探究过程，尝试用实验探究的方法研究物理问题。（3）情感态度和价值观

①认识科学真理的发展道路是艰难曲折的，学习伽利略的科学精神。②培养学习积极参加实验的物理学习习惯，体会实验探究是学习物理知识的重要方法。

三、教学重点与难点

重点：1伽利略理想斜面实验的理解

2牛顿第一定律的理解 难点：对惯性的理解与应用

四、教学方法以及教学程序

学情分析：高中生思维方式逐步由形象思维向抽象思维过渡，因此在教学中需要以一些感性认识为依托，加强直观性和形象性，以便学生理解。为此，在教学中我通过生动直观的实验，列举学生熟悉的生活实例以及多媒体课件展示的手段，以便更好的帮助学生理解所学知识。

教学主张：“四让”

概念让学生自己推

规律让学生自己找

道理让学生自己讲

题目让学生自己做

教学环节一：以破而立，再现历史 1.导入新课设置陷阱：

设置情境，即用力推动物体，物体运动；撤去力的作用，物体静止。同时告诉学生，这样的现象在生活中很常见，将学生引入教师设置的理论“陷阱”，为之后通过实验发现问题，走出误区做好铺垫，同时结合生活实例，让学生产生学习兴趣和探索欲。

根据导入中的情境，提问亚里士多德的观点：有力作用在物体上，物体才运动，没有力的作用，物体就要停下来。即力是维持物体运动的原因．

教师引导：简单介绍亚里士多德在当时的权威。他的观点被大家视作金科玉律。教师引导：这个结论是否正确呢？

2.对比试验，走出误区

运用手推小球的对比试验，以问题的形式切入，让学生观察到失去推理的小球仍然能运动，从而打破他们“崇尚权威，眼见为实”的思维误区。

3.自制仪器,详解“理想”

让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。

减小第二个斜面的倾角，重新释放小球，小球滚上另一个斜面上到原来的高度，就要通过更长的路程。

科学推理：成为水平面，小球将要沿着水平面以恒定的速度匀速直线运动下去，即物体的运动状态不再改变。

得出结论：

1、伽利略正是在摩擦力无法消除的前提下，大胆利用了理想实验的方法，才得出了正确的结论。理想实验就是利用抽象思维进行逻辑推理，它是研究物理学的重要方法。

2、力不是维持物体速度的原因，力是改变物体速度的原因，即是改变运动状态的原因。

同时提出伽利略的观点：在水平面上的物体之所以停下来，是因为受到摩擦力的缘故。如果没有摩擦，物体将永远运动下去。

4.自主探究，学以致用：

小车在不同表面上的滑行情况。提问原因的可能： 运动的物体停下来的原因是什么？停下来的路程与什么因素有关？引导学生分小组设计实验，并利用老师的器材来进行验证。最终得出结论：平面越光滑（阻力越小）小车滑行的距离越远（速度减小越慢）。

5.小结历史：

简要的补充笛卡尔和他的观点并导出牛顿第一定律，小结整段历史培养学生的情感态度与价值观。

环节二：咬文嚼字，剖析定律

英国物理学家牛顿总结前人的研究成果，概括出一条重要的物理学定律，这也是整个经典物理动力学的基石——牛顿第一定律。

1．牛顿第一定律的表述：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．

2．牛顿在伽利略等人研究的基础上得出牛顿第一定律，伽利略理想斜面实验为牛顿第一定律提供了实验依据．

3．牛顿第一定律的意义（分析重点字词句，由浅入深解读该定律）

（1）物体在不受外力作用时的运动状态是匀速直线运动或静止．

（2）指出了物体的运动并不需要力来维持，力是改变物体速度的原因．（3）一切物体都有惯性。

环节三：分析总结，突破难点 惯性的理解：

1、概念：物体的这种保持原来匀速直线运动状态或静止的性质叫做惯性。（所以牛顿第一定律又叫惯性定律）

2、课堂实验，深化概念：

分别从“快打棋子和鸡蛋落杯”两个小实验入手总结出“静止的固体有保持原来运动状态的属性”，进而猜想是不是一切物体都有这样的属性呢？再次分别从运动的固体，液体和气体入手，通过五个小实验总结出“惯性是一切物体的本质属性”从而加深了对于惯性概念的理解。

3、双向探究，突破难点：

由“快速抽打的乒乓球”和“稳如泰山的相扑”两章图片引发学生思考“不同物体保持运动状态的能力有大小区别,那么是什么因素来决定呢”

由学生提出影响惯性大小的因素：质量、速度、重力、光滑等因素。实验探究：较光滑的平面上两个不同质量的小车受到弹簧相同力的不同表现，直观的反映出质量是影响惯性大小的一个因素。

理论探究：教师引导，理性思维研究分析：

关于速度，引导逆向思辨:①可否认为我现在速度为零，惯性为零？

②可否认为我乘坐动车组飞奔着惯性增加？可否认为我对面乘客惯性为零？

统一认识：惯性既然是物体本身的属性就应该与外界条件、外界作用是否有、大小、速度大小没有关系。

得出结论：质量是物体惯性大小的量度——可以抽杀乒乓球、羽毛球，不可以抽杀铅球、保令球，撼树容易，撼山难。

这样的事例，使学生心灵感悟得到强化。

进一步：泰坦尼克号已经发现了冰山，为什么躲闪不开？（质量大，运动状态难于改变）。

环节四：学以致用，深化主题

带领学生从物理回归生活，解决“松动的锤子”和“真假鸡蛋”等现实问题，学以致用。

介绍惯性在当今生活和科学的利用与防治，例如“投弹”“撑杆跳”等等，深化主题。

环节五：小结巩固，重难突出 1.课堂小结：

本节课的重点是伽利略的理想实验法及牛顿第一定律的理解。不受外力的物体是不存在的，不受外力与受了外力但合外力等于零是等价的。

难点是惯性的理解，惯性是物体的固有属性，只与质量有关。再次强调本节课的重难点，并通过练习体来巩固认识 2.练习巩固：

例1 关于物体的惯性说法正确的是： A.惯性是物体保持原来状态的力

B.物体受到外力时，原来的运动状态改变了，惯性就不存在了。C.汽车运动的越快，刹车越困难，所以速度大的物体惯性大。D.不论在什么地方，物体质量大惯性就越大。例2 下列说法正确的是

A.人只有在静止的车厢里，竖直向上跳起后，才会落到原来的位置。B.人在沿着直线匀速直线运动的车厢里，竖直向上跳起后，将落到起跳点的后方。C.人在沿着直线加速直线运动的车厢里，竖直向上跳起后，将落到起跳点的后方。D.人在沿着直线减速直线运动的车厢里，竖直向上跳起后，将落到起跳点的后方。例

3、从匀速上升的气球上，脱落一个物体，不计空气阻力，则物体在离开气球的瞬间:()A.立即静止 B.速度不变 C.立即向下运动 D.可能立即向任意方向运动

板书设计：

3.1 牛顿第一定律

一、历史回顾

牛顿

总结 笛卡尔

完善

伽利略

批判

理想实验 亚里士多德

表象

二、牛顿第一定律：

内容：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

内容：物体具有保持静止或匀速直线运动状态的性质，叫惯性。

第五篇：牛一教学设计

《牛顿第一定律》教学设计

太谷中学 杜娟

一、设计思想

物理学是一门与自然、生活、技术进步和社会发展有着最为广泛联系的科学。让学生封闭在既不联系自然，也不联系生产、生活，远离科学探究乐趣，甚至根本不可能存在的“思辩游戏”式的难题和怪题的牢笼之中，他们是不可能热爱物理课程的。所以要让学生在体验中获得物理规律，在物理史实中领略思维的力量和美。本节课的设计特点是注重物理规律的发现和发展，对科学家的创造性思维品质和敢于置疑、坚持真理的献身精神成为情感态度价值观教育的好素材。另外，实验的验证是本节课必需要的。适当介绍一些物理学史的知识，通过对大量实例的分析，让学生真正理解力不是维持物体速度的原因，而是改变物体速度的原因。先是介绍了人类对力和运动关系的发展历史，并着重讲述了伽俐略的理想实验及其重要的实验思想。然后引入了牛顿第一定律，引入了惯性概念，并由此分析出力不是维持物体速度的原因，而是改变物体速度的原因。

二、教材分析

牛顿第一定律是牛顿定律的基石，正是因为它破除了长达近两千年的亚里士多德的错误，改变了人类的自然观和世界观，才导致牛顿第二定律得出。与此同时，它本身还包含着力、惯性、和参考系这些极富成果的科学概念，成为物理学理论的支柱和基石。另外，伽利略的研究过程蕴涵了重要的科学方法，教学中要引导学生领会牛顿第一定律的含义，充分说明伽利略“理想实验”的实验基础和推理过程，展示了伽利略斜面理想实验的猜想依据、推断结果这一思维过程，通过教学让学生明确运动和力的关系，提升对力、惯性、质量等基本概念的理解。惯性是学生学习运动和力的基础，因其抽象难懂而成为难点。新课标中本节内容对学生有以下基本要求：1．了解亚里士多德对力和运动关系的论述及存在的错误。2．认识伽利略研究运动和力关系的思想方法，了解理想实验的作用。3．知道速度是描述物体运动状态的物理量。4．理解牛顿第一定律的内容，能够运用牛顿第一定律解释有关现象。5．知道惯性是物体的固有属性，知道质量是物体惯性大小的量度。6．运用惯性概念，解释有关实际问题。在发展要求中：1．了解运动学和动力学研究角度的差异。2．会识别惯性系与非惯性系。

三、学情分析

本节所述内容在初中课本上已涉及到，初中课本中用到的标题是惯性定律，所以学生已有一定的基础，关键是如何让学生加深对牛顿第一定律的理解。对力和运动的关系，从日常经验出发，人们往往会产生错误的认识，所以使学生建立起运动改变的原因在于物体间的相互作用力的观点，不是轻而易举的事情。在对惯性的学习中，这仍是学生难于理解的问题。许多学生把物体具有保持匀速直线运动和静止状态的性质与物体在这种状态下的特点混为一谈。

四、教学目标

1．知识、技能目标

（1）理解牛顿第一定律的内容及意义。

（2）理解惯性，知道日常生活中由于惯性而产生的简单现象，会解释日常生活中的惯性现象。

2．能力、方法目标：培养学生严谨的逻辑推理能力；通过对大量实例的分析，培养学生归纳、综合能力。善于思考、善于总结，把物理与实际生活紧密结合。

3．情感、态度目标：让学生知道科学研究过程的艰难，领悟实验加推理的科学研究方法。

五、重点难点

本节的重点是伽利略理想实验，难点是对惯性的理解。

六、教学策略与手段

探究式教学，按物理史实为线索展示物理规律的形成。

七、课前准备

自制理想斜面实验器（用有很小凹槽的柔软铝塑板作为轨道）,玻璃杯,鸡蛋,小车物块,乒乓球,玩具球。

八、教学过程

1．创设情景、新课引入

引导学生看嫦娥奔月的图片（多媒体投影）：

播放嫦娥一号升空视频（多媒体视频）

2．历史回顾、新课教学

让同学阅读教材内容,思考下列问题:(3分钟)1.有哪些科学家对运动的原因进行了研究 2.分别得出什么样的结论 3.用了怎样的研究方法

首先让同学陈述亚里士多德的观点。

设问：生活中还有哪些类似此类的现象？（由学生思考后回答）

历史的回顾：

1．亚里士多德观点：力是维持物体运动的原因

在得出亚里士多德的观点后，设问：你认为这个观点有什么问题？学生思考后回答

学生也许有不同的观点，由于初中已学习过这部分知识，所以学生会得到此观点是错误的，但不少同学心中的疑虑还是存在的。在学生提出的观点后指出：亚里士多德的观点一直维持和统治人们的思想近两千年，才到三百年前伽俐略才指出：力不是维持物体运动的原因，物体运动不需要力。指出亚里士多德在当时提出了很多观点，有时候提出问题比证明一个问题更难，所以说亚里士多德毫无疑问是伟大的。2．伽俐略的观点：物体运动不需要力

说明：爱因斯坦增把一代一代科学家探索自然奥秘的努力，比作福尔摩斯侦探小说中破案过程，有时候明显可见的线索却把人们引向错误的判断。也就是说，光凭经验来做判断常常是靠不住的，在探索运动原因的“侦探小说”里，亚里士多德正是由于凭借生活中明显的线索引出了错误判断。

设问：现在假设你是伽俐略，你会寻找怎样的“侦察”方法去推翻这维持两千年的“错案”。引起亚里士多德错误观点的“罪魁祸首”是什么呢？

（组织学生进行相互讨论思考：然后叫几组学生代表发言）

给学生充分展示自己思维过程的机会，让他们自己去探求物理规律的真伪，让每一个学生都能够深刻体会力和运动之间的关系。

结论：引起亚里士多德错误观点的“罪魁祸首”是：摩擦力（说明自行车停下，停下不是没有受外力，而是受了摩擦力才停的，如没有摩擦力，会永远运动下去不停，看来物体运动是不需力的）。

介绍伽俐略创造的“侦察”方法：理想斜面

这个想法是如何产生的呢？伽俐略注意到，当一个小球沿斜面下滚时速度会增加，小球沿斜面上滚时时速度会减小，他由此猜想，当小球沿水平面滚动时，它的速度应该不增不减，实际上他发现，球越来越慢，最后停下来，伽俐略认为：这是由于摩擦阻力的缘故，他推理：若没有摩擦力，球将永远滚下去，为了说明他的思想，他设计理想斜面实验。

（1）实验演示理想斜面实验整个过程（说明：主要是为了理解伽俐略的思想）

（2）再用视频动画演示理想斜面实验

通过对理想斜面实验的演示，说明物理研究中抓住主要因素，忽略次要因素的必要性，同时也展示了物理研究思想的美妙和逻辑的力量。

由于现实生活中不可能有绝对光滑的斜面，也没有无限长的轨道,所以这个实验是个“理想实验”。

尽管现实生活中没有绝对光滑的平面。但可以创造比较光滑的平面去证明伽俐略的想法：

实验：气垫导轨上物体近匀速的运动

视频观看：目前的一项体育项目——冰壶球运动，由于球运动过程阻力很小，能以几乎不变的速度前进。

最后总结（投影）

① 伽俐略理想实验对科学研究的意义。

② 介绍伽俐略其人其事，通过对伽俐略其人其事的了解，强调指出，在我们今天看来是非常简单的道理。在它发现的最初往往是非常艰难的，如果没有坚强的意志和信念，没有足够的事实和理论依据去支持你，许多人可能会放弃，但伽俐略没有放弃。

让学生意识到：一个规律的发现并不是一帆风顺的，不是一开始的认识就是对的，而是需要人类不断探索才能形成的，并明白科学研究过程的艰难和科学家为此所付出的努力和心血。至此，我们已经对力和物体运动之间的关系有了一个正确的认识。

3．与伽俐略同时代的法国科学家笛卡儿，补充和完善了伽俐略观点，他认为：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。他支持了伽利略力不是物体的运动的观点，并且还强调没有力作用时物体的运动情况。他还认为，这应该要作为一个原理加以确立，并且是人类整个自然界的基础。

强调笛卡儿对伽俐略观点的提升与补充，指出两者之间的差异。

3．定律的学习、理解

在伽俐略和笛卡儿的正确结论隔了一代人后，由牛顿总结成整个牛顿力学的一条基本定律。

牛顿第一定律（惯性定律）：一切物体总保持匀速直线运动状态或静上状态，直到有力迫使它改变这种状态——物理学的基石。

投影介绍牛顿——经典力学之父的成就，指出牛顿第一定律是牛顿力学系统中的基础。

对定律的理解指出：①物体运动不需要力。

(不受力时，运动会一直运动下来，静止的一直静止)

②力是改变物体运动状态的原因。

思考与讨论：从牛顿第一定律我们得知，物体都要保持它们原来的匀速直线运动或静止的状态，或者说，它们都具有抵抗运动状态变化的“本领”。但是这种“本领”的大小是不一样的。

物体抵抗运动状态变化的“本领”，与什么因素有关？请大家通过实例进行分析。

由学生分组讨论，收集各组的实例和观点，老师对此进行总结并对错误的认识进行引导和纠正。指出：把物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质叫惯性。在此基础上，再提以下设问：

设问一：是不是说只有匀速直线运动或静止的物体才有惯性呢？变速的物体有没有惯性？（由学生思考、回答）

设问二：液体、气体有没有惯性？在学生思考后：

观看装水的气球破后，水还要维持原来的状态

得出：惯性是物体固有的属性，与物体的运动状态无关，物体的质量是物体惯性的量度。

投影通过下面的问题来巩固和理解牛顿第一定律（由学生回答分析）

问题：被踢出的冰块，在摩擦力可以忽略的冰面上匀速滑动，冰块受不受向前的作用力？

4．定律的应用

视频：铁锹扬沙（设问：为什么沙可以被扬出？由学生回答）

实验演示车运动碰到障碍物后停止，车上物体反倒。（要求解析车停后，车上物体反倒的原因）

你能举出生活中还有哪些与惯性有关的现象？ 在学生举出一些惯性的实例后，看两段视频材料：

人在车上抛球，最后落回地面（可结合此理解为什么地球在自转，人起跳后还能落回原地）

汽车实验厂里的汽车启动和刹车的过程，以及为什么要系安全带的必要性（呼应课题引入时司机为什么要系安全带）

最后，在爱因斯坦的一句话中结束这节课：伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法，是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正开端。强调这节课中理想实验的科学思想方法的重要性。

九、知识结构

十、作业设计

思维体操1．2．

问题研讨

因为本节内容在初中已有接触，所以在本节课的设计中，我想能不能让学生通过对本课的预习和课外查阅资料，先由两三个学生上讲台对本节内容作讲解，最后老师以总结者的身份来点评和补充。关于力和运动关系的发展过程是很好的物理学史的教材，如何让学生在一堂课中体验这种物理规律形成过程是我们所要思考的。