牛顿第一定律教学教案设计(2)
牛顿第一定律教学教案设计
思考：
1.减小右斜面倾角，小球沿斜面运动的最远距离如何变化?
2.如果没有摩擦，减小右斜面倾角，沿斜面滚动的最远距离怎样变化?小球将上升到多高的地方?
③将右斜面放平，释放小球，观察小球的运动。
思考：
1.如果水平木板足够长，小球会停下来吗?
2.如果没有摩擦，水平木板足够长，小球将滚到哪里去呢?
实验事实逻辑推理(无摩擦，右斜面足够长)
右斜面固定摩擦越小,球滚得越高球将滚上原来的高度
减小右倾角球沿斜面滚得越远球沿斜面滚得越远，一直滚到原来的高度
放平右斜面球滚得最远球将一直滚动下去
过渡：现在通过动画来模拟没有摩擦阻力时小球的运动。我们为动画配了一段话剧。
(2)动画模拟
(老师扮演伽利略，学生扮演小球。)
伽利略：小球先生(小姐)，如果没有摩擦，你会爬上什么高度呢?
小球：我会搭乘梦想的阶梯一步一步往上爬，直到爬上原来的高度。
伽利略;如果我减小右斜面的倾角，你还会爬到原来的高度吗?
小球：梦想有多高，我就可以爬多高，只是我要走的路程更长了。
伽利略：如果我继续减小右斜面的倾角呢?
小球：我心依旧，只是又多了一段山水之程。
伽利略：如果我把右斜面放平，你还会为了自己的梦想而前行吗?
小球：路漫漫其修远兮，吾将上下而求索。既然选择了高度，留给世界的便只能是背影。
播放周杰伦的《蜗牛》节选：我要一步一步往上爬/在最高点乘着叶片往前飞 /小小的天 留过的泪和汗/总有一天我有属于我的天
希望同学们像小球一样怀着梦想，沿着人生的轨道一步一步往前行!总有一天，你有属于你的天!
过渡：伽利略的双斜面实验是一个理想实验。
(3)理想实验的魅力：
实验(事实)+逻辑推理
通过可靠的实验事实，加上合理的逻辑推理，得出规律的一种方法。
理想实验的魅力：实验不能实现的地方，思维向前一步。
这种方法非常了不起!爱因斯坦是这样评价的：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。这个评价实事求是，从亚里士多德到伽利略，经历了2000多年，物理学徘徊不前;从伽利略到爱因斯坦，只经历300多年，物理学的大厦初步建立，大师辈出。这都得益于伽利略首创的实验研究方法。
过渡：通过双斜面理想实验，伽利略得出了结论。
(3)伽利略：若没有摩擦阻力，沿水平面滚动的球将永远滚动下去。运动不需要力维持。
回顾、思考：
①静止的车、足球为什么运动起来?
②运动的车、足球为什么会停下来?
③力和运动之间有什么关系?
力是改变物体运动状态的原因。
设问：运动状态是用什么物理量描述?
车由静止变为运动，受到了推、拉力;由运动变为静止，受到了摩擦阻力。足球由静止变为运动，受到了脚的力;由运动变为静止，受到了草地的摩擦阻力。
过渡：与伽利略同时代的法国科学家笛卡尔对他的观点进行了补充。
4.补充完善，形成定律
(1)笛卡尔的补充：除非物体受到力的作用，物体将永远保持其静止或运动状态，永远不会使自己沿曲线运动，而只保持在直线上运动。这应成为一个原理，它是人类整个自然观的基础。
笛卡尔补充了物体不受力时保持静止状态或匀速直线运动状态。
过渡： 1642年，伽利略逝世，1643年牛顿在英国诞生。牛顿是人类历史上最伟大的科学家之一。主要贡献有发明了微积分，发现了万有引力定律和经典力学，设计并制造了第一架反射式望远镜等等。
牛顿在1687年出版的《自然哲学的数学原理》一书中提出了三条运动定律。牛顿把伽利略、笛卡尔的正确结论总结成为牛顿第一定律，它是牛顿物理学的基石。
(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。
过渡：现在我们来理解定律。
(三)理解定律，了解惯性
思考：牛顿第一定律中论述的运动和力的关系是怎样的?
1.运动和力的关系：力是改变物体运动状态的原因。
物体不受力，保持匀速直线运动状态或静止状态;运动状态变化，物体一定受到力的作用。
思考：物体不受力时“总保持匀速直线运动状态或静止状态”，这能不能通过实验验证呢?
不能。由于不受力作用的物体是不存在的。许多阻力很小的现象可以帮助我们理解牛顿第一定律。
2.阻力很小的现象：冰壶
从视频可以看出，冰壶在一段时间内速度的大小和方向几乎不变，直到碰上另一个冰壶。
思考：定律中还论述了什么呢?
3.惯性：
①概念：物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质。
设问：一切物体都有惯性。做变速运动的物体有惯性吗?
当物体做变速运动时，由于惯性，物体会抵抗速度的改变，从而使速度的改变需要一段时间。比如汽车紧急刹车时不会立即停下来，而是继续向前滑行一段距离。
②一切物体有惯性，有抵抗运动状态变化的“本领”。
物体惯性大，“本领”大，运动状态难改变;物体惯性小，“本领”小，运动状态易改变。
思考并猜想：物体的惯性大小和什么因素有关?
游戏：用嘴吹书
提起书，用最大力气吹垂下的封面;用手提起封面，用最大力气吹垂下的书。
思考：你观察到了什么现象?这个现象能说明惯性和质量的关系吗?
③惯性与质量：质量是惯性大小的量度。
质量只有大小，没有方向，是标量。在国际单位制中，质量的单位是千克，单位符号为kg。
在初中质量定义为物体所含物质的多少;现在进一步从惯性的角度认识了质量;以后还要从物体间的引力认识质量。
过渡：现在，就可以解释撕纸游戏了。
(四)再设情景，规律应用
1.思考：怎样解释撕纸游戏?
有夹子，增大了中部的质量，增大了惯性。当迅速撕开两边时，中部仍保持静止状态，所以撕成三截。无夹子，中间纸条惯性很小，静止状态易改变。由于撕开纸条的力左右有差异，所以撕成两截。
过渡：了解了惯性的知识，我们还能用它判断是非。
2.美国空军UFO档案记载，1952.12.6黎明前，一架B29轰炸机在墨西哥湾上空训练时，一个很大的不明飞行物以4000km～15000km的时速靠近、经过、远离它。在目击描述中，不明飞行物能迅速增减速度，甚至还能骤然停止。
思考：1.如果没有特别的装置，UFO骤然停止时，外星人飞行员的命运是怎样的?
2.人们想象外星人持有惯性消除器，用来消除自身的惯性，以便应对速度的迅速变化，你怎么看?
我们利用惯性的知识发现了UFO档案记载中的疑点。希望大家在遇到问题时利用所学知识，冷静分析。
(五)课堂总结，课外探究
1.了解了运动和力关系的探究过程。
在探究过程中，亚里士多德是开拓者。伽利略首创了理想实验方法;笛卡尔补充了伽利略的观点;牛顿提出了惯性、力、惯性参考系的概念。
2.体会了理想实验的魅力：实验(事实)+逻辑推理
3. 深入理解了牛顿第一定律，知道了质量是惯性大小的量度。
4.后来爱因斯坦等科学家又进一步发展了牛顿第一定律。没有哪一个定律是终极真理，物理学的大厦永不封顶，还等待你们为它添砖加瓦!
牛顿第一定律教学教案设计篇二
一、三维目标
1.知识与技能
⑴体会伽利略的理想实验思想。
⑵理解牛顿第一定律的内容及意义;理解力和运动的关系。
⑶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
⑴通过回顾历史探究过程理解牛顿第一定律的形成过程。
⑵理解理想实验是科学研究的重要方法。
3.情感态度与价值观
⑴通过运动和力的关系的历史探究过程，使学生体会规律的形成都有一个从感性到理性、从低级到高级的产生、发展和演变的过程。
⑵通过理想斜面的教学，体会理想实验的魅力。
二、教材分析
牛顿运动定律是整个力学体系的基石，而牛顿第一定律又是这个“基石”中的“基石”，它定性地揭示了力和运动的关系，提出惯性的概念，为定量研究力和运动的关系拉开了序幕。
高中教材与初中相比，主要有四方面的不同。
一是定律内容深浅不同：初中教材叙述为“一切物体在没有受到外力作用的时候，总是保持静止状态或匀速直线运动状态”;高中教材叙述为“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”。高中教材中的表述具有更为丰富的内涵，它强调了力是改变物体运动状态的原因，突出了第一定律的独立性和重要意义，也为学习牛顿第二定律做了一定的铺垫。
二是惯性的认识层次不同：初中强调一切物体都有惯性，高中侧重惯性与质量的关系。
三是实验的设计、探究及思维深度不同：初中为斜面小车实验;高中为伽利略理想实验，突出了理想实验这种科学方法的价值所在。
四是情感、态度、价值观的体现不同：初中对牛顿第一定律建立的历史一语带过，高中教材回顾了历史，让学生体会一个规律的获得是一代又一代人努力的结果，能够激发学生追求科学，勇于创新的情感。
三、学情分析
经过初中的学习，学生初步知道了牛顿第一定律的内容和惯性的概念，但是缺乏对牛顿第一定律建立历史的了解，对内容也是一知半解。
学生对于“质量是惯性唯一的量度”更是缺乏认识，凭借自己的生活经验，认为速度也是惯性的量度。教师要在课堂上充分引导，配合实验、结合生活事例来澄清概念。
教学实践表明，学生在头脑中建立正确的力和运动关系的过程，并非一帆风顺，常常形成与亚里士多德相似的观点，且根深蒂固。处理具体的实际问题时，一些直觉的错误观点不时冒出来，存在着严重的"口是心非"问题。
四、教学重难点
1.教学重点：通过回顾历史探究过程理解牛顿第一定律;惯性的理解。
2.教学难点：力和运动的关系;惯性和质量的关系。
五、教学活动设计
(一)创设游戏，引入课题
撕纸游戏
猜一猜：
1.一张纸已剪成两截，但未完全剪断，如果迅速用力撕两边，纸会断成几截?
2.现在把纸剪成三截，但未完全剪断，如果迅速用力撕两边，纸会断成几截?
大家不要动手，先猜一猜。
3.如果在中间的纸下面夹一个夹子，然后迅速撕两边，纸会断成几截?
请大家想一想：为什么是这样一个结果呢?怎样解释我们的游戏呢?其实，在我们的游戏中还涉及到一个古老的话题──力和运动：用力撕纸，纸条断开运动起来。运动和力之间到底有什么关系呢?带着这些问题，我们一起来体验古人的探究过程，学习古人的探究方法，进一步理解论述运动和力关系的牛顿第一定律。
(二)回顾历史，探究定律
1.情景设问，经验猜想
在人类历史的长河中，运动和力如影随形，总是和人们的生活、生产密切相关。比如：马拉车则车前进，不再拉，前进的车会停下来;人象推车则车前进，不再推，前进的车会停下来;踢球，球沿草地向前滚动，不再踢，滚动的球会慢慢停下来。
思考：运动和力之间有什么关系呢?
最早提出这个问题并给出经验猜想的是古希腊学者亚里士多德。
他根据生活生产经验猜想：必须有力作用在物体上，物体才能运动;没有力的作用，物体就要静止在一个地方。运动需要力维持。
他的观点来自实际经验，还能用实际经验验证，所以被人们广泛接受，并维持了近两千年。
设问：我们现在知道，他的观点是错误的。那么他有贡献吗?
亚里士多德的贡献：开创了一个新的研究领域。
首先质疑并深入研究的是十六世纪的伽利略。他观察了球的滚动。
2.质疑假设，科学猜想
当球沿斜面向下滚动时，它的速度增大，而向上滚动时，速度减小。他由此猜想：当球沿水平面滚动时，它的速度应该不增不减。实际观察的结果是：沿水平面滚动的球越来越慢，最后停下来。
①现象：沿水平面滚动的球越来越慢，最后停下来。
按照亚里士多德的观点，球停下来是因为没有力的作用。伽利略恰恰从这一现象出发，对亚里士多德的观点提出质疑。
②质疑：滚动的球之所以停下来，真的是因为没有力的作用吗?
设问：球停下来的原因是什么呢?
在伽利略之前，人们还没有意识到摩擦力这种无形的力，伽利略是第一个意识到摩擦力的人。
他改变了水平面的粗糙程度，发现：水平面越光滑，球滚得越远。于是，他推断这是摩擦阻力作用的结果。
结论：滚动的球停下来，是摩擦阻力作用的结果。
③假设：若没有摩擦阻力，沿水平面滚动的球将怎样运动呢?
④猜想：若没有摩擦阻力，球将永远滚动下去。
过渡：伽利略设计了一个双斜面实验。
牛顿第一定律教学教案设计篇三
一、教学理念
1、教育教学工作中，坚持以人为本、注重多样化的教学方式的教育理念。
运用实验法图象法、数学极限法、受力分析法、等效法，逻辑推理得出牛顿第一定律，
2、让学生从生活走向物理，从物理走向生活
从生活中找出二力平衡的例子，过渡到学习牛顿第一定律，降低学习的难度，最后又通过学生练习，将所学物理知识应用于生活。
3、注重探究历程
让学生在实验基础上，经历实验分析与论证，交流与合作，培养科学方法、实验能力，有助于学生对“物理与生活”的认知。
4、情感态度与价值观
通过实验活动与分析让学生感受科学就在身边。
二、学情分析
牛顿第一定律是初中学习的重点也是学习难点，它是通过实验对比分析推理得出的理想 状态下物体不受力和运动之间的关系，与它紧密相连的是惯性及应用惯性解释简单惯性现象。人教版原有的书本知识顺序：先上牛顿第一定律，再上二力平衡的知识，打破这个顺序，先上二力平衡知识，再上牛顿第一定律，从教学实践上看，学生更易接受这样的顺序安排，降低了学习的难度。在实验基础上结合运用图象法、数学极限法、受力分析法、等效法，逻辑推理得出牛顿第一定律。
三、教学目标、重点、难点。
1、教学目标
(1) 学会应用实验方法来研究物理问题。
(2) 探究阻力对物体运动的影响，具有初步的观察能力、逻辑推理能力和科学想象能力。
(3) 运用数学图象法、极限法和二力平衡知识过渡到研究物体在不受力时的运动状态。
2、教学重点
在实验基础上结合数学图象法、极限法、等效法推理牛顿第一定律。
3、教学难点
牛顿第一定律实验设计
四、教学设计：
1、 教学用具：小车(1辆)、长木板(两块)、毛巾(1张)、玻璃(1块)。
2、教学处理
先学习二力平衡知识后再学习理想状态下物体不受力时的牛顿第一定律。
3、教学过程
演示实验：出示一辆小车，用手推小车运动，停止用力后，车向前运动一段距离后停下。
提出问题：小车在运动过程中不受到推力的作用只受到阻力的作用，难道物体的运动需要力来维持吗?
启发：前面我们学习过二力平衡知识，物体受平衡力作用时保持平衡状态即保持匀速直
f 线运动状态或静止状态，而当物体受大小不等，方向相反且作用在一条直线时两力作用时，
物体将会怎么运动呢?
(1)电线下吊着的一物体原来处于静止状态，电线突然断了，物体在重力作用下显然会下落，改变了运动状态而不能保持静止状态。
(2)如图A所示，一竖直下落的物体受到重力和阻力作用，重力方向与物
体运动方向一致，而阻力方向与物体运动方向相反。由于重力作用效果大于阻
力作用效果，致使这个物体运动越来越快。
(3)如图B所示，一竖直上抛的物体受到重力和阻力作用，重力方向、阻
力方向都与物体运动方向相反，在两个力的作用下致使这个物体运动越来越
慢。
总结：物体在非平衡力的作用下不能保持平衡状态。只有物体在平衡力作用下会保持平衡状态。
问：运动的物体在受阻力作用下将会这样运动呢?运动的物体在不受力作用下将会处于什么状态呢?前面一个问题我们通过实验来验证，后面一个问题我们可以在实验基础上来推理，下面设计实验。
a、实验设计思想
当小车以不同的初速度在相同的平面上运动时，运动路程长短不同，为了比较小车在不同的平面上受阻力后运动路程的长短，必顺控制小车的初速度，让小车在不同的平面上开始运动的初速度相同。探究小车在阻力越大时运动路程是越长，还是阻力越小时运动路程越长呢?
鼓励学生大胆猜想结果，让学生看本节的“探究”部份内容。
b.设计实验
让小车从同一斜面同一高度处滑下以获得到达斜面底端相同的速度，接着让小车以这样相同的速度在毛巾、木板、玻璃粗糙程度不同的平面上运动，并比较小车在不同的平面上运动路程的长短。
提问：做此实验注意什么问题?
答：保持斜面倾斜度不变，每次小车都从同一斜面同一位置处滑下。
C、进行实验
将一长木板倾斜后作为斜面，将另一长板与斜面底端相接作为平面。在适当高度处作下记号，让小车从这一记号处滑下，并记下小车在铺着毛巾的平面上停下的位置，改用木板和玻璃重复以上的实验。
d、实验结果
小车在毛巾表面上受到阻力最大，运动距离最短;小车在木板表面受到的阻力较大，运动距离较长;小车在玻璃表面上受到的阻力最小，运动距离最长。
e、实验分析
(1)从上面实验可看出，小车受阻力越小，它的速度减小得越慢，运动时间越长，运动路程也越长，能否用图象来表示小车在不同粗糙程度表面上运动速度与时间的关系呢? 先看这个问题，物体做加速、减速、匀速运动时速度随时间变化图象各是哪一个 ?
(a)图是减速运动，(b)是加速运动，(c)匀速运动。故选(a)图象来表示运动速度与时间变化关系。
画出小车在毛巾、木板、玻璃平面运动时速度随时间变化的图象
推理：继续换用比玻璃更光滑的平面，所得到的图象倾斜度越来越小，当平面无限光滑时，图象将与横坐标平行，得到与(c)图相同的图像，即物体作匀速运动。
运动小车不受任何阻力时，等效于运动的物体受平衡二力的作用，据二力平衡知识可知物体将保持匀
牛顿第一定律教学设计速直线运动状态，物体的运动方向和运动快慢保持不变。当物体静止不受力作用时也等效于受平衡二力的作用，物体将保持原来的静止状态。
最后师生共同总结牛顿第一定律：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。
介绍伽利略、笛卡儿的运动思想，物体不受阻力作用时，运动快慢不变作匀速运动。可见物体的运动不需要力来维持，力只是使物体的运动状态发生改变的原因。
对牛顿第一定律的说明：此定律适用于一切物体。
(1)定律前提条件：物体没有受到力的作用或在某一方向上不受力的作用，还可以推广到物体受平衡力的作用，或在某一方向上受到平衡力的作用。
(2)结论：原来静止的物体将保持静止状态，原来运动的物体将保持匀速直线运动状态，或在不受力的方向上将保持原来的相对静止状态或匀速直线运动状态，受平衡力或在某一方向上受平衡力作用亦如此。
f、巩固练习：
(1)重为50N物体在光滑水平面上保持匀速直线运动状态，作用在这个物体上水平拉力是 N。
(2)一本重为80N的书静止在桌面上，如果书所有受到的力
突然全部消失，书将处于 状态。
(3)如右图，用一水平推力使小球从桌面上以1m/s的水平速
度滚下来后作曲线运动，，小球经0.5s后落到地面，则小球在水
平方向上通过了 m 距离。(不计空气阻力)
G、小结
1、通过本课的学习，你收获了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?
看了“牛顿第一定律教学教案设计”的还看了：
6.教师为什么要备课