高中物理人教版必修1 第四章 第1节 牛顿第一定律 教案 含解析

生3：例如在空中飞行的足球，已经不再受到脚的作用力，但仍然向前运动，因此“物体的运动不一定需要力的作用”。
1．牛顿第一定律
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。
三维目标
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．知道什么是惯性，会正确地解释有关惯性的现象。
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．通过实验加深对牛顿第一定律的理解；
3．理解理想实验是科学研究的重要方法。
静止在水平面上的物体，用力去推，物体由静止变为运动；一段时间后撤掉该力，物体的运动状态又如何？
一段时间后撤走该力时，物体速度越来越慢，最终停下。
根据以上的现象，思考“运动一定需要力来维持吗”？
生1：需要。因为用力推物体它才能运动，而撤走了这个力物体最终会停下，所以，运动必须用力来维持。
生2：不一定，按照生1的说法，运动一定需要力来维持的话，撤走了力，物体应该立刻停下才对。
情感态度与价值观
1．通过伽利略和亚里士多德对力和运动关系的不同认识，了解人类认识事物本质的曲折性；
2．感悟科学是人类进步的不竭动力。
教学重点
1．对牛顿第一运动定律和惯性的正确理解；
2．科学思想的建立过程。
教学难点
1．力和运动的关系；
2．惯性和质量的关系。
教具准备
多媒体课件、小车、小球、毛巾、玻璃板、斜槽、刻度尺、木块、气垫导轨、滑块、气垫导轨装置、伽利略针和单摆实验装置。
［新课教学］
爱因斯坦曾把一代一代科学家探索自然奥秘的努力，比做福尔摩斯侦探小说中警员破案的过程。在侦探故事中，有时候明显可见的线索却把人们引到错误的判断上去，也就是说，光凭经验来做判断常常是靠不住的。
长期以来，在研究物体运动原因的过程中，人们的经验是：要使一个物体运动，必须推它或拉它。因此，人们直觉地认为，物体的运动是与推、拉等行为相联系的，当不再推、拉的话，原来的运动便停止下来。根据这类经验，亚里士多德得出结论：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。然而，在探究运动原因的“侦探小说”里，这正是由明显的线索引出的错误判断，而且这个“错案”竟维持了近两千年。直至三百多年前，伽利略才创造了有效的“侦察”方法，发现了正确的线索，揭示了现象的本质，成为物理学中的“福尔摩斯”。
设计思路
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。
本节是牛顿力学的基础，也是学生学习动力学的开始。力与运动关系的正确观点的建立是核心，也是难点。同时“理想实验”法又是一种重要的物理方法，是实践新课程理念的宝贵素材，教材还专门对探究过程进行了总结，教学中我们给予足够的重视，这对后继课程的学习起到了铺垫和示范作用。
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。由于大量现实情景的直觉干扰，使学生还没有真正在头脑里形成力与运动关系的正确的意识，这是本节教学的一个前摄抑制点，可考虑从实验入手，层层深入，让学生在观察和思考的过程中逐步建立正确观点。物理方法的学习还没有引起学生的重视，所以通过本节的教学，要让学生体会物理方法在研究物理问题中的重要作用。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。惯性概念学生熟而不透，语言表达不准，教学中可通过例题多加强调。
课时安排
1课时
教学过程
［新课导入］
通过实验引入力和运动的关系，引起学生的思考。
【实验】在讲台上放一辆小车，处于静止状态，怎样才能让小车运动起来呢？
要用力去推它。
从这个例子很容易得到：物体要运动，需要对它施加力的作用，那么力和运动之间关系如何呢？
机械运动多种多样，有的静止有的做直线运动，有的做曲线运动。物体做各种不同的运动的原因是什么呢？从本节课我们就来探究这个问题。