牛顿第一定律

《牛顿第一定律》教学设计

一、教学内容分析

《牛顿第一定律》这节课在司南版高中物理第6章第1节，主要解决力与运动的关系，在牛顿三大定律占重要地位，包括牛顿第一定律、惯性及惯性大小量度等知识要点；更包涵了亚里士多德、伽利略、笛卡尔及牛顿等科学大师的智慧和科研方法。因此教师在引导学生学习知识的同时，还当带着学生回到原始问题，经历科学大师解决问题的过程，体会物理学奠基性的科研方法。

二、学情分析

学生通过初中的学习，对于牛顿第一定律的内容和惯性、惯性现象及惯性大小量度都有了解。但对于力和运动的研究过程中所隐含大师们的科学智慧、对于力和运动关系的真相及惯性的本性缺乏深刻的思考和理解，仅停留于一些惯性现象的认识。如何激发学生的兴趣，继续深入思考这些已学过的知识点，这是本节课的困难所在。

三、教学设计思路：

（1）人们长期的生活习惯和经验引发力和运动关系物理课题的产生。让学生面对原始问题，身临历史研究过程，参与力和运动关系的步步揭开过程，引导学生逐步逼近牛顿第一定律。在获得知识的同时，领悟方法，产生对科学大师们的敬畏之心。

（2）以生活中惯性现象的应用和防止，将所学知识迁移应用到学生的身边和真实的生活中，从物理走向社会。

四、教学目标：

1．知识与技能

（1）真正理解牛顿第一定律。

（2）惯性及惯性应用和防止。

2．过程与方法

（1）回顾亚里士多德、伽利略、笛卡尔及牛顿等物理学家的科研过程，经历牛顿第一定律获得的历史过程，领悟大师们特别是伽利略和牛顿研究物理问题的方法，并将这些方法用到未来的学习和工作中。

（2）能将课堂知识与生活实际联系起来，应用到生活中，解决实际问题。

3、情感态度价值观

（1）从物理学家们身上看出科研的魅力，体会他们为探索真理而孜孜不倦，不断思考，求得真相，激发学生敬畏之心；

（2）能不被一些表面现象迷糊，培养勤于思考，勤于实验、追求实事求是的科学态度和科学精神；

（3）体会惯性现象在生活中应用和防止，激发学习物理兴趣和动力。

五、教学重点、难点

教学重点：

（1）体会伽利略的科研方法；（2）理解牛顿第一定律的内涵；（3）惯性本质及应用。

教学难点：

（1）激发学生的兴趣，继续深入思考这些已学过的知识点。

（2）牛顿第一定律是逻辑的产物，故此无法用实验来得到，对学生来说很抽象，深刻理解有难度。

六、教学资源：原始问题、多媒体、演示实验。

七、教学流程简图（详细见附录）

教学环节及时间安

排

教师活动学生活动教学设计意图与教学资源安排力与运动关系历史

回顾15分钟问题串启发性引

导、演示实验

面对原始问题、观察

现象、身临其境参与

到大师们解决问题

的过程；

重点突出伽利略的方法：实验事实+逻

辑推理

资源：多媒体、演示实验

牛顿第一定律

5分钟问题串引导思考、回答

重点体会牛顿比前人看的远的地方

资源：多媒体

惯性应用及总结10分钟展示生活中实际

问题，引起学生注

意，激发学习兴趣

将知识迁移应用

迫使学生将所学知识迁移到生活中，

到自己的身边

资源：生活实例、新闻报道、视频资

源

八、教学过程

（一）演示引入+历史回顾【15分钟】

[演示生活现象，引入课题]今天这节课，我们来研究一个古老的话题：关于力和运动。用我们的眼睛看看科学大师们在这个问题研究上给我们留下的启发。

首先演示一个生活中常见的现象：一个静止的物体，想让它动，怎么办呢？生：用力推。撤去推力，观察到什么？生：物体停止。生活中类似现象很多，2000多年前伟大的哲学家亚里士多德凭借观察和直觉提出的观点是：有力才有运动，力撤去运动就停止。【Q1：他认为力在运动中起到何作用呢？】学生：“力是维持物体运动的原因”。生活经验有力地支持他的观点。大家都认为眼见为实，这个观点延续了很长的时间，直到伽利略。伽利略是怎么推翻的呢？]。

我们重演一下刚才的实验，仔细观察一次，手撤去，大家观察到什么？（演示时手停在撤去的位置）生：物体没有立即停止，运动一段才停止。【Q2：“物体没有立即停止”说明什么？】生：力撤去物体还会运动。师：这段运动并没有力在维持，亚里士多德派学说是错的，力撤去，物体并没有立即停止。【Q3：伽利略关注什么原因导致物体最终停下来呢？】生：摩擦力。师：伽利略的观点跟同学们是一致的，他领悟到水平面运动的物体之所以停下来是摩擦的缘故，不是没有力的作用，恰恰是摩擦的作用。所以力不是维持运动，是改变运动状态。这是2000多年来的最大的突破。【板书并ppt展示伽利略的观点】伽利略进一步观察到一些现象，我们来模拟一下（flash模拟同样小车以相同速度分别在毛巾、棉布、木板、玻璃上运动）。现象包含什么规律呢？平面越光滑，小车将运动越远。【Q4：如果我们观察到此现象，接下去会怎么想象呢？】生：若摩擦力为零，物体则会一直运动下去。师：老师欣赏大家的想象力，这种想象力正是伽利略提供的。[ppt展示伽利略的完整结论]

为了向世人证明他的观点，他还假想了一个思想实验。

（1）将两个光滑斜面对接，让一个小球从一个斜面的顶端静止释放，紧接着又滚上另一个对接的斜面等高处；

（2）如果减小对接斜面的倾角，小球仍会达到同一高度，但通过的路程呢？（需要经过更长的路程；）

（3）同理如果再减小对接斜面的倾斜度，小球经过的路程就会越来越长。倾斜角越小，经过的路程越长，[接下去你有何突破性推理？]若倾斜角为零，则路程为无穷远，为了达到无限长，小球将一直运动下去。[插板书提炼伽利略的研究方法]

伽利略利用这个斜面实验成功地证明力不是维持物体运动的原因，没有力的作用物体将一直运动下去。[ppt展示伽利略的结论+理想实验方法]

师：我们知道伽利略并没有做个这个实验，这只是个假想的实验。【Q5：任何想象都不能凭空产生，这个思想实验灵感来源何处？/这个想象的实验主要依据什么现实呢？】

师：伽利略17岁那年，当时他还在医学院读书时，他观察到风吹进教堂，导致教堂中的吊灯摆动，他回去对单摆进行系列研究，其中一个著名的装置：针和单摆实验（演示）。用细线系一摆球，一端固定，将摆球拉向一边，由静止释放小球，摆球来回摆动，。他通过这个实验获得多个结论。今天我们关注其中一个结论，那就是摆球运动到右边时，能达到等高度的位置吗？我们用水平尺子标记其高度。

演示：摆球拉到左边，与尺子同高度的地方，静止释放小球，小球运动到右边等高的地方吗？