高中物理第四章牛頓運動定律4.1牛頓第一定律教案13新人教版必修

1、4.1牛頓第一定律教材分析:牛頓第一定律是牛頓定律的基石，正是因為它破除了長達近兩千年的亞里士多德的錯誤，改變了人類的自然觀和世界觀，才導(dǎo)致牛頓第二定律得出。與此同時，它本身還包含著力、慣性、和參考系這些極富成果的科學(xué)概念，成為物理學(xué)理論的支柱和基石。另外，伽利略的研究過程蘊涵了重要的科學(xué)方法，教學(xué)中要引導(dǎo)學(xué)生領(lǐng)會牛頓第一定律的含義，充分說明伽利略“理想實驗”的實驗基礎(chǔ)和推理過程，展示了伽利略斜面理想實驗的猜想依據(jù)、推斷結(jié)果這一思維過程，通過教學(xué)讓學(xué)生明確運動和力的關(guān)系，提升對力、慣性、質(zhì)量等基本概念的理解。慣性是學(xué)生學(xué)習(xí)運動和力的基礎(chǔ)，因其抽象難懂而成為難點。新課標中本節(jié)內(nèi)容對學(xué)生有以下基本

2、要求：1了解亞里士多德對力和運動關(guān)系的論述及存在的錯誤。2認識伽利略研究運動和力關(guān)系的思想方法，了解理想實驗的作用。3知道速度是描述物體運動狀態(tài)的物理量。4理解牛頓第一定律的內(nèi)容，能夠運用牛頓第一定律解釋有關(guān)現(xiàn)象。5知道慣性是物體的固有屬性，知道質(zhì)量是物體慣性大小的量度。6運用慣性概念，解釋有關(guān)實際問題。在發(fā)展要求中：1了解運動學(xué)和動力學(xué)研究角度的差異。2會識別慣性系與非慣性系。教學(xué)目標:知識與技能體會伽利略的理想實驗思想。理解牛頓第一定律的內(nèi)容及意義；理解力和運動的關(guān)系。理解慣性的概念，知道質(zhì)量是慣性大小的量度。過程與方法通過回顧歷史探究過程理解牛頓第一定律的形成過程。理解理想實驗是科學(xué)研究

3、的重要方法。情感態(tài)度與價值觀通過運動和力的關(guān)系的歷史探究過程，使學(xué)生體會規(guī)律的形成都有一個從感性到理性、從低級到高級的產(chǎn)生、發(fā)展和演變的過程。通過理想斜面的教學(xué)，體會理想實驗的魅力。教學(xué)重點:對牛頓第一運動定律和慣性的正確理解.科學(xué)思想的建立過程.教學(xué)難點:力和運動的關(guān)系.慣性和質(zhì)量的關(guān)系.教學(xué)方法:自主學(xué)習(xí)法、合作探究法、講授法課時安排：1課時教學(xué)過程設(shè)計:創(chuàng)設(shè)游戲，引入課題撕紙游戲猜一猜：1一張紙已剪成兩截，但未完全剪斷，如果迅速用力撕兩邊，紙會斷成幾截？2現(xiàn)在把紙剪成三截，但未完全剪斷，如果迅速用力撕兩邊，紙會斷成幾截？大家不要動手，先猜一猜。3如果在中間的紙下面夾一個夾子，然后迅速撕兩

4、邊，紙會斷成幾截？請大家想一想：為什么是這樣一個結(jié)果呢？怎樣解釋我們的游戲呢？其實，在我們的游戲中還涉及到一個古老的話題力和運動：用力撕紙，紙條斷開運動起來。運動和力之間到底有什么關(guān)系呢？帶著這些問題，我們一起來體驗古人的探究過程，學(xué)習(xí)古人的探究方法，進一步理解論述運動和力關(guān)系的牛頓第一定律。回顧歷史，探究定律體會亞里士多德的研究方法：直觀與經(jīng)驗呈現(xiàn)了兩個常見的力和運動關(guān)系的問題，供學(xué)生思考。情境：馬拉雪橇（圖片）?！締栴}探究】根據(jù)生活的經(jīng)驗說明：怎樣使雪橇持續(xù)得運動?怎樣使雪橇運動得更快？【學(xué)生交流】力和運動關(guān)系是維持的關(guān)系。【問題探究】亞里士多德認為力與運動的關(guān)系如何？為什么這個觀點維持了

5、近兩千年？【學(xué)生交流】亞里士多德認為：力是維持物體運動狀態(tài)的原因。學(xué)生參與伽利略挑戰(zhàn)權(quán)威的全過程，感受理想實驗的魅力【展示】讓一個小球從斜面頂滑下，斜面末端分別放毛巾、棉布和木板，觀察實驗現(xiàn)象.【問題探究】當斜面末端的接觸面越光滑，小球滑動的距離會發(fā)生怎樣的變化？為什么？【學(xué)生交流】距離越來越遠。由于摩擦力是阻礙物體運動，使物體運動狀態(tài)發(fā)生了變化.【問題探究】如果沒有摩擦力的作用，小球在水平面上又將會怎樣運動呢？【學(xué)生交流】如果沒有摩擦力的作用，物體將永遠運動下去.【伽利略斜面實驗】伽利略對于“運動與力的關(guān)系”，構(gòu)思出 “理想實驗”.將軌道彎曲成曲線ABC的形狀，在軌道的一邊釋放一顆小球。【問

6、題探究】如果不存在摩擦力，小球?qū)⑸仙侥睦铮俊緦W(xué)生交流】不存在摩擦力的話，小球?qū)⑸仙皆瓉淼母叨?【問題探究】若將軌道的傾角減小，彎曲成曲線，小球最高將上升到哪個位置？路程是增大還是減小？【學(xué)生交流】同樣上升到與原來點相同同高度，路程增大了.【問題探究】假如將軌道右側(cè)彎曲放平，這時會發(fā)生什么情況呢？【學(xué)生交流】由于運動面是水平的，小球就再也達不到原來的高度，如果不存在摩擦力，將永遠運動下去.【歸納】伽利略根據(jù)“理想實驗”斷言：小球應(yīng)該以恒定的速率永遠運動下去.由此可推斷，在水平面上做勻速運動的物體并不需要用外力來維持.牛頓第一定律伽利略對物體不受外力時的運動作了準確的描述，但他并沒有明確指出運

7、動和力之間的關(guān)系是什么.笛卡兒在伽利略的基礎(chǔ)上更近了一步，更為接近真理.牛頓在前人工作的基礎(chǔ)上，根據(jù)自己的研究，系統(tǒng)地總結(jié)了力和運動的關(guān)系，即牛頓第一定律.牛頓第一定律：一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)，除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài).【問題探究】牛頓第一定律是最完善的，那么它從幾個方面闡述了力和運動的關(guān)系？【學(xué)生交流】兩個方面：不受力時，物體保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)；受力時，力迫使它改變運動狀態(tài).【問題探究】什么叫運動狀態(tài)的改變？【學(xué)生交流】速度的大小和方向的改變稱之為運動狀態(tài)的改變.【問題探究】牛頓第一定律可不可以用實驗來驗證？什么時候可以看作不受力并舉例說明.【學(xué)生

8、交流】不能.因為不受力作用的物體是不存在的.當物體受力但所受合力為零時可以看作物體不受力。如：冰面上滑動的冰球、冰壺球.【歸納】物體具有保持原來勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質(zhì)，我們把這個性質(zhì)叫做慣性；牛頓第一定律又叫做慣性定律.【問題探究】簡述慣性定律和慣性的區(qū)別和聯(lián)系.【學(xué)生交流】慣性定律是物體不受外力作用時所遵從的運動規(guī)律.慣性是物體的固有屬性，一切物體都有慣性.【思考與討論】從牛頓第一定律知，物體都要保持它們原來的勻速直線運動或靜止狀態(tài)，或者說，它們都具有抵抗運動狀態(tài)變化的“本領(lǐng)”，但是這種這種“本領(lǐng)”的大小是不一樣的.物體抵抗運動狀態(tài)變化的“本領(lǐng)”，與什么因素有關(guān)呢？慣性與質(zhì)量【問題

9、探究】運動的火車比運動的自行車停下來要困難得多，可見物體的慣性即保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的本領(lǐng)，它與物體的質(zhì)量有關(guān)，有什么關(guān)系呢？【學(xué)生交流】物體的慣性與質(zhì)量有關(guān)，與物體的速度有關(guān)，質(zhì)量越大，慣性越大，運動狀態(tài)越難以改變.【歸納】一切物體都有慣性，在任何狀態(tài)下都有慣性；慣性是物體的固有性質(zhì)；物體的慣性的大小只與質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量越大，慣性越大，運動狀態(tài)越難以改變；質(zhì)量越小，慣性越小，運動狀態(tài)越容易改變；慣性的大小只與質(zhì)量有關(guān)，與其他因素無關(guān).【課堂訓(xùn)練】判斷下列哪些說法正確（ ）A.兩個質(zhì)量相同的物體，不論速度大小如何，它們慣性大小一定相同。B.物體不受力時有慣性，受力時沒有慣性。C.在月球上舉重比