《1、牛頓第一定律》教學設計(陜西省縣級優(yōu)課)-物理教案

5.1牛頓第一定律（教學設計）一、設計思路物理學是一門以實驗為基礎、廣泛聯(lián)系生活的學科。若拋開實驗、拋開生活實際談物理，就不可能領略到物理美的真諦。因此，要讓學生在體驗中獲得物理規(guī)律，在物理史實中領略思維的力量和美。1.本節(jié)課的設計特點：第一，注重物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)歷程，學習科學家敢于置疑、勇于鉆研、不懈努力的科研精神，讓學生的情感態(tài)度與價值觀得到提升；第二，學生親歷實驗是本節(jié)課突出重點、攻克難點的不二法寶。2.本節(jié)課的設計環(huán)節(jié)：一課前：學生自主完成預習任務，自制理想斜面實驗器。二課堂：采用以學生為主體的思想，首先讓學生交流預習所得，創(chuàng)設情景導入新課；而后角色扮演，用實驗探討亞里士多德與伽俐略的不同觀點，深刻體會伽利略理想實驗及其重要的實驗思想；而后引出牛頓第一定律，得出慣性概念，期間以學生自主思辨為主，穿插實驗、案例分析和練習鞏固，實現(xiàn)突出重點，攻克難點的目的；最后調動學生對本節(jié)課進行小結，交流所得，布置作業(yè)，安排下節(jié)課的預習任務；臨了借助楊利偉的圖片，對學生提出殷切希望，既激發(fā)學生的航天夢和愛國情，又與導課時的航天視頻形成首尾呼應，使學生回味。二、教材分析牛頓第一、第二定律是動力學的核心，是聯(lián)系力與運動的紐帶。因此，在牛頓第一定律的教學中，盡可能采用貼近生活實際的案例，以此激發(fā)學生的學習興趣。理解力和運動的關系是本節(jié)課的重點，通過實驗和生活的例子進一步體會，力不是維持物體運動的原因，而是改變運動狀態(tài)的原因。這對以后研究問題，受力分析都是非常重要的。此外，慣性與質量的關系是這節(jié)課的難點，需要通過舉例反復體會。三、學情分析1.由于生活中阻力的影響，讓“力是維持物體運動狀態(tài)的原因”根深蒂固，使得人們經歷了漫長的認知過程。同樣學生要正確認識它，也要克服日常經驗帶來的誤導，所以實驗的驗證是本節(jié)課的關鍵。讓學生通過實驗來觀察、來思考、來認識。2.慣性的理解是本節(jié)課的難點所在。雖然學生在初中接觸過，但理解不透，通常會被誤認為“只有物體在改變原有的運動狀態(tài)時才有慣性”。不理解一切物體任何時候都有慣性。在此問題上，應廣泛采用類比、實驗驗證等多重手段，讓學生仔細體會、慢慢理解并最終接受。四、新課標要求（一）知識與技能1.知道伽利略的理想實驗及其主要推理過程和推論，知道理想實驗是科學研究的重要方法。2.理解牛頓第一定律的內容及意義。3.理解慣性的概念，會正確地解釋有關慣性的現(xiàn)象。（二）過程與方法1.體驗伽利略理想實驗的推理過程，培養(yǎng)學生分析問題的能力。2.觀察生活中的慣性現(xiàn)象，了解力和運動的關系，通過實驗加深對牛頓第一定律的理解。3.理解理想實驗是科學研究的重要方法。（三）情感態(tài)度與價值觀1.通過伽利略和亞里士多德對力與運動關系的不同認識，了解人類認識事物本質的曲折性。2.感悟科學是人類進步的不竭動力。五、教學重點1.理解力和運動的關系。2.理解牛頓第一定律，知道慣性與質量的關系。六、教學難點1.對理想實驗的認識。2.對慣性現(xiàn)象的具體解釋。七、教學方法1.對比實驗、自主探索、合理推理。2.利用生活中的實例，理解慣性與質量的關系，貼近生活更易理解。八、課前準備1.自制理想斜面實驗器、氣墊導軌。2.布置給學生課前預習任務。九、教學過程（一）

檢查課前預習任務1.核對課前預習的習題答案。2.學生交流預習所得。（二）創(chuàng)設情景，新課引入1.引導學生看兩張來自生活的圖片（多媒體投影）：

【設問】（1）警察叫司機系安全帶，為什么？（由學生回答）（2）亞洲飛人柯受良駕車飛越黃河，他憑什么有這種膽識去飛越氣勢磅礴的黃河呢？（由學生回答）（3）力和運動之間存在什么關系呢？如果不受力物體會停止運動嗎？（先拋出此問題，由學生思考,不予解答。進而啟發(fā)學生思考：地球上的物體都要受到重力的作用，不存在“不受力”的情況，最終引出太空微重力下的視頻）2.引導學生觀看太空雜耍視頻。（三）理想實驗的魅力【設問】我們上一次接觸亞里士多德和伽利略是在什么時候，什么問題上？通過預習，大家知道我們今天又一次要接觸到他倆，這次又是關于什么問題呢？（由學生思考后回答）【教師活動】接下來，我們來個角色扮演。兩名同學，一個扮演亞里士多德，另一個扮演伽利略。請分別給出自己對“力與運動關系”的理解，并嘗試用現(xiàn)有的器材給大家演示實驗，用以證明自己的觀點。接下來，掌聲有請亞里士多德的扮演者甲同學！【學生活動】1.甲同學（飾演亞里士多德）先介紹亞里士多德，再提出觀點，然后演示實驗。亞里士多德的觀點：力是維持物體運動的原因?！緦嶒炑菔尽吭谥v桌上放一小車，處于靜止狀態(tài)。人推車走，不推車停。（說明：力是維持物體運動的原因）【教師活動】（教師追問）請大家再找找，生活中還有哪些類似的現(xiàn)象呢？（甲同學選同學來回答此問題，并加以點評）在兩千多年后，伽利略對此觀點提出了質疑。接下來，掌聲有請伽利略的扮演者乙同學！先介紹伽利略，再提出觀點，然后演示實驗。2.乙同學（飾演伽利略）伽利略的觀點：物體的運動不需要力來維持?！緦嶒炑菔尽吭谥v桌上放一氣墊導軌，通電后讓滑塊運動起來，若不阻止，滑塊會一直運動下去。（說明：物體的運動不需要力來維持）【教師活動】同學們，他倆的觀點，你更認同誰呢？請說出你的理由?。▽W生的認識可能比較淺顯，理由不是很充分，可以讓他們辯論加深理解）(愛因斯坦曾把一代一代科學家探索自然奧秘的努力，比作福爾摩斯偵探小說中破案過程，有時候明顯可見的線索卻把人們引向錯誤的判斷。也就是說，光憑經驗來做判斷常常是靠不住的，在探索運動原因的“偵探小說”里，亞里士多德正是由于憑借生活中明顯的線索引出了錯誤判斷）【設問】那么乙同學，當時的伽利略并沒有氣墊導軌，他當時是怎樣想到有效的“偵察”方法去推翻這維持兩千年的“錯案”？【學生活動】介紹伽俐略創(chuàng)造的“偵察”方法：理想斜面這個想法是如何產生的呢？伽俐略注意到，當一個小球沿斜面下滾時速度會增加，小球沿斜面上滾時時速度會減小，他由此猜想，當小球沿水平面滾動時，它的速度應該不增不減，實際上他發(fā)現(xiàn)，球越來越慢，最后停下來，伽俐略認為,這是由于摩擦阻力的緣故。他推理，若沒有摩擦力，球將永遠滾下去，為了說明他的思想，他設計理想斜面實驗。【實驗演示】理想斜面實驗整個過程（課前給學生甲安排找尋伽利略斜面，原則要求：簡單易行、貼近生活、實驗效果顯著。提示：翻蓋垃圾桶的桶蓋就是一個圓弧軌道）（理解伽俐略的斜面思想，體會伽利略的科研方法與精神）【教師活動】用flash動畫再次演示理想斜面實驗。（教師給予提升：通過對理想斜面實驗的演示，說明物理研究中抓住主要因素，忽略次要因素的必要性，同時也展示了物理研究思想的美妙和邏輯的力量）【設問】為什么稱之為“理想實驗”？“理想實驗”是憑空想出來的嗎？請嘗試分析伽利略的成功秘訣，并歸納他的科學研究方法。（由學生思考后回答）【課堂練習】投影課件【例1】（學生參與，自主完成，教師點評）【教師活動】沒有堅強的意志和信念，沒有足夠的事實和理論依據(jù)去支持你，許多人可能會放棄，但伽俐略沒有放棄。（讓學生意識到：一個規(guī)律的發(fā)現(xiàn)并不是一帆風順的，不是一開始的認識就是對的，而是需要人類不斷探索才能形成的，并明白科學研究過程的艱難和科學家為此所付出的努力和心血）至此，我們已經對力和物體運動之間的關系有了一個正確的認識?！菊n件展示】與伽俐略同時代的法國科學家笛卡兒，補充和完善了伽俐略觀點，他認為：如果沒有其他原因，運動的物體將繼續(xù)以同一速度沿著一條直線運動，既不會停下來，也不會偏離原來的方向。牛頓在此基礎上再次總結，給出牛頓第一定律。（四）牛頓第一定律【課件展示】牛頓第一定律的內容?！窘處熁顒印考热慌ｎD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系？【學生活動】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)?！窘處熁顒印空n件展示，推出：力是產生加速度的原因?！驹O問】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。【學生活動】學生回答不能。因為不受力作用的物體是不存在的。受力但合力為零時。比如：冰面上的滑動的冰塊，冰壺。(體育委員介紹：冰壺比賽項目，說明比賽規(guī)則及注意事項)【教師活動】在現(xiàn)實中，可以用合力為零來代替不受外力的作用?！菊n堂練習】投影課件【例2】、【變式訓練1】（學生自主完成，教師點評）（五）慣性與質量【教師活動】在初中學習中我們已經知道牛頓定律又叫慣性定律。那什么是慣性？慣性有什么樣的特點呢？【學生活動】學生回答：慣性是一切物體都有保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質。特點：一切物體都具有慣性；慣性只與質量有關。【教師活動】【設問】1.一個足球和一個鉛球以相同速度飛來，假如你必須用頭去頂其中一個，那么你會頂哪一個？為什么？2.足球離開腳之后，還受腳的作用嗎？那么為什么足球可以繼續(xù)飛？3.滑倒和絆倒時，倒地姿勢一樣嗎？請解釋其原因。4.生活中有關慣性的例子有哪些？它們分別有利還是有害？（學生認知思考，回答問題，并相互交流。超鏈接兩個動態(tài)圖和一個視頻）【教師活動】請思考并歸納慣性與質量、慣性與力、慣性與速度、慣性與慣性定律的關系，填入表格。（學生討論、協(xié)作完成，教師點評）【課堂練習】投影課件【例3】、【變式訓練2】（學生自主完成，教師點評）【學生活動】高考真題鑒賞（學生獨立完成，教師點評，體會高考命題的方向）（六）課堂小結與點評【教師活動】讓學生概括總結本節(jié)的知識點，并談出自己的體會。（點名學生完成）【課件展示】我國偉大的航天員楊利偉向大家招手：“祝同學們學好物理，早日實現(xiàn)太空攬月！”（既培養(yǎng)了學生情感態(tài)度與價值觀，又與導課形成首尾呼應）十、知識結構十一、板