牛頓第一定律 教學設計 高一上學期物理人教版（2019）必修第一冊

牛頓第一定律一、教學目標1.物理觀念（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重要方法（2）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，知道物體的運動不需要力來維持。2.科學思維學會觀察和分析生活中有關(guān)物理知識的實例與實驗現(xiàn)象，具有初步的觀察能力、分析概括能力。3.科學探究通過實踐和探究，讓學生感覺科學就在身邊。培養(yǎng)學生對科學的求知欲，樂于探索自然現(xiàn)象和日常生活中的物理學道理的精神，樹立正確的世界觀和唯物主義觀。4.科學態(tài)度與責任培養(yǎng)學生觀察思考，勇于發(fā)現(xiàn)樂于探究的學習習慣，以及應用物理知識解決實際問題的能力。二、教學重難點教學重點：對牛頓第一定律和慣性的正確理解。教學難點：慣性和質(zhì)量的關(guān)系。三、教學分析關(guān)鍵本節(jié)所述內(nèi)容在初中課本上已涉及到，初中課本中用到的標題是慣性定律，所以學生已有一定的基礎，是如何讓學生加深對牛頓第一定律的理解。對力和運動的關(guān)系，從日常經(jīng)驗出發(fā)，人們往往會產(chǎn)生錯誤的認識，所以使學生建立起運動改變的原因在于物體間的相互作用力的觀點，不是輕而易舉的事情。在對慣性的學習中，這仍是學生難于理解的問題。四、教學過程（一）導入新課前面我們已經(jīng)學習了如何描述物體的運動，不同的物體運動情況為什么會不同呢？這個問題并沒有做深入的分析，實際上物體的運動情況是由它的受力情況決定的，有怎樣的受力情況，就有怎樣的運動狀態(tài)。這一章，我們就要來研究運動與力的關(guān)系，物理學中，把研究運動和力的關(guān)系的理論，稱作動力學。（二）新課教學一、歷史上人類對運動與力的關(guān)系的認識師：前面我們已經(jīng)學過了描述運動的方法，也學過了力的基本知識，現(xiàn)在，請同學們討論一下，力和運動有什么樣的關(guān)系呢？請結(jié)合日常生活中的例子來說明。學生進行討論師：在研究物體運動的原因的過程中，很長一段時期，人們憑直覺認為物體只有受到力的作用，才會運動起來。代表人物有古希臘的哲學家、物理學家亞里士多德。這種錯誤的判斷維持了近兩千年。直至三百多年前意大利物理學家伽利略才用實驗否定了這種判斷，得出了正確的結(jié)論。二、伽利略的理想實驗學生活動：閱讀P68伽利略實驗的過程，討論伽利略如何用實驗來推翻亞里士多德的結(jié)論的，伽利略的結(jié)論又是什么。師：伽利略用斜面實驗證明了，力不是維持物體的運動，即維持物體的速度的原因，而是改變物體運動狀態(tài)，即改變物體速度的原因。大家要注意，這里斜面實驗是一個理想實驗，是人們在抽象思維中設想出來而實際上無法做到的“實驗”，但是，“理想實驗”并不是脫離實際主觀臆想的。它是以實踐為基礎的，理想實驗的推論過程是以一定的邏輯法則為根據(jù)的。生：牛頓第一定律不是實驗定律，沒法用實驗驗證。師：哪位科學家完善了伽利略的觀點，如何完善？生：法國科學家笛卡兒指出：除非物體受到外力作用，物體將永遠保持其靜止或運動狀態(tài)，永遠不會使自己沿曲線運動，而只保持在直線上運動。教師總結(jié)：大家要注意運動狀態(tài)發(fā)生改變，通常是指速度發(fā)生改變，包括大小和方向的改變。三、牛頓物理學的基石-----慣性定律師：牛頓在前人研究的基礎上提出總結(jié)了動力學的一條基本定律-----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他改變這種狀態(tài)。生：什么是運動狀態(tài)的改變？師：運動狀態(tài)的改變是指物體速度的改變，即速度大小改變，或方向改變，或二者都發(fā)生變化。請大家考舉例說明。學生列舉例子，教師給予點評。師：大家在理解牛頓第一定律的時候應該注意一下幾方面：（1）明確力與運動的關(guān)系：運動并不需要力來維持，因而力并不是使物體運動的原因；只有當物體的運動狀態(tài)發(fā)生改變的時候，才需要力，所以力是改變物體運動狀態(tài)的原因。（2）定律揭示了物體具有保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質(zhì)，這種性質(zhì)，稱慣性。所以牛頓第一定律又稱慣性定律。（3）不受力作用的物體是不存在的，所以牛頓第一描述的一種理想化的狀態(tài)，無法用實驗直接驗證，但是它具有實驗基礎，正確的揭示了自然規(guī)律。四、慣性與質(zhì)量師：牛頓第一定律又叫慣性定律，從定義可知，物體有抵抗運動狀態(tài)變化的“本領(lǐng)”，這種本領(lǐng)我們叫它慣性。慣性是物體的固有屬性。對于不同的物體來說，這種“本領(lǐng)”的大小，也就是慣性的大小是不是相同的呢？比如，有一輛卡車和一輛自行車靜止在地面，要使他們運動起來，哪個比較容易呢？如果一個大人和一個小孩相撞，誰容易摔倒呢？生：自行車容易動起來，小孩容易摔倒。師：很容易看出，不同物體慣性的大小是不同的。師：請大家思考一下，物體的慣性與什么因素有關(guān)系，（跟運動狀態(tài)，受力情況有沒有關(guān)系？）結(jié)合實例進行分析。學生活動：討論上述