1牛顿第一定律教案3

1　牛顿第一定律　 高中物理       人教2003课标版

1.知识与技能

体会亚里士多德与伽利略的思想冲突，通过实验，用分析和论证的方法探究牛顿第一定律，并学会用自己的语言表述牛顿第一定律的内容。知道伽利略的理想实验的基本思路、主要推理过程和结论。理解牛顿第一定律的内容和意义。知道什么是惯性，理解质量是物体惯性大小的量度，会正确解释有关惯性的现象。

2.情感与价值观

通过学习，实事求是，尊重自然规律的科学态度。

这是初、高中知识相衔接的一节课程。学生已经了解了牛顿第一定律的基本内容，所以在教学设计上应以教材中有关“力是运动的原因还是改变运动的原因”这一问题认识的发展历史为线索，以科学思想、科学方法教育与思维能力培养为主要目标。教学的侧重点应放在理解人类认识“运动和力”的关系研究、思考、推理过程，学习科学研究中常用的理想实验方法。在牛顿第一定律内容的学习上，注重知识的理解及与生活实际的联系。

重点：牛顿第一定律的理解

难点：转变学生在生活中形成的错误经验，真正理解牛顿第一定律的内涵

学生阅读历史的回顾并找出四位科学家关于力和运动的观点
这块内容中有些知识点学生是已知的，也有未知的，但学生都看得懂，所以就由学生来完成，同学们相互补充，教师只起到归纳总结的作用。
1．亚里士多德：力是维持物体运动的原因。
现象：在平路上人推车，车才能运动，人停止用力，车子就要停下来。
2．伽利略：水平面上物体所以会停下来，是因为摩擦的作用，如果没有摩擦，水平面上物体一旦具有某一速度物体将保持这一速度运动下去。
笛卡儿：如果没有其它原因，运动物体将继续以同一速度沿着一条直线运动，即不会停下来，也不会偏离原来的方向。
牛顿：一切物体总保持原来的匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。

环法自行车比赛中，车手用力蹬车，自行车运动。

运动和力有什么关系？

一个运动的物体如果不受力了，这个物体会如何运动？将一个物体扔向太空，物体将怎么运动？

通过设计这样一个问题，指明学生要探究的内容与方向，具体由学生们合作完成，教师只起到总结归纳的作用。
a）亚里士多德的贡献：通过直觉的观察提出问题为科学家的研究确立了课题。
b）伽利略的贡献：（1）伽利略发现了不易直觉的摩擦力，改变了亚里士多德根据直接经验得出的直觉结论提出运动不需力维持；（2）思维代替直觉认识宇宙。
c）笛卡儿的贡献：（1）明确匀速直线运动；（2）指出速度改变是有原因的。
d）牛顿的贡献：（1）推广到一切物体；（2）提出静止；（3）明确力的作用。
关于谁的贡献大，学生众说纷纭，没有一个确切的定论，教师也无需给出一个正确的结论。但是通过对物理学历史发展过程的考察，对四位科学家贡献的探究，它将有助于学生了解物理学家认识和发现物理定理、定律的基本方法。从而“以史为鉴”，培养他们以物理学家认识世界本来面目的方式去认识世界。在一定意义上，通过对规律认识的历史的还原，对学生进行科学思想和科学方法论的教育是培养学生科学素养的有效途径。这是设计此问题的关键所在，也是本节课的亮点所在。

提问：伽利略用什么方法证明物体运动不需要力来维持呢？
演示说明：设置一个向下的斜面，再圆滑地连一个向上的斜面。然后拿一个小球放在斜面某点上，由静止运动下来，它将冲上另一斜面。
教师设疑：它能“冲”到哪里，它能回到原来高度吗？如果光滑，结果怎样？
教师通过一系列问题引发学生的思考。通过实验发现，它升不到原来的那个水平高度，这是因为摩擦较大。若换一个摩擦较小的斜面，可以看出，它就较接近那个水平高度。若摩擦越小，就越接近。这是实验事实。科学推理：依据这可靠的实验事实为基础，然后沿着摩擦力越来越小的发展趋势，去科学推理──假如摩擦非常非常的小、以至于没有摩擦，那小球将非常非常接近──以至于达到原来水平高度。这是一种理想的实验情景，即小球沿着光滑的斜面总能上升到原来的高度。教师指出“假设”两个字用得很好，它对物理结论进行合理的外推，其结论的得出符合逻辑。减小第二个斜面的倾角，倾角越小，小球为达到原来的高度所通过的路程就越长；倾角越小，通过的路程就越长。然后，我们再去科学推理，假如它最终成为水平面，那小球所通过的路程也就无限长，只能沿着水平面继续运动下去。
教师总结：“理想实验”虽然也叫实验，但它不等同于科学实验。真实的实验是一种实践活动，而“理想实验”则是一种思维活动，是由人们在抽象思维中设想出来而实际上无法做到的“实验”。并指出理想实验是以真实的科学实践为基础，抓住主要矛盾，忽略次要矛盾，对实际过程做出了更深入的抽象分析。理想实验是以正确的逻辑法则为依据的。它是自然科学理论研究中的重要方法。

1.理想实验有时更能深刻地反映自然规律，伽利略设 想了一个理想实验，其中有实验事实，也有推理．

①减小第二个斜面的倾角，小球在这斜面上仍然要达  到原来的高度；

②两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，  小球将滚上另一个斜面；

③如果没有摩擦，小球将上升到原来释放的高度；

④继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平面，  小球要沿水平面做持续的匀速运动．

在上述的设想步骤中，下列关于事实和推理的分类正确的是（   ）

A、①是事实，②③④是推论

B、②是事实，①③④是推论

C、③是事实，①②④是推论

D、④是事实，①②③是推论

1 内容
一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止.

 2 含义(1) 物体在不受力时,总保持匀速直线状态或静止状态.     力不是维持物体运动速度的原因.

静止的物体，不受力时保持静止；运动的物体不受力时，以原来速度做匀速直线运动。(2) 直到有外力迫使它改变这种状态为止.力是改变物体运动状态原因.静止的物体，给它一个力，它将沿力方向运动；匀速直线运动的物体，受到一个力它速度将改变。

2、用绳子栓住一个小球在光滑的水平面上作

      圆周运动，当绳子突然断裂，小球将 [      ]

      A．保持原来的圆周运动状态．

      B．保持绳断时的速度作匀速直线运动．

      C．小球运动速度减小，但保持直线．

      D．以上三种都有可能．

一切物体都有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质，这种性质叫做惯性。1、一切物体都具有惯性；

静止物体的保持静止的能力，运动物体有保持原有速度的本领。

2、惯性只与物体的质量有关。与   运动与否、速度大小、所受外   力无关。

胖子的质量大，惯性也大些。因此，他不动时，难以撼动他；他动的时候，也难以刹住。

3、请你用惯性的知识来解释一下为 什么当奔跑时碰到石块，必然是 向前跌倒；而如果前脚踏到西瓜
      皮，必然是向后滑倒？

4、火车在长直轨道上匀速行驶, 一人将手中的   钥匙竖直上抛,钥匙将落在

   A.手的后方

   B.手的前方

   C.落在手中

   D.无法确定 

气垫导轨实验是学生未知的实验，所以采用的方法是由师生共同操作完成，教师介绍实验装置及装置的特点，由学生来推动气垫导轨上的物体，观察它的运动，进一步地帮助学生加深理解物体不受外力作用时将做匀速直线运动。（可以用课内视频）

1.课本P701－4题

1　牛顿第一定律　

1　牛顿第一定律　

学生阅读历史的回顾并找出四位科学家关于力和运动的观点
这块内容中有些知识点学生是已知的，也有未知的，但学生都看得懂，所以就由学生来完成，同学们相互补充，教师只起到归纳总结的作用。
1．亚里士多德：力是维持物体运动的原因。
现象：在平路上人推车，车才能运动，人停止用力，车子就要停下来。
2．伽利略：水平面上物体所以会停下来，是因为摩擦的作用，如果没有摩擦，水平面上物体一旦具有某一速度物体将保持这一速度运动下去。
笛卡儿：如果没有其它原因，运动物体将继续以同一速度沿着一条直线运动，即不会停下来，也不会偏离原来的方向。
牛顿：一切物体总保持原来的匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。

环法自行车比赛中，车手用力蹬车，自行车运动。

运动和力有什么关系？

一个运动的物体如果不受力了，这个物体会如何运动？将一个物体扔向太空，物体将怎么运动？

通过设计这样一个问题，指明学生要探究的内容与方向，具体由学生们合作完成，教师只起到总结归纳的作用。
a）亚里士多德的贡献：通过直觉的观察提出问题为科学家的研究确立了课题。
b）伽利略的贡献：（1）伽利略发现了不易直觉的摩擦力，改变了亚里士多德根据直接经验得出的直觉结论提出运动不需力维持；（2）思维代替直觉认识宇宙。
c）笛卡儿的贡献：（1）明确匀速直线运动；（2）指出速度改变是有原因的。
d）牛顿的贡献：（1）推广到一切物体；（2）提出静止；（3）明确力的作用。
关于谁的贡献大，学生众说纷纭，没有一个确切的定论，教师也无需给出一个正确的结论。但是通过对物理学历史发展过程的考察，对四位科学家贡献的探究，它将有助于学生了解物理学家认识和发现物理定理、定律的基本方法。从而“以史为鉴”，培养他们以物理学家认识世界本来面目的方式去认识世界。在一定意义上，通过对规律认识的历史的还原，对学生进行科学思想和科学方法论的教育是培养学生科学素养的有效途径。这是设计此问题的关键所在，也是本节课的亮点所在。

提问：伽利略用什么方法证明物体运动不需要力来维持呢？
演示说明：设置一个向下的斜面，再圆滑地连一个向上的斜面。然后拿一个小球放在斜面某点上，由静止运动下来，它将冲上另一斜面。
教师设疑：它能“冲”到哪里，它能回到原来高度吗？如果光滑，结果怎样？
教师通过一系列问题引发学生的思考。通过实验发现，它升不到原来的那个水平高度，这是因为摩擦较大。若换一个摩擦较小的斜面，可以看出，它就较接近那个水平高度。若摩擦越小，就越接近。这是实验事实。科学推理：依据这可靠的实验事实为基础，然后沿着摩擦力越来越小的发展趋势，去科学推理──假如摩擦非常非常的小、以至于没有摩擦，那小球将非常非常接近──以至于达到原来水平高度。这是一种理想的实验情景，即小球沿着光滑的斜面总能上升到原来的高度。教师指出“假设”两个字用得很好，它对物理结论进行合理的外推，其结论的得出符合逻辑。减小第二个斜面的倾角，倾角越小，小球为达到原来的高度所通过的路程就越长；倾角越小，通过的路程就越长。然后，我们再去科学推理，假如它最终成为水平面，那小球所通过的路程也就无限长，只能沿着水平面继续运动下去。
教师总结：“理想实验”虽然也叫实验，但它不等同于科学实验。真实的实验是一种实践活动，而“理想实验”则是一种思维活动，是由人们在抽象思维中设想出来而实际上无法做到的“实验”。并指出理想实验是以真实的科学实践为基础，抓住主要矛盾，忽略次要矛盾，对实际过程做出了更深入的抽象分析。理想实验是以正确的逻辑法则为依据的。它是自然科学理论研究中的重要方法。

1.理想实验有时更能深刻地反映自然规律，伽利略设 想了一个理想实验，其中有实验事实，也有推理．

①减小第二个斜面的倾角，小球在这斜面上仍然要达  到原来的高度；

②两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，  小球将滚上另一个斜面；

③如果没有摩擦，小球将上升到原来释放的高度；

④继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平面，  小球要沿水平面做持续的匀速运动．

在上述的设想步骤中，下列关于事实和推理的分类正确的是（   ）

A、①是事实，②③④是推论

B、②是事实，①③④是推论

C、③是事实，①②④是推论

D、④是事实，①②③是推论

1 内容
一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止.

 2 含义(1) 物体在不受力时,总保持匀速直线状态或静止状态.     力不是维持物体运动速度的原因.

静止的物体，不受力时保持静止；运动的物体不受力时，以原来速度做匀速直线运动。(2) 直到有外力迫使它改变这种状态为止.力是改变物体运动状态原因.静止的物体，给它一个力，它将沿力方向运动；匀速直线运动的物体，受到一个力它速度将改变。

2、用绳子栓住一个小球在光滑的水平面上作

      圆周运动，当绳子突然断裂，小球将 [      ]

      A．保持原来的圆周运动状态．

      B．保持绳断时的速度作匀速直线运动．

      C．小球运动速度减小，但保持直线．

      D．以上三种都有可能．

一切物体都有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质，这种性质叫做惯性。1、一切物体都具有惯性；

静止物体的保持静止的能力，运动物体有保持原有速度的本领。

2、惯性只与物体的质量有关。与   运动与否、速度大小、所受外   力无关。

胖子的质量大，惯性也大些。因此，他不动时，难以撼动他；他动的时候，也难以刹住。

3、请你用惯性的知识来解释一下为 什么当奔跑时碰到石块，必然是 向前跌倒；而如果前脚踏到西瓜
      皮，必然是向后滑倒？

4、火车在长直轨道上匀速行驶, 一人将手中的   钥匙竖直上抛,钥匙将落在

   A.手的后方

   B.手的前方

   C.落在手中

   D.无法确定 

气垫导轨实验是学生未知的实验，所以采用的方法是由师生共同操作完成，教师介绍实验装置及装置的特点，由学生来推动气垫导轨上的物体，观察它的运动，进一步地帮助学生加深理解物体不受外力作用时将做匀速直线运动。（可以用课内视频）

1.课本P701－4题

• 优点:

  本节课设计目标明确－培养学生分析与论证的能力。注重科学探究，提倡学习方式多样性。通过练习渗透学以致用的思想，将物理知识应用生产和生活，培养学生勇于探究与日常生活有关的物理题的能力，有助于实事求是的科学态度。

• 缺点:

  建议教师在引导学生自己动手设计实验方案，培养学生在做研究之前，先用已知知识判断的思维习惯。