1牛顿第一定律教学设计一等奖

1　牛顿第一定律 高中物理       人教2003课标版

穿越时空的对话再现牛顿第一定律的发现过程

自制斜面实验教具

自制玻璃导轨、干冰实验

知识与技能

1．能大致叙述发现牛顿第一定律的历史过程，并能作出初步评述。

2．理解伽利略理想实验和相应的推论，正确理解力和物体运动的关系。

3．能准确表述并理解牛顿第一定律

4·.理解并能举例说明物体的质量是惯性大小的量度 。

过程与方法

1．通过斜面实验让学生体会伽利略的思维历程，培养学生逻辑推理的能力。

2．通过“穿越时空的对话”再现科学的发展过程培养学生阅读分析问题的能力，正确的认识力和运动的关系。

3．通过惯性小实验的演示及身边的惯性现象的分析帮助学生理解惯性的概念。

情感态度与价值观

1．对学生进行科学态度教育，了解人类认识事物本质的曲折 。

2．培养学生敢于坚持真理、不迷信权威的科学探究精神。

 本节内容在初中阶段学生已经有了一定的认识，比如牛顿第一定律的内容、定性的实验推理过程，用惯性解释简单物理现象等。高中阶段的学习，应该在学生已有关于运动学和受力分析知识的基础上，深入对牛顿第一定律定律的理解和应用。在本节的教学中，应注意知识的深化和科学方法的学习，避免知识的简单重复。

①教学重点

1、对牛顿第一定律和惯性概念的正确理解。

2、对伽利略的理想实验及其主要推理过程和推论的理解。

②教学难点

力和运动的关系，惯性大小的决定因素。

师生游戏，导入新课

   同学们，我们现在来做一个游戏，假设我们教室是一个巨大的旅游车，我是司机，同学们是乘客，我现在带着大家去旅行，我会给大家各种提示，大家做出相应的动作，你们准备好了吗？，现在汽车启动加速行驶，匀速行驶，现在左转弯，右转弯，匀速行驶，刹车减速行驶好，安全到达目的地！

大家表演的都很到位，反应也都很迅速，大家为什么会有这样的反应呢？其实这里面涉及到力与运动的关系问题，关于这个问题，早在三百多年前牛顿就在他关于运动的三条定律中就做出了回答，今天我们就来学习《牛顿第一定律》。

一、牛顿第一定律的得出过程

教师：《牛顿第一定律》的得出经历了漫长的过程。请大家阅读教材，完成学案第一部分“穿越时空的对话”。

阅读教材并完成下面一段“穿越时空的对话”，学生选出代表上台再现牛顿第一定律的形成过程。可以发挥想象，但要尊重科学事实。

“穿越时空的对话”

物理爱好者：四位大师好，关于“力与运动”的关系一直困扰着我，今天难得的机会，我必须好好向您们请教。请问四位大师，力与运动之间究竟有什么关系？

亚里士多德：我认为“眼见为实”，我经过观察发现，凡运动着的事物必然都有力在推着它或拉着它运动。比如马拉车，车就会动，马不拉了，车

就会停下来，所以，我认为物体的运动一定要有力来维持。

物理爱好者：可是我知道有些物体的运动并不需要力来维持，比如踢出去的足球，球飞出去后脚并没有给它力的作用。

伽 利 略：这位后生说得不错，亚里士多德先生，虽然近两千年来人们凭直觉观察一直对您的话深信不疑，那是因为摩擦力将人们引入了歧途，而在日常物体的运动中， 摩擦力又是难以避免的，下面我们来想象这样一个“对接斜面”的实验，小球沿斜面下滑会越来越快，沿斜面上滑会越来越慢，若斜面完全光滑，小球停在第二个斜面上的时候刚好会达到原来的高度。如果第二个斜面倾角变小，小球要达到同一高度就会滚得更远；如果第二个斜面水平，那小球要达到原来的高度就将永远运动下去。所以，我认为我认为物体的运动不需要力来维持。  

物理爱好者：伽利略先生，您这实验中的条件在现实中好像无法满足！

伽 利 略：你说到了关键点上了，这就是我这实验的精妙之处，我是在实验事实的基础上通  

          过逻辑推理得到结论，我把它称之为理想实验，大家可以利用课桌上的实验器材，根据我刚才的实验思路，自己完成实验体会一下。

本班老师：同学们，伽利略先生所说的理想化条件虽然不可能实现，但我们也可以用现代技术手段尽量去减小摩擦。这是一个光滑的玻璃轨道，这是一块干冰，二氧化碳固体，大家知道，二氧化碳在常温下会直接升华，而且速度很快，会放出大量的气体，所以他会和玻璃之间形成一层气体膜，类似实验室里面的气垫导轨，从而可以大大的减小与玻璃之间的摩擦。请大家观察干冰的运动。（学生观察并亲自体验）......

          通过观察干冰的运动，我们可以近似的证明伽利略先生的观点。“现在穿越时空的对话继续”

物理爱好者：伽利略先生，通过刚才的实验探究，我也认可了您的观点，那依您所说，如果物体永远运动下去的话，它会沿什么方向运动呢？

伽 利 略：这问题提的很好，但我确实还没来得及研究这个问题

笛 卡 儿：听听我的看法吧！如果运动中的物体没有受到力的作用它将继续以同一速度在同一直线方向上运动，既不停止也不偏离原来的方向 。 我认为这应该成为一个原理。

物理爱好者：通过您刚才的话我知道了运动的物体是有一种保持其运动状态的特性。那么静止的物体呢？还有如果物体受了力会怎样呢？

牛    顿：这个问题留给我吧，刚才我仔细聆听了几位大师的观点，伽利略先生提出：力不是维持物体运动的原因，笛卡尔先生认为不受力的物体将继续保持匀速直线运动状态，我分析如果物体受到力的作用，它的运动状态将要发生改变，所以我做出如下总结：一切物体总保持            匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。

物理爱好者：太精辟了，我想我对力与运动的关系有了新的理解，谢谢各位大师， 谢谢！

二、 对牛顿第一定律的深入理解

内容：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。

教学目的：让学生认识到牛顿第一定律定性地揭示了力和运动的关系，为定量研究力和运动的关系指明了方向。

请大家齐声朗读牛顿第一定律的内容，现在大家对照牛顿第一定律的内容思考，你能从中解读出那些信息。请同学们相互讨论，把你解读的信息与同位交流。

下面哪一个同学来说说你的观点？

教师：很好，大家现在来看看专家是怎样解读《牛顿第一定律》

观看专家关于《牛顿第一定律》理解的微课视频。

教师：通过观看微课的解读，大家会发现，牛顿不仅总结了伽利略等人的观点，揭示了力与运动的关系，而且提出了惯性的概念。生活中有很多现象可以用惯性来解释，比如刚开始我们做的开车游戏。

三、惯性大小的决定因素

教师：所有的物体都有惯性，惯性的大小都一样吗？惯性大小与什么因素有关呢？

实验探究惯性大小的决定因素：比赛吹乒乒球。

引导学生分析得出结论，这个质量的运动状态难以改变，质量小的运动状态易改

变，惯性与质量有关，质量越大惯性越大，质量越小，惯性越小。

请观看电影《珍珠港》中的一个片段。这是美军准备轰炸日本东京起飞前的一幕，大家看这些飞行员做了什么，他们为什么要这样做？

让学生观看视频，并让学生分析体会。

教师：我们现在不仅学习惯性定律，而且知道了惯性大小与质量之间的关系。那么，惯性对我们的生活是有利还是有弊，我现在把大家分为两组，左边四组为A组，右边四组为B组，AB组之间将进行一场知识竞赛，A组举出惯性对我们生活有力的实例，B组举出惯性对我们生活不利的实例。

教学目的：通过惯性利弊的分析让学生学会认识事物要注意两面性

教师：大家所举得实例都很好，我更希望大家能真正的把我们所学的知识用于实践，我想起了刚才我们探险时的情景，我发现大家都没有系安全带的习惯，据权威调查报道，系安全带可以使汽车发生正碰时的死亡率降低57％，侧翻的死亡率降低80％，安全带为什么会如此有用呢？安全带如此有用，大家以后会养成及安全带的习惯吗？

四、课堂反馈（若时间不够可留作课后作业）

课堂小结

师：你这节课最大的收获是什么？

教师引导学生自己进行学习小结不仅要总结知识，也要总结研究的方法和思想观念上的收获。学会从事物的两面性评价事物。

我们今天学习了这么多有用的知识和方法，这都是大师们研究成果的精髓，大家可以想象一下，如果没有无数的大师一生的努力，我现在的生活是什么样子的！我们应该怀着一个感恩的心，感谢他们的付出，感谢他们所具有的智慧，感谢他们留给后世的成果。我们缅怀伽利略、笛卡尔和牛顿的同时，我们要记住亚里士多德，是他首先对力与运动之间的关系进行研究，大家要知道，发现提出一个问题，往往比解决一个问题更重要！给大家布置一个作业，下去了查一下这四位大师对人类的发展都做出了哪些贡献！

1　牛顿第一定律

1　牛顿第一定律

师生游戏，导入新课

   同学们，我们现在来做一个游戏，假设我们教室是一个巨大的旅游车，我是司机，同学们是乘客，我现在带着大家去旅行，我会给大家各种提示，大家做出相应的动作，你们准备好了吗？，现在汽车启动加速行驶，匀速行驶，现在左转弯，右转弯，匀速行驶，刹车减速行驶好，安全到达目的地！

大家表演的都很到位，反应也都很迅速，大家为什么会有这样的反应呢？其实这里面涉及到力与运动的关系问题，关于这个问题，早在三百多年前牛顿就在他关于运动的三条定律中就做出了回答，今天我们就来学习《牛顿第一定律》。

一、牛顿第一定律的得出过程

教师：《牛顿第一定律》的得出经历了漫长的过程。请大家阅读教材，完成学案第一部分“穿越时空的对话”。

阅读教材并完成下面一段“穿越时空的对话”，学生选出代表上台再现牛顿第一定律的形成过程。可以发挥想象，但要尊重科学事实。

“穿越时空的对话”

物理爱好者：四位大师好，关于“力与运动”的关系一直困扰着我，今天难得的机会，我必须好好向您们请教。请问四位大师，力与运动之间究竟有什么关系？

亚里士多德：我认为“眼见为实”，我经过观察发现，凡运动着的事物必然都有力在推着它或拉着它运动。比如马拉车，车就会动，马不拉了，车

就会停下来，所以，我认为物体的运动一定要有力来维持。

物理爱好者：可是我知道有些物体的运动并不需要力来维持，比如踢出去的足球，球飞出去后脚并没有给它力的作用。

伽 利 略：这位后生说得不错，亚里士多德先生，虽然近两千年来人们凭直觉观察一直对您的话深信不疑，那是因为摩擦力将人们引入了歧途，而在日常物体的运动中， 摩擦力又是难以避免的，下面我们来想象这样一个“对接斜面”的实验，小球沿斜面下滑会越来越快，沿斜面上滑会越来越慢，若斜面完全光滑，小球停在第二个斜面上的时候刚好会达到原来的高度。如果第二个斜面倾角变小，小球要达到同一高度就会滚得更远；如果第二个斜面水平，那小球要达到原来的高度就将永远运动下去。所以，我认为我认为物体的运动不需要力来维持。  

物理爱好者：伽利略先生，您这实验中的条件在现实中好像无法满足！

伽 利 略：你说到了关键点上了，这就是我这实验的精妙之处，我是在实验事实的基础上通  

          过逻辑推理得到结论，我把它称之为理想实验，大家可以利用课桌上的实验器材，根据我刚才的实验思路，自己完成实验体会一下。

本班老师：同学们，伽利略先生所说的理想化条件虽然不可能实现，但我们也可以用现代技术手段尽量去减小摩擦。这是一个光滑的玻璃轨道，这是一块干冰，二氧化碳固体，大家知道，二氧化碳在常温下会直接升华，而且速度很快，会放出大量的气体，所以他会和玻璃之间形成一层气体膜，类似实验室里面的气垫导轨，从而可以大大的减小与玻璃之间的摩擦。请大家观察干冰的运动。（学生观察并亲自体验）......

          通过观察干冰的运动，我们可以近似的证明伽利略先生的观点。“现在穿越时空的对话继续”

物理爱好者：伽利略先生，通过刚才的实验探究，我也认可了您的观点，那依您所说，如果物体永远运动下去的话，它会沿什么方向运动呢？

伽 利 略：这问题提的很好，但我确实还没来得及研究这个问题

笛 卡 儿：听听我的看法吧！如果运动中的物体没有受到力的作用它将继续以同一速度在同一直线方向上运动，既不停止也不偏离原来的方向 。 我认为这应该成为一个原理。

物理爱好者：通过您刚才的话我知道了运动的物体是有一种保持其运动状态的特性。那么静止的物体呢？还有如果物体受了力会怎样呢？

牛    顿：这个问题留给我吧，刚才我仔细聆听了几位大师的观点，伽利略先生提出：力不是维持物体运动的原因，笛卡尔先生认为不受力的物体将继续保持匀速直线运动状态，我分析如果物体受到力的作用，它的运动状态将要发生改变，所以我做出如下总结：一切物体总保持            匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。

物理爱好者：太精辟了，我想我对力与运动的关系有了新的理解，谢谢各位大师， 谢谢！

二、 对牛顿第一定律的深入理解

内容：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。

教学目的：让学生认识到牛顿第一定律定性地揭示了力和运动的关系，为定量研究力和运动的关系指明了方向。

请大家齐声朗读牛顿第一定律的内容，现在大家对照牛顿第一定律的内容思考，你能从中解读出那些信息。请同学们相互讨论，把你解读的信息与同位交流。

下面哪一个同学来说说你的观点？

教师：很好，大家现在来看看专家是怎样解读《牛顿第一定律》

观看专家关于《牛顿第一定律》理解的微课视频。

教师：通过观看微课的解读，大家会发现，牛顿不仅总结了伽利略等人的观点，揭示了力与运动的关系，而且提出了惯性的概念。生活中有很多现象可以用惯性来解释，比如刚开始我们做的开车游戏。

三、惯性大小的决定因素

教师：所有的物体都有惯性，惯性的大小都一样吗？惯性大小与什么因素有关呢？

实验探究惯性大小的决定因素：比赛吹乒乒球。

引导学生分析得出结论，这个质量的运动状态难以改变，质量小的运动状态易改

变，惯性与质量有关，质量越大惯性越大，质量越小，惯性越小。

请观看电影《珍珠港》中的一个片段。这是美军准备轰炸日本东京起飞前的一幕，大家看这些飞行员做了什么，他们为什么要这样做？

让学生观看视频，并让学生分析体会。

教师：我们现在不仅学习惯性定律，而且知道了惯性大小与质量之间的关系。那么，惯性对我们的生活是有利还是有弊，我现在把大家分为两组，左边四组为A组，右边四组为B组，AB组之间将进行一场知识竞赛，A组举出惯性对我们生活有力的实例，B组举出惯性对我们生活不利的实例。

教学目的：通过惯性利弊的分析让学生学会认识事物要注意两面性

教师：大家所举得实例都很好，我更希望大家能真正的把我们所学的知识用于实践，我想起了刚才我们探险时的情景，我发现大家都没有系安全带的习惯，据权威调查报道，系安全带可以使汽车发生正碰时的死亡率降低57％，侧翻的死亡率降低80％，安全带为什么会如此有用呢？安全带如此有用，大家以后会养成及安全带的习惯吗？

四、课堂反馈（若时间不够可留作课后作业）

课堂小结

师：你这节课最大的收获是什么？

教师引导学生自己进行学习小结不仅要总结知识，也要总结研究的方法和思想观念上的收获。学会从事物的两面性评价事物。

我们今天学习了这么多有用的知识和方法，这都是大师们研究成果的精髓，大家可以想象一下，如果没有无数的大师一生的努力，我现在的生活是什么样子的！我们应该怀着一个感恩的心，感谢他们的付出，感谢他们所具有的智慧，感谢他们留给后世的成果。我们缅怀伽利略、笛卡尔和牛顿的同时，我们要记住亚里士多德，是他首先对力与运动之间的关系进行研究，大家要知道，发现提出一个问题，往往比解决一个问题更重要！给大家布置一个作业，下去了查一下这四位大师对人类的发展都做出了哪些贡献！