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共1课时
1 牛顿第一定律 高中物理 人教2003课标版 1教学目标（1）知识与技能 ①理解力和运动的关系，知道物体的运动不需要力来维持。 ②理解牛顿第一定律，知道它是事实与逻辑推理的结果。 ③理解惯性的概念，知道质量是惯性大小的量度． （2）过程与方法 ①学生观察分析生活中的现象，分析力和运动的关系，回顾历史。 ②体会理想实验的魅力，进一步认识伽利略的科学方法。 ③解析牛顿第一定律的内容，运用牛顿第一定律分析生活中的现象。 ④通过实例分析认识惯性，归纳出影响惯性大小的因素。 （3）情感、态度与价值观 ①通过对力与运动关系的探究历程，培养学生善于分析、敢于质疑的科学精神。体会理想实验的魅力，培养学生科学研究问题的态度和方法，激发学习兴趣。 ②通过对牛顿第一定律的运用、对影响惯性大小的因素的分析，培养分析解决问题的能力，提升学生的思维品质。 经过初中的学习，学生初步知道了牛顿第一定律的内容和惯性的概念，但是缺乏对牛顿第一定律建立历史的了解，对内容也是一知半解。 学生对于“质量是惯性唯一的量度”更是缺乏认识，凭借自己的生活经验，认为速度也是惯性的量度。教师要在课堂上充分引导，配合实验、结合生活事例来澄清概念。 教学实践表明，学生在头脑中建立正确的力和运动关系的过程，并非一帆风顺，常常形成与亚里士多德相似的观点，且根深蒂固。处理具体的实际问题时，一些直觉的错误观点不时冒出来，存在着严重的"口是心非"问题。 （1）教学重点 ①理解力和运动的关系。 ②理解牛顿第一定律。 （2）教学难点 惯性与质量的关系 小游戏： 教师：“大家看每一组都有一个钩码，上下系着一样的细线。现在下端缓慢增加力，哪根线先断？在下端突然增加力，哪根线先断？大家先不动手，我们先来猜一下” 学生：“上面先断” 教师：“现在各组动手操作，看看我们的猜想是否正确？” 学生动手实验。 教师：“结果为什么会这样，怎样解释这个现象。其实，在我们的游戏中还涉及到一个古老的话题──力和运动。 活动2【讲授】第二部分：回顾历史，探究定律1.追溯历史议规律——力与运动关系 教师：“运动和力之间有什么关系呢？最早提出这个问题并答案的是古希腊学者亚里士多德。他是如何认为的？” 学生：“必须有力作用在物体上，物体才能运动；没有力的作用，物体就要静止在一个地方。” 教师：“他说的确实很有道理，看粉笔盒推它才能运动，不推就静止。但是大家思考一下我们生活中有没有反例。” 学生：“踢足球时，球被踢出去之后脚不再踢它，它也可以向前滚动。” 学生：“冰壶运动，冰壶离开运动员的手仍可以向前滑行” 教师：“那么亚里士多德的观点是哪里出现了问题？” 学生齐答“摩擦力” 体味经典探规律——理想斜面实验（15分钟） 教师“摩擦力对物体的运动会产生什么样的影响呢？下面我们通过实验来一探究竟。现在每小组利用现有的器材来设计一个实验” 学生动手设计操作实验 学生：“毛巾、棉布、桌面三个不同材料会与电池之间产生不同的摩擦力。我们让电池分别从毛巾、棉布、桌面上滚过用橡皮泥记录下三次的距离进行比较。为了保证三次的初速度相同，我们每次都让电池从同一高度由静止释放。我们发现在毛巾运动距离最短、直接在桌面上运动距离最长。我们组得到的结论是对于同一物体阻力越小运动距离越长” 教师：“那么如果没有阻力物体的运动情况将会怎样呢？” 学生齐答：“将一直做匀速直线运动” 教师：“没有完全没有阻力的物体，但是我们可以通过阻力很小的物体来验证我们的推断是否正确。大家看老师手中的这个小装置，是老师自己制作的一个小实验仪器。我将一个气球和一个光盘连接在一起。现在我向气球里吹气。当我将它平放在桌面上时，气球里的气体会喷出在桌面和光盘之间形成一层气垫，极大的减小了接触面上产生的阻力。我需要一个比较长的光滑平面作为轨道平面来完成我这个实验，所以提前在实验室里录制完成了这个实验。大家观看实验注意观察它的速度变化。” 学生观看屏幕。 教师：“它的速度变化情况怎么样” 学生齐答：“基本上不变化，一直做匀速直线运动” 教师：“我们今天做所研究的问题正是在三百多年前伽利略所思考的问题，他是第一个发现摩擦力的人。让我们来看一下他是如何发现摩擦力，关于力和运动他又有怎样的思考” 学生朗读教材理想实验的魅力。 教师：“理想实验通过可靠的实验事实，加上合理的逻辑推理，得出规律的一种方法。这也正是它的魅力所在。” 教师：“与伽利略同时代的科学家笛卡尔也研究了这个问题，他得出什么结论？” 学生：“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沿同一直线运动，既不停下来也不偏离原来的方向。” 教师：“在伽利略和笛卡尔的基础上，牛顿提出了动力学的一条基本定律。首先让我们来认识一下这位十七世纪最伟大的科学家。” 学生读屏幕上牛顿简介。 活动3【讲授】第三部分：学习新知，理解定律1.理解第一定律 教师：“让我们看一下牛顿第一定律的内容。一切物体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。” 教师：“从定律可以看出力和运动的关系是怎样的？” 学生：“力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因。” 教师：“物体不受力时总保持匀速直线运动状态或静止状态这能不能通过实验验证呢？” 学生：“不能，没有不受任何力的物体。” 教师：“所以牛顿第一定律是一个理想定律。那么“一切”、“总”又反映了什么？” 学生：“这是物体本身的属性。” 教师：“没错，这种属性就叫做惯性。” 2.了解惯性 一名学生朗读屏幕惯性1.2条。 教师：“一些物体都有惯性。静止的物体也有惯性吗？” 学生：“有，比如说汽车突然启动时，站着的乘客身体会向后倒。由于汽车有了向前的速度而身体由于惯性保持原来的静止状态。” 教师：“那么物体的惯性跟什么有关呢？下面让我们来做一个小游戏。” 小游戏：吹乒乓球比赛。 教师：“我这里有两个乒乓球，下面有请两名同学到前面来比赛，看谁先把球吹到终点。” 两名同学到前面比赛。结果女生胜利。留下男同学说他的乒乓球有什么不同。 教师：”这个现象能说明惯性和质量的关系吗？” 学生：“质量大惯性大” 环节一： 教师：“现在我们尝试着解释一下课前我们做的那个拽绳子的实验，小组讨论一下” 学生：“缓慢增加力时，物体始终处于平衡状态，上面绳子拉力大于下面的绳子。上面绳子先断。突然增加力时，由于钩码质量质量较大，惯性大。突然拉绳子瞬间保持不动，上面绳子拉力不变，下面绳子拉力突然增加，所以先断。” 环节二：实验演示 （近镜头，录制学生比赛过程）教师：“接下来我们再看这样一个实验，这是我们实验用的小车和轨道，老师把它改造了一下。我将一个瓶子固定在小车上，里面装满水。瓶里有一个小钢球和一个小气泡。下面我推动小车，大家注意观察小车停下瞬间小球和气泡的运动方向。” 学生观看实验 教师：“小车速度太快，我们没太看清楚。老师利用手机的慢动作功能将刚才的实验提前录了下来。” 播放视频，学生观看大屏幕。 教师：“怎样解释这个现象，小组讨论” 学生分组讨论 学生：“突然停车，小球由于惯性继续向前运动。而气泡密度比水小，水的惯性比气泡大。水由于惯性继续向前运动，而把气泡挤到相反方向上。” 环节三： 在一辆表面光滑足够长的小车上，有质量为m1和m2的两个小球(m1>m2)，两小球原来随车一起运动．当车突然停止时，如不考虑其他阻力，则两个小球是否会相碰？ 学生：“我认为是无法确定。质量大的物体惯性大，如果原来车是向右运动，两球就会相碰。如果是向做运动，就不会相碰。” 学生：“惯性是保持原来运动状态的性质，并不是力。由于小车表面光滑，当车突然停止后两个小球保持原来速度做匀速直线运动。一定不会相碰。 现在我们在学案上，整理一下本节课的知识网络 由学生整理本课知识结构 最后记分员公布各组得分情况。 1 牛顿第一定律 课时设计 课堂实录1 牛顿第一定律 1第一学时 教学活动 活动1【导入】第一部分：创设情境，引入课题小游戏： 教师：“大家看每一组都有一个钩码，上下系着一样的细线。现在下端缓慢增加力，哪根线先断？在下端突然增加力，哪根线先断？大家先不动手，我们先来猜一下” 学生：“上面先断” 教师：“现在各组动手操作，看看我们的猜想是否正确？” 学生动手实验。 教师：“结果为什么会这样，怎样解释这个现象。其实，在我们的游戏中还涉及到一个古老的话题──力和运动。 活动2【讲授】第二部分：回顾历史，探究定律1.追溯历史议规律——力与运动关系 教师：“运动和力之间有什么关系呢？最早提出这个问题并答案的是古希腊学者亚里士多德。他是如何认为的？” 学生：“必须有力作用在物体上，物体才能运动；没有力的作用，物体就要静止在一个地方。” 教师：“他说的确实很有道理，看粉笔盒推它才能运动，不推就静止。但是大家思考一下我们生活中有没有反例。” 学生：“踢足球时，球被踢出去之后脚不再踢它，它也可以向前滚动。” 学生：“冰壶运动，冰壶离开运动员的手仍可以向前滑行” 教师：“那么亚里士多德的观点是哪里出现了问题？” 学生齐答“摩擦力” 体味经典探规律——理想斜面实验（15分钟） 教师“摩擦力对物体的运动会产生什么样的影响呢？下面我们通过实验来一探究竟。现在每小组利用现有的器材来设计一个实验” 学生动手设计操作实验 学生：“毛巾、棉布、桌面三个不同材料会与电池之间产生不同的摩擦力。我们让电池分别从毛巾、棉布、桌面上滚过用橡皮泥记录下三次的距离进行比较。为了保证三次的初速度相同，我们每次都让电池从同一高度由静止释放。我们发现在毛巾运动距离最短、直接在桌面上运动距离最长。我们组得到的结论是对于同一物体阻力越小运动距离越长” 教师：“那么如果没有阻力物体的运动情况将会怎样呢？” 学生齐答：“将一直做匀速直线运动” 教师：“没有完全没有阻力的物体，但是我们可以通过阻力很小的物体来验证我们的推断是否正确。大家看老师手中的这个小装置，是老师自己制作的一个小实验仪器。我将一个气球和一个光盘连接在一起。现在我向气球里吹气。当我将它平放在桌面上时，气球里的气体会喷出在桌面和光盘之间形成一层气垫，极大的减小了接触面上产生的阻力。我需要一个比较长的光滑平面作为轨道平面来完成我这个实验，所以提前在实验室里录制完成了这个实验。大家观看实验注意观察它的速度变化。” 学生观看屏幕。 教师：“它的速度变化情况怎么样” 学生齐答：“基本上不变化，一直做匀速直线运动” 教师：“我们今天做所研究的问题正是在三百多年前伽利略所思考的问题，他是第一个发现摩擦力的人。让我们来看一下他是如何发现摩擦力，关于力和运动他又有怎样的思考” 学生朗读教材理想实验的魅力。 教师：“理想实验通过可靠的实验事实，加上合理的逻辑推理，得出规律的一种方法。这也正是它的魅力所在。” 教师：“与伽利略同时代的科学家笛卡尔也研究了这个问题，他得出什么结论？” 学生：“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沿同一直线运动，既不停下来也不偏离原来的方向。” 教师：“在伽利略和笛卡尔的基础上，牛顿提出了动力学的一条基本定律。首先让我们来认识一下这位十七世纪最伟大的科学家。” 学生读屏幕上牛顿简介。 活动3【讲授】第三部分：学习新知，理解定律1.理解第一定律 教师：“让我们看一下牛顿第一定律的内容。一切物体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。” 教师：“从定律可以看出力和运动的关系是怎样的？” 学生：“力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因。” 教师：“物体不受力时总保持匀速直线运动状态或静止状态这能不能通过实验验证呢？” 学生：“不能，没有不受任何力的物体。” 教师：“所以牛顿第一定律是一个理想定律。那么“一切”、“总”又反映了什么？” 学生：“这是物体本身的属性。” 教师：“没错，这种属性就叫做惯性。” 2.了解惯性 一名学生朗读屏幕惯性1.2条。 教师：“一些物体都有惯性。静止的物体也有惯性吗？” 学生：“有，比如说汽车突然启动时，站着的乘客身体会向后倒。由于汽车有了向前的速度而身体由于惯性保持原来的静止状态。” 教师：“那么物体的惯性跟什么有关呢？下面让我们来做一个小游戏。” 小游戏：吹乒乓球比赛。 教师：“我这里有两个乒乓球，下面有请两名同学到前面来比赛，看谁先把球吹到终点。” 两名同学到前面比赛。结果女生胜利。留下男同学说他的乒乓球有什么不同。 教师：”这个现象能说明惯性和质量的关系吗？” 学生：“质量大惯性大” 环节一： 教师：“现在我们尝试着解释一下课前我们做的那个拽绳子的实验，小组讨论一下” 学生：“缓慢增加力时，物体始终处于平衡状态，上面绳子拉力大于下面的绳子。上面绳子先断。突然增加力时，由于钩码质量质量较大，惯性大。突然拉绳子瞬间保持不动，上面绳子拉力不变，下面绳子拉力突然增加，所以先断。” 环节二：实验演示 （近镜头，录制学生比赛过程）教师：“接下来我们再看这样一个实验，这是我们实验用的小车和轨道，老师把它改造了一下。我将一个瓶子固定在小车上，里面装满水。瓶里有一个小钢球和一个小气泡。下面我推动小车，大家注意观察小车停下瞬间小球和气泡的运动方向。” 学生观看实验 教师：“小车速度太快，我们没太看清楚。老师利用手机的慢动作功能将刚才的实验提前录了下来。” 播放视频，学生观看大屏幕。 教师：“怎样解释这个现象，小组讨论” 学生分组讨论 学生：“突然停车，小球由于惯性继续向前运动。而气泡密度比水小，水的惯性比气泡大。水由于惯性继续向前运动，而把气泡挤到相反方向上。” 环节三： 在一辆表面光滑足够长的小车上，有质量为m1和m2的两个小球(m1>m2)，两小球原来随车一起运动．当车突然停止时，如不考虑其他阻力，则两个小球是否会相碰？ 学生：“我认为是无法确定。质量大的物体惯性大，如果原来车是向右运动，两球就会相碰。如果是向做运动，就不会相碰。” 学生：“惯性是保持原来运动状态的性质，并不是力。由于小车表面光滑，当车突然停止后两个小球保持原来速度做匀速直线运动。一定不会相碰。 现在我们在学案上，整理一下本节课的知识网络 由学生整理本课知识结构 最后记分员公布各组得分情况。
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