1牛顿第一定律教案及板书设计

1　牛顿第一定律　 高中物理       人教2003课标版

1、知识与技能

    1.知道伽利略的理想实验及其主要推理过程和推论，知道理想实验是科学研究的重要方法。

    2.理解牛顿第一定律的内容及意思。

3.知道什么是惯性，会正确的解释有关惯性的现象。

2、过程与方法

   1.观察生活中的惯性现象，了解力和运动的关系

   2.通过实验加深对牛顿第一定律的理解

3．理解理想实验是科学研究的重要方法。

3、情感态度与价值观

1.通过伽利略和亚里士多德对力和运动关系的不同认识，了解人类认识事物本质的曲折性。

    2.感悟科学是人类进步的不竭动力

教学重点：

    1.科学思想的建立过程

    2.理解牛顿第一定律，知识惯性与质量的关系.教学难点：

   力和运动的关系，惯性和质量的关系

新课导入：关于运动先人都充满的无限的遐想，从西游记中孙悟空的一个筋斗，到嫦娥奔月，寄托着先人无数的梦想，时至今日，(展示图片天宫一号和神舟八号)很多梦想逐渐被我们所实现，如何才能让神舟八号按照既定的路线完成和天宫一号的对接，这是一个非常复杂的过程，首先我们就要研究力和运动的关系。

新课展示

一、力和运动有什么关系呢？

1、亚里士多德

（1）古希腊哲学家亚里士多德的观点是什么，他凭什么得出观点的？

力是维持物体运动的原因； 观察和直觉。

（2）造成亚里士多德得出错误观点的原因是什么？

由于地面环境中重力和摩擦力的干扰。

【过渡引导】一边解说引导，一边用小车演示

其实，最先悟出这一原因的是17世纪意大利的物理学家伽利略。他观察到，在推力作用下运动的小车，撤去推力后，小车并不是立刻停止，而是运动了一段时间才停下来的。撤去推力，小车仍可以运动，这就说明：“力是维持运动的原因”这一观点，并不是力和运动的真正关系。为了找出力和运动的真正关系，伽利略巧妙的设计了一个实验，这个实验把他深邃的思想和超人的睿智体现的淋漓尽致，那么，这到底是一个什么样的实验呢？

2、伽利略的实验

（1）实验过程

（层层设问，步步深入，让学生经历伽利略的思考过程，体验理想实验的科学研究方法）

教师先演示伽利略对单摆的研究，从中让学生发现小球总想找到与它释放是等高的点。由此启发伽利略设计了一个斜面实验。

装置介绍：两个对接的粗糙斜面，中间用圆弧相连。

问：让小球从一个斜面的某一个高度静止释放，小球的运动情况如何？试描述出来。

问：小球为什么达不到原来的高度，而且最终又停下来呢？

问：设想斜面光滑，没有摩擦，小球的运动情况如何呢？。

问：如果减小第二个斜面的倾斜度，小球的运动情况如何？和前一次有什么异同呢?

问：推想：如果持续减小第二个斜面的倾斜度，小球的运动情况如何呢？

问：当第二个斜面变成水平面时，小球的运动情况如何呢？

师生总结：小球在水平方向上不受力，仍可以运动，这就说明：运动并不需要力来维持。伽利略由此得出结论：力不是维持运动的原因。

继续演示气垫导轨的实验，分析得出在在阻力非常小的情况下物体接近于做匀速直线运动，但是即使是气垫导轨也有一定的阻力，所以在伽利略的那个年代就难度的更大了。

【过渡引导】

伽利略实验的整个过程，都是在假设斜面光滑没有摩擦的前提下进行的，而绝对光滑的斜面是不存在的，所以说伽利略的实验是一个理想实验。那么什么是理想实验呢？

（2）理想实验

在学生稍加讨论后，给出理想实验的概念。

理想实验是在思想中塑造的一种理想过程。它是以科学实验为基础，以科学事实为根据，突出主要因素，排除次要因素，运用逻辑推理，揭示物理世界的内在联系，发现物理规律。这是科学研究的重要方法。

阐述爱因斯坦对伽利略理想实验的评价。

【过渡引导】

在伽利略实验的基础上，法国科学家笛卡尔，对力和运动的关系做了进一步的推论。大屏幕上打出笛卡尔的观点，让学生来比较一下伽利略和笛卡尔的观点。

【过渡引导】

英国科学家牛顿做了进一步的补充、完善和总结，提出了牛顿第一定律。阐述一下牛顿说他是站在巨人的肩膀上，那么这些巨人有哪些？

二、牛顿第一定律

一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到外力迫使它改变运动状态为止。【思考与讨论】

比较、分析、讨论牛顿第一定律比笛卡尔的推论有哪些地方更完善了？

体现在以下四点：

        ①一个  —→  一切： 体现出普遍性、共性;

②将保持  —→  总保持： 体现出物体的固有性、特性;

③只研究了物体不受力的情况—→还研究了受外力的情况:说明了外力的作用;

④表述上，牛顿第一定律比笛卡尔的推论更明确，更简洁。

插入学生游戏，叫两个同学来运乒乓球，尽量保持乒乓球板水平。

问，在此过程有有何感受？

学生感受总结，在启动的时候球想保持原来的静止状态，结束的时候球也想保持他原来的运动状态，但我们想改变他的运动状态就需要力，让学生通过这个例子来体会牛顿第一定律的意义。

通过的分析，总结牛顿第一定律的意义。

①说明了物体不受力时的状态：匀速直线运动状态或静止状态。

②说明了力的作用：力是改变物体的运动状态的原因。

③揭示了一切物体都具有的一种固有属性——惯性，因此，牛顿第一定律又叫做惯性定律。

【过渡引导】

那么什么是惯性呢？（根据牛顿第一定律得出惯性的定义。）

三、惯性

    1、定义：物体保持匀速直线运动状态或静止状态的特性。

    2、说明：

①一切物体都有惯性，惯性是物体的固有属性。

(为更好的理解“一切”和“固有”，设计以下两个问题和一个视频)

问题：地球上的物体有惯性，太空中的物体有惯性吗？

问题：人行走时有惯性，静止时有惯性吗？

学生举例，教师总结。

【思考与讨论】

惯性是物体的固有属性，那么惯性和那些因素有关呢？

学生活动：吹乒乓球，事先准备好两个乒乓球，先交学生吹一个里面充满沙子的乒乓球，再叫学生吹一个里面没有沙子的乒乓球。

学生讨论：师生共同总结：质量不同的物体，保持原有运动状态的本领是不同的，质量越大，保持原有运动状态的本领越大，就说物体的惯性越大；相反，惯性越小。可见，物体的惯性是有大小的，并且质量是物体惯性大小的唯一量度。

②质量是物体惯性大小的唯一量度。

图片感受：日本的相扑运动和体操表演。

教师总结：通过亚里士多德和伽利略对力和运动关系的不同认识，通过对笛卡尔的推论和牛顿第一定律的比较分析，我们知道了，人类对事物或规律的认识，并不是一蹴而就，一步到位的，而是经历着一个步步深入。逐步完善的曲折的过程。

1　牛顿第一定律　

1　牛顿第一定律　

新课导入：关于运动先人都充满的无限的遐想，从西游记中孙悟空的一个筋斗，到嫦娥奔月，寄托着先人无数的梦想，时至今日，(展示图片天宫一号和神舟八号)很多梦想逐渐被我们所实现，如何才能让神舟八号按照既定的路线完成和天宫一号的对接，这是一个非常复杂的过程，首先我们就要研究力和运动的关系。

新课展示

一、力和运动有什么关系呢？

1、亚里士多德

（1）古希腊哲学家亚里士多德的观点是什么，他凭什么得出观点的？

力是维持物体运动的原因； 观察和直觉。

（2）造成亚里士多德得出错误观点的原因是什么？

由于地面环境中重力和摩擦力的干扰。

【过渡引导】一边解说引导，一边用小车演示

其实，最先悟出这一原因的是17世纪意大利的物理学家伽利略。他观察到，在推力作用下运动的小车，撤去推力后，小车并不是立刻停止，而是运动了一段时间才停下来的。撤去推力，小车仍可以运动，这就说明：“力是维持运动的原因”这一观点，并不是力和运动的真正关系。为了找出力和运动的真正关系，伽利略巧妙的设计了一个实验，这个实验把他深邃的思想和超人的睿智体现的淋漓尽致，那么，这到底是一个什么样的实验呢？

2、伽利略的实验

（1）实验过程

（层层设问，步步深入，让学生经历伽利略的思考过程，体验理想实验的科学研究方法）

教师先演示伽利略对单摆的研究，从中让学生发现小球总想找到与它释放是等高的点。由此启发伽利略设计了一个斜面实验。

装置介绍：两个对接的粗糙斜面，中间用圆弧相连。

问：让小球从一个斜面的某一个高度静止释放，小球的运动情况如何？试描述出来。

问：小球为什么达不到原来的高度，而且最终又停下来呢？

问：设想斜面光滑，没有摩擦，小球的运动情况如何呢？。

问：如果减小第二个斜面的倾斜度，小球的运动情况如何？和前一次有什么异同呢?

问：推想：如果持续减小第二个斜面的倾斜度，小球的运动情况如何呢？

问：当第二个斜面变成水平面时，小球的运动情况如何呢？

师生总结：小球在水平方向上不受力，仍可以运动，这就说明：运动并不需要力来维持。伽利略由此得出结论：力不是维持运动的原因。

继续演示气垫导轨的实验，分析得出在在阻力非常小的情况下物体接近于做匀速直线运动，但是即使是气垫导轨也有一定的阻力，所以在伽利略的那个年代就难度的更大了。

【过渡引导】

伽利略实验的整个过程，都是在假设斜面光滑没有摩擦的前提下进行的，而绝对光滑的斜面是不存在的，所以说伽利略的实验是一个理想实验。那么什么是理想实验呢？

（2）理想实验

在学生稍加讨论后，给出理想实验的概念。

理想实验是在思想中塑造的一种理想过程。它是以科学实验为基础，以科学事实为根据，突出主要因素，排除次要因素，运用逻辑推理，揭示物理世界的内在联系，发现物理规律。这是科学研究的重要方法。

阐述爱因斯坦对伽利略理想实验的评价。

【过渡引导】

在伽利略实验的基础上，法国科学家笛卡尔，对力和运动的关系做了进一步的推论。大屏幕上打出笛卡尔的观点，让学生来比较一下伽利略和笛卡尔的观点。

【过渡引导】

英国科学家牛顿做了进一步的补充、完善和总结，提出了牛顿第一定律。阐述一下牛顿说他是站在巨人的肩膀上，那么这些巨人有哪些？

二、牛顿第一定律

一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到外力迫使它改变运动状态为止。【思考与讨论】

比较、分析、讨论牛顿第一定律比笛卡尔的推论有哪些地方更完善了？

体现在以下四点：

        ①一个  —→  一切： 体现出普遍性、共性;

②将保持  —→  总保持： 体现出物体的固有性、特性;

③只研究了物体不受力的情况—→还研究了受外力的情况:说明了外力的作用;

④表述上，牛顿第一定律比笛卡尔的推论更明确，更简洁。

插入学生游戏，叫两个同学来运乒乓球，尽量保持乒乓球板水平。

问，在此过程有有何感受？

学生感受总结，在启动的时候球想保持原来的静止状态，结束的时候球也想保持他原来的运动状态，但我们想改变他的运动状态就需要力，让学生通过这个例子来体会牛顿第一定律的意义。

通过的分析，总结牛顿第一定律的意义。

①说明了物体不受力时的状态：匀速直线运动状态或静止状态。

②说明了力的作用：力是改变物体的运动状态的原因。

③揭示了一切物体都具有的一种固有属性——惯性，因此，牛顿第一定律又叫做惯性定律。

【过渡引导】

那么什么是惯性呢？（根据牛顿第一定律得出惯性的定义。）

三、惯性

    1、定义：物体保持匀速直线运动状态或静止状态的特性。

    2、说明：

①一切物体都有惯性，惯性是物体的固有属性。

(为更好的理解“一切”和“固有”，设计以下两个问题和一个视频)

问题：地球上的物体有惯性，太空中的物体有惯性吗？

问题：人行走时有惯性，静止时有惯性吗？

学生举例，教师总结。

【思考与讨论】

惯性是物体的固有属性，那么惯性和那些因素有关呢？

学生活动：吹乒乓球，事先准备好两个乒乓球，先交学生吹一个里面充满沙子的乒乓球，再叫学生吹一个里面没有沙子的乒乓球。

学生讨论：师生共同总结：质量不同的物体，保持原有运动状态的本领是不同的，质量越大，保持原有运动状态的本领越大，就说物体的惯性越大；相反，惯性越小。可见，物体的惯性是有大小的，并且质量是物体惯性大小的唯一量度。

②质量是物体惯性大小的唯一量度。

图片感受：日本的相扑运动和体操表演。

教师总结：通过亚里士多德和伽利略对力和运动关系的不同认识，通过对笛卡尔的推论和牛顿第一定律的比较分析，我们知道了，人类对事物或规律的认识，并不是一蹴而就，一步到位的，而是经历着一个步步深入。逐步完善的曲折的过程。