1牛顿第一定律优质课教学设计

1　牛顿第一定律　 高中物理       人教2003课标版

【教学目标】

1.知识与技能

（1）初步了解牛顿第一定律形成的历史过程；

（2）掌握牛顿第一定律和惯性的相关知识；

（3）能运用惯性概念，解释有关实际问题。

2.过程与方法

（1）通过实验观察与多媒体辅助教学，了解牛顿第一定律的相关历史；

（2）通过讲述与实验，知道惯性与质量的关系， 并能解释生活中有关惯性的现象。

3.情感态度与价值观

（1）让学生知道科学研究过程的艰难，领悟实验加推理的科学研究方法；

（2）培养学生具有将物理知识服务于生活和社会的意识。

【教学内容分析】

1.教材的地位和作用：牛顿运动定律是整个力学体系的基石，而牛顿第一定律又是这个“基石”中的“基石”，它定性地揭示了力和运动的关系，提出惯性的概念，为定量研究力和运动的关系拉开了序幕。

这节教材首先对人类认识“运动和力”的关系作了历史的回顾，介绍了四位科学家研究运动和力的关系的思想方法及卓越贡献。然后讲述牛顿第一定律的内容和物体惯性的概念。在教学设计上以教材中有关“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。本节主要内容是揭示力与运动的关系和惯性的相关知识，在生活中有广泛的应用，对培养学生的探究能力和服务社会的意识有一定的作用。

2.课程标准对本节的要求：本节所述内容在初中课本上已涉及到，初中课本中用到的标题是惯性定律，所以学生已有一定的基础，关键是如何让学生加深对牛顿第一定律的理解。通过历史回顾的方式，让学生了解有关“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，同时要熟练掌握牛顿第一定律以及惯性的相关概念，并其能够运用相关的知识解释生活上一些有关惯性的现象。

3.教材内容安排：通过历史回顾得出牛顿第一定律的形成过程，然后在通过一些生活现象来引出惯性的相关内容。

4.教材的特点：第一，注重学生活动，突出概念的形成；第二，重视物理知识在生活中的应用。

5.对教材的处理：牛顿第一定律以及惯性定律这一知识点的内容较为抽象，在本节的教学过程中，通过引导学生回顾历史以及利用多媒体课件、视频等形式来展示一些实验和生活实例，这样更有助于学生对这一知识的理解和应用。

【学生情况分析】

1.学生的兴趣：具有强烈的好奇心。

2.学生的知识基础：学生在初中时已经有初步学过牛顿第一定律

3.学生的认识特点：对牛顿第一定律有所了解，但并不知道其发展历程，另外，惯性知识比较抽象，学生容易陷入惯性与速度有关的误区。

【教学重点】

    本节的重点是牛顿第一定律的探究过程与方法及相关概念的形成。

【教学难点】

本节的难点是伽利略理想实验以及对惯性的理解。

【教学策略设计】

1.教学组织形式

本节采用教师引导，按物理史实为线索展示物理规律的形成的教学组织形式。

2.教学方法

（1）讲授法

通过老师形象生动、富于引导式的讲解，辅以视频演示实验、现代教学技术，启发学生思维，把学生的感性认识上升到理性认识。在讲授知识的同时渗透理想实验的思想，鼓励学生敢于对知识提出质疑。

（2）实验探究法

物理是一门以实验为基础的科学。由于是理想实验，所以本节教学设计中采取以动手实验和视频演示实验相附和的形式。另外，在讲解惯性与质量的知识点时让学生动手做小实验，让他们感受惯性与质量的关系。

在教师的启发、引导下，观察并描述实验现象从而得出结论。

整个过程渗透物理学研究方法、科学思维方法和协作精神、探索精神等情感态度价值观教育。

（3）谈话法

  先通过一些日常生活经验来一出亚里士多德的错误观点，然后通过历史的足迹慢慢引导学生建立新的观点，了解牛顿第一定律以及惯性的相关知识。

3.学法指导

在课堂教学中,要注重培养学生的科学思维的能力以及敢于质疑的精神。首先，通过回顾旧知识，创设问题情境，激发学生积极的探索欲望；其次，在教学中引入相关的历史资料和生活现象引导学生去探索、分析和总结, 引导学生思考，培养学生的逻辑推理能力；第三，在教学中，通过动手实验和多媒体展示相关的实验和生活现象， 化抽象为具体。

4.教学媒体设计

    充分利用实物、视频、图片等材料，为学生学习物理规律提供必需的感性材料。利用多媒体课件将学生平时难以接触和抽象的物理情境展示出来，使物理现象更加形象直观，既增大教学容量，又提高教学效率。

教学环节和教学内容

教师活动

学生活动

设计意图

[回顾旧知识，引入课题]

(0:00)

问：通过前面两章的学习，我们知道了运动的描述以及各种力的相互作用，那么同学们有没有想过究竟力与运动之间会存在什么关系呢？

带着这个疑问，我们一起走进今天的课堂。

通过联系学生刚刚学过的力和运动的相关知识引入课题，提出要解决的问题，激发学生学习兴趣

[回顾历史]

演示小实验：推小车

师生互动，让学生通过小实验引出亚里士多德观点。

小实验：手用力推车，小车前进，停止用力，小车停止。

     (0:02)

1、亚里士多德观点

思路：

这节课我们主要是通过走进历史，来深入了解力与运动之间的关系。

手用力推车，车前进，停止用力时，车停止，说明了力使车运动。

生活中还有很多这样的例子。

例如：用铁锤敲击钉子，钉子向下运动陷入木板。停止敲击，钉子就不再下陷；关闭了发动机的火车，虽然继续运行，但是最后也将停下来。

所以，早在两千多年前，古希腊学者亚里士多德就从这些生活经验出发，得出了这么一个结论，他认为：力是维持物体运动的原因。

同学们你们认为这种看法对吗？

期待回答：有支持也有反对

从各种生活经验来引出亚里士多德的观点

2、伽利略观点

     (0:05)

亚里士多德的观点一直维持和统治人们的思想近两千年，直到三百年前伽利略对亚里士多德的观点发起了挑战，他认为：力不是维持物体运动的原因，物体运动不需要力。

伽利略注意到，当一个小球沿斜面下滚时速度会增加，小球沿斜面上滚时时速度会减小，他由此猜想，当小球沿水平面滚动时，它的速度应该不增不减他推理：若没有摩擦力，球将永远滚下去，为了说明他的思想，他设计理想斜面实验

通过讲述伽利略对亚里士多德观点的质疑，激发学生探究物理的兴趣以及敢于质疑的精神。

[动手实验]

伽利略理想斜面实验

      (0:06)

①如实验装置所示，在轨道的一端释放一钢珠，如果不存在摩擦力的话，钢珠将会上升到与原来的释放高度相同的点。

②改变轨道的倾角，释放小球，小球上升到原来的高度将会通过更长的路程。

③继续减少轨道的倾角，小球上升到原来的高度将会通过更长的距离。

④将轨道水平放置，释放小球，小球就再也达不到原来的高度，如果不存在摩擦力的话，小球将以恒定的速率永远运动下去。

激发学生动脑思考，培养学生的猜想能力。

[动画模拟]

伽利略理想斜面实验

       (0:11)

好，下面我们通过一个模拟动画来更具体地了解一下伽利略理想实验的具体内容。

播放FLASH动画。

由此伽利略推断：物体的运动不需要靠力来维持！

通过动画模拟更形象地描述理想实验的过程，有助于加深学生的认识与理解。

伽利略的贡献

     (0:14)

首先，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；

其次，他用思维代替直觉认识宇宙，向我们展现了物理实验的魅力所在。

有助于学生了解物理学家认识和发现物理定理、定律的基本方法与过程。

3、笛卡尔

  (0:15)

笛卡儿进一步完善了伽利略的观点，他认为：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。

逐步得出牛顿的观点

笛卡儿的贡献

  (0:17)

（1）明确匀速直线运动；

（2）指出速度改变是有原因的。

[得出结论]

讲述牛顿第一定律的相关概念及其意义

       (0:18)

时隔一个多世纪，牛顿在前人工作的基础上，系统地总结了相关的知识。

他认为：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。这就是我们这节课学习的重点，牛顿第一定律。

问：同学们能从牛顿第一定律里得到什么信息呢？

大家回答得很好！

下面我们也可以通过一下几个方面来加深对牛顿第一定律的理解：

A、“一切物体”说明该定律对于所有物体都普遍适用的，不是特殊现象。

B、“没有受到力的作用”是该定律成立的条件。

 C 、“或”是指：两种状态必居其一，不能同时存在。

D、由于不受力的情况实际是不存在的，因此不能用实验来直接验证。

所以牛顿第一定律的意义就在于它向我们揭示了物体不受外力作用时的运动情况，使我们明白了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

回答：

1、物体运动不需要力。

2、力是改变物体运动状态的原因。

帮助学生形成相关物理概念。

通过分点讲解，使其深入了解定律

讲述惯性的概念

      (0:23)

游戏：用嘴吹书

其实，后来科学家们把物体保持原有的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性，所以牛顿第一定律又叫做惯性定律。

问：同学们能不能举一些生活中的例子来说明惯性的存在？

生活中大量的事实说明：任何物体，无论处在什么状态，都具有惯性；惯性是物体的固有属性；

思考并猜想：一下物体的惯性大小和什么因素有关？

学生做小实验：

（1）提起书，用最大力气吹垂下的封面；

（2）用手提起封面，用最大力气吹垂下的书。

思考：你观察到了什么现象？

对实验现象进行分析。

通过刚刚的实验我们可以知道质量是物体惯性大小的量度，质量越大，惯性越大。

当然，生活中还有很多这样的例子。例如运动的火车比运动的自行车停下来要困难得多等等。

讨论与思考：

有人认为：同一辆汽车，速度大时不容易停下来，所以惯性大；速度小时容易停下来，所以惯性小？你同意他的看法吗？

解释：物体惯性的大小只与物体质量有关。质量越大，惯性越大。而与物体的运动快慢、是否受力等因素无关。

回答：空中运动的足球、汽车启动、刹车时等

动手实验并思考

回答：吹封面时容易动。

用实验来让学生感受惯性与质量之间的关系

[知识拓展]

分析生活中的一些关于惯性的例子

  (0:29)

通过刚刚的学习，相信大家对牛顿第一定律和惯性都有了较深的了解，那么同学们能不能用刚刚学过的知识解释一下下列生活现象呢？

问：

为什么开车时要系好安全带？

高速公路上开车要保持车距？

避免惯性造成的伤害

将规律教学导入巩固深化阶段，培养学生具有将物理知识服务于社会的意识，体现从物理走向社会的新课程理念。。

[课堂练习]

     (0:31)

例1火车在长直轨道上匀速行驶, 坐在门窗密闭的车厢内的一人将手中的钥匙相对车竖直上抛,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

    例2下列哪些现象是利用惯性的（     ）

A、拍打衣服时，灰尘脱离衣服

B、司机和前排的乘客要系安全带

C、洗完手后，用力甩掉手的水滴

D、跳远运动员起跳前要尽力助跑

例3、一个在日本的旅游者，想来中国．他设想将自己悬挂在空中的大气球中，由于地球的自转，只要在空中停留几个小时，就可以到达中国，您认为这有可能实现吗？为什么？

思考

练习

回答：

1、C

2、ACD

3、不能

通过练习来巩固强化所学知识点

[小结]

 (0:40)

通过学习牛顿第一定律我们可以知道一个规律的发现并不是一帆风顺的，也不是一开始的认识就是对的，而是需要人类不断探索才能形成的，所以我们在学习的过程中要勇于探索和敢于质疑，这样我们才能获得更多的知识。

观察

思考

好奇

激发学生进一步学习的兴趣，培养学生勇于探索和敢于质疑

1　牛顿第一定律　

1　牛顿第一定律　

教学环节和教学内容

教师活动

学生活动

设计意图

[回顾旧知识，引入课题]

(0:00)

问：通过前面两章的学习，我们知道了运动的描述以及各种力的相互作用，那么同学们有没有想过究竟力与运动之间会存在什么关系呢？

带着这个疑问，我们一起走进今天的课堂。

通过联系学生刚刚学过的力和运动的相关知识引入课题，提出要解决的问题，激发学生学习兴趣

[回顾历史]

演示小实验：推小车

师生互动，让学生通过小实验引出亚里士多德观点。

小实验：手用力推车，小车前进，停止用力，小车停止。

     (0:02)

1、亚里士多德观点

思路：

这节课我们主要是通过走进历史，来深入了解力与运动之间的关系。

手用力推车，车前进，停止用力时，车停止，说明了力使车运动。

生活中还有很多这样的例子。

例如：用铁锤敲击钉子，钉子向下运动陷入木板。停止敲击，钉子就不再下陷；关闭了发动机的火车，虽然继续运行，但是最后也将停下来。

所以，早在两千多年前，古希腊学者亚里士多德就从这些生活经验出发，得出了这么一个结论，他认为：力是维持物体运动的原因。

同学们你们认为这种看法对吗？

期待回答：有支持也有反对

从各种生活经验来引出亚里士多德的观点

2、伽利略观点

     (0:05)

亚里士多德的观点一直维持和统治人们的思想近两千年，直到三百年前伽利略对亚里士多德的观点发起了挑战，他认为：力不是维持物体运动的原因，物体运动不需要力。

伽利略注意到，当一个小球沿斜面下滚时速度会增加，小球沿斜面上滚时时速度会减小，他由此猜想，当小球沿水平面滚动时，它的速度应该不增不减他推理：若没有摩擦力，球将永远滚下去，为了说明他的思想，他设计理想斜面实验

通过讲述伽利略对亚里士多德观点的质疑，激发学生探究物理的兴趣以及敢于质疑的精神。

[动手实验]

伽利略理想斜面实验

      (0:06)

①如实验装置所示，在轨道的一端释放一钢珠，如果不存在摩擦力的话，钢珠将会上升到与原来的释放高度相同的点。

②改变轨道的倾角，释放小球，小球上升到原来的高度将会通过更长的路程。

③继续减少轨道的倾角，小球上升到原来的高度将会通过更长的距离。

④将轨道水平放置，释放小球，小球就再也达不到原来的高度，如果不存在摩擦力的话，小球将以恒定的速率永远运动下去。

激发学生动脑思考，培养学生的猜想能力。

[动画模拟]

伽利略理想斜面实验

       (0:11)

好，下面我们通过一个模拟动画来更具体地了解一下伽利略理想实验的具体内容。

播放FLASH动画。

由此伽利略推断：物体的运动不需要靠力来维持！

通过动画模拟更形象地描述理想实验的过程，有助于加深学生的认识与理解。

伽利略的贡献

     (0:14)

首先，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；

其次，他用思维代替直觉认识宇宙，向我们展现了物理实验的魅力所在。

有助于学生了解物理学家认识和发现物理定理、定律的基本方法与过程。

3、笛卡尔

  (0:15)

笛卡儿进一步完善了伽利略的观点，他认为：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。

逐步得出牛顿的观点

笛卡儿的贡献

  (0:17)

（1）明确匀速直线运动；

（2）指出速度改变是有原因的。

[得出结论]

讲述牛顿第一定律的相关概念及其意义

       (0:18)

时隔一个多世纪，牛顿在前人工作的基础上，系统地总结了相关的知识。

他认为：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。这就是我们这节课学习的重点，牛顿第一定律。

问：同学们能从牛顿第一定律里得到什么信息呢？

大家回答得很好！

下面我们也可以通过一下几个方面来加深对牛顿第一定律的理解：

A、“一切物体”说明该定律对于所有物体都普遍适用的，不是特殊现象。

B、“没有受到力的作用”是该定律成立的条件。

 C 、“或”是指：两种状态必居其一，不能同时存在。

D、由于不受力的情况实际是不存在的，因此不能用实验来直接验证。

所以牛顿第一定律的意义就在于它向我们揭示了物体不受外力作用时的运动情况，使我们明白了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

回答：

1、物体运动不需要力。

2、力是改变物体运动状态的原因。

帮助学生形成相关物理概念。

通过分点讲解，使其深入了解定律

讲述惯性的概念

      (0:23)

游戏：用嘴吹书

其实，后来科学家们把物体保持原有的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性，所以牛顿第一定律又叫做惯性定律。

问：同学们能不能举一些生活中的例子来说明惯性的存在？

生活中大量的事实说明：任何物体，无论处在什么状态，都具有惯性；惯性是物体的固有属性；

思考并猜想：一下物体的惯性大小和什么因素有关？

学生做小实验：

（1）提起书，用最大力气吹垂下的封面；

（2）用手提起封面，用最大力气吹垂下的书。

思考：你观察到了什么现象？

对实验现象进行分析。

通过刚刚的实验我们可以知道质量是物体惯性大小的量度，质量越大，惯性越大。

当然，生活中还有很多这样的例子。例如运动的火车比运动的自行车停下来要困难得多等等。

讨论与思考：

有人认为：同一辆汽车，速度大时不容易停下来，所以惯性大；速度小时容易停下来，所以惯性小？你同意他的看法吗？

解释：物体惯性的大小只与物体质量有关。质量越大，惯性越大。而与物体的运动快慢、是否受力等因素无关。

回答：空中运动的足球、汽车启动、刹车时等

动手实验并思考

回答：吹封面时容易动。

用实验来让学生感受惯性与质量之间的关系

[知识拓展]

分析生活中的一些关于惯性的例子

  (0:29)

通过刚刚的学习，相信大家对牛顿第一定律和惯性都有了较深的了解，那么同学们能不能用刚刚学过的知识解释一下下列生活现象呢？

问：

为什么开车时要系好安全带？

高速公路上开车要保持车距？

避免惯性造成的伤害

将规律教学导入巩固深化阶段，培养学生具有将物理知识服务于社会的意识，体现从物理走向社会的新课程理念。。

[课堂练习]

     (0:31)

例1火车在长直轨道上匀速行驶, 坐在门窗密闭的车厢内的一人将手中的钥匙相对车竖直上抛,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

    例2下列哪些现象是利用惯性的（     ）

A、拍打衣服时，灰尘脱离衣服

B、司机和前排的乘客要系安全带

C、洗完手后，用力甩掉手的水滴

D、跳远运动员起跳前要尽力助跑

例3、一个在日本的旅游者，想来中国．他设想将自己悬挂在空中的大气球中，由于地球的自转，只要在空中停留几个小时，就可以到达中国，您认为这有可能实现吗？为什么？

思考

练习

回答：

1、C

2、ACD

3、不能

通过练习来巩固强化所学知识点

[小结]

 (0:40)

通过学习牛顿第一定律我们可以知道一个规律的发现并不是一帆风顺的，也不是一开始的认识就是对的，而是需要人类不断探索才能形成的，所以我们在学习的过程中要勇于探索和敢于质疑，这样我们才能获得更多的知识。

观察

思考

好奇

激发学生进一步学习的兴趣，培养学生勇于探索和敢于质疑