鲁科版高一物理必修一教案：6.1牛顿第一定律

4.1 牛顿第一定律 一、设计思想 物理学是一门与自然、生活、技术进步和社会发展有着最为广泛联系的科学。让学生封 闭在既不联系自然，也不联系生产、生活，远离科学探究乐趣，甚至根本不可能存在的“思 辩游戏”式的难题和怪题的牢笼之中，他们是不可能热爱物理课程的。所以要让学生在体验 中获得物理规律，在物理史实中领略思维的力量和美。本节课的设计特点是注重物理规律的 发现和发展，对科学家的创造性思维品质和敢于置疑、坚持真理的献身精神成为情感态度价 值观教育的好素材。另外，实验的验证是本节课必需要的。适当介绍一些物理学史的知识， 通过对大量实例的分析，让学生真正理解力不是维持物体速度的原因，而是改变物体速度的 原因。先是介绍了人类对力和运动关系的发展历史，并着重讲述了伽俐略的理想实验及其重 要的实验思想。然后引入了牛顿第一定律，引入了惯性概念，并由此分析出力不是维持物体 速度的原因，而是改变物体速度的原因。 二、教材分析 牛顿第一定律是牛顿定律的基石，正是因为它破除了长达近两千年的亚里士多德的错 误，改变了人类的自然观和世界观，才导致牛顿第二定律得出。与此同时，它本身还包含着 力、惯性、和参考系这些极富成果的科学概念，成为物理学理论的支柱和基石。另外，伽利 略的研究过程蕴涵了重要的科学方法，教学中要引导学生领会牛顿第一定律的含义，充分说 明伽利略“理想实验”的实验基础和推理过程，展示了伽利略斜面理想实验的猜想依据、推 断结果这一思维过程，通过教学让学生明确运动和力的关系，提升对力、惯性、质量等基本 概念的理解。惯性是学生学习运动和力的基础，因其抽象难懂而成为难点。 三、学情分析 本节内容在初中阶段学生已经有了一定的认识，比如定律的内容，定性的实验推理过程， 尤其是关于惯性的学习和用其对实际现象的分析解释等。高中阶段的学习主要是让学生在已 有知识的基础上发现其理解上存在的问题、深入对本定律的理解，这样有利于激发他们进一 步学习的兴趣，进而培养他们学习物理的兴趣。为后续课程的学习奠定基础。 四、教学目标 【知识与技能】 （1）了解亚里斯多德对力和运动关系的论述及存在的错误 （2）理解牛顿第一定律的内容，能够运用牛顿第一定律解释有关现象 （3）知道惯性是物体的固有属性，知道质量是物体惯性大小的量度 （4）用惯性概念解释有关实际问题。会识别惯性系和非惯性系 【过程与方法】 （1）体会伽利略研究运动和力关系的思想方法，了解理想实验的作用 （2）体会科学探究过程的漫长、艰辛 【情感态度、价值观】 通过牛顿第一定律的历史史实回顾，增进对科学的兴趣，培养学生的创造性思维品质和 敢于质疑、坚持真理的献身精神。 五、教学重点、难点 【教学重点】 认识伽利略研究运动和力关系的思想方法，了解理想实验的意义； 知道质量是描述惯性的物理量。 【教学难点】 对牛顿第一定律发现过程中的科学方法的体会 六、教学策略和手段 探究式教学，按物理史实为线索展示物理规律的形成。 七、课前准备 硬币若干，小钢球，双斜面导轨 三、教学过程 教学流程 教师活动 学生活动 教学资源 设计思想 新课引入 播放视频 1：引出人们对力 和运动关系认识不清； 师：在前面我们学习了怎样描 述物体的运动，但没有讨论物体为 什么会做这种或那种运动。爱因斯 坦曾把一代代科学家探索自然奥秘 的努力，比做福尔摩斯侦探小说中 警员破案的过程。在探究物体运动 原因的“侦探小说”里，曾有“错 案”的发生，即使科技发达的今天， 人们还存在这样的错觉，瞧！（播放 视频）。 师：今天啊，我们就做一回福尔 摩斯，为此状“错案”翻案，还人 们一个明白：力和运动到底是怎样 一个关系。 观察与思考 视频 1 自 拍 生 活 场 景 ： 小 孩 玩 玩 具 车 ； 学 生踢足球 从生活的角度， 导出本节课所 要探究的问题： 力与运动的关 系。由于贴近生 活实际，易于吸 引学生的注意 力，调动学生的 探究兴趣。 新课教 学 回顾历史，发 现问题 问题 1：在探究运动原因的历 史过程中，亚里士多德的观点 是什么？ 师：亚里士多德根据哪些经验 得出这样的结论？ 投影:推、拉、提使物体运动图 片。 学生阅读课本描 述观点：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。 学生：要使一个物 体运动，必须推它或 者拉它 。 学生开始游戏，思 考硬币为什么停止 运动？ 学生：不是，硬币 停下来是因为摩擦 实物投影 实 验 器 材：桌面 硬币 培养学生发现 问题，用科学方 法探究问题的 能力。 师：这些线索和经验日常生活中很 常见，很明显，那么这些明显的线 索有没有问题，或者说在这些现象 中有没有什么被忽略的东西？下面 我们通过一个游戏亲身体验一下， 思考：硬币为什么停止运动？ 投影：“奔跑吧，硬币！”的游戏规 则。 师：硬币是因为没有力的作用 停下来吗？ 力的作用。 教学事件 教师活动 学生活动 教学资源 设计思想 新 课 教 学 设计 实验 解决困 难 师：问题 2：亚里士多德的 错误观点为什么能维持了 近两千多年？ 师：直觉和经验不可靠，即 研究问题的方法不科学，那 么打算用怎样的方法来说 明你们的想法？（回忆初中 教材中用的方法） 学生：通过常见现象 作简单的结论是不 够的。直觉和经验是 不可靠的。 学生设计实验：斜面 和平面小车的实验。 器 材 ： 书 本 做 出 的 斜 面 和 小 钢球 教师在引导学 生推理过程中， 把自己也放到 一个与学生地 位平等的思考 者。体现师生平 等通过思考，推 理，以及生生互 动、师生互动的 讨论环节；培养 学生自主合作、 师：同学们，在牛顿之前 的物理学史中，没有力的概 念，那么出生于牛顿之前的 意大利物理学家伽利略创 造了用了怎样的有效“侦察 “方法，揭开力与运动关系 的本质。 学生体会伽利略生 活的年代物理学的 研究才刚刚开始，力 的概念没有建立。 双 斜 面 仪器 小球 探究性学习的 能力。 在对比教学 中过程，不仅解 决了本节课的 教学难点、重点 也使学生受到 科学方法论的 教育。 学生阅读课本思考 问题 1.学生演示：球从斜 面向下运动时，速度增大； 向上运动时，速度减小。 当球沿水平面运动时，它 的速度应该不增不减。 2.学生演示：利用双 斜面实验仪器展示。 3 学生讨论回答问 题：我们不能消除一切助 力，也不能把第二个斜面 做得无限长，所以是“理 想实验“。科学的推理方 法，是人类思想史上最伟 大的成就之一，而且标志 着物理学的真正开端。 学生阅读课本回答。 理想实 验的魅 力 教师引导：阅读课本“理 想实验的魅力”，思考： 问题 1: 伽利略“没有摩 擦阻力，球将永远滚下去” 的思想是如何产生的？ 问题 2：教科书中描述的理 想实验是如何设计的？ 问题 3：为什么说理想实 验不能成为真实的实验？ 它的意义是什么？ 师：伽利略理想实验的结 论是什么？ 师：笛卡尔做了哪些补 充？ 牛顿运 动定律 问 1：在伽利略和笛卡儿 工作的基础上，隔了一代人 后，牛顿以他本人超群的素 质，终于完成了历史赋予的 任务：总结出三大运动定 律。那么牛顿第一定律是如 何描述的？ 问 2：牛顿第一定律与伽 利略和笛卡儿的观点比较， 有哪些独特贡献？ 问 3：牛顿第一定律为什 么又称为惯性定律？ 学生回答：一切物体 总保持匀速直线运 动或静止状态，除非 作用在它上面的力 迫使它改变这种状 态。 学生：提出：物体的 固有性质惯性；物体 对物体的作用称为 力； 说明了（1）物体运 动不需要力的维持， 力是改变物体运动 状态原因。 （2）物体具有总保 持匀速直线运动状 态或静止状态的性 质——惯性 学生：冰壶，溜冰， 滑板 问 4：生活中哪些现象可 以帮助我们理解牛顿第一 定律？ 惯性与 质量 师：初中在学习惯性时， 老师会告诉我们一句话： “质量大的物体惯性大”。 你能解释这个说法吗？ 师引导：初速度相同，受 力相同的前提下分析。 讨论 举例 课堂小结 物 理 学 史 传 递 的 正 能 量 教师：投影出各物理学家对 力与运动关系的原始表述。 引导学生体会科学探究的艰 辛和严谨的态度；对现实生 活中遇到问题要有正确的认 知观和正确处理问题的方法 论。 学生讨论叙述：牛顿运动定律得出的历史，对物理学家 的探索自然奥秘的过程谈谈自己的体会。 【板书】 四、教学反思本节内容虽然是学生学习过的内容，但是通过历史史实回顾结合百度搜索 调动了学生的学习兴趣，激发了他们的求知欲，使学生勇于自觉发言，积极参与问题探究。 自学讨论过程中使学生了解科学问题是怎样提出的，问题是如何解决的，相应的概念和定律 是如何萌生、提炼和发展的，可以帮助学生理解相关知识的本质和内涵，并得到物理思想上 的升华。牛顿第一定律适用性的探讨学习，使学生对该定律的理解更进一步，对科学的学习 兴趣也会进一步增强。从而使课堂教学顺利、高效完成。