2021-2022学年高一上学期物理人教版必修1 4.1牛顿第一定律 教案

课题 §4.1 牛顿第一定律 课型 新授课（1课时）
一、教学目标：（—）、知识与技能：体会伽利略的理想实验思想。理解牛顿第一定律的内容及意义；理解力和运动的关系。 理解惯性的概念，知道质量是惯性大小的量度。（二）、过程与方法：1.通过回顾历史探究过程理解牛顿第一定律的形成过程。2知道理想实验是科学研究的重要方法。（三）情感态度价值观：1.通过运动和力的关系的历史探究过程，使学生体会规律的形成都有一个从感性到理性、从低级到高级的产生、发展和演变的过程。2.培养学生正视直觉、剖析现象、究其本质、探索规律的能力。3.通过理想斜面的教学，体会理想实验的魅力。二、教学重点、难点分析：1.教学重点：通过回顾历史探究过程理解牛顿第一定律；惯性的理解。2.教学难点：力和运动的关系；惯性和质量的关系。三、教学用具：鸡蛋11个（生鸡蛋5个，熟鸡蛋6个）、小盆、小球、自制伽利略斜面轨道、气垫导轨、杯子、木板、投影仪、多媒体。四、教学过程：
教师活动 学生活动 设计意图
设疑引入课题 师：开始我们今天的新课之前，我们先来做个能力小测试——辨别“生鸡蛋”与“熟鸡蛋”。师：大家的判断是否正确呢？在学完今天的新课之后我们再来揭晓答案。 全班参与 用生活中不易观察到的现象设疑，引入本节课题。
回顾历史实验探究理解定律了解惯性 【情境设问，科学猜想】师：请大家给你桌上的课本一个推力，然后撤掉推力，大家观察到什么现象？师设疑：这说明力对物体的运动起什么作用？师：最早提出这个问题并给出经验猜想的是古希腊学者亚里士多德。（板书）他根据大量生活生产经验猜想，最终得出结论：物体的运动需要力来维持。他的观点来自实际经验，还能用实际经验验证，所以被人们广泛接受，并维持了近两千年。师：那么这个被恩格斯称为古代最博学的人的结论是正确的吗？师：谁能用具体事例说明一下呢？师：这位同学说的非常好。虽然亚里士多德的观点是错误的。但事有利弊两面，他的结论虽然是错的，但却也给后面科学家开创了一个新的研究领域。 观察现象并回答：给课本推力，课本运动，撤掉推力，课本停止运动生：物体的运动需要力来维持认真听讲观察思考，回答问题：亚里士多德的观点是错误的。生举例：踢足球的时候，足球离开脚后仍然在运动，说明运动不需要力来维持。 引导学生得出错误结论，引出亚里士多德的观点帮助学生了解物理学史引导学生勇敢质疑已形成的结论。 激起学生探究科学的欲望和激情使学生能够正确认识凡事有利有弊
【质疑假设，科学猜想】师：首先质疑并深入研究的是十六世纪的物理学家伽利略。他观察了小球的运动：当球沿斜面向下运动时，它的速度增大，而向上运动时，速度减小。于是他想：若球沿水平面运动时，它的速度是不是应该不增不减呢？可是他发现,小球在水平面上运动一段距离后也停了下来。最后他猜想小球停止运动是因为受到了摩擦阻力。为了验证他的猜想他设计了一个实验——双斜面实验。【实验探究，得出结论】师：实验装置：左斜面固定，右斜面倾角可变。实验中我们设定小球始终从左斜面同一高度处由静止释放。师演示：逐次改变右斜面的倾角，观察小球的运动情况（重复演示）。师问：减小右斜面倾角，小球沿斜面运动的最远距离如何变化？师：这位同学说的非常准确，就好像小球有了记忆功能，总是想找到原来的高度，它能到达原来的高度吗？为什么？师：同学们说的非常好，那么如果没有摩擦，又会是什么情况呢？由于在我们生活中不存在绝对光滑，所以我们只能通过Flash动画来模拟没有摩擦阻力时小球的运动。师：通过上面的实验以及假想，如果轨道足够长且没有摩擦阻力，我们能得到什么结论呢？师：这位同学说的非常好。这也是伽利略所得出的结论：力不是维持物体运动的原因，物体会停下来是因为受到摩擦阻力的缘故。但由于不存在绝对光滑，所以伽利略只能通过他的大脑去想象然后推理得出结论。也因此我们把伽利略的实验叫做理想斜面实验师：被实验的小球身上有什么值得我们学习的精神吗？师：在我们的学习过程中也同样需要执着，希望大家能以执着的精神去学习，哪怕遇到挫折与困难，只要不放弃，只要肯努力，就一定可以硕果累累。 认真听讲一位同学上台辅助老师完成实验操作：改变右斜面倾角，标记每次小球到达的位置。其他同学仔细观察现象。生：随着右斜面倾角减小，小球运动的距离越来越远。生：不能，因为有摩擦阻力生：如果轨道足够长且没有摩擦阻力，小球将一直运动下去。认真听讲生：它很执着。 引导学生应用科学方法探究物理规律引导学生应用科学方法探究物理规律：观察现象→猜想→实验→推理→结论引导学生自己进行总结，得出结论鼓励学生用执着的态度去学习，用执着的精神去面对挫折与困难。
师（过渡）：与伽利略同时代的法国科学家笛卡尔对伽利略的观点进行了补充。（PPT笛卡尔：如果没有其他原因,运动的物体将继续以同一速度沿着一条直线运动,既不会停下来,也不会偏离原来的方向.）师问：笛卡尔对伽利略的结论做了怎样的补充？师:这位同学总结的非常好。师(过渡)：1642年，伽利略逝世，1643年牛顿在英国诞生。他在1687年出版的《自然哲学的数学原理》一书中提出了三条运动定律。牛顿把伽利略、笛卡尔的正确结论总结成为牛顿第一定律，它是牛顿物理学的基石。（PPT展出牛顿第一定律内容） 认真听讲生：如果不受力，物体将保持匀速直线运动的状态认真听讲 了解科学历史进程让学生知道笛卡儿的研究使人类对力和运动的认识更进一步。培养学生对比、观察和总结的能力了解物理学史
师问：牛顿第一定律研究的对象是？师问：牛顿第一定律中论述了力与运动怎样的关系？师：也就是说力不是维持物体运动的原因，力是改变物体运动的原因（板书）师问：我们能不能通过实验去验证验证牛顿第一定律呢？师：的确。因为牛顿第一定律不是通过实验直接得出的，而是在大量实验的基础上用实验推理的方法概括出来的，不能用实验证明。师：下面我们通过这套装置——气垫导轨来体现力与运动的关系。（介绍装置）师：接下来再让我们跟随宇航员去太空船中看一下他们是如何应用牛顿第一定律的。（链接太空中搬运东西视频）师问：视频中，你看到什么现象？ 师：这两位同学说的都非常好。仔细分析一下，牛顿第一定律还告诉了我们什么呢？师：非常好，我们把物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性。由于一切物体都有惯性，所以惯性是物体的固有属性（板书）师：（PPT图片）观察图片中的人，试分析他为什么向后跌倒而不是向前跌倒？（起初，人的身体和脚一起向前走，然后脚踩到香蕉皮向前快速滑去，身体由于惯性保持原来的速度，所以向后倒去）师：试举例说一说我们生活中遇到的有关惯性的现象。 师：大家举的例子都非常好，那么惯性大小与什么因素有关呢？试举例说明师：惯性除了与质量有关，还与其他因素有关吗？比如说受力情况、运动快慢、所处位置。师（板书）：质量是衡量惯性大小唯一的量度师（PPT说一说）：交通部门规定：在车辆前排乘坐的人必须系好安全带。请从物理学的角度加以说明。【再设情景，规律应用】师：今天你学到了什么？（PPT演示总结）师：现在我们来检验一下大家对“生鸡蛋”与“熟鸡蛋”的判断是否真确。（投影仪下转动“生鸡蛋”与“熟鸡蛋”） 生：一切物体（板书）生：没有力的作用，物体保持匀速直线运动状态或者静止状态；有力的作用，迫使物体的运动状态发生改变（板书）生：不能观察现象观看视频生：宇航员原来在匀速运动，他推了一下舱壁，舱壁也给他一个力，所以他的速度加快了。 生答：原本做匀速直线运动的箱子和女宇航员，由于受到男宇航员的力而改变方向。生：一切物体都能保持匀速直线运动状态或静止状态。生：人们在摇呼啦圈时，起初，人和呼啦圈一起转动，但当人身体停止摇动时，呼啦圈由于惯性仍会围绕人转动几圈才停止。生：往外泼水。起初水和盆都在运动，然后泼水的瞬间，盆子停止运动，而水由于惯性保持运动的状态，所以就被泼出去了。生：在水杯上放一张纸，纸上放一个硬币，快速抽出纸张，硬币落入杯中。（学生演示）生：将几个象棋落在一起，起初它们都处于静止状态，然后迅速将最底下的一个打出，由于惯性上面的象棋保持静止，所以竖直下落。（学生演示）生：质量。比如说在相扑运动中，运动员都是大胖子，因为越胖保持原来状态的本领越强，即惯性越大。所以惯性与物体的质量有关。生：无关。比如说同一个物体在地球上和在太空船里都有惯性 。生：回顾总结学生演示 帮助学生逐层分析、理解定律内容培养学生对探究科学规律的兴趣培养学生通过观察现象，用所学知识来解释相关现象引导学生联系生活，学以致用。从生活中感受科学规律的魅力，学会用科学规律解释生活中的现象。整理课堂内容，明确重难点首尾呼应，结束新课。
随堂练习 PPT展出练习题1、关于伽利略理想实验，以下说法正确的是（ ）A．完全是理想的，没有事实为基础的。B．是以可靠事实为基础的，经科学抽象，深刻反映自然规律的。C．没有事实为基础，只是理想推理。??D．以上说法都不对。2、关于牛顿第一定律，下述中正确的是（ ） A.由于宇宙没有不受力的物体，因此牛顿第一定律只是理想的定律并不具有实际意义 B.牛顿第一定律揭示了一切物体都具有惯性 C.牛顿第一定律说明力是改变物体惯性的原因 D.牛顿第一定律告诉我们力是改变物体运动状态的原因3、下列关于惯性的说法中,正确的是（ ） A.物体只有在静止时才具有惯性 B.物体运动速度越大,其惯性也越大 C.太空中的物体没有惯性D.不论物体运动与否,受力与否,物体都具有惯性
作业 课后思考： 有人设想，乘坐气球飘在高空，由于地球自转，一昼夜就能环游世界，这个设想可行吗？书面作业：课本P70 1题 3题
板书设计 §4.1 牛顿第一定律一、 回顾历史亚里士多德：观察现象→推理→得出结论伽利略：观察现象→质疑和猜想→实验验证→合理外推→得出结论笛卡尔：二、牛顿第一定律： 1.内容：2.理解：（1）研究对象：一切物体（2） 物体不受力：总保持匀速直线运动状态或静止状态力不是维持物体速度的原因 有力的作用：迫使物体运动状态发生改变 力是改变物体运动状态的原因3.惯性：（1）定义：（2）说明：a. 一切物体都有惯性，惯性是物体的固有属性b． 质量是衡量惯性大小的唯一量度
课后反思
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