4.1 牛顿嫡第一定律 教学设计（表格式）

4.1 牛顿第一定律 教案
课题 4.1 牛顿第一定律 班级 普通中学高一年级学生
教材 人民教育出版社普通高中课程标准实验教科书物理必修第一册 日期
课题地位 本节内容选自人教版（2019）高中物理必修第一册，第四章第一节，是动力学的开端。对于课题本身而言，牛顿第一定律是牛顿定律的基石，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。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，展示伽利略斜面理想实验的猜想依据、推断结果这一思维过程。
学情分析 学生在初中阶段已经初步学习了牛顿第一定律，对亚里士多德、伽利略的观点、惯性、牛顿第一定律有了一定的了解，但是其认识并不全面和深刻。另外，学生对运动和力之间的关系，没有明确是认识，在教学过程需要提出，运动和力之间存在联系，为后面的牛顿第二定律埋下伏笔。
教学目标 物理观念：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。科学思维：用惯性概念解释有关实际问题。科学探究：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。科学态度与责任：从通过牛顿第一定律的历史史实回顾，増进对科学的兴趣，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
教学重难点 1.教学重点（1）认识伽利略研究运动和力关系的思想方法，了解理想实验的作用。（2）知道质量是描述惯性大小的量度（3）用牛顿第一定律解释实际问题2.教学难点（1）对牛顿第一定律发现过程中的科学方法的体会（2）用牛顿第一定律解释实际问题
教学模式和教学方法 教学模式：启发-引导模式、探究模式、任务驱动模式教学方法：讲授法、演示法、实验法、
教学实验教具及媒体 土豆、筷子、水、矿泉水瓶、装满水的玻璃杯、PPT课件。
教学过程 主要教学内容及教师活动 学生活动 教学用时
1.引入新课 【引入实验】展开小游戏“土豆爬杆”，引导学生动脑动手，通过敲打筷子的顶端使得土豆向上运动，激发学生学习兴趣。【学生思考】1.为什么敲打筷子的顶端，土豆会向上运动？引出本节课的课题——牛顿第一定律 自主动脑动手，激发学生的学习兴趣。
设计意图 展示现象，激发学生兴趣，导入新课。
2.新课教学（1）回顾牛顿第一定律提出的过程（亚里士多德、伽利略、笛卡尔） 亚里士多德【演示实验】水瓶在推力的作用下在桌子上运动，撤去推力，水瓶停止运动。【结论】力是维持物体运动状态的原因【总结】亚里士多德的观点、提出观点的方式：观察+生活经验伽利略提问：同学们，现在看来这个观点正确吗？列举反例：踢出去的足球不会立马停下来。提问：最后停下来的原因：摩擦力。历史：400多年前，伽利略也意识到，物体停止运动的原因是摩擦力。他观察到：一个小球从高处沿斜面下滑是加速运动，而从滑上斜面时是减速运动，猜测若是水平方向，则是匀速运动。现实：在科技迅速发展的今天，我们也找不到绝对光滑，没有摩擦的情况。更何况是400多年前。那么伽利略是如何让大家信服的呢？【演示实验】伽利略的理想斜面实验小球静止释放，小球没有回到原来的高度，因为摩擦，观察到小球到达的高度越来越低。减小斜面与水平面的夹角，再减小斜面与水平面的夹角。【结论】力不是维持物体运动状态的原因。【PPT】展示没有摩擦力时的理想运动状态【总结】伽利略的观点、方法：理想实验+逻辑推理笛卡尔展示笛卡尔的观点。【总结】补充了运动的方向不变 学生直观感受亚里士多德得出错误结论的过程，体会生活经验不一定是正确的体会摩擦力在运动过程中的作用，并明确实际生活中并不存在绝对光滑观察实验现象，在实际实验过程中，小球并不能达到同一高度，体会理想实验阅读笛卡尔的观点，体会理论的发展
设计意图 学生回顾历史发展，了解物理学研究方法，培养学生质疑能力、分析解决问题的能力，体会科学探究过程。
(2)牛顿第一定律（惯性定律） 【内容】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。【强调】站在巨人队的肩膀【对比】初高中关于牛顿第一定律的表述【总结】初中表述：物体总保持静止或匀变速直线运动的状态——惯性高中表述：强调“除非”二字。力改变物体的运动状态——运动状态——速度——速度的变化快慢——加速度（为牛顿第二定律埋下伏笔）【理解】a.提出的惯性的概念，得到另一个名字：惯性定律b.明确了力的一个作用效果：改变物体的运动的状态。（速度：方向和大小）c.揭示了力和运动的关系：运动不需要力的维持，但运动状态的改变离不开力的作用。牛顿之前的伽利略和笛卡尔并没有提出力的概念，牛顿还提出了力的概念。 根据内容，从多个角度对牛顿第一定律进行理解，加深认知。
设计意图 从多个角度解析牛顿第一定律，加深学生对其的认知，同时为后面的惯性埋下伏笔，为后面的牛顿第二定律做铺垫。
（3）惯性 【定义】物体具有保持匀速直线运动状态或静止状态的特性。引导学生得到惯性是物体抵抗改变运动状态的能力，不同的物体具有不同的能力大小。【思考】如何去描述物体的惯性大小呢？【探究实验】探究惯性的影响因素用嘴吹两个质量不同的乒乓球，发现轻的乒乓球更容易吹动，而重的乒乓球不容易吹动。【结论】质量大的物体，惯性大。并且，质量是惯性大小的唯一量度。从惯性的角度对质量进行理解：物体维持原有运动状态的“能力”不同，具有的惯性不同，具有的质量不同。【提问】固体具有惯性，气体和液体呢？举例：洗手，手上沾满水，大家会怎么做？【结论】一切物体都具有惯性。另：带领学生从惯性的角度理解质量的概念【引导】力可以改变物体的运动状态，而质量在描绘物体运动状态的难易程度，得到：力、加速度、质量存在某种关系。【思考】下列对惯性的说法是否正确？（1）汽车速度越大，刹车后越难停下来，表明物体的速度越大，其惯性越大。（2）汽车转弯后前进方向发生了改变，表明物体速度方向改变，其惯性也随之改变。 （3）被抛出的小球，尽管速度的大小和方向都改变了，但惯性不变。 （4）要使速度相同的沙袋在相同时间内停下来，对大沙袋用力比对小沙袋用力大，表明质量大的物体惯性大。 观察实验现象，体会实验探究过程，得到结论。从生活例子中感受液体和气体也具有惯性。应用知识判断正误，并解释。
设计意图 通过探究实验，体会结论得出的过程，培养学生的科学严谨的态度
（4）解释实际生活现象 （1）体操运动员和相扑运动员；（2）揭示游戏原理：土豆向上爬的原理；（3）迅速抽动玻璃杯下面的纸，玻璃杯没有掉落（4）安全带的作用（5）向右拉动水瓶，气泡向哪边运动？（水的惯性比气泡的惯性大）【演示实验】向右拉动水瓶，观察气泡的运动方向 应用所学知识解释实际生活的现象，体会物理是源于生活的。直观感受气泡的运动方向，形成认知冲突。
设计意图 将所学知识应用于生活，培养学生解决实际问题的能力
（5）分享最佩服的物理学家 亚里士多德：善于观察、历史第一人；伽利略：敢于质疑权威、不盲从；首次提出理想实验不局限于当下；笛卡尔：在已有基础上，提出了新观点，完善理论；牛顿：善于总结 畅所欲言，提出自己的观点并阐述理由
设计意图 感受科学理论的探究过程是一个漫长的过程，培养学生的科学探究思维。传递各个物理学家身上的优秀品质，培养学生的辩证思维和开放性思维。
（6）拓展学习 了解牛顿第一定律的局限性 阅读教材了解牛顿第一定律的局限性
设计意图 感受理论的不完整性，鼓励学生从事科学研究工作
（7）小结 回顾课堂，总结知识点
设计意图 回顾本节课所学的内容，强化学生对知识的理解。
板书设计 4.1 牛顿第一定律历史回顾亚里士多德+伽利略+笛卡尔牛顿第二定律内容：理解：（1）惯性（2）说明力的一个作用效果（3）揭示了力与运动的关系（F、a、m）惯性1．定义：2.理解：（1）一切物体的固有属性（固体、液体、气体）（2）质量是衡量惯性的唯一量度（质量大，惯性大）解释实际问题