章节名称 人教版必修一 第四章 运动和力的关系第一节 牛顿第一定律 学时 1
课标要求 理解牛顿运动定律，能用牛顿运动定律解释生产生活中的有关现象、解决有关问题。
内容与学情分析 课标分析 通过物理学发展史，知道伽利略理想实验，了解牛顿第一定律的形成过程；熟知并且理解牛顿第一定律揭示的关于运动和力的正确关系；通过生活实验和生活实例了解质量是物体惯性大小的唯一量度。
内容分析 1、本节课内容学生们初中阶段已经有过接触，但初中阶段强调的是物体保持匀速运动状态的条件是物体没有受到外力的作用，高中阶段的表述则强调了力对物体运动状态的改变，为牛顿第二定律的学习做出铺垫。所以高中的学习并不是对初中所学内容的简单重复，反而更加深刻。2、牛顿第一定律揭示了运动和力的关系，是整个牛顿运动定律的基石。通过本节内容的学习，应引导学生体会力和惯性作为科学概念的提出过程，体会物理观念的形成过程。3、本节课应着重理解伽利略为推翻亚里士多德的错误思想而进行的思考的过程，体会理想实验的魅力，并能在实验基础上进行进一步的推理。为后续笛卡尔和牛顿的补充和总结提供了奠定了基础。
学情分析 学生在初中阶段已经对牛顿第一定律有了初步的认知，但是理解不够深入。在前三章已经学习了运动学和静力学，对物体的运动情况和受力情况的分析已经有了一定的了解；但是刚刚升入初中的学生在抽象思维能力上还有所欠缺，主动学习和思考能力较差，但此时的学生充满好奇心，对于物理实验以及各种现象兴趣很高。
学习目标 1物理观念：了解牛顿第一定律的发现过程，体会科学家们在追寻事物本质的曲折过程，养成严谨的科学态度。了解伽利略关于运动和力的关系的认识，理解他的理想实验和相应的推理过程，领会实验加推理的研究方法。2科学探究与思维：能准确叙述牛顿第一定律的内容，并能对该定律所揭示的运动和力的关系问题有较深刻的理解。理解牛顿在归纳时抽象出的“力”和“惯性”的概念。3科学态度与责任：能通过实例说明质量是物体惯性大小的量度。
重难点 了解牛顿第一定律的发现过程，体会科学家们在追寻事物本质的曲折过程，养成严谨的科学态度。了解伽利略关于运动和力的关系的认识，理解他的理想实验和相应的推理过程，领会实验加推理的研究方法。
学生课前需要做的准备工作 阅读或查阅资料了解牛顿第一定律的发现过程；预习课本中牛顿第一定律的内容，并对比初中所学内容，发现其中的不同并思考这种不同的目的。
学习策略 探究式方法、情景体验式方法、实验法、问题驱动式方法
学习环节 学习任务设计与教师活动 学生活动设计 设计意图落实目标
复习旧知导入新课 复习前三章所学内容，进行分类：第一章：运动的描述；第二章：匀变速直线运动的研究。放在一起主要研究了什么内容？第三章：相互作用主要学习了什么内容？而本章的学习主要是起到一个“桥梁”的作用，将前面所学的运动和力联系起来。 聆听老师的问题，并跟随问题进行思考和回答。 用前三章所学的内容导入新课，既可以对已学过的知识做提醒，也可以帮助学生建立必修一整本书的系统性，还可以引出古代科学家对此问题的思考。
活动一:回顾历史、探究规律（对应学习目标1） 一、亚里士多德的观察与思考列举生活中的实例，如：汽车不推不前，球不踢不滚等。这些例子说明物体的运动和受力有什么关系？最早注意到这些现象得出结论的是古希腊学者亚里士多德。亚里士多德观察、思考得出：必须有力作用在物体 上，物体才能运动，没有力的作用，物体就要静止下来。即力是维物体运动的原因。二、伽利略的质疑和猜想1、伽利略观察小球的运动发现：小球从斜面上滚下时，速度增大，可以认为有一个“加速因素”；而沿斜面向上滚动时，速度减小，可以认为存在一个“减速因素”。由此思考，如果小球在水平面上运动时，他的运动应该是永久的，也就是速度会不增不减。但实际情况是，即使小球在水平面滚动，速度也会减小，直至停下来。由此提出质疑：原来运动的物体归于静止，真的是因为“没有力”的作用吗？2、伽利略设问：小球停下来的原因是什么呢？伽利略认为小球之所以停下来是因为存在一种“无形“的力——摩擦力，于是，他推断这是摩擦力作用的结果。伽利略猜想：运动的物体最终停下来，是摩擦力作用的结果。三、伽利略的理想实验 1、回顾伽利略对接斜面实验。实验装置：对接斜面左侧固定，右侧斜面可以调节倾斜角度。小球从左侧斜面同一高度由静止释放，并滚向右侧斜面，达到最大高度。实验过程：改变右侧斜面的倾斜角度，分别让小球从左侧同一高度释放并滚向不同倾角的右侧斜面上，记录小球每次到达右侧斜面的高度和达到的最远距离。同学们看到了什么现象？现象（1）：每次释放小球都没有达到释放时的高度。 提问：什么原因？在什么条件下能达到释放高度？能否创造这个条件？结论：可以认为小球“想要”到达原来的高度。今天我们完全是享受了伽利略思考的便利，已经知道了存在摩擦力会影响小球的运动状态。但在当时，他的思考是具有跨时代意义的。现象（2）：小球基本每次都能到达右侧斜面的同一高度，并且每次运动的最远距离随着倾斜角度的减小而增大。提问： 如果右侧斜面水平放置并且足够长，在忽略摩擦力时，小球想要到达释放时的高度，将如何运动？结论：小球“想要“达到原来的高度，将会永远运动下去。伽利略：如果没有摩擦作用的影响，在水平面上的物体将会一直运动下去。这说明，力不是维持物体运动原因。2、在本实验中，有些条件不可实现。如阻力不可能完全消除，右侧斜面不可能无限长。所以在客观现实 条件下，本实验无法完成，称为理想实验。总结伽利略理想实验的方法：实验事实+逻辑推理四、笛卡儿的补充如果运动中的物体，没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动，既不会停下来，也不偏离原来的方向。笛卡儿认为，这应该是一个原理，是人类自然观的基石。思考：笛卡儿的补充主要在哪方面？五、牛顿的总结，形成定律牛顿在伽利略和笛卡儿工作的基础上，对力和运动的关系提出了一条基本定律：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。这就是牛顿第一定律的内容，牛顿把他写在了1687年出版的《自然哲学的数学原理》一书中。 跟随老师的讲解，理解亚里士多德的结论得出的观察和思考过程，并结合生活中的现象思考在这其中出现的问题。有何错误？聆听老师的讲解，并且体会伽利略在质疑亚里士多德观点时的思考过程。了解伽利略在质疑的基础上进行的更深层次的思考和推理。体会他在发现无形的摩擦力时所做出的思考过程。观察演示实验的现象，并思考出现这些现象的原因。思考老师提出的问题，随着老师的引导，尝试去分析其中原因。思考、聆听、总结聆听老师的讲解，对比分析笛卡儿补充的内容在哪个方面。 体会定律所揭示出的正确的力和运动的关系，了解牛顿在总结时抽象出的力和惯性的概念的逻辑思维。 引导学生从生活中的现象出发，培养总结和归纳的能力；并认识到物理规律来源生活。学生在经历伽利略的质疑和猜想的思考过程，培养学生在学习过程中的质疑能力。展示伽利略理想实验，使学生体会理想实验的魅力，培养学生通过实验事实基础上，加以逻辑推理分析问题的能力。以问题做启发，引导学生按照问题的线索分析问题，形成系统的知识体系。体会科学发展进程中的必要环节。培养学生归纳总结的能力。
活动二：剖析定律、理解内容（对应学习目标2） 一、剖析牛顿第一定律定律 引导学生阅读牛顿第一定律的内容，分析定律的含义，可以分为两个方面。1、物体不受外力时：总保持匀速直线运动状态或静止状态。 2、物体受外力时：物体的运动状态发生改变说明：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。总结：牛顿第一定律正确揭示了运动和力的关系。二、对牛顿第一定律内容的理解1、牛顿第一定律所描述的是物体在不受外力作用时的状态，与物体所受合外力为零是等效的。2、牛顿第一定律不是实验定律，它是在理想实验的基础上通过逻辑推理得出的，不能在自然条件下验证。播放视频：（天空课堂）3、牛顿第一定律只适用于惯性参考系中的运动，在非惯性参考系中不适用。（课下阅读拓展学习，了解惯性系和非惯性系）三、理解惯性的概念引导学生再次阅读定律的内容，主要是前半句：一切物体总保持匀速直线运动状态或静状态，并提出问题：物体为什么在不受外力时会保持静止状态或匀速直线运动状态？引导学生分析：不受外力，所以不是外部因素；所以要寻找内因。得出：这其实是物体的一种固有性质——惯性。 牢记牛顿第一定律的内容，根据老师的引导分析并理解牛犊第一定律内容所揭示的运动和力的关系的两个方面。聆听讲解，并了解牛顿第一定律是不能在自然条件下通过实验验证的。知道中国空间站通过天空课堂对牛顿第一定律做出的验证。 思考，了解惯性的概念。 对牛顿第一定律深度理解，加深对运动和力关系的理解和解读。再次强调牛顿第一定律不能在自然条件下通过实验得到，应是实验事实的基础上进一步的逻辑推理得到。通过观看天空课堂视频，了解我国航天领域的杰出成果，建立民族文化自信。
活动三：惯性的深度理解（对应学习目标3） 一、惯性的概念物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质，我们把这个性质叫做惯性。牛顿第一定律又称为惯性定律。引导学生思考并回答：1、什么样的物体具有惯性？2、物体在什么条件下具有惯性？3、不受力时惯性是如何体现的？举例说明。4、物体受力时，惯性是如何体现的？举例说明。5、不同物体的惯性大小是否相同？二、惯性大小的影响因素1、请同学们结合生活中的实例，尝试说明惯性的大小与什么因素有关？2、展示实验装置：找一位同学想办法通过老师准备的实验装置说明惯性大小与什么因素有关。结论：质量是物体惯性的唯一量度，质量越大，惯性越大，物体运动状态越难改变。 通过老师的一系列问题，并结合实例说出惯性在日常生活的体现，以及在不同受力情况下的体现。结合生活实例说明惯性大小的影响因素，利用老师所给出出的简单工具通过实验加以证明。 深化惯性的概念，熟知惯性现象咋生活中的应用。培养学生独立思考和通过简单实验解决问题的能力。
达标检测 1、下列对牛顿第一定律的理解正确的是（ ）A．地球上不存在不受力的物体，所以牛顿第一定律没有实际意义B．不受力的物体运动状态有可能改变C．公共汽车紧急刹车时乘客站着比坐着容易摔倒是因为站着比坐着惯性大D．惯性是指物体有保持原来运动状态的性质，与物体的运动状态是否改变无关2、下列关于惯性的说法中，正确的是（ ）A．做匀速直线运动的物体和静止的物体没有惯性B．只有物体的速度发生改变时，才有具有惯性C．汽车刹车时，乘客的身子会向前倾倒，是因为汽车有惯性D．物体都具有惯性，与物体是否受力无关，与物体速度是否变化也无关3、（多选）17世纪，意大利物理学家伽利略根据斜面实验指出：在水平面上运动的物体之所以会停下来，是因为受到摩擦阻力的缘故，你认为下列说法正确的是（ ）A．该实验是一理想实验，是在思维中进行的，无真实的实验基础，故其结果是荒谬的B．该实验是以可靠的事实为基础，经过抽象思维，抓住主要因素，忽略次要因素，从而更深刻地反映自然规律C．该实验证实了亚里士多德“力是维持物体运动的原因”的结论D．该实验反映了“力是改变物体运动状态的原因”这一物理规律4、在自然界中，物体的运动是多种多样、丰富多彩的。不同的运动形式有区别，也有相互一致的地方。例如，从受力情况看，运动的物体可能受恒力作用、也可能受变力作用；从运动轨迹看，运动轨迹可能是直线、也可能是曲线。关于力和运动，下列说法正确的是（ ）A．有力作用在物体上，物体一定运动B．撤去力，运动的物体一定会停下来C．力是维持物体运动的原因D．力是改变物体运动状态的原因5、伽利略创造的把实验、假设和逻辑推理相结合的科学方法，有力地促进了人类科学认识的发展。利用如图所示的装置做如下实验：小球从左侧斜面上的O点由静止释放后沿斜面向下运动，并沿右侧斜面上升。斜面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐降低的材料时，小球沿右侧斜面上升到的最高位置依次为1、2、3。根据三次实验结果的对比，可以得到的最直接的结论是（ ）A．如果斜面光滑，小球将上升到与O点等高的位置B．如果小球不受力，它将一直保持匀速直线运动或静止状态C．如果小球受到力的作用，它的运动状态将发生改变D．小球受到的力一定时，质量越大，它的运动状态就容易改变6、如图所示，一个劈形物体M，各面均光滑，放在固定的斜面上，上表面水平，在劈形物体上表面上放一光滑小球m，劈形物体从静止开始释放，则小球在碰到斜面前的运动轨迹是（ ）A．沿斜面向下的直线 B．竖直向下的直线C．无规则直线 D．抛物线
板书设计 4.1 牛顿第一定律一、运动和力的关系1、形成过程：亚里士多德、伽利略、笛卡儿、牛顿2、结论：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。二、牛顿第一定律1、内容：2、理解：①不受力时 ②受力时三、惯性与质量质量是物体惯性大小的唯一量度(共12张PPT)
第四章 运动和力的关系
第1节 牛顿第一定律
新教材人教版 物理（必修第一册）
说课部分
1、课标分析 5、教学重难点
2、教材分析 6、教学过程
3、学情分析 7、板书设计
4、教学目标
说课环节
课标要求：理解牛顿运动定律，能用牛顿运动定
律解释生产生活中的有关现象、解决
有关问题。
1、课标分析
分析：1、了解物体运动状态变化的原因；
2、通过实验，探究并了解运动和力的关系;
3、知道物体的惯性；理解牛顿第一定律。
本节课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。
2、教材分析
3、学情分析
1、学习了力学和运动学的知识，对运动和
力的关系有了初步的认识，但存在错误
认知；
2、对物理现象有基本的观察与分析能力；
3、对物理学有较强的好奇心，容易激发学
习兴趣。
4、教学目标
（1）了解运动与力的关系；
（2）了解牛顿第一定律以及在生活中的应用；
（3）理解日常生活中惯性的现象；
（1）经历对惯性的体验，探究惯性与质量的关系；
（2）学习从实验数据归纳结论、培养学生初步分析、概念能力；
（3）尝试用科学探究方法研究物理问题；
（1）培养学生合作实验的意识和能力。
（2）培养学生的科学探究意识，使之能在观察和实验中发现问题、提出合理猜想和假设。
物理观念
科学思维
科学探究
科学态度与责任
（1）让同学们在探究力与运动关系中领略物理现象的美妙与和谐，获得成功的喜悦；
（2）通过探究活动，培养学生实事求是的科学态度。
5、教学重难点
1.探究理解牛顿第一定律和惯性；
2.知道质量是描述惯性的物理量。
力和运动的关系，惯性的概念。
教学重点
教学难点
6、教学过程
一、讲述历史，导入过程：
伽利略
(1564—1642)
笛卡尔
(1596-1650)
牛顿
(1642-1727)
亚里士多德
(前384-前322)
6、教学过程
二、讲授新课
牛顿第一定律：
牛顿
(1642-1727)
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。
6、教学过程
1、惯性是物体的固有属性——抵抗运动状态改变的能力
三、总结归纳
惯性：一切物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质。
2、惯性只与质量有关，质量越大，惯性越大，运动状态越难以改变; 质量是惯性的唯一量度。
7、板书设计
4.1 牛顿第一定律
一、运动和力的关系
亚里士多德→伽利略→笛卡尔→牛顿
二、牛顿第一定律
1、含义：①不受力
②受力
2、理解：
三、惯性与质量
质量是惯性大小的唯一量度
感谢各位评委老师的聆听！
