4.1 牛顿第一定律 教学设计（表格式）

教学设计
课题 牛顿第一定律
课型 新授课√ 章/单元复习课□ 专题复习课□ 习题/试卷讲评课□ 学科实践活动课□ 其他□
教学内容分析
“牛顿第一定律”是单元知识链中非常重要的一环,是学生认识力与运动关系本质的起始,牛顿第一定律在初中物理教学中的地位和作用不仅表现为知识结构中的基础重要性，更突出地是表现在对学生科学思维素质的培养和分析问题、解决问题的能力培养。 本节课涵盖了一个实验探究与一个体验活动，即：探究阻力对物体运动的影响与体验惯性现象。其目的是以学生对现象的感性体验为背景，引导学生通过理想实验去粗取精，去伪存真，由表及里的认识力与运动关系的本质，完成从感性的片面的认识进阶为正确的理性认识。体会理想实验在科学研究中的作用，思维之美，培养学生在实验探究活动中初步掌握“问题、证据、解释、交流”等要素的科学探究与科学思维能力。最终抽象建立关于力与运动的理想模型，初步形成力与运动的科学观念。
学习者分析
我的学生经历半年多的物理学习，对物理非常感兴趣，学生已学习过机械运动、力的一些基本知识。但学生生活经验中的原有认识多为“力是维持物体运动的原因”与本节知识相矛盾，而且从能力上看：学生虽然已经初步具备了探究能力，能尝试解决物理学科中的问题，但他们依然以形象思维为主，缺少理性分析的能力与习惯。所以如何打破学生头脑中的原有错误认知，形成正确的观念是本节课最大的难点。为此我在本节课创设真实情景应，挖掘学生头脑中原有的认识，建立认知冲突，设计关于阻力对物体运动影响的理想实验，突破难点，直指力与运动关系本质
学习目标确定
1物理观念.通过阅读、查阅资料等途径了解牛顿第一定律的发现过程，体会人类认识事物本质的曲折过程，养成严谨的科学态度 2科学探究.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 3科学思维.了解伽利略关于运动和力的关系的认识，了解他的理想实验和相应的推理过程，领会实验加推理的科学研究方法，体验科学推理和想象 4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
学习重点难点
学习重点：认识牛顿第一定律 学习难点：建立牛顿第一定律的科学推理过程
学习评价设计
1.通过探究阻力对物体影响的实验，总结出当物体的运动速度一定时，阻力越小，物体运动的距离就越远。 2.通过理想实验的推理过程，能够说出物体的运动不需要力，物体不受力运动状态不变。 3.通过对牛顿第一定律的理解，与阅读教材，认识惯性是物体维持原有运动状态不变的属性，能够利用惯性解释情境中铁锹为什么能“咬紧”木把。
学习活动设计
过程学习内容与教师活动 （引领性问题）学生任务或学习活动设计设计意图或评价目标环节一 创设情境引入新课情景1： 学生体验实验：用手迅速推动小木块，然后手离开小木开。 问题：1.你看到了什么？ 2.你认为小木块停下来的原因是什么？ 3.你认为怎么样才能让小木块一直的运动下去？ （若学生说不出物体运动不需要力，老师可适当从力的作用效果进行引导分析，感知阻力） 问题4.如何证明物体的运动是否需要力？ 引导学生认识这两观点的对立性，巧用数学反证法，将问题转变为：当物体不受阻力时，运动的物体是否能继续运动 学生任务1. 学生动手实验并仔细观察实验现象，积极思考并回答问题，说出自己的观点 两种学生结论的假设 学生基于经验与实验现 象表象的思考：小木块推就动，不推就不动，所以小木块要想一直运动，就需要一直有力推 （即物体运动需要力） 学生基于理论的推理， 根据已掌握知识(力可以改变物体的运动状态)进行分析，发现物体停下来是因为受到了阻力的作用，阻力消失，物体就可以一直运动。 （即物体运动不需要力） 学生巧用数学上的反证法，证明：若阻力消失后，运动的物体还能继续运动，则物体运动不需要力的观点正确；反之，则物体运动需要力的观点正确。 意图：以真实的情景和问题挖掘学生头脑中对力与运动关系的原有认识，确立学生学习生长的起点，重现两位伟人的思考方式与对立观点。制造认知冲突，使物体运动是否需要力这一问题变成真正需要思考解决的问题。明确本节课需要探究的问题“物体运动是否需要力的维持”。激发学生的学习动力与兴趣 意图：帮助学生突破证明思路障碍，以此来锻炼提升学生的逻辑思维能力。 环节二 阻力对物体运动的影响围绕问题--设计并进行实验 探究阻力消失后，运动的物体还能否继续运动是很有难度，难在阻力根本就不可能消失，学生又没办法解决，此时可以引导学生动手进行实验，体会理想实验的思维魅力与功能，将探究阻力消失后，运动的物体还能否继续运动的主问题拆分为两部进行解决，即：利用探究+科学推理的方法分两步去解决问题。 一、阻力对物体的影响 1．提出问题：阻力对物体的运动有什么影响？ 2．制定计划与设计实验： 引导学生思考： ①哪些因素影响小车在水平面上的运动距离？ ②要用什么方法进行实验？ ③实验中要控制哪些条件保持不变？要改变哪些条件？我们应该怎么操作？ 3．进行实验并记录现象 接触面 小车受到阻力小车运动的距离毛巾棉布木板
4．分析与论证： 对数据比较分析能得到什么结论？ 依据实验规律进行推理 1.如果我们把木板表面换成更光滑的冰面，小车的运动情况会有什么变化吗？ 2.如果表面比冰面更光滑，光滑到没有阻力呢？ 3.如果表面绝对光滑，且将实验室内空气抽走，形成真空环境，小车运动会怎样？ 4.如果静止的物体不受力会怎样？ 最后得出结论 学生在组内探究后，动手做实验，将问题分两步解决： 探究阻力变小后对物体的运动影响 依据阻力对物体运动影响的结论进行推理 学生通过交流讨论，明确要研究阻力大小与物体运动路程的关系，应该用控制变量的思想去设计实验。要让小车进入水平面的速度相同。为此，要让小车从同一斜面的同一高度由静止开始滑下，先后让小车以相同的初速度在铺有毛巾、棉布、木板的水平面上运动，并观察其运动距离。然后动手做实验，并在表格中记录实验现象。 实验结果表明：小车受到的阻力越小，它运动的距离越远，速度减小的越慢。 在实验的基础上，让学生充分发挥想象力，依据规律，进行推理，最终认识到：小车运动时不受任何阻力，小车会永远运动下去。 结论：物体的运动不需要力，力是改变物体运动的原因。物体不受力时运动状态不会改变。意图：体会理想实验的功能与价值及其思维的魅力，通过动手做实验，科学推理，发展学生科学思维 突破难点 意图：突出问题导向，强调在真实问题情境下，以实验为载体发展学生的科学探究能力、科学推理与论证能力，初步认识力与运动的本质关系。为学生认识并理解牛顿第一定律做准备。 达成目标1 环节三 牛顿第一定律简述牛顿第一定律发展历程 1.亚里士多德根据直观的生活现象认为：力是维持物体运动的原因 2.伽利略通过理想斜面实验，得出结论：物体的运动不需要力。如果运动的物体不受力，将一直运动下去 3.最后，英国的著名物理学家牛顿总结了前人研究的成果，建立了力和运动的关系的第一条定律──牛顿第一定律。 4.怎样准确理解牛顿第一定律？ 指出：牛顿第一定律不是从实验中直接得出来的，但是它又有深厚的实验基础。它是在实验的基础上通过进一步的科学推理而得到的，由这个定律进一步得出的一切科学推论都经受住了实践的检验，因此，牛顿第一定律早已成为大家公认的力学基本定律之一。 学生任务2. 学生交流讨论解释： “一切”表明这条规律的普遍适用性，没有例外，不符合这条规律的物体是不存在的； “不受外力”是定律成立的条件，这是一种理想情况 “总保持”指物体在不受外力时，只有保持静止或匀速直线运动两种可能，要改变这种状态，物体必须受力的作用。 “或”指物理静与动必居其一，不会同时存在。 意图：通过简述，使学生了解牛顿第一定律建立的过程，培养学认真求实，敢于质疑，勇于创新的科学态度。 意图：准确理解牛顿第一定律，落实本节课的核心学习目标 达成目标2 突破重点 环节四 惯性与质量三、惯性 1.牛顿第一定律指出力是改变物体运动状态的原因，为什么实验中的运动小车在阻力的作用下没有立即停止，而是运动一段距离才停止？ 2.情景： 当铁锤变松的时候，我们会利用如图所示的方法（教师演示），让铁锤“咬紧”木把，那么铁锹为什么能“咬紧”木把呢？ 3.鼓励学生举例说明：生活中有哪些做法是利用惯性或防止因为惯性而带来的危害。 4.运动的火车比运动的自行车停下来要困难得多，惯性与质量有什么关系？ 学生任务3. 学生阅读课本，了解惯性是物体保持运动状态不变的属性 学生通过交流得出：铁锤原来是运动的，木把突然撞击凳子停止运动，但铁锤由于惯性，仍要保持运动的状态，所以会继续向下运动，从而能“咬紧”木把。 利用：拍打衣服上的灰尘，抖落伞上的雨点 ，洗完手甩手等... 防止：公交车扶手、安全带、安全气囊等... 质量是惯性大小的唯一量度。质量越大惯性越大，质量越小惯性越小。 意图：发展学生的自学能力、理解能力，引导学生认识到惯性与力的对抗性，甚至有的学生会想到，物体受到的力越大，运动状态越容易改变，物体的惯性越大，运动状态越难改变，有助于学生认识惯性、理解惯性。 意图：直观感受惯性 发展学生观察分析并做出解释的能力 落实目标3 意图：理论联系实际，加强对惯性的理解以及解释生活现象的能力课堂小结师生结合板书内容共同梳理牛顿第一定理发展史、本节课的知识内容与思维方法： 1.历史上几位科学家对力和运动关系的看法和研究 2.伽利略得到力和运动关系的研究方法 3.牛顿第一定律的内容 4.惯性及应用惯性知识解决实际问题
板书设计
亚里士多德→基于现象及经验→运动需要力 伽利略→→→基于理想实验→→运动不需要力 牛顿→→站在巨人的肩膀上→→牛顿第一定律→力是改变物体运动状态的原因 ↓ 惯性与质量→惯性是物体保持运动状态不变的属性 ↓ 质量是惯性大小的唯一量度 应用→利用与防止
作业与拓展学习设计
基础类作业 1. 小红同学在探究阻力对物体运动影响的实验时，让小车从斜面顶端静止开始滑下，分别在光滑程度不同的水平面运动，小车最后都会慢慢停下来，这是因为 ，得到的结论是：水平面越光滑，小车受到的阻力就 ，小车运动的就得越 ，速度减小的就越 。由此可推理出：如果小车不受力，小车将 。 2.正在水平面上滚动的小球，如果它受到的外力同时消失，那么它将（ ） A、立即停下来 B、慢慢停下来 C、做匀速直线运动 D、改变运动方向 3．当汽车刹车时，乘客的身体将向 倾（填“前”或“后”），当汽车向左拐弯时，身体将向 倾（选填“左”或“右”），这是因为乘客的脚受到汽车力的作用而改变运动状态，而身体由于 保持原有的运动状态不变。 提升类作业 4、甲、乙两位同学坐在静止的列车上，在他们之间的水平桌面上放置一只静止的鸡蛋。列车突然向与甲的朝向相同方向启动时，乙将看到鸡蛋（ ） A．向甲运动 B．向乙运动 C．静止不动 D．在原位置转动 5.一氢气球吊着一重物以1 m/s的速度匀速竖直上升，在上升过程中，吊物体的绳子突然断裂，则在绳子断开后物体（ ）。 A．立即下落，且速度越来越快 B．立即匀速下落 C．由于惯性，物体以1 m/s的速度匀速上升 D．先上升一段距离再下落，下落时速度越来越快 实践类作业：找时间乘坐轿车等交通工具，在其做匀速直线运动时，将手中的物体竖直上抛，观察物体下落后的位置。结合本节课学习的内容，尝试做出解释。