4.1 牛顿第一定律 课时教案（表格式）2025--2026年粤教版高中物理必修第一册

4.1《牛顿第一定律》课时教案
学科 物理 年级册别 高一上册 共1课时
教材 粤教版高中物理必修第一册 授课类型 新授课 第1课时
教材分析
教材分析
本节内容位于粤教版高中物理必修第一册第四章第一节，是经典力学的基石之一。教材从亚里士多德的观点引入，通过伽利略的理想斜面实验逐步引导学生理解力与运动的关系，最终引出牛顿第一定律的完整表述。本节不仅揭示了物体在不受外力作用时的运动规律，也为后续学习牛顿第二、第三定律打下基础，在整个力学体系中具有承上启下的关键地位。
学情分析
高一学生已具备初步的观察和逻辑推理能力，但对“力是维持物体运动的原因”这一错误前概念根深蒂固。他们虽接触过初中物理中的惯性现象，但缺乏系统理解。学生的抽象思维尚在发展中，对理想实验的理解存在一定困难。因此，教学中需通过真实情境、实验演示与历史对比，帮助学生突破认知障碍，建立科学的运动观。
课时教学目标
物理观念
1. 理解牛顿第一定律的内容，掌握惯性的概念，能用其解释生活中的相关现象。
2. 认识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。
科学思维
1. 通过分析伽利略理想斜面实验，体会理想化方法在科学研究中的重要作用。
2. 能够运用逻辑推理判断物体在不同受力情况下的运动状态变化。
科学探究
1. 观察并描述实验现象，提出关于力与运动关系的猜想。
2. 在教师引导下参与设计简化版斜面实验，体验科学探究的基本过程。
科学态度与责任
1. 感受科学家追求真理的执着精神，尊重科学发展的历史进程。
2. 增强运用物理知识解释自然现象的兴趣，树立实事求是的科学态度。
教学重点、难点
重点
1. 牛顿第一定律的内容及其物理意义。
2. 惯性的概念及其实例分析。
难点
1. 理解伽利略理想斜面实验的思想方法。
2. 突破“力是维持物体运动原因”的前概念误区。
教学方法与准备
教学方法
情境探究法、合作探究法、讲授法
教具准备
斜面轨道、小车、毛巾、木板、玻璃板、气垫导轨演示仪、多媒体课件
教学环节 教师活动 学生活动
情景导入：谁在主宰运动？
【5分钟】 一、古希腊的迷思：亚里士多德的断言 （一）、展示动画：马车前行
教师播放一段古代马车行驶的动画视频，画面中马匹奋力拉车，车轮滚滚向前。随后，马匹停止奔跑，车辆缓缓停下。教师提问：“为什么马一停，车就停了？是不是说明‘必须有力作用，物体才能运动’？”引导学生回忆生活中推箱子、骑自行车等经验，思考是否所有运动都需要持续施力。
（二）、历史回响：亚里士多德的权威观点
教师讲述：“两千多年前，伟大的哲学家亚里士多德曾断言——力是维持物体运动的原因。这个观点统治了人类思想近两千年！它听起来多么符合我们的日常经验啊！可真理，有时恰恰藏在反常之中。”接着设问：“如果地面绝对光滑，没有摩擦，马突然松开缰绳，车会怎样？”引发学生猜测与争论，制造认知冲突。
（三）、过渡语：时代的尘埃落在思想上，就是千年的枷锁。直到一位勇士，用思想的利剑劈开了蒙昧。
教师深情说道：“伽利略，这位文艺复兴时期的科学巨人，并未盲从权威。他凝视着滚动的球体，心中升起疑问：难道真的是力让球动起来，而不是某种内在的‘倾向’让它继续前进？”由此引出伽利略的探索之旅。 1. 观看动画，联系生活经验回答问题。
2. 回忆并分享自己对“力与运动”关系的看法。
3. 对“无摩擦情况下物体运动状态”进行大胆猜测。
4. 产生认知冲突，激发探究兴趣。
评价任务 观点表达：☆☆☆
生活联想：☆☆☆
猜想合理性：☆☆☆
设计意图 通过贴近生活的动画创设真实情境，激活学生已有经验；借助历史观点制造认知冲突，打破学生固有观念，激发求知欲；以伽利略的形象引入，赋予科学探索人文温度，提升课堂感染力。
实验探秘：伽利略的智慧之光
【15分钟】 一、现实实验：斜面滚球的启示 （一）、演示实验：不同阻力下的小车滑行
教师组装斜面轨道，分别铺上毛巾、木板和玻璃板三种表面。将同一小车从相同高度释放，观察其在水平面上滑行的距离。三次实验依次进行，提醒学生注意比较滑行距离的变化。实验后提问：“为什么表面越光滑，小车滑得越远？这说明什么？”引导学生归纳出“阻力越小，物体运动状态改变越慢”的初步结论。
（二）、数据分析：趋势外推的思维飞跃
教师在黑板上绘制表格，记录三种表面的滑行距离数据。然后引导学生思考：“如果我们继续减小阻力，比如换成更光滑的材料，甚至接近零阻力，小车会怎样？”鼓励学生大胆推测，“它会不会一直运动下去？”此时强调：“伽利略正是这样做的——他没有停留在实验数据本身，而是进行了伟大的‘外推’，设想了一个现实中无法实现的理想状态。”
二、理想实验：思想的力量 （一）、动画再现：理想斜面实验全过程
教师播放精心制作的动画：一个小球从左侧斜面滚下，冲上右侧斜面，若两侧倾角相同，则小球将达到原来的高度；当右侧斜面坡度逐渐变缓，小球为达到原高度需滚动更远；最后，右侧变为水平面，小球将永远滚动下去。动画配合旁白讲解，突出“若无摩擦，小球将保持匀速直线运动”的核心思想。
（二）、深度解析：理想化的科学价值
教师强调：“这不是真实的实验，而是伽利略在头脑中完成的‘理想实验’。它超越了实验条件的限制，揭示了本质规律。正如爱因斯坦所说：‘想象力比知识更重要。’伽利略用思想的翅膀，飞越了现实的牢笼。”进而提问：“这个实验否定了谁的观点？支持了什么样的新认识？”引导学生明确：运动不需要力来维持，力是改变运动状态的原因。
（三）、过渡语：当实验止步于摩擦，思想却奔向无限。伽利略点燃的火种，终将在牛顿手中化作照亮世界的光芒。 1. 观察实验现象，记录滑行距离差异。
2. 分析数据，归纳阻力与运动持续性的关系。
3. 参与讨论，理解理想实验的逻辑外推。
4. 领悟科学思想方法，感受理想化模型的魅力。
评价任务 实验观察能力：☆☆☆
数据归纳能力：☆☆☆
理想实验理解：☆☆☆
设计意图 通过真实实验建立感性认识，再以理想实验实现理性飞跃；采用“现实→理想”“具体→抽象”的递进式教学，帮助学生跨越思维障碍；融入科学史与名人名言，增强课堂的文化厚度与情感共鸣。
定律建构：牛顿的集大成之作
【12分钟】 一、定律诞生：站在巨人的肩膀上 （一）、文本研读：牛顿第一定律原文呈现
教师投影《自然哲学的数学原理》中牛顿第一定律的经典表述：“每个物体都保持其静止或沿一直线作匀速运动的状态，除非有外力迫使它改变那个状态。”要求学生齐声朗读，并逐句解读。“保持”意味着什么？“除非”体现了什么条件？“改变那个状态”又指什么？通过层层设问，引导学生精准把握定律的每一个关键词。
（二）、概念深化：什么是惯性？
教师指出：“这种保持原有运动状态不变的性质，就叫做惯性。”举例说明：公交车急刹时乘客前倾、抖落伞上的雨水、锤头松动时撞击手柄使其紧固等。提问：“惯性大小由什么决定？”引导学生思考质量与惯性的关系，为下一节课埋下伏笔。
二、辨析澄清：常见误区大挑战 （一）、判断正误：五道思维快题
教师出示五道判断题：
1. 运动的物体一定受到力的作用。（错）
2. 静止的物体一定不受力。（错）
3. 力越大，速度越大。（错）
4. 惯性是一种力。（错）
5. 质量大的物体惯性大。（对）
组织学生小组讨论后抢答，并要求说明理由。
（二）、生活链接：安全带的哲学
教师播放车祸模拟视频，展示未系安全带时人体因惯性飞出的画面。提问：“安全带是如何对抗惯性的？”引导学生理解安全带提供外力，改变人体运动状态，防止伤害。强调：“物理不仅是公式，更是生命的守护者。”
（三）、过渡语：定律看似简单，却如星辰般永恒。它告诉我们：宇宙中最深刻的法则，往往是那些最安静的存在——静者恒静，动者恒动，除非被扰。 1. 齐读定律，理解每句话的物理含义。
2. 结合实例理解惯性概念及其表现。
3. 小组讨论辨析题，纠正错误观念。
4. 理解物理知识在现实生活中的应用价值。
评价任务 定律理解准确：☆☆☆
概念辨析清晰：☆☆☆
生活迁移能力：☆☆☆
设计意图 通过原典阅读增强学术严谨性；利用典型错误强化概念辨析；结合交通安全教育体现物理的社会责任；以诗意语言升华科学之美，促进情感态度价值观目标的达成。
拓展应用：穿越时空的对话
【8分钟】 一、角色扮演：致伽利略的一封信 （一）、写作任务：现代青年的致敬
教师布置任务：“假如你是21世纪的一名高中生，写一封简短信件给三百年前的伽利略，告诉他你如何理解他的理想实验，并谈谈牛顿第一定律对你看待世界的影响。”给出写作框架：开头问候→回顾实验→阐述理解→表达敬意。
（二）、展示交流：思想的回响
邀请2-3名学生朗读自己的信件片段。教师适时点评，如：“你说‘您用思想战胜了摩擦’，多么精彩的概括！”“你提到‘原来宇宙喜欢安静’，这是诗人的洞察，也是物理的真相。”鼓励学生用个性化语言表达科学感悟。
二、现代验证：气垫导轨的奇迹 （一）、现场演示：近乎理想的环境
教师开启气垫导轨装置，轻推滑块，展示其几乎匀速直线运动的长距离滑行。解释：“空气薄膜极大减小了摩擦，让我们在实验室中无限逼近伽利略的理想世界。”让学生直观感受“近似不受外力”的运动状态。
（二）、总结升华：科学精神的传承
教师总结：“从亚里士多德的经验直觉，到伽利略的思想实验，再到牛顿的系统表述，人类用了近两千年才看清运动的本质。这告诉我们：真正的进步，不在于跑得多快，而在于敢于质疑走得多远。” 1. 撰写短信念给伽利略，表达理解与敬意。
2. 倾听同学分享，拓展思维视角。
3. 观察气垫导轨演示，验证定律成立条件。
4. 感受科学探索的艰辛与伟大。
评价任务 科学写作能力：☆☆☆
情感表达真挚：☆☆☆
现象解释准确：☆☆☆
设计意图 通过书信形式实现跨时空对话，增强学习的情感投入；利用现代仪器验证古老定律，体现科技发展对科学验证的支持；在总结中强调批判性思维与科学精神，实现价值观的深层渗透。
课堂总结：静者恒静，动者恒动
【5分钟】 一、结构化回顾：三大核心要点 （一）、定律重申：宇宙的默认状态
教师带领学生回顾：“今天我们揭开了一个宇宙级的秘密——牛顿第一定律告诉我们，物体天生倾向于保持现状：静者恒静，动者恒动。这不是一种行为，而是一种权利，一种叫做‘惯性’的自然权利。”
（二）、思想方法：理想实验的光辉
强调：“伽利略教会我们，当实验受限时，可以用思想去飞翔。理想化方法，是物理学最锋利的工具之一。”
（三）、现实警示：力的角色重定义
再次澄清：“力从来不是运动的‘燃料’，而是运动的‘导演’——它不负责启动或维持，只负责改变。”
二、升华式结尾：写给未来的寄语 （一）、诗意收束：运动的哲学
教师深情结语：“同学们，当我们仰望星空，那些亿万年前出发的星光仍在匀速奔赴地球；当我们俯视大地，一块石头若无外力，也将永远沉默。这一定律如此朴素，却又如此壮丽。它提醒我们：在这个充满变化的世界里，或许最深刻的智慧，就是懂得何时该保持，何时该改变。愿你们既能像静止的山岳般坚定，也能像匀速的星辰般执着，在人生的轨道上，找到属于自己的惯性与方向。” 1. 跟随教师回顾本课核心知识点。
2. 理解理想实验的科学价值。
3. 明确力与运动的真实关系。
4. 感受物理规律背后的哲学意蕴。
评价任务 知识梳理完整：☆☆☆
方法理解到位：☆☆☆
情感共鸣强烈：☆☆☆
设计意图 采用“知识点+生活哲理”的升华式总结，既巩固了物理概念，又赋予其人生启示；用富有诗意的语言结束课程，留下深刻印象，激发学生对物理之美的持久向往。
作业设计
一、基础巩固：定律的理解与应用
1. 牛顿第一定律又称__________定律，其内容是：一切物体总保持__________状态或__________状态，除非有__________迫使它改变这种状态。
2. 判断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”：
　　(1) 物体不受力时，一定处于静止状态。（　）
　　(2) 力是使物体运动的原因。（　）
　　(3) 惯性是物体固有的属性，与受力无关。（　）
　　(4) 速度越大，物体的惯性越大。（　）
　　(5) 宇航员在太空舱中漂浮，是因为失去了惯性。（　）
二、能力提升：生活中的惯性现象
请列举三个生活中利用惯性的例子和三个防止惯性带来危害的例子，并简要说明其中的物理原理。
示例：利用惯性——运动员跳远助跑；防止危害——汽车安全带。
我的答案：
利用惯性：① _______________ ② _______________ ③ _______________
防止危害：① _______________ ② _______________ ③ _______________
三、拓展探究：科学史话
查阅资料，写一段100字左右的文字，介绍伽利略·伽利莱在力学发展史上的主要贡献，并谈谈你从他身上学到了哪些科学精神。
【答案解析】
一、基础巩固
1. 惯性；匀速直线运动；静止；外力
2. (1) × (2) × (3) √ (4) × (5) ×
解析：(1) 物体不受力时可能做匀速直线运动；(2) 力是改变运动状态的原因；(4) 惯性只与质量有关；(5) 失重不等于失惯性。
二、能力提升
利用惯性：① 抖落衣服上的灰尘 ② 锤头松动时撞击手柄 ③ 泼水时水脱离盆子
防止危害：① 公交车上的扶手 ② 限速行驶 ③ 包装易碎品使用泡沫填充
原理：物体具有保持原有运动状态的性质，即惯性。
板书设计
牛顿第一定律
——静者恒静，动者恒动
[左侧] 历史演进：
亚里士多德 → “力是运动的原因”（×）
　　↑ 经验主义
伽利略 → 理想斜面实验 → 外推思想
　　↑ 思想实验
牛顿 → 牛顿第一定律（惯性定律）
[中间] 定律内容：
一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，
除非有外力迫使它改变这种状态。
[右侧] 核心概念：
● 惯性：物体保持原有运动状态的性质
● 条件：不受外力（或合外力为零）
● 力的作用：改变物体的运动状态（产生加速度）
教学反思
成功之处
1. 以“谁在主宰运动”为主线贯穿全课，通过历史情境、实验探究、思想飞跃三个层次逐步推进，逻辑清晰，学生思维层层深入。
2. 成功运用伽利略理想实验作为思维突破口，结合气垫导轨现代演示，实现了“历史—现实—理想”的多维呼应，有效突破了教学难点。
3. 课堂总结采用诗意语言升华科学哲理，学生反馈良好，实现了知识、方法与情感的有机统一。
不足之处
1. 角色扮演环节时间稍显紧张，部分学生未能充分表达；下次可提前布置写作任务，课上仅用于分享。
2. 对“合外力为零”的补充说明不够充分，个别学生仍将“不受力”误解为“完全无任何力作用”。
3. 拓展作业中科学史部分对部分学生难度偏大，应提供参考书目或网络资源链接以降低门槛。