《牛顿第一定律》教学设计
【设计思想】
提倡学生探究学习，自主学习，通过交流与合作，经历知识的获取过程。本节课努力做到以学生为中心，教师为主导，学生为主体。在教学内容的设计方面，注重知识问题化，问题层次化，让不同层次的学生都有思考与讨论、交流与合作的空间；注重面向全体学生，提高每一位学生主动参与课堂教学的积极性。在教学过程的设计方面，关注学生对知识形成过程的理解，让学生亲历思考和探究的过程，领悟科学探究的方法。鼓励学生积极发言，对学生的回答做出积极评价，并让学生进行自我评价和互评，形成生生，师生之间的多向反馈渠道。最终使学生学会知识，掌握技能，经历过程，体验方法，培养勇于探索，不畏艰险，挑战权威的科学精神。
【教学目标】
知识与技能
1、知道伽利略的理想实验及其主要推理过程和推论，知道理想实验是科学研究的重要方法。
2、理解牛顿第一定律的内容及意义。
3、理解惯性的概念，会正确解释惯性现象。
过程与方法
1、体验伽利略理想实验的推理过程，理解理想实验是科学研究的重要方法。
2、通过实验加深对牛顿第一定律的理解。
3、观察生活中的惯性现象。
情感、态度与价值观
通过亚里士多德和伽利略对力和运动关系的不同认识，通过对笛卡儿的推论和牛顿第一定律的比较分析，了解人类认识事物本质的曲折性。感悟科学是人类进步的不竭动力。
【教学重点】
对牛顿第一定律和惯性的正确理解；科学思想的建立过程
【教学难点】
力和运动的关系，惯性和质量的关系
【教学方法】
实验探究、交流与合作、多媒体辅助教学
【教学器材】
多媒体课件
【教学过程】
新课导入：力和运动有关系吗？（情景创设，引入新课）
新课展示
一、力和运动有什么关系呢？
1、亚里士多德
组织学生思考、讨论并引导学生得出下列问题的答案。
（1）古希腊哲学家亚里士多德的观点是什么，他凭什么得出观点的？
力是维持物体运动的原因； 观察和直觉。
（2）造成亚里士多德得出错误观点的原因是什么？
由于地面环境中重力和摩擦力的干扰。
【过渡引导】一边解说引导，一边用小车演示
其实，最先悟出这一原因的是17世纪意大利的物理学家伽利略。他观察到，在推力作用下运动的小车，撤去推力后，小车并不是立刻停止，而是运动了一段时间才停下来的。撤去推力，小车仍可以运动，这就说明：“力是维持运动的原因”这一观点，并不是力和运动的真正关系。为了找出力和运动的真正关系，伽利略巧妙的设计了一个实验，这个实验把他深邃的思想和超人的睿智体现的淋漓尽致，那么，这到底是一个什么样的实验呢？
2、伽利略的实验
（1）实验过程
（层层设问，步步深入，让学生经历伽利略的思考过程，体验理想实验的科学研究方法）
装置介绍：两个对接的粗糙斜面，中间用圆弧相连。
a让小球从一个斜面的某一个高度静止释放，小球的运动情况如何？试描述出来。
b小球为什么达不到原来的高度，而且最终又停下来呢？
c设想斜面光滑，没有摩擦，小球的运动情况如何呢？
d如果减小第二个斜面的倾斜度，小球的运动情况如何？和前一次有什么异同呢?
e推想：如果持续减小第二个斜面的倾斜度，小球的运动情况如何呢？
f当第二个斜面变成水平面时，小球的运动情况如何呢？
师生总结：小球在水平方向上不受力，仍可以运动，这就说明：运动并不需要力来维持。伽利略由此得出结论：力不是维持运动的原因。
【过渡引导】
伽利略实验的整个过程，都是在假设斜面光滑没有摩擦的前提下进行的，而绝对光滑的斜面是不存在的，所以说伽利略的实验是一个理想实验。那么什么是理想实验呢？
（2）理想实验
理想实验是在思想中塑造的一种理想过程。它是以科学实验为基础，以科学事实为根据，突出主要因素，排除次要因素，运用逻辑推理，揭示物理世界的内在联系，发现物理规律。这是科学研究的重要方法。
（3）实验设计
根据伽利略的实验和你对理想实验的理解，设计一个实验，说明力不是维持物体运动的原因。
器材：毛巾、斜面、小球
要求：同桌讨论实验方案，说明实验步骤。
（4）实验验证
直接验证了伽利略的结论。
二、牛顿第一定律
1、笛卡尔的推论
2、牛顿第一定律
一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到外力迫使它改变运动状态为止。【思考与讨论】
（1）笛卡尔的推论中，外界影响指什么呢？
（2）比较、分析、讨论牛顿第一定律比笛卡尔的推论有哪些地方更完善了？
（3）通过（2）的分析，总结牛顿第一定律的意义。
（根据牛顿第一定律得出惯性的定义。）
三、惯性
1、定义：物体保持匀速直线运动状态或静止状态的特性。
2、说明：
①一切物体都有惯性，惯性是物体的固有属性。
惯性是物体的固有属性，那么惯性有大小吗？
实验设计
师生总结：质量不同的物体，保持原有运动状态的本领是不同的，质量越大，保持原有运动状态的本领越大，就说物体的惯性越大；相反，惯性越小。可见，物体的惯性是有大小的，并且质量是物体惯性大小的唯一量度。
②质量是物体惯性大小的唯一量度。
师生总结
反馈练习
1、判断下列哪些说法正确（ A ）
A.两个质量相同的物体，不论速度大小如何，它们惯性大小一定相同。
B.物体不受力时有惯性，受力时没有惯性。
C.在月球上举重比在地球上容易，则质量相同的物体在月球上比在地球上的惯性小。
D.在地上滚动的小球越滚越慢，小球的惯性也逐渐减小。
2、正在运动的物体，如果将所受的外力同时撤去，这个物体将：（ B ）
A.立即停下来
B.做匀速直线运动
C.速度越来越慢，最后停止
D.速度越来越快，永远停不下来
方法线
有意观察法……...……
…………….理想实验
……………实验法：重做斜面实验，体会理想实验的科学方法
……………..设疑提问法
………..实验法
……….设疑提问法
…………….归纳总结，抽象概括
…………….分析法
……………对比观察法
………………应用
课件21张PPT。 4.1 牛顿第一定律
生活中常见到这样的事例：生活情境运动和力有什么关系？想想议议：亚里士多德
(Aristotle,前384-前322) 亚里士多德的运动观点：自然运动提出问题，经验猜想运动｛受迫运动亚里士多德的运动观点自然运动
每个物体都有自己的固有位置，比如，火的自然位置在上，土的自然位置在下，气和水在中间。偏离固有位置的物体将趋向固有位置。地上物体的自然运动沿直线，轻者上升，重者下降；天体的自然运动永恒地沿着圆周进行。亚里士多德的运动观点 受迫运动
物体的运动是在推或拉的外力作用下发生的。没有外力，物体就会停止。 亚里士多德
(Aristotle,前384-前322) 亚里士多德的观点：必须有力作用在物体上,物体才能运动,没有力的作用,物体就要静止下来结论：力是维持物体运动的原因？1.提出问题，经验猜想伽利略的研究质疑：
运动的物体停下来，真的是因为没有力的作用吗？
原来运动的物体之所以停下来，是因为有摩擦力或空气、水等流体的阻力作用的结果。 伽利略的观点：在水平面上运动的物体所以会停下来,是因为受到摩擦阻力的缘故伽利略
(Galileo,1564-1642)伽利略的研究伽利略的研究假设：
若没有摩擦阻力、流体的阻力，沿水平面运动的物体将怎样运动呢？猜想：
若没有摩擦阻力、流体的阻力，运动的物体将一直运动下去.探究伽利略斜面实验1、改变小车受到的阻力
2、小车从斜面的同一高度滑下
结论：平面越光滑，物体运动的距离越＿＿＿ ，这说明
物体受到的阻力越＿＿＿ 。
推理：如果运动物体不受力，它将以＿＿＿＿＿＿＿＿ 远小一直运动下去最大最小 最短最长无限长无阻力2、探究伽利略斜面实验理想斜面实验ABCDEvθ若没有摩擦阻力、流体的阻力，运动的物体将一直运动下去.1.力与运动的关系伽利略的理想斜面实验 伽利略的理想斜面实验指出了：力不是维持物体运动的原因，而只是改变物体运动状态的原因 理想实验研究方法：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，从而更深刻的揭示自然规律。1.力与运动的关系笛卡尔补充、完善伽利略的观点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直线运动，既不停下来也不偏离原来的方向。 若没有摩擦阻力、流体的阻力，运动的物体将一直运动下去.伽利略
(Galileo,1564-1642)牛顿的总结（1687年英国）牛顿第一定律：
一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。 牛顿第一定律的意义一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，1、正确揭示了力和运动的关系
不受力时：匀速直线运动状态或静止状态。
受外力时：运动状态改变。直到有外力迫使它改变这种状态为止。牛顿第一定律： 3、明确了惯性的概念
惯性：物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质叫惯性。——正因为如此，牛顿第一定律又称为惯性定律。牛 顿 第 一 定 律2、力是改变物体运动状态的原因一切物体都具有惯性，惯性是物体的固有性质。牛 顿 第 一 定 律 6、惯性【思考与讨论】
常见的是固体有惯性，那么液体和气体是否也有惯性？【实验1】
用筷子搅动有茶叶的茶水，观察停下搅动时的现象并分析说明的问题。【实验2】
一个铁皮罐，一边开有一个小孔，后面用弹性膜封注，前面有蜡烛。点燃蜡烛，对着弹性膜用力一下，观察实验结果并分析说明的问题。液体具有惯性。气体具有惯性。茶水还在动蜡烛熄灭了小组讨论：利用惯性和防止惯性危害的实例，看哪一组举例最多。 6、惯性拍打衣服上的灰尘利用惯性使锤头套紧用铲将沙子扬起牛 顿 第 一 定 律开车时系安全带安全带对人体起到缓冲的作用 6、惯性牛 顿 第 一 定 律质量是惯性大小的唯一量度；质量越大，惯性越大。牛 顿 第 一 定 律 6、惯性
