牛顿第一定律

司南版普通高中课程标准实验教课书物理（共同必修一）第6章 力与运动 第一节
牛顿第一定律
教学设计
学校：福建省泉州第五中学 姓名：黄德志 日期：2006 年 12月 1 日
一、学习目标与任务
1、学习目标描述
（一）知识与技能
1、知道牛顿第一定律的建立过程。
2、理解牛顿第一定律，并能用牛顿第一定律解释生活中的有关问题
3、理解惯性概念，知道惯性是物体的固有属性，知道质量是物体惯性大小的量度。
（二）过程与方法
1、通过对牛顿第一定律的研究，培养学生的观察能力、分析推理能力、归纳论证的能力和表述信息的能力；
2、通过惯性现象的解释，培养学生灵活运用所学知识的解决问题的能力。
（三）情感、态度与价值观
1、通过科学史的简介,对学生进行严谨的科学态度教育
2、通过伽利略的理想实验,给学生以科学方法论的教育
3、通过实验探究活动，能使学生养成实事求是、尊重自然规律的科学态度，并认识到交流与合作的重要性，有主动和他人合作的精神。
2、学习内容与任务及教学流程说明
本节课主要通过实验探究，让学生充分体验和认识牛顿第一定律，探究在不受外力作用的情况下，物体将保持静止或匀速直线运动状态。教学内容的信息量和活动量丰富，实践性和趣味性很强，有利于培养学生自主获取知识的能力和发展对科学的好奇心和求知欲。
学习重点：1、探究力和运动的关系的过程、理解牛顿第一定律的意义及惯性概念的内涵
2、理解惯性，解释现象
学习难点：1、体现伽利略的科学思维方法
2、惯性大小与运动快慢无关
明确本课的重点和难点，以学习任务驱动，观察、实验探究和问题讨论为方式，以探究摩擦力与物体运动状态为核心，通过学生的动手实验，引导学生通过对探究过程问题的交流讨论，适时调整实验方案，体验科学探究过程，学习基本的物理学研究方法。
二、学习者特征分析
高一学生对牛顿第一定律的学习有一定的生活经验和初中学习的基础，有一定的探究学习的经验，对探究性实验的积极性较高，能较好地体现出学习的主体作用。同时学生具有一定的群体性小组交流能力与协同讨论学习的能力，能较好地实现教学目标。
三、学习环境选择与学习资源设计
1．学习环境选择（打√）
（1）Web教室（ ）
（2）多媒体实验室（√ ）
（3）室外活动（ ）
（4）校园网（√ ）
（5）Internet（√ ）
（6）其它
2、学习资源类型（打√）
（1）课件（网络课件）（√ ）
（2）工具（ ）
（3）专题学习网站（ ）
（4）多媒体资源库（ ）
（5）案例库（ ）
（6）题库（ ）
（7）网络课程（ ）
（8）个人主页（√ ）
（8）其它（ ）
3、学习资源内容简要说明
司南版物理1教科书与配套学习手册
教师个人主页下学习资源：包含知识归纳、课堂练习、课后交流、拓展研究及Flash交互性网络课件等课程学习材料。
四、学习情境创设
1、真实性情境（√）
2、问题性情境（√）
探究实验。
用flash制作的一系列教学软件。
为什么可以用旋转鸡蛋的方法来区分熟蛋跟生蛋？
有力物动，力撤物停，对吗？
五、学习活动的组织
类型
相应
内容
使用资源
学生活动
教师活动
自主协作学习设计
牛顿第一定律练习
物理教材、演示实验、探究实验及相关的物理学习网站。
分析、操作、小组协作讨论、总结、提交结论。
独立思考分析得出结论。
问题情景的创设，问题的提出。
学习资源获取路径的指导。问题解答和咨询。
六、教学过程
步骤
教师行为
学生行为
设计意图
课堂准备
1．多媒体实验室的准备。
2．探究实验的准备。
3．制作教学辅助flash课件。
作好课前预习准备。
利用多媒体辅助教学与实验探究手段有利于实现教学目标。
情 境 导 入
【演示实验】让学生注意观察，分别让两个鸡蛋旋转，再迅速按住，使蛋停下，又立即松手，会出现什么不同现象？
现象：其中一个不动，而另一个却能够继续旋转。日常生活中，人们常常用这种方法来区分生蛋和熟蛋。
师：猜猜看，为什么这两种蛋会出现不同的现象？
注意观察。
思考问题。
趣味引入，激发学生的学习兴趣，活跃课堂气氛。
操
作
讨
论
问1：由于受到力的不同，物体运动的形式多种多样，那么现在放在大家桌面上的小车此刻的运动状态如何？
问2：怎么让它的这种静止的运动状态发生改变？
（拉、提、推，但最终要得出对它施加力的作用这个结论）
动一动：学生动手感受下，让桌面上静止的小车运动起来。在这过程当中，请大家认真观察木块在受到力时的运动状态与没受到力时的运动状态如何？
师：从中我们看到物体要运动，就需要对它施加力的作用；而当外力撤去时，物体就要停止运动，即有力物动，力撤物停。
历史回顾：早在2000多年前，古希腊哲学家亚里士多德就根据周边生活的经验指出：力是维持物体运动的原因。
例如，马拉车才能维持车的运动，马不拉车，车就无法运动，那么亚里士多德提出的观点是否正确呢？大家再来一起想一想。
联系生活情景：你是否体验或注意过，当你以相同的速度骑车时，停止蹬车后，在下列三种不同的路面上（平整的柏油路面。粗糙不平的路面。沙滩上。），自行车运动距离有什么不同？
填写下面表格：
柏油路
粗糙不平
的路面
沙滩
滑行距离
远
中
近
表面粗
糙程度
较平滑
中等
粗糙
摩擦力
小
中
大
从中可看出：柏油路上表面比较光滑摩擦力最小，沙滩的表面比较粗糙摩擦力最大。
摩擦力并没有维持物体的运动，这与亚里士多德的观点发生了矛盾，到底亚里士多德的观点是否正确呢？
探究实验：在其他前提条件相同情况下，物体受到阻力越小，通过的距离就越大，运动时间就越长，那么这个结论是否正确呢？
请同学们利用桌面上摆有的小车、毛巾、白布、木
板和斜面，设计一个实验一同来探究下看看这个结论是否正确。
注意：
1、大家想想看，毛巾、白布和木板像不像刚才我们说的三种路面？
2、要使实验结论准确，要不要保证小车运动的初始状态相同，也就是速度相同，是不是应该让它们从斜面的同一高度落下？
3、根据我们要探究的问题，我们是不是要记录水平面铺设的材料；小车在水平面上所能通过的距离？
请同学们将实验结果填入表格，并从中判断结论是否正确。
引导学生思考：如果水平面的摩擦力很小，小车在运动中受到的阻力减小，情况又如何？
演示气垫导轨实验：
滑块在水平气垫导轨上的运动：介绍装置。把滑块放在一个水气垫导轨上，使滑块和导轨之间形成气层，物体沿这种导轨运动时受到的阻力非常小，推动一下物体，可以看到物体沿气垫导轨的运动时，通过两个光电门所用的时间几乎相同，即它近似做匀速直线运动。
进一步引导：如果导轨非常光滑，没有阻力，滑块将做什么运动？
介绍伽利略：最早发现这一问题的是意大利物理学家伽利略。他提出了自己的看法：物体一旦具有某一速度，没有加速和减速的原因，这个速度将保持不变。这里所指的减速的原因就是摩擦力——亚里士多德所忽视的因素。
介绍伽利略理想斜面实验及理想实验在物理学研究中的重要意义。
笛卡尔观点：法国科学家笛卡尔进一步补充了伽利略的结论：如果没有其他原因，运动的物体将继续以同一速度沿着一条直线运动，既不会停下来，也不会改变原来的方向。
英国物理学家牛顿在前人研究的基础上，通过自己进一步的探讨，科学全面地阐明了运动和力的关系，提出了牛顿第一定律。
牛顿第一定律：一切物体总保持静止状态或匀速直线运动状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。
讲解：牛顿第一定律的意义：
（1）定性揭示力与运动的关系：当合外力为零时，原来静止或匀速直线运动的状态将保持不变；
（2）力是改变物体运动状态的原因，不是维持物体运动的原因；
（3）指出一切物体在任何情况下都具有惯性，因此牛顿第一定律又叫惯性定律。
演示实验：弹纸片实验
将鸡蛋用一硬纸片搁在这个塑料杯的上方，接着，我用力快速地弹击纸片，你们看看会有什么现象发生？
问：为什么鸡蛋没有随受到弹击力的纸片一起飞出呢？
由学生结合书本知识得出：惯性是物体本身固有的属性。任何物体都具有惯性。
播放有关气体、液体也具有惯性的视频。
既然，惯性是物体本身固有的属性，那么惯性的大小是由什么决定的呢？惯性的大小又意味着什么呢？请同学们阅读课文，得出答案。
应用举例：惯性在我们生活中的应用很广泛，例如，锤头松了，要怎么办呢？再例如为什么我们在坐车时为了安全要系上安全带呢？
本节课开始时我们做的分蛋实验，同学们利用今天学习的知识来判断下，到底哪个是生的，哪个是熟的。
引导学生思考：因为熟鸡蛋的蛋黄和蛋清固定，所以旋转平稳；而生鸡蛋内蛋黄与蛋清不固定，停下时蛋清和蛋黄由于惯性，要继续转，故松手后又带动蛋壳转。
师：现在能否判断出哪个鸡蛋是生的，哪个是熟的？
验证：打破鸡蛋验证学生的判断，结果相符。
静止
对它施加力的作用。
受到力的作用，木块运动，没受到力的作用，木块最终还是停止运动；
思考，质疑
运动距离不同，柏油路面最长，沙滩上最短。
柏油路上表面比较光滑摩擦力最小，沙滩的表面比较粗糙摩擦力最大
摩擦力
不是
学生动手进行探究实验
思考回答
思考
观察实验
匀速直线运动
倾听
倾听
观察实验并思考；
鸡蛋落到塑料杯中
阅读课本并思考问题
物体惯性的大小只与物体的质量有关，质量越大，惯性越大，质量越小，惯性越小。
以一定速度旋转鸡蛋，再迅速按住，使蛋停下，又立即松手，其中一个蛋不动的是熟的，一个蛋却能继续转动的是生的。
培养学生质疑的意识和发现问题、思考解决问题的能力。
通过学生实验及现象地分析，加深了对本堂课知识的理解，培养了学生的动手能力和思维能力，应用所学知识分析问题和解决问题的能力。体会物理学研究的基本方法的目的。
通过动画展示实例，加深对概念的理解。
通过实验形成前后呼应，使整堂课有机地融为一体。
课堂小结
1、伽利略理想斜面实验否定了亚里士多德的观点；
2、牛顿在伽利略等人研究的基础上得出牛顿第一定律；
3、惯性是物体固有的属性，质量是惯性大小的量度。
思考和讨论
加深对本节课知识点的理解
课后作业
1、思考惯性与惯性定律的区别；
2、完成课本第105页，第3、4、6题

附：
数据记录表：
材料种类
材料的粗糙程度（填：很粗糙、较粗糙、较光滑）
小车受到摩擦力的大小（填：大、较小、最小）
小车在水平面上运动的距离（填：短、较长、最长）
毛巾
棉布
木板