牛顿第一定律

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《牛顿第一定律》教学设计
一、基本说明
1）所用教材出版单位：人民教育出版社
2）年级或模块： 必修2
3) 所属的章节：第四章第一节
4) 教学时间 ： 45分钟
二、教学设计
【设计思想】
高中物理第一册（必修）“牛顿第一定律”一节，属初、高中知识的结合部。学生在初中学习中，已经了解了牛顿第一定律的基本内容，如何以初中知识为生长点、以教材内容为线索，展开科学方法教育与思维能力培养是本课教学活动断的研究、思考、推理过程，学习科学研究中常用的理想实验方法。为此，本课设计以讨论为主要方式。侧重点应放在理解伽略对“运动物体不受外力作用会保持自己的速度不变”论式，教师在其间适当引导与点拨，并由师生共同概括总结，设计这样的教学方式，是基于教材具有循环性，学生已有一定基础，旨在让学生处于主动地位，追寻科学家走向成功的足迹，学会像物理学家那样发现问题、思考问题与解决问题。
【本节教材分析】
本节是在全章导入的基础上进行新课教学的。从力和运动状态改变之间的关系引入课题，通过随堂实验并结合学生已学过的伽利略理想实验，由此分析出力不是维持物体速度的原因，而是改变物体速度的原因。按着人类对知识的认识顺序，从亚里士多德的观点——伽利略的研究——笛卡尔的补充，然后引入了牛顿第一定律，并在此基础上引入了惯性概念，同时讨论了决定惯性大小的因素．
【本节学情分析】
学生在初中学习中，已经了解了牛顿第一定律的基本内容，了解了伽利略的理想实验，但是对其认识还不够深入。力是维持物体运动状态的原因还是改变物体运动状态的原因，学生还不是很清楚。要正确认识它，就要克服日常经验带来的错误认识，所以一开始就用了两个实验，让他们通过观察、思考，来澄清错误的认识。同时在课堂教学中，应引导学生特别注意伽利略的理想实验，注意它忽略次要因素、抓住主要因素的科学性，课堂教学中，还应要通过随堂小实验多种方法，包括多媒体教学手段，为学生学习创设情景。
【教学目标】
1、知识与技能：
（1）、理解力和运动的关系，知道物体的运动不需要力来维持；
（2）、理解牛顿第一定律，知道它是逻辑推理的结果，不受力的物体是不存在的；
（3）、理解惯性的概念，知道质量是惯性大小的量度。
2、过程与方法：
（1）、培养学生分析正确的认识力和运动的关系，要能透过现象了解事物的本质，对物理问题决不能主观臆断；
（2）、帮助学生养成研究问题要从不同的角度对比研究的习惯；
（3）、培养学生逻辑推理的能力，知道物体的运动是不需要力来维持的。
3、情感、态度与价值观：
（1）、培养科学研究问题的态度；
（2）、利用生活中的例子来认识惯性与质量的关系。培养学生大胆发言，并学以致用。
【教学重点与难点】
1．正确认识力和运动的关系，明确“ 力是维持物体运动的原因” 观点是错误的。通过 牛顿第一定的学习加深对惯性概念的理解是本节教学的重点。
2．伽利略的科学思维方法以及对牛顿第一定律和惯性的理解，既是本节的重点也是本节的难点。
【教学仪器】
1．探究实验：木块、 截面为圆形的铅笔（或者玻璃棒）若干；轨道、小车、小球、毛巾、玻璃板、刻度尺、斜槽等器材
2．视频录像片段：视频材料介绍伽利略理想斜面实验、PPT文件
3．迷你小实验：笔帽与纸带；重球、细线；小Kitty、大气球
【教学过程】
教学程序 教师活动 学生活动 设计意图
引入新课（3分钟） 1、观看多媒体课件：一个小男孩脚下被石头绊了一下，结果身体就飞了出去，要想知道这是为什么，我们需要了解力和运动的关系。2、要求学生利用桌上的木块感受：轻推木块，木块就运动，撤去推力，木块就停止运动。问：物体的运动是不是一定需要力？ 1、观看多媒体课件，思考2、动手实验，获得感受：用力推木块，木块才运动，撤去力，木块就会停止运动。 1、 问题引入课题。2、通过实验，让学生获得感性认识。
新课 让学生利用桌子上的器材，自主设计实验方案，分别研究，验证自己的观点。考虑从两方面入手：⑴、力推物动，力撤物停。⑵、力撤物不停。再次回到实验中来引导学生进行实验对比通过对比实验可以得出结论：木块或小车运动停下来的原因是摩擦力。结合方案一、二中的第(2)步和第(3)步，对比发现，摩擦越小，滚动距离越远。在此基础上进行逻辑推理，问：如果接触面非常光滑，摩擦很小，那运动的小球将会怎样？用多媒体播放伽利略的理想实验。（1）对称斜面，没有摩擦小球滚到等高。（2）减小另一侧斜面倾角，小球从同一位置释放要滚到等高，滚动距离就会越远。（3）把另侧斜面放平，小球要到等高，就会一直滚下去。根据这一现象伽利略得出了什么样的结论？二、牛顿物理学的基石——惯性定律1、用气垫导轨消除摩擦。让滑块在导轨上滑动，利用光电门测出滑块在不同位置的速度。2、提出问题：牛顿第一定律可不可以用实验来验证？什么时候可以看作不受力并举例说明。3、提出问题：牛顿定律又叫惯性定律，惯性是指什么？你又怎样理解这种性质呢？举例说明。三、惯性与质量一切物体都具有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质，当力使它改变这种状态时，它就会有抵抗运动状态改变的的“本领”。这个本领与什么有关呢？比如货车启动时，由静止到运动得需要一段时间，是空车好启动还是满载时？你还能举出什么例子来？1受力分析：一物块滑上了光滑的斜面，受几个力？2、略 设计方案、选择器材、动手做实验方案一：（1）轻推木块，木块就运动，撤去推力，木块就停止运动（2）用力猛推木块，撤去推力后，木块向前滑行一段距离后停下来；（3）在木块下面垫上几根铅笔（或者玻璃棒），用力推木块，当推力撤去后，木块向前滑行一段距离后停下来，而且比（2）中的滑得更远；方案二：⑴、轨道上铺毛巾，小车放在毛巾上，推它就动，不推就停。⑵、撤去毛巾，让小车在轨道上，推一下小车，小车运动一段才停下来。⑶、用小球代替小车，让它从同一高度滑下斜面，分别在毛巾、木板，玻璃三个水平接触面上运动实验次数 表面材料 阻力大小 滑行距离 1毛巾 2粗布条 3光滑木版 推理想象 光滑表面 得出结论：木块或小球运动停下来的原因是摩擦力。如果摩擦越小，滚动距离越远。预测：接触面越光滑，物体的运动越接近于匀速直线运动。.观察并回答提出的问题：运动的物体如果不受力物体将匀速运动下去。学生记录数据并比较。确信他的正确性。学生回答：不能。因为不受力作用的物体是不存在的。受力但合力为零时。比如：冰面上的滑动的冰块。学生观察并思考，再进一步理解惯性：是指物体具有保持原来运动状态或静止状态的性质。学生思考比如骑自行车，单人时和带人时的感觉相比。从实例可看出，运动状态变化的难易程度与质量有关。 抓住矛盾、对比前后实验，明白摩擦力是关键，纠正错误认识：物体的运动一定需要力激发矛盾：两个实验，两种现象引导学生：抓住矛盾，进行对比分析，纠正部分学生的错误认识。同时指出学生原有错误认识也是古希腊哲学家亚里士多德的观点：有力才有运动，力是维持运动的原因。通过观察伽利略的理想实验，启发学生在研究科学问题时大胆的设想和科学的推理都是很有必要的。培养学生理解问题的能力。培养学生刨根问底的严谨态度。通过生活中的例子进一步理解惯性。通过生活中的一些例子理解惯性大小与质量有关．
课堂总结(3分钟) 让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。 认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。 总结课堂内容，培养学生概括总结能力。
作业布置 （1）教科书P105 1．2．3．4. 5. 6.（2）寻找可以观察的惯性现象以及惯性的利用与防止
板书设计 4.1、牛顿第一定律：1、理想实验的魅力：伽利略 笛卡尔2、牛顿物理学的基石——惯性定律：内容：意义：3、惯性：定义：大小：
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