4.1 牛顿第一定律 教学设计-2023-2024学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

牛顿第一定律 一、教学目标 1.物理观念 （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重要方法 （2）理解牛顿第一定律的内容及意义；理解力和运动的关系，知道物体的运动不需要力来维持。 2.科学思维 学会观察和分析生活中有关物理知识的实例与实验现象，具有初步的观察能力、分析概括能力。 3.科学探究 通过实践和探究，让学生感觉科学就在身边。培养学生对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理的精神，树立正确的世界观和唯物主义观。 4.科学态度与责任 培养学生观察思考，勇于发现乐于探究的学习习惯，以及应用物理知识解决实际问题的能力。 二、教学重难点 教学重点：对牛顿第一定律和惯性的正确理解。 教学难点：惯性和质量的关系。 三、教学分析 关键本节所述内容在初中课本上已涉及到，初中课本中用到的标题是惯性定律，所以学生已有一定的基础，是如何让学生加深对牛顿第一定律的理解。对力和运动的关系，从日常经验出发，人们往往会产生错误的认识，所以使学生建立起运动改变的原因在于物体间的相互作用力的观点，不是轻而易举的事情。在对惯性的学习中，这仍是学生难于理解的问题。 四、教学过程 活动1【导入】第一部分：创设情境，引入课题 小游戏： 教师：“大家看每一组都有一个钩码，上下系着一样的细线。现在下端缓慢增加力，哪根线先断？在下端突然增加力，哪根线先断？大家先不动手，我们先来猜一下” 学生：“上面先断” 教师：“现在各组动手操作，看看我们的猜想是否正确？” 学生动手实验。 教师：“结果为什么会这样，怎样解释这个现象。其实，在我们的游戏中还涉及到一个古老的话题──力和运动。 活动2【讲授】第二部分：回顾历史，探究定律 1.追溯历史议规律——力与运动关系 教师：“运动和力之间有什么关系呢？最早提出这个问题并答案的是古希腊学者亚里士多德。他是如何认为的？” 学生：“必须有力作用在物体上，物体才能运动；没有力的作用，物体就要静止在一个地方。” 教师：“他说的确实很有道理，看粉笔盒推它才能运动，不推就静止。但是大家思考一下我们生活中有没有反例。” 学生：“踢足球时，球被踢出去之后脚不再踢它，它也可以向前滚动。” 学生：“冰壶运动，冰壶离开运动员的手仍可以向前滑行” 教师：“那么亚里士多德的观点是哪里出现了问题？” 学生齐答“摩擦力” 体味经典探规律——理想斜面实验（15分钟） 教师“摩擦力对物体的运动会产生什么样的影响呢？下面我们通过实验来一探究竟。现在每小组利用现有的器材来设计一个实验” 学生动手设计操作实验 学生：“毛巾、棉布、桌面三个不同材料会与电池之间产生不同的摩擦力。我们让电池分别从毛巾、棉布、桌面上滚过用橡皮泥记录下三次的距离进行比较。为了保证三次的初速度相同，我们每次都让电池从同一高度由静止释放。我们发现在毛巾运动距离最短、直接在桌面上运动距离最长。我们组得到的结论是对于同一物体阻力越小运动距离越长” 教师：“那么如果没有阻力物体的运动情况将会怎样呢？” 学生齐答：“将一直做匀速直线运动” 教师：“没有完全没有阻力的物体，但是我们可以通过阻力很小的物体来验证我们的推断是否正确。大家看老师手中的这个小装置，是老师自己制作的一个小实验仪器。我将一个气球和一个光盘连接在一起。现在我向气球里吹气。当我将它平放在桌面上时，气球里的气体会喷出在桌面和光盘之间形成一层气垫，极大的减小了接触面上产生的阻力。我需要一个比较长的光滑平面作为轨道平面来完成我这个实验，所以提前在实验室里录制完成了这个实验。大家观看实验注意观察它的速度变化。” 学生观看屏幕。 教师：“它的速度变化情况怎么样” 学生齐答：“基本上不变化，一直做匀速直线运动” 教师：“我们今天做所研究的问题正是在三百多年前伽利略所思考的问题，他是第一个发现摩擦力的人。让我们来看一下他是如何发现摩擦力，关于力和运动他又有怎样的思考” 学生朗读教材理想实验的魅力。 教师：“理想实验通过可靠的实验事实，加上合理的逻辑推理，得出规律的一种方法。这也正是它的魅力所在。” 教师：“与伽利略同时代的科学家笛卡尔也研究了这个问题，他得出什么结论？” 学生：“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同一直线运动，既不停下来也不偏离原来的方向。” 教师：“在伽利略和笛卡尔的基础上，牛顿提出了动力学的一条基本定律。首先让我们来认识一下这位十七世纪最伟大的科学家。” 学生读屏幕上牛顿简介。 活动3【讲授】第三部分：学习新知，理解定律 1.理解第一定律 教师：“让我们看一下牛顿第一定律的内容。一切物体物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。” 教师：“从定律可以看出力和运动的关系是怎样的？” 学生：“力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态