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 教学内容分析 《牛顿第一定律》是《普通高中物理新课程标准（2019年版）》必修课程必修1模块中“相互作用与运动定律”主题下的内容，课程标准要求为：“理解牛顿运动定律，能用牛顿运动定律解释生产生活中的有关现象，解决问题。”《普通高中物理课程标准(2019年版)解读》的解读为，理解牛顿第一定律、第二定律、第三定律，能用这三个定律分析解决现实情境中的有关问题。 牛顿第一定律揭示了运动和力的关系，通过本节课内容学习，学生应在原有认知基础上形成更为深刻的认识。从力和惯性作为科学概念的提出过程体会物理观念的形成过程，从对规律发现过程的学习体会理想实验加逻辑推理的科学思维方法。教材以问题引入，通过牛顿第一定律的发现过程介绍亚里士多德和伽利略在运动和力关系问题上的不同观点，凸显研究方法的重要性。通过实例分析、思考等方式让学生理解惯性的概念及其量度，加深学生对质量概念的认识。 学情分析 学生在初中已学习过牛顿第一定律，了解定律的表述，通过生活经验学生对运动和力的关系有初步了解，但这种了解是肤浅的。学生知道牛顿第一定律的内容，但理解不深入，在应用分析解决问题时仍然会出现问题。高中生的物理思维能力相较于初中有所提高，教学时要注重对亚里士多德和伽利略观点的分析，着重介绍伽利略的科学研究方法，通过牛顿第一定律建立过程的学习，培养学生的逻辑思维能力和分析能力，渗透科学研究方法的教育。 教学目标和核心素养 物理观念：1.能准确叙述牛顿第一定律的内容,并能对该定律所揭示的运动和力的关系问题有较深刻的理解; 2.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！ 科学思维：1了解伽利略关于运动和力的关系的认识 2了解他的理想实验和相应的推理过程，培养学生科学推理和想象能力。 科学探究： 体会实验加推理的科学研究方法，了解理想实验的作用。 科学态度与责任： 通过了解牛顿第一定律的历史史实回顾,体会人类认识事物本质的曲折过程,培养学生严谨的科学态度。 教学重难点 【教学重点】 1． 通过回顾历史探究过程理解牛顿第一定律,体会理想实验的魅力； 2．惯性的理解:认识惯性和质量的关系。 【教学难点】 1．力和运动的关系； 2．惯性和质量的关系。 课前准备 多媒体课件、小车、小球、毛巾、粗布、斜槽、玻璃管等 教学过程 一、创设情景、引入新课: 当小车突然向右加速时，气泡向哪边移动。教师演示实验引出本节课的内容。 二、讲授新课： 我们知道力的作用效果之一是改变物体的运动状态，那什么是运动状态的改变？我们学过加速运动，减速运动，这里的运动状态发生了变化，大家就会思考力和运动之间是否有联系呢，运动和力之间又是怎样的关系呢？ 在人类历史的长河中，运动和力如影随形，总是和人们的生活、生产密切相关。在认识力和运动的关系的过程中，有哪些人对其产生了巨大的贡献，让我们一起来回顾一下历史。 （一）理想实验的魅力 1回顾亚里士多德观点：力是维持物体运动的原因。 依据：马拉车，车动；马不拉车，车停止。由此得出力是维持物体运动的原因。 学生活动：举例反驳亚里士多德观点。通过例子说明物体的运动不需要力维持。 教师活动: 既然物体的运动不需要力来维持，为什么会出现这两种现象呢?矛盾出现在哪里呢?下面我们用小车来做个对比实验。 教师引导: 三次在斜面上释放小车的位置相同，小车运动到斜面未端的速度应相同. 通过对比实验观察分析，归纳总结实验结论. 学生总结: 接触面越光滑，小车运动的距离越远。 教师引导: 运动小车最终停下来的原因是什么? 学生总结: 运动小车停下来的原因是它受到了摩擦的作用 教师引导: 若接触面是光滑的，小车又会怎样呢? 归纳总结: 物体的运动不需要力来维持.力撤物停的原因是物体受到摩擦力的作用，若无摩擦力的作用，运动的物体会一直运动下去。 最早发现这一问题的科学家是伽利略，他是怎样研究这个问题的呢? 2. 伽利略观点： :物体不受力时，运动的物体一直做匀速直线运动.这说明，力不是维持物体运动的原因. 教师活动: 实验演示伽利略的斜面实验。 实验事实：让小球沿斜面向下滚动时，小球将冲上另一个斜面。不能达到原来的高度，是因为摩擦阻力的原因。 逻辑推理：A.对称斜面，无摩擦时，小球会滚到等高的位置。 B.减小另一侧斜面的倾角，小球从同一位置自由释放要滚到等高的位置，滚动的距离渐远. C.再减小另一侧斜面的倾角，小球从同一位置自由释放要滚到等高的位置，滚动距离会更远. D.把另一侧斜面放平，小球要到等高的位置，就会一直滚下去. 由此，伽利略得出了“运动的物体若不受力，物体将匀速运动下去”的结论.我们知道阻力不可能完全消除，斜面也不能做好无限长，所以伽利略的实验是“理想实验”。 那么什么是理想实验呢？ 理想实验的魅力： 通过可靠的实验事实，加上合理的逻辑推理，得出规