4.1牛顿第一定律 教学设计-2024-2025学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

一、课时基本信息 单元名称 运动和力的关系 课时名称 牛顿第一定律 单元课时 1课时 二、课时学习主题：研究分析 教学内容分析 核心概念：牛顿第一定律 惯性 牛顿第一定律是牛顿定律的基石，它本身还包含着力、惯性和参考系这些极富成果的科学概念，成为物理学理论的支柱和基石。伽利略的研究过程蕴涵了重要的科学方法，教学中要引导学生领会牛顿第一定律的含义，充分说明伽利略“理想实验”的实验基础和推理过程，展示伽利略斜面理想实验的猜想依据、推断结果这一思维过程，通过教学让学生明确运动和力的关系，提升对力、惯性、质量等基本概念的理解。 学情分析 学生在初中阶段已经学过牛顿第一定律，从知识立意的角度，本节课的内容对学生没有难度，从素养的角度，很多同学潜意识里认为物体向某个方向运动，在这个方向上一定受到了力的作用；这种基于生活的经验和零散的事实形成的前概念比较隐蔽而且顽固，对形成正确的运动与相互作用观产生较大的干扰，导致学生表面上能够理解和支持伽利略的观点，但潜意识里仍是亚里士多德观点的拥护者。 三、素养导向的学习目标 课时内容与核心素养的关联 内容 物理观念 科学思维 科学探究 科学态度 伽利略理想实验 〇 ◎ 〇 牛顿第一定律的内容 ◎ 〇 质量与惯性 〇 ◎ 〇 〇 〇 课标素养名称 单元学习目标 对应关系说明 物理观念 理解牛顿第一定律的内容，能够运用牛顿第一定律解释有关现象。 G4-2 科学思维 用惯性概念解释有关实际问题。会识别惯性系和非惯性系。 S2-3 科学探究 通过理想斜面实验体会伽利略研究运动和力关系的思想方法,了解理想实验的作用。 T1-2 科学态度与责任 从通过牛顿第一定律的历史史实回顾，増进对科学的兴趣，培养学生的创造性思维品质和敢于质疑、坚持真理的献身精神 Z1-3 四、课时学习活动设计要点 任务 学习活动（注重情景创设） 问题 说明 任务1：情境创设：感受力和运动的关系 情境创设：播放滑雪者滑雪视频，滑雪者轻轻用力蹬地，蹬一下动一下；用力蹬地，当力撤去后，还会向前运动一段距离才静止。 伽利略理想实验的再现： 伽利略理想实验的结论： 小球不受摩擦力，小球就要一直运动下去。 3、实验活动——气垫导轨实验验证 引导学生总结：力是改变物体运动状态的原因 若物体不受力，物体保持匀速直线运动状态或静止状态。 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. 球也会越滚越慢，最后停了下来。伽利略认为这是摩擦作用的结果。若没有摩擦，球将永远运动下去。 伽利略同时代的法国科学家笛卡儿也研究了这个问题。 他认为，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，既不会停下来，也不会偏离原来的方向。他还认为，这应该成为一个原理，是人类整个自然观的基石。 评价学生的发散性回答，初步让学生体会能量转化的观点分析实际问题，进而引出本节课核心概念：“重力势能”。 1、 通过以上情境，试图理解亚里士多德对力与运动关系的想法。 2、 根据情景判断亚里士多德的观点是否正确。 3、 理解伽利略的实验装置 4、 小球在斜面上受到的摩擦力减小，它在右端斜面上升的最大高度会怎样变化？ 5、 如果小球在斜面上受到的摩擦力为0，按照逻辑推理，小球在右端斜面上升的最大高度与小球在左端斜面开始的高度有何关系？ 6、 基于“小球在斜面上向上滚动时速度减小，向下滚动时速度增大”这一事实，讨论：如果小球在光滑的水平面上滚动，按照逻辑推理，它的速度应该是怎样的？ 7、 继续减小右端斜面与水平面的夹角，小球在右端斜面上滚动的最大距离有何变化趋势？你是如何理解这个结论的？ 8、 如果右端斜面与水平面夹角为0，小球运动过程中所受摩擦力也为0，按照逻辑推理，小球在右端斜面上滚动的最大距离有何变化趋势？你是如何理解这个结论的？ 9、 结合伽利略理想斜面实验和气垫导轨实验你能得到什么结论？ 10、 笛卡尔的观点是什么？ 通过真实情境激发学生研究兴趣，在已有认知的基础上进行新的学习内容 任务2：理解牛顿第一定律的内涵 牛顿第一定律内容：一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态. 需要说明的: 1.牛顿第一定律不是由实验直接得到的，它是在实验的基础上经过推理得到的 2.力是改变物体运动状态的原因 它不是维持物体运动的原因 3.不能经过实践检验，因为实际上不受力 的环境是找不到的 对牛顿第一定律的理解 1．牛顿第一定律正确揭示了力和运动的关系，纠正了长期形成的“力是维持物体运动的原因”的错误观点，明确指出了力是改变物体运动状态的原因。 2．牛顿第一定律揭示了物体都有保持原来的静止或匀速直线运动状态的性质——惯性。 3．牛顿第一定律是由理想实验加以科学推理得到的，但是，由它得出的结论，都经历了广泛、严谨的事实的检验。 4．牛顿第一定律是自然界中的普遍规律，“一切物体”是指宇宙中所有物体，不论物体是固体、液体还是气体。 5．物体运动状态的变化即物体运动速度的变化，有以下三种情况： (1)速度的方向不变，只有大小改变。(物体做直线运动) (2)速度的大小不变，只有方向改变。(物体做匀速曲线运动) (3)速度的大小和方向同时发生改变。(物体做变速曲线运动) 6.力是通过产生加速度从而改变速度 1.能否用自己的语言表述牛顿第一定律包含了几层含义？ 2.通过滑雪者滑雪视频理解总结牛顿第一定律的内涵。 3. 根据滑雪者滑雪视频，理解牛顿第一定律的内涵，深刻理解力与运动的关系。 任务3：牛顿第一定律的应用 1.滑雪者滑雪视频： 2.观察飞机投弹炸轮船的flash动画后思考：分析飞机投弹时，为什么不在轮船的正上方？ 3.问题1：举出生活中关于惯性的实例？ 观察关于日常生活中关于惯性实例的短片。 4.问题2：惯性大小跟哪些因素有关？举例说明？ 实例:请一位同学吹同样大小的铁球与乒乓球，总结惯性大小与哪些因素有关。 总结：质量是惯性大小的唯一量度. 5.惯性定律总结 （1）一切物体都具有惯性. （2）惯性是物体的固有属性，不论物体处于什么状态，都具有惯性。 （3）惯性只与物体的质量有关。与运动与否、速度大小、所受外力无关。 1. 2.分析飞机投弹时，为什么不在轮船的正上方？ 3.举出生活中关于惯性的实例？ 4.惯性大小跟哪些因素有关？举例说明？ 分析生活中的具体事例，注重已有知识解决问题的能力的培养 六、板书设计 任务1：情境创设：感受力和运动的关系 任务2：理解牛顿第一定律的内涵 任务3：牛顿第一定律的应用 七、教学反思 本节内容虽然是学生学习过的内容，但是通过对滑雪者滑雪视频的分析以及历史史实回顾结合观察调动了学生的学习兴趣，使学生勇于自觉发言，积极参与问题探究。自学讨论过程中使学生了解科学问题是怎样提出的，相应的概念和定律是如何萌生、提炼和发展的，可以帮助学生理解相关知识的本质和内涵，并得到物理思想上的升华。牛顿第一定律适用性的探讨学习，使学生对该定律的理解更进一步，对科学的学习兴趣也会进一步增强。从而使课堂教学顺利、高效完成。 学科网（北京）股份有限公司 $$