3.1牛顿第一定律、牛顿第三定律 教学设计 -2026届高考物理一轮复习

课题 一轮复习：3.1牛顿第一定律、牛顿第三定律 教 学 目 标 物理观念 1.理解并掌握牛顿第一定律的内容，明确其揭示了力与运动之间的本质关系，即力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因；能够准确解释惯性的概念，理解质量是惯性大小的唯一量度，并能结合生活实例说明惯性现象。 2.掌握牛顿第三定律的核心内容，理解作用力与反作用力总是大小相等、方向相反、作用在同一直线上，且分别作用在两个不同物体上；能区分作用力与反作用力和平衡力的异同，避免在受力分析中混淆。 3.能够运用牛顿第一、第三定律分析典型物理情境中的运动与受力问题，如拔河比赛、人走路、火箭发射等，建立正确的物理图景，形成对经典力学基本规律的整体认知框架。 科学思维 1.通过回顾伽利略理想斜面实验，体会“理想实验”这一科学推理方法的重要性，培养抽象思维与逻辑推理能力；能够从实际现象中剥离次要因素，构建理想化模型进行分析，提升建模能力。 2.在对比平衡力与作用力-反作用力的过程中，运用分类比较、归纳总结的思维方法，厘清两类力的本质区别，提升辨析能力与批判性思维水平。 3.面对复杂情境（如多物体系统、斜面问题），能够合理选择整体法与隔离法进行受力分析，体现系统思维与综合分析能力。 科学探究 1.能够基于生活经验提出关于“运动是否需要力维持”的疑问，并通过回顾历史实验（如伽利略斜面实验）进行探究性思考，体验科学发现的过程。 2.在教师引导下，设计简单情境模拟实验（如小车在光滑轨道上的运动、磁铁相互作用等），观察现象、提出假设、验证牛顿第三定律的普遍性，提升实验设计与观察能力。 3.通过小组合作完成典型例题的受力分析与讨论，经历“提出问题—分析对象—画出受力图—应用定律—得出结论”的完整探究流程。 科学态度与责任 1.尊重科学史实，了解伽利略、牛顿等科学家在建立经典力学体系中的贡献，感受科学发展的曲折历程，培养实事求是的科学态度。 2.认识到物理规律在工程技术中的广泛应用（如交通安全、航天发射），增强将物理知识服务于社会发展的责任感。 3.在学习过程中保持严谨求实的态度，敢于质疑错误观念（如“运动需要力维持”），勇于表达自己的观点，积极参与课堂交流与合作。 教学重点 1.牛顿第一定律的物理意义：理解“力是改变物体运动状态的原因”，掌握惯性的定义及其与质量的关系，能解释常见惯性现象。 2.牛顿第三定律的内容及应用：准确理解作用力与反作用力的特点，能正确识别实际情境中的一对作用力与反作用力，并与平衡力进行区分。 教学难点 1.理解“理想实验”的科学方法及其在物理学发展中的意义，突破“运动需要力来维持”的前概念误区。 2.在复杂情境中准确判断作用力与反作用力与平衡力的区别。 教学方法 讲授法、情境探究法、合作学习法、例题解析法 教具 多媒体课件、动画视频（伽利略斜面实验）、小车轨道、磁铁对、弹簧测力计、白板与磁贴 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 一、情境导入，激发认知冲突 一、生活现象引疑，挑战常识认知 （1）呈现生活情境，引发前概念暴露 教师播放一段视频：一辆汽车在平直公路上行驶，司机突然松开油门，汽车逐渐减速直至停止。提问：“为什么汽车会停下来？是不是因为没有力推动它了？” 继续提问：“如果我们把路面变得非常光滑，比如冰面，汽车滑行的距离会怎样变化？如果完全没有摩擦，汽车会怎样运动？” 引导学生思考：日常生活中我们看到的物体运动都需要力来维持，这是否意味着“运动必须有力才能持续”？这个观点正确吗？ （2）引入历史背景，设置探究悬念 教师讲述：“在几百年前，人们普遍认为‘运动需要力来维持’，直到一位伟大的科学家——伽利略，通过一个巧妙的思想实验，推翻了这一错误观念。今天我们就来重温这个改变物理学进程的实验。” 展示伽利略理想斜面实验的动画：小球从左侧斜面滚下，冲上右侧斜面，若右侧斜面倾角减小，小球将滚得更远；若右侧斜面变为水平且无摩擦，小球将以恒定速度永远运动下去。 提问：“伽利略的实验说明了什么？物体一旦获得速度，在不受外力作用时，它的运动状态会如何变化？” 引导学生得出初步结论：物体在不受外力时，会保持匀速直线运动或静止状态。 1.观看视频，思考并回答教师提出的问题，表达自己对“运动是否需要力维持”的看法。 2.联系生活经验，讨论在不同路面条件下汽车滑行距离的变化，推测理想情况下的运动状态。 3.观看伽利略理想斜面实验动画，理解实验设计思路，尝试用自己的语言描述实验现象和结论。 4.在教师引导下，初步形成“力不是维持运动的原因”的新认知。 二、深化理解，构建核心概念 一、系统讲解牛顿第一定律 （1）明确定律内容，剖析物理意义 教师板书并讲解牛顿第一定律的完整表述：“一切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。” 强调关键词：“总保持”——体现惯性；“除非……迫使”——说明力的作用是改变运动状态。 解释该定律的三大物理意义： ①揭示了物体在不受外力或合外力为零时的运动规律； ②提出了一切物体都具有惯性，即维持原有运动状态的性质； ③明确了力与运动的关系：力是产生加速度的原因，而不是维持速度的原因。 结合教材内容指出：“运动状态的改变”指的是速度的改变，速度改变必有加速度，因此力是物体产生加速度的原因。 （2）深入剖析惯性概念 教师定义惯性：“物体保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质叫作惯性。” 强调惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性，与是否受力、是否运动无关。 重点讲解：“质量是物体惯性大小的唯一量度。”质量越大，惯性越大，运动状态越难改变；质量越小，惯性越小，运动状态越容易改变。 举例说明：卡车比自行车更难启动和刹车，是因为卡车质量大、惯性大。 分析惯性的两种表现形式： ①“保持原状”：当物体不受外力或合外力为零时，表现为保持静止或匀速直线运动； ②“反抗改变”：当物体受到外力作用时，表现为运动状态改变的难易程度。 组织判断题训练： ①牛顿第一定律是实验定律。（×）——说明其为理想实验得出，无法直接验证； ②物体不受力时，将处于静止或匀速直线运动状态。（√）； ③运动的物体惯性大，静止的物体惯性小。（×）——惯性只与质量有关； ④超载车辆刹车困难，说明质量越大，惯性越大。（√）。 二、精讲牛顿第三定律 （1）引入作用力与反作用力 教师演示实验：用两个弹簧测力计对拉，观察读数是否相等。 提问：“这两个力有什么关系？”引导学生观察到两测力计示数始终相等，方向相反。 引出牛顿第三定律内容：“两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。” 板书表达式：F＝－F'。 强调“总是”二字，说明这对力无论物体处于何种运动状态（静止、匀速、加速）都成立。 （2）对比平衡力与作用力-反作用力 教师引导学生回顾平衡力的概念，并与作用力-反作用力进行系统比较。 出示表格，逐项分析： 平衡力 作用力与反作用力 相同点 大小相等，方向相反，作用在同一条直线上 不同点 作用 对象 同一物体 两个相互作用的不同物体 作用 时间 不一定同时产生、同时消失 一定同时产生、同时消失 力的 性质 不一定相同 一定相同 作用 效果 可相互抵消 不可抵消 组织判断题训练： ①相互作用力是否相等与运动状态无关。（√）； ②人下陷时对土地的压力大于支持力。（×）——始终相等； ③静止物体的重力与支持力是作用力与反作用力。（×）——是平衡力。 1.认真听讲，记录牛顿第一定律的完整表述及其三大物理意义。 2.理解惯性的定义，明确质量是惯性大小的唯一量度，能举例说明惯性现象。 3.参与判断题练习，辨析关于惯性的常见误区。 4.观察教师演示实验，直观感受作用力与反作用力的大小关系。 5.学习牛顿第三定律内容，理解其普遍适用性。 6.对比平衡力与作用力-反作用力的异同，填写对比表格，加深理解。 7.完成相关判断题，巩固对牛顿第三定律的理解。 三、典例剖析，强化迁移应用 一、解析典型例题，训练科学思维 （1）分析伽利略斜面实验选择题 教师出示例1： 【例1】物体静止在固定的斜面上，如图所示，则下述说法中正确的是(　　) A.物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力是一对平衡力 B.物体所受的重力和斜面对物体的作用力是一对平衡力 C.物体对斜面的摩擦力和斜面对物体的摩擦力是一对作用力和反作用力 D.物体所受的重力可以分解为沿斜面向下的力和对斜面的压力 教师引导学生逐项分析： A项错误，惯性定律由牛顿总结得出； B项正确，符合伽利略的推论； C项错误，无摩擦斜面是理想化的； D项错误，结论是运动不需要力维持。 最终答案为B。 强调：伽利略采用抽象思维、数学推导与科学实验相结合的方法，得出“运动不需要力维持”的结论，这是理想实验的典范。 （2）分析容器加速问题 教师出示例2： 【例2】(多选)如图，圆柱形玻璃容器内装满液体静置于水平面上，容器中有a、b、c三个不同材质的物块，物块a、c均对容器壁有压力，物块b悬浮于容器内的液体中，忽略a、c与容器壁间的摩擦。现给容器施加一个水平向右的恒力，使容器向右做匀加速直线运动。下列说法正确的是(　　) A.三个物块将保持图中位置不变，与容器一起向右加速运动 B.物块a将相对于容器向左运动，最终与容器右侧壁相互挤压 C.物块b将相对于容器保持静止，与容器一起做匀加速运动 D.物块c将相对于容器向右运动，最终与容器右侧壁相互挤压 分析思路：利用牛顿第一定律分析各物块的惯性表现。 物块a密度大于液体，排开液体质量小于自身质量，惯性相对较小，加速时滞后，故相对于容器向左运动，挤压左侧壁； 物块b悬浮，排开液体质量等于自身质量，与周围液体同步加速，保持相对静止； 物块c浮于液面（如气泡），排开液体质量大于自身质量，惯性相对较大，加速时“超前”，故相对于容器向右运动，挤压右侧壁。 教师引导学生画出加速度方向，分析各物块因惯性“落后”或“超前”的趋势，得出正确选项C、D。 （3）辨析相互作用力与平衡力 教师出示例3： 【例3】(多选)物体静止在固定的斜面上，如图所示，则下述说法中正确的是(　　) A.物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力是一对平衡力 B.物体所受的重力和斜面对物体的作用力是一对平衡力 C.物体对斜面的摩擦力和斜面对物体的摩擦力是一对作用力和反作用力 D.物体所受的重力可以分解为沿斜面向下的力和对斜面的压力 引导学生分析： 物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力是一对作用力和反作用力，故A错误；斜面对物体的作用力是支持力和摩擦力的合力，与重力平衡，所以物体所受的重力和斜面对物体的作用力是一对平衡力，故B正确；物体对斜面的摩擦力和斜面对物体的摩擦力是一对作用力和反作用力，故C正确；物体所受的重力可以分解为沿斜面向下的力和垂直于斜面向下的力，重力与压力的性质不同，所以垂直于斜面向下的力不是对斜面的压力，故D错误 二、解决拔河问题，澄清常见误解 （1）提出驱动性问题 教师提问：“在押加（拔河）比赛中，甲获胜，是因为甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力吗？” 预设学生可能回答“是”，教师不急于否定，而是引导分析。 （2）组织小组讨论，构建正确解释 教师引导：根据牛顿第三定律，甲对乙的拉力与乙对甲的拉力是一对作用力与反作用力，大小始终相等。 那么甲为何能获胜？关键在于地面对人的摩擦力。 若地面对甲的摩擦力大于地面对乙的摩擦力，则甲的整体受力合力向前，产生加速度，从而拉动乙前进。 因此，获胜的关键不是拉力大小，而是脚底与地面之间的最大静摩擦力。 可进一步拓展：穿钉鞋、体重更大都有助于增大摩擦力。 正确答案：甲获胜的原因是地面对甲的摩擦力大于地面对乙的摩擦力。 1.阅读例1，独立思考四个选项的正误，参与课堂讨论，理解理想实验的科学价值。 2.分析例2情境，理解不同物块因密度差异导致排开液体质量不同，进而影响其惯性表现与相对运动趋势。 3.参与拔河问题的讨论，认识到作用力与反作用力大小相等，转变“拉力大才赢”的错误观念。 4.在教师引导下，构建“获胜取决于地面对人的摩擦力”的正确物理模型。 四、归纳总结，构建知识网络 一、梳理知识脉络，强化核心要点 （1）回顾本节课核心内容 教师带领学生系统回顾： 牛顿第一定律揭示了力与运动的关系：力是改变物体运动状态的原因，不是维持运动的原因； 惯性是物体的固有属性，质量是惯性大小的唯一量度； 牛顿第三定律指出作用力与反作用力总是大小相等、方向相反、作用在同一直线上，且作用在两个不同物体上； 区分作用力-反作用力与平衡力的四个维度：作用对象、作用时间、力的性质、作用效果。 （2）强调易错点与思维误区 再次提醒： ①牛顿第一定律不能由实验直接验证，是理想实验的结论； ②惯性只与质量有关，与速度、受力无关； ③作用力与反作用力永远大小相等，与运动状态无关； ④不能将重力与支持力误认为是作用力与反作用力，它们是作用在同一物体上的平衡力。 （3）布置课后作业，巩固学习成果 教师发放作业单，要求学生课后完成。 1.跟随教师回顾本节课所学内容，整理笔记，构建知识结构图。 2.反思自身理解中的薄弱环节，标记需进一步巩固的知识点。 3.记录课后作业内容，准备课后完成。 板书设计 教学反思 1. 本节课通过生活情境导入，有效激发了学生的学习兴趣和认知冲突，使抽象的物理定律变得生动可感。视频和案例的选择贴近学生经验，有助于知识的迁移应用。 2. 在概念辨析环节，通过表格对比和典型例题，学生对“平衡力”与“作用力与反作用力”的区分有了明显提升，但仍有部分学生在复杂情境中混淆，需在后续练习中加强针对性训练。 3. 教学过程中注重科学思维的培养，如理想实验、模型建构、对比分析等方法的渗透，提升了学生的物理核心素养。但在小组合作环节，个别学生参与度不高，今后应优化分组策略，确保每位学生都能深度参与。 学科网（北京）股份有限公司 $$