4.1 牛顿第一定律 教学设计-2025-2026学年高一上学期物理人教版必修第一册

课题 牛顿第一定律 教学目标 1.理解牛顿第一定律；了解运动和力的关系；知道惯性大小的量度； 2.通过伽利略的理想实验，培养学生掌握科学推理的方法和想象能力。 3.通过实验探究培养学生积极思考和热爱科学的情感. 内容学情分析 教学内容分析：《牛顿第一定律》是人教版物理高一年级必修课程必修1模块第四章第一节的内容。牛顿第一定律是经典力学三大定律之一，揭示力和运动关系。通过本节课的学习，使学生对力和运动有了更深刻的认识，为牛顿第二定律的学习奠定了基础。 学情分析：学生在初中已经具备了一定的科学探究能力，知道了机械运动的知识和力可以改变物体的运动状态，为本节内容的学习奠定了基础。不利的方面是由于生活经验，学生可能会直觉得认为物体的运动需要力来维持。这就需要我们通过本节课的学习使学生转换观念。 教学重难点 教学重点： 1. 理解牛顿第一定律的内容及意义，体会理想实验的魅力； 2． 惯性的理解:一切物体都具有惯性，惯性只与质量有关。 教学难点： 1．力和运动的关系； 2．惯性的两种表现形式。 教学过程 一、导入新课小车不推就会停下来，推它才能运动 风吹树摇，风停树静。没有风吹，树就处于静止状态。 思考： 物体的运动需不需要力来维持呢？ 跨越时空的对话 力是维持物体运动的原因 伽利略 (GalileoGalilei，1564—1642) 亚里士多德 (Aristotle，前384—322) 运动真的需要力来维持？ 二、理想实验的魅力 思考与讨论： （1）小车之所以会停下了，你认为是什么原因？ （2）如果没有摩擦力的存在的话，小车的运动会是什么样子？ （一）伽利略的猜想 伽利略认为：将人们引入歧途的是摩擦。若没有摩擦，球将永远运动下去。由此可以证明力不是维持物体运动的原因。 思考：如何才能证明伽利略的猜想是正确的呢？ 实验演示：理想斜面实验 物体将在水平面上永远运动下去 D C B A 1.让一个小球沿斜面从静止状态开始运动，小球将冲上另一斜面，如果没有摩擦，小球将到达原来的高度； 2.如果第二个斜面倾角减小，小球仍将到达原来的高度，但是运动距离更长； 3.第二个斜面水平时，小球要到达原来高度将永远运动下去。 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，得出规律的一种方法。 爱因斯坦是这样评价的：伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正开端。 笛卡儿观点: 运动的物体不受力时，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. 三、牛顿第一定律 （一）牛顿第一定 1.牛顿第一定律内容：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。 2.理解 A、不受力时.物体保持匀速直线运动状态或静止状态; 如何理解不受力？ 不受力理解为受力平衡，即合力为零。 B、受力时，力迫使它改变运动状态。 在学生回答的基础上，教师进一步总结:力不是维持物体运动状态的原因，力是改变物体运动状态的原因.揭示了力与运动的关系 教师引导: 牛顿第一定律能否用实验来验证? 学生思考回答: 不能, 因为不受力作用的物体是不存在的. 得出：牛顿第一定律不是实验定律，而是科学推理出来的。 演示实验： （二）惯性 定义：总保持匀速直线运动状态或静止状态，物体这种保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质叫作惯性。因此牛顿第一定律也叫惯性定律。 四、惯性与质量 思考与讨论： 惯性也可以说是种“惰性”——懒得改变，是抵抗运动状态变化的“本领”，这种“本领”的大小是不一样的。与什么因素有关？你能否通过实例分析。 【观察与实验】惯性与质量关系的实验 (1） 惯性的大小 （二）惯性的具体表现形式 (1)当物体不受外力或所受合外力为零时，惯性表现为保持原来的运动状态不变。原来静止的物体保持静止，原来运动的物体保持原来的速度继续运动。 (2)当物体受到外力作用时，惯性表现为改变运动状态的难易程度，物体的惯性越大，它的运动状态越难改变。 惯性的“三性” （三）典例分析如图所示，水平放置的小瓶内装有水，其中有气泡，当瓶子从静止状态突然向左加速运动时，小气泡在瓶内将向何方运动？ 解：因为当瓶子从静止状态突然向左加速运动时，瓶中的水由于惯性要保持原有的静止状态，相对瓶来说是向右运动，气泡也有惯性，但相比水来说质量很小，惯性小可忽略不计，所以气泡相对水向左移动。 四、链接期中期末【练习1】（2022·浙江·高一期中）一篮球运动员站在三分线处投篮命中，被扔出的篮球在空中划过一道弧线。若篮球视为质点，空气阻力不计，在篮球还未进入篮筐之前，使篮球在空中飞行时运动状态发生变化的施力物体是（　　） A．地球 B．篮球 C．篮球运动员 D．篮筐 【参考答案】A 【练习2】（2021·北京·人大附中高一期末） 下列对牛顿第一定律的理解正确的是（　　） A．地球上不存在不受力的物体，所以牛顿第一定律没有实际意义 B．不受力的物体运动状态有可能改变 C．公共汽车紧急刹车时乘客站着比坐着容易摔倒是因为站着比坐着惯性大 D．惯性是指物体有保持原来运动状态的性质，与物体的运动状态是否改变无关 【参考答案】D 【练习3】（2021·广东·新会陈经纶中学高一阶段练习）如图所示，一个劈形物体M，各面均光滑，放在固定的斜面上，上表面水平，在劈形物体上表面上放一光滑小球m，劈形物体从静止开始释放，则小球在碰到斜面前的运动轨迹是（　　） A．沿斜面向下的直线 B．竖直向下的直线 C．无规则直线 D．抛物线 【参考答案】B 【练习4】（多选）（2023-吉林高一期末） 【参考答案】B 5、 课堂小结 六、板书设计 §4.1 牛顿第一定律 1、 理想实验的魅力 1. 亚里士多德的观点 2. 伽利略理想斜面实验 2、 牛顿第一定律 1. 内容：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。 2. 意义：揭示了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。 3. 惯性：一切物体都有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质。 3、 惯性与质量 1. 惯性的大小：惯性只与物体的质量有关，与物体的受力或运动情况等无关。 2. 惯性的表现：不受力时，表现为保持原来的运动状态 受力时，表现为运动状态改变的难易程度 作业设计 通过教学助手智能检测有针对性的进行组卷，通过互动课堂将作业推送给学生。 教学反思 本节内容虽然是学生学习过的内容，但是通过历史回顾结合实验观察调动了学生的学习兴趣，使学生勇于发言，积极参与问题探究有助于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。本节课的设计不足之处是缺少学生探究实验，学生的参与性没有得到充分的调动。 学科网（北京）股份有限公司 $