4.1牛顿第一定律 教学设计-2026-2027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

单元

第四章

学科

高中物理

年级

高一

学习目标

1. 观察小车离手后的运动，能说明小车继续前进和后来停下的原因。

2. 能根据伽利略斜面实验的现象，说清减小阻力、斜面放平和得出结论之间的关系。

3. 能准确表述牛顿第一定律，并根据物体原来的状态判断合力为零时的运动。

4. 知道惯性是物体本身的性质，能用质量判断惯性大小，纠正“速度越大惯性越大”等说法。

教材分析

《牛顿第一定律》是人教版高中物理必修第一册第四章的起始课。学生已经学过运动的描述和力，本节要把两部分联系起来，弄清力不是维持运动的原因，而是改变运动状态的原因，为后面学习牛顿第二定律作准备。

教材从生活经验写到伽利略理想实验，再概括出牛顿第一定律和惯性。教学的重点不是记科学家姓名，而是让学生看见：真实实验给出趋势，理想化推理排除阻力，定律由此获得清楚的事实基础。

学情分析

学生在初中学过牛顿第一定律，通常会背结论，但看到足球越滚越慢、小车最终停下时，仍可能认为“没有力，物体就不能继续运动”。这说明生活经验中的摩擦影响还没有被单独考虑。

学生还容易把惯性说成一种力，或认为速度越大惯性越大。课堂需要用同一物体和不同质量物体作比较，让判断回到质量，而不是停留在概念背诵上。

教学重点

理解伽利略理想实验的推理过程，掌握牛顿第一定律的条件和结论。

理解惯性的含义，知道质量是惯性大小的量度。

教学难点

实际现象、理想条件和合理推论的区分。

定律条件的理解以及惯性判断。

教学准备

教师准备小车、木板、粗糙布面、挡板，以及从公开教学资料中选取的伽利略斜面实验示意图、惯性现象组图。
 

学生课前阅读教材相关内容，用两种颜色标出实验现象和推论，并预习“合力减小到零时运动状态如何描述”。

教学过程

教学环节

教师活动

学生活动

新课导入

教师演示：轻推小车后立即松手。小车继续向前，速度逐渐减小，最后停下。

教师提问：“手已经离开，小车为什么没有立刻停下？它后来为什么又会停下？”

教师演示：让小车以相近的速度分别经过木板和粗糙布面。

教师追问：“哪一次滑得更远？如果阻力继续减小，小车会怎样？”

师生归纳：小车停下与阻力有关，本节继续研究力和运动的关系。

学生观察：手离开后小车仍在运动，随后慢慢停下。

学生回答：小车会保持原来的运动，摩擦力使它逐渐慢下来。

学生比较：木板较光滑，小车滑得更远；粗糙布面上的小车停得更快。

学生猜想：阻力越小，小车运动的时间可能越长。

新课教学

教师承接：推车、踢球时，人们总要不断用力，日常经验很容易让人认为运动需要力来维持。
教师提问：“这些物体为什么会慢下来？日常观察中容易忽略了什么？”
师生归纳：现实中的物体通常受到摩擦力或空气阻力，人们容易把克服阻力所需的力误认为维持运动所需的力。
教师呈现：伽利略斜面实验示意图。小球从一侧滚下后冲上另一侧；轨道越光滑，到达的高度越接近释放高度。
教师提问：“如果阻力小到可以忽略，小球会到达多高？”
教师演示推理：逐渐减小第二个斜面的倾角。斜面越缓，小球为达到原高度所走的距离越长。
 

学生回答：推车、足球都受到阻力，速度才会逐渐减小。

学生观察：轨道越光滑，小球上升的高度越接近原来的高度。

学生回答：无阻力时，小球应回到原高度；水平面上没有原高度可到达，只能继续运动。

学生记录：把“实验现象”和“理想推论”分栏书写。

学生圈画：找出定律的适用对象、受力条件和运动结果。

学生回答：原来静止则继续

教师追问：“第二个斜面最终成为水平面时，小球会怎样运动？”
师生归纳：实际现象→减小阻力→设想无阻力→水平面上持续运动。理想实验以真实现象为基础。
教师辨析：“真实斜面上没有回到原高度”是实验现象；“无阻力时回到原高度”是理想条件下的推论。
教师组织：朗读牛顿第一定律，圈出“一切物体”“匀速直线运动或静止”“除非有力改变”。
教师提问：“这时，原来静止的物体怎样运动？原来运动的物体又怎样运动？”
师生归纳：当合力为零时，原来静止的物体继续静止，原来运动的物体保持速度大小和方向不变，做匀速直线运动。
教师回扣：小车离手后继续运动不需要推力；后来停下，是阻力改变了它的运动状态。
教师呈现：公交车突然制动时乘客向前倾，刚启动时乘客容易向后仰。
教师提问：“两种现象方向相反，为什么都能用惯性解释？惯性是一种力吗？”
教师呈现：比较空小车和装上砝码的小车，观察哪一辆更难改变运动状态。
教师提问：“两车的主要差别是什么？惯性大小由什么决定？”
师生归纳：一切物体都有惯性；质量是惯性大小的量度；惯性不是力，与速度、运动或静止、所在位置无关。
教师板演推导：小球沿第二斜面上升时，沿斜面方向受到重力分力 ，方向沿斜面向下；忽略摩擦时，沿斜面合力 ，所以 ，

静止；原来运动则做匀速直线运动。

学生订正：“合力为零就一定静止”忽略了物体原来的运动状态。

学生回答：乘客的身体要保持原来的运动状态；惯性不是力。

学生比较：装上砝码的小车质量更大，运动状态更难改变。

学生归纳：判断惯性大小看质量，不看速度和运动状态。