5.1 牛顿第一定律 教学设计 -2026-2027学年高一上学期物理鲁科版必修第一册

该高中物理教学设计聚焦《牛顿第一运动定律》，通过扑克牌跳出小游戏导入，梳理从亚里士多德到牛顿对力与运动关系的认识历程，结合小车斜面实验、伽利略理想实验构建知识脉络，以实验与推理为学习支架。 此资料亮点在于融合科学思维与科学探究，通过伽利略理想斜面实验的“实验+逻辑推理”培养科学推理能力，生熟鸡蛋分辨、球类对抗赛等实验活动提升探究能力，结合历史回顾与爱国主义教育渗透科学态度与责任，丰富的实验设计助学生深化物理观念，为教师提供可操作的教学方案。

《牛顿第一运动定律》教学设计 一、教材分析：《牛顿第一运动定律》是鲁科版高中物理必修一第五章第一节的内容。它属于初高中知识的结合点，高中对牛顿第一定律的学习并不是对初中内容的简单重复而是更加深刻。它还属于运动学和力学的结合点。第五章主要内容为牛顿三大运动定律，作为动力学的核心内容，本节课的教学内容牛顿第一定律作为基石，首先对人类认识力与运动的关系作了历史回顾，着重介绍了伽利略的思想方法及卓越贡献，而后讲述了牛顿第一定律的内容和物体惯性的概念，三个层次明显，为后续牛顿运动定律的学习打下基础。 二、学习者分析：学生前面已经学习了机械运动、力学的一些简单知识，为本节学习做好了知识铺垫。通过初中及高中一段时间的实验、观察、分析，也具备了一定的实验探究能力。但学生尚未形成理性分析的习惯，遇到问题还习惯于根据观察的感性认识直接得到答案，对问题的理解更依赖于直接的经验和表象。课堂教学中，应当引领学生通过实验探究、推理归纳得出问题的答案。启发学生积极思考，发挥课堂主体作用。 三、学习目标： ●物理观念 1. 能清晰叙述出“运动与力的关系”的科学探究过程； 2. 能正确阐述牛顿第一定律的基本内容，对定律中的关键词能够进行解释； 3. 知道决定惯性大小的唯一因素是质量大小，与速度、受力情况无关； ●科学思维 在科学探究过程中理解伽利略理想斜面实验中“实验事实+逻辑推理”的物理思维方法，并且对生活中习以为常的现象，有通过一定实验加科学推论的检验提出质疑的意识，有敢于批判的品格和提出创造性见解的能力。 ●科学探究 能通过木板、小车、伽利略理想斜面实验装置等器材体会“力不是维持物体运动的原因”，并掌握科学推理的探究方法。 ●科学态度与责任 通过与伽利略、牛顿相关的史实，能认识物理学研究是不断完善的。 四、学习重点： 探究“力与运动的关系”的过程，理解牛顿第一运动定律的意义 五、学习难点： 体会伽利略的科学思维方法 六、学习方法： 启发式、合作探究 七、实验器材： 小车若干、毛巾若干、伽利略理想实验演示仪、生熟鸡蛋若干、各类球等。 八、学习过程： 教师活动 学生活动 设计思想 新 课 引 入 　　 纸盒中的扑克牌为什么会自己跳出来？ 学生回答后，教师说明：经过本节课的学习，小游戏背后的奥秘自然会有答案。 观看小游戏，思考问题 通过物理知识在生活中的应用引起学生探求物理知识的兴趣。 告 知 学 习 目 标 （课件展示学习目标） 1.了解牛顿第一定律的发现过程，体会人类认识 事物本质的曲折过程，培养严谨的科学态度。 2.体会伽利略的实验加推理的科学研究方法。 3.理解牛顿第一定律的内容及含义。 4.知道惯性是物体的固有属性，会运用惯性解决生活中的实际问题。 学生了解学习目标 增加学习的目的性并便于学生对学习进行自我评价 新 课 学 习 一、力与运动关系的认识过程 循着古人的脚步，体会人类对力与运动关系的认识过程。 ①学生总结并阐述四位科学家的观点 1.亚里士多德的观点：力是维持物体运动的原因； 2.伽利略的观点：力不是维持物体运动的原因； 3.笛卡尔的观点：若没有其他原因，运动物体将继续以原来的速度沿直线运动； 4.牛顿的观点：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非有力迫使它改变为止。 从2000多年前的亚里士多德到300多年前的牛顿，我们知道了科学真理的创建其实是一个漫长且艰辛的过程。现在我们根据亚里士多德和伽利略之间一个跨时空的对话，来体验一下科学研究的复杂性。 ②亚里士多德与伽利略的深入探究 1.展示亚里士多德观点，教师提问观点提出的依据是什么？学生回答：生活经验 【思考】 亚里士多德的观点是错误的吗？历史上亚里士多德为什么会得到错误的认知呢？为什么这个错误能延续两千多年？ 2.学生分组进行小车斜面实验，探究亚里士多德观点的正确性。 教师提问：小车运动的距离与什么因素有关？ 学生回答：与摩擦力有关，摩擦力越大，运动距离越小。 教师提问：如果接触面光滑的话，最后小车将做何种运动呢？ 总结：现在我们通过实验得到物体停下来是因为摩擦力的作用。如果没有摩擦，物体将一直运动下去。通过实验，我们证明了亚里士多德的观点是错误的。 3.伽利略的理想斜面实验 学生自学课本P120，了解伽利略的理想实验。 教师演示实验，提出问题。学生观察思考。 【思考】 伽利略的理想斜面实验能够在实验室中直接实验验证吗？本实验采用了实验与逻辑推理相结合的物理方法，请分析哪一步是实验得来的，哪一步是合理的逻辑推理？ 理想斜面实验是一种理想模型，它是以实验为基础，加以逻辑推理得到规律的一种研究方法，开创了科学研究的先河。 ③视频展示 生活中没有阻力的情况很难实现，但在太空微重力环境下可以观察到物体近似做匀速直线运动。 二、牛顿的总结——牛顿第一定律 ①概念规律学习 1、牛顿第一定律的内容：一切物体总保持匀速直线运动或静止状态，除非有外力迫使它改变这种状态。 2、牛顿第一定律的含义： 第一层含义提出了力的概念——力是改变物体运动状态的原因。 设问：什么是物体的运动状态？ 物体运动状态用物体的速度表示。物体的速度大小或方向改变，运动状态就变了，故即力是改变物体速度的原因，力是产生加速度的原因。 第二层含义设问：分析牛顿第一定律的内容，物体如果不受力将会怎样？ 学生回答：不受力时，运动物体会一直运动下去，静止的物体一直静止。 物体都要保持匀速直线运动状态或静止状态，或者说它们都具有抵抗运动状态变化的“本领”，我们把这个性质叫做惯性。 确立了惯性概念，所以牛顿第一定律又叫做惯性定律。 ②惯性现象的感知及应用 1.前后呼应，揭秘扑克牌自动跳出的原因。 2.视频展示：生活中惯性现象的感知，慢镜头下的惯性现象展示。 3.动动手：学生分组实验，利用所学知识分辨生熟鸡蛋 惯性现象生活中处处可见，有时我们可以利用惯性知识帮助我们解决问题，有时惯性现象又会带来危害。 4.观看惯性现象有利和有弊的视频，感受事物的两面性 ③设问：惯性与什么因素有关呢？与物体的运动状态、受力情况有关吗？ 小游戏：球类对抗赛，感受不同质量的球的状态改变的难易程度 游戏说明，质量大的物体运动状态不易改变。 质量是物体惯性大小的量度。质量大，惯性大。 现在我们又从惯性的角度认识质量，对于科学概念的认识就是这样一步一步深入的。 挑战自我，及时巩固 3、 惯性思维不可取 观看图片，思考头脑里想到了什么？体会惯性思维对我们的影响。 观看遥遥领先视频，体会打破惯性思维的必要性。 最后勉励学生，要打破惯性思维，勇于开拓创新，这样我们的民族才会有希望，国家才会有话语权。 学生整理预习学案，阐述四位科学家的观点 学生分组进行小车斜面实验 学生观察实验，小组讨论解决提出的问题 感受太空环境下的物体运动 学生进行概念学习 学生观看视频，直观感受惯性现象 学生自主设计实验，得出结论。 学生参与游戏，体会惯性大小的影响因素 学习概念之后及时巩固 学生进行深入思考 检验学生的预习效果，锻炼学生总结及表述能力 学生体会真理来源于实践，实践是检验真理的唯一标准 通过对两个时代的理想实验的观察思考，体会正确的研究方法。 拓展学生的视野，了解更多环境下的物体运动 利用学过的知识解释有关现象，提高学习的兴趣。 锻炼学生的设计方案、动手实验、结论阐述能力 锻炼学生的知识应用及反馈能力 知识来源于生活，又高于生活。时刻注重学生的爱国主义教育。 小 结 总结本节课所学内容 归纳总结本节课所学内容，使知识点更明确。 板书设计： 牛顿第一定律 一、力与运动关系的认识过程 1、亚里士多德 伽利略 力与运动 牛 顿 笛卡尔 2、理想斜面实验 二、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，除非有外力迫使它改变为止。 2、牛顿第一定律的含义 3、惯性 （1）惯性是物体的固有属性。 （2）质量是惯性大小的唯一量度。 1 学科网（北京）股份有限公司 $