4.1 牛顿第一定律 斜面小球小实验 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》系列实验之二——小球能滚多远？（探究阻力对运动的影响）

授课教师：＿＿＿＿＿＿＿            

授课班级：＿＿＿＿＿＿＿

教材分析

这是全套器材最简单的一个实验：一张桌子、一个小球、一块斜面、一条毛巾，却能撑起整个牛顿第一定律的引入。它的价值在于"可比"——同一小球、同一释放高度，唯一不同的是接触面。当毛巾让小球早早停下、光滑桌面让小球滑出老远时，"阻力"这个看不见的"刹车手"就现形了。

本课与上一节《伽利略理想斜面实验演示仪创新》构成姊妹篇：上一节是"改进装置让现象更接近理想"，本节是"用最朴素的材料把规律摆出来"，两节共同服务于牛顿第一定律的建立。

地位：

本课对应必修第一册第四章"牛顿第一定律"的引入实验，取材于校本教材《第二部分》中"牛顿第一定律"小实验：让小球从斜面上同一高度滚下，比较它在毛巾、桌面等不同粗糙程度的表面上滚动的距离。器材极简（桌子、小球、斜面、毛巾），是文科生最容易上手的"牛顿第一定律"入门实验。

作用：

用"同一高度、不同表面"这一公平对比，把"阻力越小，运动越远"的事实摆到学生面前，为从实验事实向理想外推搭建最直观的台阶。

学情分析

学生的注意力容易停留在"比赛结果"上，而忽略"为什么能比"。教学中要反复追问"凭什么公平"：同一小球、同一高度、同一释放方式（静止释放、不推）、同一终点判定标准。这正是控制变量思想的启蒙。

学生心理特点：

学生喜欢"比一比谁远"的竞赛形式；对"同一高度"这一公平条件的意义需要教师点破。

已有基础：

上节已认识伽利略理想斜面实验，知道"力不是维持运动的原因"这一结论；具备初步的"控制变量"意识。

存在问题：

①只关注"谁远谁近"，说不出"为什么要从同一高度释放"；②难以从"毛巾→桌面→玻璃"的趋势中自行外推出"若无阻力会怎样"。

教学目标

知识目标：

①知道阻力越小，物体运动得越远；②能由此外推出"若不受力将永远运动下去"；③复述牛顿第一定律。

能力目标：

学会设计对比实验（同一高度、同一小球、不同表面），初步运用控制变量法与科学推理。

素养目标：

在"猜—做—看—想"的过程中养成尊重事实、乐于推理的科学态度。

教学重难点

教学重点：

比较不同粗糙程度表面上小球的滚动距离，归纳"阻力越小运动越远"。

教学难点：

从有限的事实出发进行合理外推：设想阻力为零时的情形。

教学仪器与材料准备

每组（4人）：斜面（用书本＋硬纸板搭成，或专用斜面轨道）1个、小球（玻璃球或钢球）1个、毛巾1条、桌面（或光滑垫板）1块、玻璃板或亚克力板1块（选做）、卷尺1把、记录单1张。

教师演示用：大号斜面与球一套、三种表面（毛巾／棉布／玻璃）各1块、手机（拍摄慢动作）。

【对比实验——同一高度释放的小球在毛巾面滚得近、在光滑桌面滚得远】