(2019新教材)2020-2021學(xué)年教科版物理必修第一冊：4.1牛頓第一定律-教案

1、牛頓第一定律【教學(xué)目標(biāo)】（一） 知識與技能 1 1 借助伽利略的理想實驗理解力和運動的關(guān)系， 知道其主要推理過程及結(jié)論。2 2 理解牛頓第一定律及其意義。3 3理解慣性的概念，知道質(zhì)量是慣性大小的量度，會正確解釋有關(guān)的慣性現(xiàn)象。（二）過程與方法讓學(xué)生經(jīng)歷實驗探究的過程， 理解由真實實驗推廣到理想實驗的科學(xué)思想， 體會分析歸納、 推理總結(jié)的思維方法。（三）情感、態(tài)度和價值觀 通過物理學(xué)史的簡介， 對學(xué)生進行嚴(yán)密的科學(xué)態(tài)度教育， 讓學(xué)生了解人類認識事物本質(zhì)的 曲折，培養(yǎng)學(xué)生追求真理、勇于探索真理的科學(xué)精神?！窘虒W(xué)重難點】教學(xué)重點：牛頓第一定律。 教學(xué)難點：力和運動的關(guān)系，慣性?！窘虒W(xué)過程】一、導(dǎo)入

2、新課出示圖片：推小車在實際生活中我們觀察到一些現(xiàn)象：我們推車時，給車施加推力，車就運動，而且推力越 大車運動越快；不給車推力，車就停止。出示圖片：運動的汽車 但有時我們又觀察到：讓車達到一定速度后，即使不再給車施力，車還會運動。那么力和運動有關(guān)系嗎？今天我們一起來探討這個問題。二、講授新課（一）歷史回顧1 1古希臘哲學(xué)家亞里斯多德觀點：運動分為兩大類 自然運動和受迫運動，且物體的 運動需要力來維持。必須有力作用在物體上，物體才能運動，沒有力的作用，物體就要靜止下來。在探究運動原因的“偵探小說”里，這正是由明顯的線索引出錯誤判斷的案例，而且這個 “錯案”維持了很久。2 2意大利物理學(xué)家伽利略的觀

3、點：物體的運動不需要力來維持。 出示圖片：伽利略 物體的運動并不需要力來維持，運動之所以會停下來，是因為受到了摩擦阻力。（二）伽利略的理想實驗 出示圖片：現(xiàn)代人所做伽利略斜面實驗的頻閃照片。讓一個小球沿斜面從靜止?fàn)顟B(tài)開始運動，小球?qū)ⅰ皼_”上另一個斜面。如果沒有摩擦，小 球?qū)⒌竭_原來的高度。出示動畫：伽利略理想實驗 如果第二個斜面傾角減小，小球仍將到達原來的高度，但是運動的距離更長。 當(dāng)斜面最終變?yōu)樗矫鏁r，小球要到達原有高度將永遠運動下去。 這個實驗說明：力不是維持物體運動的原因。思考討論：為什么說伽利略的實驗是一個“理想實驗”？ 第一：阻力不可能完全消除；第二：斜面也不可能做得無限長。所以，

4、伽利略的實驗是一 個“理想實驗”。說明：雖然這個實驗無法實現(xiàn)，但是，伽利略在實驗基礎(chǔ)上進一步推理的方法，幫助我們 找到了解決運動和力的關(guān)系問題的方法。伽利略同時代的法國科學(xué)家笛卡兒也研究了這個問題。 出示圖片：法國科學(xué)家笛卡兒 他認為，如果運動中的物體不受其他物體作用時，原來運動的物體將會做勻速直線運動。針對練習(xí)：1 1關(guān)于伽利略理想實驗，以下說法正確的是（）A A .完全是理想的，沒有事實為基礎(chǔ)的。B B是以可靠事實為基礎(chǔ)的，經(jīng)科學(xué)抽象，深刻反映自然規(guī)律的。C.C.沒有事實為基礎(chǔ)，只是理想推理。D.D.以上說法都不對。答案：B B（三） 牛頓第一定律 在伽利略和笛卡兒工作的基礎(chǔ)上， 英國科學(xué)

5、家牛頓提出了動力學(xué)的一條基本定律：1 1.內(nèi)容：一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，直到有外力迫使它改變這種狀 態(tài)為止，這就是牛頓第一定律。（1 1）牛頓第一定律表明：一切物體都有保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)。我們 把物體的這種性質(zhì)，叫作慣性。因此牛頓第一定律也稱為慣性定律。（2 2）慣性不是外界強加給它的，是物體固有的，一切物體都具有慣性。 2 2牛頓第一定律揭示了運動和力的關(guān)系：（1 1）物體不受外力時的狀態(tài)是勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，說明力不是維持物體運動 的原因。（2 2）外力的作用是迫使物體改變其運動狀態(tài)，說明力是使物體運動狀態(tài)改變的原因。 思考 1 1：牛頓第一定律

6、可不可以直接用實驗來驗證？為什么？參考答案： 牛頓第一定律所描述的物體不受外力的狀態(tài)， 只是一種理想化狀態(tài)， 所以不能 用實驗來驗證。思考 2 2：什么時候可以看作不受力？并舉例說明。 當(dāng)物體受力但所受外力的合力為零時可以看作物體不受力。（四）慣性與質(zhì)量1 1慣性的表現(xiàn)（1 1）在不受力的條件下，慣性表現(xiàn)為保持原來的運動狀態(tài)； 出示視頻：慣性現(xiàn)象（2 2）在受力條件下，慣性表現(xiàn)為阻止物體運動狀態(tài)的改變。 出示圖片：推小車和汽車圖片 讓大小不同的車由靜止獲得同樣的速度，需要的力就不同，質(zhì)量大的汽車需要的力大。 出示圖片：大小不同的沙袋讓擺動的大沙袋停下來就比讓擺動的小沙袋停下來費力得多。 思考討

7、論：從牛頓第一定律得知， 物體都要保持它們原有的勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)。也可以說，它們都具有抵抗運動狀態(tài)變化的“能力” ，即都具有慣性。那么，怎樣描述慣性的 大小呢？參考答案：不同物體維持其原有運動狀態(tài)的“能力”不同，質(zhì)量大的物體慣性大。描述物 體慣性的物理量是它的質(zhì)量。2 2慣性與質(zhì)量 （1 1）質(zhì)量是慣性大小的唯一量度。質(zhì)量越大慣性越大，質(zhì)量越小慣性越小。 （2 2）慣性是一切物體所固有的一種屬性。慣性與物體的運動狀態(tài)、所處位置等外部條件 無關(guān)。（3 3）出示圖片：飛機拋副油箱和運動員大乒乓球的圖片 講解慣性在生產(chǎn)生活中通過改變質(zhì)量來改變自身的慣性的實例。 課堂練習(xí)1 1物體具有保持原

8、來狀態(tài)或狀態(tài)的性質(zhì)， 叫作慣性，物體慣性大小的唯一量度是物體的。 答案：勻速直線運動；靜止；質(zhì)量。2 2正在運動著的物體，如果它所受的一切外力同時消失，那么它將（）A A 立即停下來B.B. 先慢下來，然后再停下來C.C. 改變運動方向D.D. 沿原來的運動方向做勻速直線運動答案：D D3 3下列說法正確的是（）A A 高速行駛的公共汽車緊急剎車時，乘客都要向前傾倒，說明乘客受到慣性力的作用B B 短跑運動員最后沖刺時，速度很大，很難停下來，說明速度越大，慣性越大C.C. 慣性的大小僅與質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量越大，慣性越大D.D. 把手中的球由靜止釋放后，球能豎直下落，是由于球具有慣性的緣故答案： C

9、 C4 4公交車輛有廣播提示語： “車輛轉(zhuǎn)彎，請抓好扶手” ，是為了避免轉(zhuǎn)彎時乘客（ ）A A 向前傾倒B.B. 向后傾倒C.C. 向彎道的內(nèi)側(cè)傾倒D D 向彎道的外側(cè)傾倒答案： D D5 5一列火車減速進站， 最后停在站臺上。 火車在減速過程中， 下列說法正確的是 （）A A .火車的慣性越來越小B.B. 火車的慣性一直不變C.C. 火車停止時慣性為零D.D. 火車的慣性不斷增大答案： B B拓展提高1 1.中華人民共和國道路交通安全法明確規(guī)定：機動車載物應(yīng)當(dāng)符合核定的載質(zhì)量，嚴(yán)禁超載。 這個規(guī)定的實施是保障交通安全的有效措施之一。 請你根據(jù)所學(xué)的物理知識， 寫出制 定這一規(guī)定的兩條科學(xué)依據(jù)

10、： _。答案：物體的慣性大小與質(zhì)量有關(guān)， 質(zhì)量越大慣性越大， 遇到緊急的情況下操作更加困難； 物體的質(zhì)量大， 則物體在相等的速度時的動能大， 汽車的剎車片與車輪之間的最大摩擦力 是一定的，汽車的動能越大則剎車的時間越長，位移越大，遇到緊急的情況剎車的距離更大， 更容易引起交通事故。2 2牙醫(yī)建議每天早晚各刷一次牙能有效預(yù)防各種口腔疾病。生活中人們常常刷牙后，用 力甩一甩牙刷后放回牙刷杯中。關(guān)于用力甩牙刷的分析正確的是（ ）A A 用力甩牙刷使牙刷運動和停止，說明牙刷的運動狀態(tài)要靠力來維持；B B 刷毛間的水被甩出去是因為刷毛太細太光滑，沒有摩擦力造成的；C C 僅僅是個人習(xí)慣沒有科學(xué)依據(jù)；D D 甩牙刷時，在突然運動和突然停止瞬間，刷毛之間的水由于慣性繼續(xù)運動，導(dǎo)致水、 刷毛分離，有利于保持刷毛干燥，從而有利于口腔健康。答案：D D三、課堂小結(jié)1 1牛頓第一定律 一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)， 除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀 態(tài)。2 2力不是維持物體運動的原因而是使物體運動狀態(tài)改變的原因。3 3質(zhì)量是物體慣性大小的唯一量度。四、板書設(shè)計（一）歷史回顧1 1亞里斯多德觀點：物體的運動需要力來維持。2 2伽利