高中物理教科版高中 牛頓運(yùn)動(dòng)定律牛頓第一定律教學(xué)設(shè)計(jì)

1、四川省都江堰中學(xué)“深度學(xué)習(xí)”教學(xué)設(shè)計(jì)教科版 必修一 第3章 第1節(jié) 牛頓第一定律 定律課 型新授課授課教師李濤教學(xué)對(duì)象高一學(xué)生計(jì)劃課時(shí)1課時(shí)1.教材內(nèi)容分析牛頓第一定律揭示了力不是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，而是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，推翻了亞里士多德的錯(cuò)誤觀點(diǎn)，改變了人類的自然觀和世界觀，為進(jìn)一步探究力和運(yùn)動(dòng)之間的定量關(guān)系指明了方向，以此為基礎(chǔ)建立了牛頓第二定律。它是在真實(shí)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，利用理想化方法建立起來的。并且，牛頓第一定律揭示了物體存在慣性、確立了慣性參考系，所以，牛頓第一定律被稱為牛頓力學(xué)的基石、力學(xué)的第一原理。在牛頓第一定律的建立過程中使用的理想化方法，伽利略、牛頓等科學(xué)家自身的創(chuàng)造

2、性思維品質(zhì)以及敢于質(zhì)疑、堅(jiān)持真理的科學(xué)精神，對(duì)學(xué)生能力和德育的發(fā)展具有重要作用。2.學(xué)習(xí)者分析在初中階段的學(xué)習(xí)中，除了“慣性與質(zhì)量”這一問題沒有專門涉及外，學(xué)生關(guān)于本節(jié)其他的知識(shí)都有了大致地了解。但是大多數(shù)學(xué)生只知道亞里士多德的觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的；只知道伽利略是通過一個(gè)理想實(shí)驗(yàn)得出的牛頓第一定律。同時(shí)，經(jīng)過初中階段的學(xué)習(xí)與日常生活經(jīng)驗(yàn)的積累，學(xué)生頭腦中，也形成了一些錯(cuò)誤的前概念，例如，“物體受到了慣性作用”“產(chǎn)生了慣性”“受到慣性力”等。高中階段的學(xué)習(xí)，應(yīng)該在學(xué)生已有認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，糾正學(xué)生頭腦中這些片面、不恰當(dāng)?shù)恼J(rèn)識(shí)，進(jìn)一步深化和提高對(duì)相關(guān)問題的認(rèn)識(shí)。因此，正確形成慣性概念是教學(xué)的難點(diǎn)。3.核心素養(yǎng)

3、通過物理學(xué)史的簡介，對(duì)學(xué)生進(jìn)行嚴(yán)密的科學(xué)態(tài)度教育，讓學(xué)生了解人類認(rèn)識(shí)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；通過實(shí)驗(yàn)探究的過程，幫助學(xué)生理解由真實(shí)實(shí)驗(yàn)推廣到理想實(shí)驗(yàn)的科學(xué)思想，培養(yǎng)學(xué)生分析歸納、推理總結(jié)的思維方法。4.教學(xué)重難點(diǎn)分析、重點(diǎn)：建立牛頓第一定律，物體的慣性、難點(diǎn)：牛頓第一定律，生活中的慣性現(xiàn)象學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)課堂實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)、習(xí)題、交流（從對(duì)生活中的例子理解慣性，并分析）6.學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)環(huán)節(jié)1：課題引入教師活動(dòng)1撕紙游戲猜一猜：1一張紙已剪成兩截，但未完全剪斷，如果迅速用力撕兩邊，紙會(huì)斷成幾截？現(xiàn)在把紙剪成三截，但未完全剪斷，如果迅速用力撕兩邊，紙會(huì)斷成幾

4、截？如果在中間的紙下面夾一個(gè)夾子，然后迅速撕兩邊，紙會(huì)斷成幾截？學(xué)生活動(dòng)1完成游戲，并思考原因.活動(dòng)意圖說明：通過游戲，引起學(xué)生注意力，激起學(xué)生求知欲環(huán)節(jié)2：新課教學(xué)教師活動(dòng)2其實(shí)，力和運(yùn)動(dòng)是一個(gè)古老的話題，在人類歷史的長河中，運(yùn)動(dòng)和力如影隨形，總是和人們的生活、生產(chǎn)密切相關(guān)。那運(yùn)動(dòng)和力之間有什么關(guān)系呢？其實(shí)最早研究運(yùn)動(dòng)和力關(guān)系的是古希臘的亞里士多德。請(qǐng)第一組的同學(xué)們來談?wù)勀阊壑械膩喞锸慷嗟录八谘芯窟\(yùn)動(dòng)與力關(guān)系的觀點(diǎn)學(xué)生活動(dòng)2學(xué)生通過查閱資料，簡單介紹亞里士多德的貢獻(xiàn)，以及他的及他在研究運(yùn)動(dòng)與力關(guān)系時(shí)得到的觀點(diǎn)。力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因活動(dòng)意圖說明：讓學(xué)生尊重歷史，學(xué)會(huì)用物理的思維去分析固有的

5、生活經(jīng)驗(yàn)，判斷對(duì)錯(cuò)教師活動(dòng)3教師：1.亞里士多德的觀點(diǎn)正確嗎？那怎么來證明亞里士多德的觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的呢？請(qǐng)第二組的同學(xué)同學(xué)談?wù)勀銈兊南敕ń處煟?.同學(xué)們知道小車最后停下來是因?yàn)橛心Σ亮Φ木壒剩怯质钦l首先發(fā)現(xiàn)這個(gè)問題的？他又是怎么看待物體運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系？什么是理想實(shí)驗(yàn)？原來是這樣，那開始你們的實(shí)驗(yàn)及推理學(xué)生活動(dòng)3學(xué)生觀察思考不正確學(xué)生演示實(shí)驗(yàn) （1）小車由靜止從一高度的斜面滑到鋪有毛巾的平面上，在水平方向運(yùn)動(dòng)了一段距離， 并在小車沿水平方向滾動(dòng)的最遠(yuǎn)位置做好標(biāo)記。（2）小車由靜止從同一高度的斜面滑到鋪有紗布的水平面上，記下小車水平方向前進(jìn)的距離與在第一次實(shí)驗(yàn)中的距離有什么不同?（3）取下沙布，小

6、車由靜止從同一高度沿斜面滾下滑倒木板上，記下小車滑行的距離。并在小車沿水平面滑動(dòng)的最遠(yuǎn)位置做標(biāo)記。通過實(shí)驗(yàn)我們發(fā)現(xiàn)三次實(shí)驗(yàn)小車都停下來是因?yàn)槟Σ亮Φ木壒?，?dāng)水平表面越光滑，小車運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力越小，通過的距離越遠(yuǎn)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長，速度減小得越慢伽利略為此，伽利略設(shè)計(jì)了一個(gè)理想實(shí)驗(yàn)理想實(shí)驗(yàn)是一種以可靠的事實(shí)為依據(jù)，忽略次要因素，并把實(shí)驗(yàn)的情況合理外推到一種理想狀態(tài)，從而來揭示自然現(xiàn)象本質(zhì)的假想實(shí)驗(yàn)。演示實(shí)驗(yàn)：伽利略理想斜面給定右斜面傾角現(xiàn)象：小球上升的高度幾乎與出發(fā)點(diǎn)等高合理外推：如果斜面足夠光滑上升的高度與出發(fā)點(diǎn)等高減小右斜面傾角現(xiàn)象：小球上升的高度幾乎與出發(fā)點(diǎn)等高，但會(huì)走過更長的距離合理外推：

7、如果斜面足夠光滑小球上升的高度與出發(fā)點(diǎn)等高，但會(huì)走過更長的距離3.推理：若將右斜面放至水平且足夠光滑，小球?qū)?huì)一直運(yùn)動(dòng)下去活動(dòng)意圖說明：讓學(xué)生感受理想實(shí)驗(yàn)的魅力，體驗(yàn)探究推理的過程教師活動(dòng)4教師：通過伽利略的理想實(shí)驗(yàn)，我們知道小球從斜面下滑后如果不受任何阻力，就將在水平面上永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去。永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去是勻速運(yùn)動(dòng)還是加速運(yùn)動(dòng)呢？請(qǐng)第三組的同學(xué)們來談?wù)勀銈兊挠^點(diǎn)第三組的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，其實(shí)也是跟伽利略同時(shí)代的物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家笛卡爾的觀點(diǎn)，運(yùn)動(dòng)的物體在不受力的情況下，會(huì)一直運(yùn)動(dòng)下去，并且運(yùn)動(dòng)的快慢不變，也不會(huì)偏離原來的方向笛卡爾在伽利略研究的基礎(chǔ)上，補(bǔ)充完善了伽利略的觀點(diǎn)。學(xué)生活動(dòng)4學(xué)生討論交流.觀察滑塊在

8、氣墊導(dǎo)軌上的運(yùn)動(dòng)，發(fā)現(xiàn)滑塊兩次通過光電門的時(shí)間分別是 和,兩次時(shí)間不一樣是因?yàn)檫€是有很小的空氣阻力，忽略空氣阻力的影響可以認(rèn)為通過光電門的時(shí)間是一樣的，所以滑塊在導(dǎo)軌上做的是勻速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)滑塊彈簧碰到導(dǎo)軌端頭后滑塊受力開始反向運(yùn)動(dòng)?；顒?dòng)意圖說明：讓學(xué)生讓學(xué)生進(jìn)一步體驗(yàn)探究推理的過程教師活動(dòng)5教師：那我們現(xiàn)在能不能在伽利略、笛卡爾的結(jié)論總結(jié)出牛頓第一定律一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)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)。提問點(diǎn)撥：牛頓第一定律從幾個(gè)方面闡述了力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系？牛頓第一定律能否用實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證？3.牛頓第一定律中還論述了什么呢？學(xué)生活動(dòng)5學(xué)生總結(jié)出牛頓第一定律一切物體總保持勻速直線

9、運(yùn)動(dòng)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)。總結(jié)歸納：牛頓第一定律從兩個(gè)方面闡述了力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系不受力時(shí)：物體保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)。受外力時(shí)：物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變。力不是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因（也是產(chǎn)生加速度的原因）。牛頓第一定律不能用實(shí)驗(yàn)證明，因?yàn)閷?shí)際中沒有不受力的物體，但我們可以將物體所受外力的合力為0等效于物體不受外力作用。慣性一切物體都有保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)，所以牛頓第一定律也叫慣性定律。活動(dòng)意圖說明：通過運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系的歷史探究過程，使學(xué)生體會(huì)規(guī)律的形成都有一個(gè)從感性到理性、從低級(jí)到高級(jí)的產(chǎn)生、發(fā)展和演變的過程。教師活動(dòng)6提出問

10、題：慣性具有什么特性？請(qǐng)第四組的同學(xué)談?wù)?。學(xué)生活動(dòng)6思考、交流、討論分組實(shí)驗(yàn)快速拉動(dòng)筆蓋下方的紙條及模擬交通事故 ，進(jìn)行安全學(xué)習(xí)觀察體驗(yàn)1：快速拉動(dòng)筆蓋下方的紙條。 現(xiàn)象：紙條拉出后，筆蓋仍然靜止放置。 分析：靜止的筆具有慣性，保持原來的狀態(tài)，抵抗運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變。觀察體驗(yàn)2：模擬交通事故現(xiàn)象：小車停止后，人繼續(xù)運(yùn)動(dòng)。 分析：運(yùn)動(dòng)的玩具人具有慣性，保持原來的狀態(tài)，抵抗運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變。所以慣性的存在會(huì)阻礙物體自身運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化，因此慣性是阻礙運(yùn)動(dòng)變化的能力活動(dòng)意圖說明：通過運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系的歷史探究過程，使學(xué)生體會(huì)規(guī)律的形成都有一個(gè)從感性到理性、從低級(jí)到高級(jí)的產(chǎn)生、發(fā)展和演變的過程。教師活動(dòng)7慣性的

11、大小與什么因素有關(guān)？請(qǐng)第五組的同學(xué)談?wù)劇W(xué)生活動(dòng)71.觀察體驗(yàn)：小游戲：比比誰的肺活量大 找一個(gè)同學(xué)來，用自己最大的力分別去吹兩個(gè)懸掛的乒乓球（其中，一個(gè)乒乓球內(nèi)注滿沙子，質(zhì)量更大；另一個(gè)是正常的乒乓球）。 現(xiàn)象：質(zhì)量大的乒乓球不易吹動(dòng)，質(zhì)量小乒乓球容易吹動(dòng)。 分析：質(zhì)量大，慣性大，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越不容易改變。2.播放摩托車追尾汽車的視頻分析：慣性與速度無關(guān)活動(dòng)意圖說明：學(xué)生更直觀的認(rèn)識(shí)慣性與質(zhì)量的關(guān)系教師活動(dòng)8慣性的利用和防止慣性的危害慣性的利用探究方法：學(xué)生討論，并生活中的例子說明慣性的危害與防止學(xué)生討論，并生活中的例子說明學(xué)生活動(dòng)8探究方法：學(xué)生討論，并生活中的例子說明活動(dòng)意圖說明：學(xué)生能夠自己總結(jié)本堂課知識(shí)和解釋生活中大多數(shù)的慣性現(xiàn)象。環(huán)節(jié)3：課堂小結(jié)教師活動(dòng)9帶學(xué)生一起回顧今天所學(xué)內(nèi)容并解釋撕紙游戲的原因。學(xué)生活動(dòng)9回憶并鞏固今天所學(xué)內(nèi)容，解釋撕紙游戲7.板書設(shè)計(jì)力和運(yùn)動(dòng)人類認(rèn)知過程