高中物理 牛頓第一定律（教學(xué)設(shè)計）教案 新人教版必修

1、牛頓第一定律一、 教材及學(xué)情分析1教材分析本節(jié)課是根據(jù)上?？茖W(xué)技術(shù)出版社物理（八年級）中第六章第一節(jié)“牛頓第一定律”進行設(shè)計的。牛頓第一定律是描述力和運動關(guān)系的規(guī)律，是本章的重點之一。它既是對力和運動關(guān)系的深刻描述，又為二力平衡的探究作了理論準(zhǔn)備。“表象是一滴水，事實是一片海”，力和運動的正確關(guān)系隱藏在物理現(xiàn)象的背后的規(guī)律，很容易被生活中的物理假象所掩蓋。在歷史的長河中，力和運動的正確關(guān)系也經(jīng)歷了一個漫長的過程，從亞里士多德到伽利略再到牛頓，這層神秘的面紗才真正被揭開。為了拔開云霧，顯示真理，必須精心引導(dǎo)學(xué)生自主設(shè)計實驗探究，通過嚴(yán)密而科學(xué)的推理，批駁錯誤的觀點，才能建立科學(xué)的認識。根據(jù)以上分

2、析和課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，擬訂本節(jié)課的重難點如下：（1）探究力和運動的關(guān)系；（2）表述牛頓第一定律。2學(xué)情分析學(xué)生初步認識了力，建立了力的概念，對力的作用效果有了較深的認識，為進一步研究力和運動的關(guān)系奠定了基礎(chǔ)。由于學(xué)生是第一次接觸用科學(xué)推理探究物理規(guī)律的研究方法，有較大的思維障礙，因此，我們必須在尊重學(xué)生的思維方式及知識形成過程的前提下，開展以學(xué)生為中心，教師為引導(dǎo)、小組合作為主要方式的探究性學(xué)習(xí)活動。二、 教學(xué)目標(biāo)1知識與技能（1）知道牛頓第一定律的內(nèi)容，能用自己的語言表述牛頓第一定律。（2）通過分析牛頓第一定律的內(nèi)容，了解牛頓第一定律的內(nèi)涵。（3）知道物體的運動不需要力來維持，知道力是改變物體

3、運動狀態(tài)的原因。2過程與方法（1）通過實驗探究概括出力和運動的關(guān)系，發(fā)展學(xué)生的觀察能力、提出問題的能力、分析能力、歸納能力、信息處理的能力。（2）通過實驗觀察及歸納推理培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)方法論。（3）通過觀察實驗及分析，敢于用自己的語言描述自己的見解培養(yǎng)學(xué)生語言表達能力；初步具有評估和聽取反饋意見的意識，培養(yǎng)學(xué)生初步的信息交流能力。3情感態(tài)度與價值觀（1）通過活動和閱讀感受物理就在身邊。（2）通過介紹科學(xué)史，對學(xué)生進行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度教育，了解人類認識事物本質(zhì)的曲折歷史。（3）培養(yǎng)學(xué)生具有對科學(xué)的求知欲，有將自己的見解公開并與他人交流的欲望，認識交流與合作的重要性，有主動與他人合作的精神，敢于提出與

4、別人不同的見解，善于傾聽他人意見，也勇于放棄或修正自己的錯誤觀點。三、 教學(xué)媒體1學(xué)生分組及教師演示備選實驗器材：木塊、小車、斜面、鐵架臺、毛巾、棉布、三塊木板（表面光滑程度不同）、刻度尺、水、油（潤滑油）、細線、彈簧測力計、小剪刀（打火機）。2CAI課件、多媒體設(shè)備一套。四、 設(shè)計思路根據(jù)教材的重難點和學(xué)情分析，本節(jié)教材設(shè)計的主要思路為：1、力和運動的關(guān)系的實驗探究。先讓學(xué)生觀看錄象和插圖，并親身體驗物體運動跟力有關(guān)（設(shè)置以學(xué)生生活為背景的學(xué)習(xí)情景），引導(dǎo)學(xué)生思考、討論，根據(jù)實驗現(xiàn)象自主地得出自己的觀點和看法，教師激勵性評價他們的觀點與偉人的觀點是一致，讓他們感受自己和偉人不再遙遠，極大地調(diào)

5、動了他們學(xué)習(xí)的熱情。教師把他們的觀點概括為兩派并板書在黑板上。然后，把全班同學(xué)分為兩大組，再細分小組。在教師的引導(dǎo)下學(xué)生按自己的意愿自主地設(shè)計實驗方案，進行實驗、收集實驗數(shù)據(jù)。教師著重引導(dǎo)學(xué)生分析實驗數(shù)據(jù)，鼓勵學(xué)生根據(jù)實驗數(shù)據(jù)進行歸納、推理，教師表揚他們大膽推想的勇氣。2、牛頓第一定律的得出。先讓學(xué)生分析實驗結(jié)果，用自己的語言表述實驗結(jié)論，鼓勵學(xué)生大膽推想，得出進一步結(jié)論，學(xué)生在交流、討論中不斷地補充修正結(jié)論，用自己的語言表述牛頓第一定律。然后進行物理學(xué)史的教育：讓學(xué)生閱讀“伽利略的理想實驗”，教師介紹笛卡爾對伽利略的結(jié)論作了補充。讓學(xué)生知道牛頓是站在這兩位“巨人”的肩上才得出牛頓第一定律。通

6、過介紹牛頓第一定律的發(fā)現(xiàn)史讓學(xué)生感知這一規(guī)律得出的曲折性。進而讓學(xué)生分析牛頓第一定律的內(nèi)容并引導(dǎo)學(xué)生理解它的內(nèi)涵，并指出牛頓第一定律是一個理想定律，無法用實驗直接證明，但已用大量的事實和實驗證明他的正確性。最后，一起明辯課前的兩個觀點誰是正確的，得出力和運動的關(guān)系。并回歸到日常生活中的物理現(xiàn)象進行解釋，培養(yǎng)學(xué)生運用物理規(guī)律解決實際問題的能力?？傊?，本節(jié)課教學(xué)設(shè)計基本體現(xiàn)了從生活走向物理，從物理走向生活的新課程理念：以生活體驗和實驗現(xiàn)象為基礎(chǔ)，強化矛盾沖突，激發(fā)學(xué)生探究興趣，最后又通過物理規(guī)律的應(yīng)用將物理還原于生活。五、教學(xué)過程教學(xué)環(huán)節(jié)（時間）教師活動學(xué)生活動設(shè)計意圖環(huán)節(jié)一提出問題（約8min）

7、（播放錄象）播放騎自行車上學(xué)的片段后，用投影儀投放教材上100頁圖6-1、6-2、6-3、6-4四副插圖讓學(xué)生觀察。然后，要求學(xué)生利用桌上的木塊、小車感受：推木塊，木塊就運動，撤去推力，木塊停止運動；推小車，小車運動，撤去外力，小車逐漸停下來。師：請你描述你觀察到的物理想象，你能根據(jù)實驗現(xiàn)象得出什么結(jié)論？師：同學(xué)們的觀察都很仔細，都能根據(jù)生活體驗和實驗現(xiàn)象得出自己的觀點。你們的觀點曾經(jīng)都很偉大，概括起來可分為兩類。認為有力物體才會運動，無力物體不運動的同學(xué)與兩千多年前偉大的思想家、哲學(xué)家亞里士德的觀點一致，即“有力則動，無力則靜”；認為小車或木塊停下來的原因是受到摩擦阻力作用的同學(xué)與近代物理學(xué)

8、家伽利略的觀點比較一致。你們的觀點都是關(guān)于力和運動的關(guān)系，似乎都有道理，到底誰的觀點更準(zhǔn)確些？實踐是檢驗真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，我們需要通過實驗進行探究。師板書：力和運動的關(guān)系觀點：1、“有力則動，無力則靜”（亞里士多德） 2、運動的物體停下來是由于受到摩擦阻力作用。（伽利略）學(xué)生回顧生活中的物理現(xiàn)象并觀察圖片后，再親手感知物體的運動跟力有關(guān)。思考教師提出的問題，并相互交流討論，踴躍回答問題。生甲：用力推小車，小車就動起來；不用力了，小車就停下來了。我認為：有力物體才會運動，無力物體不運動。生乙：我用木塊做實驗，也發(fā)現(xiàn)相同的現(xiàn)象。我認為甲的觀點是正確的。生丙：我不完全贊同他們的觀點。我發(fā)現(xiàn)：沒有推力了

9、，小車仍能運動一段距離，最后才停下來。我認為小車停下來是由于受到桌面的摩擦力。生?。何矣眯≤嚭湍緣K都做了實驗，發(fā)現(xiàn)了用大致相同的推力，小車運動的距離較遠。我想是由于摩擦阻力不同的緣故。（個別同學(xué)意識到自己的觀點有點問題，但又不知錯在什么地方；絕大部分同學(xué)都堅持認為自己的觀點是正確的。）問題是教學(xué)活動的中心，“教育的真正目的是讓人不斷提出問題”。建構(gòu)主義教學(xué)論認為復(fù)雜的學(xué)習(xí)領(lǐng)域應(yīng)針對學(xué)習(xí)者先前的經(jīng)驗和興趣，只有這樣，才能激發(fā)學(xué)習(xí)者的積極性，學(xué)習(xí)才可能是主動的。本節(jié)課先從學(xué)生的生活和身邊事例的實際情景出發(fā)，讓學(xué)生通過實驗觀察發(fā)現(xiàn)物理現(xiàn)象，從生活體驗和現(xiàn)象中得出自己的觀點，并提出問題：到底誰的觀點更

10、準(zhǔn)確。從而引出本節(jié)課所要解決的問題：力和運動的關(guān)系。培養(yǎng)學(xué)生從實驗觀察中發(fā)現(xiàn)問題、提出問題的能力，并能對問題進行表達的能力。環(huán)節(jié)二制定計劃與設(shè)計實驗（約9min）把學(xué)生分成兩大組，大組再分小組（讓學(xué)生就近分組）。各自想辦法設(shè)計實驗證明自己的觀點是正確的。學(xué)生的實驗設(shè)計不可能一下子考慮得很充分允許他們失誤（科學(xué)家的實驗也是一步步完善起來的）。師：為了證明自己的觀點，你的實驗方案應(yīng)主要解決以下問題：如何選擇實驗器材？是否需要測量物理量？若需要，用什么工具進行測量？各小組討論，提出自己的實驗方案。派代表說明。教師巡視，并給予必要的點撥。完善、補充、修正提出建議或新觀點 （否）學(xué)生代表表達方案評估 （

11、是）經(jīng)驗保留集體設(shè)計方案師：同學(xué)們的提議都很好，你們的設(shè)計都體現(xiàn)了控制變量的研究方法，最后經(jīng)咱們的討論，歸納方案如下：（1）用同一個木塊或小車在同一木板上拉動或推動三次后，再撤去拉力或推力。（2）用同一個木塊或小車在同一斜面從同一高度釋放后滑下后，在三種不同的粗糙程度的水平表面滑行。學(xué)生的實驗方案設(shè)計：討論中，學(xué)生主要集中在阻力對運動的物體的影響，怎樣改變阻力的大小；推力或拉力對物體的運動的影響，如何改變推力或拉力的大??；需要保持哪些量不變等問題進行了方案的研討和交流。學(xué)生的方案表現(xiàn)如下：探究觀點1（“有力則動，無力則靜”）：同一個木塊用三次大小不同的拉力在相同的木板（光滑）上拉動后，然后用剪

12、刀把細線剪斷（或用打火機燒斷）。同一個小車用三次大小不同的推力在相同的木板（粗糙）上推動后，再撤去推力。探究觀點2（運動的物體停下來是由于受到摩擦阻力作用）：同一木塊在同一個斜面從相同的高度靜止開始釋放后在三種不同光滑程度的木板上滑行。同一輛小車在同一個斜面從相同的高度靜止開始釋放后在木板上滑行。（先在木板上鋪上毛巾，再換用棉布，最后直接用光滑的木板）同一輛小車在同一個斜面從相同的高度靜止開始釋放，先在粗糙的木板上滑行，再在木板上抹上水，最后抹上油。 學(xué)生代表上臺來說明自己的設(shè)計思想，其他組成員傾聽后，對該組同學(xué)的觀點進行評價，并提出自己的疑問，臺上的同學(xué)進行解釋和辯護。有新鮮觀點的同學(xué)在交流

13、互動中可上臺發(fā)表自己的觀點。目的是由一家觀點出發(fā)，引發(fā)各家思考，集思廣益，豐富和完善實驗方案。讓學(xué)生體會合作和交流的重要性，在設(shè)計方案活動中激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識。老師給予激勵性的評價并補充必須注意的知識點。環(huán)節(jié)三進行實驗與收集證據(jù)（約7min）師：按你們自己的實驗計劃，進行實驗操作，并將實驗的結(jié)果如實地記錄下來，填寫在下面的實驗記錄中，并把實驗中遇到的問題也記錄下來教師巡視并進行指導(dǎo)（先做完的組可先討論你的實驗結(jié)果，也可參觀其他組）接觸面物體受到摩擦力的大?。ù?、較大、?。┪矬w運動的距離s（m） （探究觀點2的實驗參考表格）積極主動地做實驗，合作完成實驗并記錄數(shù)據(jù)。鼓勵學(xué)生動手、實驗、收集、記錄

14、數(shù)據(jù)，鼓勵學(xué)生間的交流和相互配合合作。讓學(xué)生在實驗中培養(yǎng)了觀察能力和動手能力以及合作精神，初步養(yǎng)成學(xué)習(xí)中科學(xué)求實的態(tài)度。環(huán)節(jié)四分析與論證（約10min）師：請小組代表展示自己的實驗記錄，并說明根據(jù)自己的實驗結(jié)果你能得到什么結(jié)論？師：現(xiàn)在同學(xué)們都認為運動的物體停下來是由于摩擦阻力的作用。你能否根據(jù)實驗結(jié)論作進一步推想？（教師可根據(jù)具體情況適當(dāng)加以引導(dǎo)）師：你們的推想是有根據(jù)的，是大膽的，你們已經(jīng)具備了科學(xué)家的這一品質(zhì)。在我們的共同努力下發(fā)現(xiàn)了一條偉大的定律：牛頓第一定律。引導(dǎo)學(xué)生閱讀牛頓第一定律的內(nèi)容，它包括幾層意思。你有哪些問題？教師肯定學(xué)生后對牛頓第一定律進一步分析理解：適用范圍：一切物體條

15、件：不受外力運動規(guī)律：總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)。師：你們能向權(quán)威質(zhì)疑，非常不錯，科學(xué)家也是這樣，才會有新發(fā)現(xiàn)。的確，現(xiàn)實生活中物體不受外力是不存在的。若物體所受外力很小可近似為不受外力。不受外力與合外力等于零是等效的，這就是我們后面要學(xué)的二力平衡。盡管沒有直接實驗加以證明，但它已經(jīng)歷大量的事實和間接實驗進行驗證其正確性。師：我們今天只花了不到一節(jié)課的時間就發(fā)現(xiàn)了牛頓第一定律，歷史上也是這樣嗎？引導(dǎo)閱讀教材后介紹物理學(xué)史：亞里士多德伽利略的理想實驗笛卡爾補充牛頓補充概括一起得出力與運動的關(guān)系：力是改變物體運動狀態(tài)的原因，而不是維持物體運動的原因。學(xué)生代表分析實驗結(jié)果，得出結(jié)論。生1：運動

16、的物體撤去力后仍能運動一段距離，我認為我的觀點的后半部分是錯誤的。生2：通過實驗發(fā)現(xiàn)靜止的物體只有受到拉力或推力作用才會運動。生3：運動的物體在不同的表面運動的距離不同，摩擦阻力越小，運動的距離越遠。生4：若摩擦阻力小到為零時，物體的物體會永遠運動下去。生5：速度的大小不變。生6：方向也不變。 生7：靜止的物體，不受力會永遠靜止。生8總結(jié)出 ：運動的物體若不受力時會做勻速直線運動，靜止的物體會一直靜止。學(xué)生通過閱讀教材后說出其內(nèi)涵。討論后提出質(zhì)疑：（1）物體不受外力作用存在嗎？（2）沒有實驗直接證明、驗證，能算定律嗎？能推廣嗎？能否應(yīng)用到現(xiàn)實生活中？回到課前的感受實驗一起分析物體由靜止到運動以

17、及由運動到靜止的原因。得出力和運動的正確關(guān)系。運用正確的觀點解釋生產(chǎn)、生活、科技中的物理現(xiàn)象（可利用教材上100頁圖6-1、6-2、6-3、6-4）初步嘗試從實驗數(shù)據(jù)入手進行分析、歸納、推理，得出實驗結(jié)論的思維方法。感受牛頓第一定律的得出是站在兩位“巨人”的肩上，感知它發(fā)現(xiàn)這一規(guī)律的曲折性。從認識論的角度看，由一次實驗得出的規(guī)律不一定普遍成立。因為由不完全歸納得出的結(jié)論具有或然性，如果它能比較合理地解釋其他相關(guān)的實驗現(xiàn)象，也就間接證明了這一結(jié)論的正確性。所以，物理規(guī)律需要回歸到課前的實驗和現(xiàn)實生活，這體現(xiàn)了“從生活走向物理，從物理回到生活、走向社會”的新課程理念。運用物理規(guī)律解釋一些常見的物理

18、現(xiàn)象。培養(yǎng)學(xué)生運用物理知識解決實際問題的能力。環(huán)節(jié)五評估與交流（約4min）師：這節(jié)課通過提出問題、設(shè)計實驗、分析論證，探究了力和運動的關(guān)系。你能從實驗當(dāng)中獲得更多的收獲，為下次實驗我們能做得更好，探究活動同樣要進行評價。請同學(xué)們可以從以下幾方面進行思考和討論：（1）實驗設(shè)計有不合理，不充分之處嗎？如何來解決？（2）實驗中出現(xiàn)什么失誤和故障，如何處理？有哪些經(jīng)驗？師：回顧我們科學(xué)探究的過程，你有哪些收獲、感想、經(jīng)驗和不足，或者還有哪些不懂的地方或想要知道的問題？師：問題提得好，我們下節(jié)課將會學(xué)習(xí)這一定律的應(yīng)用。生1：應(yīng)該選用更多的木板，多做幾次實驗，更具普遍性。生2：選小車要比選木塊做實驗的現(xiàn)

19、象要明顯些。生3：通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，不僅知道力和運動的正確關(guān)系，同時也學(xué)會了科學(xué)研究問題的環(huán)節(jié)。生4：觀察實驗現(xiàn)象要仔細認真，要有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，否則會被表象迷惑。生5：我學(xué)到了一些研究方法。生6：牛頓第一定律有啥用？初步培養(yǎng)學(xué)生反意識和自我評價的習(xí)慣。讓學(xué)生在交流中體會科學(xué)探究的價值和意義以及自身的收獲。進一步培養(yǎng)學(xué)生從實驗中發(fā)現(xiàn)并提出問題的能力。布置作業(yè)（約2min）布置作業(yè)：1、學(xué)習(xí)指導(dǎo)P78第1、3、4題。2、上網(wǎng)查尋亞里士多德、伽利略、笛卡爾、牛頓的相關(guān)資料。3、收集牛頓第一定律的應(yīng)用。課后完成。學(xué)生通過書面作業(yè)的完成進一步理解力和運動的關(guān)系；通過上網(wǎng)查尋進一步理解牛頓第一定律的內(nèi)涵和外

20、延。板書設(shè)計力和運動的關(guān)系 A牛頓第一定律 2、實驗探究： C（1）制定計劃、設(shè)計實驗（2）進行實驗、收集證據(jù)（3）分析與結(jié)論 伽利略的理想實驗笛卡爾補充牛頓補充概括1、觀點： B（1）“有力則動，無力則靜”（ 亞里士多德） （2）運動的物體停下來是由于受到阻力作用（伽利略）E （）力是維持物體運動的原因（）力是改變物體運動狀態(tài)的原因 3、牛頓第一定律： D（1）內(nèi)容 （2）理解：適用范圍 條件規(guī)律教學(xué)反思 （課后完成）每位學(xué)生幾乎每天都在生活中要遇到關(guān)于力和運動的關(guān)系，為本課的實施奠定了感性基礎(chǔ)。在課堂上，當(dāng)出現(xiàn)了兩種力和運動的關(guān)系的不同觀點，每位同學(xué)都認為自己的觀點是正確，這一“矛盾沖突”

21、激發(fā)了較高的學(xué)習(xí)興趣和探究熱情，在探究過程中表現(xiàn)了初步的與人合作意識和能力。絕大多數(shù)同學(xué)都希望在全班交流自己關(guān)于力和運動的關(guān)系的觀點，每組學(xué)生都希望在全班展示自己的實驗數(shù)據(jù)，表現(xiàn)出了較高的與人交流愿望。在分析論證中，絕大多數(shù)學(xué)生能對生活體驗和實驗現(xiàn)象以及自己的觀點進行積極思考，展開討論，在小組內(nèi)提出了自己的看法，并力爭能在全班進行交流，表現(xiàn)出了初步的反思能力、較高的表達自己觀點、尊重別人觀點、與人交流等交往意識和能力，并能更正自己的錯誤觀點和修正自己的不足，從而使“矛盾沖突”畫上圓滿的句號。在分析論證的基礎(chǔ)上，結(jié)合牛頓第一定律的理解，絕大多數(shù)同學(xué)能不同程度地歸納出力和運動的關(guān)系。在應(yīng)用牛頓第一定律進行現(xiàn)象分析時，多數(shù)學(xué)生能應(yīng)用力和運動的關(guān)系進行正確的分析（先明確研究對象，再分析運動狀態(tài)是否改變，最后尋求運動狀態(tài)改變的原因），并反映出較好的思維習(xí)慣和語言表達能力。在評