第一篇：優(yōu)課：牛頓第一定律 教學設計

《牛頓第一定律》

教

學

設

計

高一物理組

胡

辰

《牛頓第一定律》教學設計

高一物理組

胡 辰

教學目標

（一）知識與技能

1．知道伽利略的理想實驗及其主要推理過程和推論，知道理想實驗是科學研究的重要方法。2．理解牛頓第一定律的內容及意義。

3．理解慣性的概念，會正確的解釋有關慣性的現(xiàn)象。

（二）過程與方法

1．體驗伽利略理想實驗的推理過程，觀察生活中的慣性現(xiàn)象，了解力和運動的現(xiàn)象，通過實驗加深對牛頓第一定律的理解。2．理解理想實驗是科學研究的重要方法。

（三）情感、態(tài)度與價值觀

1．通過伽利略和亞里士多德對力與運動關系的不同認識，了解人類認識事物本質的曲折性。2．感悟科學是人類進步的不竭動力。

學情分析

在本節(jié)課以前，學生已經(jīng)在第一二章學習了運動，在三四章學習了里。雖然初中時已經(jīng)簡單的學了牛頓第一定律，但學生知其然不知其所以然。學生還沒有認識到關于探究“力與運動關系”的曲折性，對于理想實驗并不清楚，沒有體會到理想實驗的奧妙。所以，本節(jié)課的學習不僅可以幫助學生理解力與運動的關系，更重的是掌握科學推理的思想方法。

教學重難點

重點：建立牛頓第一定律的科學推理過程。難點：慣性的理解。

教學策略

首先宇播放航員在太空艙中的視頻導入新課，從而激發(fā)學生的學習興趣；從亞里士多德的觀點到伽利略的理想實驗，從迪卡爾到牛頓，以“追尋歷史的足跡”為主線，讓學生理解力與運動關系的發(fā)展過程。在基本的實驗事實的基礎上，調動學生的積極性，引導學生積極思維，進一步概括、推理得出結論。最后，通過展示生活中與慣性相關的現(xiàn)象，以突出慣性維持其原有運動狀態(tài)的實質，加深學生的理解。最后應用所學習的慣性知識解決實際問題，使學生的能力得到進一步的提高。教學過程

（一）新課導入：

播放宇航員在太空艙中的視頻。太空中可以看成一個幾乎不受力的環(huán)境，視頻中太空中和在地面上的生活迥然不同？這其中就蘊含著一個深刻的道理，那就是運動和力的關系。力究竟是不是維持物體運動的原因呢？

（二）力與運動的關系

教師活動：回顧歷史，公元前3世紀亞里士多德的觀點，并用ppt播放。學生活動：思考亞里士多德的觀點是否正確。

1、亞里士多德（1）方法：直覺+運動

（2）結論：力是維持物體運動的原因。

2、伽利略

（1）猜想：物體停下來受摩擦力和空氣阻力的作用，若沒有阻力，一旦物體具有速度，就將保持這一速度勻速直線運動下去。（2）理想斜面實驗

教師講解：讓一個小球從一個斜面的頂端滾下，緊接著又滾上另一個對接的斜面；如果沒有摩擦力，這個小球將達到跟原來同樣的高度；如果減小對接面的傾斜度，小球仍會達到同樣的高度，但經(jīng)過的路程會更遠些。當把斜面變成水平面，這是既沒有使小球加速的因素，也沒有使它減速的因素，小球將以恒定的速度永遠滾下去。學生活動：觀看flash動畫，體會理想實驗的奧妙。

（3）思想方法：實驗+科學推理

（4）結論：力不是維持物體運動的原因，而是使物體加速或減速的原因。

（三）牛頓第一定律（慣性定律）

1、內容：一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)，直到外力迫使它改變運動狀態(tài)為止。教師活動：牛頓第一定律順理成章的得出之后，帶領學生仔細分析牛頓第一定律的內容，幫助學生總結出牛頓第一定律的含義。

2、含義

（1）物體不受外力時保持靜止或勻速直線運動；（2）力是改變物體運動狀態(tài)的原因；

（3）一切物體都有保持勻速直線運動或靜止狀態(tài)的特性——慣性；

3、適用范圍：慣性系（地面、相對于地面靜止或做勻速直線運動的參考系）教師活動：通過實驗“紙拉杯子”引入慣性的大小問題。

4、慣性的理解

（1）慣性大小表現(xiàn)為物體運動狀態(tài)改變的難易程度，質量是慣性大小的唯一量度。（2）慣性是一切物體的固有屬性，無法克服。（3）慣性與物體的受力情況、運動情況均無關。例題鞏固：判斷題

A 物體運動狀態(tài)發(fā)生了改變，必定受到外力的作用 B 物體的運動狀態(tài)需要力維持 C 在宇宙飛船內物體不存在慣性

D 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 E 把手中的球靜止釋放后，球能豎直下落，是由于慣性的作用

F 放在地上的足球，被運動員飛起一腳，用力克服了它的慣性，所以足球滾動了。

（四）小結

本節(jié)課我們主要學習了力與運動的關系，即力是改變物體運動狀態(tài)的原因，而不是維持物體運動狀態(tài)的原因?？茖W家探究力與運動的關系經(jīng)歷了曲折的過程，伽利略通過理想斜面實驗推翻了延續(xù)兩千多年的錯誤，理想實驗也成了物理學上很重要的研究方法之一。牛頓在總結前人的基礎上提出了牛頓第一定律。牛頓第一定律揭示了任何物體都具有一個固有屬性——慣性。慣性只與質量有關，質量越大慣性越大，物體運動狀態(tài)越難改變。質量越小，慣性越小，物體運動狀態(tài)容易改變。

（五）作業(yè)布置

練習冊12/13題

第二篇：“牛頓第一定律”教學設計

“牛頓第一定律”教學設計

裘志輝

長興金陵高級中學

313100

設計指導思想及課前設計

高中物理第一冊“牛頓第一定律”一節(jié)，屬初、高中知識的結合部．學生在初中學習中．已經(jīng)了解了牛頓第一定律的基本內容．如何以初中知識為生長點、以教材內容為線索，展開科學方法教育與思維能力培養(yǎng)是本課教學活動的主要目標．故教學的側重點應放在理解伽利略對“運動物體不受外力作用會保持自己的速度不變”論斷的研究、思考、推理過程，學習科學研究中常用的理想實驗方法．為此本節(jié)教學采用討論式：教師列出問題討論提綱，在閱讀教材的基礎上，請一位學生先表述，引發(fā)學生的問題，展開答辯與討論．教師在其間適當引導與點撥，并由教師概括總結．設計這樣的教學方式，是基于教材具有循環(huán)性，學生已有一定基礎．旨在讓學生處于主動地位．追尋科學家走向成功的足跡，學會像物理學家那樣發(fā)現(xiàn)問題、思考問題與解決問題．

課堂教學中，應引導學生特別注意伽利略的理想實驗，注意它忽略次要因素、抓住主要因素的科學性．課堂教學中，還應引導學生不只是簡單地否定或肯定什么，而且知道為什么否定或肯定以及如何進行否定或肯定．

學生討論提綱是：關于力與運動的關系，①亞里斯多德的觀點是什么？②伽利略的觀點是什么？③我的看法是什么？④牛頓第一定律是如何表述的？

預前問題是：1．從某一高度沿斜面滾落的球為什么可以沿對接的另一斜面滾上同樣的高度？2．定律為什么不以伽利略的名字命名而稱為牛頓第一定律？3．牛頓第一定律包含了哪些內容？問題1是為了深入理解伽利略的理想實驗與科學推理方法；問題2是使學生了解從亞里斯多德到伽利略到牛頓，人們對慣性定律的認識是如何逐步逼近真理的；問題3則是使學生對定律的認識比初中提高一步．

一、教學目標

1．在物理知識方面學習牛頓第一定律的內容，正確理解力跟物體運動的關系，掌握慣性的概念．

2．對客觀事物的正確認識需要人們經(jīng)過由表及里，由片面到全面長時間的認識過程．通過本節(jié)的學習要讓學生建立起正確的認識論的觀點，同時體會到人們認識世界的長期性和艱巨性．

3．物理實驗是科學研究的方法，對實際問題做出合理的抽象，進行理想實驗的研究正是伽利略得到力與物體運動正確關系的基礎．我們要學習這種科學抽象的方法，并把它用到今后的物理研究中去．

二、重點、難點分析

1．本節(jié)的重點是正確認識物體運動跟力的關系，在物體不受力的情況下，應保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)．通過對牛頓第一定律的學習，加深對慣性概念的理解．

2．生活常識使人們對力和運動的關系形成了不正確的認識，通過教學要讓學生們克服傳統(tǒng)觀念，形成正確的認識，需要下一定的功夫．

三、教學方法

“討論式教學法”結合“實驗探索式教學法”，將實驗研究與多媒體應用有機結合，通過學生動手實驗和電腦板書、電腦動畫等形式，達到突出教學重點，突破教學難點，發(fā)展學生創(chuàng)造力的目的．

四、教具

1、說明伽利略理想實驗的裝置，自制導軌和小球．

2、說明物體在不受阻力下做勻速直線運動的氣墊導軌和滑塊．

3、演示慣性的小車和木塊．

4、電教器材：多媒體電腦、數(shù)據(jù)/視頻投影儀、視頻展示儀、五、教學過程 請同學們看課本

[投影]引言：在力學中，只研究物體受力而不涉及運動的分科，叫做靜力學；只研究物體怎樣運動，而不涉及運動和力的關系的分科，叫做運動學；研究運動和力的關系的分科，叫做動力學。動力學的基礎是牛頓運動定律，本節(jié)研究牛頓第一定律。

請同學們回答：剛才看課本后，本節(jié)主要討論什么主要內容? 學生可能回答：歷史的回顧和牛頓第一定律。

同學們討論后發(fā)言：

關于運動和力的關系問題，有三位代表人物有不同看法。

亞里士多德認為：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，但這個觀點是錯誤的。伽利略根據(jù)理想實驗進行推論，讓一個小球沿一個斜面從靜止?jié)L下來，小球將滾上另一個斜面。如果沒有摩擦，小球將上升到原來的高度。如果減少第二個斜面的傾角，小球在這個斜面上達到原來的高度就要通過更長的路程。繼續(xù)減少第二個斜面的傾角，使它最終成為水平面。小球就再也達不到原來的高度，而沿水平面以恒定速度持續(xù)運動下去。

（此處用多媒體進行演示）

老師點評：亞里士多德的錯誤觀點持續(xù)了兩千多年。伽利略沖破固有思維，利用理想實驗進行推論。理想實驗是科學研究中的一種重要的方法。它把可靠事實和理論思維結合起來，可以深刻地揭示自然規(guī)律。這個實驗雖然是個理想實驗，但卻是符合科學道理的．沒有摩擦的情況是很難實現(xiàn)的，現(xiàn)代技術給我們提供了阻力很小的條件．我們來看一下氣墊實驗．它的原理是氣泵給氣墊裝置打氣，導軌上有許多小孔，滑塊與導軌間形成一層空氣薄膜，滑動時阻力很?。覀冇^察一下滑塊的運動情況，可以看到滑塊的速度基本不變．

請同學人人動手做實驗：將課本放在課桌上，用手推；將鋼筆放在課桌上，用力彈。

請同學將觀察到的結果敘述出來：用手推書，書就運動，不用手推書，書就靜止：用力彈鋼筆，鋼筆往前運動一段位移后就靜止：放在充氣的氣墊導軌上的木塊很接近勻速直線運動。[投影]牛頓第一定律的內容是：一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)，直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止。

討論：教師；剛才A同學概述了亞里斯多德和伽利略對運動與力的關系的觀點以及牛頓第一定律的內容，同時表明了自己的觀點．下面，同學們可以提出問題，請同學答辯，也可以互相討論，請大家各抒己見．

學生B：伽利略用理解實驗作推論的一個重要前提是小球沿對接的斜面總可以滾到原來的高度，請解釋一下這是為什么？

學生C：這個問題可以解釋：小球在高處有勢能，滾到斜面底部勢能變成動能，再滾上另一個斜面時，動能又逐漸還原成勢能．因為理想實驗中的斜面是光滑的．沒有摩擦，所以最后的高度一定與原來的高度一樣．（初中學過動能與勢能轉化與守恒的知識，學生都表示認可．）

學生D：我想伽利略可以做實驗．他在實驗中可以把斜面做得很光滑，這樣他會發(fā)現(xiàn)小球每次滾上的高度幾乎與原來落下時的高度相同，于是就可以推論，當斜面極其光滑毫無摩擦時應當正好與原來等高．

（一片議論）

教師：同學們的見解很好．D同學所說的正是伽利略理想實驗的事實基礎，伽利略的思考過程確實與同學所說相似，只是伽利略還借助了類比物——單擺．他是從單擺在空氣阻力很小的情況下來回擺動時到達幾乎相同的高度演化到小球在兩個對接斜面上的滾動，得出結論的．所以伽利略的理想實驗雖然無法實現(xiàn)，伽利略的結論也不能直接從實驗得出，但它們有事實作依據(jù)，是觀察與思考的結果．該同學能聯(lián)系學過的知識，對一個例題中的情景給出正確的模型，值得大家學習．關于這個理想實驗，同學們還有問題嗎？

學生C：我注意到兩個斜面的連接處是圓弧線，這是為什么？ 學生L：我想這是為了不讓小球彈跳，能使小球連續(xù)地滾動吧．

學生Y：我想，亞里斯多德講力維持運動，這力指的是動力，這樣理解的話，他的觀點就對了．

學生L：指動力也不對，一只足球踢了一腳不再踢它，沒有了動力，它還能繼續(xù)運動．

教師：我來提一個問題：伽利略研究得出的正確結果為什么隔了一代以后才由牛頓寫成牛頓第一定律？

學生X：我在一本書上看到，伽利略只是提出物體在沒有外力作用于它時沿直線勻速運動下去，沒有“直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)”一說，也就是不完整不全面．

教師：是的．伽利略發(fā)現(xiàn)了不易直覺的摩擦力，改變了亞里斯多德根據(jù)直接經(jīng)驗得出的直覺結論，應用科學的推理方法得出了正確的結論．伽利略在他的著作《兩種新科學的對話》中寫道：“??一個運動的物體假如有了某種速度以后，只要沒有增加或減小速度的外部原因，便會始終保持這種速度——這個條件只有在水平的平面上才有可能??只有水平面上的運動才是不變的??．”我們看到伽利略的認識已經(jīng)很接近慣性定律了．但是他的認識還不夠確切，認為只有在水平面上物體才具有保持速度的特性，他甚至曾由此而推論地球是圓的，任何水平面實際都是球面，物體不受力時將沿地球表面勻速地運動下去，這樣伽利略又重落入亞里斯多德從來將作勻速圓周運動視為物體本性的巢臼之中，一個偉大的定律從伽利略身旁悄然滑過了． 牛頓繼承了伽利略的研究成果，并以自己的發(fā)現(xiàn)完善了這些成果，以定律的形式，作出了完整準確的結論：“一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)，直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止?！?/p>

我們看到，從亞里斯多德以來，關于力與運動的問題，經(jīng)過了幾千年漫長的求索過程，直到伽利略和牛頓時代以后，才加快了認識進程，認識世界發(fā)現(xiàn)真理是很不容易的．

接下來請同學們再來討論一下牛頓第一定律．這個定律包含了幾層意思？

學生W：我覺得定律有兩層意思：

1、定律指出一切物體都具有保持原來運動狀態(tài)的慣性．

2、定律指出了外力是改變運動狀態(tài)的原因．

教師：對．讓我們再注意一下定律中的幾個字眼：“一切”、“總”、“或”．

“一切”，說明天地萬物無一例外．“總”，指出物體的慣性是物體固有的屬性，不論物體處于什么狀態(tài)．“或”，指出了靜止與勻速直線運動的等同性．它們都是物體不受外力時的運動狀態(tài)．

【小結】伽俐略理想斜面實驗否定了亞里士多德的觀點，牛頓在伽俐略等人的研究基礎上得出牛頓第一定律。一切物體都具有慣性，力是改變物體速度的原因。

教學總結：

本節(jié)課的特點是對力和運動的關系的正確認識，要受到日常經(jīng)驗的影響，所以在本節(jié)課中采用了多聯(lián)系實際問題加以分析，以使學生澄清錯誤認識。

第三篇：牛頓第一定律教學設計

牛頓第一定律 教學設計

一、教學內容分析 1.課程標準要求

理解牛頓運動定律，用牛頓運動定律解釋生活中的有關問題。理解慣性，并利用慣性解釋生活中常見現(xiàn)象 2.教材分析

本節(jié)課的教學內容牛頓第一運動定律作為物理學的基石，首先對人類認識運動和力的關系作了歷史的回顧，著重介紹了伽利略等人研究運動和力的關系的思想方法及卓越貢獻，而后講述了牛頓第一定律的內容和物體慣性的概念，三個層次很明顯，為后續(xù)的牛頓運動定律的學習打下基礎。

二、教學目標

（一）知識與技能

1.借助阻力對物體運動實驗理解力和運動的關系，知道其主要推理過程及結論。

2.理解牛頓第一定律及其意義。

3.理解慣性的概念，會正確解釋有關的慣性現(xiàn)象。

（二）過程與方法

讓學生經(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思想，體會分析歸納、推理總結的思維方法。

（三）情感、態(tài)度和價值觀

通過物理學史的簡介，對學生進行嚴密的科學態(tài)度教育，讓學生了解人類認識事物本質的曲折，培養(yǎng)學生追求真理、勇于探索真理的科學精神。

三、教學重點 牛頓第一定律的理解。

四、教學難點

牛頓第一定律的理解，慣性知識，利用慣性解釋生活問題。

五、教學方法

1.教法：通過演示實驗、分析推理和類比教學凸顯教師的主導作用。2.學法：通過觀察思考、動手體驗和合作討論凸顯學生的主體地位。

六、教學用具

帶輪子的小車，長木板，毛巾，紙板，白紙，慣性演示器

七、教學板書

牛頓第一定律

一.運動需要力維持 亞里士多德 運動不需要力 伽利略

二.牛頓第一定律 一切、沒有受到力、總、或 三.慣性（1）利用慣性（2）預防慣性危害

八、教學進程

(一)教學引入：觀看ppt上牛頓煮懷表的科學趣事，吸引學生學習科學的興趣，學生不由自主融入到科學探究中來。

（二）亞里士多德與伽利略觀點對比： 亞里士多德推箱子實驗：力推物動，力撤物停。伽利略火車現(xiàn)象：力撤物不停。

提出問題：誰的觀點是正確的？物體的運動是不是一定需要力？利用桌上的器材驗證誰的觀點是正確的呢？

學生：

1、斜面上分別鋪毛巾，紙板，木板觀察小車運動的距離。

2、記錄小車運動的遠近，分析小車受到阻力的大小。教師：思考一下ppt上的三個問題嗎？ 1.小車為什么要在相同的高度釋放？ 2.怎樣改變阻力的？

3.怎樣觀察阻力對物體運動的影響的？

學生：學生自由討論并發(fā)言。展示學案上的表格設計。

教師：引導學生進行實驗對比。通過對比實驗可以進行邏輯推理，如果接觸面非常光滑沒有摩擦，那小車會怎樣？。對比發(fā)現(xiàn)，接觸面越光滑，滾動距離越遠。小車運動停下來的原因是阻力。如果接觸面非常光滑小車會永不停止。

教師：在學生回答的基礎上，結合實驗進一步總結：（并板書）物體的運動是不需要力來維持的。（力撤物停的原因是因為阻力。如果沒有摩擦力，運動的物體會一直運動下去）教師：引導學生認識、總結力和運動的關系。讓學生閱讀課文思考找出：

l、伽利略的觀點和亞里士多德的觀點。

3、牛頓第一定律。

對比三個人的觀點，他們都是敘述力和運動關系的，誰的更全面？

（三）牛頓第一定律 學生：閱讀課文，回答問題。

既然牛頓第一定律是最完善的，那么它從幾個方面闡述了力和運動的關系？

在學生回答的基礎上，進一步總結：力不是維持物體運動狀態(tài)的原因，力是改變運動狀態(tài)的原因。

學生討論回答：兩個方面：不受力時，物體保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)；受力時，力迫使它改變運動狀態(tài)。教師：牛頓第一定律可不可以用實驗來驗證？ 學生：不能。是通過實驗科學推理出來的。(四)慣性

教師：牛頓定律又叫慣性定律，慣性是指什么？ 你又怎樣理解這種性質呢？舉例說明。

因為這是一個新概念，學生剛接受可能不是很好理解。通過實驗來進一步的理解。牛奶為什么會灑出呢？

學生活動：學生觀察并思考，再進一步理解慣性：是指物體具有保持原來運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質。教師活動：列舉慣性利用和危害的事例。

教師活動：進一步總結：物體不受力時將保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)。

教師演示慣性演示器，學生自由討論并發(fā)言，解釋慣性演示器中的慣性原理。(五)總結

學生總結本節(jié)課知識，其他學生自由補充。(六)作業(yè)

尋找生活中慣性的例子并解釋其中道理。完成學案上的練習。

第四篇：牛頓第一定律-教學設計

如何理解牛頓第一運動定律

一、任務分析

1.教學內容分析

1.1 知識特點

牛頓第一運動定律是運用邏輯思維對實際事物進行分析的產(chǎn)物，在實際生活中不能找到物體滿足牛頓第一運動定律的條件——不受外力。所以此知識較為抽象，難以理解。牛頓第一運動定律中還包含著力、及其與運動關系，慣性、慣性運動、慣性參考系等經(jīng)典力學中最為基本且最為重要的概念，內涵十分豐富。難以理清各個概念之間的關系，把握其實質。1.2 知識地位

牛頓第一運動定律是牛頓力學即經(jīng)典力學理論的前提和基礎。它破除了長達近兩千多年的亞里士多德的錯誤觀點，改變了人類的世界觀。牛頓第一運動定律的實質是定義了慣性參考系，是牛頓運動定律成立的前提。2.學情分析

本節(jié)所述內容學生在初中物理課程中已涉及到，所以有一定的基礎，關鍵是如何讓學生加深對牛頓第一定律本質的理解。在對慣性的學習中，這仍是學生難于理解的問題。部分原因在于課本中的表述不夠簡潔，而學生對教科書中內容的理解又顯稍不足。3.策略方法的選擇

基于以上對教學內容的分析和對學情的分析，我采取的策略方法如下：首先，轉化牛頓第一運動定律的表述形式，使其符合中文的表達習慣，從而有助于學生對其內容的進一步理解。其次，運用物理知識再次對其表述進行簡化，進一步凸顯牛頓第一運動定律的本質。最后補充說明創(chuàng)設此種物理情境的局限性，并由此引出慣性參考系的概念，明確此為牛頓第一運動定律的本質。

二、教學目標

1.知識與技能

理解牛頓第一定律的內容及本質。

知道慣性是物體的固有屬性，不論物體受力與否，都具有慣性。只是慣性的表現(xiàn)形式不同。

知道力是改變物體運動狀態(tài)的原因。

知道物體受力和不受力是兩種本質不同的條件。

明確牛頓第一定律實質是研究物體不受外力時的運動情況。

2.過程與方法

分析、理解伽利略對接斜面實驗。

感受、理解伽利略對接斜面實驗中蘊含的抽想法、理想化方法。知道理想實驗是建立在可靠事實基礎上的科學方法。

3.情感態(tài)度價值觀 感受運動相對性原理所含有的哲學意味。

體會科學源于經(jīng)驗（實驗、觀察）與理性（假設、推理）之間的互動。體會探求真理的艱難。體會科學理論的特點。

三、教學重點、難點

1.1 教學重點：牛頓第一運動定律。慣性。1.2 教學難點：慣性參考系。

四、教學資源

1.1 選擇依據(jù)：

豐富的教學用具及設備，可以使教學過程從枯燥到有趣，從抽象到形象。進行課堂演示實驗并利用計算機多媒體輔助教學，不但提供了大量的教學信息，使學生在豐富的感性材料基礎上，得以快速理解和掌握物理規(guī)律，而且還能夠吸引學生注意力、激發(fā)學習興趣，調動學習的積極性、主動性、創(chuàng)造性，從而達到提高課堂教學效果的目的。1.2 教具：

多媒體設備一套。

五、設計思路

由于牛頓第一運動定律的表述不夠簡潔且其中蘊含多個經(jīng)典力學中的重要概念，首先轉化其表達，使其符合中國人的表述習慣。再運用物理知識對轉化后的牛頓第一運動定律的內容，再次精簡，凸顯其本質。最后創(chuàng)設情境理解牛頓第一運動定律的本質。為了解科學探索的艱難，將給出牛頓第一運動定律發(fā)展脈絡，從中體會科學的內涵。

六、教學流程

七、課時安排：1課時。

八、教案：

在人教版《普通高中課程標準實驗教科書 物理1（必修）》一書第73頁，牛頓第一運動定律（Newton first law of motion）敘述如下：一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)，除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)。在牛頓的巨著《自然哲學的數(shù)學原理》一書中的中文直譯與其表述大致相同。但這種對原拉丁文的直譯，在語言表述上更符合西方人的習慣。而且在牛頓第一運動定律當中，包含力、及其與運動的關系，慣性、慣性運動、慣性參考系等經(jīng)典力學中最為基本且最為重要的概念。如此直譯顯得其中邏輯關系較為復雜，不利于對牛頓第一運動定律的理解。

所以，先要轉化其表述，使其符合中文的表達習慣。

先看前半句話，“一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)”。保持靜止不過是速度不變的一種特殊情況。而勻速直線運動，其速度也不改變。因此，這句話簡明表述為：一切物體總保持速度不變。而速度是描述運動狀態(tài)的，物體速度保持不變，也就是說物體的運動狀態(tài)保持不變。所以這句話的含義是：一切物體總保持原來的運動狀態(tài)。我們把物體保持原來運動狀態(tài)不變的性質稱為慣性。也就是說一切物體皆有慣性，慣性是一切物體的共性。

再看后半句話，“除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)”。將其轉述為“除非有力作用在它上面?！边@樣牛頓第一運動定律便表述為：一切物體總保持原來的運動狀態(tài)，除非有力作用在它上面。我們可以看到，將原表述中的“迫使它改變這種狀態(tài)”省略，并不影響整句話的含義，而且顯得表達簡練，容易理解。

于是，牛頓第一運動定律表述為：一切物體總保持原來的運動狀態(tài)，除非有力作用在它上面。這句話有兩層含義：

1、如果有力作用在（一切）物體上面，它就不能保持原來的運動狀態(tài)；

2、如果沒有力作用在（一切）物體上面，它就保持原來的運動狀態(tài)；

第一層含義說明力可以改變物體的運動狀態(tài)，也就是說力是改變物體運動狀態(tài)的原因。這句話表明力與物體運動狀態(tài)的改變即速度的改變有關。在上一章已經(jīng)學習了有關力的概念，至于力與運動狀態(tài)的改變如何相關，將在牛頓第二運動定律中探討。第二層含義說明在沒有外力作用的條件下，物體將保持原來的運動狀態(tài)。即力不是維持物體運動狀態(tài)的原因。力與表征物體運動狀態(tài)的速度沒有直接關系。

為凸顯牛頓第一運動定律的根本含義，我們以除非這個詞根據(jù)日常生活中的情形造個句子。這句話是：明天出去玩兒吧，除非下雨。若將這句話保持其含義并進行轉化，我們會講“如果明天不下雨，我們出去玩吧”恐怕很少人會講，“如果明天下雨，我們不出去玩兒了”。但“明天出去玩兒吧，除非下雨”這句話中確實包含著這個意思。

后面我們將看到，牛頓第二運動定律則更加詳細的向我們展現(xiàn)了物體受力時，其運動狀態(tài)是如何變化的。

無論是從表達習慣上講，還是從牛頓運動定律整體的邏輯關系上講，牛頓第一運動定律更想要表達的是物體不受力時，它的運動狀態(tài)是什么樣的。我們的直覺觀念是，如果要讓物體保持運動，它必須得到某種東西的幫助。為了保留這個直覺觀念，我們用一個專門的詞來稱呼物體保持運動和保持靜止的傾向，即慣性。換句話說，物體的慣性是保持其運動狀態(tài)（無論運動還是保持靜止）的原因。使用慣性一詞并沒有說明任何東西，它只是用來表示沒有外界幫助的物體保持運動這個無法解釋的實事。

至此，我用分解的方式，將牛頓第一運動定律進行了分析。現(xiàn)在讓我們再“居高臨下”對牛頓第一運動定律進行整體性理解。

牛頓第一運動定律說“一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)，除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)”。由于物體具有慣性，所以當物體不受力時，將依靠其慣性，保持原來的運動狀態(tài)。如果，原來靜止，則保持靜止；如果原來有初速度，則將以此速度做勻速直線運動。所以牛頓第一運動定律也稱慣性定律。

由于不受力的物體我們是不可能真正觀察到的，所以牛頓第一運動定律是理想化抽象思維的產(chǎn)物。

至此，如果你認為已經(jīng)完全了解了牛頓第一運動定律，那就大錯特錯了。我們在講解的過程中忽略了一個重要的條件。談物體的運動狀態(tài)，一定是針對某個參考系而言的。設想有一位很嚴格的科學家，他相信慣性定律是可以用實驗來證明或推翻的。他在水平的桌面上推動一個小球，并設法盡量消除摩擦（現(xiàn)代可以用氣桌相當好地來實現(xiàn)這一點），他觀察到，小球確實相當精確地做勻速直線運動。正當他要宣布驗證慣性定律成功時，忽然發(fā)現(xiàn)一切變得反常了。原來沿直線運動的小球偏到了一邊，向房子的墻壁滾去。他自己也感到有一種奇怪的力把他推向墻去。究竟發(fā)生了什么事？原來有人和他開玩笑。這位科學家的實驗室設有窗戶，與外界完全隔絕。開玩笑的人安裝了一種機械，可以使整個房子旋轉起來。旋轉一開始，就出現(xiàn)上述各種反?，F(xiàn)象，于是慣性定律被推翻了。人們談論運動時，是離不開參考系的。上述故事表明，慣性定律在有的參考系（譬如那間旋轉著的房子）中是不成立的。但是實驗表明，在一個參考系中，只要某個物體符合慣性定律，則其它物體都服從慣性定律。因此我們定義：對某一特定物體慣性定律成立的參考系，為慣性參考系，簡稱慣性系。從這里我們初步看到，慣性不是個別物體的性質，而是參考系，或者說，時空的性質。

九、擴展閱讀

牛頓第一定律的實質是給出了慣性系。它給出了一個不受力物體或物體系，這個系統(tǒng)不存在運動狀態(tài)的改變，即這個系統(tǒng)不存在加速度。我們知道物理學中所研究的問題都是相對的，即以一定的物體或物體系作參照物的。而牛頓第一定律就給出了這樣一個沒有加速度的參照物系慣性系它才使我們對物理問題的研究和物理量的測量變的有意義。

一個不存在加速度的參照系稱做慣性系。

在忽略地球的自轉和公轉的情況下，在一般的問題中，我們可以將地面看成是慣性參考系。

第五篇：牛頓第一定律教學設計

牛頓第一定律教學設計

一、知識與技能

1、理解力和運動的關系，知道物體的運動不需要力來維持。

2、理解牛頓第一定律，知道它是邏輯推理的結果，不受力的物體是不存在的。

3、理解慣性的概念，知道質量是慣性大小的量度．

二、過程與方法

1、培養(yǎng)學生分析問題的能力，要能透過現(xiàn)象了解事物的本質，不能不加研究、分析而只憑經(jīng)驗，對物理問題決不能主觀臆斷．正確的認識力和運動的關系．

2、幫助學生養(yǎng)成研究問題要從不同的角度對比研究的習慣．

3、培養(yǎng)學生邏輯推理的能力，知道物體的運動是不需要力來維持的。

三、情感、態(tài)度與價值觀

1、利用一些簡單的器材，比如：小球、木塊、毛巾、玻璃板等，來對比研究力與物體運動的關系，現(xiàn)象明顯，而且更容易推理。

2、培養(yǎng)科學研究問題的態(tài)度。

3、利用動畫演示伽利略的理想實驗，幫助學生理解問題。

4、利用生活中的例子來認識慣性與質量的關系。培養(yǎng)學生大膽發(fā)言，并學以致用。★教學重點

1、理解力和運動的關系。

2、理解牛頓第一定律，知道慣性與質量的關系。★教學難點 慣性與質量的關系?！锝虒W方法

1、對比實驗、自主探索、合理推理。

2、利用生活中的實例，理解慣性與質量的關系，貼近生活更易理解?！锝虒W用具：

小車、小球、毛巾、玻璃板、斜槽、刻度尺、木塊、氣墊導軌、滑塊等?！锝虒W過程

一、引入新課

開門見山，闡述課題：前面幾章學習了運動和力基礎知識，這一章開始我們研究力和運動的關系。第一節(jié)課我們來學習牛頓第一定律。

二、進行新課

教師活動： 人推車走，不推車停，由此看來必須有力作用在物體上，物體才運動，沒有力作用在物體上，物體就不運動——這是兩千多年前亞里士多德說的，不是我說的。是這樣嗎？

學生活動：人推著車子，汗流俠背，推車的人放下車，一邊擦汗，一邊嘆氣。思考問題。

教師活動：下面你就利用桌子上的器材來研究一下這個問題。讓學生利用桌子上的器材，自主設計實驗，分別研究： l、力推物動，力撤物停。

2、力撤物不停。

教師巡回指導，提出問題：物體的運動是不是一定需要力？

學生活動：利用桌子上的器材：小車、小球、毛巾、玻璃板、斜槽、刻度尺。做實驗：

1、桌子上鋪毛巾，小車放在毛巾上，推它就動，不推就停。

2、撤去毛巾，讓小車在桌面上，推一下小車，小車運動一段才停下來。教師活動：你還能舉出其他的例子來說明這個問題嗎？ 剛才的兩個實驗為什么會出現(xiàn)兩種現(xiàn)象呢？矛盾出在哪呢？

學生活動：學生舉例討論，比如：自行車蹬一段時間后停止蹬車，自行車會滑行一段距離；溜冰；冰面上踢出去的冰塊。等等。

點評：通過舉例進一步理解物體的運動不需要力來維持。

教師活動：引導學生進行實驗對比。通過對比實驗可以進行邏輯推理，如果接觸面非常光滑沒有摩擦，那小球會怎樣？

學生活動：用小球做對比實驗

A、使斜槽和桌面吻合，讓小球從斜槽上滾下，標出滾動距離。

B、在桌面上放玻璃板，使斜槽和玻璃板吻合，讓小球從同樣的高度滾下，標出滾動的距離。

對比發(fā)現(xiàn)，接觸面越光滑，滾動距離越遠。［總結得出］小球運動停下來的原因是摩擦力。如果接觸面非常光滑小球會永不停止。

點評：

1、對比實驗，找出問題的本質．從而理解物體的運動和力的關系．

2、在對比實驗的基礎上進行合理的邏輯推理．

教師活動：在學生回答的基礎上，結合實驗進一步總結：（并板書）

物體的運動是不需要力來維持的。（力撤物停的原因是因為摩擦力。如果沒有摩擦力，運動的物體會一直運動下去）。最早發(fā)現(xiàn)這一問題的科學家是伽利略。伽利略是怎么研究這個問題的呢？

教師活動：邊介紹邊用多媒體播放伽利略的理想實驗。要動態(tài)出以下效果：（1）對稱斜面，沒有摩擦小球滾到等高。

（2）減小另一側斜面傾角，小球從同一位置釋放要滾到等高，滾動距離就會越遠。（3）把另側斜面放平，小球要到等高，就會一直滾下去。根據(jù)這一現(xiàn)象伽利略得出了什么樣的結論？ 學生活動：觀察并回答提出的問題： 運動的物體如果不受力物體將勻速運動下去。

點評：通過觀察伽利略的理想實驗，啟發(fā)學生在研究科學問題時大膽的設想和科學的推理都是很有必要的。

教師活動：用氣墊導軌消除摩擦。讓滑塊在導軌上滑動，利用光電門測出滑塊在不同位置的速度。

學生活動：學生記錄數(shù)據(jù)并比較。確信他的正確性。教師活動：引導學生認識、總結力和運動的關系。讓學生閱讀課文找出： l、伽利略的觀點。

2、笛卡兒的補充和完善。

3、牛頓第一定律。

對比三個人的觀點，他們都是敘述力和運動關系的，誰的更全面？ 學生活動：閱讀課文，回答問題。

1、伽利略：物體不受力時，運動的物體一直作勻速直線運動。

2、笛卡兒：物體不受力時，物體將永遠保持靜止或運動狀態(tài)。

教師活動：既然牛頓第一定律是最完善的，那么它從幾個方面闡述了力和運動的關系？ 在學生回答的基礎上，進一步總結：力不是維持物體運動狀態(tài)的原因，力是改變運動狀態(tài)的原因。

運動狀態(tài)是指什么？

學生討論回答：兩個方面：不受力時，物體保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)；受力時，力迫使它改變運動狀態(tài)。

運動狀態(tài)：速度的大小和方向。點評：培養(yǎng)學生理解問題時能力。

教師活動：牛頓第一定律可不可以用實驗來驗證？ 什么時候可以看作不受力并舉例說明。

學生活動：學生回答不能。因為不受力作用的物體是不存在的。受力但合力為零時。比如：冰面上的滑動的冰塊。冰壺球。點評：培養(yǎng)學生刨根問底的嚴謹態(tài)度。

教師活動：牛頓定律又叫慣性定律，慣性是指什么？ 你又怎樣理解這種性質呢？舉例說明。

因為這是一個新概念，學生剛接受可能不是很好理解。通過實驗來進一步的理解。在小車上放一高的木塊，讓小車在光滑的玻璃上運動，前面固定一物塊，當車運動到物塊時被擋住，車上的木塊前傾。為什么？

再如，人站在勻速行使的車廂內豎直向上跳起，仍會落到原地。這都是慣性。

再讓學生舉例，學生就必然入門了。

學生活動：學生觀察并思考，再進一步理解慣性：是指物體具有保持原來運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質。

舉例。

點評：通過生活中的例子進一步理解慣性。

教師活動：進一步總結：物體不受力時將保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)，理解時可認為不受力和合力為零效果是一樣的，如果某個方向不受力，那么在這個方向物體也會保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)。培養(yǎng)學生靈活運用物理規(guī)律解決問題的能力。

教師活動：一切物體都具有保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質，當力使它改變這種狀態(tài)時，它就會有抵抗運動狀態(tài)改變的的“本領”。這個本領與什么有關呢？比如貨車啟動時，由靜止到運動得需要一段時間，是空車好啟動還是滿載時？你還能舉出什么例子來？

學生活動：學生思考

比如騎自行車，單人時和帶人時的感覺相比。從實例可看出，運動狀態(tài)變化的難易程度與質量有關。點評：通過生活中的一些例子理解慣性大小與質量有關．

三、課堂總結、點評

教師活動：讓學生概括總結本節(jié)的內容。請一個同學到黑板上總結，其他同學在筆記本上總結，然后請同學評價黑板上的小結內容。

學生活動：認真總結概括本節(jié)內容，并把自己這節(jié)課的體會寫下來、比較黑板上的小結和自己的小結，看誰的更好，好在什么地方。

點評：總結課堂內容，培養(yǎng)學生概括總結能力。

教師要放開，計學生自己總結所學內容，允許內容的順序不同，從而構建他們自己的知識框架。

四、實例探究 ☆對慣性的理解

1、被踢出去的冰塊在摩擦力可以忽略的冰面上運動受沒受向前的力？為什么能夠向前運動？

2、船在水中勻速行駛，一人站在船尾向上豎直跳起，它會落入水中嗎？為什么？

3、為什么跳遠運動員要助跑才能跳的遠些？

4、在一向北勻速直線行駛的火車車廂中，一小球靜止在水平桌面上，當坐在桌旁的人看到小球向南滾動時，火車做什么運動？

5、一鉛球 3千克，靜止在地面上，把它水平扔出后，做加速運動，它的慣性如何變化？ ☆受力分析

6、一物塊滑上了光滑的斜面，受幾個力？