(2019新教材)2020-2021學(xué)年教科版物理必修第一冊(cè)：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(shí)與技能 1 1 借助伽利略的理想實(shí)驗(yàn)理解力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系， 知道其主要推理過(guò)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(huì)正確解釋有關(guān)的慣性現(xiàn)象。（二）過(guò)程與方法讓學(xué)生經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)探究的過(guò)程， 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， 體會(huì)分析歸納、 推理總結(jié)的思維方法。（三）情感、態(tài)度和價(jià)值觀 通過(guò)物理學(xué)史的簡(jiǎn)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(lèi)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。【教學(xué)重難點(diǎn)】教學(xué)重點(diǎn)：牛頓第一定律。 教學(xué)難點(diǎn)：力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，慣性?！窘虒W(xué)過(guò)程】一、導(dǎo)入

2、新課出示圖片：推小車(chē)在實(shí)際生活中我們觀察到一些現(xiàn)象：我們推車(chē)時(shí)，給車(chē)施加推力，車(chē)就運(yùn)動(dòng)，而且推力越 大車(chē)運(yùn)動(dòng)越快；不給車(chē)推力，車(chē)就停止。出示圖片：運(yùn)動(dòng)的汽車(chē) 但有時(shí)我們又觀察到：讓車(chē)達(dá)到一定速度后，即使不再給車(chē)施力，車(chē)還會(huì)運(yùn)動(dòng)。那么力和運(yùn)動(dòng)有關(guān)系嗎？今天我們一起來(lái)探討這個(gè)問(wèn)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(diǎn)：運(yùn)動(dòng)分為兩大類(lèi) 自然運(yùn)動(dòng)和受迫運(yùn)動(dòng)，且物體的 運(yùn)動(dòng)需要力來(lái)維持。必須有力作用在物體上，物體才能運(yùn)動(dòng)，沒(méi)有力的作用，物體就要靜止下來(lái)。在探究運(yùn)動(dòng)原因的“偵探小說(shuō)”里，這正是由明顯的線索引出錯(cuò)誤判斷的案例，而且這個(gè) “錯(cuò)案”維持了很久。2 2意大利物理學(xué)家伽利略的觀

3、點(diǎn)：物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來(lái)維持。 出示圖片：伽利略 物體的運(yùn)動(dòng)并不需要力來(lái)維持，運(yùn)動(dòng)之所以會(huì)停下來(lái)，是因?yàn)槭艿搅四Σ磷枇?。（二）伽利略的理想?shí)驗(yàn) 出示圖片：現(xiàn)代人所做伽利略斜面實(shí)驗(yàn)的頻閃照片。讓一個(gè)小球沿斜面從靜止?fàn)顟B(tài)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，小球?qū)ⅰ皼_”上另一個(gè)斜面。如果沒(méi)有摩擦，小 球?qū)⒌竭_(dá)原來(lái)的高度。出示動(dòng)畫(huà)：伽利略理想實(shí)驗(yàn) 如果第二個(gè)斜面傾角減小，小球仍將到達(dá)原來(lái)的高度，但是運(yùn)動(dòng)的距離更長(zhǎng)。 當(dāng)斜面最終變?yōu)樗矫鏁r(shí)，小球要到達(dá)原有高度將永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去。 這個(gè)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明：力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因。思考討論：為什么說(shuō)伽利略的實(shí)驗(yàn)是一個(gè)“理想實(shí)驗(yàn)”？ 第一：阻力不可能完全消除；第二：斜面也不可能做得無(wú)限長(zhǎng)。所以，

4、伽利略的實(shí)驗(yàn)是一 個(gè)“理想實(shí)驗(yàn)”。說(shuō)明：雖然這個(gè)實(shí)驗(yàn)無(wú)法實(shí)現(xiàn)，但是，伽利略在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)一步推理的方法，幫助我們 找到了解決運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系問(wèn)題的方法。伽利略同時(shí)代的法國(guó)科學(xué)家笛卡兒也研究了這個(gè)問(wèn)題。 出示圖片：法國(guó)科學(xué)家笛卡兒 他認(rèn)為，如果運(yùn)動(dòng)中的物體不受其他物體作用時(shí)，原來(lái)運(yùn)動(dòng)的物體將會(huì)做勻速直線運(yùn)動(dòng)。針對(duì)練習(xí)：1 1關(guān)于伽利略理想實(shí)驗(yàn)，以下說(shuō)法正確的是（）A A .完全是理想的，沒(méi)有事實(shí)為基礎(chǔ)的。B B是以可靠事實(shí)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(méi)有事實(shí)為基礎(chǔ)，只是理想推理。D.D.以上說(shuō)法都不對(duì)。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(guó)科學(xué)

5、家牛頓提出了動(dòng)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(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)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(yùn)動(dòng)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(chēng)為慣性定律。（2 2）慣性不是外界強(qiáng)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(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系：（1 1）物體不受外力時(shí)的狀態(tài)是勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，說(shuō)明力不是維持物體運(yùn)動(dòng) 的原因。（2 2）外力的作用是迫使物體改變其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，說(shuō)明力是使物體運(yùn)動(dòng)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(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證。思考 2 2：什么時(shí)候可以看作不受力？并舉例說(shuō)明。 當(dāng)物體受力但所受外力的合力為零時(shí)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(lái)的運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變。 出示圖片：推小車(chē)和汽車(chē)圖片 讓大小不同的車(chē)由靜止獲得同樣的速度，需要的力就不同，質(zhì)量大的汽車(chē)需要的力大。 出示圖片：大小不同的沙袋讓擺動(dòng)的大沙袋停下來(lái)就比讓擺動(dòng)的小沙袋停下來(lái)費(fèi)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?cè)械膭蛩僦本€運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)。也可以說(shuō)，它們都具有抵抗運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)狀態(tài)、所處位置等外部條件 無(wú)關(guān)。（3 3）出示圖片：飛機(jī)拋副油箱和運(yùn)動(dòng)員大乒乓球的圖片 講解慣性在生產(chǎn)生活中通過(guò)改變質(zhì)量來(lái)改變自身的慣性的實(shí)例。 課堂練習(xí)1 1物體具有保持原

8、來(lái)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(yùn)動(dòng)；靜止；質(zhì)量。2 2正在運(yùn)動(dòng)著的物體，如果它所受的一切外力同時(shí)消失，那么它將（）A A 立即停下來(lái)B.B. 先慢下來(lái)，然后再停下來(lái)C.C. 改變運(yùn)動(dòng)方向D.D. 沿原來(lái)的運(yùn)動(dòng)方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)答案：D D3 3下列說(shuō)法正確的是（）A A 高速行駛的公共汽車(chē)緊急剎車(chē)時(shí)，乘客都要向前傾倒，說(shuō)明乘客受到慣性力的作用B B 短跑運(yùn)動(dòng)員最后沖刺時(shí)，速度很大，很難停下來(lái)，說(shuō)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(chē)輛有廣播提示語(yǔ)： “車(chē)輛轉(zhuǎn)彎，請(qǐng)抓好扶手” ，是為了避免轉(zhuǎn)彎時(shí)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(chē)減速進(jìn)站， 最后停在站臺(tái)上。 火車(chē)在減速過(guò)程中， 下列說(shuō)法正確的是 （）A A .火車(chē)的慣性越來(lái)越小B.B. 火車(chē)的慣性一直不變C.C. 火車(chē)停止時(shí)慣性為零D.D. 火車(chē)的慣性不斷增大答案： B B拓展提高1 1.中華人民共和國(guó)道路交通安全法明確規(guī)定：機(jī)動(dòng)車(chē)載物應(yīng)當(dāng)符合核定的載質(zhì)量，嚴(yán)禁超載。 這個(gè)規(guī)定的實(shí)施是保障交通安全的有效措施之一。 請(qǐng)你根據(jù)所學(xué)的物理知識(shí)， 寫(xiě)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(shí)的動(dòng)能大， 汽車(chē)的剎車(chē)片與車(chē)輪之間的最大摩擦力 是一定的，汽車(chē)的動(dòng)能越大則剎車(chē)的時(shí)間越長(zhǎng)，位移越大，遇到緊急的情況剎車(chē)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(yùn)動(dòng)和停止，說(shuō)明牙刷的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)要靠力來(lái)維持；B B 刷毛間的水被甩出去是因?yàn)樗⒚?xì)太光滑，沒(méi)有摩擦力造成的；C C 僅僅是個(gè)人習(xí)慣沒(méi)有科學(xué)依據(jù)；D D 甩牙刷時(shí)，在突然運(yùn)動(dòng)和突然停止瞬間，刷毛之間的水由于慣性繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，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(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)的原因而是使物體運(yùn)動(dòng)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(shū)設(shè)計(jì)（一）歷史回顧1 1亞里斯多德觀點(diǎn)：物體的運(yùn)動(dòng)需要力來(lái)維持。2 2伽利