教學(xué)設(shè)計(jì) 《牛頓第一定律》教學(xué)設(shè)計(jì)

《牛頓第一定律》教學(xué)設(shè)計(jì)普定縣一中華丹婷一、設(shè)計(jì)思想本節(jié)課本著新課改的思想，努力做到以學(xué)生為中心，教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體。在教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)方面，注重知識(shí)問題化，問題層次化，讓不同層次的學(xué)生都有思考與討論、交流與合作的空間；注重面向全體學(xué)生，提高每一位學(xué)生主動(dòng)參與課堂教學(xué)的積極性。本節(jié)課的設(shè)計(jì)圍繞物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)和發(fā)展展開，科學(xué)家的創(chuàng)造性思維品質(zhì)和敢于置疑、堅(jiān)持真理的獻(xiàn)身精神成為情感態(tài)度價(jià)值觀教育的好素材。另外，實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證和生活現(xiàn)象的列舉是本節(jié)課必需要的。適當(dāng)介紹一些物理學(xué)史的知識(shí)，通過對(duì)大量實(shí)例的分析，讓學(xué)生真正理解力不是維持物體速度的原因，而是改變物體速度的原因。先是介紹人類對(duì)力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的發(fā)展歷史，并著重講述伽利略的理想實(shí)驗(yàn)及其重要的實(shí)驗(yàn)思想。在此基礎(chǔ)上引入牛頓第一定律、分析牛頓第一定律的含義、引入慣性概念，利用慣性知識(shí)分析有關(guān)的現(xiàn)象，進(jìn)一步強(qiáng)化力是改變物體速度的原因。二、教材分析本節(jié)課的地位、作用及意義：《牛頓第一定律》是高中物理必修一第六章第一節(jié)的內(nèi)容，它是在學(xué)生學(xué)習(xí)了前面幾章運(yùn)動(dòng)和力的基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系，這是質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)的內(nèi)容。牛頓運(yùn)動(dòng)定律是動(dòng)力學(xué)的核心內(nèi)容，第一定律是牛頓物理學(xué)的基石，力學(xué)的第一原理。本節(jié)內(nèi)容在初中階段學(xué)生已經(jīng)有了一定的認(rèn)識(shí)，比如定律的內(nèi)容，定性的實(shí)驗(yàn)推理過程，尤其是關(guān)于慣性的學(xué)習(xí)和用其對(duì)實(shí)際現(xiàn)象的分析解釋等。高中階段的學(xué)習(xí)主要是讓學(xué)生在已有知識(shí)的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)其理解上存在的問題、深入對(duì)本定律的理解，這樣有利于激發(fā)他們進(jìn)一步學(xué)習(xí)的興趣，進(jìn)而培養(yǎng)他們學(xué)習(xí)物理的興趣，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)?？茖W(xué)的發(fā)現(xiàn)都有其深刻的背景和科學(xué)背景，同時(shí)，科學(xué)家自身的創(chuàng)造性思維品質(zhì)和敢于置疑、真理的獻(xiàn)身又成為情感態(tài)度價(jià)值觀教育的好。三、教學(xué)目標(biāo)1．知識(shí)與技能：（1）了解亞里士多德對(duì)力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的論述及存在的錯(cuò)誤（2）知道伽利略的理想實(shí)驗(yàn)及其推理過程和結(jié)論（3）能理解牛頓第一定律的內(nèi)容和含義（4）理解慣性，能舉例說明物體的質(zhì)量是其慣性大小的量度。2．過程與方法：（1）針對(duì)學(xué)生對(duì)運(yùn)動(dòng)的片面認(rèn)識(shí)“物體運(yùn)動(dòng)必須有力的作用”實(shí)行先破后立的方法。（2）體會(huì)伽利略研究運(yùn)動(dòng)和力關(guān)系的思想方法，了解理想實(shí)驗(yàn)的作用。3．情感態(tài)度與價(jià)值觀：（1）讓學(xué)生知道科學(xué)研究過程的艱難，領(lǐng)悟?qū)嶒?yàn)加推理的科學(xué)研究方法。（2）通過亞里士多德和伽利略對(duì)力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的不同認(rèn)識(shí)，通過對(duì)笛卡兒的推論和牛頓第一定律的比較分析，了解人類認(rèn)識(shí)事物本質(zhì)的曲折性。感悟科學(xué)是人類進(jìn)步的不竭動(dòng)力。四、教學(xué)重點(diǎn)、教學(xué)難點(diǎn)【教學(xué)重點(diǎn)】1、認(rèn)識(shí)伽利略研究運(yùn)動(dòng)和力關(guān)系的思想方法，了解理想實(shí)驗(yàn)的作用；2、對(duì)牛頓第一定律和慣性的正確理解；科學(xué)思想的建立過程【教學(xué)難點(diǎn)】1．消除“力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因”的觀點(diǎn)。2．牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律。3、慣性概念的理解及應(yīng)用。五、教學(xué)方法實(shí)驗(yàn)探究、交流與合作、多媒體輔助等教學(xué)。六、教學(xué)器材1、多媒體課件2、伽利略理想斜面演示器3、小車、彈簧七、課時(shí)安排1課時(shí)八、教學(xué)過程【導(dǎo)入新課】：在前面的學(xué)習(xí)中，我們知道第二章、第三章是研究物體的運(yùn)動(dòng)的，是運(yùn)動(dòng)學(xué)方面的知識(shí);第四章、第五章是研究物體受力情況，是力學(xué)方面的知識(shí)。那么，物體的運(yùn)動(dòng)和力之間有什么關(guān)系？這節(jié)課我們就一起來探究第六章《力與運(yùn)動(dòng)》的關(guān)系?！拘抡n教學(xué)】：亞里士多德首提力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系【教師演示】：把桌上的小車車輪向上放在桌面上用手輕推車，車前進(jìn)，停止用力，車停止。問題引入：1、物體原來是靜止，現(xiàn)在要讓它運(yùn)動(dòng)，我們應(yīng)該怎么辦？2、停止用力，物體會(huì)如何呢？誤導(dǎo)學(xué)生：物體受力就會(huì)運(yùn)動(dòng)，物體不受力就停止。師：兩千多年前，正是基于這樣的經(jīng)驗(yàn)，古希臘哲學(xué)家亞里士多德就得出結(jié)論：必須有力作用在物體上，物體才能運(yùn)動(dòng)；沒有力的作用，物體就要停下來。得出謬論：力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因（亞里士多德觀點(diǎn)）。師：物體的運(yùn)動(dòng)是不是一定需要力？大家可以利用桌上小車在做一個(gè)小實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證你的觀念，如何做可以互相討論。（車輪向下重復(fù)剛才的實(shí)驗(yàn)）有什么現(xiàn)象？生：小車沒有立即停下來，而是向前走了一段距離才停下來。師：這說明了什么？生：物體的運(yùn)動(dòng)是不需要力來維持的。激發(fā)矛盾：同一小車兩次實(shí)驗(yàn)為什么兩種現(xiàn)象？生：學(xué)生思考后回答：兩次實(shí)驗(yàn)車與桌面的摩擦不同，摩擦小的就運(yùn)動(dòng)的遠(yuǎn)些。師：當(dāng)完全沒有摩擦?xí)r，小車將作什么運(yùn)動(dòng)？生：一直運(yùn)動(dòng)下去，不會(huì)停止。

師生：這說明了亞里士多德的觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的。師：引起亞里士多德錯(cuò)誤觀點(diǎn)的“罪魁禍?zhǔn)住笔悄Σ亮?。師：錯(cuò)誤的原因是：（1）沒有認(rèn)識(shí)到摩擦力的存在。（2）在研究時(shí)只憑觀察和直覺就下結(jié)論。師：我們?cè)诳创龁栴}時(shí)一定要全面，要學(xué)會(huì)透過現(xiàn)象看本質(zhì)。師：自行車蹬一段時(shí)間后停止蹬車，車會(huì)滑行一段距離；冰面上踢出去的冰塊，等等。最早駁斥亞里士多德觀點(diǎn)的是意大利的科學(xué)家伽利略。二、伽利略的研究——理想實(shí)驗(yàn)為了找出力和運(yùn)動(dòng)的真正關(guān)系，伽利略巧妙的設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)，那么，這到底是一個(gè)什么樣的實(shí)驗(yàn)?zāi)?？?）實(shí)驗(yàn)過程（教師演示：層層設(shè)問，步步深入，讓學(xué)生經(jīng)歷伽利略的思考過程，體驗(yàn)理想實(shí)驗(yàn)的科學(xué)研究方法）裝置介紹：這是一個(gè)伽利略理想斜面演示器。師：讓小球從一個(gè)斜面的某一個(gè)高度靜止釋放，小球的運(yùn)動(dòng)情況如何？試描述出來。生：小球滾上另一個(gè)斜面，到不了原來的高度就返回了，然后在兩個(gè)斜面間往返運(yùn)動(dòng)，高度越來越低，最終停在斜面的低端。師：小球?yàn)槭裁催_(dá)不到原來的高度，而且最終又停下來呢？生：受到摩擦阻力的作用。師：設(shè)想斜面光滑，沒有摩擦，小球的運(yùn)動(dòng)情況如何呢？生：小球?qū)⑦_(dá)到跟原來同樣的高度，然后在兩個(gè)斜面間往返運(yùn)動(dòng)，永不停息。師：如果減小第二個(gè)斜面的傾斜度，小球的運(yùn)動(dòng)情況如何？和前一次有什么異同呢?生：小球依然達(dá)到同一高度，但經(jīng)過的路程會(huì)更長(zhǎng)，用的時(shí)間也更長(zhǎng)。師：推想：如果持續(xù)減小第二個(gè)斜面的傾斜度，小球的運(yùn)動(dòng)情況如何呢？生：小球仍會(huì)達(dá)到同一高度，只是走的路程越來越長(zhǎng)，所需的時(shí)間越來越長(zhǎng)，師：當(dāng)?shù)诙€(gè)斜面變成水平面時(shí)，小球?yàn)榱诉_(dá)到無法到達(dá)的高度，小球的運(yùn)動(dòng)情況如何呢？生：小球?qū)⒀刂饣乃矫嬉恢边\(yùn)動(dòng)下去，永不返回。師生總結(jié)：小球在水平方向上不受力，仍可以運(yùn)動(dòng)，這就說明：運(yùn)動(dòng)并不需要力來維持。伽利略由此得出結(jié)論：力不是維持運(yùn)動(dòng)的原因。所探究的方法：實(shí)驗(yàn)+科學(xué)推理伽利略實(shí)驗(yàn)的整個(gè)過程，都是在假設(shè)斜面光滑沒有摩擦的前提下進(jìn)行的，而絕對(duì)光滑的斜面是不存在的，所以說伽利略的實(shí)驗(yàn)是一個(gè)理想實(shí)驗(yàn)。那么什么是理想實(shí)驗(yàn)?zāi)?？?）理想實(shí)驗(yàn)在學(xué)生稍加討論后，給出理想實(shí)驗(yàn)的概念。理想實(shí)驗(yàn)是在思想中塑造的一種理想過程。它是以科學(xué)實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，以科學(xué)事實(shí)為根據(jù)，突出主要因素，排除次要因素，運(yùn)用邏輯推理，揭示物理世界的內(nèi)在聯(lián)系，發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律。這是科學(xué)研究的重要方法。至此，我們已經(jīng)對(duì)力和物體運(yùn)動(dòng)之間的關(guān)系有了一個(gè)正確的認(rèn)識(shí)。三、笛卡爾的完善與伽利略同時(shí)代的法國(guó)科學(xué)家笛卡兒，補(bǔ)充和完善了伽利略觀點(diǎn)，把伽利略的觀點(diǎn)推廣到?jīng)]有重力、沒有摩擦力、沒有空氣阻力的理想情況，明確指出：如果沒有其他原因（如果運(yùn)動(dòng)中的物體沒有受到力的作用），它將繼續(xù)以同一速度沿同一直線運(yùn)動(dòng)，既不會(huì)停下來，也不會(huì)偏離原來的方向。即從矢量的角度對(duì)不受力物體的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了更準(zhǔn)確，更嚴(yán)格的描述。他支持了伽利略力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的觀點(diǎn)。在伽利略和笛卡兒的正確結(jié)論隔了一代人后，牛頓把力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系總結(jié)成整個(gè)牛頓力學(xué)的一條基本定律。四、牛頓的總結(jié)：牛頓第一定律（慣性定律）1、牛頓第一定律的內(nèi)容：一切物體總保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，直到有外力力迫使它改變這種狀態(tài)為止。師：牛頓第一定律基本內(nèi)容是對(duì)伽利略和笛卡爾觀點(diǎn)進(jìn)一步補(bǔ)充、完善和總結(jié)，所以說牛頓是站在巨人的肩膀上。2、牛頓第一定律的意義：設(shè)問：分析牛頓第一定律的內(nèi)容，物體如果不受力（合外力為零）將會(huì)怎樣？生：不受力時(shí)，原來靜止的物體將繼續(xù)保持靜止，原來運(yùn)動(dòng)的物體將繼續(xù)以原來的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)。師：同學(xué)們思考一下，這里提到了靜止和勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，由上一章內(nèi)容力的平衡可知，他們處于什么狀態(tài)？合外力怎樣？生：他們處于平衡狀態(tài)，合外力為零。合外力為零包括兩種情況：一種是物體受到的外力相互抵消，合力為零；另一種是物體不受外力作用。因?yàn)椴豢赡馨炎匀唤绲娜魏挝矬w完全孤立起來，也就是說，不受力的物體是不存在的，所以，牛頓第一定律是利用邏輯思維對(duì)事實(shí)進(jìn)行分析的產(chǎn)物，從理想實(shí)驗(yàn)得來的，不可能用實(shí)驗(yàn)直接驗(yàn)證，不是實(shí)驗(yàn)定律。（1）揭示了不受力作用時(shí)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。設(shè)問：物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)用哪個(gè)物理量來表示？（學(xué)生看書102頁歸納）生：物體的速度大小或方向改變，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)就變了，故物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)用物體的速度表示。設(shè)問：分析牛頓第一定律內(nèi)容中的第二句話，你能得出什么？（2）揭示了力的本質(zhì)——力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因即力是改變物體速度的原因。設(shè)問：分析牛頓第一定律內(nèi)容中的第一句話中，你又能得出什么？生：物體都總要保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，或者說它們都具有抵抗運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的“本領(lǐng)”，我們把這個(gè)性質(zhì)叫做慣性。（3）確立了慣性概念，所以牛頓第一定律又叫做慣性定律。那么什么是慣性呢？（根據(jù)牛頓第一定律得出慣性的定義。）五、慣性1、慣性定義：物體具有保持原來勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)。慣性是指能保持原來速度，不是保持原來的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)，如果物體原來勻變速運(yùn)動(dòng)，靠慣性是不能保持勻變速運(yùn)動(dòng)的。師：生活中，當(dāng)汽車突然開動(dòng)的時(shí)候，汽車?yán)锏某丝蜁?huì)向后面傾斜；當(dāng)汽車突然停止的時(shí)候，汽車?yán)锏某丝蜁?huì)向前面傾斜。所以系安全帶是為了防止和減小汽車發(fā)生事故時(shí)由于慣性對(duì)駕駛員和乘客造成傷害。乘車時(shí)一定要記得系安全帶，它是一根生命帶。2說明：一切物體都具有慣性，慣性是物體固有的屬性。（任何物體在任何情況下，不管是否受力，不管是否運(yùn)動(dòng)和怎樣運(yùn)動(dòng)，不管質(zhì)量多大，不管物體的物質(zhì)是何種類等）都具有慣性。師：大家觀看一下《打棋》的視頻，能不能用所學(xué)的知識(shí)解釋一下？師：慣性是不是力？生：不是。師：我們是否可以從定義來分析？生：力是物體與物體的相互作用。慣性是物體具有保持原來勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)。慣性不是力（由于慣性的作用、克服慣性、在慣性力的作用下等說法是錯(cuò)誤的。）設(shè)問：慣性與什么因素有關(guān)呢？實(shí)驗(yàn)：不同質(zhì)量小車在相同力作用下運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變不同。實(shí)驗(yàn)說明：質(zhì)量大的物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不易改變。質(zhì)量是物體慣性大小的量度，與其他外界因素?zé)o關(guān)。慣性的大小與是否受力無關(guān)、與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)、與速度的大小無關(guān)。質(zhì)量越大，慣性越大，物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越難改變。還能舉出這樣的例子嗎？不同的車在相同速度時(shí)受相同的制動(dòng)力剎車時(shí)，大車滑行的距離遠(yuǎn)，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)難以改變，慣性大。慣性的表現(xiàn)：物體不受外力作用時(shí)，有保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)；物體受外力作用時(shí)，其慣性大小表現(xiàn)在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的難易程度?，F(xiàn)在我們又從慣性的角度認(rèn)識(shí)質(zhì)量，對(duì)于科學(xué)概念的認(rèn)識(shí)就是這樣一步一步深入的。九、課后小結(jié)：1、力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)