2022年人教版必修1牛顿第一定律教案

1、4.1 牛顿第肯定律教学设计 一、三维目标1学问与技能体会伽利略的抱负试验思想；懂得牛顿第肯定律的内容及意义；懂得力和运动的关系；懂得惯性的概念,知道质量是惯性大小的量度；2过程与方法通过回忆历史探究过程懂得牛顿第肯定律的形成过程；懂得抱负试验是科学讨论的重要方法；3情感态度与价值观通过运动和力的关系的历史探究过程,使同学体会规律的形成都有一个从感性到理性、从低级到高级的产生、进展和演化的过程；通过抱负斜面的教学,体会抱负试验的魅力；二、教材分析牛顿运动定律是整个力学体系的基石,而牛顿第肯定律又是这个“ 基石” 中的“ 基石” ,它定性地揭示了力和运动的关系,提出惯性的概念,为定量讨论力和运动

2、的关系拉开了序幕；高中教材与中学相比,主要有四方面的不同；一是定律内容深浅不同：中学教材表达为“ 一切物体在没有受到外力作用的时候,总是保持静止状态或匀速直线运动状态” ；高中教材表达为“ 一切物体总保持匀速直线 运动状态或静止状态,直到有外力迫使它转变这种状态为止” ；高中教材中的表述具有 更为丰富的内涵,它强调了力是转变物体运动状态的缘由,突出了第肯定律的独立性和 重要意义,也为学习牛顿其次定律做了肯定的铺垫；二是惯性的熟悉层次不同：中学强调一切物体都有惯性,高中侧重惯性与质量的关 系；三是试验的设计、探究及思维深度不同：中学为斜面小车试验；高中为伽利略抱负 试验,突出了抱负试验这种科学方

3、法的价值所在；四是情感、态度、价值观的表达不同：中学对牛顿第肯定律建立的历史一语带过,高中教材回忆了历史,让同学体会一个规律的获得是一代又一代人努力的结果,能够激 发同学追求科学,勇于创新的情感；三、学情分析经过中学的学习,同学初步知道了牛顿第肯定律的内容和惯性的概念,但是缺乏对 牛顿第肯定律建立历史的明白,对内容也是一知半解；同学对于“ 质量是惯性唯独的量度” 更是缺乏熟悉,凭借自己的生活体会,认为速 度也是惯性的量度；老师要在课堂上充分引导,协作试验、结合生活事例来澄清概念；教学实践说明,同学在头脑中建立正确的力和运动关系的过程,并非一帆风顺,常 常形成与亚里士多德相像的观点,且根深蒂固；

4、处理详细的实际问题时,一些直觉的错误观点不时冒出来,存在着严峻的 口是心非 问题；四、教学重难点1教学重点：通过回忆历史探究过程懂得牛顿第肯定律；惯性的懂得；2教学难点：力和运动的关系；惯性和质量的关系；五、教学活动设计（一）创设嬉戏,引入课题撕纸嬉戏猜一猜：1一张纸已剪成两截,但未完全剪断,假如快速用力撕两边,纸会断成几截？2现在把纸剪成三截,但未完全剪断,假如快速用力撕两边,纸会断成几截？大家不要动手,先猜一猜；3假如在中间的纸下面夹一个夹子,然后快速撕两边,纸会断成几截？请大家想一想：为什么是这样一个结果呢？怎样说明我们的嬉戏呢？其实,在我们的嬉戏中仍涉及到一个古老的话题 力和运动：用力

5、撕纸,纸条断开运动起来；运动和力之间究竟有什么关系呢？带着这些问题,我们一起来体验古人的探究过程,学习古人的探究方法,进一步懂得论述运动和力关系的牛顿第肯定律；（二）回忆历史,探究定律1情形设问,体会猜想在人类历史的长河中,运动和力如影随形,总是和人们的生活、生产亲密相关；比如：马拉车就车前进,不再拉,前进的车会停下来；人象推车就车前进,不再推,前进的车会停下来；踢球,球沿草地向前滚动,不再踢,滚动的球会渐渐停下来；摸索：运动和力之间有什么关系呢？最早提出这个问题并给出体会猜想的是古希腊学者亚里士多德；他依据生活生产体会猜想： 必需有力作用在物体上, 物体才能运动； 没有力的作用,物体就要静止

6、在一个地方；运动需要力维护；他的观点来自实际体会,仍能用实际体会验证,所以被人们广泛接受,并维护了近两千年；设问：我们现在知道,他的观点是错误的；那么他有奉献吗？亚里士多德的奉献：开创了一个新的讨论领域；第一质疑并深化讨论的是十六世纪的伽利略；他观看了球的滚动；2质疑假设,科学猜想当球沿斜面对下滚动时,它的速度增大,而向上滚动时,速度减小；他由此猜想：当球沿水平面滚动时,它的速度应当不增不减；实际观看的结果是：沿水平面滚动的球越来越慢,最终停下来；现象：沿水平面滚动的球越来越慢,最终停下来；依据亚里士多德的观点,球停下来是由于没有力的作用；伽利略恰恰从这一现象出发,对亚里士多德的观点提出质疑；

7、质疑：滚动的球之所以停下来,真的是由于没有力的作用吗？设问：球停下来的缘由是什么呢？在伽利略之前,人们仍没有意识到摩擦力这种无形的力,伽利略是第一个意识到摩擦力的人；他转变了水平面的粗糙程度,发觉：水平面越光滑,球滚得越远；于是,他推断这是摩擦阻力作用的结果；结论：滚动的球停下来,是摩擦阻力作用的结果；假设：如没有摩擦阻力,沿水平面滚动的球将怎样运动呢？猜想：如没有摩擦阻力,球将永久滚动下去；过渡：伽利略设计了一个双斜面试验；3试验探究,得出结论（1）双斜面试验左斜面固定,右斜面倾角可变；试验中我们设定小球始终从左斜面定位卡处由静止释放；固定右斜面,转变小球所受的摩擦,观看小球上升的最大高度怎

8、样变化；重复一次；摸索：1小球所受摩擦阻力的大小与小球上升的最大高度之间有什么关系？2摩擦阻力的大小与释放点到上升的最高点的高度差是什么关系？3假如没有摩擦,小球会上升到多高的地方？减小右斜面倾角,观看小球沿斜面运动的最远距离怎样变化；重复一次；摸索：1减小右斜面倾角,小球沿斜面运动的最远距离如何变化？2假如没有摩擦,减小右斜面倾角,沿斜面滚动的最远距离怎样变化？小球将上升到多高的地方？将右斜面放平,释放小球,观看小球的运动；摸索：1假如水平木板足够长,小球会停下来吗？2假如没有摩擦,水平木板足够长,小球将滚到哪里去呢？试验事实 规律推理（无摩擦,右斜面足够长）右 斜 面 固摩擦越小 , 球滚

9、得越球将滚上原先的高度定高球沿斜面滚得越远,一减 小 右 倾球沿斜面滚得越远角球滚得最远直滚到原先的高度放 平 右 斜球将始终滚动下去面过渡：现在通过动画来模拟没有摩擦阻力时小球的运动；（2）动画模拟（老师扮演伽利略,同学扮演小球；）我们为动画配了一段话剧；伽利略：小球先生（小姐）,假如没有摩擦,你会爬上什么高度呢？小球：我会搭乘抱负的阶梯一步一步往上爬,直到爬上原先的高度；伽利略；假如我减小右斜面的倾角,你仍会爬到原先的高度吗？小球：抱负有多高,我就可以爬多高,只是我要走的路程更长了；伽利略：假如我连续减小右斜面的倾角呢？小球：我心照旧,只是又多了一段山水之程；伽利略：假如我把右斜面放平,你

10、仍会为了自己的抱负而前行吗？小球：路漫漫其修远兮,吾将上下而求索；既然挑选了高度,留给世界的便只能是背影；播放周杰伦的蜗牛节选：我要一步一步往上爬/ 在最高点乘着叶片往前飞 / 小小的天留过的泪和汗 / 总有一天我有属于我的天期望同学们像小球一样怀着抱负,沿着人生的轨道一步一步往前行！总有一天,你有属于你的天！过渡：伽利略的双斜面试验是一个抱负试验；（3）抱负试验的魅力：试验（事实） +规律推理通过牢靠的试验事实,加上合理的规律推理,得出规律的一种方法；抱负试验的魅力：试验不能实现的地方,思维向前一步；这种方法特别了不得！爱因斯坦是这样评判的：伽利略的发觉以及他所应用的科学的推理方法是人类思想

11、史上最宏大的成就之一,而且标志着物理学的真正开端；这个评价实事求是,从亚里士多德到伽利略,经受了2022 多年,物理学徘徊不前；从伽利略到爱因斯坦,只经受 300 多年,物理学的大厦初步建立,大师辈出；这都得益于伽利略首创的试验讨论方法；过渡：通过双斜面抱负试验,伽利略得出了结论；（3）伽利略：如没有摩擦阻力,沿水平面滚动的球将永久滚动下去；运动不需要力维护；回忆、摸索：静止的车、足球为什么运动起来？运动的车、足球为什么会停下来？力和运动之间有什么关系？力是转变物体运动状态的缘由；设问：运动状态是用什么物理量描述？车由静止变为运动,受到了推、拉力；由运动变为静止,受到了摩擦阻力；足球由静止变为

12、运动,受到了脚的力；由运动变为静止,受到了草地的摩擦阻力；过渡：与伽利略同时代的法国科学家笛卡尔对他的观点进行了补充；4补充完善,形成定律（1）笛卡尔的补充：除非物体受到力的作用,物体将永久保持其静止或运动状态,永久不会使自己沿曲线运动,而只保持在直线上运动；这应成为一个原理,它是人类整个自然观的基础；笛卡尔补充了物体不受力时保持静止状态或匀速直线运动状态；过渡： 1642 年,伽利略逝世, 1643 年牛顿在英国产生；牛顿是人类历史上最宏大的科学家之一；主要奉献有创造了微积分,发觉了万有引力定律和经典力学,设计并制造了第一架反射式望远镜等等；牛顿在 1687 年出版的自然哲学的数学原理一书中

13、提出了三条运动定律；牛顿把伽利略、笛卡尔的正确结论总结成为牛顿第肯定律,它是牛顿物理学的基石；（2）牛顿第肯定律：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它转变这种状态；过渡：现在我们来懂得定律；（三）懂得定律,明白惯性摸索：牛顿第肯定律中论述的运动和力的关系是怎样的？1运动和力的关系：力是转变物体运动状态的缘由；物体不受力,保持匀速直线运动状态或静止状态；运动状态变化,物体肯定受到力的作用；摸索：物体不受力时“ 总保持匀速直线运动状态或静止状态” ,这能不能通过试验验证呢？不能；由于不受力作用的物体是不存在的；很多阻力很小的现象可以帮忙我们懂得牛顿第肯定律；2阻力很

14、小的现象：冰壶从视频可以看出,冰壶在一段时间内速度的大小和方向几乎不变,直到碰上另一个冰壶；摸索：定律中仍论述了什么呢？3惯性：概念：物体保持原先的匀速直线运动状态或静止状态的性质；设问：一切物体都有惯性；做变速运动的物体有惯性吗？当物体做变速运动时,由于惯性,物体会抗击速度的转变,从而使速度的转变需要一段时间；比如汽车紧急刹车时不会立刻停下来,而是连续向前滑行一段距离；一切物体有惯性,有抗击运动状态变化的“ 本事” ；物体惯性大,“ 本事” 大,运动状态难转变；物体惯性小,“ 本事” 小,运动状态易转变；摸索并猜想：物体的惯性大小和什么因素有关？嬉戏：用嘴吹书提起书,用最大力气吹垂下的封面；

15、用手提起封面,用最大力气吹垂下的书；摸索：你观看到了什么现象？这个现象能说明惯性和质量的关系吗？惯性与质量：质量是惯性大小的量度；质量只有大小,没有方向,是标量；在国际单位制中,质量的单位是千克,单位符号为 kg；在中学质量定义为物体所含物质的多少；现在进一步从惯性的角度熟悉了质量；以后仍要从物体间的引力熟悉质量；过渡：现在,就可以说明撕纸嬉戏了；（四）再设情形,规律应用1摸索：怎样说明撕纸嬉戏？有夹子,增大了中部的质量,增大了惯性；当快速撕开两边时,中部仍保持静止状态,所以撕成三截；无夹子,中间纸条惯性很小,静止状态易转变；由于撕开纸条的力左右有差异,所以撕成两截；过渡：明白了惯性的学问,我们仍能用它判定是非；2美国空军 UFO档案记载, 1952126 清晨前,一架 B29轰炸机在墨西哥湾上空训练时,一个很大的不明飞行物以4000km15000km的时速靠近、经过、远离它；在目击描述中,不明飞行物能快速增减速度,甚至仍能突然停止；摸索：1假如没有特殊的装置, UFO突然停止时,外星人飞行员的命运是怎样的？2人们想象外星人持有惯性排除器,用来排除自身的惯性,以便应对速度的快速变化,你怎么看？我们利用惯性的学问发觉了 学学问,冷静分析；（五）课堂总结,课外探究UFO档案记载中的疑点； 期望大家在遇到问题时利用所1明白了运动和力关系的探究过程；在探究