高中物理人教版第四章牛顿运动定律1牛顿第一定律 教案-牛顿第一定律

《牛顿第一定律》【设计思想】【教学目标】知识与技能1、知道伽利略的理想实验及其主要推理过程和推论，知道理想实验是科学研究的重要方法。2、理解牛顿第一定律的内容及意义。3、理解惯性的概念，会正确解释惯性现象。过程与方法1、观察生活中的惯性现象，了解力和运动的关系。2、体验伽利略理想实验的推理过程，理解理想实验是科学研究的重要方法。情感、态度与价值观通过亚里士多德和伽利略对力和运动关系的不同认识，通过对笛卡儿的推论和牛顿第一定律的比较分析，了解人类认识事物本质的曲折性。感悟科学是人类进步的不竭动力。【教学重点】对牛顿第一定律和惯性的正确理解；科学思想的建立过程【教学难点】力和运动的关系，惯性和质量的关系【教学方法】实验探究、交流与合作、多媒体辅助教学【教学器材】1、多媒体课件2、纸、质量较大的铁夹。【教学过程】预习教材在阅读教材时画出自己认为重要的内容。在一二章我们学习了怎么描述运动，但没有讨论物体为什么会做这种或那种运动。在第三章我们学习了力。在第四章中，我们将讨论运动和力的关系。新课导入：撕纸游戏（情景创设，引入新课）猜一猜：1.一张纸已剪成三截，但未完全剪断。如果迅速用力撕两边，纸会断成几截？2.如果在中间的纸下面夹一个夹子，然后迅速撕两边，纸会断成几截？同学生一起先预测结果然后做撕纸实验。学生尝试后得出结论：没有夹子撕成2截。有夹子撕成3截。【思考与讨论】问题：1.怎样解释撕纸游戏呢？2.运动和力之间到底有什么关系呢？同学们有自己的结论。（但很多同学的观点和亚里士多德的观点相同。）我们带着这些问题一起学习牛顿第一定律。 新课展示一、历史回顾1、情景设问，经验猜想在历史的长河中，运动和力如影随形，总是和人们的生活、生产密切相关。观察图片马拉车、人推车和踢球。思考：运动和力有什么关系呢？矿工的体验：“你不推了它还不停吗？要想让物体运动，一定要用力推着它才行！”最早提出运动和力并给出经验猜想的是亚里士多德。根据生活经验猜想：“运动需要力来维持。”亚里士多德的观点：力是维持物体运动的原因．这种观点持

续了两千年。设问我们知道他的观点是错的。那么他的贡献是什么？有的同学记得：他虽然观点是错的，但是开创了一个新的领域。（在自由落体运动的时候我们讲过）【过渡引导】其实，最先悟出这一原因的是17世纪意大利的物理学家伽利略。伽利略的观点：物体的运动不需要力来维持，力是改变物体速度的原因．爱因斯坦高度评价了伽利略。（爱因斯坦：伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法是人类思想史上的最伟大的发现之一，而且标志着物理的真正开端。）他为了找出力和运动的真正关系，伽利略巧妙的设计了一个实验，这个实验把他深邃的思想和超人的睿智体现的淋漓尽致，那么，这到底是一个什么样的实验呢？2、伽利略的实验（1）实验过程装置介绍：两个对接的粗糙斜面，中间用圆弧相连。师：让小球从一个斜面的某一个高度静止释放，小球的运动情况如何？生：小球滚上另一个斜面，到不了原来的高度就返回了，然后在两个斜面间往返运动，高度越来越低，最终停在斜面的低端。师：小球为什么达不到原来的高度，而且最终又停下来呢？生：受到摩擦阻力的作用。师：设想斜面光滑，没有摩擦，小球的运动情况如何呢？生：小球将达到跟原来同样的高度，然后在两个斜面间往返运动，永不停息。师：如果减小第二个斜面的倾斜度，小球的运动情况如何？和前一次有什么异同呢?生：小球依然达到同一高度，但经过的路程会更长，用的时间也更长。师：推想：如果持续减小第二个斜面的倾斜度，小球的运动情况如何呢？生：小球仍会达到同一高度，只是走的路程越来越长，所需的时间越来越长，师：当第二个斜面变成水平面时，小球的运动情况如何呢？生：小球将沿着光滑的水平面一直运动下去，永不返回。（动画展示：层层设问，步步深入，让学生经历伽利略的思考过程，体验理想实验的科学研究方法）师生总结：小球在水平方向上不受力，仍可以运动，这就说明：运动并不需要力来维持。伽利略由此得出结论：力不是维持运动的原因。在伽利略实验的基础上，法国科学家笛卡尔，对力和运动的关系做了进一步的推论。笛卡尔的推论：如果没有其他原因，运动的物体将继续以同一速度沿着一条直线运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向。【过渡引导】1642年，伽利略逝世，1643年，英国科学家牛顿诞生。牛顿是人类历史上最伟大的科学家之一。（对牛顿大家应该比较熟，牛顿有哪些贡献呢？万有引力定律和经典力学、反射式望远镜、微积分。）牛顿做了进一步的补充、完善和总结，提出了牛顿第一定律。二、牛顿第一定律1、牛顿第一定律一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到外力迫使它改变运动状态为止。对牛顿第一定律的理解：（1）物体不受外力时的状态是匀速直线运动状态或静止状态，说明力不维持物体运动的原因。（2）外力的作用是迫使物体改变其运动,说明力是使物体运动速度改变的原因。（3）不受外力作用的物体是不存在的。（4）一切物体都有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质，这种性质叫惯性。牛顿第一定律又叫惯性定律。解释惯性（结合初中学过的知识）（A）惯性是物体的固有属性，无论物体运动与否、受力与否，都具有惯性。

且惯性只和质量有关。（B）一切物体都具有惯性，物体的运动并非一定需要力来维持。再设情景，规律应用请学生解释撕纸游戏。【思考】一个在日本的旅游者，想来中国。他设想将自己悬挂在空中的大气球中，由于地球的自转，只要在空中停留几个小时，就可以到达中国，你认为这有可能实现吗？为什么？（结合惯性思考、讨论、分析该问题。）师生总结：气球虽然升空，由于惯性物体在水平方向仍然要做匀速直线运动，所以不能到达中国。【思考与讨论】你能不能举出惯性应用到某一实际问题中的例子？学生讨论出很多例子提示：乒乓球可以快速抽杀；战斗机质量小可以灵活地运动等【思考与讨论】讨论2UFO（激发学生学习兴趣）思考：如果没有特别的装置，UFO骤然停止时，外星人飞行员的命运是怎样的？学生讨论：飞行员撞到飞船壁。飞行员飞出来。播放视频1（看视频）思考人们想象外星人持有惯性消除器，用来消除自身的惯性，以便应对速度的迅速变化，你怎么看？学生讨论：对惯性消除器不怎么理解有的认为改变人的质量播放视频1（看视频）学生理解惯性消除器。例题【例1】关于伽利略理想实验的说法正确的是:（B）A.完全是理想的，没有事实为基础的B.是以可靠事实为基础的，经科学抽象，深刻反映自然规律的C.没有事实为基础，只是理想推理 D.以上说法都不对【例2】火车在长直轨道上匀速行驶，坐在门窗密闭的车厢内的一人将手中的钥匙相对车竖直上抛，钥匙将落在(C) A.手的后方 B.手的前方 C.落在手中 D.无法确定【例3】被踢出的冰块以2m/s的速度在阻力可以忽略的水平冰面上滑动，冰块受不受向前的作用力？5s后它的速度将是多大？分析：冰面上忽略阻力作用，水平方向不受到力的作用，物体会做匀速直线运动。课堂总结，课外探究观看刘谦魔术视频有人说刘谦的螺丝魔术颠覆了牛顿第一定律：不给螺帽力的作用，螺帽也能运动起来。你怎么看？学生讨论：有的认为颠覆了有的认为没有颠覆。（提示学生结合牛一定律思考。）（呵呵，如果颠覆了我们就要学习刘谦第一定律了。）师生总结：没有力，物体的运动状态不会改变。螺丝的运动状态发生改变一定存在里的作用。这个力就是电磁力。小结这节课我学到了什么？学生自己先总结。教师总结：