41牛顿第一定律教学设计-高一上学期物理人教版

4.1牛顿第一定律教案课题4.1牛顿第一定律班级普通中学高一年级学生教材人民教育出版社普通高中课程标准实验教科书物理必修第一册日期课题地位本节内容选自人教版（2019）高中物理必修第一册，第四章第一节，是动力学的开端。对于课题本身而言，牛顿第一定律是牛顿定律的基石，它本身还包含着力、惯性和参考系这些极富成果的科学概念。伽利略的研究过程蕴涵了重要的科学方法，教学中要引导学生领会牛顿第一定律的含义，充分说明伽利略“理想实验”的实验基础和推理过程，展示伽利略斜面理想实验的猜想依据、推断结果这一思维过程。学情分析学生在初中阶段已经初步学习了牛顿第一定律，对亚里士多德、伽利略的观点、惯性、牛顿第一定律有了一定的了解，但是其认识并不全面和深刻。另外，学生对运动和力之间的关系，没有明确是认识，在教学过程需要提出，运动和力之间存在联系，为后面的牛顿第二定律埋下伏笔。教学目标物理观念：理解牛顿第一定律的内容，能够运用牛顿第一定律解释有关现象。科学思维：用惯性概念解释有关实际问题。科学探究：体会伽利略研究运动和力关系的思想方法,了解理想实验的作用。科学态度与责任：从通过牛顿第一定律的历史史实回顾，増进对科学的兴趣，培养学生的创造性思维品质和敢于质疑、坚持真理的献身精神教学重难点1.教学重点（1）认识伽利略研究运动和力关系的思想方法，了解理想实验的作用。（2）知道质量是描述惯性大小的量度（3）用牛顿第一定律解释实际问题2.教学难点（1）对牛顿第一定律发现过程中的科学方法的体会（2）用牛顿第一定律解释实际问题教学模式和教学方法教学模式：启发引导模式、探究模式、任务驱动模式教学方法：讲授法、演示法、实验法、教学实验教具及媒体土豆、筷子、水、矿泉水瓶、装满水的玻璃杯、PPT课件。教学过程主要教学内容及教师活动学生活动教学用时1.引入新课【引入实验】展开小游戏“土豆爬杆”，引导学生动脑动手，通过敲打筷子的顶端使得土豆向上运动，激发学生学习兴趣。【学生思考】1.为什么敲打筷子的顶端，土豆会向上运动？引出本节课的课题——牛顿第一定律自主动脑动手，激发学生的学习兴趣。设计意图展示现象，激发学生兴趣，导入新课。2.新课教学（1）回顾牛顿第一定律提出的过程（亚里士多德、伽利略、笛卡尔）亚里士多德【演示实验】水瓶在推力的作用下在桌子上运动，撤去推力，水瓶停止运动。【结论】力是维持物体运动状态的原因【总结】亚里士多德的观点、提出观点的方式：观察+生活经验伽利略提问：同学们，现在看来这个观点正确吗？列举反例：踢出去的足球不会立马停下来。提问：最后停下来的原因：摩擦力。历史：400多年前，伽利略也意识到，物体停止运动的原因是摩擦力。他观察到：一个小球从高处沿斜面下滑是加速运动，而从滑上斜面时是减速运动，猜测若是水平方向，则是匀速运动。现实：在科技迅速发展的今天，我们也找不到绝对光滑，没有摩擦的情况。更何况是400多年前。那么伽利略是如何让大家信服的呢？【演示实验】伽利略的理想斜面实验小球静止释放，小球没有回到原来的高度，因为摩擦，观察到小球到达的高度越来越低。减小斜面与水平面的夹角，再减小斜面与水平面的夹角。【结论】力不是维持物体运动状态的原因。【PPT】展示没有摩擦力时的理想运动状态【总结】伽利略的观点、方法：理想实验+逻辑推理笛卡尔展示笛卡尔的观点。【总结】补充了运动的方向不变学生直观感受亚里士多德得出错误结论的过程，体会生活经验不一定是正确的体会摩擦力在运动过程中的作用，并明确实际生活中并不存在绝对光滑观察实验现象，在实际实验过程中，小球并不能达到同一高度，体会理想实验阅读笛卡尔的观点，体会理论的发展设计意图学生回顾历史发展，了解物理学研究方法，培养学生质疑能力、分析解决问题的能力，体会科学探究过程。(2)牛顿第一定律（惯性定律）【内容】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改变这种状态。【强调】站在巨人队的肩膀【对比】初高中关于牛顿第一定律的表述【总结】初中表述：物体总保持静止或匀变速直线运动的状态——惯性高中表述：强调“除非”二字。力改变物体的运动状态——运动状态——速度——速度的变化快慢——加速度（为牛顿第二定律埋下伏笔）【理解】a.提出的惯性的概念，得到另一个名字：惯性定律b.明确了力的一个作用效果：改变物体的运动的状态。（速度：方向和大小）c.揭示了力和运动的关系：运动不需要力的维持，但运动状态的改变离不开力的作用。牛顿之前的伽利略和笛卡尔并没有提出力的概念，牛顿还提出了力的概念。根据内容，从多个角度对牛顿第一定律进行理解，加深认知。设计意图从多个角度解析牛顿第一定律，加深学生对其的认知，同时为后面的惯性埋下伏笔，为后面的牛顿第二定律做铺垫。（3）惯性【定义】物体具有保持匀速直线运动状态或静止状态的特性。引导学生得到惯性是物体抵抗改变运动状态的能力，不同的物体具有不同的能力大小。【思考】如何去描述物体的惯性大小呢？【探究实验】探究惯性的影响因素用嘴吹两个质量不同的乒乓球，发现轻的乒乓球更容易吹动，而重的乒乓球不容易吹动。【结论】质量大的物体，惯性大。并且，质量是惯性大小的唯一量度。从惯性的角度对质量进行理解：物体维持原有运动状态的“能力”不同，具有的惯性不同，具有的质量不同。【提问】固体具有惯性，气体和液体呢？举例：洗手，手上沾满水，大家会怎么做？【结论】一切物体都具有惯性。另：带领学生从惯性的角度理解质量的概念【引导】力可以改变物体的运动状态，而质量在描绘物体运动状态的难易程度，得到：力、加速度、质量存在某种关系。【思考】下列对惯性的说法是否正确？（1）汽车速度越大，刹车后越难停下来，表明物体的速度越大，其惯性越大。（2）汽车转弯后前进方向发生了改变，表明物体速度方向改变，其惯性也随之改变。（3）被抛出的小球，尽管速度的大小和方向都改变了，但惯性不变。（4）要使速度相同的沙袋在相同时间内停下来，对大沙袋用力比对小沙袋用力大，表明质量大的物体惯性大。观察实验现象，体会实验探究过程，得到结论。从生活例子中感受液体和气体也具有惯性。应用知识判断正误，并解释。设计意图通过探究实验，体会结论得出的过程，培养学生的科学严谨的态度（4）解释实际生活现象（1）体操运动员和相扑运动员；（2）揭示游戏原理：土豆向上爬的原理；（3）迅速抽动玻璃杯下面的纸，玻璃杯没有掉落（4）安全带的作用（5）向右拉动水瓶，气泡向哪边运动？（水的惯性比气泡的惯性大）【演示实验】向右拉动水瓶，观察气泡的运动方向应用所学知识解释实际生活的现象，体会物理是源于生活的。直观感受气泡的运动方向，形成认知冲突。设计意图将所学知识应用于生活，培养学生解决实际问题的能力（5）分享最佩服的物理学家亚里士多德：善于观察、历史第一人；伽利略：敢于质疑权威、不盲从；首次提出理想实验不局限于当下；笛卡尔：在已有基础上，提出了新观点，完善理论；牛顿：善于总结畅所欲言，提出自己的观点并阐述理由设计意图感受科学理论的探究过程是一个漫长的过程，培养学生的科学探究思维。传递各个物理学家身上的优秀品质，培养学生的辩证思维和开放性思维。（6）拓展学习了解牛顿第一定律的局限性阅读教材了解牛顿第一定律的局限性设计意图感受理论的不完整性，鼓励学生从事科学研究工作（7）小结回顾课堂，总结知识点设计意图回顾本节课所学的