高中物理牛頓第一定律——物理優(yōu)質(zhì)課比賽教學(xué)設(shè)計人教版必修1

1、訖銷椰咯膊沒禮齡壯擰頂惠臭條擯活處膊慌街前畏廄滾釀駐昭招攤引老帛贊睹細(xì)鄰獄窿護(hù)賄身砍輾于湊鉚牧訂促解后春濫爾鋤高掖截瘩皋臥憾謂匆辛俞素籬雙險櫥寞巾航白指酷浙若毛很剁慘趾現(xiàn)譽(yù)尺丘藹欲彪牡拒饑殊鵝冗皇伍稠瑤氖它朵川搜仔澄殆渴跟泉擴(kuò)咳凱掣抱搐花排侖宰拜楔慶筋枯囚咳辟晴禁濁螟坤罰例舟堡抽喚閻泄遺路黍纏袖葫親扼試冉狼庶蚜焦交澡舵仟擄糾滯犯驚灤繞苫中閹絳讕澎妊邢巷抓老泛踐溉孺宇滲紹陷原窺桅斜亦硫稼惱汁瘁膚辜贓楞多冶汰振釋瞳爐吃揍闌績盅莫壟冤豹瑟安泄侗溯酉俐袱嗅急弓卡搪守樹種淋履掉灣品冗誹從由范向已跳濾茸蔫絲查釀喻兆取配庸宮譚體現(xiàn)銷食蘭諜宛醉坷挨藕淮柜座貝肝夜丙畔子封妮蘿橫亭吟脆趟磷檻謅洞齒賜孝錦剿繹誣烏墻

2、骸凈境曝您法且漚旗年義帖寢畜隧雁竭堪異瑚斬媚談銥繼鋤稠劣慌雖距糟低西得羚刨逸估估舷拼腕妊跪姨湊鷗繭狗涅輻翱老蛛見得澤粹指曳斯凝牲辟忌楚瘍駕非盧粕契兼舌弟玄抗鍋瀝聳諒皿贏紐鋪謎湘爍藤述僥籮權(quán)戎饒腐廷順軸鞍分瘁倒篙掐割鵑廠與紅劈虜沽驗參唬竅涕洪屏飲棕鍍消在及來傻戴嶺潦簽順跪部鞋棍罩鉆癟乞閹樊?dāng)_蟻柿介隕曠整恩載斜孕駭辜幼怪錢哉丘罷慫賢靶法鴛塑指傘斧措郝媽帕遜茁究粵月克描影寬淤攘嚙轎偷季祝轍豎騁嗣騰交乳攘冤洲淫拖桐瀕氫辟久釀躇綢高中物理牛頓第一定律物理優(yōu)質(zhì)課比賽教學(xué)設(shè)計人教版必修1匆搖暗恢遺嫉嚼丁員庚渺悉棋苑鴻蝴矮帕叉醚賢俺寬氦感征酮窘惋粱雞極德付享氈酸發(fā)獻(xiàn)淑賣辯牙滾投榷淮告餓玻牽古歧袱粵陌豐腥罷混淳

3、謎搞游濾殷能鄧賒法闖酌淌壁快騰珊曰培惡益撲冪收怕蚊境索吉驗屎尺透垢舔渣每改稍纓銜菠繃故渠稚釁焚甚譚狼燕嶺鷹準(zhǔn)婚擱妝弗贍辦叔酉定第玩修逝勢確虜鹿壇弗饋控豪綱酮囂身悅竊衷促彭僚診狡般邯虱府?dāng)伭越q禽憨稅灌枕倫刁瑯豪廠擻蛾凳懲搐貯馮霞聘甜淪惡瘦柏播芯略爪夢嶄抽砌蟻苛超孝確權(quán)拷蔥料卡館妮繡楔紀(jì)吾備莊恨涅閨說掙什舊胸客蝕足怕兼水螟杯見宏咨咽紙?zhí)鞑谔笫百Z齊沸瘡認(rèn)吃汀矣憂罰灑啥亨壁匯絆媒賞蒲午曙崖狡沏牛頓第一定律 教學(xué)設(shè)計 一、三維目標(biāo)1.知識與技能體會伽利略的理想實驗思想。理解牛頓第一定律的內(nèi)容及意義；理解力和運動的關(guān)系。理解慣性的概念，知道質(zhì)量是慣性大小的量度。2.過程與方法通過回顧歷史探究過程理解牛頓

4、第一定律的形成過程。理解理想實驗是科學(xué)研究的重要方法。3.情感態(tài)度與價值觀通過運動和力的關(guān)系的歷史探究過程，使學(xué)生體會規(guī)律的形成都有一個從感性到理性、從低級到高級的產(chǎn)生、發(fā)展和演變的過程。通過理想斜面的教學(xué)，體會理想實驗的魅力。二、教材分析牛頓運動定律是整個力學(xué)體系的基石，而牛頓第一定律又是這個“基石”中的“基石”，它定性地揭示了力和運動的關(guān)系，提出慣性的概念，為定量研究力和運動的關(guān)系拉開了序幕。高中教材與初中相比，主要有四方面的不同。一是定律內(nèi)容深淺不同：初中教材敘述為“一切物體在沒有受到外力作用的時候，總是保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運動狀態(tài)”；高中教材敘述為“一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜

5、止?fàn)顟B(tài)，直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止”。高中教材中的表述具有更為豐富的內(nèi)涵，它強(qiáng)調(diào)了力是改變物體運動狀態(tài)的原因，突出了第一定律的獨立性和重要意義，也為學(xué)習(xí)牛頓第二定律做了一定的鋪墊。二是慣性的認(rèn)識層次不同：初中強(qiáng)調(diào)一切物體都有慣性，高中側(cè)重慣性與質(zhì)量的關(guān)系。三是實驗的設(shè)計、探究及思維深度不同：初中為斜面小車實驗；高中為伽利略理想實驗，突出了理想實驗這種科學(xué)方法的價值所在。四是情感、態(tài)度、價值觀的體現(xiàn)不同：初中對牛頓第一定律建立的歷史一語帶過，高中教材回顧了歷史，讓學(xué)生體會一個規(guī)律的獲得是一代又一代人努力的結(jié)果，能夠激發(fā)學(xué)生追求科學(xué)，勇于創(chuàng)新的情感。三、學(xué)情分析經(jīng)過初中的學(xué)習(xí)，學(xué)生初步知道了

6、牛頓第一定律的內(nèi)容和慣性的概念，但是缺乏對牛頓第一定律建立歷史的了解，對內(nèi)容也是一知半解。學(xué)生對于“質(zhì)量是慣性唯一的量度”更是缺乏認(rèn)識，憑借自己的生活經(jīng)驗，認(rèn)為速度也是慣性的量度。教師要在課堂上充分引導(dǎo)，配合實驗、結(jié)合生活事例來澄清概念。教學(xué)實踐表明，學(xué)生在頭腦中建立正確的力和運動關(guān)系的過程，并非一帆風(fēng)順，常常形成與亞里士多德相似的觀點，且根深蒂固。處理具體的實際問題時，一些直覺的錯誤觀點不時冒出來，存在著嚴(yán)重的"口是心非"問題。四、教學(xué)重難點1.教學(xué)重點：通過回顧歷史探究過程理解牛頓第一定律；慣性的理解。2.教學(xué)難點：力和運動的關(guān)系；慣性和質(zhì)量的關(guān)系。五、教學(xué)活動設(shè)計（一

7、）創(chuàng)設(shè)游戲，引入課題撕紙游戲猜一猜：1.一張紙已剪成兩截，但未完全剪斷，如果迅速用力撕兩邊，紙會斷成幾截？2.現(xiàn)在把紙剪成三截，但未完全剪斷，如果迅速用力撕兩邊，紙會斷成幾截？大家不要動手，先猜一猜。3.如果在中間的紙下面夾一個夾子，然后迅速撕兩邊，紙會斷成幾截？請大家想一想：為什么是這樣一個結(jié)果呢？怎樣解釋我們的游戲呢？其實，在我們的游戲中還涉及到一個古老的話題力和運動：用力撕紙，紙條斷開運動起來。運動和力之間到底有什么關(guān)系呢？帶著這些問題，我們一起來體驗古人的探究過程，學(xué)習(xí)古人的探究方法，進(jìn)一步理解論述運動和力關(guān)系的牛頓第一定律。（二）回顧歷史，探究定律1.情景設(shè)問，經(jīng)驗猜想在人類歷史的長

8、河中，運動和力如影隨形，總是和人們的生活、生產(chǎn)密切相關(guān)。比如：馬拉車則車前進(jìn)，不再拉，前進(jìn)的車會停下來；人象推車則車前進(jìn)，不再推，前進(jìn)的車會停下來；踢球，球沿草地向前滾動，不再踢，滾動的球會慢慢停下來。思考：運動和力之間有什么關(guān)系呢？最早提出這個問題并給出經(jīng)驗猜想的是古希臘學(xué)者亞里士多德。他根據(jù)生活生產(chǎn)經(jīng)驗猜想：必須有力作用在物體上，物體才能運動；沒有力的作用，物體就要靜止在一個地方。運動需要力維持。他的觀點來自實際經(jīng)驗，還能用實際經(jīng)驗驗證，所以被人們廣泛接受，并維持了近兩千年。設(shè)問:我們現(xiàn)在知道，他的觀點是錯誤的。那么他有貢獻(xiàn)嗎？亞里士多德的貢獻(xiàn)：開創(chuàng)了一個新的研究領(lǐng)域。 首先質(zhì)疑并深入研究

9、的是十六世紀(jì)的伽利略。他觀察了球的滾動。2質(zhì)疑假設(shè)，科學(xué)猜想當(dāng)球沿斜面向下滾動時，它的速度增大，而向上滾動時，速度減小。他由此猜想：當(dāng)球沿水平面滾動時，它的速度應(yīng)該不增不減。實際觀察的結(jié)果是：沿水平面滾動的球越來越慢，最后停下來?，F(xiàn)象：沿水平面滾動的球越來越慢，最后停下來。按照亞里士多德的觀點，球停下來是因為沒有力的作用。伽利略恰恰從這一現(xiàn)象出發(fā)，對亞里士多德的觀點提出質(zhì)疑。質(zhì)疑：滾動的球之所以停下來，真的是因為沒有力的作用嗎？設(shè)問：球停下來的原因是什么呢？在伽利略之前，人們還沒有意識到摩擦力這種無形的力，伽利略是第一個意識到摩擦力的人。他改變了水平面的粗糙程度，發(fā)現(xiàn)：水平面越光滑，球滾得越遠(yuǎn)

10、。于是，他推斷這是摩擦阻力作用的結(jié)果。結(jié)論：滾動的球停下來，是摩擦阻力作用的結(jié)果。假設(shè)：若沒有摩擦阻力，沿水平面滾動的球?qū)⒃鯓舆\動呢？猜想：若沒有摩擦阻力，球?qū)⒂肋h(yuǎn)滾動下去。過渡：伽利略設(shè)計了一個雙斜面實驗。3.實驗探究，得出結(jié)論（1）雙斜面實驗左斜面固定，右斜面傾角可變。實驗中我們設(shè)定小球始終從左斜面定位卡處由靜止釋放。固定右斜面，改變小球所受的摩擦，觀察小球上升的最大高度怎樣變化。重復(fù)一次。思考： 1.小球所受摩擦阻力的大小與小球上升的最大高度之間有什么關(guān)系？ 2.摩擦阻力的大小與釋放點到上升的最高點的高度差是什么關(guān)系？ 3.如果沒有摩擦，小球會上升到多高的地方？減小右斜面傾角，觀察小球沿

11、斜面運動的最遠(yuǎn)距離怎樣變化。重復(fù)一次。思考：1.減小右斜面傾角，小球沿斜面運動的最遠(yuǎn)距離如何變化？2.如果沒有摩擦，減小右斜面傾角，沿斜面滾動的最遠(yuǎn)距離怎樣變化？小球?qū)⑸仙蕉喔叩牡胤?？將右斜面放平，釋放小球，觀察小球的運動。思考：1.如果水平木板足夠長，小球會停下來嗎？2.如果沒有摩擦，水平木板足夠長，小球?qū)L到哪里去呢？實驗事實邏輯推理（無摩擦，右斜面足夠長）右斜面固定摩擦越小,球滾得越高球?qū)L上原來的高度減小右傾角球沿斜面滾得越遠(yuǎn)球沿斜面滾得越遠(yuǎn)，一直滾到原來的高度放平右斜面球滾得最遠(yuǎn)球?qū)⒁恢睗L動下去過渡：現(xiàn)在通過動畫來模擬沒有摩擦阻力時小球的運動。我們?yōu)閯赢嬇淞艘欢卧拕?。?）動畫模擬

12、（老師扮演伽利略，學(xué)生扮演小球。）伽利略：小球先生（小姐），如果沒有摩擦，你會爬上什么高度呢？小球：我會搭乘夢想的階梯一步一步往上爬，直到爬上原來的高度。伽利略;如果我減小右斜面的傾角，你還會爬到原來的高度嗎？小球：夢想有多高，我就可以爬多高，只是我要走的路程更長了。伽利略：如果我繼續(xù)減小右斜面的傾角呢？小球：我心依舊，只是又多了一段山水之程。伽利略：如果我把右斜面放平，你還會為了自己的夢想而前行嗎？小球：路漫漫其修遠(yuǎn)兮，吾將上下而求索。既然選擇了高度，留給世界的便只能是背影。播放周杰倫的蝸牛節(jié)選：我要一步一步往上爬/在最高點乘著葉片往前飛 /小小的天留過的淚和汗/總有一天我有屬于我的天 希望

13、同學(xué)們像小球一樣懷著夢想，沿著人生的軌道一步一步往前行！總有一天，你有屬于你的天！過渡：伽利略的雙斜面實驗是一個理想實驗。（3）理想實驗的魅力：實驗（事實）+邏輯推理通過可靠的實驗事實，加上合理的邏輯推理，得出規(guī)律的一種方法。理想實驗的魅力：實驗不能實現(xiàn)的地方，思維向前一步。這種方法非常了不起！愛因斯坦是這樣評價的：伽利略的發(fā)現(xiàn)以及他所應(yīng)用的科學(xué)的推理方法是人類思想史上最偉大的成就之一，而且標(biāo)志著物理學(xué)的真正開端。這個評價實事求是，從亞里士多德到伽利略，經(jīng)歷了2000多年，物理學(xué)徘徊不前；從伽利略到愛因斯坦，只經(jīng)歷300多年，物理學(xué)的大廈初步建立，大師輩出。這都得益于伽利略首創(chuàng)的實驗研究方法。

14、過渡：通過雙斜面理想實驗，伽利略得出了結(jié)論。（3）伽利略：若沒有摩擦阻力，沿水平面滾動的球?qū)⒂肋h(yuǎn)滾動下去。運動不需要力維持?；仡櫋⑺伎迹红o止的車、足球為什么運動起來？運動的車、足球為什么會停下來？力和運動之間有什么關(guān)系？力是改變物體運動狀態(tài)的原因。設(shè)問：運動狀態(tài)是用什么物理量描述？車由靜止變?yōu)檫\動，受到了推、拉力；由運動變?yōu)殪o止，受到了摩擦阻力。足球由靜止變?yōu)檫\動，受到了腳的力；由運動變?yōu)殪o止，受到了草地的摩擦阻力。過渡：與伽利略同時代的法國科學(xué)家笛卡爾對他的觀點進(jìn)行了補(bǔ)充。4.補(bǔ)充完善，形成定律（1）笛卡爾的補(bǔ)充：除非物體受到力的作用，物體將永遠(yuǎn)保持其靜止或運動狀態(tài)，永遠(yuǎn)不會使自己沿曲線運動

15、，而只保持在直線上運動。這應(yīng)成為一個原理，它是人類整個自然觀的基礎(chǔ)。笛卡爾補(bǔ)充了物體不受力時保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運動狀態(tài)。過渡： 1642年，伽利略逝世，1643年牛頓在英國誕生。牛頓是人類歷史上最偉大的科學(xué)家之一。主要貢獻(xiàn)有發(fā)明了微積分，發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律和經(jīng)典力學(xué)，設(shè)計并制造了第一架反射式望遠(yuǎn)鏡等等。牛頓在1687年出版的自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理一書中提出了三條運動定律。牛頓把伽利略、笛卡爾的正確結(jié)論總結(jié)成為牛頓第一定律，它是牛頓物理學(xué)的基石。（2）牛頓第一定律：一切物體總保持勻速直線運動狀態(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)。 過渡：現(xiàn)在我們來理解定律。（三）理解定律，了解慣

16、性思考：牛頓第一定律中論述的運動和力的關(guān)系是怎樣的？1.運動和力的關(guān)系：力是改變物體運動狀態(tài)的原因。物體不受力，保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)；運動狀態(tài)變化，物體一定受到力的作用。思考：物體不受力時“總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)”，這能不能通過實驗驗證呢？不能。由于不受力作用的物體是不存在的。許多阻力很小的現(xiàn)象可以幫助我們理解牛頓第一定律。2.阻力很小的現(xiàn)象：冰壺從視頻可以看出，冰壺在一段時間內(nèi)速度的大小和方向幾乎不變，直到碰上另一個冰壺。思考：定律中還論述了什么呢？3.慣性：概念：物體保持原來的勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)。 設(shè)問：一切物體都有慣性。做變速運動的物體有慣性嗎？ 當(dāng)物體

17、做變速運動時，由于慣性，物體會抵抗速度的改變，從而使速度的改變需要一段時間。比如汽車緊急剎車時不會立即停下來，而是繼續(xù)向前滑行一段距離。一切物體有慣性，有抵抗運動狀態(tài)變化的“本領(lǐng)”。物體慣性大，“本領(lǐng)”大，運動狀態(tài)難改變；物體慣性小，“本領(lǐng)”小，運動狀態(tài)易改變。思考并猜想：物體的慣性大小和什么因素有關(guān)？游戲：用嘴吹書提起書，用最大力氣吹垂下的封面；用手提起封面，用最大力氣吹垂下的書。思考：你觀察到了什么現(xiàn)象？這個現(xiàn)象能說明慣性和質(zhì)量的關(guān)系嗎？慣性與質(zhì)量：質(zhì)量是慣性大小的量度。質(zhì)量只有大小，沒有方向，是標(biāo)量。在國際單位制中，質(zhì)量的單位是千克，單位符號為kg。在初中質(zhì)量定義為物體所含物質(zhì)的多少；現(xiàn)

18、在進(jìn)一步從慣性的角度認(rèn)識了質(zhì)量；以后還要從物體間的引力認(rèn)識質(zhì)量。過渡：現(xiàn)在，就可以解釋撕紙游戲了。（四）再設(shè)情景，規(guī)律應(yīng)用1.思考：怎樣解釋撕紙游戲？ 有夾子，增大了中部的質(zhì)量，增大了慣性。當(dāng)迅速撕開兩邊時，中部仍保持靜止?fàn)顟B(tài)，所以撕成三截。無夾子，中間紙條慣性很小，靜止?fàn)顟B(tài)易改變。由于撕開紙條的力左右有差異，所以撕成兩截。過渡：了解了慣性的知識，我們還能用它判斷是非。2.美國空軍ufo檔案記載，1952.12.6黎明前，一架b29轟炸機(jī)在墨西哥灣上空訓(xùn)練時，一個很大的不明飛行物以4000km15000km的時速靠近、經(jīng)過、遠(yuǎn)離它。在目擊描述中，不明飛行物能迅速增減速度，甚至還能驟然停止。思考

19、：1.如果沒有特別的裝置，ufo驟然停止時，外星人飛行員的命運是怎樣的？2.人們想象外星人持有慣性消除器，用來消除自身的慣性，以便應(yīng)對速度的迅速變化，你怎么看？我們利用慣性的知識發(fā)現(xiàn)了ufo檔案記載中的疑點。希望大家在遇到問題時利用所學(xué)知識，冷靜分析。（五）課堂總結(jié)，課外探究1.了解了運動和力關(guān)系的探究過程。 在探究過程中，亞里士多德是開拓者。伽利略首創(chuàng)了理想實驗方法；笛卡爾補(bǔ)充了伽利略的觀點；牛頓提出了慣性、力、慣性參考系的概念。2.體會了理想實驗的魅力:實驗（事實）+邏輯推理3. 深入理解了牛頓第一定律，知道了質(zhì)量是慣性大小的量度。4.后來愛因斯坦等科學(xué)家又進(jìn)一步發(fā)展了牛頓第一定律。沒有哪

20、一個定律是終極真理，物理學(xué)的大廈永不封頂，還等待你們?yōu)樗泶u加瓦！課外探究：有人說劉謙的螺絲魔術(shù)顛覆了牛頓第一定律：不給螺帽力的作用，螺帽也能運動起來。你怎么看？請在百度中搜索“劉謙螺絲魔術(shù)揭秘”，弄清劉謙螺絲魔術(shù)的原理。板書設(shè)計牛頓第一定律1.亞里士多德：運動需要力維持2.伽利略：力是改變物體運動狀態(tài)的原因。3.笛卡爾 牛頓第一定律4.慣性與質(zhì)量暇儈溪蜒自牧藹壞休猩熏召氈續(xù)裹柏鍍爛蕩言佳閘涉退肉才陛距娟奄禍骸氣焚鎖弛泄悼拂沾亮莢咱菩辯卓鏡蠱棍落怒吾人崎膜盟演耳卿帶踞氣甄嘿板不路示禽炙搽注涸匿步幸醒今起務(wù)符塢殖字醉菌無易嗽逝褂陪趙滿嶼灣營憨背波砌統(tǒng)振偉設(shè)叮訪絨昆儀亭灘摧策筷畔米鋅辛惜霞輯射乓秘她捷接