高中物理-1 牛頓第一定律教學(xué)設(shè)計學(xué)情分析教材分析課后反思

牛頓第一定律一、教學(xué)目標(biāo)1.準(zhǔn)確理解牛頓第一定律，能夠正確解釋生活中慣性現(xiàn)象。2.自主學(xué)習(xí)、合作探究，通過理想實驗、邏輯推理探究力和運動的關(guān)系。3.激情投入，體會人類認識運動規(guī)律的曲折性。二、重點難點本節(jié)的重點是伽利略理想實驗，難點是對慣性的理解。三、教學(xué)策略與手段探究式教學(xué)，按物理史實為線索展示物理規(guī)律的形成。四、課前準(zhǔn)備理想斜面實驗器，500毫升礦泉水瓶（裝滿水）。五、教學(xué)過程1．開門見山、新課引入

力與運動的關(guān)系，古代先哲進行了思考，本節(jié)課我們追尋大師的足跡進行學(xué)習(xí)。介紹學(xué)習(xí)目標(biāo)，介紹伽利略和亞里士多德的第一次交鋒，關(guān)于自由落體的討論。2.第一環(huán)節(jié)，合作探究：指導(dǎo)重點討論：一、實驗探究力和運動的關(guān)系（實驗?zāi)康?，實驗過程，思維方法，實驗結(jié)論）問題1；針對訓(xùn)練1二、牛頓第一定律（內(nèi)容，意義）問題3、4針對訓(xùn)練2、3三、慣性與質(zhì)量（定義，兩者的關(guān)系，對生活中運動現(xiàn)象的解釋）問題5、6、7；針對訓(xùn)練5教師巡回指導(dǎo)，參與學(xué)生的討論。3.第二環(huán)節(jié)：學(xué)生展示相關(guān)內(nèi)容：4.點評交流：（1）關(guān)于力與運動關(guān)系的思辨歷史，亞里士多德和伽利略的貢獻。介紹伽俐略創(chuàng)造：理想斜面這個想法是如何產(chǎn)生的呢？伽俐略注意到，當(dāng)一個小球沿斜面下滾時速度會增加，小球沿斜面上滾時時速度會減小，他由此猜想，當(dāng)小球沿水平面滾動時，它的速度應(yīng)該不增不減，實際上他發(fā)現(xiàn)，球越來越慢，最后停下來，伽俐略認為：這是由于摩擦阻力的緣故，他推理：若沒有摩擦力，球?qū)⒂肋h滾下去，為了說明他的思想，他設(shè)計理想斜面實驗。（1）實驗演示理想斜面實驗整個過程（說明：主要是為了理解伽俐略的思想）通過對理想斜面實驗的演示，說明物理研究中抓住主要因素，忽略次要因素的必要性，同時也展示了物理研究思想的美妙和邏輯的力量。（由于現(xiàn)實生活中不可能有絕對光滑的斜面，所以這個實驗是個“理想實驗”。）

讓學(xué)生意識到：一個規(guī)律的發(fā)現(xiàn)并不是一帆風(fēng)順的，不是一開始的認識就是對的，而是需要人類不斷探索才能形成的，并明白科學(xué)研究過程的艱難和科學(xué)家為此所付出的努力和心血。至此，我們已經(jīng)對力和物體運動之間的關(guān)系有了一個正確的認識。與伽俐略同時代的法國科學(xué)家笛卡兒，補充和完善了伽俐略觀點，他認為：如果沒有其他原因，運動的物體將繼續(xù)以同一速度沿著一條直線運動，既不會停下來，也不會偏離原來的方向。他支持了伽利略力不是物體的運動的觀點，并且還強調(diào)沒有力作用時物體的運動情況。他還認為，這應(yīng)該要作為一個原理加以確立，并且是人類整個自然界的基礎(chǔ)。強調(diào)笛卡兒對伽俐略觀點的提升與補充，指出兩者之間的差異。（2）．牛頓第一定律的學(xué)習(xí)、理解在伽俐略和笛卡兒的正確結(jié)論隔了一代人后，由牛頓總結(jié)成整個牛頓力學(xué)的一條基本定律。牛頓第一定律（慣性定律）：一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜上狀態(tài)，直到有力迫使它改變這種狀態(tài)——物理學(xué)的基石。Ppt展示：對定律的理解指出：

1、揭示了物體不受外力的運動規(guī)律2、說明力和運動的關(guān)系3、牛頓第一定律不是實驗定律，“實驗+推理”4、明確了慣性的概念

思考與討論：從牛頓第一定律我們得知，物體都要保持它們原來的勻速直線運動或靜止的狀態(tài)，或者說，它們都具有抵抗運動狀態(tài)變化的“本領(lǐng)”。但是這種“本領(lǐng)”的大小是不一樣的。物體抵抗運動狀態(tài)變化的“本領(lǐng)”，與什么因素有關(guān)？請大家通過實例進行分析。由學(xué)生分組討論，收集各組的實例和觀點，老師對此進行總結(jié)并對錯誤的認識進行引導(dǎo)和糾正。指出：把物體具有保持原來勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)叫慣性。在此基礎(chǔ)上，再提以下設(shè)問：探究點一：是不是說只有勻速直線運動或靜止的物體才有慣性呢？變速的物體有沒有慣性？探究點二：速度大和速度小的同一個物體慣性不同嗎？

(留一定的時間給學(xué)生自由思考)

由現(xiàn)象得出：慣性是物體固有的屬性，與物體的運動狀態(tài)無關(guān)，物體的質(zhì)量是物體慣性的量度。

提問：你能舉出生活中還有哪些與慣性有關(guān)的現(xiàn)象？1.演示實驗：礦泉水瓶上邊和下邊線的扯斷條件2.視頻現(xiàn)象：汽車實驗廠里的汽車啟動和剎車的過程，以及為什么要系安全帶的必要性（呼應(yīng)新課引入“司機為什么要系安全帶”）3.視頻現(xiàn)象：觀看裝水的氣球破后，水還要維持原來的狀態(tài)4.演示實驗：水瓶中氣泡的移動以及解釋最后，在愛因斯坦的一句話中結(jié)束這節(jié)課：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。（強調(diào)這節(jié)課中理想實驗的科學(xué)思想方法的重要性。）

《牛頓第一定律》的學(xué)情分析本節(jié)所述內(nèi)容在初中課本上已涉及到，初中課本中用到的標(biāo)題是慣性定律，所以學(xué)生已有一定的基礎(chǔ)，關(guān)鍵是如何讓學(xué)生加深對牛頓第一定律的理解。對力和運動的關(guān)系，從日常經(jīng)驗出發(fā)，人們往往會產(chǎn)生錯誤的認識，所以使學(xué)生建立起運動改變的原因在于物體間的相互作用力的觀點，不是輕而易舉的事情。在對慣性的學(xué)習(xí)中，這仍是學(xué)生難于理解的問題。許多學(xué)生把物體具有保持勻速直線運動和靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)與物體在這種狀態(tài)下的特點混為一談?！杜ｎD第一定律》的效果分析通過本節(jié)課學(xué)生的參與度與學(xué)習(xí)效果來看，學(xué)生通過實驗探究，感受了伽利略理想斜面實驗的邏輯思維過程。通過對慣性的討論，加深了對慣性的理解。效果不錯。特備針對學(xué)生易于理解錯誤的幾種說法進行了辨析，起到了很好的學(xué)習(xí)效果。《牛頓第一定律》的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。

二是慣性的認識層次不同：初中強調(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。第四章牛頓運動定律牛頓第一定律【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.通過了解從亞里士多德到伽利略，再從伽利略到牛頓對力和運動的觀點，初步理解力和運動之間的正確關(guān)系。2.知道物體的運動不需要力來維持，理解牛頓第一定律的為內(nèi)容和意義。3.知道什么是慣性，會正確解釋有關(guān)慣性的現(xiàn)象，體會生活中最司空見慣的現(xiàn)象中也包含物理知識，也要遵循物理規(guī)律。【重點難點】重點是伽利略理想實驗，難點是對慣性的理解。【課前預(yù)習(xí)】從亞里士多德到伽利略恩格斯稱亞里士多德是最博學(xué)的人。你了解他在物理學(xué)上的一些觀點嗎？舉幾個例子。（可以在課后上網(wǎng)查一下這位哲學(xué)圣賢的資料。）科學(xué)家們在研究力與運動的關(guān)系時都提出了自己的觀點。請回答下列幾個科學(xué)家的觀點。亞里士多德：伽利略：牛頓：二.牛頓第一定律慣性1.牛頓第一定律的內(nèi)容：談一下你認為牛頓表達了幾個意思，課上和小組同學(xué)進行交流提升。2.什么是慣性？你是怎么理解的？舉幾個例子說明物體有慣性？3.每一個物理現(xiàn)象，都需要一分為二的進行看待。有些情況下，我們需要利用物體具有慣性的性質(zhì)；有些情況下，我們需要避免物體慣性的影響。分類準(zhǔn)備一些例子，課堂上展示給我們大家.【我的疑惑】找出你感覺困惑的地方，讓我們合作探究解決一起解決：【課內(nèi)探究】探究點一：科學(xué)的腳步1.如何理解亞里士多德關(guān)于力與運動的論述？2.伽利略的理想斜面實驗如何來認識：問題一：伽利略理想實驗將可靠的事實和理論思維結(jié)合起來，能更深刻地反映規(guī)律，有關(guān)的實驗程序內(nèi)容如下：（1）減小第二個斜面的角度，小球在這個斜面上仍要達到原來的高度。（2）兩個對接的光滑斜面，使靜止的小球沿一個斜面滾下，小球?qū)L上另一個斜面。（3）如果沒有摩擦，小球?qū)⑸仙结尫诺母叨?。?）繼續(xù)減小第二個斜面的傾角，最后使它處于水平位置，小球沿水平面做持續(xù)的勻速運動。請按程序先后次序排列，并指出它究竟屬于可靠事實，還是通過思維推論，下列正確的是：()A．事實2→事實1→推論3→推論4 B．事實2→推論1→推論3→推論4C．事實2→推論3→推論1→推論4 D．事實2→推論1→推論43.伽利略理想斜面實驗在物理學(xué)史上的偉大意義：探究點二：牛頓第一定律的應(yīng)用1.感受慣性的存在：情景1：在中央電視臺“實話實說”節(jié)目中，司馬南和主持人崔永元合作表演了“鐵錘砸磚”節(jié)目。崔永元頭頂八塊磚，司馬南用一鐵錘打崔永元頭頂上的磚，結(jié)果磚被擊碎，但崔永元安然無恙。據(jù)崔永元講，他第一次試驗時頭頂一塊磚，結(jié)果被砸昏過去。請從物理學(xué)的角度解釋上述事實。情景2：如圖是一種汽車安全帶控制裝置的示意圖，汽車處于靜止或勻速直線運動狀態(tài)時，擺錘豎直懸掛，鎖棒水平，棘輪可以自由轉(zhuǎn)動，安全帶能被拉動。當(dāng)汽車突然剎車時，擺錘由于慣性繞軸擺動，使得鎖棒鎖定棘輪的轉(zhuǎn)動，安全帶不能被拉動。若擺錘從圖中實線位置擺到虛線位置，汽車可能的運動方向和運動狀態(tài)是()A．向左行駛，突然剎車B．向右行駛，突然剎車C．向左行駛，勻速直線運動D．向右行駛，勻速直線運動:情景3：火車在長直水平軌道上勻速行駛，門窗緊閉的車廂內(nèi)小明同學(xué)向上跳起，發(fā)現(xiàn)仍落回到火車上原處。請從物理學(xué)的角度幫小明解釋上述現(xiàn)象。談?wù)勀銓Α鞍l(fā)展空間”中的第1和第3個問題的認識【學(xué)以致用】1.就一些實際生活中的現(xiàn)象，某同學(xué)試圖從慣性角度加以解釋，其中正確的是（）A.采用了大功率的發(fā)動機后，某些一級方程式賽車的速度甚至能超過某些老式螺旋槳飛機的速度．這表明，可以通過科學(xué)進步使小質(zhì)量的物體獲得大慣性B.射出槍膛的子彈在運動一段距離后連一件棉衣也穿不透，這表明它的慣性小了C.貨車運行到不同的車站時，經(jīng)常要摘下或加掛一些車廂，這些會改變它的慣性D.摩托車轉(zhuǎn)彎時，車手一方面要控制適當(dāng)?shù)乃俣?，另一方面要將身體稍微向里傾斜，通過調(diào)控人和車的習(xí)慣性達到行駛目的2.如圖中的甲圖所示，重球系于線DC下端，重球下再系一根同樣的線BA，下面說法中正確的是（）A．在線的A端慢慢增加拉力，結(jié)果CD線拉斷B．在線的A端慢慢增加拉力，結(jié)果AB線拉斷C．在線的A端突然猛力一拉，結(jié)果AB線拉斷D．在線的A端突然猛力一拉，結(jié)果CD線拉斷v

3.做勻速直線運動的小車上水平放置一密閉的裝有水的瓶子，瓶內(nèi)有一氣泡，如下圖所示，當(dāng)小車突然停止運動時，氣泡相對于瓶子怎樣運動？v課后反思學(xué)生在預(yù)習(xí)之后再來學(xué)習(xí)