牛顿第一定律教学设计

1《牛顿第一定律》教学设计【教材分析】“牛顿第一定律”是普通高中课程标准实验教科书人教版第四章“牛顿运动定律”第一节的教学内容，这一章的知识属于动力学的知识，是研究力与运动之间的关系，只在懂得了动力学的知识才能根据物体所受的力确定物体的位置，懂得了速度变化的规律，才能够创造条件来控制物体的运动。牛顿三大运动定律作为动力学的核心内容，本节课的教学内容牛顿第一运动定律作为牛顿物理学的基石，首先对人类认识运动和力的关系作了历史的回顾，着重介绍了伽利略研究运动和力的关系的思想方法及卓越贡献，而后讲述了牛顿第一定律的内容。为后续的牛顿运动定律的学习打下好的基础。【设计理念】总的思路是围绕力是维持物体运动的原因还是改变物体运动状态的原因的议题来辨论，人类认识这个问题，经历了漫长的过程;学生应正确认识这个问题,同样也要克服日常经验所带来的错误认识。若一开始就讲方法，介绍历史回顾，指出亚里士多德错误，虽节省时间，但对消除学生由直觉产生的类似错误不利。所以，教学一开始先安排两个实例，让学生讨论，让学生充分思考,有足够时间去澄清错误认识,切实理解牛顿第一定律内容。学习伽利略理想实验时,采用思维点拨方法引导学生阅读课本,这样有利于培养学生独立思考的能力和习惯。【教学目标】1﹑知识与技能（1）知道伽利略“理想实验”的装置，了解伽利略以事实实验为基础，将实验与逻辑推理相结合的思想方法。（2）知道运动不需要力来维持，力是改变物体运动状态的原因。（3）掌握牛顿第一定律。2、过程与方法（1）针对学生对运动的片面认识“物体运动必须有力的作用”实行先破后立的方法。（2）学生亲身体会以实际实验为基础，将实验与逻辑推理相结合得出结论（运动不需要力来维持）的思想方法。3、情感态度与价值观（1）通过对科学史的简介，对学生进行严谨的科学态度教育。（2）通过对理想实验的推理，体会科学家进行科学研究时的理想实验法。【重难点】1、教学重点：理解牛顿第一定律。2、教学难点：学生从“物体运动必须有力的作用”转变到“运动并不需要力来维持”。【教法学法】1﹑学情分析①学生的知识背景：学生已经学习了“运动的描述”、“探究匀变速直线运动”和“研究物体间的相互作用力”，掌握了描述运动的物理量，并用这些物理量去描述运动和运动的一些规律，以及力的基本知识，懂得了如何通过物体的运动状态对物体进行受力分析的基础上，知道了力和运动有着密切的联系。从而为探究力与运动的关系做好了思想准备。2②学生能力背景：好奇心强﹑对实验有浓厚的兴趣，具有一定的观察力，具备了自己动手进行简单实验的技能。③不利因素：独立探究问题的能力不够，不善于抓住问题的本质，主动性不强，认知习惯，被动接受学习为主，需要教师的引导和指点。2﹑教学方法针对学情及重点、难点，采用问题设疑法、实验法、谈话法、讲解法、推理法相结合。开设一堂科学探究课，在突破难点，形成重点的同时，通过演示实验和自主探究实验来培养学生自主、合作、探究学习的能力。【教学仪器】斜面、粉笔盒﹑小车、毛巾、棉布、标志物、木板、多媒体、实物投影仪等。【教学过程】1﹑导入新课前面我们学习了怎样描述运动以及运动的一些规律，但是没有进一步讨论物体为什么会做这种或那种运动，要讨论这个问题，就必须要知道运动和力的关系，那么这节课就一起来探究力和运动的关系。[演示1]：教师在桌面上用手推动粉笔盒，从静止开始慢慢向前运动，撤去推力，粉笔盒立即静止。问题引入：1。物体原来是静止，现在要让它运动，我们应该怎么办？2。停止用力，物体会如何呢？误导学生：物体受力就会运动，物体不受力就停止。得出谬论：力是维持物体运动的原因（亚里士多德观点）。2﹑新课教学[实验演示2]：推一辆小车，撤去推力，小车没有立即停下。请学生思考原因。师：哪位同学从这次的实验现象中发现了与前面实验现象不同的地方？生1：小车在不受力的作用时仍移动了一段距离，最后受到阻力的的作用还是停下来了。生2：前面用的是粉笔盒，这次用的是小车。师：看来大家都观察得很仔细，非常好。从实验中我们可以知道：“小车在没有受到力的作用时仍可以移动。”即：物体的运动不需要力来维持，力是改变物体运动状态的原因。这个结论是两千年后的科学家伽利略提出的。这与亚里士多德的观点相矛盾，那么，这里有两个相互矛盾的观点，到底哪个是正确的呢？应用什么办法呢？生：用实验探究法来确定。师：好，现在就根据你们桌面上给的器材，四人一组，相互讨论，设计一个实验来探究“小车移动的距离与阻力大小有什么关系？”最先设计好的小组给同学们讲讲你们的实验方案。小组1：让小车从斜面的同一高度自由下滑，在水平桌面上铺上不同的毛巾，棉布，木板，看小车在不同的表面移动的距离，用标志物标出小车的位置，根据小车的不同位置来判断什么表面对小车的阻力大或小。师：考虑很仔细，还有其他小组要补充吗？小组2：在实验过程中要用同一小车和同一斜面。师：不错，补充得很完整。那么，用同一高度、同一小车和同一斜面的目的是什么呢？生：这样可以保证小车在进入平面时的速度一样。师：对，就是要让每次实验时小车在进入平面时的速度一样，这种实验方法叫什么呢？生：控制变量法。师：对，控制小车进入水平面时的速度相同，看小车在不同材料的水平表面移动的距离。现在就请同学们根据你们设计的实验方案，完成探究内容。并做好实验数据的记录。再根据三次实验的数据进行分析，进一步推理“在光滑水平面小车的运动情况会怎样？”。每个小组的成员做好分工，每个同学3都动起手来，一起来完成这次探究。实验开始：学生探究活动过程教师在学生实验过程中巡视各小组的实验情况，对不会的小组进行引导，纠正实验中的错误操作。实验记录表：表面材料阻力大小小车滑动距离毛巾（最大）（最短）棉布（较大）（较短）木板（较小）（较长）光滑水平面（阻力为0）（无限远）师：好了，各个小组都完成了实验，并进行了小组讨论和分析，那么现在我们来看看下面几个问题：问题一：三次实验，小车最终都静止，为什么？师：哪组的同学来回答？小组3：小车停下来是因为受到了阻力的作用。师：对，小车因为受到了阻力，速度越来越小，最后停了下来。问题二：三次实验，小车运动的距离不同，这说明什么问题？师：大家都在举手，看来都认真做了实验，并仔细进行了分析，很不错，希望以后大家都能这样，积极参与到我们的学习中来。小组4：说明小车滑动的距离受阻力的影响。师：不错，小车滑动的距离要受阻力的影响，那是怎样影响的呢，来看第三个问题。问题三：小车运动距离的长短跟它受到的阻力有什么关系？小组6：表面材料越粗糙，产生的阻力越大，小车滑动的距离就越短。师：很好，三次实验告诉我们，表面越光滑，阻力就越小，而小车滑动的距离就越长。通过这三次实验，我们来想象一下，若表面更光滑，那么受到的阻力就更小，小车运动的距离又会是怎样的呢？问题四：若使小车运动时受到的阻力进一步减小，小车运动的距离将变长还是变短？小组2：若小车运动时受到的阻力进一步减小，小车运动的距离将变长。师：好，根据上面的实验及推理的想象，你们还可以推理出什么结论呢？问题五：小车在光滑的阻力为零的表面，将会怎样运动？生：将永远运动下去。师：下面看伽利略实验推论伽利略根据理想实验进行推论，让一个小球沿一个斜面从静止滚下来，小球将滚上另一个斜面。如果没有摩擦，小球将上升到原来的高度。如果减少第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上达4到原来的高度就要通过更长的路程。继续减少第二个斜面的倾角，使它最终成为水平面。小球就再也达不到原来的高度，而沿水平面以恒定速度持续运动下去。（此处用多媒体进行演示）师：通过伽利略的实验和科学推理得出“运动的物体，如果受到的阻力为零时，它的速度将不会减慢，将以恒定不变的速度永远运动下去。”师：后来，科学家迪卡儿在伽利略的基础上进行了补充：如果运动物体不受任何力的作用，不仅速度大小不变，而且运动方向也不变，将沿原来的方向匀速运动下去。师：最后，伟大的科学家牛顿在前人的基础上进行补充：物体除了运动的以外，还有静止的，那么，静止的物体在没有受到外力作用时，保持什么状态呢？（将保持静止状态）师（引导学生概括）：现在我们来根据几位科学家的研究成果进行一下概括：一切物体在没有受到外力作用时，将如何呢？（对概括出大致意思的同学进行鼓励）最后教师在学生概括的基础上引导学生进行总结：一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持静止状态或匀速直线运动状态。师：这就是牛顿第一定律。是实验加推理得出的结论。现在，同学们用两分钟的时间来记一记它的内容，并想想牛顿第一定律实用于什么范围？有什么条件？会出现什么样的结果？生1：范围是：一切物体。师：对，不管是固体、气体，还是液体，静止的还是运动的，所有的物体都包括。师：条件又是什么呢？生2：在不受外力作用时。师：不受外力什么时会出现什么样结果呢？生3：静止或匀速直线运动。3﹑布置作业和随堂练习不仅巩固基本知识，也可以使有能力的学生发挥能动性，激发学习探究的兴趣，鼓励收集资料，开拓学生视野。使之带着问题离开课堂。4、小结1、牛顿第一定律的内容：一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持静止状态或匀速直线运动状态。2、“牛顿第一定律”表达的是物体不受外力时的运动规律。3、物体的运动不需要力来维持。4、“牛顿第一定律”不是实验定律，而是在实验的基础上推理概括出来的。【板书设计】牛顿第一定律亚里士多德的观点：力是维持物体运动的原因。伽利略的观点：力是改变物体运动状态的原因。牛顿第一定律内容：一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持静止状态或匀速直线运动状态。5【教学反思】本节课通过两个演示实验来激化两种观点的矛盾，从而引导学生通达实验来验证正确的观点，有肋于调动学生的学习积极性。问题的设置由浅入深，有一定的梯度，知识点之间的衔接较好，对教材的挖掘把握适中，注意了前后知识的照应。但对个别学生的引导不够，对“控制变量法”的实验方法强调不足。在以后的教学工作中应加以改正，不断提高自己的普通话水平，语言的严谨，达到好的教学效果。