牛頓第一定律教學設計【教材分析】“牛頓第一定律”是普通高中課程標準實驗教科書人教版第四章“牛頓運動定律”第一節(jié)的教學內(nèi)容，這一章的知識屬于動力學的知識，是研究力與運動之間的關(guān)系，只在懂得了動力學的知識才能根據(jù)物體所受的力確定物體的位置，懂得了速度變化的規(guī)律，才能夠創(chuàng)造條件來控制物體的運動。牛頓三大運動定律作為動力學的核心內(nèi)容，本節(jié)課的教學內(nèi)容牛頓第一運動定律作為牛頓物理學的基石，首先對人類認識運動和力的關(guān)系作了歷史的回顧，著重介紹了伽利略研究運動和力的關(guān)系的思想方法及卓越貢獻，而后講述了牛頓第一定律的內(nèi)容。為后續(xù)的牛頓運動定律的學習打下好的基礎。【設計理念】總的思路是圍繞力是維持物體運動的原因還是改變物體運動狀態(tài)的原因的議題來辨論，人類認識這個問題，經(jīng)歷了漫長的過程;學生應正確認識這個問題,同樣也要克服日常經(jīng)驗所帶來的錯誤認識。若一開始就講方法，介紹歷史回顧，指出亞里士多德錯誤，雖節(jié)省時間，但對消除學生由直覺產(chǎn)生的類似錯誤不利。所以，教學一開始先安排兩個實例，讓學生討論，讓學生充分思考,有足夠時間去澄清錯誤認識,切實理解牛頓第一定律內(nèi)容。 學習伽利略理想實驗時,采用思維點撥方法引導學生閱讀課本,這樣有利于培養(yǎng)學生獨立思考的能力和習慣。【教學目標】 1知識與技能（1）知道伽利略“理想實驗”的裝置，了解伽利略以事實實驗為基礎，將實驗與邏輯推理相結(jié)合的思想方法。（2）知道運動不需要力來維持，力是改變物體運動狀態(tài)的原因。（3）掌握牛頓第一定律。2、過程與方法（1）針對學生對運動的片面認識“物體運動必須有力的作用”實行先破后立的方法。（2）學生親身體會以實際實驗為基礎，將實驗與邏輯推理相結(jié)合得出結(jié)論（運動不需要力來維持）的思想方法。3、情感態(tài)度與價值觀（1）通過對科學史的簡介，對學生進行嚴謹?shù)目茖W態(tài)度教育。（2）通過對理想實驗的推理，體會科學家進行科學研究時的理想實驗法。【重難點】1、教學重點：理解牛頓第一定律。2、教學難點：學生從“物體運動必須有力的作用”轉(zhuǎn)變到“運動并不需要力來維持”。【教法學法】1學情分析 學生的知識背景：學生已經(jīng)學習了“運動的描述”、“探究勻變速直線運動”和“研究物體間的相互作用力”，掌握了描述運動的物理量，并用這些物理量去描述運動和運動的一些規(guī)律，以及力的基本知識，懂得了如何通過物體的運動狀態(tài)對物體進行受力分析的基礎上，知道了力和運動有著密切的聯(lián)系。從而為探究力與運動的關(guān)系做好了思想準備。 學生能力背景：好奇心強對實驗有濃厚的興趣，具有一定的觀察力，具備了自己動手進行簡單實驗的技能。 不利因素：獨立探究問題的能力不夠，不善于抓住問題的本質(zhì)，主動性不強，認知習慣，被動接受學習為主，需要教師的引導和指點。2教學方法針對學情及重點、難點，采用問題設疑法、實驗法、談話法、講解法、推理法相結(jié)合。開設一堂科學探究課，在突破難點，形成重點的同時，通過演示實驗和自主探究實驗來培養(yǎng)學生自主、合作、探究學習的能力。【教學儀器】斜面、粉筆盒小車、毛巾、棉布、標志物、木板、多媒體、實物投影儀等。【教學過程】1導入新課前面我們學習了怎樣描述運動以及運動的一些規(guī)律，但是沒有進一步討論物體為什么會做這種或那種運動，要討論這個問題，就必須要知道運動和力的關(guān)系，那么這節(jié)課就一起來探究力和運動的關(guān)系。演示1：教師在桌面上用手推動粉筆盒，從靜止開始慢慢向前運動，撤去推力，粉筆盒立即靜止。問題引入：1。物體原來是靜止，現(xiàn)在要讓它運動，我們應該怎么辦？2。停止用力，物體會如何呢？誤導學生：物體受力就會運動，物體不受力就停止。得出謬論：力是維持物體運動的原因（亞里士多德觀點）。2新課教學實驗演示2：推一輛小車，撤去推力，小車沒有立即停下。請學生思考原因。師：哪位同學從這次的實驗現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)了與前面實驗現(xiàn)象不同的地方？生1：小車在不受力的作用時仍移動了一段距離，最后受到阻力的的作用還是停下來了。生2：前面用的是粉筆盒，這次用的是小車。師：看來大家都觀察得很仔細，非常好。從實驗中我們可以知道：“小車在沒有受到力的作用時仍可以移動。”即：物體的運動不需要力來維持，力是改變物體運動狀態(tài)的原因。這個結(jié)論是兩千年后的科學家伽利略提出的。這與亞里士多德的觀點相矛盾，那么，這里有兩個相互矛盾的觀點，到底哪個是正確的呢？應用什么辦法呢？生：用實驗探究法來確定。師：好，現(xiàn)在就根據(jù)你們桌面上給的器材，四人一組，相互討論，設計一個實驗來探究“小車移動的距離與阻力大小有什么關(guān)系？”最先設計好的小組給同學們講講你們的實驗方案。小組1：讓小車從斜面的同一高度自由下滑，在水平桌面上鋪上不同的毛巾，棉布，木板，看小車在不同的表面移動的距離，用標志物標出小車的位置，根據(jù)小車的不同位置來判斷什么表面對小車的阻力大或小。師：考慮很仔細，還有其他小組要補充嗎？小組2：在實驗過程中要用同一小車和同一斜面。師：不錯，補充得很完整。那么，用同一高度、同一小車和同一斜面的目的是什么呢？生：這樣可以保證小車在進入平面時的速度一樣。師：對，就是要讓每次實驗時小車在進入平面時的速度一樣，這種實驗方法叫什么呢？生：控制變量法。師：對，控制小車進入水平面時的速度相同，看小車在不同材料的水平表面移動的距離。現(xiàn)在就請同學們根據(jù)你們設計的實驗方案，完成探究內(nèi)容。并做好實驗數(shù)據(jù)的記錄。再根據(jù)三次實驗的數(shù)據(jù)進行分析，進一步推理“在光滑水平面小車的運動情況會怎樣？”。每個小組的成員做好分工，每個同學都動起手來，一起來完成這次探究。實驗開始：學生探究活動過程教師在學生實驗過程中巡視各小組的實驗情況，對不會的小組進行引導，糾正實驗中的錯誤操作。實驗記錄表：表面材料阻力大小小車滑動距離毛 巾（最大）（最短）棉 布（較大）（較短）木 板（較小）（較長）光滑水平面（阻力為0）（無限遠）師：好了，各個小組都完成了實驗，并進行了小組討論和分析，那么現(xiàn)在我們來看看下面幾個問題：問題一：三次實驗，小車最終都靜止，為什么？師：哪組的同學來回答？小組3：小車停下來是因為受到了阻力的作用。師：對，小車因為受到了阻力，速度越來越小，最后停了下來。問題二：三次實驗，小車運動的距離不同，這說明什么問題？師：大家都在舉手，看來都認真做了實驗，并仔細進行了分析，很不錯，希望以后大家都能這樣，積極參與到我們的學習中來。小組4：說明小車滑動的距離受阻力的影響。師：不錯，小車滑動的距離要受阻力的影響，那是怎樣影響的呢，來看第三個問題。問題三：小車運動距離的長短跟它受到的阻力有什么關(guān)系？小組6：表面材料越粗糙，產(chǎn)生的阻力越大，小車滑動的距離就越短。師：很好，三次實驗告訴我們，表面越光滑，阻力就越小，而小車滑動的距離就越長。通過這三次實驗，我們來想象一下，若表面更光滑，那么受到的阻力就更小，小車運動的距離又會是怎樣的呢？問題四：若使小車運動時受到的阻力進一步減小，小車運動的距離將變長還是變短？小組2：若小車運動時受到的阻力進一步減小，小車運動的距離將變長。師：好，根據(jù)上面的實驗及推理的想象，你們還可以推理出什么結(jié)論呢？問題五：小車在光滑的阻力為零的表面，將會怎樣運動？生：將永遠運動下去。師：下面看伽利略實驗推論伽利略根據(jù)理想實驗進行推論，讓一個小球沿一個斜面從靜止?jié)L下來，小球?qū)L上另一個斜面。如果沒有摩擦，小球?qū)⑸仙皆瓉淼母叨取Ｈ绻麥p少第二個斜面的傾角，小球在這個斜面上達到原來的高度就要通過更長的路程。繼續(xù)減少第二個斜面的傾角，使它最終成為水平面。小球就再也達不到原來的高度，而沿水平面以恒定速度持續(xù)運動下去。（此處用多媒體進行演示）師：通過伽利略的實驗和科學推理得出“運動的物體，如果受到的阻力為零時，它的速度將不會減慢，將以恒定不變的速度永遠運動下去。”師：后來，科學家迪卡兒在伽利略的基礎上進行了補充：如果運動物體不受任何力的作用，不僅速度大小不變，而且運動方向也不變，將沿原來的方向勻速運動下去。師：最后，偉大的科學家牛頓在前人的基礎上進行補充：物體除了運動的以外，還有靜止的，那么，靜止的物體在沒有受到外力作用時，保持什么狀態(tài)呢？（將保持靜止狀態(tài)）師（引導學生概括）：現(xiàn)在我們來根據(jù)幾位科學家的研究成果進行一下概括：一切物體在沒有受到外力作用時，將如何呢？（對概括出大致意思的同學進行鼓勵）最后教師在學生概括的基礎上引導學生進行總結(jié)：一切物體在沒有受到外力作用的時候，總保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)。師：這就是牛頓第一定律。是實驗加推理得出的結(jié)論。現(xiàn)在，同學們用兩分鐘的時間來記一記它的內(nèi)容，并想想牛頓第一定律實用于什么范圍？有什么條件？會出現(xiàn)什么樣的結(jié)果？生1：范圍是：一切物體。師：對，不管是固體、氣體，還是液體，靜止的還是運動的，所有的物體都包括。師：條件又是什么呢？生2：在不受外力作用時。師：不受外力什么時會出現(xiàn)什么樣結(jié)果呢？生3：靜止或勻速直線運動。3布置作業(yè)和隨堂練習不僅鞏固基本知識，也可以使有能力的學生發(fā)揮能動性，激發(fā)學習探究的興趣，鼓勵收集資料，開拓學生視野。使之帶著問題離開課堂。4、小結(jié)1、牛頓第一定律的內(nèi)容：一切物體在沒有受到外力作用的時候，總保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)。2、“牛頓第一定律”表達的是物體不受外力時的運動規(guī)律。3、物體的運動不需要力來維持。4、“牛頓第一定律”不是實驗定律，而是在實驗的基礎上推理概括出來的。【板書設計】牛頓第一定律亞里士多德的觀點：力是維持物體運動的原因。伽利略的觀點：力是改變物體運動狀態(tài)的原因。牛頓第一定律內(nèi)容：一切物體在沒有受到外力作用的時候，總保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)。【教學反思】本節(jié)課通過兩個演示實驗來激化兩種觀點的矛盾，從而引導學生通達實驗來驗證正確的觀點，有肋于調(diào)動學生的學習積極性。問題的設置由淺入深，有一定的梯度，知識點之間的銜接較好，對教材的挖掘把握適中，注意了前后知識的照應。但對個別學生的引導不夠，對“控制變量法”的實驗方法強調(diào)不足。在以后的教學工作中應加以改正，不斷提高自己的普通話水平，語言的嚴謹，達到好的教學效果。5