高中物理教案-牛顿第一定律

2024-08-02

高中物理教案-牛顿第一定律（精选6篇）

篇1：高中物理教案-牛顿第一定律

§4.1 牛顿第一定律教案

一、设计思想

物理学是一门与自然、生活、技术进步和社会发展有着最为广泛联系的科学。让学生封闭在既不联系自然，也不联系生产、生活，远离科学探究乐趣，甚至根本不可能存在的“思辩游戏”式的难题和怪题的牢笼之中，他们是不可能热爱物理课程的。所以要让学生在体验中获得物理规律，在物理史实中领略思维的力量和美。本节课的设计特点是注重物理规律的发现和发展，对科学家的创造性思维品质和敢于置疑、坚持真理的献身精神成为情感态度价值观教育的好素材。另外，实验的验证是本节课必需要的。适当介绍一些物理学史的知识，通过对大量实例的分析，让学生真正理解力不是维持物体速度的原因，而是改变物体速度的原因。先是介绍了人类对力和运动关系的发展历史，并着重讲述了伽俐略的理想实验及其重要的实验思想。然后引入了牛顿第一定律，引入了惯性概念，并由此分析出力不是维持物体速度的原因，而是改变物体速度的原因。

二、教材分析

牛顿第一定律是牛顿定律的基石，正是因为它破除了长达近两千年的亚里士多德的错误，改变了人类的自然观和世界观，才导致牛顿第二定律得出。与此同时，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，成为物理学理论的支柱和基石。另外，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，展示了伽利略斜面理想实验的猜想依据、推断结果这一思维过程，通过教学让学生明确运动和力的关系，提升对力、惯性、质量等基本概念的理解。惯性是学生学习运动和力的基础，因其抽象难懂而成为难点。新课标中本节内容对学生有以下基本要求：1．了解亚里士多德对力和运动关系的论述及存在的错误。2．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。3．知道速度是描述物体运动状态的物理量。4．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。5．知道惯性是物体的固有属性，知道质量是物体惯性大小的量度。6．运用惯性概念，解释有关实际问题。在发展要求中：1．了解运动学和动力学研究角度的差异。2．会识别惯性系与非惯性系。

三、学情分析

本节所述内容在初中课本上已涉及到，初中课本中用到的标题是惯性定律，所以学生已有一定的基础，关键是如何让学生加深对牛顿第一定律的理解。对力和运动的关系，从日常经验出发，人们往往会产生错误的认识，所以使学生建立起运动改变的原因在于物体间的相互作用力的观点，不是轻而易举的事情。在对惯性的学习中，这仍是学生难于理解的问题。许多学生把物体具有保持匀速直线运动和静止状态的性质与物体在这种状态下的特点混为一谈。

四、教学目标

1．知识、技能目标：

（1）理解牛顿第一定律的内容及意义。

（2）理解惯性，知道日常生活中由于惯性而产生的简单现象，会解释日常生活中的惯性现象。

2．能力、方法目标：培养学生严谨的逻辑推理能力；通过对大量实例的分析，培养学生归纳、综合能力。善于思考、善于总结，把物理与实际生活紧密结合。

3．情感、态度目标：让学生知道科学研究过程的艰难，领悟实验加推理的科学研究方法。

五、重点难点

本节的重点是伽利略理想实验，难点是对惯性的理解。

六、教学策略与手段

探究式教学，按物理史实为线索展示物理规律的形成。

七、课前准备

自制理想斜面实验器（用有很小凹槽的柔软铝塑板作为轨道）、气垫导轨。

八、教学过程

1．创设情景、新课引入

（1）引导学生看两张来自生活的图片（多媒体投影）：

视频驾车飞越黄河引入

②亚洲飞人柯受良驾车飞越黄河，他凭什么有这种胆识去飞越气势磅礴的黄河呢？

第三章静力学是研究物体受力情况，第一、二章运动学是描述和研究物体运动规律，但无法回答物体为什么做这样的运动。所以，要解决这类问题，就必须研究力与运动的关系.爱因斯坦增把一代一代科学家探索自然奥秘的努力，比作福尔摩斯侦探小说中破案过程，有时候明显可见的线索却把人们引向错误的判断.力与运动的关系就经历这一个过程。

2．历史回顾

首先让同学看一个实验：用手推车，车前进，停止用力，车停止。

设问：生活中还有哪些类似此类的现象？（由学生思考后回答）

学生答：可能有如静止的自行车用力踩脚踏板才开始运动，如没有对车继续用力，它最终会停下来。静止的秋千用力时，它会摆动起来。停止用力时，它会最终停下来，等等。

两种主要观点：

1．亚里士多德观点：力是维持物体运动的原因

（在得出亚里士多德的观点后）

设问：你认为这个观点有什么问题？（学生思考后回答）

学生也许有不同的观点，由于初中已学习过这部分知识，所以学生会得到此观点是错误的，但不少同学心中的疑虑还是存在的。

在学生提出的观点后指出：亚里士多德的观点一直维持和统治人们的思想近两千年，才到三百年前伽俐略才指出，力不是维持物体运动的原因，物体运动不需要力。指出亚里士多德在当时提出了很多观点，有时候提出问题比证明一个问题更难，所以说亚里士多德毫无疑问是伟大的。

2．伽俐略的观点：物体运动不需要力

设问：现在假设你是伽俐略，你会寻找怎样的“侦察”方法去推翻这维持两千年的“错案”？

（组织学生进行相互讨论思考：然后叫几个学生代表发言）

给学生充分展示自己思维过程的机会，让他们自己去探求物理规律的真伪，让每一个学生都能够深刻体会力和运动之间的关系。

结论：引起亚里士多德错误观点的“罪魁祸首”是：摩擦力（说明自行车停下，停下不是没有受外力，而是受了摩擦力才停的，如没有摩擦力，会永远运动下去不停，看来物体运动是不需力的）。

介绍伽俐略创造的“侦察”方法：理想斜面

这个想法是如何产生的呢？伽俐略注意到，当一个小球沿斜面下滚时速度会增加，小球沿斜面上滚时时速度会减小，他由此猜想，当小球沿水平面滚动时，它的速度应该不增不减，实际上他发现，球越来越慢，最后停下来，伽俐略认为：这是由于摩擦阻力的缘故，他推理：若没有摩擦力，球将永远滚下去，为了说明他的思想，他设计理想斜面实验。

（1）实验演示理想斜面实验整个过程（说明：主要是为了理解伽俐略的思想）

学生分组实验：理想斜面实验

（2）再用视频动画演示理想斜面实验

通过对理想斜面实验的演示，说明物理研究中抓住主要因素，忽略次要因素的必要性，同时也展示了物理研究思想的美妙和逻辑的力量。（由于现实生活中不可能有绝对光滑的斜面，所以这个实验是个“理想实验”。）

尽管现实生活中没有绝对光滑的平面。但可以创造比较光滑的平面去证明伽俐略的想法：

视频实验：气垫导轨上物体近匀速的运动

最后总结（投影）：

①伽俐略理想实验对科学研究的意义。

②介绍伽俐略其人其事，通过对伽俐略其人其事的了解，强调指出，在我们今天看来是非常简单的道理。在它发现的最初往往是非常艰难的，如果没有坚强的意志和信念，没有足够的事实和理论依据去支持你，许多人可能会放弃，但伽俐略没有放弃。

让学生意识到：一个规律的发现并不是一帆风顺的，不是一开始的认识就是对的，而是需要人类不断探索才能形成的，并明白科学研究过程的艰难和科学家为此所付出的努力和心血。

至此，我们已经对力和物体运动之间的关系有了一个正确的认识。

3．与伽俐略同时代的法国科学家笛卡儿，补充和完善了伽俐略观点，他认为：如果没有其他原因，运动的物体将继续以同一速度沿着一条直线运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向。他支持了伽利略力不是物体的运动的观点，并且还强调没有力作用时物体的运动情况。他还认为，这应该要作为一个原理加以确立，并且是人类整个自然界的基础。

强调笛卡儿对伽俐略观点的提升与补充，指出两者之间的差异。

3．定律的学习、理解

在伽俐略和笛卡儿的正确结论隔了一代人后，由牛顿总结成整个牛顿力学的一条基本定律。

牛顿第一定律（惯性定律）：一切物体总保持匀速直线运动状态或静上状态，直到有力迫使它改变这种状态——物理学的基石。

投影介绍牛顿——“经典力学之父”的成就，指出牛顿第一定律是牛顿力学系统中的基础。对定律的理解指出：

①物体运动不需要力。(不受力时，运动会一直运动下来，静止的一直静止)

②力是改变物体运动状态的原因。

思考与讨论：从牛顿第一定律我们得知，物体都要保持它们原来的匀速直线运动或静止的状态，或者说，它们都具有抵抗运动状态变化的“本领”。但是这种“本领”的大小是不一样的。

物体抵抗运动状态变化的“本领”，与什么因素有关？请大家通过实例进行分析。

由学生分组讨论，收集各组的实例和观点，老师对此进行总结并对错误的认识进行引导和纠正。指出：把物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质叫惯性。在此基础上，再提以下设问：

由现象得出：惯性是物体固有的属性，与物体的运动状态无关，物体的质量是物体惯性的量度。

通过下面的问题来巩固和理解牛顿第一定律（由学生分析并回答）

4．定律的应用

提问：你能举出生活中还有哪些与惯性有关的现象？在学生举出一些惯性的实例后，做个小游戏第一组合第三组的听口令模拟汽车启动和刹车的过程的动作，第二和第四组观察有人做错，学生讨论：汽车实验厂里的汽车启动和刹车的过程，以及为什么要系安全带的必要性

最后，在爱因斯坦的一句话中结束这节课：伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法，是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正开端。（强调这节课中理想实验的科学思想方法的重要性。）

九、知识结构

板书设计

牛顿第一定律

一、历史的回顾：

亚里士多德→伽利略→笛卡尔→牛顿

二、牛顿第一定律

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。

三、惯性与质量

质量是物体惯性大小的量度。

篇2：高中物理教案-牛顿第一定律

(1)、知道理想实验是科学研究的重要方法。

(2)、知道牛顿第一定律的建立过程。

(3)、理解牛顿第一定律的内容和意义。

(4)、知道什么是惯性，会正确解释有关现象。

(5)、正确理解力和运动的关系。

2.过程与方法

培养学生的观察能力、抽象思维能力及应用定律解决实际问题的能力

3.情感、态度与价值观

(1)、对客观事物的正确认识需要人们经过长期的由表及里，由片面到全面的认识过程。通过本节的学习要让学生建立起正确的认识论与方法论的观点，同时体会到人们认识世界的长期性和艰巨性。

(2)、培养学生严谨的科学态度和作风，积极探索的创新精神，敢于向权威提出质疑和挑战的非凡勇气，不断地追求真理。

教学重点

牛顿第一定律、惯性。

教学难点

对理想实验、牛顿第一定律及惯性的正确理解?

教学方法

?教师启发、引导，学生自主阅读、思考，讨论、交流学习成果。?

教学工具

计算机、投影仪、CAI课件等

教?学?活?动

(一)引入

教师活动：指出在力学中只研究怎样运动而不涉及运动和力的关系的分科叫做运动学.研究运动合力的关系的分科叫动力学.动力学知识在生产和科学研究中有着重要用途.动力学的奠基人是英国科学家牛顿.1678年出版的《自然哲学的数学原理》是牛顿的动力学奠基之作.牛顿运动定律确立了力和运动的关系，这一章我们就来学习它。

(二)进入新课

1、引出错误观点——历史的回顾

教师活动：马路上有一辆车，发动机坏了，这么让它运动起来?(播放课件)

教师设问：车运动起来后，如果不施加力的作用，车会怎么样?

继续设问：车会不会立刻停下来?

教师引导：施加了力车运动起来，停止施力，车要停止;于是可得结论，要让车运动起来，就必须施加力给车，换言之：力是维持物体运动的原因，我所推理出的这一观点正确吗?

课件展示?力是维持物体运动的原因，让学生感受到力确实是维持物体运动的原因。

学生活动：同学们意见不一

教师引导：人类在认识力和运动关系的道路中经历了漫长而又曲折的过程，请问在认识力和运动关系的过程中，有那几位著名的科学家?

学生活动：回答：亚里士多德、伽利略、笛卡尔、牛顿

教师活动：幻灯片简单介绍?亚里士多德、伽利略、笛卡尔、牛顿

教师设疑：?他们各自的观点分别是什么?请同学们仔细阅读教材P68-69内容，并思考亚里士多德、伽利略、笛卡尔、牛顿他们各自的观点和所运用的方法

教师活动：教师帮助学生共同总结，得出这几位科学家各自的观点和运用的科学方法。

着重通过幻灯片展示伽利略的理想实验，让学生体会科学方法的运用和科学探究的艰难。

2、牛顿第一定律的学习

教师活动：课件展示“牛顿第一定律”，内容，并演示牛顿第一定律实验，通过展示，让学生知道其内容并明白这一定律是推理出来的

学生活动：认真观看课件演示，用心体会，并齐声朗读定律内容两遍。

教师活动：分析定律的内容，定律的前半句话“一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态”揭示了物体所具有的一个重要的属性——惯性，即物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质;牛顿第一定律指出一切物体在任何情况下都具有惯性

1、百米运动员到达终点为什么不能立刻停下来?

2、锤头松了，为什么要把锤柄往石头上磕，锤头就套牢了?

3、地球自西往东自转，你向上跳起后，为什么还落回原地?

教师活动：分析定律内容，定律的后半句话“除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态为止”实际上是对力的定义，即力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动的原因。

分析定律内容，定律指出物体不受外力作用时的运动规律，它描述的只是一种理想状态，而实际中不受外力作用的物体是不存在的，当物体所受合外力为零时，其效果与不受外力相同，因此，要把“不受外力作用”理解为“合外力为零”

例题?物体的运动状态与受力情况关系是

A、当物体受力不变时，运动状态也不变

B、物体受力变化时，运动状态才会改变

C、物体不受力时，运动状态就不会改变

D、物体不受力时，运动状态也可能改变

教师点评

力是改变物体运动状态的原因，如果物体的运动状态发生改变，物体一定受到外力的作用或者受力不平衡;物体不受外力或受力平衡，则运动状态将保持不变。力是物体产生加速度的原因

篇3：高中物理教案-牛顿第一定律

“牛顿第一定律”是力学中的根基，它揭示并否定了一直以来人们对力和运动的关系的错误认识和理解，在教学中采取理论实验结合的方法，假设实验推证验证一些结论，从而有一定的发现和收获，从科学的研究方法中使学生们在知识上不断的突破．

一、回顾历史

牛顿第一定律是牛顿总结的伽利略、卡迪尔的正确结论，牛顿第一定律是牛顿物理学以及整个力学的根基，体会伽利略的理想实验，通过动画来模拟实验．伽利略的理想实验，是一种科学推理，是在抽象的思维中创造出来的，但他并不是无凭无据，凭空乱想，是一个理想化的过程，物理学中的主要的研究法之一也是理想化实验，伽利略创造的这种研究方法，也标识着物理学真正的开始．

伽利略理想实验分析:

实验用具:小车、斜面、毛巾、玻璃板．

实验前提:小车从同一斜面的同一高度滑下．

实验步骤:小车从同一斜面的同一高度下滑，分别在毛巾表面、玻璃板表面运动，并记录下两次小车停下来的位置，实验记录表示，毛巾表面粗糙、阻力大，滑行距离短，玻璃板表面光滑、阻力小，滑行距离长．

实验分析:两次实验，小车最终都静止，小车运动的距离受阻力的影响，因此小车运动的距离不同．

推理思想:若小车运动受到的阻力越来越小，最后为零时，小车将会以永恒不变的速度一直运动，这也是伽利略实验推理得出的结论(运动的物体如果不受外力，将以永恒不变的速度运动下去)．

二、牛顿第一定律

牛顿第一定律:一切物体总保持着匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止．

1．力和运动的关系:

力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动状态的原因．我们举例来验证力不是维持物体运动状态的原因:在桌面上推动一本书，推动时，书从静止慢慢的向前移动，撤掉推力，书也停止运动．

物体保持着匀速直线运动状态或静止状态，物体则不受力，物体的运动状态发生了变化，物体则一定受力．但我们不能通过实验验证总保持匀速直线运动状态或静止状态的物体，因为几乎不存在不受力作用的物体，我们可以通过一些阻力很小的现象帮助消化、理解．

2．惯性:

物体保持着它原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质就是惯性的概念．

一切物体都具有惯性，惯性是物体固有的性质，与物体处于什么运动状态没有关系的．我们日常生活运动也常常有惯性产生，比如，我们跑步很快时，想要停下来，还需要跑几步才能停下来的，日常生活中我们乘坐车时，车子启动时，我们会感觉到身体向后靠，紧急刹车时，我们的身子会向前倾，这都是惯性，我们也可以实验探究来验证:

实验用具:小车、木块、黑板擦做障碍物．

实验过程:我们把小车放在桌面上，把木块放在小车上，突然启动小车时，观察木块的变化，运动一段时间后，用黑板擦做障碍物，遇上黑板擦时，观察木块的变化．

观察实验得出结论:一切物体都具有保持原来运动状态的特性．

惯性与惯性定律的不同:惯性是任何物体固有、特有的性质，而惯性定律是物体在不受外力时，由于惯性而表现出的一种运动规律．

3．质量:

质量只有大小，没有方向，国家单位中，质量的单位是千克，符号为(Kg)，是标量．

4．质量和惯性的关系:

质量和惯性有着对应的关系，质量小的物体惯性就小，运动状态就容易改变，质量大的物体惯性就大，运动状态就难改变．我们可以做实验，通过实验来得出结论．

实验用具:纸、书

实验过程以及结论:我们在桌面上放一张纸，放一本书，分别用嘴吹纸、书，纸的状态很容易发生改变，而书的运动状态与一张纸比起来却很难发生改变，这就说明质量和运动状态的改变有很大的关系，所以就得出质量大的惯性大，质量小的惯性小的结论．

三、教学设计总结

在现今高中物理教学中，为了让学生养成自主探索的习惯、培养创造能力、开拓创造思维、培养良好的科学态度，让学生们明白过程与方法的关系、明白知识与技能的关系，教师需要的多重教学方法相结合、综合运用，需要打破传统的生硬的教学模式，要用实验验证推论、验证理论得出结论，老师只是在特殊的时候帮助、引导、补充，突显学生的主体地位，让学生们自己动手做实验，让学生们提出疑问、发现矛盾、找出矛盾、并且自己找出解决矛盾的方法，设计疑问、推理、分析、总结;但这样的教学设计存在一定的松散性，教师一定要认真的设计，及时预见可能出现的问题，而不能失控．让学生们在大胆的教学设计中学以致用，受益匪浅．

篇4：初中物理牛顿第一定律教学研究

一、为了检验学生学习和掌握牛顿第一定律的情况，我们曾用这样一道题目来检测学生

题目如下：你坐在向前匀速直线运动的汽车里，将手中的钥匙竖直上抛，问当钥匙落下来时是落在手里，还是落在手后面。全班56名同学在试卷上皆答：落在手后面。问其原因，皆曰：汽车在走，而钥匙抛出后不再向前走了。

二、怎样更好地改进牛顿第一定律的教学效果，使牛顿第一定律的教学效果真正是实实在在意义上的令人满足

我们认为，囿于一般形式上的教学方法的改进已是隔靴搔痒，而必须深入到学生的认知结构中去考察学生产生错误认识的根源。

认知心理学的理论告诉我们，学生学习物理概念、规律时所形成的错误，常常是由于其头脑中的前科学概念的影响。所谓前科学概念，是指儿童在学习物理课程以前的生活实际中，对各种物理现象和过程在头脑中反复建构所形成的系统的但并非科学的观念。比如牛顿第一定律就是如此。在物理教学中，那种认为只需要“正面”传授知识，学生就能接受，如果他们仍不理解，可以多讲几遍就能达到目的的想法，实践证明是过于天真了。因为在有些学生的经验中，早已有了与亚里士多德“力是维持物体运动原因”的理论类似的观念。这样，当他们学习了牛顿第一定律之后，就可能把定律纳入到自己原有的认知结构中，牛顿第一定律实际上成了“力是维持物体运动原因”的代名词。让他们解释用手推车、用脚踢球等一些不易暴露错误观念的生活实例时，他们也能解释得头头是道。但当解释用手抛钥匙、飞机扔炸弹的例子时，他们却又运用亚里士多德的理论去解释，其错误观念暴露无遗。这正是牛顿第一定律教学效果不佳的症结之所在。

三、研究和改进牛顿第一定律的教学，应当了解学生头脑中前科学概念的特点

第一，学生头脑中的前科学概念是自发形成的。第二，学生头脑中的前科学概念具有隐蔽性。第三，学生头脑中的前科学概念具有顽固性。国内外物理教育界近年来的一些研究表明：一旦学生对某些物理现象形成了前科学概念，要想加以转变是极其困难的。尤其那些在人类科学认识史上经历了曲折历程的前科学概念，更是如此。

按照皮亚杰的理论，学生认识什么和如何行动，主要决定于他们所具有的认知图式（思维模式），而不完全取决于教师所讲述的内容。他们按照自己已有的图式吸收和排斥信息。在有错误认识存在的情形下，就会在头脑中形成和正确信息极不相同的东西。

四、在上述研究的基础上，我们对牛顿第一定律的教学提出如下教学建议

1、注重科学知识、科学方法与科学精神教育。在教学中，不仅应当注重科学知识教学，而且要特别强调定律得出所运用的科学方法。包括理论实验的方法和科学推理方法，这一点常常是许多物理教师容易忽略的方面。而且，还要结合定律的教学，潜移默化地对学生进行科学精神教育。为什么只有伽利略能够大胆地怀疑亚里士多德延续2000多年的错误结论？引导学生树立起科学的怀疑精神，树立实践是检验真理的唯一标准的信念。这樣融知识、方法和精神于一体的教学，真正体现了牛顿第一定律教学的全部内涵。

2、必须破除教师头脑中的前科学概念。由于不少初中物理教师头脑中还具有牛顿第一定律的前科学概念，因此，很难想象出这些教师所教授出的学生头脑中的前科学概念能够加以破除。所以，破除教师自己头脑中前科学概念是牛顿第一定律教学的前提。

3、破除学生头脑中的前科学概念。由于在牛顿第一定律教学中学生头脑中存在着前科学概念，教师必须促使学生头脑中前科学概念的转变，在他们的头脑中引发认知冲突和危机，使他们头脑中原有的观念与当前面临的现实产生无法调和的矛盾，促使原结构的解体和新结构的建构。这种过程可以说是在学生头脑中引发了一场科学革命。比如，可向学生布置如下一个问题。匀速向前行驶的汽车前后玻璃窗上各有一只蜜蜂。两只蜜蜂同时以相同的速度向前后窗飞去，问前窗蜜蜂先飞到后窗，还是后窗蜜蜂先飞到前窗？如果学生正确回答了这个问题，说明学生头脑中该问题上的前科学概念已经破除。否则，则认为仍然没有破除。

篇5：高中物理牛顿第一定律教案

l、理解力和运动的关系是本节课的重点，通过实验和生活的例子进一步体会，力不是维持物体运动的原因，而是改变运动状态的原因。这对建立科学人生观是极为重要的。

2、惯性与质量的关系是这节课的难点，通过举例反复体会，解决身边问题。

? 二、教学目标 ?一、?知识与技能

1、掌握牛顿第一定律，正确理解力和运动的关系。

2、明确惯性的概念，会正确解释惯性现象。

二、过程与方法

1、经历“牛顿第一定律的建立过程”。

2、体会探究的一般方法。

3、知道理想实验是科学研究的重要方法。

三、情感态度价值观

让学生以牛顿第一定律的建立过程为载体，

1、?学习科学家追求真理、勇于探索的精神。

2、?对客观事物的正确认识需要人们经过由表及里，由片面到全面长时间的认识过程。

? 三、学习者特征分析 ?学生已具备的前置认知基础：生活常识使人们对力和运动的关系形成了不正确的认识，虽然初中已学过牛顿第一定律，但是在一些具体问题上还存在一定的思维障碍。

1、力是维持物体运动状态的原因还是改变物体运动状态的原因，人们正确认识这个问题，经历了漫长的历史过程，同样学生要正确认识它，也要克服日常经验带来的错误认识，所以一开始就用了两个实验，让他们通过观察、思考，来澄清历史错误的认识。让学生认识到科学发现的漫长与曲折。

2、惯性是一个重要的概念。虽然学生在初中接触过，但仍有一些学生误认为“物体在保持匀速直线运动或静止时才有惯性”。不理解一切物体都有惯性，而且惯性大小与质量有关。要解决这问题也不是一蹴而就的，需要通过实例分析慢慢接受。

? 四、教学策略选择与设计 1、通过创设情景，激发学生兴趣。

2、通过学生的探究理想实验和动画模拟，帮助学生理解问题。

3、在学习掌握牛顿第一定侓的基础上，通过学生们的讨论分析伽利略探究实验的思想，理解惯性的概念，学会分析问题的思路和方法。五、教学重点及难点学习重点：

1、正确认识物体运动跟力的关系。

2、通过对牛顿第一定律的学习，加深对惯性概念的理解。

3、牛顿第一定律的建立过程。

学习难点;

克服直觉观点，建立科学分析、推理的方法。

突破难点的方法：通过学生探索、分析推理、合作讨论六、教学过程教师活动学生活动设计意图 ?我国公安交通部门规定，在各种小型车辆前排乘坐的人必须系好安全带，为什么

一、理想实验的魅力。

1、让学生利用桌子上的器

材，自主设计实验，分别研

究：

(l)、力推物动，力撤物停。

(2)、力撤物不停。

教师巡回指导，提出问题：

物体的运动是不是一定需要

力?

2、提出问题：其他的例子来

说明这个问题吗?刚才的两

个实验为什么会出现两种现

象呢?矛盾出在哪呢?

3、用多媒体播放伽利略的理

想实验。

(1)对称斜面，没

有摩擦小球滚到等高。

(2)减小另一侧斜面倾角，小球同一位置释放要滚到等高，滚动距离就会越远。

(3)把另侧斜面放平，小球要到等高，就会一直滚下去。根据这一现象伽利略得出了

什么样的结论?

二、牛顿物理学的基石——

惯性定律

1、用气垫导轨消除摩擦。让滑块在导轨上滑动，利用光

电门测出滑块在不同位置的

速度。

2、提出问题：牛顿第一定律可不可以用实验来验证?什么时候可以看作不受力并举例说明。

3、提出问题：牛顿定律又叫惯性定律，惯性是指什么?你又怎样理解这种性质呢?

举例说明。

三、惯性与质量

一切物体都具有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质，当力使它改变这种状态时，它就会有抵抗运动状态改变的的“本领”。这个本领与什么有关呢?比如货车启动时，由静止到运动得需要一段时间，是空车好启动还是满载时?你还能举出什么例子来?

1受力分析：

一物块滑上了光滑的斜面，受几个力?

? 2、略让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上

篇6：高中物理教案-牛顿第一定律

教学目的：

1．知道亚里士多德、伽利略等对力和运动的关系的不同认识，了解伽利略的理想实验及其推理和结论，认识理想实验是科学研究的重要方法；

2．理解牛顿第一定律的内容和意义；

3．掌握惯性的概念，会应用惯性解释自然现象； 4．通过问题的分析和研究感悟科学研究的方法和规律。重点难点：牛顿第一定律的理解和应用

教材处理：将教材第一节部分内容渗透到牛顿运动第一定律的教学过程中，并且在本章的教学过程中不断渗透其思想方法，通过不断深入的理性思维引导，提升感悟认识。

课型：规律建立课

教学方法：以讲授为主，调动学生观察与思维体验手段：利用手边的钥匙做演示实验，多媒体辅助教学教学过程

• 情景引入：提供虚设报道据悉：“2000年7月25日，协和号客机班机AF4590在跑到上起飞，速度达到328km/h时，机长得知飞机机翼起火，紧急制动,飞机立即停止运动.”

（在运动规律的研究中已经利用协和号客机有关信息，本课再次利用此材料，从另一个角度引起学生关注与思考）。

学生表示强烈反对，并且纷纷提出惯性问题。

师生回顾实际情景——多媒体视频：

协和号客机班机AF4590在法国戴高乐机场进行起飞，奔驰了约2000米、速度达到328km/h时，轮子压上美国大陆航空的DC-10脱落的小铁条，飞机机翼起火，如果停止起飞过程需要冲出约3000米长的距离（此结论在第一章学习过程中由学生推论而得到过），机长拉起飞机，两分钟后飞机坠毁。

学生和老师一起再次经历心灵的震撼。

教师肯定学生们有关惯性的说法——惯性致使飞机不能立即停止运动？同时提出问题：假如有足够长的跑道，在3000米长的距离上有没有力强迫飞机向前奔驰？

学生的结论出现分歧，有同学提出有冲力，教师不急于表态。在后面的问题研究过程中希望学生可以自我感悟认识问题。

教师演示实验，学生观察实验——引导学生体会、思考力与运动的关系：

使一串钥匙：竖直上抛、使其摆动、使其圆周运动，提出思考问题：为什么小球的运动过程不一样？学生观察后绝大多数答案：小球受力情况不同。

教师变换条件，演示实验，学生观察实验——引导学生思考，感悟力不是决定具体运动形式唯一因素。

使同一串钥匙落体、上抛、平抛、斜抛问题：小球受力情况是否相同？答案：均只受重力

问题：为什么小球的运动过程不一样？

学生对比两次实验，深刻思考反思，有学生说到有惯性！

教师肯定，并且强调初始状态不同。

教师引出新课题：运动学（kinematics）

——只研究物体怎样运用而不涉及运用与力的关系的理论；动力学(dynamics)——研究运动和力的关系的理论。

教师调动学生：让我们走进牛顿的世界

“大自然和他的规律深藏在黑夜里

上帝说让牛顿出世吧

于是一切就都在光明之中”

——牛顿的墓志铭

第三章牛顿运动定律之牛顿第定律

牛顿定律——整个动力学的基础

教师讲解：一个基本问题，几千年来，因为它太复杂而含混不清，这就是运动问题。探究问题：物体运动的原因究竟是什么？

人们的直觉经验：力是维持运动的原因

古希腊的哲学家亚里士多德（公元前384－322年）：

——“一切运动的物体必定受某物的驱动”，外力是物体产生并维持运动的原因

古希腊的哲学家亚里士多德所著《物理学》一书中认为：机械运动有自然运动和机械运动，如马拉车行驶，奴隶曳船行驶，这些运动必须要劳动者，即运动必须有外力维持，否则就归于静止。他认为“一切运动的物体必定受某物的驱动”。千百年来人们都相信亚里士多德的说法：外力是物体产生并维持运动的原因。

强调亚里士多德分析与认识问题的方法：根据对现象的观察、直觉推理得到结论。

一

提出思考问题：你是否同意亚里士多德的观点：力是维持物体运动的原因，速度本身标志着是否有力作用在物体上？

同学已经有足够的经验、知识、说“不”！

一、伽利略——理想实验的魅力

回顾问题：关于力，伽利略断言了什么？

伽利略认为将人们引入歧途的是摩擦力的存在。

提出假设请学生想象与思考，假如没有了摩擦会怎么样？

教师随手演示，仍然使一串钥匙摆动，观察其经历——几乎摆上初始高度。或许就是这样的观察经验，使伽利略设想了理想实验。

斜面实验——课件模拟。

引导观察和思考，伽利略理想实验经验与推论：理想条件下，小球可以达到原来等高位置；倾角越小，会运动得更远；

假如水平，小球将永远运动。

设小球释放的高度不同，在水平面上的速度不同，但是没有使物体减速的原因，物体会保持达到最低点的状态（速度）运动。

推论：力不是维持运动的原因（不是维持速度的原因），而是改变物体的运动状态（改变速度）的原因。

视频：沙弧球——在摩擦作用非常弱时，沙弧球运动距离被极大地放大了。为伽利略——理想实验推论提供体验性支持。

视频：保龄球以强烈的势头冲向目标——多次重复，请学生寻找冲力？同时对前面协和号问题得到统一认识——运动不需要力维持

引导总结“伽利略与亚里士多德观点的分歧在什么地方”？

笛卡儿：除非物体受到外力的作用，物体将永远保持静止或运动状态，永远不会使自己沿曲线运动，而只是保持在直线上运动。

他认为这应该作为一个原理加以确立，并且使人类整个自然观的基础。

二、牛顿第一定律（Newton first law of motion）

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

引导对第一定律的深刻析、讨论：如何理解“一切物体”？

不论物态如何、不论状态如何、不论什么位置——一反几千年束缚人们思想概念的教会观点——天上与地面的物体遵从不同的规律。

“除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态”

——肯定了力的真正作用——改变物体的运动状态，而不是维持物体的运动状态。强调：物体运动状态变化的特征表现是什么？

“位置”和“速度”是描述物体运动状态的物理量，物体运动状态的变化主要表现为速度的变化

“总保持匀速直线运动状态或静止状态”强调物体具有保持匀速直线运动状态或静止状

态的性质——惯性

惯性（inertia）：物体保持匀速直线运动状态或静止状态性质

物体本身的本能。

自然界是非常“懒惰”的，本性——希望保持运动状态不变，保持运动状态不变是物体与生据来的一种本能。

问题思考：企图保持不变，是不是不能变化？

否！

物体具有保持原来运动状态不变的本领——惯性——本能；歧途不变，能不能不变取决于是否有力迫使其改变。

问题深入：所有物体均具有惯性，是否所有物体保持原来状态不变的本领相同？

不同的物体保持原来运动状态不变的本领不同，而迫使不同的物体改变状态需要复出的努力是不同的——惯性大小不同，是什么使得惯性大小不同？

深入分析与思考：研究物体的惯性大小与什么有关？学生提出速度、重力、密度、光滑等因素。

教师引导，理性思维研究分析：

关于速度，引导逆向思辨

——可否认为我现在速度为零，惯性为零？

——可否认为我乘坐动车组飞奔着惯性增加？可否认为我对面乘客惯性为零？

学生深层次思考讨论。

统一认识：惯性既然是物体本身的属性就应该与外界条件、外界作用是否有、大小、速度大小没有关系。

速度具有相对性，相对于不同参照系，速度不同，而物体本身的属性应该与参照系的选择无关。

光滑——光滑是否没有惯性？

强调摩擦的作用。

重力——是否在太空中、卫星上没有惯性，能否以意念改变物体状态？视频——失重，强化理解。

密度——是物质的特性之一，惯性是否与密度相关？ ——比较冰和石头？

一冰山足可以撞坏太坦尼克号！

质量是物体惯性大小的量度——可以抽杀乒乓球、羽毛球，不可以抽杀铅球、保令球，撼树容易，撼山难。

这样的事例，使学生心灵感悟得到强化。

进一步：太坦尼克号已经发现了冰山，为什么躲闪不开？

协和号为什么难于改变运动状态？质量大，运动状态难于改变。

三、惯性与质量

质量是物体惯性大小的量度

质量(mass)m——标量

单位：千克符号 kg

四、解释生活现象，问题讨论：

1、最便宜的旅行方式。

有人设想，乘坐气球飘在高空，由于地球自转，一昼夜就能环游世界，这个设想可行吗？答：因为地球上一切物体，（包括地球周围的大气）都随着地球一起运动，气球升空后，由于惯性，它仍保持原来随地球自转的速度，当忽略其他与地球有相对运动的作用而产生的影响时，升空的气球与它下方的地面处于相对静止状态，不可能相对地球绕行一周。

这就可以解释为什么地球自西向东转动，我们竖直上抛的物体还会落到原来的地方？而不是落在原位置的西边？

现实类比：观察视频——汽车上抛球：

在快速行进的汽车上，竖直抛出的物体会落回手里。

引申，思维体验：如地球突然停止转动，可能会发生什么问题？

2、既然任何物体都具有惯性，所以任何物体的运动状态都不能变化？

3、物体运动状态变化了，是不是就没有惯性了？注意：力改变的是状态而不是改变了惯性

总结：

牛顿第一定律——惯性定律——牛顿物理学的基石

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。

意义：正确揭示了力和运动的关系；

定义了惯性概念：物体总保持匀速直线运动状态或静止状态性质。

关于“对力学所需的基本概念、基本假定、对物质运动的基本观点都作了界定”的问题，鉴于学生的理解能力有限，暂不说明。

注意：惯性不是力！

问题拓展：物体存在惯性是一件好事还是坏事？

设想，假如物体没有惯性世界会是什么样的？

惯性的利用和预防，课件撞车

安全带视频，学生对惯性的感悟与体验再次得到强化，同时强化了安全意识。

认识拓展，问题：不受力作用的物体是不存在的，所以牛顿运动第一定律不能经过实验检验，那么惯性定律为什么还被认为是一客观规律？

引导认识：

1、不存在反例

2、近似条件——彗星运动

视频：沙弧球运动、气垫导轨实验

3、以其为理论依据得到的推论可以经过实践检验

4、建立在实际观察和理性思维上

教师展开：人类对于惯性的认识从亚里士多德到伽利略一直至牛顿，经历了2000多年无数个有名无名的科学家的探索才逐渐趋向完美，而其中对伽利略的用理想实验的思想方法给人以深刻的启迪。“一代代科学家探索自然界奥秘的努力，就像是读福尔摩斯一类的侦探小说。在好的侦探故事中，一些最明显的线索往往将读者引导到错误的猜疑上去，凭直觉的推理方法是靠不住的”。

——《物理学的进化》爱因斯坦、英费尔德

爱因斯坦对伽利略的贡献给予高度评价：“伽利略的发现以及他所应用的科学推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正开端”。这个发现告送我们，根据直接观察所得出的直觉的结论，并不总是可靠的，因为它们有时会引到错误的线索上取。——《物理学的进化》爱因斯坦、英费尔德

我国远在春秋战国的“墨经”上已有惯性的论述。在春秋战国末期的《考工论车舟人篇》中更有明确的记载：“劝登马力，马力既竟竭，犹能一取也。”意思是说：马拉车的时候，马虽然对车不再施力了，但车还能继续前进一段路，这显然是讲述一种惯性现象。

这段历史对每个学习物理并愿通向成功之路者是最好的借鉴。伽利略的科学研究方法：可靠事实+理论思维→理想实验

课后思考问题：第一定律建立的科学方法到底是什么？(在本章的教学中，不断的渗透科学方法教育)；

设计实验，证明气体和液体有惯性(第二讲，可以请学生展示他们的设计)；亚里士多德到底是一个什么样的人？

如果你想了解有关亚里士多德和伽利略的更多内容可以到http://61.184.119.196:8012/gzpt/xkjx/g1wl/g1wl08/unit01/kzzl.htm查找

再本章结束时，要求学生写从亚里士多德到伽利略到牛顿的感想体会。作为本章测评的

一部分。

本课的设计思想是我多年所坚持的，经过多年的实践，并且不断完善，近年来引入了多媒体，提高了课程的体验与感染力。多年来，本课有学校内外，本学科及其他不同学科的很多老师听课，给以高度认同。

可以通过以下一组问题的判断，知识巩固并且检测教学效果问题判断：

1、一切物体都具有惯性，直到有外力迫使其改变状态为止