1、普通高中课程标准实验教科书必修1教案 建始一中 朱小娟牛顿第一定律建始一中 朱小娟教学目标一、知识与技能 1、知道伽利略的理想实验及其主要推理过程和推论，知道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及意义；理解力和运动的关系，知道物体的运动不需要力来维持。二、过程与方法1、观察生活中的现象，了解力和运动的关系。2、通过实验加探对牛顿第一定律的理解。3、理解理想实验是科学研究的重要方法。三、情感态度与价值观1、激发学习兴趣，使学生体验学习的乐趣，初步领略知识在生活实际中的应用。2、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
2、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曲折性。3、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 1、科学思想的建立过程。2、对牛顿第一运动定律的正确理解。教学难点 1、力和运动的关系。2、对牛顿第一运动定律的正确理解。教学方法 实验启发式法、讨论法、探究法、讲解法教学工具 CAI课件、小车、斜面、棉布、毛巾、伽利略斜面实验演示仪等。课时安排 1课时教学过程直接导入新课在第一章和第二章，我们学习了物体运动的规律，第三章我们学习了力，这一章我们学习物体为什么会这么运动。这一节我们来学习运动与力的关系：牛顿第一定
3、律。一个看似简单但困扰人类两千年的问题。设计理念创设简单直观情境，引发学生对知识本身发生兴趣，引起“认知冲突”，产生认知需要，产生一种要学习的心理倾向，激起学生的兴趣和求知欲望。一、力与运动的关系1、创设情境，引发认知冲突。实验演示：用力推小车，小车前进；停止用力，小车就停止。根据生活实例引出关于力与运动关系的错误观点：力是维持物体运动的原因。2、 穿越时空如果把你们放到2000多年前，你们就会成为伟大的科学家。因为你们和古希腊哲学家亚里士多德的观点不谋而合。亚里士多德是个非常伟大的人。他的研究涉及生物、天文、地理、气象、数学和物理等，成果十分丰富，是西方文化的奠基人。黑格尔称其为人类的导师，
4、恩格斯称其为最博学的人。哈佛大学校训就是让柏拉图与你为友，让亚里士多德与你为友，更重要的，让真理与你为友。提出问题：物体的运动真的需要力来维持吗？设计理念在强烈求知欲的驱动下，学生带着问题自学探讨，边讨论边思考，激化其思维，激活学生的创新灵感。并且学生通过参与实验积极思考、讨论、交流得出正确结论。实验演示：用很大的力推小车，小车会运动，但停止用力后，它是前进一段后才停下来，而不是立即停下来。3、实验探究实验过程：让小车从同一斜面的同一位置滑下后分别在毛巾、棉布、桌面上运动，每次记下小 车停下的位置。（实验完后课件演示）实验发现：毛巾表面阻力最大，小车运动路程最短。棉布表面阻力较大，小车运动路程
5、较短。桌面表面阻力较小，小车运动路程较长。实验分析：三次实验小车最终都静止为什么？（小车受到了阻力的作用）三次实验小车运动的距离不同，这说明了什么？（小车运动距离的长短跟它受到阻力的大小有关）实验设想：我们设想如果桌面是玻璃的，比木板更光滑，那么小车运动的路程将怎样？（更长）设想推理：我们再设想如果桌面很光滑，摩擦阻力为零，且在真空中，即小车阻力为零，那么小车运动的状态和距离又会如何？（小车会保持原来速度永远做匀速直线运动）实验结论：物体一旦具有某一速度，如果没有阻力，将保持这个速度继续运动下去。设计理念感悟理想实验，知道理想实验是科学研究的重要方法。领悟到物理学思想与理念的本质，感悟到其中深
6、厚的科学文化内涵。 4、理想实验 在三百多年前，伟大的物理学家伽利略根据实验指出，在水平面上运动的物体所以会停下来，是因为受到摩擦阻力的缘故。并且伽利略是第一个意识到摩擦力的。他同样也观察到表面越光滑，物体运动的越远。于是他推断，如果没有摩擦阻力，一旦物体具有某一速度，物体将会永远运动下去。我们又一次和另一位伟人伽利略的观点不谋而合。伽俐略为了说明他的思想，设计了一个实验。演示斜面实验：先在斜面上铺毛巾释放小球，然后去掉毛巾直接在斜面轨道上的同一位置释放小球，小球会滚得更高，更接近原来的高度。根据实验事实加上逻辑推导得到：如果没有摩擦，小球将升到原来高度。减小后一斜面的倾角，小球滚得远些。继续
7、减小第二个斜面的倾角，小球滚得更远。若将后一个斜面放平，球会滚动多远？结论显然是，球将永远滚动下去。课件演示伽俐略理想实验。让一个小球沿一个斜面从静止状态开始滚下，小球将滚上另一个斜面，如果没有摩擦，小球将升到原来高度。减小后一斜面的倾角，小球在这个斜面上仍然达到同样高度，但这一次为了达到同样高度，比第一次滚得远些。继续减小第二个斜面的倾角，小球达到同一高度时将会滚得更远。于是他问道：若将后一个斜面放平，球会滚动多远？结论显然是，球将永远滚动下去。这就是说物体的运动不需要力来维持。当然我们不能消除一切阻力，也不能把水平木板做得无限长，所以这个实验是“理想实验”。这种建立在实验基础上即可靠事实的
8、基础上，通过逻辑推理得到理想状况下的结论，也是研究物理的一种方法。这是伽利略首创的全新的物理思想方法。他的研究方法是：以可靠事实为依据，抓住主要因素，忽略次要因素，经过抽象思维推理，从而更深刻地揭示了自然规律。设计理念客观公正的评价这些伟人，帮助学生形成正确的人生观和价值观。 5、人文思想爱因斯坦谈伽利略的贡献：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的最伟大的发现之一，而且标志着物理的真正开端。伽利略对科学的贡献就在于毁灭直觉的观点而用的新的观点来代替它。这就是伽利略的发现的重大意义。学习物理的过程中大家已经对亚里士多德这个名字很熟悉了，并且每次提到的都是他的错误观点，好像成了
9、反面教材，这里我要向大家说明一下：亚里士多德是个非常伟大的人。他一直追求真理，只不过因为当时研究物理总是靠直觉和思维来进行。因此，他的这一错误观点影响了人们两千多年。当然，亚里士多德对很多问题的处理是错误的。每个人的认识均受其所处时代科技水平的影响，和所有科学家一样，亚里士多德的一些观点存在错误是难免的，但不应该因此就把亚里士多德看成是阻碍科学进步的反动或落后势力的代表而进行批判，应该批判的是照搬亚里士多德的观点而墨守成规的人。哈佛大学的校训“让柏拉图与你为友，让亚里士多德与你为友，更重要的，让真理与你为友”很值得借鉴。6、牛顿的总结与伽利略同时代的法国科学家笛卡儿进一步补充和完善了伽利略的观
10、点，明确指出：如果运动中的物体没有受到力的作用，它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，即运动的物体做匀速直线运动。他还认为，这应该作为一个原理加以确立，并且是人类整个自然的基础。笛卡尔为发展动力学又迈出了重要的一步。伽利略对物体不受外力时的运动作了准确的描述，但他并没有明确指出运动和力之间的关系是什么。笛卡儿在伽利略的基础上更近了一步，更为接近真理。牛顿在前人工作的基础上，根据自己的研究，系统地总结了力和运动的关系，于1687年发表了他的著作自然哲学的数学原理，提出了三条运动定律，奠定了经典力学的基础。其中，牛顿第一定律的内容是： 一切物体总保持匀速直线运动状
11、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。这就是牛顿第一定律。牛顿所做的工作不仅是进行了总结，更是从物理上赋予了明确的内涵，这其中包括惯性和力作为科学概念地提出，以及惯性参考系等，同时明确了力和物体运动及其变化之间的直接因果关系。牛顿继承了伽利略重视实验和逻辑推理的研究方法，也继承了笛卡儿的研究成果。经过深入研究，澄清了力的概念，确立了经典力学的基础牛顿运动定律。设计理念通过剖析使学生加深对定律的理解，深刻领会定律内容，为应用定律解决好理论问题。二、牛顿第一定律1、内容：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。2、定律的理解：(1)一切物体
12、都有保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质，这一性质叫惯性。(2)物体不受外力时的状态是匀速直线运动状态或静止状态，说明力不是维持物体运动状态的原因。(3)自然界实际上不存在不受力的物体，所以牛顿第一定律是理想定律，不能用实验来验证。(4)外力的作用是迫使物体改变其运动状态，说明力是改变物体运动状态的原因。3、定律的意义：（1）正确揭示了运动和力的关系：力不是维持物体速度的原因，而是改变物体速度的原因。这就使人们的认识走上了正确的道路，为力学的发展奠定了坚实的基础。（2）指出了物体不受力时总保持匀速直线运动状态或静止状态。（3）深刻地揭示了物体的固有属性惯性。设计理念培养学生严谨务实的科学
13、态度和作风，激发学生的创新激情和锐意进取精神，科学的思考问题。对学生进行辩证唯物主义教育。4、定律建立过程的启示(1)不能直接用实验验证的规律，可以在实验的基础上即可靠事实基础上，以合乎逻辑的方式推理出来。这是伽利略首创的全新的物理思想方法，为后来物理学的研究和发展起到了极其重要的作用。(2)对科学要有严谨的态度和务实的作风，要学习伽利略和牛顿等积极探索的创新精神和敢于向权威提出质疑和挑战的非凡勇气，要不断地修正错误，要不断地追求真理。(3)要善于从不同角度思考问题。亚里士多德从静止的物体为什么会运动起来思考问题，而伽利略从运动的物体为什么会静止思考问题。5、课堂训练 设计理念升华知识，形成知
14、识板块三、归纳小结，形成知识板块。（用投影显示）1、牛顿第一定律的建立过程：亚里士多德的经验事实结论 伽利略的理想实验观点 笛卡尔的补充和完善 牛顿的补充概括总结。2、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，直到有外力迫使它改变这种状态为止。（1）惯性：物体具有保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质，叫做惯性。（2）力与运动的关系：力不是维持物体运动状态的原因，力是改变物体运动状态的原因。3、理想实验：在实验的基础上进行逻辑推理是物理研究的一种重要思想方法。 4、受到的启示：四、作业训练，巩固升华知能。 1、读史使人明智，研究这段历史，给你最大的启发是什么？今天的你能超越伽利略吗？ 2、请细心观察生活并把遇到的惯性现象记录下来。 3、以惯性、惯性应用、冰壶球运动等关键词，上网或图书馆搜索相应资料。板书设计：4.1 牛顿第一定律一、 力与运动的关系1、 亚里士多德：力是维持运动的原因2、伽利略：物体的运动不需要力 理想实验二、牛顿第一定律1、内容：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。2、理解： 一切物体总保持力迫使3、意义： 5
