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1、设计牛顿第一定律教案整体设计牛顿第一定律揭示了运动和力的关系，是牛顿物理学的基石，力学的第一原理，它破除了长达两千年以来亚里士多德的错误，改变了人类的自然观和世界观，本身还包含着力、惯性和参考系的科学概念,是物理学理论的支柱和基石.在教学中，不能把它看作牛顿第二定律的特殊情况，它意在引导学生了解科学的发现和发展.本节课采用的理想实验法，在物理研究中具有十分重要的地位和作用.本课程的教学设计，主要是让学生通过动手实验和利用贴近学生生活的实例，达到突破重难点的目的。教学重点1.理解力和运动的关系2.理解牛顿第一定律，知识惯性与质量的关系。教学难点惯性与质量的关系.课时安排1课时三维目标知识与技能1
2、.理解力和运动的关系，知道物体的运动不需要力来维持。2.理解牛顿第一定律，知道它是逻辑推理的结果，不受力的物体是不存在的。3.理解惯性的概念，知道质量是惯性大小的量度过程与方法培养分析问题的能力，要能透过现象了解事物的本质，不能不加研究、分析而只凭经验，对物理问题:夬不能主观臆断，正确地认识力和运动的关系。情感态度与价值观1.培养科学研究问题的态度.2.利用生活中的例子来认识惯性与质量的关系.鼓励学生大胆发言，并学以致用。课前准备教具准备：多媒体课件、小车、小球、毛中、玻璃板、斜槽、刻度尺、木块、气垫导轨、滑块等。知识淮备：力的概念及力的作用效果.教学过程导入新课常识导入1.我国公安交通部门规
3、定，从1993年7月1日起，在各种小型车辆前排乘必的人（包括司机必须系好安全带，为什么？2.常见的柴油机、电动机等机器的底座非常沉重，而参加作战任务的战斗机却要抛掉副油箱以减小质量，这是为什么呢？你能解释一下吗？情景导入用多媒体播放牛耕地的画面：牛耕地时，牛拉着犁前进；牛停止拉犁，犁也停止运动.边播放边介绍，牛拉犁，犁前进；牛停犁也停.由此看来，必须有力作用在物体上,物体才运动；没有力作用在物体上，物体就不运动一一两千多年前古希腊科学家亚里士多德就得出了这样的结论，这个结论正确吗？学生讨论，教师借机导入新课。推进新课一、伽利略的理想实验为了引出伽利略的理想实验，教师可继续设疑：若接触面光滑无摩
4、擦小球会怎样？学生讨论、交流，大胆猜想.（充分发挥学生的想象空间，发散思维）在学生讨论交流的基础上，结合实验进一步总结。结论：物体的运动不需要力来维持.力撤物停的原因是因为摩擦力。若无摩擦力，运动物体会一直运动下去最早发现这一问题的科学家是伽利略，他是怎样研究这个问题的呢？（课件展示）用多媒体播放伽利略的理想实验（边播放边介绍）要动态出以下效果：学生回答问题：1 .伽利略：物体不受力时，运动的物体一直做匀速直线运动。2 .笛卡儿:物体不受力时,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，而只保持在直线上运动。3 .牛顿：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
5、迫使它改变这种状态.综上所述，牛顿第一定律更全面、更完善.二、牛顿第一定律一一惯性定律为了进一步加深对牛顿第一定律的理解，培养学生理解问题的能力，教师可继续设疑：既然牛顿第一定律更完善，那么它从几个方面阐述了力和运动的关系？让学生讨论交流并回答：两个方面：不受力时，物体保持匀速直线运动状态或静止状态;受力时，力迫使它改变运动状态.在学生回答基础上，进一步总结：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。设疑：牛顿第一定律能否用实验来验证？结论：不能，因为不受力作用的物体是不存在的.受力但合力为零可看作不受力在学生回答的基础上，作出；肯定，并指出：牛顿第一定律虽然所描述的是一种理想
6、化状态，但它却正确揭示了自然规律.三、惯性与质量演示:在小车上竖放一长条木块，让小车在光滑玻璃板上运动，前面固定一个物体，当车被物块挡住时，车上的木块向前倾倒，为什么？引导学生分析：木块随车一起运动，当车被挡住时，车停止运动，木块的下半部分受到车的摩擦作用也随车停止运动，而上半部分由于要保持原来的运动状态，故向前倾倒.物体这种保持原来运动状态不变的性质叫惯性.举例说明：木块立在静止的车上，忽然拉动小车，木块后倾。人站在匀速行驶的车厢内竖直向上跳起，仍落回原地。总结：惯性是指物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质.从牛顿第一定律我们得知，一切物体都有保持它们原来的匀速直线运动或静止状态
7、的性质，所以牛顿第一定律又叫惯性定律.当力迫使它改变这种状态时，它就会有抵抗运动状态改变的“本领”.这个“本领与什么因素有关？请大家通过实例分析。讨论交流：载重货车启动时，由静止到高速得需要较长一段时间；百米冲刺到终点后，体重大的运动员较难停下来通过这样的实例分析，使学生总结出：运动状态变化的难易程度与质量有关。结论：惯性大小与质量有关，质量大的物体惯性大：质量小的物体惯性小课堂训练1.下列关于惯性的说法中，正确的是（）1 .牛顿第一定律理想实验的魅力牛顿物理学的基石一一，惯性定律惯性与质量内容(或定义)1.亚里士多德的观点2 .伽利略的观点了.笛卡儿的观点一切物体总保持匀速直线运动状态或静止
8、状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止物体保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性说明通过学习人类对运动和力关系的认识，体会科学家对人类的贡献和正确思想的来之不易(1)物体不受外力时，运动状态保持静止或匀速直线运动，说明力不是维持物体运动的原因(2)外力的作用是迫使物体改变原来的运动状态，说明力是改变物体运动状态的原因3 3)一切物体都有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质，叫做惯性(1) 一切物体在任何状态下都有惯性(2)惯性是物体的固有性质(3)物体的惯性只与质量有关活动与探究课题：比较惯性大小与质量的关系方法：在相同的路面上，穿相同运动鞋的甲、乙两人进行拔比骞.原理：双方与地
9、面间的动摩擦因数相同，则双方与地面间的大静摩擦力取决于各方的质量，而最大静摩擦力大的一方易胜.结论：质量大的物体惯性大.习题详解1. 解答：(1)不能击中目标.因为投下的炸弹由于惯性水平方向保持匀速直线运动。(2)跳起后，水平方向由于惯性始终与地球的速度相同.A.人走路时没有惯性，被绊倒时有惯性B百米赛跑到终点时不能立即停下是由于惯性，停下时就没有惯性了C物体没有受外力作用时有惯性，受外力作用后惯性被克服了D.物体的惯性与物体的运动状态及受力情况均无关解析：惯性是物体的固有属性，与其内在因素即质量有关，与受力与否及运动状态无关.一切物体都有惯性，质量是物体惯性大小的量度，静止物体的惯性是保持静
10、止，匀速运动的物体的惯性是保持其速度不变.当物体在外力作用下运动状态发生变化时，只要其质量不变，其惯性大小不发生变化。答案：D2.如图4-1-4所示，当你在平直路面上骑自行车时，是否觉得用力不停地蹬，车才会匀速前进，一旦不用力蹬，车子就会减速，甚至停下呢？这与牛顿第一定律矛盾吗？试解释之.图4-1-4解答：对比用力蹬和不用力蹬两种情况，发现不蹬车时，车减速，运动状态改变，这是因为有阻力作用；而蹬车时，虽用力蹬车，但合外力为零，因此可以匀速前进，仍然符合牛顿第一定律。课堂小结通过本节的学习，我们知道了：1 .历史上几位科学家对力和运动关系的看法和研究.2 .伽利略得到力和运动关系的研究方法.3
11、.牛顿第一定律的内容.4 .惯性及应用惯性知识解决实际问题的方法。布置作业1.教材第48页“问题与练习”工、2、3、生、5题。5 .阅读物理万花筒.板书设计2 .解答：刹车停止时，人下部随车停止，而上部身体由于惯性保持匀速直线运动，致使向前倾倒而易发生事故.3 .解答：该同学的错误在于认为力是维持物体运动的原因.实际上向上抛出的物体是由于惯性继续向上运动的，不需要向上的作用力。4 .解答：地球是一个惯性系，小车相对于地面向右以加速度a做匀加速运动，如图4-1-6所示，小车内的光滑平台上有一小球相对于地面静止若选小车为参考系，则小球相对于小车这一非惯性系，是做向左的匀加速直线运动，不是静止，也不是匀速直线运动，即惯性定律在非惯性系中不成立。设计点评本节课先通过多媒体播放面面引出束缚人类思想近两千年的亚里士多德的观点，通过让学生亲自实验操作，并举例分析认识到他的观点是错误的，引出伽利略的观点，并通过实验来验证它的正确性.在此基础上引出牛顿的观点，即牛顿第一定律的内容及惯性的概念对惯性的理解对学生来说是一个难点，本节课是通过实验来增强学生的感性认识，并通过实例分析让学生理解质量是物体惯性大小的量度，实现从感性认识到理性认识的过渡.
