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《牛顿第一定律》教案设计

一、案例背景1、教材分析 本节是人教版必修一第四章《牛顿运动定律》第一节。本章是在前面三章对力和运动分别研究的基础上，进一步探讨物体的运动状态变化和物体的受力情况间的关系.牛顿运动定律是帮助学生理解力和运动关系的桥梁，是动力学的基础，也是整个经典物理理论的基础。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观点，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，不能把它看做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。2、教学重难点及学情分析教学重点1.理解伽利略理想实验中体现的科学思想2. 理解牛顿第一定律，掌握惯性，力与运动的关系.教学难点牛顿第一定律是理想定律，描述的是物体在不受力的情况下遵循的运动规律，与生活实际有一定距离，部分同学从日常经验出发，往往会产生错误的认识，这就使学生在理解上容易出现障碍。也是历来学生在做这部分习题时容易出现问题的原因。惯性现象是自然界、生活中的普遍现象，但是概念是抽象的。对“惯性”概念的理解对学生是一个难点，尤其是对于惯性现象进行科学的解释3、教学目标 三维目标1.知识与技能(1)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.2.过程与方法 培养学生严谨的逻辑推理能力;要能透过现象了解事物的本质，对物理问题决不能主观臆断;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、态度与价值观(1)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。(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.4、教学设计思路 本节课的教学设计，主要是践行新课程所倡导的探究学习、自主学习、合作交流，让学生体验知识的获取过程，并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。根据新课改要求，本节采用探究式教学，以物理史实为线索引导学生得出物理规律。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。采用讲授灌输式教学方式，远离科学探究乐趣，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体验物理规律的发现和发展。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，探究式实验验证是本节课必需要的。5、课前准备 教具准备:多媒体课件、小车、长木板、棉布、毛巾、小球、自制理想斜面实验器(每3人一组:2人配合实验，1人记录整理)、刻度尺、木块、气垫导轨、滑块等.知识准备:力的概念及力的作用效果.6、课时计划:1课时 二、教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 引 入 课 题1.视频导入 嫦娥二号发射过程:将卫星发射到太空必须要有推力强大的火箭。力与运动之间有着密切的联系，由此引出本章内容。2.常识导入(图片)1.我国公安交通部门规定，从1993年7月1日起，在各种小型车辆前排乘坐的人(包括司机)必须系好安全带，为什么?2.展示一张极具视觉冲击力的照片--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?3.情景导入 动手做一做:用手推桌上的书，然后停止用力，观察书的运动状态变化。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--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.观看、聆听、动手体验、思索、渴望探究力与运动的关系。通过生产生活中的一些现象引起学生探求物理知识的兴趣，同时为惯性的学习打下伏笔。新 课 教 学 历史回顾之亚里士多德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)2. 指导学生实验:设计斜面小车实验:在学生提出的观点后指出:亚里士多德的观点虽然错误，但一直维持和统治人们的思想近两千年，你能用桌面的器材设计实验推翻他的说法吗?(介绍器材:小车、长木板、棉布、毛巾、)提出指导问题:(1)、如何让小车初速度相同?(2)、毛巾、棉布、木板的粗糙程度怎样?(3)、如何减小小车在水平面上的滑行距离?3.价值观渗透:亚里士多德说法虽然错误，但他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。1、思考、回答问题2、设计实验、感受领悟:力并不一定能维持运动，小车停下来正是因为力(摩擦力)阻碍了运动。3.对力的作用效果有了更进一步的认识。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。既然有疑虑，那最好的办法就是让学生通过自己动手动脑去破除疑虑。同时，为提出伽利略理想实验打好伏笔。历史回顾之伽利略1.指导学生实验:指导学生动手操作，重温伽利略理想实验，重点注意引导学生进行科学推理。2.演示实验: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--气垫导轨上物体近匀速的运动。3.视频观看:体育项目--冰壶球运动，由于球运动过程阻力很小，能以几乎不变的速度前进。4.小结及价值观渗透:(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，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。1.动手操作，观察记录，推理分析，领悟实验加推理的科学研究方法。伽利略理想实验虽然无法在现实生活中实现，但却是建立在实验基础之上，通过科学推理得出，因此是完全正确的。结论:在水平面上运动的物体如果没有受到摩擦阻力，物体将沿水平面以恒定的速度持续运动下去。2.体会领悟爱因斯坦对伽利略的评价。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。通过理想斜面实验，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。让学生学习体会前辈科学家敢于质疑权威，勇于探索的精神品质。历史回顾之笛卡尔1.指导学生阅读笛卡尔相关内容 提醒学生思考笛卡尔说法与伽利略说法的异同: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。2.价值观渗透:科学理论的完善不是一蹴而就，需要科学家们不断地推进。阅读理解，分析笛卡尔说法的进步性。让学生体会科学理论的发展完善过程。牛顿第一定律1.提出终极论断--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。2.继续设疑，引导学生加深理解: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)。3. 在学生回答基础上，进一步总结，对定律的理解指出:(1)物体运动不需要力。(不受力时，运动物体会一直运动下去，静止的物体会一直静止)，提出“惯性”概念。(2)力是改变物体运动状态的原因。4.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做不受力.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化状态，但它却正确揭示了自然规律.5.价值观渗透 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。牛顿的谦虚。1.思考、对牛顿第一定律内容逐字进行推理分析。2.讨论交流，深刻理解牛顿第一定律的内涵。培养学生的推理分析能力，并加深对牛顿第一定律的理解。培养学生合作探究的意识。牛顿第一定律的应用1. 回答引入部分的两个问题:(1) 司机为什么必须系好安全带?(观看视频:汽车碰撞模拟实验)(2) 柯受良为何能飞越黄河?2. 播放视频(车上抛球)，请同学解释。3. 要求学生分组讨论收集生活中的有关“惯性”的现象，并解释。思考、讨论、观察、推理、通过理论与实践相结合的方式，进一步加深对牛顿第一定律的理解。让学生进一步感受到物理是一门与生产生活联系密切的科学。要能学以致用。小结 通过板书，总结本节主要内容:1、回顾历史，各位科学家的贡献，强调一下伽利略“理想实验”的意义。2、牛顿第一定律告诉我们亮点:即(1)物体都有“惯性”，(2)力的作用效果是改变物体的运动状态。思考、整理知识点，形成完整的知识体系。通过小结，使学生形成完整的知识体系。课后 作业 拓展1、 完成本节课后练习。2、 放学后在安全有保障的情况下，找各种机会体验“惯性”，思考惯性与那些因素有关，写出心得。通过完成作业，巩固本节所学。通过作业，复习巩固所学知识，拓展知识，进一步提高分析推理能力。