《牛頓第一定律》教學(xué)設(shè)計【課題】牛頓第一定律【教材】粵教版高中必修一第四章第一節(jié)【教學(xué)時間】40分鐘【教學(xué)對象】高中一年級學(xué)生【教學(xué)內(nèi)容分析】1.課程標(biāo)準(zhǔn)對本節(jié)的要求:理解牛頓運動定律，能用牛頓運動定律解釋生產(chǎn)生活中的有關(guān)現(xiàn)象、解決有關(guān)問題。此外，教學(xué)提示中提出應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合物理學(xué)史認識實驗探究與科學(xué)思維的結(jié)合對物理學(xué)發(fā)展的重要作用。根據(jù)對課標(biāo)的分析，本節(jié)課應(yīng)通過牛頓第一定律的歷史史實回顧，讓學(xué)生認識到實驗探究與科學(xué)思維結(jié)合的重要作用。在理想實驗的基礎(chǔ)上推導(dǎo)得出牛頓第一定律，讓學(xué)生體會伽利略研究運動和力關(guān)系的思想方法，感受理想實驗的魅力。此外，在學(xué)生理解牛頓第一定律內(nèi)容及慣性概念后，舉例說明其在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生運用知識解釋實際問題的能力。2.教材的地位和作用:本節(jié)課《牛頓第一定律》是粵教版高中必修一第四章第一節(jié)的內(nèi)容,動力學(xué)是物理學(xué)的核心，在物理學(xué)中占有非常重要的地位，學(xué)好本節(jié)內(nèi)容是對前面學(xué)習(xí)運動學(xué)和力學(xué)的升華。【學(xué)生情況分析】1.學(xué)生的知識基礎(chǔ)學(xué)生在初中階段已經(jīng)學(xué)習(xí)了牛頓第一定律的基本內(nèi)容，但不了解其發(fā)現(xiàn)歷程。2.學(xué)生的能力基礎(chǔ)學(xué)生具備一定的邏輯思維能力，抽象思維和推理能力較薄弱。【教學(xué)目標(biāo)】物理觀念理解牛頓第一定律的內(nèi)容及慣性的概念，知道力與運動的關(guān)系；2.科學(xué)思維了解伽利略的理想實驗和相應(yīng)的推理過程，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)推理和想象能力；3.科學(xué)探究(1)認識理想實驗的科學(xué)推理方法及其意義，了解理想實驗在物理探究中的作用；(2)通過伽利略對運動和力的研究過程，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神；4.科學(xué)態(tài)度與責(zé)任(1)通過牛頓第一定律的發(fā)現(xiàn)過程，體會人類認識事物本質(zhì)的曲折過程，培養(yǎng)學(xué)生嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度；(2)通過運動和力關(guān)系的研究，體會伽利略、笛卡爾、牛頓等科學(xué)家們敢于質(zhì)疑、堅持真理、實事求是的科學(xué)態(tài)度與科學(xué)精神；【教學(xué)重點】(1)通過回顧歷史探究過程理解牛頓第一定律(2)理解慣性的概念，認識慣性和質(zhì)量的關(guān)系【教學(xué)難點】(1)對伽利略理想實驗的理解；(2)對慣性與質(zhì)量關(guān)系的認識；【教學(xué)策略設(shè)計】本節(jié)課在教學(xué)的指導(dǎo)思想上，始終堅持“教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體”的原則，通過教師創(chuàng)設(shè)問題情境和有效的設(shè)問引導(dǎo)，讓學(xué)生親歷物理知識的構(gòu)建過程。1.教學(xué)方法綜合應(yīng)用實驗探究、講授、談話等多種方法，還采取了多媒體輔助教學(xué)，把教學(xué)過程設(shè)計成以觀察實驗和已有知識為基礎(chǔ)，以問題為主線的師生對話交流的過程。2.學(xué)法指導(dǎo)在學(xué)法指導(dǎo)上，讓學(xué)生嘗試自己觀察思考、描述實驗現(xiàn)象，分析概括、合理外推，得出物理規(guī)律，使學(xué)生在獲取知識過程中，領(lǐng)會物理學(xué)的研究方法，受到科學(xué)思維方法訓(xùn)練以及探索精神等情感態(tài)度價值觀教育?！窘虒W(xué)用具】小球；乒乓球；鐵架臺；細繩；多媒體課件?！窘虒W(xué)過程設(shè)計】教學(xué)環(huán)節(jié)和教學(xué)內(nèi)容教師活動學(xué)生活動【新課導(dǎo)入】展示圖片2022年10月15日長征二號丁運載火箭在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功將遙感三十六號衛(wèi)星送入預(yù)定軌道，發(fā)射任務(wù)取得圓滿成功要想成功控制物體的運動，必須要知道為什么它能夠這樣運動，也就是要知道物體運動的原因是什么？而在前面的學(xué)習(xí)中，一、二章我們學(xué)習(xí)了物體的運動，稱為運動學(xué)；第三章研究的是物體的受力，稱為力學(xué)。運動和力之間有什么關(guān)系呢？我們把研究運動與力的關(guān)系的分支叫做動力學(xué)。本節(jié)課讓我們一起走進動力學(xué)。有了動力學(xué)知識，才使得我們創(chuàng)造條件操控運動的夢想成為現(xiàn)實.如在龍舟比賽中，隊員們可以通過劃槳操控龍舟的航向和速度；科學(xué)家們可以把人造衛(wèi)星和宇宙飛船發(fā)射到預(yù)定的軌道上運行等.【亞里士多德的運動觀】展示騎自行車、踢足球、推小車動畫介紹亞里士多德的觀點：物體的運動需要力來維持，力是維持物體運動的原因。亞里士多德觀點的質(zhì)疑：分析小車的運動分析動畫，以“力推物動，力撤物?！鄙罱?jīng)驗引出亞里士多德的觀點提問：用力推動小車然后松手,小車會不會立刻停下來？小車運動過程中水平方向還有沒有力的作用？提出質(zhì)疑：力不是維持物體運動的原因。期待回答：撤去推力后小車并沒有立刻停下來,而是運動了一段距離后停下來的(小車停下來因為受到了摩擦阻力)【伽利略的研究】斜面實驗（演示/視頻）利用窗簾軌道PVC材料自制雙斜面進行實驗，右側(cè)釘子可調(diào)節(jié)斜面的高度．（1）控制斜面的傾斜角度不變，改變軌道表面粗糙程度，將小球從同一高度釋放，觀察運動的高度（2）保持軌道表面粗糙程度不變，改變右側(cè)斜面傾斜角度，將小球從左側(cè)同一高度釋放，觀察小球在右側(cè)斜面上運動的距離和高度實驗結(jié)論：如果沒有摩擦作用的影響，在水平面上運動的物體會一直運動下去。伽利略的理想實驗本質(zhì)單擺實驗（視頻）伽利略的科學(xué)推理方法要探究力是不是維持物體運動的原因需要解決兩個問題：一是物體要有速度；二是運動的物體不受阻力。提出問題：(1)物體在什么樣的水平面上運動會不受摩擦阻力?(2)有絕對光滑的平面嗎？雖然我們沒有絕對光滑的平面，但是我們可以通過改變粗糙程度讓平面逐漸光滑，從而找到規(guī)律。引導(dǎo)學(xué)生觀察實驗，思考問題：(1)小球在右側(cè)斜面能否回到釋放位置的高度?如果沒有摩擦力呢？(2)當(dāng)右側(cè)斜面傾角減小時，小球在右側(cè)斜面上運動的距離和高度如何變化?在理想實驗中，假設(shè)沒有摩擦力的存在，右側(cè)軌道坡度傾角為零，即右軌道水平,軌道完全光滑,當(dāng)小球的運動會是怎樣的情況?在理想實驗中我們可以推論出力與運動的關(guān)系是怎樣的?提問：伽利略的斜面實驗為什么是一個“理想實驗”？總結(jié)：伽利略理想實驗的本質(zhì)是想象著把實際中存在、影響物體運動的摩擦力去掉，抓住事物的本質(zhì)。引導(dǎo)學(xué)生觀察現(xiàn)象并思考：1.從靜止釋放小球，小球運動到右邊，能達到同等高度的位置嗎？

2.在小球懸點Ｏ的正下方Ｏ1處固定一根針，當(dāng)球由左邊Ａ處往右邊擺動時，碰到針，它還會擺到相同的高度嗎？3.多次改變小球的懸點，小球的運動路徑有什么特點？提問：伽利略的研究方法與亞里士多德有何不同？期待回答：(1)光滑平面(2)沒有認真觀察實驗現(xiàn)象并得出：（1）阻力越小，物體上升的高度越接近等高線。推理：如果是沒有摩擦力的理想光滑斜面，物體將上升到原來等高線的位置。（2）小球總要達到釋放的高度，右側(cè)軌道越低,小球沿右側(cè)軌道運動的距離就越遠。推理：將斜面變?yōu)樗剑绻麤]有摩擦力，小球永遠也達不到釋放時的高度,所以小球要一直運動下去。物體的運動并不需要力來維持。期待回答：阻力不可能完全消除，第二個斜面也不可能做得無限長，這個實驗無法實現(xiàn)1.小球幾乎能上升到原來的高度；2.會擺到相同的高度；3.運動軌跡與理想斜面實驗相似；期待回答：亞里士多德從觀察出發(fā)，經(jīng)過思考，歸納得出結(jié)論。伽利略在觀察的基礎(chǔ)上，提出猜想，并設(shè)計實驗檢驗，依據(jù)邏輯推理，得出結(jié)論?！镜芽柕难a充】內(nèi)容：如果沒有其他原因，運動的物體將繼續(xù)以同一速度沿著一條直線運動，既不會停下，也不會偏離原來的方向。介紹笛卡爾的觀點，引導(dǎo)學(xué)生思考“伽利略與笛卡爾表述中的不同”其一，伽利略只說“一直運動下去”，而笛卡兒進一步明確了是“勻速直線運動下去”。其二，伽利略觀點中的“水平面”在笛卡兒的觀點中并沒有提及，而只是說直線，沿任意方向的直線?！九ｎD第一定律】牛頓第一定律內(nèi)容：一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止。慣性1.概念：物體具有保持原來勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)，叫作慣性。2.慣性與質(zhì)量展示圖片、動畫：拋擲質(zhì)量不同的兩個石塊吹動乒乓球與小鋼球無論是伽利略還是笛卡兒都沒能準(zhǔn)確說明“加速因素”、“減速因素”或“其他原因”是什么。直到30多年后牛頓將物體間復(fù)雜多樣的相互作用抽象為“力”后，把這一規(guī)律總結(jié)一條動力學(xué)基本規(guī)律—牛頓第一定律。由牛頓第