【人教版2019必修第一冊】高一物理1牛頓第一定律（教學設計）教案

第1節(jié)牛頓第一定律（教學設計）年級高一年級學科物理教師課題第1節(jié)牛頓第一定律教學目標物理觀念知道慣性的定義及慣性和質(zhì)量之間的關系;理解理想斜面實驗的科學性，能用牛頓第一定律對生活中的現(xiàn)象進行解釋。科學思維通過對伽利略理想斜面實驗的學習，體會其研究方法中所蘊含的建模、推理論證和質(zhì)疑創(chuàng)新的思維方法，提升科學思維的能力。科學探究通過對亞里士多德、伽利略、笛卡爾和牛頓等代表人物的運動觀的學習，了解他們不同的研究方法和觀點，體會理想實驗法在科學探究中的重要作用。科學態(tài)度與責任了解牛頓第一定律的適用范圍，認識到物理學的規(guī)律本質(zhì)觀。教學重難點1.了解科學家對“運動和力”認識的發(fā)展歷程。2.理解牛頓第一定律的內(nèi)容和意義(重難點)。3.明確慣性的概念，會用慣性解釋有關現(xiàn)象，知道質(zhì)量是慣性大小的唯一量度(重點)。教學過程教師活動學生活動導入新課教師：請一位同學用力吹乒乓球，看它能擺起多高;再請這位同學用更大的力吹乒乓球，看它能擺起多高。教師：提問：兩次游戲中，乒乓球擺動的高度一樣嗎?為什么會這樣?新課講授一、理想實驗的魅力教師：介紹伽利略的“針和擺”的實驗，模擬“針和擺”的實驗操作，引導學生理解伽利略的斜面實驗的設計思路和演變過程。教師：演示伽利略斜面實驗，依次撤掉軌道上的軟布條、粗糙硬紙片，展示并對比小球上升高度的變化，為基于事實的合理理論外推做好準備。學生：觀察伽利略斜面實驗中小球的運動特點，思考如果沒有摩擦力，當對接斜面放平時，小球的運動情況將會如何。教師：結合剛才的實驗，閱讀教材，說明伽利略對于物體為什么會運動，有怎樣的觀點。試說明伽利略的研究方法。例1伽利略曾設計過一個斜面實驗：讓小球沿一個斜面從靜止開始向下運動，小球?qū)ⅰ皼_”上另一個斜面；減小第二個斜面的傾角，重復實驗，直至斜面最終變?yōu)樗健Ｈ鐖D是現(xiàn)代所做的伽利略斜面實驗的頻閃照片。關于小球在斜面上的運動說法正確的是()A.小球在第二個斜面上運動越來越慢，主要是摩擦作用的影響B(tài).該實驗說明了物體的運動不需要力來維持C.該實驗完全是理想實驗，是在思維中進行的，無真實的實驗基礎D.該實驗證明了力是維持物體運動的原因答案B解析小球在斜面上運動越來越慢，主要是重力作用的影響，摩擦作用影響很小，故A錯誤；該實驗說明了物體的運動不需要力來維持，故B正確，D錯誤；該理想實驗是以斜面實驗真實的實驗為基礎，再通過合理邏輯推理得到的結果，故C錯誤。觀察擺的運動特點，思考、分析如果改成對接斜面情況會如何。閱讀教材，體會理想實驗法，總結歸納伽利略關于物體運動的觀點。新課講授二、牛頓第一定律慣性與質(zhì)量教師：牛頓在前人的基礎上，提出:“一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)，除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)。”這就是牛頓第一定律。有人說牛頓是“摘別人果實”的人，你認同這種說法嗎?談談你的觀點。學生：牛頓把改變運動狀態(tài)的外因概括為“力”的概念，把物體保持原來運動狀態(tài)的本性稱之為“慣性”，界定了物理學的概念。為系統(tǒng)建立力與運動的關系奠定了堅實的基礎，為后續(xù)的研究指明了方向。因此，牛頓第一定律是牛頓運動定律的“基石”，牛頓是建立這一理論體系的集大成者。教師：物體保持原來勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質(zhì)叫作慣性。任何物體都有慣性，慣性與什么因素有關?學生：慣性大小僅與質(zhì)量有關。例1關于牛頓第一定律，下列說法中正確的是()A．牛頓第一定律是在伽利略“理想實驗”的基礎上總結出來的B．不受力作用的物體是不存在的，故牛頓第一定律的建立毫無意義C．牛頓第一定律表明，力是維持物體運動的原因D．物體不受力的作用一定處于靜止狀態(tài)答案A解析牛頓第一定律是在伽利略“理想實驗”的基礎上總結出來的，故A正確；不受力作用的物體是不存在的，合力為零的物體也適用于牛頓第一定律，故B錯誤；牛頓第一定律表明，力是改變物體運動狀態(tài)的原因，故C錯誤；物體不受力的作用也可能處于勻速直線運動狀態(tài)，故D錯誤。例2關于慣性，下列說法正確的是()A．汽車的速度越大，它的慣性就越大B．同一物體運動時的慣性大于靜止時的慣性C．各種機床的底座做得很笨重，目的是增大慣性D．“嫦娥五號”衛(wèi)星在地球上的慣性與它繞月球飛行時的慣性不同(燃料消耗忽略不計)答案C解析物體的慣性大小與物體的質(zhì)量有關，質(zhì)量不變慣性不變，與運動狀態(tài)無關，與所處的地理位置無關，A、B、D錯誤；各種機床的底座做得很笨重，目的是增大慣性，使其靜止的狀態(tài)不易改變，C正確。學生閱讀教材，回答問題。課堂練習1.理想實驗有時更能深刻地反映自然規(guī)律．如圖所示，伽利略設想了一個理想實驗，其中有一個是實驗事實，其余是推論．①減小第二個斜面的傾角，小球在這一斜面上仍然要達到原來的高度；②兩個斜面對接，讓靜止的小球沿一個斜面滾下，小球?qū)L上另一個斜面；③如果沒有摩擦，小球?qū)⑸仙皆瓉磲尫艜r的高度；④繼續(xù)減小第二個斜面的傾角，最后使它成為水平面，小球?qū)⒀厮矫孀龀掷m(xù)的勻速運動．(1)請將上述理想實驗的設想步驟按照正確的順序排列：________(填數(shù)字序號)．(2)在上述的設想步驟中，有的屬于可靠的事實，有的則是理想化的推論．下列關于事實和推論的分類正確的是________(填選項前的字母)．A．①是事實，②③④是推論B．②是事實，①③④是推論C．③是事實，①②④是推論D．④是事實，①②③是推論答案(1)②③①④(2)B解析步驟②是理想實驗的實驗基礎，屬于可靠的事實，在此基礎上利用推理，先得到小球不受阻力作用將上升到原來釋放時的高度的推論，再設想減小第二個斜面的傾角，小球在這一斜面上仍然要達到原來的高度，繼續(xù)減小第二個斜面的傾角直至第二個斜面成為水平面，得到小球?qū)蛩龠\動的推論．所以正確的順序排列是②③①④，②是事實，①③④是推論。2.(多選)關于牛頓第一定律的理解正確的是()A．牛頓第一定律反映了物體不受外力作用時的運動規(guī)律B．不受外力作用時，物體的運動狀態(tài)保持不變C．在水平地面上滑動的木塊最終停下來，是由于沒有外力維持木塊的運動D．奔跑的運動員遇到障礙而被絆倒，是因為他受到外力作用迫使他改變原來的運動狀態(tài)答案ABD解析牛頓第一定律描述了物體不受外力作用時的狀態(tài)，即總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)，A、B正確；牛頓第一定律揭示了力和運動的關系，力是改變物體運動狀態(tài)的原因，而不是維持物體運動狀態(tài)的原因，在水平地面上滑動的木塊最終停下來，是由于摩擦力的作用改變了木塊的運動狀態(tài)；奔跑的運動員遇到障礙而被絆倒，是因為他受到外力作用而改變了原來的運動狀態(tài)，C錯誤，D正確。3.正在加速滑行的雪橇，如果所受外力突然消失，則雪橇()A.速度越來越快B.速度越來越慢，最后停下來C.立刻保持靜止D.做勻速直線運動答案D解析正在加速滑行的雪橇，如果所受外力突然消失，則雪橇做勻速直線運動。故選D。4.下列關于物體慣性的說法正確的是()A.汽車速度越大，剎車后越難停下來，表明物體的速度越大，其慣性越大B.汽車轉(zhuǎn)彎后前進方向發(fā)生了改變，表明物體速度方向改變，其慣性也隨之改變C.被水平拋出的小球，盡管速度的大小和方向都改變了，但慣性不變D.要使速度相同的沙袋在相等時間內(nèi)停下來，對大沙袋用力比對小沙袋用力大，表明物體受的外力越大，慣性越大答案C解析慣性是物體本身的一種屬性，任何物體都具有慣性，質(zhì)量是物體慣性大小的量度，與汽車的運動狀態(tài)以及速度的大小均無關；汽車轉(zhuǎn)彎時速度方向改變，慣性不變；被拋出的小球，速度大小和方向都改變了，慣性不變；物體的慣性只與物體的質(zhì)量有關，與物體受力大小及作用時間無關，故選C。5.(多選)在水平路面上有一輛勻速行駛的小車，小車上固定著盛滿水的碗．若突然發(fā)現(xiàn)碗中的水向右灑出，如圖所示，則關于小車在此種情況下的運動，下列描述正確的是()A．小車勻速向左運動B．小車可能突然向左加速運動C．小車可能突然向左減速運動D．小車可能突然向右減速運動答案BD解析若小車勻速向左運動，小車、碗、水速度相同且不變，三者無相對運動，水不會灑出，選項A錯誤；若小車原來向左勻速運動，突然開始向左加速運動，碗隨小車開始向左加速，根據(jù)牛頓第一定律可知，碗中的水由于慣性仍保持原來的勻速運動狀態(tài)，水相對于碗向右運動，水向右灑出，選項B正確；若小車突然向左減速運動，碗隨小車一起開始向左減速，根據(jù)牛頓第一定律可知，水由于慣性，仍保持向左的勻速運動狀態(tài)，水相對于碗向左運動，水向左灑出，選項C錯誤；若小車原來向右勻速運動，突然向右減速運動，碗隨小車開始向右減速，根據(jù)牛頓第一定律可知，水由于慣性仍要保持向右的勻速運動狀態(tài)，水相對于碗向右運動，水將向右灑出，選項D正確。課堂小結板書設計第1節(jié)牛頓第一定律一、伽利略實驗1.亞里士多德的觀點：力是維持物體運動的原因2.伽利略的研究：力不是維持物體運動的原因。3.笛卡兒的觀點：如果運動中的物體沒有受到力的作用，它將繼續(xù)以同一速度沿同一直線運動，既不會停下來，也不會偏離原來的方向。二、