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1、第四章 运动和力的关系牛顿第一定律教学设计科目物理课题牛顿第一定律课时1课时教学目标与核心素养一知识与技能1.能清楚地描述伽利略关于力与运动的观点，以及对应设计出的理想实验和相应的推理结论；2.理解牛顿第一定律的内容及意义；3.知道什么是惯性，会正确地解释有关惯性的现象；二过程与方法让学生经历实验探究的过程，理解由真实实验推广到理想实验的科学思想，体会分析归纳、推理总结的思维方法。三 情感态度与价值观1.通过伽利略和亚里士多德对力和运动关系的不同认识，了解人类认识事物本质的曲折性；2.感悟科学是人类进步的不竭动力。教学重、难点教学重点：1、对牛顿第一运动定律以及惯性和质量关系的正确理解；2、了
2、解伽利略理想实验的科学研究过程；教学难点：1.力和运动的关系；教学准备教具： 多媒体课件、小车、小球、毛巾、玻璃板、斜槽、刻度尺、木块、气垫导轨、滑块、气垫导轨装置、伽利略针和单摆实验装置教学过程教师活动学生活动设计意图一 导入新课：视频引入：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。【教师提问】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？二 讲授新课：（1）回顾亚里士多德：【教师引导】亚里士多德观点：力是维持物体运动的原因：【教师引导】设计斜面小车实验：在学生提出的观点后指出：亚里士多
3、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？（2）回顾伽利略：【教师引导】伽利略的观点：物体的运动不需要力来维持。出示图片：现代人所做伽利略斜面实验的频闪照片。让一个小球沿斜面从静止状态开始运动，小球将 “冲”上另一个斜面。如果没有摩擦，小球将到达原来的高度。出示动画：伽利略理想实验如果第二个斜面倾角减小，小球仍将到达原来的高度，但是运动的距离更长。当斜面最终变为水平面时，小球要到
4、达原有高度将永远运动下去。【教师提问】这个实验说明？【教师提问】为什么说伽利略的实验是一个“理想实验”？【教师引导】第一：阻力不可能完全消除；第二：斜面也不可能做得无限长。所以，伽利略的实验是一个“理想实验”。说明：虽然这个实验无法实现，但是，伽利略在实验基础上进一步推理的方法，帮助我们找到了解决运动和力的关系问题的方法。（3）回顾笛卡尔：【教师引导】笛卡尔观点：他认为，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同一直线运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向。（4）牛顿第一定律：【教师引导】在伽利略和笛卡儿工作的基础上，英国科学家牛顿提出了动力学的一条基本定律：一切物体总保持匀速
5、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。（1）物体这种保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质叫作惯性。牛顿第一定律也被叫作惯性定律。（2）惯性不是外界强加给它的，是物体固有的，一切物体都具有惯性。【教师引导】牛顿第一定律揭示了运动和力的关系：（1） 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的原因。（2） 外力的作用是迫使物体改变其运动状态，说明力是使物体运动状态改变的原因。【教师提问】牛顿第一定律可不可以直接用实验来验证？为什么？【教师提问】什么时候可以看作不受力？并举例说明。（5）惯性与质量：【教师引导】1、惯性的表现：（1）在不受力
6、的条件下，惯性表现为保持原来的运动状态；出示视频：惯性现象（2）在受力条件下，惯性表现为阻止物体运动状态的改变。出示图片：推小车和汽车图片让大小不同的车由静止获得同样的速度，需要的力就不同，质量大的汽车需要的力大。出示图片：大小不同的沙袋让摆动的大沙袋停下来就比让摆动的小沙袋停下来费力得多。【教师提问】从牛顿第一定律得知，物体都要保持它们原有的匀速直线运动状态或静止状态。也可以说，它们都具有抵抗运动状态变化的“能力”，即都具有惯性。那么，怎样描述惯性的大小呢？【教师引导】2、惯性与质量(1)质量是惯性大小的唯一量度。质量越大惯性越大，质量越小惯性越小。(2)惯性是一切物体所固有的一种属性。惯性
7、与物体的运动状态、所处位置等外部条件无关。(3)质量只有大小，没有方向，是标量。在国际单位制中，质量的单位是千克，符号为kg。三 课堂练习：1、关于牛顿第一定律，下列说法正确的是 ( ) A.牛顿第一定律是一条实验定律 B.牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因 C惯性定律和惯性的实质是相同的 D物体的运动不需要力来维持答案：BD2、下列关于惯性的说法中，正确的是 ( ) 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答案：D3、正在运动
8、着的物体，如果它所受的一切外力同时消失，那么它将（）A立即停下来 B先慢下来，然后再停下来 C改变运动方向 D沿原来的运动方向做匀速直线运动答案：D4、公交车辆有广播提示语：“车辆转弯，请抓好扶手”，是为了避免转弯时乘客（）A向前倾倒 B向后倾倒 C向弯道的内侧倾倒 D向弯道的外侧倾倒答案：D5、如图所示,伽利略用两个对接的斜面,一个斜面A固定,让小球从固定斜面上由静止滚下,又滚上另一个倾角可以改变的斜面B,如果没有摩擦,小球将上升到原来的高度,减小斜面倾角重复实验,直到斜面倾角为零。伽利略设计这个实验是为了说明( )A.小球总能在水平面上做匀速直线运动B.如果没有摩擦,小球将运动到与释放时相
9、同的高度C.物体运动是因为受到力的作用D.力不是维持物体运动的原因答案：D学生思考讨论说出亚里士多德的观点，并在实验引导下说出亚里士多德观点的问题学生自主动手操作实验学生：力不是维持物体运动的原因学生思考学生记忆理解牛顿第一定律牛顿第一定律所描述的物体不受外力的状态，只是一种理想化状态，所以不能用实验来验证。当物体受力但所受外力的合力为零时可以看作物体不受力。学生观察视频图片了解惯性现象不同物体维持其原有运动状态的“能力” 不同，质量大的物体惯性大。描述物体惯性的物理量是它的质量。学生了解惯性与质量的关系学生练习学生练习通过生活中的常识建立感性认识，为引出亚里士多德的观点作铺垫。同时为了引起学
10、生的认知冲突。引导学生知道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。引导学生经历伽利略理想斜面实验的研究过程，体会科学研究方法。是学生充分掌握斜面的研究过程及理想实验的概念介绍牛顿“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。理解惯性的表现情况掌握描述物体惯性的物理量是它的质量。巩固本节知识巩固本节知识板书设计4.1 牛顿第一定律一、 回顾亚里士多德： 亚里斯多德观点：物体的运动需要力来维持。二、 回顾伽利略：伽利略观点：物体的运动不需要力来维持。伽利略的理想实验：实验+推理帮助我们找到了解决运动和力的关系问题的方法三、 回顾笛卡尔： 笛卡尔观点：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同一直线运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向。四、 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，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。牛顿第一定律也被叫作惯性定律。五、 惯性与质量： 质量是惯性大小的唯一量度。质量越大惯性越大，质量越小惯性越小。教学后记根据学生表述，查漏补缺，并有针对性地进行讲解补充。
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