高中物理第四章牛顿运动定律4.1牛顿第一定律教案12新人教必修.docx

4.1 牛顿第一定律一、 教材分析 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.二、 教学目标知识与技能 1.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，对物理问题决不能主观臆断.正确地认识力和运动的关系. 情感态度与价值观 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.三、 教学重点 理解牛顿第一定律，知识惯性与质量的关系.四、 教学难点惯性与质量的关系.五、 教学过程导入新课 常识导入 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.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？ 推进新课 一、理想实验的魅力 自主探究 让学生利用桌子上的器材，自主设计实验，分别研究： 1.力推物动，力撤物停. 2.力撤物不停. 供选用器材：小车、小球、毛巾、玻璃板、斜槽、刻度尺等. 学生操作时，教师巡回指导学生完成以下操作： 1.桌子上铺毛巾，小车放在毛巾上，推它就动，不推就停； 2.将毛巾换成玻璃板，或直接用桌面，把小车在桌面或玻璃板上推一下，它运动一段时间才停下来. 学生操作结束后，教师可以让一个学生说一下他的操作过程及看到的现象，由此可以得到结论. 结论：物体的运动不需要力来维持. 既然物体的运动不需要力来维持，刚才的两个实验为什么会出现两种现象呢？矛盾出现在哪里呢？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：图4-1-2 A.对称斜面，无摩擦小球滚到等高. B.减小另一侧斜面倾角，小球从同一位置自由释放要滚到等高，滚动距离越远. C.把另一侧斜面放平，小球要到等高，就会一直滚下去. 根据这一现象伽利略得出了：运动的物体若不受力，物体将匀速运动下去. 为了验证这个理论的正确性，下面通过气垫导轨实验来验证一下： （介绍气垫导轨、光电门工作原理） 演示1：利用气垫导轨消除摩擦，让滑块在导轨上滑动，利用光电门测出滑块在不同位置的速度. 学生记录数据并比较，感受伽利略理论的正确性. 让学生阅读课本找出： 1.伽利略的观点. 2.笛卡儿的补充和完善. X k b 1 . c o m 3.牛顿第一定律. 对比三个人的观点，他们都是叙述力和运动关系的，谁的更全面？ 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、牛顿物理学的基石惯性定律 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化状态，但它却正确揭示了自然规律. 三、惯性与质量演示2：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？图4-1-3 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