高中物理《牛顿第一定律》教学设计

 高中物理《牛顿第一定律》教学设计 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。