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第六章 第六节 牛顿第一定律 惯性 教学设计
一、教学目标
（一）、知识与技能
1．认识牛顿第一定律。
2．认识一切物体都具有惯性，能用物体的惯性解释生活和自然中的有关现象。
（二）、过程与方法
1．通过实验，探究并确认阻力对物体运动的影响。
2．经历建立牛顿第一定律的科学推理过程。
3．能通过生活经验和大量事实认识一切物体都具有惯性。
（三）、情感、态度与价值观
1．通过建立牛顿第一定律的科学推理过程学习科学思维方法。
2．通过惯性现象的认识，树立交通安全意识。
3．体会物理与生活的密切联系。
二、教学重难点
重点：探究阻力对物体运动的影响
难点：建立牛顿第一定律的科学推理过程
三、学情分析
本节内容由“阻力对物体运动的影响”“牛顿第一定律”“惯性”三部分内容组成。“阻力对物体运动的影响”是研究力与运动关系的重要实验，做好这个实验并在实验的基础上进行合理的猜想是得出牛顿第一定律的关键。运动和力是人们在生产和生活中经常接触到的物理现象。早在两千多年前人们就开始研究运动和力的关系，直到伽利略和牛顿时代，这个问题才得以解决。运动和力的关系问题不仅深化了人类对自然的认识，而且体现了科学研究的基本方法，对人类思维发展产生了重要影响。牛顿第一定律是经典力学的核心内容之一，它指出了力与运动的关系，即力不是维持运动的原因，而是改变物体运动状态的原因。它是整个初、高中物理课程的基础。要让学生完成对它的认识，最重要的是揭示建立牛顿第一定律的思维过程，帮助学生突破思维障碍。牛顿第一定律说明了物体有惯性，一切物体都有保持原有运动状态不变的性质。惯性与生活联系紧密，人们有时可以利用惯性，有时应注意防止惯性给人们带来危害。
四、教学策略
首先以水平方向只受阻力作用逐渐停下来的日常生活实际为基础引出两种对立的观点，进一步用亚里士多德和伽利略两个伟人来强化这种矛盾，从而激发学生的学习兴趣；以“探究阻力对物体运动的影响”为核心，在基本的实验事实的基础上，调动学生的积极性，引导学生积极思维，进一步概括、推理得出结论。通过惯性实验展示运动物体由于惯性而表现出来的现象，以突出惯性维持其原有运动状态的实质。最后应用所学习的惯性知识解决实际问题，使学生的能力得到进一步的提高。教学过程中使用软件希沃白板5来授课，里面的学生活动丰富了课堂教学，学生的参与度很高。
五、教学资源准备
斜面、小车、毛巾、棉布、木板、情景剧道具、多媒体（希沃白板5）、实物投影（希沃投屏）等。
六、教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课（5分钟） 传气球的小游戏：学生分为四组，把气球从第一名同学传到最后一名同学，再传给老师，先传回来的为胜，进行加分。引入本节课得课题。 展示生活中的三张图片，提出问题：运动的物体，停止施加动力，还会继续运动吗？为什么最终要停下来？ 教师简介古人对这样的问题的认识，亚里士多德认为：如果要使物体持续运动，就必须对它施加力的作用。伽利略则认为：物体的运动并不需要力来维持，你们同意谁的观点？ 三名同学来前面模拟伽利略理想斜面实验，感受和体会科学家的探索之路。 学生通过做游戏，调动课堂的气氛，针对问题积极思考并说出自己的观点。 学生积极参与到活动之中，燃烧学习的热情。 从生活中的实例引出两种对立的观点，激发学生的学习兴趣。 激发学生的探究精神。
新课教学（30分钟） 展示生活中的三张图片，提出问题：运动的物体，停止施加动力，为什么最终要停下来？引出阻力对物体的影响。 一、阻力对物体运动的影响 1．提出问题：阻力对物体的运动有什么影响，如果物体不受阻力会怎么样？ 2．制定计划与设计实验： 引导学生思考：实验中要控制哪些条件保持不变？要改变哪些条件？要注意观察什么？设计实验记录表。 3．进行实验：让小车从同一斜面的同一高度由静止开始滑下，逐渐减小平面的粗糙程度，测量小车在水平面上运动的距离。 4．讨论该实验设计方案，并解决课件中的几个问题。 5. 用希沃白板重新展示该实验。 6. 分析与论证： 对数据比较分析能得到什么结论？ 学生通过交流讨论，明确要研究阻力大小与物体运动的路程的关系，应该用控制变量的思想去设计实验。要让小车一开始进入水平面的速度相同。为此，要让小车从同一斜面的同一高度由静止开始滑下。然后动手做实验，并在表格中填好数据。 分组合作。 实验结果表明：小车受到的阻力越小，它运动的距离越远。 让学生经历科学探究过程，学习科学研究方法，培养学生的探索精神、实践能力以及创新意识。 体现学生的合作精神。
二、牛顿第一定律 根据上面的实验结果思考：小车在比木板更光滑的水平面上运动时，能比在木板上前进更远吗？设想一下，如果小车运动时不受任何阻力，小车会永远运动下去吗？ 由于有前三次实验做基础，这种无限光滑的平面虽然没有，但是我们也有充分的理由认为小车将永远运动下去。这就是历史上伽利略所做过的实验和通过实验得到的结论。 最后，英国的著名物理学家牛顿总结了前人研究的成果，建立了力和运动的关系的一条规律──牛顿第一定律。 怎样准确理解牛顿第一定律？ 指出：牛顿第一定律不是从实验中直接得出来的，但是它又有深厚的实验基础。它是在实验的基础上通过进一步的科学推理而得到的，由这个定律进一步得出的一切科学推论都经受住了实践的检验，因此，牛顿第一定律早已成为大家公认的力学基本定律之一。 在实验的基础上，让学生充分发挥想象力，积极思考：小车运动时不受任何阻力，小车会永远运动下去。 学生交流讨论明确： “不受外力”是定律成立的条件，这是一种理想情况，它也包含物体在某一方向上不受外力的情况。“总保持”指物体在不受外力时，只有保持静止或匀速直线运动两种可能，要改变这种状态，物体必须受力的作用。 通过科学想象与科学推理方法的结合，发展学生的想象力和分析概括能力，使学生养成良好的思维习惯，敢于质疑，勇于创新。
三、惯性 情景模拟：有一列通过知识殿堂的火车，学生作为车里的游客，来模拟火车启动或加速运动、左转弯、右转弯、减速或进站时，乘客的状态是什么样子的？ 牛顿第一定律告诉我们，任何物体都具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质，这种性质叫做惯性。牛顿第一定律也叫惯性定律。 惯性和哪些因素有关呢？ 找两名学生（质量不同）来前面跑步的情景，以同样大小的速度跑步，刹车之后，看谁先停下来？ 得出结论：惯性与物体的质量有关，与物体的速度无关。 鼓励学生举例说明：生活中有哪些做法是利用了惯性和预防惯性造成的危害的。并且能对实例加以归类。 指出：自然界和生活中有很多与惯性有关的现象，了解人们有时可以利用惯性，有时应注意防止惯性给人们带来危害。 播放视频：小胖子坐公交车，汽车启动的时候，小胖子踩到了后面阿姨的脚趾。请同学们解释该现象？ 要会用惯性来解释这些的现象。解释这类问题时通常采用的步骤如下： （1）摆事实。 （2）讲道理。 （3）下结论。 当堂检测：四组同学竞争完成希沃白板5中的学生活动，加分。 抢答：例1，例2，例3，例4，小组加分。 学生得出：自己由于惯性，仍要保持静止的状态。 学生亲身参与其中，课堂气氛活跃。 让学生竞争答题，调动学生学习的积极性。 感受身边的物理，从生活走向物理，从物理走向社会，让学生应用知识指导实际的生产生活，以促进学生素质的全面提高。 希沃白板5中设计了学生活动，能对生活中的惯性现象进行分类，做生活中的小能手。
课堂小结 （2分钟） 通过今天的学习，同学们有哪些收获？在实验探究中又存在哪些问题？还有什么想探究的问题？ 学生可以个别回答，或相互交流，在交流的基础上进行学习小结。 促进知识的巩固掌握。提升学生的交流表达能力。
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