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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。
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
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？
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。
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：BD
2、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：D
3、正在运动着的物体，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：D
4、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：D
5、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
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。
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
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。
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。
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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