牛顿第一定律教案范文

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第1篇

知识目标：

知道牛顿第一定律,常识性了解伽利略理想实验的推理过程.

能力目标：

1.通过斜面小车实验,培养学生的观察能力.

2.通过实验分析,初步培养学生科学的思维方法(分析、概括、推理).

情感目标：

1.通过科学的简介,对学生进行严谨的科学态度教育.

2.通过伽利略的理想实验,给学生以科学方法论的教育.

教学建议

教材分析

教材首先通过回忆思考的形式提出问题：如果物体不受力，将会怎样？通过小车在不同表面运动的演示实验，使学生直观的看到物体运动距离与阻力大小的关系，为讲解伽利略的推理作准备。然后讲述伽利略的推理方法和通过推理得出的结论，再介绍迪卡儿对伽利略结论的补充，牛顿最后总结得出的牛顿第一定律。通过这些使学生了解定律的得出是建立在许多人研究的基础上的，正如牛顿所说：“如果说我所看的更远一点，那是因为站在巨人肩上的缘故”。最后指出牛顿第一定律不是实验定律，而是用科学推理的方法概括出来的，定律是否正确要通过实践来检验。给学生以科学方法论的教育。

本节课的重点是揭示物体不受力时的运动规律，即牛顿第一运动定律。

教法建议

1.学生学习牛顿第一定律的困难在于从生活经验中得到的一种被现象掩盖了本质的错误观念，认为物体的运动是力作用的结果。如推一个物体，它就动，不再推它时，它便静止。为使学生摆脱这种错误观念，首先要把运动和运动的变化区别开，树立从静到动和从动到静都是“运动状态改变”的概念，这是为了揭示力和运动的关系做的重要铺垫。其次，通过实验确立“力是改变运动状态的原因”的概念。再通过推理建立“不受力运动状态不变”的概念。

2.通过图9-1演示实验的比较、分析、综合、推理是本节课的核心，可对学生进行简单的科学推理方法的教育。在此演示实验中可通过设计不同的问题渗透研究方法。

3.本节课可按着人类对知识的认识顺序组织教学，让学生体会规律的认识过程，对学生进行学史教育。从亚里士多德的观点——伽利略的研究——笛卡尔的补充——牛顿的总结。

教学设计示例

牛顿第一定律

教学重点:通过对小车实验的分析比较得出牛顿第一定律。

教学难点:

1．明确“力是维持物体运动的原因”观点是错误的。

2．伽利略理想实验的推理过程

教学用具：斜面，小车，毛巾，棉布，玻璃板，微机,实物投影，大倍投电视。

教学过程

一、实验引入：批驳亚里士多德的观点

[演示1]在桌面上推动木块（或板擦）从静止开始慢慢向前运动，撤掉推力,木块立即停止。

分析:日常生活中也有许多类似的现象，（如推桌子）。这些现象从表面上看,“必须有力作用在物体上,才能使物体继续运动,没有力的作用,物体就要停下来.”即：板擦的运动需要推力去维持。于是,古希腊哲学家亚里士多德就根据这些现象总结出“物体的运动需要力去维持”。这种观点在历史上曾被沿用两千多年,但时沿用两千年是否就一定正确呢？也可能有人曾表示过怀疑或有人认为就是错误的,但没某能说服别人的理由。

[演示2]在桌面上推动木块（或板擦）从静止使之向前运动，用力推出,木块向前运动一段距离后停止。

分析：推力撤掉，还要向前运动，与里士多德的观点不符。

分析：木块:静止——运动——静止。两个过程中是否都有力存在？在这两个过程中力的作用是维持原来的运动状态还是改变运动状态？

二、讲授新课:

1.规律总结过程

方法1.教师引导

伽利略的贡献：理想实验

[演示]（通过实物投影仪把实验过程反映在大倍投电视上）

介绍器材

实验前提条件：每次实验都需从斜面上的同一高度下滑，为什么？

实验过程：让小球从同一斜面的同一位置滚下后分别在毛巾表面、棉布表面、玻璃表面上运动，每次记下小球停下时的位置。做标记的位置是什么位置？（停下来的位置）

实验纪录：

实验次数表面材料阻力大小滑行距离

1毛巾最大最短

2棉布较大较长

3玻璃较小长

推理想象光滑表面阻力为零无限长

实验分析：

三次实验，小车最终都静止，为什么？

三次实验，小车运动的距离不同，这说明什么问题？

小球运动距离的长短跟它受到的阻力有什么关系？

若使小车运动时受到的阻力进一步减小，小车运动的距离将变长还是变短？

根据上面的实验及推理的思想，还可以推理出什么结论？

推理：小球在光滑的阻力为零的表面，将会怎样运动？

实验结论：通过伽利略的实验和科学推理得出“运动的物体，如果受到的阻力为零，它的速度将不会减慢，将以恒定不变的速度永远运动下去。”即作匀速运动。

[微机模拟实验]:简介伽利略理想实验

迪卡儿的补充

如果运动物体不受任何力的作用，不仅速度大小不变，而且运动方向也不变，将沿原来的方向匀速运动下去。

牛顿的成果：补充与概括

师:物体除了运动的以外,还有静止的。那么，静止的物体在没有受到外力作用时，保持什么状态呢？（牛顿补充：将保持静止状态）

师（引导学生概括）:我们现在已经有了伽利略的研究成果,又有了迪卡儿和牛顿的补充,把两者进行一下概括：一切物体在没有受到外力作用时，将如何呢？（对概括出来大致意思的同学给予鼓励）

介绍：牛顿抓住时机,概括总结得出著名的牛顿第一运动定律

方法2：学生探究式学习

针对基础较好的学生，可以由学生在老师的指导下自己完成斜面小车实验，根据现象学生分组讨论,明确亚里士多德的观点的问题根源．由学生互相补充确定实验结论。

2.定律分析

定律成立条件：不受外力作用

运动规律：总保持匀速直线运动状态或静止状态。

师（回应课题引入实验）：回想我们最开始的实验，有推力板擦运动,撤去推力板擦停下来，从表面现象上得到的结论运动需要力维持是错误的，但这种现象是千真万确摆在我们面前的，我们如何用牛一的观点正确的解释这个现象呢?

三、巩固练习

1．一物体放在桌上静止,假若某瞬间撤掉所有的外力,物体将怎么样?

2．对于牛顿第一定律的看法，下列观点正确的是()

A．验证牛顿第一定律的实验可以做出来，所以惯性定律是正确的

B．验证牛顿第一定律的实验做不出来，所以惯性定律不能肯定是正确的

C．验证牛顿第一定律的实验做不出来，但可以经过在事实基础上，进一步科学推理得出惯性定律

D．验证牛顿第一定律的实验虽然现在做不出来，但总有一天可以用实验来验证。

四、小结

人们对物体的运动规律的认识是经历了漫长的时间的。物体在不受力时的运动规律，它是经过亚里士多德对人们近两千年的思想束缚，伽利略的科学推理，才最终由牛顿总结出来的。牛一的重要贡献是：1）力不是维持物体运动的原因，2）力是改变物体运动状态的原因。

五、作业:阅读本节教材

探究活动

牛顿力学的建立

【组织形式】个人或自由结组

【活动目的】

牛顿力学的建立不是牛顿一个人的功劳，而是许多科学家努力研究的最终结果，查阅资料了解牛顿力学的建立过程，及牛顿力学的体系。

【活动流程】

制订查阅和查找方式；收集相关的材料；分析材料并得出一些结论；写出论文；与其他组交流。

【备注】

1、网上查找的资料要有学习的过程记录。

2、和其他成员交流。

斜面小车实验的再研究

【组织形式】个人或自由结组

【活动目的】

运用不同的物体表面，通过实验探究，加深对伽利略推理思维的理解。

【活动流程】

制订实验方案；准备器材；实验并记录现象，分析材料并得出一些结论；与老师所做实验比较优缺点；与其他组交流。

第2篇

知识目标：

知道牛顿第一定律,常识性了解伽利略理想实验的推理过程.

能力目标：

1.通过斜面小车实验,培养学生的观察能力.

2.通过实验分析,初步培养学生科学的思维方法(分析、概括、推理).

情感目标：

1.通过科学史的简介,对学生进行严谨的科学态度教育.

2.通过伽利略的理想实验,给学生以科学方法论的教育.

教学建议

教材分析

教材首先通过回忆思考的形式提出问题：如果物体不受力，将会怎样？通过小车在不同表面运动的演示实验，使学生直观的看到物体运动距离与阻力大小的关系，为讲解伽利略的推理作准备。然后讲述伽利略的推理方法和通过推理得出的结论，再介绍迪卡儿对伽利略结论的补充，牛顿最后总结得出的牛顿第一定律。通过这些使学生了解定律的得出是建立在许多人研究的基础上的，正如牛顿所说：“如果说我所看的更远一点，那是因为站在巨人肩上的缘故”。最后指出牛顿第一定律不是实验定律，而是用科学推理的方法概括出来的，定律是否正确要通过实践来检验。给学生以科学方法论的教育。

本节课的重点是揭示物体不受力时的运动规律，即牛顿第一运动定律。

教法建议

1.学生学习牛顿第一定律的困难在于从生活经验中得到的一种被现象掩盖了本质的错误观念，认为物体的运动是力作用的结果。如推一个物体，它就动，不再推它时，它便静止。为使学生摆脱这种错误观念，首先要把运动和运动的变化区别开，树立从静到动和从动到静都是“运动状态改变”的概念，这是为了揭示力和运动的关系做的重要铺垫。其次，通过实验确立“力是改变运动状态的原因”的概念。再通过推理建立“不受力运动状态不变”的概念。

2.通过图9-1演示实验的比较、分析、综合、推理是本节课的核心，可对学生进行简单的科学推理方法的教育。在此演示实验中可通过设计不同的问题渗透研究方法。

3.本节课可按着人类对知识的认识顺序组织教学，让学生体会规律的认识过程，对学生进行学史教育。从亚里士多德的观点——伽利略的研究——笛卡尔的补充——牛顿的总结。

教学设计示例

牛顿第一定律

教学重点:通过对小车实验的分析比较得出牛顿第一定律。

教学难点:

1．明确“力是维持物体运动的原因”观点是错误的。

2．伽利略理想实验的推理过程

教学用具：斜面，小车，毛巾，棉布，玻璃板，微机,实物投影，大倍投电视。

教学过程

一、实验引入：批驳亚里士多德的观点

[演示1]在桌面上推动木块（或板擦）从静止开始慢慢向前运动，撤掉推力,木块立即停止。

分析:日常生活中也有许多类似的现象，（如推桌子）。这些现象从表面上看,“必须有力作用在物体上,才能使物体继续运动,没有力的作用,物体就要停下来.”即：板擦的运动需要推力去维持。于是,古希腊哲学家亚里士多德就根据这些现象总结出“物体的运动需要力去维持”。这种观点在历史上曾被沿用两千多年,但时沿用两千年是否就一定正确呢？也可能有人曾表示过怀疑或有人认为就是错误的,但没某能说服别人的理由。

[演示2]在桌面上推动木块（或板擦）从静止使之向前运动，用力推出,木块向前运动一段距离后停止。

分析：推力撤掉，还要向前运动，与亚里士多德的观点不符。

分析：木块:静止——运动——静止。两个过程中是否都有力存在？在这两个过程中力的作用是维持原来的运动状态还是改变运动状态？

二、讲授新课:

1.规律总结过程

方法1.教师引导

伽利略的贡献：理想实验

[演示]（通过实物投影仪把实验过程反映在大倍投电视上）

介绍器材

实验前提条件：每次实验都需从斜面上的同一高度下滑，为什么？

实验过程：让小球从同一斜面的同一位置滚下后分别在毛巾表面、棉布表面、玻璃表面上运动，每次记下小球停下时的位置。做标记的位置是什么位置？（停下来的位置）

实验纪录：

实验次数表面材料阻力大小滑行距离

1毛巾最大最短

2棉布较大较长

3玻璃较小长

推理想象光滑表面阻力为零无限长

实验分析：

三次实验，小车最终都静止，为什么？

三次实验，小车运动的距离不同，这说明什么问题？

小球运动距离的长短跟它受到的阻力有什么关系？

若使小车运动时受到的阻力进一步减小，小车运动的距离将变长还是变短？

根据上面的实验及推理的思想，还可以推理出什么结论？

推理：小球在光滑的阻力为零的表面，将会怎样运动？

实验结论：通过伽利略的实验和科学推理得出“运动的物体，如果受到的阻力为零，它的速度将不会减慢，将以恒定不变的速度永远运动下去。”即作匀速运动。

[微机模拟实验]:简介伽利略理想实验

迪卡儿的补充

如果运动物体不受任何力的作用，不仅速度大小不变，而且运动方向也不变，将沿原来的方向匀速运动下去。

牛顿的成果：补充与概括

师:物体除了运动的以外,还有静止的。那么，静止的物体在没有受到外力作用时，保持什么状态呢？（牛顿补充：将保持静止状态）

师（引导学生概括）:我们现在已经有了伽利略的研究成果,又有了迪卡儿和牛顿的补充,把两者进行一下概括：一切物体在没有受到外力作用时，将如何呢？（对概括出来大致意思的同学给予鼓励）

介绍：牛顿抓住时机,概括总结得出著名的牛顿第一运动定律

方法2：学生探究式学习

针对基础较好的学生，可以由学生在老师的指导下自己完成斜面小车实验，根据现象学生分组讨论,明确亚里士多德的观点的问题根源．由学生互相补充确定实验结论。

2.定律分析

定律成立条件：不受外力作用

运动规律：总保持匀速直线运动状态或静止状态。

师（回应课题引入实验）：回想我们最开始的实验，有推力板擦运动,撤去推力板擦停下来，从表面现象上得到的结论运动需要力维持是错误的，但这种现象是千真万确摆在我们面前的，我们如何用牛一的观点正确的解释这个现象呢?

三、巩固练习

1．一物体放在桌上静止,假若某瞬间撤掉所有的外力,物体将怎么样?

2．对于牛顿第一定律的看法，下列观点正确的是()

A．验证牛顿第一定律的实验可以做出来，所以惯性定律是正确的

B．验证牛顿第一定律的实验做不出来，所以惯性定律不能肯定是正确的

C．验证牛顿第一定律的实验做不出来，但可以经过在事实基础上，进一步科学推理得出惯性定律

D．验证牛顿第一定律的实验虽然现在做不出来，但总有一天可以用实验来验证。

四、小结

人们对物体的运动规律的认识是经历了漫长的时间的。物体在不受力时的运动规律，它是经过亚里士多德对人们近两千年的思想束缚，伽利略的科学推理，才最终由牛顿总结出来的。牛一的重要贡献是：1）力不是维持物体运动的原因，2）力是改变物体运动状态的原因。

五、作业:阅读本节教材

探究活动

牛顿力学的建立

【组织形式】个人或自由结组

【活动目的】

牛顿力学的建立不是牛顿一个人的功劳，而是许多科学家努力研究的最终结果，查阅资料了解牛顿力学的建立过程，及牛顿力学的体系。

【活动流程】

制订查阅和查找方式；收集相关的材料；分析材料并得出一些结论；写出论文；与其他组交流。

【备注】

1、网上查找的资料要有学习的过程记录。

2、和其他成员交流。

斜面小车实验的再研究

【组织形式】个人或自由结组

【活动目的】

运用不同的物体表面，通过实验探究，加深对伽利略推理思维的理解。

【活动流程】

制订实验方案；准备器材；实验并记录现象，分析材料并得出一些结论；与老师所做实验比较优缺点；与其他组交流。

【备注】

第3篇

关键词：系统教学法；导学案；设计

中学物理导学案是在传统教案的基础上，按照“教学以学生为中心”的基本原则设计出来的，旨在帮助学生更好地明确学习目标，理解学习内容，积极主动地参与学习活动，从而达到提高学习质量的目的。因此，导学案不应是教学流程的简单呈现，而应是一个科学的学习方案、一幅知识的“寻宝图”。美国著名学习心理学家加涅认为，学生的学习从本质上讲是一个系统而完整的信息摄取、内化、储存和反馈的过程，即知识的知觉选择、理解领会、记忆储存和作业反馈的过程，所有教学活动都应为这一过程提供良好的外部条件。系统教学法注重信息系统，强调有意义的接受学习，要求教师在教学过程中通过有计划、有目标、循序渐进的学习指导，帮助学生不断完善和优化认知结构。据此，我们把中学物理导学案设计为五个部分，即：学习目标、学习准备、合作讨论、总结记忆和巩固练习。现以人教版高中物理必修1第四章第1节《牛顿第一定律》的导学案设计为例，对五个部分分别予以说明。

一、学习目标

系统教学法强调教学活动首先要明确学习目标。美国著名认知教育心理学家奥苏贝尔说：“当一个人清醒地意识到自己学习活动所要达到的目标与意义，并以它来推动自己的学习时，这种学习目的就成为一种有力的动机。”本课的学习目标可确定为：

①了解亚里士多德对力和运动关系的论述及存在的错误。

②知道伽利略的理想实验及其推理过程，知道理想实验是科学研究的重要方法。

③理解牛顿第一定律的内容，能够用牛顿第一定律解释有关现象。

④知道什么是惯性，会正确解释有关惯性的日常现象。

二、学习准备

学生的学习准备是指学生认知心理准备，它不仅可以固定新知识的上位观念，还能改变认知先决条件和认知先决情感条件。在学习准备阶段，学生“有知有惑”。“有知”可以降低课堂教学的容量，为突出重点、解决难点创造时间和认知条件；“有惑”则可以产生“学习心向”，即主动地将所要学的知识与原有的知识相联系的倾向性。《牛顿第一定律》学生除了“惯性与质量”这一问题没有专门学习外，对其他知识都已有了大致的了解。但是，他们只知道亚里士多德的观点是错误的，却不了解这一观点为什么会延续两千多年；只知道伽利略做了个理想实验就得出了牛顿第一定律，却不知道这一思想是如何产生的。因此导学案在这一部分应充分利用学生已有的知识和求知愿望，引导学生观察生活现象、做一些小实验，从而形成实践体验；阅读教材，回忆有关旧知识使之清晰化，复习相关技能使之熟练化；思考相关问题，产生“学习心向”，为“同化（原有认知结构量的增加）”或“顺应（原有认知结构质的变化）”认知作好充分准备。

①观察现象：人推自行车前行、汽车驾驶员都系安全带。

②观看视频：冰壶比赛。

③小实验：分别在布沙发上和玻璃板上滚动玻璃球，观察其运动情况有何不同并分析原因。

④课前回忆：初中时学习的牛顿第一定律内容。

⑤阅读教材：思考“亚里士多德的观点为什么能延续两千多年？”

三、合作讨论

合作讨论是系统教学法课堂教学的主要形式，也是整个教学流程的关键环节。学生学习方式以接受性学习为主，但这种接受性学习并不与机械学习划等号，而完全可以是有意义的，只要教师能清晰地组织教材，学生在学习新知识过程中，就可以积极主动地从原有知识结构中提取出最易于新知识联系的旧知识，导致原有认知结构不断重组，从而获得新知识方面明确而稳定的意义，即知识的心理意义。据此，导学案设计在这一部分应本着“低容量、高思维密度”的原则，创设条件以实现学生与学生之间、学生与教师之间、学生与环境之间的相互作用，可以通过观察图、表、文字、影像和参与实验，如伽利略理想实验模拟视频，亚里士多德、伽利略、笛卡尔、牛顿观点列表，实验“从一摞书中抽出其中一本”等，开展相互之间、小组之间、师生之间等多种形式的讨论，实现认知主体对认知客体的充分作用，促进主体认知结构发生“同化”和“顺应”，从而促进主体智力的快速提高。

本课中笔者设计如下讨论题。

讨论题1：亚里士多德关于运动和力关系的论述为什么能延续两千多年？

讨论题2：理想实验是如何设计的？它怎样说明了伽利略的思想？伽利略“若没有摩擦阻力，球将永远滚下去”的思想是如何产生的？笛卡尔对伽利略的观点作了哪些补充和完善？

讨论题3：为什么说惯性定律是牛顿物理学的基石？物体抵抗运动状态变化的本领与什么因素有关？

讨论题4：关于伽利略理想实验，以下说法正确的是

A.完全是理想的，没有事实基础

B.是以可靠事实为基础，经过科学抽象，深刻反映自然规律的

C.没有事实为基础，只是理想推理

D.以上说法都不对

讨论题5：一个加速上升的气球途中从气球上落下一个物体，则物体在离开气球时

A.物体立即向下做自由落体运动

B.物体的速度为0，加速度方向向下

C.物体的速度方向和加速度方向均向上

D.物体的速度方向向上，加速度方向向下。

讨论题6：正确填出比亚里士多德、伽利略、笛卡尔、牛顿关于力和运动关系的观点

讨论题7：谈谈你对牛顿第一定律产生过程看法。

讨论题8：运用牛顿第一定律解释下列生活现象。

公交车上的乘客车启动时后仰、刹车时前倾，

从一摞书中快速抽出其中一本其他书不会掉下来，轻推冰壶冰壶离手后可以运行很长距离。

四、总结记忆

系统教学法注意随堂记忆。从心理学角度来看，最有效的记忆是即时记忆。如果教学过程中留有一定的时间进行强记训练，学生就可以在刚刚学习新知识的较短时间内对知识有个印象，有利于学生掌握新学到的知识。而对学习内容进行概括、提炼，形成知识结构，则有利于学习的保持和迁移。所以导学案应为这一部分留有显著的位置，提醒学生将在老师指导下总结出来的条目化、关系化、结构化的知识内容进行记录并强化记忆。在本节内容中，伽利略理想实验是牛顿第一定律产生的基础；在得出牛顿第一定律时，人们认识到了物体具有惯性；而惯性大小的唯一量度是质量。将这些知识内容、联系列成结构图，将有利于学生对正确知识的记忆和运用。

导学案应设计一定的巩固练习。巩固练习是教学过程中巩固教学成果的一组“教和学有序变化行为”，是强化知识的重要途径，也是产生有效教学反馈信息的环节。巩固练习分为课堂练习和课后练习。课堂练习是紧接着强记训练后进行的练习，要求独立完成，不允许讨论，以便学生和老师都能获得准确的反馈信息；课后练习提倡独立思考，对部分难度较大的问题，学生可以通过查找资料或相互讨论完成，但学生对自己的掌握情况须有一个准确的评价。教师通过对练习的检查、批改，及时获得学生学习状况的基本信息，并据此制定补救措施，调整教学方案。学生可以自行纠错，并根据自己对知识的掌握情况，制定补习计划，调整学习行为，不断提高学习策略水平。

设计如下课堂练习。

1.下面几个说法中正确的是（ ）

A.静止或作匀速直线运动的物体，一定不受外力的作用

B.当物体的速度等于零时，物体一定处于平衡状态

C.当物体的运动状态发生变化时，物体一定受到外力作用

D.物体的运动方向一定是物体所受合外力的方向

2.关于惯性的下列说法中正确的是 （ ）

A.物体能够保持原有运动状态的性质叫惯性

B.物体不受外力作用时才有惯性

C.物体静止时有惯性，一开始运动，不再保持原有的运动状态，也就失去了惯性

D.物体静止时没有惯性，只有始终保持运动状态才有惯性

3.关于惯性的大小，下列说法中哪个是正确的？（ ）

A.高速运动的物体不容易让它停下来，所以物体运动速度越大，惯性越大

B.用相同的水平力分别推放在地面上的两个材料不同的物体，则难以推动的物体惯性大

C.两个物体只要质量相同，那么惯性就一定相同

D.在月球上举重比在地球上容易，所以同一个物体在月球上比在地球上惯性小

4.火车在长直的轨道上匀速行驶，门窗紧闭的车厢内有一人向上跳起，发现仍落回到原处，这是因为（ ）

A.人跳起后，车厢内空气给他以向前的力，带着他随火车一起向前运动

B.人跳起的瞬间，车厢的地板给人一个向前的力，推动他随火车一起运动

C.人跳起后，车继续前进，所以人落下必然偏后一些，只是由于时间很短，偏后的距离不易观察出来

D.人跳起后直到落地，在水平方向上人和车具有相同的速度

5.关于物体的惯性定律的关系，下列说法中正确的是（ ）

A.惯性就是惯性定律

B.惯性和惯性定律不同，惯性是物体本身的固有属性，是无条件的，而惯性定律是在一定条件下物体运动所遵循的规律

C.物体运动遵循牛顿第一定律，是因为物体有惯性

D.惯性定律不但指明了物体有惯性，还指明了力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动状态的原因