［必修1司南版（山东科技出版社）第6章第1节］

一、教材分析

本节是在全章导入的基础上进行新课教学的。从力和运动状态改变之间的关系引入课题，通过随堂实验并结合学生已学过的伽利略理想实验，由此分析出力不是维持物体速度的原因，而是改变物体速度的原因。按着人类对知识的认识顺序，从亚里士多德的观点——伽利略的研究——笛卡尔的补充，然后引入了牛顿第一定律，并在此基础上引入了惯性概念，同时讨论了决定惯性大小的因素。

二、学情分析

学生在初中学习中，已经了解了牛顿第一定律的基本内容，了解了伽利略的理想实验，但是对其认识还不够深入。力是维持物体运动状态的原因还是改变物体运动状态的原因，学生还不是很清楚。要正确认识它，就要克服日常经验带来的错误认识，所以一开始就用了两个实验，让他们通过观察、思考，来澄清错误的认识。同时在课堂教学中，应引导学生特别注意伽利略的理想实验，注意它忽略次要因素、抓住主要因素的科学性，课堂教学中，还应要通过随堂小实验多种方法，包括多媒体教学手段，为学生学习创设情景。

三、教学目标

1、知识与技能

(1) 理解牛顿第一定律和惯性的概念、正确理解力和物体运动的关系。

(2) 培养学生的观察能力、思维能力及应用定律解决实际问题的能力。

2、过程与方法

知道伽利略理想实验的推导分析过程，从中感悟科学推理方法领会科学思维过程

3、情感态度价值观

进行科学态度、科学方法教育，理解实践是检验真理的唯一标准，感悟科学规律获得的过程要经过许多科学家的不懈努力，学习科学精神。

四、教学重、难点

①正确认识力和运动的关系，明确“ 力是维持物体运动的原因” 观点是错误的。通过牛顿第一定律的学习加深对惯性概念的理解是本节教学的重点。

②伽利略的科学思维方法以及对牛顿第一定律和惯性的理解，既是本节的重点也是本节的难点。

五、教学用具

1．探究实验：木块、截面为圆形的铅笔（或者玻璃棒）若干；轨道、小车、毛巾、

2．演示实验：小球、两个对接的斜面轨道（轨道连接处做成圆弧线）；气垫导轨模拟当摩擦很小时的近似匀速直线运动；惯性演示仪；体温表、蜡烛各1支；小铁球、玻璃球。

3．视频录像片段：FLASH动画、视频材料介绍伽利略理想斜面实验、汽车启动刹车视频。

4．迷你小实验：笔帽与纸带；重球、细线；小Kitty、大气球。

5．PPT教学演示课件

六、课时安排：1课时

七、教学设计

教 学 程 序 设 计

教学

程序

教 师 活 动

学生活动

教学资源

创

设

情

境

引

入

新

课

播放三位伟人关于力和运动关系的跨越时空的假想对话FLASH动画，让学生了解人类对力和运动关系的探索历程 ，同时让学生认识到物理学研究的重大进展，对人类文明和社会进步都会产生深远的影响

过渡：那么力和运动之间到底有怎样的关系？

观察。

了解人类对力和运动关系的探索历程。

FLASH动画

要求学生利用桌上的木块感受：轻推木块，木块就运动，撤去推力，木块就停止运动。

动手实验，获得感受：用力推木块，木块才运动，撤去力，木块就会停止运动。

问：物体的运动是不是一定需要力？

思考。

（预测可能的回答：）

1．同意。生活中的很多例子都说明没有力就没有运动；

2．不同意。

新课教学

让学生利用桌子上的器材，自主设计实验方案，分别研究，验证自己的观点。考虑从两方面入手：

⑴、力推物动，力撤物停。

⑵、力撤物不停。

设计方案。

方案一：

（1）轻推木块，木块就运动，撤去推力，木块就停止运动

（2）在木块下面垫上

几根铅笔（或者玻璃棒），用力轻推木块，当推力撤去后，木块向前滑行一段距离后停下来，而且比（2）中的滑得更远；

方案二：

⑴、轨道上铺毛巾，小车放在毛巾上，推它就动，不推就停。

⑵、撤去毛巾，让小车在轨道上，推一下小车，小车运动一段才停下来。

随堂探究实验

器材：

1.木块、 截面为圆形的铅笔（或者玻璃棒）若干

2．轨道、小车、毛巾、

选择器材、动手做实验。

激发矛盾：两个实验，两种现象。

引导学生：抓住矛盾，进行对比分析，纠正部分学生的错误认识。同时指出学生原有错误认识也是古希腊哲学家亚里士多德的观点：有力才有运动，力是维持运动的原因。

抓住矛盾、对比前后实验并分析，纠正错误认识：物体的运动一定需要力。

再次回到实验中来，进一步总结：

物体的运动是不需要力来维持的（驳斥亚里士多德的观点）。

得出结论：

物体的运动是不需要力来维持的。

新课教学

过渡：最早发现这一问题的科学家是伽利略。

伽利略是怎么研究这个问题的呢？让我们一起追随他的科学研究足迹：

演示实验（客观事实）

实验1：在对接斜面的导轨上铺上毛皮纸，让小球从某一高度由静止释放，记录小球上升的位置。

实验2：在导轨上改铺蜡纸，让小球从同一高度也由静止释放，记录小球上升的位置。

实验3：导轨上不铺任何材料，还是让小球从同一高度也由静止释放，记录小球上升的位置。

认真观察实验现象、分析：小球在不同材料的斜面上上升的高度不一样，表面材料越光滑的，上升的高度越高。

演示实验

器材：

1．小球、

2．两个对接的斜面轨道（轨道可用玻璃棒，要求连接处做成圆弧线）

3．毛皮纸、蜡纸

引导学生分析、得出结论：

小球从一个斜面的高处滚下，会滚上另一个对接的斜面，摩擦力越小，越接近原来的高度。

得出结论：

小球从一个斜面的高处滚下，会滚上另一个对接的斜面，摩擦力越小，越接近原来的高度。

假想：当摩擦力大小为零，小球在另一个斜面上会上升到哪个高度？

思考

合理推理：小球将会到达同一高度。

根据实验事实，经过合理推理得出：小球将会到达同一高度。

再次合理外推：改变对接斜面倾角，由于斜面还是光滑的，小球仍然会上升到原来的高度，而小球为了要回到原来的高度要运动更远的距离。斜面倾角越小，运动距离越远。

如果对接斜面倾角为零，小球为了要回到原来的高度只好一直运动下去。

小球仍然会达到同一高度，而且对接斜面倾角越小，运动距离越远，若对接斜面倾角为零，小球永远运动

多媒体演示并介绍伽利略的理想斜面实验（动态演示以下效果）

（1）对称斜面，没有摩擦小球滚到等高。

（2）减小另一侧斜面倾角，小球从同一位置释放要滚到等高，滚动距离就会越远。

（3）把另一侧斜面放平，小球要到等高，就会一直滚下去。

观察

视频材料介绍伽利略理想斜面实验

演示完后，引导学生思考伽利略理想实验的前提条件是什么？？？(分析实验过程，得出小球能上升到原高度是本理想实验的前提)

思考得出：

小球能上升到原高度是伽利略理想实验的前提

问：伽利略又是如何得知：从某一高度沿斜面滚落的小球可以沿对接的另一斜面滚上同样的高度？

讨论交流

联系刚才的演示实验，指出：

伽利略也是根据小球从一个斜面的高处滚下，会滚上另一个对接的斜面，摩擦力越小，越接近原来的高度的实验事实经过合理的想象得出结论的

新课教学

介绍伽利略借助了类比物——单摆。他是从单摆在空气阻力很小的情况下来回摆动时到达几乎相同的高度受到启发，继而以大量实验为依据的前提下证实小球能上升到原来的高度。

根据这一现象伽利略得出了什么样的结论？

指导学生得出结论。

总结伽利略的观点：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。

用气垫导轨近似地验证上述结论：

    把滑块放在一个水气垫导轨上，使滑块和导轨之间形成气层，物体沿这种导轨运动时受到的阻力很小，推动一下物体，可以看到物体沿气垫导轨的运动很接近匀速直线运动。

观察。

演示实验

器材：

气垫导轨、光电门等。

总结分析伽利略理想实验：它是一个理想化的过程，但并不是凭空想象出来的，而是在可靠的实验事实基础上，抓住主要因素，忽略次要因素，经过抽象思维过程中所创造出的一种科学推理。理想化实验是物理学中重要的研究方法．对学生进行科学方法的教育。

理解伽里略的实验及推论过程，感受其科学研究方法：客观事实→假想→合理推理→得出结论。

提问：由伽利略的结论我们现在可以得出：力的作用是维持原来的运动状态还是改变运动状态？

回答问题

归纳总结：物体的运动是不需要力来维持的。力的作用是改变运动状态。

分析对比亚里士多德的观点和伽利略的观点，让学生认识到：亚里士多德的观点的错误就在于没有考虑到摩擦力的影响。

认识到：亚里士多德的观点的错误就在于没有考虑到摩擦力的影响。

讲解：贬低亚里士多德的做法是不妥当的，应当考虑当时的历史背景：亚里士多德时期并没有关于摩擦力、阻力的认识

学会科学地客观地评价科学家

介绍笛卡儿对伽利略观点的补充：

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。

对比笛卡儿与伽利略观点清楚笛卡儿对伽利略观点的补充

牛顿的成果：补充与概括

静止的物体在没有受到外力作用时，将保持静止状态（牛顿补充）

（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,请大家把两者进行一下概括

思考。

学生概括:一切物体在没有受到外力作用时， 将保持原来的运动状态。

得出牛顿第一定律内容：“一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。”

得出牛顿第一定律内容

新课教学

从几个方面引导学生分析牛顿第一定律含义：

①物体不受外力时会有怎样的运动，受外力作用时又会怎样？

②怎么理解“物体不受外力作用”？

③运动与力的关系如何？

学生自己讨论交流，

分析牛顿第一定律含义，得出：　

①牛顿第一定律说明了物体不受外力（或所受外力合力为零）时的运动状态是匀速直线运动或静止（所以说力不是维持物体运动的原因）。

原来静止的物体还处于静止状态，原来运动的物体将保持这个速度一直匀速运动下去

②受外力作用时，力迫使它改变运动状态。力是改变运动状态的原因

③一切物体都有保持匀速直线运动或静止的特性（即一切物体都有惯性）；

给出概念：物体保持原来运动状态不变的性质。

获得概念

结合课堂演示小实验，从几个方面，组织讨论惯性这一概念：

①静止的物体有没有惯性？匀速运动的物体有没有惯性？那做变速运动的物体呢，它是否也具有惯性？由此你可以总结出什么？

观察现象，分析

讨论交流：

①静止的物体如果不受外力作用，它的运动状态不会发生改变，具有保持原来静止状态的特性，一旦有力使它改变这种状态时，它就会有抵抗运动状态改变的的“本领”， 所以有惯性。

②匀速直线运动的物体，在不受外力作用时，还将保持原来匀速直线运动状态的特性，，一旦有力使它改变这种状态时，它就会有抵抗运动状态改变的的“本领”， 所以有惯性。

③在外力作用下做变速直线运动的物体，在任一时刻撤去外力，它还是会向前运动，它都将保持撤去外力那一时刻的运动状态，所以也有惯性。

总结：一切物体都具有惯性，与物体的运动状态无关。

小实验：

器材：

1．笔帽与纸带（图1）；

2．惯性演示仪。包括：小车、弹道管(内装弹枪)、弹簧片固定架（或者选择汽车启动、刹车视频）。

②惯性是一种“本领”，是当有外力作用在物体上使它改变运动状态时，它就会有抵抗运动状态改变的的“本领”。这个本领是与什么有关呢？

启发：在体育活动中，体操运动员和相扑运动员有什么不不同？

思考。初步认识到惯性与质量有关。

加深对惯性与质量关系的认识，要求学生举例说明。

例子：比如货车启动时，由静止到运动得需要一段时间，空车好启动满载时不好启动；

再比如骑自行车，单人时和带人时的感觉相比不一样等。

新课教学

从实例可看出，运动状态变化的难易程度与质量有关。物体的惯性的大小只与物体的质量有关，质量越大，惯性越大，质量越小，惯性越小。

掌握物体的惯性的大小只与物体的质量有关，质量越大，惯性越大；质量越小，惯性越小。

提问：惯性的大小与物体的速度有没有关系？是不是物体运动的速度越快，惯性就越大？

实验：

①     小铁球、玻璃球从同样的高度掉下；

②     玻璃球比小铁球在更高的地方掉下。

描述实验现象、分析原因。

小铁球、玻璃球

实验：甩体温表、吹蜡烛

分析：甩体温表、吹蜡烛时看到的现象并分析原因。

体温表、蜡烛各1支

引导学生根据观察到的实验现象，进一步总结惯性与物体的运动快慢有无关系。

学生讨论、总结得出结论：惯性的大小只与物体的质量有关。

得出结论：

一切物体都具有惯性；物体的惯性是物体固有的属性，不论物体处于什么状态且物体的质量是惯性大小的唯一量度。

感受现象，激发兴趣，应用分析：

在线的A端突然猛力一拉上，上端先断还是下端先断？在线的A端慢慢增加拉力，上端先断还是下端先断？

2．小猫Kitty想来中国

他设想将自己悬挂在空中的大气球中，由于地球的自转，只要在空中停留几个小时，就可以到达中国，小猫Kitty的愿望可能实现吗？动手看一看。为什么？（根据实验条件选择）

感受现象，

应用所学知识，思考解释现象

小实验：

器材：

重球、细线；小Kitty、大气球

小结与作业

1．引导学生完成课堂小结：

（1）历史上几位科学家对力和运动关系的看法和研究。

（2）伽利略得到力和运动关系的研究方法。

（3）牛顿第一定律的内容；

（4）惯性及应用惯性知识解决实际问题的方法

2．布置作业：（1）教科书P105  1．2．3．4. 5. 6.

            （2）寻找可以观察的惯性现象以及惯性的利用与防止。

教学设计点评

1．高中物理第一册（必修）“牛顿第一定律”一节，属初、高中知识的结合部。学生在初中学习中，已经了解了牛顿第一定律的基本内容，如何以初中知识为生长点、以教材内容为线索，展开科学方法教育与思维能力培养是本课教学活动断的研究、思考、推理过程，学习科学研究中常用的理想实验方法。为此本节教学采用讨论的主要目标。故教学的测重点应放在理解伽略对“运动物体不受外力作用会保持自己的速度不变”论式，教师在其间适当引导与点拨，并由师生共同概括总结，设计这样的教学方式，是基于教材具有循环性，学生已有一定基础，旨在让学生处于主动地位，追寻科学家走向成功的足迹，学会像物理学家那样发现问题、思考问题与解决问题。

2.本节课在设计过程中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。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。

3．惯性是一个重要的概念。虽然学生在初中接触过，但仍有一些学生误认为“物体在保持匀速直线运动或静止时才有惯性”。不理解一切物体都有惯性，而且惯性大小与质量有关。为此教学中还分别利用一些小实验讨论了静止、匀速直线运动以及做变速运动的物体都具有惯性。再从生活中常见的事例分析惯性大小与质量有关，与其他因素无关。在新课教学的最后还设计了几个有趣的实验，激发学生学习兴趣，提高学以致用的能力。当然要解决这些问题也不是一蹴而就的，需要通过实例分析慢慢接受。