高中物理人教版 (2019)必修 第一册1 牛顿第一定律教学设计及反思

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第一册1 牛顿第一定律教学设计及反思，共9页。教案主要包含了钻研与处理教材，教学目标与核心素养，学生学情分析，教学重难点，教学过程，教学反思等内容，欢迎下载使用。

《牛顿第一定律》教学设计

一、钻研与处理教材
1、根据普通高中物理课程标准（2020年修订版）的要求，物理教学在注重知识的同时，还需注重知识的发现过程，本节意在构建知识的发现体系，阐明牛顿第一定律的历史渊源，解释运动和力的关系。
2、 本节位于人教版高中物理必修第一册第四章“运动和力的关系”的第一节，是在学习完运动和力之后对新知识体系的学习。从单元教学的角度出发，旨在利用牛顿第一定律的发现过程，讲述物理学史，整合物理科学思维方式的教学，着重对牛顿第一定律及其含义的理解，建立对惯性的正确认识。
3、选用“问题”“思考与讨论”“拓展学习”和“练习与应用”进行知识的学习、巩固和拓展，有利于学生思维的提升，贯穿演示实验和随堂训练使课堂气氛更加浓厚，学生更易与知识产生共鸣。
二、教学目标与核心素养
1、学生的物理观念素养
（1）知道伽利略的理想实验及其主要推理过程和推论，知道理想实验是科学研究的重要方法。
（2）理解牛顿第一定律的内容及意义，理解力与运动的关系，知道运动的物体不需要力来维持。
（3）明确惯性的概念，知道质量是惯性大小的量度，会正确解释有关惯性的现象。
2、学生的科学思维素养
（1）培养学生对一般物理实验过程的理解能力，培养学生科学推理并得出结论的方法能力。
（2）联系实际生活，通过解释生活中的惯性现象，培养学生运用科学思维方式解决物理问题的能力。
3、学生的科学探究素养
（1）通过理想实验和科学推理，认识科学探究的方法，了解理想实验的在物理探究中的作用。
（2）通过伽利略对运动和力的研究过程，培养学生的科学探究精神。
4、学生的科学态度与责任素养
通过了解牛顿第一定律发展的历史，使学生认识到科学的严谨性，体悟科学发展中认识事物本质的过程的曲折，培养严谨的科学态度。
三、学生学情分析
1、学生具备一定的逻辑思维能力，较薄弱的推理能力，具备学习理想实验的基础。
2、学生在初中阶段学习了牛顿第一定律的基本内容，但主要停留在认知层面，不了解知识内涵和其发现历程，现阶段的教学需要引起学生的学习兴趣，激发学生的学习热情。
四、教学重难点
教学重点：
1、通过了解牛顿第一定律的探究过程，体会理想实验的魅力。
2、对惯性的理解上，明确惯性与质量的关系。
教学难点：
1、对受力与运动的关系的理解。
2、对惯性与质量关系的认识。
五、教学过程
1、教学模式、方法和策略：
（1）模式：启发—引导模式、探究模式。
（2）方法：讲授法、演示实验法、阅读法、练习法等。
（3）策略：突出教学重点的策略，概念转变策略，分层教学策略，创设情境（探究式教学）的问题探究的策略等。
2、教学流程图：

3、教学过程
教学过程
教学内容及教师活动
学生活动
媒体教具板书设计意图
一、导入

（5分钟）


在去学校的路上，小明同学观察到这样的现象：一名工人师傅在用小推车运送砖块，工人师傅一用力，就把小推车推动了，不用力的时候小推车不动，他想请同学们帮他分析，用力和不用力与运动有什么关系呢？
通过前面对运动学的学习，我们研究了物体怎样运动，能够简单描述物体是怎样运动的，比如指出运动的方向、运动的轨迹，但对运动和力的关系没有进行深入了解。本节我们将走进动力学，去研究物体运动和力的关系，明确物体为什么会运动。
18世纪英国最伟大的诗人亚历山大·蒲柏曾说过这样一句话：Nature and nature's law lay hid in night.God said,let Newton be! And all was light.
提出问题：为什么会有上帝说，让牛顿去吧，一切都都被照亮的说法呢？其实这一切都源自于牛顿的著作《自然哲学的数学方法》，在这本书中，牛顿也对运动和力的关系进行了比较详细的阐述，今天，我们将要学习的是牛顿对运动和力的初步理解——牛顿第一定律。

学生思考运动和力的关系










学生阅读并进行翻译：自然和自然的法则在黑夜中隐藏；上帝说，
让牛顿去吧！于是一切都被照亮。

运用生活知识，进行引入，使课堂具更易被学生接受







运用英文进行描述，能激起学生的好奇心，活跃课堂气氛
二、 正课（27分钟）

让学生对运动和力的关系进行猜想：
猜想1：力可能是维持物体运动的原因。
猜想2：力可能不是维持物体运动的原因。
猜想3：力可能是改变物体运动的原因。
从学生的猜想进行讲解，说明在公元前300多年，就有人在“研究”运动和力，这个人是亚里士多德，他通过观察生活中的现象，得到了一种认识，即必须有力作用在物体上，才能使物体保持运动状态，也就说是力是维持物体运动的原因。
亚里士多德是伟大的，他能通过观察生活实际，对生活中的现象进行解释，有过系统的考察和全面的解释，在他之后的几百年里是没有一个人像他那样的，为此，恩格斯称他是“最博学的人”。
这样一个被称为“最博学的人”提出的理念，却被后来人质疑、否定。在亚里士多德之后，有这样一个人，他认为力不是维持物体运动的原因，物体的运动不需要力来维持。他认为在水平面上运动的物体之所以会停下来，是因为受到摩擦阻力的缘故。这个人的名字叫做伽利略，生于1564年，逝于1642年，他也认真研究了运动和力的关系，给出了和亚里士多德相反的理念，他从亚里士多德的观察现象中走了出来，对运动和力进行的一个实验，并进行了推想。
他这样做的实验：让一小球沿一个斜面从静止开始运动，将冲上另一个斜面；斜面越光滑，冲上另一个斜面的高度越接近原来的高度；如果没有摩擦，小球将上升到原来的高度；减小第二个斜面的倾角，小球仍到同一高度，通过的路程变大；第二个斜面放置水平，小球将永远运动下去……由于在当时的社会背景下并不具备完成这个实验的条件，所以后面是伽利略在已有基础上进行的推论，他从经验和理性思维中获得观念，不迷信于权威，并规范了物理研究过程，即科学认识过程，后人把他所做的实验称之为伽利略理想实验。
这一理想实验的意义在于：揭示了力不是维持物体运动的原因，物体的运动不需要力来维持；是一种思维活动，是人们在抽象思维中设想出来的，实际上无法做到的实验；以可靠的事实为依据，忽略次要因素，把实验结果合理外推到理想状态，从而揭示自然现象本质的假想实验；确立了实验在物理研究中的基本地位。
在伽利略同时代，有一个叫笛卡尔的人也在研究运动和力的关系，他通过和伽利略类似的方式，得出如果没有其它原因，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。
虽然伽利略和笛卡尔对物体的运动作了准确的描述，但是没有指明原因是什么，这个原因跟运动的关系是什么？
在伽利略逝世的同年，有一个人诞生了，他的名字叫做艾萨克·牛顿，他用发现的眼光总结了伽利略和笛卡尔的观念，他在《自然哲学的数学原理》一书中这样写到：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。
老师对学生的分析进行补充和说明，牛顿第一定律的第一句话“一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态”是物体具有的一种性质，我们把它称之为惯性。
一切物体在任何状态下都有惯性，惯性是物体的固有性质，惯性的大小只跟质量有关。着重提出质量是惯性的唯一量度。利用多媒体进行视频讲解，给出有关惯性的视频，让学生指出物体的运动状态有没有变化？有没有力作用在物体上？惯性体现在什么地方？
提出问题，学生进行分析并回答，
1、运动的物体有惯性，静止的物体没有惯性？
2、运动速度大的物体惯性就大呢？
3、“惯性”是不是就是“惯性定律”？
4、惯性是一种特殊的力吗？
对学生的回答作出改进，得出答案：
1、错，惯性与物体的运动状态无关。
2、错。质量是惯性的唯一量度。
3、不是。惯性是物体本身固有的一种属性，它跟物体受不受外力无关。惯性定律是物体不受外力作用时物体所遵循的一条规律。
4、不是。力是物体之间的相互作用。
回顾牛顿第一定律及惯性，了解其含义：
物体在不受力时,总保持匀速直线状态或
静止状态；力不是维持物体运动速度的原因；作用在物体上的力迫使其运动状态改变；力是改变物体运动状态原因；牛顿第一定律又叫惯性定律。




学生思考、了解物理学家发现物理知识的过程








学生了解物理学家生平，知道其贡献











学生观察演示实验、并得出结论：小球在不受摩擦力等其他力的情况下，能回到原来的高度。











学生思考伽利略和笛卡尔给出的说明，分析力和运动的关系



学生仔细分析牛顿第一定律：
“一切物体”说明牛顿第一定律具有普遍性，“总”说明能在任何状态下适用，“力迫使它改变”指出力能够改变物体运动状态，







学生思考并回答


板书：牛顿第一定律




板书：亚里士多德





通过简述物理学家生平，让学生了解其贡献，知道其发现物理知识的途径，加快对知识的理解









对物理概念进行详细讲解，让学生去认识物理实际存在的价值








板书：笛卡尔









指出总结的必要性，让学生能够自觉去总结收获


板书：牛顿第一定律




板书：惯性









通过概念讲解，加深学生对知识的理解
练习
（5分钟）


练习：氢气球下面吊着一个重物升空，若氢气球突然爆炸，那么重物将（ ）
A.先竖直上升，后竖直下落
B.匀速竖直下落
C.加速竖直下落
D.匀速竖直上升

思考：1、飞机不是在飞到目标的正上方
时投弹，而是要提前投弹才能够
命中目标，这是为什么？
2、交通法规定：在车辆前排乘坐的人必须系好安全带。请从物理学的角度对此规定加以说明。
（利用PPT展示题目）







学生思考讨论、并进行回答





习题进行分析，给出结果，
让学生理解惯性，思考生活中的惯性现象
总结
(3分钟)
一、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。
（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。
二、惯性
物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质，叫惯性。
（1）惯性是一切物体所固有的属性，与物体的运动状态无关，与受力情况无关
（2）质量是惯性大小的唯一量度

学生总结、笔记




巩固所学知识

为解决问题做准备
作业
课后习题，练习册



板书：
牛顿第一定律
亚里士多德：（常识性看法）
伽利略：（经验和理性思维）
笛卡尔：（实验和思维）
牛顿：（总结）
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。
惯性：（一种性质）
质量是惯性大小的唯一量度










六、现代化教学手段与媒体的应用和设计
（1）根据课堂教学要求，准备伽利略理想斜面演示器，对理想实验进行演示。
（2）以提高学生学习积极性、增强课堂教学效果和扩大课堂知识丰富度和容量为目的，制作多媒体课件，引入视频等。
七、教学反思
1、在课堂知识的组织和处理上，教师需要精确把握教学重难点，精确的掌控课堂构建，知识内容需要教师依据生活实例进行丰富，同时还需在交流互动等细节方面下功夫。
2、在能力方法的培养上，既要强调知识的内在联系问题，还应着重学生对知识的理解，物理教学语言要言简意赅，对牛顿第一定律有理解，能认识到简洁的物理方法，明白运动和力的相关关系，能分辨生活中有关惯性的例子。