高中人教版 (2019)1 牛顿第一定律教学设计

导入新课

出示图片：推小车

在实际生活中我们观察到一些现象：我们推车时，给车施加推力，车就运动，而且推力越大车运动越快；不给车推力，车就停止。

出示图片：运动的汽车

但有时我们又观察到：让车达到一定速度后，即使不再给车施力，车还会运动。那么力和运动有关系吗？

今天我们一起来探讨这个问题。

学生观察思考

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。

讲授新课

一、历史回顾

1、古希腊哲学家亚里斯多德观点：物体的运动需要力来维持。

必须有力作用在物体上，物体才能运动，没有力的作用,物体就要静止下来。

在探究运动原因的“侦探小说”里，这正是由明显的线索引出错误判断的案例，而且这个“错案”维持了很久。

2、意大利物理学家伽利略的观点：物体的运动不需要力来维持。

出示图片：伽利略

物体的运动并不需要力来维持，运动之所以会停下来，是因为受到了摩擦阻力。

二、伽利略的理想实验

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。

这个实验说明：力不是维持物体运动的原因。

思考讨论：为什么说伽利略的实验是一个“理想实验”？

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。

伽利略同时代的法国科学家笛卡儿也研究了这个问题。

出示图片：法国科学家笛卡儿

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。

针对练习

1、关于伽利略理想实验，以下说法正确的是 (       )

A．完全是理想的，没有事实为基础的。

B．是以可靠事实为基础的，经科学抽象，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。

答案：B

三、牛顿第一定律

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：

1、内容：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。

（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。

2、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。

思考1：牛顿第一定律可不可以直接用实验来验证？为什么？

参考答案：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。

思考2：什么时候可以看作不受力？并举例说明。

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。

四、惯性与质量

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。

思考讨论：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？

参考答案：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。

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、物体具有保持原来——————————状态或———————状态的性质，叫做惯性，物体惯性大小的唯一量度是物体的———————。

答案：匀速直线运动；静止；质量。

2、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

3、下列说法正确的是（　　）

A．高速行驶的公共汽车紧急刹车时，乘客都要向前倾倒，说明乘客受到惯性力的作用

B．短跑运动员最后冲刺时，速度很大，很难停下来，说明速度越大，惯性越大

C．惯性的大小仅与质量有关，质量越大，惯性越大

D．把手中的球由静止释放后，球能竖直下落，是由于球具有惯性的缘故 .

答案：C

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、一列火车减速进站，最后停在站台上。火车在减速过程中，下列说法正确的是（　　）

A．火车的惯性越来越小

B．火车的惯性一直不变

C．火车停止时惯性为零

D．火车的惯性不断增大

答案：B

拓展提高

1、《中华人民共和国道路交通安全法》明确规定：机动车载物应当符合核定的载质量，严禁超载。这个规定的实施是保障交通安全的有效措施之一。请你根据所学的物理知识，写出制定这一规定的两条科学依据：————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————

答案：物体的惯性大小与质量有关，质量越大惯性越大，遇到紧急的情况下操作更加困难；

物体的质量大，则物体在相等的速度时的动能大，汽车的刹车片与车轮之间的最大摩擦力是一定的，汽车的动能越大则刹车的时间越长，位移越大，遇到紧急的情况刹车的距离更大，更容易引起交通事故。

2、牙医建议每天早晚各刷一次牙能有效预防各种口腔疾病。生活中人们常常刷牙后，用力甩一甩牙刷后放回牙刷杯中。关于用力甩牙刷的分析正确的是（　　）

A．用力甩牙刷使牙刷运动和停止，说明牙刷的运动状态要靠力来维持；

B．刷毛间的水被甩出去是因为刷毛太细太光滑，没有摩擦力造成的；

C．仅仅是个人习惯没有科学依据；

D． 甩牙刷时，在突然运动和突然停止瞬间，刷毛之间的水由于惯性继续运动，导致水、刷毛分离，有利于保持刷毛干燥，从而有利于口腔健康。

答案：D

阅读课文说出

古希腊哲学家亚里斯多德观点和伽利略的观点

学生观察动画，动手操作

学生思考讨论

学生练习

学生记忆理解

牛顿第一定律

学生思考讨论

学生思考讨论

学生观看视频

和图片

学生思考讨论

学生倾听

学生练习

锻炼学生的自主学习能力

让学生经历伽利略理想斜面的全过程，体会伽利略的科学研究方法。

理解伽利略的实验是实验+推理的方法

巩固伽利略理想实验

锻炼学生的记忆能力加强学生对

牛顿第一定律的理解

知道牛顿第一定律能用实验来验证。

让知识在初中学习的基础上进行升华

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。

理解惯性与质量

的关系

巩固所学知识

课堂小结

1、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。

2、力不是维持物体运动的原因而是使物体运动状态改变的原因。   

3、质量是物体惯性大小的唯一量度。

梳理自己本节所学知识进行交流

根据学生表述，查漏补缺，并有针对性地进行讲解补充。

板书

一、历史回顾

1、亚里斯多德观点：物体的运动需要力来维持。

2、伽利略的观点：物体的运动不需要力来维持。

二、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

三、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。

四、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。