人教版新课标高中物理必修1牛顿第一定律教案3篇

牛顿第一定律教案3篇

［教学目标］

一、知识与技能

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；理解力和运动的关系，知道物体的运动不需要力来维持。

３、理解惯性的概念，知道质量是惯性大小的量度；会用惯性解释一些现象。

二、过程与方法

１、观察生活中的惯性现象，了解力和运动的关系

２、通过实验加深对牛顿第一定律的理解

３、理解理想实验是科学研究的重要方法

三、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

［教学重点］

１、理解力和运动的关系

２、对牛顿第一定律和惯性的正确理解

３、理想实验

［教学难点］

１、力和运动的关系

２、惯性和质量的关系

［课时安排］

1课时

［教学过程］

［引入］

师：同学们，在前面的学习中我们学习了怎样描述物体的运动，知道了物体的一些运动规律，但同学们有没有想过：同一个物体不同的情况下可以做出不同的运动，究竟是什么决定了物体的运动情况？要讨论这个问题，就要研究运动与力的关系。所以，从今天开始，我们就一起来探究运动与力的关系。

一、据生活现象思考探究

师：现在请同学们结合日常生活经验，分组探讨一下运动和力是怎样的一种关系，并试着回答以下一些问题。

1、物体的运动需要力来维持吗？是不是有力物体就能运动，没力物体就静止。给物体一初速度，物体在不同平面上滑动，体会物体运动不需要力来维持。

2、物体的运动方向跟力的方向一样吗？

以抛粉笔为例

3、物体的运动仅由力决定吗？

抛粉笔为例

4、物体什么情况下做直线运动？什么情况下做曲线运动？

以抛粉笔为例

5、物体做直线运动时，什么情况下加速？什么情况下减速？

以抛粉笔为例。

【牢记】：物体的运动不需要力来维持，没有力物体也能运动：匀速直线运动；运动方向与力的方向无必然联系；当速度与力同一直线时，物体做直线运动；速度与力不在同一直线时，曲线运动；同一直线时，力与速度同向，加速；力与速度反向，减速。

要让学生明白：物体此刻的速度是由上一刻的速度和上一刻的受力决定的，此刻的速度及此刻的受力决定下一刻的速度。（比方：今天的结果是前面的表现决定的，要想今后的结果能改变，必须从现在开始。）

二、历史上人类对运动与力的关系的认识

师：爱因斯坦曾把一代代科学家探索自然奥秘的努力，比做福尔摩斯侦探小说中警员破案的过程。在侦探故事中，有时候明显可见的线索却把人们引到错误的判断上去，也就是说光凭经验来做判断是靠不住的。

师：长期以来，在研究物体运动原因的过程中，人们的经验是：要使一个物体运动，必须推它或拉它。因此，人们直觉地认为，物体的运动是与推拉等行为相联系的，当不再推、拉的时候，原来的运动便停止下来。根据这类经验，亚里士多德得出结论：必须有力作用在物体上，物体才能运动；没有力的作用，物体便要停止。我想不仅是亚里士多德这样想，就是在现在，很多人还是这样想的，因为它与我们的现实生活经验相一致。但这却是个错误的结论。是由明显可见的线索引出的错误判断，而且这个错误结论竟维持了近两千年。直到三百多年前，伽俐略创造了有效的“侦察”方法，发现了正确的线索，揭示现象的本质，成为物理学中的福尔摩斯。

师：伽俐略注意到，当一个球沿斜面向下滚动时，它的速度越来越大；向上滚动时，速度越来越小。他由此猜想：当球沿水平面滚动时，速度应该不增不减。实际上他发现，球越来越慢，最后停下来。伽俐略认为，这是由于摩擦阻力的原因，因为他同样还观察到，表面越光滑，球便会滚动得越远。于是他推断：若没有摩擦阻力，球将永远滚下去。

师：伽俐略为了说明他的思想，设计了一个实验（伽俐略斜面实验）：让一个小球沿一个斜面从静止状态开始滚下，小球将滚上另一个斜面，如果没有摩擦，小球将升到原来高度。减小后一斜面的倾角，小球在这个斜面上仍然达到同样高度，但这一次为了达到同样高度，比第一次滚得远些。继续减小第二个斜面的倾角，小球达到同一高度时将会滚得更远。于是他问道：若将后一个斜面放平，球会滚动多远？结论显然是，球将永远滚动下去。这就是说物体的运动不需要力来维持，没有力物体也可以运动（比如在光滑水平上，只要给物体个初速度，物体将以这个速度永远运动下去），而力恰好是改变物体运动状态（运动速度）的原因，比如物体加速和减速时都需要受到力的作用。当然我们不能消除一切阻力，也不能把水平木板做得无限长，所以这个实验是“理想实验”带领学生观察动画及视频文件，先看理论动画，再看演示实验。

注意：理想实验不是空想实验，它是可靠实验事实加上理论推导。

师：与伽俐略同时代的法国科学家笛卡尔补充和完善了伽利略的观点。明确指出：除非物体受到外力的作用，物体将永远保持静止或运动状态，永远不会使自己沿曲线运动，而只保持在直线上运动。他还认为，这应该作为一个原理加以确立，并且是人类整个自然的基础。

三、牛顿第一定律

牛顿物理学的基石———惯性定律

伽俐略和笛卡尔的正确结论在隔了一代人以后，由牛顿总结成动力学的一条基本定律：

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。

注意：学习物理的过程中大家已经对亚里士多德这个名字很熟悉了，并且每次提到的都是他的错误观点，好像成了反面教材，这里我要向大家说明一下：亚里士多德是个非常伟大的人。恩格斯称亚里士多德是最博学的人，亚里士多德的研究涉及生物、天文、气象、数学和物理等，成果十分丰富，是西方文化的奠基人。他追求以世界的本来面目来说明各种自然现象，比如说：他认为天上的运动应该是完美的匀速圆周运动、地上的物体都应该是静止的。他认为物体的运动需要力来维持，是与大量的“事实”相一致的。他一直追求真理，只不过因为当时研究物理总是靠直觉和思维来进行。因此，他的这一错误观点影响了人们两千多年。

伽利略实在是一个伟大的科学家，他第一个意识到了摩擦力——一个本质至今还没有被认识清楚的问题。有了这一点，加上他又具有丰富、发散而有严谨的科学思维能力，设计出其理想实验就显得比较自然了。我们认为理想实验首要的意义在于它摒弃了那种单纯依靠思辩来研究物理的行为方式，而确立了实验在物理研究中的基本地位。从物理史实上可以发现，这时伽利略认为的地面上的物体除静止外的另一本来面目是匀速圆周运动（而不是匀速直线运动），伽利略是一个伟大的科学家，在物理史上有着不可取代的地位，是因为他第一次确立了物理实验在物理研究中的重要性，研究物理不再是单纯地靠直觉和思维。是笛卡尔第一个明确指出：除非物体受到外力作用，物体将永远保持静止或匀速直线运动状态。这确实是人类思想认识上的一次飞跃。因此，笛卡尔认为上述论断应该作为一个原理加以确立，且是人类整个自然观的基础是十分合理的。笛卡尔当时还指出：在太空环境中可以实现物体不受外力的作用，这时物体的运动就满足理想实验的条件（解放了人们的思想，拓宽了看问题的视野）。

牛顿所做的工作不仅是进行了总结，更是从物理上赋予了明确的内涵，这其中包括惯性和力作为科学概念地提出，以及惯性参考系等，同时明确了力和物体运动及其变化之间的直接因果关系。

【牢记】：

1、运动并不需要力来维持，因而力并不是使物体运动的原因；只有当物体的运动状态发生改变的时候，才需要力，所以力是改变物体运动状态的原因

2、不受力的物体是不存在的，所以牛顿第一定律是理想定律，不能用实验来验证。

3、物体具有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质，这种性质称惯性。所以牛顿第一定律又称惯性定律。

师：生活中许许多多的现象可以帮助我们理解牛顿第一定律。例如冰壶。冰壶在冰面运动时受到的阻力较小，可以在较长时间内保持运动速度的大小和方向不变直到它再一次受到杆的打击或碰到障碍物，才改变这种状态。

观看牛顿第一定律演示实验

四、惯性

带领学生观看多媒体文件。

生活中的例子：将斧头和木把往下敲。木把受到敲击突然停止了。斧头由于惯性要保持原来的运动状态，继续向下运动，使斧头和木把套紧。

1、问：什么样的物体具有惯性？物体什么时候具有惯性？

答：一切物体均具有惯性。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。

物体任何时候都有惯性，惯性是一种固有属性。

2、惯性可以被克服吗？

答：惯性是物体的固有属性，不是力，不能避免或克服。

3、速度可以突变吗？

答：当有外力作用迫使物体改变运动状态时，物体的运动状态会在原有的基础上发生变化，惯性的大小就表现为物体运动状态改变的难易程度。正因为物体的运动状态是在原有的基础上一点点变化的，所以速度是不能突变的。

4、物体的惯性大小由什么决定呢？与速度有关吗？

答：惯性的大小仅由质量决定。

这里有一个易错点：很多同学认为速度大，惯性大；速度小，惯性小。原因是他们把“运动状态改变的难易程度理”理解为“物体从运动到静止的难易程度”。

分析：正是因为有外力的作用才使得物体的运动状态发生改变，所以要比较两个物体运动状态改变的难易程度，最起码要给它们相同的外力作用，才好进行比较。（不恰当的比方：想看两个人一天谁挣的钱多，最起码要给他们相同的本钱）

要比较速度变化的难易程度其实就是比较物体的加速度，加速度反映了相同时间内物体速度变化的大小关系，而在相同的外力作用的情况下，物体的加速度大小是仅仅是由质量决定的。所以惯性仅仅由质量决定。（a大，速度变化容易；a小，速度变化难）

惯性的大小仅由质量决定。但由于惯性是属性不是物理量，所以不能具体讲1千克的物体有多少惯性。例：如手挡相同速度的篮球和汽车。如果一辆空车和一辆装满货物车在相同的牵引力作用下由静止开始运动，它们的运动状态改变的情况并不相同，空车的质量小，在较短的时间内可以达到某一速度，运动状态容易改变。装满货物的车，质量大，要在很长的时间内才能达到相同的速度，运动状态难以改变。惯性大小在实际中是经常要加以考虑的。当我们要求物体的运动状态容易改变时，应该尽可能减小物体的质量。歼击机的质量比运输机、轰炸机的质量要小得多，在战斗前还要抛掉副油箱，以进一步减小质量，就是为了要提高歼击机的灵活性。相反，当我们要求物体的运动状态不容易改变时，应该尽量增大物体的质量，抽水站的电动抽水机和水泵都固定在很重的机座上，就是要增大它们的质量，以尽量减小它们振动或避免意外的碰撞而移动。

牛顿第一定律扩展：我们现在已经知道物体不受力与受力平衡是等效的（可以由牛顿第二定律得到受力平衡时加速为0，物体静止或匀速），所以牛顿第一定律可以这样理解：当物体不受力或受力平衡时，物体将保持静止状态或匀速直线运动状态。反过来亦成立，当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时，物体必定不受力或受力平衡。有下图：

牛顿第一定律教案二

一、教学目标

知识与技能：

1.知道伽利略和亚里士多德对力和运动关系的不同认识

2.知道伽利略的理想实验及其推理过程和结论

3.知道什么是惯性，会正确理解有关现象

过程与方法：

1．观察生活中的惯性现象，了解力和运动的关系．

2．通过实验加探对牛顿第一定律的理解．

3．理解理想实验是科学研究的重要方法．

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．

二、教学内容剖析

本节课的地位和作用：

本节惯性定律的内容及导出过程，强调它在科学中的地位与作用，意在引导学生了解科学的发现和发展。科学的发现都有其深刻的社会背景和科学背景，同时，科学家自身的创造性思维品质和敢于置疑、坚持真理的献身精神又成为情感态度价值观教育的好素材。

本节课教学重点：

牛顿第一运动定律、惯性的概念。

本节课教学难点：

1．消除“力是维持物体运动的原因”的错误观点。

2．牛顿第一运动定律。

3、惯性概念的理解及应用。

三、教学准备

电化教室、“牛顿第一定律.”ppt”文件

[教学过程设计]

一.引入

播放视频剪辑《汽车事故实验》，在视频剪辑中,我们看到撞车后假人和车子的运动情况.我们要讨论的是,

人和车子为什么会做这种或那种运动.要讨论这个问题,必须知道运动和力的关系.在力学中,只研究物体怎样运动而不涉及运动和力的关系的分科叫做运动学,研究运动和力的关系的分科叫做动力学.

动力学的奠基人是英国科学家牛顿.牛顿在1687年出版了他的名著《自然哲学的数学原理》.这部著作中,牛顿提出了三条运动定律,这三条定律总称为牛顿运动定律,是整个动力学的基础.这一章我们要学习的就是牛顿运动定律.

二.正课

1、历史的回顾.

远在两千多年以前，人们已经提出了运动和力的关系问题.可是直到伽利略和牛顿时代，才对这个问题给出了正确的答案

演示实验:用力推车,车子才前进,停止用力,车子就要停下来.

1.1亚里士多德(Aristotle)

在17世纪前人们普遍认为力是维持物体运动的原因.用力推车，车子才前进，停止用力，车子就要停下来.古希腊的哲学家亚里士多德（公元前384—前322）根据这类经验事实得出结论说：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.（力是维持物体运动状态的原因）

在亚里士多德以后的两千年内，动力学一直没有多大进展.直到17世纪，意大利著名物理学家伽利略才根据实验指出，在水平面上运动的物体所以会停下来，是因为受到摩擦阻力的缘故.

教师对亚里士多德做简单的介绍，以培养学生对科学家们的热爱。

1.2伽利略(Galileo)

在水平面上运动的物体所以会停下来,是因为受到摩擦阻力的缘故.

若阻力非常小,物体将做什么运动呢?

课件演示实验:物体沿气垫导轨的运动很接近匀速直线运动.

介绍:上海磁悬浮列车示范运营线、设计最高时速430公里/小时.

若阻力减少到零,情况又会怎样呢?

计算机模拟实验:伽利略的理想实验.

结论:设想没有摩擦,一旦物体具有某一速度,物体将保持这个速度继续运动下去.

而水平桌面上推物体物体动起来，不推物体就不动，正是由于摩擦力的作用使物体改变了运动状态，所以力是改变物体运动状态的原因。

伽利略的研究方法:以可靠的事实为基础,经过抽象思维,抓住主要因素,忽略次要因素,从而更深刻地揭示了自然规律.

对伽利略进行简单的介绍。

1.3笛卡儿(Descartes)

如果没有其他原因,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.

讲解:牛顿在伽利略等人研究的基础上,并根据他自己的研究,系统地总结了力学的知识,提出了三条运动定律.

2牛顿第一定律

2.1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。

牛顿:“站在巨人的肩上”.

学生讨论:牛顿第一定律的含义.

2.2含义

2.2.1我们所遇到的实际问题中,物体不受力的情况是没有的.物体受平衡力时,或者说合力为零时的情况跟不受力的情况是相同的.

2.2.2物体运动状态的改变需要外力.

力是改变物体速度的原因.

2.2.3一切物体都有保持匀速直线运动状态或静止状态的特性.

3、惯性

3.1定义

物体的这种保持原来的匀速直线运动或静止状态的性质叫做惯性.

情景介绍并回映本课开头的视频:

当汽车突然开动的时候,汽车里的乘客会向后面倾斜.当汽车突然停止的时候,汽车里的乘客会向前面倾斜.

提问:在视频《汽车事故实验》实验的剪辑中,当车撞到墙时,假人为什么会从车子中往前飞出。并适当的对学生进行安全教育。

3.2性质

3.2.1一切物体都具有惯性,物体的运动并不需要力来维持.

3.2.2惯性是物体的固有性质,不论物体处于什么状态,都具有惯性.

讲解:天上的飞机、地上的汽车、羽毛都具有惯性.

3.2.3惯性与物体的质量有关，物体质量越大惯性越大

如：课件演示惯性炮实验，从而让学生知道质量小的物体惯性也小，用很小的力就能把静止的空气变成运动的空气。

三.小结

1.伽利略对力和运动关系的研究方法.

伽利略对科学的贡献就在于毁灭直觉的观点而用新的观点来代替它.

2.历史上对力和运动关系的看法和研究.

教会对伽利略的迫害.

3.牛顿第一定律的内容及含义.

4.惯性及应用惯性知识解决实际问题的方法.

五.作业

1.教科书:习题

[板书设计]

1、历史的回顾

1.1亚里士多德(Aristotle)

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.

1.2伽利略(Galileo)

在水平面上运动的物体所以会停下来,是因为受到摩擦阻力的缘故.

伽利略的斜面实验.

1.3笛卡儿(Descartes)

如果没有其他原因,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.

2牛顿第一定律

2.1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.

2.2含义

2.2.1物体不受外力时,总保持匀速直线运动状态或静止状态.

力不是维持物体速度的原因.

2.2.2物体运动状态的改变需要外力.

力是改变物体速度的原因.

2.2.3一切物体都有保持匀速直线运动状态或静止状态的特性.

3惯性

3.1定义

物体的这种保持原来的匀速直线运动或静止状态的性质叫做惯性.

3.2性质

3.2.1一切物体都具有惯性,物体的运动并不需要力来维持.

3.2.2惯性是物体的固有性质,不论物体处于什么状态,都具有惯性.

3.2.3惯性与物体的质量有关，质量越大惯性越大。

教学资源：

亚里士多德是第一个尝试研究物理学并给出“物理学”这一

名称的人。他生活在古希腊文明发展的鼎盛期。从17岁开始，跟

随大哲学家柏拉图一直学习了20年。

亚里士多德力图以世界的本来面目来说明各种自然现象，这

是他的进步之处。但由于当时研究物理学只是依靠直觉和思维来

进行，所以他的很多关于物理方面的论述，显然今天看来是错误

的，然而在当时，能够摆脱神的意志，特别是形成一套自圆其说的体系，这是很不简单的。

亚里士多德曾说过：“我没有现成的根据，没有可照抄的模式。我是一位开拓者，所以我是渺小的。我希望读者诸君能够承认我已成就的，原谅我所未能成就的。”

亚里士多德几乎在每一个科学领域（如：植物、动物、天文、气象、数学和物理等）都作出了自己的贡献，其学说对后世的西方思想和科学产生了重大的影响。这一点没有其他任何一位古希腊思想家可以相比。

公元前323年，马其顿王朝被希腊人推翻。亚里士多德也遭到不幸，失去了他苦心搜集的各种标本和资料，失去了他的全部书稿。第二年，在极度失望的情况下，这位科学的始祖饮毒而死。

亚里士多德曾说过一句名言：“我敬爱柏拉图，但我更爱真理。”由此可见亚里士多德追求真理的执著精神。

当今世界著名的高等学府美国哈佛大学的校训就是：

“让柏拉图与你为友，

让亚里士多德与你为友，

更重要的是，让真理与你为友。”

伽利略，著名意大利数学家、天文学家、物理学家、哲学家。是首先在科学实验的基础之上融会贯通了数学、天文学、物理学三门科学的科学巨人。伽利略是科学革命的先驱。伽利略科学上的成就与他首创的实验与理论相结合的研究方法分不开。他对物理规律的论证十分严格，这个论证过程可概括为：

观察－假说－数学分析、推论－实验验证……

他不但亲自设计和演示过许多实验，而且亲自研制出不少技术精湛的实验仪器，例如浮力天平、温度计、望远镜、显微镜等。他倡导实验与理论计算相结合的方法，把实验事实与抽象思维结合起来，用实验检验理论推导，开创了

牛顿第一定律教案三

【学习任务分析】

1、高中阶段所学习的惯性和牛顿第一定律，是在初中已学知识基础上的进一步深化。

2、学习惯性和牛顿第一定律将为后续的牛顿第二定律，乃至整个力学的学习奠定基础。

3、牛顿运动定律是动力学的基础，正确认识力和运动的关系，是学好物理的关键。

4、理解力和运动的关系是本节课的重点，通过实验和生活的例子进一步体会，力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因。这对以后研究问题是非常重要的。

5、指出牛顿第一定律并不是真实的实验定律，而是以可靠的实验为依据，突出主要因素，忽略次要因素，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，给学生以科学方法的教育。

6、惯性与质量的关系是这节课的难点，通过举例反复体会。

7、最后让学生分析生活中常见的惯性现象，巩固所学知识，同时使学生感悟知识与现实生活的紧密联系，激发求知的欲望。

【学习者分析】

1、从知识水平来看，本节内容较抽象，虽然本节内容与日常生活非常贴近，但又高于生活，尽管学生在初中有一定的认识，但对高中新同学来说在理解上还有一定的困难。

2、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，人们正确认识这个问题，经历了漫长的历史过程，同样学生要正确认识它，也要克服日常经验带来的错误认识，所以一开始就用演示实验，让他们通过观察、思考，来澄清错误的认识。

3、惯性是一个重要的概念。比较抽象，因此对初学者来说理解起来很不容易，更不用说理解一切物体都有惯性，而且惯性大小与质量有关。

4、从人的思维发展阶段看，初中的学生还处于具体形象思维的阶段，要使学生由感性认识上升到理性认识，教师还必须通过正确的引导。尽量采用通俗易懂的教学方法，充分利用多媒体辅助手段将抽象问题形象化，帮助学生理解掌握基础知识，并在教学过程中通过联想质疑、交流研讨、迁移应用、课后练习不断培养学生所应具有的各种能力。

【教学目标】

１、知识与技能

（1）理解力和运动的关系，知道物体的运动不需要力来维持。

（2）理解伽利略理想实验的推理过程。

（3）理解牛顿第一定律，知道它是逻辑推理的结果，不受力的物体是不存在的。

（4）理解惯性的概念，知道质量是惯性大小的量度．

（5）初步学会分析、概括、推理等科学思维方法。

2、过程与方法：

（1）在分析伽利略理想实验的过程中，感受概括、推理的科学研究方法。

（2）观察惯性现象，感受从纷繁的现象中探求事物本质的思想方法。

（3）培养学生分析问题的能力，要能透过现象了解事物的本质，不能不加研究、分析而只凭经验，对物理问题决不能主观臆断．正确的认识力和运动的关系．

（4）帮助学生养成研究问题要从不同的角度对比研究的习惯．

3、情感态度价值观：

（1）通过伽利略的斜面实验，了解理想实验，激发热爱科学、乐于探究的兴趣。

（2）通过科学史的简介，领略去伪存真的科学态度和严谨的科学作风。

（3）利用动画演示伽利略的理想实验，帮助学生理解问题。

（4）利用生活中的例子来认识惯性与质量的关系。培养学生大胆发言的精神，并学以致用。

【教学重点、难点】

重点：牛顿第一运动定律、惯性。理解力和运动的关系。

难点：伽利略理想实验的推理过程；对牛顿第一运动定律和惯性的正确理解

【设计思想】

本节课结合学生的特点对教材的内容进行了深入的挖掘和思考，备教材，备学生，备教法，始终把学生放在教学的主体地位，让学生参与，让学生设计，广开言路，让学生的思维与教师的引导共鸣。

整节课主要采用师生双边活动，把规律的得出过程和方法放在首位，把学生的情感价值体验放在重要位置。

学生准备

要求学生上网或到图书馆查找有关亚里士多德、笛卡尔、伽利略、牛顿的生平及总结牛顿第一定律等方面的资料。

【教学过程】