?無憂考網小編整理了中學數學牛頓第一定理學案【三篇】，希望對你有幫助!
一
教學目標
一、知識與技能:
曉得并能用語言敘述牛頓第一定理，
九年級數學牛頓第一定理教學設計
。
二、過程與方式:
培養中學生嚴謹的邏輯推理能力。
通過對大量實例的剖析，培養中學生歸納、綜合能力。
擅于思索、善于總結，把數學與實際生活緊密結合。
三、情感心態與價值觀:
通過探究物體不受力時如何運動，產生實事求是、不迷信權威、尊重自然規律的科學心態。
教學重與難點
重點：“理想實驗”法，牛頓第一定理。
難點：讓中學生確信牛頓第一定理并理解其內涵。
教學打算慣性貨車、斜面、木塊、木板、毛巾、標志旗子．
教學過程
一、體驗、觀察、頓悟、闡述
師：朋友們，按照平時的觀察和生活經驗告訴我們：力可以使靜止的物體運動，也可以使運動的物體靜止。（請觀察）
中學生實驗一：抽中學生到講臺上做使勁使講桌運動的實驗。并強調當我們使勁推或拉桌午時，椅子才能運動，當推力或拉力撤銷后，椅子就停止運動。（A、運動須要力來維持）
中學生實驗二：中學生演示貨車在木板上運動情況。使勁推貨車時貨車開始運動，當推力撤銷后貨車仍能運動。
（B、運動不須要力來維持）
師：既然物體的運動不須要力來維持，貨車為何會停出來呢？
生：是桌面對貨車的阻力。
（好，下邊我們就用實驗來探究阻力對物體運動的影響）
二、探究、歸納、推理
（一）探究：阻力對物體運動的影響
1、介紹實驗器材。
2、請朋友帶著下邊的問題和老師一上去完成實驗探究。
（1）為充分“顯示”阻力對物體運動情況的影響，每次實驗時應當控制什么誘因相同？怎樣改變物體遭到的阻力？
（2）為何讓貨車從斜面的同一高度滑下？
（3）貨車在不同材料的平面上終停出來的緣由是哪些？
3、演示書上圖12.5-3所示的實驗，
學案
《九年級數學牛頓第一定理教學設計》()。
（1）觀察實驗現象，記錄實驗結果。
接觸面
阻力的大小
（選填“大”“較小”或“小”）
貨車運動的距離
（選填“短”“較長”或“很長”）
浴巾
麻布
木板
（2）交流討論思索題。
（3）展示討論結果。
（二）歸納
生：平面越光滑，貨車運動的距離越遠，這說明貨車遭到的阻力越小，速率增大得越慢。
（三）推理，升華實驗推論。
師：假如我們將木板換成表面更光滑的玻璃，貨車運動的距離與在木板上運動的距離相比較，哪一個更遠些？
生：在玻璃上運動的距離更遠。
師：假如有一種材料，它的表面絕對光滑，對貨車遭到的阻力為零，貨車將做哪些樣的運動？
生：貨車將以恒定不變的速率永遠運動下去。
師：運動的物體不受力將仍然運動下去，那靜止的物體倘若不受力，會如何呢？
生：永遠保持靜止狀態。
三、揭示規律、板書課題
一切物體在沒有遭到力的作用時，總保持靜止狀態或勻速直線運動狀態.
師：明天朋友們在實驗的基礎上通過進一步推理得出的規律跟17世紀荷蘭科學家牛頓得出規律完全一樣。朋友們真好，大家是現今的牛頓。
板書課題：牛頓第一定理
想想議議（中學生交流討論）
1、牛頓第一定理的適用范圍：；創立的條件：；推論：。
2、靜止的物體假如不受力的作用將保持狀態；運動的物體假如不受力的作用將保持。
師：牛頓第一定理充分闡明了物體運動和力的關系，力不是拿來維持物體運動的緣由，而是改變物體運動狀態的緣由。
四、課堂練習（見中學生手中小練習）
五、課堂小結
1、牛頓第一定理的內容是：一切物體在沒有遭到力的作用時，總保持靜止狀態或勻速直線運動狀態。
2、適用范圍：一切物體；條件：不受力；推論：總保持靜止狀態或勻速直線運動狀態。
3、力是改變物體運動狀態的緣由。
六、課外作業（略）
附板書設計
12.5牛頓第一定理
1、內容：一切物體在沒有遭到力的作用時，總保持靜止狀態或勻速直線運動狀態。
2、適用范圍：一切物體；
條件：不受力；
結論：總保持靜止狀態或勻速直線運動狀態。
3、力是改變物體運動狀態的緣由。
二
一、教材剖析
這節教材首先對人類認識“運動和力”的關系作了歷史的回顧，介紹了四位科學家研究運動和力的關系的思想方式及卓越貢獻。之后述說牛頓第一定理的內容和物體慣性的概念。這是初、高中知識相銜接的一節課程。中學生早已了解了牛頓第一定理的基本內容，所以在教學設計上應以教材中有關“力是運動的緣由還是改變運動的緣由”這一問題認識的發展歷史為線索，以科學思想、科學方式教育與思維能力培養為主要目標。教學的優缺應置于理解人類認識“運動和力”的關系研究、思考、推理過程，學習科學研究中常用的理想實驗方式。在牛頓第一定理內容的學習上，注重知識的理解及與生活實際的聯系。為發揮中學生學習的自主性，思維的積極性，本課采取中學生自主探究模式組織教學。
二、教學過程設計
引入新課：運動的起因是哪些
（一）中學生閱讀歷史的回顧并找出四位科學家關于力和運動的觀點
這塊內容中有些知識點中學生是已知的，也有未知的，但中學生都看得懂，所以就由中學生來完成，朋友們互相補充，班主任只起到歸納總結的作用。
1．亞里士多德：力是維持物體運動的緣由。
現象：在平路上人傘車，車能夠運動，人停止使勁，面包車就要停出來。
2．伽利略：水平面上物體所以會停出來，是由于磨擦的作用，假如沒有磨擦，水平面上物體一旦具有某一速率物體將保持這一速率運動下去。
笛卡兒：假如沒有其它緣由，運動物體將繼續以同一速率順著一條直線運動，即不會停出來，也不會偏離原先的方向。
牛頓：一切物體總保持原先的勻速直線運動狀態或靜止狀態，直至有外力促使它改變這些狀態為止。
（二）問：以上四位科學家每一位都把人類的認識往前推動了一步，試剖析每人推動的一步彰顯在那里？你覺得誰的貢獻大？
班主任通過設計這樣一個問題，指明中學生要探究的內容與方向，具體由中學生們合作完成，班主任只起到總結歸納的作用。
a）亞里士多德的貢獻：通過直覺的觀察提出問題為科學家的研究確立了課題。
b）伽利略的貢獻：（1）伽利略發覺了不易直覺的磨擦力，改變了亞里士多德按照直接經驗得出的直覺推論提出運動不需力維持；（2）思維取代直覺認識宇宙。
c）笛卡兒的貢獻：（1）明晰勻速直線運動；（2）強調速率改變是有誘因的。
d）牛頓的貢獻：（1）推廣到一切物體；（2）提出靜止；（3）明晰力的作用。
關于誰的貢獻大，中學生眾說紛紜，沒有一個準確的定論，班主任也無需給出一個正確的推論。并且通過對化學學歷史發展過程的考察，對四位科學家貢獻的探究，它將有助于中學生了解化學學家認識和發覺化學定律、定律的基本技巧。因而“以史為鑒”，培養她們以化學學家認識世界原本面目的形式去認識世界。在一定意義上，通過對規律認識的歷史的還原，對中學生進行科學思想和科學方式論的教育是培養中學生科學素質的有效途徑。這是設計此問題的關鍵所在，也是本節課的亮點所在。
在該塊教學內容學生未知的是關于伽利略的理想實驗，班主任要采取的教學方式是采用設計一系列問題，引導中學生學會自己剖析問題自己解決問題，具體可如下操作。
提問：伽利略用哪些方式證明物體運動不須要力來維持呢？
演示說明：設置一個向上的斜面，再圓滑地連一個向下的斜面。之后拿一個小球置于斜面某點上，由靜止運動出來，它將沖上另一斜面。
班主任設疑：它能“沖”到那里，它能回到原先高度嗎？假如光滑，結果如何？
班主任通過一系列問題引起中學生的思索。通過實驗發覺，它升不到原先的那種水平高度，這是由于磨擦較大。若換一個磨擦較小的斜面，可以看出，它就較接近那種水平高度。若磨擦越小，就越接近。這是實驗事實。科學推理：根據這可靠的實驗事實為基礎，之后順著磨擦力越來越小的發展趨勢，去科學推理──如果磨擦十分特別的小、以至于沒有磨擦，那小球將十分十分接近──以至于達到原先水平高度。這是一種理想的實驗情境，即小球順著光滑的斜面總能上升到原先的高度。班主任強調“假設”兩個字用得挺好牛頓第一定律教學反思不足，它對化學推論進行合理的外推，其推論的得出符合邏輯。降低第二個斜面的夾角，夾角越小，小球為達到原先的高度所通過的路程就越長；夾角越小，通過的路程就越長。之后，我們再去科學推理，如果它終成為水平面，那小球所通過的路程也就無限長，只能順著水平面繼續運動下去。
班主任總結：“理想實驗”雖然也叫實驗，但它不等同于科學實驗。真實的實驗是一種實踐活動，而“理想實驗”則是一種思維活動，是由人們在具象思維中構想下來而實際上難以做到的“實驗”。并強調理想實驗是以真實的科學實踐為基礎，捉住主要矛盾，忽視次要矛盾，對實際過程作出了更深入的具象剖析。理想實驗是以正確的邏輯法則為根據的。它是自然科學理論研究中的重要方式。
（三）演示氣墊滑軌實驗
氣墊滑軌實驗是中學生未知的實驗，所以采用的方式是由師生共同操作完成，班主任介紹實驗裝置及裝置的特性，由中學生來促進氣墊滑軌上的物體，觀察它的運動，進一步地幫助中學生加深理解物體不受外力作用時將做勻速直線運動。
（四）讓中學生們仔細閱讀牛頓第一定理的內容，并思索定理包含的幾層涵義
在進行牛頓第一定理的教學時，不能只滿足于中學生能復述牛頓第一定理的內容，還應幫助學生理解牛頓第一定律所包含的幾層意思。定理的理解是未知的，但可以在班主任的啟發下，通過中學生們互相討論、自主探究、教師補充共同完成下邊的三層含意。
1．描述了物體不受外力作用時的運動規律
牛頓第一定理描述了物體不受外力作用，或則所受的合外力為零時，物體將保持原先的運動狀態──勻速直線運動狀態或靜止狀態。
2．揭示了力的科學定義
力是物體間的互相作用，它是改變物體運動狀態，即形成加速度的誘因，而不是形成和維持物體運動的誘因。
3．一切物體都有保持勻速直線運動狀態或靜止狀態的性質，闡明了物體普遍具有的屬性──慣性。
（五）中學生聯系生活中的實際問題自己剖析慣性問題
三
一、三維目標
1．知識與技能
⑴體會伽利略的理想實驗思想。
⑵理解牛頓第一定理的內容及意義；理解力和運動的關系。
⑶理解慣性的概念，曉得質量是慣性大小的量度。
2．過程與技巧
⑴通過回顧歷史探究過程理解牛頓第一定理的產生過程。
⑵理解理想實驗是科學研究的重要方式。
3．情感心態與價值觀
⑴通過運動和力的關系的歷史探究過程，使中學生感受規律的產生都有一個從感性到理智、從低級到中級的形成、發展和演化的過程。
⑵通過理想斜面的教學，感受理想實驗的魅力。
二、教材剖析
牛頓運動定理是整個熱學體系的基石，而牛頓第一定理又是這個“基石”中的“基石”，它定性地闡明了力和運動的關系，提出慣性的概念，為定量研究力和運動的關系拉開了帷幕。
小學教材與高中相比，主要有四方面的不同。
一是定理內容深淺不同：小學教材表述為“一切物體在沒有遭到外力作用的時侯，總是保持靜止狀態或勻速直線運動狀態”；小學教材表述為“一切物體總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態，直至有外力促使它改變這些狀態為止”。小學教材中的敘述具有更為豐富的內涵，它指出了力是改變物體運動狀態的緣由，突出了第一定理的獨立性和重要意義，也為學習牛頓第二定理做了一定的鋪墊。
二是慣性的認識層次不同：小學指出一切物體都有慣性，中學注重慣性與質量的關系。
三是實驗的設計、探究及思維深度不同：小學為斜面貨車實驗；中學為伽利略理想實驗，突出了理想實驗這些科學方式的價值所在。
四是情感、態度、價值觀的彰顯不同：小學對牛頓第一定理構建的歷史一語帶過，小學教材回顧了歷史，讓中學生感受一個規律的獲得是一代又一代人努力的結果，才能迸發中學生追求科學，敢于創新的情感。
三、學情剖析
經過小學的學習，中學生初步曉得了牛頓第一定理的內容和慣性的概念，并且缺少對牛頓第一定理構建歷史的了解，對內容也是一知半解。
中學生對于“質量是慣性的量度”更是缺少認識，憑著自己的生活經驗，覺得速率也是慣性的量度。班主任要在課堂上充分引導，配合實驗、結合生活例子來澄清概念。
教學實踐表明，中學生在腦子中構建正確的力和運動關系的過程，并非一帆風順，經常產生與亞里士多德相像的觀點，且根深蒂固。處理具體的實際問題時，一些直覺的錯誤觀點不時冒下來，存在著嚴重的"口是心非"問題。
四、教學重難點
1．教學重點：通過回顧歷史探究過程理解牛頓第一定理；慣性的理解。
2．教學難點：力和運動的關系；慣性和質量的關系。
五、教學活動設計
（一）創設游戲，引入課題
撕紙游戲
猜一猜：
1．一張紙已剪成兩截，但未完全割斷，假如迅速使勁撕兩側，紙會斷成幾截？
2．如今把紙剪成三截，但未完全割斷，假如迅速使勁撕兩側，紙會斷成幾截？
你們不要動手，先猜一猜。
3．假若在中間的紙下邊夾一個夾子，之后迅速撕兩側，紙會斷成幾截？
請你們想一想：為何是這樣一個結果呢？如何解釋我們的游戲呢？雖然，在我們的游戲中還涉及到一個古老的話題──力和運動：使勁撕紙，字條斷掉運動上去。運動和力之間究竟有哪些關系呢？帶著這種問題，我們一上去體驗古人的探究過程，學習古人的探究方式，進一步理解闡述運動和力關系的牛頓第一定理。
（二）回顧歷史，探究定理
1．情境通感，經驗推測
在人類歷史的長河中，運動和力如影隨形，總是和人們的生活、生產密切相關。諸如：馬拉車則車前進，不再拉，前進的車會停出來；人象傘車則車前進，不再推，前進的車會停出來；打球，球沿草地往前滾動，不再踢，滾動的球會漸漸停出來。
思索：運動和力之間有哪些關系呢？
早提出這個問題并給出經驗推測的是古埃及學者亞里士多德。
他按照生活生產經驗推測：必須有力作用在物體上，物體能夠運動；沒有力的作用，物體就要靜止在一個地方。運動須要力維持。
他的觀點來自實際經驗，能夠用實際經驗驗證，所以被人們廣泛接受，并維持了近兩千年。
通感：我們如今曉得，他的觀點是錯誤的。這么他有貢獻嗎？
亞里士多德的貢獻：開創了一個新的研究領域。
首先指責并深入研究的是十六世紀的伽利略。他觀察了球的滾動。
2．指責假定，科學猜測
當球沿斜面向上滾動時，它的速率減小，而向下滾動時，速率降低。他由此推測：當球沿水平面滾動時，它的速率應當不增不減。實際觀察的結果是：沿水平面滾動的球越來越慢，后停出來。
①現象：沿水平面滾動的球越來越慢，后停出來。
根據亞里士多德的觀點，球停出來是由于沒有力的作用。伽利略恰恰從這一現象出發，對亞里士多德的觀點提出指責。
②質疑：滾動的球之所以停出來，真的是由于沒有力的作用嗎？
通感：球停出來的緣由是哪些呢？
在伽利略之前，人們還沒有意識到磨擦力這些無形的力，伽利略是第一個意識到磨擦力的人。
他改變了水平面的粗糙程度，發覺：水平面越光滑，球滾得越遠。于是，他推測這是磨擦阻力作用的結果。
推論：滾動的球停出來，是磨擦阻力作用的結果。
③假設：若沒有磨擦阻力，沿水平面滾動的球將如何運動呢？
④猜想：若沒有磨擦阻力，球將永遠滾動下去。
過渡：伽利略設計了一個雙斜面實驗。
3．實驗探究，得出推論
（1）雙斜面實驗
左斜面固定，右斜面夾角可變。實驗中我們設定小球一直從左斜面定位卡處由靜止釋放。
①固定右斜面，改變小球所受的磨擦牛頓第一定律教學反思不足，觀察小球上升的大高度如何變化。重復一次。
思索：
1．小球所受磨擦阻力的大小與小球上升的大高度之間有哪些關系？
2．磨擦阻力的大小與釋放點到上升的低點的高度差是哪些關系？
3．假若沒有磨擦，小球會上升到多高的地方？
②減小右斜面夾角，觀察小球沿斜面運動的遠距離如何變化。重復一次。
思索：
1．減少右斜面夾角，小球沿斜面運動的遠距離怎樣變化？
2．假若沒有磨擦，減少右斜面夾角，沿斜面滾動的遠距離如何變化？小球將上升到多高的地方？
③將右斜面放平，釋放小球，觀察小球的運動。
思索：
1．假若水平木板足夠長，小球會停出來嗎？
2．假若沒有磨擦，水平木板足夠長，小球將滾到那里去呢？
實驗事實
邏輯推理（無磨擦，右斜面足夠長）
右斜面固定
磨擦越小,球滾得越高
球將滾上原來的高度
減少右夾角
球沿斜面滾得越遠
球沿斜面滾得越遠，仍然滾到原先的高度
放平右斜面
球滾得遠
球將仍然滾動下去
過渡：現今通過動漫來模擬沒有磨擦阻力時小球的運動。我們為動漫配了一段戲劇。
（2）動漫模擬
（老師飾演伽利略，中學生飾演小球。）
伽利略：小球先生（小妹），倘若沒有磨擦，你會爬上哪些高度呢？
小球：我會乘坐夢想的階梯一步一步往上爬，直至爬上原來的高度。
伽利略；假如我減少右斜面的夾角，你就會爬到原先的高度嗎？
小球：夢想有多高，我就可以爬多高，只是我要走的路程更長了。
伽利略：假如我繼續減少右斜面的夾角呢？
小球：我心依然，只是又多了一段山水之程。
伽利略：假如我把右斜面放平，你就會為了自己的夢想而前行嗎？
小球：路漫漫其修遠兮，吾將上下而求索。既然選擇了高度，留給世界的便只能是背影。
播放周杰倫的《蝸牛》節選：我要一步一步往上爬/在低點乘著莖稈向前飛/小小的天留過的淚和汗/總有三天我有屬于我的天
希望朋友們像小球一樣懷著夢想，順著人生的軌道一步一步往前行！總有三天，你有屬于你的天！
過渡：伽利略的雙斜面實驗是一個理想實驗。
（3）理想實驗的魅力：
實驗（事實）+邏輯推理
通過可靠的實驗事實，加上合理的邏輯推理，得出規律的一種方式。
理想實驗的魅力：實驗不能實現的地方，思維往前一步。
這些技巧十分了不起！愛因斯坦是這樣評價的：伽利略的發覺以及他所應用的科學的推理方式是人類思想偉大的成就之一，并且標志著化學學的真正開端。這個評價實事求是，從亞里士多德到伽利略，經歷了2000多年，數學學徘徊不前；從伽利略到愛因斯坦，只經歷300多年，數學學的大樓初步構建，大師輩出。這都得益于伽利略首創的實驗研究方式。
過渡：通過雙斜面理想實驗，伽利略得出了推論。
（3）伽利略：若沒有磨擦阻力，沿水平面滾動的球將永遠滾動下去。運動不須要力維持。
回顧、思考：
①靜止的車、足球為何運動上去？
②運動的車、足球為何會停出來？
③力和運動之間有哪些關系？
力是改變物體運動狀態的誘因。
通感：運動狀態是用哪些數學量描述？
車由靜止變為運動，遭到了推、拉力；由運動變為靜止，遭到了磨擦阻力。籃球由靜止變為運動，遭到了腳的力；由運動變為靜止，遭到了草地的磨擦阻力。
過渡：與伽利略同時代的波蘭科學家笛卡爾對他的觀點進行了補充。
4．補充建立，產生定理
（1）笛卡爾的補充：除非物體遭到力的作用，物體將永遠保持其靜止或運動狀態，永遠不會使自己沿曲線運動，而只保持在直線上運動。這應成為一個原理，它是人類整個自然觀的基礎。
笛卡爾補充了物體不受力時保持靜止狀態或勻速直線運動狀態。
過渡：1642年，伽利略去世，1643年牛頓在美國誕生。牛頓是人類歷偉大的科學家之一。主要貢獻有發明了微積分，發覺了萬有引力定理和精典熱學，設計并制造了第一架反射式望遠鏡等等。
牛頓在1687年出版的《自然哲學的物理原理》一書中提出了三條運動定理。牛頓把伽利略、笛卡爾的正確推論總結成為牛頓第一定理，它是牛頓數學學的基石。
（2）牛頓第一定理：一切物體總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態，除非作用在它前面的力促使它改變這些狀態。
過渡：如今我們來理解定理。
（三）理解定理，了解慣性
思索：牛頓第一定理中闡述的運動和力的關系是如何的？
1．運動和力的關系：力是改變物體運動狀態的誘因。
物體不受力，保持勻速直線運動狀態或靜止狀態；運動狀態變化，物體一定遭到力的作用。
思索：物體不受力時“總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態”，這能不能通過實驗驗證呢？
不能。因為不受力作用的物體是不存在的。許多阻力很小的現象可以幫助我們理解牛頓第一定理。
2．阻力很小的現象：冰球
從視頻可以看出，冰球在一段時間內速率的大小和方向幾乎不變，直至碰上另一個冰球。
思索：定理中還闡述了哪些呢？
=相關文檔推薦=