5.1《牛頓第一定理》教學(xué)設(shè)計(jì)【學(xué)習(xí)任務(wù)剖析】1、高中階段所學(xué)習(xí)的慣性和牛頓第一定理，是在小學(xué)已學(xué)知識基礎(chǔ)上的進(jìn)一步推進(jìn)。2、學(xué)習(xí)慣性和牛頓第一定理將為后續(xù)的牛頓第二定理，乃至整個熱學(xué)的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。3、牛頓運(yùn)動定理是動力學(xué)的基礎(chǔ)，正確認(rèn)識力和運(yùn)動的關(guān)系，是學(xué)好化學(xué)的關(guān)鍵。4、理解力和運(yùn)動的關(guān)系是本節(jié)課的重點(diǎn)，通過實(shí)驗(yàn)和生活的事例進(jìn)一步感受，力不是維持物體運(yùn)動的緣由，而是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的誘因。這對之后研究問題是極其重要的。5、指出牛頓第一定理并不是真實(shí)的實(shí)驗(yàn)定理，而是以可靠的實(shí)驗(yàn)為根據(jù)，突出主要誘因，忽視次要誘因，用科學(xué)推理的方式概括下來的，定理是否正確要通過實(shí)踐來檢驗(yàn)，給中學(xué)生以科學(xué)方式的教育。6、慣性與質(zhì)量的關(guān)系是這節(jié)課的難點(diǎn)，通過舉例反復(fù)感受。7、最后讓中學(xué)生剖析生活中常見的慣性現(xiàn)象，鞏固所學(xué)知識，同時使中學(xué)生感受知識與現(xiàn)實(shí)生活的緊密聯(lián)系，迸發(fā)求知的欲望。【學(xué)習(xí)者剖析】1、從知識水平來看，本節(jié)內(nèi)容較具象，盡管本節(jié)內(nèi)容與日常生活十分緊貼，但又低于生活，雖然中學(xué)生在中學(xué)有一定的認(rèn)識，但對中學(xué)新朋友來說在理解上還有一定的困難。2、力是維持物體運(yùn)動狀態(tài)的誘因還是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的緣由，人們正確認(rèn)識這個問題，經(jīng)歷了漫長的歷史過程，同樣中學(xué)生要正確認(rèn)識它，也要克服日常經(jīng)驗(yàn)帶來的錯誤認(rèn)識，所以一開始就用演示實(shí)驗(yàn)，讓她們通過觀察、思考，來澄清錯誤的認(rèn)識。
3、慣性是一個重要的概念。比較具象，因而對初學(xué)者來說理解上去很不容易，更不用說理解一切物體都有慣性，并且慣性大小與質(zhì)量有關(guān)。4、從人的思維發(fā)展階段看，小學(xué)的中學(xué)生還處于具體形象思維的階段，要使中學(xué)生由感性認(rèn)識上升到理智認(rèn)識，班主任還必須通過正確的引導(dǎo)。盡量采用通俗易懂的教學(xué)技巧，充分借助多媒體輔助手段將具象問題形象化，幫助學(xué)生理解把握基礎(chǔ)知識，并在教學(xué)過程中通過聯(lián)想指責(zé)、交流研討、遷移應(yīng)用、課后練習(xí)不斷培養(yǎng)中學(xué)生所應(yīng)具有的各類能力。【教學(xué)目標(biāo)】１、知識與技能（1）理解力和運(yùn)動的關(guān)系，曉得物體的運(yùn)動不須要力來維持。（2）理解伽利略理想實(shí)驗(yàn)的推理過程。（3）理解牛頓第一定理，曉得它是邏輯推理的結(jié)果，不受力的物體是不存在的。（4）理解慣性的概念，曉得質(zhì)量是慣性大小的量度．（5）初步學(xué)會剖析、概括、推理等科學(xué)思維方式。2、過程與方式：（1）在剖析伽利略理想實(shí)驗(yàn)的過程中，體會概括、推理的科學(xué)研究方式。（2）觀察慣性現(xiàn)象，體會從紛亂的現(xiàn)象中探索事物本質(zhì)的思想方式。（3）培養(yǎng)中學(xué)生剖析問題的能力，要能透過現(xiàn)象了解事物的本質(zhì)，不能不加研究、分析而只憑經(jīng)驗(yàn)，對化學(xué)問題決不能主觀臆測．正確的認(rèn)識力和運(yùn)動的關(guān)系．（4）幫助中學(xué)生養(yǎng)成研究問題要從不同的角度對比研究的習(xí)慣．3、情感心態(tài)價值觀：（1）通過伽利略的斜面實(shí)驗(yàn)，了解理想實(shí)驗(yàn)，迸發(fā)熱愛科學(xué)、樂于探究的興趣。
（2）通過科學(xué)史的簡介，感受去偽存真的科學(xué)心態(tài)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)。（3）借助動漫演示伽利略的理想實(shí)驗(yàn)，幫助學(xué)生理解問題。（4）借助生活中的事例來認(rèn)識慣性與質(zhì)量的關(guān)系。培養(yǎng)中學(xué)生大膽發(fā)言的精神，并學(xué)因而用。【教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)】重點(diǎn)：牛頓第一運(yùn)動定理、慣性。理解力和運(yùn)動的關(guān)系。難點(diǎn)：伽利略理想實(shí)驗(yàn)的推理過程；對牛頓第一運(yùn)動定理和慣性的正確理解【設(shè)計(jì)思想】本節(jié)課結(jié)合中學(xué)生的特性對教材的內(nèi)容進(jìn)行了深入的挖掘和思索，備教材，備中學(xué)生，備教法，一直把中學(xué)生置于教學(xué)的主體地位，讓中學(xué)生參與，讓中學(xué)生設(shè)計(jì)，廣開言路，讓中學(xué)生的思維與班主任的引導(dǎo)共鳴。整節(jié)課主要采用師生雙邊活動，把規(guī)律的得出過程和方式置于首位，把中學(xué)生的情感價值體驗(yàn)置于重要位置。中學(xué)生打算要求中學(xué)生上網(wǎng)或到圖書館查找有關(guān)亞里士多德、笛卡爾、伽利略、牛頓的生平及總結(jié)牛頓第一定理等方面的資料。【教學(xué)過程】教學(xué)活動中學(xué)生活動設(shè)計(jì)意圖【引入新課】在選修1第一、第二章中我們研究了物體的運(yùn)動情況；在第三、第四章中我們研究了物體的受力情況，在這一章中我們將研究力和運(yùn)動的關(guān)系。在研究究力和運(yùn)動的關(guān)系之前我們來做這樣一個實(shí)驗(yàn)【演示實(shí)驗(yàn)1】：在桌上放著一個物體，它是靜止的，怎么能夠讓它運(yùn)動上去呢?要使勁去推它。
從這個事例可以看出物體要運(yùn)動，須要對它施加力的作用。1、歷史的回顧（1）亞里士多德的觀點(diǎn)：力是維持物體運(yùn)動的誘因。2000多年前，古埃及哲學(xué)家亞里士多德按照當(dāng)時人們對運(yùn)動和力的關(guān)系的認(rèn)識提出一個觀點(diǎn)：必須有力作用在物體上，物體能夠運(yùn)動。這些觀點(diǎn)的提出是很自然的。我們從周圍的事情出發(fā)，很容易都會得到這個推論。如車不推就不走，門不拉不開等。這些觀點(diǎn)統(tǒng)治人們的思想有兩千年。【演示實(shí)驗(yàn)2】用較大的力推置于桌面上的物體，我們會發(fā)覺撤掉力后物體能夠運(yùn)動一段時間才會停出來，從這樣一個實(shí)驗(yàn)我們可以看出亞里士多德的觀點(diǎn)是錯誤的（2）伽利略的觀點(diǎn)：力不是維持物體運(yùn)動的緣由，它只是使物體加速或減速的誘因。直至17世紀(jì)，歐洲科學(xué)伽利略才強(qiáng)調(diào)這些亞里斯多德的觀點(diǎn)是錯誤的，這時亞里斯多德的觀點(diǎn)已統(tǒng)治了兩千多年。由于他的科學(xué)思想不符合當(dāng)時教會的統(tǒng)治思想，遭到教會的束縛和審判。經(jīng)過300多年的斗爭，1979年11月10日羅馬教廷才不得不即將承認(rèn)，對伽利略的審判是不公平的。1980年10月又提出了即將重新審理這個案件。直至近來，梵帝岡教庭才給他公開平反。并且現(xiàn)實(shí)中不可能沒有磨擦阻力，為了否認(rèn)推論的正確，他設(shè)計(jì)了一個理想實(shí)驗(yàn)【學(xué)生實(shí)驗(yàn)】同學(xué)做對接斜面實(shí)驗(yàn)，其他同事觀察實(shí)驗(yàn)并總結(jié)推論。
【觀看動漫】：有兩個斜面，把一個小球放在右邊的斜面上，放手后小球從左側(cè)斜面上滾下后滾到左側(cè)的斜面上。把小球放在右邊斜面的某一個高度，放手后因?yàn)橛屑铀俚木売桑孕∏驎男泵嫔蠞L下，越滾越快；到左邊斜面時，因?yàn)橛袦p速的緣由，小球會越滾越慢。在沒有磨擦力的情況下，小球應(yīng)達(dá)到左側(cè)的釋放高度。改變右側(cè)斜面的夾角，夾角變小牛頓第一定律如何得出，小球要達(dá)到同樣的高度，要在斜面上走更遠(yuǎn)的距離。當(dāng)一側(cè)夾角為零時，小球?qū)⑹冀K滾下去永遠(yuǎn)達(dá)不到右邊的釋放高度，這個速率將保持不變。這個實(shí)驗(yàn)似乎是個理想實(shí)驗(yàn)，但卻是符合科學(xué)道理的。沒有磨擦的情況是很難實(shí)現(xiàn)的，現(xiàn)代技術(shù)給我們提供了阻力很小的條件。（3）笛卡爾的觀點(diǎn)：英國科學(xué)家笛卡爾補(bǔ)充和建立了伽利略的論據(jù)，假如沒有其它緣由，運(yùn)動的物體將繼續(xù)以同一速率順著一條直線運(yùn)動，既不會停出來，也不會偏離原先的方向。伽利略和笛卡爾對物體的運(yùn)動作了確切的描述，并且沒有指明物體運(yùn)動的緣由是哪些，這個緣由跟運(yùn)動的關(guān)系是哪些。牛頓總結(jié)了前人的經(jīng)驗(yàn)牛頓第一定律如何得出，強(qiáng)調(diào)了物體加速和減速的緣由是哪些，并強(qiáng)調(diào)了這個緣由跟運(yùn)動的關(guān)系，這就是牛頓第一定理。2、牛頓第一定理：內(nèi)容：一切物體總保持勻速運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，直至有外力促使它改變這些狀態(tài)為止。
現(xiàn)代科技的魅力【錄像】：神舟六號宇航員吃晚餐。這是宇航員在可以覺得是不受力的太空中的生活片段，在月球上不受力是不可能的。現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)能給我們提供一個微重力、高真空的實(shí)驗(yàn)環(huán)境【思考與討論】：①物體在哪些時侯保持勻速運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)？物體不受外力作用的情況在現(xiàn)實(shí)中存在嗎？②物體不受外力作用時處于哪些運(yùn)動狀態(tài)？力是維持物體運(yùn)動緣由嗎？③什么是物體運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生改變的緣由？④如果物體所遭到的外力不為零時將如何運(yùn)動？【小結(jié)】：力不是維持速率的緣由，而是改變物體速率的緣由。3、慣性：由牛頓第一定理可知：運(yùn)動的物體保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)靜止的物體保持靜止?fàn)顟B(tài)（1）定義：物體具有保持原先的勻速直線運(yùn)動或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)叫慣性.牛頓第一定理也稱作慣性定理。（2）慣性現(xiàn)象：【思考與討論】根據(jù)牛頓第一定理定理思索討論。①靜止的物體有沒有慣性？勻速運(yùn)動的物體有沒有慣性？變速運(yùn)動的物體呢？②液體和二氧化碳有沒有慣性？③外力能不能改變物體的慣性？④足球被踢出去后繼續(xù)運(yùn)動，是深受慣性力的作用嗎？(3)慣性的大小：【觀看圖片】：教案演示【動畫】殲擊機(jī)作戰(zhàn)前丟掉副油箱4、練習(xí)思索：（1）被踢出的冰塊以2m/s的速率在阻力可以忽視的水平湖面上滑動，冰塊受不受往前的斥力？5s后它的速率將是多大？（2）一列自西向東做勻速直線運(yùn)動的列車，車上一人跳起后還落到原地，為何不落到原地的東邊或則西邊？5、我的收獲：牛頓第一定理的內(nèi)容闡明了：（1）、明確了慣性的概念:定理的前半句一切物體總保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài),闡明了物體所具有的一個重要屬性:慣性,即物體保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì),牛頓第一定理強(qiáng)調(diào)一切物體在任何情況下都具有慣性.因而牛頓第一定理又叫慣性定理（2）、確定了力的含意:定理的后半句直至有外力促使它改變這些運(yùn)動狀態(tài)為止,實(shí)際上是對力的定義,即力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的緣由,不是維持物體運(yùn)動的緣由.（3）、定性闡明了力和運(yùn)動的關(guān)系:牛頓第一定理強(qiáng)調(diào)物體不受外力作用時的運(yùn)動規(guī)律.它描述的只是一種理想狀態(tài),而實(shí)際中不受外力作用的物體是不存在的.當(dāng)物體所受合外力為零時,其療效跟不受外力作用相同.因而,我們可以把不受外力作用理解為合力為零.牛頓第一定理的提出歷史，闡明了：（1）人的直覺是不可靠的，正確推論的得出須要科學(xué)實(shí)驗(yàn)和推理。
（2）人類認(rèn)識物質(zhì)世界是一個常年性和繁重性的過程，要有科學(xué)的方式和犧牲精神。（3）“實(shí)驗(yàn)-----推理-----推論”和理想化的方式是科學(xué)的研究方式。6、布置作業(yè)：(1)、閱讀P105里面的材料，談一談安全帶與安全氣簾是怎樣保護(hù)乘員人身安全的(2)、P106練習(xí)一(1)(2)(3)、訪問網(wǎng)頁/zrw/three/index.asp7、結(jié)束語：力把運(yùn)動來改變慣性定理來彰顯伽氏理想做實(shí)驗(yàn)科學(xué)思想在實(shí)踐中學(xué)生在腦部中回顧上面學(xué)過的知識每一個朋友都認(rèn)真觀察，并積極思索每一個朋友都認(rèn)真觀察，并積極思索中學(xué)生積極參與實(shí)驗(yàn)并思索中學(xué)生觀看動漫，從動漫中總結(jié)假如無磨擦阻力小球?qū)⒆瞿男拥倪\(yùn)動中學(xué)生帶著好奇心觀看錄象，并思索問題中學(xué)生思索并分組討論中學(xué)生思索并分組討論中學(xué)生觀看圖片中學(xué)生練習(xí)中學(xué)生討論思索中學(xué)生積極思索并討論通過對后面學(xué)過知識的回顧，使中學(xué)生明白這一節(jié)課研究的是力和運(yùn)動的關(guān)系引導(dǎo)中學(xué)生得出一個錯誤的推論，因而引出亞里士多德的觀點(diǎn)使每一個中學(xué)生都能參與到實(shí)驗(yàn)中來，讓她們感受實(shí)驗(yàn)的樂趣，通過實(shí)驗(yàn)使她們認(rèn)識到感性認(rèn)識是不可靠的使中學(xué)生親自體會實(shí)驗(yàn)所帶來的快樂，并從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中剖析在月球這樣一個環(huán)境中運(yùn)動的物體必將會遭到磨擦力和空氣阻力使中學(xué)生認(rèn)識假如無磨擦阻力的情況下小球?qū)⒆瞿男拥倪\(yùn)動，而且曉得其實(shí)是個理想實(shí)驗(yàn)，但卻是符合科學(xué)道理的。
使中學(xué)生認(rèn)識到現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)能給我們提供阻力很小的條件，對牛頓第一定理有深刻的認(rèn)識。而且驗(yàn)證了牛頓第一定理的真確性通過這幾個問題使中學(xué)生加深對牛頓第一定理的理解通過這種問題使中學(xué)生認(rèn)識到一切物體都具有慣性，無論物體處于哪些狀態(tài)使中學(xué)生從感性認(rèn)識上升到理智認(rèn)識，弄清楚慣性與哪些誘因有關(guān)使中學(xué)生加深理解牛頓第一定理和慣性使中學(xué)生理解牛頓第一定理內(nèi)容中所包含的深刻涵義，并理解牛頓第一定理闡明了力和運(yùn)動的關(guān)系使中學(xué)生認(rèn)識到搞科學(xué)研究感性認(rèn)識是不可靠的，要得出正確的推論必須從感性認(rèn)識上升到理智認(rèn)識，并且還要培養(yǎng)正確的思想和技巧，【鞏固訓(xùn)練】（1）被踢出的冰塊以2m/s的速率在阻力可以忽視的水平湖面上滑動，冰塊受不受往前的斥力？5s后它的速率將是多大？（2）一列自西向東做勻速直線運(yùn)動的列車，車上一人跳起后還落到原地，為何不落到原地的東邊或則西邊？【教學(xué)設(shè)計(jì)說明】本節(jié)課介紹了人們認(rèn)識力和運(yùn)動關(guān)系的歷史過程，即從開始的感性認(rèn)識上升到用理想模型去推翻感性認(rèn)識的不可靠，因而通過大量的實(shí)驗(yàn)剖析上升到理智認(rèn)識，最終在好多人的經(jīng)驗(yàn)與積累的基礎(chǔ)上弄清楚了力與運(yùn)動的關(guān)系。本節(jié)課遵守?cái)?shù)學(xué)學(xué)史上科學(xué)家對力與運(yùn)動關(guān)系的研究過程，使中學(xué)生了解力和運(yùn)動關(guān)系的背景和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，理論認(rèn)識由低級到中級的發(fā)展，總是離不開科學(xué)實(shí)踐與科學(xué)家符合實(shí)際的大膽猜測與假定，即“實(shí)踐，認(rèn)識，再實(shí)踐，再認(rèn)識……，每一循環(huán)的內(nèi)容，都比較快地進(jìn)到了初三級的程度”。本課總體設(shè)計(jì)思想是：課堂教學(xué)利用多媒體及師生雙邊活動，充分展示力和運(yùn)動關(guān)系提出的背景和過程，在科學(xué)史實(shí)展示中滲透科學(xué)思想和研