牛頓第一定理教學設計1
1、教材剖析
本節是人教版選修一第四章《牛頓運動定理》第一節。本章是在后面三章對力和運動分別研究的基礎上，進一步闡述物體的運動狀態變化和物體的受力情況間的關系。牛頓運動定理是幫助學生理解力和運動關系的橋梁，是動力學的基礎，也是整個精典數學理論的基礎。牛頓第一定理闡明了運動和力的關系，是牛頓數學學的基石，熱學的第一原理，它破不僅歷時兩千年以來亞里士多德的錯誤觀點，改變了人類的自然觀和世界觀，本身還包含著重、慣性和參考系的科學概念，是數學學理論的支柱和基石。在教學中，不能把它看做牛頓第二定理的特殊情況，它意在引導中學生了解科學的發覺和發展。本節課采用的理想實驗法，在化學研究中具有極其重要的地位和作用。
2、教學重難點及學情剖析教學重點
理解伽利略理想實驗中彰顯的科學思想理解牛頓第一定理，把握慣性，力與運動的關系。教學難點牛頓第一定理是理想定理，描述的是物體在不受力的情況下遵守的運動規律，與生活實際有一定距離，部份朋友從日常經驗出發，常常會形成錯誤的認識，這就使中學生在理解上容易出現障礙。也是歷來中學生在做這部份習題時容易出現問題的誘因。慣性現象是自然界、生活中的普遍現象，并且概念是具象的。對“慣性”概念的理解對中學生是一個難點，尤其是對于慣性現象進行科學的解釋
3、教學目標
知識與技能
（1）理解力和運動的關系，曉得物體的運動不須要力來維持。
（2）理解牛頓第一定理，曉得它是邏輯推理的結果，不受力的物體是不存在的。
（3）理解慣性的概念，曉得質量是慣性大小的量度。
過程與技巧
培養中學生嚴謹的邏輯推理能力；要能透過現象了解事物的本質，對化學問題決不能主觀臆測；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。
情感、態度與價值觀
（1）讓中學生曉得科學研究過程的艱辛，感悟實驗加推理的科學研究方式。（2）借助生活中的事例來認識慣性與質量的關系。鼓勵中學生大膽發言，并學因而用。
四、教學設計思路
本節課的教學設計，主要是弘揚新課程所提倡的探究學習、自主學習、合作交流，讓中學生體驗知識的獲取過程，并通過動手實驗和借助緊貼中學生生活的實例，達到突破重難點的目的。按照新課改要求，本節采用探究式教學，以數學史實為線索引學案生得出化學規律。化學學是一門與自然、生活、技術進步和社會發展有著最為廣泛聯系的科學。采用講授灌輸式教學方法，遠離科學探究樂趣，她們是不可能熱愛數學課程的。所以要讓中學生在體驗中獲得數學規律，在化學史實中展現思維的力量和美。本節課的設計特征是重視體驗數學規律的發覺和發展。科學家的創造性思維品質和勇于置疑、堅持真理的獻身精神成為情感心態價值觀教育的好素材。另外，探究式實驗驗證是本節課必須要的。
課前打算教具打算：多媒體講義、小車、長木板、棉布、毛巾、小球、自制理想斜面實驗器（每3人一組：2人配合實驗，1人記錄整理）、刻度尺、木塊、氣墊滑軌、滑塊等。知識打算：力的概念及力的作用療效。
課時計劃：1課時
4、教學過程
？（一）引入課題
視頻導出嫦娥二號發射過程：將衛星發射到太空必需要有推力強悍的灰熊。力與運動之間有著密切的聯系，由此引出本章內容。常識導出（圖片）1。我國公安交通部門規定，從1993年7月1日起，在各類大型汽車后排搭乘的人（包括司機）必須系好安全帶，為何？2。展示一張極具視覺沖擊力的相片——亞洲飛人柯受良開車飛躍長江，他憑哪些有這些膽識去飛躍氣魄恢弘的長江呢？情境導出動手做一做：用手推桌上的書，之后停止使勁，觀察書的運動狀態變化。由此看來，必須有力作用在物體上，物體才運動；沒有力作用在物體上，物體就不運動——兩千多年前古埃及科學家亞里士多德就得出了這樣的推論，這個推論正確嗎？中學生討論，班主任借此導出新課。觀看、聆聽、動手體驗、思索、渴望探究力與運動的關系。通過生產生活中的一些現象引起中學生探索數學知識的興趣，同時為慣性的學習打下伏筆。
（二）新課教學
歷史回顧之亞里士多德
亞里士多德觀點：力是維持物體運動的誘因（在得出亞里士多德的觀點后）通感：你覺得這個觀點有哪些問題？（中學生思索后回答）指導中學生實驗：設計斜面貨車實驗：在中學生提出的觀點后強調：亞里士多德的觀點似乎錯誤，但仍然維持和統治人們的思想近兩千年，你能用桌面的器材設計實驗推翻他的說法嗎？（介紹器材：貨車、長木板、棉布、毛巾、）提出指導問題：
（1）、如何讓貨車初速率相同？
（2）、毛巾、棉布、木板的粗糙程度如何？
（3）、如何減少貨車在水平面上的滑行距離？
價值觀滲透：亞里士多德說法似乎錯誤，但他在當時提出了好多觀點，有時侯提出問題比證明一個問題更難，所以說亞里士多德毫無疑惑是偉大的。
1、思考、回答問題
2、設計實驗、感受體悟：力并不一定能維持運動，貨車停出來正是由于力（磨擦力）制約了運動。
對力的作用療效有了更進一步的認識。中學生似乎有不同的觀點，因為小學已學習過這部份知識，所以中學生會得到此觀點是錯誤的，但不少朋友心里的擔憂還是存在的。既然有顧慮，那最好的辦法就是讓中學生通過自己動手動腦去摒棄疑團。同時，為提出伽利略理想實驗打好伏筆。
歷史回顧之伽利略
指導中學生實驗：指導中學生動手操作，重溫伽利略理想實驗，重點注意引導中學生進行科學推理。演示實驗：雖然現實生活中沒有絕對光滑的平面。但可以創造比較光滑的平面去證明伽俐略的看法——氣墊滑軌上物體近勻速的運動。視頻觀看：體育項目——冰壺球運動，因為球運動過程阻力很小，能以幾乎不變的速率前進。小結及價值觀滲透：（1）伽俐略理想實驗對科學研究的意義。（2）介紹伽俐略其人其事，讓中學生意識到：一個規律的發覺并不是一帆風順的，不是一開始的認識就是對的，而是須要人類不斷探求能夠產生的，并明白科學研究過程的艱辛和科學家因此所付出的努力和心血。動手操作，觀察記錄，推理剖析，感悟實驗加推理的科學研究方式。伽利略理想實驗似乎難以在現實生活中實現，但卻是構建在實驗基礎之上，通過科學推理得出，因而是完全正確的。推論：在水平面上運動的物體假如沒有遭到磨擦阻力，物體將沿水平面以恒定的速率持續運動下去。感受體悟愛因斯坦對伽利略的評價。給中學生充分展示自己思維過程的機會，讓她們自己去探索數學規律的真假，讓每一個中學生都還能深刻感受力和運動之間的關系。通過理想斜面實驗，說明化學研究中緊抓主要誘因，忽視次要誘因的必要性，同時也展示了數學研究思想的美妙和邏輯的力量。讓中學生學習感受高手科學家勇于指責權威，敢于探求的精神品質。
歷史回顧之笛卡爾
指導中學生閱讀笛卡爾相關內容提醒中學生思索笛卡爾說法與伽利略說法的優缺：與伽俐略同時代的意大利科學家笛卡兒，補充和建立了伽俐略觀點。他覺得：假如沒有其他緣由，運動的物體將繼續以同一速率順著一條直線運動，既不會停出來，也不會偏離原先的方向。他支持了伽利略力不是物體的運動的觀點，而且還指出沒有力作用時物體的運動情況。他還覺得，這應當要作為一個原理加以確立，而且是人類整個自然界的基礎。價值觀滲透：科學理論的建立不是一蹴而就，須要科學家們不斷地推動。閱讀理解，剖析笛卡爾說法的進步性。讓中學生感受科學理論的發展建立過程。牛頓第一定理1。提出終極論斷——牛頓第一定理（慣性定理）：一切物體總保持勻速直線運動狀態或靜上狀態牛頓第一定律公式推理，直至有力促使它改變這些狀態。2。繼續設疑，引導中學生加深理解：既然牛頓第一定理更健全，這么它從幾個方面論述了力和運動的關系？（讓中學生討論交流并回答）。在中學生回答基礎上，進一步總結，對定理的理解強調：（1）物體運動不須要力。（不受力時，運動物感受仍然運動下去，靜止的物感受仍然靜止），提出“慣性”概念。（2）力是改變物體運動狀態的`緣由。設疑：牛頓第一定理能夠用實驗來驗證？推論：不能，由于不受力作用的物體是不存在的。受力但合力為零可看做不受力。在中學生回答的基礎上，做出肯定，并強調：牛頓第一定理其實所描述的是一種理想化狀態，但它卻正確闡明了自然規律。價值觀滲透介紹牛頓——“經典熱學之父”的成就，強調牛頓第一定理是牛頓熱學系統中的基礎。牛頓的謙卑。1。思索、對牛頓第一定理內容逐條進行推理剖析。2。討論交流，深刻理解牛頓第一定理的內涵。培養中學生的推理剖析能力，并加深對牛頓第一定理的理解。培養中學生合作探究的意識。
牛頓第一定理的應用
回答引入部份的兩個問題：（1）司機為何必須系好安全帶？（觀看視頻：車輛碰撞模擬實驗）（2）柯受良為什么能飛躍長江？播放視頻（車上拋球），請朋友解釋。要求中學生分組討論搜集生活中的有關“慣性”的現象，并解釋。
思索、討論、觀察、推理、通過理論與實踐相結合的形式，進一步加深對牛頓第一定理的理解。讓中學生進一步感遭到化學是一門與生產生活聯系密切的科學。要能學因而用。
（三）小結通過板書，總結本節主要內容：
1、回顧歷史，諸位科學家的貢獻，指出一下伽利略“理想實驗”的意義。
2、牛頓第一定理告訴我們亮點：即（1）物體都有“慣性”，（2）力的作用療效是改變物體的運動狀態。思索、整理知識點，產生完整的知識體系。通過小結，使中學生產生完整的知識體系。
（四）課后作業拓展
1、完成本節課后練習。
2、放學后在安全有保障的情況下，找各類機會體驗“慣性”，思索慣性與這些誘因有關，寫出心得。通過完成作業，鞏固本節所學。通過作業，備考鞏固所學知識，拓展知識，進一步提升剖析推理能力
教學反省：
通過對《牛頓第一定理》的打算和教學，讓我在教學中得到了一次較好的鍛練，在教學理念上有了較大的改變。我也將在之后的教學中不斷思考、探討，讓我的教學更有利于中學生的學習，更有利于社會的發展
教學過程是一個不斷建立和提升的過程，自己在教學的過程中也在不斷的學習和進步。
DJP模式教學讓我們的教學走在了新課改的前列。
中學生活動分組、合作闡述，更有利于中學生主動學習，闡述知識的動因，迸發和培養中學生學習的興趣和競爭意識。
課堂教學中的師生評價和生生互評更有利于中學生體會學習的價值，提高對知識的探究的興趣和愛好。
實驗演示和分組實驗更有利于增強興趣，培養中學生的動手能力。
本節課的重點是作好實驗，通過實驗，即能為學生生動具體的形象，又可以培養中學生的觀察能力和學習科學的事實求是的嚴謹心態。該實驗是讓同一貨車從同一高度沿斜面滑下，分別滑到鋪有浴巾、棉布和光滑木板的平面上，做該實驗之前，應讓中學生思索兩個問題：一是為何要用同一小車從同一高度沿斜面滑下？二是浴巾、棉布、木板這種不同表面對同一貨車的磨擦阻力有何影響？并指明讓中學生觀察的內容，這樣中學生對該實驗的目的、方法及注意的問題都會非常清楚，也能夠掌握關鍵捉住要害，結合實驗，取的實驗結果
該實驗實際是實驗是橋梁，要中學生在實驗的基礎上，層層深入，若表面逐步光滑，直至沒有磨擦時，貨車速率的改變及前進的距離將怎樣？中學生會很順利地得出，若表面絕對光滑，阻力為零時，貨車將以恒定不變的速率永遠運動下去，并靜止的物體不受外力這兩種情況作了總結概括，引導中學生想像推理的過程。這樣的教學，讓中學生以經驗為基礎，層層深入，漸漸升華，符合中學生的認知觀點，更主要的是培養了中學生解決科學知識的方式。
牛頓第一定理教學設計2
【學習主題】牛頓第一定理
【學習時間】1課時
【課程標準】知道牛頓第一定理
【內容剖析】牛頓第一定理是熱學中重要的基本定理之一，也是培養中學生剖析、概括，推理能力挺好的素材。本節課是在學習了運動學和熱學知識基礎上，首次將力和運動聯系上去，研究力和運動的關系和規律的知識，本課內容在中學數學知識體系中占有重要的地位，為前面平衡力等知識的學習打下堅實的基礎，起到承前啟后的作用。因而教材比較注意科學地編排內容，它把理論聯系實際，還把數學知識融入到生活中去，能讓中學生認為數學就在身邊，因而迸發中學生繼續學習化學的興趣。本節須要兩課時，第一課時主要安排中學生實驗得出牛頓第一定理的內容。第二課時要理解慣性的內容。
【學情剖析】通過實驗并不能直接得出牛頓第一定理，它是總結事實，剖析、概括、推理得出的，這方面要注意指出。
【學習目標】1、通過剖析具體例子，曉得力對物體運動的影響；
2、通過探究阻力對物體運動的影響曉得力不是維持物體運動的緣由，而是改變物體運動狀態的誘因；
3、通過班主任整合說明，曉得牛頓第一定理內容；
4、通過探究阻力對物體運動的影響，培養中學生觀察和實驗能力、邏輯推理能力和科學想像能力。
【評價設計】1、通過問題1、2、3、4、5、6測量目標1的達成。
2、通過問題7、8、9、10、11測量目標2的達成。
3、通過班主任整合說明和問題12測量目標3的達成。
4、通過問題8、9、10、11測量目標4的達成。
【學習過程】
一、導入新課：（班主任按照中學生聽到的演示實驗，在設置問題，引起深入思索）
出示斜面、小車演示：
(1）、用力拉貨車在水平木板上前進。
(2)、停止使勁，貨車停止。
問題1：哪些誘因使貨車前進？
問題2：能夠說物體運動必須受力？
問題3：運動須要力來維持嗎？
(3)、將貨車置于斜面上，放手后讓貨車滑下。
問題4：到水平面上后會立刻停止嗎？
問題5：貨車能始終運動下去嗎？
問題6：貨車抵達水平面時，即使在水平方向上沒有受拉力，但依然繼續前進，運動須要力來維持嗎？
(4)班主任總結：中學生產生兩種不同推論分別代表古埃及學者亞里士多德：運動須要力來維持；英國科學家伽利略運動不須要歷來維持。（板書她們的觀點）
問題7：貨車抵達水平面時，即使在水平方向上沒有受拉力，但依然繼續前進；似乎能繼續前進，卻不能始終運動下去，這是為何？
(5)班主任總結：阻力會影響物體的運動。
二、探究：阻力對物體運動的影響（通過班主任創設問題，轉化成可操作性強的具體任務，中學生在完成任務同時，進行了合作、交流、思考，同時曉得了自己應支持誰的觀點）
問題8：貨車在水平面上前進的距離與什么誘因有關？
（班主任讓中學生充分推測后，總結：斜面斜度，貨車質量，貨車起始高度，水平面的阻力。）
問題9：研究貨車在水前進的距離和水平面對它阻力的關系，你應當怎樣設計實驗？
（中學生推測，小組討論，分享推測設計的根據和研究方案。）
班主任總結：運用控制變量法必須讓其他誘因相同，表面粗糙程度不同。即在同一斜面上用同一貨車在同一位置開始運動，分別在不同粗糙程度不同的表面進行多次試驗。
選擇合理方案，讓中學生分組進行試驗。
班主任按照實驗引導中學生剖析：
問題10：三個表面相比，那個阻力最小，那個阻力最大？
問題11：貨車在木板上運動得最遠牛頓第一定律公式推理，在浴巾表面上運動得近來。其緣由是哪些？
班主任引導中學生總結：阻力越小，前進的距離越遠，若表面更光滑，則貨車所遇阻力更小，前進的距離更遠；若表面十分光滑，則貨車所遇阻力將特別小，速率降低得也將特別慢。
進一步推理問題12:假如物體不受力，它將以一個恒定的速率永遠地運動下去。
通過比較推理的結果，讓中學生思索后用自己的話說出實驗推論，得到運動和力的關系，并強調自己支持兩位誰的觀點。
三、教師整合說明（依據推測引出牛頓第一定理，讓中學生明晰它不是實驗推論）
日本科學家牛頓總結了伽利略等人的研究成果，概括出一條重要的數學規律：牛頓第一定理（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。（板書內容）
四、教師指出說明：（讓中學生加深對牛頓第一定理的理解）
（1）“一切”表明這條規律的普遍適用性，不符合這條規律的物體是不存在的。
（2）“不受力”是定理創立的條件，這是一種理想情況，它也包含物體在某一方向上不受力的情況，一般把受平衡力看成不受力。
（3）“總保持”指物體在沒有遭到力的作用時，只有保持靜止狀態或勻速直線運動兩種可能，要改變這些狀態，物體必須受力的作用。
（4）力不是維持物體運動的緣由，而是改變物體運動狀態的誘因。
（5）它其實不是直接由實驗得來的，但經受了實踐的檢驗，是公認的熱學基本定理之一。
五、小結
【板書設計】：
牛頓第一定理
亞里士多德（物體運動須要力來維持）
伽利略（物體運動不須要力來維持）
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。
（1）（2）（3）（4）（5）
牛頓第一定理教學設計3
科學探究：牛頓第一定理
【教學目標】
1．識與技能：曉得牛頓第一定理；曉得慣性的概念及應用。
2．過程與方式：認識伽利略的理想實驗技巧；通過活動體驗任何物體都有慣性。
3．情感。心態。價值觀：通過將所學知識應用到生產。生活實踐中，領略科學就在身邊，加強STS的要求。
【教學重難點】
1．曉得牛頓第一定理；曉得慣性的概念及應用。
2．通過將所學知識應用到生產。生活實踐中，領略科學就在身邊。
【教學過程】
一、復習導出
師生互動探究新知
1．力的作用療效是哪些？
2．世界上的一切物體都在，絕對不動的物體是不存在的。
師講解：
1．研究力和運動關系的歷史回顧。
2．探究力與運動關系的實驗：伽利略理想實驗
3．牛頓第一定理的內容
提問備考內容：
注意引導力與運動可能存在的關系，引出本章所學內容。
引導中學生閱讀課本，觀察四幅圖，思索物體最終停出來的誘因。
二、講解及注意點
閱讀課本，回顧20xx年原先的亞里士多德的觀點。
介紹300年前伽利略對力與運動的探究和他的理想實驗。
比較亞里士多德和伽利略觀點的不同，設計實驗探究推論。
要求預習課本，注意探究的方式，明晰探究實驗的目的。儀器。步驟。打算就緒后，班主任演示實驗，注意引導中學生觀察實驗現象，同時記錄實驗現象和數據，明晰實驗中的注意事項。對實驗現象進行歸納和總結，得出實驗推論。
一切物體在沒有遭到外力作用的情況下，總保持靜止狀態或勻速直線運動狀態。指出“一切物體”、“不受外力”、“總保持”和“或”的意思。
適當補充練習。追憶原先所學，積極回答老師提出的問題，明晰要研究的對象。鞏固先前所學。
按要求觀察課本上的圖形，剖析物體最終停止的誘因。了解歷史上的科學家對力和運動的研究歷程，感受人們對真理的不懈追求，樹立努力學習的信心。曉得伽利略理想實驗。
明晰探究實驗的目的。儀器。步驟。進一步備考探究問題的方式和步驟。找出實驗的注意事項。認真觀察實驗現象，積極思索，記錄實驗現象和數據。討論實驗現象并進行歸納和總結，得出實驗推論。
明晰定理內容，剖析定理的關鍵點，明晰定理適用的范圍和條件。
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