初中物理牛顿第一定律教案格式

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初中物理牛顿第一定律教案格式篇1

一、教材分析

这节教材首先对人类认识“运动和力”的关系作了历史的回顾，介绍了四位科学家研究运动和力的关系的思想方法及卓越贡献。然后讲述牛顿第一定律的内容和物体惯性的概念。这是初、高中知识相衔接的一节课程。学生已经了解了牛顿第一定律的基本内容，所以在教学设计上应以教材中有关“力是运动的原因还是改变运动的原因”这一问题认识的发展历史为线索，以科学思想、科学方法教育与思维能力培养为主要目标。教学的侧重点应放在理解人类认识“运动和力”的关系研究、思考、推理过程，学习科学研究中常用的理想实验方法。在牛顿第一定律内容的学习上，注重知识的理解及与生活实际的联系。为发挥学生学习的自主性，思维的积极性，本课采取学生自主探究模式组织教学。

二、教学过程设计

引入新课：运动的起因是什么

(一)学生阅读历史的回顾并找出四位科学家关于力和运动的观点

这块内容中有些知识点学生是已知的，也有未知的，但学生都看得懂，所以就由学生来完成，同学们相互补充，教师只起到归纳总结的作用。

1.亚里士多德：力是维持物体运动的原因。

现象：在平路上人推车，车才能运动，人停止用力，车子就要停下来。

2.伽利略：水平面上物体所以会停下来，是因为摩擦的作用，如果没有摩擦，水平面上物体一旦具有某一速度物体将保持这一速度运动下去。

笛卡儿：如果没有其它原因，运动物体将继续以同一速度沿着一条直线运动，即不会停下来，也不会偏离原来的方向。

牛顿：一切物体总保持原来的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。

(二)问：以上四位科学家每一位都把人类的认识向前推进了一步，试分析每人推进的一步体现在哪里?你认为谁的贡献?

教师通过设计这样一个问题，指明学生要探究的内容与方向，具体由学生们合作完成，教师只起到总结归纳的作用。

a)亚里士多德的贡献：通过直觉的观察提出问题为科学家的研究确立了课题。

b)伽利略的贡献：(1)伽利略发现了不易直觉的摩擦力，改变了亚里士多德根据直接经验得出的直觉结论提出运动不需力维持;(2)思维代替直觉认识宇宙。

c)笛卡儿的贡献：(1)明确匀速直线运动;(2)指出速度改变是有原因的。

d)牛顿的贡献：(1)推广到一切物体;(2)提出静止;(3)明确力的作用。

关于谁的贡献大，学生众说纷纭，没有一个确切的定论，教师也无需给出一个正确的结论。但是通过对物理学历史发展过程的考察，对四位科学家贡献的探究，它将有助于学生了解物理学家认识和发现物理定理、定律的基本方法。从而“以史为鉴”，培养他们以物理学家认识世界本来面目的方式去认识世界。在一定意义上，通过对规律认识的历史的还原，对学生进行科学思想和科学方法论的教育是培养学生科学素养的有效途径。这是设计此问题的关键所在，也是本节课的亮点所在。

在该块教学内容中学生未知的是关于伽利略的理想实验，教师要采取的教学方法是采用设计一系列问题，引导学生学会自己分析问题自己解决问题，具体可如下操作。

提问：伽利略用什么方法证明物体运动不需要力来维持呢?

演示说明：设置一个向下的斜面，再圆滑地连一个向上的斜面。然后拿一个小球放在斜面某点上，由静止运动下来，它将冲上另一斜面。

教师设疑：它能“冲”到哪里，它能回到原来高度吗?如果光滑，结果怎样?

教师通过一系列问题引发学生的思考。通过实验发现，它升不到原来的那个水平高度，这是因为摩擦较大。若换一个摩擦较小的斜面，可以看出，它就较接近那个水平高度。若摩擦越小，就越接近。这是实验事实。科学推理：依据这可靠的实验事实为基础，然后沿着摩擦力越来越小的发展趋势，去科学推理──假如摩擦非常非常的小、以至于没有摩擦，那小球将非常非常接近──以至于达到原来水平高度。这是一种理想的实验情景，即小球沿着光滑的斜面总能上升到原来的高度。教师指出“假设”两个字用得很好，它对物理结论进行合理的外推，其结论的得出符合逻辑。减小第二个斜面的倾角，倾角越小，小球为达到原来的高度所通过的路程就越长;倾角越小，通过的路程就越长。然后，我们再去科学推理，假如它最终成为水平面，那小球所通过的路程也就无限长，只能沿着水平面继续运动下去。

教师总结：“理想实验”虽然也叫实验，但它不等同于科学实验。真实的实验是一种实践活动，而“理想实验”则是一种思维活动，是由人们在抽象思维中设想出来而实际上无法做到的“实验”。并指出理想实验是以真实的科学实践为基础，抓住主要矛盾，忽略次要矛盾，对实际过程做出了更深入的抽象分析。理想实验是以正确的逻辑法则为依据的。它是自然科学理论研究中的重要方法。

(三)演示气垫导轨实验

气垫导轨实验是学生未知的实验，所以采用的方法是由师生共同操作完成，教师介绍实验装置及装置的特点，由学生来推动气垫导轨上的物体，观察它的运动，进一步地帮助学生加深理解物体不受外力作用时将做匀速直线运动。

(四)让学生们仔细阅读牛顿第一定律的内容，并思考定律包含的几层含义

在进行牛顿第一定律的教学时，不能只满足于学生能复述牛顿第一定律的内容，还应帮助学生理解牛顿第一定律所包含的几层意思。定律的理解是未知的，但可以在教师的启发下，通过学生们相互讨论、自主探究、教师补充共同完成下面的三层含义。

1.描述了物体不受外力作用时的运动规律

牛顿第一定律描述了物体不受外力作用，或者所受的合外力为零时，物体将保持原来的运动状态──匀速直线运动状态或静止状态。

2.阐明了力的科学定义

力是物体间的相互作用，它是改变物体运动状态，即产生加速度的原因，而不是产生和维持物体运动的原因。

3.一切物体都有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质，揭示了物体普遍具有的属性──惯性。

(五)学生联系生活中的实际问题自己分析惯性问题

初中物理牛顿第一定律教案格式篇2

教学目标

一、知识与技能:

知道并能用语言表述牛顿第一定律

二、过程与方法:

培养学生严谨的逻辑推理能力。

通过对大量实例的分析，培养学生归纳、综合能力。

善于思考、善于总结，把物理与实际生活紧密结合。

三、情感态度与价值观:

通过探究物体不受力时怎样运动，形成实事求是、不迷信、尊重自然规律的科学态度。

教学重与难点

重点：“理想实验”法，牛顿第一定律。

难点：让学生确信牛顿第一定律并理解其内涵。

教学准备 惯性小车、斜面、木块、木板、毛巾、标志小旗.

教学过程

一、体验、观察、顿悟、阐述

师：同学们，根据平常的观察和生活经验告诉我们：力可以使静止的物体运动，也可以使运动的物体静止。(请观察)

学生实验一：抽学生到讲台上做用力使讲桌运动的实验。并指出当我们用力推或拉桌子时，桌子才会运动，当推力或拉力撤消后，桌子就停止运动。(A、运动需要力来维持)

学生实验二：学生演示小车在木板上运动情况。用力推小车时小车开始运动，当推力撤消后小车仍能运动。

(B、运动不需要力来维持)

师：既然物体的运动不需要力来维持，小车为什么会停下来呢?

生：是桌面对小车的阻力。

(好，下面我们就用实验来探究阻力对物体运动的影响)

二、探究、归纳、推理

(一)探究：阻力对物体运动的影响

1、介绍实验器材。

2、请同学带着下面的问题和老师一起来完成实验探究。

(1)为充分“显示”阻力对物体运动情况的影响，每次实验时应该控制哪些因素相同?如何改变物体受到的阻力?

(2)为什么让小车从斜面的同一高度滑下?

(3)小车在不同材料的平面上最终停下来的原因是什么?

3、演示书上图12.5-3所示的实验。

(1)观察实验现象，记录实验结果。

接触面

阻力的大小

(选填“大”“较小”或“最小”)

小车运动的距离

(选填“短”“较长”或“很长”)

毛巾

棉布

木板

(2)交流讨论思考题。

(3)展示讨论结果。

(二)归纳

生：平面越光滑，小车运动的距离越 远 ，这说明小车受到的阻力越小 ，速度减小得越 慢 。

(三)推理，升华实验结论。

师：如果我们将木板换成表面更光滑的玻璃，小车运动的距离与在木板上运动的距离相比较，哪一个更远些?

生：在玻璃上运动的距离更远。

师：如果有一种材料，它的表面绝对光滑，对小车受到的阻力为零，小车将做什么样的运动?

生：小车将以恒定不变的速度永远运动下去。

师：运动的物体不受力将一直运动下去，那静止的物体如果不受力，会怎样呢?

生：永远保持静止状态。

三、揭示规律、板书课题

一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态.

师：今天同学们在实验的基础上通过进一步推理得出的规律跟17世纪英国科学家牛顿得出规律完全一样。同学们真棒，你们是当今的牛顿。

板书课题：牛顿第一定律

想想议议(学生交流讨论)

1、牛顿第一定律的适用范围：;成立的条件： ;结论： 。

2、静止的物体如果不受力的作用将保持状态;运动的物体如果不受力的作用将保持 。

师：牛顿第一定律充分揭示了物体运动和力的关系，力不是用来维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因。

四、课堂练习(见学生手中小练习)

五、课堂小结

1、牛顿第一定律的内容是：一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。

2、适用范围：一切物体;条件：不受力;结论：总保持静止状态或匀速直线运动状态。

3、力是改变物体运动状态的原因。

六、课外作业(略)

附板书设计

12.5 牛顿第一定律

1、内容：一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。

2、适用范围：一切物体;

条 件：不受力;

结 论：总保持静止状态或匀速直线运动状态。

3、力是改变物体运动状态的原因。

初中物理牛顿第一定律教案格式篇3

一、三维目标

1.知识与技能

⑴体会伽利略的理想实验思想。

⑵理解牛顿第一定律的内容及意义;理解力和运动的关系。

⑶理解惯性的概念，知道质量是惯性大小的量度。

2.过程与方法

⑴通过回顾历史探究过程理解牛顿第一定律的形成过程。

⑵理解理想实验是科学研究的重要方法。

3.情感态度与价值观

⑴通过运动和力的关系的历史探究过程，使学生体会规律的形成都有一个从感性到理性、从低级到高级的产生、发展和演变的过程。

⑵通过理想斜面的教学，体会理想实验的魅力。

二、教材分析

牛顿运动定律是整个力学体系的基石，而牛顿第一定律又是这个“基石”中的“基石”，它定性地揭示了力和运动的关系，提出惯性的概念，为定量研究力和运动的关系拉开了序幕。

高中教材与初中相比，主要有四方面的不同。

一是定律内容深浅不同：初中教材叙述为“一切物体在没有受到外力作用的时候，总是保持静止状态或匀速直线运动状态”;高中教材叙述为“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”。高中教材中的表述具有更为丰富的内涵，它强调了力是改变物体运动状态的原因，突出了第一定律的独立性和重要意义，也为学习牛顿第二定律做了一定的铺垫。

二是惯性的认识层次不同：初中强调一切物体都有惯性，高中侧重惯性与质量的关系。

三是实验的设计、探究及思维深度不同：初中为斜面小车实验;高中为伽利略理想实验，突出了理想实验这种科学方法的价值所在。

四是情感、态度、价值观的体现不同：初中对牛顿第一定律建立的历史一语带过，高中教材回顾了历史，让学生体会一个规律的获得是一代又一代人努力的结果，能够激发学生追求科学，勇于创新的情感。

三、学情分析

经过初中的学习，学生初步知道了牛顿第一定律的内容和惯性的概念，但是缺乏对牛顿第一定律建立历史的了解，对内容也是一知半解。

学生对于“质量是惯性的量度”更是缺乏认识，凭借自己的生活经验，认为速度也是惯性的量度。教师要在课堂上充分引导，配合实验、结合生活事例来澄清概念。

教学实践表明，学生在头脑中建立正确的力和运动关系的过程，并非一帆风顺，常常形成与亚里士多德相似的观点，且根深蒂固。处理具体的实际问题时，一些直觉的错误观点不时冒出来，存在着严重的"口是心非"问题。

四、教学重难点

1.教学重点：通过回顾历史探究过程理解牛顿第一定律;惯性的理解。

2.教学难点：力和运动的关系;惯性和质量的关系。

五、教学活动设计

(一)创设游戏，引入课题

撕纸游戏

猜一猜：

1.一张纸已剪成两截，但未完全剪断，如果迅速用力撕两边，纸会断成几截?

2.现在把纸剪成三截，但未完全剪断，如果迅速用力撕两边，纸会断成几截?

大家不要动手，先猜一猜。

3.如果在中间的纸下面夹一个夹子，然后迅速撕两边，纸会断成几截?

请大家想一想：为什么是这样一个结果呢?怎样解释我们的游戏呢?其实，在我们的游戏中还涉及到一个古老的话题──力和运动：用力撕纸，纸条断开运动起来。运动和力之间到底有什么关系呢?带着这些问题，我们一起来体验古人的探究过程，学习古人的探究方法，进一步理解论述运动和力关系的牛顿第一定律。

(二)回顾历史，探究定律

1.情景设问，经验猜想

在人类历史的长河中，运动和力如影随形，总是和人们的生活、生产密切相关。比如：马拉车则车前进，不再拉，前进的车会停下来;人象推车则车前进，不再推，前进的车会停下来;踢球，球沿草地向前滚动，不再踢，滚动的球会慢慢停下来。

思考：运动和力之间有什么关系呢?

最早提出这个问题并给出经验猜想的是古希腊学者亚里士多德。

他根据生活生产经验猜想：必须有力作用在物体上，物体才能运动;没有力的作用，物体就要静止在一个地方。运动需要力维持。

他的观点来自实际经验，还能用实际经验验证，所以被人们广泛接受，并维持了近两千年。

设问：我们现在知道，他的观点是错误的。那么他有贡献吗?

亚里士多德的贡献：开创了一个新的研究领域。

首先质疑并深入研究的是十六世纪的伽利略。他观察了球的滚动。

2.质疑假设，科学猜想

当球沿斜面向下滚动时，它的速度增大，而向上滚动时，速度减小。他由此猜想：当球沿水平面滚动时，它的速度应该不增不减。实际观察的结果是：沿水平面滚动的球越来越慢，最后停下来。

①现象：沿水平面滚动的球越来越慢，最后停下来。

按照亚里士多德的观点，球停下来是因为没有力的作用。伽利略恰恰从这一现象出发，对亚里士多德的观点提出质疑。

②质疑：滚动的球之所以停下来，真的是因为没有力的作用吗?

设问：球停下来的原因是什么呢?

在伽利略之前，人们还没有意识到摩擦力这种无形的力，伽利略是第一个意识到摩擦力的人。

他改变了水平面的粗糙程度，发现：水平面越光滑，球滚得越远。于是，他推断这是摩擦阻力作用的结果。

结论：滚动的球停下来，是摩擦阻力作用的结果。

③假设：若没有摩擦阻力，沿水平面滚动的球将怎样运动呢?

④猜想：若没有摩擦阻力，球将永远滚动下去。

过渡：伽利略设计了一个双斜面实验。

3.实验探究，得出结论

(1)双斜面实验

左斜面固定，右斜面倾角可变。实验中我们设定小球始终从左斜面定位卡处由静止释放。

①固定右斜面，改变小球所受的摩擦，观察小球上升的高度怎样变化。重复一次。

思考：

1.小球所受摩擦阻力的大小与小球上升的高度之间有什么关系?

2.摩擦阻力的大小与释放点到上升的点的高度差是什么关系?

3.如果没有摩擦，小球会上升到多高的地方?

②减小右斜面倾角，观察小球沿斜面运动的最远距离怎样变化。重复一次。

思考：

1.减小右斜面倾角，小球沿斜面运动的最远距离如何变化?

2.如果没有摩擦，减小右斜面倾角，沿斜面滚动的最远距离怎样变化?小球将上升到多高的地方?

③将右斜面放平，释放小球，观察小球的运动。

思考：

1.如果水平木板足够长，小球会停下来吗?

2.如果没有摩擦，水平木板足够长，小球将滚到哪里去呢?

过渡：现在通过动画来模拟没有摩擦阻力时小球的运动。我们为动画配了一段话剧。

(2)动画模拟

(老师扮演伽利略，学生扮演小球。)

伽利略：小球先生(小姐)，如果没有摩擦，你会爬上什么高度呢?

小球：我会搭乘梦想的阶梯一步一步往上爬，直到爬上原来的高度。

伽利略;如果我减小右斜面的倾角，你还会爬到原来的高度吗?

小球：梦想有多高，我就可以爬多高，只是我要走的路程更长了。

伽利略：如果我继续减小右斜面的倾角呢?

小球：我心依旧，只是又多了一段山水之程。

伽利略：如果我把右斜面放平，你还会为了自己的梦想而前行吗?

小球：路漫漫其修远兮，吾将上下而求索。既然选择了高度，留给世界的便只能是背影。

播放周杰伦的《蜗牛》节选：我要一步一步往上爬/在点乘着叶片往前飞 /小小的天　留过的泪和汗/总有一天我有属于我的天

希望同学们像小球一样怀着梦想，沿着人生的轨道一步一步往前行!总有一天，你有属于你的天!

过渡：伽利略的双斜面实验是一个理想实验。

(3)理想实验的魅力：

实验(事实)+逻辑推理

通过可靠的实验事实，加上合理的逻辑推理，得出规律的一种方法。

理想实验的魅力：实验不能实现的地方，思维向前一步。

这种方法非常了不起!爱因斯坦是这样评价的：伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法是人类思想最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正开端。这个评价实事求是，从亚里士多德到伽利略，经历了2000多年，物理学徘徊不前;从伽利略到爱因斯坦，只经历300多年，物理学的大厦初步建立，大师辈出。这都得益于伽利略首创的实验研究方法。

过渡：通过双斜面理想实验，伽利略得出了结论。

(3)伽利略：若没有摩擦阻力，沿水平面滚动的球将永远滚动下去。运动不需要力维持。

回顾、思考：

①静止的车、足球为什么运动起来?

②运动的车、足球为什么会停下来?

③力和运动之间有什么关系?

力是改变物体运动状态的原因。

设问：运动状态是用什么物理量描述?

车由静止变为运动，受到了推、拉力;由运动变为静止，受到了摩擦阻力。足球由静止变为运动，受到了脚的力;由运动变为静止，受到了草地的摩擦阻力。

过渡：与伽利略同时代的法国科学家笛卡尔对他的观点进行了补充。

4.补充完善，形成定律

(1)笛卡尔的补充：除非物体受到力的作用，物体将永远保持其静止或运动状态，永远不会使自己沿曲线运动，而只保持在直线上运动。这应成为一个原理，它是人类整个自然观的基础。

笛卡尔补充了物体不受力时保持静止状态或匀速直线运动状态。

过渡： 1642年，伽利略逝世，1643年牛顿在英国诞生。牛顿是人类历最伟大的科学家之一。主要贡献有发明了微积分，发现了万有引力定律和经典力学，设计并制造了第一架反射式望远镜等等。

牛顿在1687年出版的《自然哲学的数学原理》一书中提出了三条运动定律。牛顿把伽利略、笛卡尔的正确结论总结成为牛顿第一定律，它是牛顿物理学的基石。

(2)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。

过渡：现在我们来理解定律。

(三)理解定律，了解惯性

思考：牛顿第一定律中论述的运动和力的关系是怎样的?

1.运动和力的关系：力是改变物体运动状态的原因。

物体不受力，保持匀速直线运动状态或静止状态;运动状态变化，物体一定受到力的作用。

思考：物体不受力时“总保持匀速直线运动状态或静止状态”，这能不能通过实验验证呢?

不能。由于不受力作用的物体是不存在的。许多阻力很小的现象可以帮助我们理解牛顿第一定律。

2.阻力很小的现象：冰壶

从视频可以看出，冰壶在一段时间内速度的大小和方向几乎不变，直到碰上另一个冰壶。

思考：定律中还论述了什么呢?

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