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視頻標簽：牛頓第一定律
所屬欄目：高中物理優質課視頻
視頻課題：人教版高一物理必修一《牛頓第一定律》貴州
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課題：高一物理必修1《牛頓第一定律》
一、教材分析
本章是在前面三章內容的基礎上進一步研究運動和力的關系，是質點動力學的內容。牛頓運動定律是經典力學的基本定律，構成了經典力學的核心。牛頓第一定律又是牛頓運動定律的基石，力學的第一原理。正是因為它破除了長達兩千年的亞里士多德的錯誤，改變了人類的自然觀和世界觀，同時也是正確理解和掌握牛頓第二、第三定律乃至整個動力學知識的基礎和關鍵。
本節的牛頓第一定律揭示了運動和力的關系：力不是維持速度的原因，而是改變物體速度的原因。并使牛頓以新的視角看待引力，進而令人信服的表明，天上和人間服從同樣的力學。與此同時，它本身還包含著力、慣性和參考系這些極富成果的科學概念，成為物理學理論的支柱和基石。本教材重視慣性定律的教學，強調它在科學中的地位與作用，意在引導學生了解科學的發現和發展。
伽利略的研究過程蘊含了重要的科學方法，教材中對伽利略的“理想實驗”，敘述清楚明了，學生能自學得懂，所以不作為課堂學習的重點，讓學生課前學習，要求知道理想實驗的實驗基礎、推理過程和對推斷結果的分析。 二、學情分析：
本節內容在初中階段學生已經有了一定的認識，比如定律的內容、定性的實驗推理過程，尤其是關于慣性的學習和用其對實際現象的分析等。但還只是停留在認識的層次上，如知道亞里士多德的觀點是錯的，通過實驗得出了牛頓第一定律。在高中階段學習中，除了要保持新鮮感，還需加大思維強度，注意知識的深化和科學研究方法、情感態度的教育，讓學生對牛頓第一定律及慣性有更深的理解。應該在學生已有認識的基礎上發現其理解上存在的問題、深入對本定律的理解，糾正一些片面、不恰當的認識，進一步深化和提高對相關問題的認識。這樣才有利于激發他們進一步學習的興趣，進而培養他們學習物理知識的興趣。
如教學時，緊緊圍繞牛頓第一定律的產生過程，深入挖掘物理思想和思維方法，挖掘物理學史中的相關素材，將牛頓第一定律產生過程的幾個關鍵問題以原貌的形式展示給學生，讓他們作為各個歷史時期的“探究者”參與相關問題的討論。
三、教學目標
《基于發展學科核心素養的“簡明悟理”課堂創新實踐》項目成果
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根據以上分析，結合大綱和新課程要求，考慮到學生的認知水平和思維特點，制定本節課的教學目標如下：
（一）物理觀念
體驗牛頓第一定律得出的的歷史進程，建構起物體不受力的理想化物理圖景，能準確表述牛頓第一定律，并能對定律有較為深入地理解，理解慣性的概念，知道質量是慣性大小的量度。
（二）科學思維
讓學生體會由易到難、理想化、靜者恒靜、動者恒動的學科思想、思維方法，形成結論，使課堂插上思想的翅膀
（三）科學探究
使學生親歷科學探究過程，提煉研究方法。 （四）科學態度與責任
1、讓學生體會科學家自身的創造性思維品質和敢于置疑、堅持真理、不迷信權威的科學態度及獻身精神。
2、使學生學會從紛繁的現象中探求事物本質的科學態度和研究方法，經過由表及里，由片面到全面，由易到難的長時間的認識過程，在知識的形成、聯系、應用過程中養成科學的態度、獲得科學的方法。
3、通過學習，使學生了解到物理學中所體現出來的簡潔之美。 四、教學重點、難點
重點：對牛頓第一定律的正確理解，感悟出由易到難、理想化、靜者恒靜、動者恒動的學科思想、思維方法、研究方法。
難點：力和運動的關系，質量是慣性大小的量度。 五、教學用具
多媒體、金州教育云平臺，兩個乒乓球（一個空，一個注滿水）、氣勢導軌和兩個滑塊、衛生紙盒、卷筒衛生紙、兩個紙杯、桔子。 六、教學過程
（一）引入新課
1、在鐵架臺上掛兩個乒乓球，一個注了水，一個空的。讓一個學生同時吹乒乓球，鼓勵他將乒乓球吹的幅度越大越好。
讓學生用手拈拈兩球，告訴同學們，一個重些，一個輕些。
教師:為什么同樣施加了力，但兩個乒乓球的運動狀態卻不同呢？力和運動到底是什么關系呢？我們帶著這個問題進入學習。
2、思維體操：
《基于發展學科核心素養的“簡明悟理”課堂創新實踐》項目成果
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做“單手撕紙”的小游戲：用衛生紙盒裝上衛生紙，要求學生單手撕下一部分紙來，比較誰的辦法最快、最容易。
師：什么原因？帶著這個問題進入今天的學習。
3、回顧知識（PPT：判天地之美，析萬物之理。――莊子） （一）引入新課 回顧知識：
師：回憶高一必修1的前三章內容？ 生：……
師：前兩章學習的都是“運動”，第三章：相互作用， 接下來將學習“力和運動之間的關系”，即第四章：牛頓運動定律。
師：前兩章我們是在“判天地之美”，接下來我們要做的就是“析萬物之理”，這就叫“判天地之美，析萬物之理。”
（二）新課教學
1、討論：思考幾個問題（PPT）
（1）研究一個物體的運動與力關系簡單，還是研究多個物體的運動和力關系簡單？
（2）確定研究對象之后，研究對象是受力情況下的運動簡單，還是不受力情況下的運動簡單？
（3）按照由簡單到復雜的順序排列：兩個物體之間相互作用；一個物體受力運動；一個物體不受力運動。
請一位學生利用氣墊導軌及兩個滑塊做演示實驗，同時通過金州教育云平臺將實驗過程投影到屏幕上，讓全班同學都能看到實驗現象，并討論出結果：
按照從易到難的排列：一個物體不受力→一個物體受力→兩個物體相互作用。
師：一個物體不受力就是牛頓第一定律研究的內容，一個物體受力就是牛頓第二定律研究的內容，兩個物體之間相互作用就是牛頓第三定律研究的內容。它們內在的邏輯關系是從易到難，所以這章我們就按照這個順序來學習。
2、牛頓第一定律推理
師：將自己當作研究對象并簡化成一個質點，想象如果不受力會怎樣？ 通過學生互動總結出：物體不受力的時候保持原來的運動狀態不改變，當物體受力以后會改變原來的運動狀態，即，靜者恒靜，動者恒動。通過神州7號宇航員出倉的視頻和氣墊導軌實驗進一步鞏固這八個字。
3、歷史的回顧
《基于發展學科核心素養的“簡明悟理”課堂創新實踐》項目成果
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師：科學家介紹：亞里士多德→伽利略→笛卡兒→牛頓。
亞里士多德經觀察、經驗得出：必須有力作用在物體上，物體才能運動，沒有力的作用， 物體就要靜止下來。即力是維持物體運動的原因。
伽利略經理想斜面實驗外推得出： 物體一旦具有某一速度，沒有外界作用物體會以某一速度一直運動下去。運動的物體之所以停下，是物體受到摩擦阻力之緣故。即力不是維持物體運動的原因，而是改變物體運動狀態的原因。
笛卡兒補充和完善：如果運動中的物體沒有受到力的作用，它將繼續以同一速度沿同一直線運動，既不停下來也不偏離原來的方向。
牛 頓1687年完成《自然哲學的數學原理》，提出牛頓的三條定律。 牛頓第一定律：一切物體總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態，除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態。
師：理解牛頓第一定律
①一切物體－－無一例外，普適； ②總――反映物體本身的固有屬性；
③或――指出了靜止與勻速直線運動的等同性，它們都是物體不受外力時的運動狀態。
④物體具有保持原來運動狀態的性質，直到有外力改變它（具有慣性）； ⑤揭示了運動和力的定性關系：力不是維持物體運動的原因，而是改變物體運動狀態的原因。
4、慣性
師：什么是“慣性”？ 生：保持原有運動狀態的性質。
師：慣性是物體固有屬性（一切物體都有慣性）。
一切物體不管是否受力，也不管怎樣運動，都具有慣性，慣性是一切物體的固有屬性。
讓學生用紙杯和桔子做游戲總結出：物體質量是物體慣性大小的唯一量度，質量越大，慣性越大。物體慣性大小與物體運動狀態無關。
讓學生解釋慣性現象（解釋單手撕紙及吹乒乓球現象），總結解釋慣性現象的邏輯關系：原來物體處于什么狀態→現在發生了什么樣的改變→由于慣性又怎樣了。
拓展：“力是物體運動狀態改變的原因”、“質量是慣性大小的唯一量度”。這兩個結論，我們的祖先在兩千多年前就提出了。如《墨經》中給力下的定義：“力，形之所以奮也”，形－物體，奮－由靜到動、動而愈快、由動到靜等，即運動狀
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態的改變。整文的意思為：力是使物體運動狀態改變的原因；東漢王充所著《論衡》中提出：“車行于陸，船行于溝，其滿而重者行遲，空而輕者行疾”。這段話指出了：在一定外力作用下，質量越大的物體運動狀態的改變就越困難，即慣性大。伽利略是17世紀初（距今300多年）對力是改變運動狀態的原因有模糊認識，牛頓也是在17世紀才提出牛頓第一定律，明確指出力不是維持運動的原因，而是改變物體運動狀態的原因。我們的祖先在兩千多年前就提出了，多偉大！所以我們的中國夢一定能實現！
（三）課堂小結
師生：歸根到底就八個字“靜者恒靜，動者恒動”。 （四）布置作業
1、認真閱讀《科學漫步》，思考：以加速運動的車廂為參考系，牛頓第一定律成立嗎？
2、我國《道路交通安全法》規定，在小型車輛前排乘坐的乘客必須系好安全帶，為什么要這樣規定？將“開車請系好安全帶”嚴肅告知家長。完成對應的練習。
3、同學們試著自己學做蛋炒飯時，你兩手分別拿著一只雞蛋，用右手的雞蛋去碰靜止在你左手中的雞蛋，結果將會如何？如果只破了一只雞蛋，你認為先破的蛋是左手的還是右手的？回去試試，給家人抄一個蛋炒飯表達表達你對家人的關愛。 七、板書設計
牛頓第一定律
運動 牛一 一物不受力 易 力 二 受力 ↓ 運動和力 三 兩物相互作用 難
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