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牛顿第一定律教案

时间：2024-08-05 07:09:03 范文先生网我要投稿

牛顿第一定律教案（大全8篇）

　　在教学工作者实际的教学活动中，常常要写一份优秀的教案，教案有助于顺利而有效地开展教学活动。那么写教案需要注意哪些问题呢？下面是小编整理的牛顿第一定律教案，欢迎阅读，希望大家能够喜欢。

牛顿第一定律教案（大全8篇）

牛顿第一定律教案篇1

　　一、教学目标

　　知识与技能：理解牛顿第一定律的内容及意义；理解力和运动的关系。

　　过程与方法：理解理想实验是科学研究的重要方法。

　　情感态度价值观：通过理想斜面的教学，体会理想实验的魅力。

　　二、教学重难点

　　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。

　　教学难点：力和运动的关系；惯性和质量的关系。

　　三、教学方法

　　讨论法、启发法、讲解法。

　　四、教学过程

　　（一）导入新课

　　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）新课教学

　　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，观察小球上升的最大高度怎样变化。重复一次。

　　思考：

　　1、小球所受摩擦阻力的大小与小球上升的最大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最高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：伽利略的双斜面实验是一个理想实验。

　　（2）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史上最伟大的成就之一，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20xx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。牛顿是人类历史上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）巩固提高

　　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。

　　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？

　　3、惯性：

　　①概念：物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质。

　　设问：一切物体都有惯性。做变速运动的物体有惯性吗？

　　当物体做变速运动时，由于惯性，物体会抵抗速度的改变，从而使速度的改变需要一段时间。比如汽车紧急刹车时不会立即停下来，而是继续向前滑行一段距离。

　　②一切物体有惯性，有抵抗运动状态变化的“本领”。

　　物体惯性大，“本领”大，运动状态难改变；物体惯性小，“本领”小，运动状态易改变。

　　思考并猜想：物体的惯性大小和什么因素有关？

　　（四）小结作业

　　1、了解了运动和力关系的探究过程。在探究过程中，亚里士多德是开拓者。伽利略首创了理想实验方法；笛卡尔补充了伽利略的观点；牛顿提出了惯性、力、惯性参考系的概念。

　　2、体会了理想实验的魅力：实验（事实）+逻辑推理

　　3、深入理解了牛顿第一定律，知道了质量是惯性大小的量度。

　　4、后来爱因斯坦等科学家又进一步发展了牛顿第一定律。没有哪一个定律是真理，物理学的大厦永不封顶，还等待你们为它添砖加瓦！

　　课外探究：有人说刘谦的螺丝魔术颠覆了牛顿第一定律：不给螺帽力的作用，螺帽也能运动起来。你怎么看？请在百度中搜索“刘谦螺丝魔术揭秘”，弄清刘谦螺丝魔术的原理。

　　五、板书设计

　　牛顿第一定律

　　一、历史回顾

　　二、第一定律探究实验

　　三、惯性定律

牛顿第一定律教案篇2

　　知识目标

　　（1）伽利略理想实验；

　　（2）惯性概念；

　　（3）掌握牛顿第一定律的内容；

　　（4）理解力是改变物体运动状态的原因；

　　（5）能用牛顿第一定律解释惯性现象。

　　能力目标

　　培养学生严谨的逻辑推理能力；培养学生的口头表达能力，学习科学的实验方法。

　　情感目标

　　对任何现象的发生不能够想当然，要有严谨、认真的科学态度。

　　教学建议

　　教材分析

　　本节内容是分两块内容介绍的，先是介绍了人类对力和运动关系的发展历史，并着重讲述了伽俐略的理想实验及其重要的实验思想。然后引入了牛顿第一定律，引入了惯性概念，并由此分析出力不是维持物体速度的原因，而是改变物体速度的原因。

　　教法建议

　　1、本节所述内容在初中课本上已涉及到，初中课本中用到的标题是惯性定律，所以学生已有一定的基础。

　　2、适当介绍一些学史的知识，让学生意识到：一个规律的发现并不是一帆风顺的，或者是一开始的认识就是对的，而是需要人类不断探索才能形成的，它们的学习也是这样。

　　3、重点讲述伽利略理想实验的科学思想，让学生学会一种科学思维方法。

　　4、通过对大量实例的分析，让学生真正理解力不是维持物体速度的原因，而是改变物体速度的原因。

　　教学设计示例

　　教学重点：对伽利略理想实验的理解；牛顿第一运动定律。

　　教学难点：对伽利略理想实验的理解。

　　示例：

　　一、历史的回顾

　　1、人类对力和运动关系的最初认识及亚里士多德其人。（见扩展资料）

　　2、伽利略理想实验：

　　（1）动画模拟该实验，并指出不能够真正试验的原因。或做课本所讲的气垫导轨实验（有视频资料），并指出为什么只是近似验证。由实验结果推出亚里士多德观点的错误，矛盾的焦点蚀是试实验条件的不同。

　　（2）分析伽利略理想实验：它是一个理想化的过程，但并不是凭空想象的'来的，而在抽象思维过程中所创造出的一种科学推理，理想化实验是物理学中重要的研究方法。

　　（3）介绍伽利略。

　　二、牛顿第一运动定律

　　1、牛顿第一运动定律（惯性定律）：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。

　　2、惯性：物体保持原来的匀速直线运动或静止状态的性质。

　　3、注意：（通过实例分析）

　　（1）惯性与惯性定律不同。

　　（2）惯性是物体的固有性质，任何时候物体都具有惯性，这与物体处于什么状态无关。

　　（3）力和运动的关系：力不是维持物体速度的原因，而是改变物体速度的原因。

　　4、实例参考（要让学生充分参与讨论）：

　　分析刹车时人往前倾；启动时人往后仰。

　　做小实验：惯性实验器演示惯性现象，并分析。

　　让学生举例分析，并指出哪些惯性现象有利，哪些惯性现象有害。

　　探究活动

　　题目：可以观察的惯性现象

　　组织：小组或个人

　　方案：自己设计小实验并展示、讲解，由同学互相评判

　　评价：具有可操作性，让学生把学过的知识灵活应用

牛顿第一定律教案篇3

　　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？你认为谁的贡献最大？

　　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。

牛顿第一定律教案篇4

　　教学目标：

　　1.知识与技能

　　知道牛顿第一定律内容，知道惯性的概念。

　　2.过程与方法

　　通过活动体验任何物体都具有惯性。

　　探究摩擦力对物体运动的影响。

　　3.情感态度与价值观

　　通过活动和阅读感受科学就在身边。

　　教学重点：

　　牛顿第一定律、惯性及其现象解释

　　教学难点：

　　牛顿第一定律。

　　教学方法：

　　探究法、演示法

　　教学用具：

　　斜面、木板、小车、棉布、毛巾、象棋、直尺、惯性小球装置

　　教学过程：

　　一、引入新课

　　收集与教材P44图12.5-1中内容相关的录像资料让学生观看。

　　同学们在录像中看到的这些现象，在日常生活中常会见到，你也一定有过这样的体验。运动的物体为什么会停下来呢？同学们看书12.5-2内容，先了解古人的思辨。亚里士多德和伽利略都是伟大的科学家，到底哪个说法正确呢？光靠思辨不能回答，同学们可以自己探究，通过实验来求证。

　　二、进行新课

　　（一）牛顿第一定律

　　1.历史回顾：对亚里斯多德提出：力是维持物体运动的原因，提出疑问。

　　2.演示实验：

　　（1）毛巾表面

　　（2）棉布表面

　　（3）木板表面

　　现象：

　　（1）小车受到阻力大，运动时间短，路程短；

　　（2）小车受到阻力较小，运动时间长点，路程远点；

　　（3）小车受到阻力最小，运动时间较长，路程较远。

　　3.推理：当小车受到的阻力为零时，小车将会怎样运动下去？

　　4.牛顿第一定律：一切不受外力的物体，总保持静止或匀速直线运动状态。

　　说明：牛顿第一定律不是从实验中直接得出来的，它是在实验的基础上通过进一步的科学推理而得到的。

　　（二）物体的惯性

　　1.惯性

　　教师：从牛顿第一定律知道，任何物体都具有保持静止状态或保持匀速直线运动状态的性质，这种性质叫做惯性。也可以说物体保持运动状态不变的`性质叫惯性。牛顿第一定律也叫惯性定律。

　　这里提出了一切物体都有惯性，物体在任何情况下都有惯性。

　　2.惯性现象

　　【演示1】用尺迅速打出下面的棋子。解释：叠在一起的棋子原来是处于静止状态的，当尺子打出了下面的棋子，由于上面的棋子有惯性，还要保持原来的静止状态。所以上面棋子落在正下方。

　　【演示2】惯性小球实验，解释：木片被弹出去之前，小球处于静止状态。小球由于有惯性，还应保持原有的静止状态，所以小球落在原处。

　　——解释惯性现象的要领：①说清物体原来是处于什么状态（运动或静止）②说出后来发生什么变化；③物体由于惯性还要保持原来的（运动或静止）状态。④所以……

　　【演示3】刹车时的惯性现象。请同学们根据要领解释。

　　教师：这个实验再现了汽车紧急刹车时乘客向前倒这一普遍现象。

　　三、小结：

　　四、布置作业：

　　请大家解释汽车起动时乘客为什么向后倾倒？

　　板书设计

　　牛顿第一定律

　　一、牛顿第一定律：一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止或匀速直线运动状态。

　　二、惯性：我们把物体保持运动状态不变的特性叫做惯性。

牛顿第一定律教案篇5

　　［目标］

　　一、知识与技能

　　1、知道伽利略的理想实验及其主要推理过程和推论，知道理想实验是科学研究的重要方法

　　2、理解牛顿第一定律的内容及意义；理解力和运动的关系，知道物体的运动不需要力来维持。

　　3、理解惯性的概念，知道质量是惯性大小的量度；会用惯性解释一些现象。

　　二、过程与方法

　　1、观察生活中的惯性现象，了解力和运动的关系

　　2、通过实验加深对牛顿第一定律的理解

　　3、理解理想实验是科学研究的重要方法

　　三、情感态度与价值观

　　1、通过伽利略和亚里士多德对力和运动关系的不同认识，了解人类认识事物本质的曲折性

　　2、感悟科学是人类进步的不竭动力

　　［重点］

　　1、理解力和运动的关系

　　2、对牛顿第一定律和惯性的正确理解

　　3、理想实验

　　［教学难点］

　　1、力和运动的关系

　　2、惯性和质量的关系

　　［课时安排］

　　1课时

　　［教学过程］

　　［引入］

　　师：同学们，在前面的学习中我们学习了怎样描述物体的运动，知道了物体的一些运动规律，但同学们有没有想过：同一个物体不同的情况下可以做出不同的运动，究竟是什么决定了物体的运动情况？要讨论这个问题，就要研究运动与力的关系。所以，从今天开始，我们就一起来探究运动与力的关系。

　　一、据生活现象思考探究

　　师：现在请同学们结合日常生活经验，分组探讨一下运动和力是怎样的一种关系，并试着回答以下一些问题。

　　1、物体的运动需要力来维持吗？是不是有力物体就能运动，没力物体就静止。给物体一初速度，物体在不同平面上滑动，体会物体运动不需要力来维持。

　　2、物体的运动方向跟力的方向一样吗？

　　以抛粉笔为例

　　3、物体的运动仅由力决定吗？

　　抛粉笔为例

　　4、物体什么情况下做直线运动？什么情况下做曲线运动？

　　以抛粉笔为例

　　5、物体做直线运动时，什么情况下加速？什么情况下减速？

　　以抛粉笔为例。

　　【牢记】：物体的运动不需要力来维持，没有力物体也能运动：匀速直线运动；运动方向与力的方向无必然联系；当速度与力同一直线时，物体做直线运动；速度与力不在同一直线时，曲线运动；同一直线时，力与速度同向，加速；力与速度反向，减速。

　　要让学生明白：物体此刻的速度是由上一刻的速度和上一刻的受力决定的，此刻的速度及此刻的受力决定下一刻的速度。（比方：今天的结果是前面的表现决定的，要想今后的结果能改变，必须从现在开始。）

　　二、历史上人类对运动与力的关系的认识

　　师：爱因斯坦曾把一代代科学家探索自然奥秘的努力，比做福尔摩斯侦探小说中警员破案的过程。在侦探故事中，有时候明显可见的线索却把人们引到错误的判断上去，也就是说光凭经验来做判断是靠不住的。

　　师：长期以来，在研究物体运动原因的过程中，人们的经验是：要使一个物体运动，必须推它或拉它。因此，人们直觉地认为，物体的运动是与推拉等行为相联系的，当不再推、拉的时候，原来的运动便停止下来。根据这类经验，亚里士多德得出结论：必须有力作用在物体上，物体才能运动；没有力的作用，物体便要停止。我想不仅是亚里士多德这样想，就是在现在，很多人还是这样想的，因为它与我们的现实生活经验相一致。但这却是个错误的结论。是由明显可见的线索引出的错误判断，而且这个错误结论竟维持了近两千年。直到三百多年前，伽俐略创造了有效的“侦察”方法，发现了正确的线索，揭示现象的本质，成为物理学中的福尔摩斯。

　　师：伽俐略注意到，当一个球沿斜面向下滚动时，它的速度越来越大；向上滚动时，速度越来越小。他由此猜想：当球沿水平面滚动时，速度应该不增不减。实际上他发现，球越来越慢，最后停下来。伽俐略认为，这是由于摩擦阻力的原因，因为他同样还观察到，表面越光滑，球便会滚动得越远。于是他推断：若没有摩擦阻力，球将永远滚下去。

　　师：伽俐略为了说明他的思想，设计了一个实验（伽俐略斜面实验）：让一个小球沿一个斜面从静止状态开始滚下，小球将滚上另一个斜面，如果没有摩擦，小球将升到原来高度。减小后一斜面的倾角，小球在这个斜面上仍然达到同样高度，但这一次为了达到同样高度，比第一次滚得远些。继续减小第二个斜面的倾角，小球达到同一高度时将会滚得更远。于是他问道：若将后一个斜面放平，球会滚动多远？结论显然是，球将永远滚动下去。这就是说物体的运动不需要力来维持，没有力物体也可以运动（比如在光滑水平上，只要给物体个初速度，物体将以这个速度永远运动下去），而力恰好是改变物体运动状态（运动速度）的原因，比如物体加速和减速时都需要受到力的作用。当然我们不能消除一切阻力，也不能把水平木板做得无限长，所以这个实验是“理想实验”带领学生观察动画及视频文件，先看理论动画，再看演示实验。

　　注意：理想实验不是空想实验，它是可靠实验事实加上理论推导。

　　师：与伽俐略同时代的法国科学家笛卡尔补充和完善了伽利略的观点。明确指出：除非物体受到外力的作用，物体将永远保持静止或运动状态，永远不会使自己沿曲线运动，而只保持在直线上运动。他还认为，这应该作为一个原理加以确立，并且是人类整个自然的基础。

　　三、牛顿第一定律

　　牛顿物理学的基石惯性定律

　　伽俐略和笛卡尔的正确结论在隔了一代人以后，由牛顿总结成动力学的一条基本定律：

　　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。

　　注意：学习物理的过程中大家已经对亚里士多德这个名字很熟悉了，并且每次提到的`都是他的错误观点，好像成了反面教材，这里我要向大家说明一下：亚里士多德是个非常伟大的人。恩格斯称亚里士多德是最博学的人，亚里士多德的研究涉及生物、天文、气象、数学和物理等，成果十分丰富，是西方文化的奠基人。他追求以世界的本来面目来说明各种自然现象，比如说：他认为天上的运动应该是完美的匀速圆周运动、地上的物体都应该是静止的。他认为物体的运动需要力来维持，是与大量的“事实”相一致的。他一直追求真理，只不过因为当时研究物理总是靠直觉和思维来进行。因此，他的这一错误观点影响了人们两千多年。

　　伽利略实在是一个伟大的科学家，他第一个意识到了摩擦力一个本质至今还没有被认识清楚的问题。有了这一点，加上他又具有丰富、发散而有严谨的科学思维能力，设计出其理想实验就显得比较自然了。我们认为理想实验首要的意义在于它摒弃了那种单纯依靠思辩来研究物理的行为方式，而确立了实验在物理研究中的基本地位。从物理史实上可以发现，这时伽利略认为的地面上的物体除静止外的另一本来面目是匀速圆周运动（而不是匀速直线运动），伽利略是一个伟大的科学家，在物理史上有着不可取代的地位，是因为他第一次确立了物理实验在物理研究中的重要性，研究物理不再是单纯地靠直觉和思维。是笛卡尔第一个明确指出：除非物体受到外力作用，物体将永远保持静止或匀速直线运动状态。这确实是人类思想认识上的一次飞跃。因此，笛卡尔认为上述论断应该作为一个原理加以确立，且是人类整个自然观的基础是十分合理的。笛卡尔当时还指出：在太空环境中可以实现物体不受外力的作用，这时物体的运动就满足理想实验的条件（解放了人们的思想，拓宽了看问题的视野）。

　　牛顿所做的工作不仅是进行了总结，更是从物理上赋予了明确的内涵，这其中包括惯性和力作为科学概念地提出，以及惯性参考系等，同时明确了力和物体运动及其变化之间的直接因果关系。

　　【牢记】：

　　1、运动并不需要力来维持，因而力并不是使物体运动的原因；只有当物体的运动状态发生改变的时候，才需要力，所以力是改变物体运动状态的原因

　　2、不受力的物体是不存在的，所以牛顿第一定律是理想定律，不能用实验来验证。

　　3、物体具有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质，这种性质称惯性。所以牛顿第一定律又称惯性定律。

　　师：生活中许许多多的现象可以帮助我们理解牛顿第一定律。例如冰壶。冰壶在冰面运动时受到的阻力较小，可以在较长时间内保持运动速度的大小和方向不变直到它再一次受到杆的打击或碰到障碍物，才改变这种状态。

　　观看牛顿第一定律演示实验

　　四、惯性

　　带领学生观看多媒体文件。

　　生活中的例子：将斧头和木把往下敲。木把受到敲击突然停止了。斧头由于惯性要保持原来的运动状态，继续向下运动，使斧头和木把套紧。

　　1、问：什么样的物体具有惯性？物体什么时候具有惯性？

　　答：一切物体均具有惯性。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。

　　物体任何时候都有惯性，惯性是一种固有属性。

　　2、惯性可以被克服吗？

　　答：惯性是物体的固有属性，不是力，不能避免或克服。

　　3、速度可以突变吗？

　　答：当有外力作用迫使物体改变运动状态时，物体的运动状态会在原有的基础上发生变化，惯性的大小就表现为物体运动状态改变的难易程度。正因为物体的运动状态是在原有的基础上一点点变化的，所以速度是不能突变的。

　　4、物体的惯性大小由什么决定呢？与速度有关吗？

　　答：惯性的大小仅由质量决定。

　　这里有一个易错点：很多同学认为速度大，惯性大；速度小，惯性小。原因是他们把“运动状态改变的难易程度理”理解为“物体从运动到静止的难易程度”。

　　分析：正是因为有外力的作用才使得物体的运动状态发生改变，所以要比较两个物体运动状态改变的难易程度，最起码要给它们相同的外力作用，才好进行比较。（不恰当的比方：想看两个人一天谁挣的钱多，最起码要给他们相同的本钱）

　　要比较速度变化的难易程度其实就是比较物体的加速度，加速度反映了相同时间内物体速度变化的大小关系，而在相同的外力作用的情况下，物体的加速度大小是仅仅是由质量决定的。所以惯性仅仅由质量决定。（a大，速度变化容易；a小，速度变化难）

　　惯性的大小仅由质量决定。但由于惯性是属性不是物理量，所以不能具体讲1千克的物体有多少惯性。例：如手挡相同速度的篮球和汽车。如果一辆空车和一辆装满货物车在相同的牵引力作用下由静止开始运动，它们的运动状态改变的情况并不相同，空车的质量小，在较短的时间内可以达到某一速度，运动状态容易改变。装满货物的车，质量大，要在很长的时间内才能达到相同的速度，运动状态难以改变。惯性大小在实际中是经常要加以考虑的。当我们要求物体的运动状态容易改变时，应该尽可能减小物体的质量。歼击机的质量比运输机、轰炸机的质量要小得多，在战斗前还要抛掉副油箱，以进一步减小质量，就是为了要提高歼击机的灵活性。相反，当我们要求物体的运动状态不容易改变时，应该尽量增大物体的质量，抽水站的电动抽水机和水泵都固定在很重的机座上，就是要增大它们的质量，以尽量减小它们振动或避免意外的碰撞而移动。

牛顿第一定律教案篇6

　　一、教学目标

　　1.知道并理解牛顿第一定律的内容，能根据牛顿第一定律的内容解释生活中的现象。

　　2.通过演示实验。提高观察能力和逻辑思维能力。

　　3.发现自然科学规律，体会物理的实用性，提高学习物理的兴趣。

　　二、教学重难点

　　【重点】牛顿第一定律。

　　【难点】理解牛顿第一定律。

　　三、教学过程

　　环节一：导入新课

　　同学们好!上课，同学们请坐。上课之前，老师在多媒体展示了一幅图片，我们先来看一下。这是在太空当中静止的一滴水，我们结合之前的知识，想一想这滴水为什么能够静止在空中呢？嗯，好，看到很多同学有答案了。来，后排这个女生说一下，非常好，请坐。她说是因为在太空当中的物体，不受到力的作用，所以物体总保持静止或者是匀速直线运动的状态。由于没有初速度，所以就静止在空中了。表达的非常完整。对于刚才同学所说的，其实涉及到了牛顿第一定律。那今天我们继续来探究牛顿第一定律。(板书：牛顿第一定律)

　　环节二：新课讲授

　　【模块1】牛顿第一定律的发现历程

　　我们都知道，牛顿第一定律其实是牛顿总结归纳得出的，那为什么牛顿总说自己是站在巨人的肩膀上的？牛顿第一定律的发现过程又是怎样的呢？好，现在老师给大家2分钟的时间快速浏览教材上的第一段和第二段，我们一起来归纳一下牛顿第一定律的建立过程。好，现在很多同学已经坐直了，想必已经是完成了。那谁能来分享一下，好这位同学。嗯，非常好，请坐。他是根据人物来进行梳理的。他说先后经历了亚里士多德、伽里略、笛卡尔、最后是牛顿进行总结而得出的定律。所以牛顿才说自己是站在巨人的肩膀上的。

　　好，对于这几个人物来说呢，我们详细地来看一看，他们分别有怎样的观点和言论。首先是亚里士多德，他说力是维持物体运动的原因，如果没有力，那运动就会立即停止。那这样的观点是否正确呢？嗯，不正确。这个我们之前已经学过了。在20xx多年之后，伽利略推翻了这个观点。那他说什么呀？对，力是改变物体运动的原因。也就是说，如果不受到外力作用时，这个物体会持续的.运动下去。物体运动停止，是因为受到了阻力的作用。好，后来笛卡尔将这个言论的推广到更加理想化的情况。最后由牛顿总结出牛顿第一定律的内容。嗯，好，这就是牛顿第一定律的发现历程。

　　【模块2】牛顿第一定律

　　对于牛顿第一定律，其实我们之前已经知道了他的完整表述。谁能来尝试说一说？嗯，好，你来说。嗯，不错，请坐。表述得不是非常完整，但是语言表达能力还是不错的。牛顿第一定律的完整表述是，一切物体总保持静止或者是匀速直线运动状态，直到有外力迫使它改变这种状态。对于牛顿第一定律，其实在初中的时候，我们已经做过实验来进行探究了。当时探究实验过程是怎样的，大家还记得吗？嗯，好，来这位男同学你来说一说，非常好，请坐。这个男同学说，之前探究时，是让小车或者是让滑块从斜面的同一高度滑下，通过改变平面的粗糙程度，观察滑块滑行的距离，会发现阻力越小时，滑块滑行得就越远。

　　那么我们一起来想一想，在高中阶段，这个实验有没有可以优化的地方呢？应该怎样去改进呢？嗯，好，我看到很多同学有想法，这位女同学你来说一说，很好，请坐。她说想尽量减小阻力之后，然后给小车一个初速度，此时观察一下它的速度是不是会发生改变，来进行验证。嗯，好。根据这样的想法，老师准备了一段实验视频。视频当中的实验器材是气垫导轨，在启动的时候，导轨会向上喷气，在滑块和导轨之间就会形成空气层。此时就会大大减少滑块在运动时的摩擦力。好，那么我们就来看看，如果给滑块一个初速度，他到底会不会保持匀速直线运动呢？好，现在实验播放开始。嗯，好，视频播放结束了。从刚才的显示屏当中的数字来看，滑块的运动时速度发不发生改变呢。好，同学们都说是不改变的，确实是这样。当物体运动的时，所受到的合外力为零，他将会一直匀速直线运动下去。好，在初中的基础上，我们将这个实验进行了改良。

　　【模块3】牛顿第一定律的理解1

　　那么对于牛顿第一定律的发现历程以及准确表述，我们已经了解清楚了。现在老师有两个小问题想去考考大家。刚才在牛顿第一定律当中，我们说物体总保持静止或者是匀速直线运动的状态。此时对于这样的状态来说，他的受力情况一定是怎么样？对，不受外力的作用。也就是说，他的合外力怎么样，嗯，很好，是为零的。好，怎样才能算是合外力为零呢？同学们思考两分钟，老师找人来分享。我看到很多同学已经有答案了，这个男同学你最积极，你来说一下，非常好，请坐。他说合外力为零，可能是这个物体就是不受任何力的作用，此时合外力就为零了。那还有哪位同学来补充一下。好，这位同学。好，请坐。他说也可能是物体受到力。但是这些力合成之后，合外力是等于零的。说得非常的好。这个其实就是合外力为零的两种情况。(板书：二、牛顿第一定律、1.合外力为零)。

　　【模块4】牛顿第一定律的理解2

　　现在老师还有一个小问题想去问问大家，我们可不可以通过受力情况和运动情况之间的联系，来判断一下，物体在处于某种运动情况时，它的合外力是怎样的呢？嗯，好，现在老师在多媒体上了展示一幅过山车的图片。过山车在运行的时候，它的速度大小和方向在时刻发生变化。于是我们可以推断他所受的合外力是怎样的呢？嗯，好，后面戴眼镜的男同学，来跟大家说一下，很好，请坐。这位男同学说，如果这个物体速度大小和方向不变化的时候，说明合外力为0。但此时速度大小和方向均变化，说明此时合外力一定是不为零的。所以根据大家说的，牛顿第一定律可以通过物体运动状态，大致的去推断受力情况。(板书：2.运动力)

　　环节三：小结作业

　　好，以上就是我们今天学习的所有内容，通过刚才的两个小问题的讨论，相信同学们已经对于牛顿定律有了更加深刻的认识和把握。好，这节课呢，我们就上到这里。课后同学完成书后的习题。好，下课。

牛顿第一定律教案篇7

　　一、教材分析

　　首先谈一下我对教材的认识，本节选自人教版高中物理必修一第4章第1节，主要内容有牛顿第一定律的概念和发现历程，是对前面所学惯性等知识的巩固与加深学习，也是对后续所学牛顿第二定律、第三定律等知识的铺垫，是物理学中的基础，需要学生准确把握。

　　二、学情分析

　　在教学中要以学生为中心，及时了解学生的特点和发展变化，我所面对的学生是高一学生，他们的思维尚处在由经验型向抽象型转化的阶段，需要由我运用抽象与形象相结合的教学方法来逐步引导学生对物理学建立起严谨、深刻的认识，养成良好的思维习惯。

　　三、教学目标

　　根据新课程标准的要求，在课程中，要以知识与技能为中心，渗透以情感态度与价值观，并将两者充分体现在过程与方法之中，因此，本节的课程目标主要有以下三个方面：

　　1、知识与技能：知道伽利略的理想实验及推理过程，知道牛顿第一定律，并理解其意义。

　　2、过程与方法：通过对理想实验的了解，提高学生的分析能力。

　　3、情感态度与价值观：通过物理学知识在生活中的应用领略科学的魅力，养成客观实事求是的学习态度

　　四、教学重难点

　　基于以上对教材的分析，学情的分析及课程目标的确立，本节的重点有：

　　重点：牛顿第一定律

　　难点：探讨力和运动的关系

　　五、教学方法

　　为了顺利的突破重点，解决难点，达成教学目标，实现教与学的完美统一，本节我主要采用了以下教学方法：讲授法，演示法，讨论法，练习法等。通过这些方法体现学生的主体地位，拓展学生的思维空间，达到良好的教学效果。

　　六、教学过程

　　下面主要谈谈我对本节教学过程的设计：

　　(一)新课导入

　　首先是新课导入环节，本环节我主要采用了创设情境的导入方法，为此我设计了两个小实验：1学生实验，如何让课桌上的字典运动？停止用力会怎么样？通过这个实验学生容易得出与亚里士多德相同的谬论：物体运动需要靠力维持。这时我演示第二个实验：推动一个玻璃球，撤去推力，小球没有立即停下，这样学生就得出了与之前相反的结论：物体的运动不需要力来维持。在学生好奇之时，我顺势出示亚里士多德与伽利略两个截然不同的观点，并告诉学生们，在学习了本节的知识后，你们就知道谁对谁错了。

　　意图：这样设计可以激发学生的学习动机，引发学生的学习兴趣，活跃课堂氛围。

　　(二)新课讲授

　　然后是学习新课环节，通过ppt我向学生演示伽利略的理想实验动态图，并加以解说。学生观察实验后思考问题：如果轨道的表面绝对光滑，小球将受到哪些力？这些力是怎样的'？对小球的运动有没有影响？小球会如何运动下去？思考完毕后学生自由发言，并由我进行点评归纳，通过对实验的观察和问题的思考学生不难总结出：当物体不受力或受到的合力为0时，物体的运动状态不变。为了引出牛顿第一定律，我向学生解释，在伽利略那个年代还没有出现力这个概念，所以直到牛顿的出现，在引入力这个概念并对前人的成果总结后，才有了今天的牛顿第一定律也称惯性定律。

　　意图：这样设计体现了教学的直观性原则，通过演示实验，学生可以将抽象的知识形象化，变难为易，起到了良好的教学效果。

　　(三)巩固提高

　　为了加深对牛顿第一定律的学习和应用，我带领学生进入巩固提高环节，学生先自主阅读“牛顿第一定律”部分，了解什么是惯性。然后由我演示实验，桌面上放一斜面，斜面末端放一铅块，在斜面顶端先后两次释放同体积的木球和铁球，观察铅块被撞开的距离。观察试验后思考讨论：惯性跟什么因素有关？根据实验结合生活实际，学生不难回答，惯性与质量有关，质量越大，惯性越大。在学生回答后，我及时给予鼓励，并强调：惯性是标量，只与质量有关，与其他因素没关系。

　　意图：这样设计，学生可以通过实验自主思考问题，总结规律，锻炼学生了的观察力和分析能力。

　　(四)小结作业

　　教学过程的最后是小结作业环节，本环节，学生同桌之间以互问互答的方式回顾本节内容，提问的问题可以是：理想斜面实验说明了什么，牛顿第一定律的内容是什么？影响惯性的因素是什么等等，课后独立完成思考与练习，并书面上交作业，作为下节课复习的载体。

　　意图：学生通过问答和练习，了解了自己对知识的掌握程度，强化了对知识的巩固和理解。在后续的学习中有的放矢。

牛顿第一定律教案篇8

　　一、教材分析

　　牛顿运动定律是经典力学的基本定律，构成了经典力学的核心。而本节要学习的牛顿第一定律又是正确理解和掌握牛顿第二、第三定律乃至整个动力学知识的基础和关键。

　　教材把本节安排在第六章的第一节，前面五章的内容分别是运动学和力学知识，这样安排就把学生由表面的物体是如何运动的感性认识引入到物体为什么会做这样的运动的思考中来，且符合高一学生正处在由形象思维向抽象思维转变的过渡阶段。本节的特点是教材内容以大量的文字陈述，没有涉及到数学计算，着重物理学史教育、理想化实验思想和坚持真理、不迷信权威的科学态度的熏陶。

　　于是，根据对课标的要求和教材的理解，我制定的三维目标如下：

　　①知识与技能

　　1、借助伽利略的理想实验，理解力和运动的关系，知道其主要推理过程及结论。

　　2、掌握牛顿第一定律，并理解其意义

　　3、明确惯性的概念，知道质量是惯性大小的量度。

　　②过程与方法

　　1、培养学生在实验的基础上通过推理得到结论的方法

　　2、通过伽利略的理想实验，使学生受到科学方法论的'教育

　　3、通过对惯性现象的解释，培养学生灵活运用所学知识的能力

　　③情感、态度与价值观

　　1、通过对物理学史的简介，对学生进行严谨的科学态度的教育，了解人类认识事物的曲折性。

　　2、通过介绍伽利略对力和运动关系的研究，培养学生科学探究精神。