5.1《牛顿第一定理》教学设计【学习任务剖析】1、高中阶段所学习的惯性和牛顿第一定理，是在小学已学知识基础上的进一步推进。2、学习惯性和牛顿第一定理将为后续的牛顿第二定理，乃至整个热学的学习奠定基础。3、牛顿运动定理是动力学的基础，正确认识力和运动的关系，是学好化学的关键。4、理解力和运动的关系是本节课的重点，通过实验和生活的事例进一步感受，力不是维持物体运动的缘由，而是改变物体运动状态的诱因。这对之后研究问题是极其重要的。5、指出牛顿第一定理并不是真实的实验定理，而是以可靠的实验为根据，突出主要诱因，忽视次要诱因，用科学推理的方式概括下来的，定理是否正确要通过实践来检验，给中学生以科学方式的教育。6、惯性与质量的关系是这节课的难点，通过举例反复感受。7、最后让中学生剖析生活中常见的惯性现象，巩固所学知识，同时使中学生感受知识与现实生活的紧密联系，迸发求知的欲望。【学习者剖析】1、从知识水平来看，本节内容较具象，尽管本节内容与日常生活十分紧贴，但又低于生活，虽然中学生在中学有一定的认识，但对中学新朋友来说在理解上还有一定的困难。2、力是维持物体运动状态的诱因还是改变物体运动状态的缘由，人们正确认识这个问题，经历了漫长的历史过程，同样中学生要正确认识它，也要克服日常经验带来的错误认识，所以一开始就用演示实验，让她们通过观察、思考，来澄清错误的认识。
3、惯性是一个重要的概念。比较具象，因而对初学者来说理解上去很不容易，更不用说理解一切物体都有惯性，并且惯性大小与质量有关。4、从人的思维发展阶段看，小学的中学生还处于具体形象思维的阶段，要使中学生由感性认识上升到理智认识，班主任还必须通过正确的引导。尽量采用通俗易懂的教学技巧，充分借助多媒体辅助手段将具象问题形象化，帮助学生理解把握基础知识，并在教学过程中通过联想指责、交流研讨、迁移应用、课后练习不断培养中学生所应具有的各类能力。【教学目标】１、知识与技能（1）理解力和运动的关系，晓得物体的运动不须要力来维持。（2）理解伽利略理想实验的推理过程。（3）理解牛顿第一定理，晓得它是逻辑推理的结果，不受力的物体是不存在的。（4）理解惯性的概念，晓得质量是惯性大小的量度．（5）初步学会剖析、概括、推理等科学思维方式。2、过程与方式：（1）在剖析伽利略理想实验的过程中，体会概括、推理的科学研究方式。（2）观察惯性现象，体会从纷乱的现象中探索事物本质的思想方式。（3）培养中学生剖析问题的能力，要能透过现象了解事物的本质，不能不加研究、分析而只凭经验，对化学问题决不能主观臆测．正确的认识力和运动的关系．（4）帮助中学生养成研究问题要从不同的角度对比研究的习惯．3、情感心态价值观：（1）通过伽利略的斜面实验，了解理想实验，迸发热爱科学、乐于探究的兴趣。
（2）通过科学史的简介，感受去伪存真的科学心态和严谨的科学作风。（3）借助动漫演示伽利略的理想实验，帮助学生理解问题。（4）借助生活中的事例来认识惯性与质量的关系。培养中学生大胆发言的精神，并学因而用。【教学重点、难点】重点：牛顿第一运动定理、惯性。理解力和运动的关系。难点：伽利略理想实验的推理过程；对牛顿第一运动定理和惯性的正确理解【设计思想】本节课结合中学生的特性对教材的内容进行了深入的挖掘和思索，备教材，备中学生，备教法，一直把中学生置于教学的主体地位，让中学生参与，让中学生设计，广开言路，让中学生的思维与班主任的引导共鸣。整节课主要采用师生双边活动，把规律的得出过程和方式置于首位，把中学生的情感价值体验置于重要位置。中学生打算要求中学生上网或到图书馆查找有关亚里士多德、笛卡尔、伽利略、牛顿的生平及总结牛顿第一定理等方面的资料。【教学过程】教学活动中学生活动设计意图【引入新课】在选修1第一、第二章中我们研究了物体的运动情况；在第三、第四章中我们研究了物体的受力情况，在这一章中我们将研究力和运动的关系。在研究究力和运动的关系之前我们来做这样一个实验【演示实验1】：在桌上放着一个物体，它是静止的，怎么能够让它运动上去呢?要使劲去推它。
从这个事例可以看出物体要运动，须要对它施加力的作用。1、历史的回顾（1）亚里士多德的观点：力是维持物体运动的诱因。2000多年前，古埃及哲学家亚里士多德按照当时人们对运动和力的关系的认识提出一个观点：必须有力作用在物体上，物体能够运动。这些观点的提出是很自然的。我们从周围的事情出发，很容易都会得到这个推论。如车不推就不走，门不拉不开等。这些观点统治人们的思想有两千年。【演示实验2】用较大的力推置于桌面上的物体，我们会发觉撤掉力后物体能够运动一段时间才会停出来，从这样一个实验我们可以看出亚里士多德的观点是错误的（2）伽利略的观点：力不是维持物体运动的缘由，它只是使物体加速或减速的诱因。直至17世纪，欧洲科学伽利略才强调这些亚里斯多德的观点是错误的，这时亚里斯多德的观点已统治了两千多年。由于他的科学思想不符合当时教会的统治思想，遭到教会的束缚和审判。经过300多年的斗争，1979年11月10日罗马教廷才不得不即将承认，对伽利略的审判是不公平的。1980年10月又提出了即将重新审理这个案件。直至近来，梵帝冈教庭才给他公开平反。并且现实中不可能没有磨擦阻力，为了否认推论的正确，他设计了一个理想实验【学生实验】同学做对接斜面实验，其他同事观察实验并总结推论。
【观看动漫】：有两个斜面，把一个小球放在右边的斜面上，放手后小球从左侧斜面上滚下后滚到左侧的斜面上。把小球放在右边斜面的某一个高度，放手后因为有加速的缘由，所以小球会从斜面上滚下，越滚越快；到左边斜面时，因为有减速的缘由，小球会越滚越慢。在没有磨擦力的情况下，小球应达到左侧的释放高度。改变右侧斜面的夹角，夹角变小牛顿第一定律如何得出，小球要达到同样的高度，要在斜面上走更远的距离。当一侧夹角为零时，小球将始终滚下去永远达不到右边的释放高度，这个速率将保持不变。这个实验似乎是个理想实验，但却是符合科学道理的。没有磨擦的情况是很难实现的，现代技术给我们提供了阻力很小的条件。（3）笛卡尔的观点：英国科学家笛卡尔补充和建立了伽利略的论据，假如没有其它缘由，运动的物体将继续以同一速率顺着一条直线运动，既不会停出来，也不会偏离原先的方向。伽利略和笛卡尔对物体的运动作了确切的描述，并且没有指明物体运动的缘由是哪些，这个缘由跟运动的关系是哪些。牛顿总结了前人的经验牛顿第一定律如何得出，强调了物体加速和减速的缘由是哪些，并强调了这个缘由跟运动的关系，这就是牛顿第一定理。2、牛顿第一定理：内容：一切物体总保持匀速运动状态或静止状态，直至有外力促使它改变这些状态为止。
现代科技的魅力【录像】：神舟六号宇航员吃晚餐。这是宇航员在可以觉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。现代科学技术能给我们提供一个微重力、高真空的实验环境【思考与讨论】：①物体在哪些时侯保持匀速运动状态或静止状态？物体不受外力作用的情况在现实中存在吗？②物体不受外力作用时处于哪些运动状态？力是维持物体运动缘由吗？③什么是物体运动状态发生改变的缘由？④如果物体所遭到的外力不为零时将如何运动？【小结】：力不是维持速率的缘由，而是改变物体速率的缘由。3、惯性：由牛顿第一定理可知：运动的物体保持匀速直线运动状态静止的物体保持静止状态（1）定义：物体具有保持原先的匀速直线运动或静止状态的性质叫惯性.牛顿第一定理也称作惯性定理。（2）惯性现象：【思考与讨论】根据牛顿第一定理定理思索讨论。①静止的物体有没有惯性？匀速运动的物体有没有惯性？变速运动的物体呢？②液体和二氧化碳有没有惯性？③外力能不能改变物体的惯性？④足球被踢出去后继续运动，是深受惯性力的作用吗？(3)惯性的大小：【观看图片】：教案演示【动画】歼击机作战前丢掉副油箱4、练习思索：（1）被踢出的冰块以2m/s的速率在阻力可以忽视的水平湖面上滑动，冰块受不受往前的斥力？5s后它的速率将是多大？（2）一列自西向东做匀速直线运动的列车，车上一人跳起后还落到原地，为何不落到原地的东边或则西边？5、我的收获：牛顿第一定理的内容阐明了：（1）、明确了惯性的概念:定理的前半句一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,阐明了物体所具有的一个重要属性:惯性,即物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质,牛顿第一定理强调一切物体在任何情况下都具有惯性.因而牛顿第一定理又叫惯性定理（2）、确定了力的含意:定理的后半句直至有外力促使它改变这些运动状态为止,实际上是对力的定义,即力是改变物体运动状态的缘由,不是维持物体运动的缘由.（3）、定性阐明了力和运动的关系:牛顿第一定理强调物体不受外力作用时的运动规律.它描述的只是一种理想状态,而实际中不受外力作用的物体是不存在的.当物体所受合外力为零时,其疗效跟不受外力作用相同.因而,我们可以把不受外力作用理解为合力为零.牛顿第一定理的提出历史，阐明了：（1）人的直觉是不可靠的，正确推论的得出须要科学实验和推理。
（2）人类认识物质世界是一个常年性和繁重性的过程，要有科学的方式和牺牲精神。（3）“实验-----推理-----推论”和理想化的方式是科学的研究方式。6、布置作业：(1)、阅读P105里面的材料，谈一谈安全带与安全气帘是怎样保护乘员人身安全的(2)、P106练习一(1)(2)(3)、访问网页/zrw/three/index.asp7、结束语：力把运动来改变惯性定理来彰显伽氏理想做实验科学思想在实践中学生在脑部中回顾上面学过的知识每一个朋友都认真观察，并积极思索每一个朋友都认真观察，并积极思索中学生积极参与实验并思索中学生观看动漫，从动漫中总结假如无磨擦阻力小球将做哪些样的运动中学生带着好奇心观看录象，并思索问题中学生思索并分组讨论中学生思索并分组讨论中学生观看图片中学生练习中学生讨论思索中学生积极思索并讨论通过对后面学过知识的回顾，使中学生明白这一节课研究的是力和运动的关系引导中学生得出一个错误的推论，因而引出亚里士多德的观点使每一个中学生都能参与到实验中来，让她们感受实验的乐趣，通过实验使她们认识到感性认识是不可靠的使中学生亲自体会实验所带来的快乐，并从实验现象中剖析在月球这样一个环境中运动的物体必将会遭到磨擦力和空气阻力使中学生认识假如无磨擦阻力的情况下小球将做哪些样的运动，而且晓得其实是个理想实验，但却是符合科学道理的。
使中学生认识到现代科学技术能给我们提供阻力很小的条件，对牛顿第一定理有深刻的认识。而且验证了牛顿第一定理的真确性通过这几个问题使中学生加深对牛顿第一定理的理解通过这种问题使中学生认识到一切物体都具有惯性，无论物体处于哪些状态使中学生从感性认识上升到理智认识，弄清楚惯性与哪些诱因有关使中学生加深理解牛顿第一定理和惯性使中学生理解牛顿第一定理内容中所包含的深刻涵义，并理解牛顿第一定理阐明了力和运动的关系使中学生认识到搞科学研究感性认识是不可靠的，要得出正确的推论必须从感性认识上升到理智认识，并且还要培养正确的思想和技巧，【巩固训练】（1）被踢出的冰块以2m/s的速率在阻力可以忽视的水平湖面上滑动，冰块受不受往前的斥力？5s后它的速率将是多大？（2）一列自西向东做匀速直线运动的列车，车上一人跳起后还落到原地，为何不落到原地的东边或则西边？【教学设计说明】本节课介绍了人们认识力和运动关系的历史过程，即从开始的感性认识上升到用理想模型去推翻感性认识的不可靠，因而通过大量的实验剖析上升到理智认识，最终在好多人的经验与积累的基础上弄清楚了力与运动的关系。本节课遵守数学学史上科学家对力与运动关系的研究过程，使中学生了解力和运动关系的背景和实验基础，理论认识由低级到中级的发展，总是离不开科学实践与科学家符合实际的大胆猜测与假定，即“实践，认识，再实践，再认识……，每一循环的内容，都比较快地进到了初三级的程度”。本课总体设计思想是：课堂教学利用多媒体及师生双边活动，充分展示力和运动关系提出的背景和过程，在科学史实展示中渗透科学思想和研