高中数学《牛顿第一定理和惯性》教案例文
教学目标
知识目标：
晓得牛顿第一定理,常识性了解伽利略理想实验的推理过程.
能力目标：
1.通过斜面货车实验,培养中学生的观察能力.
2.通过实验剖析,初步培养中学生科学的思维方式(剖析、概括、推理).
情感目标：
1.通过科学史的简介,对中学生进行严谨的科学心态教育.
2.通过伽利略的理想实验,给中学生以科学方式论的教育.
教学建议
教材剖析
教材首先通过追忆思索的方式提出问题：假若物体不受力，将会如何？通过货车在不同表面运动的演示实验，使中学生直观的看见物体运动距离与阻力大小的关系初中牛顿第一定律内容，为讲解伽利略的推理作打算。之后述说伽利略的推理方式和通过推理得出的推论，再介绍迪卡儿对伽利略推论的补充初中牛顿第一定律内容，牛顿最后总结得出的牛顿第一定理。通过这种使中学生了解定理的得出是构建在许多人研究的基础上的，正如牛顿所说：“如果说我所看的更远一点，那是由于站在巨人肩上的缘故”。最后强调牛顿第一定理不是实验定理，而是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论的教育。
本节课的重点是阐明物体不受力时的运动规律，即牛顿第一运动定理。
教法建议
1.中学生学习牛顿第一定理的困难在于从生活经验中得到的一种被现象掩藏了本质的错误观念，觉得物体的运动是力作用的结果。如推一个物体，它就动，不再推它时，它便静止。为使中学生甩掉这些错误观念，首先要把运动和运动的变化区别开，树立从静到动和从动到静都是“运动状态改变”的概念，这是为了阐明力和运动的关系做的重要铺垫。其次，通过实验确立“力是改变运动状态的诱因”的概念。再通过推理构建“不受力运动状态不变”的概念。
2.通过图9-1演示实验的比较、分析、综合、推理是本节课的核心，可对中学生进行简单的科学推理技巧的教育。在此演示实验中可通过设计不同的问题渗透研究方式。
3.本节课可按着人类对知识的认识次序组织教学，让中学生感受规律的认识过程，对中学生进行学史教育。从亚里士多德的观点——伽利略的研究——笛卡尔的补充——牛顿的总结。
教学设计示例
教学重点:通过对货车实验的剖析比较得出牛顿第一定理。
教学难点:
1．明晰“力是维持物体运动的缘由”观点是错误的。
2．伽利略理想实验的推理过程
教学用品：斜面，货车，浴巾，麻布，玻璃板，微机,实物投影，大倍投电视。
教学过程
一、实验引入：抨击亚里士多德的观点
[演示1]在桌面上推进铁块（或板擦）从静止开始渐渐往前运动，撤消推力,铁块立刻停止。
剖析:日常生活中也有许多类似的现象，（如推椅子）。这种现象从表面上看,“必须有力作用在物体上,能够使物体继续运动,没有力的作用,物体就要停出来.”即：板擦的运动须要推力去维持。于是,古埃及哲学家亚里士多德就按照这种现象总结出“物体的运动须要力去维持”。这些观点在历史上曾被沿袭两千多年,但时沿袭两千年是否就一定正确呢？也可能有人曾表示过怀疑或有人觉得就是错误的,但没某能劝说他人的理由。
[演示2]在桌面上推进铁块（或板擦）从静止使之往前运动，使劲推出,铁块往前运动一段距离后停止。
剖析：推力撤走，还要往前运动，与亚里士多德的观点不符。
剖析：铁块:静止——运动——静止。两个过程中是否都有力存在？在这两个过程中力的作用是维持原先的运动状态还是改变运动状态？
二、讲授新课:
1.规律总结过程
方式1.班主任引导
伽利略的贡献：理想实验
[演示]（通过实物投影仪把实验过程反映在大倍投电视上）
介绍器材
实验前提条件：每次实验都需从斜面上的同一高度下降，为何？
实验过程：让小球从同一斜面的同一位置滚下后分别在浴巾表面、棉布表面、玻璃表面上运动，每次记下小球停下时的位置。做标记的位置是哪些位置？（停出来的位置）
实验纪录：
实验次数表面材料阻力大小滑行距离
1浴巾最大最短
2麻布较大较长
3玻璃较小长
推理想像光滑表面阻力为零无限长
实验剖析：
三次实验，货车最终都静止，为何？
三次实验，货车运动的距离不同，这说明哪些问题？
小球运动距离的长短跟它深受的阻力有哪些关系？
若使货车运动时遭到的阻力进一步降低，货车运动的距离将变长还是变短？
按照前面的实验及推理的思想，还可以推理出哪些推论？
推理：小球在光滑的阻力为零的表面，将会如何运动？
实验推论：通过伽利略的实验和科学推理得出“运动的物体，假若遭到的阻力为零，它的速率将不会减弱，将以恒定不变的速率永远运动下去。”即作匀速运动。
[微机模拟实验]:简介伽利略理想实验
迪卡儿的补充
假如运动物体不受任何力的作用，除了速率大小不变，但是运动方向也不变，将沿原先的方向匀速运动下去。
牛顿的成果：补充与概括
师:物体不仅运动的以外,还有静止的。这么，静止的物体在没有遭到外力作用时，保持哪些状态呢？（牛顿补充：将保持静止状态）
师（引导中学生概括）:我们如今早已有了伽利略的研究成果,又有了迪卡儿和牛顿的补充,把二者进行一下概括：一切物体在没有遭到外力作用时，将怎样呢？（对概括下来大致意思的朋友给与鼓励）
介绍：牛顿捉住时机,概括总结得出知名的牛顿第一运动定理
方式2：中学生探究式学习
针对基础较好的中学生，可以由中学生在老师的指导下自己完成斜面货车实验，按照现象中学生分组讨论,明晰亚里士多德的观点的问题症结．由中学生相互补充确定实验推论。
2.定理剖析
定理创立条件：不受外力作用
运动规律：总保持匀速直线运动状态或静止状态。
师（回应课题引入实验）：回想我们最开始的实验，有推力板擦运动,撤掉推力板擦停出来，从表面现象上得到的推论运动须要力维持是错误的，但这些现象是千真万确摆在我们面前的，我们怎么用牛一的观点正确的'解释这个现象呢?
三、巩固练习
1．一物体置于桌上静止,如果某顿时撤走所有的外力,物体将怎样样?
2．对于牛顿第一定理的想法，下述观点正确的是()
A．验证牛顿第一定理的实验可以做下来，所以惯性定理是正确的
B．验证牛顿第一定理的实验做不下来，所以惯性定理不能肯定是正确的
C．验证牛顿第一定理的实验做不下来，但可以经过在事实基础上，进一步科学推理得出惯性定理
D．验证牛顿第一定理的实验其实现今做不下来，但总有三天可以用实验来验证。
四、小结
人们对物体的运动规律的认识是经历了漫长的时间的。物体在不受力时的运动规律，它是经过亚里士多德对人们近两千年的思想禁锢，伽利略的科学推理，才最终由牛顿总结下来的。牛一的重要贡献是：
1）力不是维持物体运动的诱因
2）力是改变物体运动状态的诱因。
五、作业:阅读本节教材
探究活动
牛顿热学的构建
【组织方式】个人或自由结组
【活动目的】
牛顿热学的构建不是牛顿一个人的功劳，而是许多科学家努力研究的最终结果，查阅资料了解牛顿热学的构建过程，及牛顿热学的体系。
【活动流程】
制定查阅和查找方法；搜集相关的材料；剖析材料并得出一些推论；写出论文；与其他组交流。
【备注】
1、网上查找的资料要有学习的过程记录。
2、和其他成员交流。
斜面货车实验的再研究
【组织方式】个人或自由结组
【活动目的】
运用不同的物体表面，通过实验探究，加深对伽利略推理思维的理解。
【活动流程】
制定实验方案；打算器材；实验并记录现象，剖析材料并得出一些推论；与老师所做实验比较异同点；与其他组交流。
【备注】
1、要有完整的过程记录。
2、和其他成员交流。
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