高中数学牛顿第一定理案例文本格式
在牛顿第一定理的学习中，强调对知识的理解及其与现实生活的联系。 发挥中学生学习的自主性和思维的积极性。 以下是小编整理的中学数学牛顿第一定理学习计划，希望可以提供给大家参考和参考。
高中数学牛顿第一定理案例论文1
教学目标
1、知识与技能：
知道并能够用语言描述牛顿第一定理
2、工艺流程及方法：
培养中学生严谨的逻辑推理能力。
通过大量实例的分析，培养中学生的归纳能力和综合能力。
善于思考和总结，将数学与现实生活紧密结合。
3、情感心态和价值观：
通过探索物体在没有力的情况下如何运动，就会产生一种实事求是、不迷信、尊重自然规律的科学心态。
教学重难点
要点：“理想实验”方法、牛顿第一定理。
难点：让中学生信服牛顿第一定理，理解其内涵。
教学计划惯性卡车、坡道、积木、木板、毛巾、标志旗。
教学流程
1. 经验、观察、顿悟、解释
师：朋友们，根据平时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。 （请注意）
中学生实验一：选取中学生到讲台上做大力移动讲台的实验。 并强调，当我们用力推或拉桌子时，椅子就能移动，而当推或拉撤回时，椅子就停止移动。 （A.运动需要力量来维持）
中学生实验二：中学生在木板上演示卡车的移动。 当用力推动卡车时，卡车开始移动，当推力撤去时，卡车仍能移动。
（B.运动不需要用力来维持）
师：既然物体的运动不需要力来维持，那为什么卡车会停下来呢？
健康：是桌子对卡车的阻力。
（好吧，我们通过实验来探讨一下阻力对物体运动的影响）
2.探究、归纳、推理
(1)探索：阻力对物体运动的影响
1.介绍实验设备。
2. 请你的朋友回答下面的问题，和老师一起完成实验。
（1）为了充分“展示”阻力对物体运动的影响，每次实验中应控制哪些诱因？ 如何改变物体所受到的阻力？
（2）为什么要让卡车从斜坡的同一高度滑下？
（3）卡车最终停在不同材质的平面上的原因是什么？
3. 演示上图12.5-3所示的实验。
(1)观察实验现象并记录实验结果。
接触面
电阻的大小
（可选“大”、“小”或“最小”）
卡车行驶的距离
（可选“短”、“较长”或“很长”）
浴巾
亚麻布
木板
（二）交流讨论思考问题。
(3)展示讨论结果。
(2) 感应
健康：飞机越平稳，卡车行驶的距离越远，这意味着卡车遇到的阻力越小，速度增加的越慢。
(3)推理，升华实验推论。
老师：如果把木板换成表面更光滑的玻璃，卡车行驶的距离和在木板上行驶的距离哪个更远？
健康：在玻璃上的移动距离较远。
师：如果有一种材料，其表面绝对光滑，并且卡车的阻力为零，那么卡车会做什么样的运动？
学生：卡车将以恒定的速度永远移动。
师：运动的物体不受力也会继续运动，但是静止的物体如果不受力会怎样呢？
健康：永远保持静止。
3、揭示规律，板书
所有物体都保持静止或匀速直线运动，除非受到力的作用。
师：明天，在实验的基础上，朋友们通过进一步推理得出的定律与17世纪荷兰科学家牛顿得出的定律是一模一样的。 好朋友们，我们是今天的牛顿。
板书题目：牛顿第一定理
想讨论会（中学生之间的交流讨论）
1、牛顿第一定理的适用范围：； 创作条件：； 推论：。
2. 静止的物体如果不受力作用，将保持其状态； 运动中的物体如果不受力作用，将保持其状态。
师：牛顿第一定理充分阐明了物体运动与力的关系。 力不是用来维持物体的运动，而是用来改变物体的运动状态。
4.课堂练习（见中学生手中的小练习）
5. 课堂总结
1、牛顿第一定理的内容是：一切物体在不受力时始终保持静止或匀速直线运动状态。
2、适用范围：所有物体； 条件：无外力； 推论：始终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。
6.作业（略）
附黑板设计
12.5 牛顿第一定理
1.内容：一切物体在不受力作用时，始终保持静止或匀速直线运动状态。
2、适用范围：所有物体；
条件：无压力；
结论：始终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。
中学数学牛顿第一定理案例分析二
1. 教材分析
教材的这一部分首先回顾了人类认识“运动与力”关系的历史，介绍了四位科学家研究运动与力关系的思维方式和杰出贡献。 然后描述牛顿第一定理的内容和物体惯性的概念。 这是一门衔接初高中知识的课程。 中学生已经了解了牛顿第一定理的基本内容，因此在教学设计中，应以教材中“力是运动的原因还是改变运动的原因”理解的发展历史为线索，以运用科学思维、科学方法教育和思维能力培养为主要目标。 教学的优缺点应该放在了解人类认识“运动与力”的关系研究、思维、推理过程，学习科学研究中常用的理想实验方法。 在学习牛顿第一定理的内容时，注重对知识的理解以及与现实生活的联系。 为了充分发挥中学生学习的自主性和思维的积极性，本课程采用中学生自我探究的模式来组织教学。
2.教学流程设计
引入新课程：运动的原因是什么
（一）中学生读历史回顾，了解四位科学家对力与运动的看法
这段内容中有些知识点是中学生知道的，有些知识点是中学生不知道的，但是中学生能够理解，所以是由中学生完成的。 朋友之间是互补的，班主任只起到总结的作用。
1. 亚里士多德：力使物体保持运动。
现象：当人乘坐伞车在平坦的道路上行走时，车可以移动，但当人停止发力时，车就会停下来。
2、伽利略：物体在水平面上之所以静止，是由于摩擦力的作用。 如果没有摩擦力，水平面上的物体一旦有了一定的速度，物体就会一直以这个速度运动。
笛卡尔：如果没有其他原因，运动的物体将继续以相同的速度沿直线运动，既不会停止，也不会偏离原来的方向。
牛顿：所有物体总是保持原来的匀速直线运动或静止的状态，直到有外力促使它改变这些状态。
（2）问：以上四位科学家，每一位都将人类的认识向前推进了一步。 尝试分析一下每个人晋升的台阶体现在哪里？ 你认为谁的贡献？
班主任通过设计这样的问题，明确了中学生想要探索的内容和方向。 细节由中学生配合完成，班主任只起到总结的作用。
a) 亚里士多德的贡献：通过直觉观察提出问题，为科学家的研究确立主题。
b）伽利略的贡献：（1）伽利略发现了不易直觉的摩擦力，并根据直接经验改变了亚里士多德的直觉，提出运动不需要力来维持； （2）思维代替直觉来认识宇宙。
c) 笛卡尔的贡献： (1) 清晰的匀速直线运动； (2)强调速度变化是引起的。
d) 牛顿的贡献： (1) 推广到所有物体； (2)建议休息； （三）明确力量的作用。
对于谁做出的贡献最大，中学生有不同的看法。 没有准确的结论，班主任也不需要给出正确的推断。 并通过对化学历史发展的考察和对四位科学家贡献的探索，帮助中学生了解化学家理解和发现化学规律和规律的基本技能。 因此，“以史为鉴”训练他们以化学家认识世界本来面目的形式来认识世界。 从一定意义上说，通过还原规律认识的历史，对中学生进行科学思想、科学方法论教育，是培养中学生科学素质的有效途径。 这是设计本题的关键，也是本课的亮点。
本块教学内容学生不知道的是伽利略的理想实验。 班主任应该采取的教学方法是设计一系列问题，引导中学生学会自己分析问题、自己解决问题。 具体操作可以如下。
问：伽利略用什么方法证明物体的运动不需要力来维持？
演示说明：设置一个向上的斜角，然后平滑地连接一个向下的斜角。 然后拿一个小球放在斜坡上的某个点上，当它从静止运动中出来时，它会冲向另一个斜坡。
班主任老师提出疑问：它能“冲”到那里，能回到原来的高度吗？ 如果顺利的话，结果会怎样呢？
班主任通过一系列的问题引发了同学们的思考。 通过实验发现，它无法上升到原来的水平，这是由于摩擦力较大。 如果换一个摩擦力较小的斜面，可以看出它只是更接近那个水平。 摩擦力越小，距离越近。 这是一个实验事实。 科学推理：基于这个可靠的实验事实，然后顺着摩擦力越来越小的发展趋势，进行科学推理——如果摩擦力小到没有摩擦力，球就会非常接近──所以才能达到原来的水平。 这是一个理想的实验情况，即小球总是能沿着光滑的斜坡上升到原来的高度。 班主任强调，“假设”这个词用得很好。 它对化学推论做出了合理的推断，并且推论是合乎逻辑的。 减小第二斜面的夹角，夹角越小，球到达原始高度的距离就越长； 夹角越小，通过的距离越长。 之后，我们将进行科学推理。 如果最终变成水平面，小球所行的距离将无限长，只能继续沿水平面移动。
班主任总结道：“理想实验”虽然也叫实验，但并不等同于科学实验。 真正的实验是一种实践活动，而“理想实验”则是一种思维活动，是人们在具体思维中构思出来但在实践中很难做到的“实验”。 他还强调，理想的实验是立足于真实的科学实践，抓住主要矛盾，忽略次要矛盾，对实际过程进行更深入的具体分析。 理想的实验基于正确的逻辑定律。 它是自然科学理论研究的重要方法。
(3)气垫滑轨实验演示
气垫滑梯实验对于中学生来说是一个未知的实验，所以采用的方法是由教师和学生共同完成。 班主任介绍实验装置及其特点，中学生将物体在气垫滑轨上推动，观察其运动，进一步帮助中学生加深对物体会做直线运动的认识不受外力作用时，以匀速运动。
（4）让中学生仔细阅读牛顿第一定理的内容，并思考该定理所包含的含义
在教授牛顿第一定理时，我们不仅要满足于中学生能够复述牛顿第一定理的内容，还要帮助学生理解牛顿第一定律所包含的含义。 对定理的理解未知，但在班主任的启发下，中学生可以互相讨论，自主探索，教师补充，完成以下三个含义。
1.描述物体在不受外力作用时的运动规律
牛顿第一定理描述了当物体不受外力作用，或者所受到的合外力为零时，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.揭示了力的科学定义
力是物体之间的相互作用，是改变物体运动状态即形成加速度的诱因，而不是形成和维持物体运动的诱因。
3、一切物体都具有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质牛顿第一定律指出，这就阐明了物体的普遍性质——惯性。
（五）中学生联系生活实际问题，自己分析惯性问题
高中数学牛顿第一定理案例研究三
1. 三维目标
1. 知识与技能
(1)体验伽利略理想的实验思想。
（2）理解牛顿第一定理的内容和意义； 了解力和运动之间的关系。
（3）理解惯性的概念，知道质量是惯性的量度。
2、流程与技巧
（1）通过回顾历史探究过程，了解牛顿第一定理的产生过程。
(2)了解理想实验是科学研究的重要途径。
3、情感心态和价值观
⑴通过运动与力关系的历史探究过程，中学生感受规律的出现有一个从感性到理性、从低级到中级的形成、发展和演变的过程。
⑵通过理想坡度的教学，感受理想实验的魅力。
2、教材分析
牛顿运动定理是整个热系统的基石，而牛顿第一定理就是这个“基石”的“基石”。 它定性地阐明了力与运动的关系，并提出了惯性的概念。 关系打开了。
小学教科书和高中教科书之间主要有四个区别。
首先，定理内容不同：小学课本表述为“一切物体在不受外力作用时，始终保持静止状态或匀速直线运动状态”； 小学教科书表述为“一切物体始终保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力促使其改变这些状态”。 小学课本中的叙述有更丰富的内涵。 指出力是改变物体运动状态的原因，凸显了第一定理的独立性和意义，为学习牛顿第二定理铺平了道路。
其次，对惯性的认识程度不同：小学指出一切物体都有惯性，中学则关注惯性与质量的关系。
三是实验的设计、探索和思考深度不同：小学是倾斜卡车实验； 中学时期就是伽利略的理想实验，凸显了这些理想实验的科学方法的价值。
第四，情感、态度、价值观的表达不同：小学时简单提及牛顿第一定理的历史，小学课本则回顾历史，让中学生感受到牛顿第一定理的习得法律是几代人努力的结果。 中学生追求科学、敢于创新。
3.学业状况分析
中学生经过小学学习，对牛顿第一定理的内容和惯性概念有了初步的了解，对牛顿第一定理的构造历史缺乏了解，对内容也一知半解。 。
中学生缺乏“质量是惯性的尺度”的理解。 根据自己的生活经验，他们觉得速度也是惯性的衡量标准。 班主任在课堂上要充分指导，配合实验，用生活实例阐明概念。
教学实践表明，中学生头脑中构建正确的力与运动关系的过程并不顺利，类似亚里士多德的观点时常出现并根深蒂固。 在处理具体实际问题时，一些直观的错误观点时有出现，存在严重的“口是心非”问题。
4、教学难点
1、教学重点：通过回顾历史探究的过程，理解牛顿第一定理； 对惯性的理解。
2、教学难点：力与运动的关系； 惯性和质量之间的关系。
5、教学活动设计
(1) 制作游戏并引入话题
撕纸游戏
猜一下：
1. 一张纸已被切成两片，但未完全切割。 如果快速有力地撕下两侧牛顿第一定律指出，纸张会碎成多少片？
2. 现在将纸切成三块，但不要完全切开。 如果你快速而用力地撕开纸张的两侧，纸张会被分成多少碎片？
不做，先猜一下。
3、如果在中间的纸下面放一个夹子，然后将两侧快速撕下，纸会碎成多少片？
请大家想一想：为什么会出现这样的结果呢？ 如何解释我们的游戏？ 尽管如此，我们的游戏仍然涉及一个老话题——力量和动作：用力撕纸，纸条破裂并向上移动。 运动和力之间有什么关系？ 带着这个问题，我们就上去体验古人的探究过程，学习古人的探究方法，进一步理解解释运动与力关系的牛顿第一定理。
（二）回顾历史，探索定理
1.情境联觉、经验推测
在人类历史的长河中，运动与力量齐头并进，始终与人们的生活生产息息相关。 例如：马车向前行驶，不再拉动，前进的车就会停下来； 踢一脚，滚动的球就会逐渐停下来。
问：运动和力之间有什么关系？
最先提出这个问题并给出实证推测的是古埃及学者亚里士多德。
他根据生活和生产经验推测：物体上必定有力作用，物体才能运动； 如果没有力的作用，物体就会静止在一处。 运动需要力量来维持。
他的观点来源于实践经验，可以被实践经验所验证，因此被人们广泛接受，并维持了近两千多年。
联觉：我们现在知道他错了。 那么他有贡献吗？
亚里士多德的贡献：创建了一个新的研究领域。
最先提出指控并深入研究的是十六世纪的伽利略。 他看着球滚动。
2. 指责假设、科学猜测
当球滚上斜坡时，其速度减小；当球向下滚动时，速度减小。 他由此推论：当球沿水平面滚动时，其速度既不增加也不减少。 实际观察的结果是：球沿着水平面滚动的速度越来越慢，最后停了下来。
①现象：球沿水平面滚动的速度越来越慢，最后停了下来。
根据亚里士多德的说法，球因为缺乏力量而停止。 伽利略从这一现象出发，批评了亚里士多德的观点。
②问：球滚动停止的原因是因为力量不足吗？
联觉：球停下来的原因是什么？
在伽利略之前，人们并没有意识到无形的摩擦力，而伽利略是第一个认识到摩擦力的人。
他改变水平面的粗糙度，发现：水平面越光滑，球滚得越远。 所以，他推测这是摩擦阻力的结果。
推论：球滚动停止，是摩擦阻力的结果。
③假设：如果没有摩擦阻力，沿水平面滚动的球将如何运动？
④ 猜想：如果没有摩擦阻力，球将永远滚动。
过渡：伽利略设计了一个双斜率实验。
3.实验研究、推论
(1)双斜率实验
左斜面固定，右斜面夹角可变。 实验中，我们将球设置为始终从左侧斜坡上的定位卡上释放。
①固定右侧斜面，改变球的摩擦力，观察球的上升高度如何变化。 重复。
思维：
1、球的摩擦阻力与球的高度有什么关系？
2、摩擦阻力的大小与释放点到上升点的高度差有什么关系？
3. 如果没有摩擦力，球会升到多高？
②减小右侧斜坡之间的角度，观察球沿斜坡移动的最远距离如何变化。 重复。
思维：
1、如果减小右斜面的夹角，小球沿斜面移动的最远距离会如何变化？
2、如果没有摩擦力，右侧斜坡的角度减小，沿斜坡滚动的最远距离会如何变化？ 球会升到多高？
③将右斜面放平，释放球，观察球的运动情况。
思维：
1. 如果水平木板足够长，球会停下来吗？
2. 如果没有摩擦力，水平木板足够长，球会滚到哪里？
过渡：如今，动画被用来模拟没有摩擦阻力的球的运动。 我们有一部动画剧。
(2)动画模拟
（老师扮演伽利略，中学生扮演鲍尔。）
伽利略：鲍尔先生（妹妹），如果没有摩擦力，你会爬到什么高度？
小秋：我会踏上梦想的阶梯，一步一步往上爬，直到到达最初的高度。
伽利略； 如果我减小右边斜坡的角度，你会爬到原来的高度吗？
小秋：我的梦想有多高我就能爬多高，但是我要走的距离更长。
伽利略：如果我继续削弱右斜面的夹角怎么办？
小秋：心依旧，只是山水别样的旅程。
伽利略：如果我平整了正确的斜坡，你会为了你的梦想而前进吗？
小秋：路漫漫其修远兮，吾将上下而求索。 既然选择了高度，留给世界的就只能是背影了。
播放周杰伦《蜗牛》节选：我要一步一步爬上去/在点上的茎上飞翔前进/小小天空留下的泪水和汗水/总有三天拥有自己的天空
希望小伙伴们怀着小球般的梦想，一步步走好人生的轨迹！ 总有三天，你有自己的一天！
过渡：伽利略的双斜率实验是一个理想的实验。
（三）理想实验的魅力：
实验（事实）+逻辑推理
一种通过可靠的实验事实并结合合理的逻辑推理推导出定律的方法。
理想实验的魅力：在实验无法实现的地方，思维前进了一步。
这些技能都非常了不起！ 爱因斯坦评论说：伽利略的发现和他所应用的科学推理是人类思想最伟大的成就之一，标志着化学的真正开始。 本评价实事求是。 从亚里士多德到伽利略，两千多年过去了，化学已经停滞不前； 从伽利略到爱因斯坦，仅仅只有三百多年的时间。 化学大厦已初步建成，大师辈出。 这都要归功于伽利略首创的实验研究方法。
过渡：伽利略从双斜率理想实验中得出了他的推论。
(3)伽利略：如果没有摩擦阻力，沿水平面滚动的球将永远滚动。 运动不需要力量来维持。
回顾并思考：
① 为什么静止的汽车和足球会向上移动？
② 跑车和足球为什么会停下来？
③ 力与运动的关系是什么？
力是改变物体运动状态的力量。
联觉：用什么数学量来描述运动状态？
当汽车由静止变为运动时，受到推、拉； 从运动到静止，都会遇到摩擦阻力。 篮球由静止变为运动，受到脚部的力量； 从动到静，遇到草的摩擦阻力。
过渡：伽利略的当代意大利科学家笛卡尔补充了他的想法。
4.补充建立、生成定理
（1）笛卡尔补充：除非物体受到力的作用，否则物体将始终保持静止或运动的状态，永远不会使自己沿曲线运动，而只保持直线运动。 这应该是一个原则，是人类整个自然概念的基础。
笛卡尔补充说，当物体不受力时，它保持静止或匀速直线运动状态。
过渡：伽利略于 1642 年去世，牛顿于 1643 年在美国出生。牛顿是人类历史上最伟大的科学家之一。 他的主要贡献包括微积分的发明、万有引力定律和经典热力学的发现、第一台反射望远镜的设计和制造等。
牛顿在1687年出版的《自然哲学的物理原理》一书中阐述了三个运动定律。牛顿将伽利略和笛卡尔的正确推论总结为牛顿第一定理，该定理是牛顿数学的基石。
(2)牛顿第一定理：所有物体总是保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它前面的力促使它改变这些状态。
过渡：现在让我们理解这个定理。
(3)理解定理和惯性
思考：牛顿第一定理中描述的运动和力之间的关系是什么？
1、运动与力的关系：力是改变物体运动状态的诱因。
如果物体不受力，则保持匀速直线运动或静止状态； 当运动状态发生变化时，物体必然受到力的影响。
思考：当物体不受力时，“始终保持匀速直线运动状态或静止状态”，这可以通过实验来验证吗？
不能。 因为不存在没有力的物体。 许多小阻力现象可以帮助我们理解牛顿第一定理。
2、阻力很小的现象：冰球
从视频中可以看出，冰球的速度和方向在一段时间内几乎保持不变，直到撞到另一个冰球。
思考：定理还解释了什么？
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