《牛顿第一定理》教学设计山东省单县小学一、设计思想本节课的设计围绕数学规律的发觉和发展展开，科学家的创造性思维品质和勇于置疑、坚持真理的献身精神成为情感心态价值观教育的好素材。另外，实验的验证和生活现象的列出是本节课必须要的。适当介绍一些数学学史的知识，通过对大量实例的剖析，让中学生真正理解力不是维持物体速率的缘由，而是改变物体速率的诱因。先是介绍人类对力和运动关系的发展历史，并注重述说伽利略的理想实验及其重要的实验思想。在此基础上引入牛顿第一定理、分析牛顿第一定理的涵义、引入惯性概念，借助惯性知识剖析有关的现象，进一步加强力是改变物体速率的诱因。二、教材剖析牛顿第一定理是牛顿定理的基石，正是由于它破不仅历时近两千年的亚里士多德的错误，改变了人类的自然观和世界观，才造成牛顿第二定理得出。与此同时，它本身还包含着重、惯性和参考系这种极富成果的科学概念，成为数学学理论的支柱和基石。另外，伽利略的研究过程蕴含了重要的科学方式，教学中要引导中学生领会牛顿第一定理的含意，充分说明伽利略“理想实验”的实验基础和推理过程，展示伽利略斜面理想实验的猜测根据、推断结果这一思维过程，通过教学让中学生明晰运动和力的关系，提高对力、惯性、质量等基本概念的理解。
惯性是中学生学习运动和力的基础牛顿第一运动定律的内容，因其具象难懂而成为难点。新课标中本节内容对中学生有以下基本要求：1．了解亚里士多德对力和运动关系的阐述及存在的错误。2．认识伽利略研究运动和力关系的思想方式，了解理想实验的作用。3．晓得速率是描述物体运动状态的数学量。4．理解牛顿第一定理的内容，才能运用牛顿第一定理解释有关现象。5．晓得惯性是物体的固有属性，晓得质量是物体惯性大小的量度。6．运用惯性概念，解释有关实际问题。三、学情剖析本节所述内容在中学课本上已涉及到，小学课本中用到的标题是惯性定理，所以中学生已有一定的基础牛顿第一运动定律的内容，关键是怎么让中学生加深对牛顿第一定理的理解。对力和运动的关系，从日常经验出发，人们常常会形成错误的认识，所以使中学生构建起运动改变的缘由在于物体间的互相斥力的观点，不是轻而易举的事情。在对惯性的学习中，这仍是中学生难于理解的问题。许多中学生把物体具有保持匀速直线运动和静止状态的性质与物体在这些状态下的特性混为一谈。四、教学目标1．知识、技能目标（1）晓得发觉牛顿第一定理的历史过程（2）晓得伽利略的理想实验及其推理过程和推论（3）能理解牛顿第一定理的内容和含意（4）理解惯性，能举例说明物体的质量是其惯性大小的量度。
2．能力、方法目标：培养中学生严谨的逻辑推理能力；通过对大量实例的剖析，培养中学生归纳、综合能力。擅于思索、善于总结，把数学与实际生活紧密结合。3．情感、态度目标：让中学生晓得科学研究过程的艰辛，感悟实验加推理的科学研究方式。五、重点难点本节的重点是伽利略理想实验，牛顿第一定理及含意，难点是对惯性的理解。六、教学策略与手段探究式教学。七、教学用品：货车若干、白纸若干、自制伽利略理想实验演示仪、弹簧若干、砝码等八、教学设计班主任活动中学生活动设计思想达到目标跳高运动员跳离地面后为何能够继续往前？警察提示驾驶员系安全带，为何？中学生回答后，班主任说明：这种现象都与中学我们学过的惯性有关，引人牛顿第一定理。观察图片，思索问题通过化学知识在生活中的应用导致中学生探索化学知识的兴（教案展示学习目标）（1）晓得发觉牛顿第一定理的历史过程（2）晓得伽利略的理想实验及其推理过程和结论（3）能理解牛顿第一定理的内容和含意（4）理解惯性，能举例说明物体的质量是其惯性大小的量度。中学生了解学习目标降低学习的目的性并易于中学生对学习的自我评一、亚里士多德首提力与运动的关系实验：把自己桌上的货车车轮向下置于桌面上用手轻伞车，车前进，停止使劲，车停止。
由此人们得到这样的经验：物体的运动是与推、拉等行为相联系的，假如不再推、拉，原先运动的物体便停止出来。两千多年前，正是基于这样的经验，古埃及哲学家亚里士多德就得出结中学生动手实验。现象呈现面论：必须有力作用在物体上，物体能够运动；没有力的作用，物体就要静止在一个地方。即力是维持物体运动的缘由通感：物体的运动是不是一定须要力？你们可以借助桌上货车在做一个小实验，验证你的观念，怎么做可以相互讨论。（车轮向上重复刚刚的实验）有哪些现象？货车没有立刻停出来，而是往前走了一段距离才停出来。这说明了哪些？物体的运动是不须要力来维持的。迸发矛盾：同一货车两次实验为何两种现象？中学生思索后回答：两次实验车与桌面的磨擦不同，磨擦小的就运动的远当完全没有磨擦时，小球将作哪些运动？仍然运动下去，不会停止。这说明了亚里士多德的观点是错误的。恩格斯曾说:亚里士多德是最博学的人，由于亚里士多德的研究涉及生物、天文、气象、数学和化学，成果非常丰富，是西方文化的奠基人，回顾他得出力与运动关系的过程，想一想，那位了不起的人为哪些会犯错误?只是通过常见现象做简单的推论是不够的。导致亚里士多德错误观点的“罪魁帮凶”是磨擦力。
最早指责亚里士多德观念的是美国的科学家伽利略。二、伽利略的研究——理想实验的魅力当年，伽利略是如何研究这个问题的呢？他用了不同于亚里士多德的依据经验得出推论的方式，而是采用了科学的方式——实验。科学的理论必需要有实验来支持。（中学生看书思索）伽利略“若没有磨擦阻力，球将永远滚下去。”的思想是怎样形成的?伽利略实验是怎样设计的？伽利略实验的推论是哪些？伽利略注意到：当一个球沿斜面向上滚动时，它的速率减小，而向下滚动时，速率降低。他由此推测：当球沿水平面滚动时，它的速率应当不增不减。并且实际情况却是，虽然沿水平面滚动，球也越来越慢，最后停出来，伽利略觉得：这是磨擦阻力作用的结果，由于他同样还观察到，表面越光滑，球便会滚的越远。他推测：若没有磨擦阻力，球将永远滚下去。为了说明他的思想，他设计斜面实验。相互讨论设计实验探究化学规律的真假，思索实验现象。追忆推论获得过程中学生带着问题阅读课本两个实验、不同的现象，迸发矛盾，培养中学生自主学习，合作探感受正确的研究方式培养中学生阅读、分析、归纳能力，同时指出课本的重要性这是伽利略实验的基础，从这儿可以看出伽利略的实验过程分这些步观察——猜想——推断——实验——结论伽利略实验从实验可以得到：力不是维持物体运动的诱因。
伽利略实验与通常实验有哪些不同？伽利略的实验是人们在真实实验的基础上，捉住主要矛盾，对实际过程作出具象的剖析。为何说伽利略的实验是理想实验？伽利略的实验是一个理想化的过程，是在实验基础上，经过思维过程进行科学推理，不可能直接做到，称为理想实验。至此，我们早已对力和物体运动之间的关系有了一个正确的认识。三、笛卡尔的建立与伽利略同时代的意大利科学家笛卡儿，补充和建立了伽利略观点，明晰强调：假如运动中的物体没有遭到力的作用，它将继续以同一速率沿同仍然线运动，既不停出来也不偏离原先的方向。他支持了伽利略力不是物体的运动的观点。笛卡儿的观念不同于伽利略观念的是哪些？笛卡尔明晰强调运动中的物体没有遭到力的作用，沿同仍然线运动；同时从大小和方向的角度，即从矢量的角度对不受力物体的运动进行了更准确，更严格的描述。更为可贵的是笛卡尔觉得这应当成为一个原理。在伽利略和笛卡儿的正确推论隔了一代人后，牛顿把力与运动的关系总缔结整个牛顿热学的一条基本定理。四、牛顿的总结——惯性定理1、牛顿第一定理的内容：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它前面的力促使它改变这些状态。牛顿第一定理基本内容和伽利略和笛卡尔观念相像，所以牛顿说他是站在巨人的右臂上，但牛顿给出了匀速直线运动和静止的运动方式，从运动的轨迹，运动的快慢，运动的方向诸方面高度概括总结了运动和力的关系，更为重要的是牛顿给出了力、惯性的概念，所以这条规律称为牛顿第一定律，牛顿第一定理是牛顿热学系统中的基础。
2、牛顿第一定理的涵义：通感：剖析牛顿第一定理的内容，物体若果不受力将会如何？不受力时，运动物感受仍然运动出来，静止的物体仍然静止。了解探究过程朋友参与实验观察实验中学生思索内容。晓得探究的通常过程迸发兴趣对中学生进行科学方式的教育培养中学生分析能力，自主学习能（1）描画了不受力时物体的运动状态。通感：哪些是物体的运动状态？（中学生看书69页归纳）物体的速率大小或方向改变，运动状态就变了，故物体运动状态用物体的速率表示。由于不可能把自然界的任何物体完全孤立上去，也就是说，不受力的物体是不存在的，所以，牛顿第一定理是借助逻辑思维对事实进行剖析的产物，从理想实验得来的，不可能用实验直接验证。并且生活中我们还是可以找到和牛顿第一定理描述的相仿的现象，你能想得到吗？视频:体育项目——冰壶球运动，因为球运动过程阻力很小，能以几乎不变的速率前进。通感：剖析牛顿第一定理内容中的第二句话，你能得出哪些？（2）提出了力的概念——力是改变物体运动状态的缘由即力是改变物体速率的缘由，力是形成加速度的诱因。通感：剖析牛顿第一定理内容中的第一句话中，你能得出哪些？物体都要保持匀速直线运动状态或静止状态，或则说它们都具有抵抗运动状态变化的“本领”，我们把这个性质称作惯性。
（3）确立了惯性概念，所以牛顿第一定理又称作惯性定理。3、惯性与质量（1）惯性定义：物体具有保持原先匀速直线运动状态或静止状态的性惯性是指能保持原先速率，不是保持原先的运动性质，假若物体原先匀变速运动，靠惯性是不能保持匀变速运动的。（2）一切物体都具有惯性，惯性是物体固有的属性。惯性现象在生活中有好多。中学生实验:纸从书下快速抽出。你们能不能解释一下？视频：车辆启动、刹车，铲子扬沙。通感：惯性与哪些诱因有关呢？与物体的运动状态、受力情况有关吗？惯性是物体本身的一种属性，应当与本身的诱因有关，而力是外界施加的，物体的运动状态改变由于受力，所以惯性与物体的运动状态、受力情况无关。实验：不同质量货车在相同力作用下运动状态改变不同。实验说明，质量大的物体运动状态不易改变。（3）质量是物体惯性大小的量度。质量大，惯性大。你能够列举这样的事例吗？不同的车在相同速率时受相同的刹车力制动时，小车滑行的距离远，加观看视频中学生剖析数学知识与生活实际紧密结合，体现知识的实借助学过的知识解释有关现象，提高学习的兴速率小，运动状态无法改变，惯性大。如今我们又从惯性的角度认识质量，对于科学概念的认识就是这样一步一步深入的。
1、力与运动的关系：亚里士多德首先提出——伽利略的研究（理想实验）——笛卡尔的建立——牛顿的总结2、牛顿第一定理内容及涵义物体不受力时运动状态力是改变物体运动状态的诱因确立了惯性的概念3、物体的质量是惯性大小唯一的量度。总结本节课所学内归纳总结本节课所学内容，使知识点明自学课本P70惯性参考系问题与练习1．2．3．4。中学生课下完成板书设计：一、亚里士多德首提力与运动的关系二、伽利略的研究——理想实验的魅力
