5.1《牛頓第一定理》教學設計【學習任務剖析】1、高中階段所學習的慣性和牛頓第一定理，是在小學已學知識基礎上的進一步推進。2、學習慣性和牛頓第一定理將為后續的牛頓第二定理，乃至整個熱學的學習奠定基礎。3、牛頓運動定理是動力學的基礎，正確認識力和運動的關系，是學好化學的關鍵。4、理解力和運動的關系是本節課的重點，通過實驗和生活的事例進一步感受，力不是維持物體運動的緣由，而是改變物體運動狀態的誘因。這對之后研究問題是極其重要的。5、指出牛頓第一定理并不是真實的實驗定理，而是以可靠的實驗為根據，突出主要誘因，忽視次要誘因，用科學推理的方式概括下來的，定理是否正確要通過實踐來檢驗，給中學生以科學方式的教育。6、慣性與質量的關系是這節課的難點，通過舉例反復感受。7、最后讓中學生剖析生活中常見的慣性現象，鞏固所學知識，同時使中學生感受知識與現實生活的緊密聯系，迸發求知的欲望?！緦W習者剖析】1、從知識水平來看，本節內容較具象，盡管本節內容與日常生活十分緊貼，但又低于生活，雖然中學生在中學有一定的認識，但對中學新朋友來說在理解上還有一定的困難。2、力是維持物體運動狀態的誘因還是改變物體運動狀態的緣由，人們正確認識這個問題，經歷了漫長的歷史過程，同樣中學生要正確認識它，也要克服日常經驗帶來的錯誤認識，所以一開始就用演示實驗，讓她們通過觀察、思考，來澄清錯誤的認識。
3、慣性是一個重要的概念。比較具象，因而對初學者來說理解上去很不容易，更不用說理解一切物體都有慣性，并且慣性大小與質量有關。4、從人的思維發展階段看，小學的中學生還處于具體形象思維的階段，要使中學生由感性認識上升到理智認識，班主任還必須通過正確的引導。盡量采用通俗易懂的教學技巧，充分借助多媒體輔助手段將具象問題形象化，幫助學生理解把握基礎知識，并在教學過程中通過聯想指責、交流研討、遷移應用、課后練習不斷培養中學生所應具有的各類能力?！窘虒W目標】１、知識與技能（1）理解力和運動的關系，曉得物體的運動不須要力來維持。（2）理解伽利略理想實驗的推理過程。（3）理解牛頓第一定理，曉得它是邏輯推理的結果，不受力的物體是不存在的。（4）理解慣性的概念，曉得質量是慣性大小的量度．（5）初步學會剖析、概括、推理等科學思維方式。2、過程與方式：（1）在剖析伽利略理想實驗的過程中，體會概括、推理的科學研究方式。（2）觀察慣性現象，體會從紛亂的現象中探索事物本質的思想方式。（3）培養中學生剖析問題的能力，要能透過現象了解事物的本質，不能不加研究、分析而只憑經驗，對化學問題決不能主觀臆測．正確的認識力和運動的關系．（4）幫助中學生養成研究問題要從不同的角度對比研究的習慣．3、情感心態價值觀：（1）通過伽利略的斜面實驗，了解理想實驗，迸發熱愛科學、樂于探究的興趣。
（2）通過科學史的簡介，感受去偽存真的科學心態和嚴謹的科學作風。（3）借助動漫演示伽利略的理想實驗，幫助學生理解問題。（4）借助生活中的事例來認識慣性與質量的關系。培養中學生大膽發言的精神，并學因而用?！窘虒W重點、難點】重點：牛頓第一運動定理、慣性。理解力和運動的關系。難點：伽利略理想實驗的推理過程；對牛頓第一運動定理和慣性的正確理解【設計思想】本節課結合中學生的特性對教材的內容進行了深入的挖掘和思索，備教材，備中學生，備教法，一直把中學生置于教學的主體地位，讓中學生參與，讓中學生設計，廣開言路，讓中學生的思維與班主任的引導共鳴。整節課主要采用師生雙邊活動，把規律的得出過程和方式置于首位，把中學生的情感價值體驗置于重要位置。中學生打算要求中學生上網或到圖書館查找有關亞里士多德、笛卡爾、伽利略、牛頓的生平及總結牛頓第一定理等方面的資料?！窘虒W過程】教學活動中學生活動設計意圖【引入新課】在選修1第一、第二章中我們研究了物體的運動情況；在第三、第四章中我們研究了物體的受力情況，在這一章中我們將研究力和運動的關系。在研究究力和運動的關系之前我們來做這樣一個實驗【演示實驗1】：在桌上放著一個物體，它是靜止的，怎么能夠讓它運動上去呢?要使勁去推它。
從這個事例可以看出物體要運動，須要對它施加力的作用。1、歷史的回顧（1）亞里士多德的觀點：力是維持物體運動的誘因。2000多年前，古埃及哲學家亞里士多德按照當時人們對運動和力的關系的認識提出一個觀點：必須有力作用在物體上，物體能夠運動。這些觀點的提出是很自然的。我們從周圍的事情出發，很容易都會得到這個推論。如車不推就不走，門不拉不開等。這些觀點統治人們的思想有兩千年?！狙菔緦嶒?】用較大的力推置于桌面上的物體，我們會發覺撤掉力后物體能夠運動一段時間才會停出來，從這樣一個實驗我們可以看出亞里士多德的觀點是錯誤的（2）伽利略的觀點：力不是維持物體運動的緣由，它只是使物體加速或減速的誘因。直至17世紀，歐洲科學伽利略才強調這些亞里斯多德的觀點是錯誤的，這時亞里斯多德的觀點已統治了兩千多年。由于他的科學思想不符合當時教會的統治思想，遭到教會的束縛和審判。經過300多年的斗爭，1979年11月10日羅馬教廷才不得不即將承認，對伽利略的審判是不公平的。1980年10月又提出了即將重新審理這個案件。直至近來，梵帝岡教庭才給他公開平反。并且現實中不可能沒有磨擦阻力，為了否認推論的正確，他設計了一個理想實驗【學生實驗】同學做對接斜面實驗，其他同事觀察實驗并總結推論。
【觀看動漫】：有兩個斜面，把一個小球放在右邊的斜面上，放手后小球從左側斜面上滾下后滾到左側的斜面上。把小球放在右邊斜面的某一個高度，放手后因為有加速的緣由，所以小球會從斜面上滾下，越滾越快；到左邊斜面時，因為有減速的緣由，小球會越滾越慢。在沒有磨擦力的情況下，小球應達到左側的釋放高度。改變右側斜面的夾角，夾角變小牛頓第一定律如何得出，小球要達到同樣的高度，要在斜面上走更遠的距離。當一側夾角為零時，小球將始終滾下去永遠達不到右邊的釋放高度，這個速率將保持不變。這個實驗似乎是個理想實驗，但卻是符合科學道理的。沒有磨擦的情況是很難實現的，現代技術給我們提供了阻力很小的條件。（3）笛卡爾的觀點：英國科學家笛卡爾補充和建立了伽利略的論據，假如沒有其它緣由，運動的物體將繼續以同一速率順著一條直線運動，既不會停出來，也不會偏離原先的方向。伽利略和笛卡爾對物體的運動作了確切的描述，并且沒有指明物體運動的緣由是哪些，這個緣由跟運動的關系是哪些。牛頓總結了前人的經驗牛頓第一定律如何得出，強調了物體加速和減速的緣由是哪些，并強調了這個緣由跟運動的關系，這就是牛頓第一定理。2、牛頓第一定理：內容：一切物體總保持勻速運動狀態或靜止狀態，直至有外力促使它改變這些狀態為止。
現代科技的魅力【錄像】：神舟六號宇航員吃晚餐。這是宇航員在可以覺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?，F代科學技術能給我們提供一個微重力、高真空的實驗環境【思考與討論】：①物體在哪些時侯保持勻速運動狀態或靜止狀態？物體不受外力作用的情況在現實中存在嗎？②物體不受外力作用時處于哪些運動狀態？力是維持物體運動緣由嗎？③什么是物體運動狀態發生改變的緣由？④如果物體所遭到的外力不為零時將如何運動？【小結】：力不是維持速率的緣由，而是改變物體速率的緣由。3、慣性：由牛頓第一定理可知：運動的物體保持勻速直線運動狀態靜止的物體保持靜止狀態（1）定義：物體具有保持原先的勻速直線運動或靜止狀態的性質叫慣性.牛頓第一定理也稱作慣性定理。（2）慣性現象：【思考與討論】根據牛頓第一定理定理思索討論。①靜止的物體有沒有慣性？勻速運動的物體有沒有慣性？變速運動的物體呢？②液體和二氧化碳有沒有慣性？③外力能不能改變物體的慣性？④足球被踢出去后繼續運動，是深受慣性力的作用嗎？(3)慣性的大?。骸居^看圖片】：教案演示【動畫】殲擊機作戰前丟掉副油箱4、練習思索：（1）被踢出的冰塊以2m/s的速率在阻力可以忽視的水平湖面上滑動，冰塊受不受往前的斥力？5s后它的速率將是多大？（2）一列自西向東做勻速直線運動的列車，車上一人跳起后還落到原地，為何不落到原地的東邊或則西邊？5、我的收獲：牛頓第一定理的內容闡明了：（1）、明確了慣性的概念:定理的前半句一切物體總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態,闡明了物體所具有的一個重要屬性:慣性,即物體保持勻速直線運動狀態或靜止狀態的性質,牛頓第一定理強調一切物體在任何情況下都具有慣性.因而牛頓第一定理又叫慣性定理（2）、確定了力的含意:定理的后半句直至有外力促使它改變這些運動狀態為止,實際上是對力的定義,即力是改變物體運動狀態的緣由,不是維持物體運動的緣由.（3）、定性闡明了力和運動的關系:牛頓第一定理強調物體不受外力作用時的運動規律.它描述的只是一種理想狀態,而實際中不受外力作用的物體是不存在的.當物體所受合外力為零時,其療效跟不受外力作用相同.因而,我們可以把不受外力作用理解為合力為零.牛頓第一定理的提出歷史，闡明了：（1）人的直覺是不可靠的，正確推論的得出須要科學實驗和推理。
（2）人類認識物質世界是一個常年性和繁重性的過程，要有科學的方式和犧牲精神。（3）“實驗-----推理-----推論”和理想化的方式是科學的研究方式。6、布置作業：(1)、閱讀P105里面的材料，談一談安全帶與安全氣簾是怎樣保護乘員人身安全的(2)、P106練習一(1)(2)(3)、訪問網頁/zrw/three/index.asp7、結束語：力把運動來改變慣性定理來彰顯伽氏理想做實驗科學思想在實踐中學生在腦部中回顧上面學過的知識每一個朋友都認真觀察，并積極思索每一個朋友都認真觀察，并積極思索中學生積極參與實驗并思索中學生觀看動漫，從動漫中總結假如無磨擦阻力小球將做哪些樣的運動中學生帶著好奇心觀看錄象，并思索問題中學生思索并分組討論中學生思索并分組討論中學生觀看圖片中學生練習中學生討論思索中學生積極思索并討論通過對后面學過知識的回顧，使中學生明白這一節課研究的是力和運動的關系引導中學生得出一個錯誤的推論，因而引出亞里士多德的觀點使每一個中學生都能參與到實驗中來，讓她們感受實驗的樂趣，通過實驗使她們認識到感性認識是不可靠的使中學生親自體會實驗所帶來的快樂，并從實驗現象中剖析在月球這樣一個環境中運動的物體必將會遭到磨擦力和空氣阻力使中學生認識假如無磨擦阻力的情況下小球將做哪些樣的運動，而且曉得其實是個理想實驗，但卻是符合科學道理的。
使中學生認識到現代科學技術能給我們提供阻力很小的條件，對牛頓第一定理有深刻的認識。而且驗證了牛頓第一定理的真確性通過這幾個問題使中學生加深對牛頓第一定理的理解通過這種問題使中學生認識到一切物體都具有慣性，無論物體處于哪些狀態使中學生從感性認識上升到理智認識，弄清楚慣性與哪些誘因有關使中學生加深理解牛頓第一定理和慣性使中學生理解牛頓第一定理內容中所包含的深刻涵義，并理解牛頓第一定理闡明了力和運動的關系使中學生認識到搞科學研究感性認識是不可靠的，要得出正確的推論必須從感性認識上升到理智認識，并且還要培養正確的思想和技巧，【鞏固訓練】（1）被踢出的冰塊以2m/s的速率在阻力可以忽視的水平湖面上滑動，冰塊受不受往前的斥力？5s后它的速率將是多大？（2）一列自西向東做勻速直線運動的列車，車上一人跳起后還落到原地，為何不落到原地的東邊或則西邊？【教學設計說明】本節課介紹了人們認識力和運動關系的歷史過程，即從開始的感性認識上升到用理想模型去推翻感性認識的不可靠，因而通過大量的實驗剖析上升到理智認識，最終在好多人的經驗與積累的基礎上弄清楚了力與運動的關系。本節課遵守數學學史上科學家對力與運動關系的研究過程，使中學生了解力和運動關系的背景和實驗基礎，理論認識由低級到中級的發展，總是離不開科學實踐與科學家符合實際的大膽猜測與假定，即“實踐，認識，再實踐，再認識……，每一循環的內容，都比較快地進到了初三級的程度”。本課總體設計思想是：課堂教學利用多媒體及師生雙邊活動，充分展示力和運動關系提出的背景和過程，在科學史實展示中滲透科學思想和研