4.1牛頓第一定律教學(xué)設(shè)計(jì)-2024-2025學(xué)年高一上學(xué)期物理人教版（2019）必修第一冊(cè)課題：科目：班級(jí)：課時(shí)：計(jì)劃1課時(shí)教師：?jiǎn)挝唬阂?、設(shè)計(jì)思路本課設(shè)計(jì)以人教版高中物理必修第一冊(cè)中的牛頓第一定律為核心，通過實(shí)際實(shí)驗(yàn)和理論分析相結(jié)合的方式，引導(dǎo)學(xué)生理解物體在不受外力作用時(shí)保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的基本規(guī)律。課程內(nèi)容緊扣課本，注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力、科學(xué)探究精神和理論思維能力，旨在使學(xué)生掌握物理學(xué)科的基本方法和研究態(tài)度。二、核心素養(yǎng)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)思維方法分析問題、解決問題的能力；提高學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)探究物理規(guī)律的能力，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度；強(qiáng)化學(xué)生的物理觀念，形成對(duì)自然界物理現(xiàn)象的正確認(rèn)識(shí)和理解。三、重點(diǎn)難點(diǎn)及解決辦法重點(diǎn)：

1.牛頓第一定律的表述及其物理意義。

2.通過實(shí)驗(yàn)探究得出牛頓第一定律的過程。

難點(diǎn)：

1.牛頓第一定律中“不受外力”的物理含義理解。

2.如何通過實(shí)驗(yàn)觀察和數(shù)據(jù)分析得出牛頓第一定律。

解決辦法：

1.通過演示實(shí)驗(yàn)和小組討論，幫助學(xué)生理解“不受外力”的概念。

2.設(shè)計(jì)一系列逐步遞進(jìn)的實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生觀察不同情況下物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，通過數(shù)據(jù)分析歸納出牛頓第一定律。四、教學(xué)資源準(zhǔn)備1.教材：人教版物理必修第一冊(cè)，確保每位學(xué)生人手一冊(cè)。

2.輔助材料：準(zhǔn)備與牛頓第一定律相關(guān)的圖片、動(dòng)畫視頻，以及相關(guān)物理現(xiàn)象的圖表。

3.實(shí)驗(yàn)器材：滑塊、斜面、小車、砝碼、計(jì)時(shí)器等，確保實(shí)驗(yàn)器材的完整性和安全性。

4.教室布置：設(shè)置分組討論區(qū)，安排實(shí)驗(yàn)操作臺(tái)，以便學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。五、教學(xué)流程一、導(dǎo)入新課（用時(shí)5分鐘）

1.提問：同學(xué)們，在日常生活中，你們有沒有觀察到物體在沒有外力作用下也能保持運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的現(xiàn)象？

2.展示實(shí)例：播放一段汽車在水平公路上勻速行駛的錄像，引導(dǎo)學(xué)生思考汽車保持勻速運(yùn)動(dòng)的原因。

3.提出問題：如果汽車突然停止加速，會(huì)發(fā)生什么？如果汽車受到外力作用，它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)會(huì)如何改變？

二、新課講授（用時(shí)15分鐘）

1.講解牛頓第一定律的基本概念和表述，強(qiáng)調(diào)“不受外力”的物理意義。

2.分析實(shí)驗(yàn)：展示不同實(shí)驗(yàn)情境下物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，引導(dǎo)學(xué)生觀察和思考。

3.討論總結(jié)：通過小組討論，總結(jié)出牛頓第一定律的內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)其普遍性和重要性。

三、實(shí)踐活動(dòng)（用時(shí)15分鐘）

1.實(shí)驗(yàn)一：滑塊實(shí)驗(yàn)。讓學(xué)生分組進(jìn)行滑塊實(shí)驗(yàn)，觀察滑塊在不同斜面上的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，分析滑塊所受外力情況。

2.實(shí)驗(yàn)二：小車實(shí)驗(yàn)。讓學(xué)生通過調(diào)整斜面的傾斜角度，觀察小車在不同傾斜角度下的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，分析小車所受外力情況。

3.實(shí)驗(yàn)三：實(shí)際應(yīng)用。讓學(xué)生結(jié)合生活實(shí)例，分析牛頓第一定律在實(shí)際生活中的應(yīng)用。

四、學(xué)生小組討論（用時(shí)10分鐘）

1.學(xué)生回答：為什么在沒有外力作用下，物體可以保持勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài)？

舉例回答：例如，一輛在水平公路上勻速行駛的汽車，如果沒有外力作用，它將保持勻速直線運(yùn)動(dòng)。

2.學(xué)生回答：牛頓第一定律的適用范圍是什么？

舉例回答：牛頓第一定律適用于所有宏觀物體，包括地球上的物體和宇宙中的物體。

3.學(xué)生回答：牛頓第一定律有什么實(shí)際意義？

舉例回答：牛頓第一定律有助于我們理解物體在受力情況下的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，為工程設(shè)計(jì)和科學(xué)研究提供理論基礎(chǔ)。

五、總結(jié)回顧（用時(shí)5分鐘）

1.回顧本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)牛頓第一定律的物理意義和適用范圍。

2.總結(jié)牛頓第一定律與牛頓第二定律、第三定律之間的關(guān)系。

3.強(qiáng)調(diào)通過實(shí)驗(yàn)探究物理規(guī)律的重要性，鼓勵(lì)學(xué)生在今后的學(xué)習(xí)中積極進(jìn)行科學(xué)探究。

整個(gè)教學(xué)流程共計(jì)45分鐘，各個(gè)環(huán)節(jié)緊密相連，既體現(xiàn)了本節(jié)課的重點(diǎn)，又突破了難點(diǎn)。通過實(shí)踐活動(dòng)和小組討論，使學(xué)生充分理解牛頓第一定律的內(nèi)涵，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力和科學(xué)探究精神。六、知識(shí)點(diǎn)梳理1.牛頓第一定律的基本概念：

-牛頓第一定律又稱慣性定律，它揭示了慣性的概念。

-物體在不受外力或受到的外力合力為零時(shí)，總保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

2.牛頓第一定律的表述：

-如果一個(gè)物體不受外力作用，或者受到的外力合力為零，它將保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

-物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不會(huì)自發(fā)改變，除非受到外力的作用。

3.慣性：

-慣性是物體保持其原有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì)。

-所有物體都具有慣性，慣性的大小與物體的質(zhì)量成正比。

4.外力和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的關(guān)系：

-物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)只有在受到外力作用時(shí)才會(huì)改變。

-外力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。

5.牛頓第一定律的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：

-通過實(shí)驗(yàn)可以觀察到，在沒有外力或外力合力為零的情況下，物體可以保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)。

-實(shí)驗(yàn)中常用的方法包括斜面實(shí)驗(yàn)、滑塊實(shí)驗(yàn)等。

6.牛頓第一定律的意義：

-牛頓第一定律是牛頓運(yùn)動(dòng)定律的基礎(chǔ)，為牛頓第二定律和第三定律的提出提供了依據(jù)。

-牛頓第一定律幫助我們理解物體在受力情況下的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，為工程設(shè)計(jì)和科學(xué)研究提供了理論基礎(chǔ)。

7.牛頓第一定律的應(yīng)用：

-在日常生活和工程實(shí)踐中，牛頓第一定律幫助我們分析物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，預(yù)測(cè)物體在受力作用下的行為。

-在體育運(yùn)動(dòng)中，牛頓第一定律幫助我們理解運(yùn)動(dòng)員的起跑和跳躍過程。

8.牛頓第一定律與其他物理定律的關(guān)系：

-牛頓第一定律與牛頓第二定律（加速度定律）和第三定律（作用與反作用定律）共同構(gòu)成了牛頓運(yùn)動(dòng)定律體系。

-牛頓第一定律說明了在沒有外力作用時(shí)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，而牛頓第二定律則描述了外力如何影響物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

9.牛頓第一定律的歷史背景：

-牛頓第一定律的提出基于伽利略的思想，伽利略通過實(shí)驗(yàn)和理論分析提出了力與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的關(guān)系。

-牛頓在伽利略的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步總結(jié)了牛頓第一定律，并將其納入其完整的物理理論體系中。七、內(nèi)容邏輯關(guān)系①牛頓第一定律的基本概念與表述

-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：慣性、不受外力、勻速直線運(yùn)動(dòng)、靜止?fàn)顟B(tài)

-關(guān)鍵詞：牛頓第一定律、慣性定律、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、外力合力

②外力與物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的關(guān)系

-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：外力作用、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變、加速度

-關(guān)鍵詞：外力、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、加速度、牛頓第二定律

③牛頓第一定律的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與應(yīng)用

-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)方法、斜面實(shí)驗(yàn)、滑塊實(shí)驗(yàn)、實(shí)際應(yīng)用

-關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、斜面實(shí)驗(yàn)、滑塊實(shí)驗(yàn)、實(shí)際應(yīng)用、工程設(shè)計(jì)

④牛頓第一定律與其他物理定律的關(guān)系

-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：牛頓運(yùn)動(dòng)定律體系、牛頓第二定律、牛頓第三定律

-關(guān)鍵詞：牛頓運(yùn)動(dòng)定律、牛頓第二定律、牛頓第三定律、作用與反作用

⑤牛頓第一定律的歷史背景與發(fā)展

-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：伽利略的思想、牛頓的理論體系、慣性概念

-關(guān)鍵詞：伽利略、牛頓、慣性概念、理論體系、科學(xué)革命

⑥牛頓第一定律的教育意義

-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：科學(xué)探究、實(shí)驗(yàn)方法、科學(xué)態(tài)度

-關(guān)鍵詞：科學(xué)探究、實(shí)驗(yàn)方法、科學(xué)態(tài)度、教育意義、物理思維八、課堂小結(jié)，當(dāng)堂檢測(cè)課堂小結(jié)：

1.回顧牛頓第一定律的基本概念和表述，強(qiáng)調(diào)其核心在于物體的慣性和不受外力時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

2.總結(jié)牛頓第一定律的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證方法，包括斜面實(shí)驗(yàn)和滑塊實(shí)驗(yàn)，以及這些實(shí)驗(yàn)如何幫助我們理解物體在不同條件下的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。

3.討論牛頓第一定律在實(shí)際生活中的應(yīng)用，如工程設(shè)計(jì)、體育運(yùn)動(dòng)等，強(qiáng)調(diào)其科學(xué)探究的重要性。

4.強(qiáng)調(diào)牛頓第一定律與其他物理定律的關(guān)系，如牛頓第二定律和第三定律，以及它們共同構(gòu)成了牛頓運(yùn)動(dòng)定律體系。

5.總結(jié)本節(jié)課的學(xué)習(xí)要點(diǎn)，包括慣性的概念、外力與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的關(guān)系、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證方法以及牛頓第一定律的實(shí)際應(yīng)用。

當(dāng)堂檢測(cè)：

1.單選題：以下哪個(gè)選項(xiàng)不屬于牛頓第一定律的內(nèi)容？

A.物體在不受外力作用時(shí)保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

B.物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)會(huì)自發(fā)改變。

C.物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)只有在受到外力作用時(shí)才會(huì)改變。

D.物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變時(shí)，必然存在外力作用。

2.判斷題：牛頓第一定律是牛頓運(yùn)動(dòng)定律體系的基礎(chǔ)。

（正確/錯(cuò)誤）

3.簡(jiǎn)答題：簡(jiǎn)述牛頓第一定律的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證方法，并說明其意義。

4.應(yīng)用題：在工程設(shè)計(jì)中，如何應(yīng)用牛頓第一定律來分析物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)？

5.分析題：結(jié)合實(shí)際生活，舉例說明牛頓第一定律在體育運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用，并分析其對(duì)運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)的影響。典型例題講解1.例題：

一輛汽車在水平公路上以30m/s的速度勻速行駛，突然剎車，剎車后10秒內(nèi)汽車停止。求汽車剎車時(shí)的加速度。

解答：

根據(jù)牛頓第一定律，汽車在剎車過程中受到的外力合力為零。因此，汽車在剎車過程中的加速度可以通過以下公式計(jì)算：

a=Δv/Δt

其中，Δv是速度變化量，Δt是時(shí)間變化量。

Δv=0-30m/s=-30m/s（減速過程，速度減?。?/p>

Δt=10s

a=-30m/s/10s=-3m/s2

因此，汽車剎車時(shí)的加速度為-3m/s2，表示加速度的方向與運(yùn)動(dòng)方向相反。

2.例題：

一物體在水平面上以5m/s的速度勻速直線運(yùn)動(dòng)，突然受到一個(gè)水平向左的摩擦力，物體開始減速。如果物體在5秒內(nèi)減速到0，求摩擦力的大小。

解答：

根據(jù)牛頓第二定律，物體受到的合外力等于質(zhì)量乘以加速度：

F=m*a

由于物體減速，加速度為負(fù)值，因此：

a=Δv/Δt=0-5m/s/5s=-1m/s2

假設(shè)物體的質(zhì)量為m，摩擦力F與加速度a的關(guān)系為：

F=m*a

F=m*(-1m/s2)

由于題目沒有給出物體的質(zhì)量，我們無法直接計(jì)算摩擦力的大小，但我們可以得出結(jié)論：摩擦力的大小等于物體質(zhì)量乘以加速度的絕對(duì)值。

3.例題：

一物體在水平面上受到一個(gè)水平向右的推力，同時(shí)受到一個(gè)水平向左的摩擦力。如果物體在5秒內(nèi)從靜止加速到10m/s，求推力的大小。

解答：

根據(jù)牛頓第二定律，物體受到的合外力等于質(zhì)量乘以加速度：

F=m*a

物體從靜止加速到10m/s，加速度a可以通過以下公式計(jì)算：

a=Δv/Δt=10m/s/5s=2m/s2

假設(shè)物體的質(zhì)量為m，推力F與摩擦力F_f的關(guān)系為：

F-F_f=m*a

由于題目沒有給出摩擦力的大小，我們無法直接計(jì)算推力的大小，但我們可以得出結(jié)論：推力的大小等于摩擦力的大小加上物體質(zhì)量乘以加速度。

4.例題：

一物體在水平面上受到一個(gè)水平向右的推力，同時(shí)受到一個(gè)水平向左的風(fēng)阻。如果物體在10秒內(nèi)從10m/s減速到5m/s，求風(fēng)阻的大小。

解答：

根據(jù)牛頓第二定律，物體受到的合外力等于質(zhì)量乘以加速度：

F=m*a

物體從10m/s減速到5m/s，加速度a可以通過以下公式計(jì)算：

a=Δv/Δt=(5m/s-10m/s)/10s=-0.5m/s2

假設(shè)物體的質(zhì)量為m，推力F與風(fēng)阻F_r的關(guān)系為：

F-F_r=m*a

由于題目沒有給出推力的大小，我們無法直接計(jì)算風(fēng)阻的大小，但我們可以得出結(jié)論：風(fēng)阻的大小等于推力的大小減去物體質(zhì)量乘以加速度。

5.例題：

一物體在水平面上受到一個(gè)水平向右的推力，同時(shí)受到一個(gè)水平向左的摩擦力。如果物體在5秒內(nèi)從靜止加速到10m/s，然后以相同的加速度減速到靜止，求物體在整個(gè)過程中的平均速度。

解答：

物體在加速過程中的平均速度可以通過以下公式計(jì)算：

v_avg=(v_initial+v_final)/2

其中，v_initial是初始速度，v_final是最終速度。

v_avg=(0+10m/s)/2=5m/s

物體在減速過程中的平均速度同樣為5m/s。

因此，物體在整個(gè)過程中的平均速度為5m/s。教學(xué)反思與改進(jìn)教學(xué)反思與改進(jìn)是教學(xué)過程中不可或缺的一環(huán)。在本節(jié)課的教學(xué)結(jié)束后，我進(jìn)行了以下反思：

1.教學(xué)活動(dòng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施

在本節(jié)課中，我嘗試通過實(shí)驗(yàn)和討論的方式讓學(xué)生更直觀地理解牛頓第一定律。我發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)對(duì)于學(xué)生的參與度和興趣提升起到了積極作用。然而，在實(shí)驗(yàn)操作過程中，部分學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)器材的使用不夠熟練，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果不夠準(zhǔn)確。此外，在討論環(huán)節(jié)，我發(fā)現(xiàn)學(xué)生的討論深度不夠，很多學(xué)生只是停留在表面現(xiàn)象的描述上，缺乏對(duì)物理規(guī)律的深入思考。

2.學(xué)生學(xué)習(xí)效果的評(píng)估

通過課堂提問和作業(yè)反饋，我發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)牛頓第一定律的理解存在一些誤區(qū)。例如，有些學(xué)生認(rèn)為物體只有在不受外力時(shí)才會(huì)保持勻速直線運(yùn)動(dòng)，而忽略了“不受外力”的相對(duì)性。這表明我在教學(xué)過程中需要更加注重對(duì)概念的理解和辨析。

3.教學(xué)反思與改進(jìn)措施

為了提高教學(xué)效果，我計(jì)劃在未來的教學(xué)中實(shí)施以下改進(jìn)措施：

-在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，我將提前為學(xué)生準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)操作指南，確保學(xué)生能夠熟練使用