4.1伽利略的理想实验与牛顿第一定律公开课教案教学设计（必修一）

第四章牛顿运动定律

第一节伽利略的理想实验与牛顿第一定律

一、教学目标

1、知识与技能：

1．知道伽利略的理想实验及其主要推理过程和推论，知道理想实验是科学研究的重要方法．

2．理解牛顿第一定律的内容及意义．

3．知道什么是惯性，会正确地解释有关惯性的现象．

2、过程与方法：

1．观察生活中的惯性现象，了解力和运动的关系．

2．通过实验加探对牛顿第一定律的理解．

3．理解理想实验是科学研究的重要方法．

3、情感态度与价值观：

1．通过伽利略和亚里士多德对力和运动关系的不同认识，了解人类认识事物本质的曲折性．

2．感悟科学是人类进步的不竭动力．

二、教学内容剖析

本节课的地位和作用：（内容简述：本节怎样承前启后，梗概知识及研究问题的方法，本节的地位等）

2、本节课教学重点：

1、伽利略的理想实验结论。

2、对牛顿第一运动定律和惯性的正确理解．

3、本节课教学难点：

1．消除“力是维持物体运动的原因”的错误观点。

2．牛顿第一运动定律。

3、惯性概念的理解及应用。

教学思路与方法

本节课以解决生活中的常见问题为主线，以多媒体中的动画为辅助手段，以实践、讨论、思考、总结为主要学习方式，教师逐步设置日常生活中常见的问题开展学习活动，达到教学的目的。

教学准备

多媒体课件、小车、小球、毛巾、玻璃板、斜槽、刻度尺、木块、气垫导轨、滑块、气垫导轨装置、伽利略针和单摆实验装置．

课堂教学设计

教学环节 教学内容（详细的内容） 师生互动（重互动，详写） 设计意图（体现新课标理念） 备注 引入

那么力和运动之间关系如何呢？

实验演示：在讲台上放一辆小车，使它处于静止状态．

师：怎样才能让小车运动起来呢？

生：要用力去推它．

师：从这个例子很容易得到：物体要运动，需要对它施加力的作用，那么力和运动之间关系如何呢？本节课我们就来探究这个问题

让学生自己动手做实验，不仅可以满足学生的操作欲望，而且可以培养学生的操作技能，有利于激发学生的学习兴趣，培养学生的创新精神和实践能力。 得出错误结论

“力是维持物体运动的原因”

师：所以，力和运动的关系有人认为是：必须有力作用在物体上，才能使物体运动；没有力的作用，物体就要静止下来。即“力是维持物体运动的原因”。这就是古希腊哲学家亚里士多德的观点。

有的学生提出疑问。

师：这种观点在历史上曾被沿用两千多年，使物理学一直没有多大的发展，它是正确的么？下面我们就来验证一下这种观点是否正确。 使学生在学习物理的过程中得到科学方法的训练和科学素质的培养，并有利于加强学生的思维任知能力。 实验演示：小车从斜面上滑下 让小车从斜面上同一高度滑下，分别滑到铺有毛巾、棉布、木板、玻璃的平面上，观察小车前进的距离。 师：实验演示

让小车从斜面上同一高度滑下，分别滑到铺有毛巾、棉布、木板、玻璃的平面上，观察小车前进的距离。

做一个之后让学生上来做其它。

让学生自己总结结论。

结论：从实验中看到，在同样条件下，平面越光滑，小车受到的阻力越小，它就前进得越远。 锻炼学生的动手能力；学习自己探讨问题的能力。 伽利略的理想斜面实验

牛顿第一定律及需要注意的问题

伽利略的理想实验。

物体在水平上做匀速运动不需要外力来维持

牛顿第一定律内容：一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持匀速直线运动状态或静止状态。

进一步的说明：

①牛顿第一定律描述一种理想状态——物体不受外力的作用。

②牛顿第一定律说明物体不受外力作用时总保持匀速直线运动状态或静止状态，所以“力不是维持物体运动原因”。

③从牛顿第一定律可以得出：“力是改变物体运动状态的原因”。

师：早在300多年以前，意大利科学家伽利略对类似的实验进行了分析，让我们来看实验。

Flash演示。

演示完让学生讨论一段时间后，回答。

假如没有摩擦力，那么从斜坡上释放的物体将做什么运动？

生：假如没有摩擦力，物体将永恒的运动下去。

师最后总结：伽利略认为如果不存在摩擦力，钢珠将永远运动下去。由此可推断，物体在水平上做匀速运动不需要外力来维持。

师：伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正的开端．这个发现告诉我们，根据直接观察所得出的直觉的结论不是常常可靠的，因为它们有时候会引到错误的线索上去。

师：英国科学家牛顿总结了伽利略等人的研究成果，概括出牛顿第一定律。

师：一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持匀速直线运动状态或静止状态。这就是牛顿第一定律。

师：下面我们先看一个实验录象。用气垫导轨演示牛顿第一定律。

放录象

师：牛顿第一定律的状态是一种什么样的状态？

生：匀速直线运动状态或者是静止状态。

师：那么，纯的不受外力的状态是否存在？

生：不存在。

师：所以牛顿第一定律不能验证，只是一个理想的定律。

师：在理想中，力不是维持物体运动的原因，那么，力与物体之间存在什么关系？

生：力是改变物体运动状态的原因。

最后，教师总结归纳用幻灯片放出来。

进一步的说明：

①牛顿第一定律描述一种理想状态——物体不受外力的作用。

②牛顿第一定律说明物体不受外力作用时总保持匀速直线运动状态或静止状态，所以“力不是维持物体运动原因”。

③从牛顿第一定律可以得出：“力是改变物体运动状态的原因”。 在教学过程中有意识地运用辨证唯物主义的思想、方法和观点来阐述物理知识，并适当地穿插一些物理学发展地历史，就可以使学生更加自觉、积极、主动地去学习物理，潜移默化地培养学生的辨证唯物主义世界观。 应用 解释下列现象：