本章复习与测试第二课时教学设计

第一节

牛顿第一定律

衡南五中 刘海鸥

教学目标：

（一）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。

（二）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、通过实验加深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。

（三）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。

教学重点：

1、对牛顿第一定律和惯性的正确理解。

2、科学思想的建立过程。

教学难点：

1、力和运动的关系。

2、惯性的有关因素。

教学方法：讲练法，归纳法，实验法

教学用具：投影仪、投影片、斜面实验器材

教学过程：

（一）导入新课

前面我们已经学习了如何描述物体的运动，不同的物体运动情况为什么会不同呢？这个问题并没有做深入的分析，实际上物体的运动情况是由它的受力情况决定的，有怎样的受力情况，就有怎样的运动状态。这一章，我们就要来研究运动

与力的关系，物理学中，把研究运动和力的关系的理论，称作动力学。

（二）新课教学

一、历史上人类对运动与力的关系的认识

师：前面我们已经学过了描述运动的方法，也学过了力的基本知识，现在，请同学们讨论一下，力和运动有什么样的关系呢？请结合日常生活中的例子来说明。

学生进行讨论

师：在研究物体运动的原因的过程中，很长一段时期，人们凭直觉认为物体只有受到力的作用，才会运动起来。代表人物有古希腊的哲学家、物理学家亚里士多德。这种错误的判断维持了近两千年。直至三百多年前意大利物理学家伽利略才用实验否定了这种判断，得出了正确的结论。

二、伽利略的理想实验

学生活动：阅读 P68伽利略实验的过程，讨论伽利略如何用实验来推翻亚里士多德的结论的，伽利略的结论又是什么。

师：伽利略用斜面实验证明了，力不是维持物体的运动，即维持物体的速度的原因，而是改变物体运动状态，即改变物体速度的原因。大家要注意，这里斜面实验是一个理想实验，是人们在抽象思维中设想出来而实际上无法做到的“实验”，但是，“理想实验”并不是脱离实际主观臆想的。它是以实践为基础的，理想实验的推论过程是以一定的逻辑法则为根据的。

生：牛顿第一定律不是实验定律，没法用实验验证。

师：哪位科学家完善了伽利略的观点，如何完善？

生：法国科学家笛卡儿指出：除非物体受到外力作用，物体将永远保持其静止或运动状态，永远不会使自己沿曲线运动，而只保持在直线上运动。

教师总结：大家要注意运动状态发生改变，通常是指速度发生改变，包括大小和方向的改变。

三、牛顿物理学的基石-----惯性定律

师：牛顿在前人研究的基础上提出总结了动力学的一条基本定律-----牛顿第一定律：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使他改变这种状态。

生：什么是运动状态的改变？

师：运动状态的改变是指物体速度的改变，即速度大小改变，或方向改变，或二者都发生变化。请大家考举例说明。

学生列举例子，教师给予点评。

师：大家在理解牛顿第一定律的时候应该注意一下几方面：

（1）明确力与运动的关系：运动并不需要力来维持，因而力并不是使物体运动的原因；只有当物体的运动状态发生改变的时候，才需要力，所以力是改变物体运动状态的原因。

（2）定律揭示了物体具有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质，这种性质，称惯性。所以牛顿第一定律又称惯性定律。

（3）不受力作用的物体是不存在的，所以牛顿第一描述的一种理想化的状态，无法用实验直接验证，但是它具有实验基础，正确的揭示了自然规律。

四、惯性与质量

师：牛顿第一定律又叫惯性定律，从定义可知，物体有抵抗运动状态变化的“本领”，这种本领我们叫它惯性。惯性是物体的固有属性。对于不同的物体来说，这种“本领”的大小，也就是惯性的大小是不是相同的呢？比如，有一辆卡车和一辆自行车静止在地面，要使他们运动起来，哪个比较容易呢？如果一个大人和一个小孩相撞，谁容易摔倒呢？

生：自行车容易动起来，小孩容易摔倒。师：很容易看出，不同物体惯性的大小是不同的。

师：请大家思考一下，物体的惯性与什么因素有关系，（跟运动状态，受力情况有没有关系？）结合实例进行分析。

学生活动：讨论上述问题，发表各自的意见。

师：观察和实验表明，对于任何物体，在它们受到相同的作用力时，决定它们运动状态变化难以程度的唯一因素就是它们的质量，所以，我们可以得出结论：量度物体惯性大小的物理量是它们的质量。

课堂练习

例1 下列关于惯性的说法中，正确的是……………………( D ) A．人走路时没有惯性，被绊倒时有惯性

B．百米赛跑到终点时不能立即停下来是由于惯性，停下来时就没有惯

性了

C．物体没有受外力作用时有惯性，受外力作用后惯性被克服了

D．物体的惯性与物体的运动状态及受力情况均无关

解 惯性是物体的固有属性，与其内在因素即质量有关，与受力与否及运动状态无关，一切物体都有惯性，质量是物体惯性大小的量度，静止物体的惯性是保持静止，匀速运动的物体的惯性是保持其速度不变。当物体在外力作用下运动状态发生变化时，只要其质量不变，其惯性大小不发生改变。

例2. 火车在长直水平轨道上匀速行驶，门窗紧闭的车厢内有一人向上跳起，发现仍落回到车上原处，这是因为（ D ）

A. 人跳起后，车厢内空气给他以向前的力，带着他随同火车一起向前运动。

B. 人跳起的瞬间，车厢的地板给他一个向前的力，推动他随同火车一起向前运动。

C. 人跳起后，车在继续向前运动，所以人落下后必是偏后一些，只是由于时间很短，偏后距离太小，不明显而已。

D. 人跳起后直到落地，在水平方向上人和车始终有相同的速度。

解

人从跳起到落地的过程中，水平方向不受外力作用，保持着原来所具有的速度做匀速直线运动，所以仍落回车上原处。

小结 这节课我们重点学习了牛顿第一定律，要求大家理解的有三方面的内容：

1、伽利略如何用理想实验推翻人类陈旧的观念；

2、牛顿第一定律定性揭示了力和运动的关系：力是物体运动状态发生改变的原因。

3、惯性是物体的固有属性，只与物体的质量有关。

从以下几方面来理解惯性

①惯性就是使原来运动的物体(不管是匀速、加速还是减速)匀速直线运动，使原来静止的物体静止。

②惯性是物体的固有性质，宇宙万物中任何物体都具有惯性，没有惯性的物体是不存在的。

③质量是物体惯性大小的量度。物体惯性大小与物体的运动速度、物体的密度、形状、体积无关。物体的质量越大，物体的惯性就越大,越难改变物体的运动状态。

④只要物体的质量不变，物体的惯性就不变。所以“克服惯性”“惯性增大”“惯性减小”是错误的。

⑤惯性大小表示物体改变运动状态的难易程度。物体惯性越大，越难改变运动状态，惯性越小，越容易改变物体的运动状态。

作业：课本P70物体与练习