1. 牛顿第一定律教学实录及点评

牛顿第一定律

一、教学目标

1、

知识目标

（1）

知道伽利略和亚里士多德对力和运动的关系的不同认识。

（2）

知道伽利略的理想斜面实验及推理过程。

（3）

知道理想实验是科学研究的重要方法。

（4）

理解牛顿第一定律的内容和意义。

（5）

知道什么是惯性，会正确解释有关惯性的现象。

2、能力目标

物理实验是科学研究的方法，对实际问题做出合理的抽象，进行理想实验的研究正是伽利略得到力与物体运动正确关系的基础。我们要学习这种科学抽象的方法，并把它用到今后的物理研究中去。

2、

德育目标

对客观事物的正确认识需要人们经过由表及里，由片面到全面长时间的认识过程。通过本节的学习要让学生建立起正确的认识论的观点，同时体会到人们认识世界的长期性和艰巨性。学习伽利略等勇于创新的科学精神。

二、教学重点

（1）

伽利略的理想实验及推理过程。

（2）

牛顿第一定律内容及意义。

（3）

惯性及应用。

三、教学难点

（1）生活常识使人们对力和运动的关系形成了不正确的认识，通过教学要让学生们克服传统观念，形成正确的认识，需要下一定的功夫。

（2）惯性与惯性定律的区别。

四、教学准备

五、教学过程

1、

引入新课。

第一章，我们学习了力；第二章，我们学习了运动；在前面两章的基础上，我们在第三章里来研究运动和力的关系。这部分内容在物理中属于动力学。那么力和运动到底有什么关系呢？这就是我们要通过学习第一节要解决的主要问题。

2..早在2000多年前，人们就在探讨力和运动的关系的问题。直到现在，都还有很多人不能准确地描述力与运动的关系。

【学生实验】哲学家亚里士多德就提出：【ppt】必须有力作用在物体上，物体才能运动，没

1

有力的作用，物体就要停止。

3.【学生活动】

1.）问：同学们能否利用身边的物体比如你的书或者笔验证一下，亚里士多德的观点是否正确？

2.）学生活动…

3.）学生回答：可能一，赞同：推就走，不推就停。——恩，这样的结论其实很符合人们的直观感觉，难怪亚里士多德的观点整整统治了两千年

问：有没有同学跟他持不同的意见？(请其它不同意见的同学阐述)。

可能二，不赞同：撤去推力后还继续运动了一段。（让该同学上台用小车演示给大家看）——鼓励：非常好，这个同学跟伽利略当年观察得一样仔细。

4.引入伽利略：当年伽利略正是注意到了撤去力后的那一段。他认为如果按亚里士多德的观点力撤去物体停止运动，那么为什么有些现象会运动一段时间才停下来呢？他最早悟出了地球上的物体运动时，都不可避免要受到摩擦力和空气阻力作用。他认为物体之所以停下来是受了摩擦力的作用。【ppt】：伽利略“物体之所以停下是因为受到摩擦力的缘故.”

【再次演示】撤去推力后小车继续运动再停下来。尽管这个一个非常简单的现象，但却能说明一些问题。

引导问题一：小车在运动时，在它的运动方向有没有力来维持它的运动？

答：没有。——结论1：运动并不需要力来维持。

问：我们看到小车运动一段时间后，结果还是停了。小车从运动到停止状态是否发生了改变？停下来的原因是什么？

答：状态发生了改变，原因是受到了摩擦力。——结论2.力是改变物体的运动状态的原因。

通过以上分析，我们证实了伽利略提出的物体停下来是因为受到摩擦力的原因。但他没有停留在这里，而是继续想象，如果没有摩擦力，那么物体会怎么运动呢？

为了进一步完善他的想法，他设计了一个理想实验。下面，我们重点来了解一下他的这一实验方法。【板书】伽利略理想斜面实验

【（ppt介绍伽利略理想斜面实验）：】

说明：实际上地球上没有阻力的情况是不存在的，所以伽利略所设计的实验是理想实验。尽管阻力不肯能完全消除，但是我们可以尽可能的减小。所以，按伽利略的设计思路，我们设计一个可以模拟伽利略理想实验的装置。

8【模拟理想斜面实验】

1）

介绍实验装置：“按伽利略的设想，我们这个装置的第二个斜面是可调的”. 2）

按伽利略思路演示实验：第一步：…我们看到，小球几乎上升到同样的高度。。。第二步：...我们看到跟伽利略的设想一样，小球要想到达

同样的高度就要走更远的路程。第三步：第二个斜面放平，在没有施加运动方向的力的作用下小球一直沿直线匀速运动下去。

9.引导学生仔细分析斜面放平后小球的运动，得出理想斜面的结论：如果没有摩擦，一旦物体具有某一速度，物体将保持这个速度继续运动下去。物体的运动并不需要力来维持。【ppt】

3）

我们知道伽利略设计的虽然是理想实验，但是我们通过模拟实验，可以得出它是，忽略了由于摩擦等阻力的影响的次要因素，抓住主要矛盾，从而是对我们的实际实验更深入的分析。

10介绍理想实验：理想实验不等于实际实验。实际实验是实践活动。而理想实验是思维活动。它是把可靠的事实和理论思维相结合起来，可以深刻地揭示自然规律。理想实验是科学研究中的的重要方法。【ppt】

2

11【巩固练习1】

伽利略理想实验将可靠的事实和抽象思维结合起来，从而更深刻地揭示了自然规律，伽利略从事的斜面实验如下: ①减小第二个斜面的倾角，小球在这斜面上仍然要达到原来的高度

②把两个斜面对接，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面

③如果没有摩擦，小球将上升到原来的高度

④继续减小第二个斜面的倾角，最终使它成为水平面，小球沿水平面以恒定速度持续运动下去

请按实验程序先后次序排列，并指出它究竟属于可靠的事实，还是通过抽象思维的推论，下列选项正确的是（数字表示上述程序的号码）( ) A. ②(事实)→① (事实)→③ (推论)→④ (推论)

B. ②事实)→① (推论)→③推论)→④ (推论) C. ②事实)→③ (推论)→①推论)→④ (推论)

D. ② (事实)→①推论)→④ (推论) →③ (推论)

答：B 12.笛卡尔的结论。【ppt】

13.引人牛顿第一定律：伽利略和笛卡尔对物体在不受外力影响下的运动作了准确的描述。但是他们并没有指明这个原因究竟是什么，这样原因与运动究竟存在着怎样的关系。后来，牛顿在伽利略和笛卡尔前人的基础上，指明了这个原因与运动的关系，并且以定律的形式公诸于世，这就是牛顿第一定律，【板书牛顿第一定律】请同学们在书上找出它的内容：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止. 14.老师：牛顿是以简洁而完备的语言给我们展现了牛顿第一定律。定律内容虽然很简洁但是，却有它丰富的内涵。为了很好地领会牛顿第一定律。我们从抓住定律里的几个关键字词入手。

1)“直到”。（ppt “直到

”高闪）

“直到”二字，让我们清楚地认识到“牛一”给我们表达了两层关键意思。

一是，没有外力时，总保持匀速直线运动状态或静止状态。

问：同学们能否用通俗的话来告诉我，这句话表达的是什么意思。

学生回答：

老师补充：物体不受力时，要么保持匀速直线运动，要么静止，这两种状态中的一种。至于，是到底保持哪一种。原来它是哪一种保持的就是那一种。即，在不受力时保持原来的运动状态不变。

从“直到”的后半句我们可以看出，第二层意思是：有了外力以后，原来的运动状态就要改变。这里，给我们明确了力与运动关系：力是改变物体运动状态的原因，不是维持运动状态的原因。

3

（ppt （1）物体不受外力时，总保持匀速直线运动状态或静止状态。

（2）力和运动的关系：力是改变物体运动状态原因，不是维持物体运动的原因。

至此，人们对力和运动的关系的认识，终于得到了可靠的答案。

说明：现实中不受力作用的物体是不存在的.所以牛顿第一定律所描述的是一种理想化的状态。这种状态虽然不可实现，但是牛顿第一定律却正确地揭示了运动和力的关系。在我们的实际研究中，当物体所受力的合力为零时与不受力的状态是一样的.所以，我们可以把合力为零的状态等效成不受力的状态。

【巩固练习2】（ppt）运动员将足球踢出后，足球在地面上滑行了一段距离后又停下来。请同学们通过这个简单的例子，分析力与运动的关系。

引导问一：整个事件包含几个小的过程？

（3个：足球从静止到运动，水平面上滑行，又从运动到静止）

引导分析各个过程，力与运动的关系：

1.）运动员施加力，使物体由静止变为运动。力改变了它的运动状态。

2）足球在地面上滑动，运动方向上并没有力维持它的运动。

3）由于摩擦力，运动一段时间又静止。力又改变了它的运动状态。

【巩固练习3】

下列说法正确的是（

）

A．物体不受力作用就一定静止

B．物体不受力作用就一定是匀速直线运动

C．物体受力才能运动

D．以是说法都是错误的

答：D．

老师：牛顿第一定律除了给我们指明了力和运动关系外，对我们还有其他重要的启示。我们再回过头来分析“牛一”里另外几个关键词。我们来看定律里的一个关键词“迫使”

（ppt “迫使”高闪）

问：“迫使”怎样理解？如果某件事是迫使你去做的说明什么？

答：说明本来是不愿意改变的。说明物体有一种总想保持原来运动状态不变的性质。这种性质给它个名称叫惯性。【板书惯性】【ppt】又因为这是牛顿第一定律给买描述的性质，所以牛顿第一定律又叫惯性定律。

说明：但是要注意惯性定律与惯性有本质的区别：

定律是在一定条件下所得到的结果。惯性定律就是在满足不受力的条件下，物体所遵从的运动状态。

惯性是性质。从牛顿第一定律里的“一起”、“总”（ppt “一起

”“总”高闪）字眼我们可以知道，这是一切物体都具有的性质。是物体的固有属性，无需任何条件，一切物体都有惯性。所谓“固有”是指与生俱来的、天生的。无论物体处于什么状态、什么环境位置；无论它是液体还是气体还是固体。

【生活中的惯性现象】（ppt）汽车刹车人往前倾。

问：同学们能否用惯性来解释这一现象呢？

学生回答：

4

指导分析惯性的方法：首先说明研究对象原来是什么状态，然后指出哪一部分由于力的原因改变了状态，而另一部分因为惯性保持不变。

【巩固联系4】

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

[

] 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．

答D．

【课堂小结】：

1.首先要求学生在老师引导下自行总结：

引导一：通过本堂课，对力与运动的关系有怎样的认识？

引导二：学到了什么样的科学研究方法？

引导三：学到了怎样的科学精神？

2.老师补充：

1）对于力和运动的认识，经历了起初的仅凭经验的论断，到2000多年后伽利略通过理想斜面实验得出正确结论。从中我们可以体会到，对客观事物的正确认识需要人们经过由表及里，由片面到全面漫长而艰难的过程。伽利略提出的理想实验法，使人类的认知水平达到了一次值的飞跃。在没有这种研究方法之前，人们能够做什么实验，就得出什么结论。甚至观察到什么现象就得出什么认识。而理想实验法，开创了一种更先进的科学研究方法。可以说，正是有了这个研究方法，我们的近现代物理才得以飞速的发展。从伽利略的那里我们不仅学到了重要的研究方法，还可以学到他那种为探索真理敢于挑战陈旧观念，孜孜不倦的精神。

2）通过牛顿第一定律的学习，我们明确了力与运动的关系。知道了一切物体都具体的性质，惯性。牛顿第一定律尽管这样牛顿却说，”他的成就，只不过就想小孩在海滨玩耍，偶尔捡到几片闪亮的贝壳而已。他还把的成就归结于他总是站在巨人的肩上。”他的这样谦逊的精神永远值得后人敬仰和学习。

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