1. 牛顿第一定律课程导入

牛顿第一定律

江阴市第一中学

王鹤新

引课：

将“以140公里速度扯掉这块桌布后，下一幕简直是惊呆了”的震撼视频进行引课，第一，视频中的实验现象与授课主题是遥相呼应的；第二，视频中的实验现象在音乐伴奏下给学生带来足够的视觉冲击；第三，视频中的实验现象刻意以经典的牛顿画面结尾，配以“静止状态的物体始终保持静止状态，”的文字注解，简洁而富有新意，顺理成章地致敬经典—牛顿第一定律。

最终之所以能够定格在牛顿画面，是因为“苹果与餐具基本还留在原地”。那为什么“苹果与餐具基本还留在原地”，这得从“力与运动”的关系说起，而“力与运动”的关系前人们经历了一个漫长而曲折的探索过程。今天，让我们一起踏着前人们的足迹去揭开那段尘封已久的历史。

代表人物之一：亚里士多德。亚里士多德凭借直觉与经验，得出谬论：必须有力作用在物体上，物体才能运动，没有力的作用，物体就静止在一个地方。也就是说：“力是维持物体运动的原因”。谬论竟维持了近2000年之久，简直无法想象。其实，是因为受到当时历史的局限性，亚里士多德所处的那个时代就决定了他对许多物理问题的认识是不可能通过科学的方法得到正确答案的。即便如此，也并不妨碍亚里士多德的贡献与权威。

亚里士多德：他的著作是古代的百科全书，内容涉及到哲学、伦理、历史、逻辑、心理、语言、政治、法律、诗学、经济、教育以及物理、动物、天文等各个学科。

马克思：最伟大的哲学家。 恩格斯：他是“最博学的人”。 哈佛校训：与柏拉图为友，与亚里士多德为友，更与真理为友。

那么，真正让亚里士多德误入歧途的“罪魁祸首”是无形的摩擦力，而最早意识到无形的摩擦力的代表人物是意大利伟大的科学家伽利略。虽然亚里士多德是权威，但是伽利略并不迷信权威，而且敢于挑战权威，敢于追求真理，进而推翻亚里士多德的观点，伽利略究竟是怎样推翻的呢？

首先他注意到：当一个球沿斜面向下运动时，速度增大；沿斜面向上运动时，速度减小。

接着大胆猜想：球沿水平面运动，速度不增不减。

但是，即使沿水平面运动，球也越来越慢，最后停下来；而且他还观察到：表面越光滑，球便会运动得越远。

于是大胆推断：若没有摩擦阻力，球将永远运动下去。

若没有摩擦阻力，现实实验能实现吗？现实实验不能实现的地方，思维向前一步。伽利略为了说明他的思想，设计出了著名的“理想实验”。邀请一位同学合作，再现伽利略“理想实验”的思维过程。

师：首先，让小球沿斜面从静止向下运动，小球冲上另一个斜面，设问：有没有到达相同的高度，为什么？

师：若没有摩擦阻力呢？

生：小球将上升到原来的高度。

师：然后减小第二个斜面的倾角，小球仍将到达同一高度，但这时要运动得远些。

继续减小第二个斜面的倾角，小球仍将到达同一高度，但要运动得更远些。

见证奇迹的时刻：若将第二个斜面的倾角减为0，即将斜面放水平，师：小球还想不想到达1

同一高度？能不能到达同一高度？那小球将到达多远的位置？无限远，得出的结论是：小球将永远运动下去，却不需要力来维持。也就是说：力不是维持物体运动的原因。

理想实验之所以叫做理想实验，是因为不可能没有摩擦阻力，也不可能把斜面做得无限长。

理想实验的魅力究竟在哪里？在可靠事实的基础上进行合理的逻辑推理。

从亚里士多德到伽利略经历了近2000年，物理学徘徊不前。从伽利略到爱因斯坦，只经历了300年，物理学大厦已初步建立，大师辈出。这都得益于伽利略的实验研究方法。伽利略被誉为“近代科学之父”，爱因斯坦：

代表人物：笛卡尔法国科学家持怎样的观点？

如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动，既不停下来也不偏离原来的方向。

与伽利略相比：笛卡尔进行了怎样的补充和完善呢？

1.进一步明确了物体的运动形式—匀速直线运动；

2.不局限于水平方向，而是任意方向。

他认为应该成为一个原理，当然不是一个定律

如果说我看得比别人更远些，那是因为我站在巨人的肩膀上。牛顿在伽利略和笛卡尔的工作基础上，提出了牛顿第一定律，出自《自然哲学的数学原理》

与笛卡尔相比：又进行了怎样的补充和完善呢？

1.

运动形式更全面，从匀速直线运动状态到匀速直线运动状态或静止状态；2.提出了力的概念—力改变物体的运动状态

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它改变这种状态。

一切物体：

总保持：物体具有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质（本领、能力）。这种性质把它叫做惯性。

保持：说明前后的运动状态相同；匀速直线运动状态的保持匀速直线运动状态；静止状态的保持静止状态。

匀速直线运动状态或静止状态：两种不同的运动状态—运动状态在运动学中用物理量速度来表示

除非：转折词，不受力与受力的转折，

这种状态—匀速直线运动状态或静止状态

运动状态的改变实质是速度的改变

牛顿第一定律提出了两个重要的物理概念—惯性与力

不受力时，惯性越大，物体保持原来原来运动状态的本领越大；受力时，运动状态的改变就越困难；

不受力时，惯性越小，物体保持原来原来运动状态的本领越小；受力时，运动状态的改变就越容易。

惯性与什么因素有关呢？探究实验：

质量是衡量惯性的唯一量度，质量是物体的固有属性，因此，惯性也是物体的固有属性，所以与物体的受力、运动状态、物体的种类等统统无关。

与开头呼应，视频回放慢镜头—用已学过的知识解释“苹果与餐具基本还留在原地”。

体验：撕纸游戏

物理来源于生活，回归于生活。生活中许许多多物理现象都与惯性息息相关。重回开始的几张照片，也有防止惯性造成危害的。现场模拟

最后总结

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