1. 牛顿第一定律ppt配套的教学设计方案

1. 牛顿第一定律

学

习

目

标

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．(重点)

3．理解力和运动的关系，知道物体的运动不需要力来维持．(重点) 4．理解惯性的概念，知道质量是惯性大小的量度．(难点)

从

亚

里

士

多

德

到

伽

利

略

知

识

脉

络

[先填空] 1．亚里士多德

运动有两类：一类是天然运动，这类运动无需外力帮助，自身就能实现；一类是受迫运动，这类运动必须依靠外力来维持．

2．伽利略

地面上的物体会停下来，是因为受到了摩擦力，如果没有摩擦力，物体会永

远运动下去．

[再判断] 1．亚里士多德认为，做受迫运动的物体，外力一旦消失，受迫运动也就停止了．(√) 2．伽利略的实验为理想实验，无法在实验室中验证，因此，它是不准确的．(×) [后思考]

伽利略和亚里士多德对“力和运动关系”的观点的最本质区别是什么？

【提示】

两人所持观点的最本质区别是力在“维持”还是“改变”运动．亚里士多德认为力是维持物体运动的原因；伽利略认为物体的运动不需要力来维持，而力是改变物体运动的原因．

[合作探讨] 如图3-1-1所示，让一个小球从斜面上同一位置滑下，斜面末端分别放毛巾、木板和玻璃板，让学生仔细观察实验现象．

图3-1-1 探讨1：实验观察到的现象是什么，说明了什么问题？

【提示】

斜面末端的接触面越光滑，小球滑动的距离越远，说明摩擦力是阻碍物体运动的原因，因为摩擦力的存在使物体运动状态发生了变化．

探讨2：如果没有摩擦力的作用，小球又将会怎样运动呢？

【提示】

如果没有摩擦力的作用，物体将永远运动下去．

[核心点击] 1．17世纪前对运动和力的关系的认识

(1)亚里士多德的观点：力是维持物体运动的原因．

(2)根据：有力作用在物体上，物体才运动；没有力的作用，物体就要静止在一个地方．

(3)方法：观察＋直觉(由生活经验得出直观印象)．

2．伽利略的理想实验

(1)基本观点：在水平面上运动的物体之所以会停下来，是因为受到摩擦阻力．力是改变物体运动状态的原因，运动并不需要力来维持．

(2)根据：理想实验．

(3)方法：实验＋科学推理(将可靠事实和理论思维结合起来)．

3．意义

(1)伽利略用“实验＋科学推理”的方法推翻了亚里士多德的观点．

(2)第一次确立了物理实验在物理研究中的基础地位．

(3)揭示了力不是维持物体运动的原因．

(4)“理想实验”在自然科学的理论研究中有着重要的作用．但是，“理想实验”只不过是一种逻辑推理的思维过程，它的作用只限于逻辑上的证明与反驳，而不能用来作为检验认识正确与否的标准．相反，由“理想实验”所得出的任何推论，都必须由观察或实验的结果来检验．

理想实验有时能更深刻地反映自然规律．伽利略设想了一个理想实验，如图3-1-2所示的斜面实验，其中有一个是实验事实，其余是推论．

图3-1-2 ①减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上仍然要达到原来的高度．

②两个对接的斜面，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，小球将上升到原来释放时的高度．

④继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平面，小球要沿水平面做持续的匀速运动．

请将上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列________(只要填写序号即可)．

在上述的设想步骤中，有的属于可靠的事实，有的则是理想化的推论．下列关于事实和推论的分类正确的是

(

)

A．①是事实，②③④是推论

B．②是事实，①③④是推论

C．③是事实，①②④是推论

D．④是事实，①②③是推论

【解析】

体会伽利略的理想实验，可知顺序排列为②③①④，分类正确的是B.

【答案】

②③①④

B [迁移1]

(多选)在力学理论的建立过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献．关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是(

) A．伽利略认为力不是维持物体运动的原因

B．亚里士多德认为物体的运动不需要力来维持

C．牛顿最早指出力不是维持物体运动的原因

D．伽利略认为力是改变物体运动状态的原因

【解析】

伽利略认为力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因，A、D正确，C错误．在历史上，亚里士多德认为力是维持物体运动的原因，他的观点是错误的，B错误．

【答案】

AD [迁移2]

做自由落体运动的物体，如果下落过程中某时刻重力突然消失，物体的运动情况将是(

) A．悬浮在空中不动

B．速度逐渐减小

C．保持一定速度向下做匀速直线运动

D．无法判断

【解析】

物体自由下落时，仅受重力作用，重力消失后，物体将不受力，物体将保持重力消失时的瞬时速度做匀速直线运动．因此，选项C正确，选项A、B、D均错误．

【答案】

C

理想实验与真实的科学实验

1．两者有原则性的区别．

2．真实的科学实验是一种实践活动，而理想实验则是一种思维活动．

3．真实的科学实验是可以实现的实验，而理想实验是由人们在抽象思维中设想出来而实际上无法做到的实验．

牛

顿

第

一

定

律

惯

性

[先填空] 1．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，直到有外力迫使它改变这种状态为止．

2．惯性：物体具有保持匀速直线运动或静止状态的性质，这种性质叫惯性，是物体的固有属性．牛顿第一定律也叫惯性定律．

3．惯性的量度：质量是惯性大小的唯一量度，质量越大，物体的惯性越大，物体运动状态越难改变．

[再判断] 1．牛顿第一定律是实验定律．(×) 2．物体只有静止或做匀速直线运动时才有惯性．(×) 3．力无法改变物体的惯性．(√) [后思考]

1．牛顿第一定律是通过实验得出来的定律吗？

【提示】

不是，牛顿第一定律是一种理想化情况，是在实践的基础上加以科学推理总结出的一个规律．

2．运动状态的变化体现在哪方面？运动状态不变的意义是什么？

【提示】

运动状态的变化体现在速度上，运动状态不变是指物体的速度不发生变化．

[核心点击]

1．运动状态变化的三种情况

(1)速度的方向不变，只有大小改变．(物体做直线运动) (2)速度的大小不变，只有方向改变．(物体做匀速圆周运动) (3)速度的大小和方向同时发生改变．(物体做曲线运动)

2．对牛顿第一定律的理解

(1)明确了惯性的概念

牛顿第一定律的前半句话“一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态”，提示了物体所具有的一个重要的属性——惯性，即物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质，牛顿第一定律指出一切物体在任何情况下都具有惯性．因此牛顿第一定律又叫惯性定律．

(2)揭示了力和运动的关系

牛顿第一定律的后半句话“除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态”，实质上是揭示了力和运动的关系，即力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动的原因．

(3)反映了物体不受外力时的运动状态

匀速直线运动或静止(即原来运动的保持其速度不变，原来静止的保持静止)．不受外力作用的物体是不存在的，但物体所受外力的合力为零与不受外力在效果上是等效的，这就使牛顿第一定律具有了实际意义．

3．对惯性的理解

(1)惯性是物体的固有属性，惯性不是—种力．

(2)任何物体在任何情况下(不管是否受力，不管是否运动或怎样运动)都具有惯性．

(3)惯性的大小只由物体的质量决定，与其他因素无关，切勿认为物体的速度越大，惯性越大．

(4)惯性与惯性定律不同．惯性是万物皆有的保持原运动状态的一种属性，惯性定律则是物体不受外力作用时的运动定律．

(多选)关于牛顿第一定律，下面说法中正确的是(

) A．牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时物体的运动规律

B．牛顿第一定律就是惯性

C．不受外力作用时，物体运动状态保持不变是由于物体具有惯性

D．运动的物体状态发生变化时，物体必定受到外力的作用

【解析】

惯性是物体的固有性质，惯性大小仅由物体的质量决定，与物体是否受力及物体的运动状态无关．而惯性定律指物体在不受外力作用(合外力为零)的条件下所遵守的运动规律，它指出了力是改变物体运动状态的原因，而不是产生或维持物体运动的原因．总之，惯性和惯性定律是两个不同的概念，但惯性定律揭示出物体具有惯性．故选A、C、D.

【答案】

ACD [迁移3]

下列说法正确的是(

) A．牛顿第一定律是科学家凭空想象出来的，没有实验依据

B．牛顿第一定律无法用实验直接验证，因此是不成立的

C．理想实验的思维方法与质点概念的建立一样，都是一种科学抽象的思维方法

D．由牛顿第一定律可知，静止的物体一定不受外力作用

【解析】

牛顿第一定律是在理想实验的基础上经过合理归纳总结出来的，但无法用实验来直接验证，故A、B错误；理想实验的思维方法与质点概念的建立相同，都是突出主要因素、忽略次要因素的科学抽象的思维方法，故C正确；物体静止时不受外力或合外力为零，故D错误．

【答案】

C [迁移4]

如图3-1-3，冰壶在冰面运动时受到的阻力很小，可以在较长时间内保持运动速度的大小和方向不变，我们可以说冰壶有较强的抵抗运动状态变化的“本领”．这里所指的“本领”是冰壶的惯性，则惯性的大小取决于(

)

图3-1-3 A．冰壶的速度

B．冰壶的质量

C．冰壶受到的推力

D．冰壶受到的阻力

【解析】

质量是物体惯性大小的唯一量度，B正确．

【答案】

B

惯性的两种表现形式

1．在不受力(或合外力为零)的条件下，惯性表现为保持原来的运动状态．

2．在受力条件下，惯性表观为运动状态改变的难易程度．