必修一4-1《牛顿第一定律》案例

教学设计

第四章力和运动

第一节、伽利略的理想实验与牛顿第一定律

【教学目的】1. 使学生了解牛顿第一定律。

2. 使学生领会得出牛顿第一定律的科学方法。

【教学重点】牛顿第一定律。

【教学方法】讲授法。

【教具】斜面，上车，长木板，毛巾，棉布，气垫导轨装置。

【教学过程】（一）引入新课

引导学生回忆前面讲过的知识：力可以使静止的物体运动，可以改变物体的速度，力是改变物体运动状态的原因

提问：如果物体不受力的作用，情况将会怎样？

（二）新课教学

1. 演示实验：装置如图9－1－1所示。

注意：(1)用同一小车做三次实验，每次都使小车从静止开始由同一斜面的顶端下滑，保持小车滑到三种水平表面时的初速度相同；(2)告诉学生由于水平表面的材料不同，小车沿水平面运动时受到的摩擦阻力不同，沿毛巾表面运动受到的阻力最大，沿水平木板运动受到阻力最小。

演示结果：在第一次实验中，小车沿垫着毛巾的水平表面滑行，阻力f最大，滑行的距离最短，运动的时间也最短，显然速度减小得最快。在第二次实验中，小车沿垫着棉布的水平表面滑行，阻力f比第一次实验小了，滑行的距离和运动时间也都延长了。第三次实验中，小车阻力最小，车滑行的距离和运动的时间都最长，小车速度减小得最慢。可见，实验证明，阻力越小，小车滑行的距离越长，运动的时间也越长，其速度减小得越慢。

2. 科学的推论：300年前，伽利略在类似上述实验的基础上进一步推理得出：在理想情况下，如果表面绝对光滑，阻力等于零，物体的速度将不会减慢，将以恒定不变的速度永不停息地运动下去。科学家笛卡尔补充了伽利略的结论：如果物体不受任何力的作用，不仅速度的大小不变，而且运动方向也不变，将沿原方向匀速运动下去。

讲到这里，教师可补充气垫导轨实验，这是一个可将摩擦力减到最小的实验。使学生进一步领会到在不受外力的情况下，运动物体将会做匀速直线运动的情况。

3. 牛顿第一定律：牛顿在前人研究的基础上总结得出牛顿第一定律：一切物体在没有受到外力作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。

定律的前半句为定律成立的条件，“不受外力”；后半句是定律的结论，物体的“运动状态不变”。

“保持静止状态或匀速直线运动状态”，说的是：当物体不受外力时，原来静止的物体将永远保持静止状态；原来运动的物体，将永远保持匀速直线运动状态。速度的大小和方向都不变化。

牛顿第一定律是阐述物体运动规律的三大定律之一。定律说明运动不是靠力来维持的，力是改变运动状态的原因。

教师应明确指出，我们周围的物体，都受到这个力或那个力的作用，不可能给物体创造一个不受外力的条件，因此不可能用实验来直接证明牛顿第一定律。但是这个定律是在大量经验事实和某些间接实验的基础上，通过科学推理概括出来的，从定律得出的一切推论都经受住了实践的检验，牛顿第一定律已成为大家公认的力学基本定律之一。

（三）巩固新课

课上阅读课文，记住牛顿第一定律的内容，提问学生，当堂复述。

（四）布置作业阅读课文及教科书第111页《牛顿的故事》。

【板书设计】

一、牛顿第一定律

1. 演示实验

画出图9-1-1。

2. 科学的推论

(1)伽利略的推论：运动物体若受到的阻力为零，速度将不会减慢，将以恒定不变的速度永远运动下去

(2)笛卡尔的补充推论：如果运动物体不受任何力的作用，不仅速度的大小不变，运动的方向也不变化。将沿原来的方向匀速运动下去。

3. 牛顿第一定律

一切物体在没有受到外力作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。