牛顿第一定律课堂实录

牛顿第一定律课堂实录（高中）

1教学目标

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、理解惯性的概念，会正确解释惯性现象。

过程与方法

1、体验伽利略理想实验的推理过程，理解理想实验是科学研究的重要方法。

2、通过实验加深对牛顿第一定律的理解。

3、观察生活中的惯性现象。

情感、态度与价值观

通过亚里士多德和伽利略对力和运动关系的不同认识，通过对笛卡儿的推论和牛顿第一定律的比较分析，了解人类认识事物本质的曲折性。感悟科学是人类进步的不竭动力。

2教学重难点

教学重点

对牛顿第一定律和惯性的正确理解；科学思想的建立过程

教学难点

力和运动的关系，惯性和质量的关系

3教学过程

3.1 第一学时

教学活动

活动1【导入】教学过程

教学过程

新课导入：同学们我们来做一个小实验，把课本放在头上静止不动，另一个学生轻轻地在后面推你一下，我们会看到什么现象？（情景创设，引入新课）

学生们在自己的位置做实验

学生：课本从头面掉下去。

老师：为什么会发生这样的现象？

学生：因为惯性，人往前走，书要保持原来的静止状态，所以书从头后面掉了下来。

老师：这就是我们初中已经学习过的牛顿第一定律，那么，它是在什么背景下提出的呢？惯性与什么因素有关呢？带着这样的疑问，我们来共同探讨和学习这一节（牛顿第一定律）

新课展示

一、力和运动有什么关系呢？

1、亚里士多德

【阅读与思考】

结合课本68页的内容，组织学生思考、讨论并引导学生得出下列问题的答案。（1）老师：古希腊哲学家亚里士多德的观点是什么，他凭什么得出观点的？学生：力是维持物体运动的原因；观察、直觉和经验。

老师：这个错误观点由于符合人们的主观感觉和经验，在将近两千年的时间里，没有人对此提出质疑，在水平方向运动的物体真的需要力吗？伽利略对此提出了质疑。

老师：造成亚里士多德得出错误观点的原因是什么？

学生：由于忽略了摩擦阻力的影响。

最先悟出这一原因的是17世纪意大利的物理学家伽利略。他观察到，在推力作用下运动的小车，撤去推力后，小车并不是立刻停止，而是运动了一段时间才停下来的。撤去推力，小车仍可以运动，这就说明：“力是维持运动的原因”这一观点，并不是力和运动的真正关系。为了找出力和运动的真正关系，伽利略巧妙的设计了一个实验（初中学过斜坡实验），这个实验把他深邃的思想和超人的睿智体现的淋漓尽致，那么，这到底是一个什么样的实验呢？

2、伽利略的实验

（1）实验过程

（画图展示：层层设问，步步深入，让学生经历伽利略的思考过程，体验理想实验的科学研究方法）

装置介绍：两个对接的粗糙斜面，中间用圆弧相连。

老师：让小球从一个斜面的某一个高度静止释放，小球的运动情况如何？试描述出来。

生：小球滚上另一个斜面，到不了原来的高度就返回了，然后在两个斜面间往返运动，高度越来越低，最终停在斜面的低端。

老师：小球为什么达不到原来的高度，而且最终又停下来呢？

学生：受到摩擦阻力的作用。

老师：设想斜面光滑，没有摩擦，小球的运动情况如何呢？

学生：小球将达到跟原来同样的高度，然后在两个斜面间往返运动，永不停息。老师：如果减小第二个斜面的倾斜度，小球的运动情况如何？和前一次有什么异同呢?

学生：小球依然达到同一高度，但经过的路程会更长，用的时间也更长。

老师：推想：如果持续减小第二个斜面的倾斜度，小球的运动情况如何呢？

学生：小球仍会达到同一高度，只是走的路程越来越长，所需的时间越来越长，老师：当第二个斜面变成水平面时，小球的运动情况如何呢？

学生：小球将沿着光滑的水平面一直运动下去，永不返回。

师生总结：小球在水平方向上不受力，仍可以运动，这就说明：运动并不需要力来维持。伽利略由此得出结论：力不是维持运动的原因。

【过渡引导】

伽利略实验的整个过程，都是在假设斜面光滑没有摩擦的前提下进行的，而绝对光滑的斜面是不存在的，所以说伽利略的实验是一个理想实验。那么什么是理想实验呢？

（2）理想实验

在学生稍加讨论后，给出理想实验的概念。

理想实验是在思想中塑造的一种理想过程。它是以科学实验为基础，以科学事实为根据，突出主要因素，排除次要因素，运用逻辑推理，揭示物理世界的内在联系，发现物理规律。这是科学研究的重要方法。

【过渡引导】

在伽利略实验的基础上，法国科学家笛卡尔，对力和运动的关系做了进一步的推论，他的观点是什么？

学生：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。

在伽利略和笛卡尔工作的基础上，英国科学家牛顿对他们的观点做了进一步的补充、完善和总结，提出了牛顿第一定律。

二、牛顿第一定律

1、概念

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。

2、意义

①说明了物体不受力时的状态：匀速直线运动状态或静止状态。

②说明了力的作用：力是改变物体的运动状态的原因，力是产生加速度的原因。

③揭示了一切物体都具有的一种固有属性——惯性，因此，牛顿第一定律又叫做惯性定律。

【过渡引导】

那么什么是惯性呢？（根据牛顿第一定律得出惯性的定义。）

三、惯性

1、定义：物体保持匀速直线运动状态或静止状态的特性。

2、说明：

①一切物体都有惯性，惯性是物体的固有属性。

(为更好的理解“一切”和“固有”，设计以下几个问题)

问题：地球上的物体有惯性，太空中的物体有惯性吗？

问题：人行走时有惯性，静止时有惯性吗？

问题：请同学们列举一些生活中有关惯性的例子并做出解释。

②惯性是物体的固有属性，那么惯性有大小吗？（演示实验：手中平放一个乒乓球，（让一个学生配合演示）用嘴吹气，观察实验现象。然后，再拿一个铁球，做同样的实验，观察实验现象。

乒乓球和铁球运动起来的难易程度不同。

师生总结：质量不同的物体，保持原有运动状态的本领是不同的，质量越大，保持原有运动状态的本领越大，就说物体的惯性越大；相反，惯性越小。可见，物体的惯性是有大小的，并且质量是物体惯性大小的唯一量度。

结论：质量是物体惯性大小的唯一量度，与速度和受力无关。

练习：1kg的铁块、1kg的木块、1kg的棉花，谁的惯性最大？

师生总结

学生总结：（这节课我学到了什么？）

教师总结：通过亚里士多德和伽利略对力和运动关系的不同认识，通过对笛卡尔的推论和牛顿第一定律的比较分析，我们知道了，人类对事物或规律的认识，并不是一蹴而就，一步到位的，而是经历着一个步步深入、逐步完善的曲折的过程。反馈练习

1、判断下列哪些说法正确（ A ）

A.两个质量相同的物体，不论速度大小如何，它们惯性大小一定相同。

B.物体不受力时有惯性，受力时没有惯性。