高中物理牛顿第一定律

第一节牛顿运动第一定律

教学目标：

一、知识目标

1、知道理想实验是科学研究的重要方法；

2、知道牛顿第一定律的建立过程；

3、理解牛顿第一定律的内容和意义；

4、知道什么是惯性，会正确解释有关现象；

5、正确理解力和运动的关系；

二、能力目标

培养学生的观察能力，抽象思维能力、应用定律解决实际问题的能力及客观公正评价事物的能力。教学重点：牛顿运动第一定律、惯性

教学难点：对牛顿运动第一定律、惯性和理想实验的正确理解

教学用具：多媒体电脑、数据/视频投影仪、实物展台、鸡蛋(生的、熟的各一只)、装满水的瓶子、蜡块、铜块。

教学步骤：

一、导入新课

【演示实验】分别让两只鸡蛋旋转，再迅速按住，使蛋停下又立即松手，一只不动，另一只却能继续旋转。

【提问】猜猜看，两只蛋有何不同？

【设疑】猜想是否正确？为什么两只蛋会出现两种不同的现象？从这节课开始研究与此有关的内容。这一章我们要学习的就是牛顿运动定律。今天我们学习第一节牛顿运动第一定律。

二、新课教学

【提问】放在讲台上的书，处于静止状态：怎样才能让书运动起来呢？（学生答：要用力去推它）

【师讲】从这个例子很容易得到：物体要运动，需要对它施加力的作用，力是使物体运动的原因吗？

这是一个运动和力的关系问题．这个问题在2000多年前人们就对它进行了研究，下面我们来回顾一下

历史。

1、历史的回顾：

①请同学们阅读课文有关内容，并回答下列问题。

a、在研究力和运动的关系上有哪些代表人物？

b、每位科学家对力和运动的关系是如何认识的？

c、伽利略是如何证明其观点的？

②历史上几位代表人物关于力和运动关系的看法。（学生回答）

亚里士多德的观点：必须有力作用在物体上，物体才能运动，没有力的作用，物体就要静止下来。

伽利略的观点：在水平面上运动的物体所以会停下来，是因为受到摩擦阻力的缘故。

笛卡儿的观点：如果没有其他原因，运动的物体将继续以同一速度沿着一条直线运动，既不会停下来，也不会改变原来的方向。

【设问】伽利略是如何得出结论的呢?

【演示】伽利略针和单摆实验及模拟实验。

【结论】改变悬点的高度，摆球仍能上升到原来的高度。

【演示】模拟伽利略的理想试验。

理想实验：以可靠的事实为基础，突出主要因素、忽略次要因素，通过抽象思维深刻揭示自然规律。

伽利略通过以可靠的事实为基础,经过抽象思维的理想实验,从而推翻了亚里士多德的观点！指出了：力不是维持物体运动的原因。伽利略的这种把可靠的事实和深刻的理论思维结合起来的理想实验,是科学研究中的一种重要方法。

没有摩擦的情况是很难实现的，现代技术给我们提供了阻力很小的条件．我们来看一下气垫实验．【播放录像】气垫导轨实验

【提问】伽利略通过理想实验得到了结论，但定律为何不以伽利略的名字命名？对于力与运动的关系问题还有谁作出过贡献？

法国科学家笛卡尔补充和完善了伽利略的论点，提出：如果没有其它原因，运动的物体将继续以同一速度沿着一条直线运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向。伽利略和笛卡尔对物体的运动作了准确的描述，但是没有指明原因是什么，这个原因跟运动的关系是什么。牛顿总结了前人的经验，指出了加速和减速的原因是什么，并指出了这个原因跟运动的关系，这就是牛顿第一定律。

2、牛顿第一定律：

（1）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。（2）含义：

a: 物体在不受力时,总保持匀速直线运动状态或静止状态。力不是维持运动的原因。

b: 物体运动状态的改变需要外力。力是改变物体运动状态原因。

c: 一切物体都有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质，这种性质叫做惯性。所以说一切物体都有惯性。

【播放录像】惯性

（3）惯性：

物体的这种保持原来的匀速直线运动或静止状态的性质叫惯性，所以牛顿第一又叫惯性定律。

a:一切物体都具有惯性；

b: 惯性不是力，是物体的固有属性，不论物体处于什么状态，都具有惯性。

c: 惯性只与物体的质量有关。与运动与否、速度大小、所受外力无关。质量是物体惯性大小的唯一量度。

（4）深入：

【提问】现实中有不受力的物体吗？

【师讲】不受外力作用的物体是不存在的。牛顿第一定律所描述的物体不受外力的状态，是一种理想化状态。这种状态虽不能实现，但在现实中却可以用合力为零的状态来代替它，或者说合力为零与不受外力是等效的。这时仍可以正确地反映出力和运动的关系：力不是维持物体速度的原因，而是改变物体运动速度的原因，这样就使得牛顿第一定律在实际应用中有了实际意义。

3：巩固训练：

三、小结

（一）历史的回顾：

亚里士多德→伽利略→笛卡尔→牛顿

（错误）（片面）（完善）（总结）

（由以上研究历程可以看出一个科学结论有时要经过漫长的过程才能最终得出，说明人类认识世界的长期性和艰巨性）

（二）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。

1、物体不受外力时的运动状态是匀速直线运动或静止。

2、一切物体都有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质——惯性，惯性是物体的固有性质。

3、外力的作用迫使物体改变原来的运动状态。

（三）客观公正的评价事物

四、思考题：（选讲：由时间决定）

运用牛顿第一定律解释现象：装满水的瓶子中放一块蜡块和一块铜块，使瓶子由快速运动状态立即到静止状态，解释所观察到的现象。