第十二章 第五节 牛顿第一定律

第五节 牛顿第一定律(学案)（课本第44页）
龙潭中学 九（ ）班 姓名 2011-10-02
【学习目标】
（1）理解牛顿第一定律的内容及其意义（重点）；
（2）探究摩擦阻力对运动的影响（重点）
（3）掌握推理法研究物理现象
（4）知道什么叫惯性，（重点）
（5）会用惯性的知识解释生活中简单的惯性现象（重点）
一、伽利略反驳亚里士多德
问题1：用手推车，车前进，停止用力，车停止。

维持物体运动需要力吗？有类似例子吗？请举例。

历史回顾：
早在2355年前，古希腊有一个名字叫做亚里士多德的著名科学家也提出过这样的问题，通过观察实验现象后，亚里士多德的指出：维持物体运动需要力。

这个实验太简单明显了，就像警察叔叔凭借明显线索引出错案一样，明显的实验现象有时候会把人们引向错误的判断。

亚里士多德的这一观点一直控制和统治人们的思想近两千年，直到三百年前伟大的现代科学之父伽俐略才指出：维持物体运动不需要力。

伽利略做了如下的探究实验反驳亚里士多德的观点： 设问：现在假设你是伽俐略，你会寻找怎样的“侦察”方法去推翻这维持两千年的“错案”。

引起亚里士多德错误观点的“罪魁祸首”是什么呢？
探究摩擦阻力对运动的影响，观察下列实验现象回答（1）─（7）题
推理：如果运动物体不受力，速度 ，它将 。

（1）实验中的小车要保持 ； （2）木板斜面与水平桌面的夹角要保持 ； （3）每次要控制小车从 下滑； （4）小车要保持同一高度是为了让小车滑到底部的 相同； （5）伽利略用这个实验来反驳亚里士多德的“ ”的观点； （6）设计表格记录实验结果 （7）比较实验结果得到结论：平面越光滑，小车受到的阻力 ， 小车速度减小得 ，小车运动的距离 ； h
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二、什么叫惯性？
问题2：牛顿第一定律说：“一切物体总保持静止状态或者匀速直线运动状态，除非作用在物体上面
演示1（1 （2演示2（1（2 对惯性的理解应该要把握：
1、惯性是物体固有的属性，惯性的存在是无条件的,无论物体处于什么状态都具有惯性(存在性)；
2、质量是惯性大小的唯一的度量，惯性与物体的形状、速度、受力与否都没有关系（决定性）；
3、质量大，惯性大，运动状态难改变；质量小，惯性小，运动状态易改变（状态改变的难易性）；
4、惯性不是力，惯性是物体属性，力是物体间的相互作用。

三、惯性与惯性定律的区别（请阅读《达标检测》第32页）
1、“惯性”是指物体固有的属性；“惯性定律”即牛顿第一定律，揭示物体的运动规律
2、不管受力不受力“保持静止状态或匀速直线运动状态”是物体的惯性。

3、惯性定律则揭示物体受外力时，外力迫使这种运动状态发生改变，但惯性仍然不变。

四、惯性有利也有弊
1.利用惯性可以：①拍打衣服上的尘土；②套紧松动的锤把；③甩干洗手后水份；④用扬场机选种
2.控制惯性危害：①乘车时要坐好扶稳；②驾驶员和前排乘客必须使用安全带；③汽车要安装气囊
※课堂练习※ 考点1：惯性有利的应用和惯性危害的防止
1、下列行为中涉及利用惯性的是（ ）
A.汽车突然起动，人会后仰
B.飞船返回舱落地前要打开降落伞
C.离弦的箭继续飞行
D.汽车相碰撞时，安全气囊打开
2、下列行为中属于防止惯性危害的是（ ）
A 跳远运动员的助跑
B 用力可以将石头甩出很远
C 骑自行车蹬几下后可以让它滑行
D 车辆行使要保持距离；
考点2：会用惯性的知识解释生活中简单的惯性现象
1、许多交通事故造成的伤害与损失，是与惯性有关的，为了减少此类事故的发生，在交通管理法中有很多要求和措施，请你至少写出3个：
※课后作业※《达标训练》第31-34页 惯性── 一切物体都具有保持原有静止或运动状态不变的特性叫惯性 举例：飞机投弹
考点3：用常见物体做探究惯性的简单实验
考点4：利用实验法和推理法研究物理现象
1、小思同学利用下图所示的实验探究力和运动的关系，
2、某同学利用下图所示的实验装置探究力和运动的关系，
装置中的“V ”字形斜面光滑无摩擦，“V ”字形斜面 两边的夹角可以自由调整。

（1）实验中的小球要保持 ；
（2）左斜面与水平桌面的夹角要保持 ；
（3）每次要控制小车从 下滑；
（4）小车要保持同一高度是为了让小车滑到底部的
相同；（5）因运动趋势要求等高，“V ”字形斜面夹角增大时，
小球运动的距离
； （6）当右斜面转动至水平位置时（如图C ），你可以进行
大胆推理：
2、在水平路上行驶的汽车突然刹车，车上 的人会向前倾，以下说法正确的是（ ） A.人向前倾不能说明人具有惯性 B.人向前倾能说明人具有惯性 C. 人向前倾能说明车具有惯性 D. 人向前倾能说明人和车都具有惯性
考点6：利用牛顿第一定律分析力与运动的关系
2、下列说法中正确的是（ ）
A.力是产生速度的原因
B.力是维持速度的原因
C.速度大的运动物体状态很难改变
D. 力不是维持速度的原因， 而是改变速度大小或方向的原因
当用木棒猛击塑料板时，看到鸡蛋 ， 实验说明 。

2木块随小车一起向右运动， 当小车被挡板制动时，看到 的现象是 实验说明 。

（1）实验中的小车要保持 ； （2）木板斜面与水平桌面的夹角要保持 ； （3）每次要控制小车从 下滑； （4）小车要保持同一高度是为了让小车滑到底部的 相同； （5）小车在木板上面比在毛巾上面运动距离远，说明 ； （6）有什么办法能让小车在水平面上运动得更远呢？ （7）比较各组实验，你得到的结论是： 。

考点5：认识惯性 1、下列说法正确的（） A.运动的物体有惯性，静止的物体没有惯性 B.速度大惯性大,速度小惯性小 C.物体失重惯性消失，物体超重惯性出现 D.质量大惯性大,质量小惯性小 图a 图b 图c h h h ｛
h 1、下列说法中正确的是（ ） A ．物体不受力时静止，受力时运动
B ．物体静止时不受力，运动时受力，
C ．物体不受力时静止和运动并存
D ．力不是维持物体运动的原因，
而是改变运动状态的原因
第五节牛顿第一定律(教案)（课本第44页）
广州市从化区龙潭中学何燕飞 2011-10-02 【教材分析】
牛顿第一定律是牛顿定律的基石，正是因为它破除了长达近两千年的亚里士多德的错误，改变了人类的自然观和世界观，才导致牛顿第二定律得出。

与此同时，它本身还包含着力、惯性、和参考系这些极富成果的科学概念，成为物理学理论的支柱和基石。

另外，伽利略的研究过程蕴涵了重要的科学方法，教学中要引导学生领会牛顿第一定律的含义，充分说明伽利略“理想实验”的实验基础和推理过程，展示了伽利略斜面理想实验的猜想依据、推断结果这一思维过程，通过教学让学生明确运动和力的关系，提升对力、惯性、质量等基本概念的理解。

惯性是学生学习运动和力的基础，因其抽象难懂而成为难点。

新课标中本节内容对学生有以下基本要求：1．了解亚里士多德对力和运动关系的论述及存在的错误。

2．认识伽利略研究运动和力关系的思想方法，了解理想实验的作用。

3．知道速度是描述物体运动状态的物理量。

4．理解牛顿第一定律的内容，能够运用牛顿第一定律解释有关现象。

5．知道惯性是物体的固有属性，知道质量是物体惯性大小的量度。

6．运用惯性概念，解释有关实际问题。

【学生分析】
本节所述内容在初中课本上已涉及到，初中课本中用到的标题是惯性定律，所以学生已有一定的基础，关键是如何让学生加深对牛顿第一定律的理解。

对力和运动的关系，从日常经验出发，人们往往会产生错误的认识，所以使学生建立起运动改变的原因在于物体间的相互作用力的观点，不是轻而易举的事情。

在对惯性的学习中，这仍是学生难于理解的问题。

许多学生把物体具有保持匀速直线运动和静止状态的性质与物体在这种状态下的特点混为一谈。

【设计理念】
物理学是一门与自然、生活、技术进步和社会发展有着最为广泛联系的科学。

让学生封闭在既不联系自然，也不联系生产、生活，远离科学探究乐趣，甚至根本不可能存在的“思辩游戏”式的难题和怪题的牢笼之中，他们是不可能热爱物理课程的。

所以要让学生在体验中获得物理规律，在物理史实中领略思维的力量和美。

【教学目标】
1、知识与技能
（1）知道牛顿第一定律的内容及其意义；
（2）知道什么叫惯性，并会用惯性的知识解释生活中简单的惯性现象
2、过程与方法
（1）通过实验探究阻力对物体运动的影响，养学生严谨的逻辑推理能力，并作出归纳；
（2）通过对大量实例的分析，培养学生归纳、综合能力。

3、情感态度与价值观
让学生知道科学研究过程的艰难，领悟实验加推理的科学研究方法。

【教学重点】（1）知道牛顿第一定律的内容（2）知道物体的惯性
【教学难点】（1）惯性的理解，（2）惯性、惯性定律与牛顿第一定律三者区别与联系
【教学方法】物理史线索展示法，实验探究法，比较法，推理法，例举法，练习法
【教学用具】小车、木块、直尺、纸条、冲击摆、投影仪
【教学过程】
●提出问题，导入新课
老师：前面我们学习了匀速直线运动，上节课我们又学习了力，同学们请看：用手推车，车前进，停止用力，车停止。

维持物体运动需要力吗？有类似例子吗？请举例。

学生柏拉图，伟大的举世闻名的大哲学家柏拉图也有一个出名的学生叫亚里士多德，亚里士多德是亚历山大国王的老师。

亚里士多德是伟大的哲学家、思想家，物理学家、化学家、大教育家，一生当中写了一千多部著作，对科学做出了巨大的贡献，他老人家出名不是考学术，而是靠错误！错误太多了，因此就出名了。

他写了一本书叫做物理学，70%内容都是错误的！有同学可能会说错误的还叫物理学家吗？以爱因斯坦的观点来看牛顿的，70%也是错误的。

应该说亚里士多德做那个时代没人做必须有人来做的事情，文明总是在错误中前进这句话一点也没错！亚里士多德的物理学中就有这么一个通过实验得到的描述力和运动关系的错误结论。

演示1：用手推车，车前进，停止用力，车停止（用肉喂猫，猫会吃饱，停止喂肉，猫会饿）
通过观察实验现象后，亚里士多德的指出：维持物体运动需要力。

这个实验太简单明显了，就像警察叔叔凭借明显线索引出错案一样，明显的实验现象有时候会把人们引向错误的判断。

亚里士多德的这一观点一直控制和统治人们的思想近两千年，直到三百年前伟大的现代科学之父伽俐略才指出：维持物体运动不需要力。

伽利略做了如下的探究实验反驳亚里士多德的观点： 设问：现在假设你是伽俐略，你会寻找怎样的“侦察”方法去推翻这维持两千年的“错案”。

引起
亚里士多德错误观点的“罪魁祸首”是什么呢？
一伽利略反驳亚里士多德
探究摩擦阻力对运动的影响，观察下列实验现象回答（1）─（7）题
推理：如果运动物体不受力，速度 ，它将 。

（1）实验中的小车要保持 ； （2）木板斜面与水平桌面的夹角要保持 ； （3）每次要控制小车从 下滑；
（4）小车要保持同一高度是为了让小车滑到底部的 相同； （5）伽利略用这个实验来反驳亚里士多德的“ ”的观点； （6）设计表格记录实验结果 （7）比较实验结果得到结论：平面越光滑，小车受到的阻力 ， 小车速度减小得 ，小车运动的距离 ； h
h h ｛
h ) 伽利略不善于钻研概念，更不善于给概念下定义
二、什么叫惯性？
问题2：牛顿第一定律说：“一切物体总保持静止状态或者匀速直线运动状态，除非作用在物体上面
的力迫使物体改变这种状态”，那么有哪些现象会说明物体总是保持静止或运动状态呢？
演示1：小车遇障碍
演示2：快速击棋和快速抽纸
据说，有一个人曾设想，乘坐气球飘在高空，由于地球的自转，一昼夜就能周游世界，
请你评价一下，这个设想可行吗？
问题3：在匀速向北行驶的轮船甲板上，一运动员做立定跳远，若向各个方向都用相同的力，则（ ）
A ．向北跳最远
B ．向南跳最远
C ．向东向西跳一样远，但没有向南跳远
D ．无论向哪个方向都一样远
对惯性的理解应该要把握：
1、惯性是物体固有的属性，惯性的存在是无条件的,无论物体处于什么状态都具有惯性(存在性)；
2、质量是惯性大小的唯一的度量，惯性与物体的形状、速度、受力与否都没有关系（决定性）；
3、质量大，惯性大，运动状态难改变；质量小，惯性小，运动状态易改变（状态改变的难易性）；
4、惯性不是力，惯性是物体属性，力是物体间的相互作用。

三、惯性与惯性定律的区别（请阅读《达标检测》第32页）
1、“惯性”是指物体固有的属性；“惯性定律”即牛顿第一定律，揭示物体的运动规律
2、不管受力不受力“保持静止状态或匀速直线运动状态”是物体的惯性。

3、惯性定律则揭示物体受外力时，外力迫使这种运动状态发生改变，但惯性仍然不变。

四、惯性有利也有弊
1.利用惯性可以：①拍打衣服上的尘土；②套紧松动的锤把；③甩干洗手后水份；④用扬场机选种
2.控制惯性危害：①乘车时要坐好扶稳；②驾驶员和前排乘客必须使用安全带；③汽车要安装气囊
※课堂练习※
※课后作业※ 《达标训练》第31-34页
【教学反思】
本节课的设计特点是注重物理规律的发现和发展，对科学家的创造性思维品质和敢于置疑、坚持真理的献身精神成为情感态度价值观教育的好素材。

另外，实验的验证是本节课必需要的。

适当介绍一些物理学史的知识，通过对大量实例的分析，让学生真正理解力不是维持物体速度的原因，而是改变物体速度的原因。

先是介绍了人类对力和运动关系的发展历史，并着重讲述了伽俐略的理乙 小车突然开动
甲 小车猛然刹车 惯性── 一切物体都具有保持原有静止或运动状态不变的特性叫惯性
后记：
“惯性”是九年级较难理解的物理概念之一，由于同学们在对“惯性”的认识上有偏差，所以分析日常生活中的惯性现象时就容易出错，下面谈谈对“惯性”几个误区的理解。

误区之一：运动的物体有惯性，静止的物体没有惯性
有的同学观察到行驶着的汽车或火车，遇到紧急情况突然刹车时，不能立即停止，总要向前运动一段距离才停下，认识到这是汽车、火车具有惯性的表现；而静止在那儿的汽车、火车总静止在那儿，永远也不会自己突然运动起来，根本看不出它们有什么“惯性”。

事实上，静止的物体总要保持静止（反抗从静到动），运动的物体总要保持运动（反抗从动到静），恰恰就是物体具有惯性的体现。

所以说，一切物体在任何时候、任何运动状态下都有惯性。

误区之二：运动速度大的物体惯性大
同一个物体速度大时比速度小时更难停下来，这使许多同学产生“速度大的物体惯性大”的错误认识。

若从这个认识进行推理，岂不要得到“速度小惯性小，速度为零惯性消失”的荒谬结论来吗？事实上，惯性的大小与物体运动速度大小无关，它只与物体的质量大小有关，质量越大的物体惯性越大，如静止的篮球比静止的汽车容易运动起来；具有相同速度的篮球和汽车，篮球比汽车更容易停下来。

误区之三：“惯性”就是“惯性定律”
惯性定律（即牛顿第一定律）指出了物体在不受任何外力作用时所处的运动状态──匀速直线运动状态或静止状态，这是物体在某个特定的环境下具有惯性的表现；而惯性是物体本身固有的一种属性，它跟物体受不受外力无关。

误区之四：重力越小，惯性越小；物体处于失重状态时，惯性消失
我们知道，地面附近的物体所受重力大小与其质量大小成正比，质量越大的物体重力越大。

有的同学就认为，物体的质量越大惯性越大，也可以说成物体的重力越大惯性越大，进而推出：物体的重力越小惯性越小，重力为零惯性消失。

其实这是一种错误的推想。

例如，月球表面的引力只有地球的六分之一，宇航员在月球上即使背上一个质量很大的背包也感不到沉重，但走起路来却要十分小心，不能突然移动或突然停止。

因为背包的重力小了，但惯性并没有减小（因背包的质量没有减小），质量很大的背包具有很大的惯性，当行走的宇航员突然停下来时，背包由于具有惯性将会继续向前运动，宇航员就会像地球上脚被东西绊了一样，向前倾倒。

误区之五：惯性是一种特殊的力
有的同学认为在水平道路上行驶的汽车，关闭发动机后仍能继续向前滑行，是因为汽车受到了惯性力的作用。

这些同学之所以产生这种想法，是因为他们的头脑中有一个根深蒂固的错误思想，就是物体的运动需要力来维持。

事实上，运动着的物体如果所受的一切外力同时消失，物体是不会停止运动的，而是以外力消失时刻的速度做匀速直线运动。

这充分说明物体运动不需要任何外力来维持，这又是物体具有惯性的体现。

请注意，不要说出“物体受到惯性作用”、“产生了惯性”、“受到惯性力”等诸如此类不科学的话。

最后附带说明一下分析惯性现象的常用方法：先说明两个物体（或同一个物体的不同部分）原来处于什么运动状态──其中一个物体（或物体的某一部分）的运动状态发生了什么样的变化（从静止到运动或者从运动到静止；加速或者减速；运动方向改变等）──另一个物体（或物体的另一部分）由于惯性仍要保持原来的运动状态──出现了什么结果。

备用习题：
1、火车在长直水平轨道上匀速行驶，门窗紧闭的车厢内有一人向上跳起，发现仍落回到车上原处，
这是因为（）
A．人跳起后，车厢内空气给他以向前的力，带着他随同火车一起向前运动。

B．人跳起的瞬间，车厢的地板给他一个向前的力，推动他随同火车一起向前运动。

C．人跳起后，车在继续向前运动，所以人落下后必是偏后一些，只是由于时间很短，偏后距离太小，不明显而已。

D．人跳起后直到落地，在水平方向上人和车始终有相同的速度。

2、有人设想，乘坐气球飘在高空，由于地球的自转，一昼夜就能周游世界，
请你评价一下，这个设想可行吗？
3、根据牛顿第一定律可知（）
A．力是物体运动的原因
B．物体运动状态改变时，一定受到力
C．静止的物体一定不受力的作用
D．力停止作用后，物体就会慢慢停下
4、关于惯性，下列说法正确的是（）
A．只有运动的物体才有惯性
B．一切物体不论处于什么状态，都有惯性
C．物体速度越大，惯性越大
D．物体受到外力时，惯性将改变
5、下列现象可能的是（）
A．物体速度很大，惯性很小
B．物体质量很大，惯性很小
C．物体的体积小，但惯性大
D．物体受力大，但惯性小
6、一个重10N的物体受到10N的向上的拉力，该物体处于（）
A．一定是静止状态
B．一定匀速上升
C．一定匀速下降
D．都有可能
7、下列事例中，利用了物体惯性的是（）
A．公交车进站时，驾驶员提前关掉油门
B．跳伞运动员在落地前打开降落伞
C．汽车轮胎有凸凹不平的花纹
D．跳远比赛时，运动员总是快速助跑
8、在路上奔跑的人绊倒时是向前趴着倒下的，而慢走的人滑到时，则是向后仰着倒，试论述其原
因。

9、要想击中地面目标，飞机应该按照下图中的哪一个方法进行投弹？（）
10、飞机先后投下3枚炸弹去攻击地面目标，则地面上得人看到这3枚炸弹在空中运动状态是（）
检测案
1．如图所示，细绳上端固定在一点，下端系一个小球，小球在水平面内做圆周运动，假如从某一时刻起，细绳断裂，且小球所受的一切外力同时消失，那么小球将（）
A．做匀速直线运动
B．立即停止运动
C．运动越来越慢
D．仍做圆周运动
2、教室里悬挂的电灯处于静止状态，假如它受到的力突然全部消失，它将（）
A、加速下落
B、匀速下落
C、保持静止
D、可以向各个方向运动
3、一个物体在没有受到力的作用时，它的运动状态将是（）
A、一定保持静止状态
B．一定保持匀速直线运动状态
C．保持静止状态和匀速直线运动状态
D．它原来如果是静止的将保持静止状态，它原来如果是运动的将保持匀速直线运动状态
4．根据力与运动的关系．图中小明和小华的观点（）
A．小明正确B．小华正确
C．都正确D．都不正确
5．目前人类发射的
探测器已飞出了太阳
系，如果探测器所受外
力全部消失，那么探测
器将（）
A．沿原路径返回地
球
B．沿原方向做匀速
直线运动
C．沿原方向做加速直线运动
D．沿原方向做减速直线运动
6．下列关于力和运动的说法正确的是（）
A．物体的速度越大，它受到的力也越大
B．若物体不受力的作用，它必然静止
C．要维持物体的运动，必须对物体施加力。

D．若运动的物体不受任何力的作用，它必定做匀速直线运动
7．关于牛顿第一定律的下列说法中，正确的是（）
A．牛顿第一定律是实验定律
B．牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因
C．实际上不存在不受外力作用的物体，所以牛顿第一定律没有意义。