1、1.牛頓第一定律教學設計（2016/11/19）甘肅省會寧縣第二中學 730799【摘要】物體總保持原來的運動狀態（即慣性），直到有外力迫使它改變這種狀 態為止。即力是改變物體運動狀態的原因，亦即是產生加速度的原因【關鍵詞】牛頓第一定律 慣性【教學目標】1 .正確認識力與運動的關系，理解牛頓笫一定律。2 .知道伽利略理想斜面實驗及推理方法。3.明確慣性的概念，知道質量是慣性大小的唯一量度?！局R對比】知識點初中高中“想實驗、慣初中用簡單的琪實得出牛頓高中突出了理想實驗的思想，展示了理1 生定律第f律想實驗的魅力貫性與質量提及慣性并用慣性知識解釋在初中基礎上進一步提出質量與慣性的一些實際問題關系

2、一、牛頓第一定律【問題導學】力是維持物體運動的原因嗎？【情景引入】在足球場上，為了不使足球停下來，運動員帶球前進必須不斷用 腳輕輕地踢撥足球（如圖1-1所示）。這個現象不正說明了運動需要 力來維持嗎？那為什么又說“力不是維持物體運動的原因” ？如果足球在草地上滾動得越來越慢，是由于阻力的存在使足球減 速。在盤帶足球時，人對足球施加的力的作用改變了足球的運動狀態 使其加速。所以，力 不是維持物體運動的原因，而是改變物體運動狀 態的原因。1-1【歷史足跡】1 .歷史的足跡(1)古希臘的哲學家亞里士多德根據經驗事實得出結論說：必須有力作用在物體上，物體才能運動，沒有力的作用，物體就要靜止。即力是維持

3、維 持物體運動的原因。(2) 17世紀的意大利科學家伽利略，他在大量實驗的基礎上明確指出： 在水平面上運動的物體會停下來，是因為受到摩擦阻力的緣故；如果沒有 摩擦阻力，物體將保持自己的速度一直運動下去。(3)與伽利略同時代的法國科學家笛卡爾指出：如果運動中的物體沒有 受到力的作用，它將繼續以同一速度沿同一直線運動，既不停下來也不偏 離原來方向。(4)英國科學家牛頓在伽利略等人的研究基礎上，根據自己的進一步研 究，得出下述結論：一切物體總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態，除非 作用在它上面的力迫使它改變這種狀態為止。這就是牛頓第一定律。2.牛頓第一定律一切物體總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態，除非

4、作用在它上面的力迫使它改變這種狀態為止?！镜淅治?】理想實驗有時能更深刻地反映自然規律。伽利略設想了一個理想實驗，下面是關于該實驗被打亂的步驟：1-2減小第二個斜面的傾角，小球在這個斜面上仍然要達到原來的局度。如圖1-2所示為兩個對接的斜面，讓靜止的小球沿一個斜面滾下，小球 將滾上另一個斜面。如果沒有摩擦，小球將上升到原來釋放時的高度。繼續減小第二個斜面的傾角，最后使它成水平面，小球要沿水平面做持 續的勻速運動。請將上述理想實驗的設想步驟按照正確的順序I®（只填寫序號即可）；（ 2）在上述理想實驗步驟中，有的屬于可靠的實驗事實，有的是理想化的推論，請問步驟屬于。? 【思路點撥】伽利

5、略與亞里士多德對問題的思考起點就是是否考慮到阻力?！窘馕觥勘绢}向學生展示了科學史上著名的理想實驗的思想方法，即在實驗事實的基礎上，經過合理的想象，獲取結論。針對題目所述的實驗步驟，正確的排列順序是，屬可靠的實驗事實的是，屬于理想化推論的是。?【答案】（1）；（2）可靠的實驗事實。? 【感悟】對伽利略理想實驗的理解：（ 1） 伽利略用“ “實驗 +科學推理”的方法推翻了亞里士多德的觀點。（ 2）第一次確立了物理實驗在物理研究中的基礎地位。（ 3）揭示了力不是維持物體運動的原因。（ 4）理想實驗在自然科學的理論研究中有著重要的作用，但也有其局限性。【難點辨析1 】判斷下列說法的正誤。1. 力是保持

6、物體速度不變的原因。（）2. 伽利略的理想實驗是假想的，是往科學實驗的基礎上進行的科學推理。（）3. 現在，伽利略的斜面實驗巳不是理想實驗，是可以做出的實驗了。（）14. 伽利略的理想實驗有力地否定了亞里士多德的觀點。（）【易錯警示】（ 1）牛頓第一定律也有局限性, 只適用于慣性參考系。（ 2） 物體運動狀態的標志是速度， 運動狀態是否改變由速度衡量， 物體的速度（ 大小 、 方 向 ） 改變了，我們就說物體的運動狀態改變了。【歸納總結】對牛頓第一定律的理解如下：（ 1）牛頓第一定律所描述的是物體不受外力作用時的狀態，但不受力作用的物體是不存在的，因此一般認為與物體所受合外力為零是等效的。（

7、2）牛頓第一定律不是實驗定律，它是在實驗的基礎上利用邏輯思維對事實進行科學推理的產物，不可能用實驗直接驗證。（ 3） 牛頓第一定律只適用于慣性參考系中的運動, 在非慣性參考系中不適用。 （慣性參 考 系是指以相對地面靜止或勻速直線運動的物體作為參考系，簡稱慣性系)【思維導航】物理學史亞里士多德伽利略笛卡兒牛頓力是維持物體運動的原因力是改變物體速度的原因運動物體沒有力的作用，物體就做直線運動牛頓第f律根據經驗，憑自覺 印象提出，忽視摩 擦力理想實驗，可靠事 實與科學推論完 美結合實驗觀察，完善補 充了伽利略的觀 點結合前人研究，自 己探究總結二、慣性【問題引入】什么是慣性？慣性有大小嗎？【情景引

8、入】在路上跑的人被石頭絆倒時是先前趴下， 而慢走的人滑到時，則多是仰著摔 倒(見1-3),試著論述其原因。1-3人被絆倒時，首先是人的腳由于受力而停止向前，而人的上半身由于慣性仍 要前進，所以人上半身向前趴著倒下。慢走的人，由于進入光滑地面，腳所受阻力突然減小，腳速度加快，而人的 上半身由于慣性仍將維持原來較慢的速度，所以人將向后仰倒。1.慣性(1)慣性的定義：物體具有保持原來靜止狀態或勻速直線運動狀態的性質。(2)慣性的性質：慣性是一切物體都具有的性質，是物體固有的屬性 ，與物體的 運動情況和受力情況無關。(3)慣性的量度：質量是慣性大小的唯一量度，質量大的物體慣性大，質量小的 物體慣性小。

9、【典例分析2】做勻速直線運動的小車上水平放置一密閉的裝有水的瓶子，瓶內有一氣泡，如圖1-4所示，當小車突然停止運動時，氣泡相對于瓶子將（）1-4A.向前運動B.向后運動C.無相對運動D.無法判斷【思路點撥】解答本題時可按以下思路進行分析：停止前氣泡前| 后的水的運動【解析】應用慣性知識分析，由于慣性的大小與質量有關，而水的質量遠大于氣泡的質量，因此水能性遠大于氣泡的慣性，當小車突然停止時，水保持向前運動 的趨勢，遠大于氣泡向前運動的趨勢，水相對瓶子向前運動，水將擠壓氣泡，使 氣泡相對瓶向后【答案】B【感悟】分析有關慣性的問題時，應注意慣性的三個性質：1 .普遍性：一切物體在任何情況下都具有慣性

10、。2 .無關性：慣性與物體的運動狀態和受力情況均無關。3 .唯一性：慣性由物體的質量唯一決定?！倦y點辨析2】判斷下列說法的正誤。1 .人走路時沒有慣性，被絆倒時有慣性。（）2 .百米賽跑到終點時不能立即停下來是由于慣性，停下來時就沒有慣性了。（）3 .物體沒有受外力作用時有慣性，受外力作用后慣性被克服了。（）4 .物體的慣性與物體的運動狀態及受力情況均無關。（）【易錯警示】（1）在不受力（或合外力為零）的條件下，慣性表現為保持原來的運動狀態。（2）在受力條件下，慣性表現為運動狀態改變的難易程度?！練w納總結】1 .慣性與質量。（1）慣性是物體的固有屬性，一切物體都具有慣性。（2）質量是物體慣性大

11、小的唯一量度，質量越大，慣性越大。2 .慣性與力的關系。（1）慣性不是力，而是物體本身固有的一種性質，因此說“物體受到了慣性作用”“產生了慣性”“受到慣性力”等都是錯誤的力是改變物體運動狀態的原因，慣性是維持物體運動狀態的原因。力越大， 運動狀態越易改變；慣性越大，運動狀態越難改變。3 .慣性與速度的關系。(1)速度是表示物體運動快慢的物理量，是矢量。慣性是物體本身固有的性質, 其大小僅由物體質量決定。(2)一切物體都有慣性，和物體是否有速度及速度的大小均無關。4 .慣性與慣性定律。(1)慣性不是慣性定律，慣性沒有條件限制，是物體的一種固有屬性。(2)慣性定律是物體不受外力作用時物體運動所遵循

12、的一條規律。【板書設計】 一、牛頓第一定律1.歷史的足跡亞里士多德伽利略笛卡兒牛頓力是維持物體運動的原因力是改變物體速度的原因運動物體沒有力的作用，物體就做直線運動牛頓第f律根據經驗，憑自覺 印象提出，忽視摩 擦力理想實驗，可靠事 實與科學推論完 美結合實驗觀察，完善補 充了伽利略的觀 點結合前人研究，自 己探究總結2.牛頓第一定律一切物體總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態，除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態為止?！疽族e警示】(1)牛頓第一定律也有局限性，只適用于慣性參考系。(2)物體運動狀態的標志是速度，運動狀態是否改變由速度衡量，物體的速度(大 小方向改變了，我們就說物體的運動狀態改變了

13、 。【歸納總結】對牛頓第一定律的理解如下：(1)牛頓第一定律所描述的是物體不受外力作用時的狀態，但不受力作用的物體是不存在的，因此一般認為與物體所受合外力為零是等效的。（2）牛頓第一定律不是實驗定律，它是在實驗的基礎上利用邏輯思維對事實進行科學推理的產物，不可能用實驗直接驗證。（3） 牛頓第一定律只適用于慣性參考系中的運動, 在非慣性參考系中不適用。 （慣性參 考 系是指以相對地面靜止或勻速直線運動的物體作為參考系，簡稱慣性系）。二、慣性1. 慣性（1）慣性的定義: 物體具有保持原來靜止狀態或勻速直線運動狀態的性質。（2）慣性的性質: 慣性是一切物體都具有的性質，是物體固有的屬性, 與物體的運動情況和受力情況無關。（3） 慣性的量度: 質量是慣性大小的唯一量度，質量大的物體慣性大，質量小的物體慣性小?！疽族e警示】（ 1）在不受力（ 或合外力為零） 的條件下，慣性表現為保持原來的運動狀態。（2）在受力條件下，慣性表現為運動狀態改變的難易程度?！練w納總結】1. 慣性與質量。（ 1）慣性是物體的固有屬性，一切物體都具有慣性。（2）質量是物體慣性大小的唯一量度，質量越大，慣性越大。2. 慣性與力的關系。（1） 慣性不是力， 而是物體本身固有的一種性質， 因此說“物體受到了慣性作用”“產生了慣性”“受到慣性力”等都是錯誤的。（2） 力是改變物體運動狀態的原因，慣性是維持