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1、第四章 牛顿运动定律4.1 牛顿第一定律教学目标(一) 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；理解力和运动的关系，知道物体的运动不需要力来维持。3. 理解惯性的概念，知道质量是惯性大小的量度；会用惯性解释一些现象。(二) 过程与方法4. 观察生活中的惯性现象，了解力和运动的关系5. 通过实验加深对牛顿第一定律的理解6. 理解理想实验是科学研究的重要方法(三) 情感态度与价值观7. 通过伽利略和亚里士多德对力和运动关系的不同认识，了解人类认识事物本质的曲折性8. 感悟科学是人类进步的不竭动力教学重点1. 理
2、解力和运动的关系2. 对牛顿第一定律和惯性的正确理解3. 理想实验教学难点1. 力和运动的关系2. 惯性和质量的关系教学过程一、导入新课：问题引入：同学们，在前面的学习中我们学习了物体的运动，知道了物体的一些运动规律，但同学们有没有想过：同一个物体不同的情况下可以做出不同的运动，究竟是什么决定了物体的运动情况？要讨论这个问题，就要研究运动与力的关系。所以，从今天开始，我们就一起来探究运动与力的关系。举例：（1）原来静止黑板擦，现在要让它运动，我们应该怎么办？（2）停止用力，黑板擦会如何呢？（现场演示）误导学生：物体受力就会运动，物体不受力就停止。得出谬论：力是维持物体运动的原因（亚里士多德观点
3、）实验演示：推一辆小车，撤去推力，小车没有立即停下。请学生思考原因实验事实与经验相违背，那么，力与运动之间是什么关系？激发了学生的思维，引导学生探究的兴趣，调动积极性，活跃了课堂气氛。二、进行新课（一）历史回顾1、亚里士多德观点：力是维持物体运动的原因在学生提出的观点后指出：亚里士多德的观点一直维持和统治人们的思想近两千年，才到三百年前伽俐略才指出：力不是维持物体运动的原因，物体运动不需要力。指出亚里士多德在当时提出了很多观点，有时候提出问题比证明一个问题更难，所以说亚里士多德毫无疑问是伟大的。2、伽俐略的观点：物体运动不需要力爱因斯坦增把一代一代科学家探索自然奥秘的努力，比作福尔摩斯侦探小说
4、中破案过程，有时候明显可见的线索却把人们引向错误的判断。也就是说，光凭经验来做判断常常是靠不住的，在探索运动原因的“侦探小说”里，亚里士多德正是由于凭借生活中明显的线索引出了错误判断。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？设计目的：给学生充分展示自己思维过程的机会，让他们自己去探求物理规律的真伪，让每一个学生都能够深刻体会力和运动之间的关系。结论：引起亚里士多德错误观点的“罪魁祸首”是：摩擦力介绍伽俐略创造的“侦察”方法：理想斜面这个想法是如何产生的呢？伽俐略注意到，当一个小球沿斜面下滚时速度会增加，小球
5、沿斜面上滚时时速度会减小，他由此猜想，当小球沿水平面滚动时，它的速度应该不增不减，实际上他发现，球越来越慢，最后停下来，伽俐略认为：这是由于摩擦阻力的缘故，他推理：若没有摩擦力，球将永远滚下去，为了说明他的思想，他设计理想斜面实验。（1）实验演示理想斜面实验整个过程（设计目的：主要是为了理解伽俐略的思想）学生阅读教材，教师运用多媒体教学手段进行展示理想实验，学生很想了解伽利略这位伟大科学家的思维过程。展示伽利略的思维过程：让学生结合生活体验积极讨论以下五个问题 如果没有摩擦，第一个斜面上小球将会上升到什么高度。 第二个斜面上小球将会上升到什么高度？ 为了达到原来的高度，小球在水平位置如何变化？
6、 小球在水平面上会如何运动？讨论结论：小球想达到原来的高度，水平位移趋向无穷远，所以就一直运动下去。 通过实验，力与运动是什么样的关系？ （2）再用视频动画演示理想斜面实验由于现实生活中不可能有绝对光滑的斜面，所以这个实验是个“理想实验”。总结：伽俐略理想实验的魅力是建立在实验的基础上合理推理。说明物理研究中抓住主要因素，忽略次要因素的必要性。爱因斯坦对于伽利略的理想实验的评价是：伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法，是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正开端。至此，我们已经对力和物体运动之间的关系有了一个正确的认识。3、与伽俐略同时代的法国科学家笛卡儿，补充和完善了伽俐略
7、观点，他认为：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，也不会偏离原来的方向。他支持了伽利略力不是物体的运动的观点，并且还强调没有力作用时物体的运动情况。他还认为，这应该要作为一个原理加以确立，并且是人类整个自然界的基础。4、牛顿提出了牛顿第一定律为解决力与运动的关系，牛顿在伽利略、笛卡尔等前辈科学家的研究基础上，提出了牛顿第一定律：在伽俐略和笛卡儿的正确结论隔了一代人后，由牛顿总结成整个牛顿力学的一条基本定律。（二）牛顿第一定律1、内容：牛顿第一定律（惯性定律）：一切物体总保持匀速直线运动状态或静上状态，直到有力迫使它改变这种状态物理学的基石。2、对定律的理
8、解指出：（1）物体运动不需要力。（2）力是改变物体运动状态的原因。（3） 牛顿第一定律的扩展物体不受力物体受力物体静止或匀速直线运动运动状态不变受力平衡受力不平衡物体不能保持静止或匀速运动状态改变例1、下列说法正确是（ ）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. 物体不受力一定静止。D. 物体的运动不需要力来维持。答案：BD（三）惯性通过生活中的一些实例（投影）引出惯性概念，指出：把物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质叫惯性。引导学生看两张来自生活的图片（多媒体投影）：警察叫司机系安全带，为什么？亚洲飞人柯受良驾车飞越黄河，他凭什么有这种
9、胆识去飞越气势磅礴的黄河呢？思考与讨论：从牛顿第一定律我们得知，物体都要保持它们原来的匀速直线运动或静止的状态，或者说，它们都具有抵抗运动状态变化的“本领”。但是这种“本领”的大小是不一样的。物体抵抗运动状态变化的“本领”，与什么因素有关？请大家通过实例进行分析。举出实例：推空秋千和坐有小孩的秋千哪个容易？学生总结：质量是惯性大小的唯一量度。加深理解与应用：让学生展开讨论，应用教室内可用资源设计实验验证以上结论。体会物理知识在生活中应用的乐趣。展示学生实验：把一本课本放在桌面上用手容易推动，把多本课本叠放在桌面上用手难推动，该实验能很好验证：质量是惯性大小的唯一量度 例2、下列关于惯性的说法中
10、，正确的是 ( )A、人走路时没有惯性，被绊倒时有惯性B、百米赛跑到终点时不能立即停下来是由于惯性，停下来时就没有惯性了C、物体没有受外力作用时有惯性，受外力作用后惯性被克服了D、物体的惯性与物体的运动状态及受力情况均无关答案：D三、课堂小结：最后进行小结，让学生谈谈本节课体会，再次让学生体会到物理学家们对力与运动关系的认知过程，了解其认知的曲折性，情感进行升华。四、布置作业必做题75页（1）（2）课后思考（3）（4）阅读科学漫步：惯性参考系不仅巩固基本知识，也可以使有能力的学生发挥能动性，激发学习探究的兴趣，鼓励收集资料，开拓学生视野。使之带着问题离开课堂。五、板书设计（一）历史回顾1、亚里士多德的错误认识 2、伽利略的质疑理想实验 3、笛卡尔的 观点 3、牛顿物理学的基石牛顿第一定律 （二）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除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。这就是牛顿第一定律2、对定律的理解指出：（1）物体运动不需要力。（2）力是改变物体运动状态的原因。（3） 牛顿第一定律的扩展物体不受力物体受力物体静止或匀速直线运动运动状态不变受力平衡受力不平衡物体不能保持静止或匀速运动状态改变（三）惯性1、惯性物体的固有属性2、惯性的量度质量是物体惯性大小的唯一量度w.w.w.k.s.5.u.c.o.m