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1、1.牛顿第一定律教学设计（2016/11/19）甘肃省会宁县第二中学 730799【摘要】物体总保持原来的运动状态（即惯性），直到有外力迫使它改变这种状态为止。即力是改变物体运动状态的原因，亦即是产生加速度的原因。【关键词】牛顿第一定律 惯性【教学目标】1.正确认识力与运动的关系,理解牛顿笫一定律。2.知道伽利略理想斜面实验及推理方法。3.明确惯性的概念,知道质量是惯性大小的唯一量度。【知识对比】知识点 初中 高中 理想实验、惯性定律 初中用简单的琪实得出牛顿第一定律 髙中突出了理想实验的思想，展示了理想实验的魅力 惯性与质量 提及惯性并用惯性知识解释一些实际问题 在初中基础上进一步提出质量与
2、惯性的关系、牛顿第一定律【问题导学】力是维持物体运动的原因吗？【情景引入】在足球场上，为了不使足球停下来，运动员带球前进必须不断用脚轻轻地踢拨足球(如图 1-1所示）。这个现象不正说明了运动需要力来维持吗？那为什么又说“力 不是维持物体运动的原因”？如果足球在草地上滚动得越来越慢，是由于阻力的存在使足球减速。在盘带足球时，人对足球施加的力的作用改变了足球的运动状态使其加速。所以，力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因。【历史足迹】1.历史的足迹（1）古希腊的哲学家亚里士多德根据经验事实得出结论说: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。即力是维持维持物体运
3、动的原因。（2）17 世纪的意大利科学家伽利略，他在大量实验的基础上明确指出：在水平面上运动的物体会停下来，是因为受到摩擦阻力的缘故；如果没有摩擦阻力，物体将保持自己的速度一直运动下去。（3）与伽利略同时代的法国科学家笛卡尔指出：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方向。（4）英国科学家牛顿在伽利略等人的研究基础上，根据自己的进一步研究，得出下述结论: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为止。这就是牛顿第一定律。2.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，除非作用在它上面的力迫使它
4、改变这种状态为止。【典例分析 1】理想实验有时能更深刻地反映自然规律。伽利略设想了一个理想实验，下面是关于该实验被打乱的步骤：减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上仍然要达到原来的局度。如图 1-2 所示为两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面。如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度。继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平面，小球要沿水平面做持续的匀速运动。请将上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序類(只填写序号即可）；（2）在上述理想实验步骤中，有的属于可靠的实验事实，有的是理想化的推论，请问步骤属于。【思路点拨】伽利略与亚里士多德对问题的思考起点就是是否考虑到
5、阻力。【解析】本题向学生展示了科学史上著名的理想实验的思想方法，即在实验事实的基础上，经过合理的想象，获取结论。针对题目所述的实验步骤，正确的排列顺序是，属可靠的实验事实的是，属于理想化推论的是。【答案】（1)；（2)可靠的实验事实。【感悟】对伽利略理想实验的理解：（1）伽利略用“实验+科学推理”的方法推翻了亚里士多德的观点。（2）第一次确立了物理实验在物理研究中的基础地位。（3）揭示了力不是维持物体运动的原因。（4）理想实验在自然科学的理论研究中有着重要的作用，但也有其局限性。【难点辨析 1】判断下列说法的正误。1.力是保持物体速度不变的原因。（）2.伽利略的理想实验是假想的，是往科学实验的
6、基础上进行的科学推理。（）3.现在，伽利略的斜面实验巳不是理想实验，是可以做出的实验了。（）1 4.伽利略的理想实验有力地否定了亚里士多德的观点。（）【易错警示】（1）牛顿第一定律也有局限性,只适用于惯性参考系。（2）物体运动状态的标志是速度，运动状态是否改变由速度衡量，物体的速度(大 小、方向)改变了，我们就说物体的运动状态改变了。【归纳总结】对牛顿第一定律的理解如下：（1）牛顿第一定律所描述的是物体不受外力作用时的状态，但不受力作用的物体是不存在的，因此一般认为与物体所受合外力为零是等效的。（2）牛顿第一定律不是实验定律，它是在实验的基础上利用逻辑思维对事实进行科学推理的产物，不可能用实验
7、直接验证。（3）牛顿第一定律只适用于惯性参考系中的运动,在非惯性参考系中不适用。（惯性参考系是指以相对地面静止或匀速直线运动的物体作为参考系，简称惯性系）。【思维导航】物理学史 亚里士多德 伽利略 笛卡儿 牛顿 力是维持物体运动力是改变物体速度运动物体没有力的牛顿第一定律 的原因 的原因 作用，物体就做直线运动 根据经验，凭自觉印象提出，忽视摩擦力 理想实验，可靠事实与科学推论完美结合 实验观察，完善补充了伽利略的观点 结合前人研究，自己探究总结 二、惯性【问题引入】什么是惯性？惯性有大小吗？【情景引入】在路上跑的人被石头绊倒时是先前趴下，而慢走的人滑到时，则多是仰着摔倒（见1-3），试着论述
8、其原因。人被绊倒时，首先是人的脚由于受力而停止向前，而人的上半身由于惯性仍要前进，所以人上半身向前趴着倒下。慢走的人，由于进入光滑地面，脚所受阻力突然减小，脚速度加快，而人的上半身由于惯性仍将维持原来较慢的速度，所以人将向后仰倒。1.惯性（1）惯性的定义:物体具有保持原来静止状态或匀速直线运动状态的性质。（2）惯性的性质:惯性是一切物体都具有的性质，是物体固有的属性,与物体的运动情况和受力情况无关。（3）惯性的量度:质量是惯性大小的唯一量度，质量大的物体惯性大，质量小的物体惯性小。【典例分析 2】做勻速直线运动的小车上水平放置一密闭的装有水的瓶子，瓶内有一气泡，如图 1-4 所示，当小车突然停
9、止运动时，气泡相对于瓶子将（）。A.向前运动 B.向后运动 C.无相对运动 D.无法判断【思路点拨】解答本题时可按以下思路进行分析：【解析】应用惯性知识分析，由于惯性的大小与质量有关，而水的质量远大于气泡的质量，因此水龍性远大于气泡的惯性，当小车突然停止时，水保持向前运动的趋势，远大于气泡向前运动的趋势,水相对瓶子向前运动，水将挤压气泡，使气泡相对瓶向后【答案】B【感悟】分析有关惯性的问题时，应注意惯性的三个性质：1.普遍性:一切物体在任何情况下都具有惯性。2.无关性:惯性与物体的运动状态和受力情况均无关。3.唯一性:惯性由物体的质量唯一决定。【难点辨析 2】判断下列说法的正误。1.人走路时没
10、有惯性，被绊倒时有惯性。（）2.百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。（）3.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。()4.物体的惯性与物体的运动状态及受力情况均无关。()【易错警示】（1）在不受力(或合外力为零)的条件下，惯性表现为保持原来的运动状态。（2）在受力条件下，惯性表现为运动状态改变的难易程度。【归纳总结】1.惯性与质量。（1）惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性。（2）质量是物体惯性大小的唯一量度，质量越大，惯性越大。2.惯性与力的关系。(1)惯性不是力，而是物体本身固有的一种性质，因此说“物体受到了惯性作用”“产生了惯性”“受到惯性
11、力”等都是错误的。(2)力是改变物体运动状态的原因，惯性是维持物体运动状态的原因。力越大，运动状态越易改变;惯性越大，运动状态越难改变。3.惯性与速度的关系。（1）速度是表示物体运动快慢的物理量，是矢量。惯性是物体本身固有的性质，其大小仅由物体质量决定。（2）切物体都有惯性，和物体是否有速度及速度的大小均无关。4.惯性与惯性定律。（1）惯性不是惯性定律，惯性没有条件限制，是物体的一种固有属性。（2）惯性定律是物体不受外力作用时物体运动所遵循的一条规律。【板书设计】一、牛顿第一定律 1.历史的足迹 亚里士多德 伽利略 笛卡儿 牛顿 力是维持物体运动的原因 力是改变物体速度的原因 运动物体没有力的
12、作用，物体就做直线运动 牛顿第一定律 根据经验，凭自觉印象提出，忽视摩擦力 理想实验，可靠事实与科学推论完美结合 实验观察，完善补充了伽利略的观点 结合前人研究，自己探究总结 2.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，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态为止。【易错警示】（1）牛顿第一定律也有局限性,只适用于惯性参考系。（2）物体运动状态的标志是速度，运动状态是否改变由速度衡量，物体的速度(大 小、方向)改变了，我们就说物体的运动状态改变了。【归纳总结】对牛顿第一定律的理解如下：（1）牛顿第一定律所描述的是物体不受外力作用时的状态，但不受力作用的物体是不存在的，因此一般认为
13、与物体所受合外力为零是等效的。（2）牛顿第一定律不是实验定律，它是在实验的基础上利用逻辑思维对事实进行科学推理的产物，不可能用实验直接验证。（3）牛顿第一定律只适用于惯性参考系中的运动,在非惯性参考系中不适用。（惯性参考系是指以相对地面静止或匀速直线运动的物体作为参考系，简称惯性系）。二、惯性 1.惯性（1）惯性的定义:物体具有保持原来静止状态或匀速直线运动状态的性质。（2）惯性的性质:惯性是一切物体都具有的性质，是物体固有的属性,与物体的运动情况和受力情况无关。（3）惯性的量度:质量是惯性大小的唯一量度，质量大的物体惯性大，质量小的物体惯性小。【易错警示】（1）在不受力(或合外力为零)的条件
14、下，惯性表现为保持原来的运动状态。（2）在受力条件下，惯性表现为运动状态改变的难易程度。【归纳总结】1.惯性与质量。（1）惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性。（2）质量是物体惯性大小的唯一量度，质量越大，惯性越大。2.惯性与力的关系。(1)惯性不是力，而是物体本身固有的一种性质，因此说“物体受到了惯性作用”“产生了惯性”“受到惯性力”等都是错误的。(2)力是改变物体运动状态的原因，惯性是维持物体运动状态的原因。力越大，运动状态越易改变;惯性越大，运动状态越难改变。3.惯性与速度的关系。（1）速度是表示物体运动快慢的物理量，是矢量。惯性是物体本身固有的性质，其大小仅由物体质量决定。（2）切物体都有惯性，和物体是否有速度及速度的大小均无关。4.惯性与惯性定律。（1）惯性不是惯性定律，惯性没有条件限制，是物体的一种固有属性。（2）惯性定律是物体不受外力作用时物体运动所遵循的一条规律。【作业布置】1.P70 问题与练习；2.配套练习。