1、4.1 牛顿第一定律牛顿第一定律 教学目标：教学目标： （一）知识与技能（一）知识与技能 1理解力与运动的关系。 2理解牛顿第一定律的内容及意义。 3理解惯性的概念，会解释有关的惯性现象。 （二）过程与方法（二）过程与方法 1. 体会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。 2、实验与思考相结合的思想方法。 （三）情感态度与价值观（三）情感态度与价值观 1. 从通过牛顿第一定律的历史史实回顾，增进对科学的兴趣，培养学生的创造性思维品质和敢于质 疑、坚持真理的献身精神。 教学重难点：教学重难点： 重点： 1、理解力与运动的关系。 2、理解牛顿第一定律，认识惯性与质量的关系。 3、惯
2、性与质量的关系 难点： 1、力和运动的关系。 2、惯性和质量的关系。 教学过程：教学过程： 一、导入新课：一、导入新课： 牛顿第一定律揭示了物体运动遵循怎样的规律？ 二、讲授新课：二、讲授新课： 1、理想实验的魅力理想实验的魅力 【教师提问】运动和力之间有什么关系呢？ 【教师引导】 【教师提问】初中我们学习了牛顿第一定律的基本内容，你能说说它揭示了物体运动遵循怎样的 规律吗？滑冰运动员如果不用力，他会慢慢停下来。这是否与牛顿第一定律矛盾呢？ 【教师引导】长期以来的的生活经验告诉我们力推物动，力撤物停。通过多媒体课件动图展示： 狗拉车和推汽车。观察发现要使一个物体运动，必须推它或着拉它；要前进，
3、必须用力，不用力就 会停下来。 基于这样的事实，古代亚里士多德认为：力是维持物体运动的原因。直到近代伽利略才对此提 出疑问。 伽利略认为运动的物体，在摩擦力的阻碍下，会逐渐停下来。物体会停下来的根源是摩擦力。 为此他设计了一个实验，伽利略的理想斜面实验。 【实验演示】理想斜面实验。 伽利略注意到，当一个球沿斜面向下滚动时，它的速度增大；向上滚动时，速度减小。 猜想：当球沿水平面滚动时，它的速度应该不增不减。然而，实际情况却是，即使沿水平面滚 动，球也会越滚越慢，最后停了下来。伽利略认为这是摩擦作用的结果。若没有摩擦，球将永远运 动下去。 通过多媒体课件动图展示：理想斜面实验来验证猜想。分别把斜
4、面的角度逐渐减少，最后和水 平面持平。在不断的减少斜面角度的过程中，在没有摩擦力的作用下，小球将会到达同一高度，只 是走过的路程越来越长。由此可以推断，当斜面最终变为水平面时，小球要到达原有高度将永远运 动下去。 为此伽利略得出结论：力不是维持物体运动的原因结论：力不是维持物体运动的原因。推翻了亚里士多德的结 论。 我们知道，阻力不可能完全消除。第二个斜面也不可能做得无限长，所以，伽利略的实验是一 个“理想实验”。虽然这个实验无法实现，但是，伽利略在实验基础上进一步推理的方法，帮助我 们找到了解决运动和力的关系问题的方法。 【教师提问】那么什么是理想实验呢？ 【教师引导】理想实验：想象着把实际
5、中存在、影响物体运动的摩擦力去掉，抓住事物的本质。 伽利略的理想实验就是把摩擦了阻力全部忽略，这是和质点一样的理想化状态。 伽利略同时代的法国科学家笛卡儿也研究了这个问题。他认为，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，既不会停下来，也不会偏离原来的方向。他还认为， 这应该成为一个原理，是人类整个自然观的基石。 经过几代人的努力，最后牛顿在前人的基础上，归纳总结出了伟大的牛顿第一定律。 2 2、牛顿第一定律、牛顿第一定律 【教师总结】 1、定义：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。这就是牛顿第一定律。 2、物理意义：
6、 (1)揭示了力与运动的关系： 力是改变物体运动状态的原因：物体受力的作用，它的运动状态就一定发生改变，并且产生 加速度。 力不是维持物体运动的原因：物体若不受力，它将做匀速直线运动或者保持静止状态。 (2)揭示了一切物体都具有的一种属性惯性，所以牛顿第一定律也叫惯性定律。 3、物体运动状态改变的三种情况： (1)速度的方向不变，只有大小改变。(物体做直线运动) (2)速度的大小不变，只有方向改变。(物体做匀速曲线运动) (3)速度的大小和方向同时发生改变。(物体做变速曲线运动) 特别提醒： (1)牛顿第一定律所描述的是物体不受外力作用时的状态，与物体所受合外力为零是等效的。 (2)牛顿第一定
7、律不是实验定律，它是在理想实验的基础上总结得出的。 (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。 【思考讨论】牛顿第一定律可不可以用实验来验证？ 【学生回答】不受力的物体不存在或者光滑的物体也不存在。牛顿第一定律所描述的物体的状态 是一种理想化状态。所以不能用实验来验证。 【教师提问】什么时候可以看作不受力并举例说明？ 【学生回答】当物体受力但所受外力的合力为零时可以看作物体不受力。 3 3、惯性与质量、惯性与质量 【教师总结】 1、 定义：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。 惯性不是外界强加给它的，是物体固有的，一切物体都具有惯性。
8、 【思考讨论】从牛顿第一定律得知，物体都要保持它们原有的匀速直线运动状态或静止状态。可 以说，它们都具有抵抗运动状态变化的“能力”，即都具有惯性。那么，怎样描述惯性的大小呢？ 【教师引导】展示图片：我们在改变物体运动状态时，会体验到物体惯性大小的不同。例如，搬 质量不同的两个石块，质量大的石块需要的力大。 再比如，让摆动的大沙袋停下来就比让摆动的小球停下来费力得多。 结论：惯性只与质量有关，质量越大惯性越大，质量越小惯性越小。 【教师补充】 2惯性与质量的关系 (1)惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性。 (2)惯性与物体受力情况、运动情况及地理位置均无关。 (3)质量是物体惯性大小的唯一
9、量度，质量越大，惯性越大。 3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)惯性与物体的受力情况无关。 4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)一切物体都有惯性，和物体是否有速度及速度的大小均无关。 5惯性与惯性定律的关系 (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。
10、 (2)惯性定律是物体不受外力作用时物体运动所遵守的一条规律。 特别提醒 ： (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。 质量越大， 惯性越大， 运动状态越难改变。 例题：见 ppt 【板书设计】【板书设计】 4.14.1 牛顿第一定律牛顿第一定律 一、理想实验 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， 除非作用在它上面的力迫使它改变 这种状态。 三、惯性与质量 惯性：物体总有保持原来匀速直线运动或静止状态的性质。 惯性是物体的固有属性，不是力的作用. 一切物体都具有惯性. 【教学反思】【教学反思】
