高一物理牛顿第一定律教案

第四章牛顿运动定律

第一节牛顿第一定律

教学目标：

知识与技能：1、正确理解力和运动的关系，知道物体的运动不需要力来维持。

2、理解牛顿第一定律，知道它是逻辑推理的结果，不受力的物体是不存在的。

3、理解惯性的概念，知道质量是惯性大小的量度。

过程与方法：培养分析问题的能力，要能透过现象了解事物的本质，不能不加研究，分析而只凭经验，对物理问题决不能主观臆断，正确的认识力和运动的关系。

情感态度与价值观：培养科学研究问题的态度。

教学重点：牛顿第一定律，惯性

教学难点：对牛顿第一定律及惯性的理解

教学方法：实验法、阅读法、归纳法

课时安排：1课时

教学过程：

(一)导入新课

教师：前面一到二章我们学习了怎么样描述物体的运动，但没有进一步讨论物体为什么会做这样或那样的运动。那么，要知道这个问题就必须知道运动和力的关系。

在物理学中，

只研究物体怎样运动而不涉及运动和力的关系的分科，叫做运动学。

只研究运动和力的关系的分科，叫做动力学。

教师：动力学知识在生产和科学研究中是很重要的，例如设计各种机器、控制交通工具的速度、研究天体的运动、计算人造卫星的轨道等等都离不开动力学知识。动力学的奠基人是英国的科学家牛顿，牛顿提出的牛顿运动定律是整个动力学的基础，第四章我们将要学的就是牛顿运动定律。

教师：同学们在骑车上学过程中，是怎样是自行车加速的？又是怎样使自行车减速的？

学生：用力踩脚踏板时可使自行车加速，刹车可使自行车减速。

教师：用力踩脚踏板时，实质是通过链条传动给车轮施加了动力的作用，那么刹车是车子减速的实质又是什么呢？

学生：刹车时的实质是通过橡皮对轮子施加了阻力的作用。

教师：通过这一生活常识可知：要使物体加速则必须对它施加力的作用，同样要使物体减速也要对其施加力的作用，那么力和物体的运动究竟有什么关系呢？本节课我们就来学习第三章第一节：牛顿第一定律。

(二)新课教学

教师：首先我们来回顾下动力学的发展史

教师：早在两千多年前，人们就开始了对物体的受力及其运动关系的研究，但由于受生活中错误经验的影响，一直到伽利略时代才对其有了一个正确的认识，下面请同学阅读课文的前7段内容，阅读过程中注意下列问题。

教师：投影问题：1、在研究力和运动的关系上有哪些代表人物？

2、他们各自的观点如何？

学生活动：阅读课文

教师活动：检查阅读情况

教师：好，下面我们来看第一个问题。

学生：代表人物有：亚里士多德、伽利略、笛卡儿。

教师：那我们先来看第一位代表人物：亚里士多德，

那他的观点是什么呢？

学生：亚里士多德的观点是：必须有力作用在物体上，物体才能运动，没有力的作用，物体就要静止下来

教师：古人亚里士多德是一位很有影响力的科学家，但在力和运动的关系上却提出了一个错误的说法，且持续两千年之久，在此期间，动力学一直没有多大进展。

教师：直到17世纪，在力和运动的关系上出现了第二位代表人物，他就是意大利著名的物理学家伽利略（投放课件）那么他的观点又是什么呢？

学生：伽利略的观点是：在水平地面上运动的物体所以会停下来，是因为受到摩擦阻力的缘故……

教师：（投放课件）那伽利略如何证明其观点的？

学生：用理想实验和其推论来证明的。

伽利略理想实验思路

客观事实：小球从一个斜面的高处滚下，会滚上另一个对接的斜面，摩擦力越小，越接近原来的高度

假想：摩擦力大小为零，观察小球在另一个斜面的运动情况

推理：小球将会达到同一高度

对接斜面倾角越小，运动距离越远

对接斜面倾角为零，小球永远运动

教师：下面我们来看伽利略理想实验的具体内容。（投放课件）

内容：两斜面对接,让静止的小球沿一个斜面滚下来,小球将滚上另一个斜面.如果没有摩擦,小球将上升到原来静止时的高度（课件模拟这一过程）

教师：我们在来看伽利略理想实验的推论

推论1：如果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高度,但要通过更长的距离. （课件模拟这一过程）

推论2：继续减小第二个斜面的倾角,使它成为水平面,小球不可能达到原来的高度,就要沿水平面以不变的速度持续运动下去. （课件模拟这一过程）

教师：伽利略理想实验虽然是想象中的实验，但它是建立在可靠的事实基础上的，它把可靠的事实和理论思维结合起来，更深刻的揭示了自然规律。

教师：伽利略的研究方法：理想实验法。理想实验法科学研究中的一种重要的方法，

教师：那么第三位代表人物是法国科学家笛卡儿，他的观点为何？

学生：笛卡儿的观点：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.即：运动状态不会改变。

教师：运动状态的改变：

判断运动状态是否改变即判断物体运动的速度是否变化，可能是速度的大小发生了变化，也可能是速度的方向发生了变化，或者速度的大小和方向都发生了变化，个别同学往往只从速度的大小这一方面去考虑，忽视了速度的矢量性．

教师：（投放课件）笛卡儿的观点进一步补充和完善了伽利略的观点，为动力学的发展又迈出了重要的一步。

教师：伽利略和笛卡儿对物体不受外力时的运动做了准确的描述，但他们并没有明确指出运动和力之间的关系是什么，牛顿在总结前人研究的基础上，根据他自己的研究，系统地总结了力和运动的关系，提出了三条运动定律，其中第一定律的内容为：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。

教师：对定律的理解：

（1）物体不受外力时的状态是匀速直线运动状态或静止状态，说明力不是维持物体运动的原因。

（2）外力的作用是迫使物体改变其运动状态，说明力是使物体运动状态改变的原因。

（3）一切物体都有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质，这种性质叫惯性。

———牛顿第一定律又叫惯性定律

教师：好！同学现在注意观察桌面上的这个静止的粉笔盒是否受到外力的作用？

学生：受外力的作用

教师：受那些力的作用呢？

学生：受重力、支持力的作用。

教师：由牛顿第一定律可知外力要改变物体的运动状态，为什么粉笔盒仍处于静止状态呢？学生：因为重力和支持力的合力为零。

教师：能否找到不受外力的物体？

学生：不能

教师；我们知道，力是物体之间的相互作用，不受外力作用的物体是不存在的。

教师：牛顿第一定律所描述的物体不受外力的状态只是一种理想化状态，这种状态虽不能实现，但在现实中却可以用合力为零的状态来代替它也就是：不受外力作用==受外力作用，但合外力为零。这时仍可以反映出力和运动的关系：力不是维持物体运动的原因，而是使物体运动状态改变的原因。这样就使牛顿第一定律在实际应用中有了实际的意义。

思考练习：（投放课件）

1、汽车突然开动的时候,乘客会向后倾倒,为什么？

学生：这是由于当汽车开始运动后，人的下半身和车接触较紧密，故随车前进，而上半身由于惯性还要保持原来的运动状态———静止所造成的。

2、那么，在刹车时乘客会有何变化呢？为什么呢？

学生：会出现前倾。因为刹车时，乘客的下半身已经随车停止了运动，而上半身仍保持原来的速度向前运动。

教师：那么同学们举出一些生活中利用惯性的例子？

学生：泼水、铲土、拍灰尘等

教师对上述例子进行讲解并总结出惯性的特点：（投放课件）

1、一切物体都具有惯性，惯性是物体的固有属性，不论物体是否受到力的作用，是否

运动或运动状态如何都具有惯性。

2、惯性的大小只与质量有关，质量越大，惯性越大；质量越小，惯性越小。

三、巩固训练: （投放课件）

四、小结：

1、伽利略的研究方法（理想实验法）

这是一种以可靠的事实为基础，把实验与逻辑推理和谐地结合在一起的一种科学探究方法。

2、牛顿第一定律内容：意义：

3、惯性定义：决定因素：

五、作业布置:

课本46页练习一:(2);(3);(4).

六、板书设计：

（一）历史的回顾

伽利略的研究方法：理想实验法

（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静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止2 含义：（1）物体不受外力时的状态是匀速直线运动状态或静止状态，说明力不是维持物体运动的原因。

（2）外力的作用是迫使物体改变其运动状态，说明力是使物体运动状态改变的原因。

（3）一切物体都有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质，这种性质叫惯性。

3意义：正确揭示了力和运动的关系。

（三）惯性：

1、物体保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质

2、一切物体都有惯性，惯性是物体的固有属性。

3、惯性大小只与物体的质量有关。