理想实验法---牛顿第一定律
伽利略的理想实验与牛顿第一定律
伽利略的理想实验与牛顿第一定律全章概述本章是在前面对运动和力分别研究的基础上的延伸——研究力和运动的关系，建立起牛顿运动定律。
牛顿运动定律是动力学的基础，是力学中也是整个物理学的基本规律，正确地理解惯性概念，理解物体间的相互作用的规律，熟练地运用牛顿第二定律解决问题，是本章的学习要求，也为进一步学习今后的知识，提高分析解决问题的能力奠定基础。
本章还涉及到了许多重要的研究方法，如：在牛顿第一定律的研究中采用的理想实验法；牛顿第二定律中的控制变量法；运用牛顿第二定律处理问题时常用的整体法与隔离法，以及单位的规定方法，单位制的创建等。
对这些方法要认真体会、理解，以提高认知的境界。
为了更扎实地理解牛顿第二定律，本章第二节安排了实验：探究加速度与力、质量的关系，并提供了参考案例，实验操作方便，规律性强，结论容易获得，控制变量法在此得到了实践。
第五节牛顿第三定律的研究引入了传感器――计算机的组合，现代气息浓厚，实验效果很好。
物理知识来源于生活，最终应用于生活，本章的后两节就是牛顿运动定律的简单应用。
★新课标要求（一）知识与技能1、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．（二）过程与方法1、培养学生分析问题的能力，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．2、帮助学生养成研究问题要从不同的角度对比研究的习惯．3、培养学生逻辑推理的能力，知道物体的运动是不需要力来维持的。
（三）情感、态度与价值观1、利用一些简单的器材，比如：小球、木块、毛巾、玻璃板等，来对比研究力与物体运动的关系，现象明显，而且更容易推理。
2、培养科学研究问题的态度。
3、利用动画演示伽利略的理想实验，帮助学生理解问题。
4、利用生活中的例子来认识惯性与质量的关系。
伽利略的理想实验与牛顿第一定律PPT
2.下列关于牛顿第一定律的说法中正确的是（
A.牛顿第一定律是实验定律 B.牛顿第一定律只是提出了惯性的概念
）
C.牛顿第一定律提出了当物体受到的合外力为零时，物 体将处于静止状态
D.牛顿第一定律既提出了物体不受外力作用时的运动规
律，又提出了力是改变物体运动状态的原因
【解析】选D.牛顿第一定律不是实验定律，A错；牛顿第
2.（2010·衡阳高一检测）下列关于对运动的认识不正 确的是（ ）
A.亚里士多德认为物体的自然状态是静止的,只有当它受 到力的作用时才会运动
B.伽利略认为力不是维持物体运动的原因
C.牛顿认为力的真正效果是改变物体的速度,而不仅仅是 使之运动 D.伽利略根据理想实验推论出,如果没有摩擦,在水平面 上的物体,一旦具有某一个速高一检测）关于惯性,下列说法
中正确的是
A.物体只有静止或做匀速直线运动时才有惯性 B.速度越大的物体惯性越大 C.已知月球上的重力加速度是地球上的1/6,故一个物体 从地球移到月球惯性减小为1/6
D.质量越大的物体惯性越大
【思路点拨】惯性是物体的固有属性,质量是物体惯性大 小的惟一量度.
一定律既提出了惯性的概念，同时又指出了物体运动状 态改变的原因，B错；牛顿第一定律提出了物体不受外力 作用时，物体将处于静止状态或匀速直线运动状态，所 以C错；综上所述，D选项是正确的.
3.（双选）由牛顿第一定律可知（ A.物体的运动是依靠惯性来维持的
）
B.力停止作用后,物体的运动就不能维持 C.物体做变速运动时,一定有外力作用
【典例1】（双选）关于牛顿第一定律的下列说法中,正
确的是 A.牛顿第一定律不能用实验来验证，是理想定律 B.牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因 C.惯性定律与惯性的实质是相同的
物理《牛顿第一定律》教案优秀8篇
物理《牛顿第一定律》教案优秀8篇高中物理牛顿第一定律教案篇一1.知识与技能(1)、知道理想实验是科学研究的重要方法。
(2)、知道牛顿第一定律的建立过程。
(3)、理解牛顿第一定律的内容和意义。
(4)、知道什么是惯性，会正确解释有关现象。
(5)、正确理解力和运动的关系。
2.过程与方法培养学生的观察能力、抽象思维能力及应用定律解决实际问题的能力3.情感、态度与价值观(1)、对客观事物的正确认识需要人们经过长期的由表及里，由片面到全面的认识过程。
通过本节的学习要让学生建立起正确的认识论与方法论的观点，同时体会到人们认识世界的长期性和艰巨性。
(2)、培养学生严谨的科学态度和作风，积极探索的创新精神，敢于向权威提出质疑和挑战的非凡勇气，不断地追求真理。
教学重点牛顿第一定律、惯性。
教学难点对理想实验、牛顿第一定律及惯性的正确理解？教学方法?教师启发、引导，学生自主阅读、思考，讨论、交流学习成果。
?教学工具计算机、投影仪、CAI课件等教？学？活？动(一)引入教师活动：指出在力学中只研究怎样运动而不涉及运动和力的关系的分科叫做运动学。
研究运动合力的关系的分科叫动力学。
动力学知识在生产和科学研究中有着重要用途。
动力学的奠基人是英国科学家牛顿。
1678年出版的《自然哲学的数学原理》是牛顿的动力学奠基之作。
牛顿运动定律确立了力和运动的关系，这一章我们就来学习它。
(二)进入新课1、引出错误观点——历史的回顾教师活动：马路上有一辆车，发动机坏了，这么让它运动起来？(播放课件)教师设问：车运动起来后，如果不施加力的作用，车会怎么样？继续设问：车会不会立刻停下来？教师引导：施加了力车运动起来，停止施力，车要停止；于是可得结论，要让车运动起来，就必须施加力给车，换言之：力是维持物体运动的原因，我所推理出的这一观点正确吗？课件展示？力是维持物体运动的原因，让学生感受到力确实是维持物体运动的原因。
学生活动：同学们意见不一教师引导：人类在认识力和运动关系的道路中经历了漫长而又曲折的过程，请问在认识力和运动关系的过程中，有那几位著名的科学家？学生活动：回答：亚里士多德、伽利略、笛卡尔、牛顿教师活动：幻灯片简单介绍？亚里士多德、伽利略、笛卡尔、牛顿教师设疑：?他们各自的观点分别是什么？请同学们仔细阅读教材P68-69内容，并思考亚里士多德、伽利略、笛卡尔、牛顿他们各自的观点和所运用的方法教师活动：教师帮助学生共同总结，得出这几位科学家各自的观点和运用的科学方法。
牛顿第一定律的实验验证与分析
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目录
01 实 验 验 证 方 法
02 实 验 验 证 过 程
03 牛 顿 第 一 定 律 的 推
导与分析
05 牛 顿 第 一 定 律 的 现
代研究方法
04 实 验 验 证 的 局 限 性
思想实验法
定义：通过想象和 推理，对物理现象 进行验证的方法
优点：无需实际实 验，节省时间和成 本
局限性：只能验证 理论，不能验证实 际效果
应用：在牛顿第一 定律的实验验证中 ，可以通过思想实 验法来验证物体的 运动状态和受力情 况。
Part Two
实验验证过程
实验装置与操作
● 实验装置：斜面、小车、计时器、尺子等
Part One
实验验证方法
斜面实验法
实验目的： 验证牛顿第 一定律
实验原理： 物体在没有 外力作用下 保持静止或 匀速直线运 动
实验器材： 斜面、小车、 计时器等
实验步骤： 将小车放在 斜面上，观 察小车的运 动情况，记 录数据并进 行分析
实验结果： 小车在斜面 上做匀速验目的：验 证牛顿第一定
律
实验设备：斜 面、小车、计
时器等
实验过程：释 放小车，记录 小车在不同斜 面上的运动情
况
数据处理：利 用数学公式计 算加速度，分
析实验结果
结论：验证了 牛顿第一定律
的正确性
实验结果分析
实验目的：验证牛顿第一定律 实验方法：使用斜面和小球进行实验 实验结果：小球在斜面上保持匀速直线运动 分析：实验结果与牛顿第一定律相符，证明了牛顿第一定律的正确性
《伽利略的理想实验与牛顿第一定律》教案 (1)
伽利略的理想实验与牛顿第一定律一、教学目标1、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．3．知道什么是惯性，会正确地解释有关惯性的现象．2、过程与方法：1．观察生活中的惯性现象，了解力和运动的关系．2．通过实验加探对牛顿第一定律的理解．3．理解理想实验是科学研究的重要方法．3、情感态度与价值观：1．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．2．感悟科学是人类进步的不竭动力．二、教学内容剖析1、本节课的地位和作用：（内容简述：本节怎样承前启后，梗概知识及研究问题的方法，本节的地位等）2、本节课教学重点：1、伽利略的理想实验结论。
2、对牛顿第一运动定律和惯性的正确理解．3、本节课教学难点：1．消除“力是维持物体运动的原因”的错误观点。
2．牛顿第一运动定律。
3、惯性概念的理解及应用。
三、教学思路与方法本节课以解决生活中的常见问题为主线，以多媒体中的动画为辅助手段，以实践、讨论、思考、总结为主要学习方式，教师逐步设置日常生活中常见的问题开展学习活动，达到教学的目的。
四、教学准备多媒体课件、小车、小球、毛巾、玻璃板、斜槽、刻度尺、木块、气垫导轨、滑块、气垫导轨装置、伽利略针和单摆实验装置．五、课堂教学设计视野拓展在我国古代著作中，对于力和运动问题，已有一定的认识。
远在春秋时期成书的《考工记》就有这样的记载：“马力既竭，辀犹能一取也。
” 就是说，马已停止用力，车还能向前走一段距离。
这里虽然没得出惯性的概念，但是已经注意到了惯性现象。
在《墨经》里，还给力下了一个明确的定义。
在《经上》第21条里说：“力，行之所以奋也”。
这里的“行”就是“物体”，“奋”字在古籍中的意思是多方面的，像由静到动、动而愈速、由下上升等都可以用“奋”字。
经文的意思是说，力是使物体由静而动、动而愈速或由下而上的原因。
在《经说》里又说：“力，重之谓。
物理学中常用的实验方法
物理学中常用的实验方法
1、控制变量法（浮力的大小与哪些因素有关）；
2、理想实验法（牛顿第一定律）；
3、等效替代法（合力）；
4、转换法；
5、类比法（浮力）；
14．大家熟知的“曹冲称象”故事里（如图）蕴含的主要物理
思想方法是等效替代法．
考点：物理学方法．
专题：其他综合题．
分析：在保证某种效果（特性和关系）相同的前提下，将实
际的、复杂的物理问题和物理过程转化为等效的、简单的、易
于研究的物理问题和物理过程来研究和处理的方法，叫等效法．
解答：大象的质量特别大，无法直接测量，通过测量石头的质量得到大象的质量，采用的是等效替代法．
故答案为：等效替代法．
点评：注意等效法与转换法的区别：“等效替代法”中相互替代的两个量种类相同，大小相等，而“转换法”中的两个物理量有因果关系，并且性质往往发生了改变．。
《牛顿第一定律》教学设计
《牛顿第一定律》教学设计《牛顿第一定律》教学设计1一、教学目标【知识与技能】知道牛顿第一定律，常识性了解伽利略理想实验的推理过程，知道什么是惯性，能够用惯性解释生活中常见的现象，知道惯性与质量之间的关系。
【过程与方法】通过斜面小车实验，提高观察能力，动手能力，通过实验分析,初步养成科学的思维方法(分析、概括、推理)。
【情感态度与价值观】体验在研究过程中成功的喜悦，学会分工与合作，提高团结协作的能力，感悟科学探究的艰辛与曲折，感悟科学就在我们身边。
二、教学重、难点【重点】对牛顿第一运动定律和惯性的正确理解，体会科学思想的建立过程。
【难点】1.明确“力是维持物体运动的原因”观点是错误的。
2.明确斜面实验的整个过程。
3.通过对斜面实验的分析比较得出牛顿第一定律。
三、教学过程环节一：导入新课教师设计两个实验。
提出问题：1.要让静止的书(文具盒)运动，该怎么办?2.停止用力，又会如何呢?误导学生：物理受力就会运动，不受力就停止。
得出谬论：物体运动要靠力维持。
教师实验演示：在桌面推一辆小车，撤去推力，小车没有立即停下。
得出结论：物体运动不需要力来维持。
观察学生表情，出示亚里士多德和伽利略的两种截然不同的观点，激发学生探究的兴趣，活跃课堂气氛，由此引出今天的课题《牛顿第一定律》。
环节二：新课讲授叙述古代人们对于运动的认识和伽利略对于运动的观点。
演示实验：“阻力对物体运动的影响”。
(1)棉布铺在水平木板上，让小车从斜面顶端由静止滑下，让同学们观察小车在木板上滑行的距离。
(2)去掉木板上的棉布，再次让小车从斜面顶端由静止滑下，让同学们观察小车在木板上滑行的距离。
提问：两次实验为什么都让小车在斜面顶端由静止滑下?回答：使小车滑到斜面底端时速度相同。
总结实验现象：小车所受的阻力减小，向前滑行的距离变大。
推理：如果物体受到的阻力为零，速度就不会减小，物体将以恒定不变的速度永远运动下去。
讲述牛顿总结了伽利略等人的研究成果得到牛顿第一定律。
人教版高中物理(必修一)第四章牛顿运动定律重、难点梳理
人教版高中物理(必修一)第四章牛顿运动定律重、难点梳理第一节牛顿第一定律一、教学要求：1、知道伽利略和亚里士多德对力和运动的关系的不同认识，知道伽利略的理想实验及其推理过程和结论，知道理想实验法是科学研究的重要方法。
2、理解牛顿第一定律的内容和意义。
3、了解生活实例，知道什么是惯性，知道惯性大小与质量有关，并正确解释有关惯性的现象。
二、重点、难点、疑点、易错点1、重点：惯性是物体的固有属性，质量是物体惯性大小的量度运用惯性概念，解释有关实际问题2、难点：理想实验的推理过程;对牛顿第一定律的理解3、疑点：牛顿第一定律是否是牛顿第二定律的特殊情形4、易错点：力和运动关系实际应用三、教学资源：1、教材中值得重视的题目：P75问题与练习第4题2、教材中的思想方法：理想实验的方法第二节实验：探究加速度与力、质量的关系一、教学要求：1、通过实验探究和具体实例的分析，理解加速度与力的关系，理解加速度与质量的关系。
2、经历实验方案的制定和实验数据处理的过程，形成正确的思维方法，养成良好的科学态度。
二、重点、难点、疑点、易错点1、重点：探究加速度与力、质量的关系：通过实验测量加速度、力、质量，分别作出加速度与力、加速度与质量的关系图像根据图像写出加速度与力、质量的关系式体会“控制变量法”对研究问题的意义2、难点：实验方案的确立、实验数据的分析，包括：体验实验探究过程：明确实验目的、分析实验思路、制定实验方案、得出实验结论认识数据处理时变换坐标轴的技巧了解将”不易测量的物理量转化为可测物理量”的实验方法会对实验误差作初步分析3、疑点：为什么要作a-1/m图像4、易错点：实验的方法与步骤三、教学资源：1、教材中值得重视的题目：2、教材中的思想方法：控制变量法、图像法处理数据第三节牛顿第二定律一、教学要求：1、通过实验归纳，理解牛顿第二定律的内容，知道牛顿第二定律表达式的含义2、知道力的单位“牛顿”的定义方法3、根据牛顿第二定律进一步理解G=mg4、运用牛顿第二定律，解决简单的动力学问题二、重点、难点、疑点、易错点1、重点：理解牛顿第二定律的内容会用正交分解法和牛顿第二定律解决实际问题2、难点：认识加速度与物体所受的合力之间的关系（正比性、同体性、瞬时性和矢量性）3、疑点：牛顿第二定律与牛顿第一定律的关系4、易错点：受力分析三、教学资源：1、教材中值得重视的题目：P82 动力学方法测量质量P82 问题与练习12、教材中的思想方法：正交分解法进行力的计算第四节力学单位制一、教学要求：1、知道单位制的意义，知道国际单位制中力学的基本单位。
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案例：
牛顿第一定律是综合运用了多种方法而总结。
其中最主要的是理想实验法。
思路设计如下：
一、提出问题：
力可以使静止的物体运动，也可以使运动物体的速度加快、变慢、或改变方向，那么如果不受力，物体将会怎样？
用一个真实的实验研究该问题。
但是不受力的物体是不存在的，怎么办？（很关键的一个问题）
我们可以先看受力物体运动的情况，然后使物体受到的力尽量减小，观察物体的运动情况（很重要的一个引导）
二、实验研究
教材提供的实验：如图略
1 ．实验：观察小车从斜面上滑下的情况，三次实验条件及实验结果记录如下表
次数实验条件实验结果
①观察的物体②滑下高度③斜面斜度④平面情况物体滑行的距离
1 小车 A H α毛巾表面约 30cm
2 小车 A（未变）H ( 未变 ) α ( 未变 ) 木板表面约 50cm
3 小车 A（未变）h ( 未变 ) α ( 未变 ) 玻璃表面约 80cm
上述实验条件共有四个，实验过程中，①②③条件未变，只改变了条件④，即平面的状况。
（2）分析实验结果：
①实验结果：小车第 3次前进的距离 >第 2次的距离 >第 1次的距离。
②利用因果分析方法，分析出现上述结果的原因：
实验的 4个条件中，只有条件④发生了改变，因此，出现上述结果只可能是由发生改变的那个条件引起。
③三次实验中，条件④有什么不同或发生了什么变化？分析可知，第 3次的平面比第 2、 1次的平面光滑。
第 2次比第 1次的平面光滑。
说明：同样条件下（同一物体，从同一斜面的同一高度下滑下）物体在光滑的平面上前进的距离远些。
提出问题：如果平面非常光滑，物体的运动将出现什么情况呢？
引出理想实验
三、理想实验
假设平面越光滑，根据实验，可以推论，物体运动的距离将越远，如果平面非常光滑，绝对光滑，没有摩擦阻力，物体将如何运动呢？
依据推理：物体将以不变速度永远运动下去。
300 年前，伽利略对类似的实验进行了分析，认识到运动物体受到的阻力越小，它的速度减小得越慢，运动时间越长。
他还进一步通过推理得出，在理想情况下，如果表面绝对光滑，物体受到的阻力就为零，它的速度将不变减慢。
这里物体将以恒定不变的速度永远运动下去。
笛卡儿进一步指出：物体如果不受任何力的作用，不仅它的速度大小不变，而且运动的方向也不变，将沿着原来的方向匀速运动下去。
牛顿总结了伽利略等人的研究成果，概括了一条重要的物理定律：一切物体在没有受到外力作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。
显然牛顿第一定律在提出问题的基础上，运用控制变量实验法及理想实验法总结出来的。
当然理想实验不是真实的实验，而是一种思维方法，但它建立在真实的实验的基础上。
尽管不受力的物体不存在，但是实践是检验真理的标准。
自然界没有违背牛顿第一定律的情况，因此牛顿第一定律是正确的。