高中物理教案.doc

4.1牛顿第一定律

〖教材分析〗

牛顿第一定律和惯性的内容学生在初中都有所接触，内容大致是一样的。本节课的学习主要是纠正一些片面的东西，在理想实验的基础上推导得出牛顿第一定律，更加的具有科学性。牛顿所进行的不光是总结概括，更多的是创造性的对惯性和力的概念的提出，同时明确了运动和力的关系，及其之间相互转化等。学习本节课内容要正确认识牛顿第一定律的实际意义。

〖教学目标与核心素养〗

物理观念：理解牛顿第一定律的内容，能够运用牛顿第一定律解释有关现象。

科学思维：用惯性概念解释有关实际问题。会识别惯性系和非惯性系。

科学探究：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。

科学态度与责任：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。

〖教学重点与难点〗

重点：1、对牛顿第一定律和惯性的正确理解。

2、科学思想的建立过程。

难点：1、力和运动的关系。

2、惯性和质量的关系。

〖教学方法〗

实验探究、交流与合作、多媒体辅助教学。

〖教学准备〗

小车、小球、斜槽、多媒体课件。

〖教学过程〗

一、新课引入

前面学习的第一、二章研究的是物体的运动，称为运动学；第三章研究的是物体的受力，称为力学。

问题：运动和力之间有什么关系呢？

我们把研究运动与力的关系的分支叫做动力学。动力学知识在生产和科学研究中很重要，设计各种机器，控制交通工具，研究天体运动等，都离不开动力学知识。

本节我们开心学习第一节牛顿第一定律。

二、新课教学

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？

通过多媒体课件动图展示：溜冰，加强代入感。

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：狗拉车和骑自行车。观察发现要使一个物体运动，必须推它或着拉它；自行车要前进，也必须用力，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。

伽利略认为推动物体和自行车等所有的运动，都会有摩擦力的存在，当撤去拉力以后，在摩擦力的阻碍下，物体才逐渐停下来，所以物体会停下来的根源是摩擦力。为此它设计了一个实验，伽利略的理想斜面实验。

（一）理想实验的魅力

通过多媒体课件动图展示：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。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。

问题：那么什么是理想实验呢？

理想实验：想象着把实际中存在、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。

（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。

匀速直线运动状态或静止状态正好是共点力平衡条件，说明牛顿第一定律的应用前提是物体受力平衡或者不受力。

牛顿定律揭示了力与运动的关系，物体要保持原来的状态，是因为力的作用才发生改变，所以说力是改变物体运动状态的原因。

问题：什么是状态呢？

我们可以说状态就是速度，速度变化就是状态就变化。因为一个物体由静止变为运动或、由运动变为静止，这是速度大小的改变，我们说物体的状态变化了，如果物体的速度方向改变也是如此。

所以牛顿定律还可以，说力是改变物体速度的原因。由于速度的改变我们可以用加速度来描述，所以也可以说力是产生加速度的原因。

思考：牛顿第一定律可不可以用实验来验证？

不受力的物体不存在或者光滑的物体也不