第一节 牛顿第一定律

4.1牛顿第一定律一.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．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．四.教学重点1、理解力和运动的关系。2、理解牛顿第一定律，知道惯性与质量的关系。五.教学难点惯性与质量的关系。六.教学过程新课教学引入：前面几章学习了运动和力基础知识，这一章开始我们研究力和运动的关系。第一节课我们来学习牛顿第一定律。进行新课教师：人推车走，不推车停，由此看来必须有力作用在物体上，物体才运动，没有力作用在物体上，物体就不运动——这是两千多年前亚里士多德说的，不是我说的。是这样吗？让学生举出一些实例来说明物体的运动不需要力来维持.如：蹬一段时间自行车后停止蹬车，自行车

还会滑行一段距离；在冰面上踢出去的冰块要运动一段距离才停止运动；空中飞行的飞机制动后仍然还会向前滑翔；射出枪蹚的子弹等等. 既然物体的运动不需要力来维持，刚才的两个实验为什么会出现两种现象呢？矛盾出现在哪里呢？下面用小球来做个对比实验. 既然物体的运动不需要力来维持，为什么会出现这种现象呢？矛盾出现在哪里呢？ 让学生分析总结：运动物体停下来的原因是受到摩擦力的作用.为了引出伽利略的理想实验，教师可继续设疑：若接触面光滑无摩擦小球会怎样？结论：物体的运动不需要力来维

持.力撤物停的原因是因为摩擦力.若无摩擦力，运动物体会一直运动下去.最早发现这一问题的科学家是伽利略，他是怎样研究这个问题的呢？一、理想实验的魅力师：伽利略对于“运动与力的关系”，构思出如图4—1—1所示的“理想实验”．将轨道弯曲成曲线ABC的形状，在轨道的一边释放一颗小球，如果不存在摩擦力，小球将上升到哪里?

生：不存在摩擦力的话，小球将上升到与A点相同高度的C点．师：若将轨道的倾角减小，弯曲成曲线ABD或曲线ABE，小球最高将上升到哪个位置?路程是增大还是减小?生：同样上升到与A点同高度的D点或E点，路程增大了．师：假如将轨道弯曲成一侧水平及曲线ABF的形状，这时会发生什么情况呢?生：由于BF是水平的，小球就再也达不到原来的高度，如果不存在摩擦力，将永远运动下去．师：伽利略根据“理想实验”断言：小球应该以恒定的速率永远运动下去．由此可推断，在水平面上做匀速运动的物体并不需要用外力来维持．师：理想实验，是科学研究中的一种重要的方法．它突出了事物的本质特征，能达到现实科学实验无法达到的极度简化和纯化的程度．它不仅可以充分发挥理性思维的逻辑力量，还可以让思维超越当时的科学技术水平，在想象的广阔天地里自由驰骋．二、牛顿物理学的基石——牛顿第一定律牛顿在前人工作的基础上，根据自己的研究，系统地总结了力和运动的关系，提出了三条运动定律，奠定了经典力学的基础．其中，牛顿第一定律的内容是：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．理解:. 1不受力时，物体保持匀速直线运动状态或静止状态，由此可知，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．速度的大小和方向的改变称之为运动状态的改变．2.明确了惯性的概念．揭示了物体所的一个重具有要属性——惯性，即物体总有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质．定律指出，一切物体在任何情况下都具有惯性，正因为如此，牛顿第一定律又叫惯性定律．3.定性地揭示了力和运动的关系．任何物体只要运动状态保持不变，它所受的合外力必然为零；反之，如果物体的运动状态发生了变化，那么物体必受到了不为零的合外力．4.第一定律是牛顿以伽俐略的理想斜面实验为基础，总结前人的研究成果加以丰富的想象而提出来的；定律成立的条件是物体不受外力，不能用实验直接验证。三.对惯性的理解1．概念：惯性是一种性质，保持原有运动状态不变的性质，是物体的固有属性．惯性不是力，力是物体对物体的作用，惯性和力是两个不同的概念。2．决定因素：质量是物体惯性大小的量度。由质量惟一决定，与运

动状态无关，与是否受力无关．3．表现形式(1)在不受力条件下，惯性表现出“保持”“原来的”运动状态，有“惰性”的意思．(2)在受力条件下，惯性表现运动状态改变的难易程度，质量越大，惯性越大, 运动状态越难以改变4.惯性定律是物体不受外力作用时所遵从的运动规律．惯性是物体的固有属性．[典型例题]例1 理解实

验有时能深刻地反映自然规律．伽利略设想了一个理想实验，如图所示．①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．②两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面．③如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度．④继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平面，小球要沿水平面作持续的匀速运动．请将上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列：____________.(只要填写序号即可)在上述的设想步骤中，有的属于可靠的事实，有的则是理想化的推论．下列关于事实和推论的分类正确的是( )

A．①是事实，②③④是推论B．②是事实，①③④是推论C．③是事实，①②④是推论D．④是事实，①②③是推论解析　②是可靠事实，因此应放在第一步；①③是在可靠事实基础上提出的设想(斜面没有摩擦)，④是进行合理外推得出的推论，因此，正确的顺序是②③①④，其中②是事实，其余的是推论．答案　②③①④　B理想实验应建立在可靠事实的基础上，将实验条件理想化，并进行科学抽象和推理，得出正确的结论．分析物理问题时常采用的假设法、极端法都是“理想实验”这种方法的迁移.例2 在匀速前进的磁悬浮列车里，小明将一小

球放在水平桌面上相对桌面静止．关于小球运动与列车运动，下列说法正确的是( )A．如果小球向前滚动，则磁悬浮列车在加速前进B．如果小球向后滚动，则磁悬浮列车在加速前进C．磁悬浮列车急刹车时，小球向前滚动D．磁悬浮列车急刹车时，小球向后滚动解析:如果磁悬浮列车减速，磁悬浮列车运动的速度变小了，而小球因为有惯性，要保持原来的匀速直线运动状态，所以小球运动的速度要大于磁悬浮列车运动的速度，即小球要相对磁悬浮列车向前滚．反之，当磁悬浮列车加速时，小球要相对磁悬浮列车向后滚．由以上分析可知，选B、C正确．例3 从水平匀速向右飞行的飞机上按相等的时间间隔依次放出a、b、c三个球，不考虑空气阻力，站在地面上的人看到它们在空中的排列情况是( )

解析:从飞机上释放的球在水平方向上没有受到外力的作用，由牛顿第一定律可知，在水平方向上，a、b、c三个球的运动状态保持不变，即都以与飞机相同的水平速度作匀速直线运动，故三个球始终在飞机的正下方，三球的连线是一条竖直线．[练习]1.关于伽利略的理想斜面实验下列说法正确的是(　BC　)A．伽利略的理想实验是假想的，没有科学依据B．伽利略的理想实验是在可靠的事实基础上进行抽象思维而创造出来的一种科学推理方法，是科学研究中的一种重要方法C．伽利略的理想实验有力地否定了亚里士多德的观点D．在科学发展的今天，伽利略的理想斜面实验是可以通过实验演示的2.歼击机在进入战斗状态时要丢掉副油箱，这样做是为了(　D　)A．减小重力，使运动状态保持稳定B．增大速度，使运动状态易于改变C．增大加速度，使运动状态不易变化D．减小惯性，有利于运动状态的改变3.下列情况下，物体运动状态发生变化的是(　ABD　)A．火车进站时B．汽车转弯时C．匀速上升的电梯D．将物体沿水平方向抛出，物体在空中飞行时4.以下各说法中正确的是(　ABD　)A．牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时的运动规律B．不受外力作用时，物体运动状态保持不变是由于物体具有惯性C．在水平地面上滑动的木块最终要停下来，是由于没有外力维持木块运动

D．物体运动状态发生变化时，物体必定受到外力的作用　5.在向前行驶的客车上驾驶员和乘客的身体姿势如图所示，则对客车运动情况的判断正确的是(　C　)

A．客车一定做匀加速直线运动B．客车一定做匀速直线运动C．客车可能是突然减速D．客车可能是突然加速6.如图所示，在平直轨道上做匀加速行驶的封闭的车厢中，悬挂一个有滴管的盛油的容器．当滴管依次滴下三滴油时，三滴油落在车厢的地板上，下列说法正确的是(　B　)A．三滴油依次落在O点B．三滴油依次落在同一位置上C．三滴油依次落在A、O之间，而且后一滴比前一滴离O点近些D．三滴油依次落在O、A之间，而且后一滴比前一滴离O点远小结:1、力是维持物体运动状态的原因还是改变物体运动状态的原因，人们正确认识这个问题，经历了漫长的历史过程，同样学生要正确认识它，也要克服日常经验带来的错误认识，所以一开始就用了两个实验，让他们通过观察、思考，来澄清错误的认识。2、惯性是一个重要的概念。虽然学生在初中接触过，但仍有一些学生误认为“物体在保持匀速直线运动或静止时才有惯性”。不理解一切物体都有惯性，而且惯性大小与质量有关。要解决这问题也不是一蹴而就的，需要通过实例分析慢慢接受。作业布置: