鲁科版（2019）必修第一册5.1牛顿第一定律（1）教案

第五章　牛顿运动定律
第1节　牛顿第一运动定律
牛顿第一定律是牛顿物理学的基石，牛顿第一定律把基本的匀速直线运动和物体是否受力联系起来，它定性地揭示了力和运动的关系。牛顿第一定律是正确理解和掌握牛顿第二、第三乃至整个动力学知识的基础和关键，为定量研究力和运动的关系拉开了序幕。
【物理观念】能理解牛顿第一定律的内涵；知道力与运动之间的关系。
【科学思维】能领悟科学实验的科学推理方法及其意义；能从不同的角度解决动力学问题。
【科学探究】能从生活现象中提出可探究的物理问题。
【科学态度与责任】能对一些既有的结论有质疑和创新的意识；通过与伽利略、牛顿相关的史实，能认识物理学研究是不断完善的。
【教学重点】对牛顿第一定律和惯性的理解；科学思想的建立过程。
【教学难点】力与运动的关系；惯性和质量的关系。
【导入新课】
观察这三幅图片，思考：力和运动之间有何关系？（引出本节主题）
【讲授新课】
一、力与运动的关系
1、根据实例体验得到亚里士多德观点
（观察思考）静止在桌面上的课本，观察当有推力时和无推力时，课本的运动状态。（根据课本受力情况和运动情况，看能得到什么结论）
有推力时-------课本运动 【结论】用力推静止在桌面上的课本
撤去推力后-----课本停止运动 【结论】力是维持物体继续运动的原因
总结得出亚里士多德观点：“有外力作用时物体才能运动，物体运动需要力来维持。 ”
思考：他的观点正确么？
2、观察冰壶的受力及运动情况，体验总结伽利略观点
观察冰壶的运动情况。
静止在地面上的冰壶，当人推它时，冰壶开始运动。------力推物动，符合亚里士多德观点
当冰壶脱离运动员的作用时，冰壶没有立即停下，而是继续向前运动。----力撤物还动，违背亚里士多德观点
思考：撤去推力之后，为什么冰壶最终还是会停下？
原因：冰壶停下来的原因是摩擦力。如果没有摩擦力，运动物体会一直运动下去。
【总结现象】运动员对冰壶有推力作用 冰壶由静变为运动
撤去推力后，运动的冰壶受到摩擦力作用 冰壶由运动最终变为静止
总结得出伽利略观点：力是改变物体运动状态的原因。
3、伽利略理想实验
提出问题：伽利略是怎么验证他的观点的？（引出伽利略理想斜面实验）
介绍实验的客观背景
客观事实：小球从斜面的一侧某高处滚下，会滚上斜面另一侧，摩擦力越小，越接近原来的高度。
介绍本实验的理想情况：摩擦力大小为零，小球将会达到同一高度。
合理外推：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。
总结归纳理想实验法
（1）理想实验是一种理想化的实验，是科学研究中的一种重要方法，在现实生活并不能实现。
（2）理想实验的结论是正确的，因为它是建立在可靠的科学事实基础上，并把实验结果合理外推到一种理想状态的科学方法。
4、笛卡尔完善观点
笛卡尔观点：在没有重力、摩擦力、空气阻力等的理想情况下，运动物体将继续以原来的速度沿直线运动。
二、牛顿第一定律
1、牛顿第一定律的内容
最终牛顿在总结前人成果的基础上提出“牛顿第一定律”。
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，直到有外力迫使它改变这种状态为止。
2、牛顿第一定律的意义
结合牛顿第一定律的内容，思考其意义：
（1）正确揭示了力与运动的关系：力是改变物体运动状态的原因。
（2）不受外力或合外力为0时：物体处于静止或匀速直线运动状态。受外力或合外力不为0时：物体运动状态改变。
3、惯性的概念及特点
根据牛顿第一定律总结惯性的概念，即一切物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质。
得出“牛顿第一定律”又可以叫做“惯性定律”的结论。
特点：（1）一切物体都具有惯性；
（2）惯性是物体的固有属性，不论物体处于什么状态，都具有惯性。
【体验思考】光滑的水平面上，质量大的小球去碰撞质量小的小球，哪个小球的运动状态容易改变？
以此为例，得出惯性大小的决定因素。“惯性的大小与质量有关”
完善惯性的特点
特点：（1）一切物体都具有惯性；
（2）惯性是物体的固有属性，不论物体处于什么状态，都具有惯性。
（3）惯性只与物体的质量有关。质量大,惯性大,物体的运动状态就难以改变。
4、体验生活中的惯性
为什么汽车紧急刹车时，我们的身体会前倾？
【解释】乘客原来随车向前运动，忽然车子急刹车，车子由于摩擦力停止运动，由于惯性，乘客保持向前运动。
如图，撞击锤子把柄，可以使锤头紧套在把柄上。
【解释】锤头随锤子一起向下运动，当锤子碰到椅子时，锤子把柄突然停止，但锤头仍具有向下的速度，所以松动的锤头紧套在把柄上。
三、随堂练习
1、关于伽利略实验，下列说法正确的是（ ）
A．完全是理想的，没有事实为基础；
B．是以可靠事实为基础的，经科学抽象，深刻反映自然规律的；
C．没有事实为基础，只有理想推理；
D．以上说法都不对；
2、下列关于惯性的说法中,正确的是（ ）
A.物体只有在静止时才具有惯性
B.物体运动速度越大,其惯性也越大
C.太空中的物体没有惯性
D.不论物体运动与否,受力与否,物体都具有惯性
3、火车在长直轨道上匀速行驶,门前紧闭的车厢内有一人向上跳起,发现仍落回原处的原因是（ ）
A.人跳起后,车厢内空气给他以向前的推力,带着他 随同火车一起向前运动
B.人跳起瞬间,车厢地板给他一向前推力,推动他随同火车一起向前运动
C.人跳起后,车在继续向前运动,所以人落下后必定偏后一些,只是由于时间很短,偏后的距离的不明显
D.人跳起后直到落地,在水平方向上始终和车具有相同的速度