牛顿第一定律

牛顿第一定律
【教学目标】
1、知识目标：（1）理解牛顿第一定律的内容及发展过程
（2）理解牛顿第一定律的适用范围
（3）清楚伽利略关于力与运动的思想观念及理想斜面实验的实验设计和推理结论
2、能力目标：学习归纳推理和逻辑推理的思维方法
【教学重点】
1、牛顿第一定律的发展过程及理想斜面实验
2、牛顿第一定律的内容
3、牛顿第一定律的理解
【教学难点】 理想斜面实验及牛顿第一定律的理解
【教学设计】
【教学过程】
新课引入
<提问> 生活中有这样一类现象，推桌子、拉拖箱，日常经验告诉我们，用力物体就动，不用力就不动，那是不是物体的运动必须要通过力来维持？
<讨论> 早在两千多年前古希腊哲学家亚里士多德就提出“力是维持物体运动状态的原因，没有力的作用物体就会停下来”的观点。那我们具体来讨论一下，这个观点能不能解释我们日常生活中的现象？为什么？
<引导>通过日常生活的观察，失去了力物体就会停下来，那么它停在哪里？哪里是物体的自然位置？亚里士多德的哲学观点不能解释物体的运动，但我们要研究物体的运动规律，怎么办呢？
课堂讲授
<引入>在时隔两千多年以后，物理学家伽利略发现：物体在上坡的时候速度越来越慢，在下坡的时候越来越快。那么在他们中间是不是应该存在一条线使得物体速度不增不减？那么这条线应该在哪个方向？（水平）在现实生活中物体在水平方向运动时明显速度在减小，是什么原因呢？（摩擦力）怎么用实验验证大家的观点？
<对比>大家各自都有自己的实验方案，那我们来看看科学家伽利略是怎么来验证这一观点的，同时比较一下科学家的实验方案跟同学们的方案有什么区别？
（1）伽利略的研究及科学想象
<实验装置>
<现象1> 接触面越光滑，小球上升的高度越高，也越接近于小球落下时的高度。
<提问> 如果没有摩擦，小球的运动会是什么样？
<逻辑推理> 如果没有摩擦，小球将上升到原来的高度。
<现象2> 不考虑摩擦力的作用，无论斜面如何倾斜，小球总能上升到原来的高度
<逻辑推理> 如果小球落下后没有斜面，小球将向着原来的高度运动，小球将永远达不到原来的高度，那么它将永远运动下去。
（2）笛卡尔的补充说明
<理论> 如果运动物体不受任何力的作用，不仅速度大小不变，而且运动方向也不会改变，将沿原来的方向匀速运动下去。
（3）牛顿的归纳总结
<说明> 牛顿在伽利略和笛卡尔的基础上通过事实分析，进一步概括推理得到了成熟的运动规律，即牛顿第一定律。
<理论> 牛顿第一定律：一切物体均处于静止状态或匀速直线运动状态，直到有外力迫使它改变这种运动状态为止。
（4）对牛顿第一定律的理解
<引导> 牛顿为什么说他自己是站在巨人的肩膀上的？他是在伽利略和笛卡尔的研究基础上通过事实分析、理论推导概括的，也就是说研究基础是伽利略的理想斜面实验规律。而伽利略的理想斜面实验是忽略了摩擦力的作用，在现实生活中并不存在没有摩擦力的材料；牛顿第一定律是在伽利略的基础上发展的，它是一条理想定律，现实生活中并不存在这样绝对不受力的空间。
牛顿第一定律是在实验基础上科学推导出来的，现实中不存在绝对不受力的空间，不能用实验直接证明。
<引导>我们不能用实验直接证明牛顿第一定律，那是不是说明牛顿第一定律没用？牛顿第一定律的内容是：一切物体均保持静止或匀速直线运动状态，直到有力迫使它改变这种运动状态为止。这个“力”是什么力？如果合外力为零，会怎么样？
合外力为零的条件下，物体保持静止或者匀速直线运动状态。
力是一个物体对另一个物体的作用，它可以使受力物体改变运动状态
<引导> “一切物体”说明了什么？
适用条件：一切物体
<引导> 为什么牛顿在总结时要用“迫使”这个词，这又说明了什么？
物体具有保持原来运动状态的性质，称为惯性
<引导> 牛顿第一定律是在伽利略的基础上总结归纳出来的，那为什么不叫伽利略定律？
牛顿的突破：进一步诠释了力的概念及作用；提出了惯性的概念。
（5）惯性：<讨论>物体惯性大小与哪些因素有关？怎么证明？
<讨论> 通过生活经验我们知道，速度越大，物体越难停下来，那是不是说速度越大，惯性就越大？假设是这样，那速度为零，惯性就为零，这与我们牛一“一切物体”相矛盾，说明惯性大小与速度无关。
<引导> 一个胖子和一个瘦子以相同大小的速度相撞，谁会被撞倒？为什么？这说明了什么问题？（惯性大小可能与质量有关）
通过观察和实验表明，物体惯性大小只与物体的质量有关，惯性是物体的固有属性。
【板书设计】
牛顿第一定律
历史发展：（1）亚里士多德：力是维持物体运动的原因，没有力的作用物体就会停下来；
（2）伽利略：力不是维持物体运动状态的原因，没有力的作用物体将一直运动下去；
（3）笛卡尔：如果运动的物体没有受到力的作用，那么它将继续以同一速度沿同一直线运动，既不停下来也不偏离原来的方向。
牛顿第一定律：（1）内容：一切物体均处于静止状态或匀速直线运动状态，直到有外力迫使它改变这种运动状态为止。
理解：
现实生活中不存在绝对不受力的物体，牛顿第一定律是在实验基础上科学推导出来的，不能用实验直接证明。
适用范围：一切物体
力是物体间的相互作用，它可以使物体的运动状态改变。
物体具有保持原来运动状态的性质，称为惯性。
惯性：惯性是物体的固有属性，只与物体质量有关
【课堂小结】
提出并讨论亚里士多德的观点
由日常生活经验假设力与运动的关系
引导提出疑问，讨论伽利略的理想斜面实验
伽利略的猜想论证
笛卡尔的补充总结
牛顿的归纳总结及牛顿第一定律
牛顿第一定律的适用条件及对牛顿第一定律的理解