牛顿第一定律 同步练习
一、填空题（1、2题每空4分，3题每空或没条划线2分，共24分）
1、牛顿第一定律描述了物体的运动规律。它成立的条件是 ；惯性是物体自身固有的，在任何时候，任何状态下，一切物体都有惯性。但只有在特定条件下才被人察觉。这个特定条件是 。
2、（05·长春市）图1是高速行驶的小汽车紧急刹车时，驾
驶员的头撞碎车窗玻璃的情景，为避免此类事故的发生，你的建议
是 。
3、把一叠硬币放在桌子上，用一根薄塑料尺贴着桌面迅速打击底部的硬币．图1
（1）实验结果是被击中的硬币_________，其他硬币不动．
（2）对上述实验现象有以下几种解释，每种解释都有错，请你在错的地方划一条横线．
A．最下面的硬币受到外力作用，克服惯性，飞出去了；
B．上面的硬币，没有惯性，所以静止不动；
C．上面的硬币受到惯性作用，所以仍落在原处．
（3）实验结果的正确解释是：这堆硬币原来都处于静止状态，被击中的硬币由于受到塑料尺的力作用，________了原来的静止状态飞出去．而其他硬币没有受到塑料尺的力作用，由于_________，保持原来的静止状态．
二、选择题（每题5分，共20分）
4、请你认真观察图2，利用类似下图实验装置，对物体在水平方向上不受力将会怎样运动，你的推论是 （ ）
图2
A、物体的运动方向一定发生改变 B、物体一定做匀速直线运动
C、物体的速度一定会改变 D、以上结论均不正确
5、有一气球以10m／s的速度匀速竖直向上升到某一高度时，从气球里掉下一个物体，这个物体离开气球以后将 ( )
A、继续上升一段时间，然后下落 B．立即下落
C．以原来速度永远上升 D．以上说法都不对
6、图2(甲)、(乙)是小车载着木块向右运动过程中发生的现象，下列判断正确的是 （ ）
A．图2(甲)是小车突然停下时发生的 B．图2(乙)是小车突然停下时发生的
C．都是小车突然停下时发生的 D．都是小车突然被拉动时发生的
图2 图3
7、一杯水放在列车上的水平桌面上，如果水面突然发生了如图3所示的变化，则列车的运动状态可能是 ( )
A、列车突然向右启动 B．列车突然向左启动
C．列车向右运动时突然刹车 D．列车向左运动时突然刹车，
三、简答题（16分）
8、人走路时，被石头绊一下会向前倾倒，这是为什么?下雨天，摔个跟头会向后倒，这又是为什么?
四、实验题（每空4分，共20分）
9、如图4为探究摩擦阻力对物体运动的影响的实验。实验时必须
使小车从斜面上同一高度滑下，这是为了使小车在平面上开始运动
时的 相同，实验时发现小车受到的阻力越小，小车运
动得越 。由此我们可以推断：假如小车在平面上
不受力，它将 。 图4
10、对物体下落的快慢与物体轻重的关系，历史上曾先后有过两种不同的观点：亚里士多德认为重的物体下落得快，而伽俐略认为轻重不同的物体下落的快慢是一样的。下面是三位同学在研究了物体下落的快慢与物体轻重的关系后做作的交流：
⑴如果亚里士多德的观点是对的，那么小刚的实验结果应该是 。
⑵导致小强和下丽实验结果不同的原因，主要是存在 的干扰。
五、阅读研究题（20分）
11、国际空间站在距离地球约400Km的太空围绕地球高速旋转着，提供了在太空失重情况下进行长期科学研究的环境，是一个长期运行的在轨实验室。“奋进号”宇航员在为国际空间站安装太阳能电池板、电池和散热器等组件过程中进行了将近7个小时的太空行走，宇航员在太空“行走”时，没有空气阻力，又处于完全失重状态，宇航员走出船舱时用一条“绳”索与飞船相连。根据以上信息回答下列问题：
(1)宇航员和国际空间站做什么运动?
(2)宇航员在太空“行走”时是否还受重力的作用?
(3)宇航员在太空“行走”时是否具有惯性?
(4)如果没有这条绳索，宇航员轻轻推一下飞船会出现什么情况?
参考答案:
一、填空题
1、不受外力 不受任何外力作用 2、系安全带（或减速行驶、安全气囊等） 3、（1）飞出去 （2）A．最下面的硬币受到外力作用，克服惯性，飞出去了；B．上面的硬币，没有惯性，所以静止不动；C．上面的硬币受到惯性作用，所以仍落在原处． （3）改变 具有惯性
二、选择题
4、B 5、A 6、B 7、BC
三、简答题
8、脚绊到石头上停下来时，上身由于惯性要保持原来向前的运动状态，所以身体向前倾倒；下雨天，由于路滑，脚打滑(人摔倒)时，其瞬间速度(向前的)变得比原来快了，但上身由于惯性要保持原来较慢的速度向前运动，所以身体向后倒。
四、实验题
9、初速度 远 保持原来的运动速度永远运动下去
10、同时落地 空气阻力
五、阅读研究题
11、(1)曲线运动。(2)受重力。(3)具有惯性。(4)由于物体间力的作用是相互的，人推飞船 时，同时会受到飞船的推力，宇航员在推力的作用下会远离飞船而去。
牛顿第一定律 同步练习
一、选择题
1．所谓“运动状态的改变”的正确理解是（ ）
A．仅指速度大小的改变
B．仅指速度方向的改变
C．要改变物体的运动状态，必须有力的作用
D．物体运动状态的改变与物体的初始状态有关
解析：速度是描述物体运动状态的一个物理量，速度是矢量，有大小和方向，大小、方向其中之一发生变化，速度就发生变化，物体的运动状态就发生改变．
答案：C
2．下列说法正确的是（ ）
A．不受力的物体不可能运动，故力是物体运动的原因
B．受力大的物体速度大，故力是决定物体速度大小的原因
C．力是保持物体运动的原因，如果物体不受力的作用，它只能保持静止不能保持运动状态
D．力是物体运动状态发生改变的原因
解析：运动不需要力来维持，只有改变物体的运动状态才需要力．
答案：D
3．歼击机进入战斗状态时要抛掉副油箱，这样做是为了（ ）
A．减小重力，使运动状态保持平稳
B．增大速度，使运动状态易于改变
C．增大加速度，使状态不易变化
D．减小惯性，有利于运动状态的改变
解析：质量是物体惯性的唯一量度，抛掉副油箱，减少了飞机的质量，惯性也随之减小，使之改变运动状态容易．
答案：D
4．关于惯性的大小，下列说法中正确的是（ ）
A．高速运动的物体不容易让它停下来，所以物体运动速度越大，惯性越小
B．用相同的水平力分别推放在地面上的两个材料不同的物体，则难以推动的物体惯性大
C．两个物体只要质量相同，那么惯性就一定相同
D．在月球上举重比在地球上容易，所以同一物体在月球上比在地球上惯性小
解析：惯性是物体的固有属性：物体只要有质量，便有惯性，物体的惯性与物体的处所、运动状态无关．
答案：C
5．有A、B两物体，它们的质量分别为8kg和4kg，速度分别为4m／s和8m／s，它们的惯性大小情况是（ ）
A．一样大 B．A比B大 C．B比A大 D．无法确定
解析：惯性是物体的固有属性：物体只要有质量，便有惯性．物体的惯性与物体的处所、运动状态无关，质量越大，惯性越大；惯性与速度大小无关．
答案：B
6．物体在车厢中做抛体运动，下列哪种情况下，人在车厢里观察到的现象和在车厢静止时观察到的现象一样（ ）
A．车厢加速行驶 B．车厢减速行驶
C．车厢转弯 D．车厢匀速直线行驶
解析：车厢静止时是平衡状态，车厢匀速运动时也是平衡状态，物体在运动的车厢内下落是由于惯性也具有和车厢一样的速度，两种情况下物体的受力情况一样，物体的运动情况也一样．故D正确．
答案：D
二、非选择题
7．在运动着的列车中的水平桌面上，放着一个小球，小球突然向后运动，而列车在做______运动，若列车在做减速运动，小球将______运动，若列车突然向右拐弯，小球将_______运动．
答案：加速 向前 向左
8．射出的炮弹做曲线运动，它的运动状态在改变，这是由于受到_______的作用．
答案：重力
9．导弹快艇需要具有较大的“灵活性”，即运动状态比较容易改变，在设计制造时应注意什么?为什么?
答案：设计时应注意减小快艇的质量，因为，质量越小，惯性越小，越容易改变其运动状态．
10．农用柴油机有一个质量较大的飞轮，试根据过去学过的柴油机的知识和本节的内容，分析飞轮在柴油机工作过程中的作用和原理．
答案：飞轮质量大，惯性大，转动后，由于惯性保持其转动的状态不变，带动曲轴活塞完成排气、吸气、压缩冲程，使柴油机的工作循环继续保持．
牛顿第一定律 同步练习
一、填充题
1．伽俐略对物体的运动研究结果是：如果物体在运动中不受任何力的作用，它的速度将________，物体将永远_________．
2．一切物体在作用的时候，总保持___________和_______________，这就是_________定律．
3．物体保持_____________的性质叫惯性，惯性是物体的_________属性，无论物体处于_______状态或______状态，都具有惯性．
4．乘客面向车前进方向站在汽车里．当汽车突然起动时，乘客会倒向______，这说明物体具有__________．
5．烧锅炉时工人用铲子送煤，当铲子停在炉前，煤由于_______继续运动而进入炉内．
二、选择题
1．根据物体惯性的概念，下列说法中正确的是 [ ]
A．一个物体静止不动时有惯性，受力运动时就失去惯性；
B．一个物体作匀速直线运动时有惯性，作变速直线运动时或曲线运动时就失去惯性；
C．一个物体在地球上有惯性，在离开地球很远的地方，因失去地球对它的吸引力，惯性也就失去了；
D．一切物体都有惯性．
2．下面现象中，不是由于惯性原因的是 [ ]
A．自行车从斜坡顶沿斜坡向下运动，速度不断增大；
B．房间里的家具，没人搬动总留在原处；
C．运动员跑到终点时不能立即停下来；
D．站在行驶的公共汽车里的乘客，若汽车紧急刹车，人就要向前倾．
3．在平直轨道上行驶的火车中悬挂一水壶，水壶突然向火车行驶的方向摆去，这现象说明火车 [ ]
A．作匀速运动； B．突然减速；
C．突然加速； D．运动状态无法确定．
4．人要从行驶的车中跳到地面上，为了避免摔倒，跳车人应该 [ ]
A．向车行的反方向跳；
B．向上跳；
C．向车行的方向跳，着地后立即向车行的方向跑几步；
D．向与车行驶的垂直方向跳．
参考答案
一、
1．保持不变，运动下去
2．没有受到外力，静止状态，匀速直线运动状态，牛顿第一
3．静止状态或匀速直线运动状态，固有，静止，运动
4．后方，惯性
5．惯性
二、
1．D 2．A 3．B 4．C
牛顿第一定律 同步练习
一、是非题
1．惯性和惯性定律都是指物体保持静止或匀速直线运动状态，所以它们是一回事． （ ）
2．惯性定律中的物体没有受到外力是指物体上没有任何力的作用． （ ）
3．不受外力作用的物体是不存在的． （ ）
4．物体只有受到力的作用才能发生运动． （ ）
5．物体在不受外力作用时，保持原来运动状态不变的性质叫惯性． （ ）
6．物体在静止时不易推动，说明物体静止时比运动时惯性大． （ ）
7．射击时，子弹出膛后能继续在空中飞行，这是由于空气阻力不大的缘故．（ ）
8．力的作用不是使物体运动，而是使物体运动状态发生改变． （ ）
二、选择题
1．有一热气球以一定的速度匀速竖直上升到某一高度时，从热气球里掉出一个物体，这个物体离开热气球后将 [ ]
A．继续上升一段距离，然后下落；
B．立即下落；
C．以原来的速度永远上升；
D．以上说法都不对．
2．正在运动着的物体，若它所受的一切外力都同时消失，那么它将 [ ]
A．立即停下来；
B．速度变慢逐渐停止；
C．速度大小不改变但方向改变；
D．作匀速直线运动．
3．用绳子拉小车在光滑水平面上运动，当绳子突然断裂后，小车的运动速度将[ ]
A．变小； B．不发生变化；
C．变大； D．立即变为零．
4．关于物体的惯性，下列说法中正确的是 [ ]
A．物体在静止时的惯性比运动时的大；
B．物体的惯性随速度增大而增大；
C．物体受到的力越大，它的惯性也越大；
D．物体的惯性大小跟它的运动状态、受力情况都没有关系．
5．在一艘作匀速直线运动的轮船上，一小孩脸朝船行驶的方向坐在座位上，竖直向上抛出一个小球，小球落下时 [ ]
A．落在小孩的前面； B．落在小孩的后面；
C．落在小孩的手里； D．无法确定．
三、说理题
正在行走的人踩到香蕉皮会向后倾倒，为什么？
参考答案
一、1．×2．×3．√4．×5．×6．×7、×8．√
二、1．A2．D3．B4．D5．C
三、略
牛顿第一定律
教学目标
（1）体会伽利略和亚里士多德对运动和力的关系的不同观点和依据。
（2）认识伽利略理想实验的方法是科学研究的重要方法，它对物理学发展的重要意义。
（3）理解牛顿第一定律的内容和含义。
（4）知道惯性，并会正确解释有关现象。
（5）养成大胆发表自己见解和乐于与他人交流的良好学习习惯。
重点、难点
探究力和运动的关系的过程，理解牛顿第一定律的意义及惯性概念的内涵是重点，体现伽利略的科学思维方法是本节的教学难点。
案例设计
（一）引入新课
师：通过前一章的学习，我们知道了物体的运动形式是多种多样的，那么物体为什么会有各种不同的运动形式呢？要讨论这个问题，必须进一步思考运动和力的关系，在力学中研究运动和力的关系这一分科叫做动力学。
有了动力学知识，我们就可以解决两大类问题：可以根据物体的运动情况，确定物体的受力情况，也可以根据物体的受力情况确定物体的运动情况。这就使得人类创造条件控制运动的梦想成为现实。例如，马路上的汽车可按人的意愿往任何方向以一定的速度行驶，人造地球卫星可以发射到预定的轨道上运转等等。
动力学的奠基人是牛顿，牛顿的三大运动定律是动力学的核心内容，也是学好整个力学知识的关键。从本节课开始，我们将先学习牛顿第一定律。
（二）牛顿第一定律
师：一个静止的物体，要想使其运动起来，有哪些方法？
众生：推它、拉它、提它……
师：生活中的这些经验使人们自觉不自觉地把运动和力联系在一起，那么运动和力到底有什么关系呢？演示在桌面上用弹簧秤缓慢拉车（车轮朝上，车面与桌面接触），请学生观察小车受力与运动的关系并回答。
预测：学生会回答以下两种：
①当用力拉车时，小车就向前运动
②停止力的作用，小车就停止运动。
师：早在2000多年前，古希腊哲学家亚里士多德就是根据经验指出：力是维持运动的原因。在亚里士多德的物理学中，用手抛出的石块，当离开手后，它所划破的前方的空气，奔绕到石块的后方，空气靠着这种迂回方式持续推动石块前进。不难看出空气同时扮演着推动者和阻碍运动的教色，这种矛盾的按排，招来许多人的批评。但有力物体才会运动的观点很符合生活中经验， 2000多年一直被人们奉为经典。
下面利用前面学过的力学知识来分析下例现象，讨论力与运动的关系。
演示以下两种情况小车的运动（速度较快）
请学生认真观察，然后思考以下问题：
1）小车是否马上停下？
2）使小车停下来的原因是什么？
3）小车滑行位移的大小有何不同？
4）为什么滑行的距离不一样？
说明:问题的提出可以是递进式的，也可以一次性地投影出来（若学生己训练有素，最好采用后一神方式），通过观察演示并根据生活经验，以上几个问题并不难回答.
预测:关于上述问题学生的回答可能有:
1）撤去拉力后小车还要滑行一段距离才停下。
2)车最后停下来的原因是摩擦力，第一种情况下摩擦力较大，第二种情况下摩擦力较小。
3)小车最后停下来的原因是摩擦力，但可能还跟速度大小有关。
4)摩擦力小的，速度大的，滑行的距离远。
5)……
师：总结大家的想法，你们认为影响小车滑行距离的因素至少有两个,因此，要分别考虑是哪个因素对小车滑行距离产生影响，可以用控制变量的方法来研究,如控制速度大小相同减小摩擦力，让摩擦力足够小，观察小车滑行的距离会怎样呢？
教师演示滑块在气垫导轨上的“匀速直线运动”（要介绍该装置是如何减少摩擦力的）
师：由于滑块在气垫上滑行，故摩擦力很小，物体的速度几乎看不出有变化，我们可以预测一下，如果摩擦力为零，物体在运动方向上不受力的作用，物体将会怎样运动呢？你们认为运动与力的是怎样的关系？该如何来评价亚里士多德的观点？
预测:关于上述问题学生的回答可能有:
① 物体应保持匀速直线运动。
② 维持物体的运动不需要力。
③ 运动物体若受力,速度将发生变化。
④ 亚里士多德观点来自日常生活经验,没有经过科学的分析,忽略了摩擦力的作用。
⑤ ……
师： 17世纪意大利物理学家伽利略，为了研究力与运动的关系设计了著名的斜面实验。（伽利略的理想实验如下图）教师介绍斜面实验。
把两个斜面对接起来，让小球沿一个斜面由静止滚下，小球在斜面间来回滚动，最后停下来，停下来的原因是什么？
生：摩擦力。
师：让小球沿一个斜面由静止滚下，小球将会滚上另一个斜面，如果没有摩擦，小球将上升到怎样的高度？
生：原来的高度。
师：为什么？大家可以发表自己的见解。由于没有绝对不受力的物体，故物体在运动方向上不受力物体将做匀速直线运动这个结论无法直接用实验验证。
生1：小球原来在高处，滚到斜面底部即势能变成动能，再滚上另一斜面时，由于没有摩擦，动能又变成原来的势能,所以高度相同。
生2：我赞成，这就是我们初中学过的动能与势能的相互转化与守恒知识。
生3：我觉得这个解释是后人作的，伽利略当时知道动能和势能的概念吗？
师：是啊,关于能的概念是伽利略以后一个半世纪才由英国物理学家托马斯·杨确立的。大家有没有听说过伽利略发明计时装置---摆钟的故事？
伽利略到教堂做礼拜时,发现悬挂的“长明灯”在微风中左右晃动,他用自身的脉博跳动测定了“长明灯”晃动快慢不变,从而发明了人类历史上第一台简易计时器---摆钟。
演示：竖直平板上画有一些平行的水平线,板上挂一单摆使之左右摆动,可以发现小球来回摆动不仅快慢不变,而且高度几乎相等。小球在两个对接光滑斜面上的滚动,可以看成没有阻力的单摆,所以会上升到原来的高度。（类比不仅是一种重要的研究方法，而且是一种重要的学习方法）
减小第二个斜面的倾角，重新释放小球，记下小球滚上的位置，若没有摩擦，小球也会上升到原来的高度，但要通过更长的路程。
实验说明，无论斜面倾角大小，只要轨道光滑，小球总要到达原来的高度，斜面倾角越小，要达到原高度走过的路程越长。
科学推理：伽利略进一步推理，继续减小第二个斜面的倾角使它最终成水平面，小球就再达不到原来的高度，而要沿水平面以恒定的速度持续运动下去。
伽利略关于运动与力的观点：只要除掉使物体加速或减速的外部原因,运动物体必将严格地保持它一旦获得的速度,而这种条件仅在水平面上可以得到;沿水平面上的运动是永恒的.
伽利略的“理想斜面实验”,从实验事实出发,应用科学推理的方法,得出了“运动不需要力来维持” 的结论. 从而否定了维持2000多年的亚里士多德观点。理想实验方法在物理学研究中有着独特的作用和重要的意义。
通过分析两种观点的正误，强调伽利略对科学的贡献，但也不可全盘否认亚里士多德的成就，应考虑其历史局限性，可适当补充他的生平及科学成就---他是古希腊著名的科学家和哲学家，柏拉图夸他是雅典吕克昂“学院之灵”,恩格斯称他是最博学的人，他的著作是古代的百科全书，大概有四百到一千部,他对物理学的最大贡献是创造了这门学科的名称。
演示：竖直平板上画有一些平行的水平线,板上挂一单摆使之左右摆动,可以发现小球来回摆动不仅快慢不变,而且高度几乎相等。小球在两个对接光滑斜面上的滚动,可以看成没有阻力的单摆,所以会上升到原来的高度。（类比不仅是一种重要的研究方法，而且是一种重要的学习方法）
师：从前面分析我们看到由于没有绝对不受力的物体，故物体在运动方向上不受力物体将做匀速直线运动这个结论无法直接用实验验证。但伽利略把经验事实和抽象思维结合起来，这正是他工作卓越之处，他对动力学做出了重大贡献。法国科学家笛卡尔进一步补充了伽利略的结论：笛卡尔关于运动与力的观点：如果没有其他原因，运动的物体将继续以同一速度沿着一条直线运动,既不会停下来,也不会改变原来的方向。
师：伽利略、笛卡尔对物体的运动做了准确的描述,为什么隔了一代以后才由牛顿写成牛顿第一定律？
预测：学生议论纷纷,但没有统一认识。
师：可惜的是因为他们没有指明原因是什么，而英国物理学家牛顿在前人研究的基础上，通过自己进一步的探讨，科学全面地阐明了运动和力的关系，提出了牛顿第一定律。
学生看书，理解牛顿第一定律的含义。
生1:定律说明了物体不受外力时的运动状态是匀速直线运动(本来是运动的物体)或静止(本来静止的物体)。(所以说力不是维持物体运动状态的原因)
生2:定律指出了一切物体都具有保持原来运动状态的性质。(即一切物体都有惯性)
生3:定律指出了外力是改变运动状态的原因。
师:这也是科学史上首次给力一个科学的定义，是对力的概念的扩展。
（三）惯性
指示学生阅读课文理解并归纳物体的惯性的内涵。
说明:培养学生自学能力，是高中物理新课程的墓本理念之一。
预测:学生结合初中知识不难总结出以下几个要点:(老师协助表述上的规范和严密)
①惯性就是使原来运动的物体(不管原来是匀速、是加速还是减速)匀速运动，使原来静止的物体保持静止。
②惯性是一切物体固有的属性。(宇宙万物中任何物体都有,没有惯性的物体是不存生的)
③质量是物体惯性大小的量度(物体惯性大小与物体的运动速度、物体的密度、形状、体积等均无关)，物体质量趑大，惯性就越大。只要物体的质量不变,其惯性就不变,所以“克服惯性”、“惯性增大”、“惯性减小”都是错误的。
④惯性的大小表示物体运动状态改变的难易程度。物体惯性越大，物体的运动状态就越难改变。
巩固应用:精选例题以巩固对牛顿第一定律(即惯性定律)与惯性的理解。
投影:
解释下列现象
1.惯性与惯性定律的区别与联系。
2.当小车突然停止时，木块向前倾倒。
3.运动的汽车突然刹车时，汽车总要向前滑行一段后才停下。
4.人从行驶的车上跳下来后容易( )
A.向汽车行驶的方向跌倒 B. 向汽车行驶的反方向跌倒
C.向汽车的右侧跌倒 D. 向汽车的左侧跌倒
师:(小结)惯性是一切物体的固有属性，有些情况下物体的惯性对我们有利，如锺头松动时，我们可以将锺柄往地上一磕，锺头会安得更牢，有些情况下物体的惯性对我们有害，如刹车时，车不能立即停下，故行驶中车速不能太大，而且要保持一定的车距。
三、案例评析
本节课教学设计从新课程的具体目标要求出发，注重知识的形成过程，教学过程设计力求巧妙地引导学生主动、积极地参与到教学活动中来----发现问题、分析问题、解决问题。主要特点如下：
根据教材特点，抓住人类历史上关于运动和力的关系研究的不同观点，以“史实”为线索让学生感受物理学研究的历程，这样既“教”给学生科学的规律， “教”给学生科学的研究方法，同时又充分利用教材的教育功能，渗透辩证唯物主义教育，培养学生的科学精神和创新意思识，树立正确的科学的价值观。
牛顿第一定律
教学目标：
一、知识目标
1、理解牛顿第一定律和惯性的概念。
2、知道牛顿第一定律的建立过程。
3、正确理解力和物体运动的关系。
二、能力目标
培养学生的观察能力、思维能力及应用定律解决实际问题的能力。
三、德育目标
使学生学会从纷繁的现象中探求事物本质的科学态度和研究方法。
教学重点
牛顿第一运动定律、惯性
教学难点：
对牛顿第一运动定律和惯性的正确理解
教学方法：
实验法、阅读法、归纳法
教学用具：
投影仪、投影片、小车、木块、气垫导轨滑块
课时安排：
1课时
教学步骤：
一、导入新课
在讲台上放一辆小车，使它处于静止状态提出问题：怎样才能让小车运动起来呢？（学生答：要用力去推它）师讲：从这个例子很容易得到：物体要运动，需要对它施加力的作用，那么力和运动之间关系如何呢？本节课我们就来探究这个问题。
二、新课教学
（一）用投影片出示本节目的学习目标：
1、知道什么是惯性，会正确解释有关惯性的现象。
2、理解牛顿第一定律的内容和意义。
3、知道伽利略和亚里斯多德对力和运动的关系的不同认识，并了解伽利略的理想实验及其主要推理过程和结论。知道理想实验是科学研究的重要方法。
（二）学习目标完成过程：
1、历史的回顾：
①讲：远在两千多年以前，人们已经提出了运动和力的关系问题，可是直到伽利略时代才对这个问题给出了正确的答案。下边请同志们阅读课文有关内容，并回答下列问题。
②用复合投影片概括历史上几位代表人物关于力和运动关系的看法。
代表人物对力和运动关系的看法
代表人物
对力和运动关系的看法
雅里斯多德
伽利略
笛卡儿
亚里斯多德认为：必须有力作用在物体上，物体才能运动，没有力的作用，物体就要静止下来。
伽利略认为：在水平面上运动的物体所以会停下来，是因为受到摩擦阻力的缘故。
笛卡尔认为：如果没有其他原因，运动的物体将继续以同一速度沿着一条直线运动，既不会停下来，也不会改变原来的方向。
③请同志们叙述伽利略的理想实验：
让小球从一个斜面从静止滚下来，小球将滚上另一个斜面，如果没有摩擦，小球将上升到原来的高度。
师总结：伽利略在可靠的实验基础上，推论说：如果减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上达到原来的高度就要通过更长的路程，继续减小第二个斜面的倾角，使它最终成为水平面，小球就再也达不到原来的高度，而沿水平面以恒定速度继续运动下去。
④学生总结伽利略的研究方法，以可靠的事实为依据，抓住主要因素，忽略次要因素，解释自然规律。
⑤用气垫导轨近似地验证上述结论：
把滑块放在一个水气垫导轨上，使滑块和导轨之间形成气层，物体沿这种导轨运动时受到的阻力很小，推动一下物体，可以看到物体沿气垫导轨的运动很接近匀速直线运动。
2、牛顿第一定律：
（1）师讲：伽利略和笛卡尔对物体的运动做了准确的描述，但是没有指明原因是什么，牛顿在前人研究的基础上，结合自己的研究，系统地总结了力学知识，提出了三条运动定律：
（2）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。
（3）讲解什么是惯性：
物体的这种保持原来的匀速直线运动或静止状态的性质叫惯性，所以牛顿第一又叫惯性定律。
（4）惯性定律和惯性的区别和联系：
a：惯性定律是物体不受外力作用时所遵从的运动规律。
b：惯性是物体的固有属性，一切物体都有惯性。
3：巩固训练：（用投影片出示）
（1）一切物体总保持 状态或 状态，直到有 迫使它改变这种状态为止。
（2）物体保持 的性质叫做惯性，惯性是物体的 ，与物体的运动情况或受力情况 。
（3）伽利略的理想实验说明了 。
4、运用牛顿第一定律解释现象：
（1）演示：在小车上放一方木块，使它们静止在水平桌面上，然后，突然给小车一个推力，观察到木块会向后倾倒。
（2）引导学生对实验现象进行解析：
a：施加推力前，小车和木块处于什么状态？（静止）
b：当给小车施加推力后，分析小车和木块会发生什么变化？——当给小车施加推力后，木块的下部由于摩擦力作用随车前行，而木块的上部由于惯性，仍将保持原来的静止状态，所以会向后倾倒）
（3）巩固训练（用投影片出示）
a：汽车突然开动的时候，乘客会向后倾倒，为什么？
b：汽车突然停止的时候，乘客会向前倾倒，为什么？
三：小结
本节课我们主要学习了以下几个问题：
（1）历史上几位科学家对力和运动关系的看法和研究。
（2）伽利略得到力和运动关系的研究方法。
（3）牛顿第一定律的内容；
（4）惯性及应用惯性知识解决实际问题的方法。
四、作业：
1、阅读本节课文；
2、课本练习
五、板书设计：
1．伽利略的研究方法——理想实验研究法
2．
3
六、教学总结：
本节课的特点是对力和运动的关系的正确认识，要受到日常经验的影响，所以在本节课中采用了多联系实际问题加以分析，以使学生澄清错误认识。
牛顿第一定律
三维目标
知识与技能：
1、体会伽利略和亚里士多德对运动和力的关系的不同观点和依据。
2、认识伽利略理想实验法是科学研究的重要方法，它对物理学发展有重要意义。
3、理解牛顿第一定律的内容和含义。
4、知道惯性，并会正确解释有关现象。
过程与方法：
1、通过对牛顿第一定律的研究，培养学生的观察能力，分析推理能力，归纳能力和表述能力。
2、渗透科学研究方法（“猜想”与理想实验），培养学生创造能力。
情感态度与价值观：
学习科学家科学探索精神，敢于质疑的精神和实事求是的精神。
教学重点：1、理解牛顿第一定律；2、探究力与运动的关系的过程；
教学难点：体现伽利略的科学思维方法。
教学设想：采用实验探索式教学，并与多媒体应用相结合，突出教学重点，突破教学难点。
教 具：气垫导轨、数字计时器、小车、小型气源、鸡蛋（生、熟、空各一只）纸片、多媒体设备。
教学过程：
（一）引入：
师演示“旋蛋实验”：①分别让三只鸡蛋旋转，再迅速按住，使蛋停下，又立即松手，两只不动，另一只却能继续旋转。②再分别让松手不动的两只蛋重新旋转，再用纸片压其停下，一只难停下，一只易停。
师：同学们观察刚才的实验现象，猜猜看，三只蛋有何不同？
预测学生回答：生的熟的、半生不熟的、空的……
师：同学们的猜想是否正确，为什么三只蛋会出现三种不同的现象？
要解释以上的现象，涉及到运动和力的关系，在力学研究运动和力的关系这一分科叫动力学，动力学的奠基人是牛顿，牛顿三大定律是动力学的核心，也是学好整个力学的知识的关键，今天我们先来学习牛顿第一定律。
[板书] 6.1 牛顿第一定律
（一）新课教学：
师：同学们看桌面上静止不动的物理书，要想使它运动起来，有哪些方法？
生：推它，把它拿起来……
师：生活中的这些经验，使人们不知不觉地把运动和力联系在一起，那么运动和力到底有什么关系呢？
演示：在桌面上用弹簧秤缓慢拉车（车轮朝上）
预测学生回答：
（1）用力拉车，车向前运动。
（2）停止力的作用，小车就停止运动。
师：是的，根据现象似乎可以说，有力作用的物体上，物体才能运动，没有力的作用，物体就要静止下来，早在2000多年前，古希腊哲学家亚里士多德就是根据经验提出同样的观点，即：力是维持运动的原因。
[板书] 一、亚里士多德观点——力是维持物体运动的原因。
师：亚里士多德观点是不是正确呢？让我们再来分析下面的现象。
师演示两种小车的运动（速度较快）。
小车面与桌面接触，撤去拉力后小车停下来；
小车轮与桌面接触，撤去拉力后小车停下来。
请学生认真观察小车受力和运动情况，然后思考以下问题。
（课件展示）
小车是否马上停下？
使小车停下来的原因是什么？
为什么滑行距离不一样？原因有哪些？
预测学生回答：
（1）撤去拉力后小车还要滑行一段距离才停下；
（2）车最后停下的原因是受到摩擦力作用；
（3）滑行距离跟摩擦力有关,摩擦力较大的滑行距离较短;摩擦力脚小的滑行距离较远;还跟速度有关，速度大的滑行远。
……………………
师总结：影响小车滑行距离的因素至少有两个，因此，要分别考虑是哪个因素对小车滑行距离产生影响，可以用控制变量法来研究，如控制速度大小相同，减小摩擦力，让摩擦力足够小，那么小车滑行的距离会怎样呢？如果摩擦力为零，物体在运动方向上不受力的作用，物体将会怎样运动呢？你们认为运动和力是怎样的关系？该如何评价亚里士多德的观点？
预测学生回答：
（1）物体应保持匀速直线运动；
（2）物体的运动不需要力来维持；
（3）运动物体若受力，速度将发生变化；
（4）亚里士多德观点来自日常生活经验，缺乏科学的分析，忽略了摩擦力的作用。
………………
师：是亚里士多德观点正确，还是同学们的看法正确，让我们先来看看，17世纪意大利物理学家对这个问题的观点是什么？为了研究力与运动的关系，伽利略设计了著名的理想斜面实验。
师介绍斜面实验：（边画图边讲）
h
师：把两个斜面对接起来，让小球沿一个斜面由静止滚下，小球的速度将怎样变化？是什么原因导致这一变化呢？
生：小球速度增大，是重力沿斜面的分力使它加速。
师：小球接着滚上另一个斜面，速度又将如何变化，是什么原因导致的？
生：重力沿斜面的分力，使小球减速。
师：让小球在斜面间来回滚动，最后停下来，停下来的原因是什么？
生：摩擦力。
师：让小球沿一个斜面由静止滚下，小球将会滚上另一个斜面，如果没有摩擦，小球将上升到怎样的高度？
生：原来的高度。
师：为什么？大家可以发表自己的见解。
生1：小球原来在高处，滚到斜面底部势能变成动能，再滚上另一斜面时由于没有摩擦，动能又变成势能，所以高度相同。
生2：我觉得这个解释是后人做的，伽利略当时知道动能和势能的概念吗？
师：是啊，关于能的概念是伽利略以后一个半世纪才由英国物理学家托马斯.杨确立的，大家有没有听说过伽利略发明计时装置——摆钟的故事？
（伽利略到教堂做礼拜时，发现悬挂的“长明灯”在微风中左右晃动，他用自身的脉搏跳测定了“长明灯”晃动快慢不变，从而发明了人类历史上第一台简易计时器——摆钟。）
师：若减小第二个斜面的倾角，如果没有摩擦，小球也会上升到原来的高度，只是一使小球减速的力变小了，小球在第二个斜面上通过路程将越长。
科学推理：伽利略进一步推理，继续减小第二个斜面的倾角使它最终成水平面，小球则永远达不到原来的高度，此时，又没有使它加速或减速的原因，小球将在水平面上以恒定的速度持续运动下去。
下面用动画模拟这一实验（课件展示）
师总结并[板书] 二、伽利略观点
理想实验法——实验事实+理论思维
师：这就是伽利略的“理想斜面实验”，它从实验事实出发，应用科学推理的方法，得出“运动不需要力来维持”的结论，这种建立在实验事实基础上，并通过科学的理论推理，来研究问题的方法，物理上称为理想实验法，它在物理学研究中有着独特的作用和重要的意义。二十世纪最伟大的科学家爱因斯坦对伽利略使用这种方法研究物理，给予高度的评价（他说这是人类思想史上最伟大的成就之一，标志着物理学的真正开端）。当然，我们也不能全盘否认亚里士多德的成就，他是古希腊著名的科学家和哲学家，恩格斯称他是最博学的人，他的著作有四百到一千部左右，是古代的百科全书。
当然,完全理想的情况是难以实现的,但是我们可以在气垫导轨上做一个近似的实验：
师演示：滑块在气垫导轨上的“匀速直线运动。”
介绍实验装置气垫导轨——演示小孔喷气（拿纸条放上面）——强调气垫阻力小（从小孔喷出的气体在滑块和导轨之间形成一层空气膜，从而减小它们之间的摩擦。）
介绍光电门和计时器的作用
教师把导轨调成水平，学生注意观察。（演示）
师：滑块在气垫上滑行，摩擦力很小，物体的速度几乎不变，可以设想，如果没有摩擦力,滑块将保持原来的速度永远运动下去.该实验说明伽利略理想的理论推理是科学的.
师：法国科学家笛卡儿进一步补充了伽利略的结论：
笛卡儿观点（见书本P101）
如果没有其他原因，运动物体将继续以同一速度沿着一条直线运动，既不会停下来，也不会改变原来的方向。
师：英国物理学家，牛顿在前人研究的基础上，通过自己的进一步探讨，科学全面阐明了运动和力的关系，提出牛顿第一定律。
[板书] 三、牛顿第一定律（课件展示）
1、内容：学生看书，理解牛顿第一定律（P102）
提问：预测学生回答：（1）定律说明物体合称力为零，不受外力时的运动状态是匀速直线运动（本来是运动的物体）或静止（本来静止的物体）。
（2）定律指出外力是改变运动状态的原因：（牛顿第一定律所揭示的力和运动的关系）。
（3）定律指出一切物体都具有保持原来运动状态的性质。
师问：为什么物体不受外力，都将会保持匀速直线运动状态或静止状态？
生：…………
师：指出它就是所有物体的共同属性，就象质量、密度等一样的性质，物理学中把物体的这种性质叫惯性。因此，牛顿第一定律又叫做惯性定律.
[板书] 四、惯性（课件展示）
（惯性定律）
师：生活中，有很多运用惯性的例子，同学们来说说
预测生：①锤子松了，用锤柄倒着锤几下就好了；
刹车后，汽车还会滑行一段距离；
汽车启动时，人会往后仰。
………………
师：有些惯性对我们是有利的，而有些则对我们有害，请看下面的一个视频片段（课件展示“汽车刹车”）,看完后要求学生能用所学知识进行解释.
安全教育：说明，坐在汽车前排的人应系好安全带。
师问：在行驶汽车上，竖直向上抛出一小球，小球能否落回手中呢？（先演示竖直向上抛粉笔，粉笔能返回手中）
生：……（如果扔得很高呢？）
观看视频片段“汽车上抛球”，验证学生回答正确与否。
再让学生看“刺水球”的视频片段。
师：现在，请同学们来总结一下，惯性有哪些特点？
（多举例，启发学生归纳。例：汽车启动时，人有感觉，匀速运动时，没有感觉，所以说启动时，人有惯性，匀速运动时，人没有惯性对吗？）
生：……
师小结：（1）一切物体都具有惯性；
（2）惯性是一切物体固有的属性，物体不论在什么状态下都具有惯性。
师：惯性大小是由什么决定？惯性大小又意味着什么？
引导学生看课本P103，图6-10小结：（1）质量是惯性大小的量度，质量越大物体惯性越大；（2）惯性大小指的是物体运动状态改变难易程度。
师：现在让我们看看课前同学们对三个蛋的猜测对不对？
提问学生：生鸡蛋壳停下，蛋清和蛋黄由于惯性要继续转，故松手后，又带动蛋壳转；熟鸡蛋由于质量大，惯性大，难以停下，空蛋壳由于质量小，惯性小，易于停下。
师：打破鸡蛋验证，结果相符。
五、课堂练习（课件展示）
六、布置作业。
牛顿第一定律
一、教学目标
1．物理知识方面的要求．
（1）知道牛顿第一定律的内容，知道这一定律是在伽利略实验的基础上，经过科学推理而得出的．
（2）知道物体的运动不需要力来维持．
2．通过观察实验，推理理想实验等方法培养学生观察和分析概括能力．
（1）观察课本p.104图9-1 实验，找出每次实验中的相同条件和不同条件．
（2）对比观察实验条件不同而导致的不同结果．
（3）分析实验结果，概括出小车在平面上运动长短和受摩擦力大小之间的关系．
（4）通过分析实验，推理想象理想实验的结果，从而概括出牛顿第一定律．
（5）能结合实际，分析一些问题，说明力是改变物体运动状态的原因，但力不是维持物体运动的原因．
3．渗透逻辑推理的方法．学习科学家丰富的想象力和不断进取的精神．
二、重点、难点分析
1．重点：牛顿第一定律．
2．难点：伽利略理想实验的推理过程．
分析：牛顿第一定律的得出是在实验的基础上采用抽象的逻辑推理，这种方法在初二学习物理中是初次碰到，且得出的结论又与学生的习惯认识不一致，学生总认为物体只要运动就得受力，错误地误解力是维持运动的原因．而教师的任务是突破这一思维定式，建立正确的概念．
三、教具
1．斜面、铁架台．
2．小车．
3．毛巾、棉布．
四、主要教学过程
复习旧知识：
提问：1．力的作用效果有哪几条？
答：（1）力可以改变物体的运动状态．
（2）力可以改变物体的形状．
提问：2．你能举一些力使物体运动状态改变的例子吗？
答：（1）力能使静止的小车运动；（2）力能使运动的物体速度变大．
（3）力能使运动的物体速度变小；（4）力能使小球改变运动方向，做曲线运动．
（－）引入新课
师：刚才我们列举了生活中力改变物体运动快慢和方向的例子，问：一个物体如果不受任何力，将会怎样呢？（学生可能答：静止）
师：已经被扔出去的球是否要不断靠力来维持它的运动呢？（可投影图9-1-1）
学生在这时可能会有争论，有的答：始终有推力，有的答：这个推力不存在．
师：正在空中匀速下落的降落伞，受的重力和阻力相等，降落伞能否下落？（投影图9－1－2）
牛顿在研究总结实验的基础上，能帮助我们分析上述问题，今天，我们来学习牛顿第一定律．
（二）教学过程设计
第九章 力和运动
第一节 牛顿第一定律
演示：手推一辆小车，小车可在讲台桌上滑行一段距离，然后停了下来，小车为什么能滑行一段？又为什么会停下来呢？让我们进一步的分拆下面实验：
一、观察实验（板书）
先向学生介绍实验的装置，（课本图9-1），如图9－1-3，并说明实验的条件：（1）让小车从同一高度A点滑下；（2）平面粗糙程度不同（这样就保证了小车到达B处开始水平运动时的速度相同，便于进一步的比较）
1．实验：（l）BC平面材料是毛巾．
观察现象：小车滑到B点后没有马上停下，而是滑到平面上C；点停下．（可用小旗作标记）
（2）BC平面材料是棉布
观察现象：小车滑到B点后没有停下，而是滑到平面上C3点才停下．（用小旗作标记）
师：引导学生将两个实验比较．学生答：小车在水平面上滑得远了．
师：为什么？
答：小车水平方向受的阻力小了．
（3）BC平面材料是木板．
观察现象：小车到达B点后没有停下，而是滑到平面上C？点才停下（作标记）
师：引导学生将第三次实验与前面比较．
答：小车在水平面上滑行得更远了．
师：为什么？
答：木板对小车的阻力更小．
师：引导学生一起将刚才的实验对比填入到下面的表格中．（4，5先空着）
在学生观察实验现象和对比三次实验不同点的基础上，老师进一步引导讨论实验：
2．实验分析：
（1）小车滑到B点后，水平方向是否受推力？答：不受推力．
（2）不受向前的推力，小车能否向前运动？答：可以．
（3）小车在粗糙程度不同的平面上，受的阻力大小是否相同？阻力方向如何？
答：受阻力（摩擦力）不同；（可见图91－4）阻力方向与运动方向相反．
小结：（1）小车在不受向前牵引力的情况下，仍可向前运动，说明：物体运动不需要力来维持，也就是力不是使物体运动的原因．
（2）小车水平方向受的摩擦阻力越小，运动得越远．
3．设想和推理：
若平面材料为冰面，这时，小车受的阻力将如何？滑行距离如何？（同时填表1的4中）
答：受阻力更小，滑行距离很长．
再设想平面非常非常光滑（理想平面），小车不受摩擦等阻力，它将怎样运动？会越来越快吗？会越来越慢吗？会自动拐弯吗？（填表1的5中）
学生答：都不会．
师问：既不加速，又不减速，也不拐弯的运动，称作什么运动？
学生答：匀速直线运动
刚才，我们研究的是运动物体什么力都不受时的状态．
那么，对于一个原来静止的小车，水平方向不受推力和拉力的作用，它将会怎样？
学生答：永远处于静止状态．
师：这种建立在实验的基础上，通过逻辑推理得到的理想状态下的结论，也是研究物理的一种方法．
300多年前，著名的物理学家伽利略就是这样通过实验推理得出来运动物体不受阻力时的运动状态的．后来，又经牛顿的研究整理，使整个理论更加全面和完整．
二、科学家的推论（板书）
师：引导学生阅读课本p．104．倒数第三段，重点画出伽利略对实验的推论：如果表面绝对光滑，物体受到的阻力为零，它的速度将不会减慢，这时物体将以恒定不变的速度永远运动下去．
师：引导学生阅读课本P．104．倒数第二段．让学生找出笛卡儿的叙述与伽利略的不同点．
学生分析：笛卡儿把伽利略的“物体受到的阻力为零”改为“物体不受任何力的作用”．并强调了运动方向也不会改变．
师：引导学生阅读课本p．105牛顿第一定律．
三、牛顿第一定律（板书）
1．内容：一切物体在没有受到外力作用的时候，总保待静止状态或匀速直线运动状态．
2．说明：牛顿第一定律不能直接用实验证明，而是在实验的基础上，通过推理、归纳得出来的，但这恰是科学家丰富想象力与科学分析相结合的伟大之处．他们抓住了更本质的内容．并且，从牛顿第一定律分析其它现象，都经住了实践的检验．
（三）课堂小结
1．牛顿第一定律的内容是什么？定律中的“总”字体现了“恒”，“或”字体现了不是静，就是动．
2．思考引入中提出的问题：踢出去的足球受什么力？重力．运动中不受沿运动方向的推力，能否继续运动？完全可以．
3．在什么条件下，物体一定处于匀速直线运动状态？
答：（1）物体原来是运动的；（2）物体没有受到外力的作用．
4．在什么条件下，物体一定处于静止状态？
答：（l）物体原来是静止的；（2）物体没有受到外力的作用．
（四）作业与思考
1．补充：一个正在运动的物体，如果将它所受的外力全部撤去，此物体将［ ］
A.由运动变为静止；B．做匀速直线运动；
C．保持静止状态或匀速直线运动状态；D．条件不足，无法判断．
2．思考：实际生活中，我们周围的物体能否什么力都不受？如果一个物体受力，能否保持静止或匀速直线运动状态呢？
牛顿第一定律
【教学媒体】网络教室、多媒体计算机（学生2～3人组成一个学习小组）。
【教学方法】协作式自主学习方法。
【教学过程】
一、引入新课
演示实验：用力推一个木块在水平桌面上前进，当停止用力时，木块就停了下来。
多媒体动画模拟、局部放大：展示木块与水平桌面之间是凹凸不平的，木块受到推力的作用向前运动，同时木块还受到摩擦力的作用；撤销推力后，在摩擦力的作用下，木块慢慢地停止下来。
鼓励学生提出问题：物体不受力的作用时如何运动?
二、开展探究
鼓励学生进行大胆猜想与假设，得出如下几种观点：
①物体将运动得越来越快；
②物体保持原来的运动状态；
③物体将慢慢停下来。
按照不同的观点，将学生进行分组，指导学生设计出各自的探究方案。在小组讨论交流的基础上，学生开展科学探究活动。为了保证学生探究方案的顺利实施，教师要尽可能帮助学生准备足够的器材。
针对不同认知水平的学生，在学习资源库中链接“开展科学探究活动的一般步骤”“学会提出问题”“怎样设计科学探究方案”“开展科学探究活动的优秀案例”等内容，启发指导学生开展科学探究活动。学生也可以上网搜寻相关信息，发现有价值的内容可以通过链接、粘贴等方式补充到学习资源库里，其他学生都可以在线浏览，实现资源共享。
例如，某小组学生进行了如图2所示的科学探究实验，让一辆小车（或小球）从同一斜面的同一高度处滑下来，分别在毛巾、棉布、木板表面上以相同的速度运动，观察小车的运动情况，将实验现象填在下面的表格内。
通过实验结果的分析，得出初步的实验结论：小车在水平面上运动，受到的摩擦力越小，运动的距离就越长。
接触面
小车受到摩擦力的大小（填“大”“较小”或“最小”）
小车运动的距离（填“短”“较长”或“最长”）
毛巾
面布
木板
如果小车受到的摩擦力减小为0，它将怎样运动呢?
学生进行推理，得出结论。不同小组得出的结论可能不一样，例如：
①小车受到的摩擦力减小为0时，小车将一直运动下去，不会停下来；
②小车受到的摩擦力减小为0时，小车将运动得越来越快；
③小车受到的摩擦力减小为0时，小车将做匀速直线运动；
④小车受到的摩擦力减小为0时，小车的运动状态保持不变。
教师指导学生通过小组协作对话、人机交互和网络交互等多元化的信息交互方式，进行信息搜寻、反馈、矫正、补充、完善，得出全面、完整的结论，即牛顿第一运动定律的内容。
要重视学生在研究过程中提出的新问题、新课题，从而进一步激发学生对科学探究的兴趣，保持学习动力的持续性和进取性。
对开展科学探究实验有困难的学生，也可以不动手做实验，而是直接利用资源库中的多媒体资源，动画模拟实验，完成探究实验的全过程。
三、牛顿第一运动定律
动画模拟伽利略理想实验，如图3所示。
视频播放物理学史，牛顿第一运动定律发现的过程。
三百多年前，著名的物理学家伽利略就是这样通过实验推理得出来运动物体不受阻力时的运动状态的。后来，又经笛卡儿的补充，牛顿的进一步研究整理，使整个理论更加全面和完整。这种建立在实验的基础上，通过逻辑推理得到的理想状态下的结论，也是物理课中的一种重要的研究方法。
对牛顿第一运动定律的说明：牛顿第一运动定律不能直接用实验证明，而是在实验的基础上，通过推理、归纳得出来的。这恰是科学家丰富的想像力与科学分析相结合的伟大之处。他们抓住了更本质的内容，且在分析其他现象时，都经住了实践的检验。因此，这一结论是科学的，正确的。
四、知识的应用与创新
情境1：宇航员在宇宙太空中生活和工作的场面。
情境2：下雨天，雨滴从伞边滴落下来，若将伞旋转起来，雨滴的运动情况。
牛顿第一定律 课堂练习
1.伽利略的理想斜面实验说明( )
A.一切物体都具有惯性 B.亚里士多德的运动和力的关系是错误的
C.力是维持物体运动的原因 D.力是改变物体运动状态的原因
2.关于惯性，下列说法正确的是( )
A.惯性是一切物体的基本属性 B.物体的惯性与物体的运动状态无关
C.物体运动快，惯性就大 D.惯性大小用物体的质量大小来量度
3.关于惯性大小的几种说法中正确的是( )
A.物体运动速度越大，惯性越大 B.物体所受摩擦力越小，惯性越大
C.物体加速度越大，惯性越大 D.物体质量越大，惯性越大
4.关于惯性下列说法正确的是( )
A.静止的火车启动时，速度变化缓慢是因为火车静止时惯性大
B.乒乓球可以迅速抽杀，是因为乒乓球惯性小
C.一个同学看见某人推不动原来静止的箱子，于是他说，这是因为箱子的惯性太大
D.在宇宙飞船内的物体不存在惯性
5.下列说法正确的是( )
A.一个物体原来以10 m/s速度运动，后来速度变为30 m/s，同时惯性增大了
B.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原来的1/6
C.质量大的物体运动状态难改变，故质量大的物体惯性大
D.以上说法都不正确
6.关于力与运动的关系，下列说法错误的是( )
A.力是维持物体运动的原因 B.力是改变物体运动状态的原因
C.力是使物体运动的原因 D.力是使物体产生加速度的原因
7.下列说法正确的是( )
A.不受力作用的运动物体一定做匀速直线运动
B.质量越大的物体惯性大，故容易做匀速直线运动
C.受平衡力作用的运动物体，一定做匀速直线运动
D.运动物体在某一方向上不受力作用或受平衡力，则该方向上一定是匀速直线运动
8.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 D.力是改变物体惯性的原因
9.如图6-1-1所示，一个劈形物abc各面均光滑，放在固定的斜面上，ab边成水平并放上一光滑小球.把物体abc由静止开始释放，则小球在碰到斜面以前的运动轨迹是( )
图6-1-1
A.沿斜面的直线 B.竖直的直线
C.弧形曲线 D.抛物线
参考答案：
1.D 2.ABD 3.D 4.B 5.C 6.AC 7.A 8.C 9.B
牛顿第一定律-备课资料
一、历史的回顾
毛主席在《实践论》中对感性认识和理性认识的关系作出如下的论述:“感性材料固然是客观世界某些真实性的反映，但它们仅是片面的和表面的东西，这种反映是不完全的，是没有反映事物本质的.要完全地反映整个事物、反映事物的本质、反映事物的内部规律性，就必须经过思考作用，将丰富的感觉材料加以去粗取精，去伪存真，由此及彼，由表及里地改造、制作，形成概念和理论的系统,就必须从感性认识跃进到理性认识.”
人们对运动和力的关系的认识经过了从感性认识到理性认识的跃进.这个过程经历了两千年的时间，在此过程中伽利略作出了主要贡献.由此可以看出伽利略的伟大和工作的卓越.就是这样一个伟大的科学家，因为他的科学思想不符合教会的统治思想，受到教会的禁锢.直到最近，梵蒂冈教庭才给他公开平反.科学思想得来不易，科学的真理总是要战胜不科学的东西.
2000多年前，古希腊哲学家亚里士多德根据当时人们对运动和力的关系的认识提出一个观点:必须有力作用在物体上，物体才能运动.
这种观点的提出是很自然的.我们从周围的事情出发，很容易就会得到这个结论.如车不推就不走，门不拉不开等.这种观点统治人们的思想有两千年.
直到17世纪，意大利科学家伽利略才指出这种说法是错误的，他分析到:运动的车停下来是由于摩擦力的原因，运动物体减速的原因是摩擦力.伽利略提出了自己的看法，他指出:物体一旦具有某一速度，没有加速和减速的原因，这个速度将保持不变.这里所指的减速的原因就是摩擦力.
为了证实结论的正确，他设计了一个理想实验（thought experiment），下面利用一个跟他的理想实验装置相似的实验向大家介绍一下伽利略的实验.
实验:有两个斜面，用一个小球放到左边的斜面上，放手后小球从左边斜面上滚下后滚到右边的斜面上.在有摩擦力的情况下，到达右边斜面的高度比左边的释放高度要低.
伽利略所设计的实验是这样的:实验装置跟现在的一样，实验时若没有摩擦力（当然没有摩擦力是不可能的，所以他的实验是想象中的理想实验），我们看一下小球在这个理想实验中会怎样运动.
把小球放到左边斜面的某一个高度，放手后由于有加速度的原因，所以小球会从斜面上滚下，越滚越快；到右边斜面时，由于有减速的原因，小球会越滚越慢.在没有摩擦力的情况下，小球应达到左边的释放高度.
改变右边斜面的倾角，倾角变小，小球要达到同样的高度，要在斜面上走更远的距离.当右边倾角为零时，小球将一直滚下去永远达不到左边的释放高度，这个速度将保持不变.
这个实验虽然是个理想实验，但却是符合科学道理的.没有摩擦的情况是很难实现的，现代技术给我们提供了阻力很小的条件.我们来看一下气垫实验.它的原理是气泵给气垫装置打气，导轨上有许多小孔，滑块与导轨间形成一层空气薄膜，滑动时阻力很小.我们观察一下滑块的运动情况，可以看到滑块的速度基本不变.
法国科学家笛卡儿补充和完善了伽利略的论点，提出了惯性定律:如果没有其他原因，运动的物体将继续以同一速度沿着一条直线运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向.
伽利略和笛卡儿对物体的运动作了准确的描述，但是没有指明原因是什么，这个原因跟运动的关系是什么.
牛顿总结了前人的经验，指出了加速和减速的原因是什么，并指出了这个原因跟运动的关系，这就是牛顿第一定律.
二、了不起的牛顿
牛顿Sir Isaac Newton(1642—1727)是伟大的英国物理学家和数学家.他出生于林肯郡伍尔索普的一个农村家庭,恰与伽利略的去世是同年.
牛顿是遗腹子,又是早产儿,先天不足,出生时体重只有3磅,差点夭折.他两岁时母亲改嫁,靠外祖母抚养.牛顿小学时期,体弱多病,性格腼腆,有些迟钝,学习成绩不佳.但他意志坚强,有不服输的劲头.据说,一次班上功课第一的“小霸王”欺侮他,踢了他的肚子一脚.牛顿被迫鼓起勇气与他较量,同时暗下决心在功课上一定要超过小霸王.他告诫自己说:“无论做什么事情,只要肯努力,是没有不成功的.”经过刻苦努力,牛顿超过了小霸王,一跃而成为全班第一.
牛顿12岁进金格斯中学上学,那时他喜欢自己设计风筝、风车、日规等玩意儿.他制作的一架精巧的风车,别出心裁,内放老鼠一只,名曰“老鼠开磨坊”,连大人看了都赞不绝口.1656年?牛顿继父去世,母亲让牛顿停学务农,但他学习入迷,经常因看书思考而误活.在舅舅的关怀下,1661年,他进入剑桥大学三一学院学习,得到著名数学家巴罗的赏识和指导.他先后钻研了开普勒的《光学》、欧几里得的《几何学原本》等名著.1665年大学毕业,成绩平平.这年夏天伦敦发生鼠疫,牛顿暂时离开剑桥,回到伍耳索普乡下待了18个月.这18个月竟为牛顿一生科学的重大发现奠定了坚实的基础.1667年牛顿返回剑桥大学,进三一学院攻读研究生,1668年?获得硕士学位.次年巴罗教授主动让贤,并推荐牛顿继任“卢卡斯自然科学讲座”的数学教授.时年牛顿27岁,从此在剑桥一待30年,1672年牛顿入选为英国皇家学会会员；1689年?当选为英国国会议员；1696年出任皇家造币厂厂长；1703年当选为皇家学会会长；1705年英国女王加封牛顿为艾萨克爵士.
牛顿是17世纪最伟大的科学巨匠.他的成就遍及物理学、数学、天体力学的各个领域.牛顿在物理学上最主要的成就是发现了万有引力定律,综合并表述了经典力学的3个基本定律——惯性定律、力与加速度成正比的定律、作用力和反作用力定律；引入了质量、动量、力、加速度、向心力等基本概念,从而建立了经典力学的公理体系,完成了物理学发展史上的第一次大综合,建立了自然科学发展史上的里程碑.其重要标志是他于1687年所发表的《自然哲学的数学原理》这一巨著.
在光学上,他做了用棱镜把白光分解为七色光(色散)的实验研究；发现了色差；研究了光的干涉和衍射现象,发现了牛顿环；制造了以凹面反射镜替代透镜的“牛顿望远镜”.1704年出版了他的《光学》专著,阐述了自己的光学研究的成果.
在数学上,牛顿与德国莱布尼茨各自独立创建了“微积分学”；他还建立了牛顿二项式定理.牛顿在声学、热学、流体力学等方面也有不少研究成果和贡献.
牛顿的一生遇到不少争论和麻烦.例如,关于万有引力发现权等问题,胡克与他争辩不休,差点影响了《原理》的出版；关于微积分发明权的问题,与莱布尼茨以及德英两国科学家争吵不止,给内向的牛顿带来极大的痛苦.40岁以后,他把兴趣转向政治、化学(碱金属变成黄金)、神学问题,写了近200万言的著作,毫无价值.常言道“人无完人,金无足赤”,牛顿也是如此.但是牛顿终归是伟大的牛顿,他的科学贡献将永载史册.
1727年3月31日,牛顿因肾结石症,医治无效,在伦敦去世,终年86岁.他死后被安葬在威斯敏斯特大教堂之内,与英国的先贤们安葬在一起.后人为纪念他,将力的单位定名为牛顿.英国著名诗人波普为他写了碑铭,镶嵌在牛顿出生的房屋的墙壁上.
“道法自然,久藏玄冥；天降牛顿,万物生明.”
三、关于理想实验及其在科学研究中的作用
所谓“理想实验”，又叫“假想实验”“抽象的实验”或“思想上的实验”，它是人们用思想塑造的理想过程，是一种逻辑推理的思维过程和理论研究的重要方法.
“理想实验”虽然也叫做“实验”，但它同真实的科学实验是有原则区别的，真正的科学实验是一种实践的活动，而“理想实验”则是一种思维的活动，前者是可以将设计通过物化过程而实现的实验，后者则是人们在抽象思维中设想出来而实际上无法做到的“实验”.
但是，“理想实验”并不是脱离实际的主观臆想.首先，理想实验是以实践为基础的，所谓的理想实验，就是在真实的科学实验基础上，抓住主要矛盾，忽略次要矛盾,对实际过程作出更深入一层的抽象分析；其次，理想实验的推理过程，是以一定的逻辑法则为根据的，而这些逻辑法则，都是从长期的社会实践中总结出来的，并为实践所证实了的.
在自然科学的理论研究中，“理想实验”具有重要的作用.作为一种抽象思维的方法，“理想实验”可以使人们对实际的科学实验有更深刻的理解，可以进一步揭示出客观现象和过程之间内在的逻辑关系，并由此得出重要的结论，例如:作为经典力学基础的惯性定律，就是“理想实验”的一个重要结论，这个结论不是直接从实验中得出的.伽利略曾注意到，当一个球从一个斜面上滚下而又滚上第二个斜面时，球在第二个斜面上所达到的高度同它在第一个斜面开始滚下时的高度几乎相等.伽利略断定高度上的这一微小差别是由于摩擦而产生的，如能将摩擦完全消除的话，高度将恰好相等，然后，他推想说:在完全没有摩擦的情况下，不管第二个斜面的倾斜度多么小，球在第二个斜面上总是达到相同的高度.最后，如果第二个斜面的倾斜度完全消除了，那么球从第一个斜面滚下来之后，将以恒定的速度在无限长的平面上永远不停地运动下去，这个实验是无法实现的，因为永远也无法将摩擦完全除掉，所以，这正是一个“理想实验”.但是伽利略因此而得到的结论，打破了亚里士多德两千多年以来关于“受力运动的物体，当外力停止作用时便归于静止”这一类的陈旧观念，为近代力学的建立奠定了基础.后来，这个结论被牛顿总结为运动第一定律，即惯性定律.
四、方法主线导析
本节的重点是牛顿第一定律和惯性，难点是对惯性概念的正确理解.对于惯性，应正确认识它是指物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质，它是物体的固有属性.一切物体都具有惯性，惯性的大小仅与质量有关.学习中还须注意:运动状态的变化是指速度的变化，物体运动速度的大小或方向的任何变化都表示物体运动状态已发生了改变.
释疑解难
（1）如何正确理解牛顿第一定律
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，直到有外力迫使它改变这种状态为止.”关于这个定律可以从以下三个方面来理解和认识.
①定律的前一句话揭示了物体所具有的一个重要属性，即“保持匀速直线运动状态或静止状态.而所说的物体，在空间上是指所有的任何一个物体.在时间上，是指每个物体总是具有这种属性,即在任何情况下都不存在没有这种属性的物体.这种“保持匀速直线运动状态或静止状态”的性质叫惯性.一句话，牛顿第一定律指出了一切物体在任何情况下都具有惯性.
②定律的后一句话“直到有外力迫使它改变这种状态为止”实际上是给力下的定义，即力是改变物体运动状态的原因（力并不是产生和维持物体运动的原因）.
③牛顿第一定律指出了物体不受外力作用时的运动规律.实际上，不受外力作用的物体是不存在的.物体所受到的几个力的合力为零时，其效果就跟不受外力相同，这时物体的运动状态是匀速直线运动或静止.
（2）为何质量可以量度物体惯性的大小？
实验表明，把相同的力作用在不同的物体上，物体产生的加速度一般是不同的.质量大的物体产生的加速度小，质量小的物体产生的加速度大，而且发现加速度的大小与物体的质量成反比.相同的力作用在不同的物体上产生不同的加速度，加速度越大，说明物体的运动状态越容易改变，即物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质越弱.显然，质量小的物体所具有的惯性小，反之质量大的物体所具有的惯性大.因此可以用物体的质量来量度物体的惯性.在这里“质量”的“质”是本质、性质的意思，而“量”是具有量度、度量的含义.“物体的质量”就是物体性质（指惯性）的量度.
