www.
【课题名称】 4.1牛顿第一定律 课型 新授 课时 1 编号 8
【学习目标】 1．知识与技能 ⑴体会伽利略的理想实验思想。 ⑵理解牛顿第一定律的内容及意义；理解力和运动的关系。 ⑶理解惯性的概念，知道质量是惯性大小的量度。 2．过程与方法 ⑴通过回顾历史探究过程理解牛顿第一定律的形成过程。 ⑵理解理想实验是科学研究的重要方法。 3．情感态度与价值观 ⑴通过运动和力的关系的历史探究过程，使学生体会规律的形成都有一个从感性到理性、从低级到高级的产生、发展和演变的过程。 ⑵通过理想斜面的教学，体会理想实验的魅力。
【学习重点】 加深对牛顿第一定律和惯性的理解。
【学习难点】 转变经验概念，明确惯性是物体的一种属性，任何物体都具有，牛顿定律是惯性现象的规律总结。
【教学策略】 探究式教学，按物理史实为线索展示物理规律的形成。
一、设计思想 物理学是一门与自然、生活、技术进步 ( http: / / www.21cnjy.com )和社会发展有着最为广泛联系的科学。让学生封闭在既不联系自然，也不联系生产、生活，远离科学探究乐趣，甚至根本不可能存在的“思辩游戏”式的难题和怪题的牢笼之中，他们是不可能热爱物理课程的。所以要让学生在体验中获得物理规律，在物理史实中领略思维的力量和美。本节课的设计特点是注重物理规律的发现和发展，对科学家的创造性思维品质和敢于置疑、坚持真理的献身精神成为情感态度价值观教育的好素材。另外，实验的验证是本节课必需要的。适当介绍一些物理学史的知识，通过对大量实例的分析，让学生真正理解力不是维持物体速度的原因，而是改变物体速度的原因。先是介绍了人类对力和运动关系的发展历史，并着重讲述了伽俐略的理想实验及其重要的实验思想。然后引入了牛顿第一定律，引入了惯性概念，并由此分析出力不是维持物体速度的原因，而是改变物体速度的原因。二、教材分析 牛顿运动定律是整个力学体系的基石，而牛 ( http: / / www.21cnjy.com )顿第一定律又是这个“基石”中的“基石”，它定性地揭示了力和运动的关系，提出惯性的概念，为定量研究力和运动的关系拉开了序幕。 高中教材与初中相比，主要有四方面的不同。 一是定律内容深浅不同：初中教材叙述为“ ( http: / / www.21cnjy.com )一切物体在没有受到外力作用的时候，总是保持静止状态或匀速直线运动状态”；高中教材叙述为“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”。高中教材中的表述具有更为丰富的内涵，它强调了力是改变物体运动状态的原因，突出了第一定律的独立性和重要意义，也为学习牛顿第二定律做了一定的铺垫。 二是惯性的认识层次不同：初中强调一切物体都有惯性，高中侧重惯性与质量的关系。 三是实验的设计、探究及思维深度不同：初中为斜面小车实验；高中为伽利略理想实验，突出了理想实验这种科学方法的价值所在。 四是情感、态度、价值观 ( http: / / www.21cnjy.com )的体现不同：初中对牛顿第一定律建立的历史一语带过，高中教材回顾了历史，让学生体会一个规律的获得是一代又一代人努力的结果，能够激发学生追求科学，勇于创新的情感。 三、学情分析 经过初中的学习，学生初步知道了牛顿第一定律的内容和惯性的概念，但是缺乏对牛顿第一定律建立历史的了解，对内容也是一知半解。 学生对于“质量是惯性唯一的量度”更 ( http: / / www.21cnjy.com )是缺乏认识，凭借自己的生活经验，认为速度也是惯性的量度。教师要在课堂上充分引导，配合实验、结合生活事例来澄清概念。 教学实践表明，学生在头脑中建立 ( http: / / www.21cnjy.com )正确的力和运动关系的过程，并非一帆风顺，常常形成与亚里士多德相似的观点，且根深蒂固。处理具体的实际问题时，一些直觉的错误观点不时冒出来，存在着严重的"口是心非"问题。四、教学活动设计 （一）创设游戏，引入课题 撕纸游戏 猜一猜： 1．一张纸已剪成两截，但未完全剪断，如果迅速用力撕两边，纸会断成几截？ 2．现在把纸剪成三截，但未完全剪断，如果迅速用力撕两边，纸会断成几截？ 大家不要动手，先猜一猜。 3．如果在中间的纸下面夹一个夹子，然后迅速撕两边，纸会断成几截？ 请大家想一想：为什么是这样一个 ( http: / / www.21cnjy.com )结果呢？怎样解释我们的游戏呢？其实，在我们的游戏中还涉及到一个古老的话题──力和运动：用力撕纸，纸条断开运动起来。运动和力之间到底有什么关系呢？带着这些问题，我们一起来体验古人的探究过程，学习古人的探究方法，进一步理解论述运动和力关系的牛顿第一定律。 （二）回顾历史，探究定律 1．情景设问，经验猜想 在人类历史的长河中，运动和力如影随形，总 ( http: / / www.21cnjy.com )是和人们的生活、生产密切相关。比如：马拉车则车前进，不再拉，前进的车会停下来；人象推车则车前进，不再推，前进的车会停下来；踢球，球沿草地向前滚动，不再踢，滚动的球会慢慢停下来。 思考：运动和力之间有什么关系呢？ 最早提出这个问题并给出经验猜想的是古希腊学者亚里士多德。 他根据生活生产经验猜想：必须有力作用在物体上，物体才能运动；没有力的作用，物体就要静止在一个地方。运动需要力维持。 他的观点来自实际经验，还能用实际经验验证，所以被人们广泛接受，并维持了近两千年。 设问：我们现在知道，他的观点是错误的。那么他有贡献吗？ 亚里士多德的贡献：开创了一个新的研究领域。 首先质疑并深入研究的是十六世纪的伽利略。他观察了球的滚动。 2．质疑假设，科学猜想 当球沿斜面向下滚动时， ( http: / / www.21cnjy.com )它的速度增大，而向上滚动时，速度减小。他由此猜想：当球沿水平面滚动时，它的速度应该不增不减。实际观察的结果是：沿水平面滚动的球越来越慢，最后停下来。 ①现象：沿水平面滚动的球越来越慢，最后停下来。 按照亚里士多德的观点，球停下来是因为没有力的作用。伽利略恰恰从这一现象出发，对亚里士多德的观点提出质疑。 ②质疑：滚动的球之所以停下来，真的是因为没有力的作用吗？ 设问：球停下来的原因是什么呢？ 在伽利略之前，人们还没有意识到摩擦力这种无形的力，伽利略是第一个意识到摩擦力的人。 他改变了水平面的粗糙程度，发现：水平面越光滑，球滚得越远。于是，他推断这是摩擦阻力作用的结果。 结论：滚动的球停下来，是摩擦阻力作用的结果。 ③假设：若没有摩擦阻力，沿水平面滚动的球将怎样运动呢？ ④猜想：若没有摩擦阻力，球将永远滚动下去。 过渡：伽利略设计了一个双斜面实验。 3．实验探究，得出结论 （1）双斜面实验 左斜面固定，右斜面倾角可变。实验中我们设定小球始终从左斜面定位卡处由静止释放。 ①固定右斜面，改变小球所受的摩擦，观察小球上升的最大高度怎样变化。重复一次。 思考： 1．小球所受摩擦阻力的大小与小球上升的最大高度之间有什么关系？ 2．摩擦阻力的大小与释放点到上升的最高点的高度差是什么关系？ 3．如果没有摩擦，小球会上升到多高的地方？ ②减小右斜面倾角，观察小球沿斜面运动的最远距离怎样变化。重复一次。 思考： 1．减小右斜面倾角，小球沿斜面运动的最远距离如何变化？ 2．如果没有摩擦，减小右斜面倾角，沿斜面滚动的最远距离怎样变化？小球将上升到多高的地方？ ③将右斜面放平，释放小球，观察小球的运动。 思考： 1．如果水平木板足够长，小球会停下来吗？ 2．如果没有摩擦，水平木板足够长，小球将滚到哪里去呢？ 实验事实逻辑推理（无摩擦，右斜面足够长）右斜面固定摩擦越小,球滚得越高球将滚上原来的高度减小右倾角球沿斜面滚得越远球沿斜面滚得越远，一直滚到原来的高度放平右斜面球滚得最远球将一直滚动下去 过渡：现在通过动画来模拟没有摩擦阻力时小球的运动。我们为动画配了一段话剧。 （2）动画模拟 （老师扮演伽利略，学生扮演小球。） 伽利略：小球先生（小姐），如果没有摩擦，你会爬上什么高度呢？ 小球：我会搭乘梦想的阶梯一步一步往上爬，直到爬上原来的高度。 伽利略；如果我减小右斜面的倾角，你还会爬到原来的高度吗？ 小球：梦想有多高，我就可以爬多高，只是我要走的路程更长了。 伽利略：如果我继续减小右斜面的倾角呢？ 小球：我心依旧，只是又多了一段山水之程。 伽利略：如果我把右斜面放平，你还会为了自己的梦想而前行吗？ 小球：路漫漫其修远兮，吾将上下而求索。既然选择了高度，留给世界的便只能是背影。 播放周杰伦的《蜗牛》节选：我要一步一步往上爬/在最高点乘着叶片往前飞 /小小的天 留过的泪和汗/总有一天我有属于我的天 希望同学们像小球一样怀着梦想，沿着人生的轨道一步一步往前行！总有一天，你有属于你的天！ 过渡：伽利略的双斜面实验是一个理想实验。 （3）理想实验的魅力： 实验（事实）+逻辑推理 通过可靠的实验事实，加上合理的逻辑推理，得出规律的一种方法。 理想实验的魅力：实验不能实现的地方，思维向前一步。 这种方法非常了不起！ ( http: / / www.21cnjy.com )爱因斯坦是这样评价的：伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正开端。这个评价实事求是，从亚里士多德到伽利略，经历了2000多年，物理学徘徊不前；从伽利略到爱因斯坦，只经历300多年，物理学的大厦初步建立，大师辈出。这都得益于伽利略首创的实验研究方法。 过渡：通过双斜面理想实验，伽利略得出了结论。 （3）伽利略：若没有摩擦阻力，沿水平面滚动的球将永远滚动下去。运动不需要力维持。 回顾、思考： ①静止的车、足球为什么运动起来？ ②运动的车、足球为什么会停下来？ ③力和运动之间有什么关系？ 力是改变物体运动状态的原因。 设问：运动状态是用什么物理量描述？ 车由静止变为运动，受到了推、拉力； ( http: / / www.21cnjy.com )由运动变为静止，受到了摩擦阻力。足球由静止变为运动，受到了脚的力；由运动变为静止，受到了草地的摩擦阻力。 过渡：与伽利略同时代的法国科学家笛卡尔对他的观点进行了补充。 4．补充完善，形成定律 （1）笛卡尔的补充：除非物体受到力 ( http: / / www.21cnjy.com )的作用，物体将永远保持其静止或运动状态，永远不会使自己沿曲线运动，而只保持在直线上运动。这应成为一个原理，它是人类整个自然观的基础。 笛卡尔补充了物体不受力时保持静止状态或匀速直线运动状态。 过渡： 1642年，伽利略逝世 ( http: / / www.21cnjy.com )，1643年牛顿在英国诞生。牛顿是人类历史上最伟大的科学家之一。主要贡献有发明了微积分，发现了万有引力定律和经典力学，设计并制造了第一架反射式望远镜等等。 牛顿在1687年出版的《自然哲学的数 ( http: / / www.21cnjy.com )学原理》一书中提出了三条运动定律。牛顿把伽利略、笛卡尔的正确结论总结成为牛顿第一定律，它是牛顿物理学的基石。 （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，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。 过渡：现在我们来理解定律。 （三）理解定律，了解惯性 思考：牛顿第一定律中论述的运动和力的关系是怎样的？ 1．运动和力的关系：力是改变物体运动状态的原因。 物体不受力，保持匀速直线运动状态或静止状态；运动状态变化，物体一定受到力的作用。 思考：物体不受力时“总保持匀速直线运动状态或静止状态”，这能不能通过实验验证呢？ 不能。由于不受力作用的物体是不存在的。许多阻力很小的现象可以帮助我们理解牛顿第一定律。 2．阻力很小的现象：冰壶 从视频可以看出，冰壶在一段时间内速度的大小和方向几乎不变，直到碰上另一个冰壶。 思考：定律中还论述了什么呢？ 3．惯性： ①概念：物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质。 设问：一切物体都有惯性。做变速运动的物体有惯性吗？ 当物体做变速运动时，由于惯性，物 ( http: / / www.21cnjy.com )体会抵抗速度的改变，从而使速度的改变需要一段时间。比如汽车紧急刹车时不会立即停下来，而是继续向前滑行一段距离。 ②一切物体有惯性，有抵抗运动状态变化的“本领”。 物体惯性大，“本领”大，运动状态难改变；物体惯性小，“本领”小，运动状态易改变。 思考并猜想：物体的惯性大小和什么因素有关？ 游戏：用嘴吹书 提起书，用最大力气吹垂下的封面；用手提起封面，用最大力气吹垂下的书。 思考：你观察到了什么现象？这个现象能说明惯性和质量的关系吗？ ③惯性与质量：质量是惯性大小的量度。 质量只有大小，没有方向，是标量。在国际单位制中，质量的单位是千克，单位符号为kg。 在初中质量定义为物体所含物质的多少；现在进一步从惯性的角度认识了质量；以后还要从物体间的引力认识质量。 过渡：现在，就可以解释撕纸游戏了。 （四）再设情景，规律应用 1．思考：怎样解释撕纸游戏？ 有夹子，增大了中部的质量，增大了惯 ( http: / / www.21cnjy.com )性。当迅速撕开两边时，中部仍保持静止状态，所以撕成三截。无夹子，中间纸条惯性很小，静止状态易改变。由于撕开纸条的力左右有差异，所以撕成两截。 过渡：了解了惯性的知识，我们还能用它判断是非。 2．美国空军UFO档案记载 ( http: / / www.21cnjy.com )，1952．12．6黎明前，一架B29轰炸机在墨西哥湾上空训练时，一个很大的不明飞行物以4000km～15000km的时速靠近、经过、远离它。在目击描述中，不明飞行物能迅速增减速度，甚至还能骤然停止。 思考：1．如果没有特别的装置，UFO骤然停止时，外星人飞行员的命运是怎样的？ 2．人们想象外星人持有惯性消除器，用来消除自身的惯性，以便应对速度的迅速变化，你怎么看？ 我们利用惯性的知识发现了UFO档案记载中的疑点。希望大家在遇到问题时利用所学知识，冷静分析。 （五）课堂总结，课外探究 1．了解了运动和力关系的探究过程。 在探究过程中，亚里士多德是开拓者。伽利略首创了理想实验方法；笛卡尔补充了伽利略的观点；牛顿提出了惯性、力、惯性参考系的概念。 2．体会了理想实验的魅力：实验（事实）+逻辑推理 3． 深入理解了牛顿第一定律，知道了质量是惯性大小的量度。 4．后来爱因斯坦等科学家又进一步发展了牛顿第一定律。没有哪一个定律是终极真理，物理学的大厦永不封顶，还等待你们为它添砖加瓦！ 课外探究：有人说刘谦的螺丝魔术颠覆 ( http: / / www.21cnjy.com )了牛顿第一定律：不给螺帽力的作用，螺帽也能运动起来。你怎么看？请在百度中搜索“刘谦螺丝魔术揭秘”，弄清刘谦螺丝魔术的原理。效果分析： 因为本节内容在初中已有接触，所以在本节课 ( http: / / www.21cnjy.com )的设计中，我想能不能让学生通过对本课的预习和课外查阅资料，由学生参与互动，最后老师以总结者的身份来点评和补充效果好。特别是实验、视频、小品的使用，激发了学生兴趣，促进了教学。 关于力和运动关系的发展过程是很好的物理学史的教材，如何让学生在一堂课中体验这种物理规律形成过程是我们所要思考的。 请同学们独立完成独立思考完成讨论，代表发言小组合作、讨论学生代表发言请同学们完成A、B级习题学有余力的同学完成全部问题反思本节课，我参与发言了吗？参与讨论了吗？与人合作了吗？提出问题了吗？观察到了什么？发现了什么？学到了什么？第一节 牛顿第一定律
1、下列对运动的认识不正确的是……………………………..（ ）
A、亚里士多德认为物体的自然状态是静止的，只有当它受到力的作用才会运动
B、伽利略认为力不是维持物体速度的原因
C、牛顿认为力的真正效应总是改变物体的速度，而不仅仅是使之运动
D、伽利略根据理想实验推论出，如果没有摩擦，在水平面上的物体，一旦具有某一速度，将保持这个速度继续运动下去
2、关于牛顿第一定律，下列说法正确的是………………………( )
A.牛顿第一定律是一条实验定律 B.牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因
C．惯性定律和惯性的实质是相同的 D．物体的运动不需要力来维持
3、一个物体保持静止或匀速运动状态不变，这是因为…………………( )
A.物体一定没有受到任何力 B．物体一定受到两个平衡力作用
C．物体所受合力一定为零 D．物体可能受到两个平衡力作用
4、下列关于惯性的说法中，正确的是……………………………………( )
A．人走路时没有惯性，被绊倒时有惯性
B．百米赛跑到终点时不能立即停下是由于惯性，停下时就没有惯性了
C．物体没有受外力作用时有惯性，受外力作用后惯性被克服了
D．物体的惯性与物体的运动状态及受力情况均无关
5、关于惯性，下列说法正确的是………………………………………（ ）
A、人造卫星中的物体因失重而没有惯性
B、微观粒子的运动速度接近光速，它不可能有惯性
C、跟地球连在一起的物体，如高山、大厦等，没有惯性
D、物体做变速运动时，惯性大小不变
6、下面关于惯性的说法中，正确的是………………………………..（ ）
A、运动速度大的物体比运动速度小的物体难以停下来，所以运动速度大的物体具有较大的惯性
B、物体受的力越大，要它停下来就越困难，所以物体所受的推力越大，则惯性越大
C、物体的体积越大，惯性越大
D、物体含的物质越多，惯性越大
7、下列说法中正确的是……………………………………………….（ ）
A、原来静止的物体，只有在受到力的作用后才会运动起来，所以力是物体运动的原因
B、不用力踏自行车，自行车就会渐渐停下，说明物体不受力的作用，惯性就会逐渐消失
C、运动着的小车速度逐渐减小时，一定受到力的作用
D、力是使物体速度改变的原因
8、根据牛顿第一定律以下选项中正确的是……………………………（ ）
A、人只有在静止的车厢内，竖直向上高高跳起后，才会落在车厢内原来的位置
B、人在沿直线匀速前进的车厢内，竖直向上高高跳起后，将落在起跳点的后方
C、人在沿直线加速前进的车厢内，竖直向上高高跳起后，将落在起跳点的后方
D、人在沿直线减速前进的车厢内，竖直向上高高跳起后，将落在起跳点的后方
9、在下列情况下，运动状态发生变化的是……………………………..（ ）
A、雨滴在空中匀速下落 B、汽车以大小不变的速度转弯
C、铅球被推出后的运动 D、飞机降落在跑道上所做的减速运动
10、从加速上升的气球上落下一个物体，在物体刚离开气球的瞬间，正确的说法是
A、物体立即向下做自由落体运动
B、物体具有向上的加速度
C、物体的速度为0，但具有向下的加速度
D、物体具有向上的速度和向下的加速度
11、下列说法中正确的是…………………………………………….（ ）
A、掷出的铅球速度不大，所以其惯性很小，可以用手去接
B、用力打出的乒乓球速度很大，其惯性很大，不能用手去接
C、相同的两辆车，速度大的比速度小的难以停下来，是因为速度大的车惯性大
D、刹车后汽车能继续滑行，是因为汽车具有惯性
12、火车在平直的轨道上匀速 ( http: / / www.21cnjy.com )前进，在密封的没有空气流动的车厢内点燃一支香烟。车上乘客看到香烟所冒出来的烟的运动情况应是………………………..（ ）
A、一边上升，一边向前飘 B、一边上升，一边向后飘
C、只是上升，不向任何一边飘 D、无法确定
13、有人设想，乘坐气球飘在高空，由于地球的自转，一昼夜就能周游世界．请你评价一下，这个设想可行吗
14、用所学的知识解释以下事实
（1）电动机的底座一般很重
（2）给整栋楼房搬家已成为现实，在移动楼房时需要多台牵引车，而且一天只能移动很小一段距离。
15、某同学遇到一个难题：如图所示，要 ( http: / / www.21cnjy.com )求不直接用手接触塑料板和鸡蛋，手头只有一个木棒，利用本节所学的知识，将鸡蛋放入水中。请你帮助该同学想个办法解决这个难题。
( http: / / www.21cnjy.com )
参考答案
1、A
2、BD解析：牛顿第一定律是物体在理想 ( http: / / www.21cnjy.com )情况下的运动规律，反映的是物体在不受外力情况下所遵循的运动规律，而自然界不受力的物体是不存在的，所以A是错误的．惯性是物体保持原来运动状态不变的一种性质，惯性定律(即牛顿第一定律)则反映的是物体在一定情况下的运动规律，所以C错误．由牛顿第一定律知，物体的运动不需要力来维持，但改变物体的运动状态则必须有力的作用．
3、CD解析：物体不受任何力的状态是不存在的，物体保持静止或匀速直线运动时所受的合力一定为零，可能是两个力，也可能是多个力．
4、D解析：惯性是物体的固有属性，与其内 ( http: / / www.21cnjy.com )在因素即质量有关，与受力与否及运动状态无关．一切物体都有惯性，质量是物体惯性大小的量度，静止物体的惯性是保持静止，匀速运动的物体的惯性是保持其速度不变．当物体在外力作用下运动状态发生变化时，只要其质量不变，其惯性大小不发生变化．
5、D
6、D
7、CD 解析：原来静止的物体，只有在受到 ( http: / / www.21cnjy.com )力的作用后才会运动起来，所以力是改变物体运动状态的原因。不用踏自行车，自行车就会渐渐停下来，是由于受到阻力作用。自行车的质量不变，惯性不变。
8、C 解析：人竖直向上高高跳起后 ( http: / / www.21cnjy.com )，由于惯性，跳起时具有与车厢相同的速度。所以当人在静止的或沿直线匀速前进的车厢内跳起后，均将落在车厢内原来的位置；而在沿直线加速前进的车厢内将落在起跳点的后方；在沿直线减速前进的车厢内，将落在起跳点的前方。
9、BCD
10、D
11、D 解析：因为惯性大小仅有质量 ( http: / / www.21cnjy.com )决定，铅球的质量较大，其惯性较大，尽管速度不大，但它的运动状态难以改变，故不能用手去接；而乒乓球的质量较小，运动状态容易改变，尽管它的速度很大，也可以用手去接，所以A、B选项错误；对于C项，相同的两辆车惯性相同，要让速度大的车停下来，其运动时间较长，因此较难停下，故C错误；而刹车后的汽车由于具有惯性，仍会向前滑行一段，因阻力作用而最终停下来，故D正确。
12、C 解析：冒出的烟由于惯性，具有与火车相同的速度，故车上的乘客看到的烟只向上升
13、解析：因为地球上的一切物体(包括地 ( http: / / www.21cnjy.com )球周围的大气)都随着地球一起在自转，气球升空后，由于惯性，它仍保持原来的自转速度．当忽略其他与地球有相对运动(如风)的作用产生的影响时，升空的气球与它下方的地面处于相对静止的状态，不可能使它相对地球绕行一周的．
14、解析：（1）为了增大质量，增 ( http: / / www.21cnjy.com )大惯性，尽量减小电动机的振动或避免意外的碰撞而移动。（2）整栋楼房质量很大，惯性很大，在牵引力作用下不易改变其运动状态产生的加速度较小，事实上为了保证整栋楼平稳移动，加速度不可较大。
15、该同学可以用木棒猛击塑料板，使 ( http: / / www.21cnjy.com )塑料板飞出，而鸡蛋由于惯性仍保持原来的静止状态，就能使鸡蛋落入杯中，而避免手直接接触鸡蛋和塑料板。
www.(共30张PPT)
欢迎各位专家、老师指导！
创设游戏，引入课题
猜一猜：
1.一张纸已剪成三截，但未完全剪断。如果迅速用力撕两边，纸会断成几截？
2.如果在中间的纸下面夹一个夹子，然后迅速撕两边，纸会断成几截？
撕纸游戏
问题：怎样解释小品中身体的变化和撕纸游戏呢？
这就需要我们知道运动和力之间到底有什么关系？
1 牛顿第一定律
第四章 牛顿运动定律
新课标人教版物理必修①
回顾历史，探究定律
1.情景设问，经验猜想
思考：运动和力之间有什么关系呢？
亚里士多德：必须有力作用在物体上，物体才能运动；没有力的作用，物体就要静止在一个地方。
运动需要力维持
回顾历史，探究定律
1.情景设问，经验猜想
贡献：开创了一个新的研究领域。
亚里士多德的观点，符合人们的生活
经验，所以在此后2000多年里，
一直得到人们的普遍认可，直到
17世纪，有人提出了疑问……
实验：用力推小车，马上撤去外力…….
伽利略的观点：物体的运动不需要力来维持，力是改变物体速度的原因
两种观点都来自生
活现象谁的对？
2.质疑假设，科学猜想
现象：沿水平面滚动的球越来越慢，最后停下来。
质疑：滚动的球停下来，是没有受到力的作用？
按照亚里士多德的观点，球停下来是因为没有受到力的作用。
伽利略恰恰从这一现象出发对亚氏的观点提出质疑。
球停下来的原因是什么？
猜想——实验验证
回顾历史，探究定律
2.质疑假设，科学猜想
②质疑：滚动的球停下来，真的是因为没有力的作用吗？
结论：滚动的球停下来，是摩擦阻力作用的结果.
③假设：若没有摩擦阻力，沿水平面滚动的球将怎样运动呢？
④猜想：若没有摩擦阻力，球将永远滚动下去.
①现象：沿水平面滚动的球越来越慢，最后停下来。
回顾历史，探究定律
3.实验探究，得出结论
回顾历史，探究定律
思考：
1.小球所受摩擦阻力的大小与小球上升的最大高度之间有什么关系？
2.摩擦阻力的大小与释放点到上升的最高点的高度差是什么关系？
3.如果没有摩擦，小球会上升到多高的地方？
伽利略理想实验
3.实验探究，得出结论
回顾历史，探究定律
实验事实 逻辑推理
（无摩擦，右斜面足够长）
右斜面固定 摩擦越小,球滚得越高 球将滚上原来的高度
实验事实 逻辑推理
（无摩擦，右斜面足够长）
右斜面固定 摩擦越小,球滚得越高 球将滚上原来的高度
减小右倾角 球沿斜面滚得越远 球沿斜面滚得越远，一直滚到原来的高度
实验事实 逻辑推理
（无摩擦，右斜面足够长）
右斜面固定 摩擦越小,球滚得越高 球将滚上原来的高度
减小右倾角 球沿斜面滚得越远 球沿斜面滚得越远，一直滚到原来的高度
放平右斜面 球滚得最远 球将一直滚动下去
3.实验探究，得出结论
我要一步一步往上爬
在最高点乘着叶片往前飞
小小的天 留过的泪和汗
总有一天我有属于我的天
回顾历史，探究定律
伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正开端。
——爱因斯坦
实验（事实）+逻辑推理
理想实验的魅力
理想实验
伽利略：若没有摩擦阻力，沿水平面滚动的球将永远滚动下去。
3.实验探究，得出结论
回顾、思考：
①静止的车、足球为什么运动起来？
②运动的车、足球为什么停下来？
③力和运动之间有什么关系？
力是改变物体运动状态的原因。
回顾历史，探究定律
笛卡尔：除非物体受到力的作用，物体将永远保持其静止或运动状态，永远不会使自己沿曲线运动，而只保持在直线上运动。
这应成为一个原理，它是人类整个自然观的基础。
(1596-1650)
笛卡尔
4.补充完善，形成定律
回顾历史，探究定律
牛顿简介
牛顿是人类历史上最伟大的科学家之一。主要贡献有发明了微积分，发现了万有引力定律和经典力学，设计并制造了第一架反射式望远镜等等。
(1643-1727)
牛顿物理学的基石——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。
4.补充完善，形成定律
回顾历史，探究定律
运动和力的关系：力是改变物体运动状态的原因。
理解定律，了解惯性
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。
1.运动和力的关系
2.阻力很小的现象：冰壶
理解定律，了解惯性
理解定律，了解惯性
⑴概念:物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质。
⑵一切物体有惯性，有抵抗运动状态变化的“本领”。
(实验:吹书.)
⑶惯性与质量:质量是惯性大小的量度。
质量只有大小，没有方向，是标量。在国际单位制中，质量的单位是千克，单位符号为kg。
3.惯性
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。
再设情景，规律应用
有夹子，增大了中间的质量，增大了惯性。当迅速撕开两边时，中间仍保持静止状态，所以撕成三截。
无夹子，中间纸条惯性很小，静止状态易改变。由于撕开纸条的力左右有差异，所以撕成两截。
思考：怎样解释撕纸游戏？
思考：
1. 如果没有特别的装置，UFO骤然停止时，外星人飞行员的命运是怎样的？
2.人们想象外星人持有惯性消除器，用来消除自身的惯性，以便应对速度的迅速变化，你怎么看？
美国空军UFO档案记载，1952.12.6黎明前，一架B29轰炸机在墨西哥湾上空训练时，一个很大的不明飞行物以4000km～15000km的时速靠近、经过、远离它。在目击描述中，不明飞行物能迅速增减速度，甚至还能骤然停止。
再设情景，规律应用
2.UFO
1.了解了运动和力关系的探究过程。
在探究过程中，亚里士多德是开拓者。伽利略首创了理想实验方法；笛卡尔补充了伽利略的观点；牛顿提出了惯性、力、惯性参考系的概念。
2.体会了理想实验的魅力:实验（事实）+逻辑推理
3. 深入理解了牛顿第一定律，知道了质量是惯性大小的量度。
4.后来爱因斯坦等科学家又进一步发展了牛顿第一定律。
课堂总结，课外探究
【学以致用】
【例1】竖直向上托起的排球，离开手后能继续向上运动，这是由于（ ）
A.排球受到向上的冲力作用
B.排球受到惯性力的作用
C.排球具有惯性
D.排球不受阻力的作用
【例2】一切物体都具有惯性，但是（ ）
A.运动时的惯性比静止时的惯性大
B.运动越快，物体的惯性就越大
C.物体受力越大，惯性越大
D.物体的惯性在任何情况下都是不变的
C
D
【例3】关于物体惯性的大小，下列说法正确的是（ ）
A.小轿车和载重大卡车相比较，大卡车的惯性大
B.某人无法拉动一部小车，说明小车的惯性很大
C.列车启动时，速度增加十分缓慢，说明速度小时列车的惯性较大
D.机车用恒力牵引列车，开始时列车的速度不断增加，但速度增大到某一数值时，速度就不再增加了，保持匀速运动，这说明速度比较大时惯性大
A
【例4】火车在长直水平轨道上匀速行驶，车厢内有人向上跳起，发现仍落回远处，这是因为（ ）
A.人跳起后，车厢内空气给他以向前的力，带着他一起向前运动。
B.人跳起的瞬间，车厢的地板给他一个向前的力，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，偏后距离太小，不明显而已
D.人跳起后直到落地，在水平方向上和车始终具有相同的速度
D
【例5】在路上跑的人被绊倒时是向前趴着倒下的，而在路面上慢行的人滑倒时，则是向后摔倒的，试用所学知识加以解释。
课堂总结，课外探究
刘谦的螺丝魔术
有人说刘谦的螺丝魔术颠覆了牛顿第一定律：不给螺帽力的作用，螺帽也能运动起来。你怎么看？请在百度中搜索“刘谦螺丝魔术揭秘”，弄清刘谦螺丝魔术的原理。
谢谢各位专家、老师和同学！
