《牛顿第一定律》教案
一、教学目标
（一）知识与技能
1．知道伽利略的理想实验及其主要推理过程和推论，知道理想实验是科学研究的重要方法。
2．理解牛顿第一定律的内容及意义。
3．知道什么是惯性，会正确地解释有关惯性的现象。
（二）过程与方法
1．观察生活中的惯性现象，了解力和运动的关系。
2．通过实验加探对牛顿第一定律的理解。
3．理解理想实验是科学研究的重要方法。
（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。
二、教学重点
1．对牛顿第一运动定律和惯性的正确理解。
2．科学思想的建立过程。
三、教学难点
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。
四、教学准备
多媒体课件、小车、小球、毛巾、玻璃板、斜槽、刻度尺、木块、气垫导轨、滑块、气垫导轨装置、伽利略针和单摆实验装置。
五、教学过程
新课导入：
做实验引入力和运动的关系，引发学生的思考。
[参考实验]在讲台上放一辆小车，使它处于静止状态。
师：怎样才能让小车运动起来呢
生：要用力去推它。
师：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。
新课讲解：
教师活动：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？
下面你就利用桌子上的器材来研究一下这个问题。
让学生利用桌子上的器材，自主设计实验，分别研究：
l、力推物动，力撤物停。
2、力撤物不停。
教师巡回指导，提出问题：物体的运动是不是一定需要力？
学生活动：利用桌子上的器材：小车、小球、毛巾、玻璃板、斜槽、刻度尺。做实验：
1、桌子上铺毛巾，小车放在毛巾上，推它就动，不推就停。
2、撤去毛巾，让小车在桌面上，推一下小车，小车运动一段才停下来。
教师活动：你还能举出其他的例子来说明这个问题吗？
刚才的两个实验为什么会出现两种现象呢？矛盾出在哪呢？
学生活动：学生举例讨论，比如：自行车蹬一段时间后停止蹬车，自行车会滑行一段距离；溜冰；冰面上踢出去的冰块。等等。
点评：通过举例进一步理解物体的运动不需要力来维持。
教师活动：引导学生进行实验对比。通过对比实验可以进行逻辑推理，如果接触面非常光滑没有摩擦，那小球会怎样？
学生活动：用小球做对比实验
A、使斜槽和桌面吻合，让小球从斜槽上滚下，标出滚动距离。B、在桌面上放玻璃板，使斜槽和玻璃板吻合，让小球从同样的高度滚下，标出滚动的距离。
对比发现，接触面越光滑，滚动距离越远。
［总结得出］小球运动停下来的原因是摩擦力。如果接触面非常光滑小球会永不停止。
点评：1、对比实验，找出问题的本质．从而理解物体的运动和力的关系．
2、在对比实验的基础上进行合理的逻辑推理．
教师活动：在学生回答的基础上，结合实验进一步总结：（并板书）
物体的运动是不需要力来维持的。（力撤物停的原因是因为摩擦力。如果没有摩擦力，运动的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。伽利略是怎么研究这个问题的呢？
教师活动：介绍伽利略的理想实验。
（1）对称斜面，没有摩擦小球滚到等高。
（2）减小另一侧斜面倾角，小球从同一位置释放要滚到等高，滚动距离就会越远。
（3）把另侧斜面放平，小球要到等高，就会一直滚下去。
根据这一现象伽利略得出了什么样的结论？
学生活动：观察并回答提出的问题：
运动的物体如果不受力物体将匀速运动下去。
点评：通过观察伽利略的理想实验，启发学生在研究科学问题时大胆的设想和科学的推理都是很有必要的。
教师活动：让学生阅读课文找出：
l、伽利略的观点。
2、笛卡儿的补充和完善。
3、牛顿第一定律。
对比三个人的观点，他们都是叙述力和运动关系的，谁的更全面？
学生活动：阅读课文，回答问题。
1、伽利略：物体不受力时，运动的物体一直作匀速直线运动。
2、笛卡儿：物体不受力时，物体将永远保持静止或运动状态。
教师活动：既然牛顿第一定律是最完善的，那么它从几个方面阐述了力和运动的关系？
在学生回答的基础上，进一步总结：力不是维持物体运动状态的原因，力是改变运动状态的原因。
运动状态是指什么？
学生讨论回答：两个方面：不受力时，物体保持匀速直线运动状态或静止状态；受力时，力迫使它改变运动状态。
运动状态：速度的大小和方向。
教师活动：牛顿第一定律可不可以用实验来验证？
什么时候可以看作不受力并举例说明。
学生活动：学生回答不能。因为不受力作用的物体是不存在的。
受力但合力为零时。比如：冰面上的滑动的冰块。冰壶球。
教师活动：牛顿定律又叫惯性定律，惯性是指什么？
你又怎样理解这种性质呢？举例说明。
因为这是一个新概念，学生刚接受可能不是很好理解。举例说明人站在匀速行使的车厢内竖直向上跳起，仍会落到原地。
这都是惯性。
再让学生举例，学生就必然入门了。
学生活动：学生观察并思考，再进一步理解惯性：是指物体具有保持原来运动状态或静止状态的性质。
举例。
教师活动：进一步总结：物体不受力时将保持匀速直线运动状态或静止状态，理解时可认为不受力和合力为零效果是一样的，如果某个方向不受力，那么在这个方向物体也会保持匀速直线运动状态或静止状态。培养学生灵活运用物理规律解决问题的能力。
教师活动：一切物体都具有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质，当力使它改变这种状态时，它就会有抵抗运动状态改变的的“本领”。这个本领与什么有关呢？比如货车启动时，由静止到运动得需要一段时间，是空车好启动还是满载时？你还能举出什么例子来？
学生活动：学生思考
比如骑自行车，单人时和带人时的感觉相比。
从实例可看出，运动状态变化的难易程度与质量有关。
点评：通过生活中的一些例子理解惯性大小与质量有关。《牛顿第一定律》习题
一、单选题(本大题共8小题，共32.0分)
1.16世纪末，伽利略用实验和推理，推翻了已在欧洲流行了近两千年的亚里士多德关于力和运动的理论，开启了物理学发展的新纪元。在以下说法中，与亚里士多德观点相反的是（ ）。
A.四匹马拉的车比两匹马拉的车跑得快；这说明物体受的力越大，速度就越大
B.一个运动的物体，如果不再受力了，它总会逐渐停下来；这说明静止状态才是物体长时间不受力时的“自然状态”
C.两物体从同一高度自由下落，较重的物体下落较快
D.一个物体维持匀速直线运动不需要受力
2.关于力与运动，下列说法正确的是（ ）。
A.静止的物体或匀速直线运动的物体一定不受任何外力作用
B.当物体的速度等于零时，物体一定处于平衡状态
C.当物体的运动状态改变时，物体一定受到外力作用
D.物体的运动方向一定是物体所受合外力的方向
3.如下图所示（俯视图），以速度
v匀速行驶的列车车厢内有一较光滑的水平桌面，桌面上的
A处有一小球。若车厢中的旅客突然发现小球沿图中虚线由
A向
B运动，由此可判断列车（ ）。
A.减速行驶，向南转弯
B.减速行驶，向北转弯
C.加速行驶，向南转弯
D.加速行驶，向北转弯
4.关于牛顿第一定律，下列说法正确的是（ ）。
A.牛顿第一定律是在伽利略“理想实验”的基础上总结出来的
B.不受力作用的物体是不存在的，故牛顿第一定律的建立毫无意义
C.牛顿第一定律表明，物体只有在不受力作用时才具有惯性
D.牛顿第一定律表明，物体只有在静止和做匀速直线运动时才具有惯性
5.伽利略理想实验将可靠的事实和抽象思维结合起来，能更深刻地反映自然规律，有关的实验程序内容如下：
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，球将滚上另一个斜面。
③如果没有摩擦，小球将上升到释放时的高度。
④继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平面，小球将沿水平面做持续的匀速直线运动。
请按先后次序排列，并指出它究竟属于可靠的事实，还是通过思维过程的推论，下列选项正确的是（括号内数字表示上述程序号码）（ ）。
A.事实②→事实①→推论③→推论④
B.事实②→推论①→推论③→推论④
C.事实②→推论③→推论①→推论④
D.事实②→推论①→推论④→推论③
6.下列有关惯性大小的叙述中，正确的是（ ）。
A.
物体跟接触面间的摩擦力越小，其惯性就越大
B.
物体所受的合力越大，其惯性就越大
C.
物体的质量越大，其惯性就越大
D.
物体的速度越大，其惯性就越大
7.洒水车在洒水前进时，保持匀速行驶，下列说法中正确的是（ ）。
A.
其运动状态和惯性都不断变化
B.
其运动状态不变，惯性不断变化
C.
其运动状态改变，惯性不变
D.
其运动状态和惯性都不改变
8.某人用力推一下原来静止在水平面上的小车，小车便开始运动，以后改用较小的力就可以维持小车做匀速直线运动，由此可见（ ）。
A.
力是保持物体速度不变的原因
B.
力是维持物体运动的原因
C.
力是改变物体惯性的原因
D.
力是改变物体运动状态的原因
二、多选题(本大题共5小题，共20.0分)
9.（多选）下面是摘自上个世纪美国报纸上的一篇小文章：阿波罗登月火箭在脱离地球飞向月球的过程中，飞船内宇航员通过无线电与在家中上小学的儿子汤姆通话。宇航员：“汤姆，我们现在已关闭火箭上所有发动机，正向月球飞去。”汤姆：“你们关闭了所有发动机，那么靠什么力量推动火箭向前运动？”宇航员犹豫了半天，说：“我想大概是伽利略在推动火箭向前运动吧。”若不计星球对火箭的作用力，由上述材料可知下列说法正确的是（ ）。
A.汤姆问话所体现的物理思想是“力是维持物体运动的原因”
B.宇航员答话所体现的物理思想是“力是维持物体运动的原因”
C.宇航员答话所体现的物理思想是“物体运动不需要力来维持”
D.宇航员答话的真实意思是火箭正在依靠惯性飞行
10.（多选）在力学理论建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献。关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是（ ）。
A.
伽利略认为力不是维持物体运动的原因
B.
亚里士多德认为物体的运动不需要力来维持
C.
牛顿最早指出力不是维持物体运动的原因
D.
笛卡尔对牛顿第一定律的建立做出了贡献
11.（多选）一汽车在路面情况相同的公路上直线行驶，下面关于车速、惯性、质量和滑行路程的讨论正确的是（
）。
A.
车速越大，它的惯性越大
B.
质量越大，它的惯性越大
C.
车速越大，刹车后滑行的路程越长
D.
车速越大，刹车后滑行的路程越长，所以惯性越大
12.（多选）下列说法正确的是（
）
A.
牛顿第一定律是实验定律
B.
牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因
C.
惯性定律与惯性的实质是相同的
D.
物体的运动不需要力来维持
13.（多选）下列关于力和运动的关系，错误的观点是（
）
A.
力是维持运动的原因
B.
力是改变运动速度的原因
C.
力是产生运动的原因
D.
物体朝什么方向运动，该方向一定有力的作用
【答案】
1.D 2.C 3.A 4.A
5.C 6.C 7.B
8.D
9.ACD
10.AD 11.BC 12.BD 13.ACD
【解析】
1.略
2.略
3.小球由于有惯性总保持原来的运动状态，小球相对于桌面既向前运动，又向北运动，表明列车一边减速，一边向南转弯，A正确。
4.略
5.略
6.略
7.略
8.略
9.略
10.伽利略认为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，选项A正确；在历史上，亚里士多德认为力是维持物体运动的原因，他的观点是错误的，选项B错误；伽利略最早指出力不是维持物体运动的原因，选项C错误；笛卡尔补充和完善了伽利略的观点，选项D正确。
11.由牛顿第一定律知道，质量是物体惯性的惟一量度，A、D错误，B正确。根据运动学公式
v
2－
＝2
ax，可得C是正确的。
12.牛顿第一定律是物体在理想条件下的运动规律，反映的是物体在不受力情况下所遵循的运动规律，而自然界中不受力的物体是不存在的，故A是错误的.惯性是物体保持原有运动状态不变的一种性质，惯性定律(即牛顿第一定律)则反映物体在一定条件下的运动规律，显然C不正确.由牛顿第一定律可知，物体的运动不需要力来维持，但要改变物体的运动状态则必须有力的作用。
13.运动是物体的固有属性，即物体本身就有维持原来匀速直线运动或静止状态的性质，因此力不是产生运动的原因，也不是维持运动的原因.如果物体原来朝某一方向运动，在没有外力作用或合外力为零时，物体将始终朝那个方向运动，其速度的大小和方向始终不会改变.故题中正确观点是B，错误观点是ACD。
