牛顿第一定律
一、教学目标
1．通过实验，确认阻力对物体运动的影响。
2．经历建立牛顿第一定律的科学推理过程，认识牛顿第一定律。
3．能通过生活经验和大量事实认识一切物体都具有惯性。能用物体的惯性解释生活和自然中的有关现象。
二、教学重、难点
重点：通过实验研究阻力对物体运动的影响。
难点：建立牛顿第一定律的科学推理过程。
三、教学用具
长木板、小车、斜面、棉布、毛巾、木块等。
四、相关资源
《高铁》视频资源、《高铁动车》视频资源、《伽利略成就》图片资源等。
五、教学过程
【课堂引入】教师出示图片并提问：投出去的标枪，不再受到手的力，还能继续往前飞，说明力与运动有什么关系？
学生讨论并回答，投出去的标枪不再受到手对它的力，还能继续向前运动，标枪的运动不需要力来维持。说明运动不需要力来维持。
教师出示图片并提问：玩滑板车的小孩不用力蹬地，车就会慢慢停下来，说明力和运动有关系吗？
学生讨论并回答，小孩不用力蹬地，滑板车会慢慢停下来，滑板车的运动需要力来维持，说明运动需要力来维持。
以上的分析结果明显是矛盾的，那么运动到底需要力来维持吗？
【新知讲解】
（一）阻力对物体运动的影响
1．两种观点。
【活动设计】要求学生动手查阅相关资源以了解人们对力与运动关系的认识历程。
（1）亚里士多德观点：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：“物体运动是因为受到了力的作用，没有力的作用，物体就不能运动，力是维持物体运动的原因”。此观点在历史上曾沿用了两千多年。
（2）伽利略观点：物体的运动不需要力来维持，运动的物体之所以停下来，是因为受到了阻力的作用。
教师：伽利略和亚里士多德的说法哪个是正确的呢？运动的物体如果不受力的作用，会一直运动下去吗？我们可以以小车为研究对象，探究小车在水平面上前进的距离和水平面对它的阻力的关系。
2．实验探究：阻力对物体运动的影响
教师出示图片并提问：小车在水平面上前进的距离与哪些因素有关？
学生充分猜想后，总结：斜面的坡度、小车的质量、小车的起始高度、水平面的阻力。
教师：要探究小车在水平面上前进的距离和水平面对它的阻力的关系，该如何进行？
学生讨论并回答：用控制变量法。实验中控制其他因素相同，只改变阻力。
实验步骤：
（1）将毛巾铺在水平木板上，让小车从斜面顶端由静止滑下，观察小车滑行的距离，并将结果记录在表格中。
（2）将毛巾换成棉布铺在水平木板上，让小车从斜面顶端由静止滑下，观察小车滑行的距离，并将结果记录在表格中。
（3）去掉木板上的棉布，让小车从斜面顶端由静止滑下，观察小车滑行的距离，并将结果记录在表格中。
教师演示并强调：实验中，要保证小车在三种粗糙程度不同的水平面上的初始速度相同，为此让同一个小车从同一斜面的同一高度由静止开始滑下；改变水平面的粗糙程度，使小车受到的阻力不同。
将小车的运动距离记入表格，指导学生分析数据。
实验次数
表面材料
阻力的大小
滑行距离
速度变化的快慢
1
毛巾
最大
最短
最快
2
棉布
较大
较长
较快
3
木板
较小
长
较慢
教师提问：
（1）小车在平面上滑动的路程与什么因素有关？有何关系？
（2）小车为什么最终会停下来？（小车停下来的原因是什么？）
学生分析表格并讨论：小车滑动的路程与其所受的阻力有关。阻力越小，速度减小得越慢，小车滑行的路程越长。小车之所以会停下来是因为受到阻力的作用。
（二）牛顿第一定律
1．实验推理
教师提问：假设小车是在绝对光滑的水平表面（没有摩擦阻力）运动，小车会如何运动下去？
学生讨论：如果运动的物体不受力，速度将不会减小，它将永远运动下去。
教师引导学生得出结论：可见物体的运动不需要力来维持。
2．牛顿第一定律
牛顿根据前人的结果总结了牛顿第一定律：一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。
（1）牛顿第一定律的含义。
①“一切”指适用于所有物体。
②“没有受到力的作用”是定律成立的条件。
③“总”一直、不变。
④“或”指一个物体只能处于一种状态。到底处于哪种状态，由原来的状态决定，原来静止就保持静止，原来运动就保持匀速直线运动状态。
（2）关于牛顿第一定律的说明
①牛顿第一定律不是由实验直接得到的，它是在实验的基础上经过推理得到的。
②力是改变物体运动状态的原因，不是维持物体运动的原因。
③牛顿第一定律不能经过实践检验，因为不受力的环境是找不到的。
（三）惯性
1．惯性的定义
播放视频《高铁》，让学生观察高铁进站的情况。为什么关闭发动机的高铁，仍然会继续向前运行？
教师出示图片并提问：物体的运动不需要力来维持，为什么踢出去的足球仍能向前飞？
学生讨论：从牛顿第一定律知道，任何物体都有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质。
教师：从牛顿第一定律知道，任何物体都有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质。物体的这种性质叫做惯性。因此牛顿第一运动定律也叫惯性定律。
2．实验演示
教师演示：木块处于静止状态，突然拉动小车时，会出现什么现象？
学生观察。
教师：木块处于静止状态，突然拉动小车时，木块向后倾。这是为什么？
学生讨论并回答：
木块处于静止状态，突然拉动小车时，木块下部随车一起运动，而上部由于惯性保持原来的静止状态，所以木块向后倾。
教师演示：木块处于运动状态，小车突然停下时，会出现什么现象？
学生观察。
教师：木块处于运动状态，小车突然停下时，木块向前倾。这是为什么？
学生讨论并回答：
木块处于运动状态，小车突然停下时，木块下部随车一起停止运动，而上部由于惯性保持原来的运动状态，所以木块向前倾。
【演示实验】用钢尺用力击打一摞棋子中靠中间的一个，该棋子飞出而上面的棋子又落回原位置。解释此现象发生的原因。
3．结论
（1）惯性是物体本身的一种属性。一切物体都有惯性，即物体无论是静止还是运动，无论是受力还是不受力，在任何时候，任何状态下都具有惯性。
（2）惯性不是力。在解答问题时，只能说“由于惯性”“具有惯性”，而不能说“受到惯性”“由于惯性的作用”“克服惯性”等，否则就将惯性和作用混为一谈。
（3）所有的物体都有惯性，但不同物体的惯性大小是不同的，物体的惯性只与物体的质量有关。物体的质量越大，惯性越大；物体的质量越小，惯性越小，质量是物体惯性的量度。
4．惯性的应用及危害控制
（1）教师出示图片并要求学生用所学知识解释这些现象。
学生讨论并回答：锤头和锤柄一起向下运动，锤柄与桌面碰撞时，锤柄突然停止，锤头由于惯性还会继续向下运动，这样锤头就会牢牢套在锤柄上；人往前走，脚受到石头的力而突然停止，上部分身体由于惯性还会继续向前运动，人就绊倒了；铁锹和煤炭一起往前运动，铁锹在手力的作用下突然停止运动，煤炭由于惯性继续往前运动，煤炭就被送到炉膛里了。
（2）解释惯性现象的基本思路：
①明确研究对象开始的时候处于什么状态。
②观察物体或物体的某一部分受到外力作用时，突然改变了运动状态，并指明其运动状态变化的情况。
③分析研究对象由于惯性保持原来运动状态，从而出现了题中的现象。
（3）教师出示图片，图片中的惯性哪些是有利的哪些是有害的？
教师总结：有益的惯性可以给我们的生产生活带来方便。例如：将东西扔出去，将衣服上的灰尘拍打掉，套紧锤头，运动员助跑等等。
但事物都是一分为二的，惯性有时也给人们带来危害。惯性是造成很多交通事故的原因：行驶中的汽车、自行车刹车时，由于惯性不能立即停下来，即使是紧急刹车，也要向前运动一段才能停下来，这样会造成交通事故。
5．想一想：
某同学想：地球转动速度很大，在北京地面的转动速度大约是360 m/s。当跳起来落回地面时，地面已转过了很大一段距离，自己就不会落回原地，所以只要不停地跳跃，就能免费周游世界，这个同学的想法正确吗？请发表你的见解并说明理由。
学生讨论。
这个同学的想法不正确，因为人随地球一起运动，人跳起来后，由于惯性还保持原来的运动状态，所以人会落回原地。
典型例题
例1．关于力和运动，下列说法正确的是（ ）
A．物体不受外力时一定保持静止状态
B．物体不受外力时运动状态一定不变
C．停止用力时运动的物体一定会停下来
D．以上说法都不对
解析：物体不受外力时，保持原来的静止状态或匀速直线运动状态，A不符合题意；物体不受外力时，由于惯性保持原来的运动状态，运动状态一定不变，B符合题意；停止用力时，一切外力撤销，物体由于惯性一定保持匀速直线运动，如果停止用力，物体还受到阻力，阻力会改变物体的运动状态，速度越来越小，最后停止运动，C不符合题意。
答案：B
例2．如图是小明自创的“大炮”示意图。当瓶内产生的气体增多时，瓶塞会水平向右冲出，若此时所有外力全部消失，瓶塞将（ ）
A．立即沿竖直方向下落到地面上
B．向上运动
C．水平向右做匀速直线运动
D．立即静止
解析：瓶塞水平向右冲出，处于运动状态，此时所有外力全部消失，根据牛顿第一定律可知，瓶塞将水平向右做匀速直线运动。
答案：C
六、课堂小结
本节课学习了牛顿第一定律，知道了力是改变物体运动的原因，而不是维持物体运动的原因，利用惯性能解释自然和生活中的一些现象。
七、板书设计
1．牛顿第一定律：一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。
（1）“一切”指适用于所有物体。
（2）“没有受到力的作用”是定律成立的条件。
（3）“总”一直、不变说明了力和运动的关系：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。
（4）“或”指一个物体只能处于一种状态。
2．惯性
（1）惯性是物体本身的一种属性，一切物体都有惯性。
（2）惯性不是力。只能说“由于惯性”“具有惯性”，而不能说“受到惯性”“由于惯性的作用”“克服惯性”等。
（3）所有的物体都有惯性，但不同物体的惯性大小是不同的，物体的惯性只与物体的质量有关。
课件26张PPT。第1节 牛顿第一定律第八章 运动和力
投出去的标枪，不再受到手的力，还能继续往前飞，说明力与运动有什么关系？
玩滑板车的小孩不用力蹬地，车就会慢慢停下来，说明力和运动有关系吗？新课导入一、新课导入二、阻力对物体运动的影响1．两种观点
【活动设计】动手查阅相关资源以了解人们对力与运动关系的认识历程。
古希腊哲学家亚里士多德认为:必须有力作用在物体上，物体才能运动，不受力而一直运动的物体是不存在的。力是维持物体运动的原因（没有力的作用，物体就不能运动）。古希腊哲学家亚里士多德二、阻力对物体运动的影响
伽利略通过实验分析得出：物体的运动不需要力来维持，运动的物体之所以停下来，是因为受到了阻力的作用。意大利科学家：伽利略二、阻力对物体运动的影响伽利略和亚里士多德的说法哪个是正确的？运动物体如果不受力的作用，会一直运动下去吗？阻力对物体运动有什么影响？小车从高处滑下我们以小车作为研究对象，探究小车在水平面上前进的距离和水平面对它的阻力的关系。二、阻力对物体运动的影响采用什么物理方法：控制变量法2．实验探究：阻力对物体运动的影响二、阻力对物体运动的影响毛巾表面棉布表面木板表面【实验步骤】
（1）将毛巾铺在水平木板上，让小车从斜面顶端由静止滑下，观察小车滑行的距离，并将结果记录在表格中。
（2）将毛巾换成棉布铺在水平木板上，让小车从斜面顶端由静止滑下，观察小车滑行的距离，并将结果记录在表格中。
（3）去掉木板上的棉布，让小车从斜面顶 端由静止滑下，观察小车滑行的距离，并将结果记录在表格中。二、阻力对物体运动的影响【实验器材】小车、斜面、毛巾、棉布、木板最大最短最快 较大较长较快较小长较慢二、阻力对物体运动的影响【分析论证】（1）小车在平面上滑动的路程与什么因素有关？有何关系？
（2）小车为什么最终会停下来？（小车停下来的原因是什么？）小车从高处滑下【实验结论】平面越光滑，说明小车受到的阻力越小 ，速度减小得越慢，小车运动的距离越长。运动的车最终停下来是因为是受到阻力的作用。二、阻力对物体运动的影响假设小车是在绝对光滑的水平表面（没有了摩擦阻力）运动，小车会如何运动下去？结论：物体的运动不需要力来维持。推理：如果运动的物体不受力，它将永远运动下去。三、牛顿第一定律1．实验推理2．牛顿第一定律：一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。（1）牛顿第一定律的含义：
①“一切”指适用于所有物体。
②“没有受到力的作用”是定律成立的条件。
③“总”指一直、不变。
④“或”指一个物体只能处于一种状态。到底处于哪种状态，由原来的状态决定，原来静止就保持静止，原来运动就保持匀速直线运动状态。三、牛顿第一定律（2）关于牛顿第一定律的说明①牛顿第一定律不是由实验直接得到的，它是在实验的基础上经过推理得到的。
②力是改变物体运动状态的原因，不是维持物体运动的原因。
③牛顿第一定律不能经过实践检验，因为不受力的环境是找不到的。三、牛顿第一定律四、惯性1．惯性定义视频 “高铁视频”。四、惯性1．惯性定义物体的运动不需要力来维持，为什么踢出去的足球仍能向前飞？惯性：从牛顿第一定律知道，任何物体都有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质，物体的这种性质叫做惯性。
因此牛顿第一运动定律也叫惯性定律。四、惯性木块处于静止状态，突然拉动小车时，会出现什么现象？为什么？ 木块处于运动状态，小车突然停下时，会出现什么现象？为什么？2．演示实验四、惯性演示实验：用钢尺打击一摞棋子中间的一个，该棋子飞出而上面的棋子又落回原位置四、惯性（1）惯性是物体本身的一种属性。一切物体都有惯性，即物体无论是静止还是运动，无论是受力还是不受力，在任何时候，任何状态下都具有惯性。
（2）惯性不是力。在解答问题时，只能说“由于惯性”“具有惯性”，而不能说“受到惯性”“由于惯性的作用”“克服惯性”等，否则就将惯性和作用混为一谈。
（3）所有的物体都有惯性，但不同物体的惯性大小是不同的，物体的惯性只与物体的质量有关。物体的质量越大，惯性越大；物体的质量越小，惯性越小，质量是物体惯性的量度。
3．结论四、惯性套紧锤头人被石头绊倒往炉膛里送煤解释惯性现象的基本思路：①明确研究对象开始的时候处于什么状态。②观察物体或物体的某一部分受到外力作用时，突然改变了运动状态，并指明其运动状态变化的情况。③分析研究对象由于惯性保持原来运动状态，从而出现了题中的现象。4．惯性的应用及危害四、惯性分析下列惯性现象的利弊:四、惯性某同学想：地球转动速度很大，在北京地面的转动速度大约是360 m/s，当跳起来落回地面时，地面已转过了很大一段距离，自己就不会落回原地，所以只要不停地跳跃，就能免费周游世界，这个同学的想法正确吗？请发表你的见解并说明理由。小孩在地球上跳起四、惯性1．关于力和运动，下列说法正确的是（ ）
A．物体不受外力时一定保持静止状态
B．物体不受外力时运动状态一定不变
C．停止用力时运动的物体一定会停下来
D．以上说法都不对五、典型例题B2．如图是小明自创的“大炮”示意图。当瓶内产生的气体增多时，瓶塞会水平向右冲出，若此时所有外力全部消失，瓶塞将（ ）
A．立即沿竖直方向下落到地面上
B．向上运动
C．水平向右做匀速直线运动
D．立即静止五、典型例题C六、课堂总结一、牛顿第一定律(惯性定律)
1．内容:一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。
2．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。
二、惯性
1.任何物体都有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质，物体的这种性质叫做惯性。
2.惯性现象的应用及其危害的控制。再见
