牛頓運動定理是動力學的核心內容。 其中，牛頓第一定理是牛頓在前人研究的基礎上完善的。 它是牛頓經典數學的基石，也是熱的第一原理。 其重要性不言而喻。 牛頓第一定理還涉及幾個富有成果的數學基本概念：運動、力、慣性和質量。
牛頓第一定理的教學非常有趣。 有時教學并不把它作為重點、難點，但總有一種講不清楚的感覺，教學效果并不理想。 究其原因，筆者認為應該是在幾個概念的理解上存在問題。 在這里，運動、力、慣性、質量的概念同時出現。 他們之間還是有一定的關系的。 課本上的描述非常簡潔。 如果混淆了慣性與運動、力與慣性的關系，中學生就會形成一些誤解：例如：“物體不受外力作用時保持原來運動狀態的性質，稱為慣性”。 又如：“物體的運動速度越大，它的慣性就越大。” 又比如：“物體的質量一定，斥力越大，它的運動狀態就越容易改變，所以它的慣性就越小。”……雖然班主任可以讓中學生保持在心里：“無論什么情況，慣性都只由物體的質量決定，與其他原因無關。” 表面上看，一些簡單的問題是可以解決的，但這顯然不是用數學來理解自然的方式。
在牛頓第一定理的教學中，會出現許多設計新穎、現象顯著、能夠充分激發中學生學習興趣的演示實驗。 而且，由于缺乏對學習情境的了解和對相關概念的深入分析，有的實驗也不能很好地解釋問題，往往達不到預期的療效，甚至出現相反的現象。會出現。
本文旨在通過準確理解概念及其之間的關系來評論牛頓第一定理。 如有不當或錯誤之處，敬請諒解。
人教版小學數學課本選修課1中，對牛頓第一定理的描述是這樣的：“任何物體總是保持勻速直線運動狀態或靜止狀態，除非作用在其前面的力它促使它改變這些狀態。” 然后提出物體保持勻速直線運動狀態或靜止狀態的性質稱為慣性，并進一步強調牛頓第一定理也稱為慣性定理。 那么，剛才牛頓第一定理出現的時候，為什么馬上引入慣性的概念呢？ 物體在沒有外力的情況下是否必須保持原來的運動狀態？ 慣性在牛頓第一定理中的作用是什么？
先說慣性，這是牛頓第一定理中最重要的概念。
請注意牛頓第一定理描述中的兩個關鍵詞：“所有物體始終保持……”和“力……”。 這可以幫助我們有效地認識上述問題。
所謂“一切物體始終保持……”凸顯了所有物體的一個共同特點，即保持勻速直線運動的狀態或靜止的狀態。 經過對自然現象的粗淺觀察和深入分析，所有物體都具有這種特性，所以這種特性也因為這種普遍性而顯示出它的重要性。 你可以用“懶惰”、“安于現狀”、“不習慣做出改??變”等來形容它。數學應該把它澄清為所有物體的固有屬性。 屬性，并找到量化該屬性的數學量。
所謂“被迫”，就是指“被迫做某事”的意思。 打個比方或許不太恰當，一個安于現狀的人被迫做出個人的改變，盡管表面上有變化。 行為，但古語云：“國易變，本性難變”。 她安于現狀的本性通常不會改變。 又如，花木蘭代替父親參軍。 她是被形勢所迫。 她改變了自己的外貌和服裝（這大概是她不高興的事情）踏入純粹女性世界的軍營，然而外貌和服裝的改變并不能改變其“女性氣質”的“固有屬性”，這就是關系現象與本質之間，即物體受到力的作用時，只是改變了表面的運動狀態，其保持原有運動狀態的性質并不改變。 做勻速直線運動的物體，當受到與運動方向相反的斥力時，首先發生的情況是，該物體仍沿原來的方向運動，并且速度會越來越小，但不會立即回頭； 它會立即上升到很高的速度，當外力改變物體的運動狀態時，它會因其自身的性質而表現出物體的一種“抵抗”和“阻礙變化”的特性。 這個特點是所有物體都具備的。 為什么要“反抗”？ 因為它“總是想保持原來的運動狀態”。 儒家為任何狀態下一切物體的這些固有屬性構建了“慣性”的概念。 因此，牛頓第一定理也稱為慣性定理。
接下來，了解質量及其與慣性的關系。
慣性和質量之間的聯系是如何建立的？ 觀察和實驗表明，對于任何物體，當受到相同的斥力時，決定其運動狀態改變難度的唯一因素是其質量。 請注意，這里的力是以某種形式施加在物體上的外力牛頓第一定律教學目標，它絕對不是作為研究對象的物體的固有屬性。 因此，我們可以得出這樣的推論：描述物體慣性的數學量就是物體的質量，而且只是質量。
除了小學數學中質量的定義（所含物質的量）之外，改變運動狀態的難度（即加速度a）和力F的概念可以重新定義物體的質量，用物體的斥力與加速度的比值被定義，即m=Fa。
再次，讓我們了解力的概念。
什么叫力，答案可能是：力是物體之間的相互作用。 這似乎并沒有解決問題，因為接下來的問題是：對象之間的交互是什么？ 有沒有辦法量化呢？ 力是物體運動狀態發生變化的原因，因此用物體運動狀態的變化來定義力更為合適。 牛頓從這個角度（動量變化率）引入了力的概念，巧妙地將物體之間復雜多樣的力結合起來。 這種相互作用體現為力。
最后總結以上觀點：斥力引起的物體運動狀態的變化并不是物體慣性的變化。 當物體不受外力作用時，處于靜止狀態或勻速直線運動狀態，這是物體的完整外觀。 當物體受到外力作用時，運動狀態發生變化，雖然慣性不能完全顯現出來，而物體的慣性是以一種相對隱蔽的形式呈現出來的，這種方法就是“抵抗”這種變化，對于同樣的力，物體的質量越大，物體的阻力就越強。 所有物體都具有在任何狀態下都能保持其原始運動狀態的特性。
幾點教學建議：
(1)牛頓第一定理是研究力與運動關系的數學基石定理。 這非常重要，但不容易理解。 從亞里士多德到伽利略再到牛頓，已經延續了數千年。 在這個發展過程中，群星璀璨，這三個人物就是典型代表。 另外，還有很多重要的技巧和例子，我們無法一一列舉。 然而，適當的代表性人物、適合中學生的典型事例和教育方法在教學中會取得良好的教學效果。
伽利略是一位偉大的科學家。 他是第一個認識到運動中存在摩擦力的人，并采用了理想實驗方法，也就是我們所說的“雙斜率理想實驗”。 這是本課的根本，也是非常重要的。 并且，作為課堂教學的領導者，我們應該引導這個理想的實驗朝著正確的方向發展，讓中學生盡快得到正確的認識。 當物體受到力時，以相對隱含的形式認識物體的慣性是很重要的。 正是通過這種認識，數學找到了定量描述慣性的方法，從而可以充分揭示物體的慣性。 定量慣性技術無法在靜止或勻速直線運動的狀態下獲得。
（2）雙斜率理想實驗也可能在一定程度上對中學生的理解造成障礙。 中學生可能會問：為什么要用雙坡呢？ 雖然牛頓第一定律教學目標，在這個實驗之前，伽利略還做過另一個實驗：當球沿著斜面滾動時，球在平面上的速度會越來越小。 伽利略覺得這不是它的“自然本性”，而是摩擦力的原因，伽利略觀察到表面越光滑，球就會滾得越遠，因此他推測，如果沒有摩擦力，球就會永遠滾下去。 根據直觀、簡單的原則，這個理想的實驗應該介紹給中學生。 比較容易被接受，或者可以為雙斜率理想實驗做一個伏筆。 在實際教學中，如果中學生能夠在班主任的提示下自己設計這個實驗，并對實驗進行評價，那么他們才能真正理解理想實驗的目的。 向上。
(3)幫助中學生正確構建概念是本課的重點和難點，也是順利完成本課的必由之路。 概念建立在科學實驗的基礎上，需要借助邏輯思維來分析事實。 這在慣性概念的構建中尤其明顯。 運動不需要力來維持，通過實驗和邏輯分析，外部物體只有在不受斥力的情況下才能保持原來的運動狀態； 邏輯分析明確了物體在變速運動時仍具有這樣的特性，確立了該特性為物體的普遍固有屬性； 然后通過觀察、實驗和邏輯分析闡明了這一性質與物體質量之間的關系，這是沿著慣性概念通過系統的自然生長而構建的。 有了慣性概念的正確建構，牛頓第一定理的教學任務就基本完成了。