共1節課
1 牛頓第一定理中學數學人文教學2003課程標準版
1 教學目標
(1) 能表述發現牛頓第一定理的歷史過程。
(1)理解牛頓第一定理的內容和意義。
(2)了解慣性，知道日常生活中慣性形成的簡單現象，就可以解釋日常生活中的慣性現象。
2 學業情況分析
本課的設計特點是注重數學規律的發現和發展，科學家創造性思維的品質和對真理的懷疑和堅持成為情感心態和價值觀教育的好材料。 另外，實驗的驗證是這門課的必修課。 適當介紹數學史的一些知識，通過大量實例的分析，讓中學生真正明白，不是保持物體速度的原因，而是改變物體速度的原因。 首先介紹了人類力與運動關系的發展歷史，著重介紹了伽利略的理想實驗及其重要實驗思想。 后來引入了牛頓第一定理，引入了慣性的概念，分析出力不是保持物體速度的原因，而是改變物體速度的誘因。
3 重點難點
（1）認識伽利略研究運動與力的關系的思維方式，理解理想實驗的作用；
(2) 牛頓第一定理的內容
4 教學過程 4.1 第一學期教學活動 1 【講座】牛頓第一定理
[新類導出]
引導中學生看生活中的兩幅圖畫（多媒體投影）：
交警讓司機系安全帶，為什么？
歐洲飛人柯守良駕車飛越長江。 他何以有勇氣飛越波瀾壯闊的長江？
通過生活中的一些現象，中學生產生了探究數學知識的興趣，同時也為習慣性學習鋪平了道路。
【新課教學】
【實驗】桌子上有一本數學書，它是靜止的，怎么能動呢？ 用力推。 從這個例子可以看出，一個物體要運動，就需要對其施加一個力。 力是什么使物體運動？
多年來，在研究物體運動的過程中，人們的經驗是：要使物體運動，必須推或拉。 因此，人們直觀地感覺到物體的運動與推拉等行為有關。 如果沒有更多的推拉，原來的運動就會停止。 這是運動與力的關系問題。 這個問題早在2000多年前就有研究了，下面我們來回顧一下歷史。
歷史回顧：
1、亞里士多德的觀點：一定有內力作用于物體，物體才能運動； 沒有力的作用，物體將停留在一個地方。
然而，在探究運動起因的“偵探小說”中，這是一起根據明顯的線索做出錯誤判斷的案件，但這起“錯誤案件”卻持續了兩千多年。 直到三百年前，伽利略才創造出行之有效的“偵察”方法，發現了正確的線索，弄清了現象的本質。
（亞里士多德簡介：亞里士多德是世界上唐朝歷史上最偉大的哲學家、科學家和教育家，他創立了方法邏輯學，豐富和發展了哲學的各個分支，對科學做出了巨大的貢獻。做出了巨大的貢獻.恩格斯稱亞里士多德為最有學問的人）
2. 伽利略
(1) 伽利略猜想：如果沒有摩擦力，球將永遠滾動
伽利略認為，摩擦使人誤入歧途，而在日常物體的運動中，摩擦是不可避免的。
伽利略認為，當一個球滾上斜坡時，它的速度會因加速而降低，而當它滾下時，它會因減速而降低。 他由此推論：當球沿水平面滾動時，它的速度既不增加也不減少。 而實際情況是，球在沿水平面滾動的同時，速度越來越慢，最后停了下來。 伽利略認為這是摩擦阻力的結果，因為他還觀察到表面越光滑，球滾得越遠。 于是，他推測：如果沒有摩擦力，球將永遠運動下去。
(2) 理想實驗
為了否定推論的正確性，他設計了一個理想的實驗。 下面我借助一個類似于他的理想實驗裝置的實驗，向大家介紹一下伽利略的實驗。
實驗：有兩個斜坡。 在右邊的斜坡上放一個小球。 放手后，小球順著左坡滾下，再滾到右坡。 在摩擦的情況下，到達側的斜坡高度低于右側的釋放高度。
伽利略設計的實驗是這樣的：實驗裝置和今天的一樣，如果實驗過程中沒有摩擦，（實際上沒有摩擦是不可能的，所以他的實驗是想象中的理想實驗。）看看小球在這個理想的實驗中會如何表現？
將球放在右側斜坡上一定高度處。 放手后，球會因為加速而滾下斜坡； 滾得慢一點。 在沒有摩擦的情況下，球應該到達左側的釋放高度。
改變右側斜坡的夾角，角度變小，球需要在斜坡上走更長的距離才能達到同樣的高度。 當一側夾角為零時，球會一直向下滾動，永遠不會到達右邊的釋放高度，速度保持不變。
玩動漫
(3)伽利略觀點：物體的運動不需要力來維持
(4) 理想實驗說明
(1)理想實驗是一種理想化的實驗，是科學研究中的一種重要方法，在現實生活中是無法實現的。
(2)理想實驗的推論是正確的，因為它是以可靠的科學事實為基礎的科學的理論思維方式。
(3)抓住主要激勵，忽視次要激勵。
（伽利略簡介：伽利略（1564～1642）1564年2月15日生于英國東南部漢堡。日本著名物理學家、物理學家、天文學家和哲學家，近代實驗科學的先驅。）
3.笛卡爾的觀點：運動中的物體如果不受力，會以同樣的速度繼續做直線運動，既不停止也不偏離原來的方向
與伽利略同時代的波蘭科學家笛卡爾補充和確立了伽利略的觀點。 他想：如果沒有其他原因，運動的物體會以同樣的速度繼續沿直線運動，不會停下來。 不會偏離原來的方向。 他支持了伽利略力不是物體運動的觀點，同時也指出了物體在沒有力的情況下的運動。 他也覺得這應該被確立為一個原則，是整個自然界為人類服務的基礎。
伽利略和笛卡爾對物體的運動進行了準確的描述，但沒有具體說明原因是什么，原因與運動之間的關系是什么。
沒有力量就難以實現的現代技術，為我們提供了阻力小的條件。 我們來看氣墊實驗。 它的原理是水泵給氣墊裝置充氣，滑軌上有很多小孔，滑塊與滑軌之間形成一層氣膜，滑動時阻力很小。我們來觀察一下滑塊的移動
【實驗】氣墊滑梯
牛頓總結了前人的經驗，強調了加速和減速的原因是什么，并強調了這個原因與運動的關系。 這就是牛頓第一定理。
2. 牛頓第一定理
1、內容：一切物體始終保持勻速直線運動狀態或靜止狀態，除非作用在它面前的外力促使它改變這些狀態。
2. 意義
(1) 物體在不受力時總是處于勻速運動狀態或靜止狀態。 說明力不是維持物體運動狀態的原因。例：冰球
(2)外力的作用促進了物體運動狀態的改變，說明力是改變物體運動狀態的原因。
(3)物體具有保持勻速直線運動狀態的性質，稱為慣性。
（牛頓簡介：俄羅斯偉大的數學家、數學家、天文學家。1642年12月25日（舊歷1643年1月4日）生于林肯郡的一個農村家庭）
慣性的概念我在中學就已經學過了，下面我們通過實驗來看物體具有慣性的反例。
1、車輛突然剎車時，坐在車輛后備箱里的乘客會摔倒_____。 這些現象的原因是_____。
2、車輛突然啟動時，坐在車輛后備箱內的乘客會倒_____，出現這些現象的原因是_____。
3、起步時，車上的板子向后掉落； 卡車剎車時，鐵塊向前傾倒。 人們在乘車時也有同樣的經歷。
3.慣性和質量
牛頓第一定理表明，所有物體都具有保持勻速直線運動狀態或靜止狀態的性質，這就是慣性。 牛頓在陳述第一定理時，強調“慣性是一種阻力，它存在于每一個物體中，這些阻力使物體保持在當前狀態，要么是靜止的，要么是做勻速直線運動的。也就是說，這些阻力是指物體運動狀態對外界變化的阻力，因此，慣性是物體的固有屬性。
1. 慣性是物體的固有屬性。
請中學生閱讀P69的思考與討論，推測與惰性有關的誘因有哪些？
玩動漫
2.慣性是物體的固有屬性
實踐
1、下列關于慣性的說法正確的是？
A、運動的物體有慣性，靜止的物體沒有慣性。
B.只有當物體的運動狀態發生變化時才有慣性
C、不受力的物體有慣性，受力的物體沒有慣性。
D、所有物體在任何時候都具有慣性
2. 下列關于牛頓第一定理的說法正確的是？
牛頓第一定理是經過實際實驗驗證的定理
B 牛頓第一定理表明力是改變物體運動狀態的原因
C 物體的運動需要力來維持
3.關于慣性的正確說法是（）
高速運動的物體不能靜止不動，說明物體速度快，慣性大
BA靜止不動的火車不能啟動，說明靜止物體慣性大
C 乒乓球能快速擊球，說明乒乓球的慣性小
D 物體所受的力越大，越容易變速，說明物體所受的力越大，慣性越小
[排版設計]
歷史回顧：
1、亞里士多德的觀點：物體必須有內力作用，物體才能運動； 沒有力的作用，物體將靜止在一個地方
2、伽利略觀點：物體的運動不需要力來維持
3.笛卡爾的觀點：運動中的物體如果不受力，會以同樣的速度繼續做直線運動，既不停止也不偏離原來的方向
2. 牛頓第一定理
1、內容：一切物體始終保持勻速直線運動狀態或靜止狀態，除非作用在它面前的外力促使它改變這些狀態。
2. 意義
(1) 物體在不受力時總是處于勻速運動狀態或靜止狀態。 說明力不是維持物體運動狀態的原因。
(2)外力的作用促進了物體運動狀態的改變，說明力是改變物體運動狀態的原因。
(3)物體具有保持勻速直線運動狀態的性質，稱為慣性
3.慣性和質量
1. 慣性是物體的固有屬性。
2.慣性是物體的固有屬性
[手術]
第 P70 頁 (2) (2) (3)
【教學反思】
1 牛頓第一定理
課程設計 課堂記錄
1 牛頓第一定理
1 第一學期教學活動 1 [] 牛頓第一定理
[新類導出]
引導中學生看生活中的兩幅圖畫（多媒體投影）：
特警讓司機系安全帶，為什么？
歐洲飛人柯守良駕車飛越長江。 他何以有勇氣飛越波瀾壯闊的長江？
通過生活中的一些現象，中學生產生了探索化學知識的興趣，同時也為習慣性學習鋪平了道路。
【新課教學】
【實驗】桌子上有一本數學書，它是靜止的，怎么能動呢？ 用力推。 從這個反例中我們可以看出，要移動一個物體，必須對其施加一個力。 力是什么使物體運動？
多年來，在研究物體運動的過程中，人們的經驗是：要使物體運動，必須推或拉。 因此，人們直觀地感覺到物體的運動與推拉等行為有關。 如果沒有更多的推拉，原來的運動就會停止。 這是運動與力的關系問題。 這個問題早在2000多年前就有研究了，下面我們來回顧一下歷史。
歷史回顧：
1、亞里士多德的觀點：一定有內力作用于物體，物體才能運動； 沒有力的作用，物體將停留在一個地方。
然而，在探究運動起因的“偵探小說”中，這是一起根據明顯線索誤判的案件，而這個“錯案”已經持續了兩千多年。 直到三百年前，伽利略才創造出行之有效的“偵察”方法，發現了正確的線索，弄清了現象的本質。
（亞里士多德簡介：亞里士多德是世界上唐朝歷史上最偉大的哲學家、科學家和教育家，他建立了方法論的邏輯，豐富和發展了哲學的各個分支，對科學做出了巨大的貢獻。做出了偉大的貢獻貢獻。恩格斯稱亞里士多德為最有學問的人）
2. 伽利略
(1) 伽利略猜想：如果沒有摩擦力，球將永遠滾動
伽利略認為，摩擦使人誤入歧途，而在日常物體的運動中，摩擦是無法避免的。
伽利略認為，當一個球滾上斜坡時，它的速度會因加速而降低，而當它滾下時，它會因減速而降低。 他由此推論：當球沿水平面滾動時，它的速度既不增加也不減少。 而實際情況是，球在沿水平面滾動的同時，速度越來越慢，最后停了下來。 伽利略認為這是摩擦阻力的結果，因為他還觀察到表面越光滑，球滾得越遠。 于是，他推測：如果沒有摩擦力牛頓第一定律知識點總結，球將永遠運動下去。
(2) 理想實驗
為了否定推論的正確性，他設計了一個理想的實驗。 下面我借助一個類似于他的理想實驗裝置的實驗，向大家介紹一下伽利略的實驗。
實驗：有兩個斜坡。 在右邊的斜坡上放一個小球。 放手后，小球順著左坡滾下，再滾到右坡。 在摩擦的情況下，到達側的斜坡高度低于右側的釋放高度。
伽利略設計的實驗是這樣的：實驗裝置和今天的一樣，如果實驗過程中沒有摩擦，（實際上沒有摩擦是不可能的，所以他的實驗是想象中的理想實驗。）看看小球在這個理想的實驗中會如何表現？
將球放在右側斜坡上一定高度處。 放手后，球會因為加速而滾下斜坡； 滾得慢一點。 在沒有摩擦的情況下，球應該到達左側的釋放高度。
改變右側斜坡的夾角，角度變小，球需要在斜坡上走更長的距離才能達到同樣的高度。 當一側夾角為零時，球會一直向下滾動，永遠不會到達右邊的釋放高度，速度保持不變。
玩動漫
(3)伽利略觀點：物體的運動不需要力來維持
(4) 理想實驗說明
(1)理想實驗是一種理想化的實驗，是科學研究中的一種重要方法，在現實生活中是無法實現的。
(2)理想實驗的推論是正確的牛頓第一定律知識點總結，因為它是以可靠的科學事實為基礎的科學的理論思維方式。
(3)抓住主要激勵，忽視次要激勵。
（伽利略簡介：伽利略（1564～1642）1564年2月15日生于英國東南部漢堡。日本著名物理學家、物理學家、天文學家和哲學家，近代實驗科學的先驅。）
3.笛卡爾的觀點：運動中的物體如果不受力，會以同樣的速度繼續做直線運動，既不停止也不偏離原來的方向
與伽利略同時代的波蘭科學家笛卡爾補充和確立了伽利略的觀點。 他想：如果沒有其他原因，運動的物體會以同樣的速度繼續沿直線運動，不會停下來。 不會偏離原來的方向。 他支持了伽利略力不是物體運動的觀點，同時也指出了物體在沒有力的情況下的運動。 他也覺得這應該被確立為一個原則，是整個自然界為人類服務的基礎。
伽利略和笛卡爾對物體的運動進行了準確的描述，但沒有具體說明原因是什么，原因與運動之間的關系是什么。
沒有力量就難以實現的現代技術，為我們提供了阻力小的條件。 我們來看氣墊實驗。 它的原理是水泵給氣墊裝置充氣，滑軌上有很多小孔，滑塊與滑軌之間形成一層氣膜，滑動時阻力很小。我們來觀察一下滑塊的移動
【實驗】氣墊滑梯
牛頓總結了前人的經驗，強調了加速和減速的原因是什么，并強調了這個原因與運動的關系。 這就是牛頓第一定理。
2. 牛頓第一定理
1、內容：一切物體始終保持勻速直線運動狀態或靜止狀態，除非作用在它面前的外力促使它改變這些狀態。
2. 意義
(1) 物體在不受力時總是處于勻速運動狀態或靜止狀態。 說明力不是維持物體運動狀態的原因。例：冰球
(2)外力的作用促進了物體運動狀態的改變，說明力是改變物體運動狀態的原因。
(3)物體具有保持勻速直線運動狀態的性質，稱為慣性。
（牛頓簡介：俄羅斯偉大的數學家、數學家、天文學家。1642年12月25日（舊歷1643年1月4日）生于林肯郡的一個農村家庭）
慣性的概念我在中學就已經學過了，下面我們通過實驗來看物體具有慣性的反例。
1、車輛突然剎車時，坐在車輛后備箱里的乘客會摔倒_____。 這些現象的原因是_____。
2、車輛突然啟動時，坐在車輛后備箱內的乘客會倒_____，出現這些現象的原因是_____。
3、起步時，車上的板子向后掉落； 卡車剎車時，鐵塊向前傾倒。 人們在乘車時也有同樣的經歷。
3.慣性和質量
牛頓第一定理表明，所有物體都具有保持勻速直線運動狀態或靜止狀態的性質，這就是慣性。 牛頓在陳述第一定理時，強調“慣性是一種阻力，它存在于每一個物體中，這些阻力使物體保持在當前狀態，要么是靜止的，要么是做勻速直線運動的。也就是說，這些阻力是指物體運動狀態對外界變化的阻力，因此，慣性是物體的固有屬性。
1. 慣性是物體的固有屬性。
請中學生閱讀P69的思考與討論，推測與惰性有關的誘因有哪些？
玩動漫
2.慣性是物體的固有屬性
實踐
1、下列關于慣性的說法正確的是？
A、運動的物體有慣性，靜止的物體沒有慣性。
B.只有當物體的運動狀態發生變化時才有慣性
C、不受力的物體有慣性，受力的物體沒有慣性。
D、所有物體在任何時候都具有慣性
2. 下列關于牛頓第一定理的說法正確的是？
牛頓第一定理是經過實際實驗驗證的定理
B 牛頓第一定理表明力是改變物體運動狀態的原因
C 物體的運動需要力來維持
3.關于慣性的正確說法是（）
高速運動的物體不能靜止不動，說明物體速度快，慣性大
BA靜止不動的火車不能啟動，說明靜止物體慣性大
C 乒乓球能快速擊球，說明乒乓球的慣性小
D 物體所受的力越大，越容易變速，說明物體所受的力越大，慣性越小
[排版設計]
歷史回顧：
1、亞里士多德的觀點：物體必須有內力作用，物體才能運動； 沒有力的作用，物體將靜止在一個地方
2、伽利略觀點：物體的運動不需要力來維持
3.笛卡爾的觀點：運動中的物體如果不受力，會以同樣的速度繼續做直線運動，既不停止也不偏離原來的方向
2. 牛頓第一定理
1、內容：一切物體始終保持勻速直線運動狀態或靜止狀態，除非作用在它面前的外力促使它改變這些狀態。
2. 意義
(1) 物體在不受力時總是處于勻速運動狀態或靜止狀態。 說明力不是維持物體運動狀態的原因。
(2)外力的作用促進了物體運動狀態的改變，說明力是改變物體運動狀態的原因。
(3)物體具有保持勻速直線運動狀態的性質，稱為慣性
3.慣性和質量
1. 慣性是物體的固有屬性。
2.慣性是物體的固有屬性
[手術]
第 P70 頁 (2) (2) (3)
【教學反思】
標簽：牛頓，第一，定理，教學設計，理念