共1課時

1牛頓第一定理中學數(shù)學人教2003課標版

1教學目標

知識與技能

1、理解力和運動的關系，曉得力不是維持物體運動的誘因

2、理解牛頓第一定理，曉得它是邏輯推理的結(jié)果，不受力的物體是不存在

3、理解慣性的概念，曉得質(zhì)量是慣性大小的量度

過程與技巧

培養(yǎng)中學生嚴謹?shù)倪壿嬐评砟芰Γ煌ㄟ^對大量實例的剖析，培養(yǎng)中學生歸納、綜合能力。擅于思索、善于總結(jié)，把數(shù)學與實際生活緊密結(jié)合

情感心態(tài)與價值觀

培養(yǎng)中學生科學研究問題的心態(tài)、創(chuàng)造性思維品質(zhì)和勇于置疑、堅持真理的獻身精神

2學情剖析

高二中學生在中學早已簡略學習了《牛頓第一定理》，也初步具備實驗觀察、分析推理、邏輯思維的能力。

3重點難點

【學習重點】

理解力與運動的關系及牛頓第一定理

【學習難點】

慣性與質(zhì)量的關系

4教學過程4.1第一學時教學活動活動1【導入】牛頓第一定理

一、創(chuàng)設情景、引入新課

引導中學生看這張來自生活的圖片（多媒體投影）：

我國交通公路安全法第五十一條規(guī)定，機動車行駛駕駛員，搭乘人員必須系好安全帶，為何？

中學生實驗：豬肉和兵乓球的實驗，讓力氣大的中學生使勁吹，

觀察現(xiàn)象指責：為何兵乓球一下就飛了，而形狀差不多的豬肉紋絲不動呢？這中間隱含了什么數(shù)學道理，用哪些規(guī)律可以解釋這種化學現(xiàn)象？我們明天就來闡述這種問題

板書：第四章第一節(jié)牛頓第一定理

活動2【講授】歷史回顧

（多媒體動漫）我們大多數(shù)的朋友都生活在農(nóng)村，都去犁過地，牛耕地時，牛拉犁，犁就前進，牛停止拉犁，犁就停止運動，（牛拉犁，犁前進，牛停止，犁停止）這么在我們生活當中是不是有好多這樣的事例呢？

提問中學生：自主設計實驗

（引導）平常推物體，推了就走不推就不走，黑板檫演示

解釋：運動的物體因為外力的作用，也就是說必須有力作用在物體上物體能夠運動，沒有外力物體就靜止，這句話的實質(zhì)是哪些？

中學生總結(jié)：力是維持物體運動的緣由

板書：亞里士多德：力是維持物體運動的緣由

這也古埃及數(shù)學學家亞里士多德公元前四世紀總結(jié)下來的推論，他的偉大之處把運動和力構(gòu)建起了關系，自公元前四世紀到公元十六世紀兩千多年沒人指責，十六世紀學院教材講的就是這個東西，但中學我們講過他的說法是錯誤的，

引導中學生舉例：滾動的物體……等

雖然亞里士多德是錯誤的，但開創(chuàng)了一個新的研究領域，他的精神還須要我們學習，吃不飽穿不暖還要研究科學的精神是多么的偉大，亞里士多德相當于中國的孔子，有著神圣的地位。

雖然這個問題在十六世紀另一個偉大的數(shù)學學家伽利略提出了指責：他觀察到，當球沿斜面向上滾動時，它的速率減小，而向下滾動時，速率降低。他由此推測：當球沿水平面滾動時，它的速率應當不增不減。

實際觀察的結(jié)果是：沿水平面滾動的球越來越慢，最后停出來。

根據(jù)亞里士多德的觀點，球停出來是由于沒有力的作用。伽利略恰恰從這一現(xiàn)象出發(fā)，對亞里士多德的觀點提出指責。

指責：滾動的球之所以停出來，真的是由于沒有力的作用嗎？球停出來的緣由是哪些呢？

他改變了水平面的粗糙程度，發(fā)覺：水平面越光滑，球滾得越遠。于是，他推測這是磨擦阻力作用的結(jié)果。在伽利略之前，人們還沒有意識到磨擦力這些無形的力，伽利略是第一個意識到磨擦力的人。

假定：若沒有磨擦阻力，沿水平面上運動的物體將會如何樣呢？

提問推測：若沒有磨擦阻力，球?qū)⒂肋h滾動下去。

為了說明他的思想他設計了一個這樣的實驗，實驗探究，得出推論

活動3【活動】理想試驗的魅力

理想斜面實驗（兩個斜面平滑的聯(lián)接上去）

（1）左斜面固定，右斜面夾角可變。實驗中我們設定小球一直從左斜面定位卡處由靜止釋放。固定右斜面，改變小球所受的磨擦，觀察小球上升的最大高度如何變化。重復一次。

思索：1．小球所受磨擦阻力的大小與小球上升的最大高度之間有哪些關系？

2．磨擦阻力的大小與釋放點到上升的最低點的高度差是哪些關系？

3．假若沒有磨擦，小球會上升到多高的地方？

（2）減少右斜面夾角，觀察小球沿斜面運動的最遠距離如何變化。重復一次。

思索：1．減少右斜面夾角，小球沿斜面運動的最遠距離怎樣變化？

2．假若沒有磨擦，減少右斜面夾角，沿斜面滾動的最遠距離如何變化？小球?qū)⑸仙蕉喔叩牡胤剑?span style="display:none">WFA物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

（3）將右斜面放平，釋放小球，觀察小球的運動。

思索：1．假若水平木板足夠長，小球會停出來嗎？

2．假若沒有磨擦，水平木板足夠長，小球?qū)L到那里去呢？

（多媒體演示）

實驗事實

邏輯推理（無磨擦，右斜面足夠長）

右斜面固定

磨擦越小,球滾得越高

球?qū)L上原來的高度

減少右夾角

球沿斜面滾得越遠

球沿斜面滾得越遠，仍然滾到原先的高度

放平右斜面

球滾得最遠

球?qū)⑷匀粷L動下去

理想實驗的魅力：

實驗（事實）+邏輯推理

通過可靠的實驗事實，加上合理的邏輯推理，得出規(guī)律的一種方式。

這些技巧十分了不起！愛因斯坦是這樣評價的：伽利略的發(fā)覺以及他所應用的科學的推理方式是人類思想史上最偉大的成就之一，并且標志著化學學的真正開端。這個評價實事求是，從亞里士多德到伽利略，經(jīng)歷了2000多年，化學學徘徊不前；從伽利略到愛因斯坦，只經(jīng)歷300多年，化學學的大樓初步構(gòu)建，大師輩出。這都得益于伽利略首創(chuàng)的實驗研究方式，實驗與推理完美結(jié)合上去，通過理想實驗，研究，伽利略得出了推論。

（板書）伽利略：若沒有磨擦阻力，沿水平面滾動的球?qū)⒂肋h滾動下去，力不是維持運動的緣由。

（氣墊滑軌動漫模擬）沒有磨擦阻力時物體的運動。

與伽利略同時代的波蘭科學家笛卡爾對他的觀點進行了補充。

（板書）笛卡爾的補充：除非物體遭到力的作用，物體將永遠保持其靜止或運動狀態(tài)，永遠不會使自己沿曲線運動，而只保持在直線上運動。這應成為一個原理，它是人類整個自然觀的基礎。

笛卡爾補充了物體不受力時保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)。

黃河后浪推前浪一代新人換舊人，1642年，伽利略去世，1643年牛頓在美國誕生。

活動4【講授】牛頓第一定理

假如我比笛卡爾看得更遠一些，是由于我站在高手巨人的肩上

（板書）牛頓第一定理：一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)，除非作用在它前面的力促使它改變這些狀態(tài)。

理解：“除非作用在它前面的力促使它改變這些狀態(tài)。”

（板書）運動和力的關系：力是改變物體運動狀態(tài)的緣由。

運動狀態(tài)及速率：力是改變物體速率的緣由

速率改變即有加速度：力是形成加速度的緣由

“一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)。”

活動5【講授】慣性與質(zhì)量

（板書）慣性：物體保持原先的勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質(zhì)。

一種自身的固有屬性，物體抵抗運動狀態(tài)變化的本領，

物體慣性大，“本領”大，運動狀態(tài)難改變；物體慣性小，“本領”小，運動狀態(tài)易改變。

思索并推測：物體的慣性大小和哪些誘因有關？

（板書）質(zhì)量是慣性大小的量度

慣性大小與質(zhì)量有關，質(zhì)量越大慣性越大。

回歸引課：豬肉與兵乓球，單車與車輛

活動6【作業(yè)】課后反省

力是形成加速度的緣由，質(zhì)量是慣性大小的量度。這么物體加速度、力和質(zhì)量有哪些關系，我們下節(jié)剖析

活動7【講授】板書設計

牛頓第一定理

一、歷史回顧二、牛頓第一定理三、慣性與質(zhì)量

亞里士多德：內(nèi)容：慣性定義：

伽利略（理想實驗研究法）：理解：力是改變運動狀態(tài)的緣由慣性的量度

笛卡爾：

1牛頓第一定理

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