高二數學備課組集體學案2015年124。1牛頓第一定理牛頓第一定理闡明了運動和力的關系，是牛頓數學學的基石，熱學的第一原理，它破不僅歷時兩千年以來亞里士多德的錯誤，改變了人類的自然觀和世界觀，本身還包含著重、慣性和參考系的科學概念，是數學學理論的支柱和基石。在教學中，不能把它看作牛頓第二定理的特殊情況，它意在引導中學生了解科學的發覺和發展。本節課采用的理想實驗法，在化學研究中具有極其重要的地位和作用。教學重點1。理解力和運動的關系。2。理解牛頓第一定理，知識慣性與質量的關系。教學難點慣性與質量的關系。教學過程一、導入新課常識導出1。我國公安交通部門規定，從1993日起，在各類大型汽車后排搭乘的人（包括司機）必須系好安全帶，為何？2。常見的汽油機、電動機等機器的基座十分沉重，而出席作戰任務的戰斗機卻要拋開副油箱以減少質量，這是為何呢？你能解釋一下嗎？情境導出用多媒體播放牛耕地的畫面：牛耕地時，牛拉著犁前進；牛停止拉犁，犁也停止運動。邊播放邊介紹，牛拉犁，犁前進；牛停犁也停。由此看來，必須有力作用在物體上，物體才運動；沒有力作用在物體上，物體就不運動——兩千多年前古埃及科學家亞里士多德就得出了這樣的推論，這個推論正確嗎？中學生討論，班主任借此導出新課。
演示實驗1。椅子上鋪浴巾，貨車置于浴巾上，推它就動，不推就停；2。將浴巾換成玻璃板，或直接用桌面，把貨車在桌面或玻璃板上推一下，它運動一段時間才停出來。班主任可以讓一個中學生說一下他的操作過程及聽到的現象，由此可以得到推論。初三數學備課組集體學案2015年12推論：物體的運動不須要力來維持。為了證明這個推論的正確性，再讓中學生列舉一些其他的實例來說明。如：蹬一段時間單車后停止蹬車牛頓第一定律實例，單車都會滑行一段距離；在湖面上踢出去的冰塊要運動一段距離才停止運動；空中飛行的客機剎車后依然就會往前滑翔；射出槍蹚的炮彈等等。既然物體的運動不須要力來維持，昨天的兩個實驗為何會出現兩種現象呢？矛盾出現在那兒呢？下邊用小球來做個對比實驗。實驗探究圖4-1-1A。使斜槽上端與椅子上鋪好的浴巾吻合，讓小球從斜槽上自由滾下，標出小球在浴巾上滾動的距離；B。使斜槽上端直接與桌面吻合，讓小球從斜槽上同一位置自由滾下，標出小球在桌面上滾動的距離；C。使斜槽上端與桌面上的玻璃吻合，讓小球從斜槽上同一位置自由滾下，標出小球在玻璃上滾動的距離。通過觀察對比實驗，讓中學生剖析實驗，總結實驗：接觸面越光滑，小球滾動的距離越遠。推論：運動小球停出來的緣由是遭到磨擦力的作用。
為了引出伽利略的理想實驗，班主任可繼續設疑：若接觸面光滑無磨擦小球會如何？中學生討論、交流，大膽猜測。（充分發揮中學生的想像空間，發散思維）在中學生討論交流的基礎上，結合實驗進一步總結。推論：物體的運動不須要力來維持。力撤物停的緣由是由于磨擦力。若無磨擦力，運動物感受仍然運動下去。最早發覺這一問題的科學家是伽利略，他是如何研究這個問題的呢？伽利略的理想實驗圖4-1-2A。對稱斜面，無磨擦小球滾到等高。初三數學備課組集體學案2015年12B。減少另左側斜面夾角，小球從同一位置自由釋放要滾到等高，滾動距離越遠。C。把另左側斜面放平，小球要到等高，才會始終滾下去。按照這一現象伽利略得出了：運動的物體若不受力，物體將勻速運動下去。為了驗證這個理論的正確性，下邊通過氣墊滑軌實驗來驗證一下：（介紹氣墊滑軌、光電門工作原理）演示1：借助氣墊滑軌清除磨擦，讓滑塊在滑軌上滑動，借助光電門測出滑塊在不同位置的速率。中學生記錄數據并比較，體會伽利略理論的正確性。讓中學生閱讀課本找出：1。伽利略的觀點。2。笛卡兒的補充和建立。3。牛頓第一定理。對比三個人的觀點，他們都是表述力和運動關系的，誰的更全面？中學生回答問題：1。
伽利略：物體不受力時，運動的物體仍然做勻速直線運動。2。笛卡兒：物體不受力時，物體將永遠保持靜止或運動狀態，永遠不會使自己沿曲線運動，而只保持在直線上運動。3。牛頓：一切物體總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態，除非作用在它前面的力促使它改變這些狀態。綜上所述，牛頓第一定理更全面、更健全。二、牛頓數學學的基石——慣性定理為了進一步加深對牛頓第一定理的理解，培養中學生理解問題的能力，班主任可繼續設疑：既然牛頓第一定理更健全，這么它從幾個方面論述了力和運動的關系？讓中學生討論交流并回答：兩個方面：不受力時，物體保持勻速直線運動狀態或靜止狀態；受力時，力促使它改變運動狀態。在中學生回答基礎上，進一步總結：力不是維持物體運動狀態的緣由，力是改變物體運動狀態的誘因。設疑：牛頓第一定理能夠用實驗來驗證？推論：不能，由于不受力作用的物體是不存在的。初三數學備課組集體學案2015年12受力但合力為零可看作不受力。在中學生回答的基礎上，做出肯定，并強調：牛頓第一定理其實所描述的是一種理想化狀態，但它卻正確闡明了自然規律。三、慣性與質量演示2：在貨車上豎放一長條鐵塊，讓貨車在光滑玻璃板上運動，后面固定一個物體，當車被物塊封住時，車上的木塊往前傾倒，為啥？圖4-1-3引導中學生剖析：鐵塊隨車一起運動，當車被封住時，車停止運動，鐵塊的下半部份遭到車的磨擦作用也隨車停止運動，而上半部份因為要保持原先的運動狀態，故往前傾倒。
物體這些保持原先運動狀態不變的性質叫慣性。舉例說明：鐵塊立在靜止的車上，突然帶動貨車，鐵塊后傾。人站在勻速行駛的車箱內豎直向下跳起，仍落回原地。總結：慣性是指物體具有保持原先勻速直線運動狀態或靜止狀態的性質。從牛頓第一定理我們獲知，一切物體都有保持它們原來的勻速直線運動或靜止狀態的性質，所以牛頓第一定理又叫慣性定理。當力促使它改變這些狀態時，它才會有抵抗運動狀態改變的“本領”。這個“本領”與哪些誘因有關？請你們通過實例剖析。討論交流：載重卡車啟動時，由靜止到高速得須要較長一段時間；百米沖刺到終點后，體重大的運動員較難停出來。推論：慣性大小與質量有關，質量大的物體慣性大；質量小的物體慣性小。四、課堂練習1。下述關于慣性的說法中牛頓第一定律實例，正確的是（A。人走路時沒有慣性，被撞倒時有慣性B。百米賽挪到終點時不能立刻停下是因為慣性，停下時就沒有慣性了C。物體沒有受外力作用時有慣性，受外力作用后慣性被克服了D。物體的慣性與物體的運動狀態及受力情況均無關2。有一儀器中電路如圖4-1-5所示，其中是質量較大的一個金屬塊，兩端與彈簧相聯接，將儀器固定在一輛車輛上，當車輛啟動時，哪只燈亮？當車輛急煞車時，哪只燈亮？為何？