牛顿第一二三定律内容

牛顿定律读后感

　　我们就从牛顿第一定律说起，这种关于力是改变物体运动状态的原因的说法，其起源可以追溯到古希腊时代的哲学思辨历史。

　　伽利略最早否定了亚里士多德力是维持物体运动状态的原因的论断，我们还原到亚里士多德时代关于力的思考，那个时代就是一个纯人力的时代，最多就是动物拉车，比如马车牛车这些东西。

　　人们去观察大自然的时候，观察运动现象的时候，比如人在走动的时候需要用到力，马拉车，牛拉车，都需要力，运动需要力的支撑，运动的物体必须要有力去持续作用他们，那个时代还没有做功的概念，不知道那个时候，对于山上滚下来的石头的运动又作何解释了

　　伽利略天生就是为了否定亚里士多德而存在的，15xx年的一天，比萨大学青年数学讲师，年方25岁的伽利略，同他的辩论对手及许多人一道来到比萨斜塔。伽利略登上塔顶，将一个重100磅和一个重一磅的铁球同时抛下。在众目睽睽之下，两个铁球出人意料地差不多是平行地一齐落到地上。面对这个无情的实验，在场观看的人个个目瞪口呆，不知所措。因为亚里士多德又一次被证明是错误的，人们对力学的认知，从实验的角度，提高了一个层面。人们开始重新思考力和速度之间的关系了。

　　笛卡尔认为物体不受力时运动方向将不会改变，到了笛卡尔时代，人们对力和运动有了更深刻的认知。最终牛顿提出了牛顿第一定律：物体在不受外力的情况下，静止或做匀速直线运动。

　　世界上在人眼可以观察的物体的运动中，没有永恒的运动，也没有绝对的静止，比如在道路上运行的任何滑动的物体，考虑到摩擦力，空气阻力，重力，惯性等作用。

　　牛顿第一定律是成立的。但是在实验室是观察不到永恒运动的。但是，当人们的观察更加宏观或者更加微观的事物的时候，发现有趣的现象出现了。比如，对于宏观天体的运动，从来没有感觉到日月五星，地球自转公转，有停下来的趋势；对于微观世界，一杯水里面的分子，总是在运动；关于天体和分子微粒，谁给他们最初的力，然后什么样的力量才可以让他们改变运动状态，甚至人们会考虑一个问题，到底要用什么样的力量才可以使得一颗天体，使得那些运动的分子静止下来。

　　当分子静止下来之后，他们里面的原子核，电子也会停止运动吗？其实，关于分子热运动，现在的人肯定都不会陌生，比如微波炉、电磁炉的工作原理。我们继续看牛顿第二定律吧，力使物体获得加速度；对于一个运算运动的物体，力使得这个物体加速或者减速，当人们给物体一个均匀的力，产生一个恒定的加速度值，这个方程是很简洁的，比如地球引力产生的重力加速度。注意，地球引力也是有一定的适用范围的，比如在很遥远的太空的某个物体，地球的引力就对这个物体产生不了作用了。很多时候，力对物体运动的产生的加速度并不是恒定的值，也就是力并不恒定，这个时候，引用了复杂的方程和微积分知识，就可以建立很好的数理运算模型。

　　微积分的意义不仅仅在于算面积，算田亩，在使用到数学工具的各个学科都有很广泛的用途。

牛顿第二定律课件

　　一、学习任务分析

　　1．教材的地位和作用

　　牛顿第二定律是在实验基础上建立起来的重要规律，它是动力学的核心规律，也是学习其它动力学规律的基础。在《普通高中物理课程标准》共同必修模块“物理1”中涉及本节的内容有：“通过实验，探究加速度与物体质量、物体受力的关系，理解牛顿第二定律。”本条目要求学生通过实验，探究加速度、质量、力三者的关系，强调让学生经历实验探究过程。

　　2．学习的主要任务

　　本节的学习任务类型是综合型。在知识上要求知道决定加速度的因素、理解加速度、质量、力三者关系；在技能上要求能设计和操作实验，会测定相关物理量；体验性上要求经历探究活动、尝试解决问题方法、体验发现规律过程，体会科学研究方法──控制变量法、图象法的应用。

　　3．教学重点和难点

　　重点：①知道决定物体加速度的因素。

　　②加速度与力和质量的关系的探究过程。

　　教学难点：引导学生在猜想的基础上进行实验设计，提出可行的实验方案、完成实验并得出实验结果。

　　二、学习者情况分析

　　在学习这一内容之前，所教的学生已经掌握了力、质量、加速度、惯性等概念；知道质量是惯性的量度、力是改变物体运动状态的原因；会分析物体的受力。已具备一定的实验操作技能，会用气垫导轨与光电测时系统或打点计时器研究匀变速直线运动；具备一定的计算机操作能力，会应用CAI课件处理实验数据。学生对物理学的研究方法已有一定的了解，在自主学习、合作探究等方面的能力有了一定提高。

　　在非智力因素方面，学生学习积极主动，对学习物理有较浓厚兴趣；有较强的好奇心和求知欲，乐于探究自然界的奥秘；敢于坚持正确观点，勇于修正错误；喜欢和同龄人一起学习，有将自己的见解与他人交流的愿望，具有团队精神。

　　三、教学目标分析

　　根据上述对学习任务和学习者情况的分析，确定本节课教学目标如下：

　　1．知识与技能目标

　　①让学生明确物体的加速度只与力与和质量有关，并通过实验探究它们之间的定量关系；

　　②培养学生获取知识和设计实验的能力。

　　2．过程与方法目标

　　在探究过程中，渗透科学研究方法（控制变量法、实验归纳法、图象法等）；

　　3．情感、态度、价值观目标

　　①通过学生之间的讨论、交流与协作探究，培养团队合作精神；

　　②让学生在探究过程中体验解决问题的成功喜悦，增进学习物理的情感。

　　四、教材处理与教学策略

　　在教材处理上把牛顿第二定律分为两个学时。第一学时主要的任务是：探究加速度与力、质量的关系；第二学时主要的任务是：建立牛顿第二定律并进行初步的应用。本节课是第一学时，主要采用以下的教学策略：

　　1．自主学习与合作探究

　　改演示实验为学生分组探究实验。让学生在自主学习中，通过对认知活动进行自我监控，并及时做出相应的调整。小组（4～6人一组），小组间的合作探究可以同时培养学生的合作精神和竞争意识，让不同层次的学生都能有所作为，有所收获。

　　教师的策略是宏观调控整体教学进度，微观放活学生局部学习进程，让学生的学习有组织、有步骤地进行。

　　2．现代教学手段与启发式

　　在课堂中采用多媒体课件作为辅助手段，创设物理情景，启发引导学生，帮助学生建立形象直观的认识，调动学生学习的积极性；同时利用CAI课件和校园网络处理实验数据，能有效地提高学习效率。

　　五、教学器材

　　教学设备：多媒体教室、课件。

　　学生分组实验器材（探究包）：气垫导轨、气源、两个光电门和与之配套的数字计时器，滑块、滑片、细线、小桶、天平、砝码、细沙、弹簧秤、小车、木块、钩码、一端带有滑轮的长木板、打点器、纸带、秒表、毫米刻度尺、垫木、橡皮筋等。

　　六、教学过程设计

　　（一）创设情景、引入新课

　　视频展示：刘翔在雅典奥运会夺金的情景。

　　教师：在决赛时，刘翔将自己身上一切戴的东西像手表、项链等都摘了下来，穿最轻的跑鞋。这样做的科学道理在哪里

　　预测学生讨论后得出的结论可能是：___________________________。

　　质量越小，运动状态越容易改变，也就是说在相同的情况下，物体获得的加速度就越大。

　　说明通过视频展示创设物理情景，激发学生的学习兴趣，同时渗透德育教育。

　　（二）提出猜想

　　教师：那么、物体的加速度与哪些因素有关呢？请同学们从生活经验出发提出自己的看法，并举例说明。（同时教师利用课件提供一些图片，对学生进行启发。）

　　附图片内容如下：

　　★为何体操，跳水运动员的身材都比较苗条、瘦小

　　★从防止发生交通事故的角度考虑，说一说反超载的道理

　　★F1方程式赛车的质量只有一般小轿车质量的三分之一，这样做有什么好处

　　★神舟五号飞船返回仓返回时为何要打开降落伞

　　预测学生有代表性的回答可能有以下几方面：（教师在学生分析的过程中板书归纳。）

　　1．与物体受到的外力的关系：

　　①与物体受到的外力有关；例如：骑自行车刹车：用力刹车时，用的力越大、车越容易停下来，即：阻力越大，自行车减速的加速度越大。

　　②与物体受到的外力无关；例如：用大小不一样的力推大石头，推不动，运动状态不变，加速度为零。

　　③应该是与物体受到的合外力有关；分析如下：用大小不一样的力推大石头，推不动，是因为大石头同时受到摩擦力的作用，受到合外力为零，因此、加速度也为零。

　　……

　　2．与物体质量的关系：

　　与物体的质量有关；例如：人分别用相同的力推自行车和摩托车时，自行车比较容易加速启动，而摩托车则较难。也就是说在相同的情况下，质量较小的自行车获得的加速度就较大。

　　……

　　3．与物体运动的速度的关系：

　　①与物体的速度有关；例如：速度大的物体较不容易停止运动，而速度小的物体较容易天下来。

　　②与物体的速度无关；例如：做匀速直线运动的物体不论速度大小，加速度都为零。

　　③与物体的速度无关；分析如下：加速度是描述速度变化快慢的物理量，从公式可知，加速度与速度的大小无关。

　　……

　　引导学生总结得出猜想：物体的加速度*只与它所受合外力和物体本身的质量有关。

　　说明学生在生活中对“影响物体加速度大小的因素”有所认识，但这些认识往往是片面的、不准确的。因此要让学生充分地表达已有的认识，在这过程中教师利用课件提供一些图片，对学生进行启发，引导他们不断修正自己的观点，从而形成对科学的认识。

　　引导学生结合前面学习的知识（牛顿第一定律等），讨论猜想的科学依据所在，从而确定：物体的加速度*只与它所受合外力和物体本身的质量有关。

　　说明：让学生从理论的角度加以分析有利于培养学生理论联系实际的能力，有利于培养学生的逻辑思维能力。

　　引导学生深入探究：*与和的定量关系。

　　（三）探究a与F、定量关系

　　1．确定研究方法

　　教师：我们应该采用什么样的物理方法来研究*与、的定量关系呢

　　预测学生的分析可能如下：

　　分两步进行研究：

　　①保持研究对象的质量一定时，研究加速度*和合外力的关系；

　　②保持研究对象受到的合外力一定时，研究加速度*和质量的关系。

　　然后综合两次的研究结果，进行推理和归纳，便可找出*与、三者之间存在的关系。

　　……

　　教师在确定研究方法后，简单地介绍“控制变量法”。

　　说明初中阶段学生曾多次应用过控制变量法。如果学生回答有误，教师启发学生回忆：研究电流与电压和电阻这三者关系所采用的方法。

　　2．设计实验方案

　　教师进一步引导学生设计实验方案。

　　让学生以小组为单位设计探究方案：包括使用哪些实验器材，如何进行操作，如何采集数据等？（要求学生把设计的方案简要地写在纸上）。

　　教师巡视给予必要的指导。

　　……

　　选择较有代表性方案的小组派代表上台简要叙述本组设计的方案（用实物投影仪把学生写在纸上的方案投影出来），让全班同学进行交流。大家在互相启发、补充的过程中形成较为完善的方案。

　　预测学生设计的实验方案可能是：

　　方案一：用小车、电火花打点计时器、纸带、长木板、细线、小桶、钩码、天平、砝码、刻度尺、垫木等器材，研究小车的运动。用天平分别测出小车的质量，测出小桶的质量与小桶中砝码，把小桶与小桶中砝码的总重力当作小车受到的拉力，从打点计时器打出的纸带上测量并算出，由计算出小车的加速度。

　　方案二：以气垫导轨、气源、两个光电门、数字计时器、滑块、滑片、刻度尺、细线、小桶、砝码、天平为器材研究滑块的运动。用天平测出滑块和滑片的质量滑块M，测出小桶与小桶中砝码的质量，把小桶与小桶中砝码的总重力当作滑块受到的拉力，用光电门和数字计时器自动测出滑块运动经过两个光电门时的速度，以及这一过程所用的时间t，再通过公式算出滑块的加速度。

　　……

　　说明：①在学生交流讨论实验设计的方案中，要有较充分的时间让他们对各种方案阐述自己的观点，反思方案中的问题，同时教师要参与学生的讨论分析，启发引导学生形成较为完善的实验方案。

　　②同时应注意有些学生可能有别的方案，要鼓励和认真对待，在课堂时间不足的情况下，可在课外指导学生去探究。

　　③在设计测拉力的方法时，教师要告诉学生：把小桶与小桶中砝码的总重力当作研究对象受到的拉力、这是有条件的，即<<。同时可以把这一条件作为学生的课外探究课题。

　　④在实验中，只需测出小桶的质量，然后通过加减小桶中砝码的质量来改变对研究对象的拉力，这可以节约测量砝码所需的时间。

　　3．进行实验探究和数据处理

　　①引导学生从实验误差、实验操作等方面来分析比较两种方案的差别。

　　师生共同确定用“方案二”进行实验探究，同时确定实验的具体步骤和注意事项。并用课件显示实验的具体步骤和注意事项。

　　说明“方案二”便于操作，且实验误差较小。用课件显示具体的实验步骤，有助于学生较为规范地完成实验。

　　②介绍并演示CAI课件的功能

　　Ⅰ．数据计算：将测出、、t等数据输入计算机的数据处理表格后、计算机将自动算出相应的加速度，将输入计算机后将自动算出合外力；Ⅱ．自动描点连线制图的功能；Ⅲ．通过网络可达到数据共享。

　　③学生以小组为单位，分工合作进行实验探究，并把实验数据输入计算机（使用移动PC并接入校园网）。

　　教师巡视，注意学生仪器使用是否得当，必要时给予指导。

　　④调用多组学生的实验数据，让学生分析与、与的定量关系。

　　初步得出：与F成正比，与成反比（与1/成正比）。

　　⑤引导学生应用CAI课件，采用图象法处理实验数据。

　　师生共同得出结论：与成正比、与成反比。

　　说明：在CAI课件中定义坐标轴的数值和单位，同时调用已存的实验数据，计算机将在坐标系中自动描点、连线得到实验数据的关系图象，由此判断数据的关系。其中与的关系可转变为与1/的关系来做图。

　　（四）回顾总结深化认识

　　学生回顾本节课的探究过程以及探究过程中使用的物理思想和方法，归纳总结这节课的知识要点，提出自己在学习中存在的疑问。

　　教师答疑，深化知识。

人教版八年级下册物理第八单元第一节牛顿第一定律

　　一、教材分析

　　（一）教材的地位和作用

　　牛顿第一定律惯性是经典力学中三大定律之一。是整个力学的基础,因为它把最基本的匀速直线运动和物体是否受力联系起来，确立了力和运动之间的关系，是前面力的作用效果的延伸，又为后面学习二力平衡的知识打下了基础，起着承前启后的作用。因此，可以说，牛顿第一定律是本章的重点。

　　（二）教学目标

　　知识与技能

　　1.知道牛顿第一定律,常识性了解伽利略理想实验的推理过程.

　　2.知道什么是惯性，会正确地解释有关惯性的现象

　　过程与方法

　　1.观察生活中的惯性现象，了解力和运动的关系．2.通过实验加探对牛顿第一定律的理解．

　　3.通过探究活动熟知实验探究的过程；并体验由实验结论进行科学推理的过程。

　　情感态度与价值观

　　1.在探究过程培养学生的交流意识与团结协作精神；

　　2.通过学习使学生知道实践是检验真理的唯一标准，不要盲目迷信权威；

　　3.培养学生乐于参与科学实践的情感，在实验中养成严谨的教学建议。

　　（三）、教学重点、难点：

　　1、教学重点:

　　(1)通过对小车实验的分析比较得出牛顿第一定律。

　　(2).知道什么是惯性，会正确地解释有关惯性的现象

　　2、教学难点:

　　(1)．明确“力是维持物体运动的原因”观点是错误的。(2)．伽利略理想实验的推理过程。

　　二、教法学法

　　（一）学情分析

　　学习者是八年级学生。有利的方面是：经过半年的物理学习，学生具备了一定的实验探究能力，并且学习了机械运动、力的作用效果，知道力可以改变物体的运动状态，为本节学习做好了铺垫。不利的方面是：学生受生活经验的影响，“物体的运动需要力来维持”的错误观念不容易转变。

　　（二）教法

　　“教学有法，教无定法”。选择行之有效的方法是取得良好教学效果的保证。本课时我主要采用“演示法”与“科学推理法”相结合来进行教学，即通过实验现象的观察、分析、讨论，又加以科学的想象和推理，引导学生去发现知识，总结规律。

　　（三）学法

　　教学活动是教与学两方面的有机结合，在上述教学方法的正确实施下，我引导学生采用：科学探究法、小组合作学习法、讨论法、分析归纳法等学习方法。我认为“教给学生方法比教给学生知识更重要”。目的是让学生有足够的机会投入到学习活动之中，培养学生动脑动手的习惯，变学生由“学会”转向“会学”。

　　（四）教具与学具

　　电教器材：多媒体、斜面、小车、毛巾、棉布、玻璃、书、圆珠笔、铅笔盒、书包、乒乓球等

　　三、教学过程

　　第一环节：创设情境,引入新知

　　1、要让静止的书（文具盒）运动，该怎么办

　　2、停止用力，又会如何呢？（学生实验后上台演示）

　　误导学生：物体受力就会运动，不受力就停止。

　　得出谬论：物体运动要靠力维持。

　　教师实验演示：推一辆小车，撤去推力，小车没有立即停下。

　　得出结论：物体运动不需要力维持。

　　观察学生表情，出示亚里士多德和伽利略的两种截然不同的观点，激发学生探究的兴趣，活跃课堂气氛。这样的实验学生既熟悉又好奇，带着想知道这是为什么的悬念进入新课，可以调动学生的探索兴趣。

　　第二环节：感受活动，总结观点

　　让学生用力推书，圆珠笔，铅笔盒，小车，书包等，然后撤去推力，物体会慢慢停下来。让学生体会物体运动不需要力维持，运动的物体停下来是由于受到阻力的缘故。本环节的设计意图是让学生通过自身感受体验，观察现象，并提出自己的论点，培养分析问题的能力和表达能力。

　　第三环节：合作交流，实验探究

　　第一步：用课件展示实验，用严格的推理方法让学生感受伽利略观点是正确的。通过回顾历史培养学生严谨的科学态度，通过演示，使学生对伽利略理想实验有一个初步的了解，为接下去的分组实验探究做一个铺垫。

　　第二步：学生分组探究：物体不受力时的运动

　　教师出示以下问题，让学生结合问题学习教材，小组自选器材完成实验。

　　1、我们实验目的是什么？实验中观察什么

　　2、几种不同的物体铺在木板上，作用是什么

　　3、实验中怎样保证小车开始时的速度相同

　　4、实验中，如果我们把表面换成更光滑的玻璃，小车的运动情况会有什么变化吗

　　5、如果表面比玻璃更光滑呢

　　6、如果表面绝对光滑，小车会怎样运动

　　7、如果静止的物体不受力，会怎样

　　通过这些难度不同的问题引导，让学生相互讨论，交流，自主制定方案，完成实验，不仅使他们印象深刻，还培养他们的实验探究能力。同时让学生知道观察和实验是学习物理的基础，对于不确定的观点应该通过实验来验证。

　　第四环节：科学推理，得出新知

　　学生通过实验和观察动画能够得出：如果表面绝对光滑，运动物体受到的阻力为零，物体将以恒定不变的速度运动下去。

　　提问：运动的物体不受阻力时将永远运动下去，那静止的物体不受阻力时会怎样呢？学生通过讨论能够得出：静止物体在不受力时，将保持静止状态。

　　教师讲解：为解决力与运动的关系，牛顿在伽利略、笛卡尔等前辈的研究基础上，提出牛顿第一定律：

　　引导学生得出：我们在科学正确的实验基础上，进行合理的推理，最终得出可信的结论，即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，这就是牛顿第一定律。同时教给学生一种实验+推理的研究方法。教师再通过课件使学生了解任何科学的发展都需要一个漫长的过程，而学生通过实验得出的观点和探究过程与伟大科学家是一致的，从而获得了成就感，增强了探究的自信心，为终身学习打下基础。

　　第五环节：剖析定律，强化理解

　　如何把牛顿第一定律理解透彻，一直是很多学生学习的大难题，通过对这以下三个问题的思考，可以很好的突破本节难点。1、牛顿第一定律的适用范围是什么？2、牛顿第一定律的适用条件有哪些？3、力和运动是什么关系

　　解释牛顿第一定律时主要强调“一切”、“不受外力”、“总保持”的含义，并强调牛顿第一定律的理想性。这样，使学生加深了对牛顿第一定律的理解，并能准确的表述出牛顿第一定律。

　　用视频冰球比赛展示牛顿第一定律的理想性，强调现实生活中不存在。并阐述实验推理法的应用。

　　第六环节：应用迁移，巩固提高

　　1、回归课本

　　2、情景讨论

　　在体育上，我班同学都参加了哪些项目？现在请大家思考，假如你正在和同学赛跑时，突然,所有的力都消失了，会出现什么情形呢

　　3、牛顿第一定律告诉我们，物体不受力时都有保持静止或匀速运动不变的性质。我们周围的物体都受到力的作用，是否也有这种性质呢？你能举个例子说明吗

　　本环节通过理论联系实际使知识得到升华，通过练习，可以让学生更深刻地理解和掌握牛顿第一定律，第3题为惯性学习做好铺垫。

　　第七环节：课堂总结，当堂检测（见课件）

　　让学生谈谈本节课的收获和困惑。对本节课的知识点进行回顾、梳理，这样既可以加深学生对所学知识的理解又可以在学生的头脑中建立一个知识点的整体印象。

　　四、板书设计（略）

　　五．布置作业

属于你自己的牛顿定律杂文随笔

　　休息日一个人在蛇口用脚步丈量了好久好久，然后到了Ra Tree Coffee门口，肚子也很配合的叫了一声“我饿了”，于是我就进去了。

　　以前来这里都是夏天来，深圳的夏天没办法坐在它们家的外院，只能在屋内探空调，否则很可能被热到晕的同时成了蚊子的囊中之物。

　　今天，在这个北方飘着大雪，深圳仍然艳阳高照感觉只是春天的日子里，我决定坐在外院里装个“逼”。点了Pancake&Latte，坐下来就各种拍拍拍，根本停不下来。咖啡店的猫咪们来蹭我裤腿表示友好，无奈我不爱小动物，一直秉持着井水不犯河水的原则和猫猫狗狗相处。To 猫咪，下次有点眼力劲。

　　天时地利人和应该讲的就是当下这个时间（很想说当下这个Mo，但总有装逼的嫌疑）。以前总喜欢约上朋友才肯来这里坐坐，今天来了才发现，原来我最爱和自己相处，只是忘记带上Kindle或者一本杂志。和别人在一起，总会遇到对方只肯玩手机的情况，又不好意思提醒他or她“朋友，你出来干啥子哟”。

　　说到Ra Tree，为数不多的咖啡好品质，虽然没有在这家喝过单品，但是意式的咖啡都是很赞的。深圳的小伙伴们，真的可以没啥事就来这里发个呆，可能就发现属于你自己的牛顿定律。

牛顿第一定律物理课件

　　一、三维目标

　　1.知识与技能

　　⑴体会伽利略的理想实验思想。

　　⑵理解牛顿第一定律的内容及意义;理解力和运动的关系。

　　⑶理解惯性的概念，知道质量是惯性大小的量度。

　　2.过程与方法

　　⑴通过回顾历史探究过程理解牛顿第一定律的形成过程。

　　⑵理解理想实验是科学研究的重要方法。

　　3.情感态度与价值观

　　⑴通过运动和力的关系的历史探究过程，使学生体会规律的形成都有一个从感性到理性、从低级到高级的产生、发展和演变的过程。

　　⑵通过理想斜面的教学，体会理想实验的魅力。

　　二、教材分析

　　牛顿运动定律是整个力学体系的基石，而牛顿第一定律又是这个“基石”中的“基石”，它定性地揭示了力和运动的关系，提出惯性的概念，为定量研究力和运动的关系拉开了序幕。

　　高中教材与初中相比，主要有四方面的不同。

　　一是定律内容深浅不同：初中教材叙述为“一切物体在没有受到外力作用的时候，总是保持静止状态或匀速直线运动状态”;高中教材叙述为“一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止”。高中教材中的表述具有更为丰富的内涵，它强调了力是改变物体运动状态的原因，突出了第一定律的独立性和重要意义，也为学习牛顿第二定律做了一定的铺垫。

　　二是惯性的认识层次不同：初中强调一切物体都有惯性，高中侧重惯性与质量的关系。

　　三是实验的设计、探究及思维深度不同：初中为斜面小车实验;高中为伽利略理想实验，突出了理想实验这种科学方法的价值所在。

　　四是情感、态度、价值观的体现不同：初中对牛顿第一定律建立的历史一语带过，高中教材回顾了历史，让学生体会一个规律的获得是一代又一代人努力的结果，能够激发学生追求科学，勇于创新的情感。

　　三、学情分析

　　经过初中的学习，学生初步知道了牛顿第一定律的内容和惯性的概念，但是缺乏对牛顿第一定律建立历史的了解，对内容也是一知半解。

　　学生对于“质量是惯性唯一的量度”更是缺乏认识，凭借自己的生活经验，认为速度也是惯性的量度。教师要在课堂上充分引导，配合实验、结合生活事例来澄清概念。

　　教学实践表明，学生在头脑中建立正确的力和运动关系的过程，并非一帆风顺，常常形成与亚里士多德相似的观点，且根深蒂固。处理具体的实际问题时，一些直觉的错误观点不时冒出来，存在着严重的"口是心非"问题。

　　四、教学重难点

　　1.教学重点：通过回顾历史探究过程理解牛顿第一定律;惯性的理解。

　　2.教学难点：力和运动的关系;惯性和质量的关系。

　　五、教学活动设计

　　(一)创设游戏，引入课题

　　撕纸游戏

　　猜一猜：

　　1.一张纸已剪成两截，但未完全剪断，如果迅速用力撕两边，纸会断成几截

　　2.现在把纸剪成三截，但未完全剪断，如果迅速用力撕两边，纸会断成几截

　　大家不要动手，先猜一猜。

　　3.如果在中间的纸下面夹一个夹子，然后迅速撕两边，纸会断成几截

　　请大家想一想：为什么是这样一个结果呢?怎样解释我们的游戏呢?其实，在我们的游戏中还涉及到一个古老的话题──力和运动：用力撕纸，纸条断开运动起来。运动和力之间到底有什么关系呢?带着这些问题，我们一起来体验古人的探究过程，学习古人的探究方法，进一步理解论述运动和力关系的牛顿第一定律。

　　(二)回顾历史，探究定律

　　1.情景设问，经验猜想

　　在人类历史的长河中，运动和力如影随形，总是和人们的生活、生产密切相关。比如：马拉车则车前进，不再拉，前进的车会停下来;人象推车则车前进，不再推，前进的车会停下来;踢球，球沿草地向前滚动，不再踢，滚动的球会慢慢停下来。

　　思考：运动和力之间有什么关系呢

　　最早提出这个问题并给出经验猜想的是古希腊学者亚里士多德。

　　他根据生活生产经验猜想：必须有力作用在物体上，物体才能运动;没有力的作用，物体就要静止在一个地方。运动需要力维持。

　　他的观点来自实际经验，还能用实际经验验证，所以被人们广泛接受，并维持了近两千年。

　　设问：我们现在知道，他的观点是错误的。那么他有贡献吗

　　亚里士多德的贡献：开创了一个新的研究领域。

　　首先质疑并深入研究的是十六世纪的伽利略。他观察了球的滚动。

　　2.质疑假设，科学猜想

　　当球沿斜面向下滚动时，它的速度增大，而向上滚动时，速度减小。他由此猜想：当球沿水平面滚动时，它的速度应该不增不减。实际观察的结果是：沿水平面滚动的球越来越慢，最后停下来。

　　①现象：沿水平面滚动的球越来越慢，最后停下来。

　　按照亚里士多德的观点，球停下来是因为没有力的作用。伽利略恰恰从这一现象出发，对亚里士多德的观点提出质疑。

　　②质疑：滚动的球之所以停下来，真的是因为没有力的作用吗

　　设问：球停下来的原因是什么呢

　　在伽利略之前，人们还没有意识到摩擦力这种无形的力，伽利略是第一个意识到摩擦力的人。

　　他改变了水平面的粗糙程度，发现：水平面越光滑，球滚得越远。于是，他推断这是摩擦阻力作用的结果。

　　结论：滚动的球停下来，是摩擦阻力作用的结果。

　　③假设：若没有摩擦阻力，沿水平面滚动的球将怎样运动呢

　　④猜想：若没有摩擦阻力，球将永远滚动下去。

　　过渡：伽利略设计了一个双斜面实验。

　　3.实验探究，得出结论

　　(1)双斜面实验

　　左斜面固定，右斜面倾角可变。实验中我们设定小球始终从左斜面定位卡处由静止释放。

　　①固定右斜面，改变小球所受的摩擦，观察小球上升的最大高度怎样变化。重复一次。

　　思考：

　　1.小球所受摩擦阻力的大小与小球上升的最大高度之间有什么关系

　　2.摩擦阻力的大小与释放点到上升的最高点的高度差是什么关系

　　3.如果没有摩擦，小球会上升到多高的地方

　　②减小右斜面倾角，观察小球沿斜面运动的最远距离怎样变化。重复一次。

　　思考：

　　1.减小右斜面倾角，小球沿斜面运动的最远距离如何变化

　　2.如果没有摩擦，减小右斜面倾角，沿斜面滚动的最远距离怎样变化?小球将上升到多高的地方

　　③将右斜面放平，释放小球，观察小球的运动。

　　思考：

　　1.如果水平木板足够长，小球会停下来吗

　　2.如果没有摩擦，水平木板足够长，小球将滚到哪里去呢

　　过渡：现在通过动画来模拟没有摩擦阻力时小球的运动。我们为动画配了一段话剧。

　　(2)动画模拟

　　(老师扮演伽利略，学生扮演小球。)

　　伽利略：小球先生(小姐)，如果没有摩擦，你会爬上什么高度呢

　　小球：我会搭乘梦想的阶梯一步一步往上爬，直到爬上原来的高度。

　　伽利略;如果我减小右斜面的倾角，你还会爬到原来的高度吗

　　小球：梦想有多高，我就可以爬多高，只是我要走的路程更长了。

　　伽利略：如果我继续减小右斜面的倾角呢

　　小球：我心依旧，只是又多了一段山水之程。

　　伽利略：如果我把右斜面放平，你还会为了自己的梦想而前行吗

　　小球：路漫漫其修远兮，吾将上下而求索。既然选择了高度，留给世界的便只能是背影。

　　播放周杰伦的《蜗牛》节选：我要一步一步往上爬/在最高点乘着叶片往前飞 /小小的天 留过的泪和汗/总有一天我有属于我的天

　　希望同学们像小球一样怀着梦想，沿着人生的轨道一步一步往前行!总有一天，你有属于你的天!

　　过渡：伽利略的双斜面实验是一个理想实验。

　　(3)理想实验的魅力：

　　实验(事实)+逻辑推理

　　通过可靠的实验事实，加上合理的逻辑推理，得出规律的一种方法。

　　理想实验的魅力：实验不能实现的地方，思维向前一步。

　　这种方法非常了不起!爱因斯坦是这样评价的：伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正开端。这个评价实事求是，从亚里士多德到伽利略，经历了2000多年，物理学徘徊不前;从伽利略到爱因斯坦，只经历300多年，物理学的大厦初步建立，大师辈出。这都得益于伽利略首创的实验研究方法。

　　过渡：通过双斜面理想实验，伽利略得出了结论。

　　(3)伽利略：若没有摩擦阻力，沿水平面滚动的球将永远滚动下去。运动不需要力维持。

　　回顾、思考：

　　①静止的车、足球为什么运动起来

　　②运动的车、足球为什么会停下来

　　③力和运动之间有什么关系

　　力是改变物体运动状态的原因。

　　设问：运动状态是用什么物理量描述

　　车由静止变为运动，受到了推、拉力;由运动变为静止，受到了摩擦阻力。足球由静止变为运动，受到了脚的力;由运动变为静止，受到了草地的摩擦阻力。

　　过渡：与伽利略同时代的法国科学家笛卡尔对他的观点进行了补充。

　　4.补充完善，形成定律

　　(1)笛卡尔的补充：除非物体受到力的作用，物体将永远保持其静止或运动状态，永远不会使自己沿曲线运动，而只保持在直线上运动。这应成为一个原理，它是人类整个自然观的基础。

　　笛卡尔补充了物体不受力时保持静止状态或匀速直线运动状态。

　　过渡： 1642年，伽利略逝世，1643年牛顿在英国诞生。牛顿是人类历史上最伟大的科学家之一。主要贡献有发明了微积分，发现了万有引力定律和经典力学，设计并制造了第一架反射式望远镜等等。

　　牛顿在1687年出版的《自然哲学的数学原理》一书中提出了三条运动定律。牛顿把伽利略、笛卡尔的正确结论总结成为牛顿第一定律，它是牛顿物理学的基石。

　　(2)牛顿第一定律：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。

　　过渡：现在我们来理解定律。

　　(三)理解定律，了解惯性

　　思考：牛顿第一定律中论述的运动和力的关系是怎样的

　　1.运动和力的关系：力是改变物体运动状态的原因。

　　物体不受力，保持匀速直线运动状态或静止状态;运动状态变化，物体一定受到力的作用。

　　思考：物体不受力时“总保持匀速直线运动状态或静止状态”，这能不能通过实验验证呢

　　不能。由于不受力作用的物体是不存在的。许多阻力很小的现象可以帮助我们理解牛顿第一定律。

　　2.阻力很小的现象：冰壶

　　从视频可以看出，冰壶在一段时间内速度的大小和方向几乎不变，直到碰上另一个冰壶。

　　思考：定律中还论述了什么呢

　　3.惯性：

　　①概念：物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质。

　　设问：一切物体都有惯性。做变速运动的物体有惯性吗

　　当物体做变速运动时，由于惯性，物体会抵抗速度的改变，从而使速度的改变需要一段时间。比如汽车紧急刹车时不会立即停下来，而是继续向前滑行一段距离。

　　②一切物体有惯性，有抵抗运动状态变化的“本领”。

　　物体惯性大，“本领”大，运动状态难改变;物体惯性小，“本领”小，运动状态易改变。

　　思考并猜想：物体的惯性大小和什么因素有关

　　游戏：用嘴吹书

　　提起书，用最大力气吹垂下的封面;用手提起封面，用最大力气吹垂下的书。

　　思考：你观察到了什么现象?这个现象能说明惯性和质量的关系吗

　　③惯性与质量：质量是惯性大小的量度。

　　质量只有大小，没有方向，是标量。在国际单位制中，质量的单位是千克，单位符号为kg。

　　在初中质量定义为物体所含物质的多少;现在进一步从惯性的角度认识了质量;以后还要从物体间的引力认识质量。

　　过渡：现在，就可以解释撕纸游戏了。

　　(四)再设情景，规律应用

　　1.思考：怎样解释撕纸游戏

　　有夹子，增大了中部的质量，增大了惯性。当迅速撕开两边时，中部仍保持静止状态，所以撕成三截。无夹子，中间纸条惯性很小，静止状态易改变。由于撕开纸条的力左右有差异，所以撕成两截。

　　过渡：了解了惯性的知识，我们还能用它判断是非。

　　2.美国空军UFO档案记载，1952.12.6黎明前，一架B29轰炸机在墨西哥湾上空训练时，一个很大的不明飞行物以4000k的时速靠近、经过、远离它。在目击描述中，不明飞行物能迅速增减速度，甚至还能骤然停止。

　　思考：1.如果没有特别的装置，UFO骤然停止时，外星人飞行员的命运是怎样的

　　2.人们想象外星人持有惯性消除器，用来消除自身的惯性，以便应对速度的迅速变化，你怎么看

　　我们利用惯性的知识发现了UFO档案记载中的疑点。希望大家在遇到问题时利用所学知识，冷静分析。

　　(五)课堂总结，课外探究

　　1.了解了运动和力关系的探究过程。

　　在探究过程中，亚里士多德是开拓者。伽利略首创了理想实验方法;笛卡尔补充了伽利略的观点;牛顿提出了惯性、力、惯性参考系的概念。

　　2.体会了理想实验的魅力：实验(事实)+逻辑推理

　　3. 深入理解了牛顿第一定律，知道了质量是惯性大小的量度。

　　4.后来爱因斯坦等科学家又进一步发展了牛顿第一定律。没有哪一个定律是终极真理，物理学的大厦永不封顶，还等待你们为它添砖加瓦!

　　课外探究：有人说刘谦的螺丝魔术颠覆了牛顿第一定律：不给螺帽力的作用，螺帽也能运动起来。你怎么看?请在百度中搜索“刘谦螺丝魔术揭秘”，弄清刘谦螺丝魔术的原理。

牛顿第一定律

　　英语课上，可人的MISSLI手拎一台录音机，笑眯眯地放在班中，有关“英国佬”的听力磁带也都一应俱全、整齐地摆在书架上。

　　此后，每每一下课，录音机旁就拥满了时代的“追星弄潮儿们”。什么F4的“烟火的季节”、阿杜的“支持到底”、周杰伦的“暗号”、水木析华的“在他乡”，流行时尚的竟不绝于耳。教室里沸如“滚滚长江东逝水”，每日尽是“挡不住的诱惑，挡不住的精彩”。

　　时间不饶人，晃一晃，过了一个多月，MISSLI发下一堆听力试卷。她望了望放得很整齐的听力磁带，拍拍上面厚厚般的灰尘，扬了扬，“同学们，今天咱们进行听力测试！”“哇！”几乎同时，全班爆发了一阵抗议。“MISSLI，您没……没搞错吧！没有练习过就对我们进行‘突击’哪！”“对呀！”我们随声附和。“什么？你们没练习过吗？那我把录音机和磁带放这儿当花瓶不成？还理直气壮哩……“可，你又不交待！”不知是哪位仁兄嘟哝了一声。“呵，难道你们是四角的方木块，有人踢就动，没人踢就不动？”老师反问道。我们无言以对。

　　录音机里，响起了“英国佬”叽哩呱啦的声音，我们都干着急，挠头抓耳的面面相觑。一个个咬着笔杆呆望着录音机，真恨不能把那些个外国佬揪出来，勒令他们给我们翻译。可笑那“懒虫”阿呆，晃头晃脑地直念叨“天将降大任于是人也”。

　　第二天，试卷发了下来，瞧瞧，这“大红叉烧”还真不少！及格的人好似散落的星花——寥寥无几！大哥大姐们，快停快停，可别把鼻子哭扁了！

　　这下倒好，我们都纷纷面壁思过了。如今，我可算参透了“学习”一语的玄机。所谓学习学习，学好靠自己。自己不自学别人又奈你何？“强扭的瓜不甜”呀！若把知识比作树上的苹果，你若能自学去摘，便得之；不摘，那就“望果解馋”有份儿！

　　对，我们可不是四角方木块，我们是圆，我们遵守“牛顿第一定律。在平滑的水平面是做匀速直线运动。不需要外力的作用，很自觉的自己运动，为摘到树上的苹果而自学地运动……”