第四章 牛頓運動定律 1 牛頓第一定律【課前準(zhǔn)備】【課型】新授課 【課時】1課時【教學(xué)目標(biāo)】知識與技能1.知道伽利略的理想實驗及其主要推理過程和推論，知道理想實驗是科學(xué)研究的重要方法.2.理解牛頓第一定律的內(nèi)容及意義.3.知道什么是慣性，會正確地解釋有關(guān)慣性的現(xiàn)象.過程與方法1.通過伽利略和亞里士多德對力和運動關(guān)系的不同認(rèn)識，了解人類認(rèn)識事物本質(zhì)的曲折性.2.感悟科學(xué)是人類進(jìn)步的不竭動力.情感態(tài)度與價值觀1.通過伽利略和亞里士多德對力和運動關(guān)系的不同認(rèn)識，了解人類認(rèn)識事物本質(zhì)的曲折性.2.感悟科學(xué)是人類進(jìn)步的不竭動力.教學(xué)重點、難點：教學(xué)重點1.對牛頓第一運動定律和慣性的正確理解.2.科學(xué)思想的建立過程.教學(xué)難點 1.力和運動的關(guān)系.2.慣性和質(zhì)量的關(guān)系.教學(xué)方法：探究、講授、討論、觀察、思考、歸納【教學(xué)過程】【新課導(dǎo)入】【展示】 【導(dǎo)入】在各種小型車輛前排乘坐的人（包括司機(jī)）必須系好安全帶，為什么？【新課講授】 牛頓第一定律【提問】怎樣才能讓小車運動起來呢？【回答】要用力去推它.【演示】【提問】從這個例子很容易得到：物體要運動，需要對它施加力的作用，那么力和運動之間關(guān)系如何呢？【回答】靜止在水平面上的物體，用力去推，物體由靜止變?yōu)檫\動【提問】物體運動后撤掉力，物體的運動狀態(tài)又如何？【回答】撤走力時，物體速度越來越慢，最終停下.【提問】相同條件下空中飛行的足球比地滾球運動的距離要長很多，地滾球為什么運動一會兒就停止呢？【回答】受到阻力.【提問】如果沒有阻力的作用，足球?qū)鯓舆\動？【回答】將不會減速.【展示】讓一個小球從斜面頂滑下，斜面末端分別放毛巾、棉布和木板，觀察實驗現(xiàn)象.【回答】當(dāng)斜面末端的接觸面越光滑，小球滑動的距離越遠(yuǎn).摩擦力是阻礙物體運動的原因，因為摩擦力的存在使物體運動狀態(tài)發(fā)生了變化.【提問】如果沒有摩擦力的作用，小球又將會怎樣運動呢？【回答】如果沒有摩擦力的作用，物體將永遠(yuǎn)運動下去.一、理想實驗的魅力【提示】亞里士多德的觀點：必須有力作用在物體上，物體才能夠運動；沒有力的作用，物體就要靜止在一個地方【設(shè)問】伽利略對于“運動與力的關(guān)系”，構(gòu)思出 “理想實驗”.將軌道彎曲成曲線abc的形狀，在軌道的一邊釋放一顆小球，如果不存在摩擦力，小球?qū)⑸仙侥睦?？【回答】不存在摩擦力的話，小球?qū)⑸仙皆瓉淼母叨?【提問】若將軌道的傾角減小，彎曲成曲線，小球最高將上升到哪個位置？路程是增大還是減小【回答】同樣上升到與原來點相同同高度，路程增大了.【提問】假如將軌道右側(cè)彎曲放平，這時會發(fā)生什么情況呢？【回答】由于運動面是水平的，小球就再也達(dá)不到原來的高度，如果不存在摩擦力，將永遠(yuǎn)運動下去.【歸納】伽利略根據(jù)“理想實驗”斷言：小球應(yīng)該以恒定的速率永遠(yuǎn)運動下去.由此可推斷，在水平面上做勻速運動的物體并不需要用外力來維持.【解說】理想實驗，是科學(xué)研究中的一種重要的方法.它突出了事物的本質(zhì)特征，能達(dá)到現(xiàn)實科學(xué)實驗無法達(dá)到的極度簡化和純化的程度.伽利略同時代的法國科學(xué)家笛卡兒補充和完善了伽利略的觀點，明確指出：除非物體受到外力的作用，物體將永遠(yuǎn)保持其靜止或運動狀態(tài)，永遠(yuǎn)不會使自己沿曲線運動，而只保持在直線上運動.他還認(rèn)為，這應(yīng)該作為一個原理加以確立，并且是人類整個自然觀的基礎(chǔ).二、牛頓物理學(xué)的基石-慣性定律-【承接】伽利略對物體不受外力時的運動作了準(zhǔn)確的描述，但他并沒有明確指出運動和力之間的關(guān)系是什么.笛卡兒在伽利略的基礎(chǔ)上更近了一步，更為接近真理.牛頓在前人工作的基礎(chǔ)上，根據(jù)自己的研究，系統(tǒng)地總結(jié)了力和運動的關(guān)系，即牛頓第一定律.牛頓第一定律內(nèi)容是：一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài).【提問】牛頓第一定律是最完善的，那么它從幾個方面闡述了力和運動的關(guān)系？【回答】兩個方面：不受力時，物體保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)；受力時，力迫使它改變運動狀態(tài).【提問】什么叫運動狀態(tài)的改變？【回答】速度的大小和方向的改變稱之為運動狀態(tài)的改變.【提問】牛頓第一定律可不可以用實驗來驗證？什么時候可以看作不受力并舉例說明.【回答】不能.因為不受力作用的物體是不存在的.當(dāng)物體受力但所受合力為零時可以看作物體不受力.比如：冰面上滑動的冰球、冰壺球. 【強調(diào)】物體具有保持原來勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)，我們把這個性質(zhì)叫做慣性；牛頓第一定律又叫做慣性定律.【提問】簡述慣性定律和慣性的區(qū)別和聯(lián)系.【回答】慣性定律是物體不受外力作用時所遵從的運動規(guī)律.慣性是物體的固有屬性，一切物體都有慣性.【思考與討論】從牛頓第一定律知，物體都要保持它們原來的勻速直線運動或靜止?fàn)顟B(tài)，或者說，它們都具有抵抗運動狀態(tài)變化的“本領(lǐng)”，但是這種這種“本領(lǐng)”的大小是不一樣的.物體抵抗運動狀態(tài)變化的“本領(lǐng)”，與什么因素有關(guān)呢？【點撥】慣性是物體的固有屬性，不管物體處于什么狀態(tài)，也不管物體是否受力以及受什么樣的力，一個物體的慣性是不變的，與物體速度的大小沒有關(guān)系.任何物體都具有這樣的本領(lǐng)，物體的這種本領(lǐng)的大小僅由物體的質(zhì)量決定.比如，車床等一些機(jī)械，它們的質(zhì)量很大，目的是使慣性增大，運動狀態(tài)不易改變，另外兩個物體總是質(zhì)量小的運動狀態(tài)改變起來更容易些.三、慣性與質(zhì)量【提問】運動的火車比運動的自行車停下來要困難得多，可見物體的慣性即保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的本領(lǐng)，它與物體的質(zhì)量有關(guān)，有什么關(guān)系呢？【回答】物體的慣性與質(zhì)量有關(guān)，與物體的速度有關(guān)，質(zhì)量越大，慣性越大，運動狀態(tài)越難以改變.【設(shè)問】討論、總結(jié)一下慣性的特點.【歸納】一切物體都有慣性，在任何狀態(tài)下都有慣性；慣性是物體的固有性質(zhì)；物體的慣性的大小只與質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量越大，慣性越大，運動狀態(tài)越難以改變；質(zhì)量越小，慣性越小，運動狀態(tài)越容易改變；慣性的大小只與質(zhì)量有關(guān)，與其他因素?zé)o關(guān).【科學(xué)漫步】【課時小結(jié)】通過本節(jié)的學(xué)習(xí)，我們知道了歷史上幾位科學(xué)家對力和運動關(guān)系的看法和研究伽利略得到力和運動關(guān)系的研究方法牛頓第一定律的內(nèi)容：一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，直到外力迫使它改變這種狀態(tài)為止.慣性及應(yīng)用慣性知識解決實際問題的方法【布置作業(yè)】課本p70 1,2,3,4.【板書設(shè)計】1 牛頓第一定律一、理想實驗