4.1 牛顿第一定律

4.1 牛顿第一定律【教学目标】1了解有关运动和力的关系的历史发展，知道理想实验是科学研究的重要方法。2理解并掌握牛顿第一定律的内容和意义。3知道什么是惯性，会正确解释有关惯性的现象。知道质量是物体惯性大小的量度。【重点难点】1掌握牛顿第一定律，正确理解力和物体运动的关系。2知道质量是物体惯性大小的量度，会正确解释有关惯性的现象。【教学方法】观察、分析、推理、归纳【教学用具】斜面、铁架台、小车、毛巾、棉布【教学过程】一、人类对运动和力的关系的探索历程1、十七世纪前对运动和力的关系的认识(亚里士多德的观点)：力是维持问题运动的原因。2、伽利略的理想实验及其推论（正确认识）：力是改变物体运动状态的原因，运动并不需要力来维持。让小球从斜面上由静止滚下来，小球将滚上另一个斜面，如果没有摩擦，小球将上升到原来的高度。伽利略在可靠的实验基础上，进行推论：如果减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上达到原来的高度就要通过更长的路程，继续减小第二个斜面的倾角，使它最终成为水平面，小球就再也达不到原来的高度，而沿水平面以恒定速度继续运动下去。伽利略通过理想斜面实验得到推论：一切运动着的物体在没有受到阻力作用的时候,它的速度保持不变, 并且一直运动下去。伽利略理想斜面实验是想象中的实验,但它建立在可靠的事实基础之上。现代科技可使物体所受阻力越来越小，使实验越来越趋近于实际情况。演示：气垫导轨上滑块的运动是匀速直线运动。3、笛卡尔对伽利略看法的补充和完善：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。二、牛顿第一定律1、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。2、意义：（1）揭示了一切物体都具有惯性（保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质）；（2）揭示了运动和力的关系：力不是维持物体速度的原因（物体的运动并不需要力来维持），而是改变物体速度（运动状态）（或说力是使物体产生加速度）的原因。 物体运动状态（速度）的改变：速度的大小变化、速度的方向变化或速度的大小和方向同时变化。三、惯性与质量1、惯性： 物体具有保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫惯性（牛顿第一律又叫惯性定律）。（1）惯性是物体的固有属性，一切物体都有惯性。（2）惯性与物体的受力情况和运动状态无关。（3）质量是物体惯性大小的量度（惯性反映物体运动状态改变的难易程度）。（4）惯性不是力。2、惯性定律和惯性的区别与联系：（1）惯性定律是物体不受外力作用时所遵从的运动规律。（2）惯性是物体的固有属性。 3、运用牛顿第一定律分析惯性现象的基本步骤：（1）分析物体原来的运动状态：静止或匀速直线运动；（2）找出物体哪部分受力而改变运动状态；（3）找出物体哪部分不受力，运动状态不改变。【例1】火车在长直水平轨道上匀速行驶，门窗紧闭的车厢内有一人向上跳起，发现仍落回到车上原处，这是因为( )A 人跳起后，车厢内空气给他以向前的力，带着他随同火车一起向前运动。B人跳起的瞬间，车厢的地板给他一个向前的力，推动他随同火车一起向前运动。C人跳起后，车在继续向前运动，所以人落下后必是偏后一些，只是由于时间很短，偏后距离太小，不明显而已。D人跳起后直到落地，在水平方向上人和车始终有相同的速度。【例2】有人设想，乘