牛顿第一定律（第一课时）

探究物体不受力时怎样运动（第一课时:牛顿第一定律）学习目标：知识与技能：能说出牛顿第一定律的内容，知道力和运动之间的关系，能判断物体不受力时将处于怎样的状态。过程与方法：简单经历牛顿第一定律推导的思维过程，体验和学会“理想实验法”的设计，学会观察、推理和归纳。情感态度和价值观：培养质疑、反思意识和问题意识，了解人类认识事物本质的曲折，体会人类认识物理规律思维方法的进步。教具：斜面、小车、毛巾、棉布重点：力和运动关系的把握难点：牛顿第一定律得出的思维推理、归纳过程学习过程：教师活动学生活动设计意图学习引入：演示意念螺丝小魔术。老师演示意念螺丝（不用手施力而螺丝自动旋转脱出）。提问：同学们感到奇怪的是手不施力，而螺丝却能自己旋转？要解决这个问题，首先我们就要明白力和运动之间关系是什么？ 新课学习：物体为什么静止？又为什么运动？这个问题在几千年以前古人就已经开始思考了。一、亚里士多德的观点：我们物理研究先从简单的问题开始。请一位同学上台演示，提问：怎样让桌面上的物体持续向前运动？施加的是什么力？当你不施加推力，物体还能继续运动吗？通过你的观察，周边的物体当不施加力时，他们最终都处于什么状态？这说明物体的本性是运动的还是静止的？物体要运动起来必须怎样？物体要一直运动必须一直怎样？古希腊学者亚里士多德通过观察、思考也得出了这样的观点：地面上的物体的本性就是静止的，要让物体运动起来必须要施加作用（力），运动需要力来维持，不用力原来运动的物体就会静止。（副板书要点）有人向他提出质疑：推车时，手不用力推了，但车子还能继续溜一段距离，那又是什么力让物体继续前进？亚里士多德想啊想.反复思考：“人不推了，那又是什么力让物体继续前进呢？”。最后他提出了“自然界厌恶真空”的观点。认为是空气要填补物体前进后原位置留下的“真空”而产生推力，推行物体又前进了一段。他坚持的观点是：运动需要力维持。不持续施力，物体就不能持续运动。亚里士多德是第一个提出力和运动是有联系的人。他的主要思维方式就是观察并凭直觉进行思考。（副板书以上要点）现在我们知道物体向前运动时空气不仅不能产生推力，反而会有阻力，用汽车行进的事例说明。二、伽利略的观点：2000多后，意大利物理学家伽利略通过观察发现物体从斜坡往下运动越来越快，往上运动越来越慢，他想那物体在水平面上运动应该快慢不变，可实际不是这样。他还发现同一速度的物体在不同的表面停止运动的距离也不同，为什么呢？他想:不同的表面.，停下来应该和表面有关，思考后提出表面上有阻力，运动的物体停下来是因为有阻力，若无阻力，物体不会停止运动。可当他向别人阐述观点时，别人不信服。如果你是伽利略，光说不行，你还会通过什么其他途径来证明你的观点？-做实验伽利略的聪明之处首先在于他改变了以往的思维方式，不是直觉观察，还通过设计实验来证明观点，通过实实在在大家看的到的现象来证明。（副板书思维方法）可问题没有完全解决，想证明没有阻力，物体运动不会停止，可是没有阻力的平面找不到？那怎么做实验证明？如果你是伽利略，你会怎么设计实验？（用真空不能传声的实验进行点拨思路）总结：让运动的物体所受阻力逐渐减小，观察物体运动趋势，按照趋势进行推理，引导得出结论。（理想实验）（副板书思维方法）介绍实验目的和器材。目的：探究物体不受阻力时怎样运动器材：斜面，小车，毛巾，棉布提问：怎么逐渐减少小车在平面上受的阻力？若每次小车从平面开始运动的速度不相同，几次实验是否还有可比性？怎么控制小车从平面开始运动的速度相同，用手推行不行？实验时要观察记录哪些物理量？请两位同学进行配合演示实验，其他同学观察。请另一位同学，按照教师给的条件进行推理。阻力若比木板表面再小一些，小车大概停在哪里？若再小一些？若再小？.若没有阻力会停在哪里呢？若没有任何阻力，小车的运动会停止吗？小车在前进过程中，有没有哪个力一直推着让它前行？运动中的小车停下来是因为没有力推了，还是因为有摩擦阻力？运动需要力来维持吗？回顾前面亚里士多德观点的板书，通过这个实验，还同意他的观点吗？总结：物体的运动不需要力来维持。（副板书要点）提问：实验中，若运动的小车在平面上不受任何摩擦，也没有空气阻力，且平面可以无限延长，小车的将做怎样的运动？匀速指速度的大小不变；直线指方向也不会变化，不弯曲，不拐弯。可伽利略不这样认为，他的目光的看更远一些.画图表示，地球是圆的，若沿直线一直运动下去，小车将离地面越来越高，离开地球（幻灯片辅助演示）。伽利略认为往上走，越往高处速度会减慢，所以小车不会沿直线运动下去，而应该是沿着地球表面运动，所以伽利略认为不受任何摩擦阻力，物体将沿地球圆形表面做匀速圆周运动，你同意伽利略的观点吗？教师点拨：由图讲解：是什么力让运动的物体越往高处速度越慢呢？若没有这个力呢？ 点拨：因为受重力影响，小球升高时速度会变慢。若无重力影响，平面对物体没有任何摩擦阻力，小车可以沿平面做匀速直线运动。三、笛卡尔的观点：伽利略之后，法国科学家笛卡尔将数学演绎方法引入对物理现象的分析，并从数学的角度分析后认为不受力，物体将沿直线做匀速运动，而不是圆周运动。他提出如果在太空中不受力，就可以看到物体匀速直线运动这个现象。他提出了一个更为大局观的观点：力学宇宙观。四、牛顿的研究：重力是哪位科学家发现的？牛顿深入的学习了亚里士多德、伽利略和笛卡尔等前人的研究成果，但并没有满足和停留，而是进一步的进行推理、概括和总结。就斜面小车图讲解：引导学生推理：假设小车下滑到平面开始运动的速度是10m/s，它将以怎样的速度继续做匀速直线运动？若1m/s？继续减慢至0.001 m/s？若速度0 m/s？原来运动的物体不受任何阻力时，将.？以什么速度做匀速直线运动？原来静止的物体不受任何阻力时，将.?匀速直线运动和静止，本质上有什么共性？如果你是牛顿，用一个怎样的词语来概括和描述？点拨：静止一直就这样了，匀速直线运动一直就那样了-本质都是保持运动状态不变，速度的大小和方向都不变。物体不受任何阻力时，原来运动状态 。强调：匀速直线运动和静止都是运动状态不变的形式。刚才我们只是以物体在一个方向上的不受力情况进行分析和推理，牛顿进一步推理别的方向不受力时和这一个方向的规律是一样的。留半句让学生填空：若物体不受任何外力作用时，将保持运动状态不变，即保持 状态或 状态。换个角度进行阐述：物体将保持静止或匀速直线运动状态，除非 。介绍牛顿第一定律并板书。（略）要点分析：1、适用一切物体。（地球上、太空中）2、牛顿第一定律在实验基础上进一步推理、概括而得到的，不能用实验直接验证,但是牛顿第一定律进一步得出的一切科学推论都经受住了实践的检验，因此，牛顿第一定律早已成为大家公认的力学基本定律之一。3、牛顿第一定律明确了力和运动的关系：力是使物体运动状态发生改变原因。4、或？ 点拨：物体不受力时，没有改变运动状态的原因了，原来运动状态就不会改变了。原来运动的物体，不受力时，将.？原来静止的物体，不受力时，将.？检测反馈：(略)小结提升：牛顿第一定律阐述了力和运动初步关系，牛顿并没有满足，他想力和运动之间还有许多问题值得继续研究，围绕着力和运动之间的关系，他又提出了许多问题并开展研究，得到了第二、第三定律。如果你是牛顿，你认为力和运动之间还有哪些问题值得研究？后来爱因斯坦等科学家又进一步发展了牛顿第一定律。没有哪个定律是终极真理，物理学的大厦永不封顶，还等待同学们为它添砖加瓦。有人说“意念螺丝”的现象打破了牛顿第一定律，你认为呢？请陈诉理由。教师点拨：螺丝旋转不是匀速直线运动，它是否一定受到力的作用？有电磁力的作用。操作、观察，思考操作、思考回答思考，回答思考，回答小组讨论，回答，展示思考，回答操作，观察思考，操作，回答思考回答思考，回答思考，回答演示，回答思考，回答思考，回答思考，回答思考，回答思考，回答思考，回答思考，回答思考，回答思考回答思考回答思考，回答小组讨论，交流观察、思考趣味魔术，引发学生学习的兴趣，引发思考，引出力和运动关系的研究主题。引导学生操作，并凭直觉作出初步的判断。通过讲述，让学生认识到人类认识事物不断质疑、反思的历程。通过讲解让学生认识到空气不会产生推力，为后面做好铺垫。介绍伽利略的思维历程。通过启发，引导学生得出通过实验验证观点的思维方法。让学生初步了解理想实验的设计思路。通过问题提示，引导学生完善实验设计。体会理想实验的推理的思路和方法。引导学生对亚里士多德的观点进行质疑，得出新的观点。没有直接告知做匀速直线运动。通过讲述让学生了解人类认识规律的曲折过程。通过此环节，发展学生用重力知识解决问题的能力。为此讲述牛顿第一定律的普遍适用性做铺垫。通过讲述让学生简单了解发展的历史。用理想实验的思路引导学生思考物体的运动趋势，培养学生透过现象看本质的能力。通过问题引导引导学生自己归纳，表述规律。为引入惯性做好铺垫。培养学生问题意识。让学生认识到物理学发展永不止步。同时分析加深对定律的理解。板书设计：主板书：一、牛顿第一定律：一切物体在没有受到外力作用时，总保持匀速直线运动状态和静止状态。-不受外力，运动状态不改变。二、运动不需要力来维持，力的效果是