高中物理人教版 (2019)必修 第一册1 牛顿第一定律教学设计

第四章   运动和力的关系

4.1  牛顿第一定律

本节内容在初中阶段学生已经有了一定的认识，比如定律的内容，定性的实验推理过程，尤其是关于惯性的学习和用其对实际现象的分析解释等。高中阶段的学习主要是让学生在已有知识的基础上发现其理解上存在的问题、深入对本定律的理解，这样有利于激发他们进一步学习的兴趣，进而培养他们学习物理的兴趣。为后续课程的学习奠定基础。

【物理观念】知道惯性是物体的固有属性，知道质量是物体惯性大小的量度！培养物质观念！

【科学思维】知道伽利略的理想实验及其主要推理过程和推论，知道理想实验是科学研究的重要方法．

【科学探究】理解牛顿第一定律的内容，能够运用牛顿第一定律解释有关现象

【科学态度与责任】通过伽利略和亚里士多德对力和运动关系的不同认识，了解人类认识事物本质的曲折性．

【教学重点】

1．对牛顿第一运动定律和惯性的正确理解；

2．知道质量是描述惯性的物理量。

【教学难点】

1．力和运 动的关系．

2．惯性和质量的关系．

PPT

【新课导入】

初中我们学习了牛顿第一定律的基本内容，你能说说它揭示了物体运动遵循怎样的规律吗？滑冰运动员如果不用力，他会慢慢停下来。这是否与牛顿第一定律矛盾呢？

【新课讲授】

一、理想实验的魅力

我们发现以上现象似乎有一个共同特征：物体受力时才能运动.如果不受力.物体不会运动或停止运动

亚里士多德的观点：力是维持物体运动的原因（没有力的作用，物体就不能运动）

伽利略的观点：物体的运动不需要靠力来维持

两种说法哪个是正确的？

伽利略的理想实验分析

伽利略理想实验的结论： 小球不受摩擦力，小球就要一直运动下去。

在水平面上运动的物体所以会停下来,是因为受到摩擦阻力的缘故. 球也会越滚越慢，最后停了下来。伽利略认为这是摩擦作用的结果。若没有摩擦，球将永远运动下去。

伽利略同时代的法国科学家笛卡儿也研究了这个问题。

他认为，如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向。他还认为，这应该成为一个原理，是人类整个自然观的基石。

二、牛顿第一定律

牛顿第一定律内容：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.

需要说明的:

1.牛顿第一定律不是由实验直接得到的，它是在实验的基础上经过推理得到的

2.力是改变物体运动状态的原因  它不是维持物体运动的原因

3.不能经过实践检验，因为实际上不受力 的环境是找不到的

对牛顿第一定律的理解

1．牛顿第一定律正确揭示了力和运动的关系，纠正了长期形成的“力是维持物体运动的原因”的错误观点，明确指出了力是改变物体运动状态的原因。

2．牛顿第一定律揭示了物体都有保持原来的静止或匀速直线运动状态的性质——惯性。

3．牛顿第一定律是由理想实验加以科学推理得到的，但是，由它得出的结论，都经历了广泛、严谨的事实的检验。

4．牛顿第一定律是自然界中的普遍规律，“一切物体”是指宇宙中所有物体，不论物体是固体、液体还是气体。

5．物体运动状态的变化即物体运动速度的变化，有以下三种情况：

(1)速度的方向不变，只有大小改变。(物体做直线运动)

(2)速度的大小不变，只有方向改变。(物体做匀速曲线运动)

(3)速度的大小和方向同时发生改变。(物体做变速曲线运动)

三、惯性与质量

1. 惯性概念:  物体有保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质,这种性质叫惯性.

2.  一切物体都具有惯性.  惯性是物体的固有性质, 牛顿第一定律又叫惯性定律.

3．惯性的大小

质量是物体惯性大小的量度．质量越大，惯性越大；质量越小，惯性越小；质量不变，惯性不变．

4．对质量的理解

(1)从物质的角度理解：质量为物体所含物质的多少．

(2)从惯性的角度理解：质量是决定物体惯性大小的唯一因素．

5.  惯性大小的意义：

物体保持原来状态“本领”的大小。惯性越大，保持原来状态“本领”越大，运动状态越难改变；惯性越小，保持原来状态的“本领”就越小，运动状态就容易改变

对惯性的理解及应用

1．惯性现象的“一只”“二有”“三区别”

(1)“一只”：惯性的大小只跟物体的质量有关．

(2)“二有”：惯性是一切物体固有的属性；物体在任何情况下都有惯性．

(3)“三区别”：惯性与第一定律的区别；惯性与力的区别；惯性与速度的区别．

2．惯性与力的关系

(1)惯性不是力，而是物体本身固有的一种性质，因此说“物体受到了惯性作用”“产生了惯性”“受到惯性力”等都是错误的．

(2)力是改变物体运动状态的原因，惯性是维持物体运动状态的原因．力越大，运动状态改变越快；惯性越大，运动状态越难改变．

(3)惯性与物体的受力情况无关．

通过历史史实回顾结合观察调动了学生的学习兴趣，使学生勇于自觉发言，积极参与问题探究。可以帮助学生理解相关知识的本质和内涵，并得到物理思想上的升华。牛顿第一定律适用性的探讨学习，使学生对该定律的理解更进一步，对科学的学习兴趣也会进一步增强。