PAGEPAGE9牛頓第一定律一、教學(xué)目標1.知識技能目標進一步理解伽利略的研究結(jié)論，運動不需要力來維持。理解牛頓第一定律的內(nèi)容。理解牛頓第一定律告訴了我們，什么是慣性，什么是力。2.過程方法目標：實驗與思考相結(jié)合的思想方法。理想實驗的方法。3.情感態(tài)度價值觀目標：使學(xué)生學(xué)會從紛繁的現(xiàn)象中探求事物本質(zhì)的科學(xué)態(tài)度和研究方法,理解實踐是檢驗真理的惟一標準。二、教學(xué)重點牛頓第一定律的內(nèi)容。慣性概念。三、教學(xué)難點理解牛頓第一定律是利用邏輯思維對事實進行分析的產(chǎn)物，不可能用實驗驗證。理解慣性是物體的固有屬性。四、教學(xué)方法學(xué)生閱讀，學(xué)生動手呈獻事實，觀察。思考。教師講解。學(xué)生在教師創(chuàng)設(shè)的情景中練習(xí)。五、教學(xué)器材電腦投影一些個小物體桌面大小兩個鋼球六、教學(xué)設(shè)計（一）從亞里斯多德到伽利略1.介紹亞里士多德亞里士多德Aristotle(Greek:?ριστοτ?λη?Aristotélēs)(384BC-322BC)亞里士(斯)多德（前384—前322年），古希臘斯吉塔拉人，是世界古代史上最偉大的哲學(xué)家、科學(xué)家和教育家之一。亞里士多德是柏拉圖的學(xué)生，亞歷山大的老師。亞里士多德一生勤奮治學(xué)，從事的學(xué)術(shù)研究涉及到邏輯學(xué)、修辭學(xué)、物理學(xué)、生物學(xué)、教育學(xué)、心理學(xué)、政治學(xué)、經(jīng)濟學(xué)、美學(xué)等，寫下了大量的著作，他的著作是古代的百科全書，據(jù)說有四百到一千部，主要有《工具論》、《形而上學(xué)》、《物理學(xué)》、《倫理學(xué)》、《政治學(xué)》、《詩學(xué)》等。他的思想對人類產(chǎn)生了深遠的影響。他創(chuàng)立了形式邏輯學(xué)，豐富和發(fā)展了哲學(xué)的各個分支學(xué)科，對科學(xué)作出了巨大的貢獻。2.介紹伽利略伽利略(1564～1642)是意大利文藝復(fù)興后期偉大的意大利天文學(xué)家、力學(xué)家、哲學(xué)家、物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家。也是近代實驗物理學(xué)的開拓者，被譽為“近代科學(xué)之父”。他是為維護真理而進行不屈不撓的戰(zhàn)士。恩格斯稱他是“不管有何障礙，都能不顧一切而打破舊說，創(chuàng)立新說的巨人之一”。1564年2月15日生于比薩，1642年1月8日卒于比薩。伽利略家族姓伽利雷(Galilei)，他的全名是GalileoGalilei，但現(xiàn)已通行稱呼他的名Galileo，而不稱呼他的姓。1642年1月8日，78歲的伽利略停止了呼吸。但是他畢生捍衛(wèi)的真理卻與世長存。具有諷刺意味的是，300多年后，1979年11月，在世界主教會議上，羅馬教皇提出重新審理“伽利略案件”。為此，世界著名科學(xué)家組成了一個審查委員會，負責(zé)重新審理這一冤案。其實，哪里還用得著審理什么呢？宇宙飛船在太空飛行，人類的足印深深地留在月球的表面，人造衛(wèi)星的上天，宇宙測探器飛出太陽系發(fā)回的電波……所有這些現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進步，早已宣告了宗教神學(xué)的徹底破產(chǎn)，人類將永遠記住伽利略這個光輝奪目的名字。伽利略怎樣研究物體運動和受力的關(guān)系？伽利略對水平方向的運動是否需要拉力或推力來維持的研究：學(xué)生觀察地板上運動的鋼球，鋼球能夠幾乎勻速運動到碰到墻為止。學(xué)生回憶足球在平整的操場上能運動到很遠。目的明確的斜面實驗。探究運動的原因。在比較光滑的軌道上，小球幾乎達到與出發(fā)點相同的高度，深刻的分析，阻力的覺察。推理知，如果沒有阻力，將達到相同的高度。理想實驗。伽利略通過嚴密的實驗與邏輯推理相結(jié)合的方法，否定了亞里士多德的，沿水平方向的運動要考外界的推或拉來維持的說法。得出正確結(jié)論：物體的運動并不需要拉力或推力來維持。課堂小結(jié)：伽利略對科學(xué)發(fā)展的貢獻。學(xué)生閱讀70頁課文。教師點評。伽利略創(chuàng)建的科學(xué)研究的思想方法：思考（猜想、假設(shè)、推理思考（猜想、假設(shè)、推理…）建立理論建立理論提出問題提出問題實驗（測量、觀察、分析實驗（測量、觀察、分析…）科學(xué)活動的本質(zhì)是，通過思考和實驗之間的相互作用來建立科學(xué)的理論。實驗是檢驗真理的標準。實驗觀測的結(jié)果要用定量、邏輯的方法進行分析和合理的外推。愛因斯坦對伽利略的評價：“伽利略的發(fā)現(xiàn)以及他所應(yīng)用的科學(xué)推理方法是人類思想史上最偉大的成就之一，而且標志著物理學(xué)的真正開端?！?二)牛頓第一定律慣性1.學(xué)生閱讀71頁插圖以及文字內(nèi)容：回憶前一節(jié)課中，伽利略的斜面實驗。對伽利略理想實驗的思考，地球是圓的，引出的問題。法國科學(xué)家笛卡兒的補充和完善。對于圖3－2－2的思考。思想的升華。(教師點評)2.牛頓第一定律的建立：牛頓（IsaacNewton，1642-1727）生平簡介：見附錄。牛頓是偉大的英國物理學(xué)家、天文學(xué)家、數(shù)學(xué)家,1642年12月25日生于林肯郡，是近代科學(xué)的象征。他生前就成為科學(xué)界的主宰，幾乎被當作偶像崇拜。他死后作為自然科學(xué)家又第一個獲得國葬，長眠于歷代帝王和第一流名人的墓地。他作《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》、《光學(xué)》等流傳于世，他的思想觀念長期統(tǒng)率著科學(xué)戰(zhàn)線上的士卒。他在物理、數(shù)學(xué)研究上的主要成果，至今仍是各國大中學(xué)生必修的功課。牛頓第一定律：一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài),直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止。牛頓第一定律告訴了我們什么？(1)物體不受外力時的運動狀態(tài)是勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)。(2)定性明確了力的概念。力不是維持物體運動速度的原因。力是使物體運動狀態(tài)改變的原因。(3)揭示了一切物體都具有的一種固有屬性――慣性。一切物體都有保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質(zhì),這種性質(zhì)叫慣性。學(xué)生討論：怎樣理解牛頓第一定律的文字表述：其中“一切物體”是說，宇宙中無一物體例外。“總是”是說，只要物體不受外力，它一定會保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)?！爸钡接型饬ζ仁顾淖冞@種狀態(tài)為止?！笔钦f，在物體受到外力之前，它一定會保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)。至于受到外力之后，物體的運動狀態(tài)會怎樣改變，那是牛頓第二定律研究的內(nèi)容。在哪里的物體才能不受力？試設(shè)想如果宇宙空間存在某一物體，該物體為距離其他一切物體為無限遠的“孤立物體”，那么這一“孤立物體”將不受其他物體的任何作用力.這是一種只能靠想象來實現(xiàn)的理想情況。牛頓第一定律能夠用實驗來驗證嗎？牛頓第一定律是利用邏輯思維對事實進行分析的產(chǎn)物，不可能用實驗驗證。但是，以牛頓第一定律為基礎(chǔ)，建立起來的其他定律，經(jīng)過實驗驗證，是正確的。慣性的定義：物體具有保持原來勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀體的性質(zhì)，我們把這個性質(zhì)叫做慣性。什么叫做慣性大？什么叫做慣性?。靠梢岳斫鉃槲矬w抵抗運動狀態(tài)變化的“本領(lǐng)”大，就是慣性大。物體抵抗運動狀態(tài)變化的“本領(lǐng)”小，就是慣性小。決定物體慣性大小的因素是什么？慣性大小的實質(zhì)是物體維持其運動狀態(tài)不變的能力的大小。經(jīng)驗說明，物體抵抗運動狀態(tài)變化的“本領(lǐng)”的大小，只與質(zhì)量有關(guān)。無論物體受力怎樣、運動狀態(tài)怎樣、形狀怎樣、溫度怎樣、壓力怎樣等等，只要物體的質(zhì)量一定，物體慣性的大小也就一定?？梢姡|(zhì)量是慣性大小的決定因素。也可以說質(zhì)量是物體慣性大小的量度。排球以一定的速度向你飛來，你并不害怕。但是鉛球以同樣的速度向你飛來，你就會趕快躲開。為什么？排球質(zhì)量小，慣性小，運動狀態(tài)容易被改變，只要用手一撥，排球的運動方向就會改變。而鉛球質(zhì)量大，慣性大，它的運動狀態(tài)不易被改變，你改變不了它的運動方向，它就會砸向你的身體。什么叫做運動狀態(tài)發(fā)生了改變？物體的速度發(fā)生了變化，我們就說物體的運動狀態(tài)發(fā)生了變化。物體受到外力作用后，運動狀態(tài)發(fā)生改變，物體的慣性還能表現(xiàn)出來嗎？慣性是物體的固有屬性，一切物體都有慣性，與物體所處的運動狀態(tài)、地理位置及受力與否均無關(guān)。當物體不受外力或所受外力的合力為零時，慣性表現(xiàn)為保持原來的運動狀態(tài)不變；當物體受到外力作用，其運動狀態(tài)正在改變時，慣性表現(xiàn)為運動狀態(tài)改變的難易程度，慣性越大，它的運動狀態(tài)越難以改變。從某時刻開始，物體不受外力了，物體就保持此時的運動狀態(tài)不變了。牛頓第一定律又叫慣性定律。慣性和慣性定律的區(qū)別與聯(lián)系：慣性定律慣性區(qū)別它是一條物理規(guī)律，揭示了在不受力時，物體的運動規(guī)律，它說明了力是改變物體運動狀態(tài)的原因。慣性定律的成立是有條件的，只有在慣性參照系中，它才成立。這是一個物理概念，描述了物體具有保持運動狀態(tài)不變的本性，它說明了慣性是維持物體運動的原因，慣性是物體固有屬性，物體的慣性不受任何外界條件影響。聯(lián)系慣性定律所揭示的“物體自身具有保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)的性質(zhì)”叫慣性，而“物體在不受力時，能保持速度不變”的原因正是由于物體有慣性，這就是慣性定律和慣性之間的聯(lián)系，也是牛頓第一定律又叫慣性定律的道理。甲汽車在高速公路上以30米每秒的速度前進，完全相同的汽車乙以5米每秒的速度在輔路上前進，哪輛車的慣性大？使甲車停下來要比使乙車停下來空難得多，它們的慣性怎么會一樣大呢？比較兩物體的慣性的大小，要看改變它們的運動狀態(tài)的難易。剛才兩車從運動狀態(tài)到停下來，速度的改變量不同，導(dǎo)致使它們停下來的難易不同。慣性不是速度。甲汽車高速前進中，不慎撞在了巨大的橋墩上，產(chǎn)生了很大的作用力，車和橋墩都嚴重損壞了，完全相同的汽車乙在前進中，不慎沖到了路邊的玉米地里，撞到了一些玉米后，停了下來，車并沒有損壞，說明受到的力不大。哪輛車的慣性大？慣性不是力。牛頓第一定律典型例題【例1】火車在長直水平軌道上勻速行駛，門窗緊閉的的車廂內(nèi)有一人向上跳起，發(fā)現(xiàn)仍落回到車上原處，這是因為A．人跳起后，車廂內(nèi)空氣給他以向前的力，帶著他隨同火車一起向前運動．B．人跳起的瞬間，車廂的地板給他一個向前的力，推動他隨同火車一起向前運動．C．人跳起后，車在繼續(xù)向前運動，所以人落下后必是偏后一些，只是由于時間很短，偏后距離太小，不明顯而已．D．人跳起后直到落地，在水平方向上人和車始終有相同的速度．【分析】人從跳起到落地的過程中，水平方向不受外力作用，保持著原來所具有的速度作勻速直線運動，所以仍落回車上原處．【答】D．【說明】如果人跳起的瞬間，車廂沿水平直軌以加速度a作勻加速運動或勻減速運動，那么人將不會落回車上原處，落地點在原處后方【例2】有人設(shè)想，乘坐氣球飄在高空，由于地球的自轉(zhuǎn)，一晝夜就能周游世界．請你評價一下，這個設(shè)想可行嗎？【分析】因為地球上的一切物體（包括地球周圍的大氣）都隨著地球一起在自轉(zhuǎn)．氣球升空后，由于慣性，它仍保持原來的自轉(zhuǎn)速度．當忽略其他與地球有相對運動（如風(fēng)）的作用產(chǎn)生的影響時，升空的氣球與它下方的地面處于相對靜止的狀態(tài)，不可能使它相對地球繞行一周的．這個設(shè)想不符合物理原理，不可行．【說明】1632年，伽利略觀察了一個關(guān)閉的船艙內(nèi)發(fā)生的現(xiàn)象后，寫道：“在這里（只要船的運動是勻速的），你在一切現(xiàn)象中觀察不出絲毫的改變，你也不能夠根據(jù)任何現(xiàn)象來判斷船究竟是在運動還是停止著：當你在地板上跳躍的時候，你所通過的距離和你在一靜止的船上跳躍時所通過的距離完全相同，也就是說，你向船尾跳時并不比你向船頭跳時——由于船的迅速運動——跳得更快些，雖然當你跳在空中時，在你下面的地板是在向著和你跳躍的相反的方向奔馳著；當你拋一東西給你的朋友時，如果你的朋友在船頭而你在船尾，你所費的力并不比你們兩個站在相反的位置時所費的力更大．從掛在天花板下的裝著水的酒杯里滴下的水滴，將垂直地落到地板上，沒有任何一滴水滴落向船尾方向，雖然當水滴尚在空中時，船在向前走．蒼蠅將繼續(xù)自己的飛行，在各方面都是一樣，毫不發(fā)生蒼蠅（好像它很疲倦地跟在疾駛著的船后）集聚在船尾方面的情形．”伽利略的這段精采的描述，給設(shè)想乘坐飄空氣球周游世界的人是一個很好的勸說．來于生