人教版必修一牛頓第一定律教案

　　牛頓第一定律的完整表述是任何物體都要保持勻速直線運動或靜止狀態，直到外力迫使它改變運動狀態為止。下面小編給你分享，歡迎閱讀。

　　一、教學目標

　　知識與技能：

　　1.知道伽利略和亞里士多德對力和運動關係的不同認識

　　2.知道伽利略的理想實驗及其推理過程和結論

　　3.知道什麼是慣性，會正確理解有關現象

　　過程與方法：

　　1.觀察生活中的慣性現象，瞭解力和運動的關係.

　　2.通過實驗加探對牛頓第一定律的理解.

　　3.理解理想實驗是科學研究的重要方法.

　　情感態度與價值觀：

　　1.通過伽利略和亞里士多德對力和運動關係的不同認識，瞭解人類認識事物本質的曲折性.

　　2.感悟科學是人類進步的不竭動力.

　　二、教學內容剖析

　　本節課的地位和作用：

　　本節慣性定律的內容及匯出過程，強調它在科學中的地位與作用，意在引導學生了解科學的發現和發展。科學的發現都有其深刻的社會背景和科學背景，同時，科學家自身的創造性思維品質和敢於置疑、堅持真理的獻身精神又成為情感態度價值觀教育的好素材。

　　本節課教學重點：

　　牛頓第一運動定律、慣性的概念。

　　本節課教學難點：

　　1.消除“力是維持物體運動的原因”的錯誤觀點。

　　2.牛頓第一運動定律。

　　3、慣性概念的理解及應用。

　　三、教學準備

　　電化教室、“3.1 牛頓第一定律.”ppt”檔案

　　[教學過程設計]

　　一.引入

　　播放視訊剪輯《汽車事故實驗》，在視訊剪輯中,我們看到撞車後假人和車子的運動情況.我們要討論的是,人和車子為什麼會做這種或那種運動.要討論這個問題,必須知道運動和力的關係.在力學中,只研究物體怎樣運動而不涉及運動和力的關係的分科叫做運動學,研究運動和力的關係的分科叫做動力學.

　　動力學的奠基人是英國科學家牛頓.牛頓在1687年出版了他的名著《自然哲學的數學原理》.這部著作中,牛頓提出了三條運動定律,這三條定律總稱為牛頓運動定律,是整個動力學的基礎.這一章我們要學習的就是牛頓運動定律.

　　二.正課

　　1、歷史的回顧.

　　遠在兩千多年以前，人們已經提出了運動和力的關係問題.可是直到伽利略和牛頓時代，才對這個問題給出了正確的答案

　　演示實驗:用力推車,車子才前進,停止用力,車子就要停下來.

　　1.1 亞里士多德***Aristotle***

　　在17世紀前人們普遍認為力是維持物體運動的原因.用力推車，車子才前進，停止用力，車子就要停下來.古希臘的哲學家亞里士多德***公元前384—前322***根據這類經驗事實得出結論說：必須有力作用在物體上，物體才能運動，沒有力的作用，物體就要靜止下來.***力是維持物體運動狀態的原因***

　　在亞里士多德以後的兩千年內，動力學一直沒有多大進展.直到17世紀，義大利著名物理學家伽利略才根據實驗指出，在水平面上運動的物體所以會停下來，是因為受到摩擦阻力的緣故.

　　教師對亞里士多德做簡單的介紹，以培養學生對科學家們的熱愛。

　　1.2 伽利略***Galileo***

　　在水平面上運動的物體所以會停下來,是因為受到摩擦阻力的緣故.

　　若阻力非常小,物體將做什麼運動呢?

　　課件演示實驗:物體沿氣墊導軌的運動很接近勻速直線運動.

　　介紹:上海磁懸浮列車示範運營線、設計最高時速430公里/ 小時.

　　若阻力減少到零,情況又會怎樣呢?

　　計算機模擬實驗:伽利略的理想實驗.

　　結論:設想沒有摩擦,一旦物體具有某一速度,物體將保持這個速度繼續運動下去.

　　而水平桌面上推物體物體動起來，不推物體就不動，正是由於摩擦力的作用使物體改變了運動狀態，所以力是改變物體運動狀態的原因。

　　伽利略的研究方法:以可靠的事實為基礎,經過抽象思維,抓住主要因素,忽略次要因素,從而更深刻地揭示了自然規律.

　　對伽利略進行簡單的介紹。

　　1.3 笛卡兒***Descartes***

　　如果沒有其他原因,運動的物體將繼續以同一速度沿著一條直線運動,既不會停下來,也不會偏離原來的方向.

　　講解:牛頓在伽利略等人研究的基礎上,並根據他自己的研究,系統地總結了力學的知識,提出了三條運動定律.

　　2 牛頓第一定律

　　2.1 內容

　　一切物體總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態,除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態。

　　牛頓:“站在巨人的肩上”.

　　學生討論:牛頓第一定律的含義.

　　2.2 含義

　　2.2.1我們所遇到的實際問題中,物體不受力的情況是沒有的.物體受平衡力時,或者說合力為零時的情況跟不受力的情況是相同的.

　　2.2.2 物體運動狀態的改變需要外力.

　　力是改變物體速度的原因.

　　2.2.3 一切物體都有保持勻速直線運動狀態或靜止狀態的特性.

　　3 、慣性

　　3.1 定義

　　物體的這種保持原來的勻速直線運動或靜止狀態的性質叫做慣性.

　　當汽車突然開動的時候,汽車裡的乘客會向後面傾斜.當汽車突然停止的時候,汽車裡的乘客會向前面傾斜.

　　提問:在視訊《汽車事故實驗》實驗的剪輯中,當車撞到牆時,假人為什麼會從車子中往 前飛出。並適當的對學生進行安全教育。

　　3.2 性質

　　3.2.1 一切物體都具有慣性,物體的運動並不需要力來維持.

　　3.2.2 慣性是物體的固有性質,不論物體處於什麼狀態,都具有慣性.

　　講解:天上的飛機、地上的汽車、羽毛都具有慣性.

　　3.2.3慣性與物體的質量有關，物體質量越大慣性越大

　　如：課件演示慣性炮實驗，從而讓學生知道質量小的物體慣性也小，用很小的力就能把靜止的空氣變成運動的空氣。

　　三.小結

　　1.伽利略對力和運動關係的研究方法.

　　伽利略對科學的貢獻就在於毀滅直覺的觀點而用新的觀點來代替它.

　　2.歷史上對力和運動關係的看法和研究.

　　教會對伽利略的迫害.

　　3.牛頓第一定律的內容及含義.

　　4.慣性及應用慣性知識解決實際問題的方法.

　　五.作業

　　1.教科書:P75.問題與聯絡1、2、3

　　2.教科書:P74.科學漫步

　　[板書設計]

　　1、 歷史的回顧

　　1.1 亞里士多德***Aristotle***

　　必須有力作用在物體上,物體才能運動,沒有力的作用,物體就要靜止下來.

　　1.2 伽利略***Galileo***

　　在水平面上運動的物體所以會停下來,是因為受到摩擦阻力的緣故.

　　伽利略的斜面實驗.

　　1.3 笛卡兒***Descartes***

　　如果沒有其他原因,運動的物體將繼續以同一速度沿著一條直線運動,既不會停下來,也不會偏離原來的方向.

　　2 牛頓第一定律

　　2.1 內容

　　一切物體總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態,直到有外力迫使它改變這種狀態為止.

　　2.2 含義

　　2.2.1 物體不受外力時,總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態.

　　力不是維持物體速度的原因.

　　2.2.2 物體運動狀態的改變需要外力.

　　力是改變物體速度的原因.

　　2.2.3 一切物體都有保持勻速直線運動狀態或靜止狀態的特性.

　　3 慣性

　　3.1 定義

　　物體的這種保持原來的勻速直線運動或靜止狀態的性質叫做慣性.

　　3.2 性質

　　3.2.1 一切物體都具有慣性,物體的運動並不需要力來維持.

　　3.2.2 慣性是物體的固有性質,不論物體處於什麼狀態,都具有慣性.

　　3.2.3慣性與物體的質量有關，質量越大慣性越大。

　　教學資源：

　　亞里士多德是第一個嘗試研究物理學並給出“物理學”這一

　　名稱的人。他生活在古希臘文明發展的鼎盛期。從17歲開始，跟

　　隨大哲學家柏拉圖一直學習了20年。

　　亞里士多德力圖以世界的本來面目來說明各種自然現象，這

　　是他的進步之處。但由於當時研究物理學只是依靠直覺和思維來

　　進行，所以他的很多關於物理方面的論述，顯然今天看來是錯誤

　　的，然而在當時，能夠擺脫神的意志，特別是形成一套自圓其說的體系，這是很不簡單的。

　　亞里士多德曾說過：“我沒有現成的根據，沒有可照抄的模

　　式。我是一位開拓者，所以我是渺小的。我希望讀者諸君能夠承認我已成就的，原諒我所未能成就的。”

　　亞里士多德幾乎在每一個科學領域***如：植物、動物、天文

　　、氣象、數學和物理等***都作出了自己的貢獻，其學說對後世的西方思想和科學產生了重大的影響。這一點沒有其他任何一位古希臘思想家可以相比。

　　公元前323年，馬其頓王朝被希臘人推翻。亞里士多德也遭到不幸，失去了他苦心蒐集的各種標本和資料，失去了他的全部書稿。第二年，在極度失望的情況下，這位科學的始祖飲毒而死。

　　亞里士多德曾說過一句名言：“我敬愛柏拉圖，但我更愛真理。”由此可見亞里士多德追求真理的執著精神。

　　當今世界著名的高等學府美國哈佛大學的校訓就是：

　　“讓柏拉圖與你為友，

　　讓亞里士多德與你為友，

　　更重要的是，讓真理與你為友。”

　　伽利略，著名義大利數學家、天文學家、物理學家、哲學家。是首先在科學實驗的基礎之上融會貫通了數學、天文學、物理學三門科學的科學巨人。伽利略是科學革命的先驅。伽利略科學上的成就與他首創的實驗與理論相結合的研究方法分不開。他對物理規律的論證十分嚴格，這個論證過程可概括為：

　　觀察-假說-數學分析、推論-實驗驗證……

　　他不但親自設計和演示過許多實驗，而且親自研製出不少技術精湛的實驗儀器，例如浮力天平、溫度計、望遠鏡、顯微鏡等。他倡導實驗與理論計算相結合的方法，把實驗事實與抽象思維結合起來，用實驗檢驗理論推導，開創了以實驗為基礎具有嚴密邏輯理論體系的近代科學，被譽為“近代科學之父”。

　　愛因斯坦為之評論說：“伽利略的發現，以及他使用的科學推理方法，是人類思想史上最偉大的成就之一，而且標誌著物理學的真正開端。”

　　牛頓第一定律發展簡史

　　公元前5世紀的德謨克利特、伊壁鳩魯認為：“當原子在虛空裡被帶向前進而沒有東西與他們碰撞時，它們一定以相等的速度運動。”這只是猜測或推想的結果。

　　公元前4世紀，希臘的哲學家亞里士多德指出：力是維持物體運動的原因，有力就有運動，沒有力就沒有運動。雖然這是一個錯誤的觀點，但他第一次提出了力與運動間存在關係的論點，這就是他對動力學的貢獻。

　　6世紀希臘學者菲洛彭諾斯對亞里士多德的運動學說持批判態度。他認為拋體本身具有某種動力，推動物體前進，直到耗盡才趨於停止，這種看法後來發展為“衝力理論”。

　　14世紀，以布里丹、阿爾伯特、奧里斯姆等人提出“衝力理論”，他們認為：“推動者在推動一物體運動時，便對它施加某種衝力或某種動力，速度越大，衝力越大，衝力耗盡時，物體停止下來。”這為伽利略和牛頓開闢了道路。

　　17世紀，伽利略，在自己的著作中多次提出類似於慣性原理的說法。他分別於1632年和1638年，在《關於托勒密和哥白尼兩大世界體系的對話》和《關於力學和運動兩種新科學的談話》***簡稱《兩門新科學》***中記錄了他的理想斜面實驗，並推想得到結論：“假設物體沿光滑斜面落下，並沿著另一斜面向上運動，則物體不受斜面傾角的影響仍將達到和原來同樣的高度，只是需要的時間不同而已。”伽利略得到的結論，打破了自亞里士多德以來一千多年間關於受力運動的物體，當外力停止作用時便歸於靜止的陳舊觀念。伽利略的思想無疑地比他的前輩前進了一大步，這已經很接近慣性定律，但是伽利略還沒有擺脫亞里士多德的影響，還不能說伽略發現了慣性定律。

　　1644年，笛卡爾在他的《哲學原理》一書中彌補了伽利略的不足。他明確地指出，除非物體受到外因的作用，物體將永遠保持其靜止或運動狀態，並且還特地宣告，慣性運動的物體永遠不會使自己趨向曲線運動，而只保持在直線上運動。他把這條基本原理表述為兩條定律：一、每一單獨的物質微粒將繼續保持同一狀態，直到與其他微粒相碰被迫改變這一狀態為止;二、所有的運動，其本身都是沿直線的。然而笛卡兒沒有建立起他試圖建立的那種能演繹出各種自然現象的體系，其中許多是錯誤的，不過他的思想對牛頓的綜合產生了一定的影響。笛卡兒的貢獻在於他第一個認識到力是改變物體運動狀態的原因。

　　1687年，牛頓在笛卡爾、伽利略等人工作的基礎上，撰寫《自然哲學的數學原理》，擺脫舊觀念的束縛，把慣性定律作為第一原理正式提了出來：一切物體總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態，除非作用在它上面的外力迫使它改變這種狀態為止。他提出了保持勻速直線運動狀態和靜止狀態是物體的固有屬性的觀點，以及從中得出的慣性參照系的概念。