发布时间 : 星期三 文章2019-2020年高中物理 第四章第一节牛顿第一定律教案 新人教版必修1更新完毕开始阅读5f4013b9571252d380eb6294dd88d0d232d43c2c
牛：我是英国著名的物理学家、数学家和天文学家。我的观点是：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。
师：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。这就是牛顿第一定律的内容，也是我们这节课的主要学习探究的内容。
师：我们应该如何评价四人在牛顿第一定律的发现过程中的所体现出来优点和缺点呢？ 生：（多人回答补充）亚里斯多德———只想用推理去解释物理现象，并没有从事这一领域的任何实验工作，所以他提出了错误的断言，阻碍了科学的发展。
伽利略———进行科学研究的特点：第一是重视理想实验，抓住事物的本质；第二是把自己熟悉的领域和实验研究透彻。
笛卡儿———高明的地方就是认识到惯性定律是解决力学问题的关键所在，是他最早把惯性定律作为原理加以确立，并视之为整个自然观的基础，这对后来牛顿的综合工作有深远影响。
牛顿———高度概括了前人的工作。
师：亚里斯多德是古代知识的集大成者，恩格斯称他是最博学的人。他的著作是古代的百科全书，据说有四百到一干部，主要有 《工具论》、《形而上学》、《物理学》、《伦理学》、《政治学》、《诗学》等。他的思想对人类产生了深远的影响。在物理学方面，亚里斯多德最重要的贡献是创
造了这门学科的名称，“物理”一词的现代拉丁文 “Ｐｈｙｓｉｃａ”，是他从希腊字φｖｏｉｓ（自然）一词推演而来的。
伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正开端。这个发现告诉我们，根据直接观察所得出的直觉的结论不是常常可靠的，因为它们有时会引到错误的线索上去。伽利略奠定了近代实验物理学的基础，他的建立在科学的方法论基础之上的一系列科学活动，以及由此而获得的一系列发现、发明和创造，无疑地证明了他是一位伟大的实验科学家和伟大的思想家。伽利略继承和发展了阿基米德的方法论———注重科学实践的唯物主义世界观，勇敢地向被奉为权威的亚里士多德的传统观念挑战———仅仅强调观念、注意主观思考和单纯的推理的唯心主义。他把物理学与数学紧密结合起来，以准确的数学证明寻求物质运动的规律，用数学语言表达物理的定律。他注重归纳法，也注重演绎法，并且数学证明达到了极其严谨和巧妙的境地。
笛卡儿补充和完善了伽利略的观点，但是他没有把其形成规律。
牛顿的杰出成就主要归功于他的勤奋。牛顿极其珍惜时间，从不浪费一点儿，他认为 “不花在研究上的时间都是损失”。他常常通宵达旦地在实验室里工作。牛顿的科学成就是无与伦比的，但是他自己却谦逊地说：“如果说我比笛卡儿看得远一点，那是因为我站在巨人的肩上。”“我不知道，在世人眼里我是什么样的人；但是在我自己看来，我不过象是在海边玩耍的孩子，为不时
拣到一块比较光滑的卵石、一只比较漂亮的贝壳而喜悦，而真理的大海在我面前，一点也没有被发现。”这些质朴感人的话，一直成为科学界的至理名言。
教师回顾：有一个基本问题，几千年来都因为它太复杂而含糊不清，这就是运动的问题……
设想有一个静止的物体，没有任何运动。要改变这样一个物体的位置，必须使它受力，如推它，提它，或由其他的物体如马、蒸汽机作用于它。我们的直觉认为运动是与推、提、拉等动作相连的，多次的经验使我们进一步深信，要使一个物体运动得愈快，必须用更大的力推它，结论好像是很自然的：对一个物体的作用愈强，它的速度就愈大。一辆四匹马写的车比一辆两匹马驾的车运动得快一些。这样，直觉告诉我们，速率主要是跟作用有关。 但是直觉错在哪里呢？说一辆四匹马驾的车比一辆两匹马驾的车走得快些难道还会有错吗？
假如有人推着一辆小车在平路上行走，然后突然停止推那辆小车。小车不会立刻静止，它还会继续运动一段很短的距离。我们想：怎样才能增加这段距离呢？这有许多办法，例如在车轮上涂油，把路修得很平滑等。车轮转动得愈容易、路愈平滑，车便可以继续运动得愈远。但是在车轮上涂油和把路修平有什么作用呢？只有一种作用：外部的影响减小了，即车轮里以及车轮与路之间的那种所谓摩擦力的影响减小了……假想路是绝对平滑的，而车轮也毫无摩擦，那么就没有什么东西阻止小车，而它就会永远运动下去。这个结论是从一个理想实验中得来的，而这个实验实际上是永远无法做到的。因为不可能把所有的外界影响都消除掉。这个理想实验指出了真正建立运动的力学基础的线索。
比较一下对待这个问题的两种方法，我们可以说，根据直觉的观念是这样的：作用愈大，速度便愈大，因此速度本身表明着有没有外力作用于物体之上。伽利略所发现的新线索是：一个物体，假如既没有人去推它、拉它也没有人用别的方法去作用于它，或者简单些说，假如没有外力作用于它，此物体将均匀地运动，即沿一直线永远以同样速度运动下去。因此，速度本身并不表明有没有外力作用于物体上。伽利略这个正确的结论隔了一代以后由牛顿把它写成牛顿第一定律。
人的思维创造出一直在改变的一个宇宙图景。伽利略对科学的贡献就在于毁灭直觉的观点而用新的观点来代替它，这就是伽利略的发现的重大意义。伽利略理想实验不是简单地告诉我们一个结论，更重要的是传授给我们研究物理问题的基本思维方法：把实验事实同抽象思维结合起来；忽略次要矛盾，抓住主要矛盾；不盲目相信直觉和前人的结论，这些思维方法已成为人们进一步研究物理问题的一把钥匙。对于伽利略的理想实验，我们应该掌握两个基本特点：一是本实验利用了机械能守恒定理，忽略了摩擦；二是扩展了实验现象，通过分析、推理和想象，揭示了“运动”和 “力”的本质规律。由此，我们可以具体地了解到研究物理问题所需要的思维方法。抛开伽利略理想实验本身，以当时的时代背景来看，亚里士多德的观点 （力是使物体产生运动的原因）已存在两千多年，并且这种观点很符合人们的直觉，因而根深蒂固。要使原来静止的物体改变位置，就必须对物体施力，并且直觉给人的印象是对物体施力越大，物体的运动就越快，似乎运动速率主要与物体的受力有关。在这样的背景下，伽利略通过精心设计实验，得出了与表面现象完全相反的正确结论，对科学研究起到了划时代的作用，这正是本实验的又一重要之处。它可以使我们清楚地认识到，在物理
学习中不能只看事物的表面现象，也不能轻信别人的结论，必须要有严谨的态度，这一点也是进行物理研究所必需的。
教师：对于牛顿第一定律，我们应该怎么理解呢？下面看一个情景录象
足球在地面上滚动，最终停下来。（字幕：为什么足球会停下来？如果地面光滑呢？） 学生：（争相回答）受地面摩擦力作用；一直运动下去。 教师：由此可以得到那些结论？
学生：（讨论回答）合外力能改变物体的运动状态；合外力为０时，物体的状态保持变。 [信息反馈题] （投影）：物体沿斜面向上滑动，则一定受到一个沿斜面向上的力的作用。请判断正误，并说明原因。
学生：（异口同声）不对！运动的方向，即速度方向与合外力方向不一定相同，因为合外力是改变物体运动状态的原因，不是一定与速度同向，如：斜抛物体。
教师：（在水平桌面上放置小车，小车上竖立一长木块。）请问同学们！如何让小车歪倒？
学生：（各抒己见）意见一：直接用手推倒；意见二：用力猛推小车，木块会歪倒。 教师：考虑你们所用方法的原理是什么？
学生：意见一的原理：合外力改变物体的运动状态；意见二的原理：利用惯性。 教师：何谓惯性？有何特点？
学生：一切物体保持匀速直线运动状态和静止状态的性质叫做惯性；惯性是物体的固有属性，它只与物体的质量有关，并由质量决定。
教师：生活中，哪些现象利用了物体的惯性？你可以举例子，可以利用你自己或者现成的教学仪器进行演示。
学生：（不同学生分别上台演示或者叙述不同实验）实验一：用锤子敲击塑料片，塑料片飞出，但是鸡蛋落入下面的水杯中；实验二：运动员冲刺到达终点时，并不能立即停下，而是要向前冲一段距离；实验三 （教师进行动画演示）：老式飞机低空俯冲投弹时，由于炸弹反弹与飞机相遇，飞机本身被炸毁……。（学生举了很多例子，他们的思想很活跃）
三、本课小结
教师：下面我们自己总结这节课的内容有哪些？
学生：这节课的内容有牛顿第一定律，即惯性定律；（同时，大多数学生认为）本节课的主要内容是牛顿第一定律的发现过程中所体现出来的物理方法和物理思想。
四、布置作业
惯性对我们来说有利有弊，但是，如果没有惯性，世界会变成什么样子？请同学们各自写一篇小论文，作为课下作业。
板书设计
第四章 牛顿运动定律 第一节 牛顿第一定律 １．辩论记录
项目 人物 自我介绍 观点 论据 优点 缺点 亚里士多 德 伽利略 笛卡儿 牛顿 ２．理想实验：可靠的事实与理论思维相结合 ３．牛顿第一定律
（１）内容：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）理解：合外力改变物体的运动状态；一切物体保持匀速直线运动状态和静止状态的性质叫做惯性；合外力为０时，物体的运动状态保持不变。
（３）历史回顾
教学设计说明
本节课通过让学生分角色扮演牛顿第一定律发现过程中的四个重要人物：亚里士多德、伽利略、笛卡儿和牛顿，从而使学生能够真正体会到物理规律发现过程的复杂和曲折；同时让学生通过自己的探讨研究搞清楚牛顿第一定律的的含义。
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