［目標］
一、知識與技能
１、知道伽利略的理想實驗及其主要推理過程和推論，知道理想實驗是科學研究的重要方法
２、理解牛頓第一定律的內容及意義；理解力和運動的關係，知道物體的運動不需要力來維持。
３、理解慣性的概念，知道質量是慣性大小的量度；會用慣性解釋一些現象。
二、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、通過實驗加深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
三、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
［重點］
１、理解力和運動的關係
２、對牛頓第一定律和慣性的正確理解
３、理想實驗
［教學難點］
１、力和運動的關係
２、慣性和質量的關係
［課時安排］
1課時
［教學過程］
［引入］
師：同學們，在前面的學習中我們學習了怎樣描述物體的運動，知道了物體的一些運動規律，但同學們有沒有想過：同一個物體不同的情況下可以做出不同的運動，究竟是什麼決定了物體的運動情況？要討論這個問題，就要研究運動與力的關係。所以，從今天開始，我們就一起來探究運動與力的關係。
一、據生活現象思考探究
師：現在請同學們結合日常生活經驗，分組探討一下運動和力是怎樣的一種關係，並試着回答以下一些問題。
1、物體的運動需要力來維持嗎？是不是有力物體就能運動，沒力物體就靜止。給物體一初速度，物體在不同平面上滑動，體會物體運動不需要力來維持。
2、物體的運動方向跟力的方向一樣嗎？
以拋粉筆為例
3、物體的運動僅由力決定嗎？
拋粉筆為例
4、物體什麼情況下做直線運動？什麼情況下做曲線運動？
以拋粉筆為例
5、物體做直線運動時，什麼情況下加速？什麼情況下減速？
以拋粉筆為例。
【牢記】：物體的運動不需要力來維持，沒有力物體也能運動：勻速直線運動；運動方向與力的方向無必然聯繫；當速度與力同一直線時，物體做直線運動；速度與力不在同一直線時，曲線運動；同一直線時，力與速度同向，加速；力與速度反向，減速。
要讓學生明白：物體此刻的速度是由上一刻的速度和上一刻的受力決定的，此刻的速度及此刻的受力決定下一刻的速度。（比方：今天的結果是前面的表現決定的，要想今後的結果能改變，必須從現在開始。）
二、歷史上人類對運動與力的關係的認識
師：愛因斯坦曾把一代代科學家探索自然奧祕的努力，比做福爾摩斯偵探小説中警員破案的過程。在偵探故事中，有時候明顯可見的線索卻把人們引到錯誤的判斷上去，也就是説光憑經驗來做判斷是靠不住的。
師：長期以來，在研究物體運動原因的過程中，人們的經驗是：要使一個物體運動，必須推它或拉它。因此，人們直覺地認為，物體的運動是與推拉等行為相聯繫的，當不再推、拉的時候，原來的運動便停止下來。根據這類經驗，亞里士多德得出結論：必須有力作用在物體上，物體才能運動；沒有力的作用，物體便要停止。我想不僅是亞里士多德這樣想，就是在現在，很多人還是這樣想的，因為它與我們的現實生活經驗相一致。但這卻是個錯誤的結論。是由明顯可見的線索引出的錯誤判斷，而且這個錯誤結論竟維持了近兩千年。直到三百多年前，伽俐略創造了有效的“偵察”方法，發現了正確的線索，揭示現象的本質，成為物理學中的福爾摩斯。
師：伽俐略注意到，當一個球沿斜面向下滾動時，它的速度越來越大；向上滾動時，速度越來越小。他由此猜想：當球沿水平面滾動時，速度應該不增不減。實際上他發現，球越來越慢，最後停下來。伽俐略認為，這是由於摩擦阻力的原因，因為他同樣還觀察到，表面越光滑，球便會滾動得越遠。於是他推斷：若沒有摩擦阻力，球將永遠滾下去。
師：伽俐略為了説明他的思想，設計了一個實驗（伽俐略斜面實驗）：讓一個小球沿一個斜面從靜止狀態開始滾下，小球將滾上另一個斜面，如果沒有摩擦，小球將升到原來高度。減小後一斜面的傾角，小球在這個斜面上仍然達到同樣高度，但這一次為了達到同樣高度，比第一次滾得遠些。繼續減小第二個斜面的傾角，小球達到同一高度時將會滾得更遠。於是他問道：若將後一個斜面放平，球會滾動多遠？結論顯然是，球將永遠滾動下去。這就是説物體的運動不需要力來維持，沒有力物體也可以運動（比如在光滑水平上，只要給物體個初速度，物體將以這個速度永遠運動下去），而力恰好是改變物體運動狀態（運動速度）的原因，比如物體加速和減速時都需要受到力的作用。當然我們不能消除一切阻力，也不能把水平木板做得無限長，所以這個實驗是“理想實驗”帶領學生觀察動畫及視頻文件，先看理論動畫，再看演示實驗。
注意：理想實驗不是空想實驗，它是可靠實驗事實加上理論推導。
師：與伽俐略同時代的法國科學家笛卡爾補充和完善了伽利略的觀點。明確指出：除非物體受到外力的作用，物體將永遠保持靜止或運動狀態，永遠不會使自己沿曲線運動，而只保持在直線上運動。他還認為，這應該作為一個原理加以確立，並且是人類整個自然的基礎。
三、牛頓第一定律
牛頓物理學的基石？?？慣性定律
伽俐略和笛卡爾的正確結論在隔了一代人以後，由牛頓總結成動力學的一條基本定律：
牛頓第一定律：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。
注意：學習物理的過程中大家已經對亞里士多德這個名字很熟悉了，並且每次提到的都是他的錯誤觀點，好像成了反面教材，這裏我要向大家説明一下：亞里士多德是個非常偉大的人。恩格斯稱亞里士多德是最博學的人，亞里士多德的研究涉及生物、天文、氣象、數學和物理等，成果十分豐富，是西方文化的奠基人。他追求以世界的本來面目來説明各種自然現象，比如説：他認為天上的運動應該是完美的勻速圓周運動、地上的物體都應該是靜止的。他認為物體的運動需要力來維持，是與大量的“事實”相一致的。他一直追求真理，只不過因為當時研究物理總是靠直覺和思維來進行。因此，他的這一錯誤觀點影響了人們兩千多年。
伽利略實在是一個偉大的科學家，他第一個意識到了摩擦力？?一個本質至今還沒有被認識清楚的問題。有了這一點，加上他又具有豐富、發散而有嚴謹的科學思維能力，設計出其理想實驗就顯得比較自然了。我們認為理想實驗首要的意義在於它摒棄了那種單純依靠思辯來研究物理的行為方式，而確立了實驗在物理研究中的基本地位。從物理史實上可以發現，這時伽利略認為的地面上的物體除靜止外的另一本來面目是勻速圓周運動（而不是勻速直線運動），伽利略是一個偉大的科學家，在物理史上有着不可取代的地位，是因為他第一次確立了物理實驗在物理研究中的重要性，研究物理不再是單純地靠直覺和思維。是笛卡爾第一個明確指出：除非物體受到外力作用，物體將永遠保持靜止或勻速直線運動狀態。這確實是人類思想認識上的一次飛躍。因此，笛卡爾認為上述論斷應該作為一個原理加以確立，且是人類整個自然觀的基礎是十分合理的。笛卡爾當時還指出：在太空環境中可以實現物體不受外力的作用，這時物體的運動就滿足理想實驗的條件（解放了人們的思想，拓寬了看問題的視野）。
牛頓所做的工作不僅是進行了總結，更是從物理上賦予了明確的內涵，這其中包括慣性和力作為科學概念地提出，以及慣性參考系等，同時明確了力和物體運動及其變化之間的直接因果關係。
【牢記】：
1、運動並不需要力來維持，因而力並不是使物體運動的原因；只有當物體的運動狀態發生改變的時候，才需要力，所以力是改變物體運動狀態的原因
2、不受力的物體是不存在的，所以牛頓第一定律是理想定律，不能用實驗來驗證。
3、物體具有保持勻速直線運動狀態或靜止狀態的性質，這種性質稱慣性。所以牛頓第一定律又稱慣性定律。
師：生活中許許多多的現象可以幫助我們理解牛頓第一定律。例如冰壺。冰壺在冰面運動時受到的阻力較小，可以在較長時間內保持運動速度的大小和方向不變直到它再一次受到杆的打擊或碰到障礙物，才改變這種狀態。
觀看牛頓第一定律演示實驗
四、慣性
帶領學生觀看多媒體文件。
生活中的例子：將斧頭和木把往下敲。木把受到敲擊突然停止了。斧頭由於慣性要保持原來的運動狀態，繼續向下運動，使斧頭和木把套緊。
1、問：什麼樣的物體具有慣性？物體什麼時候具有慣性？
答：一切物體均具有慣性。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。
物體任何時候都有慣性，慣性是一種固有屬性。
2、慣性可以被克服嗎？
答：慣性是物體的固有屬性，不是力，不能避免或克服。
3、速度可以突變嗎？
答：當有外力作用迫使物體改變運動狀態時，物體的運動狀態會在原有的基礎上發生變化，慣性的大小就表現為物體運動狀態改變的難易程度。正因為物體的運動狀態是在原有的基礎上一點點變化的，所以速度是不能突變的。
4、物體的慣性大小由什麼決定呢？與速度有關嗎？
答：慣性的大小僅由質量決定。
這裏有一個易錯點：很多同學認為速度大，慣性大；速度小，慣性小。原因是他們把“運動狀態改變的難易程度理”理解為“物體從運動到靜止的難易程度”。
分析：正是因為有外力的作用才使得物體的運動狀態發生改變，所以要比較兩個物體運動狀態改變的難易程度，最起碼要給它們相同的外力作用，才好進行比較。（不恰當的比方：想看兩個人一天誰掙的錢多，最起碼要給他們相同的本錢）
要比較速度變化的難易程度其實就是比較物體的加速度，加速度反映了相同時間內物體速度變化的大小關係，而在相同的外力作用的情況下，物體的加速度大小是僅僅是由質量決定的。所以慣性僅僅由質量決定。（a大，速度變化容易；a小，速度變化難）
慣性的大小僅由質量決定。但由於慣性是屬性不是物理量，所以不能具體講1千克的物體有多少慣性。例：如手擋相同速度的籃球和汽車。如果一輛空車和一輛裝滿貨物車在相同的牽引力作用下由靜止開始運動，它們的運動狀態改變的情況並不相同，空車的質量小，在較短的時間內可以達到某一速度，運動狀態容易改變。裝滿貨物的車，質量大，要在很長的時間內才能達到相同的速度，運動狀態難以改變。慣性大小在實際中是經常要加以考慮的。當我們要求物體的運動狀態容易改變時，應該儘可能減小物體的質量。殲擊機的質量比運輸機、轟炸機的質量要小得多，在戰鬥前還要拋掉副油箱，以進一步減小質量，就是為了要提高殲擊機的靈活性。相反，當我們要求物體的運動狀態不容易改變時，應該儘量增大物體的質量，抽水站的電動抽水機和水泵都固定在很重的機座上，就是要增大它們的質量，以儘量減小它們振動或避免意外的碰撞而移動。
一、教材分析
這節教材首先對人類認識“運動和力”的關係作了歷史的回顧，介紹了四位科學家研究運動和力的關係的思想方法及卓越貢獻。然後講述牛頓第一定律的內容和物體慣性的概念。這是初、高中知識相銜接的一節課程。學生已經瞭解了牛頓第一定律的基本內容，高中階段的學習，首先應該在已有知識的基礎上，糾正一些片面的、不恰當的認識，進一步深化和提高對相關問題的認識，所以在教學設計上應以教材中有關“力是運動的原因還是改變運動狀態的原因”這一問題認識的發展歷史為線索，以科學思想、科學方法教育與思維能力培養為主要目標。讓學生思考亞里士多德是一個非常博學的人，為何他的錯誤觀點能影響人們兩千年呢？牛頓所做的工作不僅是進行總結，更是從物理上賦予了明確的內涵，這其中包括慣性和力作為科學概念的提出。教學的側重點應放在理解人類認識“運動和力”的關係研究、思考、推理過程，學習科學研究中常用的理想實驗方法。在牛頓第一定律內容的學習上，注重知識的理解及與生活實際的聯繫。為發揮學生學習的自主性，思維的積極性，本課採取學生自主探究模式組織教學。
二、學情分析
學生在國中學習中，已經瞭解了牛頓第一定律的基本內容，瞭解了伽利略的理想實驗，但是對其認識還不夠深入。力是維持物體運動狀態的原因還是改變物體運動狀態的原因，學生還不是很清楚。要正確認識它，就要克服日常經驗帶來的錯誤認識，讓他們通過觀察、思考，來澄清錯誤的認識。同時在課堂教學中，應引導學生特別注意伽利略的理想實驗，注意它忽略次要因素、抓住主要因素的科學研究方法，課堂教學中，還應要通過多媒體教學手段，為學生學習創設情景。
三、教學過程設計
【學習目標】
（一）知識與技能：
1、理解牛頓第一定律的內容和意義。
2、知道慣性的概念，知道慣性大小跟質量有關，能夠正確解釋有關慣性的現象。
（二）過程與方法：
回顧亞里士多德、伽利略、笛卡爾及牛頓等物理學家的科研過程，感受他們的研究方法，重點感悟伽利略的物理研究方法。
（三）情感態度價值觀：
通過亞里士多德和伽利略對力和運動關係的不同認識，通過對笛卡兒的觀點和牛頓第一定律的比較分析，瞭解人類認識事物本質的曲折性。感悟科學是人類進步的不竭動力。
【重點難點】
重點：
1．對牛頓第一運動定律和慣性的正確理解
2．科學思想的建立過程
難點：
1．牛頓第一定律的理解和應用
2．質量是慣性唯一量度的理解
【考綱要求】
牛頓運動定律是動力學的基礎，考綱對其要求屬於理解、應用級別
【學習內容】
通過播放兩個和慣性有關的視頻引入新課
問題1：
一、第二兩個自然段，回答下面兩個問題：亞里士多德對力和運動的觀點是什麼？此觀點是正確還是錯誤的？
問題2：恩格斯稱亞里士多德是最博學的人，他的研究涉及生物、天文、氣象、數學、物理等方面，他是西方文化的奠基人，但他持有的“力是維持物體運動的原因”錯誤觀點，為何能延續兩千年呢？
問題3：馬如果不拉車，車為什麼總要停下來呢？
一、理想實驗的魅力
1、伽利略的理想實驗
（1）（實驗事實）。
（2）（科學推想）若另一個斜面光滑，則小球一定會滾到另一斜面的高度。
（3）（科學推想）若減小另一個斜面的傾角，則小球高度，不過，在另一個斜面上將滾得更遠。
（4）（科學推想）若把另一個斜面改成光滑的水平面，則物體將。
理想實驗是建立在可靠的實驗事實基礎上的一種科學研究方法。
2、伽利略的結論：水平面上運動的物體之所以停下，是因為物體，所以，力不是物體運動的原因。問題4：為何説伽利略的斜面實驗是理想斜面實驗呢？
愛因斯坦評價伽利略：伽利略的發現以及他所用的科學的推理方法是人類思想史上最偉大的成就之一，而且標誌着物理學的真正開端。
問題5：閲讀課本69頁第三段，笛卡爾的觀點是什麼？
二、牛頓物理學的基石——慣性定律
牛頓在伽利略、笛卡爾等人研究的基礎上進一步完善得出牛頓第一定律。閲讀課本69頁第
四、第五自然段完成下面的填空：
1、內容：一切物體總保持狀態或狀態，除非迫使它改變這種狀態，這就是牛頓第一定律。
思考：牛頓第一定律能不能用實驗來驗證？什麼時候可以看作不受力？並舉例説明。
2、對牛頓第一定律的理解
（1）明確了慣性的概念
定律的前半句話“一切物體總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態”揭示了一切物體都具有一個固有屬性——慣性，即物體總保持或的性質，牛頓第一定律指出一切物體在任何情況下都具有，因此牛頓第一定律又叫
（2）確定了力的含義
定律的後半句話“除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態”，實際上是對力的定義，即力是改變物體（速度）的原因，並不是維持物體運動的原因。
（3）牛頓第一定律不是一條實驗定律
牛頓第一定律指出物體時的運動規律，他描述的只是一種理想狀態，而實際中的物體是不存在的，當物體所受為零時，其效果和不受外力的作用效果相同。
列舉演示生活中的慣性現象，並解釋本科開頭的兩個視頻。
三、慣性與質量
1、慣性與力的關係
（1）慣性力，而是物體本身固有的一種性質，因此説“物體受到了慣性作用”“產生了慣性”“受到慣性力”等都是錯誤的。
（2）力是改變物體的原因，慣性是維持物體運動狀態的原因。慣性越大，運動狀態改變。
（3）慣性與物體的受力情況。
2、慣性與速度的關係
（1）速度是表示物體運動快慢的物理量，慣性是物體本身固有的性質。
（2）一切物體都有慣性，與物體是否有速度及速度的大小均。
一、教學目標
【知識與技能】
知道牛頓第一定律，常識性瞭解伽利略理想實驗的推理過程，知道什麼是慣性，能夠用慣性解釋生活中常見的現象，知道慣性與質量之間的關係。
【過程與方法】
通過斜面小車實驗，提高觀察能力，動手能力，通過實驗分析，初步養成科學的思維方法（分析、概括、推理）。
【情感態度與價值觀】
體驗在研究過程中成功的喜悦，學會分工與合作，提高團結協作的能力，感悟科學探究的艱辛與曲折，感悟科學就在我們身邊。
二、教學重、難點
【重點】
對牛頓第一運動定律和慣性的正確理解，體會科學思想的建立過程。
【難點】
1、明確“力是維持物體運動的原因”觀點是錯誤的。
2、明確斜面實驗的整個過程。
3、通過對斜面實驗的分析比較得出牛頓第一定律。
三、教學過程
環節一：導入新課
教師設計兩個實驗。提出問題：
1、要讓靜止的書（文具盒）運動，該怎麼辦？
2、停止用力，又會如何呢？
誤導學生：物理受力就會運動，不受力就停止。
得出謬論：物體運動要靠力維持。
教師實驗演示：在桌面推一輛小車，撤去推力，小車沒有立即停下。
得出結論：物體運動不需要力來維持。
觀察學生表情，出示亞里士多德和伽利略的兩種截然不同的觀點，激發學生探究的興趣，活躍課堂氣氛，由此引出今天的課題《牛頓第一定律》。
環節二：新課講授
敍述古代人們對於運動的認識和伽利略對於運動的觀點。
演示實驗：“阻力對物體運動的影響”。
（1）棉布鋪在水平木板上，讓小車從斜面頂端由靜止滑下，讓同學們觀察小車在木板上滑行的距離。
（2）去掉木板上的棉布，再次讓小車從斜面頂端由靜止滑下，讓同學們觀察小車在木板上滑行的距離。
提問：兩次實驗為什麼都讓小車在斜面頂端由靜止滑下？
回答：使小車滑到斜面底端時速度相同。
總結實驗現象：小車所受的阻力減小，向前滑行的距離變大。
推理：如果物體受到的阻力為零，速度就不會減小，物體將以恆定不變的速度永遠運動下去。
講述牛頓總結了伽利略等人的研究成果得到牛頓第一定律。
強調雖然牛頓第一定律建立在大量經驗事實的基礎上，但卻是一個推理而概括出來的定律。
提問：牛頓第一定律藴涵幾部分知識，小組討論，教師總結得出牛頓第一定律包含三部分內容：
（1）物體在不受力時，總保持勻速運動狀態或靜止狀態。
（2）物體有保持勻速直線運動狀態的性質，叫做慣性。
（3）物體運動狀態的改變需要外力。
通過一系列問題的提問與引導，導出慣性這一概念，講解慣性僅與質量有關，列舉生活中有關於利用慣性的事例。
環節三：鞏固提高
提問同學們牛頓第一定律從幾個方面闡述了力和運動的關係？什麼是運動狀態的改變？
學生根據本節課所學的知識點回答。
環節四：小結作業
小結：以提問的方式進行提問總結，梳理本節課知識點。
作業：查閲伽利略斜面實驗的完整設計過程，同時觀察生活中有關利用慣性的事例。
四、板書設計
五、教學反思
蒙田範文網