牛顿第一定律 (2)

第三章 牛顿运动定律第一节 牛顿第一定律兰州二十七中学 物理教研组 王瀚坤教学目标：1知识、技能目标 （1）理解牛顿第一定律的内容及意义。（2）理解惯性，知道日常生活中由于惯性而产生的简单现象，会解释日常生活中的惯性现象。（3）正确理解力和运动的关系2能力、方法目标：知道理想实验是科学研究的重要方法，培养学生严谨的逻辑推理能力；通过对大量实例的分析，培养学生归纳、综合能力。善于思考、善于总结，把物理与实际生活紧密结合。3情感、态度目标：知道牛顿第一定律的建立过程，让学生知道科学研究过程的艰难，领悟实验加推理的科学研究方法。教学重点：牛顿第一定律、惯性教学难点：对牛顿第一定律及惯性的正确理解教学过程：关于力与运动的关系一、历史的回顾1.亚里士多德（公元前300年，古希腊）的观点：人推车，车动，人不推，车不动（板）力是维持物体运动的原因，四匹马拉的车比两匹马拉的车跑的快力越大，物体运动的越快，速度快，（板）生活经验+直觉得出2.伽利略（17世纪，意大利）的观点：伽利略的理想实验：17世纪意大利的著名实验物理学家伽利略通过观察、实验、分析、推理，指出亚里士多德的“力是维持物体运动的原因”的结论是错误的，运动的小车能够停下来是由于它受到摩擦阻力作用的结果，伽利略基于摩擦阻力使小车的速度改变这个可靠事实，设计了一个无摩擦的理想实验，并进行科学的推论。如课本图1所示，让小球沿一个斜面从静止滚下来，小球将滚上另一个斜面。如果没有摩擦，小球将上升到原来的高度。他推论说，如果减小第二个斜面的倾角（课本图2），小球在这个斜面上达到原来的高度就要通过更长的路程。继续减小第二个斜面的倾角，使它最终成为水平面（课本图3），小球就再也达不到原来的高度，而要沿水平面以恒定速度持续运动下去。由此，伽利略就推出：一切运动着的物体在没有受到外力作用的时候，它的速度将保持不变，并且一直运动下去。（板）实验+科学推理 现代科学的研究手段伽利略实验虽然是想像中的实验，但它是建立在可靠的事实基础上的。这类理想实验以可靠的事实为基础，经过抽象思维，抓住主要因素，忽略次要因素，从而更深刻地揭示了自然规律。这种把可靠的事实和理论思维结合起来的科学方法，值得我们好好领会和学习。教师强调指出：伽利略的推论是不能用实验证明的，这是因为使物体完全不受外力的作用，实际上是不可能做到的。这种物体不受阻力的条件也是无法实现的。不过随着现代科学技术的进步可以将摩擦阻力减小到很小。与伽利略同时代的法国科学家笛卡儿也曾指出：一个运动的物体如果没有受到其他物体的作用，它的运动就不会改变方向（强调了惯性运动的直线性）。后来英国科学家牛顿总结了伽利略等人的研究成果，进一步得出下面的规律。二、牛顿第一定律（板）牛顿第一定律：一切物体总保持匀速直线运动或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。牛顿第一定律前半句说一切物体都有惯性，后半句说外力是改变物体运动状态的原因。下边我们分别论述。1、物体的惯性：物体的这种保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性（所以牛顿第一定律也叫惯性定律）。（1）、一切物体都有惯性（2）、惯性是物体的固有属性（3）、惯性与物体所受的外力无关，与物体的运动状态无关2、外力（1）、牛顿第一定律中的外力是指物体所受各个外力的合力，即合外力。（2）、不为零的合外力是改变物体原有运动状态的原因。（3）、不为零的合外力是使物体产生加速度的原因三、牛顿第一定律的意义 牛顿第一定律所描述的物体不受外力的状态，由于宇宙中没有不受力的物体存在，所以物体不受外力的状态实际上等价于物体所受的合外力为零。物体不受外力的状态是一种理想状态。（通常所看到的匀速直线运动状态和静止状态，其实都是物体受到平衡力作用的结果）这种状态虽然不能实现，但它却正确地揭示了运动和力的关系，力不是维持物体运动的原因而是使物体速度变化的原因，指出了物体的惯性的性质。