人教版高中物理必修第一册：4.1 牛顿第一定律教案.pdfVIP

4.1牛顿第一定律

〖教材分析〗

牛顿第一定律和惯性的内容学生在初中都有所接触，内容大致是一样的。本节课的

学习主要是纠正一些片面的东西，在理想实验的基础上推导得出牛顿第一定律，更加的

具有科学性。牛顿所进行的不光是总结概括，更多的是创造性的对惯性和力的概念的提

出，同时明确了运动和力的关系，及其之间相互转化等。学习本节课内容要正确认识牛

顿第一定律的实际意义。

〖教学目标与核心素养〗

物理观念：理解牛顿第一定律的内容，能够运用牛顿第一定律解释有关现象。

科学思维：用惯性概念解释有关实际问题。会识别惯性系和非惯性系。

科学探究：体会伽利略研究运动和力关系的思想方法，了解理想实验的作用。

科学态度与责任：从通过牛顿第一定律的历史史实回顾，增进对科学的兴趣，培养

学生的创造性思维品质和敢于质疑、坚持真理的献身精神。

〖教学重点与难点〗

重点：1、对牛顿第一定律和惯性的正确理解。

2、科学思想的建立过程。

难点：1、力和运动的关系。

2、惯性和质量的关系。

〖教学方法〗

实验探究、交流与合作、多媒体辅助教学。

〖教学准备〗

小车、小球、斜槽、多媒体课件。

〖教学过程〗

一、新课引入

前面学习的第一、二章研究的是物体的运动，称为运动学；第三章研究的是物体的

受力，称为力学。

问题：运动和力之间有什么关系呢？

我们把研究运动与力的关系的分支叫做动力学。动力学知识在生产和科学研究中很

重要，设计各种机器，控制交通工具，研究天体运动等，都离不开动力学知识。

本节我们开心学习第一节牛顿第一定律。

二、新课教学

初中我们学习了牛顿第一定律的基本内容，你能说说它揭示了物体运动遵循怎样的

规律吗？滑冰运动员如果不用力，他会慢慢停下来。这是否与牛顿第一定

律矛盾呢？

通过多媒体课件动图展示：溜冰，加强代入感。

长期以来的的生活经验告诉我们力推物动，力撤物停。通过多媒体课件动图展示：

狗拉车和骑自行车。观察发现要使一个物体运动，必须推它或着拉它；自行车要前进，

也必须用力，不用力就会停下来。

基于这样的事实，古代亚里士多德认为：力是维持物体运动的原因。直到近代伽利

略才对此提出疑问。

伽利略认为推动物体和自行车等所有的运动，都会有摩擦力的存在，当撤去拉力以

后，在摩擦力的阻碍下，物体才逐渐停下来，所以物体会停下来的根源是摩擦力。为此

它设计了一个实验，伽利略的理想斜面实验。

（一）理想实验的魅力

通过多媒体课件动图展示：理想斜面实验。伽利略注意到，当一个球沿斜面向下滚

动时，它的速度增大；向上滚动时，速度减小。

猜想：当球沿水平面滚动时，它的速度应该不增不减。然而，实际情况却是，即使

沿水平面滚动，球也会越滚越慢，最后停了下来。伽利略认为这是摩擦作用的结果。若

没有摩擦，球将永远运动下去。

通过多媒体课件动图展示：理想斜面实验来验证猜想。分别把斜面的角度逐渐减少，

最后和水平面持平。在不断的减少斜面角度的过程中，在没有摩擦力的作用下，小球将

会到达同一高度，只是走过的路程越来越长。由此可以推断，当斜面最终变为水平面时，

小球要到达原有高度将永远运动下去。

为此伽利略得出结论：力不是维持物体运动的原因。推翻了亚里士多德的结

论。

我们知道，阻力不可能完全消除。第二个斜面也不可能做得无限长，所以，伽利略

的实验是一个“理想实验”。虽然这个实验无法实现，但是，伽利略在实验基础上进一

步推理的方法，帮助我们找到了解决运动和力的关系问题的方法。

问题：那么什么是理想实验呢？

理想实验：想象着把实际中存在、影响物体运动的摩擦力去掉，抓住事物的本质。

伽利略的理想实验就是把摩擦了阻力全部忽略，这是和质点一样的理想化状态。

伽利略同时代的法国科学家笛卡儿也研究了这个问题。他认为，如果运动中的物体

没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动，既不会停下来，也不会偏离

原来的方向。他还认为，这应该成为一个原理，是人类整个自然观的基石。

经过几代人的努力，最后牛顿在前人的基础上，归纳总结出了伟大的牛顿第一定律。

（二）牛顿第一定律

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。

匀速直线运动状态或静止状态正好是共点力平衡条件，说明牛顿第一定律的应用