人教版必修一4.1 牛頓第一定律 教案

牛頓第一定律重/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力和運動的關系。2慣性和質量的關系。重/難點分析重點分析：圍繞力是維持物體運動的原因還是改變物體運動的原因的主題，讓學生感受人類認識這個問題所經(jīng)歷的漫長的過程，認識到要克服平時那種僅根據(jù)日常經(jīng)驗就對問題作出結論的不良習慣。通過簡單實驗，提出層層遞進的問題，讓學生充分思考討論,澄清錯誤認識，切實體現(xiàn)關注學生學習的情感體驗的課程理念。難點分析：保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)是物體的固有屬性；物體的運動不需要用力來維持。要使物體的運動狀態(tài)（即速度包括大小和方向）改變，必須施加力的作用，力是改變物體運動狀態(tài)的原因。慣性是物體本身固有的屬性，跟物體的運動狀態(tài)無關，跟物體的受力無關，跟物體所處的地理位置無關。質量是物體慣性大小的量度，質量大則慣性大，其運動狀態(tài)難以改變。外力作用于物體上能使物體的運動狀態(tài)改變，但不能認為克服了物體的慣性。突破策略實驗演示：讓一個小球從斜面上滑下，斜面末端分別放毛巾、木板和玻璃板，讓學生仔細觀察實驗現(xiàn)象。1當斜面末端的接觸面越光滑，小球滑動的距離越遠。2說明摩擦力是阻礙物體運動的原因，因為摩擦力的存在使物體運動狀態(tài)發(fā)生了變化。如果沒有摩擦力的作用，小球又將會怎樣運動呢?大家大膽猜想一下。現(xiàn)在就讓我們沿著歷史的足跡看一下物理學的先知們是如何一步步從黑暗走向光明的。一、理想實驗的魅力演示多媒體課件首先是亞里士多德的錯誤觀點：必須有力作用在物體上，物體才能夠運動；沒有力的作用，物體就要靜止在一個地方。接著演示伽利略是如何利用理想實驗反駁伽利略錯誤的觀點的。師：伽利略對于“運動與力的關系”，構思出如圖所示的“理想實驗”。將軌道彎曲成曲線的形狀，在軌道的一邊釋放一顆小球，如果不存在摩擦力，小球將上升到哪里?動畫模擬若將軌道的傾角減小，小球同樣上升到原來的高度，路程增大了。假如將軌道彎曲成一側水平的形狀，這時會發(fā)生什么情況呢?伽利略根據(jù)“理想實驗”斷言：小球應該以恒定的速率永遠運動下去。由此可推斷，在水平面上做勻速運動的物體并不需要用外力來維持。演示實驗：把滑塊放到氣墊導軌上面，調(diào)整氣墊導軌水平，滑塊與導軌間形成氣層，從而使滑塊與導軌間的摩擦變得很小，推一下滑塊，讓學生觀察滑塊的運動是什么運動。二、牛頓物理學的基石牛頓第一定律伽利略對物體不受外力時的運動作了準確的描述，但他并沒有明確指出運動和力之間的關系是什么。笛卡兒在伽利略的基礎上更近了一步，更為接近真理。牛頓在前人工作的基礎上，根據(jù)自己的研究，系統(tǒng)地總結了力和運動的關系，于1687年發(fā)表了他的著作自然哲學的數(shù)學原理，提出了三條運動定律，奠定了經(jīng)典力學的基礎。其中，牛頓第一定律的內(nèi)容是：一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)，直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止。既然牛頓第一定律是最完善的，那么它從幾個方面闡述了力和運動的關系?組織學生進行討論，最后總結：不受力時，物體保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)；受力時，力迫使它改變運動狀態(tài)。速度的大小或方向的改變稱之為運動狀態(tài)的改變。牛頓第一定律不可以用實驗來驗證。因為不受力作用的物體是不存在的。當物體受力但所受合力為零時可以看作物體不受力。比如：冰面上滑動的冰塊、冰壺球。例1. 一個物體保持靜止或勻速運動狀態(tài)不變，這是因為( )A. 物體一定沒有受到任何力 B. 物體一定受到兩個平衡力作用C. 物體所受合力一定為零 D. 物體可能受到兩個平衡力作用解析：物體不受任何力的狀態(tài)是不存在的，物體保持靜止或勻速直線運動時所受的合力一定為零，可能是兩個力，也可能是多個力。答案：CD。一切物體都有保持原來勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質，叫做慣性；所以牛頓第一定律又叫做慣性定律。慣性定律是物體不受外力作用時所遵從的運動規(guī)律。慣性是物體的固有屬性，一切物體都有慣性。慣性能解釋日常生活中的許多現(xiàn)象。例如：當汽車啟動時，車上的乘客會向后傾斜，因為汽車已經(jīng)開始前進，乘客的下半身受到汽車的作用而隨車前進，由于慣性的作用，其上半身仍然保持靜止狀態(tài)，所以車上的乘客會向后傾斜。當汽車剎車時，車上的乘客會向前傾斜，因為汽車剎車時，乘客的下半身受到汽車的作用而隨車減速，由于慣性的作用，其上半身仍然保持原來的速度前進，所以車上的乘客會向前傾斜。例2. 在路上跑的人被絆倒時是向前趴著倒下，而慢走的人滑倒時，則大多數(shù)是后仰著地摔倒，試論述其原因。解析：這是因為人在跑的時候人的重心在人的整體的前方，當人的腳遇到障礙物之后，由于慣性的原因使其上半身繼續(xù)向前運動，容易向前趴；而慢走的人由于重心在整個身體的后面，所以經(jīng)常后仰著地摔倒。三、慣性與質量從牛頓第一定律知，物體都要保持它們原來的勻速直線運動或靜止狀態(tài)，或者說，它們都具有抵抗運動狀態(tài)變化的“本領”，這種“本領”與什么因素有關呢?運動的火車比運動的自行車停下來要困難得多，可見物體的慣性即保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的本領，它與物體的質量有關，有什么關系呢?物體的慣性與質量有關，質量越大，要停下來就越困難。物體的慣性與速度無關，因為慣性是指物體保持原來勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質。汽車的慣性的大小，是看它保持靜止或保持某一速度的能力的大小。只要速度有所改變，運動狀態(tài)就改變了，并不一定要從運動到靜止。討論、總結一下慣性的特點。學生進行討論后總結。一切物體都有慣性，在任何狀態(tài)下都有慣性；慣性是物體的固有性質；物體的慣性的大小只與質量有關，質量越大，慣性越大，運動狀態(tài)越難以改變；質量越小，慣性越小，運動狀態(tài)越容易改變；慣性的大小只與質量有關，與其他因素無關。突破反思施教之功，貴在引導，重在轉化，妙在開竅。本節(jié)課結合教材內(nèi)容，根據(jù)高一學生的心理特征及認知