人教版（2019）高中物理必修第一册4.1牛顿第一定律教案.doc

4.1 牛顿第一定律教学目标：1.知识与能力：理解力与运动的关系；理解牛顿第一定律的内容及意义；理解惯性的概念，会解释有关的惯性现象。2.过程与方法：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；实验与思考相结合的思想方法。3.情感态度与价值观：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：理解力与运动的关系；理解牛顿第一定律，认识惯性与质量的关系；惯性与质量的关系教学难点：力和运动的关系；惯性和质量的关系。教学过程：一、导入新课：牛顿第一定律揭示了物体运动遵循怎样的规律？二、讲授新课：1、理想实验的魅力【教师提问】运动和力之间有什么关系呢？【教师引导】【教师提问】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？【教师引导】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：狗拉车和推汽车。观察发现要使一个物体运动，必须推它或着拉它；要前进，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。伽利略认为运动的物体，在摩擦力的阻碍下，会逐渐停下来。物体会停下来的根源是摩擦力。为此他设计了一个实验，伽利略的理想斜面实验。【实验演示】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。【教师提问】那么什么是理想实验呢？【教师引导】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。2、牛顿第一定律【教师总结】1、定义：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。2、物理意义：(1)揭示了力与运动的关系：力是改变物体运动状态的原因：物体受力的作用，它的运动状态就一定发生改变，并且产生加速度。力不是维持物体运动的原因：物体若不受力，它将做匀速直线运动或者保持静止状态。(2)揭示了一切物体都具有的一种属性惯性，所以牛顿第一定律也叫惯性定律。3、物体运动状态改变的三种情况：(1)速度的方向不变，只有大小改变。(物体做直线运动)(2)速度的大小不变，只有方向改变。(物体做匀速曲线运动)(3)速度的大小和方向同时发生改变。(物体做变速曲线运动)特别提醒：(1)牛顿第一定律所描述的是物体不受外力作用时的状态，与物体所受合外力为零是等效的。(2)牛顿第一定律不是实验定律，它是在理想实验的基础上总结得出的。(3)牛顿第一定律只适用于惯性参考系中的运动，在非惯性参考系中不适用。【思考讨论】牛顿第一定律可不可以用实验来验证？【学生回答】不受力的物体不存在或者光滑的物体也不存在。牛顿第一定律所描述的物体的状态是一种理想化状态。所以不能用实验来验证。【教师提问】什么时候可以看作不受力并举例说明？【学生回答】当物体受力但所受外力的合力为零时可以看作物体不受力。3、惯性与质量【教师总结】1、 定义：一切物体都有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质，这种性质叫做惯性。惯性不是外界强加给它的，是物体固有的，一切物体都具有惯性。【思考讨论】从牛顿第一定律得知，物体都要保持它们原有的匀速直线运动状态或静止状态。可以说，它们都具有抵抗运动状态变化的“能力”，即都具有惯性。那么，怎样描述惯性的大小呢？【教师引导】展示图片：我们在改变物体运动状态时，会体验到物体惯性大小的不同。例如，搬质量不同的两个石块，质量大的石块需要的力大。再比如，让摆动的大沙袋停下来就比让摆动的小球停下来费力得多。结论：惯性只与质量有关，质量越大惯性越大，质量越小惯性越小。【教师补充】2惯性与质量的关系(1)惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性。(2)惯性与物体受力情况、运动情况及地理位置均无关。(3)质量是物体惯性大小的唯一量度，质量越大，惯性越大。3惯性与力的关系(1)惯性不是力，而是物体本身固有的一种性质，因此说“物体受到了惯性作用”“产生了惯性”，“受到惯性力”等都是错误的。(2)力是改变物体运动状态的原因，惯性是维持物体运动状态的原因。力越大，运动状态越易改变；惯性越大，运动状态越难改变。(3)惯性与物体的受力情况无关。4惯性与速度的关系(1)速度是表示物体运动快慢的物理量，是矢量，惯性是物体本身固有的性质，其大小仅由物体质量决定。(2)一切物体都有惯性，和物体是否有速度及速度的大小均无关。5惯性与惯性定律的关系(1)惯性不是惯性定律，惯性没有条件限制，是物体的一种固有属性。(2)惯性定律是物体不受外力作用时物体运动所遵守的一条规律。特别提醒 ： (1)在不受力(或合外力为零)的条件下，惯性表现为保持原来的运动状态。 (2)在受力条件下，惯性表现为运动状态改变的难易程度。质量越大，惯性越大，运动状态越难改变。板书设计：4.1 牛顿第一定律一、理想实验 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。三、惯性与质量惯性：物体总有保持原来匀速直线运动或静止状态的性质。惯性是物体的固有属性，不是力的作用.一切物体都具有惯性.5