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牛顿第必须律教案（1）

知识要点：

1.亚里士多德的错误观点：

①力是维持物体运动的原因。

②力是产生物体运动的原因。

2.伽利略的运动观：

①他的观点来源于伽利略的梦想实验。

②观点：物体不受力时，将坚持自我的速度永久运动下去。

3.牛顿第必须律：

①来源于牛顿第必须律实验。

②定律：一切物体总坚持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。

③牛顿第必须律又叫惯性定律。

4.惯性：

①物体坚持原先的匀速直线运动状态或静止状态的性质，叫惯性。

②质量是物体惯性大小的量度。

重点难点分析：

惯性大小的.讨论：

①惯性就是使原先运动的物体(不管是匀速、是加速还是减速)匀速直线运动，使原先静止的物体静止。

②惯性是物体的固有性质，宇宙万物中任何物体都具有惯性，没有惯性的物体是不存在的。

③质量是物体惯性大小的量度。物体惯性大小与物体的运动速度、物体的密度、形状、体积无关。物体的质量越大，物体的惯性就越大，越难改变物体的运动状态。

④只要物体的质量不变，物体的惯性就不变。所以“克服惯性”“惯性增大”“惯性减小”是错误的。

⑤惯性大小表示物体改变运动状态的难易程度。物体惯性越大，越难改变运动状态，惯性越小，越容易改变物体的运动状态。

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牛顿第必须律教案（2）

知识目标

（1）伽利略梦想实验；

（2）惯性概念；

（3）掌握牛顿第必须律的资料；

（4）理解力是改变物体运动状态的原因；

（5）能用牛顿第必须律解释惯性现象．

本事目标

培养学生严谨的逻辑推理本事；培养学生的口头表达本事．学习科学的实验方法．

情感目标

对任何现象的发生不能够想当然，要有严谨、认真的科学态度．

教学提议

教材分析

本节资料是分两块资料介绍的，先是介绍了人类对力和运动关系的发展历史，并着重讲述了伽俐略的梦想实验及其重要的实验思想．然后引入了牛顿第必须律，引入了惯性概念，并由此分析出力不是维持物体速度的原因，而是改变物体速度的原因．

教法提议

1、本节所述资料在初中课本上已涉及到，初中课本中用到的标题是惯性定律，所以学生已有必须的基础．

2、适当介绍一些学史的知识，让学生意识到：一个规律的发现并不是一帆风顺的，或者是一开始的认识就是对的，而是需要人类不断探索才能构成的，它们的学习也是这样．

3、重点讲述伽利略梦想实验的科学思想，让学生学会一种科学思维方法．

4、经过对很多实例的分析，让学生真正理解力不是维持物体速度的原因，而是改变物体速度的原因．

教学设计示例

教学重点：对伽利略梦想实验的理解；牛顿第一运动定律．

教学难点：对伽利略梦想实验的理解．

示例：

一、历史的回顾

1、人类对力和运动关系的最初认识及亚里士多德其人．（见扩展资料）

2、伽利略梦想实验：

（1）动画模拟该实验，并指出不能够真正试验的原因．或做课本所讲的气垫导轨实验（有视频资料），并指出为什么只是近似验证．由实验结果推出亚里士多德观点的错误，矛盾的焦点蚀是试实验条件的不一样．

（2）分析伽利略梦想实验：它是一个梦想化的过程，但并不是凭空想象的'来的，而在抽象思维过程中所创造出的一种科学推理，梦想化实验是物理学中重要的研究方法．

（3）介绍伽利略．

二、牛顿第一运动定律

1、牛顿第一运动定律（惯性定律）：一切物体总坚持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止．

2、惯性：物体坚持原先的匀速直线运动或静止状态的性质．

3、注意：（经过实例分析）

（1）惯性与惯性定律不一样．

（2）惯性是物体的固有性质，任何时候物体都具有惯性，这与物体处于什么状态无关．

（3）力和运动的关系：力不是维持物体速度的原因，而是改变物体速度的原因．

4、实例参考（要让学生充分参与讨论）：

分析刹车时人往前倾；启动时人往后仰．

做小实验：惯性实验器演示惯性现象，并分析．

让学生举例分析，并指出哪些惯性现象有利，哪些惯性现象有害．

探究活动

题目：能够观察的惯性现象

组织：小组或个人

方案：自我设计小实验并展示、讲解，由同学互相评判

评价：具有可操作性，让学生把学过的知识灵活应用

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牛顿第必须律教案（3）

［目标］

一、知识与技能

１、明白伽利略的梦想实验及其主要推理过程和推论，明白梦想实验是科学研究的重要方法

２、理解牛顿第必须律的资料及意义；理解力和运动的关系，明白物体的运动不需要力来维持。

３、理解惯性的概念，明白质量是惯性大小的量度；会用惯性解释一些现象。

二、过程与方法

１、观察生活中的惯性现象，了解力和运动的关系

２、经过实验加深对牛顿第必须律的理解

３、理解梦想实验是科学研究的重要方法

三、情感态度与价值观

１、经过伽利略和亚里士多德对力和运动关系的不一样认识，了解人类认识事物本质的曲折性

２、感悟科学是人类提高的不竭动力

［重点］

１、理解力和运动的关系

２、对牛顿第必须律和惯性的正确理解

３、梦想实验

［教学难点］

１、力和运动的关系

２、惯性和质量的关系

［课时安排］

1课时

［教学过程］

［引入］

师：同学们，在前面的学习中我们学习了怎样描述物体的运动，明白了物体的一些运动规律，但同学们有没有想过：同一个物体不一样的情景下能够做出不一样的运动，究竟是什么决定了物体的运动情景？要讨论这个问题，就要研究运动与力的关系。所以，从今日开始，我们就一齐来探究运动与力的关系。

一、据生活现象思考探究

师：此刻请同学们结合日常生活经验，分组探讨一下运动和力是怎样的一种关系，并试着回答以下一些问题。

1、物体的运动需要力来维持吗？是不是有力物体就能运动，没力物体就静止。给物体一初速度，物体在不一样平面上滑动，体会物体运动不需要力来维持。

2、物体的运动方向跟力的方向一样吗？

以抛粉笔为例

3、物体的运动仅由力决定吗？

抛粉笔为例

4、物体什么情景下做直线运动？什么情景下做曲线运动？

以抛粉笔为例

5、物体做直线运动时，什么情景下加速？什么情景下减速？

以抛粉笔为例。

【牢记】：物体的运动不需要力来维持，没有力物体也能运动：匀速直线运动；运动方向与力的方向无必然联系；当速度与力同一向线时，物体做直线运动；速度与力不在同一向线时，曲线运动；同一向线时，力与速度同向，加速；力与速度反向，减速。

要让学生明白：物体此刻的速度是由上一刻的速度和上一刻的受力决定的，此刻的速度及此刻的受力决定下一刻的速度。（比方：今日的结果是前面的表现决定的，要想今后的结果能改变，必须从此刻开始。）

二、历史上人类对运动与力的关系的认识

师：爱因斯坦曾把一代代科学家探索天然奥秘的奋力，比做福尔摩斯侦探小说中警员破案的过程。在侦探故事中，有时候明显可见的线索却把人们引到错误的确定上去，也就是说光凭经验来做确定是靠不住的。

师：长期以来，在研究物体运动原因的过程中，人们的经验是：要使一个物体运动，必须推它或拉它。所以，人们直觉地认为，物体的运动是与推拉等行为相联系的，当不再推、拉的时候，原先的运动便停止下来。根据这类经验，亚里士多德得出结论：必须有力作用在物体上，物体才能运动；没有力的作用，物体便要停止。我想不仅仅是亚里士多德这样想，就是在此刻，很多人还是这样想的，因为它与我们的现实生活经验相一致。但这却是个错误的结论。是由明显可见的线索引出的错误确定，并且这个错误结论竟维持了近两千年。直到三百多年前，伽俐略创造了有效的“侦察”方法，发现了正确的线索，揭示现象的本质，成为物理学中的福尔摩斯。

师：伽俐略注意到，当一个球沿斜面向下滚动时，它的速度越来越大；向上滚动时，速度越来越小。他由此猜想：当球沿水平面滚动时，速度应当不增不减。实际上他发现，球越来越慢，最终停下来。伽俐略认为，这是由于摩擦阻力的原因，因为他同样还观察到，表面越光滑，球便会滚动得越远。于是他推断：若没有摩擦阻力，球将永久滚下去。

师：伽俐略为了说明他的思想，设计了一个实验（伽俐略斜面实验）：让一个小球沿一个斜面从静止状态开始滚下，小球将滚上另一个斜面，如果没有摩擦，小球将升到原先高度。减小后一斜面的倾角，小球在这个斜面上仍然到达同样高度，但这一次为了到达同样高度，比第一次滚得远些。继续减小第二个斜面的倾角，小球到达同一高度时将会滚得更远。于是他问道：若将后一个斜面放平，球会滚动多远？结论显然是，球将永久滚动下去。这就是说物体的运动不需要力来维持，没有力物体也能够运动（比如在光滑水平上，只要给物体个初速度，物体将以这个速度永久运动下去），而力恰好是改变物体运动状态（运动速度）的原因，比如物体加速和减速时都需要受到力的`作用。当然我们不能消除一切阻力，也不能把水平木板做得无限长，所以这个实验是“梦想实验”带领学生观察动画及视频文件，先看理论动画，再看演示实验。

注意：梦想实验不是空想实验，它是可靠实验事实加上理论推导。

师：与伽俐略同时代的法国科学家笛卡尔补充和完善了伽利略的观点。明确指出：除非物体受到外力的作用，物体将永久坚持静止或运动状态，永久不会使自我沿曲线运动，而只坚持在直线上运动。他还认为，这应当作为一个原理加以确立，并且是人类整个天然的基础。

三、牛顿第必须律

伽俐略和笛卡尔的正确结论在隔了一代人以后，由牛顿总结成动力学的一条基本定律：

牛顿第必须律：一切物体总坚持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上头的力迫使它改变这种状态。

注意：学习物理的过程中大家已经对亚里士多德这个名称很熟悉了，并且每次提到的都是他的错误观点，好像成了反面教材，那里我要向大家说明一下：亚里士多德是个十分伟大的人。恩格斯称亚里士多德是最博学的人，亚里士多德的研究涉及生物、天文、气象、数学和物理等，成果十分丰富，是西方文化的奠基人。他追求以世界的本来面目来说明各种天然现象，比如说：他认为天上的运动应当是完美的匀速圆周运动、地上的物体都应当是静止的。他认为物体的运动需要力来维持，是与很多的“事实”相一致的。他一向追求真理，只可是因为当时研究物理总是靠直觉和思维来进行。所以，他的这一错误观点影响了人们两千多年。

伽利略实在是一个伟大的科学家，他第一个意识到了摩擦力，一个本质至今还没有被认识清楚的问题。有了这一点，加上他又具有丰富、发散而有严谨的科学思维本事，设计出其梦想实验就显得比较天然了。我们认为梦想实验首要的意义在于它摒弃了那种单纯依靠思辩来研究物理的行为方式，而确立了实验在物理研究中的基本地位。从物理史实上能够发现，这时伽利略认为的地面上的物体除静止外的另一本来面目是匀速圆周运动（而不是匀速直线运动），伽利略是一个伟大的科学家，在物理史上有着不可代替的地位，是因为他第一次确立了物理实验在物理研究中的重要性，研究物理不再是单纯地靠直觉和思维。是笛卡尔第一个明确指出：除非物体受到外力作用，物体将永久坚持静止或匀速直线运动状态。这确实是人类思想认识上的一次飞跃。所以，笛卡尔认为上述论断应当作为一个原理加以确立，且是人类整个天然观的基础是十分合理的。笛卡尔当时还指出：在太空环境中能够实现物体不受外力的作用，这时物体的运动就满足梦想实验的条件（解放了人们的思想，拓宽了看问题的视野）。

牛顿所做的工作不仅仅是进行了总结，更是从物理上赋予了明确的内涵，这其中包括惯性和力作为科学概念地提出，以及惯性参考系等，同时明确了力和物体运动及其变化之间的直接因果关系。

【牢记】：

1、运动并不需要力来维持，因而力并不是使物体运动的原因；仅有当物体的运动状态发生改变的时候，才需要力，所以力是改变物体运动状态的原因

2、不受力的物体是不存在的，所以牛顿第必须律是梦想定律，不能用实验来验证。

3、物体具有坚持匀速直线运动状态或静止状态的性质，这种性质称惯性。所以牛顿第必须律又称惯性定律。

师：生活中许许多多的现象能够帮忙我们理解牛顿第必须律。例如冰壶。冰壶在冰面运动时受到的阻力较小，能够在较长时间内坚持运动速度的大小和方向不变直到它再一次受到杆的打击或碰到障碍物，才改变这种状态。

观看牛顿第必须律演示实验

四、惯性

带领学生观看多媒体文件。

生活中的例子：将斧头和木把往下敲。木把受到敲击突然停止了。斧头由于惯性要坚持原先的运动状态，继续向下运动，使斧头和木把套紧。

1、问：什么样的物体具有惯性？物体什么时候具有惯性？

答：一切物体均具有惯性。一切物体总坚持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上头的力迫使它改变这种状态。

物体任何时候都有惯性，惯性是一种固有属性。

2、惯性能够被克服吗？

答：惯性是物体的固有属性，不是力，不能避免或克服。

3、速度能够突变吗？

答：当有外力作用迫使物体改变运动状态时，物体的运动状态会在原有的基础上发生变化，惯性的大小就表现为物体运动状态改变的难易程度。正因为物体的运动状态是在原有的基础上一点点变化的，所以速度是不能突变的。

4、物体的惯性大小由什么决定呢？与速度有关吗？

答：惯性的大小仅由质量决定。

那里有一个易错点：很多同学认为速度大，惯性大；速度小，惯性小。原因是他们把“运动状态改变的难易程度理”理解为“物体从运动到静止的难易程度”。

分析：正是因为有外力的作用才使得物体的运动状态发生改变，所以要比较两个物体运动状态改变的难易程度，最起码要给它们相同的外力作用，才好进行比较。（不恰当的比方：想看两个人一天谁挣的钱多，最起码要给他们相同的本钱）

要比较速度变化的难易程度其实就是比较物体的加速度，加速度反映了相同时间内物体速度变化的大小关系，而在相同的外力作用的情景下，物体的加速度大小是仅仅是由质量决定的。所以惯性仅仅由质量决定。（a大，速度变化容易；a小，速度变化难）

惯性的大小仅由质量决定。但由于惯性是属性不是物理量，所以不能具体讲1千克的物体有多少惯性。例：如手挡相同速度的篮球和汽车。如果一辆空车和一辆装满货物车在相同的牵引力作用下由静止开始运动，它们的运动状态改变的情景并不相同，空车的质量小，在较短的时间内能够到达某一速度，运动状态容易改变。装满货物的车，质量大，要在很长的时间内才能到达相同的速度，运动状态难以改变。惯性大小在实际中是经常要加以研究的。当我们要求物体的运动状态容易改变时，应当尽可能减小物体的质量。歼击机的质量比运输机、轰炸机的质量要小得多，在战斗前还要抛掉副油箱，以进一步减小质量，就是为了要提高歼击机的灵活性。相反，当我们要求物体的运动状态不容易改变时，应当尽量增大物体的质量，抽水站的电动抽水机和水泵都固定在很重的机座上，就是要增大它们的质量，以尽量减小它们振动或避免意外的碰撞而移动。

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牛顿第必须律教案（4）

【教学目标】

1、识与技能：明白牛顿第必须律；明白惯性的概念及应用。

2、过程与方法：认识伽利略的梦想实验方法；经过活动体验任何物体都有惯性。

3、情感。态度。价值观：经过将所学知识应用到生产。生活实践中，感受科学就在身边，强化STS的要求。

【教学重难点】

1、明白牛顿第必须律；明白惯性的概念及应用。

2、经过将所学知识应用到生产。生活实践中，感受科学就在身边。

【教学过程】

一、复习导入

师生互动探究新知

1、力的作用效果是什么？

2、世界上的一切物体都在，绝对不动的物体是不存在的。

师讲解：

1、研究力和运动关系的历史回顾。

2、探究力与运动关系的实验：伽利略梦想实验

3、牛顿第必须律的资料

提问复习资料：

注意引导力与运动可能存在的关系，引出本章所学资料。

引导学生阅读课本，观察四幅图，思考物体最终停下来的原因。

二、讲解及注意点

阅读课本，回顾20xx年以前的亚里士多德的观点。

介绍300年前伽利略对力与运动的探究和他的梦想实验。

比较亚里士多德和伽利略观点的不一样，设计实验探究结论。

要求预习课本，注意探究的方法，明确探究实验的目的。仪器。步骤。准备就绪后，教师演示实验，注意引导学生观察实验现象，同时记录实验现象和数据，明确实验中的注意事项。对实验现象进行归纳和总结，得出实验结论。

一切物体在没有受到外力作用的情景下，总坚持静止状态或匀速直线运动状态。强调“一切物体”、“不受外力”、“总坚持”和“或”的.意思。

适当补充练习。回忆以前所学，进取回答教师提出的问题，明确要研究的对象。巩固以前所学。

按要求观察课本上的图形，分析物体最终停止的原因。了解历史上的科学家对力和运动的研究历程，体会人们对真理的不懈追求，树立奋力学习的信心。明白伽利略梦想实验。

明确探究实验的目的。仪器。步骤。进一步复习探究问题的方法和步骤。找出实验的注意事项。认真观察实验现象，进取思考，记录实验现象和数据。讨论实验现象并进行归纳和总结，得出实验结论。

明确定律资料，分析定律的关键点，明确定律适用的范围和条件。

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牛顿第必须律教案（5）

教学目标

1、经过实验，进行合理的推理，对学生进行科学态度和科学方法的教育。

2、明白牛顿第必须律。

3、明白牛顿第必须律的重要应用。

教学重难点

1、理解牛顿第必须律资料的含义。

2、做好演示实验。

教学工具

多媒体

教学过程

经过上一章的学习，我们认识了力，同学们能不能举这样几个例子：

①物体由静止变为运动的例子。

②物体运动速度由快变慢的例子。

③物体运动方向改变的例子。

由上头的例子可见：物体受力后，改变了物体的什么?(运动状态)

那物体不受外力呢?同学们猜一猜，运动状态会怎样呢?

静止的物体不受外力时，会不会自我运动起来?

运动的物体不受外力时，会不会自我停下来?

(学生讨论猜想)

同学们猜想的是否正确呢?我们下头就来研究探索这个问题：

Ⅰ、演示实验：

1、介绍实验装置：带斜面的长木板、小车、毛巾、棉布。

2、实验过程：

⑴在木板上铺一块毛巾，让小车从斜面上最高的一点，从静止开始滑下，请同学们注意观察小车在毛巾面上的运动情景。

(请学生描述小车在毛巾面上的运动情景)

问：小车为什么运动地越来越慢，最终停下来?

讲述：由于阻力，小车由运动变为了静止。

(小车停住后，在其尾部位置插一小旗。)

问：能让小车运动得远一些吗?

(减小阻力，用棉布)

⑵将木板上的毛巾换为棉布，仍让同一小车在同一斜面的'同一高度由静止开始滑下，这样就能够保证小车到达斜面底端是的速度相同，这样就能够保证了其他条件都不变，而只是减小了阻力。同学们注意观察小车在棉布表面的运动情景。

现象：小车速度越来越慢最终停下，但运动距离比上次远。

(小车停住后，在其尾部位置插一小旗)

问：小车运动距离为什么比上次远?

(受到的阻力比上次小)

问：能让小车运动的更远些吗?

(把阻力减小，用木板)

⑶撤去棉布，使用木板面。重复上头的实验。

3、(课件模拟以上三个实验，同时由同一高度由静止开始滑下)和学生一齐分析：

条件：同一小车，从同一高度，有静止开始滑下(到达水平面上的速度相同)

(用气垫道轨演示f→0的情景，然后让学生猜想如果不受外力时物体的运动情景)

Ⅱ、实验结论：如果物体不受外力，运动物体将速度不变的运动下去，即匀速运动。早在三百年前，意大利的物理学家伽利略就是用这种方法得出了这个结论。

(板书)：物体不受外力时，运动物体—匀速

法国物理学家笛卡尔进一步补充了伽利略的结论，时人们的认识又深化了一步，笛卡尔认为运动的物体在不受外力时，除速度大小不会改变，永久运动下去，也不会改变运动方向，即匀速直线运动。

同学们想一想，如果静止的物体不受外力，能不能自我运动起来呢?(不能)

研究发现，静止的物体在不受外力时，仍会静止。

(板书)：

物体不受外力时，运动物体——匀速、直线匀速直线运动

静止物体——静止

此刻哪为同学能总结出，如果物体不受外力时，会是什么情景?

(学生总结)

一切物体在没有受到外力作用时，总坚持静止状态或匀速直线运动状态。

这个结论最早是由英国物理学家牛顿总结了伽利略等人的研究成果，概括出来的，这就是我们今日要来学习的“牛顿第必须律”。

(板书课题)：牛顿第必须律

(板书牛顿第必须律资料)

对学生进行表扬：总结的十分好，如果我们能早出生300年，那也许就会是以在座的某位同学的名称来命名的定律了。只要同学们认真学习，就会有更多的机会去发明、创造，为祖国、为整个人类做出贡献。

解释牛顿第必须律：

条件：一切物体在没有受到外力作用时。

结论：静止的物体坚持静止状态

运动的物体坚持匀速直线运动状态

即：动者恒动，静者恒静。

牛顿第必须律告诉我们：物体的运动不需要力来维持，力的作用是改变物体的运动状态。

牛顿第必须律是在很多实验事实的基础上，经过进一步的科学推理而概括出来的，这个结论虽无法直接用实验来证明，但从定律得出的一些推论都经受住了实践的检验。所以，牛顿第必须律已成为大家公认的力学三定律之一。

Ⅲ、同学们都明白两个月前，在澳大利亚的悉尼举行了第二十七届奥运会，我国获得了28枚金牌，居金牌榜第三位。运动员们为祖国争了光，假若在运动会进行的过程中某一时刻一切外力都消失了，(那里的外力主要是指大家熟悉的重力、摩擦力、空气阻力等。)那会发生什么情景呢?

①跳高运动员刚跳离地面时，一切外力都消失了，那会怎样呢?

(坚持匀速直线运动状态，飞出体育场，冲出地球)

②即将起跑的运动员，一切外力消失，还能否运动起来?

③在环形跑道上进行800米比赛的运动员，刚开始时最前面的运动员速度最大，这时一切外力都消失，那后面的运动员能追上他吗?它能到达终点，取得金牌吗?

④学生讨论，举例。

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牛顿第必须律教案（6）

【学情分析】

在初中阶段的学习中，学生虽然除了“惯性与质量”这一问题没有专门学习外，关于本节其他的知识都有了大致地了解，可是他们只明白亚里士多德的观点总是错的，只明白伽利略做了个梦想实验就得出了牛顿第必须律。经过本节课的学习，首先应当在已有认识的基础上，纠正一些片面、不恰当的认识，进一步深化和提高对相关问题的认识。其次引导学生经过小组合作讨论，再现伽利略的斜面实验的过程，让学生深刻体会伽利略伟大的科学方法和思维历程。

【教学目标】

知识与技能：

1、经过对几位科学家们的了解，使学生认识到有关运动和力的关系的历史发展过程。

2、经过对牛顿第必须律的进一步理解，使学生明白什么是惯性，理解质量是物体惯性大小的量度，会正确解释有关惯性的现象。

过程与方法：

1、经过伽利略的梦想实验，使学生受到科学方法论教育。

2、经过对分组实验的探究过程，使学生理解牛顿第必须律的资料和意义。

3、经过对生活中惯性现象的解释，培养学生灵活运用所学知识解决问题的本事。

情感态度价值观：

1、经过对发现牛顿第必须律历史过程的了解，培养学生辨证看待问题的本事，培养学生敢于坚持真理、不迷信权威的科学探究精神。

2、培养学生的观察本事，抽象思维本事、应用定律解决实际问题的本事及客观公正评价事物的本事。

【教学重点】

1、科学思想的建立过程

2、牛顿运动第必须律、惯性

【教学难点】

对牛顿运动第必须律、惯性和梦想实验的正确理解

【教学用具】

自制教具、多媒体课件

【教学过程】

教学

环节

教师活动

学生活动

设计意图

激趣入境

播放视频短片，引导学生思考问题

经过观看视频，学生思考物体的运动是否需要力来维持？

经过生活中的实例，引起学生的学习兴趣。

导引体验

1、《牛顿第必须律》教学设计采用不一样的方式推动小车，引导学生观察现象，分析原因。

2、引导学生思考小球上升高度和运动距离可能与哪些因素有关。

3、给学生供给实验器材，引导学生进行实验设计：探究影响小球上升高度和运动距离的外在因素。

4、组织学生演示自我的实验设计方案。

学生分组实验，体验实验过程，分析总结实验现象的原因。

进取思考，大胆猜测。

学生分组设计实验方案，得出正确实验结论。

归纳总结实验的现象及产生的原因

经过学生亲身体验，感受力和运动的关系。

经过学生的猜测，培养学生进取探索天然科学的精神。

经过实验方案设计，培养学生小组合作的本事，经过对设计方案的演示，培养学生的动手操作本事。

学生分组讨论，归纳总结。

阅读教学，思考笛卡儿对力和运动关系的认识。

分组讨论，思考问题。

进取思考，主动发言。

思考问题，列举生活中的实例。

经过对科学家研究过程的讨论，培养学生归纳总结的本事。

经过阅读教材，培养学生的.阅读本事。

经过对惯性的学习，使学生感受到物理知识就在我们身边。

训练达标

引导学生利用惯性的知识，思考下列问题：

1、怎样才能把一个较轻的泡沫小球扔到天花板上？

2、利用什么方法将混杂在一齐的米粒和碎纸片分离开来？

学生思考讨论，分小组完成实验任务，思考如何利用惯性的知识解释实验现象

培养学生利用所学知识解决生活中的实际问题，做到“学以致用”，培养学生解决实际问题的本事

课堂小结

1、牛顿第必须律：

2、牛顿第必须律的意义

3、惯性及其应用

回顾本节课探究过程以及所学到的知识。

回顾知识，加深印象，有助于引导学生养成阶段反思的习惯。

拓展延伸

一个在日本的旅游者，想来中国、他设想将自我悬挂在空中的大气球中，由于地球的自转，只要在空中停留几个小时，就能够到达中国，您认为这有可能实现吗？为什么？

进取思考，课后讨论

培养学生运用已学知识解释实验现象的本事，并将所学知识延伸到课外。

【板书设计】

1、力和运动的关系

亚里士多德、伽利略、笛卡儿、牛顿

2、牛顿第必须律

（1）资料

（2）意义

3、惯性及其应用

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牛顿第必须律教案（7）

1、教材分析

本节是人教版必修一第四章《牛顿运动定律》第一节。本章是在前面三章对力和运动分别研究的基础上，进一步探讨物体的运动状态变化和物体的受力情景间的关系。牛顿运动定律是帮忙学生理解力和运动关系的桥梁，是动力学的基础，也是整个经典物理理论的基础。牛顿第必须律揭示了运动和力的关系，是牛顿物理学的基石，力学的第一原理，它破除了长达两千年以来亚里士多德的错误观点，改变了人类的天然观和世界观，本身还包含着力、惯性和参考系的科学概念，是物理学理论的支柱和基石。在教学中，不能把它看做牛顿第二定律的特殊情景，它意在引导学生了解科学的发现和发展。本节课采用的梦想实验法，在物理研究中具有十分重要的地位和作用。

2、教学重难点及学情分析教学重点

理解伽利略梦想实验中体现的科学思想理解牛顿第必须律，掌握惯性，力与运动的关系。教学难点牛顿第必须律是梦想定律，描述的是物体在不受力的情景下遵循的运动规律，与生活实际有必须距离，部分同学从日常经验出发，往往会产生错误的认识，这就使学生在理解上容易出现障碍。也是历来学生在做这部分习题时容易出现问题的原因。惯性现象是天然界、生活中的普遍现象，可是概念是抽象的。对“惯性”概念的理解对学生是一个难点，尤其是对于惯性现象进行科学的解释

3、教学目标

知识与技能

（1）理解力和运动的关系，明白物体的运动不需要力来维持。

（2）理解牛顿第必须律，明白它是逻辑推理的结果，不受力的物体是不存在的。

（3）理解惯性的概念，明白质量是惯性大小的量度。

过程与方法

培养学生严谨的逻辑推理本事；要能经过现象了解事物的本质，对物理问题决不能主观臆断；经过对很多实例的分析，培养学生归纳、综合本事。善于思考、善于总结，把物理与实际生活紧密结合。

情感、态度与价值观

（1）让学生明白科学研究过程的艰难，领悟实验加推理的科学研究方法。

（2）利用生活中的例子来认识惯性与质量的关系。鼓励学生大胆发言，并学以致用。

教学设计思路

本节课的教学设计，主要是践行新课程所倡导的探究学习、自主学习、合作交流，让学生体验知识的获取过程，并经过动手实验和利用贴近学生生活的实例，到达突破重难点的目的。根据新课改要求，本节采用探究式教学，以物理史实为线索引导学生得出物理规律。物理学是一门与天然、生活、技术提高和社会发展有着最为广泛联系的科学。采用讲授灌输式教学方式，远离科学探究乐趣，他们是不可能热爱物理课程的。所以要让学生在体验中获得物理规律，在物理史实中领略思维的力气和美。本节课的设计特点是注重体验物理规律的发现和发展。科学家的创造性思维品质和敢于置疑、坚持真理的献身精神成为情感态度价值观教育的好素材。另外，探究式实验验证是本节课必需要的。

课前准备教具准备：多媒体课件、小车、长木板、棉布、毛巾、小球、自制梦想斜面实验器（每3人一组：2人配合实验，1人记录整理）、刻度尺、木块、气垫导轨、滑块等。知识准备：力的概念及力的作用效果。

课时计划：1课时

4、教学过程

（一）引入课题

视频导入嫦娥二号发射过程：将卫星发射到太空必须要有推力强大的火箭。力与运动之间有着密切的联系，由此引出本章资料。常识导入（图片）

1、我国公安交通部门规定，从1993年7月1日起，在各种小型车辆前排乘坐的人（包括司机）必须系好安全带，为什么？

2、展示一张极具视觉冲击力的照片——亚洲飞人柯受良驾车飞越黄河，他凭什么有这种胆识去飞越气势磅礴的黄河呢？情景导入动手做一做：用手推桌上的书，然后停止用力，观察书的运动状态变化。由此看来，必须有力作用在物体上，物体才运动；没有力作用在物体上，物体就不运动——两千多年前古希腊科学家亚里士多德就得出了这样的结论，这个结论正确吗？学生讨论，教师借机导入新课。观看、聆听、动手体验、思索、渴望探究力与运动的关系。经过生产生活中的一些现象引起学生探求物理知识的兴趣，同时为惯性的学习打下伏笔。

（二）新课教学

历史回顾之亚里士多德

亚里士多德观点：力是维持物体运动的`原因（在得出亚里士多德的观点后）设问：你认为这个观点有什么问题？（学生思考后回答）指导学生实验：设计斜面小车实验：在学生提出的观点后指出：亚里士多德的观点虽然错误，但一向维持和统治人们的思想近两千年，你能用桌面的器材设计实验推翻他的说法吗？（介绍器材：小车、长木板、棉布、毛巾、）提出指导问题：

（1）、如何让小车初速度相同？

（2）、毛巾、棉布、木板的粗糙程度怎样？

（3）、如何减小小车在水平面上的滑行距离？

价值观渗透：亚里士多德说法虽然错误，但他在当时提出了很多观点，有时候提出问题比证明一个问题更难，所以说亚里士多德毫无疑问是伟大的。

1、思考、回答问题

2、设计实验、感受领悟：力并不必须能维持运动，小车停下来正是因为力（摩擦力）阻碍了运动。

对力的作用效果有了更进一步的认识。学生也许有不一样的观点，由于初中已学习过这部分知识，所以学生会得到此观点是错误的，但不少同学心中的疑虑还是存在的。既然有疑虑，那最好的办法就是让学生经过自我动手动脑去破除疑虑。同时，为提出伽利略梦想实验打好伏笔。

历史回顾之伽利略

指导学生实验：指导学生动手操作，重温伽利略梦想实验，重点注意引导学生进行科学推理。演示实验：尽管现实生活中没有绝对光滑的平面。但能够创造比较光滑的平面去证明伽俐略的想法——气垫导轨上物体近匀速的运动。视频观看：体育项目——冰壶球运动，由于球运动过程阻力很小，能以几乎不变的速度前进。小结及价值观渗透：

（1）伽俐略梦想实验对科学研究的意义。

（2）介绍伽俐略其人其事，让学生意识到：一个规律的发现并不是一帆风顺的，不是一开始的认识就是对的，而是需要人类不断探索才能构成的，并明白科学研究过程的艰难和科学家为此所付出的奋力和心血。动手操作，观察记录，推理分析，领悟实验加推理的科学研究方法。伽利略梦想实验虽然无法在现实生活中实现，但却是建立在实验基础之上，经过科学推理得出，所以是完全正确的。结论：在水平面上运动的物体如果没有受到摩擦阻力，物体将沿水平面以恒定的速度持续运动下去。体会领悟爱因斯坦对伽利略的评价。给学生充分展示自我思维过程的机会，让他们自我去探求物理规律的真伪，让每一个学生都能够深刻体会力和运动之间的关系。经过梦想斜面实验，说明物理研究中抓住主要因素，忽略次要因素的必要性，同时也展示了物理研究思想的美妙和逻辑的力气。让学生学习体会前辈科学家敢于质疑权威，勇于探索的精神品质。

历史回顾之笛卡尔

指导学生阅读笛卡尔相关资料提醒学生思考笛卡尔说法与伽利略说法的异同：与伽俐略同时代的法国科学家笛卡儿，补充和完善了伽俐略观点。他认为：如果没有其他原因，运动的物体将继续以同一速度沿着一条直线运动，既不会停下来，也不会偏离原先的方向。他支持了伽利略力不是物体的运动的观点，并且还强调没有力作用时物体的运动情景。他还认为，这应当要作为一个原理加以确立，并且是人类整个天然界的基础。价值观渗透：科学理论的完善不是一蹴而就，需要科学家们不断地推进。阅读理解，分析笛卡尔说法的提高性。让学生体会科学理论的发展完善过程。

牛顿第必须律

1、提出终极论断——牛顿第必须律（惯性定律）：一切物体总坚持匀速直线运动状态或静上状态，直到有力迫使它改变这种状态。

2、继续设疑，引导学生加深理解：既然牛顿第必须律更完善，那么它从几个方面阐述了力和运动的关系？（让学生讨论交流并回答）。在学生回答基础上，进一步总结，对定律的理解指出：

（1）物体运动不需要力。（不受力时，运动物体会一向运动下去，静止的物体会一向静止），提出“惯性”概念。

（2）力是改变物体运动状态的原因。设疑：牛顿第必须律能否用实验来验证？结论：不能，因为不受力作用的物体是不存在的。受力但合力为零可看做不受力。在学生回答的基础上，作出肯定，并指出：牛顿第必须律虽然所描述的是一种梦想化状态，但它却正确揭示了天然规律。价值观渗透介绍牛顿——“经典力学之父”的成就，指出牛顿第必须律是牛顿力学系统中的基础。

牛顿的谦虚。

1、思考、对牛顿第必须律资料逐字进行推理分析。

2、讨论交流，深刻理解牛顿第必须律的内涵。培养学生的推理分析本事，并加深对牛顿第必须律的理解。培养学生合作探究的意识。

牛顿第必须律的应用

回答引入部分的两个问题：

（1）司机为什么必须系好安全带？（观看视频：汽车碰撞模拟实验）

（2）柯受良为何能飞越黄河？播放视频（车上抛球），请同学解释。要求学生分组讨论收集生活中的有关“惯性”的现象，并解释。

思考、讨论、观察、推理、经过理论与实践相结合的方式，进一步加深对牛顿第必须律的理解。让学生进一步感受到物理是一门与生产生活联系密切的科学。要能学以致用。

（三）小结经过板书，总结本节主要资料：

1、回顾历史，各位科学家的贡献，强调一下伽利略“梦想实验”的意义。

2、牛顿第必须律告诉我们亮点：即

（1）物体都有“惯性”，

（2）力的作用效果是改变物体的运动状态。思考、整理知识点，构成完整的知识体系。经过小结，使学生构成完整的知识体系。

（四）课后作业拓展

1、完成本节课后练习。

2、放学后在安全有保障的情景下，找各种机会体验“惯性”，思考惯性与那些因素有关，写出心得。经过完成作业，巩固本节所学。经过作业，复习巩固所学知识，拓展知识，进一步提高分析推理本事

教学反思：

经过对《牛顿第必须律》的准备和教学，让我在教学中得到了一次较好的锻炼，在教学理念上有了较大的改变。我也将在以后的教学中不断思索、探讨，让我的教学更有利于学生的学习，更有利于社会的发展

教学过程是一个不断完善和提高的过程，自我在教学的过程中也在不断的学习和提高。

DJP模式教学让我们的教学走在了新课改的前列。

学生活动分组、合作探讨，更有利于学生主动学习，探讨知识的成因，激发和培养学生学习的兴趣和竞争意识。

课堂教学中的师生评价和生生互评更有利于学生感受学习的价值，增强对知识的探究的兴趣和爱好。

实验演示和分组实验更有利于提高兴趣，培养学生的动手本事。

本节课的重点是作好实验，经过实验，即能为学生生动具体的形象，又能够培养学生的观察本事和学习科学的事实求是的严谨态度。该实验是让同一小车从同一高度沿斜面滑下，分别滑到铺有毛巾、棉布和光滑木板的平面上，做该实验之前，应让学生思考两个问题：一是为什么要用同一小车从同一高度沿斜面滑下？二是毛巾、棉布、木板这些不一样表应对同一小车的摩擦阻力有何影响？并指明让学生观察的资料，这样学生对该实验的目的、方法及注意的问题就会十分清楚，也就能把握关键抓住要害，结合实验，取的实验结果

该实验实际是实验是桥梁，要学生在实验的基础上，层层深入，若表面逐渐光滑，直到没有摩擦时，小车速度的改变及前进的距离将如何？学生会很顺利地得出，若表面绝对光滑，阻力为零时，小车将以恒定不变的速度永久运动下去，并静止的物体不受外力这两种情景作了总结概括，引导学生想象推理的过程。这样的教学，让学生以经验为基础，层层深入，逐渐升华，贴合学生的认知观点，更主要的是培养了学生解决科学知识的方法。

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牛顿第必须律教案（8）

★教材分析

牛顿运动定律是动力学的基础，正确认识力和运动的关系，是学好物理的关键，教学中应联系生活、贴近实际，以激发学生学习的兴趣。

l、理解力和运动的关系是本节课的重点，经过实验和生活的例子进一步体会，力不是维持物体运动的原因，而是改变运动状态的原因。这对以后研究问题，受力分析都是十分重要的。

2、惯性与质量的关系是这节课的难点，经过举例反复体会。

★学生分析

1、力是维持物体运动状态的原因还是改变物体运动状态的原因，人们正确认识这个问题，经历了漫长的历史过程，同样学生要正确认识它，也要克服日常经验带来的错误认识，所以一开始就用了两个实验，让他们经过观察、思考，来澄清错误的认识。

2、惯性是一个重要的概念。虽然学生在初中接触过，但仍有一些学生误认为“物体在坚持匀速直线运动或静止时才有惯性”。不理解一切物体都有惯性，并且惯性大小与质量有关。要解决这问题也不是一蹴而就的，需要经过实例分析慢慢理解。

★新课标要求

（一）知识与技能

1、理解力和运动的关系，明白物体的运动不需要力来维持。

2、理解牛顿第必须律，明白它是逻辑推理的'结果，不受力的物体是不存在的。

3、理解惯性的概念，明白质量是惯性大小的量度．

（二）过程与方法

1、培养学生分析问题的本事，要能透过现象了解事物的本质，不能不加研究、分析而只凭经验，对物理问题决不能主观臆断．正确的认识力和运动的关系．

2、帮忙学生养成研究问题要从不一样的角度比较研究的习惯．

3、培养学生逻辑推理的本事，明白物体的运动是不需要力来维持的。

（三）情感、态度与价值观

1、利用一些简单的器材，比如：小球、木块、毛巾、玻璃板等，来比较研究力与物体运动的关系，现象明显，并且更容易推理。

2、培养科学研究问题的态度。

3、利用动画演示伽利略的梦想实验，帮忙学生理解问题。

4、利用生活中的例子来认识惯性与质量的关系。培养学生大胆发言，并学以致用。

★教学重点

1、理解力和运动的关系。

2、理解牛顿第必须律，明白惯性与质量的关系。

★教学难点

惯性与质量的关系。

★教学方法

1、比较实验、自主探索、合理推理。

2、利用生活中的实例，理解惯性与质量的关系，贴近生活更易理解。

★教学用具：

多媒体、小车、小球、毛巾、玻璃板、斜槽、刻度尺、木块、气垫导轨、滑块等。

★教学过程

（一）引入新课

开门见山，阐述课题：前面几章学习了运动和力基础知识，这一章开始我们研究力和运动的关系。第一节课我们来学习牛顿第必须律。

（二）进行新课

〖教师活动〗：在讲台上放一小车，使它处于静止状态。人推车走，不推车停，由此看来必须有力作用在物体上，物体才运动，

没有力作用在物体上，物体就不运动——这是两千多年前亚里士多德说的，

不是我说的。是这样的吗？

〖学生活动〗：思考：物体的运动是不是必须需要力？

〖教师活动〗：下头你就利用桌子上的器材来研究一下这个问题。（投影）

让学生利用桌子上的器材，自主设计实验，分别研究：

⑴、力推物动，力撤物停。

⑵、力撤物不停。

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牛顿第必须律教案（9）

教学目标

1、知识与技能

明白牛顿第必须律的资料

明白惯性的概念

明白二力平衡

2、过程与方法

经过活动体验任何物体都具有惯性

探究摩擦力对物体运动的影响

3、情感、态度与价值观

经过活动和阅读感受科学就在身边

教学重难点

1、重点：物体的惯性

2、难点：牛顿第必须律

教学过程

（一）引入新课

让学生观察图11.5—1的几幅图，思考运动的物体最终停下来的原因是什么？亚里士多德和伽利略给出截然相反的解释。“运动需要力来维持”，“运动不需要力来维持”

（二）讲授新课

1、牛顿第必须律

（1）探究摩擦力对物体运动的影响

按照书本第35页的实验进行探究不一样表面，物体的运动距离不一样

向学生交代清楚实验的条件和做法：三种粗糙程度不一样的.表面；每次实验用的是同一辆小车；每次都在同一位置滑下，以坚持小车到达水平表面的速度相同。

引导学生分析实验变化的条件是表面的粗糙程度改变，而其他条件没有改变。

根据观察结果，得出结论：小车受到阻力越小，它运动得越远，引导学生进一步推理：如果小车不受任何阻力，小车的速度将坚持不变，永久运动下去。

介绍得出该结论伽利略用了推理的方法。从而得出牛顿第必须律的资料：

（2）牛顿第必须律：一切物体在没有受到力的作用时，总坚持静止状态或匀速直线运动状态。

解释：物体不受力时，原先静止的物体将永久坚持静止状态；原先运动的物体将永久做匀速直线运动，速度的大小和方向都不改变。

2、惯性：物体坚持运动状态不变的性质，牛顿第必须律也叫惯性定律

学生活动：（1）体验图11.5—4的实验

（2）体验物体掉杯中的实验

（3）观看教学VCD

经过观察图11.5—6，尝试用惯性的知识解释怎样利用惯性和防止惯性产生的危害。

3、二力平衡

学生探究：按照图11.5—9进行探究实验，做好记录

引导学生从记录中得出二力平衡的条件：大小相等、方向相反、并且在同一向线上。

（三）课堂小结

1、牛顿第必须律是怎样表述的？

2、现实生活中有哪些利用惯性的例子，防止惯性产生危害的措施？

3、二力平衡的条件是什么？

（四）布置作业

1、书本第39页第1、2、3题

2、完成同步练习

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牛顿第必须律教案（10）

★教材分析

牛顿运动定律是动力学的基础，正确认识力和运动的关系，是学好物理的关键，教学中应联系生活、贴近实际，以激发学生学习的兴趣。

l、理解力和运动的关系是本节课的重点，经过实验和生活的例子进一步体会，力不是维持物体运动的原因，而是改变运动状态的原因。这对以后研究问题，受力分析都是十分重要的。

2、惯性与质量的关系是这节课的难点，经过举例反复体会。

★学生分析

1、力是维持物体运动状态的原因还是改变物体运动状态的原因，人们正确认识这个问题，经历了漫长的历史过程，同样学生要正确认识它，也要克服日常经验带来的错误认识，所以一开始就用了两个实验，让他们经过观察、思考，来澄清错误的认识。

2、惯性是一个重要的概念。虽然学生在初中接触过，但仍有一些学生误认为“物体在坚持匀速直线运动或静止时才有惯性”。不理解一切物体都有惯性，并且惯性大小与质量有关。要解决这问题也不是一蹴而就的，需要经过实例分析慢慢理解。

★新课标要求

（一）知识与技能

1、理解力和运动的关系，明白物体的运动不需要力来维持。

2、理解牛顿第必须律，明白它是逻辑推理的结果，不受力的物体是不存在的。

3、理解惯性的概念，明白质量是惯性大小的量度．

（二）过程与方法

1、培养学生分析问题的本事，要能透过现象了解事物的本质，不能不加研究、分析而只凭经验，对物理问题决不能主观臆断．正确的认识力和运动的关系．

2、帮忙学生养成研究问题要从不一样的角度比较研究的习惯．

3、培养学生逻辑推理的本事，明白物体的运动是不需要力来维持的。

（三）情感、态度与价值观

1、利用一些简单的器材，比如：小球、木块、毛巾、玻璃板等，来比较研究力与物体运动的关系，现象明显，并且更容易推理。

2、培养科学研究问题的'态度。

3、利用动画演示伽利略的梦想实验，帮忙学生理解问题。

4、利用生活中的例子来认识惯性与质量的关系。培养学生大胆发言，并学以致用。

★教学重点

1、理解力和运动的关系。

2、理解牛顿第必须律，明白惯性与质量的关系。

★教学难点

惯性与质量的关系。

★教学方法

1、比较实验、自主探索、合理推理。

2、利用生活中的实例，理解惯性与质量的关系，贴近生活更易理解。

★教学用具：

多媒体、小车、小球、毛巾、玻璃板、斜槽、刻度尺、木块、气垫导轨、滑块等。

★教学过程

（一）引入新课

开门见山，阐述课题：前面几章学习了运动和力基础知识，这一章开始我们研究力和运动的关系。第一节课我们来学习牛顿第必须律。

（二）进行新课

〖教师活动〗：在讲台上放一小车，使它处于静止状态。 人推车走，不推车停，由此看来必须有力作用在物体上，物体才运动，

没有力作用在物体上，物体就不运动——这是两千多年前亚里士多德说的，

不是我说的。是这样的吗？

〖学生活动〗：思考：物体的运动是不是必须需要力？

〖教师活动〗：下头你就利用桌子上的器材来研究一下这个问题。（投影）

让学生利用桌子上的器材，自主设计实验，分别研究：

⑴、力推物动，力撤物停。

⑵、力撤物不停。

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牛顿第必须律教案（11）

教学目标

知识目标：

明白牛顿第必须律，常识性了解伽利略梦想实验的推理过程.

本事目标：

1.经过斜面小车实验，培养学生的观察本事.

2.经过实验分析，初步培养学生科学的思维方法(分析、概括、推理).

情感目标：

1.经过科学史的简介，对学生进行严谨的科学态度教育.

2.经过伽利略的梦想实验，给学生以科学方法论的教育.

教学难点 ：

1．明确“力是维持物体运动的原因”观点是错误的。

2．伽利略梦想实验的推理过程

教学用具：斜面，小车，毛巾，棉布，玻璃板，微机，实物投影，大倍投电视。

教学过程

一、实验引入：批驳亚里士多德的观点

[演示1]在桌面上推动木块（或板擦）从静止开始慢慢向前运动，撤掉推力，木块立即停止。

分析：日常生活中也有许多类似的现象，（如推桌子）。这些现象从表面上看，“必须有力作用在物体上，才能使物体继续运动，没有力的作用，物体就要停下来.”即：板擦的运动需要推力去维持。于是，古希腊哲学家亚里士多德就根据这些现象总结出“物体的运动需要力去维持”。这种观点在历史上曾被沿用两千多年，但时沿用两千年是否就必须正确呢？也可能有人曾表示过怀疑或有人认为就是错误的，但没某能说服别人的理由。

[演示2] 在桌面上推动木块（或板擦）从静止使之向前运动，用力推出，木块向前运动一段距离后停止。

分析：推力撤掉，还要向前运动，与亚里士多德的观点不符。

分析：木块：静止——运动——静止。两个过程中是否都有力存在？在这两个过程中力的作用是维持原先的运动状态还是改变运动状态？

二、 讲授新课：

1.规律总结过程

方法1.教师引导

伽利略的贡献：梦想实验

[演示]（经过实物投影仪把实验过程反映在大倍投电视上）

介绍器材

实验前提条件：每次实验都需从斜面上的同一高度下滑，为什么？

实验过程：让小球从同一斜面的同一位置滚下后分别在毛巾表面、棉布表面、玻璃表面上运动，每次记下小球停下时的位置。做标记的位置是什么位置？（停下来的位置）

实验纪录：

实验次数 表面材料 阻力大小 滑行距离

1 毛巾 最大 最短

2 棉布 较大 较长

3 玻璃 较小 长

推梦想象 光滑表面 阻力为零 无限长

实验分析：

三次实验，小车最终都静止，为什么？

三次实验，小车运动的距离不一样，这说明什么问题？

小球运动距离的长短跟它受到的阻力有什么关系？

若使小车运动时受到的阻力进一步减小，小车运动的距离将变长还是变短？

根据上头的实验及推理的思想，还能够推理出什么结论？

推理：小球在光滑的阻力为零的表面，将会怎样运动？

实验结论：经过伽利略的实验和科学推理得出“运动的物体，如果受到的阻力为零，它的速度将不会减慢，将以恒定不变的速度永久运动下去。”即作匀速运动。

[微机模拟实验]：简介伽利略梦想实验

迪卡儿的补充

如果运动物体不受任何力的作用，不仅仅速度大小不变，并且运动方向也不变，将沿原先的方向匀速运动下去。

牛顿的成果：补充与概括

师：物体除了运动的以外，还有静止的。那么，静止的物体在没有受到外力作用时，坚持什么状态呢？（牛顿补充：将坚持静止状态）

师（引导学生概括）：我们此刻已经有了伽利略的研究成果，又有了迪卡儿和牛顿的补充，把两者进行一下概括：一切物体在没有受到外力作用时，将如何呢？（对概括出来大致意思的同学给予鼓励）

介绍：牛顿抓住时机，概括总结得出著名的牛顿第一运动定律

方法2：学生探究式学习

针对基础较好的学生，能够由学生在教师的指导下自我完成斜面小车实验，根据现象学生分组讨论，明确亚里士多德的观点的问题根源．由学生互相补充确定实验结论。

2.定律分析

定律成立条件：不受外力作用

运动规律：总坚持匀速直线运动状态或静止状态。

师（回应课题引入实验）： 回想我们最开始的实验，有推力板擦运动，撤去推力板擦停下来，从表面现象上得到的结论运动需要力维持是错误的，但这种现象是千真万确摆在我们面前的，我们如何用牛一的观点正确的解释这个现象呢?

三、巩固练习

1． 一物体放在桌上静止，假若某瞬间撤掉所有的外力，物体将怎样样?

2． 对于牛顿第必须律的看法，下列观点正确的是( )

A．验证牛顿第必须律的实验能够做出来，所以惯性定律是正确的.

B．验证牛顿第必须律的实验做不出来，所以惯性定律不能肯定是正确的

C．验证牛顿第必须律的实验做不出来，但能够经过在事实基础上，进一步科学推理得出惯性定律

D．验证牛顿第必须律的实验虽然此刻做不出来，但总有一天能够用实验来验证。

四、小结

人们对物体的运动规律的认识是经历了漫长的时间的。物体在不受力时的运动规律，它是经过亚里士多德对人们近两千年的思想束缚，伽利略的科学推理，才最终由牛顿总结出来的。牛一的重要贡献是：

1）力不是维持物体运动的原因

2）力是改变物体运动状态的原因。

五、作业 ：阅读本节教材

探究活动

牛顿力学的建立

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牛顿第必须律教案（12）

一、教学资料：

牛顿第必须律

二、本周教学目标

1、明白伽利略和亚里士多德对力和运动关系的不一样认识。

2、明白伽利略的梦想实验及其推理过程和结论。

3、明白什么是惯性，会正确理解有关现象。

4、理解牛顿第必须律的资料和意义。

[教学过程]

1、梦想实验的魅力

（1）伽利略的梦想斜面实验

梦想实验：

如图甲所示，让小球沿一个斜面从静止滚下，小球将滚上另一个斜面。如果没有摩擦，小球将上升到原先的高度。

如果第二个斜面倾斜角度小，如图乙所示，小球在这个斜面上到达原先的高度就要经过更长的路程，继续减小第二个斜面的倾斜角度，如图丙所示，使它最终成为水平面，小球就再也达不到原先的高度，而是沿水平面以恒定的速度持续运动下去。

伽利略的思想方法：

伽利略的实验+科学推理的方法推翻了亚里士多德的观点。

伽利略的梦想斜面实验虽然是想像中的实验，但这个实验反映了一种物理思想，它是建立在可靠的事实基础之上的。以事实为依据，以抽象为指导，抓住主要因素，忽略次要因素，从而深刻地揭示了天然规律。

（2）伽利略的观点：在水平面上的物体，设想没有摩擦，一旦物体具有某一速度，物体将坚持这个速度继续运动下去。

（3）笛卡尔的观点：除非物体受到外力的作用，物体将永久坚持其静止或运动状态，永久不会使自我沿曲线运动，而只坚持在直线上运动。笛卡尔补充和完善了伽利略的观点。

2、牛顿物理学的基石惯性定律

牛顿总结了伽利略等人的工作，并提出了三条运动定律，先看牛顿第必须律：

牛顿第必须律：

（1）资料：一切物体总坚持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。

（2）如何正确理解牛顿第必须律？

对牛顿第必须律应从以下几个方面来理解：

①明确了惯性的概念：

定律的前半句话一切物体总坚持匀速直线运动或静止状态，揭示了物体所具有的一个重要的属性惯性，即物体坚持匀速直线运动状态或静止状态的性质，牛顿第必须律指出一切物体在任何情景下都具有惯性、所以牛顿第必须律又叫惯性定律。

②确定了力的含义：

定律的后半句话直到有外力迫使它改变这种运动状态为止，实际上是对力的定义，即力是改变物体运动状态的原因，并不是维持物体运动的原因，这一点要切实理解。

③定性揭示了力和运动的关系：

牛顿第必须律指出物体不受外力作用时的运动规律，它描述的只是一种梦想状态，而实际中不受外力作用的物体是不存在的，当物体所受合外力为零时，其效果跟不受外力的作用相同。可是，我们不能把不受外力作用理解为合外力为零。

3、理解惯性和惯性定律

（1）对惯性定律的理解

牛顿第必须律揭示了一切物体都具有坚持原先运动状态不变的性质，即一切物体都具有惯性。同时，牛顿第必须律还定性地指出了力的动力学意义：力是改变物体运动状态的原因，即改变速度的原因。物体在速度发生改变时，就有加速度。所以也能够说：力是使物体产生加速度的原因。不能认为力是维持物体运动（匀速直线运动）的原因，也不能认为有力就有运动，没有力就没有运动，更不能认为物体向哪个方向运动就必须受到那个方向的力的作用。

（2）对惯性的理解

①惯性是物体的固有属性：一切物体都具有惯性。

②惯性与运动状态无关：不论物体是处于怎样的运动状态，惯性总是存在的，当物体原先静止时，它一向想坚持这种静止状态；当物体运动时，它一向想以那一时刻的速度做匀速直线运动。

③惯性与物体是否受力无关，与物体速度大小无关，仅由物体的质量决定。

4、惯性与力的比较

（1）从概念比较

惯性是物体坚持匀速直线运动或静止状态的性质，而力是物体与物体之间的相互作用，力是迫使物体改变运动状态的原因。

（2）从意义比较

任何物体都具有惯性，而物质无处不在，惯性也就无处不有，一切物体均具有惯性，我们所处的世界是惯性的世界，也叫惯性系。

惯性不是力，惯性与力毫无关系，二者有着本质的区别。

力是物体与物体之间的相互作用，是迫使物体改变运动状态的原因，也是使物体产生加速度的原因

5、决定物体运动状态发生变化的内因与外因

决定物体运动状态发生变化的因素有两个：一个是物体受到的外力；另一个是物体本身的质量。外力是物体运动状态发生变化的外部因素，质量是决定物体运动状态发生变化难易程度的内部因素。

在物体的质量必须时，物体受到的力越大，其运动状态的变化就越迅速；反之，物体受到的力越小，其运动状态的变化就越缓慢。

在物体所受外力必须时，物体质量越大，其运动状态的变化就越困难；反之，物体的质量越小，其运动状态的变化就越容易。物体质量的大小决定了运动状态发生变化的难易程度。

6、明确区分运动状态改变的难易与让运动物体停止运动的难易的不一样

有同学认为：汽车的速度越大，让它停下来即刹车所用的时间越长，即让汽车停止运动就越困难，所以认为汽车的速度越大其惯性就越大。其实这是错误的。

比较物体惯性大小的方法是：在相同外力作用下，加速度大的其惯性小；加速度小的其惯性大；加速度相等时其惯性等大。同辆汽车，刹车时所受阻力相同，加速度相同，即单位时间内速度改变量相同，惯性大小就相同。行驶速度大的汽车，停下来的速度改变量越大所用时间就越长，而单位时间内的速度改变量仍然相同，即加速度相同，惯性大小相同。所以惯性的大小与速度大小无关。

【典型例题】

例1、关于牛顿第必须律，下头说法正确的是（）

A、牛顿第必须律反映了物体不受外力作用时物体的运动规律

B、牛顿第必须律就是惯性

C、不受外力作用时，物体运动状态坚持不变是由于物体具有惯性

D、物体的运动状态发生变化时，物体必定受到外力的.作用

解析：对A，由牛顿第必须律可知，该定律反映的就是不受外力作用时物体静止或匀速直线运动的规律。故A选项正确。

对B，惯性与惯性定律二者的物理意义截然不一样。惯性是一切物体都具有维持匀速直线运动或静止状态的性质，无论物体处于什么状态，物体的惯性都会以不一样的形式表现出来。而惯性定律则是说：一切物体在不受外力作用时总是坚持匀速直线运动或静止状态，直到有外力迫使物体改变这种状态为止。它是物体不受外力作用的条件下所遵守的规律。惯性与惯性定律这二者极易混淆，仅有从概念的物理意义上分析、比较，从而作出正确确定。故B选项错误。

对C，由牛顿第必须律可知，物体坚持原先运动状态不变的原因，就是由于物体不受外力和具有惯性。故C选项正确。

对D，由牛顿第必须律的含义可知，力就是迫使物体运动状态发生改变的原因，故D选项正确。

惯性与质量关系的定性分析

例2、在谷物的收割和脱粒过程中，小石子、草屑等杂物很容易和谷物混在一齐，另外谷粒中也有瘪粒。为了将它们分离，可用扬场机分选，如图所示。它的分选原理是（）

A、小石子质量最大，空气阻力最小，飞得最远

B、空气阻力对质量不一样的物体影响不一样

C、瘪谷粒和草屑质量最小，在空气阻力作用下，反向加速度最大，飞得最远

D、空气阻力使它们的速度变化不一样

解析：各种杂物以相同的速度从机器中抛出，由于所受空气阻力不一样，产生的加速度也不一样，使它们的速度变化不一样，故D选项正确。或者这样理解：小石子质量大，惯性大，运动状态较杂质要难改变得多，故飞得最远，而实谷粒质量和惯性介于小石子和瘪粒之间，故最终实谷粒位置居中。

答案：D

例3、如图（1）所示，重球M系于细线DC的下端，重球M的下方又系一条同样的细线BA，下列说法正确的是（ ）

（1）

A、在线的A端缓慢加大拉力时，线DC先断

B、在线的A端缓慢加大拉力时，线BA先断

C、在线的A端猛力一拉，线BA先断

D、在线的A端猛力一拉，线DC先断

解析：重球M的受力如图（2）所示。

（2）

对A，当在线的A端缓慢加大拉力时，使得重球M能够发生向下的微小位移，从而使得上部细线CD的拉力逐渐增大，又由于这个过程是极其缓慢地进行的，故能够认为重球M始终处于受力平衡状态，重球M的受力是。当AB线下端的力增大时，也随之增大，并且总是会有上部的CD绳先到达受力极限的程度，因而CD绳先被拉断。故A选项正确。

对B，由上头的分析可知，B选项错误。

对C，当在A端猛力一拉时，由于重球M的质量较大，其惯性也就较大，并且力的作用时间又极短，故重球M向下发生的位移也极小，以至于上部的线CD还没来得及发生伸长的形变，下端线中的拉力已经到达了极限强度，因而下部的线AB必然会先断。故C选项正确。

例4、（2006年广东）下列对运动的认识不正确的是（）

A、亚里士多德认为物体的天然状态是静止的，仅有当它受到力的作用时才会运动

B、伽利略认为力不是维持物体速度的原因

C、牛顿认为力的真正效应总是改变物体的速度，而不仅仅是使之运动

D、伽利略根据梦想实验推论出：如果没有摩擦，在水平面上的物体，一旦具有某一个速度，将坚持这个速度继续运动下去

解析：亚里士多德认为力是维持物体运动的原因，故A项错，其他三项与史实吻合。

答案：A

例5、（2003年上海市综合试题）科学思维和科学方法是我们认识世界的基本手段。在研究和解决问题过程中，不仅仅需要相应的知识，还要注意运用科学方法。梦想实验有时更能深刻地反映天然规律。咖利略设想了一个梦想实验，其中有一个是实验事实，其余是推论。

①减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上仍然要到达原先的高度；

②两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面；

③如果没有摩擦，小球将上升到原先释放的高度；

④继续减小第二个斜面的倾角，最终使它成水平面，小球要沿水平面做持续的匀速运动。

请将上述梦想实验的设想步骤按照正确的顺序排列_______（只要填写序号即可）。在上述的设想步骤中，有的属于可靠的事实，有的则是梦想化的推论。下列有关事实和推论的分类正确的是（）

A、①是事实，②③④是推论

B、②是事实，①③④是推论

C、③是事实，①②④是推论

D、④是事实，①②③是推论

解析：本题是在可靠事实的基础上进行合理的推理，将实验梦想化，并贴合物理规律，得到正确的结论，而②是可靠事实，所以放在第一步，③①是在高度上作无摩擦的设想，最终推导出水平面④上的梦想实验，所以正确顺序是②③①④。

答案：②③①④ B

【模拟试题】

1、人从行驶的汽车上跳下来后容易（）

A、向汽车行驶的方向跌倒

B、向汽车行驶的反方向跌倒

C、向车右侧方向跌倒

D、向车左侧方向跌倒

2、有道是坐地日行八万里，由此可见地球自转的线速度是相当大的，然而当你在原地向上跳起后会发现仍落在原处，这是因为（ ）

A、你跳起后，会得到一向前的冲力，使你随地球一同转动

B、你跳起的瞬间，地面给你一个力，使你随地球一同转动

C、你跳起后，地球也在转，但由于你留在空中时间太短，以至于落地后的距离太小，看不出来

D、你跳起到落地，水平方向速度同地球一样

3、歼击机在进入战斗状态时要丢掉副油箱，这样做是为了（）

A、减小重力，使运动状态坚持稳定

B、增大速度，使运动状态易于改变

C、增大加速度，使状态不易变化

D、减小惯性，有利于运动状态的改变

4、下列事例中，利用了物体的惯性的是（）

A、跳远运动员在起跳前的助跑运动

B、跳伞运动员在落地前打开降落伞

C、自行车轮胎做成凹凸不平的形状

D、铁饼运动员在掷出铁饼前快速旋转

5、关于惯性，以下说法正确的是（）

A、人在走路时没有惯性，被绊倒时才有惯性

B、百米赛跑到达终点时不能立即停下来是由于有惯性，停下来后也就没有惯性了

C、物体在不受外力作用时有惯性，受到外力作用后惯性就被克服了

D、物体的惯性与物体的运动状态及受力情景均无关

6、你试着自我学做蛋炒饭，你两手分别握住一只鸡蛋，现用右手的鸡蛋去碰停在你左手中的鸡蛋，结果如何？大部分情景是只破了一只鸡蛋，则先破的蛋是（）

A、右手的 B、左手的 C、同时破 D、无法判定

7、当人们的衣服上沾了一些灰尘时，都习惯地用手在沾有灰尘的地方拍打几下，这样灰尘就会掉了，请同学们用学过的知识解释。

8、在足球场上，为了不使足球停下来，运动员带球前进必须不断用脚轻轻地踢拨足球（即盘带）又如为了不使自行车减速，总是不断地用力蹬脚踏板。这些现象不正说明了运动需要力来维持吗？那为什么又说力不是维持物体运动的原因？

【试题答案】

1、 A 2、 D 3、 D 4、 AD 5、D 6、B

7、当你拍打沾有灰尘的衣服时，衣服受力突然运动，而灰尘因惯性要坚持静止，所以与衣服脱离，就掉下来了。

8、足球在草地上时，受到阻力作用，运动状态发生改变，速度变小，最终会停下来，所以在盘带足球时，人对足球施加力的作用，恰好是起了使足球已经变小的速度再变大的原因。

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牛顿第必须律教案（13）

教学目标

1、明白牛顿第必须律

2、理解力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动的原因；

3、理解惯性，认识一切物体都有惯性；

4、经过学习，提高学生的逻辑推理本事和科学想象本事 教学设想 重点：实验探究阻力对物体运动的影响

难点：对惯性现象的理解 教学准备 斜面、小车、毛巾、棉布、木板、象棋子、硬尺片、杯、水、鸡蛋、硬纸片、铁架台、细线、纸箱、木块等

教学过程

二次备课 新课引入：

我们学过了力，一切物体都受到力的作用．我们也学过了运动，运动是绝对的，一切物体都在运动，静止只是相对的．物体都受力，同时又都在运动，力的效果之一就是力能改变物体的运动状态．可见，力和物体的运动有密切的联系．我们在这一章中要学习力和运动二者之间的联系．

古希腊的学者亚里斯多德早在两千年前就提出“力是维持物体运动的原因”．他的根据是一个物体（例如一辆车）运动起来后必须用力才能使它不停地运动下去，失去力的作用，运动会停下来．

物体的运功需要力来维持吗？

新课：

一．探究阻力对物体运动的影响

教师强调实验中注意事项：同一小车、同一斜面、同一高度由静止下放，滑到底端的速度相同，不一样的是水平面材料。

学生要理解实验要求的一些目的

演示实验：

小车从斜面滑下，在毛巾上滑行后停下

1）教师提问：小车为什么停下来？

（学生回答）

小车在水平的毛巾面上受到了阻力．

小车从斜面滑下，在木板上滑行后停下

2)教师提问：

小车滑行的距离怎样长了？

（学生回答）

小车受到的摩擦力变小了

3)教师提问

能让小车在水平面上运动的再远些吗？

（学生回答）

减小水平应对小车的阻力．

结论：表面越光滑，小车受阻力越小，小车速度变化越慢，小车前进越远。

设想：如果小车从斜面上滑下来，滑到一个十分光滑、阻力无限小的光滑平面上，小车的运动将如何？

小车应当永久运动下去

最终，英国的著名物理学家牛顿总结了前人研究的成果，建立了力和运动的`关系的第一条规律——牛顿第必须律．

一切物体在没有受到外力作用的时候，总坚持匀速直线运动状态或静止状态，这就是著名的牛顿第必须律．

也就是物体在不受力的情景下，也能运动，所以物体的运动不需要力来维持

牛顿第必须律是建立在实验基础上，进一步的科学推理得到的非实验定律。

大家要学习科学家的刻苦钻研精神，也要向他们学习一种研究问题的方法——科学推理法。

二．牛顿第必须律又叫惯性定律。那么，什么是惯性呢？

任何物体都具有坚持静止状态或匀速直线运动状态的性质，这种性质叫做惯性。

1、打棋子实验（学生参与演示）将七个象棋子叠放讲台上，用尺迅速地打出第四个棋子，上头的棋子由于惯性要坚持原先的静止状态，失去了第四个棋子的支持而落在正下方。

2、惯性鸡蛋实验：突然弹击鸡蛋与水杯间的硬纸片，鸡蛋有惯性，不会随纸片飞出去，而是掉进水杯里。

鼓励学生举例说明：生活中有那些做法是利用了惯性和预防惯性造成的危害的。（洗衣机脱水的原理，拍打衣服上的灰尘，抖落伞上的雨点，跳远前的助跑，高速公路上对汽车之间的车距有限制，在一些拐弯较多的地方限制车速等）

教师强调：惯性是万物皆有的一种固有属性，惯性与物体是否受外力、处于何种状态无关。惯性由物体的质量决定，质量越大，惯性越大。惯性不是力，

板书设计：

牛顿第必须律

一．牛顿第必须律

1．概念：一切物体在没有受到外力作用的时候，总坚持匀速直线运动状态或静止状态，

2．运动的物体不需要力来维持

二．惯性：是物体的一种属性，

惯性只与物体 质量 有关。

与物体的速度，体积等无关

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牛顿第必须律教案（14）

教学目标

1、经过实验，进行合理的推理，对学生进行科学态度和科学方法的教育。

2、明白牛顿第必须律。

3、明白牛顿第必须律的重要应用。

教学重难点

1、理解牛顿第必须律资料的含义。

2、做好演示实验。

教学工具

多媒体

教学过程

经过上一章的学习，我们认识了力，同学们能不能举这样几个例子：

①物体由静止变为运动的例子。

②物体运动速度由快变慢的例子。

③物体运动方向改变的例子。

由上头的例子可见：物体受力后，改变了物体的什么?(运动状态)

那物体不受外力呢?同学们猜一猜，运动状态会怎样呢?

静止的物体不受外力时，会不会自我运动起来?

运动的物体不受外力时，会不会自我停下来?

(学生讨论猜想)

同学们猜想的是否正确呢?我们下头就来研究探索这个问题：

Ⅰ、演示实验：

1、介绍实验装置：带斜面的长木板、小车、毛巾、棉布。

2、实验过程：

⑴在木板上铺一块毛巾，让小车从斜面上最高的一点，从静止开始滑下，请同学们注意观察小车在毛巾面上的运动情景。

(请学生描述小车在毛巾面上的运动情景)

问：小车为什么运动地越来越慢，最终停下来?

讲述：由于阻力，小车由运动变为了静止。

(小车停住后，在其尾部位置插一小旗。)

问：能让小车运动得远一些吗?

(减小阻力，用棉布)

⑵将木板上的毛巾换为棉布，仍让同一小车在同一斜面的同一高度由静止开始滑下，这样就能够保证小车到达斜面底端是的速度相同，这样就能够保证了其他条件都不变，而只是减小了阻力。同学们注意观察小车在棉布表面的运动情景。

现象：小车速度越来越慢最终停下，但运动距离比上次远。

(小车停住后，在其尾部位置插一小旗)

问：小车运动距离为什么比上次远?

(受到的阻力比上次小)

问：能让小车运动的更远些吗?

(把阻力减小，用木板)

⑶撤去棉布，使用木板面。重复上头的实验。

3、(课件模拟以上三个实验，同时由同一高度由静止开始滑下)和学生一齐分析：

条件：同一小车，从同一高度，有静止开始滑下(到达水平面上的速度相同)

(用气垫道轨演示f→0的情景，然后让学生猜想如果不受外力时物体的运动情景)

Ⅱ、实验结论：如果物体不受外力，运动物体将速度不变的运动下去，即匀速运动。早在三百年前，意大利的物理学家伽利略就是用这种方法得出了这个结论。

(板书)：物体不受外力时，运动物体—匀速

法国物理学家笛卡尔进一步补充了伽利略的结论，时人们的认识又深化了一步，笛卡尔认为运动的物体在不受外力时，除速度大小不会改变，永久运动下去，也不会改变运动方向，即匀速直线运动。

同学们想一想，如果静止的物体不受外力，能不能自我运动起来呢?(不能)

研究发现，静止的物体在不受外力时，仍会静止。

(板书)：

物体不受外力时，运动物体——匀速、直线匀速直线运动

静止物体——静止

此刻哪为同学能总结出，如果物体不受外力时，会是什么情景?

(学生总结)

一切物体在没有受到外力作用时，总坚持静止状态或匀速直线运动状态。

这个结论最早是由英国物理学家牛顿总结了伽利略等人的.研究成果，概括出来的，这就是我们今日要来学习的“牛顿第必须律”。

(板书课题)：牛顿第必须律

(板书牛顿第必须律资料)

对学生进行表扬：总结的十分好，如果我们能早出生300年，那也许就会是以在座的某位同学的名称来命名的定律了。只要同学们认真学习，就会有更多的机会去发明、创造，为祖国、为整个人类做出贡献。

解释牛顿第必须律：

条件：一切物体在没有受到外力作用时。

结论：静止的物体坚持静止状态

运动的物体坚持匀速直线运动状态

即：动者恒动，静者恒静。

牛顿第必须律告诉我们：物体的运动不需要力来维持，力的作用是改变物体的运动状态。

牛顿第必须律是在很多实验事实的基础上，经过进一步的科学推理而概括出来的，这个结论虽无法直接用实验来证明，但从定律得出的一些推论都经受住了实践的检验。所以，牛顿第必须律已成为大家公认的力学三定律之一。

Ⅲ、同学们都明白两个月前，在澳大利亚的悉尼举行了第二十七届奥运会，我国获得了28枚金牌，居金牌榜第三位。运动员们为祖国争了光，假若在运动会进行的过程中某一时刻一切外力都消失了，(那里的外力主要是指大家熟悉的重力、摩擦力、空气阻力等。)那会发生什么情景呢?

①跳高运动员刚跳离地面时，一切外力都消失了，那会怎样呢?

(坚持匀速直线运动状态，飞出体育场，冲出地球)

②即将起跑的运动员，一切外力消失，还能否运动起来?

③在环形跑道上进行800米比赛的运动员，刚开始时最前面的运动员速度最大，这时一切外力都消失，那后面的运动员能追上他吗?它能到达终点，取得金牌吗?

④学生讨论，举例。

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牛顿第必须律教案（15）

（一）教学目的

1．明白牛顿第必须律。

2．经过学习，提高学生的逻辑推理本事和科学想象本事。

（二）教具

惯性小车、斜面、木板、毛巾、标志小旗。

（三）教学过程

一、复习提问

力的作用效果有哪些？

二、新课引入

教师：我们学过了力，一切物体都受到力的作用。我们也学过了运动，运动是绝对的，一切物体都在运动，静止只是相对的。物体都受力，同时又都在运动，力的效果之一就是力能改变物体的运动状态。可见，力和物体的运动有密切的联系。我们在这一章中要学习力和运动二者之间的联系。

三、进行新课

1．历史的回顾

教师：古希腊的学者亚里斯多德早在两千年前就提出“力是维持物体运动的原因”。他的根据是一个物体（例如一辆车）运动起来后必须用力才能使它不停地运动下去，失去力的作用，运动会停下来。初看起来，他的观点似乎贴合实际情景，所以这个观点在人类的历史上统治了近一千七百年。直到三百年前，人们才开始对这个观点是否正确提出疑问，并由伽利略和牛顿等几位科学家对力和运动的关系提出了科学的论断。

2．做课本图91所示实验

（1）教师：这是一块倾斜放置的木板，它的下端又接出一块木板水平放置，木板上铺一块毛巾。让一辆小车从斜面上的某一位置由静止开始向下运动，注意观察小车的运动情景。

（演示，并在小车停止处放一面小旗做为标志。画板图）

教师提问：小车为什么停下来？

（学生回答）

小车在水平的毛巾面上受到了阻力。

教师：亚里斯多德认为维持运动必须有力。此刻，小车恰恰是因为受到了阻力，它的运动不能维持。可见，他的观点缺乏必须的`前提条件，所以是不确切的。

（2）教师提问：能让小车在水平面上运动的再远些吗？

（学生回答）

减小水平应对小车的阻力。

（演示，用棉布表面的木板代替毛巾，重复上述实验，并在小车停止处放小旗做标志）

教师：小车从斜面上的同一位置由静止开始向下运动，这样能够保证小车到达斜面底端具有跟刚才实验时相同的速度，小车在水平面上运动得更远了，原因是阻力小了。

（画板图）

教师：从实验可知，木板对小车的阻力小了，小车运动得更远了，它的速度经过较长的时间才变为0。

（3）教师：我们把水平放置的木板表面换成一块比较光滑的板，重复上述的实验。

（演示，并画图）

可见，水平木板对小车的阻力越小，小车运动得越远，它的速度必须经过更长的时间才能变为0。

3．牛顿第必须律

教师：请大家设想，如果小车从斜面上滑下来，滑到一个十分光滑、阻力无限小的光滑平面上，小车的运动将如何？

（学生讨论并回答）

由于有前三次实验做基础，这种无限光滑的平面虽然没有，可是我们也有充分的理由认为小车将永久运动下去．这就是历史上伽利略所做过的实验和经过实验得到的结论。

法国的科学家笛卡儿进一步补充了伽利略得出的结论，使人们的认识又深化了一步。笛卡儿认为，物体不受外力时，除了速度的大小不会改变，永久运动下去，也不会改变运动的方向。

最终，英国的著名物理学家牛顿总结了前人研究的成果，建立了力和运动的关系的第一条规律牛顿第必须律。

一切物体在没有受到外力作用的时候，总坚持匀速直线运动状态或静止状态，这就是著名的牛顿第必须律。

物体不受外力作用时，原先运动的物体要坚持匀速直线运动；原先静止的物体要坚持静止状态．这个规律说明了维持物体的匀速直线运动是不需要力的。

牛顿第必须律不是从实验中直接得出来的，可是它又有深厚的实验基础。它是在实验的基础上经过进一步的科学推理而得到的，由这个定律进一步得出的一切科学推论都经受住了实践的检验，所以，牛顿第必须律早已成为大家公认的力学基本定律之一。

4．学生阅读课本“牛顿的故事”。

四、作业

复习本节课文。

注：教材选用人教版九年义务教育初中物理第一册。

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牛顿第必须律教案（16）

★教材分析

牛顿运动定律是动力学的基础，正确认识力和运动的关系，是学好物理的关键，教学中应联系生活、贴近实际，以激发学生学习的兴趣。

l、理解力和运动的关系是本节课的重点，经过实验和生活的例子进一步体会，力不是维持物体运动的原因，而是改变运动状态的原因。这对以后研究问题，受力分析都是十分重要的。

2、惯性与质量的关系是这节课的难点，经过举例反复体会。

★学生分析

1、力是维持物体运动状态的原因还是改变物体运动状态的原因，人们正确认识这个问题，经历了漫长的历史过程，同样学生要正确认识它，也要克服日常经验带来的错误认识，所以一开始就用了两个实验，让他们经过观察、思考，来澄清错误的认识。

2、惯性是一个重要的概念。虽然学生在初中接触过，但仍有一些学生误认为“物体在坚持匀速直线运动或静止时才有惯性”。不理解一切物体都有惯性，并且惯性大小与质量有关。要解决这问题也不是一蹴而就的，需要经过实例分析慢慢理解。

★新课标要求

（一）知识与技能

1、理解力和运动的关系，明白物体的运动不需要力来维持。

2、理解牛顿第必须律，明白它是逻辑推理的结果，不受力的物体是不存在的。

3、理解惯性的概念，明白质量是惯性大小的量度

（二）过程与方法

1、培养学生分析问题的本事，要能经过现象了解事物的本质，不能不加研究、分析而只凭经验，对物理问题决不能主观臆断、正确的认识力和运动的关系

2、帮忙学生养成研究问题要从不一样的角度比较研究的习惯

3、培养学生逻辑推理的`本事，明白物体的运动是不需要力来维持的。

（三）情感、态度与价值观

1、利用一些简单的器材，比如：小球、木块、毛巾、玻璃板等，来比较研究力与物体运动的关系，现象明显，并且更容易推理。

2、培养科学研究问题的态度。

3、利用动画演示伽利略的梦想实验，帮忙学生理解问题。

4、利用生活中的例子来认识惯性与质量的关系。培养学生大胆发言，并学以致用。

★教学重点

1、理解力和运动的.关系。

2、理解牛顿第必须律，明白惯性与质量的关系。

★教学难点

惯性与质量的关系。

★教学方法

1、比较实验、自主探索、合理推理。

2、利用生活中的实例，理解惯性与质量的关系，贴近生活更易理解。

★教学用具：

多媒体、小车、小球、毛巾、玻璃板、斜槽、刻度尺、木块、气垫导轨、滑块等。

★教学过程

（一）引入新课

开门见山，阐述课题：前面几章学习了运动和力基础知识，这一章开始我们研究力和运动的关系。第一节课我们来学习牛顿第必须律。

（二）进行新课

〖教师活动〗：在讲台上放一小车，使它处于静止状态。 人推车走，不推车停，由此看来必须有力作用在物体上，物体才运动，

没有力作用在物体上，物体就不运动——这是两千多年前亚里士多德说的，

不是我说的。是这样的吗？

〖学生活动〗：思考：物体的运动是不是必须需要力？

〖教师活动〗：下头你就利用桌子上的器材来研究一下这个问题。（投影）

让学生利用桌子上的器材，自主设计实验，分别研究：

⑴、力推物动，力撤物停。

⑵、力撤物不停。

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牛顿第必须律教案（17）

一、教学目标

【知识与技能】

明白牛顿第必须律，常识性了解伽利略梦想实验的推理过程，明白什么是惯性，能够用惯性解释生活中常见的现象，明白惯性与质量之间的关系。

【过程与方法】

经过斜面小车实验，提高观察本事，动手本事，经过实验分析，初步养成科学的思维方法(分析、概括、推理)。

【情感态度与价值观】

体验在研究过程中成功的喜悦，学会分工与合作，提高团结协作的本事，感悟科学探究的艰辛与曲折，感悟科学就在我们身边。

二、教学重、难点

【重点】

对牛顿第一运动定律和惯性的正确理解，体会科学思想的建立过程。

【难点】

1.明确“力是维持物体运动的原因”观点是错误的。

2.明确斜面实验的整个过程。

3.经过对斜面实验的分析比较得出牛顿第必须律。

三、教学过程

环节一：导入新课

教师设计两个实验。提出问题：

1.要让静止的书(文具盒)运动，该怎样办?

2.停止用力，又会如何呢?

误导学生：物理受力就会运动，不受力就停止。

得出谬论：物体运动要靠力维持。

教师实验演示：在桌面推一辆小车，撤去推力，小车没有立即停下。

得出结论：物体运动不需要力来维持。

观察学生表情，出示亚里士多德和伽利略的.两种截然不一样的观点，激发学生探究的兴趣，活跃课堂气氛，由此引出今日的课题《牛顿第必须律》。

环节二：新课讲授

叙述古代人们对于运动的认识和伽利略对于运动的观点。

演示实验：“阻力对物体运动的影响”。

(1)棉布铺在水平木板上，让小车从斜面顶端由静止滑下，让同学们观察小车在木板上滑行的距离。

(2)去掉木板上的棉布，再次让小车从斜面顶端由静止滑下，让同学们观察小车在木板上滑行的距离。

提问：两次实验为什么都让小车在斜面顶端由静止滑下?

回答：使小车滑到斜面底端时速度相同。

总结实验现象：小车所受的阻力减小，向前滑行的距离变大。

推理：如果物体受到的阻力为零，速度就不会减小，物体将以恒定不变的速度永久运动下去。

讲述牛顿总结了伽利略等人的研究成果得到牛顿第必须律。

强调虽然牛顿第必须律建立在很多经验事实的基础上，但却是一个推理而概括出来的定律。

提问：牛顿第必须律蕴涵几部分知识，小组讨论，教师总结得出牛顿第必须律包含三部分资料：

(1)物体在不受力时，总坚持匀速运动状态或静止状态。

(2)物体有坚持匀速直线运动状态的性质，叫做惯性。

(3)物体运动状态的改变需要外力。

经过一系列问题的提问与引导，导出惯性这一概念，讲解惯性仅与质量有关，列举生活中有关于利用惯性的事例。

环节三：巩固提高

提问同学们牛顿第必须律从几个方面阐述了力和运动的关系?什么是运动状态的改变?

学生根据本节课所学的知识点回答。

环节四：小结作业

小结：以提问的方式进行提问总结，梳理本节课知识点。

作业：查阅伽利略斜面实验的完整设计过程，同时观察生活中有关利用惯性的事例。

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牛顿第必须律教案（18）

一、教学目标

1.明白并理解牛顿第必须律的资料，能根据牛顿第必须律的资料解释生活中的现象。

2.经过演示实验。提高观察本事和逻辑思维本事。

3.发现天然科学规律，体会物理的实用性，提高学习物理的兴趣。

二、教学重难点

【重点】牛顿第必须律。

【难点】理解牛顿第必须律。

三、教学过程

环节一：导入新课

同学们好!上课，同学们请坐。上课之前，教师在多媒体展示了一幅图片，我们先来看一下。这是在太空当中静止的一滴水，我们结合之前的知识，想一想这滴水为什么能够静止在空中呢?嗯，好，看到很多同学有答案了。来，后排这个女生说一下，十分好，请坐。她说是因为在太空当中的物体，不受到力的作用，所以物体总坚持静止或者是匀速直线运动的状态。由于没有初速度，所以就静止在空中了。表达的十分完整。对于刚才同学所说的，其实涉及到了牛顿第必须律。那今日我们继续来探究牛顿第必须律。(板书：牛顿第必须律)

环节二：新课讲授

【模块1】牛顿第必须律的发现历程

我们都明白，牛顿第必须律其实是牛顿总结归纳得出的，那为什么牛顿总说自我是站在巨人的肩膀上的?牛顿第必须律的发现过程又是怎样的呢?好，此刻教师给大家2分钟的时间快速浏览教材上的第一段和第二段，我们一齐来归纳一下牛顿第必须律的建立过程。好，此刻很多同学已经坐直了，想必已经是完成了。那谁能来分享一下，好这位同学。嗯，十分好，请坐。他是根据人物来进行梳理的。他说先后经历了亚里士多德、伽里略、笛卡尔、最终是牛顿进行总结而得出的定律。所以牛顿才说自我是站在巨人的肩膀上的。

好，对于这几个人物来说呢，我们详细地来看一看，他们分别有怎样的观点和言论。首先是亚里士多德，他说力是维持物体运动的原因，如果没有力，那运动就会立即停止。那这样的观点是否正确呢?嗯，不正确。这个我们之前已经学过了。在20xx多年之后，伽利略推翻了这个观点。那他说什么呀?对，力是改变物体运动的原因。也就是说，如果不受到外力作用时，这个物体会持续的运动下去。物体运动停止，是因为受到了阻力的作用。好，之后笛卡尔将这个言论的推广到更加梦想化的情景。最终由牛顿总结出牛顿第必须律的资料。嗯，好，这就是牛顿第必须律的发现历程。(板书：一、发现历程)

【模块2】牛顿第必须律

对于牛顿第必须律，其实我们之前已经明白了他的`完整表述。谁能来尝试说一说?嗯，好，你来说。嗯，不错，请坐。表述得不是十分完整，可是语言表达本事还是不错的。牛顿第必须律的完整表述是，一切物体总坚持静止或者是匀速直线运动状态，直到有外力迫使它改变这种状态。对于牛顿第必须律，其实在初中的时候，我们已经做过实验来进行探究了。当时探究实验过程是怎样的，大家还记得吗?嗯，好，来这位男同学你来说一说，十分好，请坐。这个男同学说，之前探究时，是让小车或者是让滑块从斜面的同一高度滑下，经过改变平面的粗糙程度，观察滑块滑行的距离，会发现阻力越小时，滑块滑行得就越远。

那么我们一齐来想一想，在高中阶段，这个实验有没有能够优化的地方呢?应当怎样去改善呢?嗯，好，我看到很多同学有想法，这位女同学你来说一说，很好，请坐。她说想尽量减小阻力之后，然后给小车一个初速度，此时观察一下它的速度是不是会发生改变，来进行验证。嗯，好。根据这样的想法，教师准备了一段实验视频。视频当中的实验器材是气垫导轨，在启动的时候，导轨会向上喷气，在滑块和导轨之间就会构成空气层。此时就会大大减少滑块在运动时的摩擦力。好，那么我们就来看看，如果给滑块一个初速度，他到底会不会坚持匀速直线运动呢?好，此刻实验播放开始。嗯，好，视频播放结束了。从刚才的显示屏当中的数字来看，滑块的运动时速度发不发生改变呢。好，同学们都说是不改变的，确实是这样。当物体运动的时，所受到的合外力为零，他将会一向匀速直线运动下去。好，在初中的基础上，我们将这个实验进行了改良。

【模块3】牛顿第必须律的理解1

那么对于牛顿第必须律的发现历程以及准确表述，我们已经了解清楚了。此刻教师有两个小问题想去考考大家。刚才在牛顿第必须律当中，我们说物体总坚持静止或者是匀速直线运动的状态。此时对于这样的状态来说，他的受力情景必须是怎样样?对，不受外力的作用。也就是说，他的合外力怎样样，嗯，很好，是为零的。好，怎样才能算是合外力为零呢?同学们思考两分钟，教师找人来分享。我看到很多同学已经有答案了，这个男同学你最进取，你来说一下，十分好，请坐。他说合外力为零，可能是这个物体就是不受任何力的作用，此时合外力就为零了。那还有哪位同学来补充一下。好，这位同学。好，请坐。他说也可能是物体受到力。可是这些力合成之后，合外力是等于零的。说得十分的好。这个其实就是合外力为零的两种情景。

【模块4】牛顿第必须律的理解2

此刻教师还有一个小问题想去问问大家，我们可不能够经过受力情景和运动情景之间的联系，来确定一下，物体在处于某种运动情景时，它的合外力是怎样的呢?嗯，好，此刻教师在多媒体上了展示一幅过山车的图片。过山车在运行的时候，它的速度大小和方向在时刻发生变化。于是我们能够推断他所受的合外力是怎样的呢?嗯，好，后面戴眼镜的男同学，来跟大家说一下，很好，请坐。这位男同学说，如果这个物体速度大小和方向不变化的时候，说明合外力为0。但此时速度大小和方向均变化，说明此时合外力必须是不为零的。所以根据大家说的，牛顿第必须律能够经过物体运动状态，大致的去推断受力情景。

环节三：小结作业

好，以上就是我们今日学习的所有资料，经过刚才的两个小问题的讨论，相信同学们已经对于牛顿定律有了更加深刻的认识和把握。好，这节课呢，我们就上到那里。课后同学完成书后的习题。好，下课。

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牛顿第必须律教案（19）

（一）教学目的

1、明白牛顿第必须律。

2、经过学习，提高学生的逻辑推理本事和科学想象本事。

（二）教具

惯性小车、斜面、木板、毛巾、标志小旗。

（三）教学过程

一、复习提问

力的作用效果有哪些？

二、新课引入

教师：我们学过了力，一切物体都受到力的作用。我们也学过了运动，运动是绝对的，一切物体都在运动，静止只是相对的。物体都受力，同时又都在运动，力的效果之一就是力能改变物体的运动状态。可见，力和物体的运动有密切的联系。我们在这一章中要学习力和运动二者之间的联系。

三、进行新课

1、历史的回顾

教师：古希腊的学者亚里斯多德早在两千年前就提出“力是维持物体运动的原因”。他的根据是一个物体（例如一辆车）运动起来后必须用力才能使它不停地运动下去，失去力的作用，运动会停下来。初看起来，他的观点似乎贴合实际情景，所以这个观点在人类的历史上统治了近一千七百年。直到三百年前，人们才开始对这个观点是否正确提出疑问，并由伽利略和牛顿等几位科学家对力和运动的关系提出了科学的论断。

2、做课本图91所示实验

（1）教师：这是一块倾斜放置的木板，它的下端又接出一块木板水平放置，木板上铺一块毛巾。让一辆小车从斜面上的某一位置由静止开始向下运动，注意观察小车的运动情景。

（演示，并在小车停止处放一面小旗做为标志。画板图）

教师提问：小车为什么停下来？

（学生回答）

小车在水平的毛巾面上受到了阻力。

教师：亚里斯多德认为维持运动必须有力。此刻，小车恰恰是因为受到了阻力，它的运动不能维持。可见，他的观点缺乏必须的前提条件，所以是不确切的。

（2）教师提问：能让小车在水平面上运动的再远些吗？

（学生回答）

减小水平应对小车的阻力。

（演示，用棉布表面的木板代替毛巾，重复上述实验，并在小车停止处放小旗做标志）

教师：小车从斜面上的同一位置由静止开始向下运动，这样能够保证小车到达斜面底端具有跟刚才实验时相同的速度，小车在水平面上运动得更远了，原因是阻力小了。

（画板图）

教师：从实验可知，木板对小车的阻力小了，小车运动得更远了，它的速度经过较长的时间才变为0。

（3）教师：我们把水平放置的木板表面换成一块比较光滑的板，重复上述的实验。

（演示，并画图）

可见，水平木板对小车的阻力越小，小车运动得越远，它的速度必须经过更长的时间才能变为0。

3、牛顿第必须律

教师：请大家设想，如果小车从斜面上滑下来，滑到一个十分光滑、阻力无限小的光滑平面上，小车的运动将如何？

（学生讨论并回答）

由于有前三次实验做基础，这种无限光滑的平面虽然没有，可是我们也有充分的'理由认为小车将永久运动下去、这就是历史上伽利略所做过的实验和经过实验得到的结论。

法国的科学家笛卡儿进一步补充了伽利略得出的结论，使人们的认识又深化了一步。笛卡儿认为，物体不受外力时，除了速度的大小不会改变，永久运动下去，也不会改变运动的方向。

最终，英国的著名物理学家牛顿总结了前人研究的成果，建立了力和运动的关系的第一条规律牛顿第必须律。

一切物体在没有受到外力作用的时候，总坚持匀速直线运动状态或静止状态，这就是著名的牛顿第必须律。

物体不受外力作用时，原先运动的物体要坚持匀速直线运动；原先静止的物体要坚持静止状态、这个规律说明了维持物体的匀速直线运动是不需要力的。

牛顿第必须律不是从实验中直接得出来的，可是它又有深厚的实验基础。它是在实验的基础上经过进一步的科学推理而得到的，由这个定律进一步得出的一切科学推论都经受住了实践的检验，所以，牛顿第必须律早已成为大家公认的力学基本定律之一。

4、学生阅读课本“牛顿的故事”。

四、作业

复习本节课文。

注：教材选用人教版九年义务教育初中物理第一册。

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牛顿第必须律教案（20）

教学目标：

1．知识与技能

明白牛顿第必须律资料．明白惯性的概念．

2．过程与方法

经过活动体验任何物体都具有惯性．

探究摩擦力对物体运动的影响．

3．情感态度与价值观

经过活动和阅读感受科学就在身边．

教学重点：牛顿第必须律．惯性及其现象解释

教学难点：牛顿第必须律．

教学方法：探究法、演示法

教学用具：斜面、木板、小车、棉布、毛巾、象棋、直尺、惯性小球装置

教学过程：

一、引入新课

收集与教材P44图12．5-1中资料相关的录像资料让学生观看．

同学们在录像中看到的这些现象，在日常生活中常会见到，你也必须有过这样的体验．运动的物体为什么会停下来呢?同学们看书12.5-2资料，先了解古人的思辨．亚里士多德和伽利略都是伟大的科学家，到底哪个说法正确呢?光靠思辨不能回答，同学们能够自我探究，经过实验来求证．

二、进行新课

（一）牛顿第必须律

1．历史回顾：对亚里斯多德提出：力是维持物体运动的原因，提出疑问。

2．演示实验：

（1）毛巾表面（2）棉布表面（3）木板表面

现象：（1）小车受到阻力大，运动时间短，路程短；

（2）小车受到阻力较小，运动时间长点，路程远点；

（3）小车受到阻力最小，运动时间较长，路程较远。

3．推理：当小车受到的阻力为零时，小车将会怎样运动下去？

4．牛顿第必须律：一切不受外力的物体，总坚持静止或匀速直线运动状态。

说明：牛顿第必须律不是从实验中直接得出来的，它是在实验的基础上经过进一步的科学推理而得到的`。

（二）物体的惯性

1．惯性

教师：从牛顿第必须律明白，任何物体都具有坚持静止状态或坚持匀速直线运动状态的性质，这种性质叫做惯性。也能够说物体坚持运动状态不变的性质叫惯性。牛顿第必须律也叫惯性定律。

那里提出了一切物体都有惯性，物体在任何情景下都有惯性。

2．惯性现象

【演示1】用尺迅速打出下头的棋子。解释：叠在一齐的棋子原先是处于静止状态的，当尺子打出了下头的棋子，由于上头的棋子有惯性，还要坚持原先的静止状态。所以上头棋子落在正下方。

【演示2】惯性小球实验，解释：木片被弹出去之前，小球处于静止状态。小球由于有惯性，还应坚持原有的静止状态，所以小球落在原处。

【演示3】刹车时的惯性现象。请同学们根据要领解释。

教师：这个实验再现了汽车紧急刹车时乘客向前倒这一普遍现象。

三、小结：

四、布置作业：

请大家解释汽车起动时乘客为什么向后倾倒?

板书设计

牛顿第必须律

一、牛顿第必须律：一切物体在没有受到力的作用时，总坚持

静止或匀速直线运动状态。

二、惯性：我们把物体坚持运动状态不变的特性叫做惯性。

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牛顿第必须律教案（21）

新课标明确提出“倡导探究性学习”，“在教学中，教师应当让学生亲历思考和探究的过程，领悟科学探究的方法。”自主探究教学是一种课堂教学模式，在课堂上要求教师充分发挥学生的主体作用，构成师生之间、学生之间的多向反馈结构，在教师的启发下，学生进取主动地解决问题。自主探究教学经过激发学生的内驱力，调动学生的进取性和主动性，把学习变成学生内在的需求，从根本上促进学生认知、本事、个性的发展，乃至完美人格的构成。

但在实际的教学过程中，如何让学生的主体性、主动性、创造性得到充分发挥，如何让自主教学探究模式很好的得到实施，是教学过程设计的难点。

在教学过程的设计时笔者认为应把握以下三个原则：

1．学生已知的资料能够经过自主探究方式让学生独自完成教学要求；

2．学生未知的但经教师启发引导后能理解的也可经过自主探究让学生独自完成教学要求；

3．学生未知的经教师提示后理解也困难的才是需要经过教师主导来完成的。自主探究性教学模式，就是要让学生成为教学活动的主人，成为学习和发展的主人。

自主探究教学模式的实施关键在于教师设计教学过程时要充分了解哪些是学生已知的知识点，哪些是未知的知识点，哪些是能启发后掌握的，哪些是学生自我无法理解的，然后寻找探究点→再针对性地设计问题→设计具体探究过程。下头以《牛顿第必须律》的教学为例来看自主探究教学模式的具体应用。

一、教材分析

这节教材首先对人类认识“运动和力”的关系作了历史的回顾，介绍了四位科学家研究运动和力的关系的思想方法及卓越贡献。然后讲述牛顿第必须律的资料和物体惯性的概念。这是初、高中知识相衔接的一节课程。学生已经了解了牛顿第必须律的基本资料，所以在教学设计上应以教材中有关“力是运动的原因还是改变运动的原因”这一问题认识的发展历史为线索，以科学思想、科学方法教育与思维本事培养为主要目标。教学的侧重点应放在理解人类认识“运动和力”的关系研究、思考、推理过程，学习科学研究中常用的梦想实验方法。在牛顿第必须律资料的学习上，注重知识的理解及与生活实际的`联系。为发挥学生学习的自主性，思维的进取性，本课采取学生自主探究模式组织教学。

二、教学过程设计

引入新课：运动的起因是什么

（一）学生阅读历史的回顾并找出四位科学家关于力和运动的观点

这块资料中有些知识点学生是已知的，也有未知的，但学生都看得懂，所以就由学生来完成，同学们相互补充，教师只起到归纳总结的作用。

1．亚里士多德：力是维持物体运动的原因。

现象：在平路上人推车，车才能运动，人停止用力，车子就要停下来。

2．伽利略：水平面上物体所以会停下来，是因为摩擦的作用，如果没有摩擦，水平面上物体一旦具有某一速度物体将坚持这一速度运动下去。

笛卡儿：如果没有其它原因，运动物体将继续以同一速度沿着一条直线运动，即不会停下来，也不会偏离原先的方向。

牛顿：一切物体总坚持原先的匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。

（二）问：以上四位科学家每一位都把人类的认识向前推进了一步，试分析每人推进的一步体此刻哪里？你认为谁的贡献最大？

教师经过设计这样一个问题，指明学生要探究的资料与方向，具体由学生们合作完成，教师只起到总结归纳的作用。

a）亚里士多德的贡献：经过直觉的观察提出问题为科学家的研究确立了课题。

b）伽利略的贡献：

（1）伽利略发现了不易直觉的摩擦力，改变了亚里士多德根据直接经验得出的直觉结论提出运动不需力维持；

（2）思维代替直觉认识宇宙。

c）笛卡儿的贡献：

（1）明确匀速直线运动；

（2）指出速度改变是有原因的。

d）牛顿的贡献：

（1）推广到一切物体；

（2）提出静止；

（3）明确力的作用。

关于谁的贡献大，学生众说纷纭，没有一个确切的定论，教师也无需给出一个正确的结论。可是经过对物理学历史发展过程的考察，对四位科学家贡献的探究，它将有助于学生了解物理学家认识和发现物理定理、定律的基本方法。从而“以史为鉴”，培养他们以物理学家认识世界本来面目的方式去认识世界。在必须意义上，经过对规律认识的历史的还原，对学生进行科学思想和科学方法论的教育是培养学生科学素养的有效途径。这是设计此问题的关键所在，也是本节课的亮点所在。

在该块教学资料中学生未知的是关于伽利略的梦想实验，教师要采取的教学方法是采用设计一系列问题，引导学生学会自我分析问题自我解决问题，具体可如下操作。

提问：伽利略用什么方法证明物体运动不需要力来维持呢？

演示说明：设置一个向下的斜面，再圆滑地连一个向上的斜面。然后拿一个小球放在斜面某点上，由静止运动下来，它将冲上另一斜面。

教师设疑：它能“冲”到哪里，它能回到原先高度吗？如果光滑，结果怎样？

教师经过一系列问题引发学生的思考。经过实验发现，它升不到原先的那个水平高度，这是因为摩擦较大。若换一个摩擦较小的斜面，能够看出，它就较接近那个水平高度。若摩擦越小，就越接近。这是实验事实。科学推理：依据这可靠的实验事实为基础，然后沿着摩擦力越来越小的发展趋势，去科学推理──假如摩擦十分十分的小、以至于没有摩擦，那小球将十分十分接近──以至于到达原先水平高度。这是一种梦想的实验情景，即小球沿着光滑的斜面总能上升到原先的高度。教师指出“假设”两个字用得很好，它对物理结论进行合理的外推，其结论的得出贴合逻辑。减小第二个斜面的倾角，倾角越小，小球为到达原先的高度所经过的路程就越长；倾角越小，经过的路程就越长。然后，我们再去科学推理，假如它最终成为水平面，那小球所经过的路程也就无限长，只能沿着水平面继续运动下去。

教师总结：“梦想实验”虽然也叫实验，但它不等同于科学实验。真实的实验是一种实践活动，而“梦想实验”则是一种思维活动，是由人们在抽象思维中设想出来而实际上无法做到的“实验”。并指出梦想实验是以真实的科学实践为基础，抓住主要矛盾，忽略次要矛盾，对实际过程做出了更深入的抽象分析。梦想实验是以正确的逻辑法则为依据的。它是天然科学理论研究中的重要方法。

（三）演示气垫导轨实验

气垫导轨实验是学生未知的实验，所以采用的方法是由师生共同操作完成，教师介绍实验装置及装置的特点，由学生来推动气垫导轨上的物体，观察它的运动，进一步地帮忙学生加深理解物体不受外力作用时将做匀速直线运动。

（四）让学生们仔细阅读牛顿第必须律的资料，并思考定律包含的几层含义

在进行牛顿第必须律的教学时，不能只满足于学生能复述牛顿第必须律的资料，还应帮忙学生理解牛顿第必须律所包含的几层意思。定律的理解是未知的，但能够在教师的启发下，经过学生们相互讨论、自主探究、教师补充共同完成下头的三层含义。

1．描述了物体不受外力作用时的运动规律

牛顿第必须律描述了物体不受外力作用，或者所受的合外力为零时，物体将坚持原先的运动状态──匀速直线运动状态或静止状态。

2．阐明了力的科学定义

力是物体间的相互作用，它是改变物体运动状态，即产生加速度的原因，而不是产生和维持物体运动的原因。

3．一切物体都有坚持匀速直线运动状态或静止状态的性质，揭示了物体普遍具有的属性──惯性。

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牛顿第必须律教案（22）

教学目标

知识目标：

明白牛顿第必须律，常识性了解伽利略梦想实验的推理过程

本事目标：

1.经过斜面小车实验，培养学生的观察本事

2.经过实验分析，初步培养学生科学的思维方法(分析、概括、推理)

情感目标：

1.经过科学史的简介，对学生进行严谨的科学态度教育

2.经过伽利略的梦想实验，给学生以科学方法论的教育.

教学提议

教材分析

教材首先经过回忆思考的形式提出问题：如果物体不受力，将会怎样？经过小车在不一样表面运动的演示实验，使学生直观的看到物体运动距离与阻力大小的关系，为讲解伽利略的推理作准备。然后讲述伽利略的推理方法和经过推理得出的结论，再介绍迪卡儿对伽利略结论的补充，牛顿最终总结得出的牛顿第必须律。经过这些使学生了解定律的得出是建立在许多人研究的基础上的，正如牛顿所说：“如果说我所看的更远一点，那是因为站在巨人肩上的缘故”。最终指出牛顿第必须律不是实验定律，而是用科学推理的方法概括出来的，定律

是否正确要经过实践来检验。给学生以科学方法论的教育。

本节课的重点是揭示物体不受力时的运动规律，即牛顿第一运动定律。

教法提议

1.学生学习牛顿第必须律的困难在于从生活经验中得到的一种被现象掩盖了本质的'错误观念，认为物体的运动是力作用的结果。如推一个物体，它就动，不再推它时，它便静止。为使学生摆脱这种错误观念，首先要把运动和运动的变化区别开，树立从静到动和从动到静都是“运动状态改变”的概念，这是为了揭示力和运动的关系做的重要铺垫。其次，经过实验确立“力是改变运动状态的原因”的概念。再经过推理建立“不受力运动状态不变”的概念。

2.经过图9-1演示实验的比较、分析、综合、推理是本节课的核心，可对学生进行简单的科学推理方法的教育。在此演示实验中可经过设计不一样的问题渗透研究方法。

3.本节课可按着人类对知识的认识顺序组织教学，让学生体会规律的认识过程，对学生进行学史教育。从亚里士多德的观点——伽利略的研究——笛卡尔的补充——牛顿的总结。

教学重点：

经过对小车实验的分析比较得出牛顿第必须律。

教学难点：

1、明确“力是维持物体运动的原因”观点是错误的。

2、伽利略梦想实验的推理过程

教学用具：

斜面，小车，毛巾，棉布，玻璃板，微机，实物投影，大倍投电视。

教学过程

一、实验引入：批驳亚里士多德的观点

[演示1]在桌面上推动木块（或板擦）从静止开始慢慢向前运动，撤掉推力，木块立即停止。

分析：日常生活中也有许多类似的现象，（如推桌子）。这些现象从表面上看，“必须有力作用在物体上，才能使物体继续运动，没有力的作用，物体就要停下来.”即：板擦的运动需要推力去维持。于是，古希腊哲学家亚里士多德就根据这些现象总结出“物体的运动需要力去维持”。这种观点在历史上曾被沿用两千多年，但时沿用两千年是否就必须正确呢？也可能有人曾表示过怀疑或有人认为就是错误的，但没某能说服别人的理由。

[演示2]在桌面上推动木块（或板擦）从静止使之向前运动，用力推出，木块向前运动一段距离后停止。

分析：推力撤掉，还要向前运动，与亚里士多德的观点不符。

分析：木块：静止——运动——静止。两个过程中是否都有力存在？在这两个过程中力的作用是维持原先的运动状态还是改变运动状态？

二、讲授新课：

1.规律总结过程

方法1.教师引导

伽利略的贡献：梦想实验

[演示]（经过实物投影仪把实验过程反映在大倍投电视上）

介绍器材

实验前提条件：每次实验都需从斜面上的同一高度下滑，为什么？

实验过程：让小球从同一斜面的同一位置滚下后分别在毛巾表面、棉布表面、玻璃表面上运动，每次记下小球停下时的位置。做标记的位置是什么位置？（停下来的位置）

实验纪录：

实验次数表面材料阻力大小滑行距离

1毛巾最大最短

2棉布较大较长

3玻璃较小长

推梦想象光滑表面阻力为零无限长

实验分析：

三次实验，小车最终都静止，为什么？

三次实验，小车运动的距离不一样，这说明什么问题？

小球运动距离的长短跟它受到的阻力有什么关系？

若使小车运动时受到的阻力进一步减小，小车运动的距离将变长还是变短？

根据上头的实验及推理的思想，还能够推理出什么结论？

推理：小球在光滑的阻力为零的表面，将会怎样运动？

实验结论：经过伽利略的实验和科学推理得出“运动的物体，如果受到的阻力为零，它的速度将不会减慢，将以恒定不变的速度永久运动下去。”即作匀速运动。

[微机模拟实验]：简介伽利略梦想实验

迪卡儿的补充

如果运动物体不受任何力的作用，不仅仅速度大小不变，并且运动方向也不变，将沿原先的方向匀速运动下去。

牛顿的成果：补充与概括

师：物体除了运动的以外，还有静止的。那么，静止的物体在没有受到外力作用时，坚持什么状态呢？（牛顿补充：将坚持静止状态）

师（引导学生概括）：我们此刻已经有了伽利略的研究成果，又有了迪卡儿和牛顿的补充，把两者进行一下概括：一切物体在没有受到外力作用时，将如何呢？（对概括出来大致意思的同学给予鼓励）

介绍：牛顿抓住时机，概括总结得出著名的牛顿第一运动定律

方法2：学生探究式学习

针对基础较好的学生，能够由学生在教师的指导下自我完成斜面小车实验，根据现象学

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牛顿第必须律教案（23）

[知识要点]

1、亚里士多德的错误观点：

①力是维持物体运动的原因。

②力是产生物体运动的原因。

2、伽利略的运动观：

①他的观点来源于伽利略的梦想实验。

②观点：物体不受力时，将坚持自我的速度永久运动下去。

3、牛顿第必须律：

①来源于牛顿第必须律实验。

②定律：一切物体总坚持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。

③牛顿第必须律又叫惯性定律。

4、惯性：

①物体坚持原先的匀速直线运动状态或静止状态的性质，叫惯性。

②质量是物体惯性大小的量度。

[重点难点分析]

惯性大小的讨论：

①惯性就是使原先运动的物体（不管是匀速、是加速还是减速）匀速直线运动，使原先静止的物体静止。

②惯性是物体的固有性质，宇宙万物中任何物体都具有惯性，没有惯性的物体是不存在的。

③质量是物体惯性大小的量度。物体惯性大小与物体的运动速度、物体的密度、形状、体积无关。物体的质量越大，物体的.惯性就越大，越难改变物体的运动状态。

④只要物体的质量不变，物体的惯性就不变。所以“克服惯性”“惯性增大”“惯性减小”是错误的。

⑤惯性大小表示物体改变运动状态的难易程度。物体惯性越大，越难改变运动状态，惯性越小，越容易改变物体的运动状态。

[例题选答]

1、光滑水平面上一个大木块上有一个小球，二者从静止开始一齐向右做加速直线运动，加速度为2m/s2。第3秒时小球从木块上落到水平面上时，木块的加速度不变，再过5s小球和木块的速度各是多少？分析：第3秒时二者的速度vt=at=2m/s2×3s=6m/s 则小球和木块在3s末的速度都是6m/s。小球离开木块后做匀速直线运动，再过5s速度仍是6m/s木块共运动8s，速度就是2m/s2×8s＝16m/s

2、关于物体的惯性下头说法正确的是

A力能够改变物体的惯性

B物体静止时没有惯性

C人造地球卫星有惯性

D太空中飘荡的宇航员没有惯性

分析：惯性的大小决定于质量，不受其它因素的影响。只要物体有质量就必须具有惯性，所以B、D两个选项不正确，C选项正确。一个物体的质量不变，则其惯性大小也不发生变化，所以A选项不正确。答案选择第三个C。

[练习精选]

1、下头说法正确的是：

A力是改变物体运动

B物体越重，惯性越大

C物体的惯性越大，物体的运动状态越难改变

D行驶的车辆中突然刹车时，乘客向前倾倒，是因为乘客具有惯性

2、关于惯性下头说法正确的是

A高速运动的物体不易停下来，所以物体的运动速度越大惯性越大

B两个物体质量相同，它们的惯性必须相等。

C铁饼被运动抛出后继续前进，这是因为铁饼具有惯性的缘故

D一个物体在地球上不容易被人举起来，在月球上则很容易，所以物体在月球上的惯性小。

3、计算：

一个物体的速度是10m/s，受到的合外力零，则10秒后物体速度是多少

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牛顿第必须律教案（24）

（一）教学目的

1。明白惯性定律，常识性了解伽利略梦想实验的推理过程。

2。经过实验分析，初步培养学生科学的思维方法。

（二）重点与难点

重点：牛顿第必须律

难点：伽利略梦想实验的推理过程。

（三）教学过程

1、引入新理

师：力能使静止的物体运动起来，力又能使运动物体速度增大或减小，还能够改变物体运动的方向，物体不受力又怎样呢？从这节课开始，我们就来研究有关力和运动的一系列问题。

[板书1]第九章力和运动

2、新课教学

师：请同学们观察实验

[实验1]静止在木板面上的小车。

师：小车处于什么状态？

生：静止。

师：静止的小车，水平方向不受推动和拉力的作用，它将会怎样？

生：永久处于静止。

[实验2]如图1所示，小车受水平拉力作用时。（让小车运动一段距离后立即用手使它静止下来）

师：观察小车的状态发生怎样变化？

生：由静止到运动。

[实验3]如图1。继续实验2，钩码使小车水平运动后，用手托住下落的钩码。小车失去水平拉力后，继续向前滑行一段距离停止。

师：你看到什么现象？

生：小车继续运动一段距离后才静止。

师：小车运动一段距离后，变为静止的原因是什么呢？

生：受到木板的摩擦阻力作用。

师：是不是这样呢？请大家继续观察下头实验。

[实验4]用同一小车分别（三次）从同一斜面不一样的高度自由滑向相同的平面，记下三次小车静止在相同水平面上的'位置。如图2（A）、（B）、（C）所示。

师：哪一次水平滑行距离最短？

生：第一次。

师：为什么？

生：小车在斜面上高度最小，它在水平面上开始运动时速度最小（后半句话学生回答不出来，第一次可由教师说）。

师：哪一次水平滑行距离最长？

生：第三次。

师：为什么？

生：小车在斜面上高度最大，它在水平面上开始运动时速度最大。

师：同理如果小车三次处于同一斜面、相同高度，自由滑向水平面，小车在水平面上开始运动的速度大小会怎样呢？

生：相同。

师：（介绍牛顿第必须律演示装置）这是一个斜面，把它放在讲台桌上。（如图3所示。）

[实验5]让小车分别三次从同一斜面的相同高度自由滑下，观察小车在不一样材料的水平面上运动的情景。（在桌面铺上毛巾、棉布。）

师：哪次小车在水平面上运动距离最短，为什么？

生：第一次（或最上头那一次）。表面材料是毛巾，阻力最大，滑行距离最短。（在学生回答过程中，填写表1第一行前三项）

师：很短距离，速度变为零。速度变化快呢，还是慢呢？

生：最快。（填写表1第一行最终一项）

师：第二次实验的情景如何，大家一齐填表1的第二行。

生：棉布、阻力较大、滑行距离较长、速度变化较快。（填写表1第二行）

师：第三次实验的情景如何；大家一齐填表的第三行。

生：桌子表面、阻力较小、滑行距离长、速度变化较慢。（填写表1第三行）

师：假定我们做第四次实验，水平表面用玻璃板，玻璃板的阻力比木板小，实验结果会怎样呢？（填写表1第四行前两项）

生：小车滑行的距离长，速度变化最慢。（填写表1第四行后两项）

师：假定我们还能找到某种材料，对小车的阻力比玻璃板还小，最最小，来做水平表面的材料，实验结果又会怎样呢？

生：那么小车滑行距离就更长，最最长，速度变化最最慢。

师：大家一齐来填表1第五行（见表）

师：假如水平表应对小车没有阻力，实验结果又会怎样呢？

生：小车永不停止地运动下去！

师：一齐来填表1的第六行。（见表）

表1

师：大家注意这个表格的前三行我们是做了实验的。第四、五行没有做实验，只是根据前三行的实验结果，加上逻辑推理得出来的结论。虽然没有做实验，可是在正确实验的基础上加上正确的推理，得到的结论也是正确的。

大家再仔细琢磨表的第六行，它和第四、第五行有什么不一样。

生：没有阻力，而第四、五行还有阻力，只是一次比一次小。

师：十分正确，逻辑推理就是这样进行的。阻力逐渐变小，实验结论如何呢？阻力没了，结果又会怎样呢？

师：没有阻力的平面叫做梦想光滑的平面，实际上并不存在。第六行的结果就是梦想实验，实际上不存在，是在正确实验的基础上正确推理得出来的。

师：这种建立在实验的基础上，经过逻辑推理得到梦想状况下的结论，也是研究物理的一种方法。

300多年前著名的物理学家伽利略就是这样经过实验推理得出来物体不受阻力将如何运动的。

师：谁给大家朗读书第104页倒数第三段？

生：（读课文略）

师：大家把这段倒数第三行“如果表面绝对光滑……运动下去”。画下来。

师：法国科学家笛卡儿，又对伽利略的结论作了补充，他是怎样说的，请一位同学读教材第104页倒数第二段。

生：（读课文略）。

师：大家从此段的倒数第三行“如果运动物体……运动下去”。画下来。

师：笛卡儿的说法和伽利略的说法有什么不一样？不一样又说明了什么？

生：笛卡儿把伽利略的“物体受到的阻力为零”改为“物体不受任何力的作用。”说明，不是仅仅限于阻力了，而是任何力。

师：再之后英国的科学家总结了伽利略等人的研究成果，概括出一条重要的物理定律。叫做牛顿第必须律。

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牛顿第必须律教案（25）

一、教材分析

这节教材首先对人类认识“运动和力”的关系作了历史的回顾，介绍了四位科学家研究运动和力的关系的思想方法及卓越贡献。然后讲述牛顿第必须律的资料和物体惯性的概念。这是初、高中知识相衔接的一节课程。学生已经了解了牛顿第必须律的基本资料，高中阶段的学习，首先应当在已有知识的基础上，纠正一些片面的、不恰当的认识，进一步深化和提高对相关问题的认识，所以在教学设计上应以教材中有关“力是运动的原因还是改变运动状态的原因”这一问题认识的发展历史为线索，以科学思想、科学方法教育与思维本事培养为主要目标。让学生思考亚里士多德是一个十分博学的人，为何他的错误观点能影响人们两千年呢？牛顿所做的工作不仅仅是进行总结，更是从物理上赋予了明确的内涵，这其中包括惯性和力作为科学概念的提出。教学的侧重点应放在理解人类认识“运动和力”的关系研究、思考、推理过程，学习科学研究中常用的梦想实验方法。在牛顿第必须律资料的学习上，注重知识的理解及与生活实际的联系。为发挥学生学习的自主性，思维的进取性，本课采取学生自主探究模式组织教学。

二、学情分析

学生在初中学习中，已经了解了牛顿第必须律的基本资料，了解了伽利略的梦想实验，可是对其认识还不够深入。力是维持物体运动状态的原因还是改变物体运动状态的原因，学生还不是很清楚。要正确认识它，就要克服日常经验带来的错误认识，让他们经过观察、思考，来澄清错误的认识。同时在课堂教学中，应引导学生异常注意伽利略的梦想实验，注意它忽略次要因素、抓住主要因素的科学研究方法，课堂教学中，还应要经过多媒体教学手段，为学生学习创设情景。

三、教学过程设计

【学习目标】

（一）知识与技能：

1、理解牛顿第必须律的资料和意义。

2、明白惯性的概念，明白惯性大小跟质量有关，能够正确解释有关惯性的现象。

（二）过程与方法：

回顾亚里士多德、伽利略、笛卡尔及牛顿等物理学家的科研过程，感受他们的研究方法，重点感悟伽利略的'物理研究方法。

（三）情感态度价值观：

经过亚里士多德和伽利略对力和运动关系的不一样认识，经过对笛卡儿的观点和牛顿第必须律的比较分析，了解人类认识事物本质的曲折性。感悟科学是人类提高的不竭动力。

【重点难点】

重点：

1、对牛顿第一运动定律和惯性的正确理解

2、科学思想的建立过程

难点：

1、牛顿第必须律的理解和应用

2、质量是惯性唯一量度的理解

【考纲要求】

牛顿运动定律是动力学的基础，考纲对其要求属于理解、应用级别

【学习资料】

经过播放两个和惯性有关的视频引入新课

问题1：阅读课本68页的第

一、第二两个天然段，回答下头两个问题：亚里士多德对力和运动的观点是什么？此观点是正确还是错误的？

问题2：恩格斯称亚里士多德是最博学的人，他的研究涉及生物、天文、气象、数学、物理等方面，他是西方文化的奠基人，但他持有的“力是维持物体运动的原因”错误观点，为何能延续两千年呢？

问题3：马如果不拉车，车为什么总要停下来呢？

一、梦想实验的魅力

1、伽利略的梦想实验

（1）（实验事实）。

（2）（科学推想）若另一个斜面光滑，则小球必须会滚到另一斜面的高度。

（3）（科学推想）若减小另一个斜面的倾角，则小球高度，可是，在另一个斜面上将滚得更远。

（4）（科学推想）若把另一个斜面改成光滑的水平面，则物体将。

梦想实验是建立在可靠的实验事实基础上的一种科学研究方法。

2、伽利略的结论：水平面上运动的物体之所以停下，是因为物体，所以，力不是物体运动的原因。问题4：为何说伽利略的斜面实验是梦想斜面实验呢？

爱因斯坦评价伽利略：伽利略的发现以及他所用的科学的推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一，并且标志着物理学的真正开端。

问题5：阅读课本69页第三段，笛卡尔的观点是什么？

二、牛顿物理学的基石——惯性定律

牛顿在伽利略、笛卡尔等人研究的基础上进一步完善得出牛顿第必须律。阅读课本69页第

四、第五天然段完成下头的填空：

1、资料：一切物体总坚持状态或状态，除非迫使它改变这种状态，这就是牛顿第必须律。

思考：牛顿第必须律能不能用实验来验证？什么时候能够看作不受力？并举例说明。

2、对牛顿第必须律的理解

（1）明确了惯性的概念

定律的前半句话“一切物体总坚持匀速直线运动状态或静止状态”揭示了一切物体都具有一个固有属性——惯性，即物体总坚持或的性质，牛顿第必须律指出一切物体在任何情景下都具有，所以牛顿第必须律又叫

（2）确定了力的含义

定律的后半句话“除非作用在它上头的力迫使它改变这种状态”，实际上是对力的定义，即力是改变物体（速度）的原因，并不是维持物体运动的原因。

（3）牛顿第必须律不是一条实验定律

牛顿第必须律指出物体时的运动规律，他描述的只是一种梦想状态，而实际中的物体是不存在的，当物体所受为零时，其效果和不受外力的作用效果相同。

列举演示生活中的惯性现象，并解释本科开头的两个视频。

三、惯性与质量

1、惯性与力的关系

（1）惯性力，而是物体本身固有的一种性质，所以说“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）力是改变物体的原因，惯性是维持物体运动状态的原因。惯性越大，运动状态改变。

（3）惯性与物体的受力情景。

2、惯性与速度的关系

（1）速度是表示物体运动快慢的物理量，惯性是物体本身固有的性质。

（2）一切物体都有惯性，与物体是否有速度及速度的大小均。

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牛顿第必须律教案（26）

一、教材分析

这节教材首先对人类认识“运动和力”的关系作了历史的回顾，介绍了四位科学家研究运动和力的关系的思想方法及卓越贡献。然后讲述牛顿第必须律的资料和物体惯性的概念。这是初、高中知识相衔接的一节课程。学生已经了解了牛顿第必须律的基本资料，所以在教学设计上应以教材中有关“力是运动的原因还是改变运动的原因”这一问题认识的发展历史为线索，以科学思想、科学方法教育与思维本事培养为主要目标。教学的侧重点应放在理解人类认识“运动和力”的关系研究、思考、推理过程，学习科学研究中常用的梦想实验方法。在牛顿第必须律资料的学习上，注重知识的理解及与生活实际的联系。为发挥学生学习的自主性，思维的进取性，本课采取学生自主探究模式组织教学。

二、教学过程设计

引入新课：运动的起因是什么

（一）学生阅读历史的回顾并找出四位科学家关于力和运动的观点

这块资料中有些知识点学生是已知的，也有未知的，但学生都看得懂，所以就由学生来完成，同学们相互补充，教师只起到归纳总结的作用。

1．亚里士多德：力是维持物体运动的原因。

现象：在平路上人推车，车才能运动，人停止用力，车子就要停下来。

2．伽利略：水平面上物体所以会停下来，是因为摩擦的作用，如果没有摩擦，水平面上物体一旦具有某一速度物体将坚持这一速度运动下去。

笛卡儿：如果没有其它原因，运动物体将继续以同一速度沿着一条直线运动，即不会停下来，也不会偏离原先的方向。

牛顿：一切物体总坚持原先的匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。

（二）问：以上四位科学家每一位都把人类的认识向前推进了一步，试分析每人推进的一步体此刻哪里？你认为谁的贡献最大？

教师经过设计这样一个问题，指明学生要探究的资料与方向，具体由学生们合作完成，教师只起到总结归纳的作用。

a）亚里士多德的贡献：经过直觉的观察提出问题为科学家的研究确立了课题。

b）伽利略的贡献：

（1）伽利略发现了不易直觉的摩擦力，改变了亚里士多德根据直接经验得出的直觉结论提出运动不需力维持；

（2）思维代替直觉认识宇宙。

c）笛卡儿的贡献：

（1）明确匀速直线运动；

（2）指出速度改变是有原因的。

d）牛顿的贡献：

（1）推广到一切物体；

（2）提出静止；

（3）明确力的作用。

关于谁的贡献大，学生众说纷纭，没有一个确切的定论，教师也无需给出一个正确的结论。可是经过对物理学历史发展过程的考察，对四位科学家贡献的探究，它将有助于学生了解物理学家认识和发现物理定理、定律的基本方法。从而“以史为鉴”，培养他们以物理学家认识世界本来面目的方式去认识世界。在必须意义上，经过对规律认识的历史的还原，对学生进行科学思想和科学方法论的教育是培养学生科学素养的有效途径。这是设计此问题的关键所在，也是本节课的亮点所在。

在该块教学资料中学生未知的是关于伽利略的梦想实验，教师要采取的`教学方法是采用设计一系列问题，引导学生学会自我分析问题自我解决问题，具体可如下操作。

提问：伽利略用什么方法证明物体运动不需要力来维持呢？

演示说明：设置一个向下的斜面，再圆滑地连一个向上的斜面。然后拿一个小球放在斜面某点上，由静止运动下来，它将冲上另一斜面。

教师设疑：它能“冲”到哪里，它能回到原先高度吗？如果光滑，结果怎样？

教师经过一系列问题引发学生的思考。经过实验发现，它升不到原先的那个水平高度，这是因为摩擦较大。若换一个摩擦较小的斜面，能够看出，它就较接近那个水平高度。若摩擦越小，就越接近。这是实验事实。科学推理：依据这可靠的实验事实为基础，然后沿着摩擦力越来越小的发展趋势，去科学推理──假如摩擦十分十分的小、以至于没有摩擦，那小球将十分十分接近──以至于到达原先水平高度。这是一种梦想的实验情景，即小球沿着光滑的斜面总能上升到原先的高度。教师指出“假设”两个字用得很好，它对物理结论进行合理的外推，其结论的得出贴合逻辑。减小第二个斜面的倾角，倾角越小，小球为到达原先的高度所经过的路程就越长；倾角越小，经过的路程就越长。然后，我们再去科学推理，假如它最终成为水平面，那小球所经过的路程也就无限长，只能沿着水平面继续运动下去。

教师总结：“梦想实验”虽然也叫实验，但它不等同于科学实验。真实的实验是一种实践活动，而“梦想实验”则是一种思维活动，是由人们在抽象思维中设想出来而实际上无法做到的“实验”。并指出梦想实验是以真实的科学实践为基础，抓住主要矛盾，忽略次要矛盾，对实际过程做出了更深入的抽象分析。梦想实验是以正确的逻辑法则为依据的。它是天然科学理论研究中的重要方法。

（三）演示气垫导轨实验

气垫导轨实验是学生未知的实验，所以采用的方法是由师生共同操作完成，教师介绍实验装置及装置的特点，由学生来推动气垫导轨上的物体，观察它的运动，进一步地帮忙学生加深理解物体不受外力作用时将做匀速直线运动。

（四）让学生们仔细阅读牛顿第必须律的资料，并思考定律包含的几层含义

在进行牛顿第必须律的教学时，不能只满足于学生能复述牛顿第必须律的资料，还应帮忙学生理解牛顿第必须律所包含的几层意思。定律的理解是未知的，但能够在教师的启发下，经过学生们相互讨论、自主探究、教师补充共同完成下头的三层含义。

1．描述了物体不受外力作用时的运动规律

牛顿第必须律描述了物体不受外力作用，或者所受的合外力为零时，物体将坚持原先的运动状态──匀速直线运动状态或静止状态。

2．阐明了力的科学定义

力是物体间的相互作用，它是改变物体运动状态，即产生加速度的原因，而不是产生和维持物体运动的原因。

3．一切物体都有坚持匀速直线运动状态或静止状态的性质，揭示了物体普遍具有的属性──惯性。

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牛顿第必须律教案（27）

一、教学目标

知识与技能：理解牛顿第必须律的资料及意义;理解力和运动的关系。

过程与方法：理解梦想实验是科学研究的重要方法。

情感态度价值观：经过梦想斜面的教学，体会梦想实验的魅力。

二、教学重难点

教学重点：经过回顾历史探究过程理解牛顿第必须律;惯性的理解。

教学难点：力和运动的关系;惯性和质量的关系。

三、教学方法

讨论法、启发法、讲解法

四、教学过程

(一)导入新课

撕纸游戏

猜一猜：

1.一张纸已剪成两截，但未完全剪断，如果迅速用力撕两边，纸会断成几截?

2.此刻把纸剪成三截，但未完全剪断，如果迅速用力撕两边，纸会断成几截?

大家不要动手，先猜一猜。

3.如果在中间的纸下头夹一个夹子，然后迅速撕两边，纸会断成几截?

请大家想一想：为什么是这样一个结果呢?怎样解释我们的游戏呢?其实，在我们的游戏中还涉及到一个古老的话题──力和运动：用力撕纸，纸条断开运动起来。运动和力之间到底有什么关系呢?带着这些问题，我们一齐来体验古人的探究过程，学习古人的探究方法，进一步理解论述运动和力关系的牛顿第必须律。

(二)新课教学

1.情景设问，经验猜想

在人类历史的长河中，运动和力如影随形，总是和人们的生活、生产密切相关。比如：马拉车则车前进，不再拉，前进的车会停下来;人象推车则车前进，不再推，前进的车会停下来;踢球，球沿草地向前滚动，不再踢，滚动的球会慢慢停下来。

思考：运动和力之间有什么关系呢?

最早提出这个问题并给出经验猜想的是古希腊学者亚里士多德。

他根据生活生产经验猜想：必须有力作用在物体上，物体才能运动;没有力的作用，物体就要静止在一个地方。运动需要力维持。

他的观点来自实际经验，还能用实际经验验证，所以被人们广泛理解，并维持了近两千年。

设问：我们此刻明白，他的观点是错误的。那么他有贡献吗?

亚里士多德的贡献：开创了一个新的研究领域。

首先质疑并深入研究的是十六世纪的伽利略。他观察了球的滚动。

2.质疑假设，科学猜想

当球沿斜面向下滚动时，它的速度增大，而向上滚动时，速度减小。他由此猜想：当球沿水平面滚动时，它的速度应当不增不减。实际观察的'结果是：沿水平面滚动的球越来越慢，最终停下来。

①现象：沿水平面滚动的球越来越慢，最终停下来。

按照亚里士多德的观点，球停下来是因为没有力的作用。伽利略恰恰从这一现象出发，对亚里士多德的观点提出质疑。

②质疑：滚动的球之所以停下来，真的是因为没有力的作用吗?

设问：球停下来的原因是什么呢?

在伽利略之前，人们还没有意识到摩擦力这种无形的力，伽利略是第一个意识到摩擦力的人。

他改变了水平面的粗糙程度，发现：水平面越光滑，球滚得越远。于是，他推断这是摩擦阻力作用的结果。

结论：滚动的球停下来，是摩擦阻力作用的结果。

③假设：若没有摩擦阻力，沿水平面滚动的球将怎样运动呢?

④猜想：若没有摩擦阻力，球将永久滚动下去。

过渡：伽利略设计了一个双斜面实验。

3.实验探究，得出结论

(1)双斜面实验

左斜面固定，右斜面倾角可变。实验中我们设定小球始终从左斜面定位卡处由静止释放。

①固定右斜面，改变小球所受的摩擦，观察小球上升的最大高度怎样变化。重复一次。

思考：

1.小球所受摩擦阻力的大小与小球上升的最大高度之间有什么关系?

2.摩擦阻力的大小与释放点到上升的最高点的高度差是什么关系?

3.如果没有摩擦，小球会上升到多高的地方?

②减小右斜面倾角，观察小球沿斜面运动的最远距离怎样变化。重复一次。

思考：

1.减小右斜面倾角，小球沿斜面运动的最远距离如何变化?

2.如果没有摩擦，减小右斜面倾角，沿斜面滚动的最远距离怎样变化?小球将上升到多高的地方?

③将右斜面放平，释放小球，观察小球的运动。

思考：

1.如果水平木板足够长，小球会停下来吗?

2.如果没有摩擦，水平木板足够长，小球将滚到哪里去呢?

过渡：伽利略的双斜面实验是一个梦想实验。

(2)梦想实验的魅力：

实验(事实)+逻辑推理

经过可靠的实验事实，加上合理的逻辑推理，得出规律的一种方法。

梦想实验的魅力：实验不能实现的地方，思维向前一步。

这种方法十分了不起!爱因斯坦是这样评价的：伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一，并且标志着物理学的真正开端。这个评价实事求是，从亚里士多德到伽利略，经历了20xx多年，物理学徘徊不前;从伽利略到爱因斯坦，只经历300多年，物理学的大厦初步建立，大师辈出。这都得益于伽利略首创的实验研究方法。

过渡：经过双斜面梦想实验，伽利略得出了结论。

(3)伽利略：若没有摩擦阻力，沿水平面滚动的球将永久滚动下去。运动不需要力维持。

回顾、思考：

①静止的车、足球为什么运动起来?

②运动的车、足球为什么会停下来?

③力和运动之间有什么关系?

力是改变物体运动状态的原因。

设问：运动状态是用什么物理量描述?

车由静止变为运动，受到了推、拉力;由运动变为静止，受到了摩擦阻力。足球由静止变为运动，受到了脚的力;由运动变为静止，受到了草地的摩擦阻力。

过渡：与伽利略同时代的法国科学家笛卡尔对他的观点进行了补充。

4.补充完善，构成定律

(1)笛卡尔的补充：除非物体受到力的作用，物体将永久坚持其静止或运动状态，永久不会使自我沿曲线运动，而只坚持在直线上运动。这应成为一个原理，它是人类整个天然观的基础。

笛卡尔补充了物体不受力时坚持静止状态或匀速直线运动状态。

过渡： 1642年，伽利略逝世，1643年牛顿在英国诞生。牛顿是人类历史上最伟大的科学家之一。主要贡献有发明了微积分，发现了万有引力定律和经典力学，设计并制造了第一架反射式望远镜等等。

牛顿在1687年出版的《天然哲学的数学原理》一书中提出了三条运动定律。牛顿把伽利略、笛卡尔的正确结论总结成为牛顿第必须律，它是牛顿物理学的基石。

(2)牛顿第必须律：一切物体总坚持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上头的力迫使它改变这种状态。

过渡：此刻我们来理解定律。

(三)巩固提高

思考：牛顿第必须律中论述的运动和力的关系是怎样的?

1.运动和力的关系：力是改变物体运动状态的原因。

2.阻力很小的现象：冰壶

从视频能够看出，冰壶在一段时间内速度的大小和方向几乎不变，直到碰上另一个冰壶。

思考：定律中还论述了什么呢?

3.惯性：

①概念：物体坚持原先的匀速直线运动状态或静止状态的性质。

设问：一切物体都有惯性。做变速运动的物体有惯性吗?

当物体做变速运动时，由于惯性，物体会抵抗速度的改变，从而使速度的改变需要一段时间。比如汽车紧急刹车时不会立即停下来，而是继续向前滑行一段距离。

②一切物体有惯性，有抵抗运动状态变化的“本领”。

物体惯性大，“本领”大，运动状态难改变;物体惯性小，“本领”小，运动状态易改变。

思考并猜想：物体的惯性大小和什么因素有关?

(四)小结作业

1.了解了运动和力关系的探究过程。

在探究过程中，亚里士多德是开拓者。伽利略首创了梦想实验方法;笛卡尔补充了伽利略的观点;牛顿提出了惯性、力、惯性参考系的概念。

2.体会了梦想实验的魅力：实验(事实)+逻辑推理

3. 深入理解了牛顿第必须律，明白了质量是惯性大小的量度。

4.之后爱因斯坦等科学家又进一步发展了牛顿第必须律。没有哪一个定律是终极真理，物理学的大厦永不封顶，还等待你们为它添砖加瓦!

课外探究：有人说刘谦的螺丝魔术颠覆了牛顿第必须律：不给螺帽力的作用，螺帽也能运动起来。你怎样看?请在百度中搜索“刘谦螺丝魔术揭秘”，弄清刘谦螺丝魔术的原理。

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牛顿第必须律教案（28）

【学习主题】

牛顿第必须律

【学习时间】

1课时

【课程标准】

明白牛顿第必须律

【资料分析】

牛顿第必须律是力学中重要的基本定律之一，也是培养学生分析、概括，推理本事很好的素材。本节课是在学习了运动学和力学知识基础上，首次将力和运动联系起来，研究力和运动的关系和规律的知识，本课资料在初中物理知识体系中占有重要的地位，为后面平衡力等知识的学习打下坚实的基础，起到承前启后的作用。所以教材比较注意科学地编排资料，它把理论联系实际，还把物理知识融入到生活中去，能让学生觉得物理就在身边，从而激发学生继续学习物理的兴趣。本节需要两课时，第一课时主要安排学生实验得出牛顿第必须律的资料。第二课时要理解惯性的资料。

【学情分析】

经过实验并不能直接得出牛顿第必须律，它是总结事实，分析、概括、推理得出的，这方面要注意强调。

【学习目标】

1、经过分析具体事例，明白力对物体运动的影响；

2、经过探究阻力对物体运动的影响明白力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因；

3、经过教师整合说明，明白牛顿第必须律资料；

4、经过探究阻力对物体运动的影响，培养学生观察和实验本事、逻辑推理本事和科学想象本事。

【评价设计】

1、经过问题1、2、3、4、5、6检测目标1的达成。

2、经过问题7、8、9、10、11检测目标2的达成。

3、经过教师整合说明和问题12检测目标3的达成。

4、经过问题8、9、10、11检测目标4的达成。

【学习过程】

一、导入新课：（教师根据学生看到的演示实验，在设置问题，引发深入思考）

出示斜面、小车演示：

(1）、用力拉小车在水平木板上前进。

(2)、停止用力，小车停止。

问题1：什么原因使小车前进？

问题2：能否说物体运动必须受力？

问题3：运动需要力来维持吗？

(3)、将小车放在斜面上，放手后让小车滑下。

问题4：到水平面上后会立即停止吗？

问题5：小车能一向运动下去吗？

问题6：小车到达水平面时，虽然在水平方向上没有受拉力，但仍然继续前进，运动需要力来维持吗？

(4)教师总结：学生构成两种不一样结论分别代表古希腊学者亚里士多德：运动需要力来维持；意大利科学家伽利略运动不需要历来维持。（板书他们的观点）

问题7：小车到达水平面时，虽然在水平方向上没有受拉力，但仍然继续前进；虽然能继续前进，却不能一向运动下去，这是为什么？

(5)教师总结：阻力会影响物体的运动。

二、探究：阻力对物体运动的影响（经过教师创设问题，转化成可操作性强的具体任务，学生在完成任务同时，进行了合作、交流、思考，同时明白了自我应支持谁的观点）

问题8：小车在水平面上前进的距离与哪些因素有关？

（教师让学生充分猜想后，总结：斜面坡度，小车质量，小车起始高度，水平面的阻力。）

问题9：研究小车在水前进的距离和水平应对它阻力的关系，你应当如何设计实验？

（学生猜想，小组讨论，分享猜想设计的依据和研究方案。）

教师总结：运用控制变量法必须让其他因素相同，表面粗糙程度不一样。即在同一斜面上用同一小车在同一位置开始运动，分别在不一样粗糙程度不一样的表面进行多次试验。

选择合理方案，让学生分组进行试验。

教师根据实验引导学生分析：

问题10：三个表面相比，哪个阻力最小，哪个阻力最大？

问题11：小车在木板上运动得最远，在毛巾表面上运动得最近。其原因是什么？

教师引导学生总结：阻力越小，前进的距离越远，若表面更光滑，则小车所受阻力更小，前进的距离更远；若表面十分光滑，则小车所受阻力将十分小，速度减小得也将十分慢。

进一步推理问题12：如果物体不受力，它将以一个恒定的速度永久地运动下去。

经过比较推理的'结果，让学生思考后用自我的话说出实验结论，得到运动和力的关系，并指出自我支持两位谁的观点。

三、教师整合说明（根据推论引出牛顿第必须律，让学生明确它不是实验结论）

英国科学家牛顿总结了伽利略等人的研究成果，概括出一条重要的物理规律：牛顿第必须律（板书课题）-----一切物体在没有受到力的作用时，总坚持静止状态或匀速直线运动状态。（板书资料）

四、教师强调说明：（让学生加深对牛顿第必须律的理解）

（1）“一切”证明这条规律的普遍适用性，不贴合这条规律的物体是不存在的。

（2）“不受力”是定律成立的条件，这是一种梦想情景，它也包含物体在某一方向上不受力的情景，通常把受平衡力看成不受力。

（3）“总坚持”指物体在没有受到力的作用时，仅有坚持静止状态或匀速直线运动两种可能，要改变这种状态，物体必须受力的作用。

（4）力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因。

（5）它虽然不是直接由实验得来的，但经受了实践的检验，是公认的力学基本定律之一。

五、小结

【板书设计】：

牛顿第必须律

亚里士多德（物体运动需要力来维持）

伽利略（物体运动不需要力来维持）

一切物体在没有受到力的作用时，总坚持静止状态或匀速直线运动状态。

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