牛顿第一定律
一、教学目标 1. 知道伽利略和亚里士多德对力和运动的关系的不同认识,知道伽利略的理想实验及其推理过程和结论。知道理想实验是科学研究的重要方法。2. 理解牛顿第一定律的内容和意义。3. 知道什么是惯性,会正确解释有关惯性的现象。二、教学重点 伽俐略理想斜面实验极其意义,对牛顿第一定律的理解和掌握。三、教学难点 对惯性的理解 教学过程 介绍运动学和动力学的研究内容,扼要说明动力学知识在生产劳动和科学研究中的重要性,从历史的回顾来看动力学理论的建立(一) 历史的回顾 1. 对实例的讨论 ⑴ 实例:用手推在水平面上的小车,小车前进,停止用力,小车会停下来;小车与接触面间光滑些,停止用力,小车能运动较长一些时间停下。 ⑵ 讨论的焦点:力是维持物体运动的原因还是改变运动速度的原因。 ⑶ 教师引导学生讨论使学生明确:小车原先停止,手推小车施加推力迫使它改变静止状态开始运动,手离开小车推力即撤去,但小车在摩擦阻力的作用下速度逐渐减小,最后停下来,即力使物体的速度发生改变。接触面越光华,说明小车所受阻力越小,小车运动时间越长,假想没有阻力,小车会永远运动下去,即物体的运动不需要力来维持。 2. 对历史的回顾 ⑴ 亚里士多德的观点:力是维持物体运动的原因。伽俐略的观点:物体的运动不需要力来维持,;力是改变物体速度的原因。 ⑵ 伽俐略理想实验斜面的介绍 伽俐略通过斜面实验得到推论:一切运动着的物体在没有受到阻力作用的时候,它的速度保持不变,并且一直运动下去。 伽俐略理想斜面实验是想像中的实验,但它建立在可靠的事实基础上。现代科技可使物体所受的阻力越来越小,使实验越来越趋近于实际情况。【演示】气垫导轨上的滑块的运动 ⑶ 亚里士多德观点的错误:来自日常经验所带来的错误认识。 伽俐略观点的正确:理想斜面实验的支持。【例1】关于伽俐略理想实验,以下说法正确的是( ) a. 完全是理想的,没有事实为基础 b. 是以可靠事实为基础的经科学抽象,深刻反映自然规律的 c. 没有事实为基础,只是理想推理 d. 以上说法都不对【解析】真实的实验是一种实践的活动,是可以提高一定的实验器材和实验方法而实现的实验。"理想实验"是一种思维活动,是人们在抽象思维中设想出来而实际上无法做到的"实验"。正确选项为b。"理想实验"并不是脱离实际上的主观臆想,它是以实践为基础的,是在真实的科学实验的基础上抓住主要矛盾,忽略次要矛盾,是以一定的逻辑法则为依据的,而这些逻辑法则,都是从期的社会实践中总结出来的,并为实践所证实了的。理想实验可以深刻地揭示自然规律。(二) 牛顿第一定律 1. 牛顿第一定律的表述:一切物体总保持匀速直线运动状态或截止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。 2. 牛顿在伽俐略等人研究的基础上得出牛顿第一定律,伽俐略理想斜面实验为牛顿第一定律提供了实验依据。 3. 牛顿第一定律的意义 ⑴ 指出了物体的运动都具有保持原来匀速直线运动状态或静止的性质(惯性) ⑵ 指出了物体的运动并不需要力来维持,力是改变物体速度的原因。 4. 惯性:物体的这种保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性。(所以牛顿第一定律又叫惯性定律。 ⑴ 惯性是一切物体固有的属性,一切物体不管是否受力,也不管它是否运动和 图3-1-1怎样运动,都具有惯性。【演示】如图3-1-1,小车上竖直放置一个木块,让木块随小车沿着桌面向右运动,当小车被挡板制动时,车上的木块向右倾倒。 ⑵ 惯性的利弊【例2】下列关于惯性的说法中正确的是( ) a. 物体只有静止或做匀速直线运动时才有惯性 b. 物体只有受外力作用时才有惯性 c. 物体运动速度越大时惯性越大 d. 物体在任何情况下都有惯性【解析】因为一切物体都具有惯性,惯性是物体的固有属性,不会因为外界因素的变化而变化,与物体是否运动、是否受力都没有任何关系。所以a、b、c选项均错误。正确选项为d。对惯性概念的理解应掌握"一切"的含义是指:不论物体的种类、质量大小、是否受力、是否运动、做何种运动都毫不例外地具有惯性。【小结】伽俐略理想斜面实验否定了亚里士多德的观点,牛顿在伽俐略等人的研究基础上得出牛顿第一定律。一切物体都具有惯性,力是改变物体速度的原因。
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