必修一 第四章 牛顿运动定律.doc

4.1牛顿第一定律 教学目标： 1．知道伽利略的理想实验及其主要推理过程和推论，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及意义． 3．知道什么是惯性，会正确地解释有关惯性的现象． 教学重点 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． 教学难点 1．力和运动的关系． 2．惯性和质量的关系． 教学过程： 我们沿着历史的足迹看一下物理学的先知们是如何一步步从黑暗走向光明的．【学生阅读】 一、理想实验的魅力 亚里士多德的错误观点：必须有力作用在物体上，物体才能够运动；没有力的作用，物体就要静止在一个地方．接着演示伽利略是如何利用理想实验反驳伽利略错误的观点的． 伽利略对于“运动与力的关系”，构思出如图4—1—1所示的“理想实验”．将轨道弯曲成曲线ABC的形状，在轨道的一边释放一颗小球，如果不存在摩擦力，小球将上升到与A点相同高度的C点． 【动画模拟】 伽利略根据“理想实验”断言：小球应该以恒定的速率永远运动下去．由此可推断，在水平面上做匀速运动的物体并不需要用外力采维持． 【理想实验】是科学研究中的一种重要的方法．它突出了事物的本质特征，能达到现实科学实验无法达到的极度简化和纯化的程度．它不仅可以充分发挥理性思维的逻辑力量，还可以让思维超越当时的科学技术水平，在想象的广阔天地里自由驰骋． 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，而且标志着物理学的真正的开端．这个发现告诉我们，根据直接观察所得出的直觉的结论不是常常可靠的，因为它们有时候会引到错误的线索上去。 笛卡儿（伽利略同时代的法国科学家）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，物体将永远保持其静止或运动状态．永远不会使自己沿曲线运动．而只保持在直线上运动．他还认为，这应该作为一个原理加以确立，并且是人类整个自然观的基石。 二、牛顿物理学的基石——牛顿第一定律 内容：一切物体总保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． 不受力时，物体保持匀速直线运动状态或静止状态； 受力时，力迫使它改变运动状态． 运动状态的改变 ：速度的大小和方向的改变称之为运动状态的改变． 惯性：一切物体都有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质；所以牛顿第一定律又叫做惯性定律． 惯性定律和惯性的区别和联系:惯性定律是物体不受外力作用时所遵从的运动规律．惯性是物体的固有属性，一切物体都有惯性． 【例如】：当汽车启动时，车上的乘客会向后倾斜，为什么? 因为汽车已经开始前进，乘客的下半身受到汽车的作用而随车前进，由于惯性的作用，其上半身仍然保持静止状态，所以车上的乘客会向后倾斜． 【例如】：当汽车刹车时，车上的乘客会向前倾斜，为什么? 因为汽车刹车时，乘客的下半身受到汽车的作用而随车减速，由于惯性的作用，其上半身仍然保持原来的速度前进，所以车上的乘客会向前倾斜． 【课堂交流】 现代汽车中，通常有安全带、安全气囊和头枕等设备，从惯性的角度说明它们有什么作用． 参考答案：当紧急刹车时，车虽然停下了，人却因惯性仍然向前，而安全带、安全气囊和头枕等设备会给人阻力，保护人的安全和减少伤害． 从牛顿第一定律知，物体都要保持它们原来的匀速直线运动或静止状态，或者说，它们都具有抵抗运动状态变化的“本领”，这种“本领”与什么因素有关呢? 三、惯性与质量 一切物体都有惯性，在任何状态下都有惯性；惯性是物体的固有性质；物体的惯性的大小只与质量有关，质量越大，惯性越大，运动状态越难以改变；质量越小，惯性越小，运动状态越容易改变；惯性的大小只与质量有关，与其他因素无关． 【课堂训练】 在路上跑的人被绊倒时是向前趴着倒下，而慢走的人滑倒时，则大多数是后仰着地摔倒，试论述其原因． 解析：这是因为人在跑的时候人的重心在人的整体的前方，当人的脚遇到障碍物之后，由于惯性的原因使其上半身继续向前运动，容易向前趴；而慢走的人由于重心在整个身体的后面，所以经常后仰着地摔倒． [小结] 通过本节的学习，我们知道了： (1)历史上几位科学家对力和运动关系的看法和研究． (2)伽利略得到力和运动关系的研究方法． (3)牛顿第一定律的内容． (4)惯性及应用惯性知识解决实际问题的方法． 板书设计: 理想实验的魅力 牛顿物理学的基石——惯性定律 惯性与质量 内容 (或定义) 1．亚里士多德的观点 2．伽利略的观点 3．笛卡儿的观点 一切物体总保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 物体保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性 说明 通过学习人类对运动和力关系的认识，体会科学家对人类的贡献和正确思想的来之不易 (1)物体不受外力时