牛顿第一定理教学杂记第 1 部分
一、教学内容：
牛顿第一定理
二、本周教学目标
1.了解伽利略和亚里士多德对力与运动关系的不同理解。
2.了解伽利略的理想实验及其推理过程和推论。
3.知道什么是惯性，并能正确理解相关现象。
4.理解牛顿第一定理的内容和意义。
【教学过程】
1、理想实验的魅力
（一）伽利略理想斜面实验
理想的实验：
如图A所示，让球从静止状态滚下一个斜坡，球就会滚上另一个斜坡。 如果没有摩擦力，球就会上升到原来的高度。
如果第二个斜坡的倾斜角度较小，如图B所示，球将行进更长的距离才能在这个斜坡上到达原来的高度，并继续减小第二个斜坡的倾斜角度牛顿第一定律也叫，如图C所示，这样最终就变成了一个水平面，小球就不再能达到原来的高度，而是继续沿着水平面做匀速运动。
伽利略的思维方式：
伽利略的实验+科学推理方法推翻了亚里士多德的观点。
伽利略的理想斜面实验看似是一个想象出来的实验，但这个实验反映了一种建立在坚实事实基础上的数学思想。 它以事实为依据，以具体形象为指导，抓住主要诱因，忽视次要诱因，深刻阐明自然规律。
（2）伽利略的观点：水平面上的物体是在没有摩擦的情况下构想的，一旦物体有了一定的速度，物体就会保持这个速度，继续运动。
（3）笛卡尔观点：除非物体受到外力作用，否则物体将始终保持静止或运动状态，决不使自己沿曲线运动，而只保持直线运动。 笛卡尔补充并确立了伽利略的观点。
2.牛顿数学的基石——惯性定理
牛顿总结了伽利略等人的工作，提出了三个运动定理。 我们先看牛顿第一定理：
牛顿第一定理：
（1）内容：所有物体始终保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力促使它改变这些状态。
（2）如何正确理解牛顿第一定理？
牛顿第一定理应该从以下几个方面来理解：
① 明确惯性的概念：
定理前半部分中，所有物体始终保持匀速直线运动或处于静止状态，这阐明了物体的一个重要属性——惯性，即物体保持某种状态的性质。匀速直线运动或静止状态。 牛顿第一定理强调，所有物体无论如何都存在惯性，因此牛顿第一定理也称为惯性定理。
② 确定力的含义：
定理的后半部分直到有外力促使其改变运动状态，实际上就是力的定义，即力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动状态的原因。物体。 这一点需要理解。
③ 定性地阐明了力与运动的关系：
牛顿第一定理强调物体不受外力作用时的运动规律。 它描述的只是一种理想状态，但现实中没有任何物体是不受外力影响的。 当物体所受的总外力为零时，其疗效与无外力时相同。 而且，我们不能理解不受外力作用就意味着合力为零。
3.理解惯性和惯性定理
(1)惯性定理的理解
牛顿第一定理阐明，所有物体都具有保持原有运动状态的性质，即所有物体都具有惯性。 同时，牛顿第一定理也定性地强调了力的动力学意义：力是改变物体运动状态的原因，即改变速率的原因。 当物体的速度改变时，物体就会加速。 因此，也可以说力是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。
(2)惯性的理解
① 惯性是物体固有的属性：所有物体都具有惯性。
②惯性与运动状态无关：无论物体处于什么状态，惯性始终存在。 当物体原本处于静止状态时，它仍然想保持这些静止状态； 当物体运动时，它仍然要以那一刻的速度做匀速直线运动。
③惯性与物体是否受力无关，与物体的速度无关，只由物体的质量决定。
4. 惯性与力的比较
(一)从概念比较
惯性是物体保持匀速直线运动或静止状态的性质，力是物体之间的相互作用，力是物体改变运动状态的诱因。
（二）含义比较
任何物体都有惯性，物质无处不在，所以惯性也无处不在。 所有物体都有惯性。 我们生活的世界是一个惯性世界，也称为惯性系。
惯性不是力。 惯性与力无关。 两者之间有着本质的区别。
力是物体之间的相互作用，是物体改变运动状态的诱因，也是物体加速度的诱因
5、决定物体运动状态变化的外部因素和内部因素
决定物体运动状态变化的因素有两个：一是物体所受的外力；二是物体所受的外力。 另一个是物体本身的质量。 外力是改变物体运动状态的外在诱因，质量是决定物体运动状态难易程度的内在诱因。
当物体的质量一定时，物体所受的力越大，其运动状态变化越快； 反之，物体受到的力越小，其运动状态的变化就越平缓。
当物体所受的外力一定时，物体的质量越大，其运动状态就越难改变； 相反，物体的质量越小，就越容易改变其运动状态。 物体质量的大小决定了改变运动状态的难度。
6. 清楚地区分改变运动状态的难度和停止运动物体的难度的区别
有同事认为：车速越大，停车和制动所需的时间就越长，即停车越困难。 因此，车辆的速度越大，其惯性就越大。 虽然这是错误的。
比较物体惯性的方法是：在相同的外力作用下，加速度大的物体惯性小； 加速度小的物体惯性大； 加速度相等的物体的惯性也相等。 对于同一辆车，制动时遇到的阻力是相同的，加速度是相同的，即单位时间内的变化率是相同的，惯性也是相同的。 对于速度较高的车辆来说，速度变化越大，停下来的时间就越长，而单位时间内的速度变化仍然相同，即加速度相同，惯性也相同。 所以惯性的大小与速度无关。
【典型例子】
例1.关于牛顿第一定理，下列说法正确的是（）
A、牛顿第一定理反映了物体不受外力作用时的运动规律
B. 牛顿第一定律是惯性
C、当没有外力时，由于物体具有惯性，物体的运动状态保持不变
D、当物体的运动状态发生变化时，物体必然受到外力的作用
分析：对于A，由牛顿第一定理可知，该定理反映了物体在不施加外力的情况下静止或匀速直线运动的规律。 因此选项A正确。
对于B来说，惯性和惯性定理的数学意义有很大不同。 惯性是所有物体保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同的方式表达。 惯性定理说：一切物体在不受外力作用时总是保持匀速直线运动或静止状态，直到有外力促使物体改变这种状态。 它是物体在没有外力作用的情况下所遵循的规律。 惯性和惯性定理很容易混淆。 只有通过数学意义上的概念分析和比较，才能做出正确的判断。 因此B选项错误。
对于C来说，从牛顿第一定理可以看出，物体之所以保持原来的运动状态，是因为物体不受外力作用，具有惯性。 因此选项C是正确的。
对于D，从牛顿第一定理的含义可以看出，力是改变物体运动状态的原因，所以选项D是正确的。
惯性与质量关系的定性分析
例2、玉米收割除草过程中，小沙子、草屑等杂物很容易与小麦混入，籽粒中还存在干瘪的籽粒。 为了将它们分开，可以通过提升机进行分选，如图所示。 其排序原则是（ ）
A、小沙子质量最大，空气阻力最小，飞行距离最远
B.空气阻力对不同质量的物体影响不同
C、干枯的谷物、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. 空气阻力导致它们以不同的速率变化
分析：各种杂物以相同的速度从机器中抛出。 由于空气阻力不同，产生的加速度也不同，从而使它们的速度变化不同，故选项D正确。 或者可以这样理解：小沙子质量和惯性大，其运动状态比杂质更难改变，所以飞得最远，而固体颗粒的质量和惯性则介于小沙子和小沙子之间。粒粒干瘪，所以最终的实心粒粒位置居中。
答案：D
例3、如图（1）所示，将重球M系在细线DC的上端，将同一条细线BA系在重球M的下方。下列哪种说法是正确的？ ( )
(1)
A、当线端A处拉力逐渐加强时，线DC先断裂
B、当线A端拉力逐渐加强时，线BA先断裂
C、立即拉线A端，线BA会先断
D、立即拉线A端，线DC会先断
分析：重球M的受力如图（2）所示。
(2)
对于A来说，当螺纹A端的拉力逐渐加强时，重球M可以稍微向上移动，然后下部细螺纹CD的拉力逐渐减小，并且由于这个过程是进行得很顺利，可以感觉到重球M仍处于力平衡状态，重球M上的力为 。 当AB线左端的力减小时，也急剧减小，并且总会有一根较低的CD绳最先达到力极限，因此CD绳先被扭转。 因此选项A正确。
对于B，从前面的分析可以看出，选项B是错误的。
对于C，当立即拉动A端时，由于重球M的质量较大，其惯性也较大，且力作用时间极短，因此重球M向上的位移也极小，所以对于下线CD来说，在发生伸长变形之前，上线的拉力已经达到了极限硬度，所以必须先拉断上线AB。 因此选项C是正确的。
例4.（2006年广州）下列对体育运动的理解不正确的是（）
A、亚里士多德认为物体的自然状态是静止的，只有受到力的作用时才能运动
B.伽利略认为力不是保持物体速度的原因
C.牛顿认为力的真正作用总是改变物体的速度，而不仅仅是使其移动
D.伽利略根据理想实验得出的结论：如果没有摩擦力，水平面上的物体一旦有了一定的速度，就会继续以这个速度运动
分析：亚里士多德认为力是维持物体运动的原因，因此A项是错误的，其他三项与历史事实相符。
答案：A
例5.（2003年北京综合考试试卷）科学思维和科学方法是我们认识世界的基本手段。 在研究和解决问题的过程中，除了需要相应的知识外，还必须注意运用科学的方法。 理想的实验有时可以更深刻地反映自然规律。 伽利略设想了一个理想的实验，其中一个是实验事实，其余的是推测。
①减小第二个斜坡的夹角，球在该斜坡上仍应到达原来的高度；
②对接两个斜坡，让静止的球滚下一个斜坡，球就会滚上另一个斜坡；
③如果没有摩擦力，球会上升到原来释放的高度；
④继续减小第二个斜面的夹角，最后使其成为水平面，球应继续沿水平面匀速运动。
请按照正确的顺序排列上述理想实验的概念步骤（只需填写序号）。 在上述构思步骤中，有些是可靠的事实，有些则是理想化的推导。 下列事实和结论的分类正确的是（ ）
A.①是事实，②③④是推测
B.②是事实，①③④是推测
C. ③是事实，①②④是推测
D. ④是事实，①②③是推测
分析：本题是根据可靠的事实进行合理的推理，将实验理想化，符合数学规律，从而得到正确的推论，而②是可靠的事实，所以放在第一步。 ③①在高水平上进行无摩擦的构想最终推导出水平面上理想的实验④，所以正确的顺序是②③①④。
答案：②③①④B
【模拟试卷】
1. 人从行驶的车辆中跳出是很容易的（）
A. 向车辆方向跌倒
B.向车辆相反方向摔倒
C. 跌倒在汽车左侧
D. 跌倒在汽车两侧
2、有句话说，坐在地上，日行八万里，可见月球自转的线速度是相当大的，但是当你在同一个地点跳下来时，你会发现仍然落在同一个地方。 这是因为 （）
A. 跳跃后，你会获得向前的力量，使你随着月亮旋转
B、你一跳起来，地面就给你一个力，让你随着月亮一起旋转
C.你跳起来之后，月亮也在转，但是因为你在空中停留的时间太长，落地后的距离太小，看不到
D.当你跳到地面时，水平方向的速度与月球的速度相同
3.当战斗机进入战斗状态时，必须扔掉副油箱。 这是为了()
A.减小重力以保持运动状态稳定
B.提高速度，更容易改变运动状态
C.增大加速度使状态难以改变
D、减少惯性，有利于运动状态的改变
4. 下列例子中，利用物体惯性的是（）
A、跳远运动员起跳前的助跑动作
B.跳伞员着陆前打开降落伞
C、自行车内胎做成凹凸形状
D. 铁饼运动员在掷铅球前快速旋转
5.关于惯性，下列说法正确的是（）
A、人走路的时候没有惯性，只有被撞倒的时候才有惯性
B、百米赛跑到达终点时，由于惯性而不能立即停止。 停下来之后就没有惯性了。
C.物体不受外力时具有惯性，受外力时惯性被克服
D、物体的惯性与物体的运动状态和力无关
6.你尝试自己学习如何做鸡蛋烧麦。 你双手放开一块猪肉，现在用左手的猪肉碰右手的猪肉。 结果是什么？ 大多数情况下，只有一颗猪肉被打破，第一个打破的鸡蛋是（）
A、右手 B、左手 C、同时折断 D、无法判断
7、人们的衣服沾上污垢时，习惯用手拍打沾有灰尘的地方几下，污垢就会脱落。 请用你所学的知识来解释。
8、在篮球场上，为了不让篮球停下来，球员必须不断地用脚轻轻地踢篮球（即运球），才能不让篮球停下来。 例如，为了不让自行车慢下来，他们总是用力踩踏板。 。 这种现象是不是说明运动需要力量来维持呢？ 那为什么说力不是维持物体运动的原因呢？
【测试题答案】
1.A2、D3、D4、AD5、D6、B
7.当你拍打沾有灰尘的校服时，袜子因受力而突然移动，而灰尘因惯性而保持静止，从而与鞋子分离并掉落出来。
8、足球在草地上时，受到阻力的影响，运动状态发生变化，速度变小，最终会停止。 因此，在运球时，人对篮球施加的力就起到了使篮球发生变化的作用。 激励小利率再次变大。
牛顿第一定理教学杂记第二部分
教材分析
牛顿运动定理是动力学的基础。 正确理解力与运动的关系是学好化学的关键。 教学要联系生活、贴近实际，激发中学生的学习兴趣。
湖理解力和运动之间的关系是本课的重点。 通过实验和现实生活中的例子牛顿第一定律也叫，你可以进一步感受到力不是维持物体运动的原因，而是改变运动状态的诱因。 这对于未来的研究问题和力分析非常重要。
2、惯性和质量的关系是本课的难点，我会通过实例反复体会。
★学生分析
1、力究竟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，人们对这个问题有一个正确的认识，它经历了一个漫长的历史过程。 同样，中学生必须正确理解它，克服日常经验带来的误解，所以一开始就用了两个实验，让他们通过观察和思考来澄清自己的误解。
2.惯性是一个重要的概念。 其实，中学生在中学时就已经接触过它，但仍有一些中学生错误地认为“物体只有保持匀速直线运动或静止时才具有惯性”。 不明白所有物体都有惯性，惯性的大小与质量有关。 解决这个问题不是一朝一夕就能实现的，需要通过实例分析慢慢被接受。
★新课程标准要求
(一)知识与技能
1、了解力与运动的关系，知道物体的运动不需要力来维持。
2、理解牛顿第一定理，知道它是逻辑推理的结果，没有力的物体是不存在的。
3.理解惯性的概念，知道质量是惯性的量度。
（二）流程与技巧
1、培养中学生分析问题的能力。 他们必须能够通过现象了解事物的本质。 他们必须依靠经验而不进行研究和分析。 他们决不能对化学问题做出主观猜测。 正确认识力量与运动的关系。
2.帮助中学生养成从不同角度比较研究问题的习惯。
3、培养中学生的逻辑推理能力，知道物体的运动不需要用力来维持。
(3) 情感、态度和价值观
1、利用一些简单的设备，如小球、木块、毛巾、玻璃板等，比较和研究力与物体运动的关系。 现象很明显，也比较容易推理。
2、培养科研问题的心态。
3.用动画演示伽利略的理想实验，帮助学生理解问题。
4、用生活中的例子来理解惯性和质量的关系。 培养中学生大胆发言、学以致用。
★教学重点
1、领悟与动作的关系。
2.了解牛顿第一定理，知道惯性与质量的关系。
★教学难点
惯性与质量的关系。
★教学方法
1、对比实验，自主探索，合理推理。
2、用生活中的例子来理解惯性和质量的关系，贴近生活更容易理解。
★教学用品：
多媒体、手推车、小球、毛巾、玻璃板、滑槽、秤、木积木、气垫滑梯、滑块等。
★教学流程
（一）新课程介绍
开门见山，讨论主题：在接下来的几章中，我们将学习运动和力的基础知识。 在本章中，我们开始研究力和运动之间的关系。 在第一堂课中，我们将学习牛顿第一定理。
（二）开展新课
〖教师活动〗：将一辆卡车放在讲台上并使其静止。 一个人推着雨伞车行走，但一辆未使用的雨伞车停了下来。 由此可见，物体要运动，必须有力作用。
没有外力作用的物体就不会移动——这是亚里士多德 2000 多年前所说的，
不是我说的。 是这样吗？
〖学生活动〗：思考：物体的运动是否一定需要力？
〖教师活动〗：接下来，你们将利用凳子上的设备来研究这个问题。 （投影）
让中学生利用凳子上的设备独立设计实验和学习：
⑴推动物体移动，撤回物体停止。
⑵、强制撤退不停。
牛顿第一定理教学杂记第三部分
【知识点】
一、亚里士多德的错误观点：
①力是维持物体运动的激励。
② 力是物体运动的原因。
2、伽利略的运动概念：
①他的观点来自于伽利略的理想实验。
②观点：当物体不受力时，它将永远以自己的速度运动。
3.牛顿第一定理：
① 来自牛顿第一定理的实验。
②定律：一切物体始终保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力促使其改变这些状态。
③牛顿第一定理又称惯性定理。
4、惯性：
① 物体保持其原始匀速直线运动状态或静止状态的性质，称为惯性。
②质量是物体惯性的量度。
【重点难点分析】
惯性大小的讨论：
①惯性就是使原来运动的物体（无论是匀速、加速还是减速）做匀速直线运动，而使原来静止的物体静止。
②惯性是物体固有的性质。 宇宙中的一切物体都有惯性，没有惯性的物体是不存在的。
③ 质量是物体惯性的量度。 物体惯性的大小与物体运动的速度、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，改变物体的运动状态就越困难。
④只要物体的质量不变，物体的惯性就不变。 所以“克服惯性”“减少惯性”“减少惯性”是错误的。
⑤ 惯性的大小表示改变物体运动状态的难易程度。 物体的惯性越大，运动状态就越难改变，惯性越小，物体的运动状态就越容易改变。
[示例问题和答案]
1、光滑水平面上的大铁块上有一个小球，两者从静止开始向右作直线运动，加速度为2m/s2。 当球在第3秒从铁块落到水平面上时，铁块的加速度保持不变。 5秒后球和铁块的速度是多少？ 分析：第3秒两者的速度vt=at=2m/s2×3s=6m/s，则3s结束时球和铁块的速度均为6m/s。 球离开铁块后，以匀速直线运动。 5秒后，速度仍为6m/s。 铁块总共移动8秒，速度为2m/s2×8s=16m/s
2.下列关于物体惯性的说法正确的是
力可以改变物体的惯性
当物体静止时，它没有惯性
C人造月球卫星有惯性
D 太空中流动的宇航员没有惯性
分析：惯性的大小是由质量决定的，不受其他原因的影响。 物体只要有质量，就一定有惯性，故选项B、D不正确，选项C正确。 如果物体的质量不变，则其惯性也不会改变，故选项A不正确。 答案选第三个C。
[运动精选]
1. 下列说法正确的是：
力可以改变物体的运动
B．物体越重，惯性越大
C 物体的惯性越大，越难改变物体的运动状态
D 当汽车突然刹车时，由于乘客有惯性，乘客向前摔倒
2.下列关于惯性的说法正确的是
高速运动的物体不容易停下来，所以物体的速度越大，惯性就越大
B．如果两个物体的质量相同，则它们的惯性一定相等。
C 铅球被运动抛出后继续向前运动，这是由于铅球的惯性
D 物体在月球上不容易被举起来，但在地球上却很容易，所以物体在地球上的惯性很小。
3. 计算：
如果物体的速度为10m/s，合力为零，则10秒后物体的速度是多少？
牛顿第一定理教学杂记第四部分
1. 教材分析
教材的这一部分首先回顾了人类认识“运动与力”关系的历史，介绍了四位科学家研究运动与力关系的思维方式和杰出贡献。 然后描述牛顿第一定理的内容和物体惯性的概念。 这是一门衔接初高中知识的课程。 中学生已经了解了牛顿第一定理的基本内容，因此在教学设计中，应以教材中“力是运动的原因还是改变运动的原因”理解的发展历史为线索，并以运用科学思维、科学方法教育和思维能力培养为主要目标。 教学的优缺点应该放在了解人类认识“运动与力”的关系研究、思维、推理过程，学习科学研究中常用的理想实验方法。 在学习牛顿第一定理的内容时，注重对知识的理解以及与现实生活的联系。 为了充分发挥中学生学习的自主性和思维的积极性，本课程采用中学生自我探究的模式来组织教学。
2.教学流程设计
引入新课程：运动的原因是什么
（一）中学生读历史回顾，了解四位科学家对力与运动的看法
这段内容中有些知识点是中学生知道的，有些知识点是中学生不知道的，但是中学生能够理解，所以是由中学生完成的。 朋友之间是互补的，班主任只起到总结的作用。
1. 亚里士多德：力使物体保持运动。
: When walk in an car on a flat road, the car can move, but when the stops force, the van will stop.
2. : The why on the plane will stop is due to the of . If there is no , once the on the plane has a speed, the will keep at this speed.
: If there is no other , a will to move along a line at the same speed, will it stop, nor will it from its .
: All the state of or rest until an force it to these .
(2) : Each of the above four has human one step . Try to where each step is ? Who do you think the most?
By such a , the head the and that the want to . The are by the of the , and the head only plays the role of .
a) 's : for ' .
b) 's :
(1) the force which is not easy to , and 's based on to that does not need force to ;
(2) to the .
c) ' :
(1) Clear ;
(2) There are to rate .
d) 's :
(1) to all ;
(2) a stand still;
(3) The role of .
have about who has made the . There is no , and the class does not need to give a . And the of the of and the of the of the four , it will help the basic of in and laws and laws. , " as a " them to the world in the form that the face of the world. In a sense, it is an way to ' the of the of the of laws and the of and for . This is the key to this and the of this .
What the don't know about the in this block is about 's ideal . The that the head adopt is to a of to guide to learn to the by and solve them by . The can be as .
: In what ways did prove that the of an does not force to it?
Demo : Set an bevel, and then a bevel. Then take a small ball and put it on a point on the slope, and it will rush to slope when it comes out of .
The head : Where can it "rush", can it to its ? If it is , what is the ?
The head the ' a of . It is found that it rise to the level, which is due to . If an plane with less , it can be seen that it is just to that level. The the , the . This is an fact. : Based on this fact, and then the trend of the force and , --if the is so small that there is no , the ball will be very close- ─so as to reach the level. This is an ideal , that is, the ball can rise to the along the slope. The head that the word "" is used very well. It makes a of , and the are . the angle of the slope, the the angle, the the the ball will to reach the ; the the angle, the the . After that, we will go to . If it a plane, the by the ball will be long, and it can only to move along the plane.
The head : "ideal " is also an , it is not to a . A real is a kind of , while an "ideal " is a kind of , which is an "" by in but to do in . He also that the ideal is based on real , the main , the , and a more in-depth of the . Ideal are based on laws. It is an in the of .
(3) of air slide rail
The air- slide is an for , so the used is by and . The head the and its , and the will the on the air- slide rail, its , and help their that an will move in a line with a when it is not acted on by an force.
(4) Let read the of 's first , and think about the in the
When 's first , we not only be with being able to the of 's first , but also help the in 's first law. The of the is , but under the of the head , can with each other, , and to the three .
1. the law of of an when it is not acted on by an force
's first that when an is not to force, or the force it is zero, the will its state of —a state of or a state of rest.
2. the of force
Force is the , it is the to the state of of , that is, to form , than the to form and the of .
3. All have the of a state of or a state of rest, which the of —.