牛顿第一定理学案范本
（一）教学目的
1．晓得惯性定理，常识性了解伽利略理想实验的推理过程．
2．通过实验剖析，初步培养中学生科学的思维方式．
（二）重点与难点
重点：牛顿第一定理
难点：伽利略理想实验的推理过程．
（三）教学过程
1．引入新理
师：力能使静止的物体运动上去，力又能使运动物体速率减小或降低，还可以改变物体运动的方向，物体不受力又如何呢？从这节课开始，我们就来研究有关力和运动的一系列问题．
第九章力和运动
2．新课教学
师：请朋友们观察实验
静止在木板面上的货车．
师：货车处于哪些状态？
生：静止．
师：静止的货车，水平方向不受推进和拉力的作用，它将会如何？
生：永远处于静止．
如图1所示，货车受水平拉力作用时．（让货车运动一段距离后立刻用手使它静止出来）
师：观察货车的状态发生如何变化？
生：由静止到运动．
如图1．继续实验2，钩码使货车水平运动后，用手托住下落的钩码．货车丧失水平拉力后，继续往前滑行一段距离停止．
师：你看见哪些现象？
生：货车继续运动一段距离后才静止．
师：货车运动一段距离后，变为静止的缘由是哪些呢？
生：遭到木板的磨擦阻力作用．
师：是不是这样呢？请你们继续观察下边实验．
用同一货车分别（三次）从同一斜面不同的高度自由滑向相同的平面，记下三次货车静止在相同水平面上的位置．如图2(A)、(B)、(C)所示．
师：哪一次水平滑边距离最短？
生：第一次．
师：为何？
生：货车在斜面上高度最小，它在水平面上开始运动时速率最小（后半句话中学生回答不下来，第一次可由老师说）．
师：哪一次水平滑边距离最长？
生：第三次．
师：为何？
生：货车在斜面上高度最大，它在水平面上开始运动时速率最大．
师：同理假如货车三次处于同一斜面、相同高度，自由滑向水平面，货车在水平面上开始运动的速率大小会如何呢？
生：相同．
师：（介绍牛顿第一定理演示装置）这是一个斜面，把它置于讲台桌上．（如图3所示．）
让货车分别三次从同一斜面的相同高度自由滑下，观察货车在不同材料的水平面上运动的情况．（在桌面铺上浴巾、棉布．）
师：哪次货车在水平面上运动距离最短，为何？
生：第一次（或最前面那一次）．表面材料是浴巾，阻力最大，滑行距离最短．（在中学生回答过程中，填写表1第一行前三项）
师：很短距离，速率变为零．速率变化快呢，还是慢呢？
生：最快．（填写表1第一行最后一项）
师：第二次实验的情况怎么，你们一起填表1的第二行．
生：麻布、阻力较大、滑行距离较长、速度变化较快．（填写表1第二行）
师：第三次实验的情况怎么；你们一起填表的第三行．
生：凳子表面、阻力较小、滑行距离长、速度变化较慢．（填写表1第三行）
师：假设我们做第四次实验，水平表面用玻璃板，玻璃板的阻力比木板小，实验结果会如何呢？（填写表1第四行前两项）
生：货车滑行的距离长，速率变化最慢．（填写表1第四行后两项）
师：假设我们能够找到某种材料，对货车的阻力比玻璃板还小，最最小，来做水平表面的材料，实验结果又会如何呢？
生：这么货车滑行距离就更长，最最长，速率变化最最慢．
师：你们一上去填表1第五行（见表）
师：如果水平表面对货车没有阻力，实验结果又会如何呢？
生：货车永不停止地运动下去！
师：一上去填表1的第六行．（见表）
表1
师：你们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，只是依照前三行的实验结果，加上逻辑推理得下来的推论．似乎没有做实验，并且在正确实验的基础上加上正确的推理，得到的推论也是正确的．
你们再仔细寻思表的第六行，它和第四、第五行有哪些不同．
生：没有阻力，而第四、五行还有阻力，只是一次比一次小．
师：特别正确，逻辑推理就是这样进行的．阻力逐步变小，实验推论怎样呢？阻力没了，结果又会如何呢？
师：没有阻力的平面称作理想光滑的平面，实际上并不存在．第六行的结果就是理想实验，实际上不存在，是在正确实验的基础上正确推理得下来的．
师：这些构建在实验的基础上，通过逻辑推理得到理想状况下的推论，也是研究数学的一种技巧．
300多年前知名的化学学家伽利略就是这样通过实验推理得下来物体不遇阻力将怎样运动的．
师：谁给你们朗读书第104页倒数第三段？
生：（读课文略）
师：你们把这段倒数第三行“如果表面绝对光滑……运动下去”．画出来．
师：英国科学家笛卡儿，又对伽利略的推论作了补充，他是如何说的，请一位朋友读教材第104页倒数第二段．
生：（读课文略）．
师：你们自此段的倒数第三行“如果运动物体……运动下去”．画出来．
师：笛卡儿的说法和伽利略的说法有哪些不同？不同又说明了哪些？
生：笛卡儿把伽利略的“物体遭到的阻力为零”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：再后来德国的科学家总结了伽利略等人的研究成果，概括出一条重要的数学定理．称作牛顿第一定理．
一、牛顿第一定理
一切物体在没有遭到外力作用的时侯，总保持静止状态或匀速直线运动状态．牛顿第一定理．
师：牛顿的推论和伽利略、笛卡儿的推论有哪些不一样？
生甲：牛顿和伽利略的推论比较有两点不同：第一把阻力为零，改为不受斥力；第二伽利略推论中无保持静止状态．
生乙：牛顿和笛卡儿推论比较，降低了保持静止状态．
师：现今给你们2分钟，看谁最先把牛顿第一定理内容背出来．
生：（背诵略）
师：你们看牛顿第一定理都说了些哪些？定理的研究对象是（板书3(1)前半部份）
生：一切物体．（板书3(1)后半部份）
(1)定理的研究对象一切物体．
师：一切物体的意思是包括固体、液体和二氧化碳．
师：定理创立的条件是（板书3(2)中的前半部份）
生：不能受外力作用．（板书3(2)中后半部份）
(2)定理创立的条件不受外力作用．
师：谁不能受外力作用？
生：研究的物体．
师：定理的推论是（板书3(3)中的前半部份）
生：物体总保持静止状态或匀速直线运动状态．（板书3(3)中前面部份）
(3)定理的推论总保持静止状态或匀速直线运动状态．
师：有朋友把推论中的“或”读成“和”把“或”改作“和”对吗？
生：不对．
师：特别好，你能继续说一下为何不对吗？
生：一个物体不可能同时存在两种状态，它要静止，就不可能做匀速直线运动．所以不能用“和”字．
师：你们同意他的见解吗？（在板书2中的.“或”字下加点）
师：定理中“总保持”的涵义是哪些呢？
生：似乎是不改变的意思．
师：你能给你们举例说明吗？
生：刚刚第一个实验中货车在水平板上，不受钩码的拉力，原先静止，后来一直静止．而由斜面滑下的货车，在理想平面上原来做匀速直线运动，后来一直做匀速直线运动．
师：谁能再列举一些例子？
生：置于桌上的书，停在东站上的车辆，如果没有别的物体推拉它们，它们原先静止就永远静止下去，在地面上踢出去的球，如果地面和空气对它没有阻力作用，原先做匀速直线运动的球，永远匀速直线运动下去．
师：他说的你们同意吗？
生答：同意．
师：可见“总”字彰显了“恒”，“或”字彰显了不是静，就是动．（在板书2中的“总保持”三个字下加点）
师：物体不受力的时侯牛顿第一定律说明了什么，它后来的运动状态由哪些决定呢？
生：由它原先状态决定的．
3．巩固练习
1．打出投影片
(1)已知某物体没有遭到外力作用，这么该物体可能处于如何的运动状态？为何？
(2)在哪些条件下，物体一定处于匀速直线运动状态？
(3)在哪些条件下，物体一定处于静止状态？
师：朋友们想一想，相互议论议论，之后回答．
生：物体可能处于静止状态，也可能处于运动状态．
师：为何？
生：由于牛顿第一定理说一切物体不受外力作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态．题目中没有说明物体原先是哪些状态，所以它的状态是两种可能都存在．
师：谁来回答第(2)题？
生甲：物体不受力的作用时．
师：还有不同意见吗？
生乙：物体还必须原先处于匀速直线运动状态．
师：也就是说要同时具备两个条件：第一、物体原先是运动的；第二，物体没有遭到外力的作用．
师：谁来谈谈第(3)题？
生：要同时有两个条件，一是物体原先必须是静止的；二是物体没有遭到外力作用．
师：请你们再思索这样一个问题：有人把牛顿第一定理说成“静止的物体永远静止，运动的物体永远运动”是否正确？为何？
生：不正确，由于他把物体不受外力作用的条件丢了．
师：还有补充吗？
生：运动物体不受外力作用时，它永远作匀速直线运动．
师：可见，维持物体的运动不须要力，而物体运动状态改变则一定要有力的作用．
师：谁能总结一下，我们明天学习的知识．
4．小结
生甲：明天我们学习了牛顿第一定理，这是在实验基础上推理得到的．清楚了定理研究的对象、成立的条件和推论．
生乙：还有定理中关键字的涵义．
5．布置作业
阅读教材，背诵牛顿第一定理．
教学说明
1．牛顿第一定理是中学数学难点课，困难有两点：一是怎样在有限的三次实验基础上，通过逻辑推理得出理想实验的推论．二是怎样使中学生理解牛顿第一定理的实验．
为了克服第二个难点，本课设计了，目的是让中学生明了，从斜面上同一高度下降的物体，在水平面上开始运动的速率相同．
为了克服第一个难点，在表8-1中降低了第四、五、六三行．在讲授中应仔细认真引导中学生领会第四、五行的化学意义和第六行的化学意义．从中领会伽利略理想实验的逻辑思维过程．
2．关于去除“力是维持运动的诱因”的错误观念牛顿第一定律说明了什么，不可能毕其功于一役．本节课只能在牛顿第一定理的基础上给以初步的说明．在今后的教学中，在适当时再给与进一步的说明，只有经过多次重复（逐步深入）的剖析和说明，能够清除“力是维持运动的诱因”的错误观念．
注：教材选用人教版九年义务教育小学数学第一册．
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