青春是一场远行，回不去了。青春是一场相逢，忘不掉了。但青春却留给大家宝贵的友情。友情其实非常简单，只须那样一声简短的问候、一句轻轻的谅解、一份淡淡的惦记，就就够了。当大家在毕业季痛哭流涕地说出再见之后，请勿让再见成了再也不见。这篇《高一物理上册必学一《牛顿第肯定律》教材》是智学网高中一年级频道为你收拾的，期望你喜欢！

教材

教学筹备

教学目的

1.常识与技能

⑴领会伽利略的理想实验思想。

⑵理解牛顿第肯定律的内容及意义;理解力和运动的关系。

⑶理解惯性的定义，了解水平是惯性大小的量度。

2.过程与办法

⑴通过回顾历史探究过程理解牛顿第肯定律的形成过程。

⑵理解理想实验是科学研究的要紧办法。

3.情感态度与价值观

⑴通过运动和力的关系的历史探究过程，使学生领会规律的形成都有一个从感性到理性、从低级到高级的产生、进步和演变的过程。

⑵通过理想斜面的教学，领会理想实验的魔力。

教学重难题

加深对牛顿第肯定律和惯性的理解。

转变经验定义，明确惯性是物体的一种属性，任何物体都具备，牛顿定律是惯性现象的规律总结。

教学过程

创设游戏，引入课题

撕纸游戏

猜一猜：

1.一张纸已剪成两截，但未完全剪断，假如飞速用力撕两边，纸会断成几截?

2.目前把纸剪成三截，但未完全剪断，假如飞速用力撕两边，纸会断成几截?

大伙不要动手，先猜一猜。

3.假如在中间的纸下面夹一个夹子，然后飞速撕两边，纸会断成几截?

请大伙想一想：为何是如此一个结果呢?如何讲解大家的游戏呢?其实，在大家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。运动和力之间有什么关系呢?携带这类问题，大家一块儿体验古人的探究过程，学习古人的探究办法，进一步理解论述运动和力关系的牛顿第肯定律。

回顾历史，探究定律

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，一直和大家的生活、生产密切有关。譬如：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;踢足球，球沿草地向前滚动，不再踢，滚动的球会慢慢停下来。

考虑：运动和力之间有哪些关系呢?

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。

他依据生活生产经验猜想：需要有力用途在物体上，物体才能运动;没力有哪些用途，物体就要静止在一个地方。运动需要力保持。

他的看法来自实质经验，还可以用实质经验验证，所以让人们广泛同意，并保持了近两千年。

设问：大家目前了解，他的看法是不对的。那样他有贡献吗?

亚里士多德的贡献：开创了一个新的研究范围。

第一质疑并深入研究的是十六世纪的伽利略。他察看了球的滚动。

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，它的速度应该不增不减。实质察看的结果是：沿水平面滚动的球愈加慢，后停下来。

①现象：沿水平面滚动的球愈加慢，后停下来。

根据亚里士多德的看法，球停下来是由于没力有哪些用途。伽利略恰恰从这一现象出发，对亚里士多德的看法提出质疑。

②质疑：滚动的球之所以停下来，真的是由于没力有哪些用途吗?

设问：球停下来是什么原因什么呢?

在伽利略之前，大家还没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，他判断这是摩擦阻力用途的结果。

结论：滚动的球停下来，是摩擦阻力用途的结果。

③假设：若没摩擦阻力，沿水平面滚动的球将如何运动呢?

④猜想：若没摩擦阻力，球将永远滚动下去。

过渡：伽利略设计了一个双斜面实验。

3.实验探究，得出结论

双斜面实验

左斜面固定，右斜面倾角可变。实验中大家设定小球一直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，察看小球上升的大高度如何变化。重复。

考虑：

1.小球所受摩擦阻力的大小与小球上升的大高度之间有哪些关系?

2.摩擦阻力的大小与释放点到上升的高点的高度差是什么关系?

3.假如没摩擦，小球会上升到多高的地方?

②减小右斜面倾角，察看小球沿斜面运动的远距离如何变化。重复。

考虑：

1.减小右斜面倾角，小球沿斜面运动的远距离怎么样变化?

2.假如没摩擦，减小右斜面倾角，沿斜面滚动的远距离如何变化?小球将上升到多高的地方?

③将右斜面放平，释放小球，察看小球的运动。

考虑：

1.假如水平木板足够长，小球会停下来吗?

2.假如没摩擦，水平木板足够长，小球将滚到哪儿去呢?

过渡：目前通过动画来模拟没摩擦阻力时小球的运动。大家为动画配了一段话剧。

动画模拟

伽利略：小球先生，假如没摩擦，你会爬上什么高度呢?

小球：我会搭乘梦想的阶梯一步一步往上爬，直到爬上原来的高度。

伽利略;假如我减小右斜面的倾角，你还会爬到原来的高度吗?

小球：梦想有多高，我就能爬多高，只不过我要走的路程更长了。

伽利略：假如我继续减小右斜面的倾角呢?

小球：我心依然，只不过又多了一段山水之程。

伽利略：假如我把右斜面放平，你还会为了我们的梦想而前行吗?

小球：路漫漫其修远兮，吾将上下而求索。既然选择了高度，留给世界的便只能是背影。

播放周杰伦的《蜗牛》节选：我要一步一步往上爬/在高点乘着叶片往前飞/小小的天留过的泪和汗/总有一天我有是我的天

期望同学们像小球一样怀着梦想，沿着生活的轨道一步一步往前行!总有一天，你有是你的天!

过渡：伽利略的双斜面实验是一个理想实验。

理想实验的魔力：

实验+逻辑推理

通过靠谱的实验事实，加上适当的逻辑推理，得出规律的一种办法。

理想实验的魔力：实验不可以达成的地方，思维向前一步。

这种办法很了不起!爱因斯坦是如此评价的：伽利略的发现与他所应用的科学的推理办法是人类思想伟大的收获之一，而且标志着物理学的真的开端。这个评价实事求是，从亚里士多德到伽利略，历程了2000多年，物理学徘徊不前;从伽利略到爱因斯坦，只历程300多年，物理学的大厦初步打造，大师辈出。这都得益于伽利略首创的实验研究办法。

过渡：通过双斜面理想实验，伽利略得出了结论。

伽利略：若没摩擦阻力，沿水平面滚动的球将永远滚动下去。运动无需力保持。

回顾、考虑：

①静止的车、足球为何运动起来?

②运动的车、足球为何会停下来?

③力和运动之间有哪些关系?

力是改变物体运动状况是什么原因。

设问：运动状况是用什么物理量描述?

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

过渡：与伽利略同年代的法国科学家笛卡尔对他的看法进行了补充。

4.补充健全，形成定律

笛卡尔的补充：除非物体遭到力有哪些用途，物体将永远维持其静止或运动状况，从来不会使自己沿曲线运动，而只维持在直线上运动。这应成为一个原理，它是人类整个自然观的基础。

笛卡尔补充了物体不受力时维持静止状况或匀速直线运动状况。

过渡：1642年，伽利略去世，1643年牛顿在英国诞生。牛顿是人类历伟大的科学家之一。主要贡献有创造了微积分，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《自然哲学的数学原理》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肯定律，它是牛顿物理学的基石。

牛顿第肯定律：所有物体总维持匀速直线运动状况或静止状况，除非用途在它上面的力迫使它改变这种状况。

过渡：目前大家来理解定律。

理解定律，知道惯性

考虑：牛顿第肯定律中论述的运动和力的关系是什么样的?

1.运动和力的关系：力是改变物体运动状况是什么原因。

物体不受力，维持匀速直线运动状况或静止状况;运动状况变化，物体肯定遭到力有哪些用途。

考虑：物体不受力时“总维持匀速直线运动状况或静止状况”，这能否通过实验验证呢?

不可以。因为不受力用途的物体是没有的。很多阻力非常小的现象可以帮助大家理解牛顿第肯定律。

2.阻力非常小的现象：冰壶

从视频可以看出，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。

考虑：定律中还论述了什么呢?

3.惯性：

①定义：物体维持原来的匀速直线运动状况或静止状况的性质。

设问：所有物体都有惯性。做变速运动的物体有惯性吗?

当物体做变速运动时，因为惯性，物领会抵抗速度的改变，从而使速度的改变需要一段时间。譬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所有物体有惯性，有抵抗运动状况变化的“本领”。

物体惯性大，“本领”大，运动状况难改变;物体惯性小，“本领”小，运动状况易改变。

考虑并猜想：物体的惯性大小和什么原因有关?

游戏：用嘴吹书

提起书，用大力气吹垂下的封面;用手提起封面，用大力气吹垂下的书。

考虑：你察看到了什么现象?这个现象能说明惯性和水平的关系吗?

③惯性与水平：水平是惯性大小的量度。

水平只有大小，没方向，是标量。在国际单位制中，水平的单位是千克，单位符号为kg。

在初中水平概念为物体所含物质的多少;目前进一步从惯性的角度认识了水平;将来还要从物体间的引力认识水平。

过渡：目前，就能讲解撕纸游戏了。

再设情景，规律应用

1.考虑：如何讲解撕纸游戏?

有夹子，增大了中部的水平，增大了惯性。当飞速撕开两边时，中部仍维持静止状况，所以撕成三截。无夹子，中间纸条惯性非常小，静止状况易改变。因为撕开纸条的力左右有差异，所以撕成两截。

过渡：知道了惯性的常识，大家还可以用它判断是非。

2.美国空军UFO档案记载，1952.12.6黎明前，一架B29轰炸机在墨西哥湾上空练习时，一个非常大的不明飞行物以4000km～15000km的时速挨近、经过、离得远远的它。在目击描述中，不明飞行物能飞速增减速度，甚至还能骤然停止。

考虑：1.假如没特别的装置，UFO骤然停止时，外星人飞行员的命是什么样的?

2.大家想象外星人持有惯性消除器，用来消除自己的惯性，以便应付速度的飞速变化，你如何看?

大家借助惯性的常识发现了UFO档案记载中的疑点。期望大伙在遇见问题时借助所学常识，冷静剖析。

课堂总结，课外探究

1.知道了运动和力关系的探究过程。

在探究过程中，亚里士多德是发展者。伽利略首创了理想实验办法;笛卡尔补充了伽利略的看法;牛顿提出了惯性、力、惯性参考系的定义。

2.领会了理想实验的魔力：实验+逻辑推理

3.深入理解了牛顿第肯定律，了解了水平是惯性大小的量度。

4.后来爱因斯坦等科学家又进一步进步了牛顿第肯定律。没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*了牛顿第肯定律：不给螺帽力有哪些用途，螺帽也能运动起来。你如何看?请在百度中搜索“刘谦螺丝魔术曝光”，弄清刘谦螺丝魔术的原理。

成效剖析：

由于本节内容在初中已有接触，所以在本节课的设计中，我想能否让学生通过对本课的预习和课外查阅资料，由学生参与互动，后老师以总结者的身份来点评和补充成效好。

尤其是实验、视频、小品的用法，激起了学生兴趣，促进了教学。

关于力和运动关系的进步过程是非常不错的物理学史的教程，怎么样让学生在一堂课中体验这种物理规律形成过程是大家所要考虑的。

教材

教学筹备

教学目的

1.了解伽利略的理想实验及其推理过程，了解理想实验是科学研究的要紧办法.

2.理解牛顿第肯定律的内容及意义.

3.理解惯性的定义，会讲解有关的惯性现象.

教学重难题

1.牛顿第肯定律的内容及意义.

2.惯性的定义，讲解有关的惯性现象.

教学过程

[常识探究]

1、理想实验的魔力

[问题设计]

1.日常，大家有如此的经验：马拉车，车就前进，停止用力，车就停下来.是不是有力用途在物体上物体才能运动呢?马不拉车时，车为何会停下来呢?

答案不是.车之所以会停下来是由于遭到阻力有哪些用途.

2.假如没摩擦阻力，也不受其他任何力有哪些用途，水平面上运动的物领会如何?请阅读课本中的“理想实验的魔力”，考虑伽利略是怎么样由理想实验得出结论的.

答案假如没摩擦阻力，水平面上运动的物体将维持这个速度永远运动下去.

理想实验再现：如图甲所示，让小球沿一个斜面由静止滚下，小球将滚上另一个斜面.假如没摩擦，小球将上升到原来的高度.

假如减小第二个斜面的倾斜角度，如图乙所示，小球在这个斜面上达到原来的高度就要通过更长的路程.继续减小第二个斜面的倾斜角度，如图丙所示，使它终成为水平面，小球就再也达不到原来的高度，而将沿水平面以恒定的速度永远运动下去.

[要素提炼]

1.关于运动和力的两种对立的看法

亚里士多德的看法：需要有力用途在物体上，物体才能运动;没力有哪些用途，物体就要静止在一个地方.力是保持物体运动是什么原因.

这种错误的看法统治了大家的思维近两千年.

伽利略的看法：物体的运动无需力来保持.

2.伽利略的理想实验的意义

伽利略的理想实验将靠谱的事实和理论思维结合起来，即使用“靠谱事实+抽象思维+科学推论”的办法*了亚里士多德的看法，初步揭示了运动和力的正确关系.

第确立了物理实验在物理学中的地位.

2、牛顿物理学的基石——惯性定律

1.牛顿第肯定律：所有物体总维持匀速直线运动状况或静止状况，除非用途在它上面的力迫使它改变这种状况.

2.对牛顿第肯定律的理解

定性说明了力和运动的关系.

①说明了物体不受外力时的运动状况：匀速直线运动状况或静止状况.

②说明力是改变物体运动状况是什么原因.

揭示了所有物体都具备的一种固有属性——惯性.因此牛顿第肯定律也叫惯性定律.

3.物体运动状况的变化即物体运动速度的变化，有以下三种状况：

速度的方向不变，只有大小改变.

速度的大小不变，只有方向改变.

速度的大小和方向同时发生改变.

3、惯性与水平

[问题设计]

坐在公共汽车里的人，当汽车忽然启动时，有哪些感觉?当运动的汽车忽然停止时，又有哪些感觉?讲解上述现象.

答案当汽车忽然启动时，人身体后倾.当汽车忽然停止时，人身体前倾.这是由于人具备惯性，原来人和车一块维持静止状况，当车忽然启动时，人的身体下部随车运动了，但上部因为惯性维持原来的静止状况，所以会向后倾;原来人和车一块运动，当车忽然停止时，人的身体下部随车停止了，但上部因为惯性维持原来的运动状况，故向前倾.

[要素提炼]

1.惯性：物体具备维持原来匀速直线运动状况或静止状况的性质，大家把这个性质叫做惯性.牛顿第肯定律又叫惯性定律.

2.惯性与水平的关系

惯性是物体的固有属性，所有物体都具备惯性.

水平是物体惯性大小的量度，水平越大，惯性越大.

3.惯性与力无关

惯性不是力，而是物体本身固有些一种性质，因此物体“遭到了惯性用途”、“产生了惯性”、“遭到惯性力”等说法都是不对的.

力是改变物体运动状况是什么原因.惯性是保持物体运动状况是什么原因.

4.惯性的表现

不受力时，惯性表现为维持原来的匀速直线运动状况或静止状况，有“惰性”的意思.

受力时，惯性表现为运动状况改变的难易程度.水平越大，惯性越大，运动状况越难改变.

[延伸考虑]

人能推进冰面上的重箱子，用同样的力却推不动粗糙地面上不太重的箱子，是否冰面上的重箱子惯性小于粗糙地面上不太重的箱子呢?为何?

答案不是.水平是物体惯性大小的量度，重箱子的惯性大于轻箱子的惯性.判断物体惯性的大小应在相同状况下比较，譬如用同样的力推都处于冰面上或都处于粗糙地面上水平不一样的物体，比较什么物体的运动状况更容易改变.

[典例精析]

1、对伽利略理想实验的认识

例1理想实验有时能更深刻地反映自然规律.伽利略设计了一个如图1所示的理想实验，他的设想步骤如下：

图1

①减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上仍然要达到原来的高度;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假如没摩擦，小球将上升到原来释放的高度;④继续减小第二个斜面的倾角，后使它成为水平面，小球将沿水平面做持续的匀速运动.

请将上述理想实验的设想步骤根据正确的顺序排列______.在上述的设想步骤中，有些是靠谱的事实，有些则是理想化的推论.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

分析本题是在靠谱事实的基础上进行适当的推理，将实验理想化，并符合物理规律，得到正确的结论.而②是靠谱事实，因此放在第一步，③、①是在斜面上无摩擦的设想，后推导出水平面上的理想实验④.因此正确顺序是②③①④.

答案②③①④B

2、对牛顿第肯定律的理解

例2由牛顿第肯定律可知

A.物体的运动是依赖惯性来保持的

B.力停止用途后，物体的运动就不可以保持

C.物体做变速运动时，肯定有外力用途

D.力是改变物体惯性是什么原因

分析物体具备维持原来静止状况或匀速直线运动状况的性质叫做惯性，因为惯性的存在，物体才维持原来的运动状况，A对.力是改变物体运动状况是什么原因，而不是保持物体运动是什么原因，B错，C对.惯性是物体的固有属性，力不可以改变物体的惯性大小，D错.

答案AC

针对练习做自由落体运动的物体，假如下落过程中某时刻重力忽然消失，物体的运动状况将是

A.悬浮在空中不动

B.速度渐渐减小

C.维持肯定速度向下做匀速直线运动

D.没办法判断

答案C

分析物体自由下落时，仅受重力用途，重力消失将来，物体将不受力，依据牛顿第肯定律的描述，物体将以重力消失瞬间的速度做匀速直线运动，故选项C正确.

3、惯性的理解

例3关于物体的惯性，下述说法中正确的是

A.运动速度大的物体不可以非常快地停下来，是由于物体速度越大，惯性也越大

B.静止的火车启动时，速度变化慢，是由于静止的物体惯性大

C.乒乓球可以迅速抽杀，是由于乒乓球惯性小

D.在宇宙飞船中的物体没有惯性

分析惯性大小只与物体水平有关，与物体的速度无关，故A错误;水平是物体惯性大小的量度，火行车速度度变化慢，表明它的惯性大，是由于它的水平大，与是不是静止无关，故B错误;乒乓球能被迅速抽杀，表明它的运动状况容易发生改变，是由于它的惯性小，故C正确;所有物体在任何状况下都有惯性，故D错误.

答案C

[课堂要素小结]

[自我测试]

1.关于伽利略的理想实验，下列说法正确的是

A.只须接触面摩擦相当小，物体在水平面上就能匀速运动下去

B.这个实验事实上是永远没办法做到的

C.借助气垫导轨，就能使实验成功

D.虽然是想象中的实验，但它打造在靠谱的实验基础上

答案BD

分析只须接触面摩擦存在，物体就遭到摩擦力有哪些用途，物体在水平面上就不可以匀速运动下去，故A错误.没摩擦是不可能的，这个实验事实上是永远没办法做到的，故B正确.若用气垫导轨进行理想实验，可以提升实验精度，但仍然存在摩擦力，故C错误;虽然是想象中的实验，但它打造在靠谱的实验基础上，故D正确.

2.关于牛顿第肯定律的理解正确的是

A.不受外力用途时，物体的运动状况维持不变

B.物体做变速运动时肯定受外力用途

C.在水平地面上滑动的木块终停下来，是因为没外力保持木块运动的结果

D.飞跑的运动员，因为遇见障碍而被绊倒，这是由于他遭到外力用途迫使他改变原来的运动状况

答案ABD

分析牛顿第肯定律描述的是物体不受外力用途时的状况，即总维持匀速直线运动状况或静止状况不变，A正确;牛顿第肯定律揭示了力和运动的关系，力是改变物体运动状况是什么原因，而不是保持物体运动状况是什么原因.物体做变速运动说明运动状况在改变，B正确.在水平地面上滑动的木块终停下来，是因为摩擦阻力有哪些用途而改变了运动状况.飞跑的运动员，遇见障碍而被绊倒，是由于他遭到外力用途迫使他改变了原来的运动状况，C错误，D正确.

3.某人用力推一下原来静止在水平面上的小车，小车便开始运动，将来改用较小的力就能保持小车做匀速直线运动，可见

A.力是保持物体速度不变是什么原因

B.力是保持物体运动是什么原因

C.力是改变物体惯性是什么原因

D.力是改变物体运动状况是什么原因

答案D

分析力是改变物体运动状况是什么原因，小车原来静止，在力有哪些用途下小车开始运动，是力使其运动状况发生了改变.用较小的力就能使小车做匀速直线运动是推力与摩擦力的合力为零的原故.

4.如图2所示，冰壶在冰面上运动时遭到的阻力非常小，可以在较长期内维持运动速度的大小和方向不变，大家可以说冰壶有较强的抵抗运动状况变化的“本领”.这里所指的“本领”是冰壶的惯性，则惯性的大小取决于

图2

A.冰壶的速度

B.冰壶的水平

C.冰壶遭到的推力

D.冰壶遭到的阻力

答案B

分析一个物体惯性的大小，与其运动状况、受力状况是没任何关系的，衡量物体惯性大小的原因是水平，故B正确.