青春是一場遠(yuǎn)行，回不去了。青春是一場相逢，忘不掉了。但青春卻留給我們寶貴的友情。友情其實(shí)很簡單，只要那么一聲簡短的問候、一句輕輕的諒解、一份淡淡的惦記，就足矣。當(dāng)我們在畢業(yè)季痛哭流涕地說出再見之后，請不要讓再見成了再也不見。這篇《高一年級物理上冊必修一《牛頓第一定律》教案》是高一頻道為你整理的，希望你喜歡！
教案【一】
教學(xué)準(zhǔn)備
教學(xué)目標(biāo)
1.知識(shí)與技能
⑴體會(huì)伽利略的理想實(shí)驗(yàn)思想。
⑵理解牛頓第一定律的內(nèi)容及意義;理解力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。
⑶理解慣性的概念，知道質(zhì)量是慣性大小的量度。
2.過程與方法
⑴通過回顧歷史探究過程理解牛頓第一定律的形成過程。
⑵理解理想實(shí)驗(yàn)是科學(xué)研究的重要方法。
3.情感態(tài)度與價(jià)值觀
⑴通過運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系的歷史探究過程，使學(xué)生體會(huì)規(guī)律的形成都有一個(gè)從感性到理性、從低級到高級的產(chǎn)生、發(fā)展和演變的過程。
⑵通過理想斜面的教學(xué)，體會(huì)理想實(shí)驗(yàn)的魅力。
教學(xué)重難點(diǎn)
【重點(diǎn)】加深對牛頓第一定律和慣性的理解。
【難點(diǎn)】轉(zhuǎn)變經(jīng)驗(yàn)概念，明確慣性是物體的一種屬性，任何物體都具有，牛頓定律是慣性現(xiàn)象的規(guī)律總結(jié)。
教學(xué)過程
(一)創(chuàng)設(shè)游戲，引入課題
撕紙游戲
猜一猜：
1.一張紙已剪成兩截，但未完全剪斷，如果迅速用力撕兩邊，紙會(huì)斷成幾截?
2.現(xiàn)在把紙剪成三截，但未完全剪斷，如果迅速用力撕兩邊，紙會(huì)斷成幾截?
大家不要?jiǎng)邮?，先猜一猜?BR> 3.如果在中間的紙下面夾一個(gè)夾子，然后迅速撕兩邊，紙會(huì)斷成幾截?
請大家想一想：為什么是這樣一個(gè)結(jié)果呢?怎樣解釋我們的游戲呢?其實(shí)，在我們的游戲中還涉及到一個(gè)古老的話題──力和運(yùn)動(dòng)：用力撕紙，紙條斷開運(yùn)動(dòng)起來。運(yùn)動(dòng)和力之間到底有什么關(guān)系呢?帶著這些問題，我們一起來體驗(yàn)古人的探究過程，學(xué)習(xí)古人的探究方法，進(jìn)一步理解論述運(yùn)動(dòng)和力關(guān)系的牛頓第一定律。
(二)回顧歷史，探究定律
1.情景設(shè)問，經(jīng)驗(yàn)猜想
在人類歷史的長河中，運(yùn)動(dòng)和力如影隨形，總是和人們的生活、生產(chǎn)密切相關(guān)。比如：馬拉車則車前進(jìn)，不再拉，前進(jìn)的車會(huì)停下來;人象推車則車前進(jìn)，不再推，前進(jìn)的車會(huì)停下來;踢球，球沿草地向前滾動(dòng)，不再踢，滾動(dòng)的球會(huì)慢慢停下來。
思考：運(yùn)動(dòng)和力之間有什么關(guān)系呢?
早提出這個(gè)問題并給出經(jīng)驗(yàn)猜想的是古希臘學(xué)者亞里士多德。
他根據(jù)生活生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)猜想：必須有力作用在物體上，物體才能運(yùn)動(dòng);沒有力的作用，物體就要靜止在一個(gè)地方。運(yùn)動(dòng)需要力維持。
他的觀點(diǎn)來自實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，還能用實(shí)際經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)證，所以被人們廣泛接受，并維持了近兩千年。
設(shè)問：我們現(xiàn)在知道，他的觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的。那么他有貢獻(xiàn)嗎?
亞里士多德的貢獻(xiàn)：開創(chuàng)了一個(gè)新的研究領(lǐng)域。
首先質(zhì)疑并深入研究的是十六世紀(jì)的伽利略。他觀察了球的滾動(dòng)。
2.質(zhì)疑假設(shè)，科學(xué)猜想
當(dāng)球沿斜面向下滾動(dòng)時(shí)，它的速度增大，而向上滾動(dòng)時(shí)，速度減小。他由此猜想：當(dāng)球沿水平面滾動(dòng)時(shí)，它的速度應(yīng)該不增不減。實(shí)際觀察的結(jié)果是：沿水平面滾動(dòng)的球越來越慢，后停下來。
①現(xiàn)象：沿水平面滾動(dòng)的球越來越慢，后停下來。
按照亞里士多德的觀點(diǎn)，球停下來是因?yàn)闆]有力的作用。伽利略恰恰從這一現(xiàn)象出發(fā)，對亞里士多德的觀點(diǎn)提出質(zhì)疑。
②質(zhì)疑：滾動(dòng)的球之所以停下來，真的是因?yàn)闆]有力的作用嗎?
設(shè)問：球停下來的原因是什么呢?
在伽利略之前，人們還沒有意識(shí)到摩擦力這種無形的力，伽利略是第一個(gè)意識(shí)到摩擦力的人。
他改變了水平面的粗糙程度，發(fā)現(xiàn)：水平面越光滑，球滾得越遠(yuǎn)。于是，他推斷這是摩擦阻力作用的結(jié)果。
結(jié)論：滾動(dòng)的球停下來，是摩擦阻力作用的結(jié)果。
③假設(shè)：若沒有摩擦阻力，沿水平面滾動(dòng)的球?qū)⒃鯓舆\(yùn)動(dòng)呢?
④猜想：若沒有摩擦阻力，球?qū)⒂肋h(yuǎn)滾動(dòng)下去。
過渡：伽利略設(shè)計(jì)了一個(gè)雙斜面實(shí)驗(yàn)。
3.實(shí)驗(yàn)探究，得出結(jié)論
(1)雙斜面實(shí)驗(yàn)
左斜面固定，右斜面傾角可變。實(shí)驗(yàn)中我們設(shè)定小球始終從左斜面定位卡處由靜止釋放。
①固定右斜面，改變小球所受的摩擦，觀察小球上升的大高度怎樣變化。重復(fù)。
思考：
1.小球所受摩擦阻力的大小與小球上升的大高度之間有什么關(guān)系?
2.摩擦阻力的大小與釋放點(diǎn)到上升的高點(diǎn)的高度差是什么關(guān)系?
3.如果沒有摩擦，小球會(huì)上升到多高的地方?
②減小右斜面傾角，觀察小球沿斜面運(yùn)動(dòng)的遠(yuǎn)距離怎樣變化。重復(fù)。
思考：
1.減小右斜面傾角，小球沿斜面運(yùn)動(dòng)的遠(yuǎn)距離如何變化?
2.如果沒有摩擦，減小右斜面傾角，沿斜面滾動(dòng)的遠(yuǎn)距離怎樣變化?小球?qū)⑸仙蕉喔叩牡胤?
③將右斜面放平，釋放小球，觀察小球的運(yùn)動(dòng)。
思考：
1.如果水平木板足夠長，小球會(huì)停下來嗎?
2.如果沒有摩擦，水平木板足夠長，小球?qū)L到哪里去呢?
過渡：現(xiàn)在通過動(dòng)畫來模擬沒有摩擦阻力時(shí)小球的運(yùn)動(dòng)。我們?yōu)閯?dòng)畫配了一段話劇。
(2)動(dòng)畫模擬
(老師扮演伽利略，學(xué)生扮演小球。)
伽利略：小球先生(小姐)，如果沒有摩擦，你會(huì)爬上什么高度呢?
小球：我會(huì)搭乘夢想的階梯一步一步往上爬，直到爬上原來的高度。
伽利略;如果我減小右斜面的傾角，你還會(huì)爬到原來的高度嗎?
小球：夢想有多高，我就可以爬多高，只是我要走的路程更長了。
伽利略：如果我繼續(xù)減小右斜面的傾角呢?
小球：我心依舊，只是又多了一段山水之程。
伽利略：如果我把右斜面放平，你還會(huì)為了自己的夢想而前行嗎?
小球：路漫漫其修遠(yuǎn)兮，吾將上下而求索。既然選擇了高度，留給世界的便只能是背影。
播放周杰倫的《蝸?！饭?jié)選：我要一步一步往上爬/在高點(diǎn)乘著葉片往前飛/小小的天留過的淚和汗/總有一天我有屬于我的天
希望同學(xué)們像小球一樣懷著夢想，沿著人生的軌道一步一步往前行!總有一天，你有屬于你的天!
過渡：伽利略的雙斜面實(shí)驗(yàn)是一個(gè)理想實(shí)驗(yàn)。
(3)理想實(shí)驗(yàn)的魅力：
實(shí)驗(yàn)(事實(shí))+邏輯推理
通過可靠的實(shí)驗(yàn)事實(shí)，加上合理的邏輯推理，得出規(guī)律的一種方法。
理想實(shí)驗(yàn)的魅力：實(shí)驗(yàn)不能實(shí)現(xiàn)的地方，思維向前一步。
這種方法非常了不起!愛因斯坦是這樣評價(jià)的：伽利略的發(fā)現(xiàn)以及他所應(yīng)用的科學(xué)的推理方法是人類思想偉大的成就之一，而且標(biāo)志著物理學(xué)的真正開端。這個(gè)評價(jià)實(shí)事求是，從亞里士多德到伽利略，經(jīng)歷了2000多年，物理學(xué)徘徊不前;從伽利略到愛因斯坦，只經(jīng)歷300多年，物理學(xué)的大廈初步建立，大師輩出。這都得益于伽利略首創(chuàng)的實(shí)驗(yàn)研究方法。
過渡：通過雙斜面理想實(shí)驗(yàn)，伽利略得出了結(jié)論。
(3)伽利略：若沒有摩擦阻力，沿水平面滾動(dòng)的球?qū)⒂肋h(yuǎn)滾動(dòng)下去。運(yùn)動(dòng)不需要力維持。
回顧、思考：
①靜止的車、足球?yàn)槭裁催\(yùn)動(dòng)起來?
②運(yùn)動(dòng)的車、足球?yàn)槭裁磿?huì)停下來?
③力和運(yùn)動(dòng)之間有什么關(guān)系?
力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。
設(shè)問：運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是用什么物理量描述?
車由靜止變?yōu)檫\(yùn)動(dòng)，受到了推、拉力;由運(yùn)動(dòng)變?yōu)殪o止，受到了摩擦阻力。足球由靜止變?yōu)檫\(yùn)動(dòng)，受到了腳的力;由運(yùn)動(dòng)變?yōu)殪o止，受到了草地的摩擦阻力。
過渡：與伽利略同時(shí)代的法國科學(xué)家笛卡爾對他的觀點(diǎn)進(jìn)行了補(bǔ)充。
4.補(bǔ)充完善，形成定律
(1)笛卡爾的補(bǔ)充：除非物體受到力的作用，物體將永遠(yuǎn)保持其靜止或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，永遠(yuǎn)不會(huì)使自己沿曲線運(yùn)動(dòng)，而只保持在直線上運(yùn)動(dòng)。這應(yīng)成為一個(gè)原理，它是人類整個(gè)自然觀的基礎(chǔ)。
笛卡爾補(bǔ)充了物體不受力時(shí)保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
過渡：1642年，伽利略逝世，1643年牛頓在英國誕生。牛頓是人類歷偉大的科學(xué)家之一。主要貢獻(xiàn)有發(fā)明了微積分，發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律和經(jīng)典力學(xué)，設(shè)計(jì)并制造了第一架反射式望遠(yuǎn)鏡等等。
牛頓在1687年出版的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》一書中提出了三條運(yùn)動(dòng)定律。牛頓把伽利略、笛卡爾的正確結(jié)論總結(jié)成為牛頓第一定律，它是牛頓物理學(xué)的基石。
(2)牛頓第一定律：一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)。
過渡：現(xiàn)在我們來理解定律。
(三)理解定律，了解慣性
思考：牛頓第一定律中論述的運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系是怎樣的?
1.運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系：力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。
物體不受力，保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài);運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化，物體一定受到力的作用。
思考：物體不受力時(shí)“總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)”，這能不能通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證呢?
不能。由于不受力作用的物體是不存在的。許多阻力很小的現(xiàn)象可以幫助我們理解牛頓第一定律。
2.阻力很小的現(xiàn)象：冰壺
從視頻可以看出，冰壺在一段時(shí)間內(nèi)速度的大小和方向幾乎不變，直到碰上另一個(gè)冰壺。
思考：定律中還論述了什么呢?
3.慣性：
①概念：物體保持原來的勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)。
設(shè)問：一切物體都有慣性。做變速運(yùn)動(dòng)的物體有慣性嗎?
當(dāng)物體做變速運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于慣性，物體會(huì)抵抗速度的改變，從而使速度的改變需要一段時(shí)間。比如汽車緊急剎車時(shí)不會(huì)立即停下來，而是繼續(xù)向前滑行一段距離。
②一切物體有慣性，有抵抗運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的“本領(lǐng)”。
物體慣性大，“本領(lǐng)”大，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)難改變;物體慣性小，“本領(lǐng)”小，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)易改變。
思考并猜想：物體的慣性大小和什么因素有關(guān)?
游戲：用嘴吹書
提起書，用大力氣吹垂下的封面;用手提起封面，用大力氣吹垂下的書。
思考：你觀察到了什么現(xiàn)象?這個(gè)現(xiàn)象能說明慣性和質(zhì)量的關(guān)系嗎?
③慣性與質(zhì)量：質(zhì)量是慣性大小的量度。
質(zhì)量只有大小，沒有方向，是標(biāo)量。在國際單位制中，質(zhì)量的單位是千克，單位符號(hào)為kg。
在初中質(zhì)量定義為物體所含物質(zhì)的多少;現(xiàn)在進(jìn)一步從慣性的角度認(rèn)識(shí)了質(zhì)量;以后還要從物體間的引力認(rèn)識(shí)質(zhì)量。
過渡：現(xiàn)在，就可以解釋撕紙游戲了。
(四)再設(shè)情景，規(guī)律應(yīng)用
1.思考：怎樣解釋撕紙游戲?
有夾子，增大了中部的質(zhì)量，增大了慣性。當(dāng)迅速撕開兩邊時(shí)，中部仍保持靜止?fàn)顟B(tài)，所以撕成三截。無夾子，中間紙條慣性很小，靜止?fàn)顟B(tài)易改變。由于撕開紙條的力左右有差異，所以撕成兩截。
過渡：了解了慣性的知識(shí)，我們還能用它判斷是非。
2.美國空軍UFO檔案記載，1952.12.6黎明前，一架B29轟炸機(jī)在墨西哥灣上空訓(xùn)練時(shí)，一個(gè)很大的不明飛行物以4000km～15000km的時(shí)速靠近、經(jīng)過、遠(yuǎn)離它。在目擊描述中，不明飛行物能迅速增減速度，甚至還能驟然停止。
思考：1.如果沒有特別的裝置，UFO驟然停止時(shí)，外星人飛行員的命運(yùn)是怎樣的?
2.人們想象外星人持有慣性消除器，用來消除自身的慣性，以便應(yīng)對速度的迅速變化，你怎么看?
我們利用慣性的知識(shí)發(fā)現(xiàn)了UFO檔案記載中的疑點(diǎn)。希望大家在遇到問題時(shí)利用所學(xué)知識(shí)，冷靜分析。
(五)課堂總結(jié)，課外探究
1.了解了運(yùn)動(dòng)和力關(guān)系的探究過程。
在探究過程中，亞里士多德是開拓者。伽利略首創(chuàng)了理想實(shí)驗(yàn)方法;笛卡爾補(bǔ)充了伽利略的觀點(diǎn);牛頓提出了慣性、力、慣性參考系的概念。
2.體會(huì)了理想實(shí)驗(yàn)的魅力：實(shí)驗(yàn)(事實(shí))+邏輯推理
3.深入理解了牛頓第一定律，知道了質(zhì)量是慣性大小的量度。
4.后來愛因斯坦等科學(xué)家又進(jìn)一步發(fā)展了牛頓第一定律。沒有哪一個(gè)定律是終極真理，物理學(xué)的大廈永不封頂，還等待你們?yōu)樗泶u加瓦!
課外探究：有人說劉謙的螺絲魔術(shù)*了牛頓第一定律：不給螺帽力的作用，螺帽也能運(yùn)動(dòng)起來。你怎么看?請?jiān)诎俣戎兴阉鳌皠⒅t螺絲魔術(shù)揭秘”，弄清劉謙螺絲魔術(shù)的原理。
效果分析：
因?yàn)楸竟?jié)內(nèi)容在初中已有接觸，所以在本節(jié)課的設(shè)計(jì)中，我想能不能讓學(xué)生通過對本課的預(yù)習(xí)和課外查閱資料，由學(xué)生參與互動(dòng)，后老師以總結(jié)者的身份來點(diǎn)評和補(bǔ)充效果好。
特別是實(shí)驗(yàn)、視頻、小品的使用，激發(fā)了學(xué)生興趣，促進(jìn)了教學(xué)。
關(guān)于力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的發(fā)展過程是很好的物理學(xué)史的教材，如何讓學(xué)生在一堂課中體驗(yàn)這種物理規(guī)律形成過程是我們所要思考的。
教案【二】
教學(xué)準(zhǔn)備
教學(xué)目標(biāo)
1.知道伽利略的理想實(shí)驗(yàn)及其推理過程，知道理想實(shí)驗(yàn)是科學(xué)研究的重要方法.
2.理解牛頓第一定律的內(nèi)容及意義.
3.理解慣性的概念，會(huì)解釋有關(guān)的慣性現(xiàn)象.
教學(xué)重難點(diǎn)
1.牛頓第一定律的內(nèi)容及意義.
2.慣性的概念，解釋有關(guān)的慣性現(xiàn)象.
教學(xué)過程
[知識(shí)探究]
一、理想實(shí)驗(yàn)的魅力
[問題設(shè)計(jì)]
1.日常生活中，我們有這樣的經(jīng)驗(yàn)：馬拉車，車就前進(jìn)，停止用力，車就停下來.是否有力作用在物體上物體才能運(yùn)動(dòng)呢?馬不拉車時(shí)，車為什么會(huì)停下來呢?
答案不是.車之所以會(huì)停下來是因?yàn)槭艿阶枇Φ淖饔?
2.如果沒有摩擦阻力，也不受其他任何力的作用，水平面上運(yùn)動(dòng)的物體會(huì)怎樣?請閱讀課本中的“理想實(shí)驗(yàn)的魅力”，思考伽利略是如何由理想實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論的.
答案如果沒有摩擦阻力，水平面上運(yùn)動(dòng)的物體將保持這個(gè)速度永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去.
理想實(shí)驗(yàn)再現(xiàn)：如圖甲所示，讓小球沿一個(gè)斜面由靜止?jié)L下，小球?qū)L上另一個(gè)斜面.如果沒有摩擦，小球?qū)⑸仙皆瓉淼母叨?
如果減小第二個(gè)斜面的傾斜角度，如圖乙所示，小球在這個(gè)斜面上達(dá)到原來的高度就要通過更長的路程.繼續(xù)減小第二個(gè)斜面的傾斜角度，如圖丙所示，使它終成為水平面，小球就再也達(dá)不到原來的高度，而將沿水平面以恒定的速度永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去.
[要點(diǎn)提煉]
1.關(guān)于運(yùn)動(dòng)和力的兩種對立的觀點(diǎn)
(1)亞里士多德的觀點(diǎn)：必須有力作用在物體上，物體才能運(yùn)動(dòng);沒有力的作用，物體就要靜止在一個(gè)地方.力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因.
這種錯(cuò)誤的觀點(diǎn)統(tǒng)治了人們的思維近兩千年.
(2)伽利略的觀點(diǎn)(伽利略第提出)：物體的運(yùn)動(dòng)不需要(填“需要”或“不需要”)力來維持.
2.伽利略的理想實(shí)驗(yàn)的意義
(1)伽利略的理想實(shí)驗(yàn)將可靠的事實(shí)和理論思維結(jié)合起來，即采用“可靠事實(shí)+抽象思維+科學(xué)推論”的方法*了亞里士多德的觀點(diǎn)，初步揭示了運(yùn)動(dòng)和力的正確關(guān)系.
(2)第確立了物理實(shí)驗(yàn)在物理學(xué)中的地位.
二、牛頓物理學(xué)的基石——慣性定律
1.牛頓第一定律：一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài).
2.對牛頓第一定律的理解
(1)定性說明了力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系.
①說明了物體不受外力時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)：勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài).
②說明力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因.
(2)揭示了一切物體都具有的一種固有屬性——慣性.因此牛頓第一定律也叫慣性定律.
3.物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化即物體運(yùn)動(dòng)速度的變化，有以下三種情況：
(1)速度的方向不變，只有大小改變.(物體做直線運(yùn)動(dòng))
(2)速度的大小不變，只有方向改變.(物體做曲線運(yùn)動(dòng))
(3)速度的大小和方向同時(shí)發(fā)生改變.(物體做曲線運(yùn)動(dòng))
三、慣性與質(zhì)量
[問題設(shè)計(jì)]
坐在公共汽車?yán)锏娜耍?dāng)汽車突然啟動(dòng)時(shí)，有什么感覺?當(dāng)運(yùn)動(dòng)的汽車突然停止時(shí)，又有什么感覺?解釋上述現(xiàn)象.
答案當(dāng)汽車突然啟動(dòng)時(shí)，人身體后傾.當(dāng)汽車突然停止時(shí)，人身體前傾.這是因?yàn)槿司哂袘T性，原來人和車一起保持靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)車突然啟動(dòng)時(shí)，人的身體下部隨車運(yùn)動(dòng)了，但上部由于慣性保持原來的靜止?fàn)顟B(tài)，所以會(huì)向后傾;原來人和車一起運(yùn)動(dòng)，當(dāng)車突然停止時(shí)，人的身體下部隨車停止了，但上部由于慣性保持原來的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，故向前傾.
[要點(diǎn)提煉]
1.慣性：物體具有保持原來勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)，我們把這個(gè)性質(zhì)叫做慣性.牛頓第一定律又叫慣性定律.
2.慣性與質(zhì)量的關(guān)系
(1)慣性是物體的固有屬性，一切物體都具有慣性.
(2)質(zhì)量是物體慣性大小的量度，質(zhì)量越大，慣性越大.
3.慣性與力無關(guān)
(1)慣性不是力，而是物體本身固有的一種性質(zhì)，因此物體“受到了慣性作用”、“產(chǎn)生了慣性”、“受到慣性力”等說法都是錯(cuò)誤的.
(2)力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因.慣性是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因.
4.慣性的表現(xiàn)
(1)不受力時(shí)，慣性表現(xiàn)為保持原來的勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，有“惰性”的意思.
(2)受力時(shí)，慣性表現(xiàn)為運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的難易程度.質(zhì)量越大，慣性越大，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越難改變.
[延伸思考]
人能推動(dòng)冰面上的重箱子，用同樣的力卻推不動(dòng)粗糙地面上不太重的箱子，是不是冰面上的重箱子慣性小于粗糙地面上不太重的箱子呢?為什么?
答案不是.質(zhì)量是物體慣性大小的量度，重箱子的慣性大于輕箱子的慣性.判斷物體慣性的大小應(yīng)在相同情況下比較，比如用同樣的力推都處于冰面上或都處于粗糙地面上質(zhì)量不同的物體，比較哪個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)更容易改變.
[典例精析]
一、對伽利略理想實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)
例1理想實(shí)驗(yàn)有時(shí)能更深刻地反映自然規(guī)律.伽利略設(shè)計(jì)了一個(gè)如圖1所示的理想實(shí)驗(yàn)，他的設(shè)想步驟如下：
圖1
①減小第二個(gè)斜面的傾角，小球在這個(gè)斜面上仍然要達(dá)到原來的高度;②兩個(gè)對接的斜面，讓靜止的小球沿一個(gè)斜面滾下，小球?qū)L上另一個(gè)斜面;③如果沒有摩擦，小球?qū)⑸仙皆瓉磲尫诺母叨?④繼續(xù)減小第二個(gè)斜面的傾角，后使它成為水平面，小球?qū)⒀厮矫孀龀掷m(xù)的勻速運(yùn)動(dòng).
請將上述理想實(shí)驗(yàn)的設(shè)想步驟按照正確的順序排列______(只要填寫序號(hào)即可).在上述的設(shè)想步驟中，有的屬于可靠的事實(shí)，有的則是理想化的推論.下列有關(guān)事實(shí)和推論的分類正確的是()
A.①是事實(shí)，②③④是推論
B.②是事實(shí)，①③④是推論
C.③是事實(shí)，①②④是推論
D.④是事實(shí)，①②③是推論
解析本題是在可靠事實(shí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行合理的推理，將實(shí)驗(yàn)理想化，并符合物理規(guī)律，得到正確的結(jié)論.而②是可靠事實(shí)，因此放在第一步，③、①是在斜面上無摩擦的設(shè)想，后推導(dǎo)出水平面上的理想實(shí)驗(yàn)④.因此正確順序是②③①④.
答案②③①④B
二、對牛頓第一定律的理解
例2由牛頓第一定律可知()
A.物體的運(yùn)動(dòng)是依靠慣性來維持的
B.力停止作用后，物體的運(yùn)動(dòng)就不能維持
C.物體做變速運(yùn)動(dòng)時(shí)，一定有外力作用
D.力是改變物體慣性的原因
解析物體具有保持原來靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì)叫做慣性，由于慣性的存在，物體才保持原來的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，A對.力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，而不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因，B錯(cuò)，C對.慣性是物體的固有屬性，力不能改變物體的慣性大小，D錯(cuò).
答案AC
針對訓(xùn)練做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體，如果下落過程中某時(shí)刻重力突然消失，物體的運(yùn)動(dòng)情況將是()
A.懸浮在空中不動(dòng)
B.速度逐漸減小
C.保持一定速度向下做勻速直線運(yùn)動(dòng)
D.無法判斷
答案C
解析物體自由下落時(shí)，僅受重力作用，重力消失以后，物體將不受力，根據(jù)牛頓第一定律的描述，物體將以重力消失瞬間的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)C正確.
三、慣性的理解
例3關(guān)于物體的慣性，下述說法中正確的是()
A.運(yùn)動(dòng)速度大的物體不能很快地停下來，是因?yàn)槲矬w速度越大，慣性也越大
B.靜止的火車啟動(dòng)時(shí)，速度變化慢，是因?yàn)殪o止的物體慣性大
C.乒乓球可以快速抽殺，是因?yàn)槠古仪驊T性小
D.在宇宙飛船中的物體不存在慣性
解析慣性大小只與物體質(zhì)量有關(guān)，與物體的速度無關(guān)，故A錯(cuò)誤;質(zhì)量是物體慣性大小的量度，火車速度變化慢，表明它的慣性大，是因?yàn)樗馁|(zhì)量大，與是否靜止無關(guān)，故B錯(cuò)誤;乒乓球能被快速抽殺，表明它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)容易發(fā)生改變，是因?yàn)樗膽T性小，故C正確;一切物體在任何情況下都有慣性，故D錯(cuò)誤.
答案C
[課堂要點(diǎn)小結(jié)]
[自我檢測]
1.(對伽利略理想實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識(shí))關(guān)于伽利略的理想實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是()
A.只要接觸面摩擦相當(dāng)小，物體在水平面上就能勻速運(yùn)動(dòng)下去
B.這個(gè)實(shí)驗(yàn)實(shí)際上是永遠(yuǎn)無法做到的
C.利用氣墊導(dǎo)軌，就能使實(shí)驗(yàn)成功
D.雖然是想象中的實(shí)驗(yàn)，但是它建立在可靠的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上
答案BD
解析只要接觸面摩擦存在，物體就受到摩擦力的作用，物體在水平面上就不能勻速運(yùn)動(dòng)下去，故A錯(cuò)誤.沒有摩擦是不可能的，這個(gè)實(shí)驗(yàn)實(shí)際上是永遠(yuǎn)無法做到的，故B正確.若使用氣墊導(dǎo)軌進(jìn)行理想實(shí)驗(yàn)，可以提高實(shí)驗(yàn)精度，但是仍然存在摩擦力，故C錯(cuò)誤;雖然是想象中的實(shí)驗(yàn)，但是它建立在可靠的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，故D正確.
2.(對牛頓第一定律的理解)關(guān)于牛頓第一定律的理解正確的是()
A.不受外力作用時(shí)，物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)保持不變
B.物體做變速運(yùn)動(dòng)時(shí)一定受外力作用
C.在水平地面上滑動(dòng)的木塊終停下來，是由于沒有外力維持木塊運(yùn)動(dòng)的結(jié)果
D.飛跑的運(yùn)動(dòng)員，由于遇到障礙而被絆倒，這是因?yàn)樗艿酵饬ψ饔闷仁顾淖冊瓉淼倪\(yùn)動(dòng)狀態(tài)
答案ABD
解析牛頓第一定律描述的是物體不受外力作用時(shí)的狀態(tài)，即總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)不變，A正確;牛頓第一定律揭示了力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，而不是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因.物體做變速運(yùn)動(dòng)說明運(yùn)動(dòng)狀態(tài)在改變，B正確.在水平地面上滑動(dòng)的木塊終停下來，是由于摩擦阻力的作用而改變了運(yùn)動(dòng)狀態(tài).飛跑的運(yùn)動(dòng)員，遇到障礙而被絆倒，是因?yàn)樗艿酵饬ψ饔闷仁顾淖兞嗽瓉淼倪\(yùn)動(dòng)狀態(tài)，C錯(cuò)誤，D正確.
3.(力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系)某人用力推一下原來靜止在水平面上的小車，小車便開始運(yùn)動(dòng)，以后改用較小的力就可以維持小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，可見()
A.力是維持物體速度不變的原因
B.力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因
C.力是改變物體慣性的原因
D.力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因
答案D
解析力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，小車原來靜止，在力的作用下小車開始運(yùn)動(dòng)，是力使其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了改變.用較小的力就能使小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)是推力與摩擦力的合力為零的緣故.
4.(對慣性的理解)如圖2所示，冰壺在冰面上運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力很小，可以在較長時(shí)間內(nèi)保持運(yùn)動(dòng)速度的大小和方向不變，我們可以說冰壺有較強(qiáng)的抵抗運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的“本領(lǐng)”.這里所指的“本領(lǐng)”是冰壺的慣性，則慣性的大小取決于()
圖2
A.冰壺的速度
B.冰壺的質(zhì)量
C.冰壺受到的推力
D.冰壺受到的阻力
答案B
解析一個(gè)物體慣性的大小，與其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、受力情況是沒有任何關(guān)系的，衡量物體慣性大小的因素是質(zhì)量，故B正確.
教案【一】
教學(xué)準(zhǔn)備
教學(xué)目標(biāo)
1.知識(shí)與技能
⑴體會(huì)伽利略的理想實(shí)驗(yàn)思想。
⑵理解牛頓第一定律的內(nèi)容及意義;理解力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。
⑶理解慣性的概念，知道質(zhì)量是慣性大小的量度。
2.過程與方法
⑴通過回顧歷史探究過程理解牛頓第一定律的形成過程。
⑵理解理想實(shí)驗(yàn)是科學(xué)研究的重要方法。
3.情感態(tài)度與價(jià)值觀
⑴通過運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系的歷史探究過程，使學(xué)生體會(huì)規(guī)律的形成都有一個(gè)從感性到理性、從低級到高級的產(chǎn)生、發(fā)展和演變的過程。
⑵通過理想斜面的教學(xué)，體會(huì)理想實(shí)驗(yàn)的魅力。
教學(xué)重難點(diǎn)
【重點(diǎn)】加深對牛頓第一定律和慣性的理解。
【難點(diǎn)】轉(zhuǎn)變經(jīng)驗(yàn)概念，明確慣性是物體的一種屬性，任何物體都具有，牛頓定律是慣性現(xiàn)象的規(guī)律總結(jié)。
教學(xué)過程
(一)創(chuàng)設(shè)游戲，引入課題
撕紙游戲
猜一猜：
1.一張紙已剪成兩截，但未完全剪斷，如果迅速用力撕兩邊，紙會(huì)斷成幾截?
2.現(xiàn)在把紙剪成三截，但未完全剪斷，如果迅速用力撕兩邊，紙會(huì)斷成幾截?
大家不要?jiǎng)邮?，先猜一猜?BR> 3.如果在中間的紙下面夾一個(gè)夾子，然后迅速撕兩邊，紙會(huì)斷成幾截?
請大家想一想：為什么是這樣一個(gè)結(jié)果呢?怎樣解釋我們的游戲呢?其實(shí)，在我們的游戲中還涉及到一個(gè)古老的話題──力和運(yùn)動(dòng)：用力撕紙，紙條斷開運(yùn)動(dòng)起來。運(yùn)動(dòng)和力之間到底有什么關(guān)系呢?帶著這些問題，我們一起來體驗(yàn)古人的探究過程，學(xué)習(xí)古人的探究方法，進(jìn)一步理解論述運(yùn)動(dòng)和力關(guān)系的牛頓第一定律。
(二)回顧歷史，探究定律
1.情景設(shè)問，經(jīng)驗(yàn)猜想
在人類歷史的長河中，運(yùn)動(dòng)和力如影隨形，總是和人們的生活、生產(chǎn)密切相關(guān)。比如：馬拉車則車前進(jìn)，不再拉，前進(jìn)的車會(huì)停下來;人象推車則車前進(jìn)，不再推，前進(jìn)的車會(huì)停下來;踢球，球沿草地向前滾動(dòng)，不再踢，滾動(dòng)的球會(huì)慢慢停下來。
思考：運(yùn)動(dòng)和力之間有什么關(guān)系呢?
早提出這個(gè)問題并給出經(jīng)驗(yàn)猜想的是古希臘學(xué)者亞里士多德。
他根據(jù)生活生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)猜想：必須有力作用在物體上，物體才能運(yùn)動(dòng);沒有力的作用，物體就要靜止在一個(gè)地方。運(yùn)動(dòng)需要力維持。
他的觀點(diǎn)來自實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，還能用實(shí)際經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)證，所以被人們廣泛接受，并維持了近兩千年。
設(shè)問：我們現(xiàn)在知道，他的觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的。那么他有貢獻(xiàn)嗎?
亞里士多德的貢獻(xiàn)：開創(chuàng)了一個(gè)新的研究領(lǐng)域。
首先質(zhì)疑并深入研究的是十六世紀(jì)的伽利略。他觀察了球的滾動(dòng)。
2.質(zhì)疑假設(shè)，科學(xué)猜想
當(dāng)球沿斜面向下滾動(dòng)時(shí)，它的速度增大，而向上滾動(dòng)時(shí)，速度減小。他由此猜想：當(dāng)球沿水平面滾動(dòng)時(shí)，它的速度應(yīng)該不增不減。實(shí)際觀察的結(jié)果是：沿水平面滾動(dòng)的球越來越慢，后停下來。
①現(xiàn)象：沿水平面滾動(dòng)的球越來越慢，后停下來。
按照亞里士多德的觀點(diǎn)，球停下來是因?yàn)闆]有力的作用。伽利略恰恰從這一現(xiàn)象出發(fā)，對亞里士多德的觀點(diǎn)提出質(zhì)疑。
②質(zhì)疑：滾動(dòng)的球之所以停下來，真的是因?yàn)闆]有力的作用嗎?
設(shè)問：球停下來的原因是什么呢?
在伽利略之前，人們還沒有意識(shí)到摩擦力這種無形的力，伽利略是第一個(gè)意識(shí)到摩擦力的人。
他改變了水平面的粗糙程度，發(fā)現(xiàn)：水平面越光滑，球滾得越遠(yuǎn)。于是，他推斷這是摩擦阻力作用的結(jié)果。
結(jié)論：滾動(dòng)的球停下來，是摩擦阻力作用的結(jié)果。
③假設(shè)：若沒有摩擦阻力，沿水平面滾動(dòng)的球?qū)⒃鯓舆\(yùn)動(dòng)呢?
④猜想：若沒有摩擦阻力，球?qū)⒂肋h(yuǎn)滾動(dòng)下去。
過渡：伽利略設(shè)計(jì)了一個(gè)雙斜面實(shí)驗(yàn)。
3.實(shí)驗(yàn)探究，得出結(jié)論
(1)雙斜面實(shí)驗(yàn)
左斜面固定，右斜面傾角可變。實(shí)驗(yàn)中我們設(shè)定小球始終從左斜面定位卡處由靜止釋放。
①固定右斜面，改變小球所受的摩擦，觀察小球上升的大高度怎樣變化。重復(fù)。
思考：
1.小球所受摩擦阻力的大小與小球上升的大高度之間有什么關(guān)系?
2.摩擦阻力的大小與釋放點(diǎn)到上升的高點(diǎn)的高度差是什么關(guān)系?
3.如果沒有摩擦，小球會(huì)上升到多高的地方?
②減小右斜面傾角，觀察小球沿斜面運(yùn)動(dòng)的遠(yuǎn)距離怎樣變化。重復(fù)。
思考：
1.減小右斜面傾角，小球沿斜面運(yùn)動(dòng)的遠(yuǎn)距離如何變化?
2.如果沒有摩擦，減小右斜面傾角，沿斜面滾動(dòng)的遠(yuǎn)距離怎樣變化?小球?qū)⑸仙蕉喔叩牡胤?
③將右斜面放平，釋放小球，觀察小球的運(yùn)動(dòng)。
思考：
1.如果水平木板足夠長，小球會(huì)停下來嗎?
2.如果沒有摩擦，水平木板足夠長，小球?qū)L到哪里去呢?
過渡：現(xiàn)在通過動(dòng)畫來模擬沒有摩擦阻力時(shí)小球的運(yùn)動(dòng)。我們?yōu)閯?dòng)畫配了一段話劇。
(2)動(dòng)畫模擬
(老師扮演伽利略，學(xué)生扮演小球。)
伽利略：小球先生(小姐)，如果沒有摩擦，你會(huì)爬上什么高度呢?
小球：我會(huì)搭乘夢想的階梯一步一步往上爬，直到爬上原來的高度。
伽利略;如果我減小右斜面的傾角，你還會(huì)爬到原來的高度嗎?
小球：夢想有多高，我就可以爬多高，只是我要走的路程更長了。
伽利略：如果我繼續(xù)減小右斜面的傾角呢?
小球：我心依舊，只是又多了一段山水之程。
伽利略：如果我把右斜面放平，你還會(huì)為了自己的夢想而前行嗎?
小球：路漫漫其修遠(yuǎn)兮，吾將上下而求索。既然選擇了高度，留給世界的便只能是背影。
播放周杰倫的《蝸?！饭?jié)選：我要一步一步往上爬/在高點(diǎn)乘著葉片往前飛/小小的天留過的淚和汗/總有一天我有屬于我的天
希望同學(xué)們像小球一樣懷著夢想，沿著人生的軌道一步一步往前行!總有一天，你有屬于你的天!
過渡：伽利略的雙斜面實(shí)驗(yàn)是一個(gè)理想實(shí)驗(yàn)。
(3)理想實(shí)驗(yàn)的魅力：
實(shí)驗(yàn)(事實(shí))+邏輯推理
通過可靠的實(shí)驗(yàn)事實(shí)，加上合理的邏輯推理，得出規(guī)律的一種方法。
理想實(shí)驗(yàn)的魅力：實(shí)驗(yàn)不能實(shí)現(xiàn)的地方，思維向前一步。
這種方法非常了不起!愛因斯坦是這樣評價(jià)的：伽利略的發(fā)現(xiàn)以及他所應(yīng)用的科學(xué)的推理方法是人類思想偉大的成就之一，而且標(biāo)志著物理學(xué)的真正開端。這個(gè)評價(jià)實(shí)事求是，從亞里士多德到伽利略，經(jīng)歷了2000多年，物理學(xué)徘徊不前;從伽利略到愛因斯坦，只經(jīng)歷300多年，物理學(xué)的大廈初步建立，大師輩出。這都得益于伽利略首創(chuàng)的實(shí)驗(yàn)研究方法。
過渡：通過雙斜面理想實(shí)驗(yàn)，伽利略得出了結(jié)論。
(3)伽利略：若沒有摩擦阻力，沿水平面滾動(dòng)的球?qū)⒂肋h(yuǎn)滾動(dòng)下去。運(yùn)動(dòng)不需要力維持。
回顧、思考：
①靜止的車、足球?yàn)槭裁催\(yùn)動(dòng)起來?
②運(yùn)動(dòng)的車、足球?yàn)槭裁磿?huì)停下來?
③力和運(yùn)動(dòng)之間有什么關(guān)系?
力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。
設(shè)問：運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是用什么物理量描述?
車由靜止變?yōu)檫\(yùn)動(dòng)，受到了推、拉力;由運(yùn)動(dòng)變?yōu)殪o止，受到了摩擦阻力。足球由靜止變?yōu)檫\(yùn)動(dòng)，受到了腳的力;由運(yùn)動(dòng)變?yōu)殪o止，受到了草地的摩擦阻力。
過渡：與伽利略同時(shí)代的法國科學(xué)家笛卡爾對他的觀點(diǎn)進(jìn)行了補(bǔ)充。
4.補(bǔ)充完善，形成定律
(1)笛卡爾的補(bǔ)充：除非物體受到力的作用，物體將永遠(yuǎn)保持其靜止或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，永遠(yuǎn)不會(huì)使自己沿曲線運(yùn)動(dòng)，而只保持在直線上運(yùn)動(dòng)。這應(yīng)成為一個(gè)原理，它是人類整個(gè)自然觀的基礎(chǔ)。
笛卡爾補(bǔ)充了物體不受力時(shí)保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
過渡：1642年，伽利略逝世，1643年牛頓在英國誕生。牛頓是人類歷偉大的科學(xué)家之一。主要貢獻(xiàn)有發(fā)明了微積分，發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律和經(jīng)典力學(xué)，設(shè)計(jì)并制造了第一架反射式望遠(yuǎn)鏡等等。
牛頓在1687年出版的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》一書中提出了三條運(yùn)動(dòng)定律。牛頓把伽利略、笛卡爾的正確結(jié)論總結(jié)成為牛頓第一定律，它是牛頓物理學(xué)的基石。
(2)牛頓第一定律：一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)。
過渡：現(xiàn)在我們來理解定律。
(三)理解定律，了解慣性
思考：牛頓第一定律中論述的運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系是怎樣的?
1.運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系：力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。
物體不受力，保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài);運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化，物體一定受到力的作用。
思考：物體不受力時(shí)“總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)”，這能不能通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證呢?
不能。由于不受力作用的物體是不存在的。許多阻力很小的現(xiàn)象可以幫助我們理解牛頓第一定律。
2.阻力很小的現(xiàn)象：冰壺
從視頻可以看出，冰壺在一段時(shí)間內(nèi)速度的大小和方向幾乎不變，直到碰上另一個(gè)冰壺。
思考：定律中還論述了什么呢?
3.慣性：
①概念：物體保持原來的勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)。
設(shè)問：一切物體都有慣性。做變速運(yùn)動(dòng)的物體有慣性嗎?
當(dāng)物體做變速運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于慣性，物體會(huì)抵抗速度的改變，從而使速度的改變需要一段時(shí)間。比如汽車緊急剎車時(shí)不會(huì)立即停下來，而是繼續(xù)向前滑行一段距離。
②一切物體有慣性，有抵抗運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的“本領(lǐng)”。
物體慣性大，“本領(lǐng)”大，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)難改變;物體慣性小，“本領(lǐng)”小，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)易改變。
思考并猜想：物體的慣性大小和什么因素有關(guān)?
游戲：用嘴吹書
提起書，用大力氣吹垂下的封面;用手提起封面，用大力氣吹垂下的書。
思考：你觀察到了什么現(xiàn)象?這個(gè)現(xiàn)象能說明慣性和質(zhì)量的關(guān)系嗎?
③慣性與質(zhì)量：質(zhì)量是慣性大小的量度。
質(zhì)量只有大小，沒有方向，是標(biāo)量。在國際單位制中，質(zhì)量的單位是千克，單位符號(hào)為kg。
在初中質(zhì)量定義為物體所含物質(zhì)的多少;現(xiàn)在進(jìn)一步從慣性的角度認(rèn)識(shí)了質(zhì)量;以后還要從物體間的引力認(rèn)識(shí)質(zhì)量。
過渡：現(xiàn)在，就可以解釋撕紙游戲了。
(四)再設(shè)情景，規(guī)律應(yīng)用
1.思考：怎樣解釋撕紙游戲?
有夾子，增大了中部的質(zhì)量，增大了慣性。當(dāng)迅速撕開兩邊時(shí)，中部仍保持靜止?fàn)顟B(tài)，所以撕成三截。無夾子，中間紙條慣性很小，靜止?fàn)顟B(tài)易改變。由于撕開紙條的力左右有差異，所以撕成兩截。
過渡：了解了慣性的知識(shí)，我們還能用它判斷是非。
2.美國空軍UFO檔案記載，1952.12.6黎明前，一架B29轟炸機(jī)在墨西哥灣上空訓(xùn)練時(shí)，一個(gè)很大的不明飛行物以4000km～15000km的時(shí)速靠近、經(jīng)過、遠(yuǎn)離它。在目擊描述中，不明飛行物能迅速增減速度，甚至還能驟然停止。
思考：1.如果沒有特別的裝置，UFO驟然停止時(shí)，外星人飛行員的命運(yùn)是怎樣的?
2.人們想象外星人持有慣性消除器，用來消除自身的慣性，以便應(yīng)對速度的迅速變化，你怎么看?
我們利用慣性的知識(shí)發(fā)現(xiàn)了UFO檔案記載中的疑點(diǎn)。希望大家在遇到問題時(shí)利用所學(xué)知識(shí)，冷靜分析。
(五)課堂總結(jié)，課外探究
1.了解了運(yùn)動(dòng)和力關(guān)系的探究過程。
在探究過程中，亞里士多德是開拓者。伽利略首創(chuàng)了理想實(shí)驗(yàn)方法;笛卡爾補(bǔ)充了伽利略的觀點(diǎn);牛頓提出了慣性、力、慣性參考系的概念。
2.體會(huì)了理想實(shí)驗(yàn)的魅力：實(shí)驗(yàn)(事實(shí))+邏輯推理
3.深入理解了牛頓第一定律，知道了質(zhì)量是慣性大小的量度。
4.后來愛因斯坦等科學(xué)家又進(jìn)一步發(fā)展了牛頓第一定律。沒有哪一個(gè)定律是終極真理，物理學(xué)的大廈永不封頂，還等待你們?yōu)樗泶u加瓦!
課外探究：有人說劉謙的螺絲魔術(shù)*了牛頓第一定律：不給螺帽力的作用，螺帽也能運(yùn)動(dòng)起來。你怎么看?請?jiān)诎俣戎兴阉鳌皠⒅t螺絲魔術(shù)揭秘”，弄清劉謙螺絲魔術(shù)的原理。
效果分析：
因?yàn)楸竟?jié)內(nèi)容在初中已有接觸，所以在本節(jié)課的設(shè)計(jì)中，我想能不能讓學(xué)生通過對本課的預(yù)習(xí)和課外查閱資料，由學(xué)生參與互動(dòng)，后老師以總結(jié)者的身份來點(diǎn)評和補(bǔ)充效果好。
特別是實(shí)驗(yàn)、視頻、小品的使用，激發(fā)了學(xué)生興趣，促進(jìn)了教學(xué)。
關(guān)于力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的發(fā)展過程是很好的物理學(xué)史的教材，如何讓學(xué)生在一堂課中體驗(yàn)這種物理規(guī)律形成過程是我們所要思考的。
教案【二】
教學(xué)準(zhǔn)備
教學(xué)目標(biāo)
1.知道伽利略的理想實(shí)驗(yàn)及其推理過程，知道理想實(shí)驗(yàn)是科學(xué)研究的重要方法.
2.理解牛頓第一定律的內(nèi)容及意義.
3.理解慣性的概念，會(huì)解釋有關(guān)的慣性現(xiàn)象.
教學(xué)重難點(diǎn)
1.牛頓第一定律的內(nèi)容及意義.
2.慣性的概念，解釋有關(guān)的慣性現(xiàn)象.
教學(xué)過程
[知識(shí)探究]
一、理想實(shí)驗(yàn)的魅力
[問題設(shè)計(jì)]
1.日常生活中，我們有這樣的經(jīng)驗(yàn)：馬拉車，車就前進(jìn)，停止用力，車就停下來.是否有力作用在物體上物體才能運(yùn)動(dòng)呢?馬不拉車時(shí)，車為什么會(huì)停下來呢?
答案不是.車之所以會(huì)停下來是因?yàn)槭艿阶枇Φ淖饔?
2.如果沒有摩擦阻力，也不受其他任何力的作用，水平面上運(yùn)動(dòng)的物體會(huì)怎樣?請閱讀課本中的“理想實(shí)驗(yàn)的魅力”，思考伽利略是如何由理想實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論的.
答案如果沒有摩擦阻力，水平面上運(yùn)動(dòng)的物體將保持這個(gè)速度永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去.
理想實(shí)驗(yàn)再現(xiàn)：如圖甲所示，讓小球沿一個(gè)斜面由靜止?jié)L下，小球?qū)L上另一個(gè)斜面.如果沒有摩擦，小球?qū)⑸仙皆瓉淼母叨?
如果減小第二個(gè)斜面的傾斜角度，如圖乙所示，小球在這個(gè)斜面上達(dá)到原來的高度就要通過更長的路程.繼續(xù)減小第二個(gè)斜面的傾斜角度，如圖丙所示，使它終成為水平面，小球就再也達(dá)不到原來的高度，而將沿水平面以恒定的速度永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去.
[要點(diǎn)提煉]
1.關(guān)于運(yùn)動(dòng)和力的兩種對立的觀點(diǎn)
(1)亞里士多德的觀點(diǎn)：必須有力作用在物體上，物體才能運(yùn)動(dòng);沒有力的作用，物體就要靜止在一個(gè)地方.力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因.
這種錯(cuò)誤的觀點(diǎn)統(tǒng)治了人們的思維近兩千年.
(2)伽利略的觀點(diǎn)(伽利略第提出)：物體的運(yùn)動(dòng)不需要(填“需要”或“不需要”)力來維持.
2.伽利略的理想實(shí)驗(yàn)的意義
(1)伽利略的理想實(shí)驗(yàn)將可靠的事實(shí)和理論思維結(jié)合起來，即采用“可靠事實(shí)+抽象思維+科學(xué)推論”的方法*了亞里士多德的觀點(diǎn)，初步揭示了運(yùn)動(dòng)和力的正確關(guān)系.
(2)第確立了物理實(shí)驗(yàn)在物理學(xué)中的地位.
二、牛頓物理學(xué)的基石——慣性定律
1.牛頓第一定律：一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài).
2.對牛頓第一定律的理解
(1)定性說明了力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系.
①說明了物體不受外力時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)：勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài).
②說明力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因.
(2)揭示了一切物體都具有的一種固有屬性——慣性.因此牛頓第一定律也叫慣性定律.
3.物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化即物體運(yùn)動(dòng)速度的變化，有以下三種情況：
(1)速度的方向不變，只有大小改變.(物體做直線運(yùn)動(dòng))
(2)速度的大小不變，只有方向改變.(物體做曲線運(yùn)動(dòng))
(3)速度的大小和方向同時(shí)發(fā)生改變.(物體做曲線運(yùn)動(dòng))
三、慣性與質(zhì)量
[問題設(shè)計(jì)]
坐在公共汽車?yán)锏娜耍?dāng)汽車突然啟動(dòng)時(shí)，有什么感覺?當(dāng)運(yùn)動(dòng)的汽車突然停止時(shí)，又有什么感覺?解釋上述現(xiàn)象.
答案當(dāng)汽車突然啟動(dòng)時(shí)，人身體后傾.當(dāng)汽車突然停止時(shí)，人身體前傾.這是因?yàn)槿司哂袘T性，原來人和車一起保持靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)車突然啟動(dòng)時(shí)，人的身體下部隨車運(yùn)動(dòng)了，但上部由于慣性保持原來的靜止?fàn)顟B(tài)，所以會(huì)向后傾;原來人和車一起運(yùn)動(dòng)，當(dāng)車突然停止時(shí)，人的身體下部隨車停止了，但上部由于慣性保持原來的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，故向前傾.
[要點(diǎn)提煉]
1.慣性：物體具有保持原來勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)，我們把這個(gè)性質(zhì)叫做慣性.牛頓第一定律又叫慣性定律.
2.慣性與質(zhì)量的關(guān)系
(1)慣性是物體的固有屬性，一切物體都具有慣性.
(2)質(zhì)量是物體慣性大小的量度，質(zhì)量越大，慣性越大.
3.慣性與力無關(guān)
(1)慣性不是力，而是物體本身固有的一種性質(zhì)，因此物體“受到了慣性作用”、“產(chǎn)生了慣性”、“受到慣性力”等說法都是錯(cuò)誤的.
(2)力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因.慣性是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因.
4.慣性的表現(xiàn)
(1)不受力時(shí)，慣性表現(xiàn)為保持原來的勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，有“惰性”的意思.
(2)受力時(shí)，慣性表現(xiàn)為運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的難易程度.質(zhì)量越大，慣性越大，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越難改變.
[延伸思考]
人能推動(dòng)冰面上的重箱子，用同樣的力卻推不動(dòng)粗糙地面上不太重的箱子，是不是冰面上的重箱子慣性小于粗糙地面上不太重的箱子呢?為什么?
答案不是.質(zhì)量是物體慣性大小的量度，重箱子的慣性大于輕箱子的慣性.判斷物體慣性的大小應(yīng)在相同情況下比較，比如用同樣的力推都處于冰面上或都處于粗糙地面上質(zhì)量不同的物體，比較哪個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)更容易改變.
[典例精析]
一、對伽利略理想實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)
例1理想實(shí)驗(yàn)有時(shí)能更深刻地反映自然規(guī)律.伽利略設(shè)計(jì)了一個(gè)如圖1所示的理想實(shí)驗(yàn)，他的設(shè)想步驟如下：
圖1
①減小第二個(gè)斜面的傾角，小球在這個(gè)斜面上仍然要達(dá)到原來的高度;②兩個(gè)對接的斜面，讓靜止的小球沿一個(gè)斜面滾下，小球?qū)L上另一個(gè)斜面;③如果沒有摩擦，小球?qū)⑸仙皆瓉磲尫诺母叨?④繼續(xù)減小第二個(gè)斜面的傾角，后使它成為水平面，小球?qū)⒀厮矫孀龀掷m(xù)的勻速運(yùn)動(dòng).
請將上述理想實(shí)驗(yàn)的設(shè)想步驟按照正確的順序排列______(只要填寫序號(hào)即可).在上述的設(shè)想步驟中，有的屬于可靠的事實(shí)，有的則是理想化的推論.下列有關(guān)事實(shí)和推論的分類正確的是()
A.①是事實(shí)，②③④是推論
B.②是事實(shí)，①③④是推論
C.③是事實(shí)，①②④是推論
D.④是事實(shí)，①②③是推論
解析本題是在可靠事實(shí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行合理的推理，將實(shí)驗(yàn)理想化，并符合物理規(guī)律，得到正確的結(jié)論.而②是可靠事實(shí)，因此放在第一步，③、①是在斜面上無摩擦的設(shè)想，后推導(dǎo)出水平面上的理想實(shí)驗(yàn)④.因此正確順序是②③①④.
答案②③①④B
二、對牛頓第一定律的理解
例2由牛頓第一定律可知()
A.物體的運(yùn)動(dòng)是依靠慣性來維持的
B.力停止作用后，物體的運(yùn)動(dòng)就不能維持
C.物體做變速運(yùn)動(dòng)時(shí)，一定有外力作用
D.力是改變物體慣性的原因
解析物體具有保持原來靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì)叫做慣性，由于慣性的存在，物體才保持原來的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，A對.力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，而不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因，B錯(cuò)，C對.慣性是物體的固有屬性，力不能改變物體的慣性大小，D錯(cuò).
答案AC
針對訓(xùn)練做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體，如果下落過程中某時(shí)刻重力突然消失，物體的運(yùn)動(dòng)情況將是()
A.懸浮在空中不動(dòng)
B.速度逐漸減小
C.保持一定速度向下做勻速直線運(yùn)動(dòng)
D.無法判斷
答案C
解析物體自由下落時(shí)，僅受重力作用，重力消失以后，物體將不受力，根據(jù)牛頓第一定律的描述，物體將以重力消失瞬間的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)C正確.
三、慣性的理解
例3關(guān)于物體的慣性，下述說法中正確的是()
A.運(yùn)動(dòng)速度大的物體不能很快地停下來，是因?yàn)槲矬w速度越大，慣性也越大
B.靜止的火車啟動(dòng)時(shí)，速度變化慢，是因?yàn)殪o止的物體慣性大
C.乒乓球可以快速抽殺，是因?yàn)槠古仪驊T性小
D.在宇宙飛船中的物體不存在慣性
解析慣性大小只與物體質(zhì)量有關(guān)，與物體的速度無關(guān)，故A錯(cuò)誤;質(zhì)量是物體慣性大小的量度，火車速度變化慢，表明它的慣性大，是因?yàn)樗馁|(zhì)量大，與是否靜止無關(guān)，故B錯(cuò)誤;乒乓球能被快速抽殺，表明它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)容易發(fā)生改變，是因?yàn)樗膽T性小，故C正確;一切物體在任何情況下都有慣性，故D錯(cuò)誤.
答案C
[課堂要點(diǎn)小結(jié)]
[自我檢測]
1.(對伽利略理想實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識(shí))關(guān)于伽利略的理想實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是()
A.只要接觸面摩擦相當(dāng)小，物體在水平面上就能勻速運(yùn)動(dòng)下去
B.這個(gè)實(shí)驗(yàn)實(shí)際上是永遠(yuǎn)無法做到的
C.利用氣墊導(dǎo)軌，就能使實(shí)驗(yàn)成功
D.雖然是想象中的實(shí)驗(yàn)，但是它建立在可靠的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上
答案BD
解析只要接觸面摩擦存在，物體就受到摩擦力的作用，物體在水平面上就不能勻速運(yùn)動(dòng)下去，故A錯(cuò)誤.沒有摩擦是不可能的，這個(gè)實(shí)驗(yàn)實(shí)際上是永遠(yuǎn)無法做到的，故B正確.若使用氣墊導(dǎo)軌進(jìn)行理想實(shí)驗(yàn)，可以提高實(shí)驗(yàn)精度，但是仍然存在摩擦力，故C錯(cuò)誤;雖然是想象中的實(shí)驗(yàn)，但是它建立在可靠的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，故D正確.
2.(對牛頓第一定律的理解)關(guān)于牛頓第一定律的理解正確的是()
A.不受外力作用時(shí)，物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)保持不變
B.物體做變速運(yùn)動(dòng)時(shí)一定受外力作用
C.在水平地面上滑動(dòng)的木塊終停下來，是由于沒有外力維持木塊運(yùn)動(dòng)的結(jié)果
D.飛跑的運(yùn)動(dòng)員，由于遇到障礙而被絆倒，這是因?yàn)樗艿酵饬ψ饔闷仁顾淖冊瓉淼倪\(yùn)動(dòng)狀態(tài)
答案ABD
解析牛頓第一定律描述的是物體不受外力作用時(shí)的狀態(tài)，即總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)不變，A正確;牛頓第一定律揭示了力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，而不是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因.物體做變速運(yùn)動(dòng)說明運(yùn)動(dòng)狀態(tài)在改變，B正確.在水平地面上滑動(dòng)的木塊終停下來，是由于摩擦阻力的作用而改變了運(yùn)動(dòng)狀態(tài).飛跑的運(yùn)動(dòng)員，遇到障礙而被絆倒，是因?yàn)樗艿酵饬ψ饔闷仁顾淖兞嗽瓉淼倪\(yùn)動(dòng)狀態(tài)，C錯(cuò)誤，D正確.
3.(力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系)某人用力推一下原來靜止在水平面上的小車，小車便開始運(yùn)動(dòng)，以后改用較小的力就可以維持小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，可見()
A.力是維持物體速度不變的原因
B.力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因
C.力是改變物體慣性的原因
D.力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因
答案D
解析力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，小車原來靜止，在力的作用下小車開始運(yùn)動(dòng)，是力使其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了改變.用較小的力就能使小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)是推力與摩擦力的合力為零的緣故.
4.(對慣性的理解)如圖2所示，冰壺在冰面上運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力很小，可以在較長時(shí)間內(nèi)保持運(yùn)動(dòng)速度的大小和方向不變，我們可以說冰壺有較強(qiáng)的抵抗運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的“本領(lǐng)”.這里所指的“本領(lǐng)”是冰壺的慣性，則慣性的大小取決于()
圖2
A.冰壺的速度
B.冰壺的質(zhì)量
C.冰壺受到的推力
D.冰壺受到的阻力
答案B
解析一個(gè)物體慣性的大小，與其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、受力情況是沒有任何關(guān)系的，衡量物體慣性大小的因素是質(zhì)量，故B正確.