第一篇:牛頓第一定律教學(xué)設(shè)計(jì)(已改)
《牛頓第一定律》教學(xué)設(shè)計(jì)
蘭州七中 樓 倩
一、教材分析
本節(jié)課是人教版物理一(必修)第4章第1節(jié)的內(nèi)容。課程標(biāo)準(zhǔn)要求“通過史實(shí),初步了解近代物理實(shí)驗(yàn)科學(xué)產(chǎn)生的背景,認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)對(duì)物理學(xué)發(fā)展的推動(dòng)作用”、“理解牛頓運(yùn)動(dòng)定律;用牛頓定律解釋生活中的有關(guān)問題?!?/p>
教材的特點(diǎn)是,一方面十分注重與物理學(xué)發(fā)展史相結(jié)合;另一方面十分注重通過日常生活中的實(shí)踐事例。
牛頓第一定律是牛頓力學(xué)的基石,是整個(gè)物理學(xué)中研究力與運(yùn)動(dòng)關(guān)系的橋梁。作為一章的開頭,學(xué)好本課題的理論、知識(shí)有助于學(xué)好本章,它在整個(gè)章節(jié)中也起著引出的作用。本節(jié)課更是高中牛頓運(yùn)動(dòng)定律學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。
與初中“科學(xué)探究:牛頓第一定律”內(nèi)容相比,高中教材的內(nèi)容更加注重讓學(xué)生遵循歷史的腳步,讓學(xué)生自己一步步總結(jié)出“牛頓第一定律”,在初中知道慣性的基礎(chǔ)上理解并且應(yīng)用慣性,在知識(shí)、能力和情感方面都初中更進(jìn)一步。
二、學(xué)生分析
1.學(xué)生在初中的物理課程學(xué)習(xí)中已經(jīng)初步學(xué)習(xí)了“牛頓第一定律”、“慣性”概念,知道這是一切物體的共同屬性,但還是存在“力是物體運(yùn)動(dòng)的原因”的前概念。并且,理解“質(zhì)量是物體慣性大小的量度”是一個(gè)學(xué)習(xí)的難點(diǎn)。因此在教學(xué)過程中要讓學(xué)生認(rèn)識(shí)“牛頓第一定律”的歷史來(lái)源,理解其概念,認(rèn)識(shí)有關(guān)實(shí)驗(yàn)的科學(xué)思想方法;從生活實(shí)例出發(fā),通過分析生活實(shí)例理解慣性的概念。2.基于學(xué)生在之前的學(xué)習(xí)中已經(jīng)初步掌握了科學(xué)探究的觀察能力、分析能力、歸納論證的能力和表述信息的能力,但還缺少應(yīng)用知識(shí)的能力。因此,在教學(xué)過程中,要將概念進(jìn)行深化以及活化,應(yīng)用到實(shí)際生活問題中。培養(yǎng)學(xué)生邏輯推理能力。
三、教學(xué)目標(biāo)
1.了解亞里士多德、伽利略、牛頓關(guān)于力與運(yùn)動(dòng)的主要觀點(diǎn)和研究方法;認(rèn)識(shí)伽利略有關(guān)實(shí)驗(yàn)的科學(xué)思想方法;
2.理解牛頓第一定律,并用牛頓第一定律解釋生活中的有關(guān)問題;理解慣性的概念;
3.通過觀察實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生邏輯推理能力,激發(fā)了學(xué)生的求知欲;
4.通過對(duì)物理學(xué)史上的偉人的閱讀和交流,了解牛頓運(yùn)動(dòng)定律提出的背景,激發(fā)學(xué)習(xí)的積極性,變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí),發(fā)揮學(xué)生主體地位;
5.經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)探究過程,培養(yǎng)分析、歸納能力,激發(fā)學(xué)生敢于堅(jiān)持真理,實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神。
教學(xué)重點(diǎn):
理解并學(xué)會(huì)應(yīng)用牛頓第一定律。
教學(xué)難點(diǎn):
1.通過理想實(shí)驗(yàn)推得物理規(guī)律方法; 2.慣性概念的理解。
四、教學(xué)策略分析
基于學(xué)生在之前的學(xué)習(xí)中已經(jīng)初步掌握了“牛頓第一定律”、“慣性”的相關(guān)概念以及初步的科學(xué)探究能力,但還缺少應(yīng)用知識(shí)的能力。本堂課采用以“啟發(fā)——引導(dǎo)”模式為主,“課題探究”和“探究式”教學(xué)相結(jié)合引導(dǎo)學(xué)生積極地建構(gòu)知識(shí),引導(dǎo)學(xué)生領(lǐng)略物理學(xué)研究的方法,將物理學(xué)知識(shí)運(yùn)用于生活中。
老師在這里起到了引導(dǎo)者的作用,和學(xué)生一起從歷史觀點(diǎn)、生活中的大量事例和能進(jìn)行探究的實(shí)驗(yàn)素材入手,將一堂課聯(lián)系起來(lái)。引導(dǎo)學(xué)生理解牛頓第一定律和慣性的概念,教會(huì)學(xué)生運(yùn)用物理學(xué)知識(shí)解釋生活中的相關(guān)現(xiàn)象、解決生活中的實(shí)際問題。
五、教學(xué)過程設(shè)計(jì)
1.引入新課——三個(gè)蘋果改變世界的故事 蘋果一:咬了一口的蘋果----喬布斯 蘋果二:牛頓的蘋果
蘋果三:亞當(dāng)和夏娃(智慧的果實(shí)沒法拿來(lái))板書:牛頓第一定律
設(shè)計(jì)意圖:由網(wǎng)絡(luò)故事引入課題,提高了學(xué)生的興趣,激勵(lì)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。2.歷史回顧
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第二篇:《畫風(fēng)》教學(xué)設(shè)計(jì)(已改)
《畫風(fēng)》教學(xué)設(shè)計(jì)
教學(xué)目標(biāo):
1、知識(shí)與能力:認(rèn)識(shí)7個(gè)生字。
2、過程與方法:在各種形式的朗讀過程中,了解課文內(nèi)容,領(lǐng)會(huì)課文中三個(gè)小朋友的創(chuàng)意。
3、情態(tài)價(jià)值觀:初步懂得事物之間是有聯(lián)系的,遇事要善于動(dòng)腦筋,想辦法。
教學(xué)重點(diǎn):指導(dǎo)認(rèn)記生字,爭(zhēng)取、流利、有感情的朗讀課文,理解課文內(nèi)容。教學(xué)難點(diǎn):明白事物之間是有聯(lián)系的,體會(huì)三個(gè)小朋友的創(chuàng)意。教具:課件。
學(xué)具:生字卡片、白紙、水彩筆。教學(xué)過程:
一.猜謎導(dǎo)入新課
1.猜謎:老師知道小朋友很喜歡猜謎語(yǔ),今天老師給你們帶來(lái)了一條謎語(yǔ)。請(qǐng)聽好:看不見,摸不到;花兒見它點(diǎn)頭;小草見它彎腰。(生答)你們可真聰明,一下子就猜出來(lái)了,就是風(fēng)。(教師板書:風(fēng))
2.全班交流:誰(shuí)能用“風(fēng)”組詞?
3.小朋友們,風(fēng)可以唱出來(lái),可以寫下來(lái),風(fēng)能畫出來(lái)嗎?(板書:畫)今天,老師就和小朋友們一起學(xué)習(xí)——《畫風(fēng)》。(請(qǐng)齊讀課題)
二、初讀課文,識(shí)記生字
1.創(chuàng)設(shè)情境:今天,咱們班還邀請(qǐng)來(lái)了三位活潑可愛的新朋友呢!同學(xué)們想認(rèn)識(shí)一下嗎?瞧,是誰(shuí)呢?讓我們來(lái)認(rèn)識(shí)一下他們吧?。ㄕn件出示三個(gè)小朋友圖片。)
2.學(xué)習(xí)生字:
(1)誰(shuí)能帶著我們讀讀這三位新朋友的名字呢?(請(qǐng)生帶讀姓名)
(2)同學(xué)們想和他們交朋友嗎?那就和他們打打招呼吧!請(qǐng)學(xué)生根據(jù)自己的興趣選擇新伙伴,打招呼,并作自我介紹。例如,宋濤、你好!我叫×××,很想和你們做朋友。
(3)你們都認(rèn)識(shí)他們了嗎?讓我們?cè)僖淮蝸?lái)喊喊他們的名字吧!
3.檢測(cè)生字識(shí)記情況:
師:現(xiàn)在老師把他們的名字拆開來(lái),你還認(rèn)識(shí)這些字嗎?開火車檢測(cè)生字認(rèn)讀情況。
4、布置初讀課文任務(wù):小朋友們,真棒!今天,我們要學(xué)習(xí)的課文就和這三位小朋友有關(guān)。下面就請(qǐng)同學(xué)們跟著課件里的老師朗讀一遍課文,不認(rèn)識(shí)的字呢仔細(xì)聽聽老師是怎么讀的。
5.、創(chuàng)設(shè)情境,識(shí)記“顯” “忽”字,讀準(zhǔn)多音字“桿、轉(zhuǎn)”的讀音:讀完了嗎?有沒有不認(rèn)識(shí)的字,老師這兒有幾個(gè)字詞把握不準(zhǔn)讀音,想請(qǐng)教小朋友,你能幫幫我嗎?出示句子
“顯得更美了、一根旗桿(gān)、風(fēng)車在呼呼地轉(zhuǎn)、忽然吹來(lái)一陣風(fēng)”。
6、布置再次讀課文任務(wù):讀準(zhǔn)了這些字的字音,讓我們把這些生字朋友送回課文,相信大家一定讀得更好!請(qǐng)?jiān)俅巫杂勺x課文。給每個(gè)自然段標(biāo)上序號(hào)。
三、朗讀課文,感悟內(nèi)容
1.請(qǐng)學(xué)生輪讀課文:有誰(shuí)愿意來(lái)把課文讀給大家聽?
2.評(píng)價(jià):想對(duì)他們的朗讀說(shuō)些什么嗎?
3.交流讀后收獲:有誰(shuí)知道這篇課文講了什么嗎?
4.文中的這三個(gè)小朋友是怎樣畫風(fēng)的呢?請(qǐng)大家自由讀課文,用“——”畫出小朋友們畫風(fēng)的句子。
5.全班交流,用自己的話來(lái)說(shuō)說(shuō)這三個(gè)小朋友是怎么畫風(fēng)的,教師根據(jù)學(xué)生的回答適時(shí)板書、板畫彎彎的小樹、斜斜的雨絲、飄動(dòng)的旗子、轉(zhuǎn)動(dòng)的風(fēng)車。.想不想看看這三位小朋友畫的畫?
(1)出示趙小藝的畫,你們猜猜這是誰(shuí)畫的畫呀?誰(shuí)來(lái)說(shuō)說(shuō)這畫上都畫了些什么?她畫的風(fēng)藏在哪里?你們覺得她畫得好嗎?老師很佩服趙小藝,她能把看不到摸不著的風(fēng)畫出來(lái)。請(qǐng)同學(xué)們給這幅畫配上課文中的句子美美地讀一讀。(課件出示句子。)
(2)出示陳丹的畫,這是誰(shuí)畫的呀?我們來(lái)看一看,風(fēng)藏在哪里?找出課文中寫陳丹畫風(fēng)的句子有感情地朗讀。指導(dǎo)學(xué)生重讀彎彎一詞,學(xué)生做小樹表演讀。
(3)、出示宋濤的畫。這是誰(shuí)的畫?風(fēng)藏在哪里?雨絲為什么會(huì)是斜的? 請(qǐng)同學(xué)們找出文中描寫宋濤畫風(fēng)的句子。
7、畫中的風(fēng)娃娃可調(diào)皮了,它還想和我們捉迷藏呢,小朋友們,你們想和它玩玩嗎?師板畫風(fēng)娃娃,結(jié)合板書,引導(dǎo)學(xué)生用“風(fēng)來(lái)了,風(fēng)把()吹()了,風(fēng)藏在()里”這樣的句式說(shuō)話。小朋友們可真了不起,還會(huì)作詩(shī)了呢!不信?看,老師把剛才小朋友們說(shuō)的話放在一起,就變成了一首優(yōu)美的小詩(shī)了。(課件出示)大家給小詩(shī)起個(gè)名字吧!齊讀小詩(shī)。
8、提問:你們喜歡這三位小朋友嗎?為什么?請(qǐng)學(xué)生自由說(shuō)出自己的感受。四.拓展體會(huì)
1、過渡:趙小藝、陳丹、宋濤會(huì)畫風(fēng),你能畫風(fēng)嗎?你想怎么畫,誰(shuí)來(lái)說(shuō)?(口答)
2、請(qǐng)拿起你們五顏六色的畫筆,畫畫風(fēng)吧。我們來(lái)比一比,看看哪些小朋友想得和別人不一樣,最有創(chuàng)意。
(學(xué)生自由畫,老師巡視)
3.(抽幾位同學(xué)上臺(tái)來(lái)展示)別忙,請(qǐng)你拿好你們的畫,找一位朋友來(lái)說(shuō)說(shuō)你畫的風(fēng)藏在哪里,下面的同學(xué)也要看仔細(xì)了,并用“風(fēng)來(lái)了??”這樣的句式說(shuō)一說(shuō)(抽生說(shuō))
4.小結(jié)。
五.總結(jié)延伸
師:愛動(dòng)腦筋的孩子們,你們真了不起,你們用自己不同的方法畫出了風(fēng)。可見,任何事情,只要你愿意動(dòng)腦筋,想辦法,善于觀察和思考,聯(lián)系生活中的實(shí)際,都是可以解決的。我愿我們班的小朋友都做一個(gè)善觀察、勤思考的孩子!板書設(shè)計(jì): 畫風(fēng)
趙小藝——→旗子飄 風(fēng)車轉(zhuǎn)
陳 丹——→小樹彎
宋 濤——→雨絲斜
(愛觀察、愛動(dòng)腦)
第三篇:“牛頓第一定律”教學(xué)設(shè)計(jì)
“牛頓第一定律”教學(xué)設(shè)計(jì)
裘志輝
長(zhǎng)興金陵高級(jí)中學(xué)
313100
設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想及課前設(shè)計(jì)
高中物理第一冊(cè)“牛頓第一定律”一節(jié),屬初、高中知識(shí)的結(jié)合部.學(xué)生在初中學(xué)習(xí)中.已經(jīng)了解了牛頓第一定律的基本內(nèi)容.如何以初中知識(shí)為生長(zhǎng)點(diǎn)、以教材內(nèi)容為線索,展開科學(xué)方法教育與思維能力培養(yǎng)是本課教學(xué)活動(dòng)的主要目標(biāo).故教學(xué)的側(cè)重點(diǎn)應(yīng)放在理解伽利略對(duì)“運(yùn)動(dòng)物體不受外力作用會(huì)保持自己的速度不變”論斷的研究、思考、推理過程,學(xué)習(xí)科學(xué)研究中常用的理想實(shí)驗(yàn)方法.為此本節(jié)教學(xué)采用討論式:教師列出問題討論提綱,在閱讀教材的基礎(chǔ)上,請(qǐng)一位學(xué)生先表述,引發(fā)學(xué)生的問題,展開答辯與討論.教師在其間適當(dāng)引導(dǎo)與點(diǎn)撥,并由教師概括總結(jié).設(shè)計(jì)這樣的教學(xué)方式,是基于教材具有循環(huán)性,學(xué)生已有一定基礎(chǔ).旨在讓學(xué)生處于主動(dòng)地位.追尋科學(xué)家走向成功的足跡,學(xué)會(huì)像物理學(xué)家那樣發(fā)現(xiàn)問題、思考問題與解決問題.
課堂教學(xué)中,應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生特別注意伽利略的理想實(shí)驗(yàn),注意它忽略次要因素、抓住主要因素的科學(xué)性.課堂教學(xué)中,還應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生不只是簡(jiǎn)單地否定或肯定什么,而且知道為什么否定或肯定以及如何進(jìn)行否定或肯定.
學(xué)生討論提綱是:關(guān)于力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系,①亞里斯多德的觀點(diǎn)是什么?②伽利略的觀點(diǎn)是什么?③我的看法是什么?④牛頓第一定律是如何表述的?
預(yù)前問題是:1.從某一高度沿斜面滾落的球?yàn)槭裁纯梢匝貙?duì)接的另一斜面滾上同樣的高度?2.定律為什么不以伽利略的名字命名而稱為牛頓第一定律?3.牛頓第一定律包含了哪些內(nèi)容?問題1是為了深入理解伽利略的理想實(shí)驗(yàn)與科學(xué)推理方法;問題2是使學(xué)生了解從亞里斯多德到伽利略到牛頓,人們對(duì)慣性定律的認(rèn)識(shí)是如何逐步逼近真理的;問題3則是使學(xué)生對(duì)定律的認(rèn)識(shí)比初中提高一步.
一、教學(xué)目標(biāo)
1.在物理知識(shí)方面學(xué)習(xí)牛頓第一定律的內(nèi)容,正確理解力跟物體運(yùn)動(dòng)的關(guān)系,掌握慣性的概念.
2.對(duì)客觀事物的正確認(rèn)識(shí)需要人們經(jīng)過由表及里,由片面到全面長(zhǎng)時(shí)間的認(rèn)識(shí)過程.通過本節(jié)的學(xué)習(xí)要讓學(xué)生建立起正確的認(rèn)識(shí)論的觀點(diǎn),同時(shí)體會(huì)到人們認(rèn)識(shí)世界的長(zhǎng)期性和艱巨性.
3.物理實(shí)驗(yàn)是科學(xué)研究的方法,對(duì)實(shí)際問題做出合理的抽象,進(jìn)行理想實(shí)驗(yàn)的研究正是伽利略得到力與物體運(yùn)動(dòng)正確關(guān)系的基礎(chǔ).我們要學(xué)習(xí)這種科學(xué)抽象的方法,并把它用到今后的物理研究中去.
二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析
1.本節(jié)的重點(diǎn)是正確認(rèn)識(shí)物體運(yùn)動(dòng)跟力的關(guān)系,在物體不受力的情況下,應(yīng)保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài).通過對(duì)牛頓第一定律的學(xué)習(xí),加深對(duì)慣性概念的理解.
2.生活常識(shí)使人們對(duì)力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系形成了不正確的認(rèn)識(shí),通過教學(xué)要讓學(xué)生們克服傳統(tǒng)觀念,形成正確的認(rèn)識(shí),需要下一定的功夫.
三、教學(xué)方法
“討論式教學(xué)法”結(jié)合“實(shí)驗(yàn)探索式教學(xué)法”,將實(shí)驗(yàn)研究與多媒體應(yīng)用有機(jī)結(jié)合,通過學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)和電腦板書、電腦動(dòng)畫等形式,達(dá)到突出教學(xué)重點(diǎn),突破教學(xué)難點(diǎn),發(fā)展學(xué)生創(chuàng)造力的目的.
四、教具
1、說(shuō)明伽利略理想實(shí)驗(yàn)的裝置,自制導(dǎo)軌和小球.
2、說(shuō)明物體在不受阻力下做勻速直線運(yùn)動(dòng)的氣墊導(dǎo)軌和滑塊.
3、演示慣性的小車和木塊.
4、電教器材:多媒體電腦、數(shù)據(jù)/視頻投影儀、視頻展示儀、五、教學(xué)過程 請(qǐng)同學(xué)們看課本
[投影]引言:在力學(xué)中,只研究物體受力而不涉及運(yùn)動(dòng)的分科,叫做靜力學(xué);只研究物體怎樣運(yùn)動(dòng),而不涉及運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系的分科,叫做運(yùn)動(dòng)學(xué);研究運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系的分科,叫做動(dòng)力學(xué)。動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)是牛頓運(yùn)動(dòng)定律,本節(jié)研究牛頓第一定律。
請(qǐng)同學(xué)們回答:剛才看課本后,本節(jié)主要討論什么主要內(nèi)容? 學(xué)生可能回答:歷史的回顧和牛頓第一定律。
同學(xué)們討論后發(fā)言:
關(guān)于運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系問題,有三位代表人物有不同看法。
亞里士多德認(rèn)為:必須有力作用在物體上,物體才能運(yùn)動(dòng),沒有力的作用,物體就要靜止下來(lái),但這個(gè)觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的。伽利略根據(jù)理想實(shí)驗(yàn)進(jìn)行推論,讓一個(gè)小球沿一個(gè)斜面從靜止?jié)L下來(lái),小球?qū)L上另一個(gè)斜面。如果沒有摩擦,小球?qū)⑸仙皆瓉?lái)的高度。如果減少第二個(gè)斜面的傾角,小球在這個(gè)斜面上達(dá)到原來(lái)的高度就要通過更長(zhǎng)的路程。繼續(xù)減少第二個(gè)斜面的傾角,使它最終成為水平面。小球就再也達(dá)不到原來(lái)的高度,而沿水平面以恒定速度持續(xù)運(yùn)動(dòng)下去。
(此處用多媒體進(jìn)行演示)
老師點(diǎn)評(píng):亞里士多德的錯(cuò)誤觀點(diǎn)持續(xù)了兩千多年。伽利略沖破固有思維,利用理想實(shí)驗(yàn)進(jìn)行推論。理想實(shí)驗(yàn)是科學(xué)研究中的一種重要的方法。它把可靠事實(shí)和理論思維結(jié)合起來(lái),可以深刻地揭示自然規(guī)律。這個(gè)實(shí)驗(yàn)雖然是個(gè)理想實(shí)驗(yàn),但卻是符合科學(xué)道理的.沒有摩擦的情況是很難實(shí)現(xiàn)的,現(xiàn)代技術(shù)給我們提供了阻力很小的條件.我們來(lái)看一下氣墊實(shí)驗(yàn).它的原理是氣泵給氣墊裝置打氣,導(dǎo)軌上有許多小孔,滑塊與導(dǎo)軌間形成一層空氣薄膜,滑動(dòng)時(shí)阻力很?。覀冇^察一下滑塊的運(yùn)動(dòng)情況,可以看到滑塊的速度基本不變.
請(qǐng)同學(xué)人人動(dòng)手做實(shí)驗(yàn):將課本放在課桌上,用手推;將鋼筆放在課桌上,用力彈。
請(qǐng)同學(xué)將觀察到的結(jié)果敘述出來(lái):用手推書,書就運(yùn)動(dòng),不用手推書,書就靜止:用力彈鋼筆,鋼筆往前運(yùn)動(dòng)一段位移后就靜止:放在充氣的氣墊導(dǎo)軌上的木塊很接近勻速直線運(yùn)動(dòng)。[投影]牛頓第一定律的內(nèi)容是: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),直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止。
討論:教師;剛才A同學(xué)概述了亞里斯多德和伽利略對(duì)運(yùn)動(dòng)與力的關(guān)系的觀點(diǎn)以及牛頓第一定律的內(nèi)容,同時(shí)表明了自己的觀點(diǎn).下面,同學(xué)們可以提出問題,請(qǐng)同學(xué)答辯,也可以互相討論,請(qǐng)大家各抒己見.
學(xué)生B:伽利略用理解實(shí)驗(yàn)作推論的一個(gè)重要前提是小球沿對(duì)接的斜面總可以滾到原來(lái)的高度,請(qǐng)解釋一下這是為什么?
學(xué)生C:這個(gè)問題可以解釋:小球在高處有勢(shì)能,滾到斜面底部勢(shì)能變成動(dòng)能,再滾上另一個(gè)斜面時(shí),動(dòng)能又逐漸還原成勢(shì)能.因?yàn)槔硐雽?shí)驗(yàn)中的斜面是光滑的.沒有摩擦,所以最后的高度一定與原來(lái)的高度一樣.(初中學(xué)過動(dòng)能與勢(shì)能轉(zhuǎn)化與守恒的知識(shí),學(xué)生都表示認(rèn)可.)
學(xué)生D:我想伽利略可以做實(shí)驗(yàn).他在實(shí)驗(yàn)中可以把斜面做得很光滑,這樣他會(huì)發(fā)現(xiàn)小球每次滾上的高度幾乎與原來(lái)落下時(shí)的高度相同,于是就可以推論,當(dāng)斜面極其光滑毫無(wú)摩擦?xí)r應(yīng)當(dāng)正好與原來(lái)等高.
(一片議論)
教師:同學(xué)們的見解很好.D同學(xué)所說(shuō)的正是伽利略理想實(shí)驗(yàn)的事實(shí)基礎(chǔ),伽利略的思考過程確實(shí)與同學(xué)所說(shuō)相似,只是伽利略還借助了類比物——單擺.他是從單擺在空氣阻力很小的情況下來(lái)回?cái)[動(dòng)時(shí)到達(dá)幾乎相同的高度演化到小球在兩個(gè)對(duì)接斜面上的滾動(dòng),得出結(jié)論的.所以伽利略的理想實(shí)驗(yàn)雖然無(wú)法實(shí)現(xiàn),伽利略的結(jié)論也不能直接從實(shí)驗(yàn)得出,但它們有事實(shí)作依據(jù),是觀察與思考的結(jié)果.該同學(xué)能聯(lián)系學(xué)過的知識(shí),對(duì)一個(gè)例題中的情景給出正確的模型,值得大家學(xué)習(xí).關(guān)于這個(gè)理想實(shí)驗(yàn),同學(xué)們還有問題嗎?
學(xué)生C:我注意到兩個(gè)斜面的連接處是圓弧線,這是為什么? 學(xué)生L:我想這是為了不讓小球彈跳,能使小球連續(xù)地滾動(dòng)吧.
學(xué)生Y:我想,亞里斯多德講力維持運(yùn)動(dòng),這力指的是動(dòng)力,這樣理解的話,他的觀點(diǎn)就對(duì)了.
學(xué)生L:指動(dòng)力也不對(duì),一只足球踢了一腳不再踢它,沒有了動(dòng)力,它還能繼續(xù)運(yùn)動(dòng).
教師:我來(lái)提一個(gè)問題:伽利略研究得出的正確結(jié)果為什么隔了一代以后才由牛頓寫成牛頓第一定律?
學(xué)生X:我在一本書上看到,伽利略只是提出物體在沒有外力作用于它時(shí)沿直線勻速運(yùn)動(dòng)下去,沒有“直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)”一說(shuō),也就是不完整不全面.
教師:是的.伽利略發(fā)現(xiàn)了不易直覺的摩擦力,改變了亞里斯多德根據(jù)直接經(jīng)驗(yàn)得出的直覺結(jié)論,應(yīng)用科學(xué)的推理方法得出了正確的結(jié)論.伽利略在他的著作《兩種新科學(xué)的對(duì)話》中寫道:“??一個(gè)運(yùn)動(dòng)的物體假如有了某種速度以后,只要沒有增加或減小速度的外部原因,便會(huì)始終保持這種速度——這個(gè)條件只有在水平的平面上才有可能??只有水平面上的運(yùn)動(dòng)才是不變的??.”我們看到伽利略的認(rèn)識(shí)已經(jīng)很接近慣性定律了.但是他的認(rèn)識(shí)還不夠確切,認(rèn)為只有在水平面上物體才具有保持速度的特性,他甚至曾由此而推論地球是圓的,任何水平面實(shí)際都是球面,物體不受力時(shí)將沿地球表面勻速地運(yùn)動(dòng)下去,這樣伽利略又重落入亞里斯多德從來(lái)將作勻速圓周運(yùn)動(dòng)視為物體本性的巢臼之中,一個(gè)偉大的定律從伽利略身旁悄然滑過了. 牛頓繼承了伽利略的研究成果,并以自己的發(fā)現(xiàn)完善了這些成果,以定律的形式,作出了完整準(zhǔn)確的結(jié)論:“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),直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止。”
我們看到,從亞里斯多德以來(lái),關(guān)于力與運(yùn)動(dòng)的問題,經(jīng)過了幾千年漫長(zhǎng)的求索過程,直到伽利略和牛頓時(shí)代以后,才加快了認(rèn)識(shí)進(jìn)程,認(rèn)識(shí)世界發(fā)現(xiàn)真理是很不容易的.
接下來(lái)請(qǐng)同學(xué)們?cè)賮?lái)討論一下牛頓第一定律.這個(gè)定律包含了幾層意思?
學(xué)生W:我覺得定律有兩層意思:
1、定律指出一切物體都具有保持原來(lái)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的慣性.
2、定律指出了外力是改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因.
教師:對(duì).讓我們?cè)僮⒁庖幌露芍械膸讉€(gè)字眼:“一切”、“總”、“或”.
“一切”,說(shuō)明天地萬(wàn)物無(wú)一例外.“總”,指出物體的慣性是物體固有的屬性,不論物體處于什么狀態(tài).“或”,指出了靜止與勻速直線運(yùn)動(dòng)的等同性.它們都是物體不受外力時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài).
【小結(jié)】伽俐略理想斜面實(shí)驗(yàn)否定了亞里士多德的觀點(diǎn),牛頓在伽俐略等人的研究基礎(chǔ)上得出牛頓第一定律。一切物體都具有慣性,力是改變物體速度的原因。
教學(xué)總結(jié):
本節(jié)課的特點(diǎn)是對(duì)力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系的正確認(rèn)識(shí),要受到日常經(jīng)驗(yàn)的影響,所以在本節(jié)課中采用了多聯(lián)系實(shí)際問題加以分析,以使學(xué)生澄清錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)。
第四篇:牛頓第一定律教學(xué)設(shè)計(jì)
牛頓第一定律 教學(xué)設(shè)計(jì)
一、教學(xué)內(nèi)容分析 1.課程標(biāo)準(zhǔn)要求
理解牛頓運(yùn)動(dòng)定律,用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解釋生活中的有關(guān)問題。理解慣性,并利用慣性解釋生活中常見現(xiàn)象 2.教材分析
本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律作為物理學(xué)的基石,首先對(duì)人類認(rèn)識(shí)運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系作了歷史的回顧,著重介紹了伽利略等人研究運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系的思想方法及卓越貢獻(xiàn),而后講述了牛頓第一定律的內(nèi)容和物體慣性的概念,三個(gè)層次很明顯,為后續(xù)的牛頓運(yùn)動(dòng)定律的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。
二、教學(xué)目標(biāo)
(一)知識(shí)與技能
1.借助阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)理解力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系,知道其主要推理過程及結(jié)論。
2.理解牛頓第一定律及其意義。
3.理解慣性的概念,會(huì)正確解釋有關(guān)的慣性現(xiàn)象。
(二)過程與方法
讓學(xué)生經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)探究的過程,理解由真實(shí)實(shí)驗(yàn)推廣到理想實(shí)驗(yàn)的科學(xué)思想,體會(huì)分析歸納、推理總結(jié)的思維方法。
(三)情感、態(tài)度和價(jià)值觀
通過物理學(xué)史的簡(jiǎn)介,對(duì)學(xué)生進(jìn)行嚴(yán)密的科學(xué)態(tài)度教育,讓學(xué)生了解人類認(rèn)識(shí)事物本質(zhì)的曲折,培養(yǎng)學(xué)生追求真理、勇于探索真理的科學(xué)精神。
三、教學(xué)重點(diǎn) 牛頓第一定律的理解。
四、教學(xué)難點(diǎn)
牛頓第一定律的理解,慣性知識(shí),利用慣性解釋生活問題。
五、教學(xué)方法
1.教法:通過演示實(shí)驗(yàn)、分析推理和類比教學(xué)凸顯教師的主導(dǎo)作用。2.學(xué)法:通過觀察思考、動(dòng)手體驗(yàn)和合作討論凸顯學(xué)生的主體地位。
六、教學(xué)用具
帶輪子的小車,長(zhǎng)木板,毛巾,紙板,白紙,慣性演示器
七、教學(xué)板書
牛頓第一定律
一.運(yùn)動(dòng)需要力維持 亞里士多德 運(yùn)動(dòng)不需要力 伽利略
二.牛頓第一定律 一切、沒有受到力、總、或 三.慣性(1)利用慣性(2)預(yù)防慣性危害
八、教學(xué)進(jìn)程
(一)教學(xué)引入:觀看ppt上牛頓煮懷表的科學(xué)趣事,吸引學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣,學(xué)生不由自主融入到科學(xué)探究中來(lái)。
(二)亞里士多德與伽利略觀點(diǎn)對(duì)比: 亞里士多德推箱子實(shí)驗(yàn):力推物動(dòng),力撤物停。伽利略火車現(xiàn)象:力撤物不停。
提出問題:誰(shuí)的觀點(diǎn)是正確的?物體的運(yùn)動(dòng)是不是一定需要力?利用桌上的器材驗(yàn)證誰(shuí)的觀點(diǎn)是正確的呢?
學(xué)生:
1、斜面上分別鋪毛巾,紙板,木板觀察小車運(yùn)動(dòng)的距離。
2、記錄小車運(yùn)動(dòng)的遠(yuǎn)近,分析小車受到阻力的大小。教師:思考一下ppt上的三個(gè)問題嗎? 1.小車為什么要在相同的高度釋放? 2.怎樣改變阻力的?
3.怎樣觀察阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響的?
學(xué)生:學(xué)生自由討論并發(fā)言。展示學(xué)案上的表格設(shè)計(jì)。
教師:引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)對(duì)比。通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)可以進(jìn)行邏輯推理,如果接觸面非常光滑沒有摩擦,那小車會(huì)怎樣?。對(duì)比發(fā)現(xiàn),接觸面越光滑,滾動(dòng)距離越遠(yuǎn)。小車運(yùn)動(dòng)停下來(lái)的原因是阻力。如果接觸面非常光滑小車會(huì)永不停止。
教師:在學(xué)生回答的基礎(chǔ)上,結(jié)合實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步總結(jié):(并板書)物體的運(yùn)動(dòng)是不需要力來(lái)維持的。(力撤物停的原因是因?yàn)樽枇?。如果沒有摩擦力,運(yùn)動(dòng)的物體會(huì)一直運(yùn)動(dòng)下去)教師:引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)、總結(jié)力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。讓學(xué)生閱讀課文思考找出:
l、伽利略的觀點(diǎn)和亞里士多德的觀點(diǎn)。
3、牛頓第一定律。
對(duì)比三個(gè)人的觀點(diǎn),他們都是敘述力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的,誰(shuí)的更全面?
(三)牛頓第一定律 學(xué)生:閱讀課文,回答問題。
既然牛頓第一定律是最完善的,那么它從幾個(gè)方面闡述了力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系?
在學(xué)生回答的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步總結(jié):力不是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因,力是改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。
學(xué)生討論回答:兩個(gè)方面:不受力時(shí),物體保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài);受力時(shí),力迫使它改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。教師:牛頓第一定律可不可以用實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證? 學(xué)生:不能。是通過實(shí)驗(yàn)科學(xué)推理出來(lái)的。(四)慣性
教師:牛頓定律又叫慣性定律,慣性是指什么? 你又怎樣理解這種性質(zhì)呢?舉例說(shuō)明。
因?yàn)檫@是一個(gè)新概念,學(xué)生剛接受可能不是很好理解。通過實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)一步的理解。牛奶為什么會(huì)灑出呢?
學(xué)生活動(dòng):學(xué)生觀察并思考,再進(jìn)一步理解慣性:是指物體具有保持原來(lái)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)。教師活動(dòng):列舉慣性利用和危害的事例。
教師活動(dòng):進(jìn)一步總結(jié):物體不受力時(shí)將保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)。
教師演示慣性演示器,學(xué)生自由討論并發(fā)言,解釋慣性演示器中的慣性原理。(五)總結(jié)
學(xué)生總結(jié)本節(jié)課知識(shí),其他學(xué)生自由補(bǔ)充。(六)作業(yè)
尋找生活中慣性的例子并解釋其中道理。完成學(xué)案上的練習(xí)。
第五篇:牛頓第一定律-教學(xué)設(shè)計(jì)
如何理解牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律
一、任務(wù)分析
1.教學(xué)內(nèi)容分析
1.1 知識(shí)特點(diǎn)
牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律是運(yùn)用邏輯思維對(duì)實(shí)際事物進(jìn)行分析的產(chǎn)物,在實(shí)際生活中不能找到物體滿足牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律的條件——不受外力。所以此知識(shí)較為抽象,難以理解。牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律中還包含著力、及其與運(yùn)動(dòng)關(guān)系,慣性、慣性運(yùn)動(dòng)、慣性參考系等經(jīng)典力學(xué)中最為基本且最為重要的概念,內(nèi)涵十分豐富。難以理清各個(gè)概念之間的關(guān)系,把握其實(shí)質(zhì)。1.2 知識(shí)地位
牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律是牛頓力學(xué)即經(jīng)典力學(xué)理論的前提和基礎(chǔ)。它破除了長(zhǎng)達(dá)近兩千多年的亞里士多德的錯(cuò)誤觀點(diǎn),改變了人類的世界觀。牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律的實(shí)質(zhì)是定義了慣性參考系,是牛頓運(yùn)動(dòng)定律成立的前提。2.學(xué)情分析
本節(jié)所述內(nèi)容學(xué)生在初中物理課程中已涉及到,所以有一定的基礎(chǔ),關(guān)鍵是如何讓學(xué)生加深對(duì)牛頓第一定律本質(zhì)的理解。在對(duì)慣性的學(xué)習(xí)中,這仍是學(xué)生難于理解的問題。部分原因在于課本中的表述不夠簡(jiǎn)潔,而學(xué)生對(duì)教科書中內(nèi)容的理解又顯稍不足。3.策略方法的選擇
基于以上對(duì)教學(xué)內(nèi)容的分析和對(duì)學(xué)情的分析,我采取的策略方法如下:首先,轉(zhuǎn)化牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律的表述形式,使其符合中文的表達(dá)習(xí)慣,從而有助于學(xué)生對(duì)其內(nèi)容的進(jìn)一步理解。其次,運(yùn)用物理知識(shí)再次對(duì)其表述進(jìn)行簡(jiǎn)化,進(jìn)一步凸顯牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律的本質(zhì)。最后補(bǔ)充說(shuō)明創(chuàng)設(shè)此種物理情境的局限性,并由此引出慣性參考系的概念,明確此為牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律的本質(zhì)。
二、教學(xué)目標(biāo)
1.知識(shí)與技能
理解牛頓第一定律的內(nèi)容及本質(zhì)。
知道慣性是物體的固有屬性,不論物體受力與否,都具有慣性。只是慣性的表現(xiàn)形式不同。
知道力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。
知道物體受力和不受力是兩種本質(zhì)不同的條件。
明確牛頓第一定律實(shí)質(zhì)是研究物體不受外力時(shí)的運(yùn)動(dòng)情況。
2.過程與方法
分析、理解伽利略對(duì)接斜面實(shí)驗(yàn)。
感受、理解伽利略對(duì)接斜面實(shí)驗(yàn)中蘊(yùn)含的抽想法、理想化方法。知道理想實(shí)驗(yàn)是建立在可靠事實(shí)基礎(chǔ)上的科學(xué)方法。
3.情感態(tài)度價(jià)值觀 感受運(yùn)動(dòng)相對(duì)性原理所含有的哲學(xué)意味。
體會(huì)科學(xué)源于經(jīng)驗(yàn)(實(shí)驗(yàn)、觀察)與理性(假設(shè)、推理)之間的互動(dòng)。體會(huì)探求真理的艱難。體會(huì)科學(xué)理論的特點(diǎn)。
三、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)
1.1 教學(xué)重點(diǎn):牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律。慣性。1.2 教學(xué)難點(diǎn):慣性參考系。
四、教學(xué)資源
1.1 選擇依據(jù):
豐富的教學(xué)用具及設(shè)備,可以使教學(xué)過程從枯燥到有趣,從抽象到形象。進(jìn)行課堂演示實(shí)驗(yàn)并利用計(jì)算機(jī)多媒體輔助教學(xué),不但提供了大量的教學(xué)信息,使學(xué)生在豐富的感性材料基礎(chǔ)上,得以快速理解和掌握物理規(guī)律,而且還能夠吸引學(xué)生注意力、激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性、創(chuàng)造性,從而達(dá)到提高課堂教學(xué)效果的目的。1.2 教具:
多媒體設(shè)備一套。
五、設(shè)計(jì)思路
由于牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律的表述不夠簡(jiǎn)潔且其中蘊(yùn)含多個(gè)經(jīng)典力學(xué)中的重要概念,首先轉(zhuǎn)化其表達(dá),使其符合中國(guó)人的表述習(xí)慣。再運(yùn)用物理知識(shí)對(duì)轉(zhuǎn)化后的牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律的內(nèi)容,再次精簡(jiǎn),凸顯其本質(zhì)。最后創(chuàng)設(shè)情境理解牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律的本質(zhì)。為了解科學(xué)探索的艱難,將給出牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律發(fā)展脈絡(luò),從中體會(huì)科學(xué)的內(nèi)涵。
六、教學(xué)流程
七、課時(shí)安排:1課時(shí)。
八、教案:
在人教版《普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書 物理1(必修)》一書第73頁(yè),牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律(Newton first law of motion)敘述如下: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)。在牛頓的巨著《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》一書中的中文直譯與其表述大致相同。但這種對(duì)原拉丁文的直譯,在語(yǔ)言表述上更符合西方人的習(xí)慣。而且在牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律當(dāng)中,包含力、及其與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系,慣性、慣性運(yùn)動(dòng)、慣性參考系等經(jīng)典力學(xué)中最為基本且最為重要的概念。如此直譯顯得其中邏輯關(guān)系較為復(fù)雜,不利于對(duì)牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律的理解。
所以,先要轉(zhuǎn)化其表述,使其符合中文的表達(dá)習(xí)慣。
先看前半句話,“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)”。保持靜止不過是速度不變的一種特殊情況。而勻速直線運(yùn)動(dòng),其速度也不改變。因此,這句話簡(jiǎn)明表述為:一切物體總保持速度不變。而速度是描述運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的,物體速度保持不變,也就是說(shuō)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)保持不變。所以這句話的含義是:一切物體總保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。我們把物體保持原來(lái)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的性質(zhì)稱為慣性。也就是說(shuō)一切物體皆有慣性,慣性是一切物體的共性。
再看后半句話,“除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)”。將其轉(zhuǎn)述為“除非有力作用在它上面?!边@樣牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律便表述為:一切物體總保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),除非有力作用在它上面。我們可以看到,將原表述中的“迫使它改變這種狀態(tài)”省略,并不影響整句話的含義,而且顯得表達(dá)簡(jiǎn)練,容易理解。
于是,牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律表述為:一切物體總保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),除非有力作用在它上面。這句話有兩層含義:
1、如果有力作用在(一切)物體上面,它就不能保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài);
2、如果沒有力作用在(一切)物體上面,它就保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài);
第一層含義說(shuō)明力可以改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),也就是說(shuō)力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。這句話表明力與物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變即速度的改變有關(guān)。在上一章已經(jīng)學(xué)習(xí)了有關(guān)力的概念,至于力與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變?nèi)绾蜗嚓P(guān),將在牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律中探討。第二層含義說(shuō)明在沒有外力作用的條件下,物體將保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。即力不是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。力與表征物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的速度沒有直接關(guān)系。
為凸顯牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律的根本含義,我們以除非這個(gè)詞根據(jù)日常生活中的情形造個(gè)句子。這句話是:明天出去玩兒吧,除非下雨。若將這句話保持其含義并進(jìn)行轉(zhuǎn)化,我們會(huì)講“如果明天不下雨,我們出去玩吧”恐怕很少人會(huì)講,“如果明天下雨,我們不出去玩兒了”。但“明天出去玩兒吧,除非下雨”這句話中確實(shí)包含著這個(gè)意思。
后面我們將看到,牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律則更加詳細(xì)的向我們展現(xiàn)了物體受力時(shí),其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是如何變化的。
無(wú)論是從表達(dá)習(xí)慣上講,還是從牛頓運(yùn)動(dòng)定律整體的邏輯關(guān)系上講,牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律更想要表達(dá)的是物體不受力時(shí),它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是什么樣的。我們的直覺觀念是,如果要讓物體保持運(yùn)動(dòng),它必須得到某種東西的幫助。為了保留這個(gè)直覺觀念,我們用一個(gè)專門的詞來(lái)稱呼物體保持運(yùn)動(dòng)和保持靜止的傾向,即慣性。換句話說(shuō),物體的慣性是保持其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(無(wú)論運(yùn)動(dòng)還是保持靜止)的原因。使用慣性一詞并沒有說(shuō)明任何東西,它只是用來(lái)表示沒有外界幫助的物體保持運(yùn)動(dòng)這個(gè)無(wú)法解釋的實(shí)事。
至此,我用分解的方式,將牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律進(jìn)行了分析?,F(xiàn)在讓我們?cè)佟熬痈吲R下”對(duì)牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律進(jìn)行整體性理解。
牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律說(shuō)“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)”。由于物體具有慣性,所以當(dāng)物體不受力時(shí),將依靠其慣性,保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。如果,原來(lái)靜止,則保持靜止;如果原來(lái)有初速度,則將以此速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)。所以牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律也稱慣性定律。
由于不受力的物體我們是不可能真正觀察到的,所以牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律是理想化抽象思維的產(chǎn)物。
至此,如果你認(rèn)為已經(jīng)完全了解了牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律,那就大錯(cuò)特錯(cuò)了。我們?cè)谥v解的過程中忽略了一個(gè)重要的條件。談物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),一定是針對(duì)某個(gè)參考系而言的。設(shè)想有一位很嚴(yán)格的科學(xué)家,他相信慣性定律是可以用實(shí)驗(yàn)來(lái)證明或推翻的。他在水平的桌面上推動(dòng)一個(gè)小球,并設(shè)法盡量消除摩擦(現(xiàn)代可以用氣桌相當(dāng)好地來(lái)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)),他觀察到,小球確實(shí)相當(dāng)精確地做勻速直線運(yùn)動(dòng)。正當(dāng)他要宣布驗(yàn)證慣性定律成功時(shí),忽然發(fā)現(xiàn)一切變得反常了。原來(lái)沿直線運(yùn)動(dòng)的小球偏到了一邊,向房子的墻壁滾去。他自己也感到有一種奇怪的力把他推向墻去。究竟發(fā)生了什么事?原來(lái)有人和他開玩笑。這位科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)室設(shè)有窗戶,與外界完全隔絕。開玩笑的人安裝了一種機(jī)械,可以使整個(gè)房子旋轉(zhuǎn)起來(lái)。旋轉(zhuǎn)一開始,就出現(xiàn)上述各種反?,F(xiàn)象,于是慣性定律被推翻了。人們談?wù)撨\(yùn)動(dòng)時(shí),是離不開參考系的。上述故事表明,慣性定律在有的參考系(譬如那間旋轉(zhuǎn)著的房子)中是不成立的。但是實(shí)驗(yàn)表明,在一個(gè)參考系中,只要某個(gè)物體符合慣性定律,則其它物體都服從慣性定律。因此我們定義:對(duì)某一特定物體慣性定律成立的參考系,為慣性參考系,簡(jiǎn)稱慣性系。從這里我們初步看到,慣性不是個(gè)別物體的性質(zhì),而是參考系,或者說(shuō),時(shí)空的性質(zhì)。
九、擴(kuò)展閱讀
牛頓第一定律的實(shí)質(zhì)是給出了慣性系。它給出了一個(gè)不受力物體或物體系,這個(gè)系統(tǒng)不存在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變,即這個(gè)系統(tǒng)不存在加速度。我們知道物理學(xué)中所研究的問題都是相對(duì)的,即以一定的物體或物體系作參照物的。而牛頓第一定律就給出了這樣一個(gè)沒有加速度的參照物系慣性系它才使我們對(duì)物理問題的研究和物理量的測(cè)量變的有意義。
一個(gè)不存在加速度的參照系稱做慣性系。
在忽略地球的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)的情況下,在一般的問題中,我們可以將地面看成是慣性參考系。