教學目標
1.知識和技能
(1)體驗伽利略的理想實驗思想。
⑵了解牛頓第壹定律的內容和意義；理解和練習的關系。
⑶了解慣性的概念，知道質量是慣性的度量。
2.過程和方法
⑴通過回顧歷史的探究過程，了解牛頓第壹定律的形成過程。
⑵了解理想實驗是科學研究的重要方法。
3.情感態度和價值觀
⑴通過對運動與力的關系的歷史探索，使學生了解規律的形成有壹個從感性到理性、從低級到高級的產生、發展和演變過程。
⑵通過理想斜面的教學，體驗理想實驗的魅力。
教學中的重點和難點
重點加深對牛頓第壹定律和慣性的理解。
難點在於改變經驗的概念，明確慣性是物體的壹種屬性，任何物體都有。牛頓定律是慣性定律的總結。
教學過程
(壹)創設遊戲，引入話題
撕紙遊戲
猜猜看:
1.壹張紙被剪成了兩截，但還沒有完全剪完。如果兩面都快速用力撕扯，紙會碎成幾塊？
2.現在把紙剪成三片，但是沒有完全剪好。如果妳快速有力地撕開兩面，紙會碎成幾片？
我們不要動手。我們先猜猜。
3.如果妳在中間的紙下面放壹個夾子，然後快速撕開兩面，紙會碎成幾塊？
請想壹想:為什麽會是這樣的結果？如何解釋我們的遊戲？其實在我們的遊戲中，也有壹個老話題——力與運動:用力撕紙，紙條斷裂，運動。運動和力的關系是什麽？帶著這些問題，讓我們體驗古人的探究過程，學習古人的探究方法，進壹步了解牛頓第壹定律關於運動與力的關系。
(2)回顧歷史，探索規律。
1.情景提問，經驗猜想
在人類歷史的長河中，運動和權力是並行不悖的，它們總是與人們的生活和生產息息相關。比如壹輛馬拉的車會往前走，停拉，行進中的車會停下來；如果壹個人推壹輛車，車就會向前移動。如果他不推，車就會停下來。踢球，球沿著草地向前滾動，停止踢，滾動的球會慢慢停下來。
思考:運動和力量有什麽關系？
古希臘學者亞裏士多德首先提出了這個問題，並給出了壹個實證性的猜測。
根據他的生活和生產經驗，他猜測:必須強力作用於物體，物體才能移動；沒有力的作用，壹個物體會靜止在壹個地方。運動需要力量來維持。
他的觀點來源於實踐經驗，也可以被實踐經驗所驗證，所以被人們廣泛接受，並維持了近兩千年。
問:我們現在知道他的觀點是錯誤的。那他有貢獻嗎？
亞裏士多德的貢獻:它開辟了壹個新的研究領域。
十六世紀的伽利略第壹個提出質疑並深入研究。他看到球在滾動。
2.質疑假設，科學猜想
當球滾下斜坡時，它的速度增加，而當它向上滾動時，它的速度減少。他由此猜測，當球沿水平面滾動時，其速度應該不增不減。實際觀察的結果是，沿著水平面滾動的球越來越慢，最後停了下來。
現象:沿水平面滾動的球越來越慢，最後停了下來。
根據亞裏士多德的說法，球停下來是因為沒有力。伽利略從這個現象質疑亞裏士多德的觀點。
②問題:滾球停下來真的是因為沒有力嗎？
問題:球停了的原因是什麽？
在伽利略之前，人們沒有意識到看不見的摩擦力。伽利略是第壹個意識到摩擦力的人。
他改變水平面的粗糙度，發現水平面越光滑，球滾得越遠。所以，他斷定這是摩擦和阻力的結果。
結論:滾球的停止是摩擦和阻力的結果。
③假設:如果沒有摩擦阻力，沿水平面滾動的球將如何運動？
④猜想:如果沒有摩擦阻力，球會永遠滾下去。
過渡:伽利略設計了雙斜面實驗。
3.探究實驗，得出結論。
(1)雙斜面實驗
左斜面是固定的，右斜面的傾角是可變的。在實驗中，我們將球設置為總是在左側斜面定位卡處從靜止狀態釋放。
①固定右斜面，改變球的摩擦力，觀察球上升的最大高度如何變化。再說壹遍。
思考:
1.球的摩擦阻力和球的最大高度有什麽關系？
2.摩擦阻力的大小與釋放點到上升最高點的高度差有什麽關系？
3.如果沒有摩擦力，球會升到多高？
②減小右斜面的傾斜角度，觀察球沿斜面移動的最遠距離是如何變化的。再說壹遍。
思考:
1.右斜面傾角減小時，球沿斜面運動的最遠距離是如何變化的？
2.如果沒有摩擦力，如何通過減小右斜面的傾角來改變沿斜面的最遠滾動距離？球會升多高？
③將右斜面放平，釋放小球，觀察小球的運動。
思考:
1.如果橫板足夠長，球會停下來嗎？
2.如果沒有摩擦力，水平板足夠長，球會滾到哪裏？
過渡:現在通過動畫模擬沒有摩擦和阻力的球的運動。我們為這部動畫配了壹部戲劇。
(2)動畫模擬
老師玩伽利略，學生玩球。)
伽利略:小球先生(小姐)，如果沒有摩擦力，妳會爬到什麽高度？
球:我會壹步壹步爬上夢想的階梯，直到達到最初的高度。
伽利略；如果我降低右坡的傾斜度，妳還會爬到原來的高度嗎？
球:我的夢想有多高，我就能爬多高，但我必須走更長的距離。
伽利略:如果我繼續減小右斜面的傾角會怎樣？
球:心依舊，但又多了壹段山河之旅。
伽利略:如果我把右邊的斜坡放平，妳還會為了夢想前進嗎？
鮑爾:路很長，但這是修遠。我會上下求索。既然選擇了高度，就只能背對著世界離開。
周傑倫《蝸牛》播放節選:我要壹步壹步往上爬/在刀鋒之上向前飛/小日子留下的淚水和汗水/總有壹天我會有自己的壹天。
希望同學們像小球壹樣帶著夢想沿著人生的軌道壹步步往前走！總有壹天，妳有自己的壹天！
過渡:伽利略的雙斜面實驗是壹個理想的實驗。
(3)理想實驗的魅力:
實驗(事實)+邏輯推理
通過可靠的實驗事實和合理的邏輯推理，得出規律性的方法。
理想實驗的魅力:在實驗無法實現的地方，思維前進了壹步。
這個方法太神奇了！愛因斯坦評論說，伽利略的發現和他應用的科學推理方法是人類思想史上最偉大的成就之壹，標誌著物理學的真正開始。這個評價是實事求是的。從亞裏士多德到伽利略，經歷了2000多年，物理學壹直停滯不前。從伽利略到愛因斯坦，只用了300多年，物理學的大廈初步建立，大師眾多。這都要歸功於伽利略開創的實驗研究方法。
過渡:伽利略通過雙斜面的理想實驗得出結論。
(3)伽利略:如果沒有摩擦阻力，沿水平面滾動的球將永遠滾動下去。運動不需要力量來維持。
回過頭來想:
①為什麽靜止的汽車和足球會動？
②行駛中的汽車和足球為什麽停下來了？
③力和運動的關系是什麽？
力是改變物體運動狀態的原因。
問題:用什麽物理量來描述運動狀態？
車由靜止變為運動，被推被拉；從運動到靜止，它受到摩擦阻力。足球從靜止變成了運動，受到了腳的力量；從運動到靜止，它受到了草的摩擦阻力。
過渡:伽利略的當代法國科學家笛卡爾補充了他的觀點。
4.補充和完善，並形成法律
(1)笛卡爾的補充:除非壹個物體受到力的作用，否則它將永遠保持靜止或運動的狀態，絕不會使自己沿著曲線運動，而只會沿著直線運動。這應該是壹個原則，是人類整個自然觀的基礎。
笛卡爾補充說，當壹個物體不受力時，它保持靜止或勻速直線運動。
轉場:伽利略死於1642年，牛頓出生於1643年的英國。牛頓是人類歷史上最偉大的科學家之壹。主要貢獻有發明微積分，發現萬有引力定律和經典力學，設計制造第壹臺反射式望遠鏡等等。
牛頓在1687年出版的《自然哲學的數學原理》壹書中提出了運動三定律。牛頓把伽利略和笛卡爾的正確結論總結成牛頓第壹定律，這是牛頓物理學的基石。
(2)牛頓第壹定律:壹切物體始終保持勻速直線運動或靜止狀態，除非作用於其上的力迫使其改變這種狀態。
過渡:現在我們來了解壹下法律。
(3)了解規律和慣性。
思考:牛頓第壹定律討論的運動和力的關系是什麽？
1.運動與力的關系:力是改變物體運動狀態的原因。
物體不受力，保持勻速直線運動狀態或靜止狀態；當運動狀態改變時，物體必然受到力的作用。
思考:對象不受力的時候？總是保持勻速直線運動還是靜止狀態？這能通過實驗驗證嗎？
我不能。因為沒有不受力作用的物體。很多阻力很小的現象可以幫助我們理解牛頓第壹定律。
2.小阻力現象:卷邊
從視頻中可以看出，冰壺的速度和方向在壹段時間內幾乎保持不變，直到遇到另壹次冰壺。
思考:法律上還討論什麽？
3.慣性:
①概念:物體保持原來勻速直線運動或靜止狀態的性質。
問題:所有物體都有慣性。變速運動的物體有慣性嗎？
當物體變速運動時，由於慣性，物體會抵抗速度的變化，這需要壹段時間。比如汽車突然剎車，不會馬上停下來，而是繼續向前滑行壹段距離。
(2)所有物體都有慣性，抵抗運動狀態的變化？技能？。
物體的慣性很大。技能？大，運動狀態難以改變；物體的慣性很小。技能？小，運動狀態容易改變。
思考並猜測:什麽因素與物體的慣性有關？
遊戲:用嘴吹書。
把書提起來，用最大的力氣把封面吹倒；用手掀起封面，用盡全力把書吹倒。
思考:妳觀察到了什麽現象？這個現象能解釋慣性和質量的關系嗎？
③慣性和質量:質量是慣性的量度。
質量只有大小，沒有方向，是標量。在國際單位制中，質量的單位是千克，單位符號是千克。
在初中，質量被定義為壹個物體所含物質的數量；現在我們從慣性的角度進壹步理解質量；在未來，我們應該從物體之間的引力來了解質量。
過渡:現在，撕紙遊戲可以解釋了。
(四)情景再現，常規應用
1.思考:如何解釋撕紙遊戲？
還有夾子，增加了中間部分的質量，增加了慣性。兩邊快速撕的時候，中間部分保持不動，所以撕成了三塊。沒有夾子，中音符的慣性很小，靜止狀態很容易改變。因為撕紙條的力度從左到右不壹樣，所以撕成了兩片。
過渡:知道了慣性的知識，我們也可以用它來判斷對錯。
2.根據美國空軍的UFO檔案，在1952.12.6的黎明前，壹架B29轟炸機在墨西哥灣上空訓練時，壹架非常大的UFO以4000 km ~ 15000 km/h的速度接近、掠過並離開它..在目擊者的描述中，不明飛行物可以迅速提高或降低速度，甚至突然停止。
思維:1。如果沒有特殊裝置，當不明飛行物突然停止時，外星人飛行員的命運是什麽？
2.人們想象外星人有慣性消除器來消除自己的慣性，以應對速度的快速變化。妳怎麽想呢?
我們用慣性的知識找到了UFO檔案中的疑點。希望大家在遇到問題的時候，能夠利用所學，冷靜分析。
(五)課堂總結，課外探索
1.了解運動與力的關系的探究過程。
在探究的過程中，亞裏士多德是壹個先驅。伽利略開創了理想的實驗方法；笛卡爾補充了伽利略的觀點；牛頓提出了慣性、力和慣性參考系的概念。
2.體驗理想實驗的魅力:實驗(事實)+邏輯推理。
3.深刻理解牛頓第壹定律，知道質量是慣性的度量。
後來，愛因斯坦和其他科學家進壹步發展了牛頓第壹定律。沒有定律是終極真理，物理學的大廈永遠不封頂，等妳來貢獻力量！
課外探索:有人說劉謙的螺絲魔術顛覆了牛頓第壹定律:螺母可以在沒有螺母的力的情況下移動。妳怎麽想呢?請百度搜索？劉謙螺旋魔法秘密？理解劉謙螺旋魔術的原理。
效果分析:
因為初中就接觸過這壹節的內容，所以在這堂課的設計中，不知道同學們能否通過預習這節課和課後查閱資料的方式參與互動，最後老師作為總結者進行點評和補充。
特別是實驗、視頻、素描的運用，激發了學生的興趣，促進了教學。
力與運動關系的發展過程，是物理學史的好教材。如何讓學生在壹節課上體驗到這個物理規律的形成過程，才是我們應該思考的。
高壹物理上冊必修課牛頓第壹定律教案二，1。
教學目標
1.了解伽利略的理想實驗及其推理過程是科學研究的重要方法。
2.理解牛頓第壹定律的內容和意義。
3.理解了慣性的概念，就會解釋相關的慣性現象。
教學中的重點和難點
1.牛頓第壹定律的內容和意義。
2.慣性的概念，解釋相關的慣性現象。
教學過程
[知識查詢]
壹、理想實驗的魅力
【問題設計】
1.在日常生活中，我們有這樣的體驗，壹輛馬拉的車會往前走，當它停止發力時，就會停下來。壹個物體只有在受到強烈作用時才能運動嗎？為什麽馬不拉，車就停了？
答案是否定的。由於阻力，汽車停了下來。
2.如果沒有摩擦阻力，沒有其他力，物體在水平面上運動會怎麽樣？請讀課本？理想實驗的魅力？想壹想伽利略是如何從壹個理想實驗中得出結論的。
如果沒有摩擦阻力，在水平面上運動的物體將保持這個速度，永遠運動下去。
理想實驗再現:如圖A，讓球從靜止狀態沿壹個斜面滾下，球會滾上另壹個斜面。如果沒有摩擦力，球會升到原來的高度。
如果第二個斜面的傾斜角度減小，如圖B所示，球將不得不行進更長的距離才能到達它在這個斜面上的原始高度。繼續減小第二個斜面的傾斜角度，如圖C所示，這樣最終會變成壹個水平面，球永遠不會達到原來的高度，而是永遠沿著水平面勻速運動。
[要點]
1.關於運動和力的兩種對立觀點
(1)亞裏士多德的觀點:壹個物體只有受到強烈的作用才能運動；如果沒有力，壹個物體將靜止在壹個地方。力是保持物體運動的原因。
這種錯誤的觀點支配了人們近兩千年的思維。
(2)伽利略的觀點(最早由伽利略提出):物體的運動不需要(填？需要？還是？不需要？)強行維持。
2.伽利略理想實驗的意義
(1)伽利略的理想實驗將可靠的事實與理論思維相結合，即采用？可靠的事實+抽象的思維+科學的推斷？該方法推翻了亞裏士多德的觀點，初步揭示了運動與力的正確關系。
(2)首次確立了物理實驗在物理學中的地位。
二、牛頓物理學的基石慣性定律
1.牛頓第壹定律:壹切物體始終保持勻速直線運動或靜止的狀態，除非作用於其上的力迫使它改變這種狀態。
2.對牛頓第壹定律的理解
(1)定性地說明了力與運動的關系。
①說明物體在無外力作用下的運動狀態:勻速直線運動狀態或靜止狀態。
②說明力是改變物體運動狀態的原因。
(2)它揭示了所有物體的壹個固有性質慣性，所以牛頓第壹定律也叫慣性定律。
3.物體運動狀態的變化，即物體運動速度的變化，有以下三種情況:
(1)速度的方向不變，只有大小變化。(物體沿直線運動)
(2)速度不變，只有方向變化。
(3)同時改變速度的大小和方向。(對象以曲線移動)
第三，慣性和質量
【問題設計】
公交車突然啟動，坐在公交車裏的人是什麽感覺？行駛中的汽車突然停下來，妳有什麽感覺？解釋以上現象。
當汽車突然啟動時，人們向後傾斜。當汽車突然停下來時，人們身體前傾。這是因為人有惰性。本來人和車壹起保持靜止。當汽車突然啟動時，人的下半身隨著汽車移動，但上半身由於慣性保持原來的靜止狀態，所以會向後傾斜。原來人和車是壹起動的。當汽車突然停下來時，人的下半身隨著汽車壹起停下來，但上半身因為慣性而前傾。
[要點]
1.慣性:物體具有保持原來勻速直線運動或靜止狀態的性質，我們稱之為慣性。牛頓第壹定律也被稱為慣性定律。
2.慣性和質量的關系
(1)慣性是物體的固有屬性，所有物體都有慣性。
(2)質量是衡量物體慣性的唯壹尺度。質量越大，慣性越大。
3.慣性與力無關
(1)慣性不是力，而是物體本身固有的屬性，那麽物體呢？受慣性影響？、?產生了惰性。、?受慣性力的折磨？這樣的說法都是錯誤的。
(2)力是改變物體運動狀態的原因，慣性是維持物體運動狀態的原因。
4.慣性性能
(1)不施力時，慣性表現為維持原來的勻速直線運動狀態或靜止狀態。惰性？的意思
(2)受力時，慣性表現出改變運動狀態的難度。質量越大，慣性越大，改變運動狀態越困難。
[延伸思維]
人們可以在冰上推沈重的箱子，但不能用同樣的力在粗糙的地面上推輕的箱子。冰面上重箱子的慣性比粗糙地面上的小嗎？為了什麽？
答案是沒有。質量是衡量物體慣性的唯壹標準，重盒子的慣性大於輕盒子的慣性。判斷壹個物體的慣性，要在相同的情況下進行比較，比如同樣的推力，可以比較不同質量的物體的運動狀態，都是在冰上或者粗糙的地面上。
【典型案例分析】
壹、對伽利略理想實驗的理解
1的理想實驗有時能更深刻地反映自然規律。伽利略設計了壹個如圖1所示的理想實驗，他的試探性步驟如下:
圖1
①減小第二個斜面的傾斜度，球在這個斜面上仍會達到原來的高度；(2)兩個對接的斜面，這樣靜止的球會滾下壹個斜面，球會滾上另壹個斜面；③如果沒有摩擦力，球會上升到原來的釋放高度；(4)繼續減小第二斜面的傾斜度，最後使其成為水平面，球將繼續沿水平面勻速運動。
請按正確的順序排列上述理想實驗的假想步驟(只填序號)。在上述假想的步驟中，有的是可靠的事實，有的是理想化的推論。下列對事實和推論的分類正確的是()
A.①是事實，② ③是推論。
乙。②是事實，13④是推論。
C.③是事實，12④是推論。
D.④是事實，12③是推論。
分析這個問題，就是在可靠的事實基礎上理性推理，把實驗理想化，符合物理規律，得出正確的結論。②是壹個可靠的事實，所以放在第壹步，③和①是斜面上沒有摩擦力的假設，最後推導出水平面上的理想實驗④。所以正確的順序是② ③ ① ④。
回答2 3 1 4 b
二、對牛頓第壹定律的理解
例2來自牛頓第壹定律()
A.物體的運動是由慣性維持的。
B.力停止作用後，物體的運動就無法維持。
C.當物體變速運動時，壹定有外力。
D.力是改變物體慣性的原因。
分析壹個物體維持原來的靜止狀態或勻速直線運動狀態稱為慣性。由於慣性的存在，物體保持原來的運動狀態。a是對的。力是改變物體運動狀態的原因，而不是維持物體運動的原因。b是錯的，C是對的。慣性是物體的固有屬性，力不能改變物體的慣性大小，D是錯誤的。
回答交流
對於壹個被訓練做自由落體的物體，如果在下落過程中的某壹瞬間重力突然消失，物體的運動將是()。
A.懸浮在空中
B.速度逐漸降低
c、保持壹定速度，向下做勻速直線運動。
D.無法判斷
答案c
當壹個分析對象自由下落時，它只受到重力的作用。重力消失後，物體將不再受力。根據牛頓第壹定律，物體會以重力消失瞬間的速度做直線運動，所以選項C是正確的。
第三，對慣性的理解
例3關於物體的慣性，下列說法正確的是()。
A.壹個高速運動的物體不可能很快停下來，因為物體的速度越高，慣性越大。
b靜止的火車啟動時，由於靜止物體的慣性大，速度變化緩慢。
c乒乓球因為慣性小，可以很快幹掉。
D.飛船裏沒有慣性。
解析慣性只與物體質量有關，與物體速度無關，所以A是錯的；質量是衡量物體慣性的唯壹標準。火車速度變化慢說明其慣性大是因為質量大，與是否靜止無關，所以B是錯的；乒乓球能被快速擊殺，說明其運動狀態因慣性小而容易改變，所以C是正確的；任何情況下物體都有慣性，所以D是錯的。
答案c
[課堂要點總結]
[自測]
1.(對伽利略理想實驗的理解)關於伽利略的理想實驗，下列說法正確的是()
A.只要接觸面的摩擦力相當小，物體就可以在水平面上勻速運動。
這個實驗實際上永遠也做不了。
C.利用氣墊導軌可以使實驗獲得成功。
D.雖然是假想的實驗，但有可靠的實驗依據。
回答BD
解析只要接觸面上有摩擦力，物體就會受到摩擦力的作用，物體不能在水平面上勻速運動，所以A是錯誤的。沒有摩擦力是不可能的，這個實驗永遠做不出來，所以B是對的。如果用氣墊導軌進行理想實驗，可以提高實驗精度，但還是有摩擦力，所以C是錯的。雖然是假想的實驗，但有可靠的實驗依據，所以D是正確的。
2.(對牛頓第壹定律的理解)對牛頓第壹定律的正確理解是()
當沒有外力作用時，物體的運動狀態保持不變。
B.當物體變速運動時，必然受到外力的作用。
C.在水平地面上滑動的滑塊最終停止，是因為沒有外力維持滑塊的運動。
D.短跑運動員因為障礙而絆倒，因為外力迫使他改變了原來的運動狀態。
回答ABD
解析牛頓第壹定律描述的是物體不受外力作用時的狀態，即始終保持勻速直線運動狀態或靜止狀態不變，A是正確的；牛頓第壹定律揭示了力和運動之間的關系。力是改變物體運動狀態的原因，而不是維持運動狀態的原因。當物體變速運動時，說明運動狀態在變化，B是正確的。在水平地面上滑動的木塊最終停止，由於摩擦阻力改變了運動狀態。短跑運動員在遇到障礙時絆了壹跤，是因為他被外力強迫改變了原來的運動狀態，C是錯的，D是對的。
3.(力與運動的關系)當有人推動原本靜止在水平面上的汽車時，汽車開始運動。後來汽車可以用較小的力保持勻速直線運動，這說明()
A.力是保持物體速度不變的原因。
B.力是維持物體運動的原因。
C.力是改變物體慣性的原因
D.力是改變物體運動狀態的原因。
答案d
解析力是改變物體運動狀態的原因。汽車本來是靜止的，在力的作用下，汽車開始運動，改變了運動狀態。小車之所以能用很小的力做勻速直線運動，是因為推力和摩擦力的合力為零。
4.(對慣性的理解)如圖2所示，冰壺在冰面上運動時阻力很小，可以長時間保持速度和方向不變。我們可以說冰壺對運動狀態的改變有很強的抵抗力？技能？這是什麽意思？技能？是冰壺的慣性，慣性的大小取決於()
圖2
A.卷曲速度
B.卷曲的性質
C.冰壺運動的推動力
D.抗卷曲性
答案b
分析物體的慣性與其運動狀態和受力無關。衡量物體慣性的唯壹因素是質量，所以B是正確的。