牛頓第一定律的發(fā)現(xiàn)

1、牛頓第一定律的發(fā)現(xiàn)一、教學(xué)目標(biāo)1通過亞里士多德、伽利略到笛卡爾再到牛頓這根主線，讓學(xué)生“重現(xiàn)”這段物理思想的 形成過程。2、能夠運(yùn)用牛頓第一定律解決一些簡(jiǎn)單的問題。3、讓學(xué)生意識(shí)到一個(gè)規(guī)律的發(fā)現(xiàn)并不是一帆風(fēng)順的，不是一開始的認(rèn)識(shí)就是正確的，而是 需要人類不斷探索才能逐步形成。二、知識(shí)拓展閱讀課前準(zhǔn)備的相關(guān)歷史資料并找出四位物理學(xué)家關(guān)于物體運(yùn)動(dòng)的觀點(diǎn)：1亞里士多德的觀點(diǎn)：力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因?，F(xiàn)象：在平直的路上推車，車才能運(yùn)動(dòng)；停止用力，車子就要停下來。提問：你認(rèn)為這個(gè)觀點(diǎn)有什么問題嗎？科學(xué)介紹：亞里士多德的觀點(diǎn)一直統(tǒng)治人們的思想將近兩千年，直到三百年前才由伽俐略指出：力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因

2、，物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來維持。亞里士多德是古希臘著名的哲學(xué)家、文學(xué)評(píng)論家、物理學(xué)家、生物學(xué)家、倫理學(xué)家和教育家。他的講課被認(rèn)為是古希臘思想的百科全書，所以說亞里士多德毫無疑問是偉大的。黑格爾曾經(jīng)說過，亞里士多德乃是歷史上最多才、最淵博、最深刻的科學(xué)天才之一，他是一個(gè)在歷史上無與倫比的人 柏拉圖的著作被廣泛地閱讀，亞里士多德則直到最近還未被認(rèn) 識(shí)，所流行的乃是關(guān)于他的一些最錯(cuò)誤的偏見。愛因斯坦曾把一代代科學(xué)家探索自然奧秘的努力，比作福爾摩斯偵探小說中的破案過程，有時(shí)候明顯可見的線索卻常常把人們引向錯(cuò)誤的判斷。也就是說，光憑經(jīng)驗(yàn)來做判斷往往是不可靠的，在探索 物體運(yùn)動(dòng)原因”的這個(gè)問題上，亞里士多德正

3、是由于憑經(jīng)驗(yàn)才得出了 錯(cuò)誤的結(jié)論。導(dǎo)致亞里士多德錯(cuò)誤觀點(diǎn)的根本原因是他沒有認(rèn)識(shí)到摩擦阻力的存在。2. 伽俐略的觀點(diǎn)：物體運(yùn)動(dòng)不需要力來維持。提問：假如你是伽俐略，你會(huì)尋找怎樣的方法去推翻亞里士多德維持將近兩千年的錯(cuò)誤論點(diǎn)？科學(xué)介紹：再向?qū)W生介紹伽俐略創(chuàng)造的實(shí)驗(yàn)方法：伽俐略在實(shí)驗(yàn)時(shí)注意到，當(dāng)一個(gè)小球沿斜面滾下時(shí)速度會(huì)增加，而小球沿斜面上升時(shí)速度會(huì)減小， 他由此猜想：當(dāng)小球沿水平面滾動(dòng)時(shí)， 它的速度應(yīng)該不增不減， 實(shí)際上他發(fā)現(xiàn)，球越來越慢, 最后停下來。伽俐略認(rèn)為：這是由于受到摩擦阻力的緣故。他推理：若沒有摩擦阻力，小球 將永遠(yuǎn)滾動(dòng)下去。摩擦力越小，小球滾動(dòng)的時(shí)間越長(zhǎng)，在沒有摩擦理想情況下，小球?qū)?/p>

4、以恒 定的速度持續(xù)的滾動(dòng)下去。伽利略這種理想化的運(yùn)動(dòng)，是一種科學(xué)的抽象，它深刻地反映了 事物的本質(zhì)。由于現(xiàn)實(shí)生活中不可能有絕對(duì)光滑的斜面，所以該實(shí)驗(yàn)是個(gè)理想實(shí)驗(yàn)”。盡管現(xiàn)實(shí)生活中沒有絕對(duì)光滑的平面。 但是可以創(chuàng)造出相對(duì)比較光滑的平面去證明伽俐略的這種 想法。結(jié)論：水平地面上運(yùn)動(dòng)的物體之所以會(huì)停下來，是因?yàn)槭艿侥Σ亮Φ淖饔茫?如果沒有摩擦力，水平地面上的物體只要具有某一速度，那么該物體將保持這一速度一直運(yùn)動(dòng)下去。伽俐略實(shí)驗(yàn)對(duì)科學(xué)研究的啟示：正確實(shí)驗(yàn) +合理的假設(shè)推理。在我們今天看來是非常簡(jiǎn)單的 一個(gè)道理，但是在發(fā)現(xiàn)它的最初往往是非常艱難的， 伽俐略在充分的事實(shí)和理論依據(jù)的基礎(chǔ) 上，靠堅(jiān)強(qiáng)的意志和

5、信念，終于獲得成功。3笛卡兒的觀點(diǎn)：如果沒有其它原因， 運(yùn)動(dòng)物體將繼續(xù)以同一 速度沿著一條直線運(yùn)動(dòng)并且一直運(yùn)動(dòng)下去。笛卡兒是一位與伽俐略同時(shí)代的法國(guó)科學(xué)家，他進(jìn)一步完善了伽俐略的觀點(diǎn)，他認(rèn)為：如果沒有其它原因，運(yùn)動(dòng)的物體將繼續(xù)以同一速度沿著一條直線運(yùn)動(dòng)，既不會(huì)停下來，也不會(huì)偏離原來的方向。他支持伽利略力不是物體運(yùn)動(dòng)原因”的觀點(diǎn),并且還強(qiáng)調(diào)沒有力作用時(shí)物體的運(yùn)動(dòng)情況。他還認(rèn)為，這應(yīng)該作為一個(gè)原理加以確立，并且 是人類整個(gè)自然界的基礎(chǔ)。他認(rèn)為物體內(nèi)部不存在運(yùn)動(dòng)的原因，因此若沒有外來的作用，物體就不會(huì)有任何變化。所以一個(gè)物體的任何運(yùn)動(dòng)變化都是其他物體作用的結(jié)果。個(gè)別存在的任何物體部分，將始終保持其同

6、樣狀態(tài)，直到碰到其他物體部分使它改變這種狀態(tài)為止。笛卡爾兒想象力豐富，觀點(diǎn)新穎，他的漩渦理論曾經(jīng)盛行一時(shí)。他的許多觀點(diǎn)富有啟發(fā) 性，帶有較濃厚的思辮色彩。直到有外力迫使它改4. 牛頓的觀點(diǎn)：一切物體總保持原來的勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài), 變這種狀態(tài)為止。牛頓對(duì)物體運(yùn)動(dòng)原因的認(rèn)識(shí)也經(jīng)歷了一番簸折，直到1687年撰寫自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理之際才擺脫了舊觀念的束縛，把物體運(yùn)動(dòng)原因提煉和概括到前所未達(dá)的高度，作為運(yùn)動(dòng)第一 定律提了出來，使之成為力學(xué)理論的基礎(chǔ)。牛頓成功的密訣：站在巨人的肩上，勤奮學(xué)習(xí)，不斷的積累知識(shí)。綜上所述，可以看出，牛頓第一定律經(jīng)歷了逐步發(fā)展、逐步完善的過程，它是幾代人持歷史的一個(gè)縮

7、影，因?yàn)槲锢韺W(xué)就是永遠(yuǎn)不會(huì)停頓、 門科學(xué)。不斷發(fā)展、不斷完善，逐步接近真理的一續(xù)不斷努力的結(jié)果，即使在牛頓之后，牛頓第一定律仍在不斷發(fā)展著。這實(shí)際上也是物理學(xué)三、學(xué)練結(jié)合1、甲圖是探究 阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響的實(shí)驗(yàn)裝裝置，乙圖是探究物體的動(dòng)能與質(zhì)量關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置，關(guān)于這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)說法正確的是(毛巾)A 甲實(shí)驗(yàn)可以推理出如果運(yùn)動(dòng)的物體不受力它將以恒定不變的速度一直運(yùn)動(dòng)下去B 乙實(shí)驗(yàn)可得出物體的速度一定時(shí)，質(zhì)量越大，動(dòng)能越大C.兩個(gè)實(shí)驗(yàn)都控制物體從同一高度自由下滑，是為了保證物體到水平面時(shí)的初速度相同D甲、乙實(shí)驗(yàn)中物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，機(jī)械能始終都保持不變2、科學(xué)思維和科學(xué)方法是我們認(rèn)識(shí)世界的基本手段，在研究和

8、解決問題的過程中，不僅需要相應(yīng)的知識(shí)，還要注意運(yùn)用科學(xué)方法. 理想實(shí)驗(yàn)有時(shí)更能深刻地反映自然規(guī)律.伽利略設(shè)想了一個(gè)思想實(shí)驗(yàn)，如圖所示以下為他的設(shè)想步驟： 減小第二個(gè)斜面的傾角，小球在這斜面上仍然要達(dá)到原來的高度 兩個(gè)對(duì)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 如果沒有摩擦，小球?qū)⑸仙皆瓉磲尫艜r(shí)的高度 繼續(xù)減小第二個(gè)斜面的傾角，最后使它成水平面，小球要沿水平面做持續(xù)的勻速直線運(yùn)動(dòng).(1) 把上述理想實(shí)驗(yàn)的設(shè)想步驟按正確的順序排列是 (選填序號(hào)).(2) 在上述的設(shè)想實(shí)驗(yàn)步驟中，有一個(gè)是實(shí)驗(yàn)事實(shí)，其余是推論，其中屬于可靠實(shí)驗(yàn)事實(shí)的是 (選填序號(hào))，屬于理想化推論的是 (選填序號(hào)

9、).3、在研究牛頓第一定律的實(shí)驗(yàn)中，同學(xué)們已經(jīng)知道滑塊在水平面上滑行的距離與它剛滑到 水平面上時(shí)的速度 V。有關(guān)，與水平面的粗糙程度有關(guān)， 有些同學(xué)還認(rèn)為與滑塊的質(zhì)量有關(guān).下面是甲、乙、丙三位同學(xué)在探究滑塊在水平面上滑行的距離與滑塊質(zhì)量是否有關(guān)”課題時(shí)所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟，請(qǐng)你也參與進(jìn)來.他們選擇的器材有：質(zhì)量相同、粗糙程度不同的木塊、 鐵塊、銅塊、鋁塊各一個(gè)，斜面，木板，鉤碼若干.(1) 實(shí)驗(yàn)中應(yīng)控制 和不變.(2) 甲、乙、丙三位同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟分別如下，你認(rèn)為符合本課題探究要求的是 同學(xué)的(填選項(xiàng)前的編號(hào)).甲：讓木塊從斜面的頂端由靜止滑下后沿水平木板滑行，觀察并記錄木塊在水平木板上滑行的距離和木塊的質(zhì)量；分別在木塊上放上數(shù)量不等的鉤碼，先后讓其從同一斜面的頂端由靜止滑下后沿同一水平木板滑行，觀察并記錄每次木塊在水平木板上滑行的距離和木塊及其上 鉤碼的質(zhì)量.乙：先后讓木塊從同一斜面的不同高度處由靜止滑下后沿同一水平木板滑行，觀察并記錄每次木塊在水平木板上滑行的距離和木塊的質(zhì)量丙：先后讓木塊、鐵塊、銅塊