物理學(xué)是一門與自然、生活、技術(shù)進步和社會發(fā)展有著為廣泛聯(lián)系的科學(xué)。讓學(xué)生封閉在既不聯(lián)系自然，也不聯(lián)系生產(chǎn)、生活，遠(yuǎn)離科學(xué)探究樂趣，甚至根本不可能存在的“思辯游戲”式的難題和怪題的牢籠之中，他們是不可能熱愛物理課程的。所以要讓學(xué)生在體驗中獲得物理規(guī)律，在物理史實中領(lǐng)略思維的力量和美。本節(jié)課的設(shè)計特點是注重物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)和發(fā)展，對科學(xué)家的創(chuàng)造性思維品質(zhì)和敢于置疑、堅持真理的獻身精神成為情感態(tài)度價值觀教育的好素材。另外，實驗的驗證是本節(jié)課必需要的。適當(dāng)介紹一些物理學(xué)史的知識，通過對大量實例的分析，讓學(xué)生真正理解力不是維持物體速度的原因，而是改變物體速度的原因。先是介紹了人類對力和運動關(guān)系的發(fā)展歷史，并著重講述了伽俐略的理想實驗及其重要的實驗思想。然后引入了牛頓第一定律，引入了慣性概念，并由此分析出力不是維持物體速度的原因，而是改變物體速度的原因。
二、教材分析
牛頓第一定律是牛頓定律的基石，正是因為它破除了長達(dá)近兩千年的亞里士多德的錯誤，改變了人類的自然觀和世界觀，才導(dǎo)致牛頓第二定律得出。與此同時，它本身還包含著力、慣性、和參考系這些極富成果的科學(xué)概念，成為物理學(xué)理論的支柱和基石。另外，伽利略的研究過程蘊涵了重要的科學(xué)方法，教學(xué)中要引導(dǎo)學(xué)生領(lǐng)會牛頓第一定律的含義，充分說明伽利略“理想實驗”的實驗基礎(chǔ)和推理過程，展示了伽利略斜面理想實驗的猜想依據(jù)、推斷結(jié)果這一思維過程，通過教學(xué)讓學(xué)生明確運動和力的關(guān)系，提升對力、慣性、質(zhì)量等基本概念的理解。慣性是學(xué)生學(xué)習(xí)運動和力的基礎(chǔ)，因其抽象難懂而成為難點。新課標(biāo)中本節(jié)內(nèi)容對學(xué)生有以下基本要求：1．了解亞里士多德對力和運動關(guān)系的論述及存在的錯誤。2．認(rèn)識伽利略研究運動和力關(guān)系的思想方法，了解理想實驗的作用。3．知道速度是描述物體運動狀態(tài)的物理量。4．理解牛頓第一定律的內(nèi)容，能夠運用牛頓第一定律解釋有關(guān)現(xiàn)象。5．知道慣性是物體的固有屬性，知道質(zhì)量是物體慣性大小的量度。6．運用慣性概念，解釋有關(guān)實際問題。在發(fā)展要求中：1．了解運動學(xué)和動力學(xué)研究角度的差異。2．會識別慣性系與非慣性系。
三、學(xué)情分析
本節(jié)所述內(nèi)容在初中課本上已涉及到，初中課本中用到的標(biāo)題是慣性定律，所以學(xué)生已有一定的基礎(chǔ)，關(guān)鍵是如何讓學(xué)生加深對牛頓第一定律的理解。對力和運動的關(guān)系，從日常經(jīng)驗出發(fā)，人們往往會產(chǎn)生錯誤的認(rèn)識，所以使學(xué)生建立起運動改變的原因在于物體間的相互作用力的觀點，不是輕而易舉的事情。在對慣性的學(xué)習(xí)中，這仍是學(xué)生難于理解的問題。許多學(xué)生把物體具有保持勻速直線運動和靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)與物體在這種狀態(tài)下的特點混為一談。
四、教學(xué)目標(biāo)
1．知識、技能目標(biāo)：
（1）理解牛頓第一定律的內(nèi)容及意義。
（2）理解慣性，知道日常生活中由于慣性而產(chǎn)生的簡單現(xiàn)象，會解釋日常生活中的慣性現(xiàn)象。
2．能力、方法目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬐评砟芰�；通過對大量實例的分析，培養(yǎng)學(xué)生歸納、綜合能力。善于思考、善于總結(jié)，把物理與實際生活緊密結(jié)合。
3．情感、態(tài)度目標(biāo)：讓學(xué)生知道科學(xué)研究過程的艱難，領(lǐng)悟?qū)嶒灱油评淼目茖W(xué)研究方法。
五、重點難點
本節(jié)的重點是伽利略理想實驗，難點是對慣性的理解。
六、教學(xué)策略與手段
探究式教學(xué)，按物理史實為線索展示物理規(guī)律的形成。
七、課前準(zhǔn)備
自制理想斜面實驗器（用有很小凹槽的柔軟鋁塑板作為軌道）、氣墊導(dǎo)軌。
八、教學(xué)過程
1．創(chuàng)設(shè)情景、新課引入
�。�1）引導(dǎo)學(xué)生看兩張來自生活的圖片（多媒體投影）：
�、倬旖兴緳C系安全帶，為什么？
�、趤喼揎w人柯受良駕車飛越黃河，他憑什么有這種膽識去飛越氣勢磅礴的黃河呢？
�。�2）演示一個慣性現(xiàn)象的小實驗：用棒敲打疊放的象棋子。
通過生活中的一些現(xiàn)象引起學(xué)生探求物理知識的興趣，同時為慣性的學(xué)習(xí)打下伏筆。
2．歷史回顧
首先讓同學(xué)看一個實驗：用手推車，車前進，停止用力，車停止。
設(shè)問：生活中還有哪些類似此類的現(xiàn)象？（由學(xué)生思考后回答）
學(xué)生答：可能有如靜止的自行車用力踩腳踏板才開始運動，如沒有對車?yán)^續(xù)用力，它終會停下來。靜止的秋千用力時，它會擺動起來。停止用力時，它會終停下來，等等。
兩種主要觀點：
1．亞里士多德觀點：力是維持物體運動的原因
（在得出亞里士多德的觀點后）
設(shè)問：你認(rèn)為這個觀點有什么問題？（學(xué)生思考后回答）
學(xué)生也許有不同的觀點，由于初中已學(xué)習(xí)過這部分知識，所以學(xué)生會得到此觀點是錯誤的，但不少同學(xué)心中的疑慮還是存在的。
在學(xué)生提出的觀點后指出：亞里士多德的觀點一直維持和統(tǒng)治人們的思想近兩千年，才到三百年前伽俐略才指出，力不是維持物體運動的原因，物體運動不需要力。指出亞里士多德在當(dāng)時提出了很多觀點，有時候提出問題比證明一個問題更難，所以說亞里士多德毫無疑問是偉大的。
2．伽俐略的觀點：物體運動不需要力
說明：愛因斯坦增把一代一代科學(xué)家探索自然奧秘的努力，比作福爾摩斯偵探小說中破案過程，有時候明顯可見的線索卻把人們引向錯誤的判斷。也就是說，光憑經(jīng)驗來做判斷常常是靠不住的，在探索運動原因的“偵探小說”里，亞里士多德正是由于憑借生活中明顯的線索引出了錯誤判斷。
設(shè)問：現(xiàn)在假設(shè)你是伽俐略，你會尋找怎樣的“偵察”方法去*這維持兩千年的“錯案”。引起亞里士多德錯誤觀點的“罪魁禍?zhǔn)住笔鞘裁茨兀?/p>
（組織學(xué)生進行相互討論思考：然后叫幾組學(xué)生代表發(fā)言）
給學(xué)生充分展示自己思維過程的機會，讓他們自己去探求物理規(guī)律的真?zhèn)�，讓每一個學(xué)生都能夠深刻體會力和運動之間的關(guān)系。
結(jié)論：引起亞里士多德錯誤觀點的“罪魁禍?zhǔn)住笔牵耗Σ亮Γㄕf明自行車停下，停下不是沒有受外力，而是受了摩擦力才停的，如沒有摩擦力，會永遠(yuǎn)運動下去不停，看來物體運動是不需力的）。
介紹伽俐略創(chuàng)造的“偵察”方法：理想斜面
這個想法是如何產(chǎn)生的呢？伽俐略注意到，當(dāng)一個小球沿斜面下滾時速度會增加，小球沿斜面上滾時時速度會減小，他由此猜想，當(dāng)小球沿水平面滾動時，它的速度應(yīng)該不增不減，實際上他發(fā)現(xiàn)，球越來越慢，后停下來，伽俐略認(rèn)為：這是由于摩擦阻力的緣故，他推理：若沒有摩擦力，球?qū)⒂肋h(yuǎn)滾下去，為了說明他的思想，他設(shè)計理想斜面實驗。
�。�1）實驗演示理想斜面實驗整個過程（說明：主要是為了理解伽俐略的思想）
（2）再用視頻動畫演示理想斜面實驗
通過對理想斜面實驗的演示，說明物理研究中抓住主要因素，忽略次要因素的必要性，同時也展示了物理研究思想的美妙和邏輯的力量。（由于現(xiàn)實生活中不可能有絕對光滑的斜面，所以這個實驗是個“理想實驗”。）
盡管現(xiàn)實生活中沒有絕對光滑的平面。但可以創(chuàng)造比較光滑的平面去證明伽俐略的想法：
實驗：氣墊導(dǎo)軌上物體近勻速的運動
視頻觀看：目前的一項體育項目——冰壺球運動，由于球運動過程阻力很小，能以幾乎不變的速度前進。
后總結(jié)（投影）：
�、儋だ岳硐雽嶒瀸茖W(xué)研究的意義。
�、诮榻B伽俐略其人其事，通過對伽俐略其人其事的了解，強調(diào)指出，在我們今天看來是非常簡單的道理。在它發(fā)現(xiàn)的初往往是非常艱難的，如果沒有堅強的意志和信念，沒有足夠的事實和理論依據(jù)去支持你，許多人可能會放棄，但伽俐略沒有放棄。
讓學(xué)生意識到：一個規(guī)律的發(fā)現(xiàn)并不是一帆風(fēng)順的，不是一開始的認(rèn)識就是對的，而是需要人類不斷探索才能形成的，并明白科學(xué)研究過程的艱難和科學(xué)家為此所付出的努力和心血。
至此，我們已經(jīng)對力和物體運動之間的關(guān)系有了一個正確的認(rèn)識。
3．與伽俐略同時代的法國科學(xué)家笛卡兒，補充和完善了伽俐略觀點，他認(rèn)為：如果沒有其他原因，運動的物體將繼續(xù)以同一速度沿著一條直線運動，既不會停下來，也不會偏離原來的方向。他支持了伽利略力不是物體的運動的觀點，并且還強調(diào)沒有力作用時物體的運動情況。他還認(rèn)為，這應(yīng)該要作為一個原理加以確立，并且是人類整個自然界的基礎(chǔ)。
強調(diào)笛卡兒對伽俐略觀點的提升與補充，指出兩者之間的差異。
3．定律的學(xué)習(xí)、理解
在伽俐略和笛卡兒的正確結(jié)論隔了一代人后，由牛頓總結(jié)成整個牛頓力學(xué)的一條基本定律。
牛頓第一定律（慣性定律）：一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜上狀態(tài)，直到有力迫使它改變這種狀態(tài)——物理學(xué)的基石。
投影介紹牛頓——“經(jīng)典力學(xué)之父”的成就，指出牛頓第一定律是牛頓力學(xué)系統(tǒng)中的基礎(chǔ)。
對定律的理解指出：
�、傥矬w運動不需要力。(不受力時，運動會一直運動下來，靜止的一直靜止)
②力是改變物體運動狀態(tài)的原因。
思考與討論：從牛頓第一定律我們得知，物體都要保持它們原來的勻速直線運動或靜止的狀態(tài)，或者說，它們都具有抵抗運動狀態(tài)變化的“本領(lǐng)”。但是這種“本領(lǐng)”的大小是不一樣的。
物體抵抗運動狀態(tài)變化的“本領(lǐng)”，與什么因素有關(guān)？請大家通過實例進行分析。
由學(xué)生分組討論，收集各組的實例和觀點，老師對此進行總結(jié)并對錯誤的認(rèn)識進行引導(dǎo)和糾正。指出：把物體具有保持原來勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)叫慣性。在此基礎(chǔ)上，再提以下設(shè)問：
設(shè)問一：是不是說只有勻速直線運動或靜止的物體才有慣性呢？變速的物體有沒有慣性？
設(shè)問二：液體、氣體有沒有慣性？
(留一定的時間給學(xué)生自由思考)
現(xiàn)象：觀看裝水的氣球破后，水還要維持原來的狀態(tài)
由現(xiàn)象得出：慣性是物體固有的屬性，與物體的運動狀態(tài)無關(guān)，物體的質(zhì)量是物體慣性的量度。
通過下面的問題來鞏固和理解牛頓第一定律（由學(xué)生分析并回答）
問題：被踢出的冰塊，在摩擦力可以忽略的冰面上勻速滑動，冰塊受不受向前的作用力？
4．定律的應(yīng)用
通過視頻展示：鐵鍬揚沙（設(shè)問：為什么沙可以被揚出？由學(xué)生回答）
實驗演示車運動碰到障礙物后停止，車上物體反倒（要求解析車停后，車上物體反倒的原因）
提問：你能舉出生活中還有哪些與慣性有關(guān)的現(xiàn)象？
在學(xué)生舉出一些慣性的實例后，看兩段視頻材料：
人在車上拋球，后落回地面（可結(jié)合此理解為什么地球在自轉(zhuǎn)，人起跳后還能落回原地）
汽車實驗廠里的汽車啟動和剎車的過程，以及為什么要系安全帶的必要性（呼應(yīng)新課引入“司機為什么要系安全帶”）
后，在愛因斯坦的一句話中結(jié)束這節(jié)課：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。（強調(diào)這節(jié)課中理想實驗的科學(xué)思想方法的重要性。）
