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牛頓第一定律
教學重點：牛頓第一定律的理解與掌握，a與F，M的關系的理解與掌握
教學難點：通過牛頓第一定律分析物體的運動，a與F，M的關系的實驗的理解
人推車走，不推車停，由此看來必須有力作用在物體上，物體才運動，沒有力作用在物體上，物體就不運動——這是兩千多年前亞里士多德說的。事實如此嗎？
水平面上運動的小車，沒有推它也沒有拉它，那它并沒有力作用在它身上，可是它為什么還能運動呢？雖然運動一段時間后才停下，而停下的原因是因為受到了 力的作用。
思考：如果運動的小車受到的摩擦力消失后，小車的運動狀態又是什么樣的呢？
伽利略設計了左圖的實驗，讓一個小球沿斜面從靜止狀態開始運動，小球將“沖”上另一個斜面。如果沒有摩擦，小球將到達原來的 。如果第二個斜面傾角較小，小球仍將到達原來的高度，但是運動距離更長。當斜面最終變成水平面時，小球要到達原有高度將永遠運動下去。
現實生活中，阻力不可能完全消除，所以伽利略實驗是一個理想實驗，運用推理的方法找到了運動和力的關系。笛卡爾也研究了此問題，他認為，如果運動中的物體沒有受到力的作用，以同一速度沿同一直線運動，既不會停下，也不會偏離原來的運動方向。
牛頓第一定律
隔了大概100多年，英國科學家牛頓總結了伽利略和笛卡爾的相關觀點，總結了著名的牛頓第一定律：一切物體總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態，除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態。
對牛頓第一定律的理解：1、牛頓第一定律借鑒伽利略實驗推導而出，不能用實驗直接驗證。
物體所受合力為0，物體做勻速直線運動或者 。
物體靜止或做勻速直線運動，所受合力為
慣性
慣性：物體保持原有勻速直線運動狀態或靜止狀態的性質。
表現形式：1當物體不受外力或所受合外力為零時，慣性表現為保持原有 狀態不變的性質
2當物體受到外力作用時，慣性表現為改變運動狀態的難易程度，物體慣性越大，它的運動狀態越難 。
慣性的量度：慣性與物體的質量有關，質量 （大/小）的物體運動狀態難改變，而慣性與速度的大小無關，質量小的物體即使速度大，但受外力作用時，運動狀態也容易改變。
例：火車在平直軌道上勻速行駛，車廂內有一個人向上跳起，發現仍落回車上原處，這是因為（ ）
人跳起后，車廂內空氣給他以向前力，使他隨與同火車一起向前運動
人跳起的瞬間，車廂地板給他一個向前的力，使他與火車一起向前運動
C．人跳起后，車在繼續向前運動，所以人落下后必定偏后一些，只有由于時間很短，不明顯而已
D．從人跳起后仍落到回車上原處，這是由于人有慣性，在水平方向上始終和車具有相同的速度
三、加速度、質量與力
根據牛頓第一定律，在地面上做勻速直線運動的物體所受合力為 ， 外力作用。那如果物體做變速運動，比如勻加速直線運動時，此時地面上的物塊水平方向上所受合力 0，必然有外力的作用。物受到外力，速度越來越快，但是外力的大小不同，小車的運動速度變化的快慢也會不同。物理學上表示速度變化快慢的物理量是 ，即物體受到的外力不同，加速度
質量大的物體的運動狀態 （容易/不容易）受外力作用而改變。即使在外力相同的情況下，質量大的物體和質量小的物體運動狀態都被改變了，都在運動，且在外力的作用下兩物體運動越來越快，速度一直在增加，但是速度增加（變化）的快慢情況是 （相同/不同）的。即物體的質量不同，相同外力的情況下，物體加速度大小也是不同的。
加速度與力的關系
實驗原理如下：鉤碼的重力提供拉力，即G F拉，重力不同，拉力大小不同，但對每個小車來說拉力可以保持不變，所以小車應該做 直線運動．根據紙帶上的點可以測出小車做勻速直線運動的加速度，就可以得到加速度與受力之間的關系。
思考：木板為什么傾斜一定的角度？
可以消除摩擦力的影響。若木板水平，小車運動過程中會受到木板對其摩擦力的作用，對小車受力分析，水平方向上，小車受繩子對其向左的拉力F拉，木板對小車向右的摩擦力f，小車受到的外力為F= ，而繩子對小車的拉力F拉大小等于鉤碼的重力G，即此時小車受到的外力F 鉤碼的重力G，會對實驗造成影響。故傾斜一定角度后，先不掛鉤碼，使小車在木板上做勻速直線運動，對小車受力分析，重力沿斜面方向的分力Gx與摩擦力f平衡。摩擦力被抵消，不會對實驗造成影響。
表格記錄：
圖像記錄：a-F圖像
分析圖像，可以得出結論：在研究物體質量不變的情況下，物體的加速度與物體所受的外力成 比．
加速度是矢量，力也是矢量，加速度與外力方向是相同的
加速度與質量的關系
實驗操作：相同的實驗裝置，不改變鉤碼的重力，即作用在小車上的拉力大小不變，可以在小車上增減砝碼，達到改變小車 的目的。還是使小車從靜止做勻加速直線運動，通過紙帶計算出小車的加速度，然后比較加速度與質量的關系。
表格記錄：
圖像記錄：a-m圖像
作a—M圖象發現圖象是曲線，并不能確定a-m的關系，這時可以作a-1/m圖象來解決這個問題，a—1／M圖象做出來后發現是一條過原點的直線，說明a與1/m成 正比，所以物體的加速度和質量成反比
通過實驗，我們總結出結論：物體的加速度和物體所受的 （合力/力）成正比，和物體的 成反比．
反思總結：外力是使物體產生__________的原因．物體運動狀態發生改變時，物體一定具有_________，物體一定受到__________的作用．
　　2． 質量一定時物體的加速度與它所受的外力成 ；外力一定時加速度與物體的質量成 。
　　3． 某兩個同學用圖4-2-6所示的裝置（圖中A為小車，B為帶滑輪的長木板，C為水平桌面），分別在《探究加速度與外力間的關系》實驗中，各自得到的圖象如圖4-2-6中甲和乙所示，則出現此種現象的原因甲是 ，乙是 ．
　　
練習：
1、下列說法正確的是(　　)
A．牛頓運動定律就是牛頓力學
B．牛頓力學的基礎是牛頓運動定律
C．牛頓運動定律可以解決自然界中所有的問題
D．牛頓力學可以解決自然界中所有的問題
2、 某實驗小組利用如圖所示的裝置，探究在質量不變的情況下加速度與合外力的關系（已平衡摩擦力）。小車上放有n個砝碼，小車與砝碼的總質量為M，小桶質量為m0。每次從小車中取出一個砝碼放入小桶中，將小桶和桶內砝碼的總重力視為合外力F，對應的加速度a則從打下的紙帶中計算得出。多次改變合外力F的大小，計算相應的加速度。實驗中，桶內的砝碼取自小車中，故系統的總質量不變。以合外力F為橫軸、加速度a為縱軸，畫出a-F圖像，圖像是一條過原點的直線。

（1）a-F圖像斜率的物理意義是______（填正確答案標號）
A． B． C．M D．
（2）實驗中，你認為把小桶和桶內砝碼的總重力當作合外力F是_______（填“合理”或“不合理”）的。
（3）實驗中，_______（填“需要”或“不需要”）滿足“小車和車上砝碼總質量”遠大于“小桶和桶內砝碼總質量”的實驗條件。

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