内容正文:
第1节
牛顿第一定律
必修一
第四章
编号 知识点 教材出处 情境图 问题链 演绎推理(具体/个别/分析) 归纳推理(抽象/一般/综合)
01 节问题 引入 必修一P83 滑冰运动 力和运动无处不在。 力与运动之间究竟有什 么关系? 这个看似简单的问题, 曾 经困扰了人们数千年,并由此 引发了科学史上一次次影响广 泛、意义深远的思想革命,改 变了人们对世界的认识。 科学史上出现了三个重要 的代表人物,他们生活在不同 的时代。三位智者跨越时空的 “对话 ”,展示了经典力学创 建的漫长而艰辛的历程。
02 节问题 引入 粤教版
必修一P99
图 4-1-1 亚里士多德
亚里士多德是古希 腊哲学的集大成者,被誉 为“ 百科全书式的哲学 家 ”。 生活中一个常见的 现象:箱子原来静止在粗 糙的水平面上,当人用力 推时,箱子被推动;手松 开后,箱子停下来。生活 中类似的现象还有很多。 对此现象,亚里士多德持 什么观点? 早在两千多年前,古希腊 哲学家亚里士多德就对运动和 力的关系进行了思考,并基于 观察和直觉,得出结论:有力 作用在物体上,物体才运动; 撤掉力,运动就停止。
长期以来,人们从经验出发, 认为要使一个物体运动,必须推或 拉 ;停止推拉,物体也就很快停止 运动。 亚里士多德的观点可表述 为:力是维持物体运动的原因, 即有外力的作用时物体才能运 动,要维持物体的运动就需要 外力。
如果仅靠直观感觉来看待力 与运动之间的关系,亚里士多德的 观点似乎符合日常经验。
吃透新教材·以图说理 必修一 第四章 第1节 牛顿第一定律
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03 节问题 引入 鲁科版
必修一P109 伽利略
无论是亚里士多德, 还是伽利略和笛卡儿,都 没有提出力的概念。 在生活中,我们也看 到这样的现象:一辆小车 静止在水平面上,当用力 推它,小车运动起来;当 停止推它,小车并没有马 上停下来,而是运动一段 距离后才停下来。对此现 象,伽利略是持什么观 点? 直至近四百年前,意大利 科学家伽利略才揭示了事物现 象的本质。伽利略认为,一个 运动物体的自然倾向是继续运 动,并不需要力来维持这个运 动。在水平面上运动的物体之 所以会停下来,是因为受到摩 擦力的阻碍作用。若没有摩擦, 物体将永远运动下去。 伽利略的观点可表述为:
力不是维持物体运动的原因。
伽利略对非水平面上的运动 是否需要力来维持,没有给出合理 的解释。同时代的法国科学家笛卡 尔进一步补充和完善了伽利略的 观点,指出了物体在非水平面上的 运动也不需要力来维持。
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04 理想实 验的魅 力 粤教版
必修一P99
图 4-1-2 图 4-1-2 伽利略的理 想斜面实验 让一个小球沿斜面 从静止状态开始运动,小 球将 “冲 ”上另一个斜 面。若没有摩擦,小球会 怎么运动? 伽利略设计了一个如图所 示的理想实验:如果没有摩擦, 小球将到达原来的高度。如果 第二个斜面倾角减小,小球仍 将到达原来的高度,但运动的 距离更长。当斜面最终变为水 平面时,小球要到达原有高度 将永远运动下去。这说明,力 不是维持物体运动的原因。 伽利略理想斜面实验
伽利略利用这个理想斜面 实验,采用实验与科学推理相 结合的方法,得出了“物体的 运动不需要力来维持 ”的结论, 从而否定了维持近两千年的亚 里士多德的观点。
伽利略理想实验为牛顿第一 定律提供了实验依据。
伽利略理想实验的本质是想象着把实际中 存在、影响物体运动的摩擦力去掉,抓住事物的 本质。这种依据逻辑推理把实际实验理想化的思 想也是研究物理问题的重要方法之一。
我们知道,阻力不可能完全消除,第二个斜 面也不可能做得无限长,所以,伽利略的实验是 一个“理想实验 ”。虽然这个实验无法实现,但 是,伽利略在实验基础上进一步推理的方法,帮 助我们找到了解决运动和力的关系问题的方法。 伽利略同时代的法国科学 家 笛 卡 儿 (R. Descartes , 1596— 1