如何让《牛顿第一定律》变得不难学

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  牛顿第一定律是力学中很重要的教学内容之一,它揭示的是物体在不受外力作用时的运动规律。由于物体不受外力作用是无法实现的,所以该定律给出的是物体在理想状态下的运动规律。学生在学习时,很多人感觉到很难学,甚至无法理解。但是如果对教学内容作恰当的处理,精心安排组织教学,定能化难为易,让学生学得轻松。结合多年的教学实践,谈谈具体的做法:
  
  一、探究是基础,为推理作好铺垫
  
  组织学生认真做好伽利略实验,关键的步骤要进行强调,如必须让同一小车从同一斜面同一高度处自由地滑下来,以保证小车在到达水平面时具有相同的初速度。由学生认真观察并测量出小车在不同水平面上停下来时所通过的路程,得出初步结论:小车受到的阻力越小,它通过的路程就越长。
  
  二、采用渐进式的推理,遵循思维规律
  
  物体由受力作用到不受力作用,是一个质的飞跃过程,推导过程要充分体现学生的主体地位,教师可采用递进设问的方式加以引导,尽可能细致、严密。具体过程大致为:1、小车在水平面上运动的速度为什么会逐渐变小最后停下来?(因为小车受到阻力的作用)2、如果小车受到的阻力再减小一些,它通过的路程会怎样?(不断变长)3、如果小车受到的阻力不断地减小下去, 它通过的路程又会怎样呢?(会不断地延长下去)4、如果小车受到的阻力减小为零,即不再受到阻力作用时,小车又将会怎样呢?(小车不再会停下来,而是以原来速度的大小和方向,永远运动下去,即做匀速直线运动)提出的每一个问题都交由学生思考讨论。分析交流,然后整理归纳。
  至此能否下结论:运动的物体在不受外力作用时,保持匀速直线运动状态呢?暂时还不能,因为小车即使不受阻力作用,但是还要受到其它力的作用,绝对不能避而不管。
  
  三、引导学生充分运用已有知识展开分析和讨论,得出结论
  
  首先让学生对小车进行受力分析,学生们发现:即使没有了阻力,但在竖直方向仍要受到重力和支持力的作用。由前面学过的知识,让学生分析讨论可以得出:重力和支持力恰好是一对平衡力,而平衡力的合力为零,由合力的概念可知,合力为零等于不受力作用,即受平衡力作用完全可以看作不受力作用。至此,便可以顺理成章地得出: 运动的物体在不受外力作用时,保持匀速直线运动状态。
  
  四、完善内容,由分到总得出定律
  
  运动的物体在不受外力作用时的运动规律清楚以后,对于静止的物体在不受外力作用时的运动规律,可以采取类似的方法,让学生将小车放在水平木板上,不用力去推或者拉它,小车就不会运动起来,保持静止状态。小车此时只在竖直方向受到重力和支持力这一对平衡力作用。其合力为零,等效于不受力作用。由此得出结论:静止的物体在不受外力作用时,保持静止状态。
  把静止的物体和运动的物体在不受外力作用时的运动规律综合起来,就得到了完整的牛顿第一定律:
  一切物体在不受外力作用时,总保持匀速直线运动状态或静止状态。
  学生们通过比较和讨论,明白了物体在不受力时的运动规律与物体受平衡力时的运动规律是完全一样的。
  经过这样处理以后,扫清学习障碍,学生容易接受和理解,很好地掌握了新知识,而且还复习巩固了旧知识,理清了各知识之间的联系,同时训练了学生运用已学知识解决新问题的能力。
  (作者联通:445704湖北省来凤县旧司乡高洞中学)
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