牛頓第一運動定律學習方法探究

宗　澳/內黃縣第一中學分校2014級11班

牛頓第一運動定律學習方法探究

宗澳/內黃縣第一中學分校2014級11班

本文通過實驗、設置問題、推導定律，論述了學習牛頓第一定律的方法，學習理論的基礎是實踐，要得到科學的真理，必須運用正確的學習方法，進行深入的科學分析，從而提高解決學習中實際問題的能力。

力、運動、靜止

牛頓第一運動定律，是動力學的基本定律之一，是整個力學的基礎。在物理課的學習中，它既是重點，又是難點。由于高中生分析問題、解決問題的能力還不太強，在這一課的學習中，我通過實例以及對實驗現象的觀察，運用分析、比較、推理等方法，爭取把感性認識上升到理性認識，從而概括出事物的本質特性，論述了學習牛頓第一定律的心得體會。

一、通過實驗、設置問題、推導定律

牛頓第一運動定律的學習，教師盡管費了許多口舌，學生往往還是很難拋棄運動需要力來維持的錯誤觀點。通過設置問題，主動展開討論、辯論的方式學習，效果大為不同。

我首先考慮到一些事例，如桌子不推就不動，樹枝無風就不搖等等，這些事實充分說明了力是使物體運動的原因；接著又反過來想到一些事例，如已經推動的桌子，一抬手就停住了等等。

兩千多年前，亞里士多德提出，必須有力作用在物體上，物體才能運動，沒有力的作用，物體就要靜止。例如：用力推桌子，桌子就運動起來，停止用力，桌子就停下來。但有些現象亞里士多德的說法不能解釋。例如：用力推一輛小車，使它運動起來，停止用力后，小車并不馬上停止，還要前進一段距離才停下來。沒有用力推它，小車還能運動，說明：運動著的物體不受外力作用時還會繼續運動。

伽利略終于在十七世紀通過實驗的研究和理論分析，證明了亞里士多德這個被沿用了兩千多年的說法是錯誤的。他認為，如果物體在運動中不受任何力的作用，它的速度將保持不變，永遠運動下去。

為了進一步認識運動物體速度的減小，是由于受到了其他物體力的作用。按照伽利略的論述，運動物體不受外力作用，它的速度將保持不變，永遠運動下去，可為什么小車通過一段距離后卻停下來了？為了比較不同表面阻力不同，我進行實驗驗證，讓同一小車，從同樣高度的斜面滑下，分別記錄小車在毛巾、棉布、木板三種不同表面上運動所通過的距離，比較實驗結果得出：S毛巾＜S棉布＜S木板。根據實驗結果，啟發科學的設想、推理，設置問題：S毛巾＜S棉布＜S木板說明什么？這三種表面小車的阻力是否相同？哪個最大？哪個最小？三種表面對它的阻力不同，所以通過的距離也不同。毛巾表面對它的阻力最大，小車速度減小最快，通過的距離最小；光滑木板對它的阻力最小，速度減小最慢，通過的距離最大。如果表面非常光滑，阻力和速度的改變又怎樣？當表面非常光滑，小車所受阻力就很小很小，速度的變化也很小很小，或者幾乎不變，小車通過的距離就很遠很遠了。由此推知，假如表面絕對光滑，小車將不受阻力，它將作勻速運動。這樣層層深入，通過設置問題，步步緊逼，根據分析推理，得出結論比較自然。

以上討論是指運動物體不受外力作用時的情況。那么靜止的物體不受外力作用又將如何？這里只要略舉一二事例，就可迎刃而解。例如：放在桌上的東西以及靜止在地面上的足球，不受外力作用時，它們將永遠保持靜止。

綜上所述可以得出：“一切物體在沒有受到外力作用的時候，總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態”。這就是著名的牛頓第一定律。

牛頓第一定律中“或”字的意義，它的含義是指一切物體不受外力作用時，原來運動的，則保持勻速直線運動狀態；靜止的，則保持靜止狀態。而不是兩種狀態共存，所以絕不能用“和”字代替。

通過對牛頓第一定律的學習，使我認識到，科學概念定理、定律的得出，并不是偶然的，而要經過長期反復的探討和深入的研究，逐步發展和總結出來的。人們對于客觀事物的認識也是逐步發展，逐步深化，永遠不會完結。

二、運用規律解釋現象、培養正確的學習方法

鞏固和深化概念，運用概念和規律分析解決實際問題，乃是認識的第二個飛躍，下面談幾點學習心得體會。

1.學習興趣的培養是提高學習效果的根本途徑。世界著名的教育家夸美紐斯認為：“興趣是創造一個樂觀和光明的教學環境的主要途徑之一。”一個好的例子，一個好的實驗或者是一個發人深省的提問都能引起興趣。在學習中一旦有了興趣，就會主動、積極、愉快地學習，所以一開始學習，就不斷設置問題，帶著問題去思考、去學習，最大限度地提高學習的積極性，往往能取得事半功倍的效果。

2.充分利用直觀（事例、實驗）材料，把感性認識上升到理性認識。概念和定律是事物的本質特征在人們頭腦中的反映，是理性認識，需要在感性認識的基礎上建立。我在這一課的學習中充分的考慮到了我們生活中熟悉的事例，進行科學的想象與回憶。但僅僅如此還不夠，例如還要做好演示實驗，盡可能的增加動手動腦的機會，給感官以強烈刺激，這樣提供的直觀材料，印象深刻，形象鮮明，以最大的效率接受知識信息。

3.展開科學的想象，培養推理能力。運動物體不受外力的時候，總是保持勻速直線運動狀態，這是學習之初難以理解的。而且牛頓第一定律又無法用實驗直接證明，而是間接推導，這是學習中的難點。我在學習中以實驗結果為依據，進行分析推理，啟發科學的想象，采用剝柚子的辦法，層層深入，一直追下去（如前所述），最后比較自然的得出結論。

通過對牛頓第一定律的學習，我感到學習理論的基礎是實踐，科學的認識更不能單憑直接經驗獲得。要得到科學的真理，必須運用正確的學習方法，進行深入的科學分析，從而提高解決學習中實際問題的能力。

[1]人民教育出版社課程教材研究所.物理必修1[M].

[2]薛金星.中學教材全解高中物理必修1[M].