牛頓第一運(yùn)動定律學(xué)習(xí)方法探究

宗　澳/內(nèi)黃縣第一中學(xué)分校2014級11班

牛頓第一運(yùn)動定律學(xué)習(xí)方法探究

宗澳/內(nèi)黃縣第一中學(xué)分校2014級11班

本文通過實(shí)驗(yàn)、設(shè)置問題、推導(dǎo)定律，論述了學(xué)習(xí)牛頓第一定律的方法，學(xué)習(xí)理論的基礎(chǔ)是實(shí)踐，要得到科學(xué)的真理，必須運(yùn)用正確的學(xué)習(xí)方法，進(jìn)行深入的科學(xué)分析，從而提高解決學(xué)習(xí)中實(shí)際問題的能力。

力、運(yùn)動、靜止

牛頓第一運(yùn)動定律，是動力學(xué)的基本定律之一，是整個(gè)力學(xué)的基礎(chǔ)。在物理課的學(xué)習(xí)中，它既是重點(diǎn)，又是難點(diǎn)。由于高中生分析問題、解決問題的能力還不太強(qiáng)，在這一課的學(xué)習(xí)中，我通過實(shí)例以及對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察，運(yùn)用分析、比較、推理等方法，爭取把感性認(rèn)識上升到理性認(rèn)識，從而概括出事物的本質(zhì)特性，論述了學(xué)習(xí)牛頓第一定律的心得體會。

一、通過實(shí)驗(yàn)、設(shè)置問題、推導(dǎo)定律

牛頓第一運(yùn)動定律的學(xué)習(xí)，教師盡管費(fèi)了許多口舌，學(xué)生往往還是很難拋棄運(yùn)動需要力來維持的錯(cuò)誤觀點(diǎn)。通過設(shè)置問題，主動展開討論、辯論的方式學(xué)習(xí)，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(fēng)就不搖等等，這些事實(shí)充分說明了力是使物體運(yùn)動的原因；接著又反過來想到一些事例，如已經(jīng)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(yùn)動，沒有力的作用，物體就要靜止。例如：用力推桌子，桌子就運(yùn)動起來，停止用力，桌子就停下來。但有些現(xiàn)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(yùn)動起來，停止用力后，小車并不馬上停止，還要前進(jìn)一段距離才停下來。沒有用力推它，小車還能運(yùn)動，說明：運(yùn)動著的物體不受外力作用時(shí)還會繼續(xù)運(yùn)動。

伽利略終于在十七世紀(jì)通過實(shí)驗(yàn)的研究和理論分析，證明了亞里士多德這個(gè)被沿用了兩千多年的說法是錯(cuò)誤的。他認(rèn)為，如果物體在運(yùn)動中不受任何力的作用，它的速度將保持不變，永遠(yuǎn)運(yùn)動下去。

為了進(jìn)一步認(rèn)識運(yùn)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(yùn)動物體不受外力作用，它的速度將保持不變，永遠(yuǎn)運(yùn)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(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)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(yùn)動所通過的距離，比較實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出：S毛巾＜S棉布＜S木板。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，啟發(fā)科學(xué)的設(shè)想、推理，設(shè)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(gè)最大？哪個(gè)最?。咳N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??；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(dāng)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(yuǎn)很遠(yuǎn)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(yùn)動。這樣層層深入，通過設(shè)置問題，步步緊逼，根據(jù)分析推理，得出結(jié)論比較自然。

以上討論是指運(yùn)動物體不受外力作用時(shí)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(shí)，它們將永遠(yuǎn)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(shí)候，總保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)”。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(shí)，原來運(yùn)動的，則保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)；靜止的，則保持靜止?fàn)顟B(tài)。而不是兩種狀態(tài)共存，所以絕不能用“和”字代替。

通過對牛頓第一定律的學(xué)習(xí)，使我認(rèn)識到，科學(xué)概念定理、定律的得出，并不是偶然的，而要經(jīng)過長期反復(fù)的探討和深入的研究，逐步發(fā)展和總結(jié)出來的。人們對于客觀事物的認(rèn)識也是逐步發(fā)展，逐步深化，永遠(yuǎn)不會完結(jié)。

二、運(yùn)用規(guī)律解釋現(xiàn)象、培養(yǎng)正確的學(xué)習(xí)方法

鞏固和深化概念，運(yùn)用概念和規(guī)律分析解決實(shí)際問題，乃是認(rèn)識的第二個(gè)飛躍，下面談幾點(diǎn)學(xué)習(xí)心得體會。

1.學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)是提高學(xué)習(xí)效果的根本途徑。世界著名的教育家夸美紐斯認(rèn)為：“興趣是創(chuàng)造一個(gè)樂觀和光明的教學(xué)環(huán)境的主要途徑之一?！币粋€(gè)好的例子，一個(gè)好的實(shí)驗(yàn)或者是一個(gè)發(fā)人深省的提問都能引起興趣。在學(xué)習(xí)中一旦有了興趣，就會主動、積極、愉快地學(xué)習(xí)，所以一開始學(xué)習(xí)，就不斷設(shè)置問題，帶著問題去思考、去學(xué)習(xí)，最大限度地提高學(xué)習(xí)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(shí)驗(yàn)）材料，把感性認(rèn)識上升到理性認(rèn)識。概念和定律是事物的本質(zhì)特征在人們頭腦中的反映，是理性認(rèn)識，需要在感性認(rèn)識的基礎(chǔ)上建立。我在這一課的學(xué)習(xí)中充分的考慮到了我們生活中熟悉的事例，進(jìn)行科學(xué)的想象與回憶。但僅僅如此還不夠，例如還要做好演示實(shí)驗(yàn)，盡可能的增加動手動腦的機(jī)會，給感官以強(qiáng)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(xué)的想象，培養(yǎng)推理能力。運(yùn)動物體不受外力的時(shí)候，總是保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)，這是學(xué)習(xí)之初難以理解的。而且牛頓第一定律又無法用實(shí)驗(yàn)直接證明，而是間接推導(dǎo)，這是學(xué)習(xí)中的難點(diǎn)。我在學(xué)習(xí)中以實(shí)驗(yàn)結(jié)果為依據(jù)，進(jìn)行分析推理，啟發(fā)科學(xué)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(jié)論。

通過對牛頓第一定律的學(xué)習(xí)，我感到學(xué)習(xí)理論的基礎(chǔ)是實(shí)踐，科學(xué)的認(rèn)識更不能單憑直接經(jīng)驗(yàn)獲得。要得到科學(xué)的真理，必須運(yùn)用正確的學(xué)習(xí)方法，進(jìn)行深入的科學(xué)分析，從而提高解決學(xué)習(xí)中實(shí)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(xué)教材全解高中物理必修1[M].