课堂导入

师：同学们，咱们今天学习第四章 节，牛顿 定律。

师：大家回忆一下，前两章咱们学习了什么？

生：运动学。

师：第三章咱们学习了什么？

生：作用力（平衡状态）。

师：大家有没有想过力和运动有什么关系？或者有没有想过物体为什么会运动？

学生默然。

师：今天我们学习的牛顿 定律和后面的第二定律就是为了揭示力和运动的关系。

亚里士多德的结论

举例：马拉车，车才能一直保持运动；人拉箱子，箱子才能一直保持运动；人推桌子，桌子才能一直保持运动；

师：这里的推和拉，指的是什么？

生：力。

师：这里的“一直保持”是什么意思？

生：维持。

师：运动指的就是运动状态。这说明了一句话，初中大家应该学习过，是什么？

生：力是维持运动的原因。

师：非常好，这就是亚里士多德当时得出的结论。我们再回想一下，亚里士多德是怎么得出的这个结论？

生：根据生活经验，然后归纳总结，从而得出结论。

师：当然，亚里士多德也会被生活经验误导。比如……

生：比如他根据生活经验得出“重的物体下落的快”的结论。

伽利略的智慧

师：伽利略注意到一个基本的物理事实：小球能够从一个斜面上滚下，然后冲上另一个斜面。这是不是事实？

生：是。

师：聪明智慧如伽利略，从这个基本的事实出发，又一次证明亚里士多德的错误。如果是你，你该怎么从这个事实出发证明亚里士多德“力是维持运动的原因”这个结论是错误的？

学生默然。（我没有安排课前预习。）

能不能上升到原来高度

师：我们来看亚里士多德的逻辑演义。他发现，如果斜面 光滑，小球将从一个斜面滚下，然后对面斜面原来高度。这是不是事实？

生：是。

师：自然界并没有 光滑的物体，你怎么就知道这是事实？

生：机械能守恒。

师：伽利略那个时候，能量的概念都还不清晰呢，哪里来的机械能守恒定律。你明知道伽利略的结论是正确的，但我如果是个“杠精”，你怎么说服我呢？

生：弄一个非常接近光滑的物体，小球“几乎”爬升到原来高度。

师：“几乎”爬行到原来高度，不还是没有到原来高度吗？我可不信你这“几乎”。就凭你嗓门大就想让我信你吗？你把这个“几乎”喊破天，他也没有到原来高度。我可是杠精哦……

生：先用特别粗糙的物体，小球爬升的高度比较低；再用相对不那么粗糙的物体，小球爬升高度升高了；再用相比比较光滑的物体，小球爬升高度更高了。这说明，越光滑，小球爬升的高度越高，最终有接近原来高度的趋势。

师：对了。这个趋势还是很有说服力的。这才是物理实证的思想。记住，咱们物理说服别人，不能靠嗓门大，要靠逻辑和实验结果。

小球能走多远

师：伽利略智慧的第二步，如果将第二个斜面倾角变小一点，小球会再次达到原来高度。这是不是事实？

生：是事实。

师：这个时候，你会发现，小球所走的路程变得……

生：长了。

师：根据前面的推导，伽利略“异想天开”：如果第二个斜面是水平的，小球会怎么样？

生：小球为了上升到原来的高度，会一直运动下去。

师：非常好。实验到此结束。这个实验能够在实验室里做吗？

生：不能。

师：为什么不能？

生：因为没有 的光滑，也不能让小球永远的运动下去。这个永远咱们也没有办法观察。

师：所以这个实验被称之为理想实验。这个理想实验说明了一个结论。

结论是什么？

师：这个结论是“力是改变物体运动状态的原因”，对吗？

生：对。（众口一词）

老师默然，长久的默然导致的是学生意见的分歧。

生：不对吧。（有学生说）

师：哪里不对了？

生：这个实验只能说明：小球 的一直运动下去，并不需要力来维持，所以这个实验的结论应该是：力不是维持运动的原因。

师：非常好。这中间一定要严格的辨析物理实验和结论的逻辑关系。力是改变物体运动状态的原因，这句话是正确的，但是伽利略的实验并不能得到这个结论。因为伽利略的实验并没有涉及改变运动状态。

师：还记得伽利略与亚里士多德的另一次对话吗？

生：记得。亚里士多德说“重的物体下落下落的快”，伽利略用斜面实验说明了亚里士多德是错误的。

师：虽然亚里士多德错误了两次，但是这并不能说明亚里士多德不伟大。亚里士多德的伟大之处在于他提出了很好的问题。提出好问题很重要，将来你成为一个细分行业的 专家了，这个行业领域的知识你全部掌握了。这个时候，你要做的就不是学习别人的知识，而是要做出开拓性的贡献，这就要创造知识。要达到这个成就的 步就是……

生：提出好的问题！

笛卡尔的表述

笛卡尔：如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向。

师：这里笛卡尔的意思就是“惯性”。

站在巨人的肩膀上——牛顿的表述

牛顿 定律：一切物体总保持匀速直线运动状态和静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。

师：牛顿说他是站在“巨人的肩膀上”。这可不是谦辞。你看牛顿 定律的表述，是不是建立在笛卡尔和伽利略的基础上？

生：是的。

师：这前半句话“一切物体总保持匀速直线运动状态和静止状态”和笛卡尔的表述基本上一致，这就是惯性。

师：后半句话“除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态”，这是对力的再定义。

师：以后，你看到一只苍蝇飞着，忽然拐了个弯，说明什么？

（之所以举这个例子，就是因为有个苍蝇一直在电脑屏幕前飞来飞去，着实讨厌，引得学生哄堂大笑。）

生：说明有力的作用。因为运动状态变化了。

师：这只苍蝇飞得越来越慢了，说明什么？

生：有力的作用。

总结

本节课用连串的问题，引导学生回顾了一段物理学史。设身处地的考虑了亚里士多德想法，见识了伽利略的智慧，并尝试用牛顿 定律解决问题——这个问题刚好就在电脑面前飞来飞去，它积极主动地参与了课堂。

从逻辑上来说，这节课的设计注重知识的“生成”，几乎所有的重要论断都是学生总结出来的，然后学生自己又判定正确与否。学生的主体地位得到了保障。

这节课又不怎么费力。所有问题好像都是水到渠成的。这节课应该是轻松的、贴合情景的。