通常牛顿第一定律的教学,一般是按教材编排顺序,先进行演示实验引出课题,然后通过讲解伽利略与亚里士多德的争论,消除“力是维持物体运动原因”的错误观念,进一步通过做斜面小车实验证明牛顿第一定律的正确性,最后让学生运用牛顿第一定律去解释日常生活中的现象,从而完成整个教学过程。
为了检验学生学习和掌握牛顿第一定律的情况,我们曾用这样一道题目来检测学生。题目如下:你坐在向前匀速直线运动的汽车里,将手中的钥匙竖直上抛,问当钥匙落下来时是落在手里,还是落在手后面。全班61名同学在试卷上皆答:落在手后面。问其原因,皆曰:汽车在走,而钥匙抛出后不再向前走了。
怎样更好地改进牛顿第一定律的教学效果,使牛顿第一定律的教学效果真正是实实在在意义上的令人满足。我们认为,囿于一般形式上的教学方法的改进已是隔靴搔痒,而必须深入到学生的认知结构中去考查学生产生错误认识的根源。
认知心理学的理论告诉我们,学生学习物理概念、规律时所形成的错误,常常是由于其头脑中的前科学概念的影响。
所谓前科学概念,是指儿童在学习物理课程以前的生活实际中,对各种物理现象和过程在头脑中反复建构所形成的系统的但并非科学的观念。比如牛顿第一定律就是如此。在物理教学中,那种认为只需要“正面”传授知识,学生就能接受,如果他们仍不理解,可以多讲几遍就能达到目的的想法,实践证明是过于天真了。因为在有些学生的经验中,早已有了与亚里士多德“力是维持物体运动原因”的理论类似的观念。这样,当他们学习了牛顿第一定律之后,就可能把定律纳入到自己原有的认知结构中,牛顿第一定律实际上成了“力是维持物体运动原因”的代名词。让他们解释用手推车、用脚踢球等一些不易暴露错误观念的生活实例时,他们也能解释得头头是道。但当解释用手抛钥匙、飞机扔炸弹的例子时,他们却又运用亚里士多德的理论去解释,其错误观念暴露无遗。这正是牛顿第一定律教学效果不佳的症结之所在。
研究和改进牛顿第一定律的教学,应当了解学生头脑中前科学概念的特点。
一、学生头脑中的前科学概念是自发
形成的
过去,我们在教学中,常常误认为学生在学习物理之前其头脑如同一张“白纸”,教师可以在上面任意涂画,事实并非如此。学生在长期的生活实践当中,逐渐形成了自己对客观世界物质运动规律的看法。他们几乎每天都会看到物体在力的作用下运动,而在力停止作用时物体静止,于是主观地断言:有力,则物体运动;无力,则物体静止。这正是亚里士多德“力是维持物体运动原因”的理论。
二、学生头脑中的前科学概念具有隐
蔽性
由于学生头脑中前科学概念都是在潜移默化中形成的,所以它以潜在的形式存在。这包含两方面的意义。一个是学生自己并没有意识到它的存在,因为学生并没有有意识地思考并形成“力是维持物体运动原因”的概念。另一个是前科学概念平时并不表现出来,但往往在学生运用物理概念解决问题时表现出来。比如前述测验表明,许多有10多年教龄的初中物理教师头脑中也存在着牛顿第一定律的前科学概念,然而他们自己却并不知道。
三、学生头脑中的前科学概念具有顽
固性
由于前科学概念是儿童头脑中业已形成的概念,且长期的日常生活经验与观察又加强了这些概念。因此,学生头脑中的前科学慨念是非常顽固的。
国内外物理教育界近年来的一些研究表明:一旦学生对某些物理现象形成了前科学概念,要想加以转变是极其困难的。尤其那些在人类科学认识史上经历了曲折历程的前科学概念,更是如此。
按照皮亚杰的理论,学生认识什么和如何行动,主要决定于他们所具有的认知图式(思维模式),而不完全取决于教师所讲述的内容。他们按照自己已有的图式吸收和排斥信息。在有错误认识存在的情形下,就会在头脑中形成和正确信息极不相同的东西。
物理这门自然科学课程比较比较难学,靠死记硬背是学不会的,一字不差地背下来,出个题目还是照样不会做。那么,如何学好物理呢?要想学好物理,应当做到不仅把物理学好,其他课程如数学、化学、语文、历史等都要学好,也就是说学什么,就得学好什么。实际上在学校里,学习好的学生,哪科都学得好,学习差的学生哪科都学得差,基本如此,除了概率很小的先天因素外,这里确实存在一个学习方法问题。
关键词：厘清区别；理解运用；牛顿第一定律
一、厘清牛顿第一定律和亚里士多德“力是维持物体运动原因”理论的联系和区别
研究表明，一旦学生对某些物理现象形成了前科学概念，要想加以转变是极其困难的。学生往往会按照自己已有的认知图式（思维模式）吸收和排斥信息，在有错误认识存在的情形下，有时会形成和正确信息不相同的认识和行动。教学牛顿第一定律，通常是按教材编排顺序，先进行演示实验引出课题，然后通过讲解伽利略与亚里士多德的争论，消除“力是维持物体运动原因”的错误观念，进一步通过做斜面小车实验证明牛顿第一定律的正确性，最后让学生运用牛顿第一定律去解释日常生活中的现象，从而完成整个教学过程。教学中，我让学生解释用手推车、用脚踢球等生活实例，然后让他们解释用手抛钥匙、飞机扔炸弹的例子，帮助他们厘清牛顿第一定律和亚里士多德理论的区别。
二、帮助学生理解、运用牛顿第一定律
教学中，我避免贬低亚里士多德的理论，帮助学生正确理解伽利略理想实验的推论和笛卡儿对惯性定律的贡献，并帮助学生正确理解牛顿第一定律的意义。牛顿继承了伽利略重视实验和逻辑推理的研究方法，也继承了笛卡儿的研究成果。经过深入研究，澄清了力的概念，确立了经典力学的基础――牛顿运动定律。牛顿在1687年出版的《自然哲学的数学原理》一书中对第一定律的表述为：“一切物体总保持静止或匀速直线运动状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。”牛顿第一定律真正揭示了力与运动的关系：力是物体运动状态变化的原因，而不是维持物体运动状态的原因。这是伽利略和笛卡儿都没能解决的。从此惯性定律才真正成为力学理论的基础。所以说，牛顿第一定律才是真正意义上的惯性定律。期中、期末考试时，我用新的情境问题考查学生对于牛顿第一定律的掌握程度：匀速向前行驶的汽车前后玻璃窗上各有一只蜜蜂。两只蜜蜂同时以相同的速度向前后窗飞去，问前窗蜜蜂先飞到后窗，还是后窗蜜蜂先飞到前窗？通过考查，使牛顿第一定律植根于学生的头脑中。
参考文献：
关键词：牛顿第二定律； 加速度； 摩擦力； 合力
中图分类号：G633、7 文献标识码：A 文章编号：1006-3315（2013）08-142-001
牛顿第二定律的基本原理是：受力物体所产生的加速度与该物体所受的合外力成正比，与物体的质量成反比。人们用牛顿第二定律解题的一般方法是：先用力的矢量合成法求出物体所受的合外力，然后在合外力方向用牛顿第二定律列方程求解。反过来，如果我们已知某运动物体的加速度，我们就可以在加速度方向用牛顿第二定律列方程求解问题。但我们有时不需要在加速度方向列方程，而是在加速度的分量方向用牛顿第二定律列方程，同样会解决问题，而且解题的过程会更快捷更方便。本文用一道力学题的解法来阐述在加速度的分量方向上使用牛顿第二定律解题的简便性。
这里计算出的f值是负数，其含义仍然是f的方向问题。即实际计算出来的摩擦力f的方向和我们在图（3）中假设的方向相反，也就是说f的实际方向是沿斜面向下的。
结论：我们以上用两种方法来求这道力学题的摩擦力f，运算的结果是相同的，但运算的过程却大不相同。方法一是用传统的在加速度方向用牛顿第二定律列方程求解，则需要列出两个方程联立才能求解，且数学运算也很复杂。方法二是在加速度a的分量ax方向上用牛顿第二定律列方程求解，则只需要一个方程就可以求出摩擦力f，且数学运算很简单。所以我们在用牛顿第二定律来解力学问题时，不要一概而论地力求在加速度方向上列方程求解，有时我们可以在加速度的分量方向上列方程求解，则问题可能会更简单、更方便。
参考文献：
[1]吴万用、高考常用题型解题经典1000例（物理）[M]大连理工大学出版社，1997年6月第1版
关键词：中职物理；牛顿第一定律；教学
一、关于牛顿第一定律的一些分析理解
1、惯性。惯性：任何物体都有保持静止或者是匀速直线运动状态的的属性。一般情况下，物体的惯性总是通过两种形式表现出来：反抗改变和保持原状。物体惯性的大小看改变其运动状态的难易程度，它是由物体的质量决定的，质量大物体的惯性大，否则就小，与物体运动的状态无关，一切物体都有惯性。
2、惯性运动。惯性运动是从牛顿第一定律中延伸出来的，我们可以把惯性运动定义为：在不受力的作用下物体保持静止或作匀速直线运动称为惯性运动，这同时也就是在牛顿第一定律中所涉及到的物体的运动。
3、力与运动的关系。我们应把力的理解为：力是物体之间的相互作用，是改变物体运动状态的原因，即如果这个物体没有受到任何外力的影响，那么它就会保持原状；如果这个物体受到了外力的作用，那么运动状态就可能改变，但是要改变物体运动状态则必须有受到了外力的作用。
二、关于牛顿第一定律教学思路
1、对教材进行分析。首先，对教材进行全面了解。在学习牛顿第一定律之前，我们学习了关于运动学的相关知识，运动学探讨的是对运动情况的具体描述，而没有涉及到物体运动变化的原因。牛顿第一定律是质点动力学的重要基础，它在运动学和力学的基础上进一步深入。在静力学知识背景下关于力的概念，力的合成与分解，以及由变速运动确立的加速度概念，成为学习运动定律的必要准备；其次，教师要根据教学大纲的基本要求，引入新课。在学习牛顿第一定律课程时，正确引入新课是本课是否取得圆满成功的重要基础。
2、用实践教学学习牛顿第一定律。为了能够更加深入的理解牛顿第一定律，老师可以给学生简单演示三个小实验：第一，小车下坡的之后为什么还能继续前行？这个时候作用力已经从小车身上撤离了，为什么还会运动？第二，我们把小车放在不同的坡面上往下运动，为什么他们前进的距离是不一样的？第三，物体速度不变永远运动下去，方向是否发生变化呢?这时可将实验木板小车方向调整，使小车前进的方向正对着学生，重做上面第三个实验，说明物体不受任何作用力，它既不会向左偏，也不会向右偏，将永远沿直线运动下去。这是笛卡尔研究发现的。通过前边的几个实验，老师可以给学生进行详细的解答，通过老师和学生的研究，我们可以得出以下结论：如果物体在运动中不受任何外力作用，那么它的速度将会保持不变；如果一个物体不受任何外力的作用，它既不会向右，也不会向左，而是直线运动下去。通过上述的几个小实验，我们可以很直观的让学生对牛顿第一定律进行了解。
3、掌握牛顿第一定律。首先，加强对牛顿第一定律的理论学习。通过课本知识，我们可以把牛顿第一定律概括为：任何物体总保持静止状态或匀速运动状态，直到有外力作用于它并改变这种状态为止。物体的这种保持原来的静止状态或匀速运动状态的性质我们称之为惯性，因此，我们也可以称牛顿第一定律为惯性定律。其次，突出牛顿第一定律的物理意义。中职院校学生在学习牛顿第一定律的时候，不能够单纯的学习牛顿第一定律的内容，还要帮助理解牛顿第一定律多包含的物理意义。第一，一切物体都有惯性；第二，力是改变运动状态的原因；第三，牛顿第一定律说明了一个物体在不受外力时候的运动状态是保持静止或者匀速直线运动状态的，也就是说：力不是使物体运动的原因，这一点是至关重要的。
4、发现问题，解决问题。在学习牛顿第一定律的过程中，学会发现问题解决问题是非常重要的。例如在分析具体力学相关问题的时候，有些学生看到一个物体在运动，就以为是受到了外力的作用；有的学生则认为物体的速度大是因为受力大或认为物体受力为零。这是学生保留着力是运动的原因的潜在影响。在教学中老师应该及时发现并解决这样的问题。
同时，惯性也是一个学生比较容易出错的知识点。有些同学认为只有匀速直线运动和静止的物体才有惯性，如果这个物体做其它运动就没有惯性；这种错误认识很有可能就是把“物体具有保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性”这个概念错误的理解为“物体只有保持原来的匀速直线运动状态或静止状态时才有惯性”。在牛顿第一定律的学习中，对于惯性这个基本概念，我们应当承认是本节教学的重点和难点，想通过一节课的教学就让学生正确理解是相当困难的，所以就需要老师在后续的教学中，结合教材有针对性地不断纠正学生的错误观点，可以让学生自己举些例子来说明物体的惯性，从而加深对惯性的的正确理解。
5、巩固课堂教学效果。在学习了牛顿第一定律之后，老师应该引导学生巩固课程所学知识。牛顿第一定律告诉我们物体的运动是不需要力来维持的，物体总有保持原来运动状态的性质。老师可以让学生在课后注意一下身边的例子，看看哪一些可以用牛顿第一定律来解释，进一步巩固自己所学的知识。
三、关于牛顿第一定律教学中的物理学史意义
牛顿第一定律是科学推理得出的一种理想化的运动规律，此前伽利略曾非正式地提出过惯性定律和外力作用下物体的运动规律，这为牛顿正式提出运动第一、第二定律奠定了基础。在经典力学的创立上，伽利略可说是牛顿的先驱。伽利略对物理规律的论证非常严格，他创立了对物理现象进行实验研究并把实验的方法与数学方法、逻辑论证相结合的科学研究方法，伽利略的这一自然科学新方法，有力地促进物理学的发展，他因此被誉为是“经典物理学的奠基人”。 伽利略的发现，以及他所用的科学推理方法，是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正的开端！让我们记住――“一切推理都必须从观察与实验中得来。”
牛顿第一定律亦称“惯性定律”，它科学地阐明力和运动的关系，提出了一切物体都具有惯性，它是物理学的一条基本定律。
【参考文献】
[1]吴进校、对“牛顿第一定律”一节的几点认识
认知心理学的理论告诉我们，学生学习物理概念、规律时所形成的错误，常常是由于其头脑中存在的前科学概念影响所致。
所谓前科学概念，是指儿童在学习物理课程以前的生活实际中，对各种物理现象和过程在头脑中反复建构所形成的系统的但并非科学的观念。比如牛顿第一定律就是如此。在物理教学中，那种认为只需要“正面”传授知识，学生就能接受，如果他们仍不理解，可以多讲几遍就能达到目的的想法，实践证明是过于天真了。因为在有些学生的经验中，早已有了与亚里士多德“力是维持物体运动原因”的理论类似的观念。这样，当他们学习了牛顿第一定律之后，就可能把定律纳入到自己原有的认知结构中，牛顿第一定律实际上成了“力是维持物体运动原因”的代名词。让他们解释用手抛钥匙、飞机扔炸弹的例子时，他们却又运用亚里士多德的理论去解释，其错误观念暴露无遗。这正是牛顿第一定律教学效果不佳的症结之所在。
研究和改进牛顿第一定律的教学，应当了解学生头脑中前科学概念的特点。
（1）学生头脑中的前科学概念是自发形成的
过去，我们在教学中，常常误认为学生在学习物理之前其头脑如同一张“白纸”，教师可以在上面任意涂画，事实并非如此。学生在长期的生活实践当中，逐渐形成了自己对客观世界物质运动规律的看法。他们几乎每天都会看到物体在力的作用下运动，而在力停止作用时物体静止，于是主观地断言：有力，则物体运动；无力，则物体静止。这正是亚里士多德“力是维持物体运动原因”的理论。
（2）学生头脑中的前科学概念具有顽固性
由于前科学概念是儿童头脑中业已形成的概念，且长期的日常生活经验与观察又加强了这些概念。因此，学生头脑中的前科学慨念是非常顽固的。
国内外物理教育界近年来的一些研究表明：一旦学生对某些物理现象形成了前科学概念，要想加以转变是极其困难的。
在上述研究基础上，我对牛顿第一定律的教学提出如下教学建议。
1、 破除学生头脑中的前科学概念
由于学生头脑中存在着前科学概念，教师必须促使学生头脑中前科学概念的转变，在他们的头脑中引发认知冲突和危机，使他们头脑中原有的观念与当前面临的现实产生无法调和的矛盾，促使原结构的解体和新结构的建构。这种过程可以说是在学生头脑中引发了一场科学革命。 2、 教育学生建立理想模型，培养探究方法
建立理想化的物理模型是物理学研究的重要方法之一，也是一种经常应用的科学研究方法。在牛顿第一定律中涉及到的“光滑平面”就是伽俐略、牛顿研究力和运动关系时建立的一种理想模型，正因为建立了理想模型，才揭示了力和运动关系的本质，进而总结出了经典力学中一条重要的物理规律。理想模型是一种抽象的理想客体，实际上并不存在，但对我们研究问题却非常重要。
3、 注重定律中条件的内涵
牛顿第一定律的条件是“物体不受外力”；结论是“保持静止或匀速直线运动状态”。在教学中，很多学生不能真正理解条件的涵义，认为只有物体绝对不受外力时，才能保持静止或匀速直线运动状态；受了外力则不会有此结论。
一、从全局观点分析力学部分教材
从全局观点分析力学部分教材，揭示物理学的基本规律，有目的地提高学生的思维品质，增强学生的物理思维能力，对此应从以下三个方面认真分析教材、
1、力学教材的基本知识结构
牛顿运动定律是经典力学的基础，也是经典物理的基础之一、动能定理和动量定理及其守恒定律为经典力学的栋梁、现行教材的体系是先讲静力学，后讲运动学，最后讲动力学、把牛顿三定律按三、一、二的顺序安排，第三定律放在静力学中讲授、这种安排符合由易到难、循序渐进的原则、即学习静力学时，有牛顿第三定律作准备知识，学习牛顿第二定律时，有力的合成与分解作先行、通过静力学的教学，要求学生正确理解力的概念、
物体受力分析是力学中的关键，几乎所有的力学问题都要涉及物体的受力分析，所以静力学教学是最重要的基础、
2、物理思维方式
思维是人脑对客观事物进行加工的过程，是人脑的功能，通过表象、概念判断和推理以及其它过程来反映客观现象的能动过程、物理思维就是运用思维的一般规律于物理学习、研究中所体现的具体的一种思维方式、
在教材分析中掌握物理思维结构，就是要掌握怎样运用思维的基本形式（概念、推理、论证等）和思维的基本方法（比较、分类、鉴别、分析、综合、归纳、证明、反驳等）以便能更好地、有目的地培养学生的思维能力、
第一章“力”要重点讲清三种力产生的条件及力的大小和方向，为物体受力分析做好准备、力的三要素，在初中已经讲过，对质点来说不会发生关于力的作用点的问题，而对刚体来说，力的作用效果除了跟力的大小和方向有关外，还跟力的作用点的位置有关、教材中虽然没有明确提出刚体概念，但所说的物体都是指刚体、力的作用点可以沿力的作用线移到刚体内任一点而不改变力的作用效果、因此，与其说力的作用点是一个要素，还不如说力的作用线是一个要素、物体的平衡，用了“平衡”和“固定转动轴的物体”等理想模型方法；“力的分解和合成”用了分析、综合、等效的方法、
第二章“物体的运动”用了理想模型（过程模型）的方法、高中教材以初中教材为基础，先提出质点这个理想化模型，在研究物体在一直线上的运动以后，立即研究物体在一个平面内运动的有关概念、规律和描述方法、运动学是力学的重要组成部分，是学习其它各章的必备知识、对平面运动的速度的合成与分解运用了分析、综合、等效的方法、
第三章“牛顿运动定律”用了经验归纳方法论、虽然第一定律不能用实验直接证明，但由第一定律推导出的一切结论都与实验结果相符合，这就间接地证明了牛顿第一定律的正确性、当今的实验已能近似地验证这个定律，例如用气垫导轨实验，运动物体——滑块在水平方向可以近似地认为不受力，因而它近似地做水平匀速直线运动、随着科学技术的日益发展，牛顿第一定律有可能得到更加严密的证明、牛顿第二定律是通过实验归纳得出的、在功和能，机械能守恒定律，动量、动量守恒这几章中，主要是用了推理的方法、如教材中机械能守恒定律是借助于运动学和动力学的知识推导出来的、但应当明确一点，这是一条实验规律，是实践经验的总结，是客观规律的反映、这此规律能够相互推导，这说明它们之间存在着内在联系、动量定理出自于牛顿第二定律，又异于牛顿第二定律、牛顿第二定律是一个瞬时的关系，而动量定理则说明状态过程，它可以按过程始末状态处理物体的动量变化，而不必涉及过程的细节、如果只考虑两个物体的孤立体系，把牛顿第三定律与牛顿第二定律结合起来，就得到作用前后的总动量不变、我们可以用实验进行检验，牛顿也正是用这个方法验证牛顿第三定律的、
“振动与波”一章研究的主要方法是从一般到特殊的推理过程，运用了动力学和运动学的基本规律，导出满足机械能和机械振动规律的新结论、
3、数学是表达物理学规律最精确的语言
在教学过程中，只有将教材的教学方法、结构搞清楚，才能达到运用数学方法解决物理问题的目的、在“力”这一章中，重点解决什么是矢量和矢量的运算方法问题、对物理矢量必须透彻理解，掌握其数学运算法则——矢量的平行四边形法则、引导学生对“代数和”与“矢量和”进行对比，体会矢量的质的差别，从而自觉地运用矢量运算法则、在“物体的运动”这一章中，先提出质点这个理想化模型，并研究质点动力学中的几个基本概念、位移、速度、加速度等、从数学角度分析这些量之间的函数关系（包括文字叙述、数学公式、函数图象等），再进行运动的合成与分解的矢量运算、
在“牛顿运动定律”这一章中，牛顿运动定律起着承上启下的作用，即能进一步加深对静力学、运动学知识的理解，又能为顺利学习机械能和动量铺平道路、牛顿第二定律的数学表达式，只有以地球和相对地球静止或做匀速直线运动的物体为参照系才是适用的、教材由分析物体只受一个力产生加速度与力的关系，过渡到分析物体受几个力产生加速度，以及加速度与力的关系，从而概括出能适合各种情况的牛顿第二定律的数学表达式ΣF＝ma、在公式中，力与加速度都是矢量，故此式是一个矢量式、牛顿第二定律概括了力的独立性原理（或力的叠加原理），即几个力同时作用在一个物体上所产生的加速度，应等于每个力单独作用时所产生的加速度的叠加——矢量和、在解题中，运用了正交分解法等基础知识、
机械能和动量这两章是在运动学和动力学的基础上，讨论力的空间和时间积累效应，从而引出功和能、冲量和动量等概念、功和能将矢量运算变成了代数运算、教材从力对物体做功引出动能和动量定理，研究了重力、弹力做功的特点，引出势能的概念，得出在只有重力、弹力做功时，机械能守恒、最后，从一般的功能原理阐明功的本质是能量变化的量度作为本章的总结、能的转换和守恒揭示了物理学各部分的内在联系、在讨论动量定理时，应强调牛顿第二定律的关系式是一个瞬时关系，而动量定理则说明状态过程，应用它研究某一过程而不是研究某一瞬时，只有在t0时，才是相等的、实验是讲述动量守恒定律的基础，教材这样处理是考虑到动量守恒定律的产生不是从牛顿运动定律推导得出的，而是一个独立的物理规律、而动量守恒定律的适用范围远远超出牛顿力学的适用范围、对动量守恒定律的数学表达式没有具体给出，目的是避免学生只是死记公式，注重培养学生学会运用物理规律对具体问题进行具体分析的能力、在应用动量守恒定律时，应选用惯性系，物体的动量mv、速度v的大小和方向也与参照系的选取有关、应特别注意计算同一系统中各部分的动量不能用不同的参照系、机械振动和机械波是较复杂的机械运动，它需要力学、圆周运动、运动图象等知识作基础、简谐运动是最简单、最基本的振动，是讲清波的关键、建立振动和波的联系与区别，是突破机械波教学难点的关键、
二、物理教学即要发展学生的智力又要培养学生的能力
物理教学即要发展学生的智力，又要培养学生的能力，而后者较前者更为重要、从物理学本身来看，它研究的各种现象和规律是互相联系的、例如功和能的概念及能的转换和守恒定律，又渗透在各个分科中、教学职能即要从人类知识的总汇中挑选最精华的，运用最科学的方法传授给学生，又要使他们具有独立获取知识和驾驭知识的能力、要重视知识的传授，离开知识的掌握，能力的发展就成为无源之水，无本之木、
1、系统化结构化的教学
在中学物理教学中，贯穿力学的两条主线——动能定理和动量定理、机械能转换和守恒定律及动量守恒定律、这两个定理、两个定律来源于牛顿运动定律，与牛顿三定律一起构成质点动力学的基本规律，是力学部分的重点知识、围绕这两条主线，要深入分析牛顿运动定律，为这两个定理打好基础、动量定理、动能定理是在牛顿定律基础上派生出来的定理或推论，它们提供的表达式与牛顿运动定律等价，可代替牛顿二定律的矢量表达式中的某分量式，而不是什么新的表达式、但是动量守恒定律是自然界最普遍的规律之一，能量守恒和转换定律也是反映自然现象的最重要的规律之一、它们的作用远远超出了机械运动的范围、
2、培养学生的独立实验能力和自学能力
要培养思想活跃，有创新精神和创造能力的人材，必须加强学生的实验能力和自学能力、物理实验是将自然界中各种物理现象在一定条件下，按照一定的物理规律创造一定的条件使它重现、做物理实验，必须满足于一定的条件才能获得预想的结果，如设计实验步骤、选择测量仪器、正确观察现象、完整的读取数据、严格的计算，是做好实验不可缺少的过程、让学生按照上述过程有目的的科学训练，自觉地掌握科学实验的规律，激发学生的学习积极性就能增强学生灵活运用物理知识解决实际问题的能力、
【案例分析】
环节一：创设问题情境，激发探究的欲望
学生体验：1、要让静止的书本在桌面上运动，该怎么办？
2、停止用力，书本又处于什么运动状态呢？
在学生体验的基础上提问：力和运动之间有什么关系呢？
有的学生说，有力物体才能运动，也有的说，力改变物体的运动状态（有思考有争议）。此刻和学生回顾历史，告诉他们曾经历史上就有关于运动和力的关系的争论（增强了学生探究的价值感）。最有代表的观点就是2000多年前的古希腊科学家和哲学家亚里士多德根据诸如“用力推车，车则进；停止用力，车则止”的经验事实，而得出“力是维持物体运动的原因”。
顺势提问：“你是如何理解这句话的？你觉得这个观点有问题吗？举个反例。”学生思考理解，举出踢足球的例子等。有了正确认识的初步感受，然后教师演示推小车，进一步让学生体会力不是维持物体运动的原因，没有力，仍然可以运动。
进一步设问：“为何不用力，小车和书都停下来了？”前面学过摩擦力，很快就能答出是摩擦阻力使运动物体速度变小，直至静止，运动状态发生改变。这样就很容易回答这个问题：“小车和书对比，谁停下来快？停下来快慢与什么有关？”学生说，与摩擦阻力的大小有关，小车的滚动摩擦小得多！进入今天的研究课题：物体运动状态改变（速度减小得快慢）与阻力的关系。
【环节一随感】学生学习需要一定的问题情境，知识融于情境中才能显示出活力与美感。
环节二：实验探究中的问题设置，观察讨论
提问：“根据探究课题：物体运动状态改变（速度减小得快慢）与阻力的关系，你能提出可行性的问题和建立相应的猜想吗？”学生纷纷提出自己的问题和猜想，教师给予评价。然后根据学生现有的探究能力，给出实验器材，让学生思考选这些器材的用意，如，斜面有什么用？思考讨论以下几个问题：（1）实验中我们应该控制哪些变量？如何设计？这种设计的方法叫什么？（2）实验过程中我们需要观察什么？（3）实验从粗糙的毛巾开始做，还是从光滑的木板开始做（留个悬念）？学生讨论得出：控制小车进入水平面时的具有相同的初速度，需要同一小车从同一斜面的同一高度静止释放；小车在水平面上受到的摩擦阻力大小――实验变量，给水平面铺上粗糙程度不同的物体，从粗糙的毛巾开始实验。学生活动，记录结果在表格中。
由学生来讲实验结果并得出实验结论：水平表面越光滑，小车运动时所受到的摩擦力（阻力） ，运动的距离
，速度减小得 。
【环节二随感】学生已经了解了探究的各个环节，明确了探究目的，在教师的循循诱导下，通过师生双边活动，把这个实验活动做活了。
环节三：层层设问，科学推理，获得新知和新法
推理：“有比木板更光滑的材料吗？”学生答：“玻璃。”“在玻璃上运动，小车受阻力情况、运动距离、小车速度变慢情况如何？”学生立即回答。进一步推理：“有比玻璃更光滑的材料吗？运动情况如何？”学生也很快做出思考回答。试想：“倘若在更理想的绝对光滑的平面上运动，小车的运动情况？”学生成功推理：小车根本停不下来。结论水到渠成。同时解决问题（3）为何从粗糙的毛巾开始实验。
再次启发点拨：“绝对光滑的平面现实有吗？这种方法叫推理法。那么是凭空想象的吗？”学生自然想到是在实验的基础上加以推理。这种方法叫做理想实验法。最早开创这个方法的科学家是伽利略，他也做过类似的实验。体会新方法带来的成就感，再和学生回顾历史――300年前伽利略的理想实验法和他得出的结论：理想情况下，如果运动物体若不受任何阻力，保持原来的速度运动下去。再次体会：力不是维持物体运动的原因。引导学生思考：“伽利略得出这个结论容易吗？学习他的什么精神？”学生体会其中的不易以及伽利略挑战权威和坚持真理的执着精神。
同时不能让学生对亚里士多德误解，所以再追问一下：“亚里士多德这么有名的人提出的观点是错误的，你如何看待？”学生都表示理解当时的科技发展水平，亚里士多德有此思考已很了不起。但从历史的观点来看，经典力学毫无疑问与亚里士多德物理学及中世纪物理学有着紧密的关系。因而，我们不能用非此即彼的态度来给真实而复杂的历史下一个粗暴而简单的结论，应当在古希腊哲学的背景中去领会亚里士多德关于力与运动关系的论述。所以这个追问很有必要。
伽利略的观点还进一步地得到了发展，阅读书本笛卡儿的观点：如果运动物体不受到任何力的作用，不仅速度大小不变，它的运动方向也不会改变。请学生思考：“为什么说笛卡儿进一步发展了伽利略的思想？有哪些发展？”学生对比得出，不受任何阻力变成不受任何力，速度的大小和方向都不变，即做匀速直线运动。“依据笛卡儿和伽利略的研究，那么静止的物体不受力，会如何？”学生根据现有知识水平得出，应该保持静止。
引出牛顿的高度概括――牛顿第一定律：一切物体，在没有受到外力作用时，它们的运动状态保持不变，包括保持静止和保持匀速直线运动状态。自然理解牛顿名言：“如果我有什么贡献的话，那是因为我站在巨人的肩膀上。”让学生感悟我们今天的学习也是站在巨人的肩膀上。展示牛顿第一定律得出所经历的曲折的发展历程，以及人类理性在两千多年的历史长河中发展的产物。
【环节三随感】根据学生的最近发展区，设置梯度问题，降低学生的思维难度，提高思维力度，让学生感受满满的成就感。
环节四：剖析定律，强化理解
问题一：“牛顿第一定律的条件是什么？牛顿是如何得出的？”学生理解这个定律是有条件的，而且条件是没有受到外力作用时，是理想条件，所以得出定律也是用到实验加推理的理想实验法，这种方法论就不是强加给学生的。
问题二：“牛顿第一定律的研究对象？‘时’是指那一刻？‘或’代表的什么含义？”
学生讨论得出研究对象是一切物体，包括运动的和静止的物体，教师指出牛顿本义，“一切物体”是指地下物体与天上物体；“时”是指外力消失的那一刻；“或”指一个物体只能处于一种状态，到底处于哪种状态，由原来的状态决定原来静止就保持静止，原来运动就保持匀速直线运动状态。教师举例学生身边的物体，如，“吊着的电风扇，忽然外力消失，电风扇处于什么运动状态？”“运动会上，正在跑800米的某同学，忽然外力消失，会怎样运动？”“同学喜欢转笔，忽然外力消失，这笔会一直转下去吗？”学生通过身边的例子做出解答，深刻理解牛顿第一定律的含义。再把主动权交给学生：“你能举几个类似的例子吗？”学生举例，并体会这个没有外力的世界是疯狂的。
问题三：“用心读几遍这个经典定律，你还能由这个定律想到什么结论？”学生用心读定律，发现，没有外力，物体运动状态不变，推导出如果有外力，运动状态改变；还有学生说，没有力，物体可以一直匀速直线运动，说明力不是维持物体运动的原因。归纳牛顿第一定律的重要贡献就是揭示力和运动的关系，点题，呼应开课问题――运动和力的关系，得出正确的力和运动的关系――力是改变物体运动状态的原因。
问题四：“牛顿第一定律有什么重要的意义？”学生畅所欲言谈意义，可以是知识上的意义，也可以是方法上的独特，也可以是思想上的解放等等，开拓学生的发散思维。
【环节四随感】剖析牛顿第一定律，传统靠教师讲解完成，学生没有真切体会。设置一些针对性问题，解读定律，激活学生积极、深刻的思考。
环节五：课堂总结，让学生提问题
请学生谈谈这节课的收获和困惑，并提出一些有意义的问题。有学生就提到，牛顿第一定律一定完善了吗？不妨提一下，不仅在牛顿之前经历了曲折的发展历程，在牛顿之后也有了很大的发展。在这里特别一提的是，爱因斯坦与诺特尔对这个定律的发展所作出的创造性工作。特别是爱因斯坦，在创建了广义相对论以后，使得牛顿第一定律变得更有包容性：“物理学定律比牛顿所想象的情况简单得多。我们不需要对偏离惯性定律的情况作出解释。”他认为所有的运动都是惯性运动，为后面学生的进一步发展和学习做个铺垫，也为致力于科学研究增加点信心。
【环节五随感】爱因斯坦说：“提出一个问题往往比解决一个问题重要，因为解决一个问题也许只是一个数学上或实验上的技巧问题。而提出一个新的问题、新的可能性，从新的问题看旧问题，却需要创造性的想象力，而且标志着科学的真正进步。”学生学习物理刚刚入门，不会被太多知识束缚，往往有很多新问题，也为后续学习激发欲望。
物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的一种性质，我们把这个性质叫做惯性。一个物体，只要不受外力作用，原来静止的就会一直静止下去，而原来运动的则会一直做匀速直线运动。这里的问题在于：惯性是否是物体的性质？依据牛顿第一运动定律，任何物体均具有惯性。它是存在于物体周围的一种条件，一种约束。对于惯性的理解要注意以下四点：（1）一切物体具有惯性；（2）惯性是物体的固有属性；（3）质量是惯性大小唯一的量度；（4）惯性是物体的一种属性，而不是一种力。所以不能说“受到惯性”，只能说“由于惯性”或“具有惯性”。
二、惯性定律与牛顿第二定律的关系
1、牛顿第一定律，即任何物体，在不受外力作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态，直到其他物体对它施加作用力迫使它改变这种状态为止。该定律说明力并不是维持物体运动的条件，而是改变物体运动状态的原因。牛顿第一定律亦称“惯性定律”。牛顿第二定律的一般表述为：物体运动的加速度a的大小与其所受合力的大小成正比，与其质量m成反比，加速度a的方向与所受合力F的方向相同。
牛顿第二定律的研究对象是一个物体，而牛顿第一定律论述的是整个存在的性质。惯性――这个任何物体均具有的性质其实不是我们的个别研究对象所具有的性质，因为这个“任何物体”，包括天地间的万物。任何个别的物体都不可能无条件地具有惯性：惯性是存在的特性，是存在着的时空的特性，是宇宙的特性。
2、牛顿第二定律是关于个别物体因果性的规律，它是存在之状态的表述，它的表述是与具体的特定的时间无关的、瞬时性的。正是这种非时间性构成了牛顿力学的本质特征。也正是牛顿第一定律所成立的时间均匀性与空间对称性构成了惯性系的特殊地位，从而使我们可以在牛顿第二定律的意义上来研究物体的动力学关系。物体的运动性质和规律与采用怎样的空间和时间来度量有着密切的关系。由此可见，牛顿第一定律不是牛顿第二定律的特例，恰恰相反，现行的动力学规律正是牛顿第一定律所揭示的存在之性在具体的个体事物上的展现。惯性定律比牛顿第二定律具有更强的基础性。也就是说，正是惯性现象，构成了牛顿动力学之所以成立的操作平台。
3、牛顿把惯性定律放在三个运动定律的首位也是与其对自然的信仰因素有关的。因为在文艺复兴之前，绝大部分思想家继承了亚里士多德关于物体运动内在决定论的观点。但在牛顿看来，基本的物质粒子完全是惰性的，没有任何自发的运动，而电、磁、光这些“非物质”的力量则成为神在自然中的行动的载体。也就是说，惯性定律内隐含着牛顿否定亚里士多德运动观的内在目的论，从而建立新力学的形而上基础。
三、惯性与具体物体的质量无关
从上面的讨论可以看出“质量是物体惯性大小的量度”这个论题，从几个角度去看都是错误的。第一，质量不是物体惯性大小的量度。个别研究对象的质量与其所揭示的惯性毫无关联。因为这两者从数量上来看是一对无穷大的关系，从内容上来看是个体与存在的关系，在它们之间，人类的理性不可能找到逻辑上的因果链。第二，“物体（的）惯性”这样的说法缺乏依据，因为惯性不是物体的性质。物体只是作为惯性的表现者而存在的。第三，“惯性（的）大小”这样的说法也缺乏依据，因为惯性没有大小，惯性只是存在的一种表达方式，一种特定状态的显现。第四，惯性并无大小，我们也不可去进行量度，事实上，任何一本教科书上也没有指出惯性与质量的函数关系，因为这一函数关系并不存在，它只是人们的一个虚假的逻辑推测，谁也不能证明质量与惯性成正比或不成正比，更不能得出它们之间的比例系数，因为这些关系均是虚假的。因而，物理学界流传的“物体的惯性等于它的质量”只是人们一个随心所欲的错误言说。
由于物体质量与惯性无关，因此，将牛顿第二定律中的质量称为惯性质量就是不当的，质量的确对物体运动状态的改变有一种像力一样的阻抗作用，质量在改变物体运动的状态上而言似乎有一种“消解”、“抗拒”力的性质。因而我认为可将现行的“惯性质量”改称为物体的“抗性质量”。正如牛顿所说：“只有当有其他力作用于物体，或者要改变它的状态时，物体才会产生这种力。这种力的作用既可以看作是抵抗力，又可以看作是推斥力。”因为质量与物体运动状态的变化快慢有关，它事实上具有动力学特征，当一个物体的质量大时，它对运动状态改变的阻抗能力就越大。
从逻辑上而言，只有将惯性从物质的内在因素中解除出来，才能完全地克服牛顿时代的机械论自然观与牛顿第一运动定律之间存在着的深刻矛盾。也就是说，这样才能使牛顿第一定律恰如其分地建立在由文艺复兴所形成的机械论而不是亚里士多德的目的论的形而上基础之上。
四、惯性定律的表述方式
牛顿第一定律是动力学定律的基础，但它本身并不表征物体的某种动力学性质，它是关于人类体认自然之美、自然之和谐的陈述。基于上面的论述，对牛顿第一定律的陈述方式作以下的要求是并不过分的：反映时间的均匀性，空间的对称性，以及自然之美对人的呈现。可是，现行的许多教科书中对牛顿第一定律的陈述是很不一致的。当然，这种不一致性用老眼光来看是无伤大雅的，但以今天的眼光来看，这种差异性就值得商讨了。
例如：一个物体，如果没有受到其他物体的作用，它就保持自己的静止状态或匀速直线运动状态。这样的陈述可能离惯性定律的本义较远，因为这一陈述的方式是在动力学的维度上来进行的，陈述的对象是“一个物体”。这和牛顿第二定律的研究对象是一致的，这样方式的陈述毫无疑问地可以把惯性定律认为是牛顿第二定律的一个特例，因为“如果没有”这几个字就表达了陈述事件的某种特殊性。
另外一种常见的陈述方式是：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。这样一种表述比前一种完整多了，它几乎就是牛顿的原义，但这里的“一切物体”应当换成“任何物体”。因为在此论述中的“任何物体”实际上是对一切物体的否定，而“有外力”应当换成“其它物体的作用”，因为惯性定律是不涉及力的，操作意义上的力这个动力学的基本概念与惯性无关。
我试着这样来陈述惯性定律：存在着的宇宙有这样一种性质，它使任何物体在没有受到其它物体作用的时候总保持静止状态或匀速直线运动状态。或许，这样的一种陈述方式是较明晰的陈述方式，它强调了惯性与惯性的表现者（个别研究对象）的严格区分，这个陈述的主语是性质，这样的陈述才可称为关于“惯性”的定律。而我们也应当将惯性定义为：使物体保持静止或匀速直线运动状态的性质。
参考文献：