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初中物理北师大版八年级下册七、牛顿第一定律教学设计
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这是一份初中物理北师大版八年级下册七、牛顿第一定律教学设计，共42页。教案主要包含了学生分析，教学目标，教学重点，教学难点，教学过程，教学流程图，教学反思等内容，欢迎下载使用。
牛顿第一定律
牛顿第一定律是三大定律的基础，也是物理力学的基础。牛顿第一定律帮助人类正确认识了力的效果，将长期以来人类对力的初级认识“力维持物体的运动”彻底推翻。
牛顿第一定律内容
一切物体在没有受到力的作用时（合外力为零时），总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种运动状态。
牛顿定律的起源解释
如图所示。如果曲面是绝对光滑的，那么从图1中A处落下的物体，应该会“冲击”到与A登高的B点。不管是当时人类的经验、意识积累，还是后来的机械能守恒，都能解释这一现象。
如果我们将曲面拉长，上述运动的本质不会发生变化。如图2所示，A处落下的物体，依然会“冲击”到与A登高的B点；显然，这种情况小球在水平面内的运动距离会变大。
如果我们继续把曲面拉长，当足够远时（接近无穷远处），上述运动的本质不会发生变化。如图3所示，A处落下的物体，依然会“冲击”到与A登高的B点；只不过B点太远了，小球就要运动很长、很长的一段时间。
我们应该知道，在这段时间内，小球是不会受到水平方向上力的作用的。也就是说，在没有水平外力（驱动力）的作用下，物体会运动，而且运动状态不会改变。
这与人类史上：马必须拉车车才会运动的“默认定律”是矛盾的。便随着牛顿第一定律的阐述，以力学为基础的物理学开始快速发展起来。
牛顿第一定律的其他表述
当一个质点距离其他质点足够远时，这个质点就作匀速直线运动或保持静止。（与外界没有力的相互作用）
由于物体保持运动状态不变的特性叫做惯性，所以牛顿第一定律也叫惯性定律。惯性是一切物体固有的属性，无论是固体、液体、气体和等离子体，无论物体是运动还是静止，都具有惯性。
牛顿第一定律（惯性定律）科学地阐明了力和惯性这两个物理概念，正确地解释了力和运动状态的关系，并提出了一切物体都具有保持其运动状态不变的属性——惯性，它是物理学中一条基本定律。
由牛顿第一定律继续探究力的作用效果
牛顿第一运动定律告诉我们，力F并不是维持物体运动的条件，那么力有什么用，有什么效果呢？
牛顿在此基础上进一步对力进行分析，发现力是使物体加速或减速的原因，也就是改变物体运动状态的原因。这就是下篇文章牛顿第二定律中我们要给同学们介绍的主要内容。
牛顿是英国物理学家，英文名Isaac Newton。
引言
物理学最重要的物理量“力”的单位是牛顿，足见牛顿对物理界的贡献之大。但牛顿对科学的贡献，远远超出你的想象……
牛顿是提出了二项式定理和无限理论，在此基础上创建了近代数学。
牛顿是微积分的创始人之一。另一位创始人是德国的莱布尼兹。微积分的基础牛顿-莱布尼兹公式便由此而来。
牛顿探究了力的本性，并在此基础上创立了力学。
牛顿总结出了牛顿运动三大定律。
牛顿阐明了动量角动量守恒原理。
牛顿发明了反射式望远镜，奠定了现代大型光学天文望远镜的基础。
牛顿发现了万有引力定律。
牛顿实验了光的色散，证明普通的光是由七色组成的。
牛顿测定了不同颜色的光的折射率。
牛顿创立了天文学。
牛顿留下了50多万字的炼金术手稿和100多万字的神学手稿。
牛顿简介
伊萨克·牛顿(Isaac Newton)1643年1月4日出生在英国，是世界近代科学技术史上伟大的物理学家、天文学家和数学家。
牛顿先生在物理学界的地位迄今无人能够比肩。在2005年，英国皇家学会进行了一场“谁是科学史上最有影响力的人”的民意调查，牛顿被认为比阿尔伯特·爱因斯坦更具影响力。
伊萨克·牛顿在1687年7月5日发表的不朽著作《自然哲学的数学原理》里用数学方法阐明了宇宙中最基本的法则:万有引力定律和三大运动定律。这四条定律构成了一个统一的物理体系，被认为是“人类智慧史上最伟大的一个成就”。
除了牛顿三大运动定律外，牛顿还阐明了动量角动量守恒之原理。
在光学上，他发明了反射式望远镜。牛顿让一束太阳光通过三棱镜，结果阳光被分解成了赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色。这是一个重大发现，它证明普通的光是由七色组成的。牛顿还用一个凸透镜把七色光合成了白光，更加证实了这一点。牛顿还进一步测定了不同颜色的光的折射率，从而发现了不同色光的折射角度，是按着赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫的顺序加大，物质的色彩是由不同颜色的光在不同物体上有不同的折射率造成的。
他由于发现了万有引力定律创立了天文学。牛顿立即把上述光学的发现用到制造望远镜上，一举制成了不带颜色的折射望远镜，奠定了现代大型光学天文望远镜的基础。
他还系统地表述了冷却定律，并研究了音速。
在数学上牛顿在数学界造诣极深，著有《二项式定理》和《微积分》。牛顿还和莱布尼茨各自独立地发明了微积分。牛顿与戈特弗里德·莱布尼茨分享了发展出微积分学的荣誉，包括著名的牛顿·莱布尼兹公式。他还证明了广义二项式定理，提出了“牛顿法”以趋近函数的零点，并为幂级数的研究作出了贡献。微分的发展为经典力学注入了蒸蒸日盛的生命力，是研究现代经典力学的主要数学工具。
牛顿与万有引力定律
牛顿在开普勒行星三大运动定律的基础上提出了注明的万有引力定律。
牛顿的普适万有引力定律表示如下:任意两个质点有通过连心线方向上的力相互吸引。该引力的大小与它们的质量乘积成正比，与它们距离的平方成反比，与两物体的化学本质或物理状态以及中介物质无关。
牛顿的万有引力定律在人类历史上第一次把天上的运动和地上的运动统一起来，为日心说提供了有力的理论支持，使得自然科学的研究最终挣脱了宗教的枷锁。
牛顿与牛顿运动定律
物理学的重要枝干经典力学就是以牛顿定律为基础。牛顿三大运动定律：
(1)牛顿第一定律:如果物体处于静止状态，或呈匀速直线运动状态，只要没外力作用，物体将保持静止状态，或呈等速直线运动之状态。牛顿第一定律又称为惯性定律。
(2)牛顿第二定律:物体的加速度，与所受的合外力成正比。加速度的方向与合外力的方向相同。即F合=ma;其中，a是加速度，F合是合外力，m是质量。
(3)牛顿第三定律:两个物体的相互作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，同时出现或消失。
牛顿的经典力学与其他物理学枝干
经典力学推翻了绝对空间的概念:即在不同空间发生的事件是绝然不同的。例如，静挂在移动的火车车厢内的时钟，对于站在车厢外的观察者来说是呈移动状态的。但是，经典力学仍然确认时间是绝对不变的，这也为爱因斯坦的“聪明绝世”打下了伏笔。
由伽利略和牛顿等人发展出来的力学，着重于分析位移、速度、加速度、力等等矢量间的关系，又称为矢量力学。它是工程和日常生活中最常用的表述方式，但并不是唯一的表述方式:约瑟夫·拉格朗日、威廉·哈密顿、卡尔·雅可比等发展了经典力学的新的表述形式，即所谓分析力学。分析力学所建立的框架是近代物理的基础，如量子场论、广义相对论、量子引力等。
微分几何的发展为经典力学注入了蒸蒸日盛的生命力，是研究现代经典力学的主要数学工具。在日常经验范围中，采用经典力学可以计算出精确的结果。但是，在接近光速的高速度或强大重力场的系统中，经典力学已被相对论力学取代;在小距离尺度系统中又被量子力学取代;在同时具有上述两种特性的系统中则被相对论性量子场论取代。虽然如此，经典力学仍旧是非常有用的;它比上述理论便于理解且易于应用。
经典力学在大部分场合都非常准确。经典力学可用于描述人体尺寸物体的运动(例如陀螺和棒球)，许多天体(如行星和星系)的运动，以及一些微尺度物体(如有机分子)。虽然经典力学和其他“经典”理论(如经典电磁学和热力学)大致相容，在十九世纪末，还是发现出有些只有现代物理才能解释的不一致性。特别是，经典非相对论电动力学预言光波传播于以太内的速度是常数，经典力学无法解释这预测，因而导致了狭义相对论的发展。这些问题在王尚物理博客中都有总结。经典力学和经典热力学的结合又导出吉布斯佯谬(熵不具有良好定义)和紫外灾难(在频率趋向于无穷大时，黑体辐射的理论结果和实验数据无法吻合)。为解决这些问题的努力造成了量子力学的发展。
少年牛顿
1643年1月4日，在英格兰林肯郡小镇沃尔索浦的一个自耕农家庭里，牛顿诞生了。牛顿是一个早产儿，出生时只有三磅重，接生婆和他的亲人都担心他能否活下来。谁也没有料到这个看起来微不足道的小东西会成为了一位名垂千古的科学巨人，并且竟活到了84岁的高龄。
牛顿出生前三个月父亲便去世了。在他两岁时，母亲改嫁给一个牧师，把牛顿留在外祖母身边抚养。11岁时，母亲的后夫去世，母亲带着和后爸所生的一子二女回到牛顿身边。牛顿自幼沉默寡言、性格倔强，这种习性可能来自他的家庭处境。
大约从五岁开始，牛顿被送到公立学校读书。少年时的牛顿并不是神童，他资质平常、成绩一般，但他喜欢读书，喜欢看一些介绍各种简单机械模型制作方法的读物，并从中受到启发，自己动手制作些奇奇怪怪的小玩意，如风车、木钟、折叠式提灯等等。
传说小牛顿把风车的机械原理摸透后，自己制造了一架磨坊的模型，他将老鼠绑在一架有轮子的踏车上，然后在轮子的前面放上一粒玉米，刚好那地方是老鼠可望不可及的位置。老鼠想吃玉米，就不断的跑动，于是轮子不停的转动;又一次他放风筝时，在绳子上悬挂着小灯，夜间村人看去惊疑是彗星出现;他还制造了一个小水钟。每天早晨，小水钟会自动滴水到他的脸上，催他起床。他还喜欢绘画、雕刻，尤其喜欢刻日晷，家里墙角、窗台上到处安放着他刻画的日晷，用以验看日影的移动。
牛顿12岁时进了离家不远的格兰瑟姆中学。牛顿的母亲原希望他成为一个农民，但牛顿本人却无意于此，而酷爱读书。随着年岁的增大，牛顿越发爱好读书，喜欢沉思，做科学小实验。他在格兰瑟姆中学读书时，曾经寄宿在一位药剂师家里，使他受到了化学试验的熏陶。
牛顿在中学时代学习成绩并不出众，只是爱好读书，对自然现象有好奇心，例如颜色、日影四季的移动，尤其是几何学、哥白尼的日心说等等。他还分门别类的记读书笔记，又喜欢别出心裁的作些小工具、小技巧、小发明、小试验。
当时英国社会渗透基督教新思想，牛顿家里有两位都以神父为职业的亲戚，这可能影响牛顿晚年的宗教生活。从这些平凡的环境和活动中，还看不出幼年的牛顿是个才能出众异于常人的儿童。
后来迫于生活，母亲让牛顿停学在家务农，赡养家庭。但牛顿一有机会便埋首书卷，以至经常忘了干活。每次，母亲叫他同佣人一道上市场，熟悉做交易的生意经时，他便恳求佣人一个人上街，自己则躲在树丛后看书。有一次，牛顿的舅父起了疑心，就跟踪牛顿上市镇去，发现他的外甥伸着腿，躺在草地上，正在聚精会神地钻研一个数学问题。牛顿的好学精神感动了舅父，于是舅父劝服了母亲让牛顿复学，并鼓励牛顿上大学读书。牛顿又重新回到了学校，如饥似渴地汲取着书本上的营养。
牛顿的求学生涯
1661年，19岁的牛顿以减费生的身份进入剑桥大学三一学院，靠为学院做杂务的收入支付学费，1664年成为奖学金获得者，1665年获学士学位。
17世纪中叶，剑桥大学的教育制度还渗透着浓厚的中世纪经院哲学的气味，当牛顿进入剑桥时，那里还在传授一些经院式课程，如逻辑、古文、语法、古代史、神学等等。两年后三一学院出现了新气象，卢卡斯创设了一个独辟蹊径的讲座，规定讲授自然科学知识，如地理、物理、天文和数学课程。
讲座的第一任教授伊萨克·巴罗是个博学的科学家。这位学者独具慧眼，看出了牛顿具有深邃的观察力、敏锐的理解力。于是将自己的数学知识，包括计算曲线图形面积的方法，全部传授给牛顿，并把牛顿引向了近代自然科学的研究领域。
在这段学习过程中，牛顿掌握了算术、三角，读了开普勒的《光学》，笛卡尔的《几何学》和《哲学原理》，伽利略的《两大世界体系的对话》，胡克的《显微图集》，还有皇家学会的历史和早期的哲学学报等。
牛顿在巴罗门下的这段时间，是他学习的关键时期。巴罗比牛顿大12岁，精于数学和光学，他对牛顿的才华极为赞赏，认为牛顿的数学才华超过自己。后来，牛顿在回忆时说道:“巴罗博士当时讲授关于运动学的课程，也许正是这些课程促使我去研究这方面的问题。”
当时，牛顿在数学上很大程度是依靠自学。他学习了欧几里得的《几何原本》、笛卡尔的《几何学》、沃利斯的《无穷算术》、巴罗的《数学讲义》及韦达等许多数学家的著作。其中，对牛顿具有决定性影响的要数笛卡儿的《几何学》和沃利斯的《无穷算术》，它们将牛顿迅速引导到当时数学最前沿:解析几何与微积分。1664年，牛顿被选为巴罗的助手，第二年，剑桥大学评议会通过了授予牛顿大学学士学位的决定。
1665~1666年严重的鼠疫席卷了伦敦，剑桥离伦敦不远，为恐波及，学校因此而停课，牛顿于1665年6月离校返乡。
由于牛顿在剑桥受到数学和自然科学的熏陶和培养，对探索自然现象产生浓厚的兴趣，家乡安静的环境又使得他的思想展翅飞翔。1665~1666年这段短暂的时光成为牛顿科学生涯中的黄金岁月，他在自然科学领域内思潮奔腾，才华迸发，思考前人从未思考过的问题，踏进了前人没有涉及的领域，创建了前所未有的惊人业绩。
1665年初，牛顿创立级数近似法,以及把任意幂的二项式化为一个级数的规则;同年11月，创立正流数法(微分);次年1月，用三棱镜研究颜色理论;5月，开始研究反流数法(积分)。这一年内，牛顿开始想到研究重力问题，并想把重力理论推广到月球的运动轨道上去。他还从开普勒定律中推导出使行星保持在它们的轨道上的力必定与它们到旋转中心的距离平方成反比。牛顿见苹果落地而悟出地球引力的传说，说的也是此时发生的轶事。
总之，在家乡居住的两年中，牛顿以比此后任何时候更为旺盛的精力从事科学创造，并关心自然哲学问题。他的三大成就:微积分、万有引力、光学分析的思想都是在这时孕育成形的。可以说此时的牛顿已经开始着手描绘他一生大多数科学创造的蓝图。文中大部分资料源于高中物理网(gaozhongwuli.com)，特此说明。
1667年复活节后不久，牛顿返回到剑桥大学，10月1日被选为三一学院的仲院侣(初级院委)，翌年3月16日获得硕士学位，同时成为正院侣(高级院委)。1669年10月27日，巴罗为了提携牛顿而辞去了教授之职，26岁的牛顿晋升为数学教授，并担任卢卡斯讲座的教授。巴罗为牛顿的科学生涯打通了道路，如果没有牛顿的舅父和巴罗的帮助，牛顿这匹千里马可能就不会驰骋在科学的大道上。巴罗让贤，这在科学史上一直被传为佳话。
牛顿的晚年痴迷于神学
晚年的牛顿在伦敦过着堂皇的生活，1705年他被安妮女王封为贵族。此时的牛顿非常富有，被普遍认为是生存着的最伟大的科学家。他担任英国皇家学会会长，在他任职的二十四年时间里，他以铁拳统治着学会。没有他的同意，任何人都不能被选举。
晚年的牛顿开始致力于对神学的研究，他否定哲学的指导作用，虔诚地相信上帝，埋头于写以神学为题材的著作。当他遇到难以解释的天体运动时，竟提出了“神的第一推动力”的谬论。他说“上帝统治万物，我们是他的仆人而敬畏他、崇拜他”。
1727年3月20日，伟大艾萨克·牛顿逝世。同其他很多杰出的英国人一样，他被埋葬在了威斯敏斯特教堂。他的墓碑上镌刻着:让人们欢呼这样一位多么伟大的人类荣耀曾经在世界上存在。
牛顿大事件时间表
1642年 8月，英国内战爆发，战争持续到1649年。
1643年 1月4日，伊萨克·牛顿出生于英国乌尔斯索普，母亲是汉纳·牛顿。他的父亲3个月前就去世了。
1655年 牛顿12岁，开始上格兰瑟姆文法学校。
1661年 6月牛顿18岁，进入剑桥大学。
1664年 春天，牛顿21岁，开始进行光的实验。
1665年 牛顿拿到文学士学位，并开始发展他自己的高等数学。
伦敦流行大鼠疫，并扩散到其他城市。牛顿离开剑桥，回到伍尔斯索普。
1666年 牛顿在引力定律方面取得了重大突破。
1667年 3月，牛顿返回剑桥大学。6个月内，他被推选为三一学院的研究员。
1669年 7月，牛顿的作品《分析论》开始发行。
10月，牛顿被任命为剑桥大学卢卡西讲座的数学教授，年仅26岁，是担任该职位的最年轻的人。
1670-1671年 牛顿研制出他的反射望远镜。
1672年 牛顿应邀参加皇家学会，这是一个由资深科学家组成的团体。
2月，牛顿向学会递交了他的入会后的第一篇论文。
1679年 6月，牛顿的母亲去世。
1684年 牛顿开始撰写他的《自然哲学的数学原理》，该书通称为《原理》。
1686年 4月28日，《原理》一书的摘要在皇家学会宣读。该书被视为科学界的经典作品。
1689年 牛顿被推选为剑桥大学代表，参加英国“国会会议”。
1693-1696年 牛顿患了一种奇怪的病。
1696年 3月，牛顿病体康复，接受皇家造币厂的监造员一职。
1699年 12月，47岁的牛顿被任命为皇家造币厂厂长。
1701年 牛顿被选为代表剑桥大学的英国下议院议员。
1703年 11月30日，牛顿被选为皇家学会主席。
1704年 牛顿有关光的研究的著作《光学》出版。
1705年 牛顿被安妮女王封为爵士。他是第一位获此殊荣的科学家。
1727年 3月30日，牛顿爵士逝世，享年84岁。
爱因斯坦对牛顿的评价
顶尖的物理学家对同行的评价最具有权威性，我们来看看爱因斯坦是如何评价牛顿的吧。
1942年爱因斯坦为纪念牛顿诞生300周年而写的文章，对牛顿的一生作如下的评价“只有把他的一生看作为永恒真理而斗争的舞台上一幕才能理解他”。对牛顿的评价，此赞语最恰当不过的了。
爱因斯坦指出:“牛顿是第一个成功地找到了一个用公式清楚表述物理学问的，他用数学的思维，逻辑地、定量地演绎出范围很广的现象，并且同经验相符合。”
“在牛顿之前还没有什么实际的结果支持那种认为物理因果关系有完整链条的信念。”
受力分析
受力分析的概念
物理学把研究对象抽象出来，看作一个孤立的物体，并分析它所受各外力特性的过程称之为受力分析。受力分析又称画隔离体受力图，它是进行力学计算的基础。这是受力分析的基本概念，也叫狭义概念。广义上的受力分析，还包括建立直角坐标系或利用力的封闭三角形法则来分析、探究与列方程计算。
受力分析的具体步骤如下
1，找出适合的研究对象；
在进行受力分析时，研究对象可以是某一个物体，也可以是保持相对静止的若干个物体。如何确定研究对象呢？一般来说我们遵循的原则是先大后小，能大不小（也就是先整体后部分的原则）；当然了，对谁进行受力分析，关键还是看解题的要求。
2，画受力图；
我们一般采取先画场力，后画接触力的顺序进行分析。王尚提醒大家：接触力中必须先找弹力，后找摩擦力（只有在有弹力的接触面之间才可能有摩擦力）。
推荐文章《高中物理的七力八运动》
3，进行力的分解；
一般是建立直角坐标系来进行分解，有的题目中需要用到力的封闭三角形三角形法则。关于力的封闭三角形法则，我们在下面有讲解。
提醒，建议大家把坐标系画成虚线，因为在笔者的教学过程中发现很多学生往往因为把坐标系的x与y画成实线导致受力分析错误或者延误时间的问题。
4，列方程，并求解；
大部分力学题目是需要建立直角坐标系来进行运算的，在x与y两个垂直的方向上进行分析，并列方程进行求解。注意f=μN这个辅助公式。
力的封闭三角形法则
三角形定则可以认为是平行四边形法则的一个推广。当一个物体仅受三个力的作用处于平衡状态时，这三个力首尾顺次相连，构成一个封闭的三角形。
当然，力的封闭三角形法则也到多个力的合成。只要将表示各个分力的有向线段首尾相接成一折线（与先后顺序无关），那么从第一个有向线段的箭尾到最后一个有向线段的箭头的有向线段就表示它们的合力F。由此还可以得到一个有用的推论：如果n个力首尾相接组成一个封闭多边形，则这n个力的合力为零，物体处于平衡状态。
三角形法则看似简单，其实这是受力分析比较难的地方，这里的很多问题涉及到了几何的知识，不好讲解。因此，在这里王尚给大家留下一些作业，大家可以进行下练兵。下载力的封闭三角形法则练习题。相信大家如果能把这些问题都轻松处理掉了，那么你的力的封闭三角形法则就没有什么问题了。链接地址
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受力分析的步骤
力的封闭三角形法则
受力分析中坐标轴建立的依据
受力分析时画图步骤建议
受力分析的重要性
受力分析是高中物理各个章节的基础，因为物理的任何一个章节都是在研究各种各样的力的。
这看似简单的四个字，当然也是被老师提了一万遍的四个字，并不是那么简单。
看看我们近几年北京的高考物理试题，尤其是压轴题部分，有多少学生是栽在受力分析上。
因此，在学习受力分析的时候，大家一定要注意听讲，多作总结。
还是那句话，受力分析是最根基的解决物理问题的方法。
本文系统分析受力分析的步骤及受力分析过程中需要注意的几个问题。
受力分析
初中受力分析都很简单，不会涉及二维的问题；对比来看，高中物理受力分析这部分内容很多，并不是简单的画受力图。
高中物理的受力分析，涵盖确定要研究的对象，画受力图，正交分解（三角形法则），投影运算，借助牛顿定律、摩擦力公式计算，等多个步骤。
力的封闭三角形法则
力的封闭三角形法则是对物体进行受力分析时一个比较难的考点。在这篇文章中，我们把力的封闭三角形法则的定义、使用前提做个概述，并有几道典型例题帮助同学们消化这些内容。
力的封闭三角形法则定义
三角形定则可以认为是平行四边形法则的一个推广。三角形定则包括力的封闭三角形法则和力的非封闭三角形法则。我们首先来说力的封闭三角形法则。
力的封闭三角形法则内容：当一个物体仅受三个力的作用且处于平衡状态时，这三个力首尾顺次相连，构成一个封闭的三角形。
力的封闭三角形法则应用举例
如图1所示，固定斜面的倾角为，斜面上的木块在水平力作用下处于静止状态，不计斜面摩擦。现在不改变作用力的大小，只改变作用力的方向，使木块仍然保持静止状态，则前后两种情况下斜面对木块的弹力之比是多大？
图1
解析：设木块的质量为m，则初状态下斜面对木块的弹力大小为。
但是，在第二种只改变作用力的方向，不改变作用力大小的情况下求斜面弹力时不少同学感到困难。利用作矢量图的方法可以使问题较快得到解决。
由于木块在共点的三个力作用下处于平衡状态，则这三个力的矢量必构成一个矢量三角形。
此处物体的重力大小方向是确定的，斜面弹力的方向也是确定的，故可作出前后两种情况下力的矢量图，如图2所示。
由于，很容易看出，F2的方向斜向上与水平方向夹角为，
图2
力的封闭三角形法则前提
力的封闭三角形法则应用前提：
（1）物体处于受力平衡状态；
（2）物体仅仅受到三个力的作用，或者受到多个力的作用，不过可以化简为三个力作用。
拓展：力的非封闭三角形法则
如果物体受到两个力的作用，那么可以依据数学上讲到的向量运算，可知，这两个力的合力是三角形的一边，不过这种情况下并不是首尾顺次相连的。
力的非封闭三角形法则例题
如图3所示物体置于光滑的斜面上，当斜面固定时，物体沿斜面下滑的加速度为，斜面对物体的弹力为。斜面不固定，且地面也光滑时，物体下滑的加速度为，斜面对物体的弹力为，则下列关系正确的是（ ）
A.
B.
C.
D.
图3
解析：当斜面可动时，对物体来说是相对斜面这个加速参考系在作加速运动，而且物体和参考系的运动方向不在同一条直线上，利用常规的方法难于判断，但是利用矢量三角形法则都能轻松获解。
如图4所示，由于重力的大小和方向是确定不变的，斜面弹力的方向也是惟一的，由共点力合成的三角形法则，斜面固定时，加速度方向沿斜面向下，作出的矢量图如实线所示，当斜面也运动时，物体并不沿平行于斜面方向运动，相对于地面的实际运动方向如虚线所示。显而易见，正确的答案为B。
图4
三角形法则看似简单，其实这是受力分析比较难的地方，这里的很多问题涉及到了几何的知识，同学们在课下还需要多去练习和温习。
力的封闭三角形法则的推广
当然，力的封闭三角形法则也可以推广到多个力的合成。只要将表示各个分力的有向线段首尾相接成一折线（与先后顺序无关），那么从第一个有向线段的箭尾到最后一个有向线段的箭头的有向线段就表示它们的合力F。由此还可以得到一个有用的推论：如果n个力首尾相接组成一个封闭多边形，则这n个力的合力为零，物体处于平衡状态。
知识拓展：平行四边形法则
平行四边形法则是一种共点力的合成法则；经常用来求两个力的合力。
这一法则通常表述为：以表示两个共点力的有向线段为邻边作一平行四边形，该两邻边之间的对角线即表示这两个力的合力，这个合力的大小由该对角线的长度表示，方向是由作用点指向另一端。
下面物理网编辑将常用的基本步骤给同学们做个整理，如下：
（1）确定研究对象；基本的原则是先大后小，先整体后部分；
（2）将其他物体隔离开，判断某物体都受到哪些力的作用；
（3）画受力图，正确设置xy坐标轴，并在xy轴方向上进行正交分解。（有时候会用到力的封闭三角形来求解）
（4）所有外力在x与y两个坐标轴进行投影，计算两个方向的合力。
（5）列出方程进行求解运算。
受力分析要注意的几个问题
（1）建立直角坐标系的一个原则，就是以研究体运动方向，或可能、即将运动方向规定为x轴，垂直于这个方向规定为y轴，然后将物体受到的力向这两个方向上进行投影运算。
（2）如果物体受力平衡则x与y轴方向上合力都为零；当物体受力不平衡时，x轴上求合外力，因为上文中对y轴的规定，所以一般来说y轴是受力平衡的。
（3）如何各个方向上合力均为零，那么物体做匀速直线运动或静止；如果某个方向上受力不为零，则在此方向上运用牛顿第二定律求解。
受力分析中坐标轴建立的依据
受力分析需要建立坐标轴以便于后面的分解，坐标轴的建立有何依据呢？这篇文章把利用坐标轴解题的一些经验告诉大家。
受力分析中坐标轴建立的依据
1，以物体运动方向，或物体运动趋势方向建立x轴；
从受力情况来看，这个方向上所受到的合外力可能为零，也可能不为零。
2，以物体运动垂直方向，或物体运动趋势的垂直方向建立y轴。
从受力情况来看，y轴方向物体所受到的合外力一定为零。
3，坐标轴的箭头，尽量画的远一些，这样就不会对受力图形成干扰。
如上整理的是做题经验的总结，并不是针对任何题都决定成立的。
一个典型的例外就是人坐扶梯加速斜面上行情况下的受力分析，同学们可以尝试分析下。
补充内容
在应用正交分解时，两个分矢量和合矢量的夹角一定要分清哪个是大锐角，哪个是小锐角。
在题意没有要求的时候，不可随意将两个锐角都画成45º；
在一般不规定θ角度到底是多少，笔者建议学生们把锐角统一画成30度以便于后面的分析。
受力分析时画图步骤建议
受力分析很重要的一步就是画图，再画受力图时，要注意哪些内容？在这篇文章中给同学们做个介绍。
首先要搞明白，受力分析并不是画图，画受力图仅仅是受力分析中的一个步骤。
受力分析主要步骤如下：
受力分析的步骤简介
1，找出适合的研究对象；
2，画受力图；
3，建立坐标系并进行力的分解；
4，列方程，求解计算；
具体步骤及注意事项见这篇文章。
受力分析时画图步骤建议
1，首先确定研究对象，把要画受力图的物体抽象“拿出来”。
2，先分析场力，即重力、库仑力、洛伦兹力等等。
3，在分析接触力，接触力最常见的是：拉力，推力，摩擦力，弹力（及支持力）。
在不确定某个力的方向时，可以随意画一个方向，再进行后面的分解运算。
比如，不知道摩擦力是向左还是向右的，就先画成向左的。如果通过后面的运算，发现摩擦力f为负数，那么说明摩擦力f的方向与原来画的方向时相反的。
摩擦力
摩擦力的定义
高中物理课本必修一的第57页有摩擦力的如下定义：两个相互接触的物体，当他们之间有相对运动或相对运动趋势的时候，就会在其接触面上产生阻碍其相对滑动的力，这种力叫做摩擦力。
广义地物体在液体和气体中运动时也受到摩擦力。摩擦力是我们日常生活周围非常重要的一个力；没有摩擦力的世界是“惨不忍睹”的：一走路就摔跟头，连鞋带无法系紧，螺丝钉和钉子无法固定物体……当然，我们也不能认为摩擦力都是有益的，比如工业上机械部件中轴承的摩擦和汽车气缸内的摩擦等，这些都是有害的摩擦。
在很多物理题中摩擦力是不存在的，也就没有研究的必要；在很多物理难题中，摩擦力是否存在就是一个考点，因此研究摩擦力产生条件就显得尤为重要，我们下面就来进行分析。
摩擦力的产生条件
两物体直接接触、相互挤压、接触面粗糙、有相对运动或相对运动的趋势。这四个条件缺一不可，两物体间有弹力是这两物体间有摩擦力的必要条件而非充要条件。（没有弹力就不可能有摩擦力，但有弹力不一定就一定有摩擦力。）
以上虽是课本上非常重要的摩擦力概念的理解，但却不是高考的重点。高考物理重点和难点在于探讨摩擦力的分类与方向判断。
摩擦力的分类
接上文，如果两个物体间发生相对滑动，则为滑动摩擦；反之，则为静摩擦。
由摩擦力的不同类别，决定了摩擦力的大小计算不同。
判断摩擦力是静摩擦还是滑动摩擦的讨论
很多时候，对于比较“变态”的物理题，会涉及到摩擦力性质的判别；也就是说，题目中的已知条件并不能直接判断出来摩擦力到底是滑动的还是静止的。这个时候，解题的第一步就是判定摩擦力的性质。笔者相信很多学生在这里跌倒过。这一步错了，后面就无法进行。典型的案例，大家可以参考2005年广东高考物理第18题。
在摩擦力性质的判别上，我个人的思路是这样的，请注意，是王尚个人的解析习惯，并不一定是最佳的解题思路。
首先假设是静摩擦，两者是整体，求整体的加速度。在用单独一个物体（往往是分析仅受摩擦力的物体）的最大静摩擦力（这个时候往往题目告知是滑动摩擦力），是否能够提供此加速度。
1，如果可以，假设成立，两者之间是静摩擦力。
2，如果假设不成立，则必然是滑动摩擦力。
这是高一上学期必修一内容，希望大家不要认为我上面的分析是废话。笔者非常负责人地告诉你，很多时候高三的孩子在这里复习的时候都有问题。很多题目中摩擦力（动还是静是未知的）可能仅仅是4、5个力（甚至更多）中的一个。尤其是在电磁学中考到摩擦力的时候，判断就非常复杂，需要通过上面的过程严格一步一步来冷静思考。
下面我们分类来讨论摩擦力的大小，至于摩擦力的方向判断，我们在后面的一篇文章中给大家向西讲解。
不同性质摩擦力的大小计算
刚才我们提到过，摩擦力的分类非常重要，这是与前面探究的重力与弹力不同的地方；摩擦力的性质直接影响到其大小的计算。我们下面来和大家逐一说明。
♦滑动摩擦力的大小计算
必须要用公式f=μN来计算
（1）在对物体进行受力分析的时候，必须先分析弹力，再来分析滑动摩擦力的大小。一般受力分析是采取坐标系分解的方法。
（2）有滑动摩擦力的大小才能用公式f=μN，其中的N表示正压力，不一定等于物体重力mg；
♦静摩擦力的大小计算
（1）必须明确，静摩擦力大小不能用滑动摩擦力的计算公式（f=μN）来计算。从实际的测量数据来看，其最大值略大于滑动摩擦力。在一般的计算中，往往会告知条件：最大静摩擦力等于滑动摩擦力（fmax=μN）。
（2）静摩擦力的大小要根据物体的受力情况和运动情况共同确定（“被动性质的力”），其可能的取值范围是：0＜f≤fm。
以上是很多高中物理教辅书上的东西，相信大家看得厌倦了。在此王尚为大家做个总结：滑动摩擦力只能通过f=μN 计算，静摩擦根据受力分析图来求。
前面已经讲解了如何去判别到底是静摩擦力还是滑动摩擦力，笔者建议大家再去看看，本博客中的总结，大部分不是你看一遍就能明白的；相信这一点大家也明白，力学最难的一个力就是摩擦力了。
摩擦力的方向判断
♦定义法
定义法是最基本的判断摩擦力方向的方法。两个相互接触的物体，当它们做相对运动或具有相对运动的趋势时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动或相对运动的趋势的力，这种力叫做摩擦力。从摩擦力的定义来看，摩擦力的方向就是阻碍相对运动方向或相对运动趋势（方向）。
♦假设法
另外一个方向判断方法就是假设法。首先假设界面是绝对光滑，那么会出现什么样的情况，而这种情况与常规事实（或题意）不符；借此（摩擦力为“事实”提供动力或阻碍）来判定摩擦力的方向。这种假设法对静摩擦和滑动摩擦都成立。解题的时候王尚个人比较倾向于使用假设法，因为这种方法简单明了，且与实际情况相关。从高考命题的角度来看，力学的摩擦力分析是一个难点，总是与其他知识点联合命题；尤其是和电磁学结合的时候，涉及到由静摩擦转化为滑动摩擦力的临界问题分析是比较繁琐的。
摩擦力的方向可以与运动方向成任意角度
（1）摩擦力的方向可能和物体运动方向相同（如图1，A在皮带作用下被加速，f作为动力）；可能和物体运动方向相反（如图1，A在皮带上向左运动，f作为阻力）；
（2）摩擦力的方向可能和物体速度方向垂直（如图2，f作为匀速圆周运动的向心力）；
（3）摩擦力的方向可能跟物体运动方向之间成任意角度（如图3，物体沿车后壁下滑）。由于向下的速度和向右的速度合成速度可以指向任意方向（第四象限内），因此向上的摩擦力可以与实际运动方向成任何角度。
真正的摩擦力难题是在向心力研究、机械能守恒定律应用、动量守恒定律应用和力学综合题中出现的。在最后，王尚老师留给大家自己判定摩擦力方向的准则：物体A给B摩擦的作用，假定没有摩擦，那么B会相对于A向那个方向运动，则A给B的摩擦力与之反方向。具体的，大家可以结合上面的三个图去理解下。
摩擦力的生产与生活应用
（1）增加“有利”摩擦：增加接触面的粗糙程度；增大压力；变滚动为滑动。
（2）减小“有害”摩擦：减少粗糙面的粗糙程度；减小压力；变滑动为滚动；使物体接触面稍稍分离。
重力的概念
我们高中物理教材（物理必修1的51页）中有重力的定义：地球附近一切物体都受到地球的吸引，这种由于地球吸引而使物体受到的力叫做重力。重力的表达式G=mg；其中g为地球表面的重力加速度。
重力、万有引力、向心力关系
（高一上学期刚接触重力学生可以跳过此段）实际上重力G只是万有引力F的一个分力（具体分析参看图所示）。
对地球表面上的物体，万有引力的另一个分力是使物体随地球自转的向心力f。f比G小很多（f与G的比值不超过0.35%）；因此高考说明中已经明确指出：在地球表面附近，可以认为重力近似等于万有引力。在这里王尚老师要给大家强调一点，只有在极轴上的物体，所受的重力等于万有引力。
三者的运算关系满足矢量的三角形法则；也就是说重力加速度与质量的乘积等于万有引力与向心力的矢量差。从图中，我们还可以看出来，重力的方向不是指向地球中心的。所以我们从初中物理开始，就一直用“竖直向下”这一说法来说重力的方向。
为什么物体在地球的两极重力大？
在这里，我们做一个分析，来深入理解为什么两极重力大？
首先，由于地球不是标准的球形，而是椭圆体；夸张一点来说，就像个椭球体的“橘子”。因此“距离地心近”的两极万有引力大一些，自然重力加速度也较大。
从天体学的相关知识（F向=mvω）可知，赤道附近的向心力大（高一上学期学生对向心力和万有引力不理解的，下文中有说明）。
相对而言，物体在北极（或者说两极）向心力为零，根据矢量运算法则自然重力也就大一些。
综上两个因素所述：
1两极的周围万有引力较大；
2南北极没有向心力。
因此，南北极附近的重力加速度大。请注意是两个因素，在王尚的教学中发现很多老师不严谨，仅强调第二个向心力关系大小的因素，这是不科学的。下面我们来探究重力加速度值的问题。
重力加速度值
课本和辅导书上常看到的重力加速度值g=9.8m/s^2实际上是大概值，并不精确。如果要找某地g的精确值，最简单的就是利用单摆来测定当地的重力加速度了。在下面，给出大家几个城市的重力加速度值。
赤道附近g=9.780米/秒^2，
广州g=9.788米/秒^2。
武汉g=9.794米/秒^2。
上海g=9.794米/秒^2。
北京g=9.801米/秒^2。
纽约g=9.803米/秒^2。
莫斯科g=9.816米/秒^2。
北极地区g=9.832米/秒^2。
便于大家理解重力加速度的例子
在课堂上我个人喜好典型例子教学。在这里给大家举个例子来帮助大家理解。
同样10米深的一个坑，一个是在北极，一个是在赤道。北极熊掉进坑底的加速度要比袋鼠大，也较早落地；请注意，不是因为北极熊质量大，这个伽利略先生早在几百年前就做了比萨斜塔实验了。当然了，这个差异是非常、非常小的，你用肉眼观察不出来。
很多学生都应该玩过沙漏。如果是同样的沙漏，在北极漏的更快。
超重与失重
关于超重和失重的问题，目前高考很少考到，因为在重力中，它知识点过于单调，和其他知识点交叉联系很少。
但是最基本的概念我们必须记熟练，也不必刻意去记忆。现在开始，一口气念五十遍保证你能记到五十岁：加（速）下（降）减（速）上（升）为失重。
重力势能的概念
（高一上学生请跳过）重力势能是高中物理第二个涉及到的能量；第一个能量是动能。重力势能广泛地应用于日常生活中，人们在打桩时，先把重锤高高举起，重锤落下就能把木桩打入地里。重锤是由于被举高而能够做功的，举高的物体具有的能量就是重力势能。从日常生活经验也有这样的结论：物体的质量越大，举得越高，它具有的重力势能就越大。
高中物理必修2中给出了重力势能的定义：物体由于被举高而具有的能（mgh）叫做物体的重力势能。
物体质量越大、位置越高、做功本领越大，物体具有的重力势能就越大。对于重力势能的“高度”，其大小由地球和地面上物体的相对位置决定。
重力势能的定义公式为：E重=mgh；其中h是相对于零势能面的竖直高度。
重力势能是标量，单位为焦（J）。与功不同的是，功的正负号表示作用效果，比较大小时仅比较数值；而重力势能中正数一律大于负数。在重力势能的表示式中，由于高度h是相对的，因此重力势能的数值也是相对的。
万有引力定律
便于大家对比理解重力与万有引力，在这里把万有引力给大家做一个简单的介绍（高一上的学生可以参考下）。
万有引力是自然界的四大基本相互作用之一，另外三种相互作用分别是电磁相互作用、弱相互作用及强相互作用。万有引力定律是牛顿在1687年于《自然哲学的数学原理》上发表的。
牛顿的普适万有引力定律表示如下：任意两个质点通过连心线方向上的力相互吸引。该引力的大小与它们的质量乘积成正比，与它们距离的平方成反比，与两物体的化学本质或物理状态以及中介物质无关（一般我们称这样的力为场力）。
万有引力定律的公式为F引=Gm1m2/（R^2）
重心
重心，是在重力场中，物体处于任何方位时所有各组成质点的重力的合力都通过的那一点。规则而密度均匀物体的重心就是它的几何中心。不规则物体的重心，可以用悬挂法来确定。质量分布不均匀的物体，重心的位置除跟物体的形状有关外，还跟物体内质量的分布有关。载重汽车的重心随着装货多少和装载位置而变化，起重机的重心随着提升物体的重量和高度而变化。物体的重心，不一定在物体上，比如三角板或者铁皮文具盒。重心的概念大家了解一下即可，在这里留给大家一个思考题：在书本中，讲解重力时，为什么可以用悬挂法测定薄板的重心？
向心力不是力
在上文中讲到重力概念时候，提到了向心力，在这里，我们把向心力这个比较模糊的概念给大家做一个解释。
很多学生都有这样的疑问：向心力是力吗？答案是否定的，向心力不是力，因为它不满足力的定义：“两个物体间的相互作用”；当然我们也可以通过力的三要素来进行更加“细致”的判断。
我们知道，合外力不是力。合外力从定义上来说，是很多个外力的表现形式。比如重力和支持力的合力，或者电场力和重力的合力等等。同样，向心力也不是力，也是其他力的表现形式。只不过用“向心”二字来让“表现形式”具体了起来。或者说是“表达出来”这些力的综合效果是“向心”的。
当然，对于向心力来说，也有一个力来提供向心力的情况。比如，洛伦兹力下带电粒子在匀强磁场中的运动。
关于重力的内容就这些，重力和其他章节相联系比较紧密的地方，主要是重力势能（机械能）、万有引力和人造卫星。
弹力
弹力的概念
在新课标必修1第55页有弹力的如下定义：发生弹性形变的物体，由于要恢复原长，对其接触的物体产生力的作用，这种力叫弹力。
定义中的弹性形变指的是能够恢复原状的形变；并不是所有的形变都是弹性形变。
弹力与重力、摩擦力一起并称力学三大典型力。我们在高中物理题目中最典型的弹力就是弹簧的弹力。从弹力定义来说，日常生活中的压力、支持力、绳子拉力都是弹力。比如，一本书放在桌面上，桌面给其的支持力就是弹力，只不过桌面的弹性形变很小，我们肉眼观察不到。
弹力的方向
弹力的方向研究是一个考点，如果是综合题，涉及到复杂的运动模式，弹力方向判断就很不容易；比如，竖直方向弹簧放置的振动模式。
下面我们来一起复习下教材中弹力方向的具体规定。
弹力的方向的规定：
（1）弹簧弹力的方向：压缩的弹簧给物体斥力；伸缩状态的弹簧给物体引力；弹力的方向与形变量△x相关。
（2）压力、支持力的方向总是垂直于接触面，指向被挤压或被支持的物体。
（3）绳对物体的拉力（拉力是弹力中的一种）总是沿着绳，且指向绳收缩的方向。
对比下，不难看出，弹力方向的分析远比重力方向复杂。
弹力的大小
高中物理中弹力问题是非常重要的考点。尤其是涉及到竖直放置弹簧、多物体连接的，且涉及到摩擦了综合问题，在高考试题和模考题中经常出现。对于大部分的高考生这些问题相当难处理，最值得一提的是，北京高考物理试卷（笔者编辑此文时间为2012年）最近五年内，都没有出现过弹力的综合解答题，因此北京考生要特别需要注意涉及弹力的综合型大题。
我们还是先来复习课本上弹力的大小的相关规定。高中物理阶段，我们研究弹力的大小都是满足胡克定律的。胡克定律可表示为（在弹性限度内）：F=kx，（形变量可以是伸长量也可以是压缩量）；此公式还可以表示成ΔF=kΔx，即弹簧弹力的大小改变量和弹簧形变量的改变量也成正比。在这里，王尚老师给大家补充两个基础知识：两根弹簧串联后组成的“新弹簧”总劲度变小；两根弹簧并联后组成的“新弹簧”总劲度变大。如果您没有推导过，请课下自己推导下。下面我们来讲解弹性势能的概念，因为弹簧的问题，总是结合着能量的变化；对弹性势能的考察，是全国各地高考的一大热点和难点。而且，笔者预测在接下来2013年或2014年，北京高考物理压轴题中很有可能会考察到弹力。
弹簧的考题
从历年物理试卷分析来看，弹力的方向判断总是结合受力分析、机械能守恒定律、动量、电磁感应进行综合性命题。高中物理中的弹力是力学三大常见力之一，弹力的方向分析是这三个力中最难的。简单的弹力的方向判断没有任何考察的意义，因为区分度太小（大家都会做），因此学会在这些综合题中应用就显得非常重要。
前文中讲到的弹力的方向规定必须铭记于心，这是解决任何综合题中弹力的方向的基础与前提条件。另外笔者建议大家最好结合一些典型的例题来帮助大家记忆；而且，这些典型题最后隔一段时间就再复习一遍。这样在处理考试中弹簧类解答题时，大家才不会因为弹力概念或方向判定而丢分或影响答题时间。
一些高考试题或模拟考题中，弹簧竖直方向放置。这类问题的考察，在弹力的基础上融入了重力的因素，往往有借助于两个物体相碰导致的振动情况分析，无疑增加了难度。
弹性势能的概念
弹性势能指的是发生弹性形变的物体各部分之间，由于有弹力的作用所具有的势能。同一弹性物体在一定范围内形变越大，具有的弹性势能就越多，反之，则越小。确定弹力势能的大小需选取零势能的状态，一般选取弹簧未发生任何形变，而处于自由状态的情况下其弹力势能为零。对于弹簧来说，弹性势能和弹簧的劲度系数k、形变量Δx有关，与其他物理量无关。E弹=1/2 k*x^2；这个公式不属于北京地区高考物理大纲要求内容，但是记住总比不记要好。
弹性势能和弹力所做的功的对应关系
弹力做功与弹性势能变化的关系：弹力做正功，弹性势能减少；弹力做负功，弹性势能增加。这一点与重力做的功与重力势能的分析是类似的。对于同一物体，弹力所做的功的绝对值和弹性势能的改变量的绝对值是相等的。弹力的具体应用往往出现在机械能、动量、电磁学中，一般来说这些问题都不会仅仅考弹力的大小或者方向，都会涉及到势能的讨论；下面我们就来给大家做详细讲解。
弹性势能的求法与公式推导
弹簧弹性势能的分析是高考物理力学题的一大难点，尤其是涉及到弹簧竖直放置、含有碰撞等过程的时候。由于高中物理并没有要求大家理解弹性势能的定义，因此弹簧的弹性势能的计算总是通过动量、能量守恒或者功能关系；换句话来说，就是借助于外界功或者能的方法来进行分析。我们下面就来具体分析下弹性势能公式的推导过程。
高中数学微积分掌握比较好的学生，也可以通过积分的方法来求解。从弹力的定义式（F弹=kΔx）来看，F弹随x的变化关系为一次线性函数，通过积分不难得出：E弹=1/2 k*Δx^2；这种数学微分思想在高中物理中的应用问题，在平时需要大家多去分析探究，这类结合的问题不仅仅是高考物理，同时也是近几年自主招生考试命题的一大趋势。见王尚文章《自主招生物理试题倾向于数学分析》；对于数学微积分知识掌握不是特别理想的学生也不用气馁，我们可以借助于图像阴影面积的求法来探究弹力所做的功。这种求法得到的答案也是一致的：E弹=1/2 k*Δx^2；在求弹簧的弹力做功时，因该变力为线性变化，可以先求平均弹力大小，再用功的定义进行计算（很多题目是利用动能定理和功能关系，能量转化和守恒定律求解）。
在这里要提醒大家的是，一次线性关系可以这么来求，二次函数关系不能利用这种方法。比如，当电流为变量的时候，求电热Q时，利用公式Q=I*I*Rt，对Q的求法只能对I进行积分。同时要注意弹力做功的特点：弹力做功等于弹性势能增量的负值。上面给出大家的弹性势能的公式，高考不作定量要求，可作定性讨论。因此笔者在前文中讲到，在求弹力的功或弹性势能的改变时，一般以能量的转化与守恒的角度来求解。
高考物理对弹力的考察
在高中物理中，弹力的大小是非常重要的考点，尤其是涉及到竖直放置弹簧、多物体连接的弹力大小分析问题。这些问题在高考物理真题和模考题中经常出现，从得分的角度来看，大家在弹力大小判断上丢分是很严重的。弹力大小的分析一般来说比较困难，这是由于：弹力的大小与位移变化紧密联系，而位移的变化有由速度决定，速度取决于由弹力和其他外力综合决定的加速度。这是一个循环过程，因此，弹力综合问题的处理有相当的难度。
从高考物理考题来看，弹簧弹性势能的具体应用往往出现在机械能守恒、动量守恒、电磁感应综合题中。高中物理必修2中并没有给出弹性弹性势能的表达式，仅仅在第64页让学生课下去探究。我们弹力的最基本知识王尚老师暂时只讲到这里。在这里笔者给高考生做三句总结，在后面会用到。这是原创经典总结：弹力找原长，振动找平衡，位移是关键。
教学内容】
义务教育课程标准实验教科书，物理（人教版）九年级第十二章第五节。
本节内容以日常的生活实际为基础得出两个相互矛盾的观点，即“物体的运动是否需要力来维持？” 并进一步用亚里士多德和伽利略两个伟人来强化这种矛盾，从而激发学生的学习兴趣；以“探究阻力对物体运动的影响”为核心，在基本的实验事实的基础上，调动学生的积极性，引导学生积极思维，进一步概括、推理得出结论。同时对“维持物体的运动需要力吗？”的教学时，不要使学生对亚里士多德产生片面的认识。
【学生分析】
本节内容所涉及的现象是学生在生活中比较熟悉，也是他们容易发生兴趣的现象，教学中要注意培养学生学习物理的兴趣，充分发挥实验及多媒体教学手段，迎合他们好奇，好动好强的心理特点，调动他们学习的积极性和主动性，同时初中生思维方式要求逐步由形象思维向抽象思维过渡，因此在教学中应注意积极引导学生应用已掌握的知识，通过理论分析和推理判断来获得新知识，发展抽象思维能力，当然在此过程仍需以一些感性认识作为依托，可以借助实验加强直观性和形象性，以便学生理解和掌握。
【教学目标】
知识与技能：知道牛顿第一定律的内容；
过程与方法：实验探究阻力对物体运动的影响。
情感态度与价值观：通过活动和阅读感受科学就在身边。
【教学重点】实验探究阻力对物体运动的影响。
【教学难点】理解牛顿第一定律，并能解释简单的现象。
【教学过程】
教学内容
设计意图
教材处理
师生活动
情景导入
结合本地实际，让学生回忆骑自行车滑行的情景，给学生留下“物体受力运动，不受力停止运动”的印象。
利用多媒体展示“火车进站”“自由摆动的秋千”“地上滚动的足球”视频，思考：这些运动的物体为什么会停止运动呢？请同学们说出你的观点并从生活中找到其他实例来支持这个观点。
教师展示多媒体课件并声情并茂进行讲述。
学生思考讨论并说出自己的观点
从生活实例入手，引导分析可使学生感受到物理知识并非高深莫测，增强学习物理的信心，体现了“从生活走向物理的理念”。
利用学生的认识的局限激发学生的求知欲
切入主题
亚里士多德一生勤奋治学，他的思想对人类产生了深远的影响。他创立了形式逻辑学，丰富和发展了哲学的各个分支学科，对科学等作出了巨大的贡献。
伽利略是近代实验科学的先驱者，是意大利文艺复兴后期伟大的天文学家、力学家、哲学家、物理学家、数学家。也是近代实验物理学的开拓者，被誉为“近代科学之父”。
对亚里士多德和伽利略的观点进行讨论，从而引出本节课的核心内容──探究阻力对物体运动的影响。
教师简介亚里士多德和伽利略，强调他们在各自领域的成就。
学生讨论并说出自己的观点
通过教师的介绍进一步强化学生认知上的矛盾，激发学生的学习兴趣。
猜想与假设
阻力对物体的运动有何影响呢？请同学们相互讨论说说自己的猜想
教师提出问题，让学生提出自己的想法，并让学生说说他们的猜想依据。让他们明白猜想不是臆想，不是胡乱瞎想。
锻炼学生的联想思维能力以及分析归纳能力
根据已有经验进行合理的猜想是科学探究中最具创造性的一环，有利于培养学生的创造能力和发散思维能力。
设计实验
同学们的猜想是否正确呢？请同学们设计实验来证明你的猜想，在设计实验之前，教师引导学生阅读课本P45的相关内容
①课本中所述的实验方案体现了什么方法？是如何体现的？
②我们的观察要点是什么？
③除了课本中的方法，你有没有其他的方法？
学生讨论各抒己见
引导学生将这些因素中相类似的因素合并，把问题简化
教师引导学生尝试设计实验过程
学生小组讨论自主进行实验设计
学生上台进行展示，其他学生则对其方案进行“挑刺”，使方案更加完善合理
通过设计实验培养学生的创新能力
通过展示，培养学生的语言表达能力及表演能力。
进行实验与收集证据
1．各小组进行实验，并要求认真细致的做好实验数据的记录，课件展示数据记录表格。
滑行
表面
材料
阻力
大小
滑行
距离
速度变
化快慢
1
毛巾
2
粗布条
3
木板
2．学生讨论交流完成实验数据的填写。
3．教师演示课本所示的实验
4．总结实验结论
结论：平面越光滑，小车运动的距离越 ，这说明小车受到的阻力越 ，速度减小得越 。
6．进一步展示实验表格，学生讨论交流完成相关内容。
滑行
表面
材料
阻力
大小
滑行
距离
速度变
化快慢
1
毛巾
大
近
快
2
粗布条
较大
较远
较慢
3
木板
小
远
慢
玻璃
某材料
理想平面
7．你在完成上述表格时用到了什么方法？并具体谈谈你是怎样应用的。
小组成员分工协作，教师巡回指导，并提示不必局限于老师所提供的实验器材
教师演示过程中有意忽略控制变量法即让小车从斜面的同一高度从静止开始下滑
学生认真观察
引导学生分析实验数据得出相关结论
教师课件展示数据记录表格，并引导分析观察已填数据，明确所选材料的特性，完成表格内容，为进一步得出结论打下基础。
学生归纳所采用的方法
让学生经历科学探究过程，学习科学研究方法，培养学生的探索精神、实践能力以及创新意识
充分调动学生学习的积极性，培养学生的协作能力和动手操作能力。
教师的演示并不是学生实验的简单重复，旨在通过演示进一步强化学生对控制变量法的理解，培养学生的观察能力
通过科学想像与科学推理方法的结合，发展学生的想像力和分析概括能力，使学生养成良好的思维习惯，敢于质疑，勇于创新
及时强化总结实验方法，同时也使学生明确概括、推理是建立在一定的事实基础之上的
得出结论
1．请大家继续用上述方法得出结论。
2．归纳得出牛顿第一定律。
一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态
教师引导学生进行表述
通过对结论的表述使学生体验到成功感，同时也使学生明确叙述的严密性
强 化 练 习
牛顿第一定律是通过分析事实，进一步概括、推理得出的，是力学基本定律之一。
课件展示习题
1．正在做曲线运动的物体，若它所受到的外力同时消失，那么它将（ ）
A．物体立即停下来
B．物体继续做曲线运动
C．物体将做匀速直线运动
D．物体将改变运动方向
2．关于力和运动的关系，下列说法正确的是（ ）
A．物体受力才会运动
B．力使物体的运动状态发生改变
C．停止用力，运动的物体就会停止
D．力是使物体保持静止或匀速直线运动状态的原因
学生利用所用知识认真思考讨论，并叫同学到讲台上向全班同学讲评，解决简单的问题，体会成功的喜悦
学生利用所学的知识来解决实际问题，有利于培养学生灵活运用知识的能力，创新思维能力，也能及时巩固所学习的知识。教师要做好“欣赏者”与学生一起分享成功的喜悦。
小 结
在研究阻力对物体运动的影响的实验过程中你学到了哪些研究物理问题的方法。
教师着重引导学生从物理学习方法的小结上进行阐述
及时小结学习方法，为学习下一内容奠定方法基础。
应 用 迁 移
1．请同学们结合力的作用效果谈谈对牛顿第一定律的理解
2．牛顿第一定律的重要贡献是如下两个方面：
（1）力不是维持物体运动的原因
（2）力是改变物体运动状态的原因。
请同学们应用生活中的实例来进一步说明支持这两个观点。
学生反思回顾
教师适时点拨，鼓励学生具有创造性的奇思妙想，拓展学生的思维
通过引导学生反思，发现学习中存在的不足，促进学习能力的提高。
总结 升 华
通过对本章的学习你有哪些收获呢？请同学们从以下方面进行表述。
①在物理知识方面你有哪些收获？存在哪些疑惑？
②在物理方法的学习运用上你又有哪些收获？
学生讨论交流
及时总结在知识与学习方法上的收获，使知识内化形成学生的能力
【教学流程图】
【教学反思】
1．本节课首先利用具体情境来调动学生学习的积极性，增强学习的动力，激发学生的兴趣，然后引导学生进行分析思考以发现问题，通过学生间的交流与讨论，动手操作使学生更真切的感受到物理学就在我们身边，最后应用所学习的知识解决实际问题，使学生的能力得到进一步的提高。
2．本节课充分体现了由“教教材”到“用教材”的转变。具体表现为在探究阻力对物体运动的影响时，教师没有仅仅停留在课本所给出的三种材料上，而是引导学生结合生活实际进一步的推理想象，培养学生的探索精神和创新意识，便于学生对牛顿第一定律的理解。
3．本节课对物理方法的教学体现充分，具体表现为：①在探究阻力对物体运动的影响时，教师以问题的形式提示学生对变量的控制，在教师演示实验时又有意忽略对变量的控制以进一步的强化学生对控制变量法的应用和理解；②在对“推理、概括”这一方法的教学中，体现了循序渐进的思想。首先对实验数据进行分析得出一般性的结论，其次引导学生根据实验数据进行推理，完成相关数据的填写，并进而概括得牛顿第一定律。
牛顿第一定律
一、教材分析
(1)、教材的地位及作用
这一章的知识属于动力学的知识，是研究力与运动之间的关系，只在懂得了动力学的知识才能据物体所受的力确定物体的位置，速度变化的规律，才能够创造条件来控制物体的运动。牛顿三大运动定律作为动力学的核心内容，本节课的教学内容牛顿第一运动定律作为牛顿物理学的基石，首先对人类认识运动和力的关系作了历史的回顾，着重介绍了伽利略研究运动和力的关系的思想方法及卓越贡献，而后讲述了牛顿第一定律的内容和物体惯性的概念。为后续的牛顿运动定律的学习打下好的基础。针对教材，提出本节教材的
(2)、教学三维目标
①知识与技能
1、借助伽利略的理想实验理解力和运动的关系，知道其主要推理过程及结论。
2、理解牛顿第一定律，并理解其意义
3、理解惯性的概念，知道质量是惯性大小的量度.
②过程与方法
1、培养学生在实验的基础上通过推理得到结论的方法
2、通过伽利略的理想实验，使学生受到科学方法论的教育
3、通过对惯性现象的解释，培养学生灵活运用所学知识的能力
③情感、态度与价值观
1、通过物理学史的简介，对学生进得严密的科学态度教育，了解人类认识事物本质的曲折
2、通过对伽利略对力和运动关系的研究，培养学生敢于坚持真理，不迷信权威的精神和科学探究精神。
(3)、教学重点及依据
教学重点：牛顿第一定律及惯性。只所以认为它是它是本节教学内容的重点理由是在于本节课是一节物理规律教学课，通过这节课的科学探究及实验论证的目的就是为了认识力和运动的关系，揭示其认识事物的规律及牛顿第一定律及惯性。
(4)、教学难点及依据
教学难点：力和运动的关系。学生在从生活经验中得到了一种被现象掩盖了本质的错误认识。物体的运动是力的结果。为了使学生摆脱些种观念，树立正确的认识，需要教师精心的设计，严密的推理，转变错误观点。
二、学情分析
高一学生已具备一定的分析推理，逻辑思维能力。但对于学习习惯方面，主动性不强，认知习惯，被动接受学习为主。因此制定
三、教学方法及依据
针对学情及重点、难点，采用问题教学法、实验法、谈话法、讲解法、推理法相结合。开设一堂科学探究课，在突破难点，形成重点的同时，培养学生自主、合作、探究学习的能力。
四、学法及依据
猜想与假设，设计与论证、归纳分析法，讨论法为依据，发挥学生的主体作用，增强学习的积极性。
五、教学程序
1、导入新课：
问题引入：1。物体原来是静止，现在要让它运动，我们应该怎么办?2。停止用力，物体会如何呢?
误导学生：物体受力就会运动，物体不受力就停止。
得出谬论：力是维持物体运动的原因(亚里士多德观点)
实验演示：推一辆小车，撤去推力，小车没有立即停下。请学生思考原因
实验事实与经验相违背，激发了学生的思维，引导学生探究的兴趣，调动积极性，活跃了课堂气氛。
三、新课教学
教学难点的突破
实验演示：让小车从同一高度的斜面滑下，在毛巾及玻璃表面滑行的距离不一样。(科学探究过程一：提出问题)
学生发表看法：可能是摩擦力的缘故。(鼓励学生发表看法，)
介绍物理学史：谈伽利略之前对力与运动的错误认识及猜想：如果没有摩擦力，物体会会怎样运动呢?
学生跟着猜想：一直运动下去。(科学探究过程二：猜想与假设)
理想实验-----探究过程
学生阅读教材，教师运用多媒体教学手段进行展示理想实验，学生很想了解伽利略这位伟大科学家的思维过程。
展示伽利略的思维过程：(科学探究过程三：制定计划与设计实验)
问题一：如果没有摩擦，第一个斜面上小球将会上升到什么高度。
学生积极参与讨论(生活体验)
问题二：第二个斜面上小球将会上升到什么高度?
学生积极参与讨论
问题三：小球在水平面上会如何运动?
学生积极参与讨论：想达到原来的高度，所以就一直运动下去。
问题四：通过实验，力与运动是什么样的关系?(科学探究过程四：归纳与总结)
每位同学发表自已的看法，并进行相互交流(科学探究过程五：合作与交流)
并由几个学生进行归纳。教师归纳------理想实验的魅力，建立在实验的基础上。培养学生敢于坚持真理，不迷信权威的精神和科学探究精神。
实骓论证：气垫导轨，提供阻力很小情况下的物体运动
教师提出：笛卡尔对力与运动的认识的补充。得出本节课的重点
教学重点的处理：
教师：为解决力与运动的关系，牛顿在伽利略、笛卡尔等前辈科学家的研究基础上，提出了牛顿第一定律：
以谈话法，讲解法理解新知识，加深对牛顿第一定律的理解，从内容，力不是维持物体速度的原因(解决矛盾)，改变物体运动状态需要外力(突破重点)分层次，有梯度的升华。然后对物理规律进行展示。
教师讲解：惯性：保持原来匀速直线运动及静止状态，或者说有抵抗运动状态的“本领”
为了帮助学生理解惯性这个重点内容，采取实例分析。
实验现象分析：打叠放的棋子，汽车刹车。
总结分析：惯性是物体的固有属性。
学生可以在此基础上举例说明，加强学生对教学活动的参与。
教师问题提出：惯性的固有属性跟什么有关系?
运用媒体播放一个视频实例：运动场上，同一名同学推不同大小的铅球，掷出的距离不同，说明不同物体抵抗其运动状态的“本领”不同，即惯性不同。
实验演示：不同质量的小车在同一压缩弹簧下运动，获得的速度不相同。
学生总结：质量是惯性大小的惟一量度。
加深理解与应用：多媒体展示惯性现象，让学生展开讨论，体会物理知识在生活中应用的乐趣。
最后进行小结，再次让学生体会到物理学家门对力与运动关系的认知过程，了解其认知的曲折性。情感进行升华。
六、布置作业 必做题75页(1)(2)
课后思考(3)(4)阅读科学漫步：惯性参考系
不仅巩固基本知识，也可以使有能力的学生发挥能动性，激发学习探究的兴趣，鼓励收集资料，开拓学生视野。使之带着问题离开课堂
七、板书设计 略
八、教学预测：
本节课是按照新课程理念下的一节科学探究课，将物理学史与物理规律教学进行有机渗透，自主，合作，探究性的学习在实际教学中可能因为师生互动不足达不到教学效果，要针对学生的认识水平进行合理的调节。
本节课非常注重知识点的归纳与升华，在其教学的关键点上设计有几个有梯度的问题，注意面向全体学生，提高每位学生的主动参与性。
牛顿第一定律
牛顿第一定律是三大定律的基础，也是物理力学的基础。牛顿第一定律帮助人类正确认识了力的效果，将长期以来人类对力的初级认识“力维持物体的运动”彻底推翻。
牛顿第一定律内容
一切物体在没有受到力的作用时（合外力为零时），总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种运动状态。
牛顿定律的起源解释
如图所示。如果曲面是绝对光滑的，那么从图1中A处落下的物体，应该会“冲击”到与A登高的B点。不管是当时人类的经验、意识积累，还是后来的机械能守恒，都能解释这一现象。
如果我们将曲面拉长，上述运动的本质不会发生变化。如图2所示，A处落下的物体，依然会“冲击”到与A登高的B点；显然，这种情况小球在水平面内的运动距离会变大。
如果我们继续把曲面拉长，当足够远时（接近无穷远处），上述运动的本质不会发生变化。如图3所示，A处落下的物体，依然会“冲击”到与A登高的B点；只不过B点太远了，小球就要运动很长、很长的一段时间。
我们应该知道，在这段时间内，小球是不会受到水平方向上力的作用的。也就是说，在没有水平外力（驱动力）的作用下，物体会运动，而且运动状态不会改变。
这与人类史上：马必须拉车车才会运动的“默认定律”是矛盾的。便随着牛顿第一定律的阐述，以力学为基础的物理学开始快速发展起来。
牛顿第一定律的其他表述
当一个质点距离其他质点足够远时，这个质点就作匀速直线运动或保持静止。（与外界没有力的相互作用）
由于物体保持运动状态不变的特性叫做惯性，所以牛顿第一定律也叫惯性定律。惯性是一切物体固有的属性，无论是固体、液体、气体和等离子体，无论物体是运动还是静止，都具有惯性。
牛顿第一定律（惯性定律）科学地阐明了力和惯性这两个物理概念，正确地解释了力和运动状态的关系，并提出了一切物体都具有保持其运动状态不变的属性——惯性，它是物理学中一条基本定律。
由牛顿第一定律继续探究力的作用效果
牛顿第一运动定律告诉我们，力F并不是维持物体运动的条件，那么力有什么用，有什么效果呢？
牛顿在此基础上进一步对力进行分析，发现力是使物体加速或减速的原因，也就是改变物体运动状态的原因。这就是下篇文章牛顿第二定律中我们要给同学们介绍的主要内容。
牛顿是英国物理学家，英文名Isaac Newton。
引言
物理学最重要的物理量“力”的单位是牛顿，足见牛顿对物理界的贡献之大。但牛顿对科学的贡献，远远超出你的想象……
牛顿是提出了二项式定理和无限理论，在此基础上创建了近代数学。
牛顿是微积分的创始人之一。另一位创始人是德国的莱布尼兹。微积分的基础牛顿-莱布尼兹公式便由此而来。
牛顿探究了力的本性，并在此基础上创立了力学。
牛顿总结出了牛顿运动三大定律。
牛顿阐明了动量角动量守恒原理。
牛顿发明了反射式望远镜，奠定了现代大型光学天文望远镜的基础。
牛顿发现了万有引力定律。
牛顿实验了光的色散，证明普通的光是由七色组成的。
牛顿测定了不同颜色的光的折射率。
牛顿创立了天文学。
牛顿留下了50多万字的炼金术手稿和100多万字的神学手稿。
牛顿简介
伊萨克·牛顿(Isaac Newton)1643年1月4日出生在英国，是世界近代科学技术史上伟大的物理学家、天文学家和数学家。
牛顿先生在物理学界的地位迄今无人能够比肩。在2005年，英国皇家学会进行了一场“谁是科学史上最有影响力的人”的民意调查，牛顿被认为比阿尔伯特·爱因斯坦更具影响力。
伊萨克·牛顿在1687年7月5日发表的不朽著作《自然哲学的数学原理》里用数学方法阐明了宇宙中最基本的法则:万有引力定律和三大运动定律。这四条定律构成了一个统一的物理体系，被认为是“人类智慧史上最伟大的一个成就”。
除了牛顿三大运动定律外，牛顿还阐明了动量角动量守恒之原理。
在光学上，他发明了反射式望远镜。牛顿让一束太阳光通过三棱镜，结果阳光被分解成了赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色。这是一个重大发现，它证明普通的光是由七色组成的。牛顿还用一个凸透镜把七色光合成了白光，更加证实了这一点。牛顿还进一步测定了不同颜色的光的折射率，从而发现了不同色光的折射角度，是按着赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫的顺序加大，物质的色彩是由不同颜色的光在不同物体上有不同的折射率造成的。
他由于发现了万有引力定律创立了天文学。牛顿立即把上述光学的发现用到制造望远镜上，一举制成了不带颜色的折射望远镜，奠定了现代大型光学天文望远镜的基础。
他还系统地表述了冷却定律，并研究了音速。
在数学上牛顿在数学界造诣极深，著有《二项式定理》和《微积分》。牛顿还和莱布尼茨各自独立地发明了微积分。牛顿与戈特弗里德·莱布尼茨分享了发展出微积分学的荣誉，包括著名的牛顿·莱布尼兹公式。他还证明了广义二项式定理，提出了“牛顿法”以趋近函数的零点，并为幂级数的研究作出了贡献。微分的发展为经典力学注入了蒸蒸日盛的生命力，是研究现代经典力学的主要数学工具。
牛顿与万有引力定律
牛顿在开普勒行星三大运动定律的基础上提出了注明的万有引力定律。
牛顿的普适万有引力定律表示如下:任意两个质点有通过连心线方向上的力相互吸引。该引力的大小与它们的质量乘积成正比，与它们距离的平方成反比，与两物体的化学本质或物理状态以及中介物质无关。
牛顿的万有引力定律在人类历史上第一次把天上的运动和地上的运动统一起来，为日心说提供了有力的理论支持，使得自然科学的研究最终挣脱了宗教的枷锁。
牛顿与牛顿运动定律
物理学的重要枝干经典力学就是以牛顿定律为基础。牛顿三大运动定律：
(1)牛顿第一定律:如果物体处于静止状态，或呈匀速直线运动状态，只要没外力作用，物体将保持静止状态，或呈等速直线运动之状态。牛顿第一定律又称为惯性定律。
(2)牛顿第二定律:物体的加速度，与所受的合外力成正比。加速度的方向与合外力的方向相同。即F合=ma;其中，a是加速度，F合是合外力，m是质量。
(3)牛顿第三定律:两个物体的相互作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，同时出现或消失。
牛顿的经典力学与其他物理学枝干
经典力学推翻了绝对空间的概念:即在不同空间发生的事件是绝然不同的。例如，静挂在移动的火车车厢内的时钟，对于站在车厢外的观察者来说是呈移动状态的。但是，经典力学仍然确认时间是绝对不变的，这也为爱因斯坦的“聪明绝世”打下了伏笔。
由伽利略和牛顿等人发展出来的力学，着重于分析位移、速度、加速度、力等等矢量间的关系，又称为矢量力学。它是工程和日常生活中最常用的表述方式，但并不是唯一的表述方式:约瑟夫·拉格朗日、威廉·哈密顿、卡尔·雅可比等发展了经典力学的新的表述形式，即所谓分析力学。分析力学所建立的框架是近代物理的基础，如量子场论、广义相对论、量子引力等。
微分几何的发展为经典力学注入了蒸蒸日盛的生命力，是研究现代经典力学的主要数学工具。在日常经验范围中，采用经典力学可以计算出精确的结果。但是，在接近光速的高速度或强大重力场的系统中，经典力学已被相对论力学取代;在小距离尺度系统中又被量子力学取代;在同时具有上述两种特性的系统中则被相对论性量子场论取代。虽然如此，经典力学仍旧是非常有用的;它比上述理论便于理解且易于应用。
经典力学在大部分场合都非常准确。经典力学可用于描述人体尺寸物体的运动(例如陀螺和棒球)，许多天体(如行星和星系)的运动，以及一些微尺度物体(如有机分子)。虽然经典力学和其他“经典”理论(如经典电磁学和热力学)大致相容，在十九世纪末，还是发现出有些只有现代物理才能解释的不一致性。特别是，经典非相对论电动力学预言光波传播于以太内的速度是常数，经典力学无法解释这预测，因而导致了狭义相对论的发展。这些问题在王尚物理博客中都有总结。经典力学和经典热力学的结合又导出吉布斯佯谬(熵不具有良好定义)和紫外灾难(在频率趋向于无穷大时，黑体辐射的理论结果和实验数据无法吻合)。为解决这些问题的努力造成了量子力学的发展。
少年牛顿
1643年1月4日，在英格兰林肯郡小镇沃尔索浦的一个自耕农家庭里，牛顿诞生了。牛顿是一个早产儿，出生时只有三磅重，接生婆和他的亲人都担心他能否活下来。谁也没有料到这个看起来微不足道的小东西会成为了一位名垂千古的科学巨人，并且竟活到了84岁的高龄。
牛顿出生前三个月父亲便去世了。在他两岁时，母亲改嫁给一个牧师，把牛顿留在外祖母身边抚养。11岁时，母亲的后夫去世，母亲带着和后爸所生的一子二女回到牛顿身边。牛顿自幼沉默寡言、性格倔强，这种习性可能来自他的家庭处境。
大约从五岁开始，牛顿被送到公立学校读书。少年时的牛顿并不是神童，他资质平常、成绩一般，但他喜欢读书，喜欢看一些介绍各种简单机械模型制作方法的读物，并从中受到启发，自己动手制作些奇奇怪怪的小玩意，如风车、木钟、折叠式提灯等等。
传说小牛顿把风车的机械原理摸透后，自己制造了一架磨坊的模型，他将老鼠绑在一架有轮子的踏车上，然后在轮子的前面放上一粒玉米，刚好那地方是老鼠可望不可及的位置。老鼠想吃玉米，就不断的跑动，于是轮子不停的转动;又一次他放风筝时，在绳子上悬挂着小灯，夜间村人看去惊疑是彗星出现;他还制造了一个小水钟。每天早晨，小水钟会自动滴水到他的脸上，催他起床。他还喜欢绘画、雕刻，尤其喜欢刻日晷，家里墙角、窗台上到处安放着他刻画的日晷，用以验看日影的移动。
牛顿12岁时进了离家不远的格兰瑟姆中学。牛顿的母亲原希望他成为一个农民，但牛顿本人却无意于此，而酷爱读书。随着年岁的增大，牛顿越发爱好读书，喜欢沉思，做科学小实验。他在格兰瑟姆中学读书时，曾经寄宿在一位药剂师家里，使他受到了化学试验的熏陶。
牛顿在中学时代学习成绩并不出众，只是爱好读书，对自然现象有好奇心，例如颜色、日影四季的移动，尤其是几何学、哥白尼的日心说等等。他还分门别类的记读书笔记，又喜欢别出心裁的作些小工具、小技巧、小发明、小试验。
当时英国社会渗透基督教新思想，牛顿家里有两位都以神父为职业的亲戚，这可能影响牛顿晚年的宗教生活。从这些平凡的环境和活动中，还看不出幼年的牛顿是个才能出众异于常人的儿童。
后来迫于生活，母亲让牛顿停学在家务农，赡养家庭。但牛顿一有机会便埋首书卷，以至经常忘了干活。每次，母亲叫他同佣人一道上市场，熟悉做交易的生意经时，他便恳求佣人一个人上街，自己则躲在树丛后看书。有一次，牛顿的舅父起了疑心，就跟踪牛顿上市镇去，发现他的外甥伸着腿，躺在草地上，正在聚精会神地钻研一个数学问题。牛顿的好学精神感动了舅父，于是舅父劝服了母亲让牛顿复学，并鼓励牛顿上大学读书。牛顿又重新回到了学校，如饥似渴地汲取着书本上的营养。
牛顿的求学生涯
1661年，19岁的牛顿以减费生的身份进入剑桥大学三一学院，靠为学院做杂务的收入支付学费，1664年成为奖学金获得者，1665年获学士学位。
17世纪中叶，剑桥大学的教育制度还渗透着浓厚的中世纪经院哲学的气味，当牛顿进入剑桥时，那里还在传授一些经院式课程，如逻辑、古文、语法、古代史、神学等等。两年后三一学院出现了新气象，卢卡斯创设了一个独辟蹊径的讲座，规定讲授自然科学知识，如地理、物理、天文和数学课程。
讲座的第一任教授伊萨克·巴罗是个博学的科学家。这位学者独具慧眼，看出了牛顿具有深邃的观察力、敏锐的理解力。于是将自己的数学知识，包括计算曲线图形面积的方法，全部传授给牛顿，并把牛顿引向了近代自然科学的研究领域。
在这段学习过程中，牛顿掌握了算术、三角，读了开普勒的《光学》，笛卡尔的《几何学》和《哲学原理》，伽利略的《两大世界体系的对话》，胡克的《显微图集》，还有皇家学会的历史和早期的哲学学报等。
牛顿在巴罗门下的这段时间，是他学习的关键时期。巴罗比牛顿大12岁，精于数学和光学，他对牛顿的才华极为赞赏，认为牛顿的数学才华超过自己。后来，牛顿在回忆时说道:“巴罗博士当时讲授关于运动学的课程，也许正是这些课程促使我去研究这方面的问题。”
当时，牛顿在数学上很大程度是依靠自学。他学习了欧几里得的《几何原本》、笛卡尔的《几何学》、沃利斯的《无穷算术》、巴罗的《数学讲义》及韦达等许多数学家的著作。其中，对牛顿具有决定性影响的要数笛卡儿的《几何学》和沃利斯的《无穷算术》，它们将牛顿迅速引导到当时数学最前沿:解析几何与微积分。1664年，牛顿被选为巴罗的助手，第二年，剑桥大学评议会通过了授予牛顿大学学士学位的决定。
1665~1666年严重的鼠疫席卷了伦敦，剑桥离伦敦不远，为恐波及，学校因此而停课，牛顿于1665年6月离校返乡。
由于牛顿在剑桥受到数学和自然科学的熏陶和培养，对探索自然现象产生浓厚的兴趣，家乡安静的环境又使得他的思想展翅飞翔。1665~1666年这段短暂的时光成为牛顿科学生涯中的黄金岁月，他在自然科学领域内思潮奔腾，才华迸发，思考前人从未思考过的问题，踏进了前人没有涉及的领域，创建了前所未有的惊人业绩。
1665年初，牛顿创立级数近似法,以及把任意幂的二项式化为一个级数的规则;同年11月，创立正流数法(微分);次年1月，用三棱镜研究颜色理论;5月，开始研究反流数法(积分)。这一年内，牛顿开始想到研究重力问题，并想把重力理论推广到月球的运动轨道上去。他还从开普勒定律中推导出使行星保持在它们的轨道上的力必定与它们到旋转中心的距离平方成反比。牛顿见苹果落地而悟出地球引力的传说，说的也是此时发生的轶事。
总之，在家乡居住的两年中，牛顿以比此后任何时候更为旺盛的精力从事科学创造，并关心自然哲学问题。他的三大成就:微积分、万有引力、光学分析的思想都是在这时孕育成形的。可以说此时的牛顿已经开始着手描绘他一生大多数科学创造的蓝图。文中大部分资料源于高中物理网(gaozhongwuli.com)，特此说明。
1667年复活节后不久，牛顿返回到剑桥大学，10月1日被选为三一学院的仲院侣(初级院委)，翌年3月16日获得硕士学位，同时成为正院侣(高级院委)。1669年10月27日，巴罗为了提携牛顿而辞去了教授之职，26岁的牛顿晋升为数学教授，并担任卢卡斯讲座的教授。巴罗为牛顿的科学生涯打通了道路，如果没有牛顿的舅父和巴罗的帮助，牛顿这匹千里马可能就不会驰骋在科学的大道上。巴罗让贤，这在科学史上一直被传为佳话。
牛顿的晚年痴迷于神学
晚年的牛顿在伦敦过着堂皇的生活，1705年他被安妮女王封为贵族。此时的牛顿非常富有，被普遍认为是生存着的最伟大的科学家。他担任英国皇家学会会长，在他任职的二十四年时间里，他以铁拳统治着学会。没有他的同意，任何人都不能被选举。
晚年的牛顿开始致力于对神学的研究，他否定哲学的指导作用，虔诚地相信上帝，埋头于写以神学为题材的著作。当他遇到难以解释的天体运动时，竟提出了“神的第一推动力”的谬论。他说“上帝统治万物，我们是他的仆人而敬畏他、崇拜他”。
1727年3月20日，伟大艾萨克·牛顿逝世。同其他很多杰出的英国人一样，他被埋葬在了威斯敏斯特教堂。他的墓碑上镌刻着:让人们欢呼这样一位多么伟大的人类荣耀曾经在世界上存在。
牛顿大事件时间表
1642年 8月，英国内战爆发，战争持续到1649年。
1643年 1月4日，伊萨克·牛顿出生于英国乌尔斯索普，母亲是汉纳·牛顿。他的父亲3个月前就去世了。
1655年 牛顿12岁，开始上格兰瑟姆文法学校。
1661年 6月牛顿18岁，进入剑桥大学。
1664年 春天，牛顿21岁，开始进行光的实验。
1665年 牛顿拿到文学士学位，并开始发展他自己的高等数学。
伦敦流行大鼠疫，并扩散到其他城市。牛顿离开剑桥，回到伍尔斯索普。
1666年 牛顿在引力定律方面取得了重大突破。
1667年 3月，牛顿返回剑桥大学。6个月内，他被推选为三一学院的研究员。
1669年 7月，牛顿的作品《分析论》开始发行。
10月，牛顿被任命为剑桥大学卢卡西讲座的数学教授，年仅26岁，是担任该职位的最年轻的人。
1670-1671年 牛顿研制出他的反射望远镜。
1672年 牛顿应邀参加皇家学会，这是一个由资深科学家组成的团体。
2月，牛顿向学会递交了他的入会后的第一篇论文。
1679年 6月，牛顿的母亲去世。
1684年 牛顿开始撰写他的《自然哲学的数学原理》，该书通称为《原理》。
1686年 4月28日，《原理》一书的摘要在皇家学会宣读。该书被视为科学界的经典作品。
1689年 牛顿被推选为剑桥大学代表，参加英国“国会会议”。
1693-1696年 牛顿患了一种奇怪的病。
1696年 3月，牛顿病体康复，接受皇家造币厂的监造员一职。
1699年 12月，47岁的牛顿被任命为皇家造币厂厂长。
1701年 牛顿被选为代表剑桥大学的英国下议院议员。
1703年 11月30日，牛顿被选为皇家学会主席。
1704年 牛顿有关光的研究的著作《光学》出版。
1705年 牛顿被安妮女王封为爵士。他是第一位获此殊荣的科学家。
1727年 3月30日，牛顿爵士逝世，享年84岁。
爱因斯坦对牛顿的评价
顶尖的物理学家对同行的评价最具有权威性，我们来看看爱因斯坦是如何评价牛顿的吧。
1942年爱因斯坦为纪念牛顿诞生300周年而写的文章，对牛顿的一生作如下的评价“只有把他的一生看作为永恒真理而斗争的舞台上一幕才能理解他”。对牛顿的评价，此赞语最恰当不过的了。
爱因斯坦指出:“牛顿是第一个成功地找到了一个用公式清楚表述物理学问的，他用数学的思维，逻辑地、定量地演绎出范围很广的现象，并且同经验相符合。”
“在牛顿之前还没有什么实际的结果支持那种认为物理因果关系有完整链条的信念。”
受力分析
受力分析的概念
物理学把研究对象抽象出来，看作一个孤立的物体，并分析它所受各外力特性的过程称之为受力分析。受力分析又称画隔离体受力图，它是进行力学计算的基础。这是受力分析的基本概念，也叫狭义概念。广义上的受力分析，还包括建立直角坐标系或利用力的封闭三角形法则来分析、探究与列方程计算。
受力分析的具体步骤如下
1，找出适合的研究对象；
在进行受力分析时，研究对象可以是某一个物体，也可以是保持相对静止的若干个物体。如何确定研究对象呢？一般来说我们遵循的原则是先大后小，能大不小（也就是先整体后部分的原则）；当然了，对谁进行受力分析，关键还是看解题的要求。
2，画受力图；
我们一般采取先画场力，后画接触力的顺序进行分析。王尚提醒大家：接触力中必须先找弹力，后找摩擦力（只有在有弹力的接触面之间才可能有摩擦力）。
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3，进行力的分解；
一般是建立直角坐标系来进行分解，有的题目中需要用到力的封闭三角形三角形法则。关于力的封闭三角形法则，我们在下面有讲解。
提醒，建议大家把坐标系画成虚线，因为在笔者的教学过程中发现很多学生往往因为把坐标系的x与y画成实线导致受力分析错误或者延误时间的问题。
4，列方程，并求解；
大部分力学题目是需要建立直角坐标系来进行运算的，在x与y两个垂直的方向上进行分析，并列方程进行求解。注意f=μN这个辅助公式。
力的封闭三角形法则
三角形定则可以认为是平行四边形法则的一个推广。当一个物体仅受三个力的作用处于平衡状态时，这三个力首尾顺次相连，构成一个封闭的三角形。
当然，力的封闭三角形法则也到多个力的合成。只要将表示各个分力的有向线段首尾相接成一折线（与先后顺序无关），那么从第一个有向线段的箭尾到最后一个有向线段的箭头的有向线段就表示它们的合力F。由此还可以得到一个有用的推论：如果n个力首尾相接组成一个封闭多边形，则这n个力的合力为零，物体处于平衡状态。
三角形法则看似简单，其实这是受力分析比较难的地方，这里的很多问题涉及到了几何的知识，不好讲解。因此，在这里王尚给大家留下一些作业，大家可以进行下练兵。下载力的封闭三角形法则练习题。相信大家如果能把这些问题都轻松处理掉了，那么你的力的封闭三角形法则就没有什么问题了。链接地址
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受力分析的步骤
力的封闭三角形法则
受力分析中坐标轴建立的依据
受力分析时画图步骤建议
受力分析的重要性
受力分析是高中物理各个章节的基础，因为物理的任何一个章节都是在研究各种各样的力的。
这看似简单的四个字，当然也是被老师提了一万遍的四个字，并不是那么简单。
看看我们近几年北京的高考物理试题，尤其是压轴题部分，有多少学生是栽在受力分析上。
因此，在学习受力分析的时候，大家一定要注意听讲，多作总结。
还是那句话，受力分析是最根基的解决物理问题的方法。
本文系统分析受力分析的步骤及受力分析过程中需要注意的几个问题。
受力分析
初中受力分析都很简单，不会涉及二维的问题；对比来看，高中物理受力分析这部分内容很多，并不是简单的画受力图。
高中物理的受力分析，涵盖确定要研究的对象，画受力图，正交分解（三角形法则），投影运算，借助牛顿定律、摩擦力公式计算，等多个步骤。
力的封闭三角形法则
力的封闭三角形法则是对物体进行受力分析时一个比较难的考点。在这篇文章中，我们把力的封闭三角形法则的定义、使用前提做个概述，并有几道典型例题帮助同学们消化这些内容。
力的封闭三角形法则定义
三角形定则可以认为是平行四边形法则的一个推广。三角形定则包括力的封闭三角形法则和力的非封闭三角形法则。我们首先来说力的封闭三角形法则。
力的封闭三角形法则内容：当一个物体仅受三个力的作用且处于平衡状态时，这三个力首尾顺次相连，构成一个封闭的三角形。
力的封闭三角形法则应用举例
如图1所示，固定斜面的倾角为，斜面上的木块在水平力作用下处于静止状态，不计斜面摩擦。现在不改变作用力的大小，只改变作用力的方向，使木块仍然保持静止状态，则前后两种情况下斜面对木块的弹力之比是多大？
图1
解析：设木块的质量为m，则初状态下斜面对木块的弹力大小为。
但是，在第二种只改变作用力的方向，不改变作用力大小的情况下求斜面弹力时不少同学感到困难。利用作矢量图的方法可以使问题较快得到解决。
由于木块在共点的三个力作用下处于平衡状态，则这三个力的矢量必构成一个矢量三角形。
此处物体的重力大小方向是确定的，斜面弹力的方向也是确定的，故可作出前后两种情况下力的矢量图，如图2所示。
由于，很容易看出，F2的方向斜向上与水平方向夹角为，
图2
力的封闭三角形法则前提
力的封闭三角形法则应用前提：
（1）物体处于受力平衡状态；
（2）物体仅仅受到三个力的作用，或者受到多个力的作用，不过可以化简为三个力作用。
拓展：力的非封闭三角形法则
如果物体受到两个力的作用，那么可以依据数学上讲到的向量运算，可知，这两个力的合力是三角形的一边，不过这种情况下并不是首尾顺次相连的。
力的非封闭三角形法则例题
如图3所示物体置于光滑的斜面上，当斜面固定时，物体沿斜面下滑的加速度为，斜面对物体的弹力为。斜面不固定，且地面也光滑时，物体下滑的加速度为，斜面对物体的弹力为，则下列关系正确的是（ ）
A.
B.
C.
D.
图3
解析：当斜面可动时，对物体来说是相对斜面这个加速参考系在作加速运动，而且物体和参考系的运动方向不在同一条直线上，利用常规的方法难于判断，但是利用矢量三角形法则都能轻松获解。
如图4所示，由于重力的大小和方向是确定不变的，斜面弹力的方向也是惟一的，由共点力合成的三角形法则，斜面固定时，加速度方向沿斜面向下，作出的矢量图如实线所示，当斜面也运动时，物体并不沿平行于斜面方向运动，相对于地面的实际运动方向如虚线所示。显而易见，正确的答案为B。
图4
三角形法则看似简单，其实这是受力分析比较难的地方，这里的很多问题涉及到了几何的知识，同学们在课下还需要多去练习和温习。
力的封闭三角形法则的推广
当然，力的封闭三角形法则也可以推广到多个力的合成。只要将表示各个分力的有向线段首尾相接成一折线（与先后顺序无关），那么从第一个有向线段的箭尾到最后一个有向线段的箭头的有向线段就表示它们的合力F。由此还可以得到一个有用的推论：如果n个力首尾相接组成一个封闭多边形，则这n个力的合力为零，物体处于平衡状态。
知识拓展：平行四边形法则
平行四边形法则是一种共点力的合成法则；经常用来求两个力的合力。
这一法则通常表述为：以表示两个共点力的有向线段为邻边作一平行四边形，该两邻边之间的对角线即表示这两个力的合力，这个合力的大小由该对角线的长度表示，方向是由作用点指向另一端。
下面物理网编辑将常用的基本步骤给同学们做个整理，如下：
（1）确定研究对象；基本的原则是先大后小，先整体后部分；
（2）将其他物体隔离开，判断某物体都受到哪些力的作用；
（3）画受力图，正确设置xy坐标轴，并在xy轴方向上进行正交分解。（有时候会用到力的封闭三角形来求解）
（4）所有外力在x与y两个坐标轴进行投影，计算两个方向的合力。
（5）列出方程进行求解运算。
受力分析要注意的几个问题
（1）建立直角坐标系的一个原则，就是以研究体运动方向，或可能、即将运动方向规定为x轴，垂直于这个方向规定为y轴，然后将物体受到的力向这两个方向上进行投影运算。
（2）如果物体受力平衡则x与y轴方向上合力都为零；当物体受力不平衡时，x轴上求合外力，因为上文中对y轴的规定，所以一般来说y轴是受力平衡的。
（3）如何各个方向上合力均为零，那么物体做匀速直线运动或静止；如果某个方向上受力不为零，则在此方向上运用牛顿第二定律求解。
受力分析中坐标轴建立的依据
受力分析需要建立坐标轴以便于后面的分解，坐标轴的建立有何依据呢？这篇文章把利用坐标轴解题的一些经验告诉大家。
受力分析中坐标轴建立的依据
1，以物体运动方向，或物体运动趋势方向建立x轴；
从受力情况来看，这个方向上所受到的合外力可能为零，也可能不为零。
2，以物体运动垂直方向，或物体运动趋势的垂直方向建立y轴。
从受力情况来看，y轴方向物体所受到的合外力一定为零。
3，坐标轴的箭头，尽量画的远一些，这样就不会对受力图形成干扰。
如上整理的是做题经验的总结，并不是针对任何题都决定成立的。
一个典型的例外就是人坐扶梯加速斜面上行情况下的受力分析，同学们可以尝试分析下。
补充内容
在应用正交分解时，两个分矢量和合矢量的夹角一定要分清哪个是大锐角，哪个是小锐角。
在题意没有要求的时候，不可随意将两个锐角都画成45º；
在一般不规定θ角度到底是多少，笔者建议学生们把锐角统一画成30度以便于后面的分析。
受力分析时画图步骤建议
受力分析很重要的一步就是画图，再画受力图时，要注意哪些内容？在这篇文章中给同学们做个介绍。
首先要搞明白，受力分析并不是画图，画受力图仅仅是受力分析中的一个步骤。
受力分析主要步骤如下：
受力分析的步骤简介
1，找出适合的研究对象；
2，画受力图；
3，建立坐标系并进行力的分解；
4，列方程，求解计算；
具体步骤及注意事项见这篇文章。
受力分析时画图步骤建议
1，首先确定研究对象，把要画受力图的物体抽象“拿出来”。
2，先分析场力，即重力、库仑力、洛伦兹力等等。
3，在分析接触力，接触力最常见的是：拉力，推力，摩擦力，弹力（及支持力）。
在不确定某个力的方向时，可以随意画一个方向，再进行后面的分解运算。
比如，不知道摩擦力是向左还是向右的，就先画成向左的。如果通过后面的运算，发现摩擦力f为负数，那么说明摩擦力f的方向与原来画的方向时相反的。
摩擦力
摩擦力的定义
高中物理课本必修一的第57页有摩擦力的如下定义：两个相互接触的物体，当他们之间有相对运动或相对运动趋势的时候，就会在其接触面上产生阻碍其相对滑动的力，这种力叫做摩擦力。
广义地物体在液体和气体中运动时也受到摩擦力。摩擦力是我们日常生活周围非常重要的一个力；没有摩擦力的世界是“惨不忍睹”的：一走路就摔跟头，连鞋带无法系紧，螺丝钉和钉子无法固定物体……当然，我们也不能认为摩擦力都是有益的，比如工业上机械部件中轴承的摩擦和汽车气缸内的摩擦等，这些都是有害的摩擦。
在很多物理题中摩擦力是不存在的，也就没有研究的必要；在很多物理难题中，摩擦力是否存在就是一个考点，因此研究摩擦力产生条件就显得尤为重要，我们下面就来进行分析。
摩擦力的产生条件
两物体直接接触、相互挤压、接触面粗糙、有相对运动或相对运动的趋势。这四个条件缺一不可，两物体间有弹力是这两物体间有摩擦力的必要条件而非充要条件。（没有弹力就不可能有摩擦力，但有弹力不一定就一定有摩擦力。）
以上虽是课本上非常重要的摩擦力概念的理解，但却不是高考的重点。高考物理重点和难点在于探讨摩擦力的分类与方向判断。
摩擦力的分类
接上文，如果两个物体间发生相对滑动，则为滑动摩擦；反之，则为静摩擦。
由摩擦力的不同类别，决定了摩擦力的大小计算不同。
判断摩擦力是静摩擦还是滑动摩擦的讨论
很多时候，对于比较“变态”的物理题，会涉及到摩擦力性质的判别；也就是说，题目中的已知条件并不能直接判断出来摩擦力到底是滑动的还是静止的。这个时候，解题的第一步就是判定摩擦力的性质。笔者相信很多学生在这里跌倒过。这一步错了，后面就无法进行。典型的案例，大家可以参考2005年广东高考物理第18题。
在摩擦力性质的判别上，我个人的思路是这样的，请注意，是王尚个人的解析习惯，并不一定是最佳的解题思路。
首先假设是静摩擦，两者是整体，求整体的加速度。在用单独一个物体（往往是分析仅受摩擦力的物体）的最大静摩擦力（这个时候往往题目告知是滑动摩擦力），是否能够提供此加速度。
1，如果可以，假设成立，两者之间是静摩擦力。
2，如果假设不成立，则必然是滑动摩擦力。
这是高一上学期必修一内容，希望大家不要认为我上面的分析是废话。笔者非常负责人地告诉你，很多时候高三的孩子在这里复习的时候都有问题。很多题目中摩擦力（动还是静是未知的）可能仅仅是4、5个力（甚至更多）中的一个。尤其是在电磁学中考到摩擦力的时候，判断就非常复杂，需要通过上面的过程严格一步一步来冷静思考。
下面我们分类来讨论摩擦力的大小，至于摩擦力的方向判断，我们在后面的一篇文章中给大家向西讲解。
不同性质摩擦力的大小计算
刚才我们提到过，摩擦力的分类非常重要，这是与前面探究的重力与弹力不同的地方；摩擦力的性质直接影响到其大小的计算。我们下面来和大家逐一说明。
♦滑动摩擦力的大小计算
必须要用公式f=μN来计算
（1）在对物体进行受力分析的时候，必须先分析弹力，再来分析滑动摩擦力的大小。一般受力分析是采取坐标系分解的方法。
（2）有滑动摩擦力的大小才能用公式f=μN，其中的N表示正压力，不一定等于物体重力mg；
♦静摩擦力的大小计算
（1）必须明确，静摩擦力大小不能用滑动摩擦力的计算公式（f=μN）来计算。从实际的测量数据来看，其最大值略大于滑动摩擦力。在一般的计算中，往往会告知条件：最大静摩擦力等于滑动摩擦力（fmax=μN）。
（2）静摩擦力的大小要根据物体的受力情况和运动情况共同确定（“被动性质的力”），其可能的取值范围是：0＜f≤fm。
以上是很多高中物理教辅书上的东西，相信大家看得厌倦了。在此王尚为大家做个总结：滑动摩擦力只能通过f=μN 计算，静摩擦根据受力分析图来求。
前面已经讲解了如何去判别到底是静摩擦力还是滑动摩擦力，笔者建议大家再去看看，本博客中的总结，大部分不是你看一遍就能明白的；相信这一点大家也明白，力学最难的一个力就是摩擦力了。
摩擦力的方向判断
♦定义法
定义法是最基本的判断摩擦力方向的方法。两个相互接触的物体，当它们做相对运动或具有相对运动的趋势时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动或相对运动的趋势的力，这种力叫做摩擦力。从摩擦力的定义来看，摩擦力的方向就是阻碍相对运动方向或相对运动趋势（方向）。
♦假设法
另外一个方向判断方法就是假设法。首先假设界面是绝对光滑，那么会出现什么样的情况，而这种情况与常规事实（或题意）不符；借此（摩擦力为“事实”提供动力或阻碍）来判定摩擦力的方向。这种假设法对静摩擦和滑动摩擦都成立。解题的时候王尚个人比较倾向于使用假设法，因为这种方法简单明了，且与实际情况相关。从高考命题的角度来看，力学的摩擦力分析是一个难点，总是与其他知识点联合命题；尤其是和电磁学结合的时候，涉及到由静摩擦转化为滑动摩擦力的临界问题分析是比较繁琐的。
摩擦力的方向可以与运动方向成任意角度
（1）摩擦力的方向可能和物体运动方向相同（如图1，A在皮带作用下被加速，f作为动力）；可能和物体运动方向相反（如图1，A在皮带上向左运动，f作为阻力）；
（2）摩擦力的方向可能和物体速度方向垂直（如图2，f作为匀速圆周运动的向心力）；
（3）摩擦力的方向可能跟物体运动方向之间成任意角度（如图3，物体沿车后壁下滑）。由于向下的速度和向右的速度合成速度可以指向任意方向（第四象限内），因此向上的摩擦力可以与实际运动方向成任何角度。
真正的摩擦力难题是在向心力研究、机械能守恒定律应用、动量守恒定律应用和力学综合题中出现的。在最后，王尚老师留给大家自己判定摩擦力方向的准则：物体A给B摩擦的作用，假定没有摩擦，那么B会相对于A向那个方向运动，则A给B的摩擦力与之反方向。具体的，大家可以结合上面的三个图去理解下。
摩擦力的生产与生活应用
（1）增加“有利”摩擦：增加接触面的粗糙程度；增大压力；变滚动为滑动。
（2）减小“有害”摩擦：减少粗糙面的粗糙程度；减小压力；变滑动为滚动；使物体接触面稍稍分离。
重力的概念
我们高中物理教材（物理必修1的51页）中有重力的定义：地球附近一切物体都受到地球的吸引，这种由于地球吸引而使物体受到的力叫做重力。重力的表达式G=mg；其中g为地球表面的重力加速度。
重力、万有引力、向心力关系
（高一上学期刚接触重力学生可以跳过此段）实际上重力G只是万有引力F的一个分力（具体分析参看图所示）。
对地球表面上的物体，万有引力的另一个分力是使物体随地球自转的向心力f。f比G小很多（f与G的比值不超过0.35%）；因此高考说明中已经明确指出：在地球表面附近，可以认为重力近似等于万有引力。在这里王尚老师要给大家强调一点，只有在极轴上的物体，所受的重力等于万有引力。
三者的运算关系满足矢量的三角形法则；也就是说重力加速度与质量的乘积等于万有引力与向心力的矢量差。从图中，我们还可以看出来，重力的方向不是指向地球中心的。所以我们从初中物理开始，就一直用“竖直向下”这一说法来说重力的方向。
为什么物体在地球的两极重力大？
在这里，我们做一个分析，来深入理解为什么两极重力大？
首先，由于地球不是标准的球形，而是椭圆体；夸张一点来说，就像个椭球体的“橘子”。因此“距离地心近”的两极万有引力大一些，自然重力加速度也较大。
从天体学的相关知识（F向=mvω）可知，赤道附近的向心力大（高一上学期学生对向心力和万有引力不理解的，下文中有说明）。
相对而言，物体在北极（或者说两极）向心力为零，根据矢量运算法则自然重力也就大一些。
综上两个因素所述：
1两极的周围万有引力较大；
2南北极没有向心力。
因此，南北极附近的重力加速度大。请注意是两个因素，在王尚的教学中发现很多老师不严谨，仅强调第二个向心力关系大小的因素，这是不科学的。下面我们来探究重力加速度值的问题。
重力加速度值
课本和辅导书上常看到的重力加速度值g=9.8m/s^2实际上是大概值，并不精确。如果要找某地g的精确值，最简单的就是利用单摆来测定当地的重力加速度了。在下面，给出大家几个城市的重力加速度值。
赤道附近g=9.780米/秒^2，
广州g=9.788米/秒^2。
武汉g=9.794米/秒^2。
上海g=9.794米/秒^2。
北京g=9.801米/秒^2。
纽约g=9.803米/秒^2。
莫斯科g=9.816米/秒^2。
北极地区g=9.832米/秒^2。
便于大家理解重力加速度的例子
在课堂上我个人喜好典型例子教学。在这里给大家举个例子来帮助大家理解。
同样10米深的一个坑，一个是在北极，一个是在赤道。北极熊掉进坑底的加速度要比袋鼠大，也较早落地；请注意，不是因为北极熊质量大，这个伽利略先生早在几百年前就做了比萨斜塔实验了。当然了，这个差异是非常、非常小的，你用肉眼观察不出来。
很多学生都应该玩过沙漏。如果是同样的沙漏，在北极漏的更快。
超重与失重
关于超重和失重的问题，目前高考很少考到，因为在重力中，它知识点过于单调，和其他知识点交叉联系很少。
但是最基本的概念我们必须记熟练，也不必刻意去记忆。现在开始，一口气念五十遍保证你能记到五十岁：加（速）下（降）减（速）上（升）为失重。
重力势能的概念
（高一上学生请跳过）重力势能是高中物理第二个涉及到的能量；第一个能量是动能。重力势能广泛地应用于日常生活中，人们在打桩时，先把重锤高高举起，重锤落下就能把木桩打入地里。重锤是由于被举高而能够做功的，举高的物体具有的能量就是重力势能。从日常生活经验也有这样的结论：物体的质量越大，举得越高，它具有的重力势能就越大。
高中物理必修2中给出了重力势能的定义：物体由于被举高而具有的能（mgh）叫做物体的重力势能。
物体质量越大、位置越高、做功本领越大，物体具有的重力势能就越大。对于重力势能的“高度”，其大小由地球和地面上物体的相对位置决定。
重力势能的定义公式为：E重=mgh；其中h是相对于零势能面的竖直高度。
重力势能是标量，单位为焦（J）。与功不同的是，功的正负号表示作用效果，比较大小时仅比较数值；而重力势能中正数一律大于负数。在重力势能的表示式中，由于高度h是相对的，因此重力势能的数值也是相对的。
万有引力定律
便于大家对比理解重力与万有引力，在这里把万有引力给大家做一个简单的介绍（高一上的学生可以参考下）。
万有引力是自然界的四大基本相互作用之一，另外三种相互作用分别是电磁相互作用、弱相互作用及强相互作用。万有引力定律是牛顿在1687年于《自然哲学的数学原理》上发表的。
牛顿的普适万有引力定律表示如下：任意两个质点通过连心线方向上的力相互吸引。该引力的大小与它们的质量乘积成正比，与它们距离的平方成反比，与两物体的化学本质或物理状态以及中介物质无关（一般我们称这样的力为场力）。
万有引力定律的公式为F引=Gm1m2/（R^2）
重心
重心，是在重力场中，物体处于任何方位时所有各组成质点的重力的合力都通过的那一点。规则而密度均匀物体的重心就是它的几何中心。不规则物体的重心，可以用悬挂法来确定。质量分布不均匀的物体，重心的位置除跟物体的形状有关外，还跟物体内质量的分布有关。载重汽车的重心随着装货多少和装载位置而变化，起重机的重心随着提升物体的重量和高度而变化。物体的重心，不一定在物体上，比如三角板或者铁皮文具盒。重心的概念大家了解一下即可，在这里留给大家一个思考题：在书本中，讲解重力时，为什么可以用悬挂法测定薄板的重心？
向心力不是力
在上文中讲到重力概念时候，提到了向心力，在这里，我们把向心力这个比较模糊的概念给大家做一个解释。
很多学生都有这样的疑问：向心力是力吗？答案是否定的，向心力不是力，因为它不满足力的定义：“两个物体间的相互作用”；当然我们也可以通过力的三要素来进行更加“细致”的判断。
我们知道，合外力不是力。合外力从定义上来说，是很多个外力的表现形式。比如重力和支持力的合力，或者电场力和重力的合力等等。同样，向心力也不是力，也是其他力的表现形式。只不过用“向心”二字来让“表现形式”具体了起来。或者说是“表达出来”这些力的综合效果是“向心”的。
当然，对于向心力来说，也有一个力来提供向心力的情况。比如，洛伦兹力下带电粒子在匀强磁场中的运动。
关于重力的内容就这些，重力和其他章节相联系比较紧密的地方，主要是重力势能（机械能）、万有引力和人造卫星。
弹力
弹力的概念
在新课标必修1第55页有弹力的如下定义：发生弹性形变的物体，由于要恢复原长，对其接触的物体产生力的作用，这种力叫弹力。
定义中的弹性形变指的是能够恢复原状的形变；并不是所有的形变都是弹性形变。
弹力与重力、摩擦力一起并称力学三大典型力。我们在高中物理题目中最典型的弹力就是弹簧的弹力。从弹力定义来说，日常生活中的压力、支持力、绳子拉力都是弹力。比如，一本书放在桌面上，桌面给其的支持力就是弹力，只不过桌面的弹性形变很小，我们肉眼观察不到。
弹力的方向
弹力的方向研究是一个考点，如果是综合题，涉及到复杂的运动模式，弹力方向判断就很不容易；比如，竖直方向弹簧放置的振动模式。
下面我们来一起复习下教材中弹力方向的具体规定。
弹力的方向的规定：
（1）弹簧弹力的方向：压缩的弹簧给物体斥力；伸缩状态的弹簧给物体引力；弹力的方向与形变量△x相关。
（2）压力、支持力的方向总是垂直于接触面，指向被挤压或被支持的物体。
（3）绳对物体的拉力（拉力是弹力中的一种）总是沿着绳，且指向绳收缩的方向。
对比下，不难看出，弹力方向的分析远比重力方向复杂。
弹力的大小
高中物理中弹力问题是非常重要的考点。尤其是涉及到竖直放置弹簧、多物体连接的，且涉及到摩擦了综合问题，在高考试题和模考题中经常出现。对于大部分的高考生这些问题相当难处理，最值得一提的是，北京高考物理试卷（笔者编辑此文时间为2012年）最近五年内，都没有出现过弹力的综合解答题，因此北京考生要特别需要注意涉及弹力的综合型大题。
我们还是先来复习课本上弹力的大小的相关规定。高中物理阶段，我们研究弹力的大小都是满足胡克定律的。胡克定律可表示为（在弹性限度内）：F=kx，（形变量可以是伸长量也可以是压缩量）；此公式还可以表示成ΔF=kΔx，即弹簧弹力的大小改变量和弹簧形变量的改变量也成正比。在这里，王尚老师给大家补充两个基础知识：两根弹簧串联后组成的“新弹簧”总劲度变小；两根弹簧并联后组成的“新弹簧”总劲度变大。如果您没有推导过，请课下自己推导下。下面我们来讲解弹性势能的概念，因为弹簧的问题，总是结合着能量的变化；对弹性势能的考察，是全国各地高考的一大热点和难点。而且，笔者预测在接下来2013年或2014年，北京高考物理压轴题中很有可能会考察到弹力。
弹簧的考题
从历年物理试卷分析来看，弹力的方向判断总是结合受力分析、机械能守恒定律、动量、电磁感应进行综合性命题。高中物理中的弹力是力学三大常见力之一，弹力的方向分析是这三个力中最难的。简单的弹力的方向判断没有任何考察的意义，因为区分度太小（大家都会做），因此学会在这些综合题中应用就显得非常重要。
前文中讲到的弹力的方向规定必须铭记于心，这是解决任何综合题中弹力的方向的基础与前提条件。另外笔者建议大家最好结合一些典型的例题来帮助大家记忆；而且，这些典型题最后隔一段时间就再复习一遍。这样在处理考试中弹簧类解答题时，大家才不会因为弹力概念或方向判定而丢分或影响答题时间。
一些高考试题或模拟考题中，弹簧竖直方向放置。这类问题的考察，在弹力的基础上融入了重力的因素，往往有借助于两个物体相碰导致的振动情况分析，无疑增加了难度。
弹性势能的概念
弹性势能指的是发生弹性形变的物体各部分之间，由于有弹力的作用所具有的势能。同一弹性物体在一定范围内形变越大，具有的弹性势能就越多，反之，则越小。确定弹力势能的大小需选取零势能的状态，一般选取弹簧未发生任何形变，而处于自由状态的情况下其弹力势能为零。对于弹簧来说，弹性势能和弹簧的劲度系数k、形变量Δx有关，与其他物理量无关。E弹=1/2 k*x^2；这个公式不属于北京地区高考物理大纲要求内容，但是记住总比不记要好。
弹性势能和弹力所做的功的对应关系
弹力做功与弹性势能变化的关系：弹力做正功，弹性势能减少；弹力做负功，弹性势能增加。这一点与重力做的功与重力势能的分析是类似的。对于同一物体，弹力所做的功的绝对值和弹性势能的改变量的绝对值是相等的。弹力的具体应用往往出现在机械能、动量、电磁学中，一般来说这些问题都不会仅仅考弹力的大小或者方向，都会涉及到势能的讨论；下面我们就来给大家做详细讲解。
弹性势能的求法与公式推导
弹簧弹性势能的分析是高考物理力学题的一大难点，尤其是涉及到弹簧竖直放置、含有碰撞等过程的时候。由于高中物理并没有要求大家理解弹性势能的定义，因此弹簧的弹性势能的计算总是通过动量、能量守恒或者功能关系；换句话来说，就是借助于外界功或者能的方法来进行分析。我们下面就来具体分析下弹性势能公式的推导过程。
高中数学微积分掌握比较好的学生，也可以通过积分的方法来求解。从弹力的定义式（F弹=kΔx）来看，F弹随x的变化关系为一次线性函数，通过积分不难得出：E弹=1/2 k*Δx^2；这种数学微分思想在高中物理中的应用问题，在平时需要大家多去分析探究，这类结合的问题不仅仅是高考物理，同时也是近几年自主招生考试命题的一大趋势。见王尚文章《自主招生物理试题倾向于数学分析》；对于数学微积分知识掌握不是特别理想的学生也不用气馁，我们可以借助于图像阴影面积的求法来探究弹力所做的功。这种求法得到的答案也是一致的：E弹=1/2 k*Δx^2；在求弹簧的弹力做功时，因该变力为线性变化，可以先求平均弹力大小，再用功的定义进行计算（很多题目是利用动能定理和功能关系，能量转化和守恒定律求解）。
在这里要提醒大家的是，一次线性关系可以这么来求，二次函数关系不能利用这种方法。比如，当电流为变量的时候，求电热Q时，利用公式Q=I*I*Rt，对Q的求法只能对I进行积分。同时要注意弹力做功的特点：弹力做功等于弹性势能增量的负值。上面给出大家的弹性势能的公式，高考不作定量要求，可作定性讨论。因此笔者在前文中讲到，在求弹力的功或弹性势能的改变时，一般以能量的转化与守恒的角度来求解。
高考物理对弹力的考察
在高中物理中，弹力的大小是非常重要的考点，尤其是涉及到竖直放置弹簧、多物体连接的弹力大小分析问题。这些问题在高考物理真题和模考题中经常出现，从得分的角度来看，大家在弹力大小判断上丢分是很严重的。弹力大小的分析一般来说比较困难，这是由于：弹力的大小与位移变化紧密联系，而位移的变化有由速度决定，速度取决于由弹力和其他外力综合决定的加速度。这是一个循环过程，因此，弹力综合问题的处理有相当的难度。
从高考物理考题来看，弹簧弹性势能的具体应用往往出现在机械能守恒、动量守恒、电磁感应综合题中。高中物理必修2中并没有给出弹性弹性势能的表达式，仅仅在第64页让学生课下去探究。我们弹力的最基本知识王尚老师暂时只讲到这里。在这里笔者给高考生做三句总结，在后面会用到。这是原创经典总结：弹力找原长，振动找平衡，位移是关键。
教学内容】
义务教育课程标准实验教科书，物理（人教版）九年级第十二章第五节。
本节内容以日常的生活实际为基础得出两个相互矛盾的观点，即“物体的运动是否需要力来维持？” 并进一步用亚里士多德和伽利略两个伟人来强化这种矛盾，从而激发学生的学习兴趣；以“探究阻力对物体运动的影响”为核心，在基本的实验事实的基础上，调动学生的积极性，引导学生积极思维，进一步概括、推理得出结论。同时对“维持物体的运动需要力吗？”的教学时，不要使学生对亚里士多德产生片面的认识。
【学生分析】
本节内容所涉及的现象是学生在生活中比较熟悉，也是他们容易发生兴趣的现象，教学中要注意培养学生学习物理的兴趣，充分发挥实验及多媒体教学手段，迎合他们好奇，好动好强的心理特点，调动他们学习的积极性和主动性，同时初中生思维方式要求逐步由形象思维向抽象思维过渡，因此在教学中应注意积极引导学生应用已掌握的知识，通过理论分析和推理判断来获得新知识，发展抽象思维能力，当然在此过程仍需以一些感性认识作为依托，可以借助实验加强直观性和形象性，以便学生理解和掌握。
【教学目标】
知识与技能：知道牛顿第一定律的内容；
过程与方法：实验探究阻力对物体运动的影响。
情感态度与价值观：通过活动和阅读感受科学就在身边。
【教学重点】实验探究阻力对物体运动的影响。
【教学难点】理解牛顿第一定律，并能解释简单的现象。
【教学过程】
教学内容
设计意图
教材处理
师生活动
情景导入
结合本地实际，让学生回忆骑自行车滑行的情景，给学生留下“物体受力运动，不受力停止运动”的印象。
利用多媒体展示“火车进站”“自由摆动的秋千”“地上滚动的足球”视频，思考：这些运动的物体为什么会停止运动呢？请同学们说出你的观点并从生活中找到其他实例来支持这个观点。
教师展示多媒体课件并声情并茂进行讲述。
学生思考讨论并说出自己的观点
从生活实例入手，引导分析可使学生感受到物理知识并非高深莫测，增强学习物理的信心，体现了“从生活走向物理的理念”。
利用学生的认识的局限激发学生的求知欲
切入主题
亚里士多德一生勤奋治学，他的思想对人类产生了深远的影响。他创立了形式逻辑学，丰富和发展了哲学的各个分支学科，对科学等作出了巨大的贡献。
伽利略是近代实验科学的先驱者，是意大利文艺复兴后期伟大的天文学家、力学家、哲学家、物理学家、数学家。也是近代实验物理学的开拓者，被誉为“近代科学之父”。
对亚里士多德和伽利略的观点进行讨论，从而引出本节课的核心内容──探究阻力对物体运动的影响。
教师简介亚里士多德和伽利略，强调他们在各自领域的成就。
学生讨论并说出自己的观点
通过教师的介绍进一步强化学生认知上的矛盾，激发学生的学习兴趣。
猜想与假设
阻力对物体的运动有何影响呢？请同学们相互讨论说说自己的猜想
教师提出问题，让学生提出自己的想法，并让学生说说他们的猜想依据。让他们明白猜想不是臆想，不是胡乱瞎想。
锻炼学生的联想思维能力以及分析归纳能力
根据已有经验进行合理的猜想是科学探究中最具创造性的一环，有利于培养学生的创造能力和发散思维能力。
设计实验
同学们的猜想是否正确呢？请同学们设计实验来证明你的猜想，在设计实验之前，教师引导学生阅读课本P45的相关内容
①课本中所述的实验方案体现了什么方法？是如何体现的？
②我们的观察要点是什么？
③除了课本中的方法，你有没有其他的方法？
学生讨论各抒己见
引导学生将这些因素中相类似的因素合并，把问题简化
教师引导学生尝试设计实验过程
学生小组讨论自主进行实验设计
学生上台进行展示，其他学生则对其方案进行“挑刺”，使方案更加完善合理
通过设计实验培养学生的创新能力
通过展示，培养学生的语言表达能力及表演能力。
进行实验与收集证据
1．各小组进行实验，并要求认真细致的做好实验数据的记录，课件展示数据记录表格。
滑行
表面
材料
阻力
大小
滑行
距离
速度变
化快慢
1
毛巾
2
粗布条
3
木板
2．学生讨论交流完成实验数据的填写。
3．教师演示课本所示的实验
4．总结实验结论
结论：平面越光滑，小车运动的距离越 ，这说明小车受到的阻力越 ，速度减小得越 。
6．进一步展示实验表格，学生讨论交流完成相关内容。
滑行
表面
材料
阻力
大小
滑行
距离
速度变
化快慢
1
毛巾
大
近
快
2
粗布条
较大
较远
较慢
3
木板
小
远
慢
玻璃
某材料
理想平面
7．你在完成上述表格时用到了什么方法？并具体谈谈你是怎样应用的。
小组成员分工协作，教师巡回指导，并提示不必局限于老师所提供的实验器材
教师演示过程中有意忽略控制变量法即让小车从斜面的同一高度从静止开始下滑
学生认真观察
引导学生分析实验数据得出相关结论
教师课件展示数据记录表格，并引导分析观察已填数据，明确所选材料的特性，完成表格内容，为进一步得出结论打下基础。
学生归纳所采用的方法
让学生经历科学探究过程，学习科学研究方法，培养学生的探索精神、实践能力以及创新意识
充分调动学生学习的积极性，培养学生的协作能力和动手操作能力。
教师的演示并不是学生实验的简单重复，旨在通过演示进一步强化学生对控制变量法的理解，培养学生的观察能力
通过科学想像与科学推理方法的结合，发展学生的想像力和分析概括能力，使学生养成良好的思维习惯，敢于质疑，勇于创新
及时强化总结实验方法，同时也使学生明确概括、推理是建立在一定的事实基础之上的
得出结论
1．请大家继续用上述方法得出结论。
2．归纳得出牛顿第一定律。
一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态
教师引导学生进行表述
通过对结论的表述使学生体验到成功感，同时也使学生明确叙述的严密性
强 化 练 习
牛顿第一定律是通过分析事实，进一步概括、推理得出的，是力学基本定律之一。
课件展示习题
1．正在做曲线运动的物体，若它所受到的外力同时消失，那么它将（ ）
A．物体立即停下来
B．物体继续做曲线运动
C．物体将做匀速直线运动
D．物体将改变运动方向
2．关于力和运动的关系，下列说法正确的是（ ）
A．物体受力才会运动
B．力使物体的运动状态发生改变
C．停止用力，运动的物体就会停止
D．力是使物体保持静止或匀速直线运动状态的原因
学生利用所用知识认真思考讨论，并叫同学到讲台上向全班同学讲评，解决简单的问题，体会成功的喜悦
学生利用所学的知识来解决实际问题，有利于培养学生灵活运用知识的能力，创新思维能力，也能及时巩固所学习的知识。教师要做好“欣赏者”与学生一起分享成功的喜悦。
小 结
在研究阻力对物体运动的影响的实验过程中你学到了哪些研究物理问题的方法。
教师着重引导学生从物理学习方法的小结上进行阐述
及时小结学习方法，为学习下一内容奠定方法基础。
应 用 迁 移
1．请同学们结合力的作用效果谈谈对牛顿第一定律的理解
2．牛顿第一定律的重要贡献是如下两个方面：
（1）力不是维持物体运动的原因
（2）力是改变物体运动状态的原因。
请同学们应用生活中的实例来进一步说明支持这两个观点。
学生反思回顾
教师适时点拨，鼓励学生具有创造性的奇思妙想，拓展学生的思维
通过引导学生反思，发现学习中存在的不足，促进学习能力的提高。
总结 升 华
通过对本章的学习你有哪些收获呢？请同学们从以下方面进行表述。
①在物理知识方面你有哪些收获？存在哪些疑惑？
②在物理方法的学习运用上你又有哪些收获？
学生讨论交流
及时总结在知识与学习方法上的收获，使知识内化形成学生的能力
【教学流程图】
【教学反思】
1．本节课首先利用具体情境来调动学生学习的积极性，增强学习的动力，激发学生的兴趣，然后引导学生进行分析思考以发现问题，通过学生间的交流与讨论，动手操作使学生更真切的感受到物理学就在我们身边，最后应用所学习的知识解决实际问题，使学生的能力得到进一步的提高。
2．本节课充分体现了由“教教材”到“用教材”的转变。具体表现为在探究阻力对物体运动的影响时，教师没有仅仅停留在课本所给出的三种材料上，而是引导学生结合生活实际进一步的推理想象，培养学生的探索精神和创新意识，便于学生对牛顿第一定律的理解。
3．本节课对物理方法的教学体现充分，具体表现为：①在探究阻力对物体运动的影响时，教师以问题的形式提示学生对变量的控制，在教师演示实验时又有意忽略对变量的控制以进一步的强化学生对控制变量法的应用和理解；②在对“推理、概括”这一方法的教学中，体现了循序渐进的思想。首先对实验数据进行分析得出一般性的结论，其次引导学生根据实验数据进行推理，完成相关数据的填写，并进而概括得牛顿第一定律。
牛顿第一定律
一、教材分析
(1)、教材的地位及作用
这一章的知识属于动力学的知识，是研究力与运动之间的关系，只在懂得了动力学的知识才能据物体所受的力确定物体的位置，速度变化的规律，才能够创造条件来控制物体的运动。牛顿三大运动定律作为动力学的核心内容，本节课的教学内容牛顿第一运动定律作为牛顿物理学的基石，首先对人类认识运动和力的关系作了历史的回顾，着重介绍了伽利略研究运动和力的关系的思想方法及卓越贡献，而后讲述了牛顿第一定律的内容和物体惯性的概念。为后续的牛顿运动定律的学习打下好的基础。针对教材，提出本节教材的
(2)、教学三维目标
①知识与技能
1、借助伽利略的理想实验理解力和运动的关系，知道其主要推理过程及结论。
2、理解牛顿第一定律，并理解其意义
3、理解惯性的概念，知道质量是惯性大小的量度.
②过程与方法
1、培养学生在实验的基础上通过推理得到结论的方法
2、通过伽利略的理想实验，使学生受到科学方法论的教育
3、通过对惯性现象的解释，培养学生灵活运用所学知识的能力
③情感、态度与价值观
1、通过物理学史的简介，对学生进得严密的科学态度教育，了解人类认识事物本质的曲折
2、通过对伽利略对力和运动关系的研究，培养学生敢于坚持真理，不迷信权威的精神和科学探究精神。
(3)、教学重点及依据
教学重点：牛顿第一定律及惯性。只所以认为它是它是本节教学内容的重点理由是在于本节课是一节物理规律教学课，通过这节课的科学探究及实验论证的目的就是为了认识力和运动的关系，揭示其认识事物的规律及牛顿第一定律及惯性。
(4)、教学难点及依据
教学难点：力和运动的关系。学生在从生活经验中得到了一种被现象掩盖了本质的错误认识。物体的运动是力的结果。为了使学生摆脱些种观念，树立正确的认识，需要教师精心的设计，严密的推理，转变错误观点。
二、学情分析
高一学生已具备一定的分析推理，逻辑思维能力。但对于学习习惯方面，主动性不强，认知习惯，被动接受学习为主。因此制定
三、教学方法及依据
针对学情及重点、难点，采用问题教学法、实验法、谈话法、讲解法、推理法相结合。开设一堂科学探究课，在突破难点，形成重点的同时，培养学生自主、合作、探究学习的能力。
四、学法及依据
猜想与假设，设计与论证、归纳分析法，讨论法为依据，发挥学生的主体作用，增强学习的积极性。
五、教学程序
1、导入新课：
问题引入：1。物体原来是静止，现在要让它运动，我们应该怎么办?2。停止用力，物体会如何呢?
误导学生：物体受力就会运动，物体不受力就停止。
得出谬论：力是维持物体运动的原因(亚里士多德观点)
实验演示：推一辆小车，撤去推力，小车没有立即停下。请学生思考原因
实验事实与经验相违背，激发了学生的思维，引导学生探究的兴趣，调动积极性，活跃了课堂气氛。
三、新课教学
教学难点的突破
实验演示：让小车从同一高度的斜面滑下，在毛巾及玻璃表面滑行的距离不一样。(科学探究过程一：提出问题)
学生发表看法：可能是摩擦力的缘故。(鼓励学生发表看法，)
介绍物理学史：谈伽利略之前对力与运动的错误认识及猜想：如果没有摩擦力，物体会会怎样运动呢?
学生跟着猜想：一直运动下去。(科学探究过程二：猜想与假设)
理想实验-----探究过程
学生阅读教材，教师运用多媒体教学手段进行展示理想实验，学生很想了解伽利略这位伟大科学家的思维过程。
展示伽利略的思维过程：(科学探究过程三：制定计划与设计实验)
问题一：如果没有摩擦，第一个斜面上小球将会上升到什么高度。
学生积极参与讨论(生活体验)
问题二：第二个斜面上小球将会上升到什么高度?
学生积极参与讨论
问题三：小球在水平面上会如何运动?
学生积极参与讨论：想达到原来的高度，所以就一直运动下去。
问题四：通过实验，力与运动是什么样的关系?(科学探究过程四：归纳与总结)
每位同学发表自已的看法，并进行相互交流(科学探究过程五：合作与交流)
并由几个学生进行归纳。教师归纳------理想实验的魅力，建立在实验的基础上。培养学生敢于坚持真理，不迷信权威的精神和科学探究精神。
实骓论证：气垫导轨，提供阻力很小情况下的物体运动
教师提出：笛卡尔对力与运动的认识的补充。得出本节课的重点
教学重点的处理：
教师：为解决力与运动的关系，牛顿在伽利略、笛卡尔等前辈科学家的研究基础上，提出了牛顿第一定律：
以谈话法，讲解法理解新知识，加深对牛顿第一定律的理解，从内容，力不是维持物体速度的原因(解决矛盾)，改变物体运动状态需要外力(突破重点)分层次，有梯度的升华。然后对物理规律进行展示。
教师讲解：惯性：保持原来匀速直线运动及静止状态，或者说有抵抗运动状态的“本领”
为了帮助学生理解惯性这个重点内容，采取实例分析。
实验现象分析：打叠放的棋子，汽车刹车。
总结分析：惯性是物体的固有属性。
学生可以在此基础上举例说明，加强学生对教学活动的参与。
教师问题提出：惯性的固有属性跟什么有关系?
运用媒体播放一个视频实例：运动场上，同一名同学推不同大小的铅球，掷出的距离不同，说明不同物体抵抗其运动状态的“本领”不同，即惯性不同。
实验演示：不同质量的小车在同一压缩弹簧下运动，获得的速度不相同。
学生总结：质量是惯性大小的惟一量度。
加深理解与应用：多媒体展示惯性现象，让学生展开讨论，体会物理知识在生活中应用的乐趣。
最后进行小结，再次让学生体会到物理学家门对力与运动关系的认知过程，了解其认知的曲折性。情感进行升华。
六、布置作业 必做题75页(1)(2)
课后思考(3)(4)阅读科学漫步：惯性参考系
不仅巩固基本知识，也可以使有能力的学生发挥能动性，激发学习探究的兴趣，鼓励收集资料，开拓学生视野。使之带着问题离开课堂
七、板书设计 略
八、教学预测：
本节课是按照新课程理念下的一节科学探究课，将物理学史与物理规律教学进行有机渗透，自主，合作，探究性的学习在实际教学中可能因为师生互动不足达不到教学效果，要针对学生的认识水平进行合理的调节。
本节课非常注重知识点的归纳与升华，在其教学的关键点上设计有几个有梯度的问题，注意面向全体学生，提高每位学生的主动参与性。
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