时间：2023-11-18 16:01:10
1地位作用
牛顿第三定律是牛顿运动定律的重要内容之一，是动力学的基础。它体现物质间普遍联系的规律，应用极其广泛，所以通过本课题的学习，可以加深学生对力的概念的理解和利用该定律解释有关问题的能力。
2学情分析
高一学生对力的概念、力和运动的关系有了初步认识，对定律有着丰富的生活经验，他们对定律的认识既熟悉，又较片面，如：知道相互作用力大小相等，方向相反，但常常分辨不清研究对象，不能正确解释马拉车、拔河比赛等现象。
3教学重点、难点
因此，我把实验探究牛顿第三定律列为教学的重点。同时平衡力跟相互作用力是学生易混淆的知识，把它列为本节课的难点。
基于重难点分析及新课标的要求，我从知识与技能、过程与方法、情感态与价值观三个维度拟定了本节课的教学目标。
4教学目标
4.1知识与技能
认识作用力和反作用力的关系。理解并运用牛顿第三定律解决有关的实际问题。能区分平衡力和作用力与反作用力。
4.2过程与方法
通过学生设计实验，培养学生的实验能力、探究意识。通过用牛顿第三定律分析物理现象，培养学生分析解决实际问题的能力。通过鼓励学生动手、大胆质疑、勇于探索，可培养学生科学思维习惯。
4.3情感态与与价值观
培养学生探究生活中有关的物理问题，并将物理知识应用于实际生活的意识；通过视频短片的播放，培养学生爱国主义情感。
为了突出重点、突破难点，本节课采用以下的教学方法。
5教法与学法
基于以上两点，在教学过程中坚持学生为主体老师为主导的教学理念。一是以问题为主线，设计多个由易到难循序渐进的问题，激发学生主动参与、积极思考。二是以探究“拔河”问题为主线，引发学生“思维冲突”，以合作、讨论、交流为主要学习方式，师生互动，引导学生开展学习活动。
下面看一下教学过程的设计，我将教学过程分为五个环节。
（请看大屏幕）具体看下教学流程，首先进入新课的引入。
6教学过程
6.1创设情境，引入新课
“力是物体间的相互作用”学生在初中已学过，普通的相互作用力例子不容易引起学生兴趣，因此我首先抛出这样一个问题：有一体育项目，胜利者不是前进，而是后退，这是什么项目？然后呈现我校民族体育运动会大象拔河的激动场景，问学生：拔河比赛取胜的关键是什么？大象拔河极富民族特色，吸引了学生的眼球，激发了他们的探索欲望；接着，我转动竹蜻蜓飞上天，问：为什么蜻蜓能升天呢？由此引出课题。
6.2动手实验，感受“相互”作用
接着，提供汽球、海绵、条形磁铁、牙刷等物品，以研究相互作用力的关系为中心，让学生设计并动手实验，使他们感受到弹力、磁场力及摩擦力这三种性质力的相互性、同时性，从而引入作用力和反作用力的概念。
6.3定量探究作用力和反作用力的关系
定性的了解相互作用力关系后，紧接着研究定量关系。我是通过以下几个环节突破的。首先，请学生猜想静止时，作用力与反作用力的大小、方向关系，并讨论设计实验，学生自然会想到用两弹簧秤对拉来探究相互作用力大小和方向关系。他们会发现拉力等大、反向，并且是同时变化的。该探究让学生自主设计探究，给学生最大的自由度，培养学生的发散性思维，极大地调动学生积极性。
思考：当两个物体运动起来，其间的作用力和反作用力还是相等吗？鸡蛋碰石头的力相等吗？然后介绍力的传感器：力的传感器：（把力的信息（大小）转换成与之对应的电信息的装置。接着，用带有传感器的小车间相互撞击，传感器探究相互作用力的关系。）探究前可先让学生猜想电脑上显示的作用力反作用力的图形形状应该有什么关系？（对称）。在这里借助于传感器和计算机辅助教学，通过探究运动物体间以及碰撞物体间的相互作用力的关系，帮助学生建立了：任何物体不管其运动状态如何，在任何时刻，它们之间的作用力和反作用力总是相等的，从而使学生对“总是”有了深刻的认识，并显示出高科技的魅力，实现平常很难实现的情景，很难测量的物理量。
6.4答疑解惑，学以致用
播放：发射嫦娥三号视频，激发学生爱国主义情怀并让学生讨论：火箭为何能升空？最后播放牛顿第三定律中生活中的应用视频，学生举例，从而得出完整的牛顿第三定律的内容。
6.5逆向质疑，诱发探索
此时，学生似乎觉得牛顿第三定律的很简单，但其实不然。为了使学生对定律的理解达到一定的深度和广度，老师提出在教室里组织拔河比赛，我故意邀请一魁梧的男生与一娇小的女生拔河，女生输，是否由于男生力气大才赢得了比赛？不少学生确实这样认为。若仅从理论上分析双方拉绳子的力是一对相互作用力，大小应该相等，并不能让所有学生信服。这时让男生站在滑板上，结果男生大败，质疑：到底谁的拉力大呢？此时课堂气氛活跃，学生探究的热情高涨。顺势让学生探究：将一大一小两弹簧秤等效为男生与女生，对拉模拟拔河比赛，结果是两人的拉力一样大，学生迫切想知道既然双方拉力一样大，那么拔河比赛为何会有输赢之分呢？接下来，教师引导学生对比赛双方分别进行受力分析，根据牛顿第二定律不难弄清比赛输赢的关键在于：双方队员所受的摩擦力不相同。拔河活动，首尾呼应，再次激活学生疲倦的脑细胞，使其再次兴奋，也为比较平衡力和相互作用力做铺垫。至此，学生对牛顿第三定律有了本质的认识，从而消除了“以卵击石”卵受力大，“马拉车”车受力大，“人能跳起”地对人的作用力大等感官上的错觉。
6.6比较异同。加深理解
平衡力跟相互作用力是学生易混淆的知识，为了消除学生错误认识。我竖直握住瓶子，让子瓶静止，让学生找出相互作用力和平衡力，并引导学生分析异同，填写表格。
6.7拓展升华，巩固新知
（1）视频：自制的水火箭升空
（2）演示：竹蜻蜓能飞天
课后思考：为何转动的竹蜻蜓能飞上天？
关键词：牛顿第三定律；哲学意义；唯物辩证法
中图分类号：G427文献标识码：A 文章编号：1992-7711（2013）10-094-1
两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等、方向相反，作用在同一直线上。这就是牛顿第三定律，是经典力学的基础定律之一。这一定律不只是在物理学领域里意义重大，在哲学领域也经常被引用为各种观点的例证。还记得读高中时，我们的政治老师在说明矛盾的普遍性时，这样问过：“这个世界是普遍联系的，那么，你和太平洋里的一只乌龟有什么联系啊？”当时我们苦思冥想，不得其解。老师笑着说：“你们之间有相互作用的万有引力！”我们恍然大悟，从此对普遍联系的观点，深信不疑。
世界是普遍联系和永恒发展的，联系的根本内容是矛盾，发展的根本动力也是矛盾，没有矛盾就没有世界。矛盾的观点是唯物辩证法的根本观点。矛盾的规律即对立统一的规律是唯物辩证法的实质和核心。列宁曾强调说明矛盾的普遍性：数学中的正和负，力学中的作用与反作用，化学中的化合和分解……可见，牛顿第三定律在马克思主义哲学中所体现的重要意义。
但是，我们却不能简单地、片面地理解作用力与反作用力的这一对矛盾关系。其实，对于作用与反作用力能否看作一对矛盾，有些人是存在疑惑的。根据唯物辩证法的观点，任何矛盾不仅有其斗争性，而且有其统一性。只有斗争性、没有统一性，或只有统一性、没有斗争性的“矛盾”是不存在的。所谓斗争性，指的就是矛盾双方互相排斥、互相对立的性质，所谓统一性，指的就是恰与矛盾的斗争性相反的、矛盾双方互相吸引、互相联结的性质。而事物正是在矛盾的对立统一中向前发展的。我们来看力学中的两个物体之间的作用力和反作用力，它们一定是分别作用在对方物体上的，但能否把它们称之为是“矛盾”呢？例如：物体A放置在物体B（台子）上，若把A对B之压力F称为作用力，则B对A之支持力F即为反作用力。那么，我们能不能把A、B物体之间的作用力F和反作用力F就称为是一对矛盾呢？它们的对立性在于：总是方向相反，分别作用在A、B两个物体之上。它们的统一性在于：它们必然是同生同灭、同变化、同性质的。因此，正如列宁所说，这是典型的一对矛盾。
牛顿第三定律告诉我们，有作用，就必然存在反作用。有趣的是，这一特点，贯穿了历史唯物主义的核心观点始终。例如，生产力和生产关系之间的作用与反作用。生产力对生产关系有决定作用，生产力的变化发展，必然引起生产关系的变革。而生产关系对生产力具有反作用。当生产关系适应生产力发展状况时，它对生产力的反作用体现为推动生产力的发展；而当生产关系不适应生产力发展状况时，它对生产力的反作用体现为阻碍生产力的发展。再例如，经济基础和上层建筑之间的作用与反作用的关系。生产关系的综合构成社会的经济基础。经济基础决定社会的政治法律制度和设施，决定社会的各种思想观点和社会形态，即经济基础决定上层建筑，这是经济基础对上层建筑的决定作用。而上层建筑对经济基础的反作用表现为：当上层建筑适应经济基础状况时，它促进经济基础的巩固和完善；当它不适应经济基础状况时，会阻碍经济基础的发展和变革。以上两个例子跟我们物理学中简单的两物体之间的作用与反作用的关系在形式上是完全一致的。
当然，我们不能机械地照搬牛顿第三定律到历史唯物主义当中去，还是要遵从具体问题具体分析的规律。一般认为，生产力决定生产关系，进而以生产关系为中介决定上层建筑，上层建筑反作用于经济基础（生产关系的总和），并以此为中介反作用于生产力。当然，上层建筑对生产力的反作用并非只有这种间接反作用的途径，还存在着另一种途径——直接反作用。具体表现在，上层建筑与生产力之间有着直接的联系，其联系的载体就是人的社会活动。我们知道，生产活动是人类第一和基本的活动。这种活动的能力就是生产力。要生产，人们就必须结成一定的生产关系，这种关系是在生产中必然发生的。同时，为了保证社会生产和社会活动有秩序地进行，还必须在一定的思想观念指导下建立相应的社会组织机构以解决人与人之间多方面的社会矛盾，这就是上层建筑。这就像A、B、C三个物体叠放在水平面上的情境，三个物体两两之间都存在相互的作用与反作用。
1 高中物理教学中引导学生进行“参与式”学习的必要性和可行性
新的物理课程标准要求教师运用多元化的教学模式，引导学生积极参与学习，从而培养学生勇于探索和敢于实践的精神，帮助他们对基本知识与技能的熟悉和掌握，强化运用所学物理知识处理问题的能力.而所谓参与式学习，就是要让学生全方位地介入到每一个教学环节的课堂模式，通过学生与老师的沟通和学生彼此间的合作，激起他们主动学习的动力，这对学生科学态度的养成、科学素养的提高大有裨益.实践表明：当下的学生渴望自由的课堂，而且他们参与活动和交流的水平都很高，因此我们的学生有进行参与学习的能力和意愿.相反的一面，学生厌倦被动地学习方式，对单一的灌输式的物理教学有排斥的心理，而作为高中物理教师，我们对此情况也非常理解，我们也在教学工作中，不断探索改变这一现象的教学方法.因此，在高中物理课堂引入参与式的学习是物理教师和学生共同的要求，在这样的教学活动中，学生得到展现自我个性的机会，使自我价值得以体现，也提升了他们的自信心；物理教师也从原有的单一化“填鸭式”的教学中得到解脱，在与学生的互动和交流中达成教学目标，这些对提升物理课堂的效率有着明显的作用.
2 高中物理课参与式学习的应用
基本概念和规律是物理知识体系的重要组成，也是学生学好高中物理的必由之路，在日常的教学应该予以重视，然而，有些教师认为这些东西只需在新授课时和学生简单地灌输一下，再配合上一定数量的习题反复训练就可以了.实践已经证明这一教学方法往往事倍功半，它对高中物理教学带来很大的负面作用.反之，在进行教学时，我们不采用这种灌输式的教学模式，而是给学生创造条件，让他们积极地参与到新课学习中来，让他们通过体验、质疑等活动的参与来不断地激活他们的思维，在彼此讨论和总结中切实感悟概念和规律的构建过程，这不仅有助于物理知识的习得和内化，更有助于学生物理思想的养成和科学方法的掌握.
案例 “牛顿运动定律”在人教版教材第四章第五节中以单独一节进行呈现，但是学生在初中物理的学习已经有了相关内容的渗透，初中物理教师都会对此进行相应的介绍，有的讲解还非常详尽；而高中物理的第三章“相互作用”中，力作用的相互性经常被用于受力分析，因此部分物理教师经常忽视本节内容的教学，往往是一带而过.然而，笔者在教学中发现，只是将“力的作用是相互的”这一结论直接灌输给学生是不够的，学生根本无法据此理解不同运动状态下作用力和反作用力的性质和特点，某些认识上的误解直接导致学生在某些问题上处理的错误，其根本原因在于，学生没有直接参与到学习中来，没有真正参与自我知识的构建活动中，被动的接受式学习只会给学生提供肤浅的认识，其结果不仅是某一知识点的缺陷，更影响了学生的整个物理知识框架的构建.以下介绍笔者将参与式学习应用于本节内容的相关教学活动.
（1）创设情境，导入新课――通过讲述项羽可以“力拔山兮”，却无法举起自己的身体，进而引述《论衡・效力篇》来谈中国古人对力作用的相互性的理解，导出牛顿对第三定律的总结.
（2）参与探索――学生自主阅读并学习教材内容.从作用力和反作用力的概念构建，到实验的设计，以及规律的总结，人教版教材都有详尽的说明，教师在课堂上划出相应的时间交给学生，并将弹簧秤等必备的实验器材发到每个学习小组，引导学生积极参与到阅读、思考、实验、讨论、质疑、总结等活动中.在学生自我参与的同时，教师也可以适时介入，给予方法上的点拨.这样操作可以激活每一个学生的学习状态，他们的思维空间在参与式学习活动中得以大幅拓展.
（3）参与交流――充分发挥学生的主动性，让学生通过师生交流、生生交流，进一步点燃课堂气氛，让学生进一步融入参与式的课堂学习，成为课堂的主人，提升学习效率.
教师：通过自学，你对概念和规律有不理解的地方吗？可以提出来，大家交流一下.
学生甲：一对作用力和反作用力中，到底谁是前者，谁是后者？
教师：鼓励同学集体思考和讨论，给出答案.
学生乙：作用力和反作用力是相对的，就像数学上“相反数”的概念，描述上可以用“互为”这个词来描述.
教师：能举出相应的例子吗？
学生乙：比如放在地面的物体与地面之间的压力和支持力，压力成为作用力，支持力就是他的反作用力，反之亦可.
教师：评价学生的答案，并进一步完善.这些说法都是正确的，从物理的角度来说，作用力和反作用力在于研究对象的不同，还是刚才的例子，物体在给地面提供压力的同时，“反”过来会受到地面给他的支持力.所以概念上，将这对力成为作用力和反作用力.
学生丙：（学生接着还会提出问题）如何理解牛顿第三定律的内容描述中“总是”二字.
教师：引导学生仔细观察两个弹簧秤对拉的实验，并借助DIS系统，让学生更为直观地观察到牛顿第三定律的同时性，进一步引导学生参与到总结、陈述、举例的过程中.
（4）参与体验――结合举例、游戏等方式，让学生联想、感受相互作用力的存在和变化.
教师：以人走路过程中的静摩擦力为例，人在行走时，脚掌会蹬地面，脚底给地面作用力的同时，地面给人向前的静摩擦力，同学们还能举出哪些例子？
学生：划船时，船桨和水之间的作用力；踢球时，脚与足球之间的相互作用力；……
教师：引导学生参与小游戏，两个学生穿上旱冰鞋，前后站好，后面的同学向前推前面的同学，让他们各自感受自己的运动，并相互交流体会，并引导学生总结，完善对牛顿第三定律的理解.
3 反思与体会
这节课让学生全方位地参与到“牛顿第三定律”的概念建立、规律总结、实践体会中，切身感受到相互作用力之间的关系，教师提供器材、空间、时间，引导、鼓励学生勇于参与，积极交流，在学习本节内容的同时，也进一步完善自我探究的方法，提升自身处理实际问题的能力水平.
【关键词】三大运动定律 万有引力
牛顿（1643～1727）是英国物理学家、数学家、天文学家，经典物理学的创始人。幼年时代就喜欢制作机械玩具。1665年发现二项式定理。 1667年他进入三一学院当研究生，次年获硕士学位。 1689年和1701年，牛顿两次以剑桥大学代表的身份被选入议会。 1703年起担任英国皇家学会会长。1727年3月20日逝世于伦敦。
牛顿在科学上的贡献是非常巨大的。1686年底，牛顿写成《自然哲学的数学原理》一书。 这部科学史上伟大的著作在1687年出版。牛顿在这部书中，从力学的基本概念（质量、动量、惯性、力）和基本定律（运动三定律）出发，运用他所发明的微积分这一数学工具，不但从数学上论证了万有引力定律，而且把经典力学确立为完整而严密的体系，把天体力学和地面上的物体力学统一起来，实现了物理学史上第一次大的综合。
在当今人类继续享受牛顿经典力学给我们带来的科技与文明成果的同时，我们也有必要追寻三大定律所包含的物理规律之深刻的本质意义。本文就牛顿在经典力学方面的杰出贡献简要谈谈自己的认识和理解。
一、牛顿第一运动定律
300多年前，伽利略认识到：运动物体受到的阻力越小，它的运动速度减小得就越慢，他运动的时间就越长。他还进一步推理得出，在理想情况下，如果水平表面绝对光滑，它的速度将不会减慢，这时物体将以恒定不变的速度永远运动下去。
1675年的著作《解释光属性的解说》中，牛顿假定了以太的存在，认为粒子间力的传递是透过以太进行的。）并把以太作为绝对理想的参考系的前提下产生的，牛顿曾经说过：“我是站在巨人的肩膀上才成功的。”这句话就是针对伽利略的。所以牛顿概括了前人的研究结果，总结出了著名的牛顿第一定律。
一切物体在没有受力的作用时，总保持匀速直线运动状态或静止状态。这就是牛顿第一定律。
物体都有维持静止和作匀速直线运动的趋势，没有外力，它的运动状态是不会改变的。物体的保持原有运动状态不变的性质称为惯性 ，惯性的大小由质量量度。所以牛顿第一定律也称为惯性定律 。
需要我们注意的是：
1.惯性运动是理论上的、概论性的物理现象，在宇宙中，不存在纯理论上的惯性运动，牛顿第一定律是通过分析事实，再进一步概括、推理得出的。我们 不可能用实验来直接验证这一定律。牛顿动力学基本定律是建立在绝对运动的基础上， 但是，宇宙中的任何物体都是运动的，根本不存在绝对静止的空间，自然也找不到绝对静止的惯性坐标系。
然而，从定律得出的一切推论，都经受住了实践的检验，牛顿第一定律已成为大家公认的力学基本定律之一。
2.惯性系的必然条件，是它相对于另一个系统，特别是一个更大的系统而表现为匀速直线运动或静止的状态。判定地表或地球是否是惯性系统，显然必须站在太空的角度。牛顿第一定律并不是在所有的参照系里都成立，实际上它只在惯性参照系里才成立。（地球是惯性系吗？）因此常常把牛顿第一定律是否成立，作为一个参照系是否是惯性参照系的判据。
二、牛顿第二运动定律（惯性定律）
物体在受到合外力的作用时会产生加速度，加速度的方向和合外力的方向相同，加速度的大小正比于合外力的大小与物体的惯性质量成反比。
如果用m表示质点的质量，F和a分别表示作用于质点上的力和质点的加速度，我们只要选取适当的单位，则第二定律可表示为：F合=ma
定律给出了质点运动的加速度与其所受力之间的瞬时关系，说明作用力并不直接决定质点的速度，力对于质点运动的影响是通过加速度表现出来的，而速度的方向可完全不同于作用力的方向。
同时，这个定律说明质点的加速度不仅取决于作用力，而且与质点的质量有关。若使不同的质点获得同样的加速度，质量较大的质点则需要较大的力，这说明较大的质量具有较大的惯性。由此可知，质量是质点惯性的度量。由于平动物体可以看作质点，所以质量也是平动物体惯性的度量。牛顿在万有引力定律中引入了引力质量以显示物体产生和接受引力的强弱，他定义的惯性质量与引力质量是等价的。
同样，在应用牛顿第二定律时需要我们注意的是：
（1）F=ma是一个矢量方程，应用时应规定正方向。
（2）牛顿第二定律是力的瞬时作用规律。
（3）根据力的独立作用原理，用牛顿第二定律处理物体在一个平面内运动的问题时，可将物体所受各力正交分解，在两个互相垂直的方向上分别应用牛顿第二定律的分量形式：Fx=max，Fy=may。
三、牛顿第三运动定律
两个物体之间的作用力和反作用力，在同一条直线上，大小相等，方向相反。
表达式： F1=-F2
说明：牛顿第三定律中力的特点，在于揭示的是内力的作用规律，是牛顿第一定律和牛顿第二定律的内部作用机制。要改变一个物体的运动状态，必须有其他物体和它相互作用。物体之间的相互作用是通过力体现的。并且指出力的作用是相互的，有作用必有反作用力。
在应用时需要注意的是：
1.作用力和反作用力成对出现，同时产生、同时消失。
2.这一对力是作用在不同物体上，不可能抵消。
3.作用力和反作用力是同一性质的力。
4.相互作用力区别于平衡力 。
5.牛顿第三定律是动量守恒定律在经典力学中的表现形式.牛顿第三定律有两个前提条件，即“直接性”和“瞬时性”。“直接性”是指两物体之间由于接触（即：两物体之间的距离可忽略）而产生的相互作用；“瞬时性”是指相互作用的两物体在某一时刻分别受到对方施加的力。
四、万有引力定律
在牛顿以前，天文学家一直无法圆满地解释一个问题：为什么行星要按照一定的规律围绕太阳运行？在牛顿发现万有引力之前，已经有许多科学家严肃地考虑过这个问题，比如开普勒就认识到，要维持行星沿椭圆轨道运动必定有一种力在起作用，这种力像磁石吸铁一样。1659年，惠更斯从研究摆的运动中发现，保持物体沿圆周轨道运动需要一种向心力。
1673年，惠更斯推导出向心力定律；1679年，胡克和哈雷从向心力定律和开普勒第三定律，推导出维持行星运动的万有引力和距离的平方成反比。
牛顿自己回忆，1666年前后，他在老家居住的时候已经考虑过万有引力的问题。最有名的一个说法是：在假期里，他常常在花园里小坐片刻。有一次，像以往屡次发生的那样，一个苹果从树上掉了下来……
1679年，胡克曾经写信问牛顿，能不能根据向心力定律和引力同距离的平方成反比的定律，来证明行星沿椭圆轨道运动，但是他不擅长数学计算 。牛顿没有回答这个问题。牛顿高明的地方就在于他解决了胡克等人没有能够解决的数学论证问题。1685年，哈雷登门拜访牛顿时，牛顿已经发现了万有引力定律：两个物体之间有引力，引力和距离的平方成反比，和两个物体质量的乘积成正比。
当时已经有了地球半径、日地距离等精确的数据可以供计算使用。牛顿向哈雷证明地球的引力是使月亮围绕地球运动的向心力，也证明了在太阳引力作用下，行星运动符合开普勒运动三定律。
牛顿在临终前对自己的生活道路是这样总结的：“我不知道在别人看来，我是什么样的人；但在我自己看来，我不过就像是一个在海滨玩耍的小孩，为不时发现比寻常更为光滑的一块卵石或比寻常更为美丽的一片贝壳而沾沾自喜，而对于展现在我面前的浩瀚的真理的海洋，却全然没有发现。” 这当然是牛顿的谦逊。
1727年3月20日，伟大的艾萨克？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。
参考文献：
1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。
1.1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。
1.2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。
1.3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。
2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。
2.1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。
2.2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。培养学生的自学能力是教师的一项重要工作任务。调动学生的学习积极性，就得改变由教师“一讲到底”的状况，避免由于教师教学方法的单调，而使学生产生厌烦情绪。
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．
培养学生的自学能力是教师的一项重要工作任务．调动学生的学习积极性，就得改变由教师“一讲到底”的状况，避免由于教师教学方法的单调，而使学生产生厌烦情绪．
关键词：物理，惯性，惯性定律
一、正确区分惯性和惯性定律
混淆惯性和惯性定律的主要原因是没能抓住惯性定律中“一切物体在没有受到外力作用样运动，都具有惯性”。也就是说，惯性是物体的一种固有性质，它不随外界条件的改变而改变，与受不受外力无关。惯性是物体在任何情况下都要表现出来的。而惯性定律则是研究物体在不受外力作用下如何运动的一个规律性问题，它是一个运动定律。经这样对比就很容易知道惯性是物体的一种性质，它不受如何条件的制约，是无条件的。而惯性定律则揭示了力和运动的关系，是自然界的一个普通定律，它和一定条件相联系，并受一定条件制约。惯性定律完全是物体由于惯性的主导而体现出的一种规律。
二、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，它是关于人类体验认识自然之美、自然之和谐的陈述。据于上面的论述，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，但以今天的眼光砜矗这种差异性就成为值得商榷的了。
三、惯性定律与牛顿第二定律的关系
当物体所受的合外力为零时，从牛顿第二定律可知物体处于静止状态或做匀速直线运动。可是，仅依据这一点却不能认为牛顿第一定律是牛顿第二定律的一个特例。因为这两个定律的论述对象其实是不一样的。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”，包括了天地间的万物，而万物的总称即是宇宙。也即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。
其次，牛顿第二定律是关于个别物体因果性的规律，而牛顿第一定律却与个别物体的因果性无关，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。因为毫无疑问，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，不仅牛顿第一定律不是牛顿第二定律和特例，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，构成了牛顿动力学所以成立的操作平台。由于物体在不受外力作用下保持其速度不变，因而物体运动速度的变化才跟物体的受力相关。
最后，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的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并从而建立新力学的形而上的基础。
四、惯性与物体运动状态变化的难易程度无关
通常认为质量是物体惯性大小的量度是据于这样的理由：质量大的物体在相同的力作用下其运动状态不容易改变。这是由牛顿第二定律所得到的基本结论。而事实上物体运动状态是否变化，物体运动状态的变化是难还是容易是与惯性无关的。惯性所揭示出的物体之性质不在于其使（或抗拒）物体运动状态的改变或代表改变的难易程度的能力，而在于它的保持某种特定状态（静止或匀速直线运动）的本领：因而惯性与物体的质量无关。倘若惯性与物体的质量有关的话，则我们也可以说力与惯性也有关系。因为对于相同质量的物体而言，力越小其运动状态就越难改变。因而，也即力越小物体的惯性越大。
因此，“质量是物体惯性大小的量度”这个论题，在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，既然惯性并无大小，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。
总之，随着现代物理学的发展，我们可以认识到使物体保持静止状态或匀速直线运动状态的原因并不在物体的内部、也跟力无关，而是由于物体所处的时间均匀性与空间对称性。也就是说，我们必须对牛顿意义上的惯性作出更开放性与发展性的深入为两个层面的结论：在没有外力的作用下，一个物体，它能保持静止状态或匀速直线运动是由于惯性，即时间均匀性与空间对称性；在同样大小的力的作用下，一个物体它的运动状态较难改变是由于它的动力学特性――抗性，即它的质量较大。
参考文献：
[1] 顾德银. 浅谈惯性与惯性定律[J]. 中学生理科月刊 1997年Z1期
[2] 吴英. 质量概念中的物理学思想方法[J]. 遵义师范学院学报 2010年01期
[3] 韩春柏. 认识惯性定律的历程[J]. 现代物理知识 2004年02期
本文主要是对我的前两文[1]与[2]的进一步说明。需要读者结合我的前两文来读此文。由于[1]文中用引力一词，需用[2]文与此文重新理解之。本文的例题可以增强对我观点的理解，同时也体现了由于其进化性而带来的在习题解法上的取代性、新颖性、思路明晰性及简捷性。我的观点核心是“广义惯性与整体天体”，对这两个方面的理解的最大障碍就是我们已经习惯了的牛顿力学的思维方式。只知道用所学到的“知识”去思考世界，而不反省作为思维的基本要素――概念及各种概念、命题、观念之间的逻辑关系的内在合理性问题，这是科学理论研究之大忌。如果现有的概念、命题与观念不能表达新的内容，就需要改变它们，或重新建立。
一、惯性力学
严格说来：牛顿第三定律（互为作用力定律）应该是力学“体系”定律，是在各种作用方式力以及各种属性力之间建立关系的定律；去掉牛顿第三定律后的广义力学核心四定律（见[2]文），应该称为”惯性力学“核心三定律（以下简称”惯三律“）。”广义“是相对牛顿力学及牛顿惯性而言的。之所以还保留”广义惯性“一词，也是因为只有惯三律被大多数人接受后，才会完成它的历史使命，再改变为”惯性“一词。牛顿第一第二定律（以下简称牛二律）是惯三律的物体外部空间在ρ均匀空间情况下的定律，是其推论，不再是惯性力学的核心公设性质的命题
（一）广义惯性使牛顿力学进化
爱因斯坦独具慧眼，从司空见惯的现象中及自由落体运动与质量因素无关的经验事实，总结出了等效原理，且明确与准确地说：物体的同一性质按照不同的处境或表现为“惯性”，或表现为“重性”（[3]第55页）。这个同一性就是广义惯性，这个处境就是空间。牛顿第二定律实质是其第一定律涵义的数学表达式。所以，广义惯性的发现，其革命意义是指动摇了牛顿第一定律的核心地位。广义惯性包含了牛顿惯性，所以，又是其进化。同时，也说明了需要建立一个取代牛二律的进化性质的核心命题系统的新力学理论。广义惯性又引出了两种空间及其区别的新问题。这个新问题困扰了爱因斯坦的一生，走了一大圈“弯”路后，在他晚年时，才看到了解决这个问题的曙光――物体具有空间的广延性（[3]第十五版说明），由此“广延性”再往前走一步，就是[2]文的ρ空间及其区别的标志是其梯度值的有否。这说明还需要一个新的涉及空间的基本概念及与其相对应的原来等效原理所没有涉及到的新的经验事实：物体质量部分的压强梯度现象（注：在固态的具体物体内部，此“压强梯度”表现为“胁强”），也就是爱因斯坦的物体的空间广延性的具体体现。同时也引出了物体的非刚性及其具有内部空间结构的抽象性质（[4]第六章）。于是，“万事俱备”，只欠建立一个新的核心命题系统了。可以说，惯三律就是这个系统。广义惯性是由于把“重性”也归于同牛顿惯性一样的物体属性，所以，其革命意义也主要体现在“重力”方面。“引力”是对重力本质的错误认识。广义惯性与场概念把原来引力中的两个平权的物体分离开来：一个是仅表现广义惯性的一般（非整体）物体；另一个是具有产生重力场的特殊性的中心物体。一般物体与中心物体之间已经没有“力”的关系了。但通过重力场（原来引力场与自转惯性离心力合成的重力场涵义需要改变）有“能”的关系（见此文的“ρ空间与能”一节）。到此为止，广义惯性已经完成了其逻辑任务，即取消了引力及导出了中心物体的特殊性（当然也具有广义惯性的一般性）。这个特殊性的中心物体就是整体天体。
（二）再看牛顿力学