师：同学们，大家好，今天我们将要学习第八章第一节牛顿第一定律。首先，我们来看一个小实验。屏幕上有一个火柴盒，我将一枚硬币从火柴盒下方塞入一部分，然后用一支笔从上方拍打这个火柴盒，大家猜猜会出现什么现象呢？
（实验演示）
师：大家看，硬币居然没有掉下去，而是从上方冒了出来。这是为什么呢？学完本节内容，我们就知道其中的奥秘了。在前面，我们已经学习了运动和力的知识，知道运动和力有关，那么运动和力到底有怎样的关系呢？下面我们就一起来研究一下。首先，看一个现象，桌面上有一个物体，我现在用木棍去推这个物体。
（演示推物体）
师：大家看，施加推力时，物体向前运动，撤去推力时，物体立即停了下来。其实早在2000多年前，古希腊著名哲学家亚里士多德就通过观察类似的现象，根据直觉经验提出了这样一个观点：必须有力作用在物体上，物体才能运动，否则物体就会停下来。也就是说，力是维持物体运动状态的原因。你们是否也这样认为呢？运动真的需要力来维持吗？接下来，我们继续看刚才这个小物体，还是用木棍来推这个物块。
（再次演示推物块）
师：大家看，当撤去推力时，物块能够继续前进一段距离。这个现象和亚里士多德的观点是矛盾的，也就是说力不是维持物体运动状态的原因。那么运动的物体为什么会停下来呢？大家仔细思考一下就会发现，虽然撤去了推力，但是物块依然受到向后的阻力作用，亚里士多德忽略了阻力对物体运动的影响。那么我们想要知道物体在不受阻力时，它的运动状态会如何，运动的物体是否还会停下来。可是现实生活中去掉阻力我们做不到，该怎么办呢？我们一起回忆一下，在初二上学期，我们学习过这样一个内容，在研究声音传播的条件时，我们想要知道声音在真空中是否能够传播，我们是通过实验来研究当玻璃罩内的空气逐渐减少时声音的变化情况，从而推理想象得到真空中声音是否能够传播。我们发现声音在真空中不能传播。那么现在我们要研究的这个问题，想要知道没有阻力时运动的物体将会如何，我们可以试着不断地减小阻力，得出阻力对物体运动的影响，进而推理想象出如果没有阻力，运动的物体又会如何。那么接下来，我们就要进行这个实验来研究阻力对物体的影响。
首先，我们选择一个小车作为研究对象。大家思考第一个问题，我在实验中如何改变小车在水平面上受到的阻力大小呢？我想大家一定想到了，根据生活经验，粗糙程度不同的表面，小车在上面运动时受到的阻力大小会不同。所以实验中我们需要毛巾、棉布、玻璃这样几种粗糙程度不同的表面。
那么小车放在水平面上，我们想要使它不受推力，还能继续向前运动，该怎么办呢？大家想一下，生活中如果你骑着自行车从斜坡上滑下来，即使不踩脚踏板，在水平面上也可以前进一段距离。结合这个想法，我们在这里提供一个小斜面，让小车从斜面上滑下来，这样小车在水平面上就能不受推力向前运动。
我们知道小车在水平面上运动的情况，不仅受阻力的影响，还会受到小车初始速度的影响，所以实验中我们需要控制小车到达斜面底端时的速度相同。那我们怎么实现这一点呢？大家想一下，如果让小车在斜面上不同高度处滑下，在越高的位置滑下时，到达底端时获得的速度应该越大，那如果希望它到达底端时获得的速度相同，就要让小车从斜面的同一高度处滑下。所以实验中我们需要让小车从同一斜面的同一高度由静止滑下，这里我们用到了控制变量法。
最后怎么去判断物体运动的情况呢？有同学说看它运动的快慢情况，大家想一下，如果用眼睛来看它速度变化的情况是不方便的。所以实验中我们是通过比较小车在水平面上滑行的距离来判断物体运动情况的不同，来判断阻力对运动的影响。那么根据以上分析，我们能够确定实验中需要用到以下实验器材：小车、斜面、毛巾、棉布、玻璃。另外，我们还需要小旗子，这三个小旗子是用来标记小车的末位置，方便我们判断小车运动的距离。在实验中我们还需要设计记录数据的表格，大家思考一下，表格中我们需要填哪些内容？我想大家肯定知道第一列我们需要描述所用的水平面材料，我们刚才用到了毛巾、棉布、玻璃，把它们填在这个表格中。然后我们要根据材料的不同去判断阻力大小的关系，在实验中需要记录小车运动的距离，通过它来判断小车速度减小的情况，这也就是我们表格中需要记录描述的一些内容。那么接下来，我们一起来看一下具体的实验过程。
（实验演示）
师：大家看，小车从斜面上滑下，先是到达毛巾表面，我们用小旗子标记出位置，毛巾撤掉后换成棉布，让它从斜面的同一高度处由静止滑下，标记出它的第二个末位置。最后我们撤掉棉布，让小车从斜面的同一高度处由静止滑下，记录下来它在玻璃表面到达的末位置。通过这三组实验，我们可以得到这样的数据：在毛巾表面，小车受到的阻力最大，通过的距离最小，车速减小得最快；在棉布表面，小车受到的阻力较大，运动的距离较大，车速减小得较快；在玻璃表面，小车受到的阻力最小，通过的距离最远，车速减小得最慢。
我们分析这三组数据，可以发现一个规律：当表面越光滑时，小车受到的阻力越小，小车运动的距离越远，速度减小得越慢。那么如果老师再给大家提供一种粗糙程度更小的表面，你觉得会出现什么结果呢？大家想一想。
生：这个时候小车受到的阻力更小，通过的距离更远，速度减小得更慢。
师：很好，但是我们并没有做这个实验，你是怎么知道这个结果的呢？
生：是推理出来的。
师：对，这个想法很好，我们可以借着这个思路进一步地推理。假如没有阻力，也就是阻力为0，这个时候小车运动的距离也就会无限长，速度也就不减小。早在400年前，意大利科学家伽利略就做过类似的实验推理，想象出这样一个结论：如果物体受到的阻力为零，速度就不会减小，它将以恒定不变的速度永远运动下去。也就是说，物体的运动不需要力来维持，他有力地反驳了亚里士多德的观点。我们知道，生活中绝对光滑、阻力为零的表面是不存在的，伽利略得出这样的结论是基于实验事实再通过推理想象得出来的，这种研究方法称为理想实验法。
同一个世纪的法国科学家笛卡尔补充和说明了伽利略的观点，他提出，如果没有其他原因，运动的物体将继续以同一速度沿着一条直线运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向。在这里，他提到以同一速度沿着一条直线运动指的是什么运动呢？
生：匀速直线运动。
师：对，也就是说他认为运动的物体如果不受力，将做匀速直线运动。伽利略和笛卡尔对物体的运动做了准确的描述，但是并没有指明原因是什么。最终，英国科学家牛顿总结了伽利略和笛卡尔等人的研究成果，概括出了一条重要的物理规律：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，这也就是著名的牛顿第一定律。关于牛顿第一定律，我们要明确以下几点：第一，它的适用对象是一切物体，也就是说所有物体都遵循这个定律；第二，没有受到力的作用是它的适用条件，物体在没有受到力的作用时，原来静止的物体将保持静止状态，原来运动的物体将做匀速直线运动；第三，牛顿第一定律是在大量的经验事实的基础上，用科学推理的方法概括出来的，它不能够通过实验直接证明，但是它经受住了实践的检验；第四，牛顿第一定律揭示了力和运动的关系本质，它表明力不是维持物体运动状态的原因，而是改变物体运动状态的原因。那么下面大家跟着老师一起想一想，物体为什么在不受力时会保持静止状态或匀速直线运动状态呢？不受力是外因，我们现在来寻找它的内因。首先，我们一起来看两个小实验。
（演示实验）
师：大家看，第一个小实验，塑料片被快速地击打出去，钢球落下了。我们再来看第二个小实验，用力击打最下方的棋子，快速击打棋子飞出，上方的棋子落下了。这两个现象说明了什么问题呢？我们一起来分析一下。第一个实验，塑料片和钢球开始的时候都处于静止状态，快速击打塑料片时，塑料片受力向右运动，而钢球在水平方向上保持静止；当快速击打最下方的棋子时，原本这8颗棋子都是静止状态，最下方的棋子受力运动了，而上方的棋子在水平方向处于静止状态。这些现象说明了静止的物体具有保持原来静止状态的性质。