教科版八年级物理下册8.1 牛顿第一定律 惯性 教案

《牛顿第一定律 惯性》教学设计
教学目标：
知识与技能
1、知道伽利略的理想实验及其主要推理过程和推论，知道理想实验是科学研究的重要方法。
2、通过探究阻力对物体运动的影响知道力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因；
3、知道牛顿第一定律的内容并能用于分析实际现象。
过程与方法
1．通过实验探究了解阻力对物体运动的影响，经过分析、归纳和推理建立牛顿第一定律。
2、通过斜面小车实验，培养学生的观察能力。
3、通过实验分析,初步培养学生科学的思维方法(分析、概括、推理)。
情感、态度与价值观
1、通过对实验探究活动的参与，让学生认识到交流与合作的重要性，有主动与他人合作的精神。养成实事求是，尊重自然规律的科学态度。
2、通过亚里士多德和伽利略对力和运动关系的不同认识，通过对笛卡儿的推论和牛顿第一定律的比较分析，了解人类认识事物本质的曲折性，感悟科学是人类进步的不竭动力。
教学重点、难点： 对牛顿第一定律实验的比较、分析、综合、推理
教学过程：
1、新课引入：
老师：同学们，在2000多年前的古希腊，有一位被人们誉为“百科全书”式的人物，他叫亚里士多德。亚里士多德在很多领域都有自己的观点，在力和运动关系的认识中，亚里士多德提出了这样一个观点：物体的运动需要力来维持。（展示亚里士多德的图片、简介和观点。）
老师：（用手推旁边的桌子）这张桌子，我给它一个推力，桌子就前进了；不再给它推力，桌子就停止运动。看来，物体的运动的确需要力来维持哦！同学们，你觉得呢？你能举例，证明亚里士多德的观点正确，或者反驳亚里士多德的观点吗？
（引导学生在生活经验中找证据，正视“物体的运动是否需要力来维持”这个问题。）
学生举手，发表自己的看法。
老师：看来同学们都是亚里士多德的粉丝。的确，在科学发展史上1000多年的时间里，人们都没有找到有力的证据来反驳亚里士多德的观点，直到300多年前，意大利物理学家伽利略（展示图片，伽利略简介）出现。亚里士多德思考了现象的A面，伽利略思考了现象的B面。
老师：比如推桌子。桌子在运动方向上除了受到推力，还受到其它力吗？
学生回答：还受摩擦力。
老师：桌子停止运动是因为不再受推力了，还是因为受到了摩擦力呢？
（问题风暴来袭，学生陷入思考。）
老师：伽利略认为，桌子停止运动恰恰是因为受到了摩擦阻力，如果没有摩擦阻力，桌子会一直运动下去，也就是，物体的运动不需要力来维持。
（学生半信半疑。）
老师：伽利略是不是也靠思辨来让人们信服他的观点的呢？NO！同学们还记得伽利略是最早注重观察和实验来研究自然科学的，对吧？伽利略设计了一个著名的“理想斜面实验”来证明自己的观点。这节课，我们也来做一个类似的“斜面小车实验”探究“阻力对物体运动的影响”，能得出什么结论呢？请拭目以待。
2、实验探究“阻力对物体运动的影响”
（展示实验器材：斜面、水平木板、小车、棉布、毛巾；明确实验目的：探究水平面的摩擦阻力对小车运动的影响。）
老师组装器材，演示小车从斜面上自由滑下，滑到水平面上时继续滑行一段距离后停止运动。
老师：同学们，请你对在水平面上滑行的小车作受力分析。在水平方向上受几个力呢？
学生完成受力分析，明确在水平方向上只受摩擦力。
老师：摩擦力在作用效果上是阻碍小车的相对运动，不同大小的摩擦力对小车运动的影响一样吗？怎样设计探究实验呢？请每个实验小组先思考、讨论这5个问题。
展示问题：（1）、怎样改变水平面摩擦力的大小？
（2）、怎样判断摩擦阻力对小车运动的影响？
（3）、小车在水平面上滑行的距离长短跟哪些因素有关呢？
（4）、怎样控制小车从斜面滑到水平面上时的速度？
（5）、实验需要记录的数据或者现象是什么？
（学生小组讨论，举手依次回答问题，明确了实验过程中可以通过改变水平面的粗糙程度来改变摩擦阻力的大小。通过小车在水平面上滑行的距离来反映摩擦阻力对小车运动的影响（转换法）。小车在水平面上滑行距离的长短跟小车在水平面的初始速度和受到的摩擦阻力有关。实验还用到了控制变量法的研究方法：“三同”，同一斜面、同一小车、同一高度，自由下滑，目的是控制小车在水平面上滑行的初始速度相同。实验需要记录水平面的粗糙情况和小车在水平面滑行的距离。）
（展示实验记录表格，强调实验注意事项，学生开始分组实验，老师巡视，对需要帮助的小组提供帮助。）
最先完成实验的小组把实验现象记录到白板上。其他小组对比自己的实验记录判断白板上的记录是否有异议或者是否需要完善。
师生一起分析实验现象，得出结论：小车在水平面上受到的阻力越小，小车的运动的距离越远。（板书）
老师：如果水平面更光滑，小车受到的摩擦阻力更小，小车的运动距离会怎么样呢？如果水平面绝对光滑，小车受到的摩擦阻力为0，小车的运动情况又会怎么样呢？
（引导学生思考、推理，小组间交流、讨论。）
3、理解牛顿第一定律
老师：300多年前，伽利略在做“理想斜面实验”时，观察到了类似的现象，在此实验现象的基础上，伽利略推理：如果水平面绝对光滑，小车将以不变的速度一直运动下去。（板书）
老师：以不变的速度一直运动下去的小车，在水平方向上受力吗？（学生回答），也就是说，并没有力来维持小车水平方向的运动！终于，在1700多年后，有一个响亮而坚定的声音对亚里士多德力和运动关系的观点喊“NO！”，而且，还有让人信服的实验事实的支持！
老师：如果没有摩擦阻力，小车将以不变得速度一直运动下去，也就是运动的快慢不变。运动的方向会变吗？同学们，你觉得呢？（学生思考，七嘴八舌的回答），法国物理学家笛卡尔（展示图片，笛卡尔简介），在伽利略实验推理的基础上，对不受力时物体的运动方向作了补充：运动方向不变。（板书）
老师：不受力时，运动的小车速度不变、方向不变，小车做的是什么运动呢？
学生举手回答：匀速直线运动。
老师：如果一个静止的物体不受力呢？它的运动情况又是怎么样的呢？
（学生思考，七嘴八舌的回答。）
老师：英国物理学家牛顿进一步补充：不受力时，静止的物体一直静止。（板书）
老师：牛顿有一句名言，说自己是站在巨人们的肩上。这话还真是事实，牛顿把伽利略、笛卡尔和自己的观点结合起来，总结出了著名的牛顿第一第定律。
（展示图片，牛顿的简介）
展示牛顿第一定律的内容。学生齐声朗读，熟悉内容；学生自由朗读，找关键词。
学生分别举手找出关键词：定律适用对象“一切物体”，定律条件“不受外力作用时”，有且只有两种可能“匀速直线运动状态”“静止状态”，只能是其中一种“或者”。
学生再读定律，尝试理解。
老师：同学们，牛顿第一定律是力学的重要定律之一，我们要在理解的基础上记熟它。请你通过思考这几个问题，理解牛顿第一定律。
展示问题：（1）牛顿第一定律是直接由实验得出的吗？能直接用实验来验证吗？
（2）不受外力作用时，物体是出于“匀速直线运动状态”还是“静止状态”，根据什么来判断呢？
（3）在我们的生活中能找到“不受外力的物体”吗？牛顿第一定律有实践意义吗？
（4)物体的运动需要力来维持吗？力和运动是什么关系呢？
学生思考、讨论，小组内交流。
学生分别举手回答自己能回答的问题，师生一起理解牛顿第一定律：牛顿第一定律是在实验的基础上经过科学推理得出来的，用到了“科学推理”的物理研究方法（引导学生回忆，“真空铃声”实验也用到了科学推理的研究方法）；不受外力时物体的运动状态取决于物体不受外力前是运动还是静止的（马上举例，桌子上的粉笔盒，在外力全部消失时，将处于静止状态；公路上行驶的汽车，在外力全部消失时，将处于匀速直线运动状态）；虽然我们不能找到完全“不受外力”的物体，但是，在后面我们会学习到，当物体所受的合力为零时，它相当于不受力，所以，牛顿第一定律有着广泛的实践意义，是力学的重要定律之一；物体的运动不需要力来维持，力对运动的作用不是“维持
4、认识惯性
运动的火车比运动的自行车停下来要困难得多，可见物体的惯性即保持匀速直线运动状态或静止状态的本领，它与物体的质量有关，有什么关系呢
演示实验1：迅速击打鸡蛋下的硬纸板，上面的鸡蛋会怎么样？
演示实验2：用尺子迅速打出较下面的棋子，上面的棋子会怎么样？
教师提问：
(1)打出纸板的时候，鸡蛋为什么没有飞出，而是落进杯子？
(2)为什么打出较下面的棋子，上面的几个棋子能够保持原来的状态？
实验1现象分析：因为鸡蛋原来是静止在硬纸板上的，当纸板飞出去时，鸡蛋由于惯性依然保持原来的静止状态，所以鸡蛋最后没有随硬纸板飞出去，而是掉进玻璃杯里。
实验2现象分析：用尺子迅速打出较下面的棋子，上面的棋子由于惯性要保持原来的静止状态，所以就会落在正下方。
教师总结：物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性。
教师引导学生得出关于惯性的几点理解。
对惯性的几点理解：
(1)惯性是物体固有的属性，一切物体都具有惯性。
(2)惯性与运动状态无关，不论物体处于怎样的运动状态，惯性总是存在的。
(3)惯性与是否受力无关，与速度大小无关。
惯性与惯性定律的区别和联系。
（1）教师先引出上节课所学的牛顿第一定律的概念。
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。由于物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质，牛顿第一定律也叫惯性定律。
（2）教师利用表格对两者进行对照比较，并跟学生一起总结填写表格内容。
多媒体展示：惯性(性质)≠惯性定律(运动规律)
两者的区别及联系：
惯性 惯性定律
区别 固有性质 运动规律
物体处于任何运动状态都存在 不受外力的作用(或合外力为零)的情况下才成立
联系 惯性定律是物体不受外力作用时，物体惯性的直接表现
5、生活中的惯性现象
多媒体展示：动画演示以下两实验
学生观察实验后，小组讨论分析现象，学生大胆举手发言，与班上同学分享自己对此现象的分析结果。最后师生交流得出，分析惯性现象这类问题的一般解题思路。
学生小组讨论得出结论后，教师在学生总结的基础上进一步总结现象。
现象(1)分析：木块处于静止状态，突然拉动小车时，木块下部随车一起运动，上部由于惯性保持原来的静止状态所以向后倒。
现象(2)分析：木块处于运动状态小车突然停下时，木块下部随车一起停止运动，上部由于惯性保持原来的运动状态，所以向前倒。
教师归纳总结：分析惯性现象的一般解题思路：
（1）交代研究对象初始状态；
（2）物理过程(突然发生的情况)；
（3）研究对象由于惯性要保持原来状态。
6、课堂小结和课堂练习
教学反思
（1）对本课的设计，我把重点放在了实验上，原因是大部分孩子在校外经历了超前的学习，已经基本了解了一些理论知识，因此实验才是最吸引孩子的。
（2）对本课的设计，我把重点放在了思维过程的推进上，由于现场的生成性极大，所以在这里预设的也只能是理想的状况，教学中还要坚持思维推进的主线。
（3）教学中还应发挥自身表情、肢体语言、甚至语音语调的功能，以吸引学生的注意。
（4）全课围绕物理学史这一线索展开推进，可使学生感到新鲜，了解规律形成的全貌，以更好地激发学生的质疑、探究、猜想、实验、思维训练。
（5）教学时间的设定上，大块放在学生实验的设计、展示、实际操作和交流上，交流一定要充分！这样可以更好地突出学生的“学”，教师的“导”。因时间关系，随堂训练要压缩。
（6）板书中三个科学家及其观点的罗列，目的就是体现牛顿“站在巨人肩上！”的寓意。