【新教材】教科版8.1 牛顿第一定律 惯性 教学设计

中小学教育资源及组卷应用平台
8.1 牛顿第一定律 惯性 教学设计
课题 8.1牛顿第一定律 惯性 单元 第八章 力与运动 学科 物理 年级 8
教材内容分析 本节课是教科版八年级下册第八章第一节内容，主要探讨力与运动的关系。牛顿第一定律是经典力学的基础，揭示了力和运动的本质联系；惯性是物体的固有属性，理解惯性对解释生活中的运动现象至关重要。教材通过实验探究、科学推理和实例分析，引导学生逐步建立相关概念和规律，培养学生科学探究与逻辑思维能力
2022新课标要求 2.2.5通过实验和科学推理，认识牛顿第一定律。能运用物体的惯性解释自然界和生活中的有关现象。通过探究和科学推理，了解阻力对物体运动的影响，感受“实验与推理结合”的科学研究方法。用分析和论证的方法理解牛顿第-定律，学会用自己的语言表述牛顿第一定律的内容。了解伽利略采用的思想实验，理解力和运动的关系，知道其主要推理过程及结论，体会思想实验在科学研究中的作用。使学生受到科学方法论的教育，感受科学家勇于质疑、大胆创新的科学精神。通过物理学史的简单介绍，对学生进行严谨的科学态度教育，了解人类认识事物本质的曲折过程。通过实验探究，让学生养成实事求是、尊重自然规律的科学态度，在经历实验探究的过程中培养学生的交流意识、合作精神和合作能力。通过对惯性现象的观察与分析，理解惯性是物体保持运动状态不变的性质，知道惯性现象。认识一切物体都具有惯性，能联系生活实际来解释惯性现象。在解释生活中的惯性现象的过程中，进行严谨的逻辑思维和规范的语言表达能力的训练。通过分析惯性现象在生活中的利用和可能带来的危害，能有意识地利用所学知识提出防止危害的措施，从中体会辩证唯物主义观点，初步认识科学技术对人类生活的影响。
学习目标与核心素养 物理观念：1.理解牛顿第一定律所描述的物体运动与受力的关系，构建 “力是改变物体运动状态的原因，而非维持物体运动的原因” 这一基本物理观念；2.认识惯性是物体的固有属性，能运用这一观念解释自然界和生活中物体的运动现象，将生活经验与物理知识相联系，形成对物体运动规律的系统性认知。科学探究：1.经历 “探究阻力对物体运动的影响” 实验过程，学会控制变量法在实验设计中的应用，如控制小车的初始状态，改变接触面粗糙程度来改变阻力大小；2.能够规范进行实验操作、细致观察实验现象、准确记录和分析实验数据，依据实验结果进行合理推理，得出物体在不受力时的运动趋势，培养科学探究的基本技能和实验素养。科学思维：1.在牛顿第一定律的学习中，体会从大量实验事实和生活经验出发，经过科学推理得出物理规律的思维方法，提升逻辑推理能力；2.通过对惯性现象的分析，学会运用批判性思维审视生活中关于物体运动的错误认知，培养透过现象看本质的思维习惯；3.在解决相关物理问题时，能够运用模型建构的思维，将实际物体和运动情境简化为物理模型进行分析。科学态度与责任：1.了解牛顿、伽利略等科学家在研究力与运动关系过程中勇于质疑、大胆创新的事迹，感受科学研究的严谨性和曲折性，激发对科学探索的热情和求知欲；在实验探究过程中，养成实事求是的科学态度，尊重实验数据和客观事实；2.认识到物理知识在生活中的广泛应用，增强将物理知识应用于生活、服务社会的意识，树立正确的科学价值观和社会责任感 。
学情分析 八年级学生已对力和运动有一定的感性认识，但对于力和运动的本质关系理解不够深入。学生具备一定的观察和实验能力，但在科学推理和抽象思维方面有待提高。生活中一些错误的前概念，如认为物体运动需要力维持，可能会对本节课学习造成干扰
重点 1.牛顿第一定律的内容及理解；2.惯性的概念及应用惯性解释现象。
难点 1.牛顿第一定律的得出过程（实验加推理）；2.理解惯性是物体的固有属性，以及惯性大小只与质量有关。
材料准备 木板、小车、棉布、毛巾、斜面、卡片、扣子、瓶子
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 展示玩滑板车的情景，提出正方 “物体运动需要力来维持” 和反方 “物体运动不需要力来维持，车停下来是因为受到阻力” 的观点，引导学生思考谁正确 观察情景，思考并发表自己的观点 激发学生兴趣，引发认知冲突，为新课教学做铺垫
讲授新课 一、推断物体不受力时的运动
1. 展示实验器材，详细讲解实验设计思路：以小车为例，通过改变接触面粗糙程度来改变小车受到的阻力，同时强调控制变量法，说明要保证同一小车、从同一斜面的同一高度由静止开始下滑，确保小车到达平面的初速度相同。
2. 组织学生分组进行实验，在实验过程中巡视各小组，指导学生规范操作，提醒学生注意观察小车在不同水平面上的运动情况，并及时记录数据。
3. 实验结束后，引导学生整理实验数据，在黑板上画出表格，邀请小组代表分享实验数据，并一起分析数据。提问：“从这些数据中，你们能发现阻力大小与小车运动距离、运动时间、速度变化快慢之间有什么关系？”
4. 依据学生的分析结果，进一步引导学生进行推理：“如果物体受到的阻力为零，小车会怎样运动？”，帮助学生得出 “如果物体受到的阻力为零，它的速度将不会减小，物体将以恒定不变的速度永远运动下去” 的推论。二、牛顿第一定律
1. 阐述牛顿第一定律的内容：“一切物体总保持静止状态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”，并对定律中的关键词进行详细解释，如 “一切物体”“总保持”“外力” 等。
2. 结合实验结论和生活实例，帮助学生理解物体在不受外力作用时，静止的物体将永远保持静止，运动的物体将以不受力时的速度永远做匀速直线运动；同时强调物体的运动不需要力维持，力是改变物体运动状态的原因。
3. 呈现多个与牛顿第一定律相关的例题，如 “正在空中飞行的足球，如果它所受的外力全部消失，足球将如何运动？”，引导学生运用牛顿第一定律进行分析解答，对学生的回答进行点评和总结。三、惯性
1. 给出惯性的概念：“一切物体都具有保持自身原有的静止状态和匀速直线运动状态的性质，我们把物体的这种性质叫做惯性”，强调惯性是一切物体固有的属性，与物体的运动状态、是否受力无关。
2. 讲解牛顿第一定律也叫惯性定律，说明两者之间的联系，即牛顿第一定律揭示了物体在不受外力时由于惯性而保持原有运动状态的规律。
3. 通过生活实例，如乘车时急刹车人会向前倾、跳远运动员助跑等，引导学生分析惯性现象，让学生理解惯性大小只与质量大小有关；并提出问题：“为什么质量越大，惯性越大？”，引导学生思考讨论。
4. 呈现关于惯性的例题，如 “关于惯性的说法正确的是哪一项？”，让学生思考解答，检验学生对惯性知识的掌握程度。四、惯性与牛顿第一运动定律的区别与联系
1. 在黑板上列出表格，从概念、条件、本质等方面对惯性和牛顿第一定律进行对比，详细讲解两者的区别，如惯性是物体的性质，没有任何条件，一切物体都有惯性；牛顿第一定律是在不受力条件下，物体由于惯性而具有的运动规律。
2. 强调两者的联系，再次说明牛顿第一定律也叫惯性定律，它描述了物体在不受外力时惯性的表现形式。
3. 给出相关例题，如 “在匀速直线行驶的火车上，竖直向上抛出一个小球，小球将落在何处？”，引导学生运用两者的区别与联系进行分析解答，对学生的解答进行评价和指导。 分组进行实验，按照操作规范，让小车从同一斜面同一高度由静止下滑，观察小车在毛巾、棉布、木板表面的运动情况，记录小车在不同水平面上运动的距离、时间等数据。
整理实验数据，思考老师提出的问题，积极参与讨论。结合实验和生活经验，思考物体在不同受力情况下的运动状态变化，深入理解牛顿第一定律的内涵，纠正 “物体运动需要力维持” 的错误认知。理解牛顿第一定律和惯性定律的关系，构建完整的知识体系。
结合生活实例，分析惯性现象产生的原因，思考惯性大小与质量的关系，参与讨论，发表自己的观点。跟随老师的讲解，进一步强化对两者关系的认识，构建更清晰的知识框架。 让学生清晰了解实验目的和方法，为实验顺利进行奠定基础，培养学生实验设计的科学思维。锻炼学生的逻辑推理能力，让学生体会科学推理在物理学研究中的重要性，为牛顿第一定律的得出做铺垫。通过理论与实际相结合的方式，帮助学生突破理解难点，建立正确的力与运动关系的观念。帮助学生建立知识之间的联系，深化对物理规律的理解。
通过生活实例分析和问题讨论，培养学生观察生活、运用物理知识解释现象的能力，激发学生的思维能力。强调联系，加深学生对知识系统性的认识，让学生明白物理知识之间的内在逻辑。
课堂练习 1.小东和妈妈周末乘车到郊外去游玩，下列有关惯性的说法正确的是（　　）A.小东和妈妈都系上安全带，是为了减小汽车行驶中人的惯性B.汽车紧急刹车时，小东向前倾，是由于受到惯性力的作用C.驾驶员松开油门后，汽车仍向前滑行了一段距离，是由于汽车具有惯性D.高速公路严禁超速，是因为汽车速度越大，惯性越大2.关于牛顿第一定律和惯性，下列说法错误的是（　　）A.牛顿第一定律不可能用实验直接验证B.牛顿第一定律是公认的物理学基本定律之一C.撞击锤柄下端使锤头套紧在锤柄上，是利用锤头的惯性D.环绕火星运行的“天问一号”探测器中的物体没有惯性3.小金在进行百米赛跑时经历了加速、减速等阶段，最终冲过终点线。以下关于惯性的说法正确的是（　　）A.小金加速跑时的惯性比减速跑时大 B.小金冲过终点线，停下来时没有惯性C.小金整个跑步过程惯性大小不变 D.小金在加速、减速等运动状态改变时才有惯性4.让滑块从斜面滑下，逐渐减小水平面的粗糙程度，测量滑块在水平面上的运动距离，探究“运动物体如果不受其他物体的作用，会一直运动下去吗”。下列做法能获得结论的是（　　）A.坚持不懈进行多次实验探究 B.改进实验装置进行实验探究C.调整实验方案进行实验探究 D.在实验基础上进行合理推理5.如图是人们采用撞击锤柄下端的方法使松动的锤头紧紧套在锤柄上的情景，这主要是利用了下列哪一个物体有惯性（　　）。A.凳子 B.手 C.锤柄 D.锤头6.下列叙述正确的是（　　）。A.宇航员从地球到太空，惯性会发生变化B.我国C919大型运输机在空投物资时，应在目的地正上方进行空投C.做圆周运动的物体，当它所受外力同时消失，物体将停止运动D.乘坐轿车时必须要系上安全带，是为了防止惯性带来的危害7.关于惯性，下列说法正确的是（　　）A.跳远时助跑是为了增大惯性B.物体只有受到力的作用时才具有惯性C.为了防止惯性带来的危害，驾车时必须系好安全带D.人造卫星绕地球运行时没有惯性8.“五一”期间，小华同父母从成都乘坐动车去古城西安。动车在某平直路段匀速行驶，小华将一苹果竖直向上抛到一定高度（未到达车厢天花板，且抛出前后手的位置相对座椅不变），则苹果落下的位置应是（　　）A.手中 B.手的后方C.手的前方 D.以上情况都有可能
课堂小结 引导学生回顾本节课所学内容，包括牛顿第一定律的内容、得出过程，惯性的概念、性质以及与牛顿第一定律的关系等
板书 牛顿第一定律 惯性
一、推断物体不受力时的运动
1. 实验设计
2. 实验过程与结论
二、牛顿第一定律
1. 内容
2. 理解
三、惯性
1. 概念
2. 性质
四、惯性与牛顿第一定律的区别与联系
课外拓展/课外阅读内容 布置课后作业，如思考 “某同学想通过不停跳跃周游世界是否可行”，解释 “卡片飞扣子落入瓶中” 的原理；推荐阅读关于牛顿、伽利略等科学家研究力与运动关系的科学史资料
特色资源分析和技术手段说明 使用多媒体课件展示实验过程、生活实例等，帮助学生直观理解抽象概念；利用图片、动画等资源辅助教学，增强教学的趣味性和直观性
教学反思 思考教学过程中，学生对牛顿第一定律和惯性概念的理解是否到位，实验教学是否有效，学生在科学探究能力和逻辑思维能力方面是否得到提升，教学方法和手段是否合适等问题，总结经验教训，为后续教学改进提供依据
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com/" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)