人教版八年级物理下册（新教材）8.1牛顿第一定律（教案）

第1节　牛顿第一定律
1.物理观念：
（1）认识阻力对物体运动的影响。
（2）准确表述牛顿第一定律。
（3）知道惯性，会解释常见的惯性现象。
2.科学思维：
（1）从“力维持运动”的错误认知出发，逐步建立“力改变运动状态”的科学思维。
（2）基于阻力对物体运动影响的实验事实，归纳推理得出牛顿第一定律。
3.科学探究：
（1）通过“阻力对物体运动的影响”实验，学会控制变量法和转换法的应用，掌握实验设计、操作与数据记录分析的方法。
（2）在实验过程中，能提出合理猜想，设计实验方案，分析实验误差，培养科学探究的基本素养。
4.科学态度与责任：
（1）通过科学史实的介绍，让学生感受科学研究的严谨性和艰辛，培养尊重科学、勇于质疑的态度。
（2）结合惯性在生活中的应用和危害，树立安全意识，增强运用物理知识解决实际问题、服务社会的责任感。
1.教学重点：通过实验探究阻力对物体运动的影响。
2.教学难点：经历牛顿第一定律的科学推理过程，理解惯性并能运用惯性解释有关现象。
　　日常生活中，我们推小车，则小车运动；停止推小车，则小车很快静止；体育课上我们踢足球，足球离开脚后仍能继续向前滚动一段距离才停下。物体的运动和力之间存在着怎样的关系？
　任务一　阻力对物体运动的影响
教师活动 学生活动
［过渡］如图是小明和小华结合生活体验得出的观点。 ［提问］你赞成小明和小华的观点吗？你有哪些证据？ ［追问］要探究力与运动的关系，我们先从“阻力”入手。阻力会阻碍物体的运动，那阻力的大小对物体的运动有怎样的影响呢？ ［设计实验］如何改变阻力大小？如何判断阻力对运动的影响？要验证猜想，需要控制哪些量不变？ ［演示实验］如图所示，让同一小车从同一斜面顶端由静止滑下，分别观察并记录小车在毛巾、棉布和木板表面滑行的距离，并将实验现象和数据记录在表格中。 ［提问］分析观察到的现象和记录的结果，你能得到什么结论？ ［追问］如果我们能找到一种绝对光滑的水平面，没有任何阻力作用在小车上，小车会怎样运动呢？ ［回答］不赞成，因为踢足球时足球离开脚后，足球不再受到脚施加的力，但是它还会继续向前滚动。这表明物体的运动不需要力来维持。足球最终会停下来是因为受到了阻力作用。 ［讨论交流］结合生活经验，猜想阻力对物体运动的影响：阻力越大，物体运动速度减小得越快，滑行距离越短；阻力越小，物体运动速度减小得越慢，滑行距离越长。 ［小组讨论后回答］让小车在粗糙程度不同的水平面上运动来改变阻力；控制小车的初始运动状态相同，通过观察同一小车在粗糙程度不同的水平面上运动的距离来判断阻力对物体运动的影响。 ［观察并记录实验数据］ ［讨论回答］小车在水平面上受到的阻力越小，滑行距离越长，速度减小越慢。 ［推理回答］若阻力为零，小车速度不会减小，将以恒定的速度一直做匀速直线运动。
　任务二　牛顿第一定律
教师活动 学生活动
［过渡］伽利略早在300多年前就进行了类似的实验和推理，他认为：如果物体在运动中不受力的作用，它的速度将保持不变，永远运动下去。后来，牛顿在伽利略等人的研究基础上，进一步总结概括，得出了著名的牛顿第一定律。请同学们阅读教材，找出牛顿第一定律的具体内容。 ［补充讲解］牛顿第一定律是在大量经验事实的基础上，通过进一步的推理而概括出来的。我们周围的物体，都要受到力的作用，因此不可能用实验来直接验证这条定律。但是，从这个定律得出的一切推论，都经受住了实践的检验，因此，牛顿第一定律已经成为公认的物理学基本定律之一。 ［提问］定律中的“一切物体”“总保持”“除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态”分别是什么意思？ ［追问］你能列举一些生活中的现象来支持牛顿第一定律吗？ ［回答］牛顿第一定律：一切物体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状态。 ［讨论回答］“一切物体”：包括固体、液体、气体，无论质量大小，都适用该定律；“总保持”：指物体的运动状态不会改变，即静止的物体继续静止，运动的物体继续做匀速直线运动；“除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态”：力可以改变物体的运动状态，作用在物体上的力发生改变，物体的运动状态也会发生改变。 ［讨论回答］列举生活中的实例：1.冰壶比赛中，冰面越光滑，冰壶滑行越远；如果不受阻力，冰壶将会一直运动下去，实际上冰壶受到了阻力，最终会停下来，这是因为力改变了它的运动状态。2.关闭发动机的汽车，在平直路面上会慢慢停下，是因为受到阻力，若没有阻力，会一直匀速行驶。
　任务三　惯性
教师活动 学生活动
［过渡］牛顿第一定律揭示了力与运动的关系。如果物体不受力的作用，原来静止的物体将一直保持静止状态，原来运动的物体将保持其速度沿直线一直运动下去。物体这种保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质叫作惯性。因此，牛顿第一定律也叫惯性定律。 ［演示实验1］如图所示，将小球和木片叠放在支架上，用手拨动簧片，松手后你观察到了什么现象？你能说说发生这个现象的原因吗？ ［演示实验2］将课本和纸条叠放在桌子上，快速拉动课本下方的纸条，观察课本的运动状态，你观察到了什么现象？你能解释这个现象的原因吗？ ［讲解］惯性是物体的固有属性，跟物体的受力情况和运动情况无关，且惯性的大小只与物体的质量有关，质量越大，惯性越大，运动状态就越难改变。 ［提问］如图是高速上对不同类型汽车限速的限速牌，你能说说这样做的原因吗？ ［提问］你还知道生活中有哪些与惯性相关的现象？ ［过渡］在生活中，人们常常利用惯性，但惯性有时也会给人带来危害，需要防范。在乘坐公交车时，若车辆突然紧急刹车，我们看到乘客身体前倾，如图。你知道其中的原因吗？ ［讲解］除了汽车刹车时会出现前倾，车辆突然启动时还会使乘客出现后仰的现象，所以乘坐公交车时，我们要站稳扶好扶手；乘坐小汽车时要系好安全带，同时注意提醒司机不要超速，要按照限速行驶，这些行为都可以帮我们防范惯性带来的危害。 ［观察回答］松手后木片被弹出去了，而小球没有被弹出去，并落入了支架上的凹槽中。木片受到簧片水平方向力的作用而飞出去了，而小球具有惯性且在水平方向不受其他力，因而没有被弹出去，但竖直方向受到重力的作用，因此落入凹槽中。 ［观察回答］纸条被拉出，课本几乎不动；课本因为具有惯性，要保持原来的静止状态，所以不会随纸条一起运动。 ［讨论回答］质量越大的汽车，具有的惯性越大，运动状态也越难改变；为了保证紧急情况下的行车安全，高速上对质量越大的载货或者载客车辆，限速越低。 ［回答］跳远助跑（助跑时获得速度，起跳后由于惯性，身体继续向前运动，跳得更远）、拍打灰尘（灰尘静止在衣服上，拍打衣服时，衣服运动，灰尘由于惯性保持静止，脱离衣服）、投篮（球离开手后，由于惯性继续向前运动）…… ［回答］当车辆紧急刹车时，乘客的上半身由于具有惯性，会保持之前的运动状态继续向前运动，而下半身和车厢接触，会和车辆一起减速，上半身和下半身的运动状态不一样，因此会出现前倾的现象。
教师活动 学生活动
［任务］请以小组为单位，用思维导图的形式，总结本节课的核心内容。 ［总结］本节课我们通过实验探究了阻力对物体运动的影响，推理得出了牛顿第一定律，纠正了“物体的运动需要力来维持”的错误认知；同时认识了惯性，知道惯性是物体的固有属性，能运用惯性知识解释生活现象。 ［小组合作］总结本节课知识，绘制思维导图。
第1节　牛顿第一定律
1.牛顿第一定律：一切物体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状态。
2.力是改变物体运动状态的原因。
3.物体这种保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质叫作惯性。
4.惯性是一切物体的固有属性，是一种性质，只与物体的质量有关；而惯性定律则是一种运动规律。