8.1.1牛顿第一定律（教学设计）初中物理人教版（2024）八下

人教版八年级物理（下册）第八章 运动和力
第1节 牛顿第一定律（教学设计）第一课时
课题 8.1 牛顿第一定律（第一课时）
教材分析 本节内容由“阻力对物体运动的影响”、“牛顿第一定律”和“惯性”三部分内容组成。教材采用两种对立的观点，通过实验探究阻力对物体运动的影响，从而得到物体的运动和受力情况之间的关系，让学生初步认识了运动和力之间的关系。 再在这个实验基础上，科学推理、归纳总结了牛顿第一定律，进一步引导学生利用牛顿第一定律解释惯性现象。
教学目标 物理观念：体会亚里士多德和伽利略的思想冲突，通过实验理解牛顿第一定律。 物理思维：认识理想实验法，了解理想实验法的本质。 科学探究：通过经历实验探究阻力对物体运动的影响，学生能够建立牛顿第一定律的推理过程，体会科学的思维方法(分析、概括、推理)。 科学态度与责任：通过科学史的简介，学生了解物理规律认识的过程，树立严谨的科学态度，不迷信权威，勇于探索的科学精神。
教学重难点 教学重点：通过实验探究阻力对物体运动的影响 教学难点：建立牛顿第一定律的推理过程，理解牛顿第一定律
教学方法 小组讨论法、集体讲授法、实验探究法
教学准备 斜面、小车、毛巾、棉布、木板、刻度尺、多媒体课件
教学过程
教师活动 学生活动 设计意图
创设情境，导入新课 滑板车在滑行过程中，我们发现，如果我们不再蹬地，它最后会停下来；用力推箱子，箱子运动，把力撤掉，箱子最终也会停下来。 生活中还有许多相似的现象，于是古希腊哲学家亚里士多德就提出：如果想要物体一直运动，就必须对物体施加力的作用，如果这个力消失，物体就会停止运动。 但是，物体的运动是否真的需要力来维持呢？今天我们就一起来探究一下吧！ 合作探究，推进新课 学习任务一：自主探究 小组讨论：阅读教材内容，针对“日常生活中，运动的物体最终会停下来”这一事实，结合亚里士多德和伽例略有不同的观点，谈谈自己的看法，尝试用小实验来验证。 学习任务二：探究：阻力对物体运动的影响 【设计实验】 ①实验器材：小车、长木板、斜面、棉布、毛巾、刻度尺等: ②实验方法：让小车从同一斜面上的同一高度由静止自由滑下，改变水平面表面的粗糙程度，使其对小车运动的阻力不相同。第一次在水平面上铺毛巾，第二次铺棉布，第三次将棉布去掉，只剩下木板，比较小车每次在水平面上滑行的距离。 【进行实验】 让小车分别从斜面同一高度滑下，滑到铺有毛巾、棉布的水平木板面上、去掉棉布的木板表面上，观察并记录小车在平面上前进的距离。 实验序号表面材料阻力大小滑行距离小车速度减小情况1毛巾2棉布3模板
【分析论证】思考以下几个问题： 1、小车最终会停下来的原因是什么？ 2、三次实验中，小车滑行距离与其所受的阻力有什么关系？速度又是怎样的变化？ 3、如果阻力进一步减小到零，没有阻力，小车的运动情况是怎样的？ 学生小组讨论，上台展示讨论结果。 教师归纳总结： 小车在平面上停下来是因为受到了阻力的作用。平面越光滑，受到的阻力越小，小车运动的距离越长，速度减小得越慢。如果接触面完全光滑，阻力为零，小车将保持原来的速度永远运动下去。 【交流与评估】 1、该实验用到了哪些实验方法？ （1）让同一小车在同一斜面的同一位置静止下滑，目的是让小车到达平面具有相同的初速度（控制变量法） （2）本实验通过比较小车滑行距离远近来判断阻力对物体运动的影响程度（转换法） （3）若小车不受阻力，小车将保持同一速度永远运动下去（科学推理法） 【及时反馈1】 1、如图是探究“阻力对物体运动的影响”的过程。 （1）在实验中，让小车从斜面由　 　静止滑下，目的是使小车在水平面上开始运动时的速度相同。这种探究物理问题的方法叫做　 　。 （2）分析图中的情景可知，在其他条件相同时，平面越光滑，小车受到的摩擦阻力越　　，小车前进的距离就越　　。其中运动的小车在木板上最终停下来，是因为小车在水平方向上　　（填“受平衡力”、“受非平衡力”或“不受力”）。 【答案】（1）同一高度；控制变量法；（2）小；远；受非平衡力。 【解答】解：（1）让小车在斜面上从静止滑下时，应保持同一高度目的是使小车在水平面上速度相同。这种探究物理问题的方法叫做控制变量法。 （2）由图示实验可知，小车在木板上受到的阻力最小，小车滑行距离最大，由此可知，小车受到的阻力越小，小车运动的路程越远；由于小车在水平方向上受非平衡力作用，所以小车在木板上最终会停下来。 学习任务三：牛顿第一定律 【过渡】1644年，法国物理学家笛卡尔进一步补充：如果运动物体不受任何力的作用，不仅速度大小不变，而且运动方向也不变，将沿原来的方向匀速运动下去。最后，英国科学家牛顿总结了伽利略等人的研究，总结出了一条重要的物理规律：牛顿第一定律。 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。 【师生共同研究】理解牛顿第一定律： “一切”表示这个定律具有普遍性，没有例外。 “不受外力”是本定律成立的条件，定律要成立的前提条件是不受外力，或者是合外力为零。 “总保持”是指物体不受外力时只有保持静止或匀速直线运动两种可能，要改变这种状态，物体必须受力的作用。 4、牛顿第一定律是在大量经验事实的基础上，通过合理而科学的推测得到的，不能用实验直接证明。（理想实验法） 5、牛顿第一定律说明了力和运动的关系：力不是维持物体运动的原因，而是改变物休运动状态的原因。 【及时反馈2】 2．关于牛顿第一定律的理解，下列说法正确的是（　　） A．不受力的物体，只能保持静止状态 B．物体受到力的作用，运动状态一定改变 C．牛顿第一定律是通过凭空想象出来的 D．如果物体不受到力的作用时，原来运动的物体将保持原有的速度做匀速直线运动 【答案】D 【解答】解： A、物体不受力时，可以做匀速直线运动，也可以静止，故A错误； B、物体受平衡力作用时，做匀速直线运动或静止，运动状态不变，故B错误； C、牛顿第一定律是在实验的基础上经过科学的推理而得出的，不能用实验直接验证，但它不是凭空想象出来的，是经受了实践的检验的，故C错误； D、如果物体不受外力作用时，原来运动的物体将保持原有的速度做匀速直线运动，故D正确。 回忆课堂，进行小结 回想我们最开始的实验，有推力时木块运动，撤去推力后木块停下来，从表面现象得到的结论——运动需要力来维持是错误的，但这种现象是千真万确摆在我们面前的，我们如何用牛顿第一定律的观点正确地解释这个现象呢？ 结合板书，进行本节课小结，最后进行课堂检测 观看图片视频、思考问题、进入情景、进入新课 了解物理发展史上两种不同观点的碰撞与统一，了解牛顿第一定律建立的背景 与教师一起进行实验的设计 观看演示实验，做好实验记录 小组分析讨论这几个问题，并进行展示解说。 做好笔记 做题并进行订正与解析 了解牛顿第一定律建立的过程 理解牛顿第一定律 知道牛顿第一定律是在大量经验事实基础上加上推理得到的，也就是理想实验法。 做题并解析 情境导入，联系生活，从生活进入物理，体现从生活走向物理的课程理念。 让学生了解物理发展史，知道科学的进步就是在不断碰撞中产生的。 培养学生设计实验的能力 提升学生分析归纳的能力 锻炼学生举一反三的能力 让学生了解发展史，培养科学探索精神
课堂检测 1．对牛顿第一定律的理解，下列说法正确的是（　　） A．物体运动状态不变时，可能没有受到力的作用 B．运动的物体若去掉所有力的作用，物体一定会慢慢停下 C．该定律由斜面小车探究实验直接得出 D．物体的运动是依靠力来维持的 【答案】A 【解答】解：A、物体运动状态不变时，可能受平衡力，也可能没有受到力的作用，故A正确； B、运动的物体若去掉所有力的作用，物体将做匀速直线运动，故B错误； C、牛顿第一定律是在实验的基础上，通过进一步的概括推理得出的，不能通过实验直接得出，故C错误； D、由牛顿第一定律推理可知：物体的运动不需要力来维持，力是改变物体运动状态的原因，故D错误。 2．一个物体做匀速直线运动，当它受到的所有力都突然消失，则物体将（　　） A．立刻停止运动 B．仍做匀速直线运动 C．速度减慢，最后停止 D．速度越来越快 【答案】B 【解答】解：由牛顿第一定律可知，一个物体做匀速直线运动，当它受到的所有力都突然消失，则物体将仍保持原来的速度和方向做匀速直线运动。 3．关于运动和力的关系，下列说法正确的是（　　） A．物体只有受力时，才能保持匀速直线运动状态 B．物体只有不受力时，才能保持静止状态 C．物体不受力或受平衡力时，保持静止或匀速直线运动状态 D．物体不受力或受平衡力时，可能做匀速圆周运动 【答案】C 【解答】解：A、根据牛顿第一定律可知，物体不受力时，可能处于静止状态或匀速直线运动状态，故A错误； B、物体受到平衡力作用，可以保持静止状态，故B错误； CD、一切物体不受力或受平衡力时，都会保持匀速直线运动或静止状态，物体做匀速圆周运动时，其运动状态不断改变，一定受非平衡力的作用，故C正确，D错误。 4．如图所示，用细绳悬挂在横木上的金属小球从A点静止释放，小球沿弧线可摆动至C点。若小球运动到B点瞬间，细绳突然断裂且小球受到的所有力都消失了，小球将沿以下哪条轨迹运动（　　） A．沿轨迹1竖直下落 B．沿轨迹2曲线运动 C．沿轨迹3匀速直线运动 D．沿轨迹4曲线运动 【答案】C 【解答】解：小球沿弧线摆动至B点瞬间，小球有一定的速度，此时若小球不再受任何力，根据牛顿第一定律可知，小球的运动状态不再改变，因此小球将沿轨迹3匀速直线运动。 5．小明用如图所示的实验装置研究运动和力的关系。 （1）让小车从斜面滑下后沿水平面运动，是为了使小车在竖直方向上受到的 　 　力和 　 　力相平衡，其作用效果相互抵消，相当于小车只受水平方向上的摩擦力。 （2）每次都让小车从同一斜面的 　 　位置由静止开始滑下，是为了使小车在滑到底端时具有相同的速度。 （3）比较图中小车在不同表面滑行的最大距离，可以得出：在初速度相同的条件下，水平面越光滑，小车受到的摩擦力越 　 　，小车运动得越 　 　。 （4）牛顿第一定律告诉了我们物体的运动 　 　（填“需要”或“不需要”）力来维持，一切物体都有保持原来 　 　不变的性质。 【答案】（1）重；支持；（2）同一；（3）小；远；（4）不需要；运动状态。 【解答】解：（1）让小车从斜面滑下后沿水平面运动，小车在竖直方向上受到的重力和支持力为一对平衡力，其作用效果相互抵消，相当于小车只受水平方向上的摩擦力。 （2）根据控制变量法，每次都让小车从同一斜面的同一位置由静止开始滑下，是为了使小车在滑到底端时具有相同的速度。 （3）由上图可知，木板表面粗糙程度最小，小车滑行得最远；比较图中小车在不同表面滑行的最大距离，可以得出：在初速度相同的条件下，水平面越光滑，小车受到的摩擦力越小，小车运动得越远。 （4）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，这就是牛顿第一定律，牛顿第一定律告诉我们：物体的运动不需要力来维持，一切物体都有保持原来运动状态不变的性质。
板书设计 8.1 牛顿第一定律（第一课时） 一、探究：阻力对物体运动的影响 1、平面越光滑，受到的阻力越小，小车运动的距离越长，速度减小得越慢。如果接触面完全光滑，阻力为零，小车将保持原来的速度永远运动下去。 2、实验方法：控制变量法、转换法、科学推理法 二、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。 （1）“一切”表示这个定律具有普遍性，没有例外。 （2）“不受外力”是本定律成立的条件，定律要成立的前提条件是不受外力，或者是合外力为零。 （3）“总保持”是指物体不受外力时只有保持静止或匀速直线运动两种可能，要改变这种状态，物体必须受力的作用。 （4）牛顿第一定律是在大量经验事实的基础上，通过合理而科学的推测得到的，不能用实验直接证明。（理想实验法） （5）牛顿第一定律说明了力和运动的关系：力不是维持物体运动的原因，而是改变物休运动状态的原因。
教学反思 学生学习牛顿第一定律的困难在于从生活经验中得到一种被现象掩盖了本质的错误观念，认为物体之所以运动是因为力的作用。如推一下物体，它就动，不再推它时，它便静止。为使学生摆脱这种错误观念，首先要把运动和运动的变化区别开，为揭示力和运动的关系作出重要铺垫。其次，通过实验确立“力是改变物体运动状态的原因”的概念，再通过推理建立“不受力时物体运动状态不变”的概念。