第7节 牛顿第一定律（共2课时）[下学期]

第7节 牛顿第一定律
第一课时 牛顿第一定律
一、学情分析
七年级下的学生具备了一定的科学探究的能力。而牛顿第一定律的内容本身比较抽象，宜采用探究活动让学生自己去探究运动的物体为什么会停下，运动物体速度变小的快慢跟什么因素有关。探究活动的第1项是分析小车停止运动的原因；第2项是让学生建立假说（猜测）；第3项是小组讨论，制定检验假说的实验方案。前3项活动应让学生在组内讨论来完成。因为学生设计的实验方案可能有多种，也可能存在这样或那样的错误，为此，应安排一个组际之间的交流活动，让学生比较方案的优劣，及时纠正错误。实验表格可以让学生自己设计，在学生交流评价设计方案之后，教师集中大家的意见，统一给出一个标准的样式，让学生将课本中的不完整的表格补完整。
二、 教学目标
1．知识与技能：能叙述牛顿第一定律的内容，确认力并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。
2．过程与方法：让学生能懂得“改变”物体运动状态与受到外力之间关系，在获得感性认识的基础上，通过理性分析以及科学的推理从而获得规律。让学生感受“科学家”研究问题的方法，使他们能建立如何进行科学实验的基本思路。
3．情感、态度、价值观：在观察与体验活动中，让学生体验到探究知识的乐趣和获得成功的愉悦，培养学生勇于质疑，大胆推理的科学意识。
三、教学重难点
重点：牛顿第一定律
难点：牛顿第一定律
四、教学准备
五、教学策略
在本节课中为实现教学目标使用的教学策略如下：
1．直觉地推测——导谬。
2．问题定向性策略：提出的问题必须要求学生在记忆中找到和提取与解决方案有关的适当的知识。
3．实验操作式讨论——怎样动手完成特定的任务：实验与讨论。
4．探索性的讨论——怎样发现原先未知的定律：问题式练习，结果交流；
5．综合能动性策略：提供情景的初始变量和条件；评估学生提出的解决问题的方法；根据学生不断努力后提出下一轮重复的变量和条件。
6．有步骤地变换因素——选择具有可对比性的水平面来控制变量。
7．提出假设—科学推理(能够超越感官及现实的界限)—正确结论。
四、 教学设计
（一）新课引入
在前面几节的学习中，我们知道了机械运动和力的有关知识。那么，运动和力之间有什么关系呢？
【学生实验1】手用力推动小车，使其前进一段距离。
问题：⑴ 小车为什么会运动？
⑵ 为什么又会停下来？
分析：学生根据实验现象的观察以及直觉容易推测导出错误的结论——力是维持物体运动的原因。
【学生实验2】用力推小车，小车由静止变为运动。
分析：根据学生以前学过的知识得出另一个结论——力能改变物体的运动状态。
提出问题：物体受到的力与物体运动状态的改变之间有什么关系呢？
物体在不受力的作用时究会是做什么运动呢？
引出新课：牛顿第一运动定律
（二）新课教学
【实验1】静止在木板面上的小车。
师：小车处于什么状态？
生：静止。
师：静止的小车，水平方向不受推动和拉力的作用，它将会怎样？
生：永远处于静止。
【实验2】如图1所示，小车受水平拉力作用时。（让小车运动一段距离后立即用手使它静止下来）
师：观察小车的状态发生怎样变化？
生：由静止到运动。
【实验3】如图1。继续实验2，钩码使小车水平运动后，用手托住下落的钩码。小车失去水平拉力后，继续向前滑行一段距离停止。
师：你看到什么现象？
生：小车继续运动一段距离后才静止。
师：小车运动一段距离后，变为静止的原因是什么呢？
生：受到木板的摩擦阻力作用。
师：是不是这样呢？请大家继续观察下面实验。
【实验4】用同一小车分别（三次）从同一斜面不同的高度自由滑向相同的平面，记下三次小车静止在相同水平面上的位置。如图2(A)、(B)、(C)所示。
师：哪一次水平滑行距离最短？
生：第一次。
师：为什么？
生：小车在斜面上高度最小，它在水平面上开始运动时速度最小（后半句话学生回答不出来，第一次可由老师说）。
师：哪一次水平滑行距离最长？
生：第三次。
师：为什么？
生：小车在斜面上高度最大，它在水平面上开始运动时速度最大。
师：同理如果小车三次处于同一斜面、相同高度，自由滑向水平面，小车在水平面上开始运动的速度大小会怎样呢？
生：相同。
【科学探究】
1．探究目标：运动的物体在没有受到外力作用时将如何运动？
2．实验思路：我们很难为运动的物体创造一个“不受力的作用”的实验条件，我们采用的方法是：实验加推测。
3．本实验人为地控制了实验条件：
相同条件：同一小车同一斜面同一高度静止放手（相同的速度），在平面上作直线运动（相同的方向）。
不同条件：受到的外力大小（采用控制小车运动表面的粗糙程度）
4．教学准备：每四人一组，每组给1个斜面，1条毛巾，1张纸板，1块玻璃，1辆小车。
5．探究过程:
⑴小车从斜面上滑下后，为什么最终会在水平面上停下？
⑵如果水平面辅的材料不同，小车在水平面上运动速度减小的快慢一样吗？
⑶组内讨论：用你所给的器材，怎样检验你的想法是否正确？
⑷在学生交流评价设计方案后，教师集中大家的意见，统一给出一个标准的格式。采用合适的方法进行实验，作好记录。
材料种类 小车受到摩擦力的大小（填“大、较大、最小”） 小车在水平面上运动距离（填“短、较长、最长”）
毛巾
棉布
桌子
⑸实验结果表明，小车表面越光滑，小车运动受到的阻力越 ，通过的距离越，运动时间越 ，速度减小越 。
⑹推测：假如小车在运动中不受任何阻力，情况又会怎样呢？
教学时注意：
1．让学生分组进行实验探究时，要求学生明确这个实验观察到什么现象？为什么会产生这种现象？（把实验现象及分析填入表格中，教师巡回观察指导）
2．实验过程中，要学生把小组实验中碰到的疑难问题记录下来，以便大家共同探讨解决。
3．本实验得出的结论是什么？（运动的物体受到的阻力越小，物体运动的距离越长，速度改变越慢）
4．推理：若阻力变得很小很小(小到0)时，物体运动的距离将很长很长(一直运动下去)，速度改变将很慢很慢(速度将会不变，即为“匀速”)。
5．问题1：若运动物体的速度为v，在光滑的平面(阻力为0)上将如何运动？
问题2：若物体的运动速度为0，在光滑的平面(阻力为)上会处于什么状态？
一切物体在没有受到外力作用的时候，总是保持匀速直线运动状态或静止状态。
(1) 要提醒学生注意定律中的“或”字不能写成“和”字。
(2) 对定律的理解：任何物体，如果不受外力的作用，原来静止的，将永远保持静止；原来运动的将永远保持匀速直线运动。
(3) 让学生在理解的基础上记住这个定律，并知道这个定律的因果关系。
(4) 这个定律是在实验的基础上经过科学的推理得出的。
最后，简介伽利略、笛卡儿、牛顿的研究背景，研究方法及研究结论，教育学生不要人云亦云，要学会独立思考，有主见，敢于创新，并使学生初步了解理想实验这一研究方法。
牛顿第一运动定律：一切物体在没有受到外力作用的时候，总是保持匀速直线运动状态或静止状态。
①要提醒学生注意定律中的“或”字不能写成“和”字。
②对定律的理解，任何物体，如果不受外力的作用，原来静止的将永远保持静止，原来运动的将永远保护匀速直线运动。
③让学生在理解的基础上记住这个定律，并知道这个定律的因果关系。
④这个定律是在实验的基础经过科学的推理得出的。
五、评价与反馈
1．试分析“雨天路滑，请慢行”这句话的安全性和合理性。
2．判断：力是维持运动的原因。 （ ）
力是物体运动的原因。 （ ）
力是改变物体运动状态的原因。 （ ）
3．一个在足球场上滚动的足球最终会静止下来，没有保护匀速直线运动状态，这与牛顿第一定律是否矛盾？为什么？
4．地面上的一张桌子，当人用力推动它时它会运动起来，但一旦人不推它时就会立即静止下来。由此有人说，要使物体保持运动速度不变就必须要有力。你认为这种说法对还是牛顿第一定律对？产生这种“要保持物体运动速度不变就必须有力，没有力作用物体就要停止运动”认识的错误根源是什么？
5．举出一个物体在平面上滑动起来后，尽管没有人或别的物体一直在推它，但它却能滑得很远的例子，由这个例子你能推想出什么道理？
第二课时 惯 性
一、教学目标:
1．知道什么是惯性，认识一切物体都有惯性。
2．会用物体的惯性解释惯性现象，培养学生的语言表述能力。
3．通过惯性现象，向学生进行交通安全教育。
二、教具：
惯性球、惯性小车和木块。
三、教学过程：
（一）、复习提问
1．原来静止的物体，不受外力时将保持什么状态？
2．原来运动的物体，不受外力时将保持什么状态？
（二）、惯性
教师：从牛顿第一定律知道，任何物体都具有保持静止状态或保持匀速直线运动状态的性质，这种性质叫做惯性。也可以说物体有保持运动状态不变的性质叫惯性。牛顿第一定律也叫惯性定律。
我国以前有人用“动者恒动，静者恒静”来表述物体的惯性。这句话可以做如下解释。物体具有保持原有的运动状态不变的性质。物体运动时要保持运动状态不变；物体静止时要保持静止状态不变。恒是永久的意思，即原有的运动状态会永久保持，直到有力的作用才能使它的运动状态改变。
这里提出了一切物体都有惯性，物体在任何情况下都有惯性。
（三）、惯性现象
教师：一切物体都有惯性。下面我们做几个表现物体具有惯性的有趣实验。
1．惯性实验
我们把一个鸡蛋稳稳地放在小木片上，用弹簧片迅速地把小木片弹出去，注意观察发生的现象。
大家都知道这是由于鸡蛋有惯性。但是如何用简单明了的语言解释这个现象呢？
我们用惯性解释物理现象，必须抓住惯性的实质。惯性的实质是物体有保持原有的运动状态不变的性质，所以我们必须认清物体原有的运动状态。以鸡蛋为例，木片被弹出去之前，鸡蛋处于静止状态。鸡蛋由于有惯性，还应保持原有的静止状态，所以鸡蛋落在杯中。简言之，物体原来是什么状态，由于有惯性，它要保持什么状态，这是解释惯性现象的关键。
2．钢笔帽的惯性实验。
教师示范：拿一个小纸条放在桌边上，在纸条上压一个立着放的钢笔帽，将纸条迅速抽出，钢笔帽不倒。
（学生操作）
教师提问：请大家解释当纸条抽出时，笔帽为什么不倒？
（学生回答，教师讲评）
钢笔帽是静止的。当纸条迅速抽出时，由于笔帽有惯性，还要保持静止状态，所以笔帽不倒。
3．刹车时的惯性现象
教师：我们在小车上立一个木块，使小车和木块一起运动，小车突然停住时会发生什么现象？
（演示，并请学生解释，教师讲评）
教师：刹车前木块和小车一起运动。刹车时，木块底部和小车都停住了，但是由于有惯性，木块上部还要保持向前运动，所以木块向前倾倒。
这个实验再现了汽车紧急刹车时乘客向前倒这一普遍现象。
4．汽车起动发生的惯性现象
教师：请大家解释汽车起动时乘客为什么向后倾倒？
（学生回答：教师讲评）
四、小结
五、课堂练习
1、锤头松了怎么办？
2、为什么煤会送到火炉中？
3、如果你是一位汽车司机，应该注意怎样防止发生交通事故？
（学生回答）
教师：车速不能太快，十次事故九次快。驾驶车辆应该精神集中，这样叮以缩短反应时间和减小反应距离。司机应保证汽车的刹车机件的性能良好，缩短制动距离。下雪、下雨天尤其应减速慢行。
我们同学骑自行车也应如此。不骑快车、精神集中、车闸要灵。
六、作业
1．阅读课文。
2．完成本节后练习题2、3、4。
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