人教版八年级物理下册8.1《牛顿第一定律》教案

8.1
牛顿第一定律
教学目标
　　1．知识、技能目标
　　（1）理解牛顿第一定律的内容及意义。
　　（2）理解惯性，知道日常生活中由于惯性而产生的简单现象，会解释日常生活中的惯性现象。
　　2．能力、方法目标：培养学生严谨的逻辑推理能力；通过对大量实例的分析，培养学生归纳、综合能力。善于思考、善于总结，把物理与实际生活紧密结合。
　　3．情感、态度目标：让学生知道科学研究过程的艰难，领悟实验加推理的科学研究方法。
教学重点、难点
　　本节的重点是伽利略理想实验，难点是对惯性的理解。
教学策略与手段
　　探究式教学，按物理史实为线索展示物理规律的形成。
课前准备
　　自制理想斜面实验器（用有很小凹槽的柔软铝塑板作为轨道）、气垫导轨。
教学过程
【引入新课】
在人类历史的长河中，运动和力如影随形，总是和人们的生活密切相关。在日常生活中我们常看到一些现象：关闭发动机的列车会停下来、自由摆动的秋千会停下来、滚动的球停了下来、滑动的车最终也会停下来，古希腊学者亚里士多德由此类现象得出了结论：没有力的作用，物体就会停止运动。果真是这样吗？
时光经过近2000年，意大利科学家伽利略指出：小车在平面上滑动时，是摩擦阻力使小车停了下来，如果小车不受阻力，它就会一直运动下去，他认为：如果运动的物体受到的阻力为零，它将保持原来的速度不变，也就是说，维持运动并不需要力的作用，运动状态的变化才需要力的作用。
亚里士多德和伽利略的观点是相互矛盾的，到底哪个说法正确，仅仅靠思辨不能回答，让我们通过实验来探究论证吧。
【进行新课】
板书：一、探究：阻力对物体运动的影响
师：首先请同学们阅读课本16页的内容，同时思考下列问题：
（1）为了探究
“阻力”对物体运动情况的影响，每次实验时应该控制哪些因素相同？
生：控制“斜面坡度、小车质量、小车从斜面上下滑时的起始高度”均相同
（2）如何改变小车在水平面上受到的阻力？
生：给水平长木板表面铺上粗糙程度不同的物体，如：毛巾、棉布等。
（3）为什么让小车从同一斜面的同一高度滑下？
生：为了使小车到达水平面时初始速度相同。
师：每次实验时让小车在到达水平面时的初始速度一样，这种实验方法叫什么呢？
生：控制变量法。
（4）实验中应观察哪些现象？比较哪些量？
生：观察小车在水平面上通过的距离。比较小车在水平面上运动距离的远近来判断什么表面对小车的阻力大或小。
师：下面老师来演示这个实验，请同学们把你观察到的实验现象填写在45页的表格中。
实验次数
表面材料
阻力的大小
小车运动的距离s
速度变化快慢
1
毛巾
最大
最短
减小最快
2
棉布
较大
较长
减小较快
3
木板
最小
最长
减小最慢
4
光滑水平面
0
无限远
保持不变
师：实验做完了，现在我们来看看下面几个问题：（多媒体展示问题：）
①.小车在不同材料的平面上最终停下来的原因是什么？
生：因为受到了阻力的作用。
师：②.三次实验，小车运动的距离不同，小车运动距离的远近跟它受到的阻力有什么关系？
生：阻力越小，小车运动的距离越远。
师：③.通过这三次实验，请你分析：若使小车运动时受到的阻力进一步减小，小车运动的距离将变长还是变短？
生：变长。
师：④.小车运动的越远，说明速度变化的快慢如何？
生：小车运动的越远，说明速度减小的越慢。
师：根据上面的实验，你能推理出：⑤.如果表面材料绝对光滑，没有阻力，小车运动的距离将会怎样呢？
生：无限长。
师：说明小车运动的速度将怎样呢？
生：小车的速度将不会减慢，将保持原来的速度永远运动下去。
师：伽利略通过实验和科学推理得出“运动的物体，如果受到的阻力为零时，它的速度将不会减慢，将以恒定不变的速度永远运动下去。”
后来，法国科学家迪卡儿在伽利略的基础上进行了补充：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，英国物理学家牛顿在前人的基础上又进行补充：物体除了运动的以外，还有静止的，那么，静止的物体在没有受到外力作用时，保持什么状态呢？
生：将保持静止状态。
师：现在我们来根据几位科学家的研究成果进行一下概括：一切物体在没有受到外力作用时，将如何呢？
生：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，这就是著名的牛顿第一定律。
师：牛顿第一定律不是从实验中直接得出来的，但是它又有深厚的实验基础，它是在实验基础上通过进一步科学推理而得到的，由这个定律进一步得出的一切科学推论都经受住了实践的检验，因此牛顿第一定律早已成为大家公认的力学基本定律。
现在，同学们用1分钟的时间来记一记它的内容，并想想牛顿第一定律适用于什么范围？定律成立的条件是什么？会出现什么样的结果？
生：范围是：一切物体。
师：对，不管是固体、气体，还是液体，静止的还是运动的，所有的物体都包括。
师：定律成立的条件又是什么呢？
生：在不受外力作用时。
师：“不受外力”是定律成立的条件，这是一种理想情况，它也包含物体在某一方向上不受外力的情况，通常把受平衡力看成不受力。
师：不受外力什么时会出现什么样结果呢？
生：静止或匀速直线运动。
师：“总保持”：指物体在不受外力时，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。
“或”：物体不受外力作用时，原来运动的物体要保持匀速直线运动，原来静止的物体要保持静止状态
（多媒体展示）：
原来静止的物体保持静止状态
不受外力时
原来运动物体将做匀速直线运动
师：现在有一物体在做匀速直线运动，要让它继续运动，需要对它用力吗？
生：不需要
师：这说明什么呢？
生：物体的运动不需要力维持。
师：若我要让它停下来，需要怎样做呢？
生：对它施加力。
师：原来运动的物体受到力的作用后，由运动变为了静止，它的运动状态改变了，这又说明了什么呢？
生：力是改变物体运动状态的原因。
师：由此可知：亚里士多德和伽利略，谁的观点是错误的？
生：亚里士多德的。
师：爱因斯坦曾把一代一代科学家探索自然奥秘的努力，比作福尔摩斯侦探小说中破案过程，有时候明显可见的线索却把人们引向错误的判断。也就是说，光凭经验来做判断常常是靠不住的，我们应该通过实验和科学推理来探究真理。
当堂检测
1.下列关于“牛顿第一定律”的建立的说法中正确的是(
D
)
　　A
它是通过日常生活推导出来的
B
它是通过理论推导出来的
　　C
它是通过实验直接证明的
D
它是以实验事实为基础,通过推理而概括出来的
2.
正在做匀速直线运动的物体,若所受的各力突然消失,则物体(
A
)
　　A、仍做匀速直线运动
B、继续向前运动,且速度越来越快
C、慢慢停下来
D、立即停下来
3.
足球比赛中,运动员用头顶球,球在向上飞,若此时受到的力都消失,则球将会(
B
)
A、静止
B、做匀速直线运动
C、下落
D、无法判断
4.
用绳子拴住一个小球在光滑的水平面上做圆周运动,若绳子突然断裂,小球将(
B
)
A、保持原来的圆周运动状态
B、保持绳断时的速度做匀速直线运动
C、小球运动速率减小,但保持直线运动状态
D、以上三种都有可能
5.
在水平桌面上铺上粗糙程度不同的物体,让小车自斜面顶端同一高度、从静止开始滑下,小车在不同表面运动的距离见下表,通过探究,我们可以反驳下列说法中的哪一个(
B
)
　实验次数
表面材料
阻力的大小
小车运动的距离/m
1
毛巾
最大
0.27
2
棉布
较大
0.42
3
木板
最小
0.79
A、
摩擦力越小,小车的速度减小得越慢
B、
小车受到力就运动,不受力就不运动
C、
若平面非常光滑,小车的速度将保持不变,永远运动下去
D、
运动物体不受力,将保持匀速直线运动
三、惯性
师：接下来，请同学们看两幅图片：亚洲飞人柯受良驾车飞越黄河，他凭什么有这种胆识去飞越气势磅礴的黄河呢？警察叫司机系安全带，为什么？
下面再请同学们来看一个实验：把一个鸡蛋放在隔板上，鸡蛋处于静止状态。打击隔板，隔板飞了出去，鸡蛋没有随着向前运动，而是落入了水杯。
【视频播放】：
同样，打击一摞棋子最下面一个，上面的棋子没有受到水平作用力，在水平方向没有运动。
坐在汽车上,向正上方抛出一个球，抛出去的球正好又落回到手上。
这些说明了物体本身有那么一种本性，就是具有保持原来运动状态不变的特性，这种特性叫做惯性。惯性可以通俗地用物体有一种“习惯性”或叫“惰性”来理解，就是说，一切物体都有一种“惰性”，这种“惰性”的表现就是不愿意改变原来的运动状态。只要不受到外界力的作用，它就保持原来的运动状态。除非有外力作用于它，才能迫使它改变原来的运动状态。
①惯性是一切物体都有的属性，惯性与物体是否受外力，处于何种状态无关。
②惯性的大小由物体的质量决定，质量越大，惯性越大。
③惯性不是力，力是物体对物体的作用，力产生条件是必须有施力物体和受力物体，而惯性是每个物体都有的，惯性只有大小没有方向，所以把惯性说成“惯性力”或“惯性作用”都是错误的。
请同学们看课文18页图8.1-4，讨论交流：为什么锤头松了木工师傅把锤柄在凳子上撞击几下，锤头就能紧紧地套在锤柄上？
生：锤子向凳子撞击时，锤头和锤柄一起向下运动，锤柄撞到凳子受到力作用，运动状态改变而停止运动，锤头由于惯性继续向下运动，套紧锤柄。
师：接下来请同学们讨论交流：为什么骑车的速度太快，容易发生事例？
生：减速、拐弯或刹车时，骑车的人由于惯性身体会保持原来的速度向前运动，从而容易产生事故。
师：惯性现象随处可见，例如：汽车急刹车时，人的腿脚已随车停止，而人的上身还会保持原来的运动状态而前倾。汽车启动时人就会向后仰。
惯性对人类有利的一面，我们要加以充分利用，例如，用锹扬沙子利用了惯性；拍打衣服上尘土，洗衣机甩衣服；跳远运动员助跑后，利用惯性能跳的远些；柯受良利用惯性飞越黄河等。
当然，惯性也有对人类不利的一面。如：开车不可超速；驾驶汽车时汽车驾驶员和前排乘客都要使用安全带，这是为了防止汽车急刹车时由于惯性而对人体造成伤害。在一些汽车里还装有安全气囊，如果车发生撞击，气囊会自动弹出，使人不至于撞到车身。
当堂检测
1、竖直向上托起的排球，离开手后能继续向上运动，这是由于（
）
A.排球受到向上的托力?
B.排球受到惯力
C.排球具有惯性??
D.排球受到惯性的作用
2、一切物体都有惯性，但是（???
）
A.运动时的惯性比静止时的惯性大??
B.运动越快，物体的惯性越大
C.物体受力越大，惯性越大?
D.物体的惯性在任何情况下都是不变的
3、一切物体都有惯性，但是（???
）
A.运动时的惯性比静止时的惯性大???B.运动越快，物体的惯性越大
C.物体受力越大，惯性越大??
D.物体的惯性在任何情况下都是不变的
小结
师：请同学们想一想：本节课的学习内容有哪些？
最后，在爱因斯坦的一句话中结束这节课：伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法，是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正开端。没有哪一个定律是终极真理，物理学的大厦永不封顶，还等待你们为它添砖加瓦！
1、美国空军UFO档案记载，1952.12.6黎明前，一架B29轰炸机在墨西哥湾上空训练时，一个很大的不明飞行物以4000km～15000km的时速靠近、经过、远离它。在目击描述中，不明飞行物能迅速增减速度，甚至还能骤然停止。
思考：
（1）.如果没有特别的装置，UFO骤然停止时，外星人飞行员的命运是怎样的？
（2）.人们想象外星人持有惯性消除器，用来消除自身的惯性，以便应对速度的迅速变化，你怎么看？
我们利用惯性的知识发现了UFO档案记载中的疑点。希望大家在遇到问题时利用所学知识，冷静分析。
2、超载车辆的事故现场（超载车辆事故频繁，致使许多无辜生灵成冤魂！）
3、“坦泰尼克号”的沉没（明知前方有坚硬的冰山，庞大而笨重的身躯，还是“勇敢”地撞了上去……这一撞，撞出了一段凄美的爱情故事！）
4、姚明加入NBA四年后与四年前的身材和体重变化（这个赛季，当我们欣喜于CHINA
YAO
由原来的“瘦小伙”变成威猛的“肌肉男”时，又遗憾地发现他那曾经轻灵无比的“上海舞步”正逐渐消失！）
【板书设计】
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牛顿第一定律
1、伽利略的理想实验：证明力是改变物体运动状态的原因。
2、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。
①“一切”：世间万物，无一例外；②“总”：物体固有的属性③“或”：静止与匀速直线运动在受力上等同。
3、惯性：一切物体固有的属性；质量是惯性唯一的量度。
【布置作业】教师引导学生课堂完成动手动脑学物理；能力测试本节
课后反思：
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