3.4牛顿第一定律 （第1课时）教案

牛顿第一定律（一）
教学目标：
1．知识与技能：
（1）能叙述牛顿第一定律的内容，
（2）了解力与运动之间的关系。
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：
（1）培养和提高实验设计与操作、现象描述、总结归纳等能力。
（2）学习“归纳推理”这一科学方法
3．情感、态度、价值观：
（1）通过对牛顿第一定律得出过程的体验，感受科学成果往往是多人智慧的结晶。
（2）培养实事求是的科学态度。
重点：通过对小车实验的分析，比较得出牛顿第一定律
难点：1.明确“力是维持物体运动的原因”观点是错误的；
2.伽利略理想实验的推理过程。
课前准备：斜面、小车、毛巾、细绒布、丝绸
四、课时安排：1课时
五、教学过程
引入新课
一、教师：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？古希腊哲学家亚里士多德：“物体的运动需要力去维持”。这种观点在历史上曾被沿用两千多年。我们如何评价这个观点？

示图：生活中我们有时会思考力与运动的关系。如关于旅行箱、足球、轮椅的运动。同学们思考，力是维持物体运动的原因吗？以推轮椅为例，试着说明力与运动的关系。
【设计意图】：通过对生活中事例的分析，为这节课的教学引入引路。
预设学生的回答：⑴因为手的推力使轮椅移动了。⑵因为不用力了，所以轮椅不动了。
⑶推力是维持轮椅运动的原因。
教师：用手推动轮椅后放手，轮椅马上停下来吗？
学生：轮椅仍能继续运动一段距离后停了下来。
教师：不受推力作用时，仍运动了一段距离，可见同学们的猜想“推力是维持轮椅运动的原因”是否正确？
【设计意图】：通过分析，知道没有外力作用，物体也可能运动，那么没有外力作用，物体将作怎样的运动呢？从而引出新课。
我们要研究一个事物的作用，有一个很简单的方法就是：把这个物体去掉。如要研究电对生活的作用，我们可以思考，如果没电了会怎样。同样，要研究力对物体的运动，我们就来研究如果物体不受力了，会发生什么变化。
设疑：请你来猜测：
静止在手中的玩具，如果不受力了，会怎么样？
刚滑出跳台的滑雪运动员，如果突然一切外力全部消失，他会怎么样呢？
学生对两种情况进行猜测；1.飘着、静止、掉落、往上飞......
2.掉落、直着飞出去......
【设计意图】：埋下疑问，带着问题学习。

思考：假如有人推着一辆小车在平路上行走，然后突然停止推那辆小车，小车不会立刻停止运动，它还会继续运动一段很短的距离。怎样才能增加这段路程呢？
学生：放斜坡上释放、使轮子更光滑、路面更光滑......
教师： 1.引导学生往减小阻力的角度思考问题.
1）.在车轮上涂油，或把路修的更平滑，车便可以运动得更远
2）.减少外部的影响，即车轮内及车轮与路之间的摩擦力减少了
2.引导：假如，路是绝对光滑的，车轮间、转轴之间也毫无摩擦呢？这辆车会怎样的运动状态？
学生：一直运动下去......
3.引导：运动方向怎么变？速度大小怎么变？是怎样的运动状态？
学生：匀速直线运动
教师：我们是怎么思考这个过程的？
小车能停下里是因为有阻力。怎么研究阻力对物体运动的影响的？让阻力逐渐减小，并减到0，从来来研究力和运动之间的关系。
探究：不同阻力对物体运动的影响
师生逐个解决并分析问题：
问题1：研究对象是什么？（小车）
问题2：研究什么问题？
（小车在水平面上运动受不同阻力作用时运动的距离有无差异？）
问题3：如何让地面有不同的阻力？
（给水平面铺上粗糙程度不同的物体，使小车在水平面上受到的摩擦力大小不同。）
问题4：为了比较在不同材料表面小车运动距离的大小，还要控制什么因素？
（同一小车、水平面上相同的起始速度）
问题5：如何控制小车在水平面起点的初速度相同？
（让同一小车在同一斜面上的同一位置由静止开始滑下） 简述能量转化的知识。
问题6：此实验中，要观察和记录哪些数据？
（小车在水平面上运动状态的变化情况，小车通过的距离）
【设计意图】：明确难点和控制变量思想
通过探讨，师生共同得出实验方案：

教师：步骤应该是怎样？
学生：先让小车从斜面上自由滑下，用刻度尺量出小车在毛巾上通过的距离；
再让小车从斜面上同一高度自由滑下，用刻度尺量出小车在细绒布上通过的距离；
最后让小车从斜面上同一高度自由滑下，用刻度尺量出小车在丝绸面上通过的距离。
教师：演示实验：不同阻力对物体运动的影响
思考：⑴小车从斜面上滑下后，为什么最终会在水平面上停下？
⑵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？
实验记录表
教师：本实验得出的结论是什么？
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 ，速度减小得越 。
说明：物体由相同速度减少到零所用的时间越短，运动状态改变得越慢。
推理：①阻力很小很小，运动距离 ，速度改变 。
②阻力为0（水平方向不受力作用），运动速度 。
猜想：如果小车在水平面上运动时不受阻力，那么它将 。
教师：水平运动的物体，如果不受到水平方向的力的作用，它将一直保持匀速直线运动。
推测：力是不是维持物体运动的原因？如何理解？
回顾：伽利略理想实验
400年前，伽利略曾采用类似的方法得出结论：如果物体在运动中不受力的作用，它的速度将保持不变。与伽利略同时代的笛卡儿补充和完善了伽利略的观点，明确指出：如果运动物体不受到任何力的作用，它不会向左、右方向偏，将永远沿原来的方向做匀速运动。 牛顿总结了伽利略等人的研究成果，进一步得出：一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持匀速直线运动状态或静止状态。
【设计意图】：通过科学史教学，感受科学的形成，往往是多人智慧的结晶，在形成过程中也在不断完善和修正。
牛顿第一定律：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持匀速直线运动。
对牛顿第一定律的解读1：含义：
（1）静止的物体在没有受到外力作用时，总保持静止状态。
（2）运动的物体在没有受到外力作用时，总保持匀速直线运动状态。
一切物体在没有受到外力作用时，总保持原来的运动状态不变。
教师：这个结论是实验室条件下能直接做出来的吗？
（学生：不能。没有绝对光滑的材料、不受力的条件达不到......）
教师：这个定律是在实验的基础上经过科学的推理得出的。
研究方法：实验加推理——理想实验模型
思考：牛顿第一定律并非通过实验直接得出的，说说看，哪些结论是从实验数据中概括出来的，哪些结论是对实验结果进行推测得到的？
对牛顿第一定律的解读2：从以下关键词出发解读：
“一切物体” 、“ 没有受到外力作用” 、“ 时候” 、“总”、“ 保持” 、“或” 。
应用1：答疑：用牛顿第一定律解释
1.静止在手中的玩具，如果不受力了，会怎么样？
2.刚滑出跳台的滑雪运动员，如果突然一切外力全部消失，他会怎么样呢？
应用2：分析：以下情况中，突然所有外力都消失了,
物体是怎样的运动状态？
1.球被竖直向上抛的过程中 2.球升至最高点时
力和运动的关系
结论：力是改变物体运动状态的原因，并不是维持物体运动的原因。
书本思考与讨论：甲球速度为什么越来越大？
乙球速度为什么越来越小？
丙球为什么运动方向会发生变化？
分析：运动和力之间的关系。
三、课堂总结
教师：通过这节课的学习，你有什么收获？什么给你留下了最深刻的印象？
学生：牛顿第一定律内容；实验推理过程，适用条件；力是改变物体运动状态的原因等。
【设计意图】：深化概念，加深对第一定律的理解
【板书设计】
牛顿第一定律
牛顿第一定律
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。
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。
理想实验法：实验+推理
力不是物体运动的原因
力是改变物体运动状态的原因