初中物理教科版八年级下册1 牛顿第一定律和惯性优质课教案设计

这是一份初中物理教科版八年级下册1 牛顿第一定律和惯性优质课教案设计，共22页。教案主要包含了力的合成，实验探究，改变了物体的运动状态，课堂小结，课后练习，课后作业等内容，欢迎下载使用。

授课地点： 物理实验室
授课时间： 1课时
【仪器材料】 橡皮条一个、弹簧测力计两个、刻度尺等
【 教学目标 】
1. 知识与技能
(1) 理解合力、分力和力的合成的概念；
(2) 学会同一直线上二力合成实验的探究方法；
(3) 了解同一直线上二力合成的实验结论；
(4) 会用同一直线上二力合成的实验结论进行简单计算。
2. 过程与方法
经过实验探究，学会怎样求同一直线上二力合成。
3. 情感、态度和价值观
理解等效的物理思想。
【 教学过程 】
【 实践活动 】
通过互联网查找有关各种各样力的测量工具。
【 板书 】
第一节 合力与分力
一、力与分力：
一个力对物体的作用与几个力对物体的作用，如果产生的效果相同，这个力就叫做那几个力的合力，那几个力就叫做这个力的分力。
已知分力求合力，就叫做力的合成。
二、实验探究：同一直线上二力的合成
(1) 提出问题：
(2) 制定方案：
(3) 分析论证：
沿同一直线上两个方向相同的力的合力，其大小等于这两个力的大小之和，其方向跟这两个力的方向相同。
沿同一直线上两个方向相反的力的合力，其大小等于这两个力的大小之差的绝对值，其方向跟这两个力中较大的力的方向相同。
二、平衡力作用下物体的运动

授课地点: 教室
授课时间: 1课时
【仪器材料】 书本、铅笔、毛巾、木板、光滑玻璃
【 教学目标 】
1. 知识与技能
(1) 理解并掌握二力平衡的条件；
(2) 理解伽利略理想实验原理，学会牛顿第一定律实验的探究方法；
(3) 理解并掌握牛顿第一定律的内容。
2. 过程与方法
经过举例理解并掌握二力平衡的条件，通过实验探究得出牛顿第一定律。
3. 情感、态度和价值观
形成从实际现象中分析并获得物理规律的推理意识。
【 教学过程 】
【 实践活动 】
在百科全书或互联网上查找有关牛顿和伽利略的资料，制作一份关于两位伟大科学家的小报告。
【 板书 】
第二节 平衡力作用下物体的运动
一、二力平衡
同时作用在物体上的两个力，若大小相等，方向相反，作用在同一直线上，我们就说这两个力是一对平衡力，称为二力平衡。
二、实验探究：牛顿第一定律
(1) 猜想：
(2) 制定方案：
(3) 结论：运动的物体，如果不受力的作用（或合力为零）它的速度将保持不变，永远运动下去。
(4) 牛顿第一定律：一切物体在不受外力作用时，总保持匀速直线运动状态或静止状态。
三、改变了物体的运动状态

授课地点： 教室
授课时间： 1课时
【仪器材料】 扣子，卡片，瓶子，小铁球，强磁铁等
【 教学目标 】
1. 知识与技能
(1) 理解并掌握惯性的定义，会用惯性解释有关问题；
(2) 通过观察，了解物体在力的作用下运动的变化；
(3) 通过实验探究，理解力是如何改变物体的运动状态的；
(4) 知道在非平衡力的作用下，物体的运动状态将发生变化，发生怎样的变化。
2. 过程与方法
通过大量生活实例，理解和掌握惯性；通过实例和实验探究，掌握力如何改变物体的运动状态。
3. 情感、态度和价值观
联系生活实际，激发学生对物理的兴趣。
【 教学过程 】
【 实践活动 】
观察生活中的惯性现象，并做好记录，写一篇题为“生活中的惯性现象”的小论文。
【 板书 】
第三节
惯性
力改变了物体的运动状态
一、惯性
(1) 一切物体都有保持静止状态或匀速直线运动状态的性质，我们把物体的这种性质叫做惯性。
(2) 惯性只与质量有关。
二、力如何改变物体的运动状态
(1) 静止的物体要想运动，必须受到非平衡力的作用，并且运动方向和合外力的方向相同。
(2) 运动的物体，若受到一个与运动方向相同的合外力的作用，它将由慢到快。
(3) 运动的物体，若受到一个与运动方向相反的合外力的作用，它将由快到慢。
(4) 运动的物体，若受到一个与运动方向不在一条直线上的力的作用，运动方向将发生改变。
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教师活动设计
学生活动设计
一、新课引入
由一个力和几个力的作用效果相同引出。
举例：
（1）两个小孩一同提一桶水，一个大人就可以提起来（课本图9-1-1）。
（2）汽车陷进泥泞的路上时，很多人努力可以将它推出来，而拖拉机也能单独把汽车从泥泞的路上拉出来（课本图9-1-2）。
还可举些其他例子。
例如：两个女生一起搬动一个桌子，一个男生也可以单独搬动。
由这些例子引出合力、分力和力的合成的定义。
找出他们的共同点：结果相同。并找出生活当中的例子。
二、合力与分力
我们可以看到：
一个力作用在物体上产生的效果可以与两个力或几个力同时作用在这个物体上产生的效果相同。
从而引出定义：
一个力对物体的作用与几个力对物体的作用，如果产生的效果相同，这个力就叫做那几个力的合力，那几个力就叫做这个力的分力。
已知分力求合力，就叫做力的合成。
力的合成，是一个比较复杂的问题，我们讨论简单的情况，在同一直线上两个力的合成。

三、实验探究：同一直线上二力的合成
（一）提出问题并进行猜想
怎样求出两个力的合力：
1. 小车同时受推力F1 和拉力F2 的作用，这两个力在同一条直线上，且方向相同（课本图9-1-3）。
2. 张伞下落的运动员受到重力G和拉力T的作用，这两个力在同一直线上且方向相反（课本图9-1-4）。
学生思考并提出猜想：
（1）F1与F2的共同作用效果应与一个大小为F1+F2的力的作用效果相同。
（2）G与T的共同作用效果应与一个大小为G-T的力的作用效果一致。
（二）制定方案1
1. 用两个弹簧测力计同时竖直向上拉下端固定的橡皮条S，使它伸长到一个恰好的位置，记下这时橡皮条S上端的位置A和两个弹簧测力计的示数F1和F2。
2. 用一个弹簧测力计竖直向上拉橡皮条S，使它的上端仍达到位置A，记下这时弹簧测力计的示数F。
参与讨论并提出自己的方案。
设计记录数据表格。
（三）注意事项1
1. 两个弹簧测力计的作用点应在一点上。
2. 为保证橡皮条S的上端到达的位置A在两次操作中为同一点，应在A点位置水平固定一标尺。
多次测量，将数据填入制定的表格。
弹簧测力计的作用方式和怎样保证两次操作中A点为同一位置，由学生自己思考，老师进行引导和纠正。
（四）分析论证1
通过分析所得数据，引导学生得出以下结论：
沿同一直线上两个方向相同的力的合力，其大小等于这两个力的大小____ ，其方向跟这两个力的方向相____。
学生：之和；同。
（五）制定方案2
1. 一个弹簧测力计和橡皮条S的下端固定，他们的上端共同作用于另一弹簧测力计，另一弹簧测力计竖直向上拉它们的上端。记下这时橡皮条S上端的位置A和两个弹簧测力计的示数F1和F2。
2. 用个弹簧测力计竖直向上拉橡皮条S，使它的上端仍达到位置A ，记下这时弹簧测力计的示数F 。
实验2中的所有步骤，全由学生完成。
（六）注意事项2
1. 下端的弹簧测力计和橡皮条应水平，并且其上端的作用点应为同一点。
2. 为保证橡皮条S的上端位置A在两次操作中为同一点，应在A点位置水平固定一标尺。
3. 多次测量，将数据填入制定的表格。

（七）分析论证2
沿同一直线上两个方向相反的力的合力，其大小等于这两个力的大小 ____ ，其方向跟这两个力中较大的力的方向相______ 。
学生：之差的绝对值、同。
（八）解决问题
前面提出的两个问题的答案是什么？
学生：
在这两个例子中，合力分别为
1. F = F 1 + F 2 ；
2. F =| G — T |。
四、课堂小结
本节课我们学习了合力、分力及力的合成的概念，通过实验探究得出了同一直线上二力合成的实验结论。大家完成课后练习，帮助自己理解和掌握同一直线上二力合成的方法。
五、课后练习
学生活动手册中的练习。
教师活动设计
学生活动设计
一、复习提问
提问：什么是合力与分力？
提问：同一直线上方向相同的两个力怎么求合力 ?
提问：同一直线上方向相反的两个力怎么求合力？
回答问题。
二、新课引入
小聪和小明在光滑的冰面上沿同一直线去拉静止的小车，在下列情况下，小车将怎样运动呢？
1. 小聪和小明都向右拉小车，小车将向____方向运动。
2. 小聪比小明用力小，小聪向左拉，小明向右拉，小车将向_______方向运动。
3. 小聪和小明用大小相等，方向相反的力拉小车，小车所受的合力为_______ ，静止的小车将________。
从而引入二力平衡课题。
回答：右；
回答：右；
回答： 0 ；静止。
三、二力平衡
定义：同时作用在物体上的两个力，若大小相等，方向相反，作用在同一直线上，我们就说这两个力为一对平衡力，称为二力平衡。
上题第 3 题中，小聪和小明对小车的拉力是一对平衡力，可以看出小车原来静止，在平衡力的作用下，小车仍然保持静止状态，因此平衡力不改变物体的运动状态。

二力平衡的现象到处可见，下图中的船舶和汽车有平衡力的作用，请同学们找出它们所受的平衡力（图9-2-3、图9-2-4）。
回答：
1. 重力和浮力；
2. 重力和支持力。
请同学们找出平时生活当中的二力平衡的事例。 如在空中匀速下降的降落伞、静止在地面的课桌等。
学生举出一些例子。
由事例可以看出，若同时作用在物体上只有两个力，且此二力平衡，因合力为零，就等效于物体上没有外力的作用。
在一般情况下，物体会同时受到几个力的作用，若这几个力的作用效果相互抵消，即合力为零，就称这几个力为平衡力，等效于物体上没有受到外力的作用。

四、实验探究：牛顿第一定律
（一）提出问题：一个没有受到外力作用的物体将会怎样运动呢？

（二）根据物理现象提出猜想
如图9-2-3所示安置的两个光滑的斜面，当球从左边一个斜面的顶端滚下后，通过光滑的平面BC，会沿对面的斜面上滚，观察表明，小球几乎能上滚到原来的高度。
逐步减少右边斜面的斜度，球仍差不多到达原来高度。
若把右边的斜面放平，斜面像冰面那样光滑，并有足够长度，小球会滚多远呢？
学生猜想：小球会不停地运动下去。
（三）实验
在水平桌面上把书本一端垫高，形成一个斜面，让圆柱形的铅笔从顶部沿斜面滚下底端，分别在水平桌面上铺上毛巾、木板、光滑玻璃，比较铅笔经过这些面上的运动情况。
学生动手操作，带着问题做实验。
（四）推理与讨论
铅笔在______面上运动距离最长 , 在______面上运动距离最短 , 如果用比玻璃更光滑的平面取代水平面 , 铅笔在这个面上运动的距离将比在玻璃面上运动的距离更______。 铅笔在水平面上最终停下来的原因是________。
设想如果用一个没有摩擦的面取代水平面 , 铅笔在这个面上运动的距离将会怎样？
回答：光滑玻璃；毛巾；
回答：远；水平面有摩擦力。
（五）结论
铅笔从斜面顶端运动到底端，在没有摩擦的水平面，受的合力为零，因此铅笔在水平面上将一直运动下去。
伽利略从自己的实验中，进行推理得到的结论是：运动的物体，如果不受力的作用（或合力为零），它的速度将保持不变，永远运动下去。


（六）牛顿第一定律
一切物体在不受外力作用时，总保持匀速直线运动状态或静止状态。
不受力的物体是不存在的，只要在平衡力（合外力为零）作用下，物体总保持静止或匀速直线运动状态。

（七）平衡状态
1. 物体保持静止或匀速直线运动，就说这个物体处于平衡状态。
2. 处于平衡状态的物体受到各个力的合力一定为零。
3. 处于平衡状态的事例：房屋、桥梁、起重机、路上匀速行驶的汽车等。
学生自己举例。
五、课堂小结
本节课我们学习了二力平衡的概念，通过伽利略的理想实验和同学们的探究实验，体验到了在实验的基础上进行合理推理的实验方法的作用，并且得出了牛顿第一定律。大家完成课后练习，帮助自己更好地理解本节课所学内容。
六、课后作业
学生活动手册的练习。
教师活动设计
学生活动设计
一、复习提问
提问：什么叫二力平衡？
提问：牛顿第一定律的内容是什么?
提问：什么是平衡状态，平衡状态有什么特点？
回答问题。
二、新课引入
如课本图9-2-4。
(1) 手停了下来，纸飞机向前飞了出去，这是为什么？
答：手停了，但纸飞机要保持原来的运动状态，所以飞了出去。
(2) 星际探测仪，一经脱离地球引力范围，为什么不需要发动机就可以保持飞行？
答：由于惯性，它要保持原来的速度飞行，因为阻力几乎为零，所以不需要发动机。
(3) 汽车突然启动，为什么乘客向后倾？
答：由于惯性，乘客要保持原来的静止状态，而乘客的脚受到汽车向前的摩擦力跟着汽车向前移动了，所以人的身体要向后倾。
(4) 汽车突然停止，为什么乘客向前倾？
答：由于惯性，乘客要保持原来的速度，而乘客的脚受到汽车向后的摩擦力停了下来，所以身体要向前倾。
从而引出惯性课题。
可在给出惯性定义后请同学回答以上问题。
三、惯性
（一）惯性定义
一切物体都有保持静止状态或匀速直线运动状态的性质，我门把物体的这种性质叫做惯性。

（二）实验、观察和思考
1．图9-2-5，把卡片放在瓶口上面，再把扣子放在瓶口上面的卡片上；使劲用手指弹一下卡片，卡片飞了出去，但扣子却落入了瓶中。
答：扣子由于惯性，要保持原来的静止状态，卡片飞出，扣子停在原地。然后在卡片飞出后，扣子在重力作用下落入瓶中。
2．图9-2-6，将一支圆柱形的铅笔先后竖直、水平地放在书本上，然后迅速向前推或向后拉书，观察铅笔运动的情况。
答：① 由于惯性，竖直的铅笔要保持原来的静止状态；而铅笔下端和书面有摩擦，会与书一起运动，所以铅笔会相对于书向后倾倒。
② 水平放置在书上的铅笔，由于滚动摩擦很小，不能带动笔向前运动，笔要保持原来的静止状态，必然会相对于书向后运动。
（三）惯性是一切物体的固有属性
一切物体不管它是否受力，也不管它是否运动和怎样运动，都具有惯性，惯性是一切物体固有的属性，它的大小只和物体的质量有关。

（四）惯性的利用
1．乘车要系安全带；
2．套紧锤头；
3．跳远助跑。
请学生分析其中一些例子的物理道理。
四、观察：物体在力的作用下运动的变化
举几组例子，要求学生判断各组运动的特点。
（1）熟透的苹果由静止开始下落；
（2）静止的小车因受到水平向右的拉力开始运动。
答：由静到动。
（3）竖直下落的苹果，在重力的作用下，越落越快；
（4）水平向右运动的小车，由于受到水平向右的拉力，越来越快。
答：由慢到快。
（5）水平滚动的小球，由于受到摩擦力的作用，越来越慢；
（6）关闭发动机的火车，由于受到摩擦力，越来越慢。
答：由快到慢。
（7）抛出的物体，由于受到重力的作用，在空中做曲线运动；
（8）运动员用力拉住链球，链球沿圆周运动，运动方向不断变化。

答：改变了运动方向。

五、探究实验：力如何改变物体的运动状态
（一） 问题与探究
利用一个小铁球、一块磁铁，在光滑的桌面上分组进行实验，通过怎样的操作，才能使小铁球的运动发生如下变化？
1、由静到动； 2．由慢到快； 3．由快到慢； 4．改变了运动方向。
学生动手操作实验，并总结其中的规律。
（二）结论
1．静止的物体要想运动，必须受到非平衡力的作用，并且运动方向和和外力的方向相同。
2．运动的物体，若受到一个与运动方向相同的合外力的作用，它将由慢到快。
3．运动的物体，若受到一个与运动方向相反的合外力的作用，它将由快到慢。
4．运动的物体，若受到一个与运动方向不在一条直线上的力的作用，运动方向将发生改变。

六、课堂小结
本节课我们学习了惯性的概念，并能用惯性解释有关现象；通过一系列运动的事例，和我们的探究实验，得出了力是如何改变物体的运动的结论。
七、课后作业
根据情况布置作业。