人教版八年级下册8.1 牛顿第一定律教学设计

这是一份人教版八年级下册8.1 牛顿第一定律教学设计，共12页。教案主要包含了播放ppt图片，利用ppt图片讲解，设计实验，进行实验与收集证据，分析与论证，教师归纳，交流与讨论，播放视频等内容，欢迎下载使用。


年级
八年级
授课时间
课题
第1节 牛顿第一定律
教学
目标
1. 通过实验，确认阻力对物体运动的影响。
2. 经历建立牛顿第一定律的科学推理过程，认识牛顿第一定律。
3. 能通过生活经验和大量事实认识一切物体都具有惯性，能用物体的惯性解释生活和自然中的有关现象。
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”三部分构成，重点是把物体的运动状态和物体是否受力联系起来，从而使学生初步认识力和运动的关系。它将为后面学习二力平衡、压力、浮力、物体的浮沉条件、杠杆的平衡条件等打下基础并起到承前启后的作用。
教科书首先选取运动物体水平方向只受阻力的实例引入课题，然后展示两种对立的对点，实验研究阻力对物体运动的影响。在此基础上进行科学推理、建立规律，并引导学生会用物体的惯性解释有关现象。
教学的重点是通过实验研究阻力对物体运动的影响，难点是建立牛顿第一定律的科学推理过程。教学中应采用实验探究与科学推理相结合的方法，使学生通过实验现象的双察、分析，以及科学的想象和推理，合理推测、总结规律，以此培养观察实验、科学推现的能力。
教学
器材
斜面、小车、毛巾、棉布、木板、惯性小球、生鸡蛋和熟鸡蛋各一只、象棋子、钢尺等。
多媒体ppt，包含视频：《探究阻力对物体运动的影响 》、《伽利略斜面实验》、《实验演示——物体的惯性》等。
教学过程
教师活动
学生活动
导入新课
【播放ppt图片】
滑板车滑行时，如果我们不再蹬地，它最终会停下来；冰壶在冰面上滑行一段距离，最终会停下来；用力推课本，会运动，撤去力，就会停下来。日常生活中常常会见到这类现象。


古希腊哲学家亚里士多德认为：如果要使物体持续运动，就必须对它施加力的作用。如果这个力被撤消，物体就会停止运动。
【提问】物体的运动真的需要力来维持吗？
《8.1牛顿第一定律》。
观看图片，思考问题，进入情景.
学习新课
一、阻力对物体运动的影响
1.历史回顾
【利用ppt图片讲解】
①2000多年前，古希腊哲学家亚里士多德根据当时人们对运动和力的关系的认识提出一个观点“物体的运动需要力来维持”。这个观点统治了力学世界1400多年。
②科学家伽利略却通过理想实验，运用逻辑推理，对亚里士多德的观点提出了质疑。伽利略认为：物体的运动不需要力来维持，运动的物体之所以停下来，是因为受到了阻力的作用。
到底谁的观点是正确的呢？
2.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、玻璃板、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，如图所示，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。
【进行实验与收集证据】
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，观察比较小车前进的距离。


实验记录：
表面
材料
阻力
大小
小车运动
距离（cm）
小车速度
减小情况
毛巾
大
3.45
比较快
棉布
中
18.72
比较慢
木板
小
37.52
最慢
【分析与论证】对物体运动的阻碍程度反映物体所受阻力的大小。
引导学生完成下面的5个问题：
= 1 \* GB3 ①小车在不同材料的平面上最终停下来的原因是什么？
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？
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？
④小车运动的越远，说明速度变化的快慢如何？
⑤根据上面的实验，你能推理出：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？
【教师归纳】
小车在不同材料的平面上最终停下来的原因是因为受到了阻力的作用。阻力越小，小车运动的距离越远，速度减小的越慢。如果表面材料绝对光滑，没有阻力，小车将保持做匀速直线运动。
3.实验结论：
1. 运动物体受到的阻力越小，速度减小得越慢，运动得越远。
2. 若运动的物体不受阻力，物体的运动速度将不会减小，将保持做匀速直线运动。
【交流与讨论】
1. 实验方法
①控制变量法：控制小车从斜面上同一高度处由静止释放，使小车到斜面底端时具有相同的初速度；
②转换法：通过小车在水平面上滑行距离的长短来间接判断小车所受阻力大小；
③科学推理法：若小车不受阻力时，小车的速度将不会减小，将永远做匀速直线运动。
2. 对小车受力情况的分析：小车在水平面上运动时，在竖直方向受重力和支持力，这两个力相互平衡，对物体的运动没有影响；在水平方向上受到阻力的作用，是非平衡力，所以做减速直线运动。
3. 本实验选用小车而不选用木块的原因是：相同条件下，小车受到的阻力较小，实验现象较明显。
【播放视频】——《探究阻力对物体运动的影响 》
【例题1】小华用如图所示的实验装置探究阻力对物体运动的影响。他在水平台面上分别铺上材料不同的物体，让同一小车从同一斜面上的相同高度由静止滑下，在小车停下的位置分别作上标记a、b、c。

（1）实验中让同一小车从同一斜面的相同高度由静止滑下是为了使小车到达水平面时的_______相同。
（2）实验中通过改变_______来改变小车所受的阻力大小。
（3）若水平台面上铺的物体分别是毛巾、木板、棉布，则标记c位置是小车在______表面运动时停下的位置。
（4）由实验现象可以得出结论：水平面粗糙程度越小，小车运动的距离越_______；由此说明小车受到的阻力越小，速度减小得越____。
（6）对上述实验进行分析并进一步推理：运动的物体在没有受到阻力的作用时，将 __________。
（7）上述探究实验中用到的科学研究方法有_____、______和_____。
【答案】（1）速度；（2）水平面的粗糙程度；（3）木板；（4）远，慢；（5）以恒定不变的速度运动下去；（6）控制变量法，转换法，实验推理法。
了解历史上两种观点的对立与统一，建立牛顿第一定律的背景.
与老师一起设计实验方案。
观察实验现象，记录数据，进行分析论证。
讨论老师所提出的5个问题，代表发言.
归纳建立实验结论.
讨论研究方法，共有3种重要的方法。
观看视频，进一步理解运动与力的关系.
做题并进行解析.
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二、牛顿第一定律
【讲解】伽利略早在300多年前就做过类似的实验，他认识到运动物体受到的阻力越小，物体的速度就减小得越慢，运动时间就越长。

伽利略推理得出的观点：
运动的物体不受外力的作用，它将速度不变的永远运动下去，即作匀速运动。
1644年法国物理学家笛卡尔对伽利略的观点进行补充：
运动的物体在不受外力的情况下，它将速度不变、方向不变的永远运动下去”。即作匀速直线运动。
最后， 英国科学家牛顿总结了伽利略等人的研究成果，概括出一条重要的物理规律：这就是著名的牛顿第一定律。
1.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。
【师生共同进行】对牛顿第一定律的理解：
①“一切物体”包括原来运动的和原来静止的物体。
②“不受外力作用时”包括不受一切外力（理想状态）、某一方向上不受外力情况。
③ “或”指物体不受力时，原来静止的总保持静止，原来运动的就总保持原来的速度和方向做匀速直线运动。两种状态必有其一，不同时存在。
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。
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，而是改变物体运动状态的原因。
【例题2】关于牛顿第一定律，下例说法正确的是（ B ）
A．牛顿第一定律是用实验直接得到的一个科学的结论
B．牛顿第一定律是在实验的基础上进一步推理而概括出来的，是一个科学的理论
C．牛顿第一定律告诉我们，物体在不受外力作用时，能同时保持静止状态和匀速直线运动状态
D．牛顿第一定律是理论推出的，所以不一定是正确的
【解析】牛顿第一定律的内容：一切物体在不受外力作用时，总保持静止状态或者匀速直线运动状态。牛顿第一定律是在大量经验事实的基础上通过推理概括得到的科学的结论。故ACD错误，B正确。所以选B。
观看ppt图片，理解牛顿第一定律的建立过程。
记住牛顿第一定律。

理解牛顿第一定律。
知道该定律的研究方法：实验加科学推理.

做题并解析.
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三、惯性
从牛顿第一定律可以知道，如果物体不受力的作用，原来静止的物体要一直保持静止状态；原来运动的物体将保持其速度一直运动下去。
【提出问题】下面一起分析生活中与此有关的现象。
①当汽车急刹车时，人会向前倾。
【学生回答】当汽车刹车时，人的脚部与车厢接触停止运动，但是人体的上部分仍要保持它原来的运动状态，所以会向前倾。

②如图所示，把一个鸡蛋放在硬纸板上，硬纸板放在杯口上。用手快速水平弹动硬纸片时，发现硬纸片上的鸡蛋没有跟着纸片运动，而是落入水杯中。
【学生回答】当快速水平弹动硬纸片时，硬纸片飞出，但是静止的鸡蛋要保持它原来的静止状态，鸡蛋会落入水杯中。
③运动员投篮时，当把篮球投出后，篮球继续向前飞。
【学生回答】当把篮球投出后，篮球离开手时，仍要保持它原来的运动状态（离开手时的速度），所以会继续向前飞。
【总结】物体不受力的作用时，为什么会保持原来的静止状态或运动状态呢？原来，这是物体固有的一种性质，叫做惯性。
1.惯性
一切物体都有保持原来运动状态不变的性质，我们把这种性质叫做惯性。
理解惯性：
①惯性是物体的固有属性，一切物体在任何情况下都具有惯性。
②惯性与物体的运动状态无关，当物体静止时，它一直想保持这种静止状态；当物体运动时，它一直想保持原来的速度做匀速直线运动。
③物体的惯性只与物体的质量有关，物体的质量越大，惯性越大。惯性与是否受力无关，与速度大小无关。
2.利用惯性解释有关现象
例如，跑动中的人，脚被绊住，为什么会向前倒？
【学生回答】跑动中的人整个身体向前运动，当脚被绊住后停止运动，而上半身由于惯性，仍要保持原来的运动状态，继续向前运动，所以人向前摔倒。
【教师总结】解释惯性现象分三步：
①明确研究物体开始处于怎样的状态（静止或运动）；
②观察这个物体(或物体的某一部分)受到外力作用运动状态发生了怎样的变化。
③说明研究物体由于惯性要保持原来的状态（静止或运动），从而得出物体运动的变化情况。
3.惯性的利用和防止
（1）利用惯性的现象
【提出问题】生活中，有哪些利用物体的惯性的事例？
【学生回答】
①跳远运动员快速助跑后，飞身一跃，利用自身的惯性，在空中继续前进，以提高成绩；类似的有：跳高、投掷标枪、铅球等。
②锤子的锤头变松了，人们常用撞击锤柄下端的方法使锤头紧套在锤柄上, 这是因为锤柄突然停止时，锤头由于惯性会继续向下运动，这样锤头就会牢牢地套在锤柄上了。
③骑自行车时，不用力还能继续前进；
④拍打衣服，使上面的灰尘脱落；…………

（2）防止惯性带来的危害
【提出问题】惯性有时也会给人带来危害，生活中，为防止惯性带来的危害，人们采取了什么措施？
【学生回答】例如交通事故的发生，多数是由于惯性造成的。所以使用交通工具时，客车司机和前排乘客要系安全带；车辆行驶要限载限速；车辆行驶要保持距离。

【播放视频】——《实验演示：物体的惯性》】
【例题3】小强和爷爷周末乘车到华山风景区去游玩，下列有关惯性的说法正确的是（ ）。
A. 小强和爷爷都系上安全带，是为了减小汽车行驶中人的惯性；
B. 汽车紧急刹车时，小强向前倾，是由于受到惯性力的作用；
C. 踩刹车后，汽车仍向前滑行了一段距离，是由于汽车具有惯性；
D. 高速公路严禁超速，是因为汽车速度越大，惯性越大
【答案】C.
【解析】A．惯性大小只和质量有关，系安全带不会改变惯性，A错误；
B．行驶中的汽车紧急刹车时，小强会向前倾，这是由于惯性的缘故，但惯性不是力，不能说小强受到了惯性力的作用，故B错误；
C．汽车原来是运动的，踩刹车后，汽车由于惯性仍保持原来的运动状态，会继续向前滑行一段距离，故C正确；
D．惯性只和质量有关，质量越大，惯性越大。对汽车限速，是因为汽车速度越大，从刹车到停止的时间越长，行驶的距离越远，对突发事件的控制越弱，故D错误。
讨论问题，知道发生这些现象的一个共同原因：物体总要保持它原来的运动状态不变.
理解惯性的概念，知道是物体的一种属性.
知道惯性的大小只与质量有关.
可以讨论解释惯性现象的步骤.
列举生活中，利用物体的惯性的事例和防止惯性危害的实例.并进行分析.
观看视频.加深理解。
做题进行解析。
课
堂
练
习
课
堂
练
习
1．在水平地面上推一木块，木块运动，撤掉这个推力，木块静止，亚里士多德根据这些现象认为物体的运动______(选填“需要”或“不需要”)力来维持。如图所示，冰壶离手后，此时_____(选填“受到”或“不受”)人的推力的作用，冰壶继续向前运动，说明物体的运动_____(选填“需要”或“不需要”)力来维持；木块和冰壶最终变为静止都是因为受到了_____作用，说明力是_____(选填“改变”或“维持”)物体运动状态的原因。

【答案】需要，不受，不需要，阻力，改变.
2. 关于牛顿第一定律的理解，下列说法正确的是（ ）
A．牛顿第一定律是通过想象与实验得出来的
B．物体只要运动，就一定受到力的作用
C．不受力的物体，只能保持静止状态
D．如果物体不受到力的作用，原来运动的物体将保持原有的速度一直做匀速直线运动
【答案】D。
【解析】牛顿第一定律是在实验的基础上通过科学推理建立的。运动的物体若不受力，将做匀速直线运动，所以运动的物体不一定受力。选项D正确。
3．关于惯性，下面说法正确的是（ ）
A．一切物体在没有受到力的作用时，总保持匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性
B．射出的子弹离开枪口继续高速前进，是因为子弹受到惯性的作用
C．汽车关闭发动机后还能继续前进是由于汽车的惯性大于它受到的阻力
D．一切物体在任何情况下都具有惯性
【答案】D。
【解析】惯性是物体的一种性质，与物体是否受力无关，一切物体在任何情况下都具有惯性；所以选D。
4. 一架飞机在某一高度正在做匀速直线运动的物体，若所受的各力突然消失（ ）
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 D．立即停下来
【答案】A.
【解析】根据牛顿第一定律：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。飞机在某一高度正在做匀速直线运动，若所受的各力突然消失，仍要保持原来的运动状态。所以选A。
5. 中国航天技术不断进步，我国已有多位宇航员进入空间站。关于宇航员在空间站工作时的情景，下列说法错误的是（ ）
A. 将电脑带上太空后，电脑的质量不变
B. 将电脑带上太空后，电脑的惯性不变
C. 陀螺被抛出后，能继续运动是因为受到惯性的作用
D.宇航员向前推舱壁时，他会向后运动，因力的作用是相互的
【答案】C。
【解析】将电脑带上太空后，电脑的质量不变，惯性不变。AB正确。
惯性是一种性质，不是力，不能说受到惯性的作用，故C错误。
宇航员向前推舱壁的同时，舱壁也会给宇航员一个向后的力，因为力的作用是相互的，所以他会向后运动，故D正确。所以选C。
6. 中国图所示的是我国运动员在北京冬奥会上参加冰壶比赛时的情境。下列说法正确的是（ ）

A. 运动员推动冰壶滑行，冰壶的运动状态不变
B. 掷出后的冰壶能继续运动，是由于冰壶具有惯性
C. 掷出后的冰壶继续运动时，冰壶受到手的推力
D. 冰壶运动的过程中，冰壶的运动状态不变
【答案】B.
【解析】A. 运动员推动冰壶滑行，冰壶从静止到运动，运动状态改变，A错误；
B．掷出后的冰壶是运动的，由于冰壶具有惯性，仍能保持原来的运动状态，继续向前运动，故B正确；
C．推力本质是弹力，弹力发生在两个接触的物体之间，掷出后的冰壶与手没有接触，所以冰壶不受手的推力，故C错误；
D．冰壶运动越来越慢，运动状态在改变，故D错误。故选B。
7．下列现象中，属于利用惯性的是（ ）
A．坐汽车时要系好安全带 B．跳高运动员快速助跑
C．汽车不允许超载 D．在有学校的路段限速
【答案】B.
【解析】A．坐汽车时要系好安全带，是防止惯性的危害；
B．跳高运动员快速助跑，利用惯性提高成绩；属于利用惯性。
C．汽车不允许超载，因为超载时惯性大，防止惯性的危害；
D．在有学校的路段限速，防止惯性的危害。
8. 如图所示是探究阻力对物体运动的影响的实验，下列有关叙述正确的是（ ）

①实验时小车可以从斜面上的任何位置开始下滑
②实验中运动的小车会停下来，说明物体的运动需要力来维持
③实验表明，小车受到的阻力越小，运动的距离越远
④根据以上实验现象进一步推理抽象概括可以得出牛顿第一定律
A．①③ B．③④C．②③ D．①②
【答案】B.
【解析】①探究阻力对物体运动的影响的实验，要控制小车到达水平面的速度相同，故实验时小车要从斜面上的同一高度开始下滑；所以①错误；
②实验中运动的小车会停下来，说明力（阻力）是改变物体的运动状态的原因，所以②错误；
③根据实验现象知，小车在木板上受到的阻力最小，运动的最远，故所受阻力越小，运动的距离越远，③正确；
④根据以上实验现象进一步推理，若小车受到的阻力为0，则小车运动的无限远，据此抽象概括可以得出牛顿第一定律，④正确。
只有B选项正确。
9. 在探究“阻力对物体运动的影响”实验时，所用器材有斜面、木板、毛巾、棉布和小车。

①实验时要固定斜面，并让小车从斜面上_____（选填“同一“或“不同”）位置由静止滑下，目的是使小车到达水平面时的速度大小____（选填“相同”或“不相同”）。
②根据实验现象，可得出结论：水平面越光滑，小车受到的阻力越____，在水平面上运动的距离越_____（选填“远”或“近”）。
③如果水平面绝对光滑，不考虑空气阻力，小车在光滑水平面上做____运动。
④在我们已学的物理知识中，也有用到这种“实验一推理”的研究方法，在物理学中称为________，如_______（列举一例）。
【答案】①同一，相同；②小，远；③匀速直线；④实验推理法；研究真空不能传声实验。
【解析】②木板表面最光滑，毛巾最粗糙，根据实验现象，可得出结论：水平面越光滑，小车受到的阻力越小，在水平面上运动的距离越远，速度减小的越慢；
③如果水平面绝对光滑，不考虑空气阻力，小车在光滑水平面上做匀速直线运动。
④通过图中小车滑动的距离可以得出：水平面越光滑，小车运动的越远，速度减小的越慢。进一步推理可知，若水平面绝对光滑（小车不受阻力），则小车的运动速度不再减小，会在水平面匀速直线运动，这用到了“实验一推理”的研究方法，在物理学中称为实验推理法，研究真空不能传声实验，是根据空气越稀薄，听到的声音越小，据此推理得了真空不能传声音。
课
堂
小
结


牛顿第一定律
①内容：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。
②力和运动的关系：力是改变物体运动状态的原因。
③建立过程：在经验事实的基础上，通过科学推理得出。
①惯性：一切物体都有保持原来运动状态不变的性质，
我们把这种性质叫做惯性。
②惯性是物体本身的一种属性。一切物体在任何情况下
都具有惯性。物体的质量越大，惯性越大。
③惯性的利用与防止。
惯性
牛顿第一定律
板
书
设
计
第1节 牛顿第一定律
一、阻力对物体运动的影响
二、牛顿第一定律
1．内容：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。
2．理解
（1）物体不受力时，原来静止的总保持静止，原来运动的就总保持原来的速度和方向做匀速直线运动。.
（2）力是改变物体运动状态的原因。
三、惯性
1．定义：一切物体都有保持原来运动状态不变的性质，我们把这种性质叫做惯性。
2．惯性是一切物体所固有的一种属性，一切物体在任何情况下都具有惯性
3．惯性只与质量有关，质量大的物体惯性大。使两个相互接触的表面隔开。
作
业