人教版八年级下册第八章 运动和力8.1 牛顿第一定律教学设计

牛顿第一定律

                   ——新授课（共两课时）

★整体设计说明★

牛顿第一定律和惯性是全章的重点和难点为让学生学好这些知识并有充足的时间进行科学探究所以本节安排了2课时第一课时通过科学探究建立牛顿第一定律第二课时巩固牛顿第一定律学习惯性知识第一课时由实验引出亚里士多德和伽利略的观点引起学生思考：维持运动需要力吗？再通过探究阻力对物体运动的影响及科学推理得出牛顿第一定律第二课时由惯性实验引出惯性概念再通过对生活中的惯性现象的认识加强对惯性的理解

★教材分析★

《课程标准》要求学生通过自己的探究来认识“物体都有保持原来静止状态或匀速直线运动状态的性质”要求学生能用自己的话来表述牛顿第一定律教材在编写时将“运动和力的关系”安排在学习了运动和力的基本概念之后且“运动和力的关系”的内容和方法既是前面所学力学知识的延续又是后面学习压强、浮力、功和能等知识的基础牛顿第一定律又是经典力学的核心内容之一因此本节是全章的重点和难点

★教法建议★

新课的引入在本节教学中非常重要通过实验引入可以激发学生探究实验的兴趣；探究阻力对物体运动的影响是一个比较完整的探究实验教学时重点应放在设计实验和进行实验分析论证等环节上通过教师的合理引导发挥学生的主导作用培养学生的设计能力；惯性现象的认识和解释是培养学生思维能力和语言表达能力的好环节教师应留足时间让学生思考和表述

★学情分析★

学生对运动和力的关系有简单的认识但学生的认识是经验知识大部分是错误的这是造成学生学习牛顿定律时感到困难的原因之一；力学知识比较抽象这是造成学生学习牛顿定律时感到困难的另一原因

★学法引导★

初中学生思维活跃动手的欲望强但逻辑思维能力差语言表达能力弱牛顿第一定律比较抽象与生活经验又不尽相符学生只有多动手、多体验、多观察、多实验打破原有的定式思维才能建立起新的知识体系；课堂上应让学生通过自己的分析、推理、想象总结出规律；理论联系实际时多让学生用语言表述既锻炼学生的思维能力又培养学生语言表达能力

★课时安排★

2课时

第一课时

★三维目标★

1．知识与技能

知道牛顿第一定律,并能用语言表述

2．过程与方法

经历探究阻力对物体运动影响的实验过程培养学生的实验能力

3．情感态度与价值观

通过探究实验、体验活动形成实事求是、尊重自然规律的科学态度

★重点难点★

重点：牛顿第一定律的建立过程

难点：牛顿第一定律的理解

★教学过程★

一、新课引入（约2分钟）

实验1：木块静止放在实验桌上

教师：木块处于什么运动状态？

学生：静止

教师：要它运动应该怎么办？

学生：用手推动

教师：不推呢？

学生：木块不动

教师：木块的运动需要什么条件？

学生：推力

实验2：铁球静止放在实验桌上用手推铁球铁球运动放手后铁球继续滚动

教师：放手后运动的铁球有没有受到推力？

学生：没有

教师：没有推力铁球仍可以运动

教师：运动和力的关系是牛顿力学的核心内容从本节课开始我们来探究这个问题

【设计意图】课始通过两个实验现象引出相互矛盾的两种观点通过学生讨论引发学生的思考激发学生对“运动和力的关系”产生兴趣引出本课的主题

二、新课教学

1．两种观点（20分钟）

教师：首先让我们来看看亚里士多德和伽利略对“运动和力的关系”的观点（多媒体演示）

亚里士多德：要使一个静止的物体运动起来,就必须对它用力；如果这个力被撤销物体就会停止运动

伽利略：运动的物体并不需要力来维持运动之所以会停下来是因为受到了摩擦阻力

教师：亚里士多德和伽利略到底谁的观点正确呢？物体的运动需要力来维持吗？

实验：将小车静止放在桌面上

教师：小车处于什么运动状态？

学生：静止

教师：要它运动应该怎么办？

学生：用手推动

教师用手推到小车小车运动起来放手后会小车继续运动一段距离后停下

教师：推动的小车受哪几个力的作用？

学生：重力、支持力、推力、摩擦力

教师用多媒体展示出来如下图

教师：放手后到停下来小车受哪几个力的作用？

学生：重力、支持力、摩擦力

教师用多媒体展示出来如下图

教师：小车为什么会停下来？

学生：由于摩擦力

教师：如果没有摩擦力小车会停下吗？

学生甲：会

学生乙：不会

学生众说纷纭

教师：小车由于受摩擦力的作用而停下说明摩擦阻力对小车的运动有影响,那么阻力的大小对小车运动的影响到底是什么？下面让我们用实验来进行探究

【制定计划与设计实验】既然实验研究的是“阻力对物体运动的影响”那么就要保持小车开始时运动状态相同改变小车所受阻力的大小观察小车运动的情况我们采取的这种物理研究方法叫什么？

学生：控制变量法

教师：怎样才能使小车运动起来？

学生：用力推

教师边演示边讲解：若每次的推力大小不同小车开始运动的速度相不相同？

学生：不相同

教师出示一个斜面帮助学生思考

教师：控制变量法要求小车在平面上运动的初速度相同怎样才能做到？

学生：将小车从同一斜面的同一高度自由下滑小车在到达水平平面时具有相同的速度

教师：小车在水平面上运动起来的过程中还受推力吗？

学生：不受推力

教师：小车运动一段距离后为什么又会停下来？

学生：因为小车受到了摩擦力的作用阻碍了小车的运动

教师：摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关如何改变小车受到的摩擦力大小？

学生：让小车分别在粗糙程度不同的表面上运动

教师：毛巾、棉布、木板三表面粗糙程度如何？同一辆小车分别在这三种表面上运动在哪种表面上运动阻力最大？

学生：毛巾最粗糙其次是棉布木板较光滑所以小车在毛巾表面上运动阻力最大其次是棉布木板表面对小车的阻力最小

【实验探究】学生进行分组实验与收集数据教师巡视并指导

【交流评价】

教师：观察收集到的数据你能发现三次实验有何相同之处？

学生：①用的都是同一辆小车；②小车都是从同一高度自由滑下

教师：为什么要这样做？

学生：保证小车在平面上开始运动时的速度相同

教师：不同的是？

学生：水平表面的粗糙程度不同和小车通过的距离不同

教师：小车在水平面上的速度有什么变化？

学生：减小

教师：为什么小车最后都会停下来？

学生：因为受到摩擦阻力

教师：阻力的大小跟小车运动的距离有何关系？

引导学生回答后总结：水平面越光滑车受到的摩擦力就越小小车的速度减小得越慢小车运动的距离就越远

【设计意图】通过实验将“物体的运动需要力吗”这一问题转化为“阻力的大小对物体运动的影响”这一具体问题使得实验探究目的更明确；实验的设计较复杂教师应有合理的引导；实验较明显可以放手让学生去做

2．设想和推理（约2分钟）

教师：若水平面足够长且足够光滑（完全没有摩擦阻力）小车又将怎样？

学生：会永远运动下去

教师：速度会不会减小？会不会自动拐弯？

学生：都不会

教师：这种既不加速又不减速也不拐弯的运动叫什么运动？

学生：匀速直线运动

教师：也就是如果运动物体不受力它将以恒定的速度运动下去

学生将结论填写在课本上

教师：运动的物体如果不受力的作用将怎样运动？物体的运动一定需要力来维持吗？

学生：运动的物体如果不受力的作用将做匀速直线运动物体的运动不需要力来维持

教师：这种以真实的科学实验为基础经过合理推理概括出事物的本质规律的过程叫理想实验“理想实验”法是伽利略开创的研究物理的重要方法

【设计意图】使学生经历“理想实验”的过程进行科学思想和科学方法的教育

3．牛顿第一定律（2分钟）

教师：实验探究前所提到的两个科学家的观点你现在认为谁的正确？

学生：伽利略

教师：300多年前伽利略就是这样通过实验推理得出他的观点后来牛顿经过研究和整理总结出更加全面和完整的物理规律：（板书）

牛顿第一定律：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

教师：牛顿第一定律不是从实验直接得出的而是在实验的基础上经过推理、归纳得出这恰是科学家丰富的想象力与科学分析相结合的伟大之处

4．理解牛顿第一定律（6分钟）

教师：通过实验和推理我们得出了牛顿第一定律这条定律对于一切物体都适用既无论是固体、液体、还是气体无论是运动物体还是静止物体都适用该定律但定律成立要满足一定的条件是什么条件？

学生：物体不受外力作用

教师：在什么条件下物体一定处于匀速直线运动状态？

学生：物体不受外力作用和物体原来是运动的

教师：在什么条件下物体一定处于静止状态？

学生：物体不受外力作用和物体原来是静止的

教师：“或”字说明物体只能处于其中一种状态,究竟处于哪种状态,由原来的运动状态决定

引导学生回答以上问题后请学生在课本上将这些关键词用笔标出来再做下面的练习比一比看谁说的准

1．关于物体不受力时怎样运动下列说法中错误的是（  C   ）

A．运动的物体做匀速直线运动

B．静止的物体永远保持静止

C．一切物体都将归于静止

D．一起物体都将保持原来的运动状态不变

2．一个物体在力F的作用下在水平面上由静止开始运动当速度达到3m/s时作用在它上面的力突然全部消失则物体将（  D   ）

A．慢慢停下来

B．仍做匀速直线运动但速度小于3m/s

C．立即停下来

D．仍做匀速直线运动且速度为3m/s

教师小结：物体在不受外力作用的时候只有匀速直线运动状态或静止状态两种可能要改变这两种状态就必须受到力的作用所以力只是改变物体运动状态的原因而不是维持物体运动状态的原因（板书）

【设计意图】通过找关键词和练习理解牛顿第一定律

三、课堂小结（约2分钟）

教师：学习了本课大家一定有很多感想吧下面就请大家说说自己的收获或者疑问吧！

学生：以前总以为没有力物体就不能运动今天才明白了力不是维持而是改变物体运动状态的原因

学生：我认识到物理方法对学习物理的重要性

学生：物理实验不仅有动手的实验还有理想实验

……

教师：今天我们的收获真不少！

四、达标测试（约5分钟）

让学生在规定时间内独立完成学案上随堂检测的4道题对学生错误的题目进行讲解

五、布置作业（约1分钟）

完成下题：

小明说：“亚里士多德的观点与我们的生活经验相符好像是正确的”小红说：“教材上说他的观点是错误的！”请分析为什么说亚里士多德的观点是错误的？

★板书设计★

牛顿第一定律

1．牛顿第一定律：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

2．力只是改变物体运动状态的原因而不是维持物体运动状态的原因

★教学反思★

本节课首先利用演示实验激发学生学习的兴趣产生疑问然后引导学生进行分析思考以发现问题通过学生探究活动及推理得出牛顿第一定律最后通过练习加深学生对牛顿第一定律的理解

第二课时

★三维目标★

1．知识与技能

理解物体的惯性

2．过程与方法

通过实验和体验活动理解一切物体都有惯性

3．情感态度与价值观

通过学习惯性的应用感受科学就在身边

★重点难点★

重点：惯性

难点：惯性的意义用惯性解释生活现象

★教学过程★

一、新课引入（约3分钟）

学生观察两个演示实验：

（1）玻璃杯内装水玻璃杯用硬纸片盖住硬纸片上放鸡蛋用尺打击硬纸片鸡蛋落入水中

（2）木块放在小车上一起向前运动小车突然停止木块仍继续向前运动

【设计意图】通过两个有趣的实验引起学生的学习兴趣为后面学习惯性概念做好准备

二、新课讲解

1．惯性（约20分钟）

教师：打击纸片前鸡蛋是静止的还是运动的？

学生：静止的

教师：打击纸片纸片由静止变为运动但鸡蛋落入水中说明鸡蛋没有随纸片一起运动如果水能托住鸡蛋则鸡蛋是静止的还是运动的？

学生：静止的

教师：小车停止前木块是静止的还是运动的？

学生：运动的

教师：小车停止后木块是静止的还是运动的？

学生：运动的

教师：静止的鸡蛋在纸片飞出时依然静止运动的木块在小车停止时依然运动也就是原来静止的物体保持静止状态原来运动的物体保持运动状态上节课我们所学的牛顿第一定律说：一切物体在不受外力作用时总保持原来的运动状态不变这说明所有物体都有“保持原来的静止状态或匀速直线运动状态的性质”物体的这种性质叫惯性牛顿第一定律也叫惯性定律（板书）

教师进一步讲述对惯性的理解（用多媒体展示）

（1）惯性的普遍性：惯性是物体本身所具有的性质一切物体无论是运动还是静止无论受力还是不受力,都有惯性

（2）惯性的大小与物体的运动状态、物体的形态、位置和受力情况无关惯性的大小只与物体的质量有关质量越大惯性也越大如以同样大小速度运动的摩托车和火车要使摩托车停下来很容易要使火车停下来就很难

（3）惯性与力的区别：惯性是物体的一种固有属性不是力；力是物体对物体的作用在解答问题时,只能说“由于惯性”、“具有惯性”而不能说“受到惯性”、“由于惯性的作用”

教师：惯性实验非常有趣让我们一起来做一做

学生活动：

（3）把笔帽竖立在桌边光滑的纸条上迅速抽出纸条观察笔帽的情况；

（4）把小球放在书上拉着书和小球一起运动当书突然停止运动观察小球的情况

学生活动时教师指导

教师：有趣的惯性实验需要我们能用语言给予解释

教师结合实验1说明惯性现象的解题步骤：

A．确认研究对象

B．确认研究对象原来处于什么状态

C．发生了什么变化？

D．由于惯性研究对象将有怎样的表现？

教师解释实验1起示范作用：鸡蛋原来静止在硬纸片上当纸片突然飞出鸡蛋由于惯性仍然保持静止但是没有了纸片的支持所以落入水中

学生按要求解释以上所做的实验现象学生不能表述清楚或不完整的部分教师补充

【设计意图】先通过分析实验得出惯性的概念再通过学生的亲自体验理解惯性为培养学生的语言表达能力和逻辑思维能力解答惯性问题要求学生要有条理因此要要求学生按步骤回答

2．惯性现象（约8分钟）

教师：物体由于惯性而表现出来的现象叫惯性现象惯性现象是我们生活中经常遇到的一种现象例如当汽车突然开动时车上的乘客要向后仰这是因为人和车原来是静止的当汽车突然开动脚随车向前运动而身体的上部由于惯性还要保持原来的静止状态所以乘客要向后仰

教师：请同学们列举生活中的惯性现象

1．拍衣服上的灰尘

灰尘原先和衣服一起处于静止状态衣服在拍击之下而运动而灰尘由于惯性依然保持原先的静止状态故能从衣服上“飘”下来

2．刹车后车轮停止转动汽车还要滑行一段距离

汽车原来处于运动状态车轮由于刹车而停止转动但汽车由于惯性仍然保持原有的运动状态故还要滑行一段距离

3．将锤柄在地上敲几下锤头就能紧紧地套在锤柄上

锤头和锤柄一起向下运动锤柄碰到地面停下来而锤头由于惯性继续向下运动所以锤头紧紧地套在锤柄上

4．汽车刹车车上的乘客要向前倾

乘客和车原来是向前运动的当汽车突然刹车脚随车减速而身体的上部由于惯性还要保持原来向前运动的状态所以乘客要向前倾

教师：这些惯性现象有的是有利的有的是不利的有利的我们要加以利用不利的我们要防止其带来的危害请说说以上哪些是有利的现象哪些是不利的现象

学生：拍灰和套锤头是有利的惯性现象刹车时汽车滑行和乘客前倾是不利的现象

教师：很好为了防止突然刹车对乘客的伤害要求汽车在行驶时驾驶员和乘客必须使用安全带汽车前排还配有安全气囊学生阅读“科学世界”了解汽车安全带的有关知识

【设计意图】通过学生的交流和表述进一步理解惯性在学生的解释中使他们感到物理是有用的从物理走向社会

三、课堂小结（约2分钟）

教师：学习了本课大家的感想是什么下面就请大家说说吧！

学生：惯性实验非常有趣好像是变魔术

学生：以前我走路经常摔跤今天我明白是怎么回事了

学生：我明白了为什么一上车就要使用安全带的原因了

……

教师：今天我们的收获真不少！

四、课堂例题（约3分钟）

想一想：火车沿直轨匀速行驶坐在车上的乘客竖直向上抛出苹果苹果会落回手中吗？

为了回答这个问题可观看视频也可以让学生做如下实验：一位学生两个手掌相对放在胸前把一本书夹在两个手掌心向前走的过程中把手向左右两边张开然后再闭合其余学生会发现书下落的同时还是保持跟做实验的学生一样的速度前进

五、达标测试（约4分钟）学案

让学生在规定时间内独立完成学案上随堂检测的5道题对学生错误的题目进行讲解

六、布置作业（约1分钟）

完成课后作业1、2两题

★板书设计★

惯性

1．物体保持运动状态不变的特性叫做惯性

2．牛顿第一定律也叫惯性定律

★教学反思★

本课通过实验引出惯性的概念再让学生亲自动手做惯性实验在满足了学生的好奇心和动手欲望后经过分解动作引导学生得出解答惯性现象的步骤通过正规的强化训练让学生基本上掌握解答惯性现象的方法最后引导学生认识惯性的利用和防止