物理八年级下册第七章 运动和力3 探究物体不受力时怎样运动教学设计

第3节　探究物体不受力时怎样运动

教学目标

【知识与技能】

1．通过实验探究，理解运动和力的关系．

2．理解物体的惯性，并能用惯性知识解释有关现象．

3．了解生产、生活中人们利用惯性和防止惯性的方法．

【过程与方法】

1．经历“探究物体不受力时怎样运动”的过程，认识伽利略“理想实验”的科学方法，进一步培养学生科学探究的能力．

2．通过实验和观察活动，体验一切物体都有惯性．

【情感、态度与价值观】

1．通过探究物体不受力时怎样运动，形成实事求是、不迷信权威、尊重自然规律的科学态度．

2．通过学习惯性的应用，感受到科学就在身边．

重点难点

【重点】

1．牛顿第一定律的建立过程、内容和意义．

2．认识任何物体在任何运动状态下都具有惯性．

3．解释日常生活中简单的惯性现象．

【难点】

1．牛顿第一定律的表述．

2．正确解释惯性现象．

3．惯性与惯性定律的区别．

教学过程

知识点一　探究运动和力的关系

【自主学习】

阅读课本P49－51，完成以下问题：

1．牛顿第一定律的内容：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．牛顿第一定律表明：力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．

3．牛顿第一定律所描述的是一种理想情况，因为自然界中不受外力的物体不存在．但是很多情况下物体等效于不受力，故牛顿第一运动定律应用广泛，是力学的基本定律之一．

【合作探究】

活动一　探究运动和力的关系

两种对立的观点

古希腊学着亚里士多德认为：如果一个物体持续运动，就必须对它施力，若果这个力撤去，物体就会停止运动．

伽利略认为：物体的运动不需要力来维持，物体之所以会停下来是因为受到了摩擦力的作用．

1．实验目的：探究物体的运动是否需要力维持．

2．实验思路：以小车为例，尽量减小力对小车运动的影响，看小车运动的情况．

3．实验所需器材有哪些？

答：木板、小车、纸板、毛巾、斜面、玻璃．

4．实验步骤：

(1)如图甲所示，让小车从斜面某一高度处运动到铺有毛巾的水平木板上，观测它运动的距离．

(2)如图乙所示，让小车从斜面同一高度处运动到用纸板铺垫的水平木板上，观测它运动的距离．

(3)如图丙所示，让小车从斜面同一高度处运动到用玻璃板铺垫的水平木板上，观测它运动的距离．

甲　水平木板上铺毛巾

乙　水平木板上铺纸板

丙　水平木板上铺玻璃

5．实验记录表格

6．分析上述实验结果，可以得出结论：

答：水平面越光滑，小车受到的摩擦力越小，小车的速度减小得越慢，小车运动的距离就越长．假如水平面对小车完全没有摩擦，小车将以恒定的速度运动下去．

知识拓展　理想实验

实际上，完全没有摩擦是做不到的．此次实验设想完全没有摩擦是一种理想化的推理方法，物理学中叫做“理想实验”．

演示　牛顿第一定律探索历程

1．伽利略在实验的基础上，经过推理后认为：物体的运动并不需要力来维持．运动的物体会停下来，是因为什么？

答：它受到了摩擦阻力．

2．英国科学家牛顿总结了前任的研究成果，进一步推理、概括出牛顿第一定律的内容是什么？

答：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．

3．牛顿第一定律有什么意义？

答：牛顿第一定律表明，力不是维持物体运动的原因．一切物体如果不受力，都能保持匀速直线运动状态或静止状态不变．虽然它是一种理想状态，但是很多情形下物体所受外力互相抵消，可等效为不受力．因此牛顿第一运动定律有着广泛的应用，是力学基本定律之一．

【教师点拨】

对牛顿第一定律的解读：

(1)“牛顿第一定律”表达的是物体不受力时的运动规律．

(2)物体的运动不需力来维持．

(3)力是改变物体运动状态的原因．

(4)牛顿第一定律不是实验定律，是在大量经验事实的基础上推理概括出来的．

【跟进训练】

1．关于力和运动的关系，下列说法正确的是(　B　)

A．物体受力才会运动

B．力使物体的运动状态发生改变

C．停止用力，运动的物体就会停止

D．力是使物体保持静止或匀速直线运动状态的原因

2．(多选)关于牛顿第一定律的下列说法中，正确的是(　BCD　)

A．牛顿第一定律是实验定律

B．牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因

C．牛顿第一定律中“一切物体”是指宇宙中的所有物体，不论物体是固体、液体还是气体

D．物体的运动不需要力来维持

知识点二　惯性

【自主学习】

阅读课本P52，完成以下问题：

1．物理学中，把物体保持静止或匀速直线运动状态的性质叫做惯性．牛顿第一定律又叫惯性定律．

2．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．

【合作探究】

活动二　做两个惯性小实验

1．硬币实验

在玻璃杯上放一张塑料片，塑料片上放一枚硬币，然后用手指把塑料片迅速弹出去(如图所示)．塑料片被弹出去时，硬币也会一起飞出去吗？为什么？

答：原来硬币与塑料片是静止的，塑料片飞出去后，硬币由于惯性将保持原来的静止状态，但是硬币下面是空的，所以落入水中．

2．小车实验

如图所示，小车A上放置一个带轮的木块B.先使带轮木块与小车一起向右运动，当小车A被挡板C制动时，小车上的木块B的运动情况会发生什么变化？为什么？

答：原来木块B与小车A是一起运动的，小车A突然被C制动，木块B由于惯性将保持原来的运动状态，所以木块B将向右运动，如果B没有轮子，因为摩擦力的缘故将可能向右倾倒．

3．这两个实验说明了什么？

答：说明了一切物体都具有惯性．惯性是物体的一种普遍属性，跟它是否受力的作用以及怎样运动等都无关．

【教师点拨】

1．惯性是一切物体的固有属性，惯性不是力．因此在说惯性时，只能说物体具有惯性或由于惯性，而不能说“受到惯性作用”或“惯性力”等．

2．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；物体的质量越小，惯性越小，质量是物体惯性的量度．

【跟进训练】

下列关于惯性的说法正确的是(　D　)

A．静止在草坪上的足球没有惯性

B．高速公路汽车限速是为了安全，因为速度越大惯性越大

C．百米赛跑的运动员撞线后还要跑出去一段距离，是由于受到惯性的作用

D．歼击机投入战斗前要抛掉副油箱，这是为了减小惯性增强歼击机的灵活性

知识点三　生活中的惯性现象

【自主学习】

阅读课本P52－53，完成以下问题：

生活中，惯性时刻伴随着我们，需要利用惯性的实例有：投篮、掷铅球、跳远、紧固斧头等；防止惯性带来的危害的实例有：雨雪天气车辆减速慢行、系安全带、跑步运动员冲刺到终点后继续小跑缓冲等．

【合作探究】

演示　汽车起动、刹车中的惯性

1．汽车突然启动时为什么人会向后仰？

答：当汽车从停止状态启动时，人的脚底由于摩擦而随之向前运动，人的上身由于惯性，仍保持原来的静止状态，所以加速时，人会后仰．

2．汽车突然刹车时为什么人会向前倾？

答：当汽车刹车时，人的脚底由于摩擦而随之静止，人的上身由于惯性，会保持继续向前运动的状态，所以汽车突然刹车时，人会向前倾．

【教师点拨】

解答惯性现象的思路与方法是怎样的？

(1)明确研究对象，并知道它原来处于什么运动状态．(2)该物体哪个部分受到力的作用，改变了原来的运动状态．(3)分析该物体由于惯性仍保持原来的运动状态，出现了怎样的现象．

【跟进训练】

1．下列事例中，属于惯性造成危害的是(　B　)

A．拍打被子去掉灰尘

B．乘客在紧急刹车时摔倒

C．运动员采用助跑跳得更远

D．投出去的篮球飞向篮筐

2．火车在平直轨道上匀速前进，在密闭没有空气流动的车厢内点燃一支香，则车里乘客看到香所冒出的烟的运动情况是(　C　)

A．一边上升一边向前飘

B．一边上升一边向后飘

C．只是上升，不向任何一边飘

D．无法确定

课堂小结

1．阻力对运动物体的影响：平面越光滑，物体受到阻力越小，速度减小得越慢，运动的距离越远．

2．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．

3．任何物体在任何情况下都具有惯性，惯性是物体固有的属性，是一种性质；而惯性定律则是一种运动规律．

4．有关惯性现象的一般解题思路：

(1)交代研究对象原状态．

(2)物理过程(突然发生的情况)．

(3)研究对象由于惯性要保持原来的状态而产生的结果．

练习设计

完成本课对应训练．

温馨提示：实验视频见课件．