第八章 运动和力 第一节牛顿第一定律教学设计知识与技能：1、通过实验，认识阻力对物体运动的影响，2、知道伽利略观点的探究推理过程，认识牛顿第一定律及意义【教学目标】过程与方法：1、经历建立牛顿第一定律的科学推理过程，3、知道一切物体都具有惯性，能用惯性解释生活中的现象情感态度与价值观：1、学会分工与合作，提高团结协作的能力。2、理解理想实验是科学研究的重要方法。2、了解人类认识事物本质的曲折性，体验自己发现真理的喜悦。【教学重难点】重点：1. 理解牛顿第一定律的内容和意义 2.解释生活中的惯性现象难点：正确理解力和运动的关系【学情分析】关于运动，学生们在八年级上学期已经学习了运动的描述，这学期又学习了力，然而对于物体的运动与力之间的关系，却并不清楚。学生在头脑中建立正确的力和运动关系的过程，并不容易，因为生活经验促使他们有与亚里士多德相似的观点，且根深蒂固。处理具体的实际问题时，一些直觉的错误观点也会时不时的冒出来，会存在着严重的口是心非问题。【准备器材】斜面、小车、毛巾、棉布、木板、熟鸡蛋一个、纸板、烧杯、水【教学过程】情景引入：篮球在运动员的控制之下，时而飞起，时而乍停，伴随着一次又一次的健步跃起，球进了。提出问题：抛出去的篮球，离开手的推力后为什么还能继续运动呢？带着这样的问题，我们今天来研究一下运动与力之间的关系。播放视频：NBA精彩赛事回顾。讲授新课：一、力与运动的关系关于力与运动的关系，古人有两种观点，第一种观点亚里士多德认为物体的运动需要力来维持；另一种观点伽利略却认为物体的运动不需要力来维持。根据你的生活经验，你认为哪种观点是正确的呢？请举例说明。学生讨论：1.比如踢足球，在带球的过程中我用力踢它它就走，不踢它，球就不走。所以我认为物体的运动需要力来维持。2.骑自行车，我发现当我骑的很快时，不再蹬，车也能继续前进。所以我认为物体的运动不需要力来维持。3.我用力推桌子，桌子就走，不推就不走。所以我认为物体的运动需要力来维持。4. 我平时喜欢打篮球，球扔出去后，在空中不受到手给它的力，它还能继续向前运动。所以我认为物体的运动不需要力来维持。到底那种观点是正确的呢？实验是检验真理的标准。下面我们通过实验来研究一下这个问题（阻）力对物体运动的影响！如果这个实验的结果是阻力为零物体停止运动，就能说明运动需要力。如果这个实验的结果是阻力为零物体还在运动，就能说明运动不需要力。物体用小车代替。我们来研究阻力对水平面上的小车的运动情况的影响。怎么使小车在水平面上受到的阻力不同呢？结合给的实验器材思考一下。学生回答：在水平面上分别铺粗糙程度不同的东西，如棉布、毛巾、木板。除了阻力，还有其它因素会影响小车的运动情况呢？学生回答：小车在水平面上的初速度。要想让小车运动起来，我们可以搭个斜坡使小车从斜坡上滑下来，到达水平面上时获得一个初速度。那应该小车在水平面上的初速度怎么样呢？学生回答：相同。怎么操作控制小车在水平面上运动的初速度相同呢？学生回答：让小车从同一斜的，同一位置滑下。教师：在小车开始滑的时候，用手推可以吗？为什么？学生回答：不能推小车，得让小车自己由静止滑下。嗯，很好。这样才能保证小车在水平面上开始运动时的初速度相同。这是哪种实验方法？学生回答：控制变量法实验时我们还可以用彩色的跳棋标记出小车停止的位置，下面我们就按照刚才的思路，边实验边记录实验现象，来完成表格。下面开始实验。教师PPT展示实验表格。学生开始实验。教师巡视，查找不规范的操作单独小声指导（同一位置，静止，跳棋放毛巾外）。学生们实验记录填的差不多了，收每组的表格。实物投影展示六个组得到的实验记录。我们对这些实验记录进行分析，可以得到什么结论呢？学生回答：平面越光滑，小车受到的阻力越小，运动的距离越远，小车速度较小（改变）的越慢。PPT展示实验结论：平面越光滑，小车受到的阻力越小，运动的距离越远，小车速度较小（改变）的越慢。我们得到了这样的结论。根据这个实验结论，我们猜想，假如水平面是绝对光滑的，小车还会停下来吗，它将怎样运动？学生回答：不会停下来，小车将一直运动下去。推理结论：如果水平面绝对光滑，物体在水平方向上受到的阻力为零，速度将不会减小（改变），物体将以恒定不变的速度永远运动下去（做匀速直线运动）。但绝对光滑的表面，是没有的。能得出这样的结论，是我们在前面实验的基础上，进一步分析推理得到的。这是物理中经常要用到的一种实验研究方法，叫什么？学生回答：理想实验法。还记得我们之前在哪个实验也接触过理想实验法吗？学生回答：真空不能传声。运动的物体我们研究完了，那静止的物体不受力时，将会怎样呢？教师演示：小车静止在水平面上把小车放这，在水平方向上不给任何推力。我们看到小车一直静止下去。播放视频：太空中失重状态下静止的物体这时宇航员们洗漱的场景，注意观察盛洗手液的瓶子和剃须刀，宇航员把它们放在空中任意一个地方，它们都能乖乖的呆在那不动。通过视频我们再次验证了我们的猜想，就是说：静止的物体不受力时，将永远保持静止。二、牛顿第一定律这就是我们今天要学的牛顿第一定律：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。（板书关键词）意义：1.牛顿第一定律是总结了前人观点的基础上提出的，2.它明确了“一切物体”都有这样的规律，并且只能处于静止状态或匀速直线运动状态中的一种情况。3.牛顿第一定律的伟大之处还体现在由它得出的一切推论都经受住实践的检验，是正确的。不受力时物体将做匀速直线运动，说明力是维持物体运动的原因吗？学生回答：不是。结合前面学过的力的作用效果那力是干什么用的呢？学生回答：力可以改变物体的运动状态。也就是说力不是维持物体运动的原因，力是改变物体的运动状态的原因。那之前根据生活经验认为物体的运动需要力来维持的哪些同学，现在知道自己哪里理解错了吗？学生自我剖析：1.足球我踢它它走，不踢它球就不动，这时力不是在维持足球的运动，而是在改变足球的运动快慢。2.我用力推桌子，桌子就走，不推就不走，这时推桌子桌子才走，是在改变桌子的运动状态，而不是维持桌子的运动状态。也就是说物体的运动并不需要力来维持，一切物体在不受力，就会保持静止状态或匀速直线运动状态，这是由什么决定的呢？是由物体本身的一种固有属性-惯性决定的。三、惯性一切物体都有保持原来运动状态不变的性质，叫惯性。惯性决定原来静止的物体将永远保持静止，原来运动的物体将永远保持运动。教师演示：纸板飞鸡蛋提问：纸板飞了，鸡蛋为什么能够掉进杯里呢？教师解释：因为鸡蛋具有惯性。开始时鸡蛋和纸板都处于静止状态，当纸板突然飞出去后，鸡蛋由于具有惯性还要保持原来静止状态，所以会掉进杯子里。比如我们经常坐公交，当公交车突然启动时，人会往哪倒呢？为什么？学生回答：向后到。开始时人和车一起处于静止状态，当车突然启动时，车走了，人的脚由于受摩擦力随车一起向前运动，但人的上半身由于惯性还要保持原来的静止状态，所以人会失去平衡而向后倒。那当公交车突然紧急刹车时，车上的人又会往哪倒呢？为什么？学生回答：向前倒。开始时人和车一起向前运动，当突然刹车时，车停止，脚也随车停止，但人的上半身由于惯性还要保持原来的运动状态，所以人会往前倒。又比如在行驶的火车上我竖直向上仍苹果，等苹果落下来时，还能落回手中吗？学生回答：能落回手中，开始时，苹果和人一起向前运动，当苹果向上扔出时，由于具有惯性还要保持原来的运动状态，人和苹果一直是同速的，所以能落回手中。生活中还有哪些例子体现了惯性的存在呢？学生讨论：1.比如跳远前的助跑。助跑是为了运动起来，之前人是向前运动的，当跳起时人由于具有惯性还要保持原来的运动状态继续向前运动，所以会跳的更远。2百米赛跑，冲刺终点时，运动员到达终点以后不能及时的停下来。原来运动员是运动的，当到达终点不再用力时，身体由于具有惯性还要保持原来的运动状态继续向前，所以不能及时停下来。3.扔铁饼和实心球前，要助跑或轮圆手臂，是为了使铁饼和铅球在扔出去之前有很大的初速度，这样扔出去以后由于惯性还会保持原来的运动速度，所以会扔的更远。4.洗完手，甩甩手上的水，甩手是为了使手和水一起运动，当手突然停止时，手上的水滴由于惯性还要保持原来的运动状态，所以水会被甩掉。5.泼水体现了惯性，开始时，盆和水一起运动，当盆突然停止时，水由于惯性还要保持原来的运动状态，所以水会被泼出去。6.锤头松了，可以通过撞锤柄来使锤头套紧。因为开始时锤子向下运动，当锤柄被撞击而停止，但锤头由于惯性还要保持原来的运动状态，所以会套紧在一块。7.一摞象棋，快速的打下面一颗棋子，上面的棋子不会倒塌。因为开始时所有棋子都处于静止状态，当击打下面的棋子时，上面的棋子由于惯性还要保持原来的静止状态，所有还会落在原来的位置上，不会倒塌。同学们取的例子又多，解释的又简单明了，特别好！教师展示飞驰的汽车和火车图片提出问题：想使几乎同速行驶的汽车和火车停下来，改变谁更容易呢？学生答：使汽车挺下来更容易。那同学们猜想一下，为什么呢？学生回答：因为汽车的质量小。对，因为汽车的质量小。质量是惯性的大小唯一量度。质量大的物体惯性也大，惯性大的物体，运动状态就难改变。学生阅读小资料：2015年6月，长沈公路102国道一辆河北籍加长货车运送一批钢材，在躲其他车辆时，由于司机操作不当，刹车太急而造成货车里的钢材有惯性运动突破货车驾驶室，将货车两名司机卡住，所幸，两位司机受伤不重，没有生命危险。 惯性有好的一面，也有不好的一面。它同时会给我们带来许多伤害，比如各种车祸的发生，车辆超速了，雨雪天气路滑啊，等等都容易出现车祸。那我们可以采取哪些措施，来减小惯性带来的伤害呢？学生回答：系安全带，限速，配备安全气囊（减速或刹车或撞车）；车座上的头枕（被追尾）；限速，保持车距，禁止超载。教师总结：所以我们今后乘坐汽车时要提醒家人系安全带，车速不能太高，要保持车距。这些都可以防止惯性带来的伤害。课堂小结：1、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、力不是维持物体运动状态的原因，力是改变物体运动状态的原因3、一切物体都有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质4、惯性是物体的固有属性，它只有大小没有方向，惯性的大小由物体的质量决定。5、我们要利用惯性，也要防止惯性带来的伤害。布置作业：1.完成学案上的习题。2.完成书后练习题：1、2、3、4题第八章 运动和力第一节 牛顿第一定律一、牛顿第一定律 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二、惯性一切物体都有保持原来运动状态不变的性质，叫惯性板书设计：惯性的大小由质量决定学生在头脑中建立正确的力和运动关系的过程，并非一帆风顺，常常形成与亚里士多德相似的观点，且根深蒂固。处理具体的实际问题时，一些直觉的错误观点不时冒出来，存在着严重的口是心非问题。基于这种学情，我先播放一段NBA的投篮视频，让学生边观看运动员的精美动作与篮球的运动情况，一边体会其中的力量之美，从而勾起学生对现实生活中关于运动的例子。然后给出古人的两种观点，让学生结合自己的生活经验讨论“物体的运动到底需不需要力来维持”。 此时学生头脑中根深蒂固的错误观念就会暴露。接着通过学生亲手做阻力影响运动的实验，由真实的实验现象和推理结论，让学生认识到“物体的运动并不需要力来维持”，从而改正错误想法。牛顿第一定律是总结了运动的物体不受力和静止的物体不受力这两种情况。学生们平时只见过地面上静止的物体，为了开拓视野，我用视频播放了宇宙太空中静止的瓶子、刮胡刀不受力（合外力为零）时的运动情况。【课后反思】发现学生们通过本节课的讨论、交流、动手实验、总结、推理、观看视频和演示实验、解释等学习方式，大部分能够正确认识力与运动的关系，一切物体都有保持原来运动状态不变的性质。但如果在开始出示古人的两种对立观点时，能够给学生们更多的时间讨论，会更能使学生隐藏在头脑中的亚里士多德式的观点暴露无遗，从而得到纠正，能更好的理解力与运动的关系，进而理解牛顿第一定律的意义