第八章 運(yùn)動(dòng)和力 第一節(jié)牛頓第一定律教學(xué)設(shè)計(jì)知識(shí)與技能：1、通過(guò)實(shí)驗(yàn)，認(rèn)識(shí)阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響，2、知道伽利略觀點(diǎn)的探究推理過(guò)程，認(rèn)識(shí)牛頓第一定律及意義【教學(xué)目標(biāo)】過(guò)程與方法：1、經(jīng)歷建立牛頓第一定律的科學(xué)推理過(guò)程，3、知道一切物體都具有慣性，能用慣性解釋生活中的現(xiàn)象情感態(tài)度與價(jià)值觀：1、學(xué)會(huì)分工與合作，提高團(tuán)結(jié)協(xié)作的能力。2、理解理想實(shí)驗(yàn)是科學(xué)研究的重要方法。2、了解人類(lèi)認(rèn)識(shí)事物本質(zhì)的曲折性，體驗(yàn)自己發(fā)現(xiàn)真理的喜悅。【教學(xué)重難點(diǎn)】重點(diǎn)：1. 理解牛頓第一定律的內(nèi)容和意義 2.解釋生活中的慣性現(xiàn)象難點(diǎn)：正確理解力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系【學(xué)情分析】關(guān)于運(yùn)動(dòng)，學(xué)生們?cè)诎四昙?jí)上學(xué)期已經(jīng)學(xué)習(xí)了運(yùn)動(dòng)的描述，這學(xué)期又學(xué)習(xí)了力，然而對(duì)于物體的運(yùn)動(dòng)與力之間的關(guān)系，卻并不清楚。學(xué)生在頭腦中建立正確的力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的過(guò)程，并不容易，因?yàn)樯罱?jīng)驗(yàn)促使他們有與亞里士多德相似的觀點(diǎn)，且根深蒂固。處理具體的實(shí)際問(wèn)題時(shí)，一些直覺(jué)的錯(cuò)誤觀點(diǎn)也會(huì)時(shí)不時(shí)的冒出來(lái)，會(huì)存在著嚴(yán)重的口是心非問(wèn)題。【準(zhǔn)備器材】斜面、小車(chē)、毛巾、棉布、木板、熟雞蛋一個(gè)、紙板、燒杯、水【教學(xué)過(guò)程】情景引入：籃球在運(yùn)動(dòng)員的控制之下，時(shí)而飛起，時(shí)而乍停，伴隨著一次又一次的健步躍起，球進(jìn)了。提出問(wèn)題：拋出去的籃球，離開(kāi)手的推力后為什么還能繼續(xù)運(yùn)動(dòng)呢？帶著這樣的問(wèn)題，我們今天來(lái)研究一下運(yùn)動(dòng)與力之間的關(guān)系。播放視頻：NBA精彩賽事回顧。講授新課：一、力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系關(guān)于力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，古人有兩種觀點(diǎn)，第一種觀點(diǎn)亞里士多德認(rèn)為物體的運(yùn)動(dòng)需要力來(lái)維持；另一種觀點(diǎn)伽利略卻認(rèn)為物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來(lái)維持。根據(jù)你的生活經(jīng)驗(yàn)，你認(rèn)為哪種觀點(diǎn)是正確的呢？請(qǐng)舉例說(shuō)明。學(xué)生討論：1.比如踢足球，在帶球的過(guò)程中我用力踢它它就走，不踢它，球就不走。所以我認(rèn)為物體的運(yùn)動(dòng)需要力來(lái)維持。2.騎自行車(chē)，我發(fā)現(xiàn)當(dāng)我騎的很快時(shí)，不再蹬，車(chē)也能繼續(xù)前進(jìn)。所以我認(rèn)為物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來(lái)維持。3.我用力推桌子，桌子就走，不推就不走。所以我認(rèn)為物體的運(yùn)動(dòng)需要力來(lái)維持。4. 我平時(shí)喜歡打籃球，球扔出去后，在空中不受到手給它的力，它還能繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)。所以我認(rèn)為物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來(lái)維持。到底那種觀點(diǎn)是正確的呢？實(shí)驗(yàn)是檢驗(yàn)真理的標(biāo)準(zhǔn)。下面我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)研究一下這個(gè)問(wèn)題（阻）力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響！如果這個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是阻力為零物體停止運(yùn)動(dòng)，就能說(shuō)明運(yùn)動(dòng)需要力。如果這個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是阻力為零物體還在運(yùn)動(dòng)，就能說(shuō)明運(yùn)動(dòng)不需要力。物體用小車(chē)代替。我們來(lái)研究阻力對(duì)水平面上的小車(chē)的運(yùn)動(dòng)情況的影響。怎么使小車(chē)在水平面上受到的阻力不同呢？結(jié)合給的實(shí)驗(yàn)器材思考一下。學(xué)生回答：在水平面上分別鋪粗糙程度不同的東西，如棉布、毛巾、木板。除了阻力，還有其它因素會(huì)影響小車(chē)的運(yùn)動(dòng)情況呢？學(xué)生回答：小車(chē)在水平面上的初速度。要想讓小車(chē)運(yùn)動(dòng)起來(lái)，我們可以搭個(gè)斜坡使小車(chē)從斜坡上滑下來(lái)，到達(dá)水平面上時(shí)獲得一個(gè)初速度。那應(yīng)該小車(chē)在水平面上的初速度怎么樣呢？學(xué)生回答：相同。怎么操作控制小車(chē)在水平面上運(yùn)動(dòng)的初速度相同呢？學(xué)生回答：讓小車(chē)從同一斜的，同一位置滑下。教師：在小車(chē)開(kāi)始滑的時(shí)候，用手推可以嗎？為什么？學(xué)生回答：不能推小車(chē)，得讓小車(chē)自己由靜止滑下。嗯，很好。這樣才能保證小車(chē)在水平面上開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)的初速度相同。這是哪種實(shí)驗(yàn)方法？學(xué)生回答：控制變量法實(shí)驗(yàn)時(shí)我們還可以用彩色的跳棋標(biāo)記出小車(chē)停止的位置，下面我們就按照剛才的思路，邊實(shí)驗(yàn)邊記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，來(lái)完成表格。下面開(kāi)始實(shí)驗(yàn)。教師PPT展示實(shí)驗(yàn)表格。學(xué)生開(kāi)始實(shí)驗(yàn)。教師巡視，查找不規(guī)范的操作單獨(dú)小聲指導(dǎo)（同一位置，靜止，跳棋放毛巾外）。學(xué)生們實(shí)驗(yàn)記錄填的差不多了，收每組的表格。實(shí)物投影展示六個(gè)組得到的實(shí)驗(yàn)記錄。我們對(duì)這些實(shí)驗(yàn)記錄進(jìn)行分析，可以得到什么結(jié)論呢？學(xué)生回答：平面越光滑，小車(chē)受到的阻力越小，運(yùn)動(dòng)的距離越遠(yuǎn)，小車(chē)速度較小（改變）的越慢。PPT展示實(shí)驗(yàn)結(jié)論：平面越光滑，小車(chē)受到的阻力越小，運(yùn)動(dòng)的距離越遠(yuǎn)，小車(chē)速度較小（改變）的越慢。我們得到了這樣的結(jié)論。根據(jù)這個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)論，我們猜想，假如水平面是絕對(duì)光滑的，小車(chē)還會(huì)停下來(lái)嗎，它將怎樣運(yùn)動(dòng)？學(xué)生回答：不會(huì)停下來(lái)，小車(chē)將一直運(yùn)動(dòng)下去。推理結(jié)論：如果水平面絕對(duì)光滑，物體在水平方向上受到的阻力為零，速度將不會(huì)減小（改變），物體將以恒定不變的速度永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去（做勻速直線運(yùn)動(dòng)）。但絕對(duì)光滑的表面，是沒(méi)有的。能得出這樣的結(jié)論，是我們?cè)谇懊鎸?shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步分析推理得到的。這是物理中經(jīng)常要用到的一種實(shí)驗(yàn)研究方法，叫什么？學(xué)生回答：理想實(shí)驗(yàn)法。還記得我們之前在哪個(gè)實(shí)驗(yàn)也接觸過(guò)理想實(shí)驗(yàn)法嗎？學(xué)生回答：真空不能傳聲。運(yùn)動(dòng)的物體我們研究完了，那靜止的物體不受力時(shí)，將會(huì)怎樣呢？教師演示：小車(chē)靜止在水平面上把小車(chē)放這，在水平方向上不給任何推力。我們看到小車(chē)一直靜止下去。播放視頻：太空中失重狀態(tài)下靜止的物體這時(shí)宇航員們洗漱的場(chǎng)景，注意觀察盛洗手液的瓶子和剃須刀，宇航員把它們放在空中任意一個(gè)地方，它們都能乖乖的呆在那不動(dòng)。通過(guò)視頻我們?cè)俅悟?yàn)證了我們的猜想，就是說(shuō)：靜止的物體不受力時(shí)，將永遠(yuǎn)保持靜止。二、牛頓第一定律這就是我們今天要學(xué)的牛頓第一定律：一切物體在沒(méi)有受到力的作用時(shí)，總保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。（板書(shū)關(guān)鍵詞）意義：1.牛頓第一定律是總結(jié)了前人觀點(diǎn)的基礎(chǔ)上提出的，2.它明確了“一切物體”都有這樣的規(guī)律，并且只能處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)中的一種情況。3.牛頓第一定律的偉大之處還體現(xiàn)在由它得出的一切推論都經(jīng)受住實(shí)踐的檢驗(yàn)，是正確的。不受力時(shí)物體將做勻速直線運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因嗎？學(xué)生回答：不是。結(jié)合前面學(xué)過(guò)的力的作用效果那力是干什么用的呢？學(xué)生回答：力可以改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。也就是說(shuō)力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因，力是改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。那之前根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為物體的運(yùn)動(dòng)需要力來(lái)維持的哪些同學(xué)，現(xiàn)在知道自己哪里理解錯(cuò)了嗎？學(xué)生自我剖析：1.足球我踢它它走，不踢它球就不動(dòng)，這時(shí)力不是在維持足球的運(yùn)動(dòng)，而是在改變足球的運(yùn)動(dòng)快慢。2.我用力推桌子，桌子就走，不推就不走，這時(shí)推桌子桌子才走，是在改變桌子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，而不是維持桌子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。也就是說(shuō)物體的運(yùn)動(dòng)并不需要力來(lái)維持，一切物體在不受力，就會(huì)保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，這是由什么決定的呢？是由物體本身的一種固有屬性-慣性決定的。三、慣性一切物體都有保持原來(lái)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的性質(zhì)，叫慣性。慣性決定原來(lái)靜止的物體將永遠(yuǎn)保持靜止，原來(lái)運(yùn)動(dòng)的物體將永遠(yuǎn)保持運(yùn)動(dòng)。教師演示：紙板飛雞蛋提問(wèn)：紙板飛了，雞蛋為什么能夠掉進(jìn)杯里呢？教師解釋?zhuān)阂驗(yàn)殡u蛋具有慣性。開(kāi)始時(shí)雞蛋和紙板都處于靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)紙板突然飛出去后，雞蛋由于具有慣性還要保持原來(lái)靜止?fàn)顟B(tài)，所以會(huì)掉進(jìn)杯子里。比如我們經(jīng)常坐公交，當(dāng)公交車(chē)突然啟動(dòng)時(shí)，人會(huì)往哪倒呢？為什么？學(xué)生回答：向后到。開(kāi)始時(shí)人和車(chē)一起處于靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)車(chē)突然啟動(dòng)時(shí)，車(chē)走了，人的腳由于受摩擦力隨車(chē)一起向前運(yùn)動(dòng)，但人的上半身由于慣性還要保持原來(lái)的靜止?fàn)顟B(tài)，所以人會(huì)失去平衡而向后倒。那當(dāng)公交車(chē)突然緊急剎車(chē)時(shí)，車(chē)上的人又會(huì)往哪倒呢？為什么？學(xué)生回答：向前倒。開(kāi)始時(shí)人和車(chē)一起向前運(yùn)動(dòng)，當(dāng)突然剎車(chē)時(shí)，車(chē)停止，腳也隨車(chē)停止，但人的上半身由于慣性還要保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，所以人會(huì)往前倒。又比如在行駛的火車(chē)上我豎直向上仍蘋(píng)果，等蘋(píng)果落下來(lái)時(shí)，還能落回手中嗎？學(xué)生回答：能落回手中，開(kāi)始時(shí)，蘋(píng)果和人一起向前運(yùn)動(dòng)，當(dāng)蘋(píng)果向上扔出時(shí)，由于具有慣性還要保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，人和蘋(píng)果一直是同速的，所以能落回手中。生活中還有哪些例子體現(xiàn)了慣性的存在呢？學(xué)生討論：1.比如跳遠(yuǎn)前的助跑。助跑是為了運(yùn)動(dòng)起來(lái)，之前人是向前運(yùn)動(dòng)的，當(dāng)跳起時(shí)人由于具有慣性還要保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，所以會(huì)跳的更遠(yuǎn)。2百米賽跑，沖刺終點(diǎn)時(shí)，運(yùn)動(dòng)員到達(dá)終點(diǎn)以后不能及時(shí)的停下來(lái)。原來(lái)運(yùn)動(dòng)員是運(yùn)動(dòng)的，當(dāng)?shù)竭_(dá)終點(diǎn)不再用力時(shí)，身體由于具有慣性還要保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)繼續(xù)向前，所以不能及時(shí)停下來(lái)。3.扔鐵餅和實(shí)心球前，要助跑或輪圓手臂，是為了使鐵餅和鉛球在扔出去之前有很大的初速度，這樣扔出去以后由于慣性還會(huì)保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)速度，所以會(huì)扔的更遠(yuǎn)。4.洗完手，甩甩手上的水，甩手是為了使手和水一起運(yùn)動(dòng)，當(dāng)手突然停止時(shí)，手上的水滴由于慣性還要保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，所以水會(huì)被甩掉。5.潑水體現(xiàn)了慣性，開(kāi)始時(shí)，盆和水一起運(yùn)動(dòng)，當(dāng)盆突然停止時(shí)，水由于慣性還要保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，所以水會(huì)被潑出去。6.錘頭松了，可以通過(guò)撞錘柄來(lái)使錘頭套緊。因?yàn)殚_(kāi)始時(shí)錘子向下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)錘柄被撞擊而停止，但錘頭由于慣性還要保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，所以會(huì)套緊在一塊。7.一摞象棋，快速的打下面一顆棋子，上面的棋子不會(huì)倒塌。因?yàn)殚_(kāi)始時(shí)所有棋子都處于靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)擊打下面的棋子時(shí)，上面的棋子由于慣性還要保持原來(lái)的靜止?fàn)顟B(tài)，所有還會(huì)落在原來(lái)的位置上，不會(huì)倒塌。同學(xué)們?nèi)〉睦佑侄啵忉尩挠趾?jiǎn)單明了，特別好！教師展示飛馳的汽車(chē)和火車(chē)圖片提出問(wèn)題：想使幾乎同速行駛的汽車(chē)和火車(chē)停下來(lái)，改變誰(shuí)更容易呢？學(xué)生答：使汽車(chē)挺下來(lái)更容易。那同學(xué)們猜想一下，為什么呢？學(xué)生回答：因?yàn)槠?chē)的質(zhì)量小。對(duì)，因?yàn)槠?chē)的質(zhì)量小。質(zhì)量是慣性的大小唯一量度。質(zhì)量大的物體慣性也大，慣性大的物體，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)就難改變。學(xué)生閱讀小資料：2015年6月，長(zhǎng)沈公路102國(guó)道一輛河北籍加長(zhǎng)貨車(chē)運(yùn)送一批鋼材，在躲其他車(chē)輛時(shí)，由于司機(jī)操作不當(dāng)，剎車(chē)太急而造成貨車(chē)?yán)锏匿摬挠袘T性運(yùn)動(dòng)突破貨車(chē)駕駛室，將貨車(chē)兩名司機(jī)卡住，所幸，兩位司機(jī)受傷不重，沒(méi)有生命危險(xiǎn)。 慣性有好的一面，也有不好的一面。它同時(shí)會(huì)給我們帶來(lái)許多傷害，比如各種車(chē)禍的發(fā)生，車(chē)輛超速了，雨雪天氣路滑啊，等等都容易出現(xiàn)車(chē)禍。那我們可以采取哪些措施，來(lái)減小慣性帶來(lái)的傷害呢？學(xué)生回答：系安全帶，限速，配備安全氣囊（減速或剎車(chē)或撞車(chē)）；車(chē)座上的頭枕（被追尾）；限速，保持車(chē)距，禁止超載。教師總結(jié)：所以我們今后乘坐汽車(chē)時(shí)要提醒家人系安全帶，車(chē)速不能太高，要保持車(chē)距。這些都可以防止慣性帶來(lái)的傷害。課堂小結(jié)：1、一切物體在沒(méi)有受到力的作用時(shí)，總保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 2、力不是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因3、一切物體都有保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)4、慣性是物體的固有屬性，它只有大小沒(méi)有方向，慣性的大小由物體的質(zhì)量決定。5、我們要利用慣性，也要防止慣性帶來(lái)的傷害。布置作業(yè)：1.完成學(xué)案上的習(xí)題。2.完成書(shū)后練習(xí)題：1、2、3、4題第八章 運(yùn)動(dòng)和力第一節(jié) 牛頓第一定律一、牛頓第一定律 內(nèi)容：一切物體在沒(méi)有受到力的作用時(shí)，總保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)二、慣性一切物體都有保持原來(lái)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的性質(zhì)，叫慣性板書(shū)設(shè)計(jì)：慣性的大小由質(zhì)量決定學(xué)生在頭腦中建立正確的力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的過(guò)程，并非一帆風(fēng)順，常常形成與亞里士多德相似的觀點(diǎn)，且根深蒂固。處理具體的實(shí)際問(wèn)題時(shí)，一些直覺(jué)的錯(cuò)誤觀點(diǎn)不時(shí)冒出來(lái)，存在著嚴(yán)重的口是心非問(wèn)題。基于這種學(xué)情，我先播放一段NBA的投籃視頻，讓學(xué)生邊觀看運(yùn)動(dòng)員的精美動(dòng)作與籃球的運(yùn)動(dòng)情況，一邊體會(huì)其中的力量之美，從而勾起學(xué)生對(duì)現(xiàn)實(shí)生活中關(guān)于運(yùn)動(dòng)的例子。然后給出古人的兩種觀點(diǎn)，讓學(xué)生結(jié)合自己的生活經(jīng)驗(yàn)討論“物體的運(yùn)動(dòng)到底需不需要力來(lái)維持”。 此時(shí)學(xué)生頭腦中根深蒂固的錯(cuò)誤觀念就會(huì)暴露。接著通過(guò)學(xué)生親手做阻力影響運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)，由真實(shí)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和推理結(jié)論，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到“物體的運(yùn)動(dòng)并不需要力來(lái)維持”，從而改正錯(cuò)誤想法。牛頓第一定律是總結(jié)了運(yùn)動(dòng)的物體不受力和靜止的物體不受力這兩種情況。學(xué)生們平時(shí)只見(jiàn)過(guò)地面上靜止的物體，為了開(kāi)拓視野，我用視頻播放了宇宙太空中靜止的瓶子、刮胡刀不受力（合外力為零）時(shí)的運(yùn)動(dòng)情況。【課后反思】發(fā)現(xiàn)學(xué)生們通過(guò)本節(jié)課的討論、交流、動(dòng)手實(shí)驗(yàn)、總結(jié)、推理、觀看視頻和演示實(shí)驗(yàn)、解釋等學(xué)習(xí)方式，大部分能夠正確認(rèn)識(shí)力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，一切物體都有保持原來(lái)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的性質(zhì)。但如果在開(kāi)始出示古人的兩種對(duì)立觀點(diǎn)時(shí)，能夠給學(xué)生們更多的時(shí)間討論，會(huì)更能使學(xué)生隱藏在頭腦中的亞里士多德式的觀點(diǎn)暴露無(wú)遺，從而得到糾正，能更好的理解力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，進(jìn)而理解牛頓第一定律的意義