課題牛頓第一定律科目：物理教學對象：八年級課時：1課時設計者：學校：一、教材分析本節教材是研究力對運動的作用，是初步認識力以后應該知道的最基本的規律，只有深入理解了牛頓第一定律，才能更好的學習以后的力學知識，本節課也包括了一些研究問題方法的學習，牛頓第一定律這節內容在教材中是至關重要的。二、學情分析八年級學生思維的發展很快，應從生活入手，進行有效教學。對于阻力對物體運動的影響，應該循序漸進，真正進行實驗加推理，最后得到結論，并加以練習，不斷鞏固正確的力與運動的關系。三、教學方法本節課采用以實驗為主的教學方法，其中也包含討論法和講授法。四、教學目標知識與技能1. 知道牛頓第一定律的研究過程和研究方法，以及發展歷程2. 理解牛頓第一定律的具體內容，會用牛頓第一定律的知識解釋生活中的現象3. 知道慣性是物體的屬性，影響物體慣性大小的因素是物體的質量4. 能把慣性的知識和牛頓第一定律的知識結合起來，理解力不是維持物體運動的原因，力是改變物體運動狀態的原因。過程與方法1 通過阻力對物體運動的影響的實驗，能掌握研究力對運動的作用的方法2 通過慣性與質量關系的實驗，使學生學會做實驗是研究物理問題的首要方式情感態度與價值觀通過對亞里士多德、伽利略、笛卡兒、牛頓的簡單認識，體會物理學前輩們勇于質疑、大膽猜測并專心研究的精神，也在實驗中培養學生的合作精神和團隊意識。五、重難點重點：應用牛頓第一定律和慣性的知識解釋現象、解決問題。難點：對牛頓第一定律的認識過程和實驗過程六、教學用具分組實驗用具長木板、毛巾、棉布、小車、木塊、易拉罐、便利貼若干演示實驗用具慣性演示器、水、注射器、自制空氣炮、打氣筒、蠟燭、氣墊導軌七、教學流程教師活動學生活動提問：我托著一個小球，如果我突然松手，小球會下落是因為小球受到了______的作用。行駛中的汽車，急剎車后會停下來，是因為汽車受到了________的作用。那么這節課我們就來研究物體的運動與受力之間的關系，或者說力對運動的作用。播放壯漢拉飛機運動的視頻，并提問：飛機原來處于靜止狀態，后來為什么會運動？如果壯漢沒有了力氣，飛機還能運動嗎？因此2000多年前的古希臘學者亞里士多德認為：力是維持物體運動的原因。也就是說，物體運動時一定受力，不受力的物體將立即停止運動。同學們認為亞里士多德的觀點正確嗎？請用手中小車進行檢驗。完成學案上的實驗1：手推車實驗。既然亞里士多德的觀點不正確，那么我們就得研究出一個正確的結論。剛才的小車為什么會停下來呢？如果我們想研究物體不受阻力時的運動，該怎么辦呢？在生活中，物體運動時是不可能不受阻力的，但我們可以逐漸減小阻力。下面我們就來探究阻力逐漸減小時，物體的運動。我們分組研究一下，在沒有推力的情況下，水平面上不同的阻力對水平面上相同的小車運動情況的影響。請同學們思考學案上的設計提示。我們要研究阻力的影響，就要逐漸改變阻力的大小，那么怎么樣讓小車在水平面上受到的阻力不同？怎么讓小車不受推力自己運動？怎么保證小車到達水平面時的速度相同？追問：怎么讓到達水平面時的速度相同？我們通過觀察什么現象來判斷小車的運動情況呢？好！下面進行實驗，把實驗的結果填在學案的表格中。教師巡視并指導實驗提示：斜面與平板拼接要中線對正每次實驗，小車要放在斜面同一位置靜止釋放小車在斜面上要放正用便利貼記錄每次小車靜止的位置思考并回答問題回答：因為壯漢對飛機有拉力。不能運動。小組探究：用手推動小車運動，撤掉力以后，小車還將向前運動一段距離。得到亞里士多德的觀點不正確。請一名同學說明你是如何推翻亞里士多德的觀點的（在前面展示）回答：因為它受到阻力。回答問題：用毛巾和棉布改變水平面上小車受到的阻力。從斜面上滑下回答問題：把小車在同一位置釋放。小車運動的路程。小組實驗，并交流。完成表格把結果記錄在學案上。水平面材料小車受到的阻力（大、較大、小）距離（大、較大、小）小車速度減小（快、較快、慢）毛巾棉布木板冰面教師活動學生活動同學們都做完了實驗，那請同學說一下你的結論如果我在表格的最下面在加一行，小車在冰面上，狀況又是什么樣子呢？誰能來填一下表格？教師追問？你有沒有做這個實驗？那么你是怎么得到結論的呢？教師總結：也就是說，這名同學進行了一個推理。那么當阻力完全消失，小車通過的距離_________；速度_______________。由此，我們便得到了一個結論：一個在水平面上運動的物體，如果沒有受到阻力，便會始終保持這個速度。這個結論早在400多年前，意大利物理學家伽利略就發現了。由此也推翻了亞里士多德“統治”了2000多年的錯誤理論，實際上，物體的運動不需要力來維持，最終停下來是因為受到了阻力的作用。在伽利略逝世后兩年由笛卡兒比較完整的表述了這個規律：只要物體開始運動,就將繼續以同一速度并沿著同一直線方向運動,直到遇到某種外來原因造成的阻礙或偏離為止。這里他強調了伽利略沒有明確表述的慣性運動的直線性。而笛卡兒的觀點還能不能被完善呢？伽利略和笛卡兒都沒有提到原來就靜止的物體，不受外力將怎么樣呢？而之后的英國物理學家牛頓，總結了二人的理論，非常完整并準確的總結了這個規律：一切物體在沒有受到力的作用時，總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態。這就是著名的牛頓第一定律。我們來深入解讀這個定律，下面請同學們閱讀教材，并完成學案上的空白。教師繼續解讀牛頓第一定律。我們來回顧我們的結論，是不是光從實驗得來的？是不是只靠推理得到的？所以說，牛頓第一定律是實驗加推理得到的。從亞里士多德到伽利略到笛卡兒再到牛頓，逐漸認識運動和力的關系，最終得到牛頓第一定律。物理學前輩們勇于質疑、大膽猜測、專心研究的精神很值得我們學習。同學們有沒有想過，物體的運動為什么會遵循牛頓第一定律呢？我們來做一個演示實驗：彈飛木片，小球仍靜止。說明原來靜止的物體，具有保持靜止狀態的性質。那么你覺得原來運動的物體會有什么樣的性質呢？這只是一個猜想，要想得到正確的結論，我們還得實驗。下面同學們完成學案上的實驗3哪位同學能說出你的實驗現象。（可以問為什么小車向后運動）。木塊會向前運動。我們根據剛才實驗的結論，如果這個向前運動的木塊不受阻力，將怎么樣呢？所以說，原來運動的物體，有保持勻速直線運動的性質。根據以上結論啊，有的人出了一道這樣的題目：在一個無限長的平板小車上放一物塊，二者正在一起向右運動，忽略一切阻力，現在平板車突然停止，物塊將如何運動？綜合以上，我們說物體具有保持靜止狀態或勻速直線運動狀態的性質，我們把物體的這種性質叫做慣性。正是因為物體具有慣性，物體的運動才遵循牛頓第一定律，所以牛頓第一定律又叫慣性定律。教師總結提升：牛頓第一定律的發現，不僅推翻了亞里士多德的觀點，也明確了物體沒有受力時的運動狀態，運動的會靜止的會正是因為有保持，所以物體在沒有受力時運動狀態才能不變。牛一定律的發現，另一方面也明確了無論物體是由靜止到運動還是從運動到靜止，都需要受力，而這些過程都是運動狀態發生改變的過程，也就是說力是改變物體運動狀態的原因。同學們繼續思考，一切物體的運動都遵循牛頓第一定律，那么是不是一切物體都具有慣性呢？剛才的實驗能夠說明固體具有慣性，那么液體和氣體呢？我們來觀看兩個演示實驗。（1） 噴水向上運動實驗（2） 空氣炮噴煙實驗請同學解釋一下為什么會出現以上現象。既然一切物體都具有慣性，那么不同的物體，慣性的大小是否相同呢？要想得到正確的結論，我們還得進行實驗。同學們桌面上有兩個外表一樣的易拉罐，同學們拿起來會發現，易拉罐是不一樣的，那么現在同學們就讓這兩個易拉罐分別從斜面的同一高度滾下，撞擊同一個木塊，我們觀察什么現象能判斷出慣性的大小呢？ 實驗表明：滿的易拉罐更不容易停下來，是因為滿的易拉罐________大，所以它的慣性大。一個裝滿水的大瓶子子里，有一個小氣泡，當大瓶子突然向右起動時，同學們根據今天學過的知識判斷，氣泡會向什么方向運動呢？當大瓶子突然停止運動時，氣泡又會向什么方向運動呢？教師進行課堂小結：今天我們學習了牛頓第一定律的知識，即物體運動和受力的關系，以及慣性的知識。實際上，比知識更重要的是同學們要掌握研究研究科學問題的一些方法，今天我們來 回顧一下我們的研究方法：如果我們想要研究某一事物的性質，可以去掉該事物，如果該事物不能被去掉，那么我們可以逐漸減小該事物造成的影響，再進行推理得出結論。而比方法更重要的是，擺在我們面前，這個神奇的科學世界，希望同學們能永遠保持一顆好奇心去研究這片真理的海洋。最后，我們回到課前的問題上：如果在跑道上運動的飛機不受力，將________好！今天的課就是這樣。謝謝大家！說明本組的結論回答問題填表：更小；更大；更慢。沒做實驗。說明自己是怎么得出的結論。填空:無限遠；不變（勻速）認真聽講。回答問題，并感受前人對真理的執著探索，學習這種精神。認真完成學案猜想：具有保持勻速直線運動的性質。（回答：力的作用是相互的）小車撞擊后，木塊向前運動，小車向后運動。所以運動的物體有保持勻速直線運動狀態的性質。做勻速直線運動做勻速直線運動利用慣性知識解釋實驗現象可能不相同。通過觀察木塊被撞擊的距離判斷。木塊被撞擊得遠，說明易拉罐的運動狀態不容易改變，從而說明這個易拉罐的慣性大。反之，就說明慣性小。利用慣性的知識解釋。一起回答：保持勻速直線運動。八、板書設計力對運動的作用亞里士多德 物體的運動需要力來維持伽利略 運動的物體不受力，將做勻速運動笛卡兒 運動的物體不受力，將做勻速直線運動