第八章 運動和力 第一節牛頓第一定律教學設計知識與技能：1、通過實驗，認識阻力對物體運動的影響，2、知道伽利略觀點的探究推理過程，認識牛頓第一定律及意義【教學目標】過程與方法：1、經歷建立牛頓第一定律的科學推理過程，3、知道一切物體都具有慣性，能用慣性解釋生活中的現象情感態度與價值觀：1、學會分工與合作，提高團結協作的能力。2、理解理想實驗是科學研究的重要方法。2、了解人類認識事物本質的曲折性，體驗自己發現真理的喜悅。【教學重難點】重點：1. 理解牛頓第一定律的內容和意義 2.解釋生活中的慣性現象難點：正確理解力和運動的關系【學情分析】關于運動，學生們在八年級上學期已經學習了運動的描述，這學期又學習了力，然而對于物體的運動與力之間的關系，卻并不清楚。學生在頭腦中建立正確的力和運動關系的過程，并不容易，因為生活經驗促使他們有與亞里士多德相似的觀點，且根深蒂固。處理具體的實際問題時，一些直覺的錯誤觀點也會時不時的冒出來，會存在著嚴重的口是心非問題。【準備器材】斜面、小車、毛巾、棉布、木板、熟雞蛋一個、紙板、燒杯、水【教學過程】情景引入：籃球在運動員的控制之下，時而飛起，時而乍停，伴隨著一次又一次的健步躍起，球進了。提出問題：拋出去的籃球，離開手的推力后為什么還能繼續運動呢？帶著這樣的問題，我們今天來研究一下運動與力之間的關系。播放視頻：NBA精彩賽事回顧。講授新課：一、力與運動的關系關于力與運動的關系，古人有兩種觀點，第一種觀點亞里士多德認為物體的運動需要力來維持；另一種觀點伽利略卻認為物體的運動不需要力來維持。根據你的生活經驗，你認為哪種觀點是正確的呢？請舉例說明。學生討論：1.比如踢足球，在帶球的過程中我用力踢它它就走，不踢它，球就不走。所以我認為物體的運動需要力來維持。2.騎自行車，我發現當我騎的很快時，不再蹬，車也能繼續前進。所以我認為物體的運動不需要力來維持。3.我用力推桌子，桌子就走，不推就不走。所以我認為物體的運動需要力來維持。4. 我平時喜歡打籃球，球扔出去后，在空中不受到手給它的力，它還能繼續向前運動。所以我認為物體的運動不需要力來維持。到底那種觀點是正確的呢？實驗是檢驗真理的標準。下面我們通過實驗來研究一下這個問題（阻）力對物體運動的影響！如果這個實驗的結果是阻力為零物體停止運動，就能說明運動需要力。如果這個實驗的結果是阻力為零物體還在運動，就能說明運動不需要力。物體用小車代替。我們來研究阻力對水平面上的小車的運動情況的影響。怎么使小車在水平面上受到的阻力不同呢？結合給的實驗器材思考一下。學生回答：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，還有其它因素會影響小車的運動情況呢？學生回答：小車在水平面上的初速度。要想讓小車運動起來，我們可以搭個斜坡使小車從斜坡上滑下來，到達水平面上時獲得一個初速度。那應該小車在水平面上的初速度怎么樣呢？學生回答：相同。怎么操作控制小車在水平面上運動的初速度相同呢？學生回答：讓小車從同一斜的，同一位置滑下。教師：在小車開始滑的時候，用手推可以嗎？為什么？學生回答：不能推小車，得讓小車自己由靜止滑下。嗯，很好。這樣才能保證小車在水平面上開始運動時的初速度相同。這是哪種實驗方法？學生回答：控制變量法實驗時我們還可以用彩色的跳棋標記出小車停止的位置，下面我們就按照剛才的思路，邊實驗邊記錄實驗現象，來完成表格。下面開始實驗。教師PPT展示實驗表格。學生開始實驗。教師巡視，查找不規范的操作單獨小聲指導（同一位置，靜止，跳棋放毛巾外）。學生們實驗記錄填的差不多了，收每組的表格。實物投影展示六個組得到的實驗記錄。我們對這些實驗記錄進行分析，可以得到什么結論呢？學生回答：平面越光滑，小車受到的阻力越小，運動的距離越遠，小車速度較小（改變）的越慢。PPT展示實驗結論：平面越光滑，小車受到的阻力越小，運動的距離越遠，小車速度較小（改變）的越慢。我們得到了這樣的結論。根據這個實驗結論，我們猜想，假如水平面是絕對光滑的，小車還會停下來嗎，它將怎樣運動？學生回答：不會停下來，小車將一直運動下去。推理結論：如果水平面絕對光滑，物體在水平方向上受到的阻力為零，速度將不會減小（改變），物體將以恒定不變的速度永遠運動下去（做勻速直線運動）。但絕對光滑的表面，是沒有的。能得出這樣的結論，是我們在前面實驗的基礎上，進一步分析推理得到的。這是物理中經常要用到的一種實驗研究方法，叫什么？學生回答：理想實驗法。還記得我們之前在哪個實驗也接觸過理想實驗法嗎？學生回答：真空不能傳聲。運動的物體我們研究完了，那靜止的物體不受力時，將會怎樣呢？教師演示：小車靜止在水平面上把小車放這，在水平方向上不給任何推力。我們看到小車一直靜止下去。播放視頻：太空中失重狀態下靜止的物體這時宇航員們洗漱的場景，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地方，它們都能乖乖的呆在那不動。通過視頻我們再次驗證了我們的猜想，就是說：靜止的物體不受力時，將永遠保持靜止。二、牛頓第一定律這就是我們今天要學的牛頓第一定律：一切物體在沒有受到力的作用時，總保持靜止狀態或勻速直線運動狀態。（板書關鍵詞）意義：1.牛頓第一定律是總結了前人觀點的基礎上提出的，2.它明確了“一切物體”都有這樣的規律，并且只能處于靜止狀態或勻速直線運動狀態中的一種情況。3.牛頓第一定律的偉大之處還體現在由它得出的一切推論都經受住實踐的檢驗，是正確的。不受力時物體將做勻速直線運動，說明力是維持物體運動的原因嗎？學生回答：不是。結合前面學過的力的作用效果那力是干什么用的呢？學生回答：力可以改變物體的運動狀態。也就是說力不是維持物體運動的原因，力是改變物體的運動狀態的原因。那之前根據生活經驗認為物體的運動需要力來維持的哪些同學，現在知道自己哪里理解錯了嗎？學生自我剖析：1.足球我踢它它走，不踢它球就不動，這時力不是在維持足球的運動，而是在改變足球的運動快慢。2.我用力推桌子，桌子就走，不推就不走，這時推桌子桌子才走，是在改變桌子的運動狀態，而不是維持桌子的運動狀態。也就是說物體的運動并不需要力來維持，一切物體在不受力，就會保持靜止狀態或勻速直線運動狀態，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運動狀態不變的性質，叫慣性。慣性決定原來靜止的物體將永遠保持靜止，原來運動的物體將永遠保持運動。教師演示：紙板飛雞蛋提問：紙板飛了，雞蛋為什么能夠掉進杯里呢？教師解釋：因為雞蛋具有慣性。開始時雞蛋和紙板都處于靜止狀態，當紙板突然飛出去后，雞蛋由于具有慣性還要保持原來靜止狀態，所以會掉進杯子里。比如我們經常坐公交，當公交車突然啟動時，人會往哪倒呢？為什么？學生回答：向后到。開始時人和車一起處于靜止狀態，當車突然啟動時，車走了，人的腳由于受摩擦力隨車一起向前運動，但人的上半身由于慣性還要保持原來的靜止狀態，所以人會失去平衡而向后倒。那當公交車突然緊急剎車時，車上的人又會往哪倒呢？為什么？學生回答：向前倒。開始時人和車一起向前運動，當突然剎車時，車停止，腳也隨車停止，但人的上半身由于慣性還要保持原來的運動狀態，所以人會往前倒。又比如在行駛的火車上我豎直向上仍蘋果，等蘋果落下來時，還能落回手中嗎？學生回答：能落回手中，開始時，蘋果和人一起向前運動，當蘋果向上扔出時，由于具有慣性還要保持原來的運動狀態，人和蘋果一直是同速的，所以能落回手中。生活中還有哪些例子體現了慣性的存在呢？學生討論：1.比如跳遠前的助跑。助跑是為了運動起來，之前人是向前運動的，當跳起時人由于具有慣性還要保持原來的運動狀態繼續向前運動，所以會跳的更遠。2百米賽跑，沖刺終點時，運動員到達終點以后不能及時的停下來。原來運動員是運動的，當到達終點不再用力時，身體由于具有慣性還要保持原來的運動狀態繼續向前，所以不能及時停下來。3.扔鐵餅和實心球前，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保持原來的運動速度，所以會扔的更遠。4.洗完手，甩甩手上的水，甩手是為了使手和水一起運動，當手突然停止時，手上的水滴由于慣性還要保持原來的運動狀態，所以水會被甩掉。5.潑水體現了慣性，開始時，盆和水一起運動，當盆突然停止時，水由于慣性還要保持原來的運動狀態，所以水會被潑出去。6.錘頭松了，可以通過撞錘柄來使錘頭套緊。因為開始時錘子向下運動，當錘柄被撞擊而停止，但錘頭由于慣性還要保持原來的運動狀態，所以會套緊在一塊。7.一摞象棋，快速的打下面一顆棋子，上面的棋子不會倒塌。因為開始時所有棋子都處于靜止狀態，當擊打下面的棋子時，上面的棋子由于慣性還要保持原來的靜止狀態，所有還會落在原來的位置上，不會倒塌。同學們取的例子又多，解釋的又簡單明了，特別好！教師展示飛馳的汽車和火車圖片提出問題：想使幾乎同速行駛的汽車和火車停下來，改變誰更容易呢？學生答：使汽車挺下來更容易。那同學們猜想一下，為什么呢？學生回答：因為汽車的質量小。對，因為汽車的質量小。質量是慣性的大小唯一量度。質量大的物體慣性也大，慣性大的物體，運動狀態就難改變。學生閱讀小資料：2015年6月，長沈公路102國道一輛河北籍加長貨車運送一批鋼材，在躲其他車輛時，由于司機操作不當，剎車太急而造成貨車里的鋼材有慣性運動突破貨車駕駛室，將貨車兩名司機卡住，所幸，兩位司機受傷不重，沒有生命危險。 慣性有好的一面，也有不好的一面。它同時會給我們帶來許多傷害，比如各種車禍的發生，車輛超速了，雨雪天氣路滑啊，等等都容易出現車禍。那我們可以采取哪些措施，來減小慣性帶來的傷害呢？學生回答：系安全帶，限速，配備安全氣囊（減速或剎車或撞車）；車座上的頭枕（被追尾）；限速，保持車距，禁止超載。教師總結：所以我們今后乘坐汽車時要提醒家人系安全帶，車速不能太高，要保持車距。這些都可以防止慣性帶來的傷害。課堂小結：1、一切物體在沒有受到力的作用時，總保持靜止狀態或勻速直線運動狀態 2、力不是維持物體運動狀態的原因，力是改變物體運動狀態的原因3、一切物體都有保持勻速直線運動狀態或靜止狀態的性質4、慣性是物體的固有屬性，它只有大小沒有方向，慣性的大小由物體的質量決定。5、我們要利用慣性，也要防止慣性帶來的傷害。布置作業：1.完成學案上的習題。2.完成書后練習題：1、2、3、4題第八章 運動和力第一節 牛頓第一定律一、牛頓第一定律 內容：一切物體在沒有受到力的作用時，總保持靜止狀態或勻速直線運動狀態二、慣性一切物體都有保持原來運動狀態不變的性質，叫慣性板書設計：慣性的大小由質量決定學生在頭腦中建立正確的力和運動關系的過程，并非一帆風順，常常形成與亞里士多德相似的觀點，且根深蒂固。處理具體的實際問題時，一些直覺的錯誤觀點不時冒出來，存在著嚴重的口是心非問題。基于這種學情，我先播放一段NBA的投籃視頻，讓學生邊觀看運動員的精美動作與籃球的運動情況，一邊體會其中的力量之美，從而勾起學生對現實生活中關于運動的例子。然后給出古人的兩種觀點，讓學生結合自己的生活經驗討論“物體的運動到底需不需要力來維持”。 此時學生頭腦中根深蒂固的錯誤觀念就會暴露。接著通過學生親手做阻力影響運動的實驗，由真實的實驗現象和推理結論，讓學生認識到“物體的運動并不需要力來維持”，從而改正錯誤想法。牛頓第一定律是總結了運動的物體不受力和靜止的物體不受力這兩種情況。學生們平時只見過地面上靜止的物體，為了開拓視野，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）時的運動情況。【課后反思】發現學生們通過本節課的討論、交流、動手實驗、總結、推理、觀看視頻和演示實驗、解釋等學習方式，大部分能夠正確認識力與運動的關系，一切物體都有保持原來運動狀態不變的性質。但如果在開始出示古人的兩種對立觀點時，能夠給學生們更多的時間討論，會更能使學生隱藏在頭腦中的亞里士多德式的觀點暴露無遺，從而得到糾正，能更好的理解力與運動的關系，進而理解牛頓第一定律的意義