八年级物理下册 第七章 第七节 牛顿第一定律（第1课时）教案 （新版）北师大版.doc

《牛顿第一定律》
教学目标：
知识与技能
1、知道伽利略的理想实验及其主要推理过程和推论，知道理想实验是科学研究的重要方法。
2、理解牛顿第一定律的内容及意义。
3、理解惯性的概念，会正确解释惯性现象。
过程与方法
1、体验伽利略理想实验的推理过程，理解理想实验是科学研究的重要方法。
2、通过实验加深对牛顿第一定律的理解。
3、观察生活中的惯性现象。
情感、态度与价值观
通过亚里士多德和伽利略对力和运动关系的不同认识，通过对笛卡儿的推论和牛顿第一定律的比较分析，了解人类认识事物本质的曲折性。感悟科学是人类进步的不竭动力。
教学重点：
对牛顿第一定律和惯性的正确理解；科学思想的建立过程。
教学难点：
实验探究、交流与合作、多媒体辅助教学。
教学过程：
新课导入：
力和运动有关系吗？（情景创设，引入新课）
大屏幕播放视频：有趣的太空生活。
航天员在太空舱中游走穿梭，就像鱼儿在水中游泳一样；
航天员用吸管把水挤到空中，然后去喝空中漂浮的大水珠；
航天员洗刷时，随手去拿飘在空中的牙刷、牙膏、剃须刀等；
航天员互传桔子、苹果，然后去吃飘过来的水果。
观看后请学生尝试在教室内再现以上的某个情景。
学生尝试后得出结论：教室内无法再现。
【思考与讨论】
太空舱中的情景在教室内为何无法重现？
太空是一个几乎不受力的环境，在这样的环境中，一切物体都可以随拿随放，而在地球上，一切物体都受重力，把物体拿到空中静止释放后，物体并不能静止在原处，而是要落下来。
得出结论：力和运动是有关系的。以此引出课题：第五章 研究力和运动的关系
新课展示
一、力和运动有什么关系呢？
1、亚里士多德
【阅读与思考】
结合课本的内容，组织学生思考、讨论并引导学生得出下列问题的答案。
（1）古希腊哲学家亚里士多德的观点是什么，他凭什么得出观点的？
力是维持物体运动的原因； 观察和直觉。
（2）造成亚里士多德得出错误观点的原因是什么？
由于地面环境中重力和摩擦力的干扰。
【过渡引导】一边解说引导，一边用小车演示
其实，最先悟出这一原因的是17世纪意大利的物理学家伽利略。他观察到，在推力作用下运动的小车，撤去推力后，小车并不是立刻停止，而是运动了一段时间才停下来的。撤去推力，小车仍可以运动，这就说明：“力是维持运动的原因”这一观点，并不是力和运动的真正关系。为了找出力和运动的真正关系，伽利略巧妙的设计了一个实验，这个实验把他深邃的思想和超人的睿智体现的淋漓尽致，那么，这到底是一个什么样的实验呢？
2、伽利略的实验
（1）实验过程
（动画展示：层层设问，步步深入，让学生经历伽利略的思考过程，体验理想实验的科学研究方法）
装置介绍：两个对接的粗糙斜面，中间用圆弧相连。
师：让小球从一个斜面的某一个高度静止释放，小球的运动情况如何？试描述出来。
生：小球滚上另一个斜面，到不了原来的高度就返回了，然后在两个斜面间往返运动，高度越来越低，最终停在斜面的低端。
师：小球为什么达不到原来的高度，而且最终又停下来呢？
生：受到摩擦阻力的作用。
师：设想斜面光滑，没有摩擦，小球的运动情况如何呢？
生：小球将达到跟原来同样的高度，然后在两个斜面间往返运动，永不停息。
师：如果减小第二个斜面的倾斜度，小球的运动情况如何？和前一次有什么异同呢?
生：小球依然达到同一高度，但经过的路程会更长，用的时间也更长。
师：推想：如果持续减小第二个斜面的倾斜度，小球的运动情况如何呢？
生：小球仍会达到同一高度，只是走的路程越来越长，所需的时间越来越长，
师：当第二个斜面变成水平面时，小球的运动情况如何呢？
生：小球将沿着光滑的水平面一直运动下去，永不返回。
师生总结：小球在水平方向上不受力，仍可以运动，这就说明：运动并不需要力来维持。伽利略由此得出结论：力不是维持运动的原因。
【过渡引导】
伽利略实验的整个过程，都是在假设斜面光滑没有摩擦的前提下进行的，而绝对光滑的斜面是不存在的，所以说伽利略的实验是一个理想实验。那么什么是理想实验呢？
（2）理想实验
在学生稍加讨论后，给出理想实验的概念。
理想实验是在思想中塑造的一种理想过程。它是以科学实验为基础，以科学事实为根据，突出主要因素，排除次要因素，运用逻辑推理，揭示物理世界的内在联系，发现物理规律。这是科学研究的重要方法。
举例说明：理想实验并不神秘。在我们下棋时，每走一步之前，总会先在脑海里布局一个假象的战场，我如何走，对手如何应付，我该怎样走，对手才无路可走。棋技越高，设想的布局方案也就越多，越深入，越全面。在这个过程，我们就在进行着理想实验。
（3）实验设计
根据伽利略的实验和你对理想实验的理解，设计一个实验，说明力不是维持物体运动的原因。
器材：毛巾、棉布、木板、劈型斜面、小车
要求：同桌讨论实验方案，说明实验步骤。
在学生讨论完后，请两个同学展示讨论的结果，边做实验边解说。（试验中要体现理想实验的思想，并合理推出结论）
（4）实验验证
播放视频：
（请同学们要特别注意观察物体被推出后的运动状态。）
两位航天员传背包；两位男航天员传送一位女航天员。
太空可以看做是一个几乎不受力的环境，在这样的环境中，具有初速的物体一直运动。这就直接验证了伽利略的结论。
【过渡引导】
在伽利略实验的基础上，法国科学家笛卡尔，对力和运动的关系做了进一步的推论。英国科学家牛顿做了进一步的补充、完善和总结，提出了牛顿第一定律。
二、牛顿第一定律
1、笛卡尔的推论
一个不受外界任何影响的运动着的物体，将保持原来的运动，一个静止的不受外界影响的物体，将保持静止。
2、牛顿第一定律
一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到外力迫使它改变运动状态为止。
【思考与讨论】
（1）笛卡尔的推论中，外界影响指什么呢？
外力的作用。
（2）比较、分析、讨论牛顿第一定律比笛卡尔的推论有哪些地方更完善了？
体现在以下四点：
①一个 —→ 一切： 体现出普遍性、共性;
②将保持 —→ 总保持： 体现出物体的固有性、特性;
③只研究了物体不受力的情况—→还研究了受外力的情况:说明了外力的作用;
④表述上，牛顿第一定律比笛卡尔的推论更明确，更简洁。
（3）通过（2）的分析，总结牛顿第一定律的意义。
①说明了物体不受力时的状态：匀速直线运动状态或静止状态。
②说明了力的作用：力是改变物体的运动状态的原因。
③揭示了一切物体都具有的一种固有属性——惯性，因此，牛顿第一定律又叫做惯性定律。
【过渡引导】
那么什么是惯性呢？（根据牛顿第一定律得出惯性的定义。）
三、惯性
1、定义：物体保持匀速直线运动状态或静止状态的特性。
2、说明：
①一切物体都有惯性，惯性是物体的固有属性。
(为更好的理解“一切”和“固有”，设计以下两个问题和一个视频)
问题：地球上的物体有惯性，太空中的物体有惯性吗？
问题：人行走时有惯性，静止时有惯性吗？
播放视频：有关生活中惯性的例子，请学生解释。
【思考与讨论】
惯性是物体的固有属性，那么惯性有大小吗？（结合视频思考、讨论、分析该问题。）
播放视频：
一弹簧弹开静止的质量不同的小车，两车运动的距离不同；
卡车和自行车同时刹车，停止的难以程度不同。
师生总结：质量不同的物体，保持原有运动状态的本领是不同的，质量越大，保持原有运动状态的本领越大，就说物体的惯性越大；相反，惯性越小。可见，物体的惯性是有大小的，并且质量是物体惯性大小的唯一量度。
②质量是物体惯性大小的唯一量度。
练习：1kg的铁块、1kg的木块、1kg的棉花，谁的惯性最大？
师生总结
学生总结：（这节课我学到了什么？）
教师总结：通过亚里士多德和伽利略对力和运动关系的不同认识，通过对笛卡尔的推论和牛顿第一定律的比较分析，我们知道了，人类对事物或规律的认识，并不是一蹴而就，一步到位的，而是经历着一个步步深入。逐步完善的曲折的过程。