【教学设计一】第1节牛顿第一定律.doc

第1节 牛顿第一定律
【设计理念】
本节所述内容在初中课本上已涉及到，初中课本中用到的标题是惯性定律，所以学生已有一定的基础，关键是如何让学生加深对牛顿第一定律的理解。对力和运动的关系，从日常经验出发，人们往往会产生错误的认识，所以使学生建立起运动改变的原因在于物体间的相互作用力的观点，不是轻而易举的事情。在对惯性的学习中，这仍是学生难于理解的问题。许多学生把物体具有保持匀速直线运动和静止状态的性质与物体在这种状态下的特点混为一谈。
【教材分析】
本节位于人教版初中物理八年级下册第八章第一节，牛顿第一定律是牛顿定律的基石，正是因为它破除了长达近两千年的亚里士多德的错误，改变了人类的自然观和世界观，才导致牛顿第二定律得出。与此同时，它本身还包含着力、惯性、和参考系这些极富成果的科学概念，成为物理学理论的支柱和基石。另外，伽利略的研究过程蕴涵了重要的科学方法，教学中要引导学生领会牛顿第一定律的含义，充分说明伽利略“理想实验”的实验基础和推理过程，展示了伽利略斜面理想实验的猜想依据、推断结果这一思维过程，通过教学让学生明确运动和力的关系，提升对力、惯性、质量等基本概念的理解。
【教学目标】
知识目标：
1.知道牛顿第一定律,常识性了解伽利略理想实验的推理过程.
2.知道什么是惯性,了解惯性现象的解释,还有日常生活中的惯性现象.
能力目标：　　
1.通过斜面小车实验,培养学生的观察能力,动手能力.
2.通过实验分析,初步培养学生科学的思维方法(分析、概括、推理).
情感目标：
1.通过伽利略的理想实验, 对学生进行严谨的科学态度教育.
【教学重点】
理解牛顿第一定律，并能解释惯性现象。
【教学难点】
1．明确“力是维持物体运动的原因”观点是错误的。
2.伽利略理想实验的推理过程
3.通过对小车实验的分析比较得出牛顿第一定律。
【教学方法】牛顿第一定律是在实验的基础上分析、论证得出来的，所以主要采用实验探究法、转换法及控制变量法。
【教学资源】 课件、斜面、木板、棉布、毛巾、小车、粉笔盒、白纸等。
【教学过程】
教 学 过 程
(一)引入新课
在第七章基础上，我们在第八章里来研究运动和力的关系。这部分知识的基础是机械运动。这部分内容在物理中属于动力学。
学习动力学的知识后，可以在知道物体受力情况后确定物体的运动状态；在知道物体的运动状态的情况下，可以确定它的受力情况。动力学的知识在科学研究和生产实际中有着非常广泛的应用，如研究交通工具的速度问题，天体的运动问题等，我们就是从牛顿第一定律开始。
(二)教学具体过程
实验：在桌上放着一本物理书，它是静止的，怎样才能让它运动起来呢？要用力去推它。从这个例子可以看出物体要运动，需要对它施加力的作用。力是使物体运动的原因吗？
这是一个运动和力的关系问题。这个问题在2000多年前人们就对它进行了研究，下面我们来回顾一下历史。

1、历史的回顾
2000多年前，古希腊哲学家亚里斯多德根据当时人们对运动和力的关系的认识提出一个观点：必须有力作用在物体上，物体才能运动。
这种观点的提出是很自然的。我们从周围的事情出发，很容易就会得到这个结论。如车不推就不走，门不拉不开等。这种观点统治人们的思想有两千年。
直到17世纪，意大利科学家伽利略才指出这种说法是有问题的，他分析到：运动的车停下来是由于摩擦力的原因，运动物体减速的原因是摩擦力。伽利略提出了自己的看法，他指出：物体一旦具有某一速度，没有加速和减速的原因，这个速度将保持不变。这里所指的减速的原因就是摩擦力。（设计意图：开门见山，引入课题 激发学生的学习兴趣，如果接触面非常光滑，没有摩擦，那小球会怎样？）

为了证实结论的正确，他设计了一个理想实验，下面利用一个跟他的理想实验装置相似的实验向大家介绍一下伽利略的实验。
实验：有两个斜面，用一个小球放到左边的斜面上，放手后小球从左边斜面上滚下后滚到右边的斜面上。在有摩擦力的情况下，到达右边斜面的高度比左边的释放高度要低。

伽利略所设计的实验是这样的：实验装置跟现在的一样，实验时若没有摩擦力，(当然没有摩擦力是不可能的，所以他的实验是想象中的理想实验。)我们看一下小球在这个理想实验中会怎样运动。
把小球放到左边斜面的某一个高度，放手后由于有加速的原因，所以小球会从斜面上滚下，越滚越快；到右边斜面时，由于有减速的原因，小球会越滚越慢。在没有摩擦力的情况下，小球应达到左边的释放高度。
改变右边斜面的倾角，倾角变小，小球要达到同样的高度，要在斜面上走更远的距离。当右边倾角为零时，小球将一直滚下去永远达不到左边的释放高度，这个速度将保持不变。
根据教材17页，设置以下实验：

表面状况
阻力的大小
小车运动的距离
木板

棉布

毛巾

(设计意图: 对比实验，找出问题的本质,从而理解物体的运动和力的关系．在对比实验的基础上进行合理的逻辑推理通过举例进一步理解物体的运动不需要力来维持。)
分析上表得出结论:平面越光滑,小车运动的距离越_____,这说明小车受到的阻力越_____,速度减小的越______.如果小车不受阻力,小车将_________________________.
推理:如果物体不受力,它将_______________________________________.
上述实验证明__________的观点是正确的.后来,_____国物理学家________总结了前人的研究成果,概括出一条重要的物理规律:___________________________________________
__________这就是著名的牛顿第一定律.
法国科学家笛卡尔补充和完善了伽利略的论点，提出了惯性定律：如果没有其它原因，运动的物体将继续以同一速度沿着一条直线运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向。
伽利略和笛卡尔对物体的运动作了准确的描述，但是没有指明原因是什么，这个原因跟运动的关系是什么。
牛顿总结了前人的经验，指出了加速和减速的原因是什么，并指出了这个原因跟运动的关系，这就是牛顿第一定律。

2、牛顿第一定律：
一切物体总保持匀速运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。
从牛顿第一定律可以看出：
(1)物体在不受力时，总保持匀速运动状态或静止状态。
(2)物体有保持匀速直线运动状态的性质，叫做惯性。、
(3)物体运动状态的改变需要外力。
3、惯性
（1）阅读课本上的“想想议议”部分,猜想一下发生的现象是:_______________________.
然后自己找一块橡皮,放在一张纸条上,快速把纸条抽出,看一下有什么现象?
（2）阅读课本18页最后几段,了解一下日常中常见的惯性现象,学会解释现象的方法,然后合上课本,自己试着用惯性的知识解释一下,最后再考虑一下下面的问题:
当汽车开动时,站在车上的人为什么向后仰?
解释一下课本图8.1-4中锤头为什么能紧套在锤柄上?
(设计意图：培养学生刨根问底的严谨态度,通过生活中的例子进一步理解惯性。)
惯性是物体的固有属性，不论物体运动与否、受力与否，都具有惯性，且惯性大小只和质量有关。
一切物体都具有惯性，物体的运动并非一定需要力来维持。

4、小结
本节课我们主要学习了以下几个问题：
(1)历史上几位科学家对力和运动关系的看法和研究。
(2)伽利略得到力和运动关系的研究方法。
(3)牛顿第一定律的内容；
(4)惯性及应用惯性知识解决实际问题的方法。
（设计意图：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。）
板书设计

牛顿第一定律
1、 力与运动探讨：
力是维持物体运动的原因吗？

2、 回顾历史：
回顾历史上几位科学家的观点

3、 牛顿第一定律：
一切物体总保持匀速运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。

4、 惯性：
惯性是物体的固有属性，且惯性大小只和质量有关

5、 小结：
(1)力与运动关系的探讨。
(2)伽利略理想斜面实验。
(3)牛顿第一定律的内容。
(4)惯性。

【布置作业】课本19页3、4
【教学反思】

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