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人教版八年级下册物理《牛顿第一定律》教案
教学目标
1、知识与技能
(1)知道牛顿第一定律的内容
(2)知道惯性的概念
(3)知道二力平衡
2、过程与方法
(1)通过活动体验任何物体都具有惯性
(2)探究摩擦力对物体运动的影响
(3)探究二力平衡条件
3、情感、态度与价值观
通过活动和阅读感受科学就在身边
教学重难点
教学重点
1、探究摩擦力对物体运动的影响
2、认识生活中的惯性现象
3、探究二力平衡条件
教学难点
1、探究摩擦力对物体运动的影响实验结论的进一步分析
2、对牛顿第一定律文字叙述的理解
3、怎样解释惯性现象
4、学生设计实验探究二力平衡条件
教学工具
多媒体
教学过程
一、牛顿第一定律
1、提出问题
(1)让学生阅读课文第34页第1页自然段，看图11.5-1。
①讨论交流：课文列举了一类什么现象?
自行车、列车等运动的物体，停止施加动力，还会继续运动，但最终要停下来。
②根据你的生活经验或对身边所发生现象的观察。类似的例子请再举几个?
(2)让学生做类似实验：将笔盒放在课本上，在桌面上用力拉动课本。笔盒随课本运动，停止用力看看笔盒是否还会运动?
(3)“对运动的物体会停下来类生活中常见的现象，请你提一个相关的问题。如：运动的物体为什么会停下来?运动要靠力来维持吗?等。
(4)亚里士多德和伽利略对“运动的物体会停下来“的解释。
古希腊哲学家亚里士多德认为：如果要使一物体持续运动，就必须对它施加力的作用。如果这个力被撤消，物体就会停止运动。
科学家伽利略却通过理想实验，运用逻辑推理，对亚里士多德的观点提出了质疑。伽利略认为：物体的运动并不需要力维持，运动之所以会停下来，是因为受到了摩擦阻力。
让学生以对亚里士多德和伽利略观点进行评价，谈自己的看法。
对同一种现象，亚里士多德和伽利略给出了截然不同的解释。都有其理由。到底哪个说法正确，仅仅靠思辨不能回答，让我们自己动手、动脑来探究论证吧。
2、实验探究
探究：摩擦力对物体运动的影响。
怎样进行实验呢?
(1)让学生阅读课文第35页探究“摩擦力对物体运动的影响“。先完整地看一遍实验内容。
(2)提出问题让学生讨论。
①此实验过程中，控制哪些条件保持不变?用什么方法控制?
(要控制小车进入水平面时的速度大小和方向保持不变，控制方法：用同一辆小车，让小车自斜面顶端(相等的高度)从静止开始滑下。)
②哪些条件需要发生变化?用什么方法来实现这种变化?
(要改变小车在水平面上受到的摩擦力大小，改变方法：给水平桌面铺上粗糙程度不同的物体(毛巾、棉布)
③要观察和记录哪些数据
(要观察小车从同一高度滑下后在水平面上运动状态的变化情况，记录小车在水平面上通过的距离)
(3)学生分组实验
(4)学生交流观察到的三种情况下小车运动变化的情况，教师引导学生分析引起变化的原因。从表格记录中找出变化规律。liuxue86.com
结论：平面越光滑，小车运动的距离越远，这说明小车受到的摩擦力越小，速度减小得越少。
(5)进一步引导学生进行推理：如果物体不受力，速度不会减慢，它将永远运动下去。
3、牛顿第一定律
(1)伽利略对类似的实验进行了分析得出：如果表面绝对光滑，物体受到的阻力为零，速度不会减慢，将以恒定不变的速度永远运动下去。
(2)笛卡儿对伽利略推理结论的补充：物体如果不受力，运动方向也不会改变。
(3)英国科学家牛顿总结了伽利略等人的研究成果，概括出一条重要的物理规律：一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。
说明：(1)牛顿第一定律说明了物体的运动不需要靠力来维持。物体运动之所以会停下来，是由于物体受到了阻力。
(2)对牛顿第一定律中“将保持静止状态或匀速直线运动状态“这句话的含义，我们可以理解为：物体不受力时，原来静止的物体将永远保持静止状态;原来运动的物体将永远做匀速直线运动，速度的大小和方向都不改变。
二、惯性
1、演示：让学生照课文第36页图11.5-4所示，把4 个棋子摞起来。先猜猜：如果像图中那样用尺迅速打击最下面的棋子，上面的棋子落在何处?
提问：上面的棋子为什么不和被打飞的棋子一起飞出去呢?
2、让学生阅读课文第36页有关内容：从牛顿第一定律可以知道，一切物体都有保持原有运动状态的特性。我们把物体保持运动状态不变的特性叫做惯性，牛顿第一定律也叫惯性定律。
为了帮助学生理解，告诉学生：可以通俗地用物体有一种“习惯性”或叫“惰性”来理解“惯性”。就是说，一切物体都有一种“惰性”，这种“惰性”的表现就是不愿意改变原来的运动状态。只要不受到外界力的作用，它就保持原来的运动状态。除非有外力作用于它，才能迫使它改变原来的运动状态。
3、应用牛顿第一定律解释惯性现象
(1) 引导学生尝试用牛顿第一定律分析演示实验现象：上面的棋子原来的状态(静止)，由于惯性，它要保持静止状态，所以落回原处。
(2) 让同学们谈一下乘坐公交车，公交车启动、刹车时身体的感受。
(3) 学生看课文图11.5-5，讨论交流：为什么锤头松了木工师傅把锤柄在凳子上撞击几下，锤头就能紧紧地套在锤柄上?(锤子向凳子撞击时，锤头和锤柄一起向下运动，锤柄撞到凳子受到力作用，运动状态改变而停止运动，锤头继续向下运动使锤柄套紧。)
(4) 学生看课文图11.5-5，讨论交流：为什么骑车的速度太快，容易发生事例?(减速、拐弯或刹车时，骑车的人由于惯性身体会保持原来的速度向前运动，从而容易产生事故。)
(5)让学生阅读课文第37页科学世界<<汽车安全带>>认识人们如何利用安全带防止和减小汽车发生事故时由于惯性对驾驶员和乘客造成的伤害。
三、二力平衡
1、二力平衡
(1) 提出问题：惯性定律告诉我们，物体不受力时，将保持静止或匀速直线运动状态。但不受力的物体是不存在的，那么为什么有些物体还会保持静止或匀速直线运动状态呢?
(2) 探究：让学生提着书包不动。书包受重力和手对它向上的拉力，为什么书包受两个力作用会保持静止 ?
在平直马路上匀速行驶的汽车，受到牵引力和阻力。为什么水平方向汽车受两个力作用会保持匀速直线运动状态?
讨论：如果将手松开，书包将落到地上，显然向上的拉力将使书包下落的效果抵消了。使书包不至于下落;同样道理，汽车牵引力将阻力产生的效果，也可以说阻力将牵引力产生的效果抵消了。使汽车的速度不发生变化。
(3)结论：一些物体虽然受力，但是这几个力的作用效果相互抵消，就相当于不受力。
如果作用在物体上的几个力，它们作用在物体上的各个力改变物体运动状态的效果相互抵消，我们就说这几个力相互平衡。这时的物体我们就说它处于平衡状态。
2、二力平衡条件
(1)物体受两个力作用保持平衡的情况最简单，我们先来研究这种情况。
问题：物体受两个力作用一定就能保持静止或匀速直线运动状态吗?
举例：放在光滑斜面上的书，受重力和斜面的支持力但要沿斜面向下滑;电梯受重力和向上的拉力，起动时，速度越来越快。
问题：如果作用在物体上的力只有两个，且物体处于平衡状态，这两个力应该满足什么样的条件呢?
(2)探究：①让学生猜想在什么条件下二力平衡。(可能与作用力的大小、方向、作用位置…..有关)
②学生根据桌上所准备的实验装置，如图所示(还有若干质量相等或不等的砝码)，自己设计实验探究二力平衡时，两个力的大小、方向、作用点应该有什么关系。
③实验方法：在两边盘子中放质量相等的砝码，使木块受到大小相等、方向相反、作用在同一直线上的力。木块处于平衡(静止)状态。改变木块的受力情况：
a、改变其中一边盘子的砝码的质量，使木块受到的力大小不等。
b、将其中一边盘子的砝码移到另一边使木块受到的力方向相同。
c、转动木块，使木块受的力不在同一直线上。
d、垂直于木块受力方向移动木块，使木块受的力不在同一直线上且方向相同或不相同。
④各实验小组交流设计的实验方案，并对自己设计的方案进行修改。
⑤学生进行实验。
⑥结论：作用在同一物体上的两个力，如果大小相等、方向相反，并且在同一直线上，这两个力就彼此平衡。
力的平衡在日常生活中有许多实际应用，应会根据平衡状态，找出平衡力;根据物体受力情况，判断它是否处于平衡状态。
例：吊在空中重5N，静止不动时，电线对它的拉力是多大?
课后小结
牛顿第一定律说明了两个问题：
⑴它明确了力和运动的关系.物体的运动并不是需要力来维持,只有当物体的运动状态发生变化,即产生加速度时,才需要力的作用.在牛顿第一定律的基础上得出力的定性定义：力是一个物体对另一个物体的作用,它使受力物体改变运动状态.
⑵它提出了惯性的概念.物体之所以保持静止或匀速直线运动,是在不受力的条件下,由物体本身的特性来决定的.物体所固有的、保持原来运动状态不变的特性叫惯性.物体不受力时所作的匀速直线运动也叫惯性运动.
牛顿第一定律教学设计
教学目标
1、通过实验，进行合理的推理，对学生进行科学态度和科学方法的教育。
2、知道牛顿第一定律。
3、知道牛顿第一定律的重要应用。
教学重难点
1、理解牛顿第一定律内容的含义。
2、做好演示实验。
教学工具
多媒体
教学过程
通过上一章的学习，我们认识了力，同学们能不能举这样几个例子：
① 物体由静止变为运动的例子。
②物体运动速度由快变慢的例子。
③物体运动方向改变的例子。
由上面的例子可见：物体受力后，改变了物体的什么?(运动状态)
那物体不受外力呢?同学们猜一猜，运动状态会怎样呢?
静止的物体不受外力时，会不会自己运动起来?
运动的物体不受外力时，会不会自己停下来?
(学生讨论猜想)
同学们猜想的是否正确呢?我们下面就来研究探索这个问题：
Ⅰ、演示实验：
1、介绍实验装置：带斜面的长木板、小车、毛巾、棉布。
2、实验过程：
⑴在木板上铺一块毛巾，让小车从斜面上最高的一点，从静止开始滑下， 请同学们注意观察小车在毛巾面上的运动情况。
(请学生描述小车在毛巾面上的运动情况)
问：小车为什么运动地越来越慢，最后停下来?
讲述：由于阻力，小车由运动变为了静止。
(小车停住后，在其尾部位置插一小旗。)
问：能让小车运动得远一些吗?
(减小阻力，用棉布)
⑵将木板上的毛巾换为棉布,仍让同一小车在同一斜面的同一高度由静止开始滑下，这样就可以保证小车到达斜面底端是的速度相同，这样就可以保证了其他条件都不变，而只是减小了阻力。同学们注意观察小车在棉布表面的运动情况。
现象：小车速度越来越慢最终停下，但运动距离比上次远。
(小车停住后，在其尾部位置插一小旗)
问：小车运动距离为什么比上次远?
(受到的阻力比上次小)
问：能让小车运动的更远些吗?
(把阻力减小，用木板)
⑶撤去棉布，使用木板面。重复上面的实验。
3、(课件模拟以上三个实验，同时由同一高度由静止开始滑下)和学生一起分析：
条件：同一小车，从同一高度，有静止开始滑下(到达水平面上的速度相同)
(用气垫道轨演示f→0的情况，然后让学生猜想如果不受外力时物体的运动情况)
Ⅱ、实验结论：如果物体不受外力，运动物体将速度不变的运动下去，即匀速运动。早在三百年前，意大利的物理学家伽利略就是用这种方法得出了这个结论。
(板书)：物体不受外力时，运动物体—匀速
法国物理学家笛卡尔进一步补充了伽利略的结论，时人们的认识又深化了一步，笛卡尔认为运动的物体在不受外力时，除速度大小不会改变，永远运动下去，也不会改变运动方向，即匀速直线运动。
同学们想一想，如果静止的物体不受外力，能不能自己运动起来呢?(不能)
研究发现，静止的物体在不受外力时，仍会静止。
(板书)：
物体不受外力时，运动物体——匀速、直线 匀速直线运动
静止物体——静止
现在哪为同学能总结出，如果物体不受外力时，会是什么情况?
(学生总结)
一切物体在没有受到外力作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。
这个结论最早是由英国物理学家牛顿总结了伽利略等人的研究成果，概括出来的，这就是我们今天要来学习的“牛顿第一定律”。
(板书课题)：牛顿第一定律
(板书牛顿第一定律内容)
对学生进行表扬：总结的非常好，如果我们能早出生300年，那也许就会是以在座的某位同学的名字来命名的定律了。只要同学们认真学习，就会有更多的机会去发明、创造，为祖国、为整个人类做出贡献。
解释牛顿第一定律：
条件：一切物体在没有受到外力作用时。
结论：静止的物体保持静止状态
运动的物体保持匀速直线运动状态
即：动者恒动，静者恒静。
牛顿第一定律告诉我们：物体的运动不需要力来维持，力的作用是改变物体的运动状态。
牛顿第一定律是在大量实验事实的基础上，通过进一步的科学推理而概括出来的，这个结论虽无法直接用实验来证明，但从定律得出的一些推论都经受住了实践的检验。因此，牛顿第一定律已成为大家公认的力学三定律之一。
Ⅲ、同学们都知道两个月前，在澳大利亚的悉尼举行了第二十七届奥运会，我国获得了28枚金牌，居金牌榜第三位。运动员们为祖国争了光，假若在运动会进行的过程中某一时刻一切外力都消失了，(这里的外力主要是指大家熟悉的重力、摩擦力、空气阻力等。)那会发生什么情况呢?
①跳高运动员刚跳离地面时，一切外力都消失了，那会怎样呢?
(保持匀速直线运动状态，飞出体育场，冲出地球)
②即将起跑的运动员，一切外力消失，还能否运动起来?
③在环形跑道上进行800米比赛的运动员，刚开始时最前面的运动员速度最大，这时一切外力都消失，那后面的运动员能追上他吗?它能到达终点，取得金牌吗?
④学生讨论，举例。
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