1、1第 1 节 牛顿第一定律本节内容中的第一个知识点“牛顿第一定律” ，是在上章力的作用效果之一“改变物体运动状态”的基础上提出问题，通过实验、分析、推理得出的。第二个知识点“惯性”是生活中常见的现象，但学生们很少想过为什么。教材从学生熟悉的事例入手提出问题，容易引起学生们的学习兴趣，解释清楚了现象，对牛顿第一定律也就有了较好的理解。牛顿第一定律和惯性是本节的重点，对惯性现象的解释是本节的难点。教学中教师重在引导，引导学生根据生活经验及现象大胆假设，小心求证，合理推测。在掌握知识的基础上，能用所学知识分析、解释生活中的现象，解决生活中的简单问题。做好探究实验是本节课的重点，实验现象非常明显，重要
2、的是在实验的基础上进行科学推理，在教学活动中，应突出这一过程，使学生充分认识到科学推理在物理学中的重要意义。对惯性现象的理解和应用是本节课的难点，在掌握知识的基础上，通过再现生活中经常见到的一些现象，用所学知识分析、解决生活中的简单问题，从而理解惯性的概念。三维目标 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，会解释简单的惯性现象。过程与方法1经历牛顿第一定律的发现过程，通过实验探究阻力对物体运动的影响；2从对牛顿第一定律的探究过程中发展学生的观察能力、分析能力、归纳论证能力和表述信息的能力。情感、态度与价值观通过对实验探究活动的参与，养成实事求是、尊重自然规律的科学态度，不迷信权威
3、，并认识到交流与合作的重要性，有主动与他人合作的精神。教学重点 牛顿第一定律及惯性。教学难点 1伽利略理想实验的推理过程；2用惯性解释生活中的现象。教学方法 探究法：通过学生的探究实验，引导学生正确推理，概括出牛顿第一定律。分析法：在学习掌握牛顿第一定律的基础上，通过学生们的讨论分析解释生活中的现象，理解惯性的概念，学会分析问题的思路和方法。课时安排 1 课时2教学准备 惯性小车、斜面、光滑木板、毛巾、棉布、棋子、直尺、长方体木块、两个定滑轮、钩码若干、细绳、投影仪等。教 学 过 程导入新课 Error!通过媒体播放一组生活情境动画：如关闭发动机的列车、自由摆动的秋千、踢出去的足球、自行车比赛
4、中冲过终点的自行车、滑雪比赛中到达终点后的运动员等一系列运动的物体最终要停下来的动画。学生观看并思考问题：物体为什么会运动？物体运动是否需要力的维持？运动的物体为什么会停下来呢？Error!用多媒体播放来自生活的图片并思考提出的问题：警察让司机系安全带，为什么？亚洲飞人柯受良驾车飞越黄河，他凭什么有这种胆识去飞越气势磅礴的黄河呢？学生思考：运动和力之间有什么关系呢？Error!体验性实验：将笔盒放在课本上，在桌面上拉动课本，笔盒随课本运动，停止用力看看笔盒是否还会运动。比较交流：自行车、列车等运动的物体，停止施加动力，还会继续运动吗？为什么最终会停下来？教学说明：从学生熟悉的生活及自然现象入手
5、，引入新课题，分析过程中，要注意引导学生主动思考问题，提出问题。推进新课 一、阻力对物体运动的影响让学生阅读课文第 16 页，看图 8.11。自主探究提示：(1)结合生活体验回答下列问题：怎样能够使静止的足球运动起来？足球离开运动员的脚以后，在草地上滚动的过程中速度有何变化？骑自行车时，如果停止蹬车，自行3车运动情况会有什么变化？因此，你认为物体的运动是不是一定需要力来维持？物体的运动和物体的受力之间可能有什么关系？(2)亚里士多德和伽利略都对物体的运动和受力关系进行了研究，你同意谁的观点？亚里士多德认为：如果要使物体持续运动，就必须对它施加力的作用。如果这个力被撤销，物体就会停止运动。伽利略
6、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。让学生对亚里士多德和伽利略的观点进行评价，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。到底哪个说法正确，仅仅靠思考不能回答，让我们自己动手、动脑来探究论证吧。实验探究：阻力对物体运动的影响。让学生阅读课文第 17 页探究“阻力对物体运动的影响” 。先完整地看一遍实验内容。分组实验：在水平桌面上铺上粗糙程度不同的物体(毛巾、棉布、木板等)，让小车自斜面顶端从静止开始滑下。观察小车从同一高度滑下后，在不同表面运动的距离。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
7、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：在水平桌面上铺上粗糙程度不同的物体，如毛巾、棉布、木板等。(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。让学生展示实验的结果和结论。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。接触面阻力的大小(选填“较大” “较小”或“最小”)小车运动的距离(选填“较短
8、”“较长”或“最长”)毛巾 较大 较短4棉布 较小 较长木板 最小 最长结论：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，速度减小得越慢。播放视频：目前的一项体育项目冰壶运动，由于冰壶运动过程阻力很小，能以几乎不变的速度前进。从视频可以看出，冰壶在一段时间内速度的大小和方向几乎不变，直到碰上另一个冰壶。回到探究实验，引导学生推理：假如小车不受摩擦力，会怎样运动？结论：如果小车不受力，速度不会减慢，小车将永远运动下去。说明：在我们今天看来是非常简单的道理，它被发现的过程往往是非常艰难的。科学家如果没有坚强的意志和信念，没有足够的事实和理论依据，就不可能最终收获成功的硕果。二、牛顿
9、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)笛卡儿对伽利略的结论进行了补充：物体如果不受力，运动方向也不会改变。(3)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，是由于物体受到了力的作用。(2)对牛顿第一定律中“总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
10、匀速直线运动，速度的大小和方向都不改变。强调：牛顿第一定律是通过分析事实，再进一步概括、推理得出的，不是直接的实验结论，但其中符合逻辑的科学推理是非常重要的。三、惯性牛顿第一定律还指出一切物体都具有一种性质，我们把这种性质叫惯性。1思考、讨论下面两个问题：5(1)为什么立定跳远不如助跑跳远跳得远？(2)参加百米比赛的运动员到达终点时为什么很难立即停下来？2演示实验 1：小车上放一碗水，让碗与小车均处于静止状态，突然使小车向右启动时，碗中的水向左泼出。突然使小车停下时，碗中的水向右泼出。演示实验 2：小车突然运动和突然停下来时表现出的惯性现象，如下图。思考问题：为什么突然拉动小车时，木块向后倒；
11、而小车突然停止时，木块向前倒？根据木块的运动能不能解释汽车在突然启动和急刹车时乘客表现出的状态？归纳总结：木块向后倒或向前倒，是因为木块上部和下部的运动状态不一样。当小车突然启动时，木块下部随小车一起运动，而木块的上部由于惯性还要保持静止状态，于是木块向后倒。当运动的小车突然停下时，木块的上部由于惯性还要保持向前运动的状态，下部由于和小车间的摩擦而随小车静止，于是木块向前倒。3试一试：请你在地面上用力竖直向上跳起，观察一下，落地点将落在起跳点的前边、后边还是起跳点上？想一想：(1)当你在匀速直线运动的火车车厢内竖直向上跳起、落下后将落在起跳点的前方、后方还是起跳点上？(2)当你在火车车厢内竖直
12、向上跳起后，火车突然加速，你落下后将落在起跳点的前方、后方还是起跳点上？4精彩展示课前选出 6 个学生，两人一组，提前练习下面 3 个实验中的一个，课上让他们精彩展示。(1)将纸条压在玻璃板下，猛然抽出玻璃杯下的纸条。(2)将 5 个象棋子叠起来，让两个学生展示迅速击打最下面一个棋子。(3)在装有水的杯子上放一块硬纸板，硬纸板上放一鸡蛋，迅速击打鸡蛋下的硬纸板。6学生讨论分析。大量事实表明，一切物体都有保持静止状态或匀速直线运动状态的性质。我们把物体保持运动状态不变的性质叫做惯性。5应用牛顿第一定律解释惯性现象(1)让学生们谈一下乘坐公交车过程中，当公交车启动或刹车时身体的感受。归纳总结：(1
13、)当公交车启动时，人的脚底由于摩擦而随之运动，人的上身由于惯性，仍保持原来的静止状态，所以启动时，人会后仰。(2)当公交车刹车时，人的脚底由于摩擦而随之静止，人的上身由于惯性，会保持继续向前运动的状态，所以刹车时，人会前倾。讨论交流：为什么锤头松了，木工师傅把锤柄在石块上撞击几下，锤头就能紧紧地套在锤柄上？提示：锤子向石块撞击时，锤头和锤柄一起向下运动，锤柄撞到石块受到力作用，运动状态改变而停止运动，锤头继续向下运动使锤柄套紧。(3)学生看课文第 18 页的“想想议议” ，讨论交流：为什么汽车的速度太快，容易发生事故？阅读课文第 19 页科学世界汽车安全带和安全气囊 ，认识人们如何利用安全带防
14、止和减小汽车发生事故时造成的伤害。总结归纳：(1)利用惯性：跳远运动员的助跑；用力可以将石头甩出很远；骑自行车蹬几下后可以让它自动前行一段距离。(2)防止惯性带来的危害：小型客车司机和前排乘客要系安全带；车辆行驶要限载限速；7车辆行驶要保持距离。Error!1对于牛顿第一定律的看法，下列观点正确的是( )。A验证牛顿第一定律的实验可以做出来，所以惯性定律是正确的B验证牛顿第一定律的实验做不出来，所以惯性定律不能肯定是正确的C验证牛顿第一定律的实验做不出来，但可以通过在事实基础上进一步科学推理得出牛顿第一定律D验证牛顿第一定律的实验虽然现在做不出来，但总有一天可以用实验来验证答案：C2下列说法中
15、正确的是( )。A没有力的作用物体就不会运动B运动的物体一定受到了力的作用C静止的物体一定是没有受到力的作用D运动的物体如果不受力，它将永远运动下去答案：D3根据实验事实和一定的理论推理从而揭示自然规律是研究科学的重要方法。如图所示，从斜面上同一高度下滑的小车，在铺有毛巾的水平面上，运动路程很短；如果在没有摩擦的水平面上，将做匀速直线运动；如果在较光滑的水平面上，运动路程将很长；在铺有棉布的水平面上，运动路程较短；在水平平整的木板表面上，运动路程较长。则下面的判断和排列次序正确的是( )。A事实，推论 B事实，推论C事实，推论 D事实，推论答案：B4下列现象中，不能用惯性知识解释的是( )。A
16、司机开车时需要系安全带 B运动员跳远时需要助跑C敲打鸡蛋时鸡蛋碎了 D投出的铅球离开手后继续向前运动答案：C5把一个装着水的瓶子竖直立在一个网状袋子里，如图所示，手握袋子一端用力挥动，你会发现瓶子里“滴水不漏” 。试一试，然后试着解释一下这种现象。8答案：由于惯性，瓶子里的水保持与瓶子的运动状态相同，故“滴水不漏” 。板 书 设 计活 动 与 探 究有人说春节联欢晚会中刘谦的螺丝魔术颠覆了牛顿第一定律：不给螺帽力的作用，螺帽也能运动起来。你怎么看？请在百度中搜索“刘谦螺丝魔术揭秘” ，弄清刘谦螺丝魔术的原理。教 学 反 思本节课以科学方法为指导，注重培养学生研究物理问题的能力。让学生经历探究过
17、程，体验科学探究的基本方法，领悟科学方法和科学思想。课堂上，学生人人参与，人人发言，真正体现了将课堂还给学生，将老师的教转化为学生的学，很好地体现了“自主合作探究学习”的课堂教学特点。关于力和运动关系的发展过程是很好的物理学史的教材，如何让学生在一堂课中体验这种物理规律的形成过程是我们所要思考的。备 课 资 料牛顿第一定律产生的历史背景历史上曾经有过天动学说和地动学说的争论，以亚里士多德为代表的天动学说为了证明地球是静止的，论证到：我们看到竖直上抛的东西，即使被抛到极大高度也总是从其被抛出的地方沿原路返回原处，如果地球是运动的，那么这种情况就不会发生。因为在抛出物体上升和下降的这段时间内离开了
18、地球，若地球转动，则落地点要向西移动很长一段距离，而它就是抛出物体落地点和抛出点相隔的距离。伽利略是地动学说的支持者，他以船9桅杆顶上落下的石块为例，指出不论船停泊不动或以任何速度行驶，石块总是落到船的同一位置。同样道理对地球也成立，从石块总是落到塔底这一事实，根本无法推断地球究竟是运动还是静止。伽利略的论证不仅有力地驳斥了天动学说，而且包含深刻的物理意义，这就是石块在船桅杆顶(或塔顶)时已具备了与船(或地球)同样的速度，当石块离开船桅杆(或塔顶)后，除了附加下落速度外，还保持了原来船(或地球)的运动速度，所以不论船(或地球)是静止不动还是正在行驶，石块总是落在同一位置。伽利略在关于两种新科学的对话中，通过理想实验，论证水平面上的直线运动是惯性运动，并在此基础上进一步抽象出力学相对性原理，他指出“在一条停泊的船上所做的力学实验和一条行驶的船上所做的实验，二者结果完全相同，只要行驶的船相对于静止的船是匀速运动的” 。这里伽利略所谓停泊的船实际上就是相对地球静止与地球同速而已。牛顿在伽利略的论证基础上，抽象出了牛顿第一定律：“每个物体都将继续它的静止或匀速直线运动状态，除非被加予它上面的力所迫改变这个状态。 ”
