人教版八年级下册8.1 牛顿第一定律教案设计

第八章　运动和力

第1节　牛顿第一定律

教学目标

【知识与技能】

1.了解伽利略理想实验的推理过程。

2.理解牛顿第一定律的内容和意义。

3.知道什么是惯性,能正确解释有关现象。

4.知道质量是物体惯性大小的量度,并能用来解释一些简单的现象。

【过程与方法】

1.通过实验和推理,探究物体不受力时怎样运动,体会伽利略“理想实验”的科学方法。

2.通过实验和观察活动,体验一切物体都具有惯性。

【情感·态度·价值观】

1.通过探究物体不受力时的运动状态,形成实事求是、尊重自然规律的科学态度。

2.通过学习惯性的应用,感受科学就在我们身边。

教学重难点

【教学重点】

“理想实验法”、牛顿第一定律、惯性。

【教学难点】

牛顿第一定律的理解。

教学过程

一、新课导入

航天员在“太空行走”时,航天员和飞船之间总是用一条“绳子”相连。你知道这条“绳子”有什么作用吗?

二、教学步骤

探究点1　阻力对物体运动的影响

[阅读课本]P16“阻力对物体运动的影响”

[思考]推动木箱在地面上向前运动,撤掉推力,木箱会停止,这是什么原因呢?

[提示]木箱在水平方向上不再受到推力的作用,但木箱受到与运动方向相反的摩擦力作用。

[思考]如图,伽利略理想实验中,小球能滚到与下落点等高的地方吗?

[提示]对称斜面,如果没有摩擦,小球就能滚到与下落点等高的地方。

[思考]如果没有摩擦,减小另一侧斜面的倾角,小球滚动的距离会怎样变化呢?

[提示]减小另一侧斜面的倾角,小球从同一位置释放要滚到与下落点等高的地方,滚动的距离就会变远。

[思考]如果没有摩擦,把另一侧斜面放平,小球的运动情况又是怎样的呢?

[提示]把另一侧斜面放平,小球将会一直运动下去。

[思考]摩擦阻力为零能做到吗?那这一结论是怎么来的呢?

[提示]实际上,接触面光滑,完全没有摩擦是很难做到的。这里,设想用完全没有摩擦的理想化方法进行推理,通常叫“理想实验法”,它是科学推理的一种重要方法。

[思考]小球在水平方向不受摩擦力,我们能做到吗?

[提示]接触面不可能绝对光滑,我们只能减小摩擦,但不能消除摩擦。

[思考]如果运动着的小球只受到摩擦力的作用,当摩擦力变小时,物体运动的距离会发生怎样的变化?

[提示]摩擦力变小,运动的距离会变大。

[思考]每次实验时都需控制小球从斜面上的同一高度下滑,这样做的目的是什么?

[提示]控制小球的水平初速度相同,通过比较运动的距离,判断摩擦阻力对运动的影响。

[思考]观察课本图8.1⁃2,让同一小车在不同材料的表面上运动的目的是什么?

[提示]小车与接触面的压力不变,改变接触面的粗糙程度,也就改变了小车受到的摩擦阻力。

[思考]小车在不同水平面上运动的距离是否相同?小车在哪种水平面上速度减小得最慢?你认为造成这些现象的原因是什么?

[提示]水平面越光滑,小车受到的摩擦力越小,运动速度减小得越慢,运动的距离就越长。

[思考]假设小车受到的阻力为零,它运动的速度还会减小吗?它将怎样运动?

[提示]假如小车受到的摩擦阻力为零,小车将永远运动下去,即一直做匀速直线运动。

[思考]物体的运动一定需要力来维持吗?物体不受力的作用会怎样运动?

[提示]物体的运动不需要力来维持。运动的物体会停下来,是因为它受到了阻力的作用。

[归纳提升]如果物体表面绝对光滑,物体受到的阻力为零,速度就不会减小,将以恒定不变的速度永远运动下去。

探究点2　牛顿第一定律

[阅读课本]P17“牛顿第一定律”

[思考]牛顿在前人研究的基础上,对大量的事实进行了深入研究,得出了什么结论?

[提示]牛顿第一定律: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。

[思考]牛顿第一定律成立的前提条件是什么?

[提示]“没有受到外力”是牛顿第一定律成立的前提条件。不受外力可以是某一方向上不受外力或者是合外力为零。

[思考]牛顿第一定律中的“一切”强调了什么?

[提示]“一切”表示宇宙间万事万物,即所有的物体都遵循这一规律,无一例外。

[思考]牛顿第一定律中的“总”强调了什么?

[提示]“总”表示过去遵守、现在遵守、将来也遵守,无论何时何地都遵守。

[思考]牛顿第一定律中的“或”表示什么意思呢?

[提示]“或”表示物体不受外力时,可能静止,也可能做匀速直线运动,“二者居其一”,也就是原来运动的物体保持匀速直线运动状态,原来静止的物体保持静止状态。

探究点3　惯性

[阅读课本]P18“惯性”

[思考]观察课本图8.1⁃3,金属片被弹出,小球去哪了?

[提示]小球原来是静止的,还要保持静止状态。

[思考]汽车突然开动时,车内乘客的运动情况会发生怎样的变化?

[提示]乘客原来是静止的,还要保持静止状态,身体会向后仰。

[思考]汽车突然刹车时,车内乘客的运动情况会发生怎样的变化?

[提示]乘客原来是运动的,还要保持运动状态,身体会向前倾。

[思考]这些问题说明了什么?

[提示]说明物体具有保持原来运动状态的性质。

[归纳提升]物体不受力的作用,原来静止的物体将一直保持静止状态,原来运动的物体将保持其速度一直运动下去。一切物体都有保持原来运动状态不变的性质,我们把这种性质叫做惯性。

[思考]物体不受外力作用时或运动状态不变时,也有惯性吗?

[提示]惯性是物体本身的一种性质,与是否受到外力无关;当物体的运动状态发生改变时,物体的这种性质就会表现出来。

[思考]任何物体都有惯性吗?

[提示]一切物体都具有惯性。不管物体是固体、液体还是气体,也不管物体是运动还是静止,无论是否受力,都具有惯性。

[思考]惯性有大小之分吗?

[提示]惯性是由物体的质量决定的,质量越大,惯性越大,与外力、运动状态无关。惯性是物体的一种普遍属性。

[思考]篮球场上,投篮后球不再受到手的推力,为什么还能继续向前运动?

[提示]运动的篮球,由于惯性还要保持运动状态。

[思考]航天员在“太空行走”时,为什么总是用一条“绳子”相连?

[提示]航天员在太空中不受外力作用,在“太空行走”的航天员回到仓中需要改变运动状态,绳子的作用是提供改变运动状态的外力。

[思考]生活中还有哪些利用惯性的实例呢?

[提示]斧头松了,可以把斧柄一端在物体上撞击几下,利用惯性使斧头套牢;拍打衣服,由于灰尘具有惯性,还要保持原来的静止状态,会从衣服上掉落下来。

[思考]惯性有没有危害呢?

[提示]跑步时,脚被障碍物绊到,身体由于惯性还要继续向前运动,从而向前跌倒。

[思考]高速公路上行车时,为了减少事故的发生,有哪些与惯性有关的交通安全规定?

[提示]为了防止紧急刹车时乘客撞伤,乘客需要系安全带;为了防止追尾,车辆间要保持车距;由于质量越大,惯性越大,车辆严禁超载等。

三、板书设计

第1节　牛顿第一定律

1.阻力对物体运动的影响

(1)“理想实验法”

(2)实验结论

2.牛顿第一定律

(1)内容

(2)内涵

3.惯性

(1)物体本身的性质

(2)质量越大,惯性越大

(3)生活中的惯性现象

教学反思

本节课的实验设计中让小球从同一高度下滑,学生很容易误以为是控制高度相同,探究时,要引导学生分析摩擦力和初始速度都对小球滑行距离有影响,由于有两个变量,需要采用控制变量法,而探究课题是“阻力对物体运动的影响”,所以需要控制初始速度相同,即将小球从同一高度滑下。