【大单元核心素养】人教版物理八年级下册8.1《牛顿第一定律》课件+教案+大单元教学设计

第八章  运动和力8.1 牛顿第一定律物理观念:知道并理解牛顿第一定律;理解力是改变物体运动状态的原因,而不是维持物体运动的原因:理解物体的惯性,会运用惯性解释简单的惯性现象。科学思维:通过活动体会物体都有惯性,尝试用己知的科学规律解释具体的问题,具有初步的分析概括和语言表达能力。科学探究:通过实验探究阻力对物体运动的影响,具有初步的观察能力、逻辑推理能力和科学想象力。科学态度与责任:通过观察与实验、探究与讨论、分析与概括等教学活动,激发学习兴趣,培养科学探究的精神:用辩证的观点认识惯性的利与弊。1.通过实验探究，知道阻力对物体运动的影响。2.经历建立牛顿第一定律的科学推理过程，认识牛顿第一定律；3.通过生活经验和事实知道惯性，能用惯性解释相关现象。重点、难点重点、难点重点新知导入观察与思考滑板车在沿水平方向运动时，如果我们不再蹬地，它最终就会停下来；冰壶在冰面上运动时，如果不继续推动它，最终会停下来；被踢出去的足球，在地面上滚动，如果不继续踢它，最终会停下来。提出问题生活中还有很多类似的现象，请同学们认真分析物体的运动需要力来维持吗？新知导入观点一滑板车、冰壶、足球停下来说明物体的运动需要力来维持。观点二玩滑板车时，人不蹬地车还能继续前进；运动员不推冰壶，还能继续前进；不踢足球，还能继续前进说明物体的运动不需要力来维持。你认为谁正确？说说你的理由。新知讲解物体的运动并不需要力来维持，运动的物体之所以会停下来，是因为受到了阻力。如果要使一个物体持续运动，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。力是改变物体运动状态的原因物体的运动需要力来维持新知讲解伽利略的理想实验 伽利略认为，当小球沿左侧斜面的某一高度向下运动时，无论右侧斜面的坡度如何，小球都会沿斜面上升到一定的高度。如果各种阻力都小到可以忽略，在理想情况下，小球将会沿右侧斜面上升到与左侧下落点等高的地方（如图），而且右侧斜面的坡度越小，小球要上升到相同高度所用的运动时间就越长；如果右侧成了水平面，那么，小球将因为永远无法达到那个高度而一直沿直线运动下去。知识拓展新知讲解让小车从同一斜面上的同一高度由静止自由滑下，如图所示改变水平面表面的粗糙程度，使其对小车运动的阻力不相同。第一次在水平面上铺毛巾，第二次铺棉布，第三次将棉布去掉，只剩下玻璃板，比较小车每次在水平面上滑行的距离。新知讲解1.将毛巾放在玻璃板上，让小车从斜面顶端由静止下放，观察小车在毛巾面上运动的情况；2.将棉布放在玻璃板上，让小车从斜面顶端由静止下放，观察小车在棉布面上运动的情况；3.让小车从斜面顶端由静止下放，观察小车在玻璃板面上运动的情况。新知讲解小车受到的阻力越小，小车运动的距离越远，速度减小得越慢。新知讲解1.实验方法：控制变量法（同一小车从同一斜面同一高度由静止滑下）。2.控制小车从斜面上同一高度处由静止释放，使小车到斜面底端时具有相同的初速度。新知讲解 假如水平面绝对光滑，小车受到的阻力为零，小车的速度将不会减小，它将以恒定不变的速度永远运动下去。科学推理法新知讲解 例1：用如图所示的实验装置研究运动和力的关系：（1）每次都让小车从同一斜面的相同位置由静止开始滑下，是为了使小车在滑到斜面底端时具有相同的 ；（2）比较图中小车在不同表面滑行的最大距离，可以得出：在初速度相同的条件下，水平面越光滑，小车受到的摩擦力越小，小车运动距离越 ；（3）在此实验的基础上进行合理的推理，可以得到：运动物体不受外力时，它将 。【答案】 速度 远 做匀速直线运动【详解】（1）[1]同一小车从同一高度，具有的重力势能相同，下滑过程中，重力势能转化为的动能相等，质量不变，小车在滑到斜面底端时具有相同的速度。（2）[2]由图知，在初速度相同的条件下，水平面越光滑，小车受到的摩擦力越小，速度减小的越慢，小车运动的越远。 （3）[3]由此推理可知，如果运动的物体不受阻力作用，则物体的速度保持不变，运动状态不变，将做匀速直线运动。新知讲解 如果物体受到的阻力为零，速度就不会减小，物体将以恒定不变的速度永远运动下去。笛卡儿 如果物体处于运动之中，那么如无其他作用的话，它将继续以同一速度在同一直线上运动，既不停下也不偏离原来方向。新知讲解总结了伽利略等人的研究成果科学推理法新知讲解英国科学家牛顿 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。 新知讲解① 一切物体：所有物体普遍适用。② 没有受到力的作用：一是物体不受一切外力（理想情况）；二是物体受到的各个力相互抵消，相当于不受力。这是定律成立的条件。③ 总保持：是指物体在不受力作用时，原来静止总保持静止，原来运动就总保持原来的速度和方向匀速直线运动下去。④ 或：即两种状态居其一，不能同时存在。⑤ 牛顿第一定律不是由实验直接得出的定律，而是在大量经验事实的基础上，通过进一步的推理概括出来的。⑥ 牛顿第一定律揭示了运动与力的关系的本质：力不是维持物体运动的原因，力是改变物体运动状态的原因。新知讲解 例2：物理学的发展推动了科学技术的创新和革命。下列对于运动和力的说法中错误的是（　　）A．物体受到力的作用时，它的运动状态不一定会发生改变B．亚里士多德认为“力是维持物体运动状态的原因”，这个观点是错误的C．牛顿第一定律是力学的基本定律之一，它能够通过现代实验手段直接验证的D．伽利略采用实验和推理相结合的方法，发展了人类的科学思维方式和科学研究方法【答案】C【详解】A．物体受非平衡力时，运动状态改变，受平衡力时运动状态不变，故A正确，A不符合题意；B．亚里士多德认为物体只要运动就需要力来维持，没有力运动物体就会慢慢停下来，力是维持物体运动的原因，亚里士多德观点忽略了阻力对物体运动的影响，由牛顿第一定律可知物体的运动不需要力来维持，力是改变物体运动状态的原因，故B正确，B不符合题意；C．牛顿第一定律是力学的基本定律之一，因为牛顿第一定律的内容是在物体不受任何外力的作用下，而现实生活中没有不受任何外力的物体，所以牛顿第一定律是在实验的基础上，结合推理得出来的，故C错误，C符合题意；D．伽利略对理想斜面的研究采用把实验和逻辑推理（包括数学演算）结合起来的方法，从而发展了人类的科学思维方式和科学研究方法，故D正确，D不符合题意。故选C。新知讲解 例3：对牛顿第一定律的理解，下列说法正确的是（　　）A．物体不受力的作用，一定静止B．物体受到力的作用，运动状态一定改变C．物体的运动状态发生改变，一定是受到了力的作用D．物体在水平方向匀速运动，水平方向上一定受到了力的作用【答案】C【详解】A．根据牛顿第一定律可知，若物体不受力的作用，原来静止的物体仍旧静止，原来运动的物体将保持匀速直线运动状态，故A错误；B．保持静止的物体，也会受到力的作用，故B错误；C．力是改变物体运动状态的原因，则物体的运动状态发生改变，它一定是受到了力的作用，故C正确；D．物体在水平方向匀速运动，处于平衡状态，故水平方向上可能受到平衡力的作用，由牛顿第一定律可知该物体也可能不受力的作用，故D错误。故选C。新知讲解 例4：关于牛顿第一定律，下列说法正确的是（　　）A．力是维持物体运动的原因B．一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态C．牛顿第一定律是在大量的实验基础上，经过科学推理而得出的D．选用优质的材料，一定能用实验来证明牛顿第一定律【答案】C【详解】AB．力改变物体运动状态的原因，根据牛顿第一定律，一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止或匀速直线运动状态，故AB错误；CD．牛顿第一定律的条件是物体在不受力的情况下，这属于理想状态，无法直接通过实验来证明，但可以在大量的实验基础上，经过科学推理而得出的，故C正确，D错误。故选C。新知讲解 拨动簧片，把小球与支座之间的金属片弹出时，小球并没有随金属片飞出。你能说说发生这一现象的原因吗? 行驶中的汽车突然刹车时，乘客身体会前倾；汽车突然开动时，乘客身体会向后仰。想想看，身体向前倾、向后仰的原因是什么?新知讲解归纳一切物体都有保持原来运动状态不变的性质。①惯性的普遍性：一切物体在任何情况下都具有惯性。②惯性大小的决定因素：惯性的大小是由物体的质量决定的，质量越大，惯性越大，而与物体的形状、运动状态、所处位置、受力情况等外界因素无关。③惯性与牛顿第一定律的区别惯性是物体本身的一种属性，而牛顿第一定律是物体不受力时遵循的运动定律。任何物体在任何情况下都具有惯性，牛顿第一定律只有物体不受力时才成立。④惯性是物体固有的一种属性，它不是力。不能说物体“受到惯性”、“由于惯性的作用”，只能说物体“由于惯性”、“具有惯性”。新知讲解解释惯性现象，并总结归纳解释惯性现象的一般方法。 用力击打一摞棋子中间的一个，该棋子飞出而上面的棋子为什么会落下？新知讲解 将鸡蛋下方的玻璃片快速弹出，鸡蛋为什么没有随着玻璃瓶一起飞出去？新知讲解归纳解释惯性现象的一般方法：①明确研究物体开始处于怎样的状态（静止或运动）；②观察这个物体(或物体的某一部分)受到外力作用运动状态发生了怎样的变化。③说明研究物体由于惯性要保持原来的状态（静止或运动），从而得出物体运动的变化情况。新知讲解 阅读教材和联系生活实际，列举生活中有关利用惯性的实例，有哪些措施可以防止惯性带来的危害。防止惯性带来的危害生活中利用惯性新知讲解生活中利用惯性 锤头和锤柄共同向下运动，锤柄受到撞击力后，运动状态发生改变，由运动变为静止；锤头没有受到撞击力，由于惯性，运动状态不改变，仍保持原来向下运动的状态，这样反复多次后，锤头就套紧了。新知讲解 衣物和灰尘共同静止，衣物受到拍打后，运动状态发生改变，由静止变为运动；灰尘没有受到拍打，由于惯性，运动状态不改变，仍保持原来静止的状态，就会与衣物分离而脱落。新知讲解投篮跳远投掷标枪新知讲解防止惯性带来危害 快速行驶的汽车，一旦发生碰撞，车身就停止运动而乘客身体由于惯性会继续向前运动，在车内与车身撞击，严重时可能把挡风玻璃撞碎而飞出车外。为防止撞车时发生类似的伤害，公安交通管理部门要求小型客车的驾驶员和前排乘客必须使用安全带，万一发生碰撞，安全带能对人体的运动起到缓冲作用。在多数轿车上，除了前、后排座位都有安全带外，还安装了安全气囊，一旦车辆发生严重撞击，气囊会自动充气弹出，使人不致撞到车身。汽车安全带和安全气囊新知讲解 为了安全，道路上汽车不能超载和超速，与前车保持安全距离，急转弯路段也要严格限制车辆行驶的速度。新知讲解 例5：下列有关惯性的说法正确有 。①汽车在转弯时减速，是为了防止惯性带来的危害②火车刹车后不能马上停下来，是由于火车具有惯性③司机驾车时系安全带，可以减小自己的惯性④车速越快越不容易停下来，因为车速越快惯性越大【答案】①②【详解】①汽车在转弯时如果不减速慢行，人和车会由于惯性继续保持原来的方向运动，易造成伤害事故的发生，故汽车在转弯时减速，是为了防止惯性造成的伤害，故①正确；②火车刹车后不能马上停下来，是由于火车具有惯性，仍要保持原来的运动状态，故②正确；③惯性的大小只与物体的质量有关，系安全带不能减小惯性，但可以减小由于惯性带来的伤害，故③错误；④惯性大小只与物体的质量有关，车速越快，质量不变，惯性不变，故④错误。综上所述，①②正确。新知讲解 例6：关于惯性现象的解释，以下说法正确的是（　　）A．行驶的汽车关闭发动机后还能行驶一段距离是因为汽车受到惯性力作用B．汽车速度越大越难以停下来，说明物体速度越大，惯性越大C．小汽车配置安全带可以减小惯性带来的危害D．汽车刹车后不会立即停下，是因为车受到惯性力大于阻力【答案】C【详解】A．行驶的汽车关闭发动机后还能行驶一段距离是由于汽车具有惯性还要保持原来的运动状态，惯性不是力，不能说受到惯性力的作用，故A错误；B．惯性的大小只与物体的质量有关，与位置、速度无关，汽车速度越大越难以停下来，说明物体速度越大，动能越大，故B错误；C．系上安全带可以减少因惯性给驾驶员带来的伤害，故C正确；D．汽车刹车后不会立即停下是由于汽车具有惯性，惯性不是力，故D错误。故选C。新知讲解 1.在“探究阻力对物体运动的影响”实验中，实验装置如图所示。（1）实验过程中，让同一小车从同一斜面、同一高度由静止滑下，其目的是使小车进入水平面时的 相同；（2）让小车分别在毛巾、棉布、木板表面运动，最终小车静止时的位置如图所示，可观察到小车在 表面滑行的距离最远，由此可得出：小车受到的阻力越 ，速度减小越慢。进一步推理可得：如果小车运动时受到的阻力为零，速度就不会减小，小车将保持 运动状态；（3）冰雪天气路面湿滑，阻力较小，结合该实验结论，开车时应 才能保证行驶安全（写出一个合理答案即可）。课堂练习【答案】 速度 木板 小 匀速直线 减速慢行【详解】（1）[1]实验中，为了使小车到达水平面时速度相同，让小车在同一斜面上从同一高度由静止滑下。（2）[2][3][4]在不同材料的表面上，小车滑行的距离是不同的，在表面光滑的木板上滑行的距离最长，在最粗糙的毛巾上滑行的距离最短，可见小车在毛巾上运动受到的摩擦力最大，在木板上运动受到的摩擦力最小，以上实验表明：小车受到的阻力越小，速度减小的越慢，运动的距离越远；进一步推理可得：如果小车运动时受到的阻力为零，速度就不会减小，小车将保持匀速直线运动状态。（3）[5]雪天气路面湿滑，阻力较小，开车时应减速慢行才能保证行驶安全，否则刹车时汽车运动的距离较大，容易发生追尾事故。课堂练习 2.（多选）在学习牛顿第一定律的时候，我们做了如图所示实验，下列有关叙述正确的是（　　）  A．实验中运动的小车会停下来，说明物体的运动需要力来维持B．每次让小车从同一斜面的同一高度开始下滑，使小车滑到斜面底端的速度相同C．实验表明，小车受到的阻力越小，运动的距离越远，速度减小得越快D．牛顿第一定律是在类似甲、乙、丙实验的基础上，经过推理归纳得出的【答案】BD【详解】A．物体的运动不需要力来维持，运动的小车会停下来，是因为受到了阻力，说明力可以改变物体的运动状态，故A错误；B．小车在斜面下滑是做加速运动，每次让小车从同一斜面的同一高度开始下滑，可以使小车滑到斜面底端的速度相同，故B正确；C．三图对比可知，接触面越光滑，小车受到的阻力越小，运动的距离越远，速度减小得越慢，故C错误；D．牛顿第一定律不能直接由实验得出，是在类似甲、乙、丙实验的基础上经过推理归纳得出的，这叫做科学推理法，故D正确。故选BD。课堂练习 3.随着社会的发展，汽车已成为人们出行的主要交通工具，开车出行一定要注意交通安全。下列关于汽车的说法正确的是（　　）A．汽车在雨水路面上刹车距离长，是因为汽车在雨水路面惯性变大了B．汽车的速度越大，其惯性越大C．汽车超载时的惯性比汽车空载时的惯性大D．安全带主要是在汽车被追尾时减小惯性对司机带来的伤害【答案】C【详解】A．汽车在雨水路面上刹车距离长，是因为路面湿滑，车轮受到的摩擦力减小了，故A错误；B．汽车的速度越大，但是它的质量不变，那么其惯性不变，故B错误；C．汽车超载时质量大于空载时的质量，则超载时惯性大，故C正确；D．安全带主要是在汽车紧急刹车时减小惯性对司机带来的伤害，故D错误。故选C。板书设计一、阻力对物体运动的影响运动物体受到的阻力越小，速度减小得越慢，运动得越远。若运动的物体不受阻力，物体的运动速度将不会减小，将保持做匀速直线运动。 二、牛顿第一定律1．内容：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。这就是著名的牛顿第一定律。2．理解（1）物体不受力时，原来静止的总保持静止，原来运动的就总保持原来的速度和方向做匀速直线运动。 （2）力和运动的关系：力是改变物体运动状态的原因。三、惯性1．定义：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。2．惯性是一切物体所固有的一种属性，一切物体在任何情况下都具有惯性。3．惯性只与质量有关，质量大的物体惯性大。4. 惯性的利用和防止。谢 谢 观 看！