沪科版八年级物理全一册7.1科学探究：牛顿第一定律教案

7.1 科学探究：牛顿第一定律 第 1 课时 牛顿第一定律 教学目标 【知识与能力】 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。 教学重难点 【教学重点】 通过对小车实验的分析、比较，得出牛顿第一定律。 【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。 课前准备 斜面、小车、毛巾、棉布、木板、微机、实物投影、多媒体课件等。 教学过程 一、新课引入 实验批驳亚里士多德的观点。 演示 1：在桌面上推动木块(或板擦)，使它从静止开始慢慢向前运动，撤掉推力，木块 (或板擦)立即停止。 分析：日常生活中也有许多类似的现象(如推桌子)。这些现象从表面上看，“必须有力 作用在物体上，才能使物体继续运动，没有力的作用，物体就要停下来。”即板擦的运动需 要推力去维持。于是，古希腊哲学家亚里士多德就根据这些现象总结出“物体的运动需要力 去维持”。这种观点在历史上曾被沿用两千多年，但是沿用两千年是否就一定正确呢？也可 能有人曾表示过怀疑或有人认为就是错误的，但没有能说服别人的理由。 演示 2：在桌面上推动木块(或板擦)，从静止使之向前运动，用力推出，木块或板擦向 前运动一段距离后停止。 分析：推力撤掉，木块(或板擦)还要向前运动，与亚里士多德的观点不符。 讨论：木块：静止―→运动―→静止。这两个过程中是否都有力存在？在这两个过程中 力的作用是维持原来的运动状态还是改变运动状态？ 二、新课教学 探究点 牛顿第一定律 1．伽利略的贡献：理想实验。 实验探究：阻力对对物体运动的影响。 让学生阅读教材 P126－127 实验探究，完整地看一遍实验内容。 分组实验： 如图所示，在水平桌面上铺上粗糙程度不同的物体，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，在粗糙程度不同的水平桌面上运动的距离，每次记下小球停下 时的位置。 实验记录： 实验次数 表面材料 阻力大小 滑行距离 1 毛巾 最大 最短 2 棉布 较大 较长 3 木板 较小 最长 推理想象 光滑表面 阻力为零 无限长 实验分析： 提出问题让学生讨论： (1)三次实验，小车最终都静止，为什么？ (2)三次实验，小车运动的距离不同，这说明什么问题？ (3)小车运动距离的长短跟它受到的阻力有什么关系？ (4)若使小车运动时受到的阻力进一步减小，小车运动的距离将变长还是变短？ (5)根据上面的实验及推理的思想，还可以推理出什么结论？ (6)推理：小车在光滑的(阻力为零)表面，将会怎样运动？ 实验结论：平面越光滑，小车运动的距离越远，说明小车受到的摩擦力越小，速度减小 得越慢。如果受到的阻力为零，它的速度不会减慢，将以恒定不变的速度永远运动下去。即 做匀速运动。 微机模拟实验：简介伽利略理想实验。 笛卡尔的补充：如果运动物体不受任何力的作用，不仅速度大小不变，而且运动方向也 不变，将沿原来的方向匀速运动下去。 师：除了运动的物体以外，还有静止的。那么，静止的物体在没有受到外力作用时，保 持什么状态呢？ 牛顿补充：将保持静止状态。 师(引导学生概括)：我们现在已经有了伽利略的研究成果，又有了笛卡尔和牛顿的补充， 把这两者进行一下概括：一切物体在没有受到外力作用时，将如何呢？(对概括出来大致意 思的同学给予鼓励。) 介绍：牛顿抓住时机，概括总结得出著名的牛顿第一定律。 2．定律分析。 (1)牛顿第一定律说明了物体的运动不需要力来维持。物体运动之所以会停下来，是由 于物体受到了力的作用。 (2)“一切”，表示这个定律具有普遍性，没有例外。“不受外力”是本定律成立的条件， 定律要成立的前提条件是不受外力。“总保持”是指物体不受外力时只有保持静止或匀速直 线运动两种可能，要改变这种状态，物体必须受力的作用。 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。 师(回应课题引入实验)：回想我们最开始的实验，有推力，木块(或板擦)运动；撤去推 力，木块(或板擦)停下来。从表面现象上得到的结论——运动需要力维持是错误的，但这种 现象是千真万确摆在我们面前的，我们如何用牛顿第一定律的观点正确地解释这个现象呢？ 请同学们思考、讨论、交流。 请同学回答。 三、板书设计 第 1 课时 牛顿第一定律 一、阻力对运动物体的影响 平面越光滑，物体受到的阻力越小，速度减小得越慢，运动的距离越远。 二、牛顿第一定律 一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持匀速直线运动状态或静止状态。 四、教学反思 1．学生学习牛顿第一定律的困难在于从生活经验中得到的一种被现象掩盖了本质的错 误观念，认为物体的运动是力作用的结果。如推一个物体，它就动，不再推它时，它便静止。 为使学生摆脱这种错误观念，首先，要把运动和运动的变化区别开，树立从静到动和从动到 静都是“运动状态改变”的概念，这是为了揭示力和运动的关系作的重要铺垫。其次，通过 实验确立“力是改变运动状态的原因”的概念。再通过推理建立“不受力运动状态不变”的 概念。 2．通过探究实验来比较、分析、综合、推理是本节课的核心，可对学生进行简单的科 学推理方法的教育。在此实验中可通过设计不同的问题渗透研究方法。 3．本节课可按照人类对知识的认识顺序组织教学，让学生体会规律的认识过程。从“亚 里士多德的观点——伽利略的研究——笛卡尔的补充——牛顿的总结”这一条线来进行教学。 第 2 课时 惯 性 教学目标 【知识与能力】 1．知道什么是惯性，认识一切物体都有惯性。 2．会用惯性知识解释自然界和生活中的有关现象。 教学重难点 【教学重点】 1.认识任何物体在任何运动状态下都具有惯性；2.解释日常生活中简单的惯性现象。 【教学难点】 1.认识任何物体在任何运动状态下都具有惯性；2.正确解释惯性现象；3.惯性与惯性定 律的区别。 课前准备 硬币、硬纸板、水杯、多媒体课件、展示台、生熟鸡蛋各一枚、象棋子、钢尺等。 教学过程 一、新课引入 多媒体课件展示，复习上节课学习的牛顿第一定律内容。 教师设疑：力不是维持运动的原因，那么是什么维持了物体的运动呢？为解决这个问题， 从而引入《惯性》这个课题。 二、新课教学 探究点一 惯性 演示 1：如图所示，迅速击打硬币下的硬纸板，上面的硬币会怎么样？ 演示 2：如图所示，用尺子迅速打出下面的棋子，上面的棋子会怎么样？ 教师提问：(1)弹飞纸片的时候，硬币为什么没有飞出，而是落进杯子？ (2)为什么打出下面的棋子，其他的几个棋子能够保持原来的状态？ 以四人为小组，针对老师提出的问题，结合自己所观察到的演示现象，积极展开讨论。 学生回答后，教师总结分析实验现象： 演示 1：因为硬币原来是静止在硬纸片上的，当纸片飞出去时，硬币由于惯性依然保持 原来的静止状态，所以硬币最后没有随硬纸片飞出去，而是掉进玻璃杯里。 演示 2：用尺迅速打出下面的棋子，上面的棋子由于惯性要保持原来的静止状态，所以 就会落在正下方。 教师总结：物体保持运动状态不变的性质叫惯性。 教师引导学生得出关于惯性的几点理解。 多媒体展示： 对惯性的几点理解： (1)惯性是物体固有的属性，一切物体都具有惯性。 (2)惯性与运动状态无关：不论物体处于怎样的运动状态，惯性总是存在的。 (3)惯性与是否受力无关，与速度大小无关。 多媒体展示：乘客坐在行驶的汽车上，汽车转弯时，乘客倾斜；汽车急刹车，乘客向前 倾倒。 学生分析：解释看到的现象。(从“研究对象→原来的运动状态→受力情况→运动状态 变化情况”来分析) 教师随时订正不准确之处。 惯性和惯性定律的区别与联系。 1．教师先引出上节课所学的牛顿第一定律的概念。 牛顿第一定律：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变 这种状态。由于物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质，所以牛顿第一定律也 叫惯性定律。 2．教师利用表格对两者进行对照比较，并跟学生一起总结填写表格内容。 多媒体展示：惯性(性质)≠惯性定律(运动规律)。 两者的区别及联系： 惯性 惯性定律 区别 固有性质 运动规律 物体处于任何运动状态都存在 物体不受外力的作用时才成立 联系 惯性定律是物体不受外力作用时，物体惯性的直接表现 探究点二 生活中的惯性现象 活动 1：多媒体演示以下两实验(如图)。 (1)突然拉动小车 (2)小车突然停下来 学生观察实验后，小组讨论分析现象，学生大胆举手发言，与班上同学分享自己对此现 象的分析结果。最后跟随老师一起得出，分析惯性现象这类问题的一般解题思路。 学生分析现象(1)：木块处于静止状态，突然拉动小车时，木块下部随车一起运动，上 部由于惯性保持原来的静止状态，所以向后倒。 学生分析现象(2)：木块处于运动状态，小车突然停下时，木块下部随车一起停止运动， 上部由于惯性保持原来的运动状态，所以向前倒。 教师归纳总结：分析惯性现象的一般解题思路： (1)交代研究对象原状态。 (2)物理过程(突然发生的情况)。 (3)研究对象由于惯性要保持原状态。 活动 2：在日常生活中如何区分生鸡蛋和熟鸡蛋呢？ 教师拿两枚鸡蛋演示，学生观察现象并总结结论。 观察实验后，小组讨论分析现象，学生大胆举手发言，与班上同学分享自己对此现象的 分析结果。 综合学生分析得出结论：因为生鸡蛋里面的蛋黄和蛋白是液体，当我们转动鸡蛋后，蛋 壳开始旋转，而鸡蛋里面的液体由于惯性的作用，要保持原来的静止状态，所以生鸡蛋转起 来比较慢！ 活动 3：请学生列举惯性现象的实例，分析它的应用和危害。 教师点拨：如：奔跑的人不易停下来；公共汽车在进站前几米处就关闭油门；用力甩手 可将手上的水甩掉；翻滚过山车向最高点运动(如图)靠什么；宇航员走出飞船后，仍然能与 飞船并肩前进，不会落在飞船的后面等。 三、板书设计 第 2 课时 惯 性 一、惯性 1．惯性——物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质。 2．任何物体在任何情况下都具有惯性。 3．惯性是物体固有的属性，是一种性质；而惯性定律则是一种运动规律。 二、生活中的惯性现象 分析惯性现象的一般解题思路： (1)交代研究对象原状态。 (2)物理过程(突然发生的情况)。 (3)研究对象由于惯性要保持原状态。 四、教学反思 对于惯性的知识，学生在生活中已经有所了解，但惯性这个概念比较抽象，同学们理解 不深。因此，在上《惯性》这一节内容时，我在教学中紧扣物理学科的特点，突出实验教学， 让学生充分动手、动口、动脑，激发他们的学习兴趣，培养他们观察、分析、归纳的能力， 增强实践能力。通过在课堂上演示这些实验，化抽象为具体，由静到动，由易到难，使学生 更易理解所学知识，充分调动学生学习的积极性，整个课堂十分轻松活跃。