初中物理牛顿第一定律 惯性教学设计学情分析教材分析课后反思.docx

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初中物理牛顿第一定律惯性教学设计学情分析教材分析课后反思

§8.1牛顿第一定律和惯性

【学习目标】

1、知识与技能

1通过实验，认识牛顿第一定律。

2.能用物体的惯性解释生活和自然中的有关现象。

2、过程与方法

通过实验现象及生活实例分析,初步培养学生科学的思维方法

3、情感、态度与价值观

通过实验现象及生活实例分析,初步培养学生科学的思维方法

【教学准备】

小车、斜面、瓦楞纸、棉布、木板

【重点】通过对小车实验的分析比较得出牛顿第一定律。

【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

【学习过程】

一、牛顿第一定律

（一）引入：

通过演示给小车一个力，小车动起来，后来，又停止了，引导学生思考影响小车运动距离的因素有哪些。

学生思考出有可能是阻力和初始速度。

进一步引导学生思考，如果初始速度相同，不同阻力会对小车运动距离产生什么影响。

你能设计一个实验验证吗？

（二）根据问题提示，由学生讨论实验方案：

1、如何设置不同大小的阻力（学生通过讨论得出用三种粗糙程度不同的材料当表面）

2、用什么比较力的大小是怎样影响运动的？

（物体运动距离的远近。

）

3、在什么前提下比较运动的远近？

（速度相同）

4、怎么保证速度相同？

（学生会想出很多办法---斜面、用同样大小的力推物体）

5、要观察和记录哪些数据？

（观察小车从同一高度滑下后在水平面上运动状态变化的情况；记录小车在水平面上通过的距离。

）

（三）教师演示实验：

观察后思考：

1、假如水平面没有摩擦，小车会怎样运动？

2、我的结论是？

（四）牛顿第一定律

1、牛顿第一定律的内容

2、定律分析

定律成立条件：

不受外力作用

运动规律：

总保持匀速直线运动状态或静止状态。

3、实验方法：

　　本实验用了控制变量法，同时由于现实生活中不可能有绝对光滑的斜面，所以这个实验是个“理想实验”，又加上实验推理。

4、思考交流：

由牛顿第一定律的内容推测“力是改变物体运动状态的原因”与“力是产生运动的原因”、“力是维持运动的原因”哪种说法正确？

二、惯性

演示惯性现象，提出惯性概念

（惯性：

物体的性质．没有任何条件，一切物体都有惯性。

惯性定律：

在不受外力条件下，物体的运动规律。

）

三、惯性和惯性定律的区别

四、惯性的应用和解释

多媒体展示生活中对惯性的应用与防范。

引导学生学会解释惯性现象。

五、小结

你有哪些收获？

（同位交流）

你还有哪些疑惑？

（学生交流后不能解决的提出来，由其他学生解决，还不能解决的教师引导解决。

）

6、当堂练习

1.关于牛顿第一定律的下列说法中，正确的是：

（）

A、牛顿第一定律是实验定律

B、牛顿第一定律说明物体的运动需要力来维持

C、牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因

D、惯性定律与惯性的实质是相同的

2.探究“推断物体不受力时运动”（如图）时，同学们得到如下结论，错误的是（）

A.控制小车从斜面同一高度滑下是为了让小车滑到水平面时的初速度相同

B.由于惯性，小车到达水平面后继续向前运动

C.实验中主要运用了控制变量法和理想实验法

D.通过甲、乙、丙三次实验，可直接验证牛顿第一定律

3.下列关于惯性的说法中,正确的是：

（）

A.物体只有在静止时才具有惯性

B.物体运动速度越大,其惯性也越大

C.太空中的物体没有惯性

D.不论物体运动与否,受力与否,物体都具有惯性

七、当堂检测

【作业】

本节同步训练

[学情分析]

.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。

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做的重要铺垫。

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。

用物体的惯性解释生活和自然中的有关现象，学生往往不容易进行解释。

效果分析

通过探究力与运动的关系，学生加深了对科学探究过程的理解，知道了牛顿第一定律的得出过程，体会到了成就感与获得感。

对惯性有了直观的印象，初步学会了用惯性知识解释惯性现象。

做题正确率较高。

但是本节内容相对抽象，尤其对牛顿第一定律和惯性的区别认识不深刻，一节课不能让学生理解彻底，还需要以后的逐步深化。

另外本节内容较多，可能学生接受能力还不太能适应。

在教学过程中，学生反应比较积极，能够自主的进行讨论，但是讨论的深入性还有欠缺。

另外，由于条件所限，做的演示实验，可能不能很好的锻炼学生的动手操作能力，以后在其他环节的实验教学中要加强。

《牛顿第一定律》是第十二章《运动和力》的第五节的内容，是《运动和力》的核心内容。

《力和运动》是力学的基础也是力学中较重要的部分。

这一章首先讲述了自然界的普遍规律、最简单的运动——机械运动，而后通过力的作用效果过对力有简单的认识，最后通过牛顿第一定律来认识运动和力的关系。

由于实际中物体处于平衡态并非不受力，所以，本章的最后一节《平衡力》又补充了运动和力的关系。

《牛顿第一定律》教材分三个标题：

“维持运动需要力吗？

”“牛顿第一定律”“惯性”。

三个标题的关系是连续递进的。

“维持运动需要力吗？

”是对现象的思考判断；“牛顿第一定律”是通过现象的分析、“阻力对运动影响”的实验结论、概括前人的经验，推理得出的规律。

“惯性”是和规律有关又不同于规律的一种现象。

三者的关系非常紧密又有所不同。

同样是现象意义也不同，“维持运动需要力吗？

”是自然现象，“惯性”现象是伴随规律生成的，作为物理概念出现的。

在教学上，同是现象，教学处理不同。

当堂检测（单选）

1.正在运动的物体，如果受到的外力突然消失，则它将（）

　　A．立即停止

　　B．速度减小，最后停止

　　C．运动方向变为与原来相反

　　D．做匀速直线运动

2.如图所示，小车上的木块突然向左倾倒，发生这一现象的原因是（）

A.小车突然向左运动

B.小车突然向右运动

C.向右运动的小车突然停下

D.以上原因都有可能

3.关于惯性的说法正确的是：

（）

A、惯性是指物体原来静止的总有保持静止，原来运动的总有保持匀速直线运动的性质

B、静止的物体有惯性，而运动的物体没有惯性

C、刹车时，乘客向前倾，说明乘客上半身有惯性，而下半身无惯性

D、某人推不动原来静止的小车，而另外一人能推动，说明惯性大小与力的大小有关

4.长直轨道上匀速行驶,坐在门窗密闭的车厢内的一人将手中的钥匙相对车竖直上抛,钥匙将落在（）

A.手的后方

B.手的前方

C.落在手中

D.无法确定

【课后反思】

牛顿第一定律是学生认识的第一个力学定律，它贯穿了整个力学的学习，是一条非常重要的定律。

本节先通过探究阻力对物体运动的影响，使学生直观地看到物体所受的阻力越少，运动得越远，为讲述伽利略的推理作准备。

然后讲述伽利略的推理方法和通过推理得到的结论。

牛顿最后总结出了惯性定律。

通过以上活动使学生了解定律的得出是建立在许多人研究的基础上的，指出牛顿第一定律不是直接由实验得出的，而是用推理的方法概括出来的，给学生以科学方法论的教育。

本节教学容量比较多，而且也比较抽象，学生不容易理解，需要结合大量的生活现象来帮助学生理解“牛一”。

惯性是由“牛一”引出的，生活中的惯性例子非常多，同学们的认识比较深刻，但应用惯性来解释实际情况还是有一定的难度，区分惯性的应用与防治还需要加强。

时间比较紧，如果分为两个课时来上，可能效果比较好。

课标分析

“通过实验，认识牛顿第一定律”中的“认识”属于认知性目标行为动词，该条目处于“认识”水平。

让学生了解牛顿第一定律是经典力学的核心内容之一，它指出了力与运动的关系，即力不是维持运动的原因，而是改变物体运动状态的原因。

运动和力是人们在生产和生活中经常接触到的物理现象。

早在两千多年前人们就开始研究运动和力的关系，直到伽利略和牛顿时代，这个问题才得以解决。

运动和力的关系问题不仅深化了人类对自然的认识，而且体现了科学研究的基本方法，对人类思维发展产生了重要影响。

“阻力对物体运动的影响”是研究力与运动关系的重要实验。

要了解实验中让小车在水平面上受到的阻力发生改变，就要改变水平面的粗糙程度。

为此需要做好对比实验，需要准备两种或两种以上粗糙程度不同的平面。

根据控制变量的要求，小车刚进入水平面的速度必须相同，为此需要让同一小车从同一斜面的同一高度由静止开始下滑。

通过观察实验现象可以看出小车在水平面上受到的阻力越小，小车运动的距离运动的距离越远。

这样通过实验，使学生确认阻力对物体运动的影响。

在实验事实的基础上，进行合理的推理，设想当小车在水平面上不受到的阻力时，小车将永远运动下去不会停止。

在此基础上总结出牛顿第一定律。

要能准确理解牛顿第一定律的内容：

“一切”说明该规律适合于所有物体，具有普遍意义。

“没有受到外力的作用”这是一种理想情况，现实中不存在，但物体在某个方向上“没有受到外力作用”的情况是有的。

“总保持”是指物体保持原来的运动状态不变，即原来静止的物体继续静止，原来运动的物体则以原来的速度做匀速直线运动。

“或”说明物体只能处于“静止”或“匀速直线运动”中的一种状态，究竟处于哪种状态，由物体不受外力时的瞬时状态决定。

由牛顿第一定律还可以知道，不受力的作用物体的也可以做“匀速直线运动”，这说明物体的运动不需要力来维持。

牛顿第一定律的教学过程，最重要的是让学生经历建立牛顿第一定律的科学推理过程。

需要明确，虽然牛顿第一定律不是直接由实验得出的，但其中符合逻辑的科学推理是非常重要的。

科学推理是自然科学理论研究中重要的科学方法之一。

它以真实的科学实践为基础，抓住主要矛盾，忽略次要矛盾，以正确的逻辑法则为依据，对实际过程做出更深入地抽象分析。

由于从牛顿第一定律得出的一切推论都经受住了实践的检验，它已经成为公认的物理学基本定律之一。

“用物体的惯性解释自然界和生活中的有关现象”中的“解释”属于认知性目标行为动词，该条目处于“理解”水平。

要认识惯性是指物体保持原来运动状态不变的性质。

即原来静止的物体具有保持静止状态的性质，原来运动的物体具有保持做匀速直线运动状态的性质。

惯性反映了物体保持原来状态的本领，惯性大小只与物体的质量大小有关。

即质量大的物体保持原来状态的本领大，物体的惯性大。

反之质量小的物体惯性小。

任何物体在任何情况下都有惯性，惯性与物体是否受力、受力大小，是否运动、怎样运动等因素都无关。

惯性现象在生产、生活中广泛存在，对我们有利的要加以利用，有害的虽然无法避免，但要设法减轻其危害。

了解惯性与力是两个不同的物理概念，同学们之所以把两者混淆，源于两者都能使物体继续向前运动。

其实这种认识非常片面，要了解惯性是物体保持运动状态不变的性质，它不仅能使原来运动的物体继续向前运动，还能使原来静止的物体保持静止。

力能使物体由静止到运动，还能使物体运动到静止，即力能改变物体的运动状态。

只有不受力时，物体的运动状态才能保持不变。

所以力是改变物体的运动状态的原因，而惯性是维持物体运动状态不变的原因。

惯性是一切物体本身固有的性质，不是物体对物体的作用，惯性不是力。

自然界和生活中有很多与惯性有关的现象，了解人们有时可以利用惯性，有时应注意防止惯性给人们带来危害。

要会用惯性来解释这些的现象。

解释这类问题时通常采用的步骤如下：

（1）确定研究对象，明确研究对象是哪一个物体或同一个物体的哪一部分；

（2）弄清要研究的物体（或物体的某一部分）原来处于什么运动状态（静止还是运动，向哪个方向运动）；（3）在突发情况下，物体（或物体的某一部分）由于惯性，仍要保持原来的运动状态（原来静止的仍保持静止；原来向前运动的仍向前运动）。