第八章第一节《牛顿第一定律》教学设计.docx
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第八章第一节《牛顿第一定律》教学设计
第八章运动和力
第一节《牛顿第一定律》教学设计
【整体设计】
本节内容由“阻力对物体运动的影响”、“牛顿第一定律”、“惯性”三部分内容组成。
“阻力对物体运动的影响”是研究力与运动关系的重要实验，做好这个实验并在实验的基础上进行合理的猜想是得出“牛顿第一定律”的关键。
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。
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。
它是整个初、高中物理课程的基础。
要让学生完成对它的认识，最重要的是揭示建立牛顿第一定律的思维过程，帮助学生突破思维障碍。
牛顿第一定律说明了物体有惯性，一切物体都有保持原有运动状态不变的性质。
惯性与生活联系紧密，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。
本节内容中的第一个知识点“牛顿第一定律”是在上节力的作用效果之一改变物体运动状态的基础上提出问题（如果物体不受力将会怎样运动），通过实验、分析、推理得出的。
第二个知识点“惯性”是学生生活常见的现象，但同学们很少想过为什么，教材从学生熟悉的事例入手提出问题，容易引起同学们的学习兴趣，解释清楚了现象，对牛顿第一定律也就有了很好的理解和应用。
牛顿第一定律和惯性是本节的重点，用惯性解释自然现象是本节的难点。
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，合理推测。
做好探究实验是本节课的重点，实验现象非常明显，重要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。
对于惯性的理
理解与应用是本节课的难点，在掌握知识的基础上，通过对生活中经常见到的一些现象再现，用所学知识分析、解释，解决生活中的简单问题，从而理解惯性的概念。
【教学目标】
1、经历探究《阻力对物体运动的影响》的探究实验，掌握物理实验探究的过程，学会实验记录表格的设计和实验数据的处理以及实事求是的科学精神。
2、理解牛顿第一定律的推理过程，掌握理想实验的科学推理的方法。
3、理解惯性的定义和应用，了解惯性的好处和危害，让学生知道自己应该承担的社会责任。
《课程标准》要求学生通过自己的探究来认识“物体都有保持原来静止状态或匀速直线运动状态的性质”，要求学生能用自己的话来表述牛顿第一定律。
教材在编写时，将“运动和力的关系”安排在学习了运动和力的基本概念之后，且“运动和力的关系”的内容和方法既是前面所学力学知识的延续，又是后面学习压强、浮力、功和能等知识的基础，牛顿第一定律又是经典力学的核心内容之一，因此本节是全章的重点和难点。
【三维目标】
1、知识与技能目标：
牛顿第一定律的建立 惯性的概念和惯性现象的解释。
2、过程与方法：
通过对牛顿第一定律建立的探究，使学生具有初步的观察能力和逻辑推理能力和科学想象能力．通过对惯性现象的解释，建立用已知的科学规律解释具体问题能力，具有初步的的分析概括能力和语言表达能力。
3、道德情感与价值观：
通过活动和阅读感受科学就在身边，体验科学对人类生活的重要性，增强对科学的热爱。
【教学策略】
首先以水平方向只受阻力作用逐渐停下来的日常生活实际为基础引出两种对立的观点，进一步用亚里士多德和伽利略两个伟人来强化这种矛盾，从而激发学生的学习兴趣；以“探究阻力对物体运动的影响”为核心，
在基本的实验事实的基础上，调动学生的积极性，引导学生积极思维，进一步概括、推理得出结论。
通过惯性实验展示运动物体由于惯性而表现出来的现象，以突出惯性维持其原有运动状态的实质。
最后应用所学习的惯性知识解决实际问题，使学生的能力得到进一步的提高。
【教材分析】
《课程标准》要求学生通过自己的探究来认识“物体都有保持原来静止状态或匀速直线运动状态的性质”，要求学生能用自己的话来表述牛顿第一定律。
教材在编写时，将“运动和力的关系”安排在学习了运动和力的基本概念之后，且“运动和力的关系”的内容和方法既是前面所学力学知识的延续，又是后面学习压强、浮力、功和能等知识的基础，牛顿第一定律又是经典力学的核心内容之一，因此本节是全章的重点和难点。
【教法建议】
新课的引入在本节教学中非常重要，通过实验引入，可以激发学生探究实验的兴趣；
探究阻力对物体运动的影响是一个比较完整的探究实验，教学时重点应放在设计实验和进行实验分析论证等环节上，通过教师的合理引导，发挥学生的主导作用，培养学生的设计能力；惯性现象的认识和解释是培养学生思维能力和语言表达能力的好环节，教师应留足时间让学生思考和表述。
【学情分析】
学生对运动和力的关系有简单的认识，但学生的认识是经验知识，大部分是错误的，这是造成学生学习牛顿定律时感到困难的原因之一；力学知识比较抽象这是造成学生学习牛顿定律时感到困难的另一原因。
学生通过第七章的学习，已有有关各种力的知识储备；同时这节课利用了学生所熟悉的大量的生活经验，这也就将本节课的难度相应的降低了。
但是，学生在探究《阻力对物体运动的影响》时，物体在水平表面运动距离的远近直观易懂，速度变化的快慢不易理解，所以让学生以小组讨论的方法互帮互助，共同理解。
分析推理牛顿第一定律是本节课的难点，可以通过建立理想实验的模型，帮助学生掌握。
利用学生所熟悉的大量的惯性现象，帮助学生建立感性认识，并通过学生自己动手完成微课视频录像中的惯性小实验，让学生理解惯性。
由于汽车大量普及，需要向学生渗透交通安全意识，让学生知道安全乘车和安全行车时要防止惯性给我们带来伤害，并积极做一名遵守交通规则的好市民。
【学法引导】
初中学生思维活跃，动手的欲望强，但逻辑思维能力差，语言表达能力弱。
牛顿第一定律比较抽象，与生活经验又不尽相符，学生只有多动手、多体验、多观察、多实验，打破原有的定式思维，才能建立起新的知识体系；课堂上应让学生通过自己的分析、推理、想象总结出规律；理论联系实际时，多让学生用语言表述，既锻炼学生的思维能力又培养学生语言表达能力。
【教学重点】牛顿第一定律及惯性。
【教学难点】伽利略理想实验的推理过程。
【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】3课时。
【教学准备】
教师：
惯性小车、斜面、光滑木板、毛巾、棉布、棋子、直尺、惯性球、多媒体课件、微课视频。
学生：
复习运动的描述、力的作用效果知识。
【教学过程】
［导入新课］
方案1：
展示教学目标
（1）实验探究阻力对物体运动的影响；
（2）知道牛顿第一定律的内容；（3）知道物体的惯性。
让学生对本节课的学习内容有个总体的了解。
方案2:
引导学生分析教材中运动的物体为什么会停下来的图片中几种常见的运动情况。
思考：
物体为什么运动？
物体为什么停止运动？
（教学说明：
要从学生熟悉的自然现象入手，引入新课。
分析过程中，要注意引导学生主动思考，提出问题。
）
实验次数
表面材料
阻力大小
滑行距离
速度变化快慢
1
2
3
推理
光滑表面
【推进新课】
一、阻力对物体运动的影响
1、指导学生认真阅读教材P16的内容，了解古人对这样的问题的认识和伽利略的不同结论。
自古以来，就有很多人认为：
如果要使一个物体持续运动，就必须对它施加力的作用；如果这个力被撤掉，物体就会停止运动。
伽利略通过实验得出：
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。
（教学说明：
针对古人和伽利略的不同结论分别例举生活中的实际现象，使学
生充分认识到这种争议的必然性，为下面的探究实验打下基础。
）
2、探究实验：
阻力对物体运动的影响
指导学生阅读教材中的实验，分析实验中要注意观察什么？
实验的相同条件是什么？
不同的条件是什么？
采用什么研究方法？
在分析的基础上指导学生设计探究实验，合作完成探究实验，把实验结果写在课本的表格中。
实验次数
表面材料
阻力大小
滑行距离
速度变化快慢
1
毛巾
大
近
快
2
粗布条
较大
较远
较慢
3
木板
小
远
慢
推理
光滑表面
阻力为零
无限长
不变化
指导学生分析交流，最后总结得出结论：
平面越光滑，小车运动的距离越远，这说明小车受到的阻力越小，速度减小得越慢。
科学推理：
如果运动物体不受力，它将一直运动下去。
（教学说明：
在实验结果的分析中，要注意引导学生应用从特殊到一般，从实际到理想
的科学推理方法进行分析。
）
方案3:
播放准备好的微课视频资源（牛顿第一定律验证模拟实验）。
（1）伽利略到理想实验；
（2）小于斜面实验。
通过实验，教师引导学生分析归纳总结出，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。
二、牛顿第一定律（板书）
引导学生分析并认识到：
（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）补充：
笛卡儿对伽利略推理结论的补充：
物体如果不受力，运动方向也不会改变。
（3）最后，英国科学家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。
教师指导：
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，是由于物体受到了阻力。
对牛顿第一定律中将“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匀速直线运动，速度的大小和方向都不改变。
指导学生正确理解牛顿第一定律
物体原来的状态
受力情况
保持的状态
静止的物体
不受力
静止
运动的物体
作匀速直线运动
“牛顿第一定律”表达的是物体不受外力时的运动规律，物体的运动不需力来维持，力是改变物体运动状态的原因（板书），牛顿第一定律不是实验定律，不可能用实验直接验证，是一种理想情况。
但经得实践的检验，是力学基本定律之一。
三、惯性（板书）
1、什么是惯性？
（板书）
保持静止或匀速直线运动状态，这是物体的一种性质。
物体具有保持原来运动状态（静止状态或匀速直线运动状态）不变的性质称为惯性。
方案4:
播放准备好的微课视频资源（惯性及其实验）。
（1）惯性球；
（2）棋子掉落；（3）小车加速减速；（4）鸡蛋落水；（5）飞车表演；（6）飞机投弹。
通过这些实验，让学生总结出惯性是物体本身固有的属性，一切物体都具有惯性。
2、惯性定律
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。
这就是著名的牛顿第一定律，也叫做惯性定律。
通过实验我们可以看出，物体受到外力改变运动状态时，运动状态的改变是一个渐变的过程。
一切物体都具有保持原有运动状态（静止状态或匀速直线运动状态）不变的性质。
惯性是一切物体固有的属性
一切物体是指：
（1）无论是固体、液体、还是气体；
（2）无论物体是运动还是静止；（3）无论物体质量是大还是小；（4）无论物体受力和不受力。
一切物体都具有惯性。
惯性现象的存在与物体是否受力、是否运动、运动快慢、速度是否变化均无关系。
3、解释惯性现象的方法：
（1）交待研究对象原状态；
（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。
甲图：
静止的小车和木块突然受到拉力时，小车和木块的底部一起向前运动，木块上部由于惯性仍保持静止状态，所以会向后倾倒。
乙图：
运动的小车和木块遇到障碍物，小车和木块底部突然停止，木块上部由于惯性仍然保持运动，所以小木块会向前倾倒。
通过演示实验，分析看到现象的原因是由于物体具有惯性。
然后，引导学生分析自己坐汽车出行时，在汽车上的一些感受：
汽车突然开动、汽车突然停止、汽车加速、汽车减速、汽车转向等。
（教学说明：
分析惯性现象时，要注意培养学生用标准的物理语言解释自然现象，尤其要注意“惯性”是物体本身的性质，不像力可以作用在其他物体上。
解释自然现象时，要说是由于物体具有“惯性”而不能说成物体由于受到“惯性的作用”）
由于牛顿第一定律给出了“惯性”的概念，所以，牛顿第一定律也叫惯性定律”
引导学生总结得出：
物体运动的原因是物体本身具有惯性，力的作用改变了物体的运动状态
4、惯性的表现（板书）
惯性在物体的运动状态改变时表现出来；它的表现与力的作用和物体运动状态改变有关；惯性表现为物体“力图”保持原有的运动状态；原来静止的仍将保持静止；原来运动的仍将保持运动状态。
惯性是物体的一种属性，它不是力。
5、惯性现象的利用与防止（板书）
思考与讨论：
你能举出生活中利用惯性的实际例子吗？
例1、跳远时要先助跑一段
教师：
因为先助跑一段，运动员就具有向前的速度，跳起后身体由于惯性还要保持原来的速度向前运动，以增加跳远的距离。
教师让学生思考：
运动员跑到终点时能立即停止下来吗？
结合刚刚开展过的春季运动会让学生思考。
学生：
不能。
例2：
锤头松了，把锤柄的一端在物体上撞
击几下，使锤头紧紧地套在锤柄上，这是为什么呢？
先让学生结合日常生活中积累的经验常识回答问题，然后教师总结得出结论。
教师：
锤头和锤柄一起运动，锤柄突然停止运动，锤头由于惯性而继续向下运动，使锤头紧紧地套在锤柄上。
让学生说一说自己还见到过哪些类似现象，看能不能列举出一些事例。
例3：
请用惯性知识解释：
教师：
当汽车刹车时，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，所以刹车或减速时，人会前倾。
教师：
那么下图中，汽车做什么运动？
师生共同总结：
汽车在做加速运动。
帮助学生总结得出结论：
当汽车加速时，人的脚底由于摩擦而随之静止，人的上身由于惯性，仍保持原来慢速行驶的运动状态，所以加速时，人会后仰。
问：
为什么会发生这种现象？
你还知道哪些方面需要防止惯性？
5、防范惯性造成的危害
教师：
（1）车辆限载限速；
（2）保持车距；（3）系好安全带。
教师：
撞车时安全带和气囊对前排人员有保护作用。
指导学生阅读科学世界P19“汽车安全带和安全气囊”，了解乘车安全的重要性。
引导学生分析生活中常见的惯性现象，并指出它的利与弊，认识事物的两面性。
6、惯性和惯性定律的区别和联系
区别
牛顿第一定律是描述物体不受外力时所遵循的运动规律，是有条件的，即只有物体在不受外力时才遵守；
而惯性是物体的一种属性，与物体是否受力、运动状态等一切外在因素无关，任何时候都存在。
联系
因为物体有惯性，所以在不受外力时才能保持匀速直线运动状态或静止状态，因此牛顿第一定律又称为惯性定律。
【即学即练】
1、关于惯性，下列说法正确的是（）A、运动时的惯性比静止时的惯性大
B、运动得越快惯性越大
C、受力越大惯性越大
D、对一个确定的物体惯性不变
2、下列现象中，利用物体惯性的是（）
A、运动员百米赛跑结束后不能立即停下来
B、中小型汽车司机必须带上安全带
C、锤头松了，将锤柄在地上撞击几下
D、熟了的苹果从树上落向地面
3、一人面向前方站在一艘匀速航行的轮船的甲板上的某处竖直上跳，当他下落时应落在（）
A原处
B此处的前方
C此处的后方
D不能确定
4、下列事例中利用惯性的是（）
A.跳远时要助跑
B.锤头松了，将锤柄在地面上撞击几下，锤头就紧套在锤柄上
C.苹果从树上落下
D.拍打衣服可以去掉衣服上的尘土
答案：
1.D2.C3.A4.ABD
【布置作业】
请将P19动手动脑学物理1至4题做在作业本上。
【课堂小结】总结本节课学习的内容。
通过这节课我们共同学习了以下几个方面的知识：
一、阻力对物体运动的影响。
运动的物体会停下来，是因为受到了阻力。
二、牛顿第一定律：
1、内容；
2、力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因。
三、惯性
1、惯性：
物体保持运动状态不变的性质叫做惯性。
一切物体在任何情况下都具有惯性，惯性是物体固有的属性。
2、惯性现象及解释
惯性与牛顿第一运动定律的区别。
惯性是物体的性质.没有任何条件，一切物体都有惯性。
牛顿第一定律是在不受力条件下，物体的运动规律。
3、生活中还有很多惯性的现象，有些是有利的,有些是要避免的.
【板书设计】（板书）
第八章运动和力
第一节《牛顿第一定律》教学设计
一、阻力对物体运动的影响
运动的物体会停下来，是因为受到了阻力。
二、牛顿第一定律：
1、内容
2、力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因。
三、惯性
1、定义
2、现象
3、利用及其防范
【教学反思】
一、本节课首先利用具体情境来调动学生学习的积极性，增强学习的动力，激发学生的兴趣，然后引导学生进行分析思考以发现问题，通过学生间的交流与讨论，动手操作使学生更真切的感受到物理学就在我们身边，最后应用所学习的知识解决实际问题，使学生的能力得到进一步的提高。
1、本节课充分体现了由“教教材”到“用教材”的转变。
具体表现为在探究阻力对物体运动的影响时，教师没有仅仅停留在课本所给出的三种材料上，而是引导学生结合生活实际进一步的推理想象，培养学生的探索精神和创新意识，便于学生对牛顿第一定律的理解。
2、本节课对物理方法的教学体现充分，具体表现为：
①在探究阻力对物体运动的影响时，教师以问题的形式提示学生对变量的控制，在教师演示实验时又有意忽略对变量的控制以进一步的强化学生对控制变量法的应用和理解；②在对“推理、概括”这一方法的教学中，体现了循序渐进的思想。
首先对实验数据进行分析得出一般性的结论，其次引导学生根据实验数据进行推理，完成相关数据的填写，并进而概括得牛顿第一定律。
二、整节课教学过程流畅，学生参与度高，教学效果好。
特别是用自己录制的微课《惯性及其实验》来辅助学生突破惯性知识，有以下几个好处；
1、这节课结合学生的认知规律，和从生活到物理，从物理到社会的教学理念，并录制大量学生所熟悉的惯性现象，增加学生对惯性的感性认识。
惯性的定义分别通过惯性的小实验，飞车表演和飞机投弹的录像，让学生理解静止和运动的物体由于惯性都要保持原来的运动状态不变，并让学生利用惯性知识解释各种惯性现象，加深巩固。
惯性的影响因素是难点。
由于学生有真切的亲身体验，还可以釆用简单实验呈现明显的实验现象，很容易让学生理解质量对惯性的影响。
用短跑时终点冲刺的场景和掷铅球、跳远、标枪等运动项目建立模型，利用惯性的定义加以解释，帮助学生理解惯性与运动速度无关。
2、汽车大量普及，在本课的最后，向学生渗透交通安全意识，让学生知道安全乘车和安全行车时要防止惯性给我们带来伤害。
让学生明白作为一个遵纪守法的好公民应该在交通安全中应该承担的社会责任，提高自身的素质。
【设计点评】
本节课设计探究性实验和体验性实验，课时内容安排较多，利用惯性知识解释自然现象是学生用语言表述知识的应用，对初中学生较难把握。
建议可把本节内容分为两课时进行，第一课时重点做完探究性实验，分析得出牛顿第一定律，并理解掌握。
第二课时重点做好体验性实验，归纳得出惯性的概念，并通过对自然现象的解释，学会利用准确的语言解答简答题。
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