初中科学备课参考 牛顿第一定律

华东师大版科学八年级上册第二章第1节牛顿第一定律
课程标准要求
1．了解牛顿第一定律的内容。

知道力的平衡的概念，理解二力平衡的条件。

知道力是改变物体运动状态的原因。

2．了解牛顿第一定律的的建立过程及其意义。

3．知道什么是惯性，认识一切物体都有惯性。

4．会用物体的惯性解释惯性现象，培养语言表述能力。

学会应用二力平衡条件判断物体的运动状态。

会用力是改变物体运动状态的原因分析一些典型实例。

5．通过惯性现象，了解交通安全教育。

教材内容全解
一、牛顿第一定律
1．一切物体在没有受到外力作用的时候，总是保持匀速直线运动状态或静止状态。

在前面几节的学习中，我们知道了机械运动和力的有关知识。

那么，运动和力之间有什么关系呢？
手用力推动小车，使其前进一段距离。

物体受到的力与物体运动状态的改变之间有什么关系呢？物体在不受力的作用时究会是做什么运动呢？
放在桌面上的小车，假如没有别的物体对它们施加力的作用，它们会不会运动？
不会运动
静止的物体，在没有受到外力的作用的时候，总保持静止状态。

原来运动的物体，如果没有别的物体对它们施加力的作用，它会怎样呢？
为了研究这个问题，我们可以通过实验来进行探究。

探究目标：运动的物体在没有受到外力作用时将如何运动？
实验思路：我们很难为运动的物体创造一个“不受力的作用”的实验条件，我们采用的方法是：实验加推测。

本实验人为地控制了实验条件：
相同条件：同一小车同一斜面同一高度静止放手（相同的速度），在平面上作直线运动（相同的方向）。

不同条件：受到的外力大小（采用控制小车运动表面的粗糙程度）
每四人一组，每组给1个斜面，1条毛巾，1张纸板，1块玻璃，1辆小车。

探究过程：
（1）小车从斜面上滑下后，为什么最终会在水平面上停下？
（2）如果水平面辅的材料不同，小车在水平面上运动速度减小的快慢一样吗？
（3）组内讨论：用你所给的器材，怎样检验你的想法是否正确？
本实验得出的结论是什么？
运动的物体受到的阻力越小，物体运动的距离越长，速度改变越慢。

若阻力变得很小很小(小到0)时，物体运动的距离将很长很长(一直运动下去)，速度改变将
很慢很慢(速度将会不变，即为“匀速”)
2．牛顿第一运动定律是在大量经验事实的基础上，通过推理概括出来的
牛顿第一运动定律是一种理想的规律。

二、惯性
1．物体具有保持运动状态不变的性质叫做惯性。

从牛顿第一定律知道，任何物体都具有保持静止状态或保持匀速直线运动状态的性质，这种性质叫做惯性．也可以说物体有保持运动状态不变的性质叫惯性．牛顿第一定律也叫惯性定律。

我国以前有人用“动者恒动，静者恒静”来表述物体的惯性。

这句话可以做如下解释。

物体具有保持原有的运动状态不变的性质。

物体运动时要保持运动状态不变；物体静止时要保持静止状态不变。

恒是永久的意思，即原有的运动状态会永久保持，直到有力的作用才能使它的运动状态改变。

2．一切物体都有惯性，惯性是物体的属性。

这里提出了一切物体都有惯性，物体在任何情况下都有惯性。

3．惯性的表现
我们把一个小球稳稳地放在小木片上，用弹簧片迅速地把小木片弹出去，注意观察发生的现象。

小木片弹出去后，小球落在了原处。

这是由于小球有惯性．但是如何用简单明了的语言解释这个现象呢？
我们用惯性解释物理现象，必须抓住惯性的实质．惯性的实质是物体有保持原有的运动状态不变的性质，所以我们必须认清物体原有的运动状态。

以小球为例，木片被弹出去之前，小球处于静止状态。

小球由于有惯性，还应保持原有的静止状态，所以小球落在原处。

简言之，物体原来是什么状态，由于有惯性，它要保持什么状态，这是解释惯性现象的关键。

拿一个小纸条放在桌边上，在纸条上压一个立着放的钢笔帽，将纸条迅速抽出，钢笔帽不倒。

请大家解释当纸条抽出时，笔帽为什么不倒？
钢笔帽是静止的。

当纸条迅速抽出时，由于笔帽有惯性，还要保持静止状态，所以笔帽不倒。

我们在小车上立一个木块，使小车和木块一起运动，小车突然停住时会发生什么现象？
刹车前木块和小车一起运动。

刹车时，木块底部和小车都停住了，但是由于有惯性，木块上部还要保持向前运动，所以木块向前倾倒。

这个实验再现了汽车紧急刹车时乘客向前倒这一普遍现象。

三、二力平衡、二力平衡条件
惯性定律的内容是什么？能不能反过来说，凡是保持静止状态或匀速直线运动状态的物体都没有受到外力呢？
1．力的平衡
让同学充分发表自己平时生活中观察到的物理现象，举出身边一两个受力物体的实例，分析它们的受力情况及运动状态，并在投影片上画出物体所受力的示意图。

在同学们讨论的基础上，展示同学所举的实例，利用这些例子使学生认识到：当一个物体受几个力作用时，也能保持静止或匀速直线运动状态，得出“力的平衡”的概念，指出这时作用在物体上的各个力改变物体的运动状态的效果互相平衡，或者说几个力互相平衡。

物体在受到几个力的作用时，如果保持静止状态或匀速直线运动状态，我们就说这几个力平衡”在几个力平衡中，二力平衡是最简单的，我们来研究二力平衡的情况。

2．二力平衡的条件
物体受到两个力的作用时，如果保持静止状态或匀速直线运动状态，我们就说这两个力平衡。

仍从同学所举的例子中找出实例，使学生认识到物体在两个力的作用下，并不一定就能保持静止或匀速直线运动状态。

那么，物体受到两个力的作用，要使物体保持静止状态或匀速直线运动状态，这两个力要满足什么条件？
请同学们大胆猜测二力平衡的条件，并建议同学们用实验去检验自己的猜想是否正确。

用两把弹簧秤拉扯桌上的塑料片，想一想怎样拉才能使塑料片保持静止不动？
用电脑显示这两个力可能出现的几种情形（二力大小不相等、二力方向不相反、二力不在一条直线上）并动态显示最终的结果（均不能保持静止状态）：
对第四种情形（二力不在同一物体上）进行点拨：将塑料片从中剪断，变成两部分，这两部分能静止吗？
物体在二力作用下保持静止状态的条件是这两个力必须大小相等，方向相反，并且在同一直线上。

手在绳端用力F拉弹簧秤和物块，使之静止，观察弹簧秤的示数。

然后用力拉弹簧秤和物块使之匀速上升，观察弹簧秤的示数，并比较两次弹簧秤示数的大小。

分析物块受的两个力的大小、两个力的方向、两个力是否在一条直线上。

物体在二力作用下保持匀速直线运动的条件也是这两个力必须大小相等，方向相反，并且在同一直线上。

3．二力平衡条件的应用
力的平衡在日常生活中有许多实际应用，应会根据二力平衡的条件来判断物体所受的两个力是否平衡；或根据平衡状态找出平衡力，利用二力平衡条件求其中一个力。

四、物体运动状态改变的原因
苹果未熟透前为什么不会从树上下落?熟透了的苹果从树上下落说明苹果的运动状态是否发生改变?是什么原因导致苹果下落的?
苹果未熟透前，由于受到平衡力的作用而保持静止状态。

熟透的苹果从树上下落，说明苹果的运动状态发生改变。

而导致苹果运动状态发生改变的原因是树对苹果的拉力没有了，苹果只受到重力的作用，即苹果原来的平衡状态破坏了，物体就沿着另一个力的方向运动起来了。

小孩用细绳拉住氢气球，一旦脱手，气球将升空。

你能说明气球升空的原因？
小孩用细绳拉住氢气球时，氢气球由于受到平衡力的作用而静止。

但一旦脱手，氢气球失去了手的拉力，平衡就会破坏，此时氢气球就会升空。

水平道路上行驶的汽车
(1)若发动机牵引力大小等于汽车行驶时受到的阻力，汽车将怎样运动?
当汽车发动机牵引力大小等于汽车行驶时受到的阻力时，汽车将做匀速直线运动。

(2)若此时驾驶员关闭了发动机，则汽车又将怎样运动?为什么?最后汽车的运动状态怎样?
若驾驶员关闭发动机，汽车失去了发动机的牵引力，则汽车会在阻力作用下逐渐减速，最后汽车处于静止状态。

(3)如果要使停止着的汽车重新启动，则驾驶员应怎样做?此时，汽车受力平衡吗?
要汽车重新起动，驾驶员应起动发动机(汽车受力不平衡)，在牵引力的作用下，汽车由静止运动起来。

典型例题剖析
下而两种情况中他们的运动状态是否发生了改变?
(1)运动员在繁个自行车比赛中。

(2)滑冰运动员沿着冰道转弯时。

答案：是。

解析：(1)运动员在整个比赛中运动状态是发生改变的。

(2)沿着水道转弯说明运动方向在发生改变即运动状态在改变。