科学探究：牛顿第一定律教学设计

牛顿第一定律（第一课时）
【教材分析】
（一）教学内容
牛顿第一定律是沪课版物理八年级第七章第一节内容。

包括牛顿第一定律和惯性两方面的内容。

本课时主要是针对第一个内容进行教学。

（二）教材的地位和作用
本章是在前面的第二章《机械运动》和第六章《熟悉而陌生的力》的基础上进一步研究运动和力的关系。

牛顿第一定律是经典力学中三大定律之一。

是整个力学的基础,因为它把最基本的匀速直线运动和物体是否受力联系起来，确立了力和运动之间的关系，是前面力的作用效果的延伸，又为后面学习的知识打下了基础，起着承前启后的作用。

因此，可以说，牛顿第一定律是本章的重点。

（三）教学目标
根据课程标准要求，结合教材内容以及学生现有的认知基础，我制定如下三维教学目标：
知识与技能
1、知道伽利略的理想实验思想；
2、知道牛顿第一定律。

过程与方法:
1、实验探究阻力对物体水平运动距离的影响。

2、知道伽利略理想实验的思想。

情感、态度与价值观
1.体验在研究过程中成功的喜悦，学会分工与合作，提高团结协作的能力。

2.感悟科学探究的艰辛与曲折，体会科学家的对生活现象的仔细观察。

（四）重点、难点
教学重点：①伽利略理想实验的思想②实验探究阻力对物体水平运动距离的影响
教学难点：物体的运动不需要力来维持。

【教学教法】
（一）学情分析
学习者是初二年级学生。

有利的方面是：经过前面物理知识的学习，学生具备了一定的实验探究能力，并且学习了机械运动、力的作用效果，知道力可以改变物体的运动状态，为本节学习做好了铺垫。

不利的方面是：学生受生活经验的影响，“物体的运动需要力来维持”的错误观念不容易转变。

（二）教法
本课时我主要采用电影片段，激发学生的兴趣，引出课题，同时采用“演示法”与“科学推理法”相结合来进行教学，即通过实验现象的观察、分析、讨论，又加以科学的想象和推理，引导学生去发现知识，总结规律。

（三）学法
教学活动是教与学两方面的有机结合，在上述教学方法的正确实施下，我引导学生采用：科学探究法、小组合作学习法、讨论法、分析归纳法等学习方法。

（四）教具与学具
电教器材：多媒体
教师演示用：工具箱、单摆、小球、斜面、小车、毛巾、棉布
学生分组器材：
小车、斜面、毛巾、棉布
【教学过程】
➢新课导入：
PPT1:播放《标枪比赛》
PPT2:定格画面出现：
教师：
标枪为何可以继续在空中前进？有外力推动他吗？
【引领学生思考】
教师：
带这这个问题，我们今天一起进入第七章力和运动第一节牛顿第一定律的学习
PPT3: 第七章力和运动
第一节科学探究：牛顿第一定律（板书）
➢新课展示
一、物体的运动需要力来维持吗？
教师演示：推箱子
教师追问：（1）要让工具箱水平向左（右）做运动怎么办？（学生答：施力）
教师追问：（2）如果要让箱子一直运动，应该怎么办？（学生答：一直施力）
教师：老师停止施力，工具箱就静止下来。

生活中还有类似的现象，比如马拉车，车就运动；马停下来，车也停止下来。

教师追问：（3）由这些现象，老师想请一个同学发表一下你的观点，你觉得物体的运动需要力来维持吗？（一个同学回答）
PPT4:
【过渡引导】这位同学的观点和古希腊哲学家亚里士多德的观点是一样的，
他也认为：物体的运动需要力来维持。

（教师板书：一、物体的运动需要力来维持吗？
1.亚里士多德需要）
【过渡引导】现在老师再来推推箱子，请同学们再仔细看看它的运动情况
教师演示：用较大力推，箱子滑行一段距离后停止
教师追问：（1）箱子滑行中受到推力了吗？（学生答：没有）
教师追问：（2）那它最后为什么会静止？（学生答：有摩擦力）
PPT5:
教师：物体的运动真的需要力来维持吗？
教师追问：（2）生活中有类似的现象吗？那位同学能举一个例子？（请一个同学回答）
教师追问：（3）那你觉得物体的运动需要力来维持吗？（请举例的同学继续回答）
PPT6:
【过渡引导】这位同学的观点科学家伽利略的观点是一样的，他也
认为运动物体静止下来是因为摩擦阻力，由此他提出：运动的物体
如果不受其他力的作用，就会一直运动下去。

他认为物体的运动不
需要力来维持
（教师板书：2.伽利略不需要）
PPT7:
PPT8:
【过渡引导】两个人都观察生活现象，提出了自己的观点，而亚里士多德是历史上最有影响力的人，年轻的伽利略向权威发起了挑战！他要想挑战成功，就必须找到更强有力的证据，下面我们就来重温他的挑战之路吧
PPT9:
教师演示: 让小球从标记线A 静止释放，让单摆摆动。

教师追问：那位同学知道伽利略和单摆的小故事。

（学生讲故事？）
教师追问：（1）同学们也学习一下伽利略的仔细观察的精神，观察单摆左右摆动的高度有什么特点？
教师提示:将等高线露出来。

（同学答：相同高度）（请一个同学回答？）
教师：伽利略研究完等时性后，继续深入研究又发现了单摆的等高性。

PPT10:
教师：当他向亚里士多德发起了挑战时就想到了单摆的，
教师追问：（2）如果你是伽利略，你不看摆线，只看小球运动轨
迹，你会联想到这与小球在哪种表面的运动相似？
（同学答：曲面/弧面？）
教师：不错，伽利略由此构造出了一个斜面实验装置。

教师演示:出示伽利略理想斜面实验演示器。

教师追问：（3）和单摆相同，小球从左端标线处释放，将到达右边的什么位置？
（同学答：学生会猜应该到达右侧等高的标线处？）
教师演示:将小球释放，提醒学生仔细观察小球到达右侧的位置。

教师追问：（4）我们发现小球可以达到几乎等高处，为什么有一定的差距？（同学答：摩擦阻力？）教师演示:同斜面多做几次，将小球再次同标记线处释放，提醒再次观察。

PPT11:
教师：伽利略就由此科学推理，如果斜面绝对光滑，小球在斜面
上将上升到等高度处。

教师追问：（5）推想：如果再将右侧斜面的坡度减小，小球会到达等高处吗？（同学齐答：会）教师：但是第二次运动的距离更长！！
教师追问：（6）推想：如果将右侧斜面的坡度再减小，可以到达吧，再减小呢？（同学齐答：会）教师追问：（7）最后坡度变为零，右边的斜面放到水平并一直延伸，小球想要达到同样的高度吗？
（同学答：能）它能达到吗？（同学答：不能）
教师追问：（8）那小球在水平面上会停止运动吗？（同学齐答：不能）
师生共同总结：那小球将一直运动下去。

这就说明：运动不需要力来维持！
PPT12:
教师：
现实生活中找不到没有摩擦的斜面，并且也找不到一直延伸的平
面，所以说伽利略的实验是一个理想实验。

但是，它是在可靠实
验事实的基础上，科学推理完成的，符合大家的逻辑，所以被人
们认可。

他成功地证明了自己的观点！
【过渡引导】同学们，你们有勇气挑战亚里士多德的观点吗？（同学答：能！）
PPT13:
教师：
现在我们借鉴他的思想亲自来设计一个实验，通过来研究物体在
水平面上运动时，物体运动距离的情况，进而得到伽利略一样的
实验结论。

（教师板书：二、探究：阻力对物体运动距离的影响）
PPT14:
教师：
介绍实验器材：小车、带斜面的木板、棉布、毛巾
PPT15:
教师：再次提醒大家我们的实验是研究物体在水平面上的情况。

今天给大家
提供的物体是小车
（教师出示水平木板，让小车运动起来，请同学们先思考导线案上的第一问题）
请同学们依据导学案上的其他问题，思考，并分小组相互讨论。

并把讨论的问题的结果填在导学案相应位置。

教师：（学生设计实验方案时老师巡视，找好回答问题的学生）
接下来，老师想邀请一个小组的同学代表来介绍一下你们小组讨论的问题的结果。

学生代表发言
PPT15:PPT16:PPT17:
PPT18:
教师：友情提醒
1.每一种平面多滑行几次，保证实验结果的真是可靠
2.毛巾和棉布只铺一层
3.在铺毛巾和棉布的时候注意，毛巾和棉布的棱要阻挡小车的下滑，
可以把它们像图中一样放在塑料片上。

4.小车滑行距离不需要测量，只需要在车头对应位置，用标记纸做好标记，在比较长短就可以。

PPT19:
教师：
接下来请同学们分组实验，将实验结果填在教材127页表格中，请注
意导学案上的填表说明
PPT20:
教师：
请同学填实验结论（同学答）
如果还要获得物体不受力的运动情况，在此基础上还应该做什么？（学
生答：科学推理）
PPT21:
师生共同推理：
学生齐答
教师：
恭喜同学们，你们也成功的通过自己的探究获得了和伽利略一样的
结论-物体的运动不需要力来维持！。

（给自己点掌声）
【过渡引导】教师：
其实在力和运动的关系的探索过程中，还有许多的科学家做出了努力，比如法国的科学家笛卡儿，他们都研究了运动的物体在不受外力时会继续运动。

PPT22:
教师：
最后英国的著名物理学家牛顿全面的总结了前人研究的成果，并将
物体静止时不受外力的情况也概括在一起，建立了牛顿第一定律。

（教师板书：三、牛顿第一定律）
PPT23:
教师：
请同学们翻开教材128页找到牛顿第一定律的内容，一起来朗读一遍。

（有时间就简单理解？）
牛顿第一定律适用于一切物体，指出了静止的物体不受力将保持静止，运动的物体不受力将保持匀速直线运动状态，揭示了力不是维持物体的原因，而是改变物体运动状态的原因。

➢师生总结
PPT24: PPT25:
教师：
这节课我们了解了牛顿第一定律的内容,认识到力不是维持物体运动的原因。

亚里士多德的观点现在看来虽然不科学，但是他能仔细观察现象，提出观点，是值得我们学习的。

而伽利略的研究问题课科学方法，标志着物理学的真正开端。

人类对事物或规律的认识，并不是一蹴而就，而是经历着一个步步深入，逐步完善的曲折的过程。

➢反馈思考
教师追问：标枪在空中继续向前运动，需要力来维持吗？
【板书设计】
§7.1 牛顿第一定律
一、物体的运动是否需要力来维持？
1.亚里士多德：需要
2.伽利略：不需要
二、探究：阻力对物体运动距离的影响
三、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或静止状态。