八年级物理下册 第7章 第七节 牛顿第一定律(第1课时)教案 (新版)北师大版

《牛顿第一定律》
教学目标：
知识与技能
1、知道伽利略的理想实验及其主要推理过程和推论，知道理想实验是科学研究的重要方法。

2、理解牛顿第一定律的内容及意义。

3、理解惯性的概念，会正确解释惯性现象。

过程与方法
1、体验伽利略理想实验的推理过程，理解理想实验是科学研究的重要方法。

2、通过实验加深对牛顿第一定律的理解。

3、观察生活中的惯性现象。

情感、态度与价值观
通过亚里士多德和伽利略对力和运动关系的不同认识，通过对笛卡儿的推论和牛顿第一定律的比较分析，了解人类认识事物本质的曲折性。

感悟科学是人类进步的不竭动力。

教学重点：
对牛顿第一定律和惯性的正确理解；科学思想的建立过程。

教学难点：
实验探究、交流与合作、多媒体辅助教学。

教学过程：
新课导入：
力和运动有关系吗？（情景创设，引入新课）
大屏幕播放视频：有趣的太空生活。

航天员在太空舱中游走穿梭，就像鱼儿在水中游泳一样；
航天员用吸管把水挤到空中，然后去喝空中漂浮的大水珠；
航天员洗刷时，随手去拿飘在空中的牙刷、牙膏、剃须刀等；
航天员互传桔子、苹果，然后去吃飘过来的水果。

观看后请学生尝试在教室内再现以上的某个情景。

学生尝试后得出结论：教室内无法再现。

【思考与讨论】
太空舱中的情景在教室内为何无法重现？
太空是一个几乎不受力的环境，在这样的环境中，一切物体都可以随拿随放，而在地球上，一切物体都受重力，把物体拿到空中静止释放后，物体并不能静止在原处，而是要落下来。

得出结论：力和运动是有关系的。

以此引出课题：第五章研究力和运动的关系
新课展示
一、力和运动有什么关系呢？
1、亚里士多德
【阅读与思考】
结合课本的内容，组织学生思考、讨论并引导学生得出下列问题的答案。

（1）古希腊哲学家亚里士多德的观点是什么，他凭什么得出观点的？
力是维持物体运动的原因；观察和直觉。

（2）造成亚里士多德得出错误观点的原因是什么？
由于地面环境中重力和摩擦力的干扰。

【过渡引导】一边解说引导，一边用小车演示
其实，最先悟出这一原因的是17世纪意大利的物理学家伽利略。

他观察到，在推力作用下运动的小车，撤去推力后，小车并不是立刻停止，而是运动了一段时间才停下来的。

撤去推力，小车仍可以运动，这就说明：“力是维持运动的原因”这一观点，并不是力和运动的真正关系。

为了找出力和运动的真正关系，伽利略巧妙的设计了一个实验，这个实验把他深邃的思想和超人的睿智体现的淋漓尽致，那么，这到底是一个什么样的实验呢？
2、伽利略的实验
（1）实验过程
（动画展示：层层设问，步步深入，让学生经历伽利略的思考过程，体验理想实验的科学研究方法）
装置介绍：两个对接的粗糙斜面，中间用圆弧相连。

师：让小球从一个斜面的某一个高度静止释放，小球的运动情况如何？试描述出来。

生：小球滚上另一个斜面，到不了原来的高度就返回了，然后在两个斜面间往返运动，高度越来越低，最终停在斜面的低端。

师：小球为什么达不到原来的高度，而且最终又停下来呢？
生：受到摩擦阻力的作用。

师：设想斜面光滑，没有摩擦，小球的运动情况如何呢？
生：小球将达到跟原来同样的高度，然后在两个斜面间往返运动，永不停息。

师：如果减小第二个斜面的倾斜度，小球的运动情况如何？和前一次有什么异同呢?
生：小球依然达到同一高度，但经过的路程会更长，用的时间也更长。

师：推想：如果持续减小第二个斜面的倾斜度，小球的运动情况如何呢？
生：小球仍会达到同一高度，只是走的路程越来越长，所需的时间越来越长，
师：当第二个斜面变成水平面时，小球的运动情况如何呢？
生：小球将沿着光滑的水平面一直运动下去，永不返回。

师生总结：小球在水平方向上不受力，仍可以运动，这就说明：运动并不需要力来维持。

伽利略由此得出结论：力不是维持运动的原因。

【过渡引导】
伽利略实验的整个过程，都是在假设斜面光滑没有摩擦的前提下进行的，而绝对光滑的斜面是不存在的，所以说伽利略的实验是一个理想实验。

那么什么是理想实验呢？
（2）理想实验
在学生稍加讨论后，给出理想实验的概念。

理想实验是在思想中塑造的一种理想过程。

它是以科学实验为基础，以科学事实为根据，突出主要因素，排除次要因素，运用逻辑推理，揭示物理世界的内在联系，发现物理规律。

这是科学研究的重要方法。

举例说明：理想实验并不神秘。

在我们下棋时，每走一步之前，总会先在脑海里布局一个假象的战场，我如何走，对手如何应付，我该怎样走，对手才无路可走。

棋技越高，设想的布局方案也就越多，越深入，越全面。

在这个过程，我们就在进行着理想实验。

（3）实验设计
根据伽利略的实验和你对理想实验的理解，设计一个实验，说明力不是维持物体运动的原因。

器材：毛巾、棉布、木板、劈型斜面、小车
要求：同桌讨论实验方案，说明实验步骤。

在学生讨论完后，请两个同学展示讨论的结果，边做实验边解说。

（试验中要体现理想实验的思想，并合理推出结论）
（4）实验验证
播放视频：
（请同学们要特别注意观察物体被推出后的运动状态。

）
两位航天员传背包；两位男航天员传送一位女航天员。

太空可以看做是一个几乎不受力的环境，在这样的环境中，具有初速的物体一直运动。

这就直接验证了伽利略的结论。

【过渡引导】
在伽利略实验的基础上，法国科学家笛卡尔，对力和运动的关系做了进一步的推论。

英国科学家牛顿做了进一步的补充、完善和总结，提出了牛顿第一定律。

二、牛顿第一定律
1、笛卡尔的推论
一个不受外界任何影响的运动着的物体，将保持原来的运动，一个静止的不受外界影响的物体，将保持静止。

2、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，直到外力迫使它改变运动状态为止。

【思考与讨论】
（1）笛卡尔的推论中，外界影响指什么呢？
外力的作用。

（2）比较、分析、讨论牛顿第一定律比笛卡尔的推论有哪些地方更完善了？
体现在以下四点：
①一个—→一切：体现出普遍性、共性;
②将保持—→总保持：体现出物体的固有性、特性;
③只研究了物体不受力的情况—→还研究了受外力的情况:说明了外力的作用;
④表述上，牛顿第一定律比笛卡尔的推论更明确，更简洁。

（3）通过（2）的分析，总结牛顿第一定律的意义。

①说明了物体不受力时的状态：匀速直线运动状态或静止状态。

②说明了力的作用：力是改变物体的运动状态的原因。

③揭示了一切物体都具有的一种固有属性——惯性，因此，牛顿第一定律又叫做惯性定律。

【过渡引导】
那么什么是惯性呢？（根据牛顿第一定律得出惯性的定义。

）
三、惯性
1、定义：物体保持匀速直线运动状态或静止状态的特性。

2、说明：
①一切物体都有惯性，惯性是物体的固有属性。

(为更好的理解“一切”和“固有”，设计以下两个问题和一个视频)
问题：地球上的物体有惯性，太空中的物体有惯性吗？
问题：人行走时有惯性，静止时有惯性吗？
播放视频：有关生活中惯性的例子，请学生解释。

【思考与讨论】
惯性是物体的固有属性，那么惯性有大小吗？（结合视频思考、讨论、分析该问题。

）播放视频：
一弹簧弹开静止的质量不同的小车，两车运动的距离不同；
卡车和自行车同时刹车，停止的难以程度不同。

师生总结：质量不同的物体，保持原有运动状态的本领是不同的，质量越大，保持原有运动状态的本领越大，就说物体的惯性越大；相反，惯性越小。

可见，物体的惯性是有大小的，并且质量是物体惯性大小的唯一量度。

②质量是物体惯性大小的唯一量度。

练习：1kg的铁块、1kg的木块、1kg的棉花，谁的惯性最大？
师生总结
学生总结：（这节课我学到了什么？）
教师总结：通过亚里士多德和伽利略对力和运动关系的不同认识，通过对笛卡尔的推论和牛顿第一定律的比较分析，我们知道了，人类对事物或规律的认识，并不是一蹴而就，一步到位的，而是经历着一个步步深入。

逐步完善的曲折的过程。

7.1 《力》
【教材分析】
力是生活中常见的一种物理现象，力学是初中物理的重点知识。

学好力的概念是今后学习力学知识的基础。

【学情分析】
在日常生活中，学生对力已有许多感性认识，如何将感性认识转化为理性知识是本节教学的难点。

先让学生列举一些有关力的实例，然后用不完全归纳法归纳出力是物体对物体的作用；再通过实验现象概括出力的作用效果是使物体发生形变或使物体的运动状态发生改变；最后通过实验，让学生体验力的作用是相互的。

本节教学设计的思路是“实例（实验）——分析——概括”。

教学中要注意联系生活实际，突出科学探究中的分析与论证这一环节。

二、
三、过程与方法
1.通过活动和生活经验感受力的作用效果。

2.了解物体间力的作用是相互的，并能解释有关现象。

3.“实例——分析——概括”。

三、情感、态度与价值观
1.通过教学活动，激发学生的学习兴趣和对科学的求知欲望，乐于探索自然现象和日常生活中的科学道理。

2.善于将自己的见解公开并与他人交流，认识交流与合作的重要性。

【教学重难点】
教学重点：
1.力的概念、单位及其作用效果。

2.力的三要素，会用示意图表示力。

教学难点：
1.力的概念。

2.认识物体间力的作用是相互的，并解释有关现象。

【教学方法】
观察法、实验法、讨论法、探究法，分析归纳法
【教学用具】
气球，弹簧，磁铁，铁钉，多媒体课件。

【课时安排】
1课时
【教学过程】
⏹情景导入
通过吹气球的小游戏，引发学生思考“为什么气球会飞出去？”，同时活跃课堂气氛，激发学生的学习热情。

⏹进行新课
一、什么是力
通过这几幅图“人推．车人拉．弹簧起重机提．重物压路机压．路面”归纳总结出力的概念
1.力的概念：力是物体对物体的作用。

（施力物体和受力物体）
（1）力不能离开物体而单独存在，施力物体与受力物体总是同时存在的。

（2）不直接接触的物体间也会产生力的作用。

(让学生举事例说明)
2.在物理学中，力的符号为F.
3.（为了纪念伟大的科学家牛顿，我们把）力的单位规定为：牛顿，简称牛，符号为N。

4.小常识：手托起两个鸡蛋所用的力大约为1N。

一个质量为50kg的同学对地面的压力大约是500N。

1.力可以改变物体的运动状态．
①速度大小改变②运动方向改变
2.力可以使物体发生形变．
当物体发生形变或运动状态改变时，我们就可以判断物体受到了力的作用。

不同的力作用效果不同，那么它的作用效果与哪些因素有关呢？
二、力的三要素
力的作用效果与哪些因素有关？
1.用弹簧演示实验，用力越大，弹簧伸长的越长，再结合生活中的例子。

归纳总结出：力的作用效果与力的大小有关。

2.用弹簧演示实验，拉弹簧可使弹簧伸长，压弹簧可使弹簧缩短，同时结合生活中的例子。

归纳总结出：力的作用效果与力的方向有关。

3.推门实验，教师在门前，门边处推门，学生在门后靠近门轴处推门，都用全力，结果教师很容易就把门推开了。

说明：力的作用效果还与力的作用位置有关，这个力的作用位置在物理上叫做力的作用点。

老师总结：力的作用效果与力的大小，方向和作用点有关，在物理学中，我们把它们称为力的三要素。

生活中，打台球、高尔夫球时，力的大小、方向、作用点都很重要。

四、力的示意图
力看不见摸不着，那么怎样去表示力呢？
1、在物理学中，用一根带箭头的线段表示力：在受力物体上沿着力的方向画一条线段，在线段的末端画一个箭头表示力的方向，线段的起点或终点表示力的作用点，在同一个图中，力越大，线段应该越长。

有时还可以在力的示意图旁边用数值和单位标出力的大小。

例题加练习
2、画力的示意图步骤：
1.确定受力物体；
2.找出作用点;
3.找出受力方向 ;
4.画出带箭头的线段；
5.标出数值和单位；
6.检查同一图若有两个及两个的力时，保证力越大，线段越长；
五、力的相互作用
1、力的作用是相互的。

在日常生活中，我们都有体验，当你手拍桌子时，手会疼，用船浆用力推岸，船就会离岸而去，在交通事故中，汽车撞断路边的栏杆的同时，车子本身也会“受伤”。

这说明了什么？
手会疼，说明桌子对手施加了作用力；
船会离岸而去，说明河岸对船桨施加了作用力；
车子会“受伤”，说明车子受到了墙对它的作用力。

总结：甲物体对乙物体施力时，乙物体对甲物体同时也施力。

因此，力的作用是相互的。

2、应用
“力的作用是相互的”这一物理知识在日常生活中有哪些现象或应用？
师生共同列举：跑步、划船、游泳等；
⏹小结
本节课我们主要学习了：①力是物体对物体的作用；②力可以使物体发生形变，也可以使物体的运动状态发生改变；③力的作用是相互的；④如何使用力的示意图表示力。

让学生回想气球游戏，找一位同学用本节课所学知识来解释气球会飞出去的原因。

教师总结。

同时说明火箭发射升空、喷气式飞机飞行也是利用这一原理。

⏹布置作业
课后动手动脑学物理
⏹板书设计
7.1 力
一、力的概念
1.物体对物体的作用。

2.在物理学中，力的符号为F。

3.单位：牛顿，简称牛（N）
二、力的作用效果
1.力可以使物体发生形变；
2.力可以使物体的运动状态发生改变。

三、力的三要素
力的大小，方向和作用点。

四、力的示意图
五、力的相互作用
教学反思。