【教学设计】《科学探究：牛顿第一定律》（物理沪科八年级全一册）-1.docx

科学探究：牛顿第一定律 教材分析教材首先提出问题：如果物体不受力，将会怎样？通过小车在不同表面运动的演示实验，使学生直观的看到物体运动距离与阻力大小的关系，为讲解伽利略的理想实验做准备。然后讲述伽利略的推理方法和通过推理得出的结论，再介绍笛卡尔对伽利略结论的补充，牛顿最后总结得出的牛顿第一定律。通过这些使学生了解定律的得出是建立在许多人研究的基础上的，最后指出牛顿第一定律不是实验定律，而是用科学推理的方法概括出来的，定律是否正确要通过实践来检验。给学生以科学方法论的教育。 让学生体会规律的认识过程，对学生进行学史教育。从亚里士多德的观点伽利略的研究笛卡尔的补充牛顿的总结。 教学目标第1课时知识与技能：知道牛顿第一定律,常识性了解伽利略理想实验的推理过程. 过程与方法：1.通过探究阻力对物体运动影响的实验,培养学生的观察能力. 2.通过实验分析,初步培养学生科学的思维方法(分析、概括、推理). 情感态度与价值观：通过科学史的简介,对学生进行严谨的科学态度教育. 教学重难点教学重点:通过对实验的分析推理得出牛顿第一定律。 教学难点: 1明确“力是维持物体运动的原因”观点是错误的。 课前准备2伽利略理想实验的推理过程 斜面，小车，毛巾，棉布，玻璃板、课件。 教学过程一、 引入古希腊哲学家亚里士多德就根据这些现象总结出“物体的运动需要力去维持”。伽利略对此提出质疑，他通过理想实验发现：运动物体如果不受其他力的作用，将会继续保持同样的速度沿直线“永恒”运动下去。【设计意图】了解物理学史上关于运动与力关系的两种观点。二、 新课教学1.介绍伽利略理想实验：在轨道的一边释放一颗钢珠，如果忽略摩擦力带来的影响，我们发现钢珠从左边滚下后，再从右边的斜面滚上，钢珠将上升到与左边释放高度相同的点；若将右边的倾斜角减小，钢珠还是上升到原来的高度，但通过的路程比原来更长；假设右边的轨道为水平，钢珠想要达到原来的高度，但是钢珠无法达到原来的高度，钢珠将永远运动下去。【设计意图】了解伽利略的理想实验。2.演示实验运动的物体受到阻力不同，运动的情况也不同。科学探究：阻力对物体运动有什么影响？实验过程：让小球从同一斜面的同一位置滚下后分别在毛巾表面、棉布表面、玻璃表面上运动，每次记下小球停下时的位置。做标记的位置是什么位置？（停下来的位置） 【设计意图】根据实验目的，确定实验思路。（1）为什么强调木板处于水平？答：小车所受重力和支持力平衡，便于探究阻力对运动的影响。（2）为什么三次均是从A点释放？答：保证小车到达水平面时速度相等。（3）三次实验是通过什么来改变小车所受摩擦？答：改变接触面的粗糙程度。（4）实验中又是通过比较什么来比较阻力对运动的影响？答：比较小车运动距离的远近。【设计意图】理解实验设计中怎样解决一些具体的问题，培养学生严谨的科学态度。实验纪录： 实验次数 表面材料 阻力大小 滑行距离 1毛巾最大最短2棉布较大较长3玻璃较小长实验分析： 三次实验，小车最终都静止，为什么？ 三次实验，小车运动的距离不同，这说明什么问题？ 小球运动距离的长短跟它受到的阻力有什么关系？ 若使小车运动时受到的阻力进一步减小，小车运动的距离将变长还是变短？ 根据上面的实验及推理的思想，还可以推理出什么结论？ 推理：小球在光滑的阻力为零的表面，将会怎样运动？ 实验结论：通过伽利略的实验和科学推理得出“运动的物体，如果受到的阻力为零，它的速度将不会减慢，将以恒定不变的速度永远运动下去。”即作匀速运动。 迪卡尔的补充： 如果运动物体不受任何力的作用，不仅速度大小不变，而且运动方向也不变，将沿原来的方向匀速运动下去。 牛顿的总结：补充与概括 物体除了运动的以外,还有静止的。那么，静止的物体在没有受到外力作用时，保持什么状态呢？牛顿补充：将保持静止状态。牛顿概括总结得出著名的牛顿第一运动定律 ：一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持匀速直线运到状态或静止状态。适用对象：一切物体、任何时候；条件：不受力；结果：保持静止或匀速直线运动状态（原来运动状态）。【设计意图】通过对实验的分析推理，得出牛顿第一定律的内容。总结 ：人们对物体的运动规律的认识是经历了漫长的时间的。物体在不受力时的运动规律，它是经过亚里士多德对人们近两千年的思想束缚，伽利略的科学推理，才最终由牛顿总结出来的。【设计意图】渗透并深化物理学史的教育，让学生体会到人类一直在不懈追寻真理并不断完善。 教学目标第2课时知识与技能：知道什么是惯性，认识一切物体都有惯性。过程与方法：会用物体具有惯性解释惯性现象，培养学生的语言表述能力 情感态度与价值观：通过惯性现象，向学生进行交通安全教育 教学重难点教学重点：知道什么是惯性，认识一切物体都有惯性。教学难点： 课前准备解释惯性的相关现象。惯性球、惯性小车和木块 教学过程一、复习提问 牛顿第一定律的内容是什么？ 【设计意图】巩固旧知识，引出本节课的内容。二、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 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 【设计意图】认识惯性，知道惯性是什么。三、惯性现象 1观察视频中的现象，结合生活中的经验，简要分析物体的运动情况。车中的人与车一起运动，车突然停下来，人向前；车启动时，人向后。塑料片被打出去，鸡蛋原处下落。铲子上的石子开始时与铲子一起运动，铲子停止运动，石子继续向前。人、鸡蛋和石子都表现了运动状态不变的性质，由此可见，物体具有惯性。2惯性小球实验 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 大家都知道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 3刹车时的惯性现象 教师：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？ （演示，并请学生解释，教师讲评） 教师：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4汽车起动发生的惯性现象 大家解释汽车起动时乘客为什么向后倾倒？ 飞机投掷物体前，被投掷物跟飞机一起运动投掷物离开飞机后由于惯性仍要向前保持匀速直线运动可是被投掷物受重力作用，它向前运动的同时还要向下落，物体的实际下落轨道是一抛物线所以必须提前投掷 【设计意图】通过具体实例，知道物体由于具有惯性而发生的一些现象。三、 惯性的理解1惯性：物理学上把物体保持原来的静止或匀速直线运动状态的性质称为惯性。因此，牛顿第一定律又被称为惯性定律。2惯性是一切物体所固有的一种属性。惯性与物体的运动状态、所处位置等外部条件无关。质量是惯性大小的唯一量度。质量越大惯性越大，质量越小惯性越小。3惯性现象解释步骤(1)分析研究对象原来的状态；(2)与研究对象一同运动（或静止）的物体因受力发生了怎样的变化；(3)研究对象由于惯性要保持原来状态。【设计意图】引导学生正确理解惯性。四、常见的惯性现象利用惯性：(1)斧子的手柄松了，用手柄的下端撞击石头或树墩，斧头由于惯性，会继续向下运动。这样，斧头就被套紧了。(2)跳远运动员助跑后，飞身一跃，靠自身的惯性，在空