3.6 惯性 牛顿第一定律

1资源信息表标题第三章3.6惯性牛顿第一定律关键词惯性牛顿第一定律描述本教学设计包括：一、教学任务分析二、教学目标三、教学重点与难点四、教学资源五、教学设计思路六、教学流程七、教案示例学科初中物理八年级第一册第三章3.6节语种汉语媒体格式.doc学习者学生资源类型文本类素材教育类型初中基础型课程作者顾国东单位上海市黄浦区教师进修学院地址上海市汉口路50号[e-mail]2第三章3.6惯性牛顿第一定律执教：上海市黄浦区教师进修学院顾国东一、教学任务分析本节学习惯性、牛顿第一定律。惯性是运动和力的关系知识中的一个重要概念，又与生活实际紧密相联。牛顿第一定律是本章运动、力的后续内容，也是高中学习牛顿第二、第三定律的基础。学习本节内容需要以物体运动状态的改变、力的作用效果、摩擦力、二力平衡等知识为基础，进一步学习运动和力之间的关系，特别是当物体不受任何外力（或合外力为零）时的运动情况。由于生活经验的影响，不少学生认为静止的物体有惯性、运动的物体没有惯性；固体有惯性、气液体没有惯性。通过小组实验、讨论，交流，从而认识一切物体在任何时候都具有惯性，而且物体的质量越大，惯性越大。维持运动需要力吗？运动和力之间究竟存在什么关系呢？通过学生小组实验探究，知道力是改变物体运动状态的原因；通过演示实验知道维持运动不需要力。在伽里略斜面实验的基础上，教师再塑造一个理想过程—伽里略的理想实验，最后建立起牛顿第一定律，学生领略伽利略“理想实验”的科学魅力。本节课的教学要求学生主动参与，在实验、讨论建立概念和规律的过程中，感受到透过现象看本质的思维方法，感悟观察、实验、推理、尤其是“理想实验”对形成概念和发现规律的重要作用。二、教学目标1、知识与技能（1）理解惯性。理解惯性是物体本身固有的一种属性；知道惯性的大小与物体的质量有关。（2）知道牛顿第一定律。2、过程与方法（1）通过对生活中常见事例和实验的分析，纠正对惯性的一些错误认识，注意透过现象看本质的思维方法。（2）通过小组斜面实验、演示伽利略的斜面实验及推理，关注实验、分析、推理、“理想实验”的方法。3、情感、态度与价值观（1）通过了解亚里士多德、伽利略和牛顿等科学前辈对“运动和力的关系”不懈的探究历程，领略伽利略“理想实验”的科学魅力，感悟科学道路的艰辛曲折。（2）通过对惯性利弊的分析讨论，懂得任何事物都存在两面性。（3）通过了解安全带、安全气囊和头枕的作用，感悟生命的宝贵，体会尊重交通法规的重要性，从而自觉遵守交通法规。三、教学重点和难点重点：牛顿第一定律的形成过程及内容。难点：惯性是物体本身固有的一种属性；牛顿第一定律的形成过程。3四、教学资源1、学生实验器材（每四人一套）：装有水的烧杯、装有肥皂水的烧杯、吸管、惯性大小演示器、小车、木块、斜面、木板、棉布、玻璃板等。2、演示实验器材：演示实验纸飞蛋落（瓶、纸板、鸡蛋）、装有沙子的小桶、小球、伽里略斜面等。3、自制模拟演示PPT幻灯片。五、教学设计思路本设计的内容包括惯性、牛顿第一定律等两部分内容。本设计的基本思路是：以生活中的实例和探究小实验为基础，以学生分组实验讨论、教师点拨为基本方法，引入惯性是物体本身固有的一种属性、逐步形成对“力与运动的关系”的定性认识。通过“木块从斜面下滑”的学生实验、伽里略斜面演示实验、PPT模拟演示等，逐步建立“如果没有外力作用，一切物体将永远运动下去”的观点，最后形成牛顿第一定律。本设计要突出的重点是：牛顿第一定律。方法是强化规律的形成过程：通过学生实验—木块从斜面上滑下，在不同的平面上通过的距离不同；通过教师演示伽里略斜面实验；通过理想化的推理；通过PPT模拟演示；通过对运动状态、运动状态改变的分析、物体的受力分析，逐步形成牛顿第一定律。由于在突出重点的过程中，学生在小组实验、演示实验中反复经历了观察、分析、推理的过程，再加上教师利用PPT精心讲授“理想实验”，也就突破形成牛顿第一定律的难点。本设计要突破的另一个难点是：如何理解惯性是物体本身固有的一种属性。方法是：通过学生自主设计实验和对实例分析、讨论，知道固、液、气体都具有惯性；运动物体、静止物体也都具有惯性；通过对演示实验和小实验的观察分析，得出惯性大小仅与物体的质量有关的结论。本设计通过学生自主活动，激发学习兴趣，然后通过演示实验和推理分析，归纳得出牛顿第一定律，学生充分感受科学方法在研究物理问题中的应用。然后学生又运用牛顿第一定律来解释生活中的一些现象，感受生活与物理的密切关系。完成本设计的内容约需2课时。4六、教学流程1、教学流程图2、教学流程图说明情景Ⅰ视屏播放“泰坦尼克号”片段，提出发现冰山、“泰坦尼克号”为什么不能马上停止前进？引入惯性。活动Ⅰ学生实验1利用给定的器材设计实验证明一切物体都具有惯性。情景Ⅱ演示实验1通过沙桶的演示实验，探究惯性与质量的关系。活动Ⅱ学生实验2利用给定的器材设计实验证明惯性与质量的关系。活动Ⅲ应用1图片解读：小组讨论解释相扑图片和漫画图片；列举惯性的利弊。活动Ⅳ学生实验3利用给定的器材设计实验，探究物体运动状态改变的原因。活动Ⅴ利用给定的器材做木块由斜面下滑、在不同材料表面滑行距离不同的实验。活动Ⅵ应用一切物体都具有惯性活动I学生实验1情景I视屏泰坦尼克惯性牛顿第一定律活动Ⅴ学生实验3情景Ⅲ演示实验2活动Ⅱ学生实验2情景II演示实验1惯性的大小活动Ⅲ应用活动Ⅳ学生实验35情景Ⅲ演示实验2教师演示伽里略实验。活动Ⅵ应用2解释现象。3、教学的主要环节本设计可分为三个主要的教学环节：第一环节，自主活动、探究固有属性通过小组设计实验及演示实验，知道一切物体具有惯性及惯性与质量的关系。第二环节，实验思考，逻辑推理定律通过学生实验、教师演示实验，逻辑推理得出牛顿第一定律。七、教案示例第一课时（一）引入1．播放影片“泰坦尼克号”片段，提出问题“发现冰山、‘泰坦尼克号’为什么不能马上停止前进？”引出课题“惯性”。2．同桌交流生活中常见的惯性现象：乘公共汽车突然刹车时的感觉；百米赛跑到终点后要继续向前冲等。完成活动卡P62画情景。（二）新课3．一切物体都具有惯性（1）问题轮船有惯性、汽车有惯性、人有惯性，液体、气体也有惯性吗？你能利用桌上的器材设计实验证明你的观点吗？”（2）学生实验1利用给定的器材设计实验证明液体、气体也有惯性：手拿装满水的杯子突然向前；手拿装满水的杯子向前突然停止；用吸管吹肥皂泡、用可乐瓶吹烛焰等。利用给定的器材设计实验证明运动物体有惯性，静止物体也有惯性：小车上放木块、小车突然运动、小车突然停止运动；纸飞蛋落（该实验也可教师演示）。（3）大组交流小组派代表演示实验，并说明各实验分别表明了什么。结论：一切物体都具有惯性，惯性是物体本身固有的一种属性。4．物体惯性的大小（1）问题物体惯性的大小与什么有关？（2）演示实验2教师演示如图沙桶实验，学生观察得出结论：物体的质量越大，惯性越大。（3）学生实验26做法：在光滑的木板上安装如图所示导轨，两导轨之间分别放置一号和五号电池，尽可能匀速拉惯性大小演示板前进，然后突然停止。观察：不同质量的干电池在板上通过距离的大小。结论：物体的质量越大，惯性越大。（3）阅读教科书P82。（三）知识应用5．应用（1）问题事物都是一分为二的。在日常生活中，哪些地方我们利用惯性，哪些地方我们要防止惯性带来的危害？例举说明惯性的利弊。安全带、教科书P81安全气囊和头枕。（2）运用惯性与质量的关系解释教科书上图3-6-4相扑图片和活动卡上P64的漫画图片。（3）运用惯性知识解释生活中的一些惯性现象：行驶中的汽车遇到紧急情况刹车时，车内的乘客倒向车行驶的方向；要想击中地上的目标，飞机飞到离目标上空一段距离提前投弹；离开枪口的子弹失去了推力，还能继续前进。（4）归纳解释顺序：①研究对象和相关物体原来是运动的、还是静止的？②与研究对象相关的物体的运动状态发生了什么变化？③由于惯性，研究对象的运动状态仍将怎样？第二课时（一）引入1．运动状态的改变（1）问题什么是物体运动状态的改变？物体为什么会改变运动状态？你能否使运动的小球静止、或改变运动方向？物体运动状态改变的原因是什么？（2）学生实验3布置小组活动任务：利用给定的器材设计实验，探究物体运动状态改变的原因。大组交流：实验过程及结论。用手指弹小球，静止的小球开始运动。说明弹力使小球改变运动状态。用手挡住运动的小球，运动的小球静止了。说明手的力使小球改变运动状态。在运动小球的一侧放一磁铁，小球改变了运动方向。说明磁力使小球改变运动状态。7得出结论：力是改变物体运动状态的原因（二）新课2．运动状态的不改变（1）问题运动的物体如果不受其他物体的作用，会一直运动下去吗？（2）学生实验3按如图所示要求做实验：做法：三次让小车在斜面的同一位置由静止滑下，水平面上分别铺着毛巾、棉布、玻璃。说明：三次让小车在斜面的同一位置由静止滑下，是为了保证小车刚到水平面时具有相同的速度。观察：（1）毛巾、棉布、玻璃表面粗糙程度。（2）小车在三个水平面上运动的距离。思考：（1）毛巾、棉布、玻璃表面粗糙程度不同说明什么？（2）小车沿毛巾（或棉布或玻璃）表面运动时，速度越来越小，最后会静止，这是为什么？分析小车在水平方向受力情况。（3）小车在三个水平面上运动的距离不同说明了什么？由此你可以得到什么结论？（4）如果表面更光滑，小车运动的距离将发生怎样的变化？速度将发生怎样的变化？（5）如果水平面足够光滑（完全没有摩擦力），小车将怎样运动？分析：毛巾表面最粗糙，小车受到的阻力（摩擦力）最大，运动距离最短；玻璃表面最光滑，小车受到的阻力（摩擦力）最小，运动距离最长。即摩擦力阻碍了小车的运动。结论：如果水平面是完全光滑的，小车没有受到阻力，小车将永远运动下去。（3）演示实验2做法：如图所示将A、B两个光滑的导轨对接在一起，让小球多次从同一位置由静止沿导轨滚下，每次改变导轨B倾斜的角度，使之与水平面的夹角越来越小。观察：小球每次上升的高度。思考及推理：如果斜面B与水平面的夹角越来越小，小球的运动情况如何？如果斜面B与水平面的夹角小到零，即B是水平面，小球的运动情况如何？演示PPT：斜面B与水平面的夹角越来越小，小球总是上升到几乎相同的高度，小球通过的距离也越来越大，直到斜面B与水平面的夹角小到零，小球一直运动。结论：如果斜面B是水平面的，小球将永远运动下去。AB83．牛顿第一定律：阅读教科书P83。说明：“物体不受力”是理想状态。事实上物体总是受到力的作用的，若物体受到平衡力的作用，即物体受到的合力为零，那么物体能保持原来的运动状态。4．介绍伽里略、牛顿等科学家（利用PPT）：亚里士多德：力是维持物体运动的原因。伽利略：否定亚里士多德观点，认为力不是维持物体运动的原因，用基于科学推理的理想实验证明。牛顿：在伽利略的基础上，概括出牛顿第一定律。（三）运用巩固5．巩固练习（1）跳伞运动员与降落伞共重700牛，下落时受到的空气阻力为700牛，跳伞运动员作什么运动？（2）在水平地面上作匀速直线运动的公共汽车受几个力的作用？若汽车受到的水平阻力为1000牛，则汽车的牵引力为多大？