初中物理沪科版八年级全册第一节 科学探究：牛顿第一定律教学设计

科学探究：牛顿第一定律

一、三维教学目标：

1．  知识与技能：
（1）知道什么是运动状态的改变。
（2）知道物体运动状态的改变即包括速度大小一改变，又包括速度方向的改变，同时也包括速度的大小和方向同时改变。
（3）知道力是物体运动状态改变的原因。
（4）理解牛顿第一定律的内容和意义
（5）知道什么是惯性，会正确解释有关现象
（6）知道质量是物体惯性大小的量度，并能用来解释一些简单的现象。

2．  过程与方法：

（1）观察实验形成力与运动究竟是什么关系？
（2）通过实验研究力与运动的关系
（3）知道理想实验是科学研究的重要方法
（4）知道历史上牛顿第一定律的建立过程

3．  情感态度价值观：
（1）体验再研究过程得到自己发现的喜悦。
（2）领会理想实验方法的意义
（3）由惯性与生活的联系增强物理学习的情感

二、重点与难点：

重点：牛顿第一定律、惯性

难点：对牛顿第一定律的理解

三、教具仪器：

多媒体、小车、小球、毛巾、玻璃板、斜槽、刻度尺、木块、气垫导轨、滑块

教法：

1、对比实验、自主探索、合理推理。

2、利用生活中的实例，理解惯性与质量的关系。

四、教学过程设计：

（一）引入新课

开门见山，阐述课题：前面几章学习了运动和力基础知识，这一章开始我们研究力和运动的关系。第一节课我们来学习牛顿第一定律。
   （二）进行新课
    教师活动：多媒体播放古代人劳动的漫画： 边播放边说，人推车走，不推车停，由此看来必须有力作用在物体上，物体才运动，没有力作用在物体上，物体就不运动——这是两千多年前亚里士多德说的，不是我说的。是这样吗？

学生活动：学生观看漫画：人推着车子，汗流侠背，推车的人放下车，一边擦汗，一边叹气。
通过看漫画思考问题。
教师活动：下面你就利用桌子上的器材来研究一下这个问题。

让学生利用桌子上的器材，自主设计实验，分别研究：
l、力推物动，力撤物停。
2、力撤物不停。

教师巡回指导，提出问题：物体的运动是不是一定需要力？

学生活动：利用桌子上的器材：小车、小球、毛巾、玻璃板、斜槽、刻度尺。做实验：
1、桌子上铺毛巾，小车放在毛巾上，推它就动，不推就停。
2、撤去毛巾，让小车在桌面上，推一下小车，小车运动一段才停下来。

教师活动：你还能举出其他的例子来说明这个问题吗？
刚才的两个实验为什么会出现两种现象呢？矛盾出在哪呢？
学生活动：学生举例讨论，比如：自行车蹬一段时间后停止蹬车，自行车会滑行一段距离；溜冰；冰面上踢出去的冰块。等等。
点评：通过举例进一步理解物体的运动不需要力来维持。

教师活动：引导学生进行实验对比。通过对比实验可以进行逻辑推理，如果接触面非常光滑没有摩擦，那小球会怎样？

学生活动：用小球做对比实验
A、使斜槽和桌面吻合，让小球从斜槽上滚下，标出滚动距离。B、在桌面上放玻璃板，使斜槽和玻璃板吻合，让小球从同样的高度滚下，标出滚动的距离。
对比发现，接触面越光滑，滚动距离越远。［总结得出］小球运动停下来的原因是摩擦力。如果接触面非常光滑小球会永不停止。
点评：1、对比实验，找出问题的本质．从而理解物体的运动和力的关系．
　　　2、在对比实验的基础上进行合理的逻辑推理．

教师活动：在学生回答的基础上，结合实验进一步总结：（并板书）

物体的运动是不需要力来维持的。（力撤物停的原因是因为摩擦力。如果没有摩擦力，运动的物体会一直运动下去）。最早发现这一问题的科学家是伽利略。伽利略是怎么研究这个问题的呢？

教师活动：边介绍边用多媒体播放伽利略的理想实验。要动态出以下效果：
（1）对称斜面，没有摩擦小球滚到等高。
（2）减小另一侧斜面倾角，小球从同一位置释放要滚到等高，滚动距离就会越远。
（3）把另侧斜面放平，小球要到等高，就会一直滚下去。
根据这一现象伽利略得出了什么样的结论？

学生活动：观察并回答提出的问题：
运动的物体如果不受力物体将匀速运动下去。
点评：通过观察伽利略的理想实验，启发学生在研究科学问题时大胆的设想和科学的推理都是很有必要的。

教师活动：用气垫导轨消除摩擦。让滑块在导轨上滑动，利用光电门测出滑块在不同位置的速度。

学生活动：学生记录数据并比较。确信他的正确性。

教师活动：引导学生认识、总结力和运动的关系。
让学生阅读课文找出：
l、伽利略的观点。
2、笛卡儿的补充和完善。
3、牛顿第一定律。
对比三个人的观点，他们都是叙述力和运动关系的，谁的更全面？ 

学生活动：阅读课文，回答问题。
1、伽利略：物体不受力时，运动的物体一直作匀速直线运动。
2、笛卡儿：物体不受力时，物体将永远保持静止或运动状态。
教师活动：既然牛顿第一定律是最完善的，那么它从几个方面阐述了力和运动的关系？
在学生回答的基础上，进一步总结：力不是维持物体运动状态的原因，力是改变运动状态的原因。
          运动状态是指什么？

学生讨论回答：两个方面：不受力时，物体保持匀速直线运动状态或静止状态；受力时，力迫使它改变运动状态。

          运动状态：速度的大小和方向。

点评：培养学生理解问题时能力。

教师活动：牛顿第一定律可不可以用实验来验证？
什么时候可以看作不受力并举例说明。

学生活动：学生回答不能。因为不受力作用的物体是不存在的。
受力但合力为零时。比如：冰面上的滑动的冰块。冰壶球。

点评：培养学生刨根问底的严谨态度。

教师活动：牛顿定律又叫惯性定律，惯性是指什么？

你又怎样理解这种性质呢？举例说明。

因为这是一个新概念，学生刚接受可能不是很好理解。通过实验来进一步的理解。
在小车上放一高的木块，让小车在光滑的玻璃上运动，前面固定一物块，当车运动到物块时被挡住，车上的木块前倾。为什么？
再如，人站在匀速行使的车厢内竖直向上跳起，仍会落到原地。这都是惯性。
再让学生举例，学生就必然入门了。

学生活动：学生观察并思考，再进一步理解惯性：是指物体具有保持原来运动状态或静止状态的性质。

教师活动：列举惯性利用和危害的事例。

点评：通过生活中的例子进一步理解惯性。

教师活动：进一步总结：物体不受力时将保持匀速直线运动状态或静止状态，理解时可认为不受力和合力为零效果是一样的，如果某个方向不受力，那么在这个方向物体也会保持匀速直线运动状态或静止状态。培养学生灵活运用物理规律解决问题的能力。

教师活动：一切物体都具有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质，当力使它改变这种状态时，它就会有抵抗运动状态改变的的“本领”。这个本领与什么有关呢？比如货车启动时，由静止到运动得需要一段时间，是空车好启动还是满载时？你还能举出什么例子来？

学生活动：学生思考

比如骑自行车，单人时和带人时的感觉相比。
从实例可看出，运动状态变化的难易程度与质量有关。

    教师演示：弹簧穿过一细线与两质量不同的小车相连，剪断细线，观察小车的运动。
点评：通过生活中的一些例子理解惯性大小与质量有关． 

    （三）课堂总结、点评

教师活动：让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。

学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。

点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。教师要放开，计学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。

（四）实例探究

☆对惯性的理解
1、被踢出去的冰块在摩擦力可以忽略的冰面上运动受没受向前的力？为什么能够向前运动？
2、船在水中匀速行驶，一人站在船尾向上竖直跳起，它会落入水中吗？为什么？
3、为什么跳远运动员要助跑才能跳的远些？
4、在一向北匀速直线行驶的火车车厢中，一小球静止在水平桌面上，当坐在桌旁的人看到小球向南滚动时，火车做什么运动？

（五）讨论本节课我们主要学习的问题  

1.历史上几位科学家对力和运动关系的看法和研究。
2.伽利略研究力和运动关系的思想方法－－理想实验法。
3.牛顿第一定律的内容和意义。意义:给出了不受外力作用时物体的运动规律。进一步加深力的概念。
引出了惯性的概念。
指出了受合外力为零的物体的运动规律。    
4.惯性及应用惯性知识解决实际问题的方法。

（六）布置作业：   课后1-3题

五、课后反思：

一、让学生经历了力和运动关系的再研究过程。
    　研究过程是物理教学的物质基础，是物理教学种种期望的依托，学生学习中主体性、主动性表现，思维参与动作参与情感体验，方法的学习，从事自己的探究，对科学的探究本质的领悟没有过程的设计是无法实现。
在再研究的过程中老师在问题的提出，引导学生思考，在理想实验的过度上只是提供资源、适当的点拨，是学习过程的幕后的组织者（影子），而不是在前台代替学生的参与或过于控制学生的参与。
二、通过对历史上的回顾，使学生了解科学发展过程，理解科学的动态发展性，科学家在科学发展中的作用，科学方法的重要意义，物理实验和科学思维始终是推动物理学向前发展的两大引擎。
三、将情感态度价值观很好地整合在知识与技能、过程与方法之中，三者融为一体，使情感自然而生。
四、通过生活中的惯性现象，展示了物理与生活与技术的紧密联系。
五、展示了教学技术的应用在物理教学中的重要意义。总之，将三维教学目标有机融合在教学过程，将教学理念（生活到物理、教学方式多样化、物理与技术和社会联系）贯彻到课堂。学生在教室里享受的有趣的学习过程、生活过程，成长过程。