初中物理人教版八年級下第八章運動和力第1節(jié)牛頓第一定律 全國優(yōu)質課一等獎

《牛頓第一定律》教學設計江蘇省豐縣初級中學劉慶賀一、教學目標

（一）知識與技能

1．認識牛頓第一定律。

2．認識一切物體都具有慣性，能用物體的慣性解釋生活和自然中的有關現(xiàn)象。

（二）過程與方法

1．通過實驗，探究并確認阻力對物體運動的影響。

2．經歷建立牛頓第一定律的科學推理過程。

2．能通過生活經驗和大量事實認識一切物體都具有慣性。

（三）情感、態(tài)度與價值觀

1．通過建立牛頓第一定律的科學推理過程學習科學思維方法。

2．通過慣性現(xiàn)象的認識，樹立交通安全意識。

3．體會物理與生活的密切聯(lián)系。

二、教學重難點

本節(jié)內容由“阻力對物體運動的影響”“牛頓第一定律”“慣性”三部分內容組成?！白枇ξ矬w運動的影響”是研究力與運動關系的重要實驗，做好這個實驗并在實驗的基礎上進行合理的猜想是得出牛頓第一定律的關鍵。運動和力是人們在生產和生活中經常接觸到的物理現(xiàn)象。早在兩千多年前人們就開始研究運動和力的關系，直到伽利略和牛頓時代，這個問題才得以解決。運動和力的關系問題不僅深化了人類對自然的認識，而且體現(xiàn)了科學研究的基本方法，對人類思維發(fā)展產生了重要影響。牛頓第一定律是經典力學的核心內容之一，它指出了力與運動的關系，即力不是維持運動的原因，而是改變物體運動狀態(tài)的原因。它是整個初、高中物理課程的基礎。要讓學生完成對它的認識，最重要的是揭示建立牛頓第一定律的思維過程，幫助學生突破思維障礙。牛頓第一定律說明了物體有慣性，一切物體都有保持原有運動狀態(tài)不變的性質。慣性與生活聯(lián)系緊密，人們有時可以利用慣性，有時應注意防止慣性給人們帶來危害。

重點：探究阻力對物體運動的影響

難點：建立牛頓第一定律的科學推理過程

三、教學策略

首先以水平方向只受阻力作用逐漸停下來的日常生活實際為基礎引出兩種對立的觀點，進一步用亞里士多德和伽利略兩個偉人來強化這種矛盾，從而激發(fā)學生的學習興趣；以“探究阻力對物體運動的影響”為核心，在基本的實驗事實的基礎上，調動學生的積極性，引導學生積極思維，進一步概括、推理得出結論。通過慣性實驗展示運動物體由于慣性而表現(xiàn)出來的現(xiàn)象，以突出慣性維持其原有運動狀態(tài)的實質。最后應用所學習的慣性知識解決實際問題，使學生的能力得到進一步的提高。

四、教學資源準備

斜面、小車、毛巾、棉布、木板、慣性演示儀、多媒體、實物投影等。

五、教學過程

教學環(huán)節(jié)教師活動學生活動設計意圖導入新課（5分鐘）視頻展示：滑板車、列車等運動的物體，停止施加動力，還會繼續(xù)運動嗎？為什么最終要停下來？

教師簡介古人對這樣的問題的認識，亞里士多德認為：如果要使物體持續(xù)運動，就必須對它施加力的作用。伽利略則認為：物體的運動并不需要力來維持，運動之所以會停止下來，是因為受到摩擦阻力。你們同意誰的觀點？學生針對問題積極思考討論并說出自己的觀點從生活中的實例引出兩種對立的觀點，激發(fā)學生的學習興趣。新課教學（30分鐘）一、阻力對物體運動的影響

1．提出問題：阻力對物體的運動有什么影響，如果物體不受阻力會怎么樣？

2．制定計劃與設計實驗：引導學生思考：實驗中要控制哪些條件保持不變？要改變哪些條件？要注意觀察什么？設計實驗記錄表。

3．進行實驗：讓小車從同一斜面的同一高度由靜止開始滑下，逐漸減小平面的粗糙程度，測量小車的運動距離。

接觸面小車受到阻力（填“大、較大、最小”）小車運動的距離（填“短、較長、最長”）毛巾

棉布

木板

4．分析與論證：

對數據比較分析能得到什么結論？學生通過交流討論，明確要研究阻力大小與物體運動的路程的關系，應該用控制變量的思想去設計實驗。要讓小車一開始進入水平面的速度相同。為此，要讓小車從同一斜面的同一高度由靜止開始滑下。然后動手做實驗，并在表格中填好數據。

實驗結果表明：小車受到的阻力越小，它運動的距離越遠。

讓學生經歷科學探究過程，學習科學研究方法，培養(yǎng)學生的探索精神、實踐能力以及創(chuàng)新意識。

二、牛頓第一定律

根據上面的實驗結果思考：小車在比木板更光滑的水平面上運動時，能比在木板上前進更遠嗎？設想一下，如果小車運動時不受任何阻力，小車會永遠運動下去嗎？

由于有前三次實驗做基礎，這種無限光滑的平面雖然沒有，但是我們也有充分的理由認為小車將永遠運動下去。這就是歷史上伽利略所做過的實驗和通過實驗得到的結論。

法國的科學家笛卡兒進一步補充了伽利略得出的結論，使人們的認識又深化了一步。笛卡兒認為，物體不受外力時，除了速度的大小不會改變，永遠運動下去，也不會改變運動的方向。

最后，英國的著名物理學家牛頓總結了前人研究的成果，建立了力和運動的關系的一條規(guī)律──牛頓第一定律。

怎樣準確理解牛頓第一定律？

指出：牛頓第一定律不是從實驗中直接得出來的，但是它又有深厚的實驗基礎。它是在實驗的基礎上通過進一步的科學推理而得到的，由這個定律進一步得出的一切科學推論都經受住了實踐的檢驗，因此，牛頓第一定律早已成為大家公認的力學基本定律之一。在實驗的基礎上，讓學生充分發(fā)揮想象力，積極思考：小車運動時不受任何阻力，小車會永遠運動下去。

學生交流討論明確：“一切”表明這條規(guī)律的普遍適用性，沒有例外，不符合這條規(guī)律的物體是不存在的；“不受外力”是定律成立的條件，這是一種理想情況，它也包含物體在某一方向上不受外力的情況?！翱偙３帧敝肝矬w在不受外力時，只有保持靜止或勻速直線運動兩種可能，要改變這種狀態(tài)，物體必須受力的作用。

物體不受外力作用時，原來運動的物體要保持勻速直線運動；原來靜止的物體要保持靜止狀態(tài)。這個規(guī)律說明了維持物體的勻速直線運動是不需要力的。即：力不是維持物體運動的原因而是改變物體運動的原因。通過科學想象與科學推理方法的結合，發(fā)展學生的想象力和分析概括能力，使學生養(yǎng)成良好的思維習慣，敢于質疑，勇于創(chuàng)新。

三、慣性

牛頓第一定律告訴我們，任何物體都具有保持原來勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質，這種性質叫做慣性。牛頓第一定律也叫慣性定律。

按圖1演示：

圖1

水杯裝著水，輕木塊放在杯口上，熟雞蛋靜止在木塊上，迅速敲擊木塊?？吹绞裁船F(xiàn)象？雞蛋為什么沒有隨木塊飛出？

回憶我們乘坐汽車的情景：當汽車突然啟動時，我們的身體會有什么現(xiàn)象發(fā)生？為什么會發(fā)生這種現(xiàn)象？怎樣預防？

鼓勵學生舉例說明：生活中有哪些做法是利用了慣性和預防慣性造成的危害的。

指出：自然界和生活中有很多與慣性有關的現(xiàn)象，了解人們有時可以利用慣性，有時應注意防止慣性給人們帶來危害。要會用慣性來解釋這些的現(xiàn)象。解釋這類問題時通常采用的步驟如下：（1）確定研究對象，明確研究對象是哪一個物體或同一個物體的哪一部分。（2）弄清要研究的物體（或物體的某一部分）原來處于什么運動狀態(tài)（靜止還是運動，向哪個方向運動）。

（3）在突發(fā)情況下，物體（或物體的某一部分）由于慣性，仍要保持原來的運動狀態(tài)（原來靜止的仍保持靜止；原來向前運動的仍向前運動）。學生觀察得出：雞蛋會落入杯中。通過交流得出：雞蛋原來靜止，迅速敲擊木塊后，由于慣性，仍要保持靜止的狀態(tài)，所以不會隨木塊飛出而是掉落到杯子里面去。

學生回答：向后仰。乘客的上半身原來是靜止的，公交車突然啟動時，由于慣性上半身仍然要保持靜止，但下半身已經隨公交車向前運動了，所以乘客會向后倒。如果汽車突然啟動時，乘客能抓緊扶手，就會使整個身子一切向前運動，避免摔倒。

洗衣機脫水的原理，拍打衣服上的灰塵，抖落傘上的雨點，跳遠前的助跑，高速公路上對汽車之間的車距有限制，在一些拐彎較多的地方限制車速等。感受身邊的物理，從生活走向物理，從物理走向社會，讓學生應用知識指導實際的生產生活，以促進學生素質的全面提高。

課堂小結（5分鐘）通過今天的學習，同學們有哪些收獲？在實驗探究中又存在哪些問題？還有什么想探究的問題？學生可以個別回答，或相互交流，在交流的基礎上進行學習小結。促進知識的鞏固掌握。提升學生的交流表達能力。

《牛頓第一定律》同步測試江蘇豐縣初級中學董慧玲一、選擇題

1．（2023年溫州中考題）如圖1是小明自創(chuàng)的“大炮”示意圖。當瓶內產生的氣體增多時，瓶塞會水平向右沖出，若此時（

）

A．立即沿豎直方向下落到地面

B．向上運動

C．水平向右作勻速直線運動

D．立即靜止

答案：C

解析：根據牛頓第一運動定律，一切物體在沒有受外力作用的時候，總保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)。即原來靜止的物體繼續(xù)靜止，原來運動的物體則以原來的速度做勻速直線運動。

2．關于慣性，下列說法中正確的是（）

A．靜止的物體才有慣性

B．做勻速直線運動的物體才有慣性

C．物體的運動方向改變時才有慣性

D．物體在任何情況下都有慣性

答案：D

解析：由于慣性與物體是否運動無關，運動的物體有運動的慣性，靜止的物體也有靜止的慣性。與物體運動的方向是否改變無關，方向不改變時有慣性，改變時也有慣性。

3．（2023年南充中考題）一杯水放在做直線運動的列車內的水平桌面上，如果水面情形如圖2所示，則列車的運動狀態(tài)一可能是（

）

A．列車向左勻速運動

B．列車向右勻速運動

C．列車向左運動時突然剎車

D．列車向右運動時突然剎車

答案：D

解析：以杯內的水為研究對象，如果列車勻速運動，則杯內的水隨列車一起勻速運動，整杯水運動情況一致，水面就是平的。列車向左運動突然剎車時，水由于慣性會繼續(xù)向左運動，會造成水面左端高，右端低。列車向右運動突然剎車時，水由于慣性會繼續(xù)向右運動，會造成水面右端高，左端低。水面右端高，左端低，還可能是列車突然向左開動，或突然向左加速運動。

4．慣性現(xiàn)象是非常普遍的，下列事例中利用了慣性的是（

）

A．小型客車駕駛員駕車行駛時必須使用安全帶

B．投擲鉛球時運動員要先把鉛球甩幾圈再拋出去

C．公路上行駛的汽車要按限速要求行駛

D．公交車上一般都安裝有供站立者使用的拉手

答案：B

解析：駕駛員使用安全帶，是為了預防在緊急剎車時，駕駛員因為慣性繼續(xù)向前運動而造成傷害；汽車在超速行駛時，往往會由于慣性導致剎車距離較長而造成交通事故，所以汽車有限速要求；公交車突然加速或減速時，站立的乘客由于慣性會向后或向前傾倒，所以公交車上一般都安裝有供站立者使用的拉手；運動員投擲鉛球時，先把鉛球甩幾圈可以使鉛球出手時有較大的速度，從而拋的更遠，這是利用物體的慣性。

5．慣性在日常生活和生產中有利有弊，下面四種現(xiàn)象有弊的是（

）

A．錘頭松了，把錘柄在地面上撞擊幾下，錘頭就緊緊的套在錘柄上

B．汽車剎車時，站在車內的人向前傾倒

C．往鍋爐內添煤時，不用把鏟子送進爐灶內，煤就隨著鏟子運動的方向進入灶內

D．拍打衣服可以去掉衣服上的塵土

答案：B

解析：“把錘頭牢牢地固定在錘柄上”“往鍋爐內添煤”，這是利用了物體的慣性，拍打衣服可以去掉衣服上的塵土是因為拍掉衣服時，衣服動了而塵土保持原來的靜止狀態(tài)，這也是利用了塵土的慣性，汽車剎車時，站在車內的人由于慣性向前傾倒，有時會給人身帶來危害，這反映了慣性有害的方面。

6．（2023年浙江省舟山中考題）如圖3所示，鉛球由a處向右上方推出，在空中劃出一道弧線后落到地面b處。鉛球在飛行過程中，不斷改變的是（

）

A．慣性的大小

B．運動的方向

C．受到重力的大小

D．受到力的個數

答案：B

解析：鉛球在飛行過程中，只受重力，不再受到向前的推力。之所以能不斷前進，是因為鉛球具有慣性。慣性大小只與物體質量有關，所以慣性大小不會改變。受到重力的大小也只與物體質量有關，所以重力大小不會改變。飛行過程中，只受重力，所以受到力的個數不會改變。由于鉛球推出后做曲線運動，所以運動方向不斷改變。

二、填空題

7．(2023年呼和浩特中考題)如圖4，給水平桌面上鋪上粗糙不同的物體（毛巾、棉布、木板），讓小車白斜面頂端從靜止開始自由滑下。觀察小車從同一高度滑下后，小車在

表面速度減小的最慢；伽利略對類似實驗進行分析，并進一步通過

得出：如果表面絕對光滑，物體將以恒定不變的速度永遠運動下去。后來英國科學家牛頓總結了伽利略等人的研究成果，概括出了揭示

關系的牛頓第一定律。

答案：木板

推理

運動和力

解析：試題展示了人類正確認識力和運動關系的歷程?！疤骄孔枇ξ矬w運動的影響”實驗是研究力與運動關系的重要實驗，在這個實驗中我們觀察到水平面越光滑，小車運動的距離越遠。伽利略在對類似實驗進行分析基礎上，進一步推理，如果表面絕對光滑，物體將以恒定不變的速度永遠運動下去。后來牛頓總結了伽利略等人的研究成果，概括出了著名的牛頓第一定律。這里小車不受摩擦力作用的情況現(xiàn)實社會是不存在的，但是根據觀察到的實驗現(xiàn)象，做出小車不受摩擦力時運動的情況，這種推斷完全是有依據的，推斷的結果也被大量的事實證實。根據實驗的事實，對理想情況下的物理現(xiàn)象做出所有外力全部消失，瓶塞將理的推斷，這就是物理中很重要的一種研究方法──理想實驗法。

8．(2023年安徽省中考題)小強在立定跳遠起跳時，用力向后蹬地，就能獲得向前的力，這是因為物體間力的作用是

的。離開地面后，由于

，他在空中還能繼續(xù)向前運動。

答案：相互

慣性

解析：人用力向后蹬地，地就給人一個向前的力，這是因為力的作用是相互的。人在離開地面前是向前運動的，由于慣性，他在空中還能繼續(xù)向前運動。

9．(2023年郴州中考題)交通法規(guī)定，乘坐汽車時，乘客必須系好安全帶。這是主要防止汽車突然減速，乘客由于

，身體向前傾倒而造成傷害。假如正在行駛的汽車所受的力全部消失，汽車將會處于

狀態(tài)。（選填“靜止”“勻速運動”“加速運動”或“減速運動”）

答案：慣性

勻速運動

解析：汽車突然減速，乘客由于慣性，仍具有向前運動的速度，系安全帶能避免身體向前傾倒而造成傷害。根據牛頓第一運動定律，原來正在行駛的汽車所受的力全部消失，汽車將會保持原來的運動狀態(tài)，做勻速直線運動。

10．一輛勻速運動的汽車，向右急轉彎時，坐在汽車座位上的乘客會感到向_____倒，這是因為乘客和汽車在未轉彎時處于

，汽車向右急轉彎，乘客的腳和下半身隨車向右轉彎。而乘客的上半身由于

，還保持原來的運動狀態(tài)，所以乘客會感覺向

倒。

答案：左

勻速直線運動狀態(tài)

慣性

左

解析：以乘客的上半身為研究對象，在轉彎前，它跟汽車一起向前運動，汽車向右急轉彎時，由于慣性，它仍然要保持向前運動的狀態(tài)。但乘客的下半身受到車和座位的作用，改變了運動方向，隨車向右轉彎，所以乘客會向左倒。

三、問答和實驗題

11．飛機在高空空投物品時，不能飛到目標正上方投放，而是要適當提前投放才能命中目標，這是為什么？

答案：