八年級(jí)物理全冊(cè) 第七章 第一節(jié) 科學(xué)探究：牛頓第一定律教案 （新版）滬科版

第一節(jié)科學(xué)探究:牛頓第一定律 【教學(xué)目標(biāo)】知識(shí)與技能1.了解亞里士多德與伽利略的思想沖突。2.知道伽利略的理想實(shí)驗(yàn)和方法。3.知道牛頓第一定律的內(nèi)容。4.了解慣性,并了解利用慣性和防止慣性的方法。過(guò)程與方法1.通過(guò)觀察和實(shí)驗(yàn)探究出牛頓第一定律。2.通過(guò)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)了解觀察法的單獨(dú)使用無(wú)法完成科學(xué)探究活動(dòng)。3.通過(guò)學(xué)習(xí)活動(dòng),鍛煉學(xué)生觀察、分析與歸納的能力。情感態(tài)度與價(jià)值觀1.通過(guò)教師、學(xué)生雙邊的教學(xué)活動(dòng),使學(xué)生樹(shù)立科學(xué)的探究態(tài)度,了解科學(xué)的探究思路和方法。2.通過(guò)大量實(shí)例,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和對(duì)科學(xué)的探究欲望,使學(xué)生樂(lè)于探索日常生活中的物理學(xué)道理。3.注意在活動(dòng)中培養(yǎng)學(xué)生的合作意識(shí)?！局攸c(diǎn)難點(diǎn)】重點(diǎn):牛頓第一定律、慣性。難點(diǎn):對(duì)牛頓第一定律的理解。教法:1.對(duì)比實(shí)驗(yàn)、自主探索、合理推理。2.利用生活中的實(shí)例,理解慣性與質(zhì)量的關(guān)系。【教學(xué)準(zhǔn)備】教師準(zhǔn)備:多媒體課件、小車(chē)、小球、毛巾、玻璃板、斜槽、刻度尺、木塊、氣墊導(dǎo)軌、滑塊。學(xué)生準(zhǔn)備:學(xué)案、小車(chē)、毛巾、玻璃板、斜槽、刻度尺。【教學(xué)設(shè)計(jì)】一、引入新課開(kāi)門(mén)見(jiàn)山,闡述課題:前面幾章學(xué)習(xí)了運(yùn)動(dòng)和力基礎(chǔ)知識(shí),這一章開(kāi)始我們研究力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。第一節(jié)課我們來(lái)學(xué)習(xí)牛頓第一定律。二、進(jìn)行新課教師活動(dòng):多媒體播放古代人勞動(dòng)的漫畫(huà),邊播放邊說(shuō),人推車(chē)走,不推車(chē)停,由此看來(lái)必須有力作用在物體上,物體才運(yùn)動(dòng),沒(méi)有力作用在物體上,物體就不運(yùn)動(dòng)這是兩千多年前亞里士多德說(shuō)的,不是我說(shuō)的。是這樣嗎?學(xué)生活動(dòng):學(xué)生觀看漫畫(huà),人推著車(chē)子,汗流浹背,推車(chē)的人放下車(chē),一邊擦汗,一邊嘆氣。通過(guò)看漫畫(huà)思考問(wèn)題。教師活動(dòng):下面你就利用桌子上的器材來(lái)研究一下這個(gè)問(wèn)題。讓學(xué)生利用桌子上的器材,自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),分別研究:1.力推物動(dòng),力撤物停。2.力撤物不停。教師巡回指導(dǎo),提出問(wèn)題:物體的運(yùn)動(dòng)是不是一定需要力?學(xué)生活動(dòng):利用桌子上的器材:小車(chē)、小球、毛巾、玻璃板、斜槽、刻度尺做實(shí)驗(yàn):1.桌子上鋪毛巾,小車(chē)放在毛巾上,推它就動(dòng),不推就停。2.撤去毛巾,讓小車(chē)在桌面上,推一下小車(chē),小車(chē)運(yùn)動(dòng)一段距離才停下來(lái)。教師活動(dòng):你還能舉出其他的例子來(lái)說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題嗎?剛才的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)為什么會(huì)出現(xiàn)兩種現(xiàn)象呢?矛盾出在哪呢?學(xué)生活動(dòng):學(xué)生舉例討論,比如:自行車(chē)蹬一段時(shí)間后停止蹬車(chē),自行車(chē)會(huì)滑行一段距離;溜冰;冰面上踢出去的冰塊。點(diǎn)評(píng):通過(guò)舉例進(jìn)一步理解物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來(lái)維持。教師活動(dòng):引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)對(duì)比。通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)可以進(jìn)行邏輯推理,如果接觸面非常光滑沒(méi)有摩擦,那小球會(huì)怎樣?學(xué)生活動(dòng):用小球做對(duì)比實(shí)驗(yàn)A.使斜槽和桌面吻合,讓小球從斜槽上滾下,標(biāo)出滾動(dòng)距離。B.在桌面上放玻璃板,使斜槽和玻璃板吻合,讓小球從同樣的高度滾下,標(biāo)出滾動(dòng)的距離。對(duì)比發(fā)現(xiàn),接觸面越光滑,滾動(dòng)距離越遠(yuǎn)?？偨Y(jié)得出:小球運(yùn)動(dòng)停下來(lái)的原因是摩擦力。如果接觸面非常光滑,小球會(huì)永不停止。點(diǎn)評(píng):1.對(duì)比實(shí)驗(yàn),找出問(wèn)題的本質(zhì),從而理解物體的運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系。2.在對(duì)比實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行合理的邏輯推理。教師活動(dòng):在學(xué)生回答的基礎(chǔ)上,結(jié)合實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步總結(jié):(并板書(shū))物體的運(yùn)動(dòng)是不需要力來(lái)維持的。(力撤物停是因?yàn)橛心Σ亮?。如果沒(méi)有摩擦力,運(yùn)動(dòng)的物體會(huì)一直運(yùn)動(dòng)下去)。最早發(fā)現(xiàn)這一問(wèn)題的科學(xué)家是伽利略。伽利略是怎么研究這個(gè)問(wèn)題的呢?教師活動(dòng):邊介紹邊用多媒體播放伽利略的理想實(shí)驗(yàn)。要達(dá)到以下效果:(1)對(duì)稱斜面,沒(méi)有摩擦小球滾到等高。(2)減小另一側(cè)斜面傾角,小球從同一位置釋放要滾到等高,滾動(dòng)距離就會(huì)越遠(yuǎn)。(3)把另一側(cè)斜面放平,小球要到等高,就會(huì)一直滾下去。根據(jù)這一現(xiàn)象伽利略得出了什么樣的結(jié)論?學(xué)生活動(dòng):觀察并回答提出的問(wèn)題。運(yùn)動(dòng)的物體如果不受力,物體將勻速運(yùn)動(dòng)下去。點(diǎn)評(píng):通過(guò)觀察伽利略的理想實(shí)驗(yàn),啟發(fā)學(xué)生在研究科學(xué)問(wèn)題時(shí)大膽的設(shè)想和科學(xué)的推理都是很有必要的。教師活動(dòng):用氣墊導(dǎo)軌消除摩擦。讓滑塊在導(dǎo)軌上滑動(dòng),利用光電門(mén)測(cè)出滑塊在不同位置的速度。學(xué)生活動(dòng):學(xué)生記錄數(shù)據(jù)并比較,確信它的正確性。教師活動(dòng):引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)、總結(jié)力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。讓學(xué)生閱讀課文找出:1.亞里士多德的觀點(diǎn)。2.伽利略的觀點(diǎn)。3.牛頓第一定律。對(duì)比三個(gè)人的觀點(diǎn),它們都是表述力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的,哪個(gè)更全面?學(xué)生活動(dòng):閱讀課文,回答問(wèn)題。1.亞里士多德:地面上物體的“自然本性”是靜止的,要維持物體的運(yùn)動(dòng),就必須給它施加一定的力;不受力而能夠一直運(yùn)動(dòng)的物體是不存在的。2.伽利略:運(yùn)動(dòng)的物體不受力時(shí)將一直做勻速直線運(yùn)動(dòng)。3.牛頓第一定律:一切物體在沒(méi)有受到外力作用的時(shí)候,總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)。教師活動(dòng):既然牛頓第一定律是最完善的,那么它從幾個(gè)方面闡述了力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系?在學(xué)生回答的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步總結(jié):力不是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因,力是改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是指什么?學(xué)生討論回答:兩個(gè)方面:不受力時(shí),物體保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài);受力時(shí),力迫使它改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。運(yùn)動(dòng)狀態(tài):速度的大小和方向。點(diǎn)評(píng):培養(yǎng)學(xué)生理解問(wèn)題的能力。教師活動(dòng):牛頓第一定律可不可以用實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證?什么時(shí)候可以看作不受力并舉例說(shuō)明。學(xué)生活動(dòng):學(xué)生回答不能。因?yàn)椴皇芰ψ饔玫奈矬w是不存在的。受力但合力為零時(shí)。比如:冰面上勻速滑動(dòng)的冰塊、冰壺。點(diǎn)評(píng):培養(yǎng)學(xué)生刨根問(wèn)底的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度。教師活動(dòng):牛頓第一定律又叫慣性定律,慣性是指什么?你又怎樣理解這種性質(zhì)呢?舉例說(shuō)明。因?yàn)檫@是一個(gè)新概念,學(xué)生剛接受可能不是很好理解。需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)一步理解。在小車(chē)上放一高的木塊,讓小車(chē)在光滑的玻璃上運(yùn)動(dòng),前面固定一物塊,當(dāng)車(chē)運(yùn)動(dòng)到物塊時(shí)被擋住,車(chē)上的木塊前傾。為什么?再如,人站在勻速行使的車(chē)廂內(nèi)豎直向上跳起,仍會(huì)落到原地。這都是慣性現(xiàn)象。再讓學(xué)生舉例,學(xué)生就必然入門(mén)了。學(xué)生活動(dòng):學(xué)生觀察并思考,再進(jìn)一步理解慣性:物體具有保持原來(lái)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)。教師活動(dòng):列舉慣性利用和危害的事例。點(diǎn)評(píng):通過(guò)生活中的例子進(jìn)一步理解慣性。教師活動(dòng):進(jìn)一步總結(jié):物體不受力時(shí)將保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài),理解時(shí)可認(rèn)為不受力和合力為零效果是一樣的,如果某個(gè)方向不受力,那么在這個(gè)方向物體也會(huì)保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)。培養(yǎng)學(xué)生靈活運(yùn)用物理規(guī)律解決問(wèn)題的能力。教師活動(dòng):一切物體都具有保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì),當(dāng)力使它改變這種狀態(tài)時(shí),它就會(huì)有抵抗運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的“本領(lǐng)”。這個(gè)本領(lǐng)與什么有關(guān)呢?比如貨車(chē)啟動(dòng)時(shí),由靜止到運(yùn)動(dòng)得需要一段時(shí)間,是空車(chē)好啟動(dòng)還是滿載時(shí)好啟動(dòng)?你還能舉出什么例子來(lái)?學(xué)生活動(dòng):學(xué)生思考比如騎自行車(chē),單人時(shí)和帶人時(shí)的感覺(jué)相比。從實(shí)例可看出,運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的難易程度與質(zhì)量有關(guān)。教師演示:彈簧穿過(guò)一細(xì)線與兩質(zhì)量不同的小車(chē)相連,剪斷細(xì)線,觀察小車(chē)的運(yùn)動(dòng)。點(diǎn)評(píng):通過(guò)生活中的一些例子理解慣性大小與質(zhì)量有關(guān)。三、課堂總結(jié)、點(diǎn)評(píng)教師活動(dòng):讓學(xué)生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容。請(qǐng)一個(gè)同學(xué)到黑板上總結(jié),其他同學(xué)在筆記本上總結(jié),然后請(qǐng)同學(xué)評(píng)價(jià)黑板上的小結(jié)內(nèi)容。學(xué)生活動(dòng):認(rèn)真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容,并把自己這節(jié)課的體會(huì)寫(xiě)下來(lái)。比較黑板上的小結(jié)和自己的小結(jié),看誰(shuí)的更好,好在什么地方。點(diǎn)評(píng):總結(jié)課堂內(nèi)容,培養(yǎng)學(xué)生概括總結(jié)能力。教師要放開(kāi),讓學(xué)生自己總結(jié)所學(xué)內(nèi)容,允許內(nèi)容的順序不同,從而構(gòu)建他們自己的知識(shí)框架。四、實(shí)例探究對(duì)慣性的理解1.被踢出去的冰塊在摩擦力可以忽略的冰面上運(yùn)動(dòng)受沒(méi)受向前的力?為什么能夠向前運(yùn)動(dòng)?2.船在水中勻速行駛,一人站在船尾向上豎直跳起,他會(huì)落入水中嗎?為什么?3.為什么跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)員要助跑才能跳得遠(yuǎn)些?4.在一向北勻速直線行駛的火車(chē)車(chē)廂中,一小球靜止在水平桌面上,當(dāng)坐在桌旁的人看到小球向南滾動(dòng)時(shí),火車(chē)做什么運(yùn)動(dòng)?五、討論本節(jié)課我們主要學(xué)習(xí)的問(wèn)題1.歷史上幾位科學(xué)家對(duì)力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的看法和研究。2.伽利略研究力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的思想方法理想實(shí)驗(yàn)法。3.牛頓第一定律的內(nèi)容和意義。意義:給出了不受外力作用時(shí)物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。進(jìn)一步加深對(duì)力的概念的理解。引出了慣性的概念。指出了受合外力為零的物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。4.慣性及應(yīng)用慣性知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的方法。六、布置作業(yè):課后13題。實(shí)驗(yàn)探究報(bào)告提出問(wèn)題:運(yùn)動(dòng)物體如果不受力的作用,會(huì)一直運(yùn)動(dòng)下去嗎?制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn):讓小車(chē)從斜面的同一高度滑下,再在水平面上運(yùn)動(dòng),逐漸減小水平面的粗糙程度,再用尺子量出小車(chē)在水平面上運(yùn)動(dòng)的距離,并推出當(dāng)水平面沒(méi)有摩擦的時(shí)候小車(chē)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。準(zhǔn)備器材:斜面、較光滑平木板、小車(chē)、棉布、毛巾和刻度尺等。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù):1.讓小車(chē)從斜面頂端滑下,滑到鋪有毛巾的木板表面上,小車(chē)靜止后記下小車(chē)在毛巾上運(yùn)動(dòng)的距離s1。2.讓小車(chē)從斜面頂端滑下,滑到鋪棉布的木板表面上,小車(chē)靜止后記下小車(chē)在棉布上運(yùn)動(dòng)的距離s2。3.讓小車(chē)從斜面頂端滑下,滑到較光滑的木板表面上,小車(chē)靜止后記下小車(chē)在木板上運(yùn)動(dòng)的距離s3。4.比較小車(chē)在上述3種情況下移動(dòng)的距離,并將比較的結(jié)果填在表中。接觸面小車(chē)受到摩擦力的大小(大、較大、小)小車(chē)運(yùn)動(dòng)的距離s/m鋪有毛巾的表面鋪有棉布的表面較光滑的木板表面分析論證得出結(jié)論:_。 理想化推理:假如平面足夠光滑(完全沒(méi)有摩擦力),小車(chē)會(huì)做怎樣的運(yùn)動(dòng)?【教學(xué)反思】牛頓第一定律的教學(xué)中,如果能用伽利略理想斜面推論出運(yùn)動(dòng)的物體在沒(méi)有力時(shí)能一直運(yùn)動(dòng)下去,學(xué)生的體驗(yàn)會(huì)更加深刻,再結(jié)合推平時(shí)較重的物體或初速很小的物體(其實(shí)是受摩擦力相對(duì)較大的物體),推就動(dòng),不推就不動(dòng)的解釋,學(xué)生可能更好體會(huì)力改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),推就動(dòng),被推物體由靜止到運(yùn)動(dòng),所以推力改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài);放手不推時(shí)它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化是在運(yùn)動(dòng)非常短的時(shí)間內(nèi)變?yōu)榱?我們的直觀體會(huì)是立即變?yōu)榱?,此時(shí)去掉了推力,物體還受力嗎?像我們做實(shí)驗(yàn)的小車(chē)一樣受阻力,不是去掉力它就不運(yùn)動(dòng)了,而是受到的阻力改變了它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),所以力是改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。本節(jié)課的整體安排是以物理學(xué)史的形式講解這一課,讓學(xué)生體會(huì)人們認(rèn)識(shí)牛頓第一定律的過(guò)程,體會(huì)科學(xué)形成的過(guò)程,是一代人甚至幾代人的過(guò)程,體會(huì)科學(xué)家們的智慧,亞里士多德局限的觀點(diǎn)統(tǒng)治人們2 000多年,給后人留下很多思考,伽利略的智慧,利用斜面實(shí)驗(yàn)體會(huì)物體運(yùn)動(dòng)不需要力來(lái)維持,牛頓從伽利略的某一個(gè)方向不受力(及運(yùn)動(dòng)方向不受力)推廣到不受任何力做勻速直線運(yùn)動(dòng),我想這樣更能激發(fā)學(xué)生思維的火花。對(duì)慣性主要通過(guò)生活中現(xiàn)象加以解釋,比如為什么跳遠(yuǎn)要助跑,為什么開(kāi)車(chē)要系安全帶等等,充分體現(xiàn)了物理和生活的緊密聯(lián)系。