牛顿第一定律 惯性

牛顿第一定律惯性

一、教材分析

牛顿第一定律是经典力学中三大定律之一，是整个力学中的基础。它是在学习了运动和力一些简单知识的基础上将运动和力联系起来的一条纽带，起到承上启下的作用。本节由“牛顿第一定律”和“惯性”两部分组成，教材从生活中常见的现象入手，强化亚里士多德观点与伽利略观点矛盾冲突，激发学生探究兴趣，然后通过实验探究“牛顿第一运动定律”，让学生主动参与，在实验、讨论的过程中，透过现象看本质，感悟观察、实验、推理的科学方法最后又通过“惯性的应用和防止惯性的危害”将物理还原于生活。体现了从生活走向物理，从物理走向社会的课程理念。

二、教学目标

（一）、知识与技能:

1、知道牛顿第一定律的内容。

2、知道什么是物体的惯性。

（二）、过程与方法:

1、实验探究阻力对物体运动的影响，了解伽利略“理想实验”的科学方法。

2、通过实验和观察活动，体验一切物体都有惯性。

（三）、情感态度与价值观:

1、通过实验探究活动，形成实事求是、不迷信权威、尊重自然规律的科学态度。

2、通过活动和阅读，感受到科学就在身边。。

三、教学重点、难点

重点：牛顿第一定律的形成过程及内容。

难点：理解牛顿第一定律及惯性。

四、教法与学法

教法：观察法、实验法、分析推理法。

学法：实验探究法、讨论分析法、归纳推理法

五、教学资源

教师：小车、木块、烧杯（内盛沙）、硬纸板、玻璃球、课件。

学生：斜面、玻璃球、木板、棉布、毛巾。

六、教学设计思路

首先尽力展示生活体验，强化亚里士多德观点与伽利略观点的矛盾冲突，激发学生探究欲望。接着以大量的时间，在教师的引导下，学生自主探究，通过推理得出牛顿第一定律。然后教师引导学生加深对定律内容的理解，帮助学生认识力和运动的关系，认识惯性是物体的固有属性。并通过实验突出惯性“维持其原有运动状态”的实质。然后让学生联系生活实际了解惯性在生活中的利弊。

七、教学过程

（一）、情境导入，明确任务

首先请同学们观看一段精彩的视频，（越野车飞跃世界纪录）让学生说出其中最精彩的片段从而引入课题并板书

下面请同学观察一个实验：用手推木块，木块前进，停止用力，木块停止运动。

设问：生活中还有哪些类似的现象？（由学生思考后回答）

通过刚才的实验和同学们列举的这些实例，你认为运动和力之间可能有什么关系？物体的运动是否需要力来维持？

同学起来回答，并说明理由

老师说明古希腊学者亚里斯多德的观点：他认为运动要靠力来维持，（必须有利作用在物体上，物体才能运动，没有力的作用，物体就要停下来。）然后介绍其生平简介：亚里斯多德（前384——前322年）是古希腊著名的哲学家、科学家、教育家。他一生勤奋治学，从事的学术研究涉及到逻辑学、物理学、生物学、教育学、心理学、政治学、美学等，写下了大量的著作，主要有：《工具论》、《形而上学》、《政治学》等。

引导学生提出相反的观点并说出理由是什么，然后介绍伽利略的生平和观点：伽利略意大利物理学家、天文学家、数学家，近代实验科学的创始人。生于1564年2月。伽利略的伟大来自于他的怀疑精神和坚持不懈探索真理的精神。他从不因为别人相信某件事而自己也相信。伽利略通过理想实验，运用逻辑推理，对亚里士多德的观点提出了质疑，他认为：物体的运动并不需要力维持，运动之所以会停下来，是因为受到了摩擦阻力。当年亚里士多德的观点已经根植在人们的心中近2000年，伽利略要反驳亚里士多德的观点一需要勇气，二必须让实验来说话。假如你是伽利略，你准备怎样设计实验，来反驳亚里斯多呢

(二)、牛顿第一定律

1、设计实验方案

(1)、温馨提示

a、明确探究实验的对象、条件：要反驳亚里斯多德观点，就是要通过实验证明运动的物体不受力仍可运动，实验时我们应该把静止的还是运动的物体作为我们的研究对象？根据实验目的可知：实验应观察运动的物体在不受（阻）力时运动情况，你打算怎样创造“不受（阻）力”实验条件？生活中物体不受力的情况存在吗？既然不存在，那么我们怎样设计实验呢？

b、回忆以前做过的“真空不能传声”的实验：思考以下问题：

a、在这个实验中，我们能使玻璃罩内达到“绝对真空”吗？

b、既然做不到“绝对真空”，你是根据什么现象推断出真空不能传声的？当玻璃罩中的空气越来越少时，我们听到的铃声越来越小。由此推测：假如玻璃罩内被抽成了真空，我们就会听不到声音，这说明真空不能传声。

（2）受这种方法的启示，你能否设计实验，探究运动物体“不受力”时运动情况呢？

下面各个小组结合课本图3讨论制定具体的实验方案。

提醒同学们

注意控制变量

（3）展示交流合作学习成果

让各小组交流实验方案，并加以完善得出：

地球上完全不受力的物体是不存在的，我们可以使物体受力逐渐减小，观察物体运动情况，进一步推理物体不受力时怎样运动，实验时我们让同一小车从同一斜面的同一高度滑下，观察小车分别在毛巾、棉布、木板表面滑行的距离，进一步推理物体不受力时的运动情况。

教师提问：实验中为什么让小车从斜面的同一高度滑下？

引导学生回答：为了让小车在水平面上的起始运动速度相同。

2、进行实验

各实验小组按照设计的方案进行实验，教师巡回指导。

3、展示探究结果

投影学生的实验数据，交流实验结论

生：根据以上结果，我们得到的结论是：水平面越光滑，小车受的摩擦力越小，小车的速度减小的越慢，小车运动的距离就越远。

在此基础上我们进行了推理：假如水平面对小车完全没有摩擦，小车将保持不变的速度一直运动下去。

教师引导学生延续推理：小车如果运动到桌子的边缘，小车收到的重力、支持力、摩擦力同时消失了，小车将会怎样呢？

师：运动的物体如果不受力将保持不变的速度一直运动下去，那静止的物体如果不受力，会怎样呢？

生：永远保持静止。

通过前面的试验和刚才的分析，同学们已经发现了一条重要的物理规律___牛顿第一定律:

一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。

教师引导学生进一步理解牛顿第一定律：

a、牛顿在前人的基础上，进一步概括总结得出著名的牛顿第一定律。

b、牛顿第一定律是在实验的基础上经过进一步的推理得出的，这种方法叫理想实验法。

c、牛顿第一定律说明了力和运动的关系，运动不需要靠力来维持。力可以使物体的运动状态发生变化。

（三）、实验观察，理解惯性

师：牛顿第一定律还指出一切物体都具有保持运动状态不变的特性，我们把这种性质叫惯性。

通过实验加深对惯性的认识

（1）演示实验：烧杯上放一块塑料片，上面再放一个玻璃球，快速打飞塑料片，玻璃球会怎样？引导学生尝试用惯性分析现象：玻璃球原来的状态(静止)，打飞塑料片后，玻璃球由于惯性，它要保持静止状态，所以落回原处。

（2）演示实验：运动的小车遇到障碍物，上面的木块会怎样？

引导学生尝试用惯性分析现象：木块开始和小车一起运动，小车停止运动，由于摩擦木块的底部也停止了运动，而木块的上部由于惯性仍然要向前运动，所以就会向前倾倒。

教师总结：一切物体任何时候都有惯性。惯性的大小只和质量有关，质量越大，惯性越大。