7.1 牛顿第一定律（教学设计）八年级物理上册（沪科版2024）.docxVIP

7.1牛顿第一定律（教学设计）

【学业要求】

1.物理观念：

（1）能通过实验和科学推理，认识牛顿第一定律；

（2）能运用物体的惯性解释生活中的相关现象；

2.科学思维：

（1）通过实验+推理的过程培养学生运用科学思维分析问题的能力。

（2）通过对伽利略对力和运动关系的研究，培养学生科学探究精神。

3.科学探究：

（1）通过亚里士多德、伽利略、牛顿等科学家对力与运动关系的讨论，了解物理观念的转变过程，知道採究过程中的曲折性，形成科学严谨、实事求是的科学态度。

（2）经历伽利略思想实验和斜面实验的探究过程，领悟思想实验在科学研究中的作用，能根据有关现象作出猜想与假设，能应用控制变量法设计并进行实验，能对实验现象进行分析、推理，得出力是改变物体运动状态的原因这一结论。。

4.科学态度与责任：

（1）通过物理学史学习，对学生进行严谨的科学态度教育，让学生了解人类认识事物本质的曲折过程。

（2）通过对生活中惯性现象的解释，树立学生从生活走向物理，从物理走向社会的理念。

【重点难点】

学习重点：对牛顿第一定律的理解。

学习难点：伽利略理想实验。

【器材准备】

1.小车、长木板、斜面、棉布、毛巾、玻璃板、刻度尺等。

2.相关的视频、挂图、课件等。

【课时安排】

1课时（45分钟）

【教学过程】

一、新课引入：

你观察并思考过下列现象吗？对静止的木箱施加水平方向的推力，木箱沿着水平方向运动；撤去推力后，木箱停了下来（图7-1）。用钉锤敲击铁钉，铁钉向下运动；停止敲击，铁钉就停止向下运动（图7-2）。物体运动需要力维持吗？

本节我们将学习力和运动之间的关系。

二、自主学习：

助学释疑一牛顿第一定律

1.关于力和运动的关系生活现象：

（1）要让原来静止的物体运动起来，就需要有力的作用；

例如：踢足球时，只有人对球有力的作用，足球才会由静止变为运动。正确吗？

（2）如果要维持物体的运动，似乎必须不停地对物体施加力。

例如：拉车时，只有不断地给车施加力，车才会一直运动，

正确吗？

2.关于力和运动的两种观点：

（1）亚里士多德：地面上物体的“自然本性”是静止的，要维持物体的运动，就必须给它施加一定的力；不受力而能够一直运动的物体是不存在的。

也就是：力是维持物体运动的原因。

正确吗？

（2）伽利略：意大利物理学家伽利略对这种观点提出了质疑。他通过思想实验发现：运动物体如果不受其他力的作用，将会一直运动下去。

也就是：物体的运动不需要力来维持。

他们谁的观点正确？

物体没有受力的作用能持续运动吗？我们能否也尝试用理想实验推论一下？下面我们通过实验进行探索。

3.实验探究：阻力对物体运动的影响

（1）实验目的：探究阻力对物体运动情况的的影响。

（2）实验器材：小车、长木板、斜面、棉布、毛巾、玻璃板、刻度尺等。

（3）设计实验：让同一小车从同一斜面顶端由静止向下运动，分别运动到表面粗糙、比较粗糙和平滑的水平面上。观察并比较这三种情况下小车在水平面上运动的距离。

（4）进行实验：（如下图）

（5）实验表格：

（6）分析论证：

①接触面的粗糙程度反映物体所受阻力的大小。

②小车速度减小和最终停下来的原因：

因为受到了阻力的作用。

③小车受到的阻力越小，小车滑行的距离越远，速度减小得越慢。

结论：在其他条件相同时，小车在水平面上受到的阻力越小，运动的距离就越大。

（7）实验推理：

假如小车在水平面上不受阻力，则小车将一直运动下去。

由此可以说明伽利略的说法是正确的，即“物体的运动不需要力来维持”。

（8）实验方法：

①控制变量法：“三个同一”

让同一小车从同一斜面的同一高度处由静止释放，目的使小车到斜面底端时具有相同的初速度。

②实验推理法：若运动小车不受阻力作用，小车的速度将不会减小，永远做匀速直线运动。

4.牛顿第一定律

（1）定律内容：

一切物体总保持静止状态或匀速直线运动状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。

（2）定律得出过程（了解）：

①伽利略：如果运动物体受到的阻力为零，速度就不会减小，它将永远运动下去。

②笛卡尔：如果运动物体不受到任何力的作用，将永远沿原来的方向做匀速运动。

③牛顿：1687年物理学家牛顿分析类似实验，总结伽利略等人研究成果，得出牛顿第一定律。

（3）对定律的理解：

①适用范围：自然界中所有物体。

②成立条件：没有受到外力作用。

包含两层含义：