第1節牛頓第一定律

教學目標

知識目標1.了解伽利略理想實驗的推理過程。2.理解牛頓第一定律的內容和意義。3.知道什么是慣性,能正確解釋有關現象。4.知道質量是物體慣性大小的量度,并能用來解釋一些簡單的現象。能力目標1.通過實驗和推理,探究物體不受力時怎樣運動,體會伽利略“理想實驗”的科學方法。2.通過實驗和觀察活動,體驗一切物體都具有慣性。素養目標1.通過探究物體不受力時的運動狀態,形成實事求是、尊重自然規律的科學態度。2.通過學習慣性的應用,感受科學就在我們身邊。

教學重難點

教學重點“理想實驗法”、牛頓第一定律、慣性。教學難點牛頓第一定律的理解。

教學過程

一、新課導入航天員在“太空行走”時,航天員和飛船之間總是用一條“繩子”相連。你知道這條“繩子”有什么作用嗎?二、教學步驟探究點1阻力對物體運動的影響[閱讀課本]P19~20“阻力對物體運動的影響”[思考]推動木箱在地面上向前運動,撤掉推力,木箱會停止,這是什么原因呢?[提示]木箱在水平方向上不再受到推力的作用,但木箱受到與運動方向相反的阻力作用。[思考]生活中我們都有這樣的經歷,玩滑板車時,當你蹬地時,車就動;當你不再蹬地時,車就停下來。這說明了什么?這樣的類似經歷在兩千多年前就有,由此亞里士多德認為如果要使一個物體持續運動,就必須對它施加力的作用,如果這個力被撤掉,物體就會停止運動,即運動需要力來維持。這個觀點在力學史上持續了很長時間。一直到伽利略結合生活經歷發現:物體失去動力的時候并不會立刻停下來,而是會經歷一段減速運動的過程,即物體的運動不需要力來維持。綜上,現有兩種觀點,亞里士多德認為物體停止運動是因為沒有動力,而伽利略卻認為是因為物體受到阻力的作用。到底哪一種說法是正確的呢?[提示]對同一種現象,亞里士多德和伽利略給出了截然不同的解釋。到底哪個說法正確,僅僅靠思考不能回答,實踐出真理,讓我們自己動手、動腦來探究論證吧![實驗]伽利略斜面實驗:[思考]做標記的位置是什么位置?[提示]小車停下來的位置。[思考]每次實驗都需從斜面上的同一高度由靜止下滑,為什么?[提示]使小車到達水平面的速度一樣大。[思考]三次實驗,小車最終都靜止,為什么?[提示]小車受到阻力的作用。[思考]三次實驗,小車運動的距離不同,這說明什么問題?[提示]小車受到的阻力大小不同。[思考]小車運動距離的長短跟它受到的阻力有什么關系?[提示]受到的阻力越小,小車運動的距離越長。[思考]若使小車運動時受到的阻力進一步減小,小車運動的距離將變長還是變短?[提示]小車運動的距離將變長。[思考]假如小車受到的阻力為零,它運動的速度還會減小嗎?它將怎樣運動?[提示]假如小車受到的阻力為零,小車將永遠運動下去,即一直做勻速直線運動。[思考]物體的運動一定需要力來維持嗎?[提示]物體的運動不需要力來維持。運動的物體會停下來,是因為它受到了阻力的作用。[歸納提升]如果運動的物體受到的阻力為0,速度就不會減小,物體將以恒定不變的速度永遠運動下去。探究點2牛頓第一定律[閱讀課本]P20“牛頓第一定律”[思考]牛頓在前人研究的基礎上,對大量的事實進行了深入研究,得出了什么結論?[提示]牛頓第一定律:一切物體總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態,除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態。[思考]牛頓第一定律中的“一切”強調了什么?[提示]“一切”表示宇宙間萬事萬物,即所有的物體都遵循這一規律,無一例外。[思考]牛頓第一定律中的“總”強調了什么?[提示]“總”表示過去遵守、現在遵守、將來也遵守,無論何時何地都遵守。[思考]牛頓第一定律中的“或”表示什么意思呢?[提示]“或”表示物體不受力時,可能靜止,也可能做勻速直線運動,“二者居其一”,也就是原來運動的物體保持勻速直線運動狀態,原來靜止的物體保持靜止狀態。[思考]玩滑板車時,蹬地后,如果滑板車不再受到阻力,它的運動狀態會是什么樣的?[提示]滑板車將會永遠保持勻速直線運動狀態運動下去。探究點3慣性[閱讀課本]P20~22“慣性”[思考]觀察課本圖8.1?3,金屬片被彈出,小球去哪了?[提示]小球原來是靜止的,還要保持靜止狀態。[思考]汽車突然剎車時,車內乘客的運動情況會發生怎樣的變化?[提示]乘客原來是運動的,還要保持運動狀態,身體會向前傾。[思考]汽車突然開動時,車內乘客的運動情況會發生怎樣的變化?[提示]乘客原來是靜止的,還要保持靜止狀態,身體會向后仰。[思考]這些問題說明了什么?[提示]說明物體具有保持原來運動狀態的性質。[歸納提升]如果物體不受力的作用,原來靜止的物體將一直保持靜止狀態,原來運動的物體將保持其速度沿直線一直運動下去。物體保持原來勻速直線運動狀態或靜止狀態的性質叫做慣性。牛頓第一定律又被稱為慣性定律。[思考]物體不受力的作用時或運動狀態不變時,也有慣性嗎?[提示]慣性是物體本身的一種性質,與是否受力無關;當物體的運動狀態發生改變時,物體的這種性質就會表現出來。[思考]任何物體都有慣性嗎?[提示]一切物體無論是否受力、運動還是靜止,都具有慣性。慣性是一切物體的固有屬性。[思考]慣性有大小之分嗎?[提示]慣性是由物體的質量決定的,質量越大,慣性越大,與受力、運動狀態無關。[思考]籃球場上,投籃后球不再受到手的推力,為什么還能繼續向前運動?[提示]運動的籃球,由于慣性還要保持運動狀態。[思考]航天員在“太空行走”時,為什么總是用一條“繩子”相連?[提示]航天員在太空中不受力的作用,在“太空行走”的航天員回到艙中需要改變運動狀態,繩子的作用是提供改變運動狀態的力。[思考]生活中有哪些利用慣性的實例呢?[提示]斧頭松了,可以把斧柄一端在物體上撞擊幾下,利用慣性使斧頭套牢;拍打衣服,由于灰塵具有慣性,還要保持原來的靜止狀態,會從衣服上掉落下來。[思考]慣性有沒有危害呢?[提示]跑步時,腳被障礙物絆到,身體由于慣性還要繼續向前運動,從而向前跌倒。[思考]高速公路上行車時,為了減少事故的發生,有哪些與慣性有關的交通安全規定?[提示]為了防止緊急剎車時乘客撞傷,乘客需要系安全帶;為了防止追尾,車輛間要保持車距;由于質量越大,慣性越大,車輛嚴禁超載等。三、板書設計第1節牛頓第一定律1.阻力對物體運動的影響(1)“理想實驗法”(2)實驗結論2.牛頓第一定律(1)內容(2)內涵3.慣性(1)物體本身的性質(2)質量越大,慣性越大(3)生活中的慣性現