五、牛顿第一定律教学设计(教案)

牛顿第一定律

一、新课引入

请同学们观看视频：有趣的太空生活。

航天员在太空舱中游走穿梭，就像飘起来一样；水珠、桔子、苹果飘在空中；日用品如牙刷、牙膏、剃须刀等也飘在空中并不下落，航天员随手就能拿到等等。

观看后请学生尝试在教室内再现以上的某个情景。发现无法再现。

为什么在教室内无法重现太空舱中的情景？

当在地球上把物体拿到空中静止释放后，物体由于受到重力作用而落下来，并不能静止在原处。由于太空舱已脱离地球的引力，在这样的环境中，物体会飘在空中并不落下，可以随拿随放。由此可知力和运动是有关系的。我们这节课就来研究一下力和运动的关系。

二、新课讲解

（一）牛顿第一定律

1．提出问题

（1）让学生阅读课文

①讨论交流：课文列举了一类什么现象？

自行车、列车等运动的物体，停止施加动力，还会继续运动，但最终要停下来。

②根据你的生活经验或对身边所发生现象的观察。类似的例子请再举几个？

（2）让学生做类似实验：将笔盒放在课本上，在桌面上用力拉动课本。笔盒随课本运动，停止用力看看笔盒是否还会运动？

（3）“对运动的物体会停下来之类的生活中常见的现象，请你提一个相关的问题。如：运动的物体为什么会停下来？运动要靠力来维持吗？

（4）亚里士多德和伽利略对“运动的物体会停下来”的解释。

古希腊哲学家亚里士多德认为：如果要使一物体持续运动，就必须对它施加力的作用。如果这个力被撤销，物体就会停止运动。

科学家伽利略却通过理想实验，运用逻辑推理，对亚里士多德的观点提出了质疑。伽利略认为：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。

让学生以对亚里士多德和伽利略观点进行讨论，谈自己的看法。

对同一种现象，亚里士多德和伽利略给出了截然不同的解释，都有其理由。到底哪个说法正确，仅仅靠思辨不能回答，让我们自己动手、动脑来探究论证吧。

2．实验探究

探究：摩擦力对物体运动的影响。

怎样进行实验呢？

（1）让学生阅读课文探究“摩擦力对物体运动的影响”。先完整地看一遍实验内容。

（2）提出问题让学生讨论。

①此实验过程中，控制哪些条件保持不变？用什么方法控制？

（要控制小车进入水平面时的速度大小和方向保持不变，控制方法：用同一辆小车，让小车自斜面顶端（相等的高度）从静止开始滑下。）

②哪些条件需要发生变化？用什么方法来实现这种变化？

要改变小车在水平面上受到的摩擦力大小，改变方法：给水平桌面铺上粗糙程度不同的物体。（毛巾、棉布）

③要观察和记录哪些数据

（要观察小车从同一高度滑下后在水平面上运动状态的变化情况，记录小车在水平面上通过的距离）

（3）学生分组实验

（4）学生交流观察到的三种情况下小车运动变化的情况，教师引导学生分析引起变化的原因。从表格记录中找出变化规律。

结论：平面越光滑，小车运动的距离越远，这说明小车受到的摩擦力越小，速度减小得越少。

（5）进一步引导学生进行推理：如果物体不受力，速度不会减慢，它将永远运动下去。

3．牛顿第一定律

（1）伽利略对类似的实验进行了分析得出：如果表面绝对光滑，物体受到的阻力为零，速度不会减慢，将以恒定不变的速度永远运动下去。

（2）笛卡儿对伽利略推理结论的补充：物体如果不受力，运动方向也不会改变。

（3）英国科学家牛顿总结了伽利略等人的研究成果，概括出一条重要的物理规律：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。

说明：（1）牛顿第一定律说明了物体的运动不需要靠力来维持。物体运动之所以会停下来，是由于物体受到了阻力。

（2）对牛顿第一定律中“将保持静止状态或匀速直线运动状态“这句话的含义，我们可以理解为：物体不受力时，原来静止的物体将永远保持静止状态；原来运动的物体将永远做匀速直线运动，速度的大小和方向都不改变。

（二）惯性

1．演示：让学生把4个棋子摞起来。先猜猜：如果用尺迅速打击最下面的棋子，上面的棋子落在何处？

提问：上面的棋子为什么不和被打飞的棋子一起飞出去呢？

2．让学生阅读：从牛顿第一定律可以知道，一切物体都有保持原有运动状态的特性。我们把物体保持运动状态不变的特性叫做惯性，牛顿第一定律也叫惯性定律。

为了帮助学生理解，告诉学生：可以通俗地用物体有一种“习惯性”或叫“惰性”来理解“惯性”。就是说，一切物体都有一种“惰性”，这种“惰性”的表现就是不愿意改变原来的运动状态。只要不受到外界力的作用，它就保持原来的运动状态。除非有外力作用于它，才能迫使它改变原来的运动状态。

3．应用牛顿第一定律解释惯性现象

（1）引导学生尝试用牛顿第一定律分析演示实验现象：上面的棋子原来的状态（静止），由于惯性，它要保持静止状态，所以落回原处。

（2）让同学们谈一下乘坐公交车，公交车启动、刹车时身体的感受。

（3）学生讨论交流：为什么锤头松了木工师傅把锤柄在凳子上撞击几下，锤头就能紧紧地套在锤柄上？（锤子向凳子撞击时，锤头和锤柄一起向下运动，锤柄撞到凳子受到力作用，运动状态改变而停止运动，锤头继续向下运动使锤柄套紧。）

（4）学生讨论交流：为什么骑车的速度太快，容易发生事故？（减速、拐弯或刹车时，骑车的人由于惯性身体会保持原来的速度向前运动，从而容易产生事故。）

（5）让学生阅读汽车安全带有关知识，认识人们如何利用安全带防止和减小汽车发生事故时由于惯性对驾驶员和乘客造成的伤害。

三、课堂小结

四、布置作业