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(共28张PPT)
牛顿第一定律
初二年级
物理
天体为什么会运动？
是什么力量驱动汽车前进？
为什么篮球的运动是这样的轨迹？
不了解运动，就不了解自然。
——亚里士多德
亚里士多德
B.C.384～B.C.322
物体的运动需要力来维持，即
力是维持物体运动状态的原因
一个好的侦探故事，一些最明显的线索往往把人们引导到错误的猜测上，仅仅凭借直觉的推理可能是靠不住的。
爱因斯坦
1879～1955
（1）小车为什么会停下来？
（2）小车为什么没有立即停下来？
有阻力
阻力有作用的过程
将人们引入歧途的是阻力。
伽利略
1564～1642
阻力又不可避免。
探究阻力对物体运动的影响
一、探究阻力对物体运动的影响
探究阻力对物体运动的影响
探究阻力对物体运动的影响
阻碍物体运动的力
阻力变化时，运动的距离怎么变？
运动的距离
探究阻力对物体运动的影响
自变量
因变量
控制变量
初速度
运动的距离
棉布
木板
毛巾
探究阻力对物体运动的影响
自变量
控制变量
初速度
棉布
由静止释放
相同的高度
木板
相同的斜面
相同的小车
v0
运动的距离
因变量
毛巾
毛巾
棉布
木板
玻璃
1．现象：
小车做减速直线运动
2．结论：
小车所受阻力越小
?运动的距离越长
v0
v0
v0
v0
如果再减小阻力，小车将怎样运动呢？
毛巾
棉布
木板
玻璃
v0
v0
v0
v0
如果没有阻力，小车将怎样运动呢？
一直运动下去
1．现象：
小车做减速直线运动
2．结论：
小车所受阻力越小
?运动的距离越长
毛巾
棉布
木板
玻璃
v0
v0
v0
v0
如果没有阻力，小车将怎样运动呢？
是匀速直线运动吗？
1．现象：
小车做减速直线运动
2．结论：
小车所受阻力越小
?运动的距离越长
毛巾
棉布
木板
玻璃
3．推论：
小车所受阻力越小，速度减小的越慢
v0
v0
v0
v0
从v0减到0，所用时间越来越长
从v0减到0，所用时间越来越长
从v0减到0，所用时间越来越长
从v0减到0，所用时间越来越长
如果没有阻力呢？
速度减小的无限慢
匀速直线运动
光滑
G
F支
v0
运动方向不受力
4．进一步推论：
若小车所受阻力为零，小车将做匀速直线运动而一直运动下去
伽利略
笛卡尔
牛顿
v0
力不是维持物体运动状态的原因
①力是什么的原因？
②运动靠什么维持？
一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态。
二、牛顿第一定律
1．内容
2．解读
①“一切物体”
②“总保持”
③“或”
④“直到”
：普遍成立，对固体、液体、气体都成立
：没有例外
：两种运动状态的等同性，二者必居其一
：物体受力时的情形
3．力是改变物体运动状态的原因
4．牛顿第一定律不能用实验直接验证
牛顿
1643～1727
①三大运动定律
②万有引力定律
③光的色散与光谱
④反射式望远镜
⑤微积分
⑥冷却定律
……
《原理》
G1
v1
F支1
F
G2
F支2
F压
v2
一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态。
受力
保持
三、惯性
运动状态改变
物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质
1．定义：
不受力
运动状态不变
例1：跳远时，为什么要助跑呢？
助跑是为了起跳时具有水平方向的速度，跳起来之后人在水平方向不受力，人由于具有惯性将保持原来的运动状态而继续向前运动，因此助跑是利用了惯性。
例2：不小心踩到沙堆里，为什么可以通过跺脚清除鞋上的浮沙呢？
跺脚时，脚受到地面的支持力而从运动变为静止，鞋上的浮沙没有受到地面的作用力，并且具有惯性，将保持原来的运动状态而继续运动，因此离开鞋面，从而达到了去除浮沙的目的。
例3：汽车为什么要有安全带呢？
当汽车在前进方向上发生碰撞时，汽车受到前方的作用力而由运动迅速变为静止，但是车里的人由于具有惯性将保持原来的运动状态而继续运动。
安全带的作用在于安全带会对人施加一个与运动方向相反的力，而改变人的运动状态，让人跟汽车一起从运动变为静止，从而防止惯性带来的危害，起到保护人身安全的目的。
例4：赈灾时，飞机空投物资，如果飞机恰好在目标位置的正上方时投下物资，能准确投放到目标位置吗？为什么？（不考虑空气阻力）
投物资时，由于物资具有惯性，因此仍将保持与飞机相同的水平速度
v
v
v
v
v
v
G
G
×
例5
：地球由西向东自转，你向上跳起来以后，为什么还落在原地，而不落到原地的西边？
起跳时，由于你具有惯性，因此仍将保持与地面相同的速度
v
v
v
v
v
v
西
东
2．几点说明
①一切物体都具有惯性，与物体是否运动、运动的快慢无关。
②惯性不是力，惯性是物体的属性。只能说“物体具有惯性”
③物体受力，运动状态改变；
物体不受力，由于具有惯性，将保持原来的运动状态。
④牛顿第一定律也被称作惯性定律。
inertia
起源？
课堂小结
力不是维持物体运动状态的原因
牛顿第一定律：
一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态。
惯性
力是改变物体
运动状态的原因
惯性是维持物体运动状态的原因
固有属性
事实＋推理
惯性定律
谢谢观看教案
教学基本信息
课题
牛顿第一定律
学科
物理
学段：初中
年级
八年级
教材
书名：义务教育教科书，物理，八年级下册
出版社：北京师范大学出版社
出版日期：2013年第2版，2019年7月印刷
教学目标及教学重点、难点
【教学目标】
1．通过对惯性现象的观察与分析，理解惯性是物体保持运动状态不变的性质，知道惯性现象；
2．认识一切物体都具有惯性，能解释生活实际中的一些惯性现象；在解释惯性现象的过程中，训练严谨的逻辑思维和规范的语言表达能力；
3．能分析惯性现象在生活中的应用和可能带来的危害，能有意识地利用所学知识提出防止危害的措施，初步认识科学技术对人类生活的影响。结合由惯性引起的交通安全问题，激发学生学习与探究物理规律的兴趣与动力；
4．通过探究活动，了解阻力对物体运动的影响.经过分析、比较，认识力是改变物体运动状态的原因，进一步归纳和推理得出牛顿第一定律。在此过程中，经历在实验的基础上通过推理得到结论的方法，渗透方法论的教育；
5．知道牛顿第一定律的内容，能区分惯性和惯性定律
6．知道牛顿第一定律不是实验定律，而是在大量经验事实的基础上，通过进一步概括，推理总结得出的一条规律；
【教学重点】
1．探究阻力对物体运动的影响的实验
2．惯性概念的建立，以及用惯性解释相关现象
【教学难点】
1．从“物体所受阻力越小，物体运动的距离越长”推出当物体不受阻力时将保持匀速直线运动状态的过程；
2．对“速度减小的越来越慢”的初步认识；
3．用惯性解释相关现象中的困难；
教学过程(表格描述)
教学环节
主要教学活动
设置意图
环节1：
引入新课
【展示1】天体运动的图片、汽车前进的图片、运动员投篮的图片，引出问题“是什么原因造成的这些运动？”再由亚里士多德的名言“不了解运动，就不了解自然。”引出研究运动，以及运动成因的重要性。
创设问题情境，激发学生学习兴趣。
环节2：
阐述历史上人们对“运动和力”的关系的两个主要观点
【展示2】马拉车的图片、人推车的图片，由此引出古希腊亚里士多德的运动观“物体的运动需要力来维持，即力是维持物体运动状态的原因。”
【实验1】推动水平桌面上的小车。并提出两个问题：（1）小车为什么会停下来？（2）当力撤去后，小车为什么没有立即停下来？通过上述两个问题中对于存在阻力的观察和思考，给出伽利略的观点“将人们引入歧途的是阻力，而阻力又是不可避免的，因此探究阻力对物体运动的影响是非常必要的。”
沿着伽利略的思路，探究阻力对物体运动的影响。
由历史上两种截然对立的运动观制造矛盾，引发学生进一步思考和探究的兴趣。
环节3：
实验：探究阻力对物体运动的影响
【步骤1】对实验名称进行解读：探究阻力对物体运动的影响。“阻力”是什么意思？是像摩擦力这种阻碍物体运动的力；“运动”都包含哪些内容？应当是物体的运动状态、运动的距离和运动的时间。那什么是“影响”呢？应当是物体在阻力的作用下，运动状态的变化以及变化的趋势。
【步骤2】确定探究实验中的自变量、因变量和控制变量。①自变量：阻力的大小，可以通过改变接触面的粗糙程度来实现改变自变量；②因变量：物体运动的距离；③控制变量：小车的初速度。那么如何控制小车的初速度相同呢？
【展示3】小球从相同斜面的相同高度下滑的实验视频，得到若将相同的小车，在相同的斜面上的相同高度由静止释放，那么它达到斜面底端时的速度是相同的，这样就实现了对初速度的控制。
【步骤3】进行实验，播放实验视频。
【现象】观察实验现象：小车做减速直线运动。
【追问1】如果再减小阻力？比如将接触面换为更光滑的玻璃板，小车运动的距离会怎样呢？
【结论】小车所受阻力越小，小车运动的距离越长。
【追问2】如果没有阻力，即阻力是0，小车运动的距离是多少呢？
【追问3】小车将一直运动下去能否说明小车就做的是匀速直线运动呢？
再观察实验现象，小车的初始速度v0是相同的，最后都停下来，速度都变为0，也就是说小车的速度都是从v0减小到0，但是这个减速的过程随着阻力越来越小，所用的时间是越来越长的，也就是说小车的速度减小的越来越慢。
【推论】小车所受阻力越小，速度减小的越慢。
那什么叫速度减小的越来越慢呢？就是越来越倾向于不减速。所以如果没有阻力，那么小车速度减小的就无限慢，什么叫无限慢？那就速度不变。
【进一步推论】若小车所受阻力为零，小车将做匀速直线运动而一直运动下去。
再看一下小车的受力情况，小车只受重力和支持力，二者是平衡力，在小车运动方向上不受力，因此力不是维持物体运动状态的原因。但也引出两个问题：
第一个问题：力是什么的原因？
第二个问题：运动由什么来维持？
这是伽利略提出的观点，经过笛卡尔、牛顿的进一步研究，最后由牛顿将它表达成一条定律，即牛顿第一定律。
通过一个相对完整的实验探究，在实验事实的基础上，进行逻辑推理，训练学生的抽象思维能力。
环节4：
牛顿第一定律的建立与解读
【内容】一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态。
【解读】
“一切物体”：普遍成立，对固体、液体、气体都成立；
“总保持”：没有例外；
“或”：两种运动状态的等同性，二者必居其一；
“直到”：物体受力时的情形，由此可知前半句是指不受力时的情况。
根据牛顿第一定律，可以回答第一个问题，力是改变物体运动状态的原因。
因为牛顿第一定律的前半句是物体不受力的情况，而不受力的情况是不存在的，因此牛顿第一定律是不能用实验直接验证的。
【展示4】牛顿生平与主要成就。
对牛顿第一定律的解读，加深对“力是改变物体运动状态的原因”的认识，并且对牛顿有初步的了解，也是榜样的作用。
环节5：
惯性概念的建立与初步应用
【展示5】打棋子视频。
【分析】被打的棋子，水平方向受力，运动状态改变，飞出。上方棋子，因为水平方向不受力，因此在水平方向不运动。可见，物体由保持原油运动状态不变的性质，即惯性。
【定义】物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质。
【例1】跳远时，为什么要助跑呢？助跑是为了起跳时具有水平方向的速度，跳起来之后人在水平方向不受力，人由于具有惯性将保持原来的运动状态而继续向前运动，因此助跑是利用了惯性。
【例2】不小心踩到沙堆里，为什么可以通过跺脚清除鞋上的浮沙呢？跺脚时，脚受到地面的支持力而从运动变为静止，鞋上的浮沙没有受到地面的作用力，并且具有惯性，将保持原来的运动状态而继续运动，因此离开鞋面，从而达到了去除浮沙的目的。
【例3】汽车为什么要有安全带呢？当汽车在前进方向上发生碰撞时，汽车受到前方的作用力而由运动迅速变为静止，但是车里的人由于具有惯性将保持原来的运动状态而继续运动。安全带的作用在于安全带会对人施加一个与运动方向相反的力，而改变人的运动状态，让人跟汽车一起从运动变为静止，从而起到保护人身安全的目的。
【几点说明】
①所有物体都具有惯性，与物体是否运动、运动的快慢无关。
②惯性不是力，惯性是物体的属性。只能说“物体具有惯性”
③物体受力，运动状态改变；
物体不受力，由于具有惯性，将保持原来的运动状态。
④牛顿第一定律也被称作惯性定律。
通过趣味实验激发学生学习兴趣，为惯性的提出铺路，并且训练学生用惯性解释相关现象、以及表达能力。
环节6：
课堂小结
亚里士多德提出运动需要力来维持，伽利略提出是因为阻力将人们引入歧途，于是我们研究了阻力对物体运动的影响，在事实的基础上进行推理，得到力不是维持物体运动状态的原因。再经过笛卡尔、牛顿等人的工作，建立了牛顿第一定律，解释了力是改变物体运动状态的原因。进一步又提出了惯性的概念，指出惯性是物体的固有属性，是维持物体运动状态的原因，牛顿第一定律也叫惯性定律。
将整节课进行梳理、整合、提升。

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