第七章 第一节　科学探究：牛顿第一定律（教案）-【木牍教育·课时A计划】2023-2024学年八年级下册物理沪科版（安徽专版）

第七章　力与运动

第一节　科学探究:牛顿第一定律

◇教学目标◇

 

【知识目标】

1.知道什么是运动状态的改变。

2.理解牛顿第一定律的内容和意义。

3.知道什么是惯性,能利用惯性解释有关现象。

4.知道质量是物体惯性大小的量度,并能用来解释一些简单的现象。

【能力目标】

1.通过实验和推理,探究物体不受力时如何运动,体会伽利略“理想实验”的科学方法。

2.通过实验和观察活动,体会一切物体都具有惯性。

【素养目标】

1.通过探究物体不受力时如何运动,形成实事求是、不迷信权威、尊重自然规律的科学态度。

2.通过学习惯性的应用,感受科学就在我们身边。

◇教学重难点◇

【教学重点】

理想实验法、牛顿第一定律、惯性。

【教学难点】

牛顿第一定律的理解及其内涵。

◇教学过程◇

一、新课导入

航天员在太空“行走”时,航天员和飞船之间总是用一根“绳子”相连。你知道这根“绳子”有什么作用吗?

二、教学步骤

探究点1　牛顿第一定律

[阅读课本]P125“你观察并思考过下列现象……运动下去。”

[思考]推动木箱在地面上向前运动,撤去推力,木箱立即停止,这是什么原因呢?

[提示]撤去推力后,木箱在水平方向上不再受到推力的作用,但木箱受到与运动方向相反的摩擦力的作用。

[信息浏览]伽利略的理想实验。

[思考]伽利略的理想实验中,小球能滚到与下落点等高的地方吗?与另一侧斜面的倾角有关吗?

[提示]如果没有摩擦,无论右侧斜面的坡度如何,小球都能滚到与下落点等高的地方。右侧斜面的坡度越

小,小球从同一位置释放要滚到与下落点等高的地方,滚动距离越远。如果把另一侧斜面放平,小球将因永远无法到达与下落点等高的地方而一直运动下去。

[思考]我们能做到摩擦阻力为零吗?那么这一结论是怎么得出的呢?

[提示]实际上,接触面光滑、完全没有摩擦是做不到的。这里用设想完全没有摩擦的理想化方法进行推理,通常叫“理想实验法”,它是科学推理的一种重要方法。

[实验]滑块从斜面顶端滑下后,记录其通过粗糙程度不同的水平面的运动情况。

[思考]实验时,每次实验都要求从斜面上的同一高度滑下,其目的是什么?

[提示]同一高度滑下,滑块的水平初速度相同,才能通过比较运动的距离来探究摩擦阻力对运动的影响。

[思考]让同一滑块在不同材料的水平面上运动的目的是什么?

[提示]滑块与接触面的压力不变,改变接触面的粗糙程度,即改变滑块受到的摩擦阻力的大小。

[思考]滑块在三种水平面上运动的距离是否相同?滑块在哪种水平面上运动时速度减小得最慢?造成这些现象的原因是什么?

[小结]在其他条件相同时,水平面越光滑,滑块受到的摩擦力越小,滑块的速度减小得越慢,滑块前进的距离就越远。

[思考]假设滑块受到的阻力为零,它运动的速度将如何变化?它将怎样运动?

[提示]假如滑块受到的阻力为零,滑块将永远运动下去,即做匀速直线运动。

[思考]物体的运动一定需要力来维持吗?物体不受力的作用会怎样运动?

[提示]物体的运动不一定需要力来维持。运动的物体会停下来,是因为它受到了阻力的作用。对以上实验进一步推理得出:如果物体表面绝对光滑,物体受到的阻力为零,速度就不会减小,将以恒定不变的速度永远运动下去。

[归纳提升]牛顿第一定律:一切物体在没有受到外力作用的时候,总保持匀速直线运动状态或静止状态。

[思考]牛顿第一定律成立的前提条件是什么?

[提示]“没有受到外力”是定律成立的前提条件。不受外力可以是某一方向上不受外力。

[思考]牛顿第一定律中的“或”表示什么意思呢?

[提示]“或”表示物体不受外力时,可能静止,也可能做匀速直线运动,二者居其一。也就是原来运动的物体保持匀速直线运动状态,原来静止的物体保持静止状态。

[习题]如图所示,若小球向右摆动到最高点时绳子断裂,假设所有力同时消失,此后小球的运动情况是 (　　)

A.匀速直线下落

B.匀速直线上升

C.静止

D.沿水平方向向右做匀速直线运动

[分析]根据牛顿第一定律可知,物体在不受外力作用时,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。小球向右摆动到最高点时,速度为零,则当外力突然消失时,小球将保持静止。

[答案]C

探究点2　惯性