8.1 牛顿第一定律 教学设计-2024-2025学年人教版物理八年级下册

该初中物理教学设计聚焦牛顿第一定律，通过滑板车、箱子等生活现象导入，引出亚里士多德“运动需要力维持”的观点，搭建从生活经验到科学探究的学习支架，引导学生探究力与运动的关系。 以科学探究为主线，用控制变量法（小车同一高度滑下）、科学推理法（阻力减为零推理运动状态）培养科学思维，结合亚里士多德到牛顿的科学史渗透科学态度，实验报告作业强化探究能力，助力教师高效教学，帮助学生建立“力是改变运动状态原因”的物理观念。

牛顿第一定律 教学设计 教学设计表 学科 授课年级 学校 教师姓名 章节名称 牛顿第一定律 计划学时 教学目标 （1）物理观念：通过实验探究阻力对物体运动的影响，理解牛顿第一定律，掌握物体在不受力时的运动状态。 （2）科学思维：通过理想实验法的应用，培养学生逻辑推理和科学归纳的能力，理解牛顿第一定律的推理过程。 （3）科学探究：通过设计并实施实验，探究阻力对物体运动的影响，培养学生实验设计、数据分析和结论归纳的能力。 （4）科学态度与责任：通过科学史的引入，了解物理规律的认识过程，树立严谨的科学态度，培养不迷信权威、勇于探索的科学精神。 教学重点 （1）通过实验探究阻力对物体运动的影响，理解力与运动的关系，培养学生的科学探究能力和分析推理能力。 （2）理解牛顿第一定律的内涵，掌握其成立条件，并能运用该定律解释生活中的惯性现象，提升学生的科学思维和问题解决能力。 教学难点 （1）帮助学生理解牛顿第一定律的科学推理过程，尤其是 “不受外力” 这一条件的理解。 （2）引导学生从生活经验中区分运动与运动状态变化，树立 “力是改变物体运动状态的原因” 而非 “维持运动” 的正确观念。 教学准备 （1）实验器材：斜面、小车、不同粗糙度的平面（如玻璃板、塑料板、木板）、弹簧测力计、计时器。这些器材用于实验探究阻力对物体运动的影响，帮助学生直观理解不同阻力条件下物体运动的状态。 （2）多媒体课件：包含牛顿第一定律的历史背景、亚里士多德与伽利略的观点对比、理想实验法的介绍以及惯性现象的动画演示。通过视觉和听觉的双重刺激，增强学生对理论知识的理解和记忆。 （3）互动式白板：用于实时记录学生的讨论结果、展示实验数据和图表、以及教师的归纳总结。互动式白板能提高课堂互动性，使教学过程更加生动有趣。 教学过程 一、创设情境，导入新课 教师活动：展示滑板车和箱子的图片或视频，引导学生观察并提问：我们发现，如果我们不再蹬地，滑板车会停下来；用力推箱子，箱子运动，一旦停止施力，箱子最终也会停下来。生活中还有许多相似的现象。 （学生）观看图片或视频，并思考老师的提问。 教师活动：在古希腊，哲学家亚里士多德提出一个观点：如果想要物体一直运动，就必须对物体持续施加力的作用，否则物体就会停止运动。同学们，你们认为这个观点正确吗？为什么呢？ （学生）发表自己的看法。 （生 1：我认为是的，因为没有力，东西就会停下来；生 2：我觉得不一定，可能有其他因素影响。） 教师活动：那么，物体的运动是否真的需要力来维持呢？今天我们就一起来探究一下吧！ 二、合作探究，推进新课 学习任务一：自主探究 教师活动：请大家阅读教材中的相关内容，针对 “日常生活中，运动的物体最终会停下来” 这一现象，结合亚里士多德和伽利略有不同的观点，小组讨论并谈谈自己的看法。同时，设计一个小实验来验证你们的观点。 （学生）分组讨论，并准备一个小实验来进行初步验证（如滚小球等简单实验）。每组派一名代表分享讨论结果和实验设想。 （生：我们认为亚里士多德的观点是对的，因为从经验来看，运动的物体会停下来；生：但我们觉得伽利略的观点也有道理，因为他提出了摩擦力的概念。） 学习任务二：探究阻力对物体运动的影响 【设计实验】 教师活动：今天我们使用的实验器材包括小车、长木板、斜面、棉布、毛巾、刻度尺等。请同学们思考并设计实验方案，让小车从同一斜面上的同一高度由静止自由滑下，改变水平面表面的粗糙程度，使其对小车运动的阻力不相同。第一次在水平面上铺毛巾，第二次铺棉布，第三次将棉布去掉，只剩下木板，比较小车每次在水平面上滑行的距离。 （学生）根据老师的指导，设计实验方案并记录。 【进行实验】 教师活动：现在，请同学们按照设计好的实验方案进行实验。注意观察小车在不同材料上滑行的距离和速度的变化，并记录数据。 实验序号 表面材料 阻力大小 滑行距离 小车速度减小情况 1 毛巾 2 棉布 3 木板 （学生）动手操作实验，记录数据。 （师：注意观察小车在不同材料上滑行的距离和速度的变化。） 【分析论证】 教师活动：请同学们思考以下几个问题： 小车最终会停下来的原因是什么？ 三次实验中，小车滑行距离与其所受的阻力有什么关系？速度又是怎样的变化？ 如果阻力进一步减小到零，没有阻力，小车的运动情况是怎样的？ （学生）小组讨论，上台展示讨论结果。 （生：小车停下来是因为受到阻力；生：平面越光滑，阻力越小，小车滑行的距离越长，速度减小得越慢；生：如果阻力为零，小车将永远运动下去。） 【交流与评估】 教师活动： 该实验用到了哪些实验方法？ （1）让同一小车在同一斜面的同一位置静止下滑，目的是让小车到达平面具有相同的初速度（控制变量法） （2）本实验通过比较小车滑行距离远近来判断阻力对物体运动的影响程度（转换法） （3）若小车不受阻力，小车将保持同一速度永远运动下去（科学推理法） （学生）理解并记录这些实验方法。 【及时反馈 1】 教师活动： 如图是探究 “阻力对物体运动的影响” 的过程。 （1）在实验中，让小车从斜面由 同一高度 静止滑下，目的是使小车在水平面上开始运动时的速度相同。这种探究物理问题的方法叫做 控制变量法。 （2）分析图中的情景可知，在其他条件相同时，平面越光滑，小车受到的摩擦阻力越 小，小车前进的距离就越 远。其中运动的小车在木板上最终停下来，是因为小车在水平方向上 受非平衡力。 （学生）填写答案并讨论。 （师：为什么选择这些答案？） 【答案】（1）同一高度；控制变量法；（2）小；远；受非平衡力。 三、牛顿第一定律 教师活动：1644 年，法国物理学家笛卡尔进一步补充：如果运动物体不受任何力的作用，不仅速度大小不变，而且运动方向也不变，将沿原来的方向匀速运动下去。最后，英国科学家牛顿总结了伽利略等人的研究，提出了著名的牛顿第一定律： 牛顿第一定律：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。 【师生共同研究】理解牛顿第一定律： “一切” 表示这个定律具有普遍性，没有例外。 “不受外力” 是本定律成立的条件，定律要成立的前提条件是不受外力，或者是合外力为零。 “总保持” 是指物体不受外力时只有保持静止或匀速直线运动两种可能，要改变这种状态，物体必须受力的作用。 牛顿第一定律是在大量经验事实的基础上，通过合理而科学的推测得到的，不能用实验直接证明。（理想实验法） 牛顿第一定律说明了力和运动的关系：力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因。 （学生）认真听讲，并做好笔记。 （师：谁能用自己的话解释一下牛顿第一定律？） （生：牛顿第一定律说，如果没有外力作用，物体要么保持静止，要么做匀速直线运动。） 【及时反馈 2】 教师活动： 关于牛顿第一定律的理解，下列说法正确的是（　　） A．不受力的物体，只能保持静止状态 B．物体受到力的作用，运动状态一定改变 C．牛顿第一定律是通过凭空想象出来的 D．如果物体不受到力的作用时，原来运动的物体将保持原有的速度做匀速直线运动 （学生）思考并选择正确答案。 （师：为什么选 D？） 【答案】D 四、回忆课堂，进行小结 教师活动：回想我们最开始的实验，有推力时木块运动，撤去推力后木块停下来，从表面现象得到的结论 —— 运动需要力来维持是错误的，但这种现象是千真万确摆在我们面前的。我们如何用牛顿第一定律的观点正确地解释这个现象呢？ （学生）思考并回答。 （师：现在你们能解释为什么木块停了下来吗？） （生：木块停下来是因为受到了阻力，而不是因为它不再受推力。） 【课堂检测】 教师活动： 对牛顿第一定律的理解，下列说法正确的是（　　） A．物体运动状态不变时，可能没有受到力的作用 B．运动的物体若去掉所有力的作用，物体一定会慢慢停下 C．该定律由斜面小车探究实验直接得出 D．物体的运动是依靠力来维持的 （学生）完成题目并核对答案。 （师：这道题的关键在哪里？） （生：关键在于理解力是改变物体运动状态的原因，而不是维持运动的原因。） 【答案】A 五、小结 教师活动：结合板书，进行本节课小结，强调牛顿第一定律的主要内容和应用。回顾实验过程和理论推导，加深对知识点的理解。 （学生）跟随教师回顾主要内容，整理笔记。 课后作业布置 （1）根据本节课的实验探究，写一篇关于 “阻力对物体运动影响” 的实验报告，包括实验目的、实验器材、实验过程、实验结果及分析。 （2）结合牛顿第一定律，设计一个生活实例，用所学知识解释该实例中物体的运动状态变化，并说明力与物体运动状态的关系。 学科网（北京）股份有限公司 $