《牛頓第一定律》教學與探討

倪傳榮

一、教材分析

《牛頓第一定律》是人民教育出版社八年級物理教材第八章第一節內容。本節內容不但是本章的重點，也是整個力學的重點，因為它把最基本的勻速直線運動和物體是否受力兩者聯系起來，是《力和運動》的開端。

二、學習目標

知識目標：經歷牛頓第一定律的發現過程。知道牛頓第一定律，會用自己的語言表述。

能力目標：培養學生的邏輯推理能力和科學想象力。

情感目標：通過對實驗活動的參與。養成實事求是，尊重自然規律的科學態度。

三、學生分析

初中生正處在愛動愛思考的年齡段對物理有著較強的好奇心，課堂上結合時事提出問題，會激發學生的興趣和探知欲，使學生進入課堂。

學生通過前面對力學和運動學知識的學習，對力和運動的關系已有初步的認識。

學生對物理現象有基本的觀察和分析能力，解決問題的能力。

四、重點、難點

重點：實驗探究牛頓第一定律，強化學生的分析能力。

難點：轉變學生“力是維持物體運動的原因”的錯誤觀念。

五、教法與學法

教法：采用實驗探究法、多媒體教學法和重點講解法。培養學生自主、合作、探究學習的能力。

學法：探究式學習法、自主學習法、合作學習法。

六、教學設備

1.學生分四人一組及教師演示備選實驗器材：木塊、小車、斜面、毛巾、棉布、三塊木板、刻度尺。

2.課件、多媒體設備一套。

七、教學過程

回顧歷史理解新知導入新課，之后創設情境引入新課，然后探究新知，最后進行鞏固練習和方法的延伸。

創設情境：“興趣是最好的老師。”引入神舟五號發射成功的圖片并讓他們思考：“神舟五號為什么會按預定軌道運動？”接著展示行星按固定軌道環繞運動的圖片讓他們想一想“行星為什么會按這樣的軌跡運動？”這樣很容易就引起學生的興趣，激發他們的探知欲。要了解這個問題就要先研究力和運動之間到底有什么樣的密切聯系。自然地將學生引入了課堂。

探究新知：課堂上讓同學觀察圖片思考：力與運動是怎樣的關系？第一組是人推箱子和人爬山的圖片。學生觀察思考后會有“力推物動，力撤物停”的直觀感覺。容易與生活經驗相聯系認為：力維持了物體的運動。展示第一組圖片：滑雪和火車進站的圖片。讓學生觀察，他們又會產生力救物不停的直觀感覺。對前面得到的觀點產生動搖，想到物體運動好像不需要力維持。這兩種觀點是矛盾的，那到底哪個對哪個錯呢？

學生持有不同的觀點在辯論過程中會努力尋找更多的生活現象，作為自己的依據。但基于表象的討論難以觸及問題的本質，真正達到解決問題的目的。這時引導學生思考問題：“物體最終會停下來是因為什么？”通過前面的學習學生不難發現摩擦力的作用。這樣學生便能了解到物體受了兩個力的作用，我們前面討論的現象不是我們所施加的這“一個力”的效果，所謂的“力撤”實際并沒有真正撤力，而是讓運動的物體不受我們所施加的力后繼續受摩擦力的作用。所以，我們前面由直觀感覺得到的觀點是不科學的。物體的運動到底需不需要力來維持？怎樣才能獲得對“力和運動的關系”的科學理性認識呢？實驗探究法的運用：進行實驗探究，控制運動的物體只受一個力，然后觀察這一個力對物體運動的作用效果，然后分析力與運動的關系。接下來讓同學思考明確實驗思路：改變摩擦力大小，研究物體的運動情況，分析力與運動的關系。

討論填寫如下實驗方案：

實 驗 方 案

實驗設計目的：

探究目標：

實驗思路：

實驗器材：

不同條件：

實驗方法：

學生討論填寫完畢，教師給出進一步說明。

探究方案運用“對比實驗+科學推理”的方法探究牛頓第一定律，要注意控制變量法的使用，以及表格的設計，數據的分析。

控制變量法：保持其他條件相同，即小車要從同一斜面同一高度下滑保證速度相同，然后只改變平面的粗糙程度來改變摩擦力大小。

讓學生明確這些問題后，討論設計得出如下實驗數據記錄表格。

實驗次數 運動表面 粗糙程度 摩擦力 運動路程 速度變化

1 毛巾

2 粗棉布

3 光滑木板

4 絕對光滑

安排學生進行分組實驗。表格前三項操作完成后讓他們小組討論得出結論，并派代表發言：

1、三種表面的粗糙程度不同→摩擦力不同→小車運動路程不同→小車的速度減小的快慢不同。

2、三種表面的粗糙程度越小→摩擦力越小→小車運動路程越長→小車的速度減小的快慢越慢。

推理：若表面絕對光滑，則小車的運動狀況會如何？ 摩擦力越小小車速度減小越慢，學生可以推測出摩擦力小到沒有時小車速度不再減小，即運動的小車會勻速運動下去。這樣就得出了實驗結論：運動的物體在沒有受到外力的時候將保持勻速直線運動。

經過不斷的補充完善探究得到了牛頓第一定律。為了體現推理的科學性，（多媒體教學法）教師可以選擇播放一段氣墊導軌上的近似實驗的視頻加以佐證。還可以播放一段滑雪比賽的視頻通過生活中的近似現象進一步說明推理結論的科學性。讓學生體驗生活中的物理。

回顧歷史理解新知：探究實驗結束了，學生可以感受到我們的探究過程并不是一帆風順的。在回顧歷史的過程中可以讓學生受到情感和價值感方面的教育。

在同學們建立起牛頓第一定律這一概念的基礎上，重點講解它的三個關鍵點：強調“一切”；“不受外力”是本定律成立的條件，這是一種理想情況，它也包含物體在某一方向上不受外力的情況： “總保持”指物體在不受外力時，只有保持靜止或勻速直線運動兩種可能，要改變這種狀態，物體必須受力的作用。

鞏固練習：

關于力和運動的關系，下列說法正確的是（ ）

A、停止用力，運動的物體就會停止

B、力是使物體保持靜止或勻速直線運動狀態的原因

C、物體受力才會運動

D、力使物體的運動狀態發生改變

解析：

①明確力和物體的運動無關，力只與物體運動狀態的改變有關。

②物體保持靜止或勻速直線運動狀態，是物體不受力時的運動規律，并不是力作用的結果。

八、小結

本堂課以小組為單位表揚實驗認真、先得出結論的學生，總結出他們認真探究的科學精神。

湖北省石首市東岳山街：166號

2017年9月28日