牛顿第一定律 教学案例

人教版第十二章运动和力 第五节 牛顿第一定律 新授

物理教学案

一、学习目标：

1、知道牛顿第一定律

2、知道牛顿第一定律的重要应用

3、知道惯性的概念，会用惯性的知识解释日常生活中的有关现象

二、重点、难点：

1、理解牛顿第一定律内容的含义。

2、纠正从生活经验中得到的一种被现象掩盖了本质的错误观念(力是维持物体运动状态的原因)

3、理解惯性的概念，会用惯性的知识解释日常生活中的有关现象

三、预习导学：

通过上一节的学习,我们认识了力,同学们能不能举这样几个例子:

① 物体由静止变为运动的例子。

②物体运动速度由快变慢的例子。

③物体运动方向改变的例子。

由上面的例子可见：物体受力后,改变了物体的什么？

当物体不受外力时，物体的运动状态会怎样？请你猜想：

1.静止的物体不受外力时,会不会自己运动起来？

2、运动的物体不受外力时,会不会自己停下来？

四、新课研讨：

（1）牛顿第一定律

同学们猜想的是否正确呢？我们下面就来研究探索这个问题:

Ⅰ、演示实验:

介绍实验装置：带斜面的长木板、小车、毛巾、 棉布，演示实验，观察现象，完成表格。

在此实验中我们为什么小车从斜面的同一高度滑下？

结论：平面越光滑，小车运动的距离越 ，这说明小车受到的阻力越 ，速度减小的越 。

推理：如果运动物体不受力，它将 。

Ⅱ、实验结论:如果物体不受外力,运动物体将速度不变的运动下去,即匀速运动。早在三百年前,意大利的物理学家伽利略就是用这种方法得出了这个结论。法国物理学家笛卡尔进一步补充了伽利略的结论,使人们的认识又深化了一步,笛卡尔认为运动的物体在不受外力时,除速度大小不会改变,永远运动下去,也不会改变运动方向,即匀速直线运动。

同学们想一想,如果静止的物体不受外力,能不能自己运动起来呢？

研究发现：静止的物体在不受外力时,仍会静止。

物体不受外力时,运动的物体------- 匀速直线运动

静止的物体-------仍静止

这个结论最早是由英国物理学家牛顿总结了伽利略等人的研究成果,概括出来的,这就是我们今天要来学习的“牛顿第一定律”。请同学们把牛顿第一定律的内容填在下面的横线上

。

III、对牛顿第一定律的理解

①条件：一切物体在没有受到外力作用时。

结论：静止的物体保持静止状态，运动的物体保持匀速直线运动状态，即:动者恒动,静者恒静。

②牛顿第一定律告诉我们：物体的运动 （填“需要”或“不需要”）力来维持，力的作用是改变物体的运动状态。

③牛顿第一定律是在大量实验事实的基础上,通过进一步的科学推理而概括出来的,我们周围的物体，都要受到这个力或那个力的作用，因此，这个结论虽无法用实验来直接证明,但从定律得出的一切推论都经受住了实践的检验。因此,牛顿第一定律已成为大家公认的力学三定律之一。

利用牛顿第一定律解释以下问题：

①跳高运动员刚跳离地面时,一切外力都消失了,那会怎样呢？

②即将起跑的运动员,一切外力消失,还能否运动起来？

③在环形跑道上进行800米比赛的运动员,刚开始时最前面的运动员速度最大,这时一切外力都消失,那后面的运动员能追上他吗？它能到达终点,取得金牌吗？

（2）惯性

实验：用力迅速抽压在钢笔帽下的纸条，观察现象：

笔帽不会随纸条一起运动，而是保持静止，这说明它总想保持原来的静止状态，我们就把物体保持运动状态不变的性质叫惯性。由于一切物体都有惯性，如果物体原来是静止的，它还会保持原来的静止状态；如果物体原来是运动的，它还会保持原来的运动状态，故牛顿第一定律也叫惯性定律。物体表现出惯性的现象我们经常遇到：锤头松了，我们将锤柄的一端在树桩上撞击几下，锤头就紧紧的套在锤柄上了，为什么？

请举几个惯性现象的例子：

这些现象都对人们有用吗？怎样防止惯性给人们带来的危害？

五、应用导航：

1、火车沿直轨匀速行驶，坐在车上的乘客，竖直向上抛出苹果，苹果为什么会落回手中？

解析：解释此类惯性现象时的一般思路是：确定研究对象----------确定其原状态（静止或运动）------当遇到某种情况时-------研究对象由于惯性仍维持原来的状态---------所以会出现什么现象。

答：苹果原来和乘客一起处于匀速直线运动状态，当乘客竖直向上抛出苹果后，由于苹果在竖直方向上受到重力它上升一段距离后会下落，在水平方向上由于惯性仍保持原来的运动速度随车一起向前运动，所以会落回乘客手中。

拓展：如果竖直向上抛出苹果时，火车突然加速或减速，苹果会落在哪里？为什么？

2、汽车突然起步时，车上的人往往向后倒，这是由于脚与车板间的摩擦，人的下部由 状态突然变为 状态，人的上部由于 ，要保持

状态，所以向后倒。骑自行车时不要太快，否则会由于 不能立即停止，可能造成交通事故。

解析：解释此类惯性现象关键要弄清所研究的对象开始时的运动状态，接着分析在运动变化过程中，研究对象的某一部分受力作用而改变了原来的运动状态，而研究对象的另一部分由于惯性而保持了原来的运动状态，所以出现了题目中的现象。

六、学习小结

⑴这节课我们主要学习了牛顿第一定律:一切物体在没有受到外力作用时,将保持匀速直线运动状态或静止状态。

⑵这一节我们还学习了研究解决物理问题的方法：

①实验采用了控制变量法：同一物体从同一高度下滑,保证小车在水平面上开始运动的速度相同，三种情况唯一不同的就是三个表面对小车的阻力不同,导致速度变化的快慢不同。这种控制变量法是我们用实验研究问题的常用方法。

②在实验的基础上进行科学推理,得出结论的方法。

③归纳总结法：牛顿就是总结了伽利略等人的研究成果,从而概括出了牛顿的一定律的

（3）惯性和惯性现象

惯性只与物体的质量有关，质量越大，惯性越大。无论物体在何时何地都有惯性。一切物体都有惯性。

七、基础训练

1、牛顿第一定律：条件：

结论：

2、如图：用大小和方向都不变的力F拉着物体在水平面上从静止开始由A运动到B撤去拉力F,物体运动到D点停下来。AC部分是光滑的(无阻力),CD 部分是粗糙的。

则：物体在AB段做 运动，在BC段做 运动，

在CD段做 运动。

可见：力是改变 的原因,而不是维持 的原因。

3、枪膛内子弹由于受到火药燃气________做加速运动，当子弹离开枪膛后，仍高速运动，是因为子弹有________。

4、小明骑在自行车上不断地用力蹬，使自行车在平直路面上运动．当他停止用力蹬后，自行车由于 仍继续前行，因为有 作用，自行车的运动会逐渐停下。

5、一个做匀速圆周运动(速度大小不变),当外力都消失后,物体将( )

A、做匀速圆周运动

B、静止

C、做匀速直线运动

D、无法判断

6、在物理学中，牛顿第一运动定律是用什么方法获得的：（ ）

A．单纯的实验方法； B．单纯的推测方法；

C．数学推导的方法； D．实验加推测的方法.

7、下列实例中，属于防止惯性的不利影响的是（ ）

A 跳远运动员跳远时助跑

B拍打衣服时，灰尘脱离衣服

C小型汽车驾驶员驾车时必须系安全带

D锤头松了，把锤丙的一端在水泥地上撞击几下，使锤头紧套在锤柄上

8、下列说法中正确的是( )

A.所有的物体都有惯性。

B.只有静止的物体才有惯性。

C.只有运动着的物体才有惯性。

D .质量较小的物体没有惯性。

9、《中华人民共和国道路交通安全法》已于5月1日正式实施，为交通安全提供了一定的法律保障. 下列对汽车行驶情况分析正确的是 （ ）

A．速度越大，则惯性越大，汽车就难以停下

B．刹车后，由于摩擦力消失，因而汽车的速度逐渐减少

C．只要后面汽车的行驶速度小于前面的汽车，就无需对行车间距加以限制

D．汽车行驶速度、车距、路面情况等均是影响交通安全的因素

10、（04太原）教室里悬挂着的电灯处于静止状态，假如它受到的所有的力突然全部消失，它将（ ）

A．加速下落 B．匀速下落 C．保持静止 D．可以向各个方向运动

11、如图所示，在研究牛顿运动定律时，我们让 小车从 斜面的 滑下，目的是让小车在平面上开始时具有________________；实验表明，小车受到的阻力越大，小车运动的距离越 ，小车的速度________，由此可推理出的结论是如果物体不受外力作用，将__________________________ ______。

八、中考链接

1、运动员跑到终点后，不能立即停下来，这是因为（ ）

A．运动员失去了惯性 B．运动员具有惯性

C．运动员不受力的作用 D．运动员的惯性大于阻力

2、如图所示，在水平桌面上铺粗糙程度不同的物体，让小车自斜面顶端同一高度、从静止开始滑下。小车在不同表面运动的距离见下表。通过探究，我们可以反驳如下说法中的哪一条。（ ）

A．摩擦力越小，小车速度减小得越慢

B． 小车受到力就运动，小车不受力就不运动

C． 若平面非常光滑，小车的速度将保持不变，永远运动下去

D． 运动物体不受力，将保持匀速直线运动

3、小刚同学放学回家的路上，脚被石块绊了一下，身体向前跌倒（图2甲）;过了一会儿不小心脚踩到一块西瓜皮，身体向后摔倒（图2乙），对这两种情景，下列解释合理的是（ ）

A 二者脚的运动状态改变，而上身由于惯性仍保持原来运动状态

B 二者上身的运动状态改变，而脚由于惯性仍保持原来运动状态

C 前者上身的运动状态改变，而脚由于惯性仍保持原来运动状态；后者脚的运动状态改变，而上身由于惯性仍保持原来运动状态

D 前者脚的运动状态改变，而上身由于惯性仍保持原来运动状态；后者上身运动状态的改变，而脚由于惯性仍保持原来的运动状态

4、滑冰运动员用力推冰场周围的扶栏时，扶栏未动，而他却远离扶栏而去；运动员离开扶栏后，并没有再用力蹬冰面，但仍能滑很远，要解释这些现象，可利用下列知识中：①物体间力的作用是相互的　②力是改变物体运动状态的原因　③一切物体都有惯性（　）

A．①② B．②③ C．①③ D．①②③

5、如图是小车运动时车内悬挂小球和杯中水面的情况，符合实际的是 （ ）

6、一气球以一定的速度匀速竖直上升到某一高度时，从气球上落下一物体，该物体离开气球后，将（ ）

A．继续上升一段时间然后下落

B．立即下落

C．以原来的速度匀速上升

D、不再受力

7、坐在行驶的客车里的乘客，竖直向上抛出一个小球，结果小球落在了乘客的右前方，这一现象说明乘客（ ）

A、向左拐弯，速度增大

B、向右拐弯，速度增大

C、向左拐弯，速度减小

D、向右拐弯，速度减小

8、请列举两个你所知道的在生活和生产中利用“惯性”的事例：

①____________________________________________________

②________________________________________________

9、跳远时，运动员都是先跑一段距离才起跳，这是为了（ ）

A、增大惯性 B、减小惯性 C、克服惯性 D、利用惯性

10、关于惯性的下列说法中正确的是（ ）

A、物体静止时不容易被推动，说明物体在静止是比运动时的惯性大

B、物体在速度大时不容易停下来，说明物体在速度大时比速度小时的惯性大

C、物体受力越大，运动状态改变越快，说明物体受力大时比受力小时的惯性大

D、惯性时物体的固有属性，一切物体无论处于什么状态都有惯性

11、下列说法正确的是（ ）

A、物体的速度越大，它受到的力也越大

B、若物体不受力的作用，它必然停止

C、要维持物体的运动，必须对它施加力

D、若运动的物体不受任何力的作用，它必定做匀速直线运动

12、下列现象中，不能用惯性知识解释的是（ ）

A、在水平操场上滚动的足球，最终要停下来

B、人走路时被石头绊倒，身体会向前倾倒

C、锤头松了，把锤柄的一端在硬物体上撞击几下，锤头就能紧套在锤柄上

D、子弹从枪膛里射出后，虽然不再受到火药的推力，但是仍然向前运动

13如图所示，小车在水平面上匀速直线行驶，车厢内水平，

光滑桌面上放着物体m1和m2， m1>m2，在车突然停止时，

两物体会由于惯性而运动，当它们离开桌面前（ ）

A、一定相撞 B、一定不相撞

C、不一定相撞 D、条件不足，无法判断

14、用手拍一拍，为什么可以拍下粘在衣服上的灰尘？

15、小刚同学把一只熟鸡蛋和一只生鸡蛋都放在水平桌面上，用同样的力分别使它们在桌面上绕竖直轴水平旋转，然后用手按住熟鸡蛋立即释放，发现熟鸡蛋静止了；用手按住生鸡蛋立即释放，发现生鸡蛋沿原来方向继续转了几圈，请用物理知识解释为什么释放后生鸡蛋又继续转了几圈？

16、使一小球以相同速度先后沿不同的水平面开始滚动：

（1）在泥土路面上，小球滚动一段距离；

（2）在水泥路面上，小球滚动较长的距离；

（3）在冰面上，小球滚动更长的距离.

根据以上叙述，你将得出什么样的推论？（写出一条即可）

推论：

17、人们常用推理的方法研究物理问题。在研究物体运动状态与力的关系时，伽利略通过如图（甲）所示的实验和对实验结果的推理得到如下结论：运动着的物体，如果不受外力作用，它的速度将保持不变，并且一直运动下去。推理的方法同样可以用在“研究声音的传播”实验中。如图（乙）所示的实验中，现有的抽气设备总是很难将玻璃罩内抽成真空状态，在这种情况下，你是怎样通过实验现象推理得出“声音不能在真空中传播”这一结论的？

18、图6是一个演示物体具有惯性的实验装置，其中有小砝码、小木片、固定在底座上的支柱和弹性钢片。请你说出：在演示物体具有惯性的整个实验过程中，你观察到的两个物理现象及其对应的物理知识（填入下面的横线上）。

例如：物理现象：小木片飞出后，小砝码在支柱上保持静止

物理知识：小砝码具有惯性

物理现象：

物理知识：

物理现象：

物理知识：

九、学后记（教后记）