知識與技能
⑴知道牛頓第一定律，并能用語言表述。
⑵理解什么是慣性。
過程與方法
⑶經(jīng)歷“探究物體不受力時怎樣運動”的過程，認識伽利略“理想實驗”的科學方法，進一步培養(yǎng)學生科學探究的能力。
⑷通過實驗和觀察活動，體驗一切物體都有慣性。
情感態(tài)度與價值觀
⑸通過探究物體不受力時怎樣運動，形成實事求是、不迷信權(quán)威、尊重自然規(guī)律的科學態(tài)度。
⑹通過學習慣性的應用，感受到科學就在身邊。
2．教材說明
本節(jié)主要內(nèi)容有：科學探究——物體不受力時怎樣運動，牛頓第一定律，慣性及其應用。
牛頓第一定律和慣性是全章的重點和難點，為讓學生學好這些知識，并有充足的時間進行科學探究，建議本節(jié)用2課時，第1課時通過科學探究建立牛頓第一定律，第2課時鞏固牛頓第一定律，學習慣性的知識。
本節(jié)教材的編寫思路：教材首先介紹亞里士多德的觀點，容易引起學生“共鳴”，也符合人們認識“運動和力的關系”的一般規(guī)律：要建立牛頓第一定律，必先突破頭腦中錯誤的前概念。針對亞里士多德的觀點，教材提出問題：“物體的運動一定需要力來維持嗎？”接下來，按照科學探究的一般程序，對“物體不受力時怎樣運動”展開探究，在教材圖9-24所示實驗的基礎上，經(jīng)過科學推理，得出結(jié)論：運動物體如果不受力的作用，將以恒定的速度運動下去。通過以上科學探究，學生對“理想實驗”法有了感性認識，“金鑰匙”欄目作為“點睛”之筆，明確闡述了這一科學方法，對學生進行科學思想和科學方法的教育。在此基礎上，教材介紹了伽利略的研究成果，并否定亞里士多德的觀點，最后給出了牛頓第一定律。牛頓第一定律讓人們進一步認識到：一切物體都有慣性。教材通過“活動1”中兩個有趣的小實驗，使學生感知：物體無論運動還是靜止都有慣性，慣性是物體的屬性。然后教材引導學生分析生活中的慣性現(xiàn)象，使學生認識到人們既可以利用慣性，又要注意防范慣性造成的危害。
本節(jié)重點：“理想實驗”法，牛頓第一定律和慣性。
本節(jié)教學難點：牛頓第一定律與學生的生活經(jīng)驗是不符的，而且該規(guī)律不是從實驗中直接得出，而是在實驗的基礎上通過推理概括出來的，需要一定的想象能力，因此，讓學生確信牛頓第一定律并理解其內(nèi)涵，是本節(jié)教學的難點。
3．教學建議
從全章的知識結(jié)構(gòu)體系來看，本節(jié)課是一個轉(zhuǎn)折，本章的前兩節(jié)主要探討“運動”，后兩節(jié)將研究“運動和力的關系”。所以教師要重視本節(jié)課的引入，通過引入使學生明確后面幾節(jié)課的研究方向，同時激發(fā)學生探究“運動和力的關系”的興趣。以下幾種引入方式可供參考。
實驗引入：把木塊放在講桌上，用手推著它運動，放手后木塊停下。然后把鐵球放在講桌上，推著它運動，放手后鐵球繼續(xù)前進。讓學生嘗試解釋看到的現(xiàn)象，或者提出疑問。兩個現(xiàn)象可能會引出互相矛盾的兩種觀點：沒有力，物體將不能運動；沒有力，物體仍可以運動。教師對學生的回答不置可否，讓他們自由、開放地發(fā)表各自的看法，意在使學生對“運動和力的關系”發(fā)生興趣。在學生討論乃至爭辯的基礎上，教師引導：運動和力的關系是牛頓力學的核心內(nèi)容，從本節(jié)課開始我們來探究這個問題：第三節(jié)探究物體不受力時怎樣運動，第四節(jié)研究物體受力時怎樣運動。
視頻引入：用大屏幕播放神舟號飛船發(fā)射升空和宇航員在太空活動的視頻資料，以激發(fā)學生的興趣，畫面最后定格在宇航員“太空行走”的場景，從畫面上可以看到宇航員和飛船之間用一條“繩子”相連。教師告訴學生：宇航員在太空“行走”時處于失重狀態(tài)，可以看作不受重力作用。然后提出問題：這條“繩子”起什么作用？讓學生討論猜測。在學生發(fā)言的基礎上，教師引入課題。
也可以根據(jù)知識體系引入：前兩節(jié)我們研究了“運動”，上一章學習了“力”的基本知識，生活經(jīng)驗告訴我們，物體如何運動與其受力情況是密切相關的，例如地面上滾動的足球由于受到阻力的作用而停下來，列車啟動時需要巨大的牽引力等，從本節(jié)課開始，我們就來研究運動和力的關系。
●提出問題
明確本節(jié)的課題后，介紹亞里士多德的觀點，可以把他的論斷事先寫在小黑板上，或用字幕投出，讓學生觀看思考，然后提出問題：運動的物體如果不受力的作用，將會停下來、還是繼續(xù)運動？如果運動，又將怎樣運動？
●猜想與假設
針對上述問題，讓學生提出自己的猜想；或者讓學生閱讀教材圖9-23，問學生：同意哪種觀點？自己的看法是怎樣的？
●制定計劃與設計實驗
先讓學生按照教材9-24進行實驗，待做完實驗、得出結(jié)論后，再結(jié)合“金鑰匙”欄目，反思討論為什么要這樣設計實驗，體會實驗的設計思想。
此法的優(yōu)點是直截了當，方便易行，由感性認識上升到理性認識，知識和方法都能得到落實；但是不利于培養(yǎng)學生設計實驗的能力，不能充分發(fā)揮學生的積極性、主動性和創(chuàng)造性。
為了讓學生經(jīng)歷設計實驗的過程，加深對“理想實驗”法的理解，還可以采用下面的教學方法。
樣運動？
學生設計的實驗可能五花八門，但一般都能體現(xiàn)“理想實驗”法的設計思想。
●進行實驗與收集證據(jù)
讓學生觀察教材圖9-24，討論回答：實驗時要注意什么問題？（三次實驗時，要把小車放在斜面的同一高度，并讓其自行滑下。）
明確了實驗方法，讓學生分組實驗，觀察記錄，分析比較。
該實驗的效果一般比較明顯。如果實驗室沒有那么多小車，可以用鐵棒或廢電池代替；若用其他物品代替水平軌道上的三種材料，要盡量使它們表面的粗糙程度有明顯的區(qū)別。
●分析論證
學生實驗后，可提出如下問題，讓學生思考：
⑴小車在三種水平面上開始運動的速度是否相同？
⑵小車在三種水平面上運動的距離是否相同？小車在哪種水平面上速度減小得最快？在哪種水平面上速度減小得最慢？你認為造成這些現(xiàn)象的原因是什么？
⑶由此推測：假設小車受到的阻力為零，它將怎樣運動？
學生結(jié)合實驗記錄，分析思考，相互交流，得出結(jié)論。
讓學生把實驗結(jié)論填寫在教材上：水平面越光滑，小車受到的阻力越小，小車的速度減小得越慢，小車運動的距離就越遠。假如水平面對小車完全沒有摩擦，小車將以恒定的速度運動下去。
學生得出結(jié)論后，回扣本節(jié)課開始所提出的問題，讓學生明確回答：物體的運動一定需要力來維持嗎？運動的物體如果不受力的作用，將怎樣運動？
然后讓學生閱讀“金鑰匙”欄目中的內(nèi)容，反思實驗過程，體會“理想實驗”的科學方法。
教師可以適當介紹“理想實驗”法的意義和物理學史的知識，用科學思想來熏陶學生。如：理想實驗是實驗與思維的完美結(jié)合，它以真實的科學實驗為基礎，經(jīng)過合理推理，將研究對象加以“純化（理想化）”，略去無關或次要因素的影響，概括出事物的本質(zhì)規(guī)律。然后指出，“理想實驗”法是伽利略開創(chuàng)的研究物理的重要方法，伽利略曾做了類似教材圖9-2的實驗（見本章課程資源圖9-15），經(jīng)過分析推理提出：物體的運動不需要力來維持，否定了亞里士多德流行了2000多年的錯誤觀點。在愛因斯坦和英費爾德合著的《物理學的進化》一書中，曾這樣評論伽利略的貢獻：“伽利略的發(fā)現(xiàn)以及他所運用的科學的推理方法是人類思想史上最偉大的成就之一，而且標志著物理學的真正開端�！苯處熥詈笳f明（過渡）：伽利略的工作是開拓性的，牛頓集前人之大成，總結(jié)了伽利略等科學家的研究成果，概括出牛頓第一定律。
讓學生閱讀教材中牛頓第一定律的內(nèi)容，提醒學生注意琢磨定律的含義。
牛頓第一定律語言嚴謹，內(nèi)涵深刻，讓學生透徹理解實屬不易。為幫助學生理解牛頓第一定律，可以采取以下兩種方法。
方法1.找關鍵詞
讓學生找定律中的關鍵詞，并用筆標出來，然后說說它的含義。應多找?guī)讉�學生發(fā)言，學生說不全面，教師可以補充，例如：
⑴“一切物體”說明該規(guī)律適合于所有物體，具有普遍意義。
⑵“沒有受到外力作用”是定律的條件，要注意沒有外力的作用是指物體不受任何力，不是某個力。如馬拉車，車前進；馬不拉，車停下。有人認為“車停下是因為沒有受到外力作用”，這是錯誤的。此時車只是不受馬的拉力，但還受到地面對它的阻力，正是阻力使車停下來。
⑶“勻速直線運動狀態(tài)”“靜止狀態(tài)”實質(zhì)是物體保持原來的運動狀態(tài)不變，即原來靜止的物體繼續(xù)靜止，原來運動的物體保持原來的速度大小和方向不變做勻速直線運動。“或”字說明物體只能處于其中一種狀態(tài)，究竟處于哪種狀態(tài)，由原來的運動狀態(tài)決定。另外，沒有力的作用物體可以做“勻速直線運動”，這說明物體的運動不需要力維持，即力不是維持物體運動的原因。
最后可以讓學生復述牛頓第一定律，比一比，看誰記得快，說得準。
方法2.做練習題
可讓學生做做下面的練習，在應用中理解牛頓第一定律。
⑴關于“物體不受外力時怎樣運動”，下列說法錯誤的是（ ）。
A.運動的物體將做勻速直線運動
B.靜止的物體永遠保持靜止
C.一切物體都將歸于靜止
D.一切物體都將保持原來的運動狀態(tài)不變
⑵設想一下：當你騎自行車在公路上行駛時，突然不受任何力的作用（包括重力、阻力和其他物體的作用力），將會（ ）。
A.保持勻速直線運動，一直飛出地球
B.馬上停下
C.運動一段距離后慢慢停下
D.以上均不符合你的想像
⑶宇航員在太空“行走”時，沒有空氣阻力，又處于失重狀態(tài)，可以看作不受外力作用。每當宇航員出艙活動時，總要用一條“繩子”跟飛船相連。試運用牛頓第一定律分析，這條“繩子”有什么作用？
⑷小明說：“亞里士多德的觀點與我們的生活經(jīng)驗相符，好像是正確的�！毙〖t說：“教科書上說，他的觀點是錯誤的！”請分析，為什么說亞里士多德的觀點是錯誤的？
參考答案
⑴C ⑵A ⑶如果沒有這條“繩子”，宇航員出艙后一旦處于運動狀態(tài)，將一直運動下去，很難停下或再回來。有了這條“繩子”，可以防止以上現(xiàn)象的發(fā)生。 ⑷亞里士多德認為“運動者皆被推動”，沒有力的作用，物體便會歸于靜止。亞里士多德在分析生活中的現(xiàn)象時，只考慮物體受到的推力，而忽視了摩擦阻力，其實物體停下的原因不是“沒有力的作用”，而是受到了阻力的緣故，如果運動的物體不受任何外力的作用，將保持勻速直線運動狀態(tài)，不會停下。
慣性
關于慣性，可以由牛頓第一定律引入，也可以通過小實驗或日常現(xiàn)象引入，還也可以利用一些有趣的問題引入。前面兩種引入方式容易明白，下面主要介紹問題引入。
教師：我們知道，地球在不停地自轉(zhuǎn)，毛澤東主席在一首詩中說“坐地日行八萬里”，的確如此，我們所在的地區(qū)，地面向東移動的速度達幾百米每秒（教師事先可利用“cosθ×465m/s”計算出具體數(shù)值，θ為你所在地區(qū)的緯度）。按說，當我們豎直向上跳起來落回地面時，地面一定轉(zhuǎn)過了一段很大的距離，自己就不會落在原地。事實是這樣嗎？
找?guī)讉�學生到前臺試跳一下。
“為什么跳起后總是落回原地？”學生非常好奇。
教師指出：這種現(xiàn)象與慣性有關。什么是慣性呢？牛頓第一定律告訴我們，一切物體在不受外力作用時，總保持原來的運動狀態(tài)不變。這說明所有物體都有“保持原來的靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)的性質(zhì)”，物體的這種性質(zhì)叫慣性（可板書慣性的定義）。因此牛頓第一定律也叫慣性定律。
知道了什么是慣性，可以讓學生嘗試解釋：為什么當我們豎直向上跳起后，總是落回原地？如果學生回答有困難，也可以由教師講解。參考答案為：起跳前人是隨地球一起運動的，起跳后，由于慣性，人還保持原來的運動狀態(tài)，即人與地面一起向東運動，所以落回原地。
“活動1”的目的是：讓學生通過親自實驗，體會慣性的存在。其中實驗A使學生意識到靜止的物體有慣性，實驗B說明運動的物體有慣性。
教師還可以補充其他有趣的慣性實驗。如果實驗條件有限，也可以用下面的實驗代替：⑴把筆帽或半截粉筆豎立在桌邊光滑的紙條上，迅速抽出紙條（圖1），筆帽或粉筆會隨紙條一起運動嗎？⑵把小球放在書本上（圖2），拉書本和小球一起運動，當書本突然停止運動時，小球會怎樣？
圖1 圖2
教學時可以先讓學生看書，了解實驗的操作方法（或教師介紹操作方法），然后讓學生動手實驗，最后討論、交流、匯報，解釋看到的現(xiàn)象。學生解釋時，教師提醒學生注意：首先明確研究對象，其次說明物體（研究對象）原來的運動狀態(tài)，最后根據(jù)慣性解釋發(fā)生的現(xiàn)象。經(jīng)過一兩次提示，學生就能有條理地闡述慣性現(xiàn)象的來龍去脈。
通過“活動1”，最終使學生認識到：慣性是物體的普遍屬性。為了讓學生透徹理解這句話的含義，可作如下說明：
⑴慣性是物體的屬性，不是“外加”的，更不是一種力。我們通常說物體本身“具有”慣性，而不能說物體“受到慣性的作用”，更不能說“慣性大于（或小于）阻力”等。
⑵一切物體都有慣性。上面的實驗A表明靜止的物體有慣性，實驗B說明運動的物體有慣性。根據(jù)牛頓第一定律，物體不受時，將保持原來的運動狀態(tài)不變，說明不受力的物體有慣性；當物體受到外力時，仍然具有慣性，此時慣性表現(xiàn)為外力不容易改變物體的運動狀態(tài)。所以一切物體在任何狀況下都具有慣性。
⑶注意區(qū)別慣性和慣性定律。慣性定律即牛頓第一定律，是一條物理規(guī)律，它成立的條件是“物體沒有受到外力作用”；而慣性是物體的屬性，沒有條件限制，物體無論受力與否都有慣性。當然二者是有聯(lián)系的：正是因為一切物體都有慣性，所以當物體沒有受到外力作用的時候，才會保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)。
生活中的慣性現(xiàn)象
慣性現(xiàn)象我們在生活中經(jīng)常遇到�？梢宰寣W生觀察教材圖9-28和圖9-29，解釋圖中的慣性現(xiàn)象。通過分析使學生意識到：慣性現(xiàn)象既可以被人們利用，又能造成危害。
慣性在日常生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學技術領域有著廣泛的應用，要鼓勵學生多列舉人們利用慣性和慣性造成危害的事例，以拓寬視野。下面一些例子，可供參考（如能收集一些錄像或動畫資料，在課堂上播放，效果更好）。
利用慣性的事例：斧頭松了，可把斧柄一端在物體上撞幾下，利用慣性使斧頭牢牢地套在斧柄上；拍打衣服可以抖落上面的灰塵；跳遠運動員起跳前往往要助跑一段距離，利用慣性能跳得更遠；環(huán)衛(wèi)工人用鐵锨往車上裝垃圾時，鐵锨停止運動后，垃圾由于慣性，順著鐵锨原來運動的方向進入車箱；摩托車利用慣性飛躍障礙物；汽車到站時，往往提前關閉油門，利用慣性行駛可以省油；地球自西向東轉(zhuǎn)動，發(fā)射火箭時一般向偏東方向發(fā)射，可以利用慣性，節(jié)省推力。
慣性造成危害的事例：跑步時腳碰到障礙物，由于慣性，人會絆倒；客車沒有停穩(wěn)，乘客急于下車，著地后容易跌倒；汽車剎車后不能立即停下，容易造成車禍。
教材《信息游覽》和《STS》欄目介紹了一些與慣性有關的事例，可以讓學生自學、討論。
4．教學評價
課堂測評
1．亞里士多德關于運動的說法為什么是錯誤的？伽利略在這方面的重要貢獻是什么？牛頓第一定律的內(nèi)容是什么？
2．為探究物體不受力時怎樣運動，我們做了如圖3所示的實驗。
⑴三次實驗時必須使小車從斜面的 高度滑下，這是為了使小車在三種平面上開始運動時的 相同；實驗發(fā)現(xiàn)小車受到的阻力越小，它前進得就 ，速度減小越 。
⑵由此我們可以推斷：假如小車受到的阻力為零，它將 。
⑶上述結(jié)論是在 的基礎上，經(jīng)過 得出的，這種方法叫 法。
3．下列說法中正確的是（ ）。
A.物體不受力時，一定處于靜止狀態(tài)
B.物體不受力時，運動速度就會減小，最終會靜止下來
C.力是維持物體運動狀態(tài)的原因
D.慣性是物體保持原來運動狀態(tài)的性質(zhì)
4．在商場的自動扶梯上，小明隨電梯一起勻速斜向上運動，他手中的一枚硬幣不慎自由落下，這枚硬幣會落在他手的（ ）。
A.正下方 B.偏前方 C.偏后方 D.無法判斷
5．請列舉生活中利用慣性和慣性造成危害的事例各一個。
6．運動員進行射擊比賽時，子彈從槍膛里射出后，雖然不再受到火藥的推力，但仍能向前運動，命中靶心，這是為什么？
7．有些高級轎車在座椅上裝有安全頭枕，當汽車突然啟動或汽車后部受到猛烈撞擊時，駕駛員和乘客的身體會猛然向后擠壓座椅，椅背上的聯(lián)動機構(gòu)便帶動頭枕快速向上向前移動，以免駕駛員和乘客的頸部受到扭傷。
請回答：這套裝置什么地方利用了慣性？什么裝置可防止慣性造成危害？
8．客車即將到站時，我們常聽到這樣的播音聲：“各位旅客，××站到了，請車停穩(wěn)后您再下車！”急于從行駛的車上跳下的乘客，著地后容易向哪個方向傾倒？為什么？
參考答案
1．略 2．⑴同一 速度 遠 慢 ⑵以恒定的速度運動下去 ⑶實驗（事實） 推理 理想實驗 3．D 4．A 5．略 6．子彈在槍膛里時，受到火藥的推力向前運動。子彈離開槍膛后，由于慣性，仍然保持原來的運動狀態(tài)，繼續(xù)向前運動。 7．當汽車突然啟動或后部受到猛烈撞擊時，汽車和座椅突然加速，駕駛員和乘客由于慣性仍保持原來的靜止或低速運動狀態(tài)，所以身體會對座椅產(chǎn)生較大的壓力，致使聯(lián)動機構(gòu)帶動頭枕快速移動，這是利用慣性。如果沒有安全頭枕，在上述情況下，駕駛員和乘客的頭部由于慣性會猛烈后仰，容易使頸部受到損傷，所以頭枕可以防止慣性帶來的危害。 8．乘客原來在隨車一起運動，跳下后腳著地停止了運動，而身體由于慣性仍保持原來的運動狀態(tài)，所以容易向車行駛的方向傾倒。
本文來自：逍遙右腦記憶 http://www.yy-art.cn/chuer/63951.html
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