人教版八年级物理下册同步备课【大单元教学】第八章《力和运动》大单元教学设计

八年级物理大单元设计第八单元《运动和力》单元概述【单元内容】本章在第一章“机械运动”和第七章“力”的基础上，进一步学习运动和力的初步知识。它具有承上启下的作用，既是上一章所学力学知识的延续，又是继续学习“压强”“浮力”等各章的预备知识，同时更是学生在高中阶段进一步学习力学知识的基础。运动和力是人们在生产和生活中经常接触到的物理现象。早在两千多年以前人们就开始研究运动和力的关系，直到伽利略和牛顿时代，这个问题才得以解决。运动和力的关系问题不仅深化了人类对自然的认识，而且体现了科学研究的基本方法，对人类的思维发展产生了重要影响。我们知道，牛顿第一定律是经典力学的核心内容之一，它指出了力与运动的关系，即力不是维持运动的原因，而是改变物体运动状态的原因。教科书把牛顿第一定律放在十分重要的位置，它是本章乃至整个初、高中物理课程的基础。本章的章首图展示的是跳台滑雪运动员整个身体在空中飞行的姿态。运动员在空中飞行时受到重力和空气阻力的作用。在空中飞行时，运动员身体前倾，与滑雪板几乎平行,这是为了减少空气阻力，同时能更好地运用飞行中的空气升力，延长空中停留时间，以便能跳跃更远的距离。我们利用此情境意在引发学生思考运动和力的关系问题。本章知识围绕牛顿第一定律展开，教科书通过演示阻力对物体运动的影响，引出牛顿第一定律。牛顿第一定律描述的是物体在不受力的作用时的理想状况；而现实世界中，不受力的物体是不存在的，由此引出物体在受力平衡时的运动情况。在测量摩擦力时，需要用到二力平衡的知识，因而把摩擦力知识安排在本章“二力平衡”后教学。【课标要求】本章内容属于课程标准中科学内容的第二个主题“运动和相互作用”，是该主题下的二级主题“机械运动和力”中的部分内容。内容标准要求如下：2.2.4能用示意图描述力。会测量力的大小。了解同一直线上的二力合成。知道二力平衡条件。例5分析静止在水平桌面上杯子的受力情况。2.2.5通过实验和科学推理，认识牛顿第一定律。能运用物体的惯性解释自然界和生活中的有关现象。例6了解伽利略在探究与物体惯性有关问题时采用的思想实验,体会科学推理在科学研究中的作用。例7能运用惯性，解释当汽车急刹车、转弯时，车内可能发生的现象，讨论系安全带等保护措施的必要性。【单元学习目标】1.通过实验，确认阻力对物体运动的影响。2.经历建立牛顿第一定律的科学推理过程，认识牛顿第一定律。3.能通过生活经验和大量事实认识一切物体都具有惯性。能用物体的惯性解释生活和自然中的有关现象。4.依据生活经验认识平衡力和平衡状态的概念，会判断物体受到的力是否为平衡力。5.经历探究二力平衡条件的实验过程，归纳、总结出结论。6.会利用二力平衡的知识分析解决实际问题。7.明确力和运动的关系，并会利用力和运动的关系进行受力分析。【单元情境】跳台滑雪运动员整个身体在空中飞行的姿态。运动员在空中飞行时受到重力和空气阻力的作用。在空中飞行时，运动员身体前倾，与滑雪板几乎平行,这是为了减少空气阻力，同时能更好地运用飞行中的空气升力，延长空中停留时间，以便能跳跃更远的距离。【学习导航】单元名称学习内容学习任务学时力和运动1.探究建构牛顿第一定律、惯性22.应用迁移二力平衡23.重构拓展力改变物体的运动状态1【学法指导】1、教学中应采用实验探究与科学推理相结合的方法，使学生通过实验现象的观察、分析，以及科学的想象和推理，合理推测、总结规律，以此培养观察实验、科学推理的能力。2、通过对生活中实例的观察与分析，引导学生归纳、总结、应用二力平衡条件。【分节或者知识点】牛顿第一定律和惯性【学习目标】1．通过实验，确认阻力对物体运动的影响。2．经历建立牛顿第一定律的科学推理过程，认识牛顿第一定律。3．能通过生活经验和大量事实认识一切物体都具有惯性。能用物体的惯性解释生活和自然中的有关现象。【课堂引入】观看视频，观察思考。视频1：狗狗滑滑板我们发现：滑滑板时，脚蹬地，滑板快速向前滑动，如果不蹬地，它最终会停下来。视频2：踢足球我们发现：踢足球时，用力踢足球，足球想前滚动，如果不踢它，足球会慢慢停下来。引导学生思考：如果要让物体运动，是不是一定要施加外力呢？【使用说明】激发学生学习兴趣，主动思考，引起对“运动和力的关系”的思考。培养学生的观察能力、思考能力。通过历史上两位名人对运动和力的探讨，从而引导学生探究阻力对物体运动的影响。古希腊哲学家亚里士多德：地面上物体的“自然本性”是静止的，要维持物体的运动，就必须给它施加一定的力；不受力而能够一直运动的物体是不存在的。所以，亚里士多德认为，物体的运动需要力来维持。了解伽利略的理想实验。意大利物理学家伽利略：物体的运动并不需要力来维持，运动的物体之所以会停下来，是因为受到了阻力。所以，伽利略认为，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。所以物体的运动到底需不需要力来维持呢？运动和力之间又满足什么关系？接下来我们就这个问题进行一个实验，来探讨一下阻力对物体的运动到底有什么影响。【使用说明】引导学生了解历史上人们对运动和力的探讨，引入阻力对物体运动影响的实验。通过学习使学生知道实践是检验真理的唯一标准，不要盲目迷信权威；活动一、阻力对物体运动的影响提出问题：阻力对物体运动有什么影响？猜想假设：运动着的物体受到的阻力越大，物体运动的距离越短；受到的阻力越小，物体运动的距离越长。3、设计实验：将同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下，改变水平面的粗糙程度（水平面上分别铺上布、毛巾、玻璃），观察小车在水平面上速度变化的快慢，并比较小车在不同水平面上的运动距离。注意：这里为了使小车到达水平面的初速度相同，我们要使用同一小车从斜面同一高度滑下，运动了控制变量法。4、实验操作：条件允许的情况下，带领学生一起进行实验探究，若条件不足，可以观看实验操作的演示视频，掌握实验操作过程。5、记录数据：分析与论证：小车受到的阻力越小，小车运动的距离越远，速度减小得越慢。提问思考：假如水平面足够光滑，小车的运动情况又会怎样？回答：假如水平面绝对光滑，小车受到的阻力为零，小车的速度将不会减小，它将以恒定不变的速度永远运动下去。6、推理：如果运动的物体不受力，它将做匀速直线运动。伽利略对类似的实验进行了分析，并进一步推测：如果物体受到的阻力为零，速度就不会减小，物体将以恒定不变的速度永远运动下去。后来，英国科学家牛顿总结了伽利略等人的研究成果，概括出著名的牛顿第一定律：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。（1）牛顿第一定律的含义。=1\*GB3①“一切”指适用于所有物体。=2\*GB3②“没有受到力的作用”是定律成立的条件。=3\*GB3③“总”一直、不变。=4\*GB3④“或”指一个物体只能处于一种状态。到底处于哪种状态，由原来的状态决定，原来静止就保持静止，原来运动就保持匀速直线运动状态。（2）关于牛顿第一定律的说明=1\*GB3①牛顿第一定律不是由实验直接得到的，它是在实验的基础上经过推理得到的。=2\*GB3②力是改变物体运动状态的原因，不是维持物体运动的原因。=3\*GB3③牛顿第一定律不能经过实践检验，因为不受力的环境是找不到的。【使用说明】在探究过程培养学生的交流意识与团结协作精神；分析阻力对物体运动的影响，知道运动的物体所受阻力越小，速度变化得越慢，运动的距离越远。培养学生乐于参与科学实践的情感，在实验中养成严谨的科学态度。掌握科学推理法。知道如果运动的物体不受力，它将做匀速直线运动。经历建立牛顿第一定律的科学推理过程，认识牛顿第一定律。【练习】1．关于力和运动，下列说法正确的是（）A．物体不受外力时一定保持静止状态B．物体不受外力时运动状态一定不变C．停止用力时运动的物体一定会停下来D．以上说法都不对答案：B2．如图是小明自创的“大炮”示意图。当瓶内产生的气体增多时，瓶塞会水平向右冲出，若此时所有外力全部消失，瓶塞将（）A．立即沿竖直方向下落到地面上B．向上运动C．水平向右做匀速直线运动D．立即静止答案：C3、在探究“阻力对运动的影响”实验中，将同一辆小车分别从相同的高度由静止开始沿斜面下滑后，小车分别停在如图所示的位置。（1）让小车从斜面的同一高度滑下，是为了使小车到达水平面时的______相同。（2）小车在三个水平面上运动时，水平面越光滑，小车受到的摩擦阻力越______，小车运动距离越______，速度减小得越______（选填“快”或“慢”）。由此推断，当小车不受摩擦阻力时，将保持______状态。（3）本实验也能说明滑动摩擦力的大小与______有关。【答案】

速度

小

远

慢

匀速直线运动

接触面的粗糙程度活动二：观看视频，用惯性解释相关现象。视频1：拨动簧片，把小球与支座之间的金属片弹出时，小球为什么没有随金属片弹出？因为小球具有惯性，当金属片弹出时，小球由于惯性保持原来的静止状态，没有飞出，又由于重力作用，向下落到支座上。视频2：用力击打一摞棋子中间的一个，该棋子飞出而上面的棋子为什么会落下？因为上面的棋子具有惯性，当下面的棋子飞出时，上面的棋子由于惯性保持原来的静止状态，没有飞出，又由于重力作用，向下落到桌面上。视频3：将鸡蛋下方的玻璃片快速弹出，鸡蛋为什么没有随着玻璃瓶一起飞出去？因为鸡蛋具有惯性，当下面的玻璃片飞出时，鸡蛋由于惯性保持原来的静止状态，没有飞出，又由于重力作用，向下落入水中。结论（1）惯性是物体本身的一种属性。一切物体都有惯性，即物体无论是静止还是运动，无论是受力还是不受力，在任何时候，任何状态下都具有惯性。（2）惯性不是力。在解答问题时，只能说“由于惯性”“具有惯性”，而不能说“受到惯性”“由于惯性的作用”“克服惯性”等，否则就将惯性和作用混为一谈。（3）所有的物体都有惯性，但不同物体的惯性大小是不同的，物体的惯性只与物体的质量有关。物体的质量越大，惯性越大；物体的质量越小，惯性越小，质量是物体惯性的量度。解释惯性现象的基本思路：=1\*GB3①明确研究对象开始的时候处于什么状态。=2\*GB3②观察物体或物体的某一部分受到外力作用时，突然改变了运动状态，并指明其运动状态变化的情况。=3\*GB3③分析研究对象由于惯性保持原来运动状态，从而出现了题中的现象。【使用说明】能通过生活经验和大量事实认识一切物体都具有惯性。能用物体的惯性解释生活和自然中的有关现象。【练习】惯性与社会生活。汽车突然刹车乘客向前倒，为什么？【答案】原本乘客和汽车共同运动，刹车时，乘客的脚已随车停止运动，而身体的上部由于惯性要保持原来运动的状态，因此身体会前倾。2．小明和爸爸乘汽车途中，当汽车突然减速，小明和爸爸的身体将会______倾，父子两人比较，父亲倾斜程度更甚，是因为父亲的质量______。【答案】

前

大3、下列关于惯性的说法中，正确的是………………()A、人走路时没有惯性，被绊倒时有惯性B、百米赛跑到终点时不能立即停下是由于惯性，停下时就没有惯性了C、物体没有受外力作用时有惯性，受外力作用后惯性被克服了D、物体的惯性与物体的运动状态及受力情况均无关【答案】D活动三：惯性的应用及危害控制生活中对惯性的利用投篮：篮球和手共同运动，手停止运动，篮球由于惯性保持运动状态，脱离人手，继续在空中向前运动。扔铅球：铅球和手共同运动，手停止运动，铅球由于惯性保持运动状态，脱离人手继续向前运动。踢足球：脚和足球一起运动，脚停止运动，足球在离开脚时，由于惯性保持原来的运动状态继续向前运动。紧固锤头：锤头和锤柄共同向下运动，锤柄受到撞击力后，运动状态发生改变，由运动变为静止；锤头没有受到撞击力，由于惯性，运动状态不改变，仍保持原来向下运动的状态，这样反复多次后，锤头就套紧了。拍打被子：衣物和灰尘共同静止，衣物受到拍打后，运动状态发生改变，由静止变为运动；灰尘没有受到拍打，由于惯性，运动状态不改变，仍保持原来静止的状态，就会与衣物分离而脱落。生活中是如何预防惯性造成的危害。为了安全，道路上汽车不能超载和超速，与前车保持安全距离，急转弯路段也要严格限制车辆行驶的速度。防止紧急情况需要刹车时，由于惯性，制动距离过长导致与前车发生碰撞。为了防止汽车紧急刹车时驾驶员和乘客由于惯性而被撞伤，驾驶员和乘客必须使用安全带。【使用说明】掌握生活中对惯性的利用。知道生活中惯性可能带来的危害，并知道如何预防。【练习】1．（1）当小汽车发生被追尾交通事故时，坐在车上乘客的头部会向______（选填“前倾”或“后仰”）；（2）请你解释造成这种现象的原因______；（3）此时车上的______安全设备能够起到保护头颈部的作用。【答案】

后仰

被追尾后，坐在该车内的乘客身体加速向前运动，而头部由于惯性还要保持原来的运动状态，所以头部会向后仰

头枕力的合成与二力平衡【学习目标】1、

理解合力、分力和力的合成的概念；2、经过实验探究，学会怎样求同一直线上二力合成。3.依据生活经验认识平衡力和平衡状态的概念，会判断物体受到的力是否为平衡力。4.经历探究二力平衡条件的实验过程，归纳、总结结论。5.会利用二力平衡的知识分析解决实际问题。创设情景1、两个小孩一同提一桶水，一个大人就可以提起来2、汽车陷进泥泞的路上时，很多人努力可以将它推出来，而拖拉机也能单独把汽车从泥泞的路上拉出来3、两个女生一起搬动一个桌子，一个男生也可以单独搬动。由这些例子引出合力、分力和力的合成的定义。我们可以看到：一个力作用在物体上产生的效果可以与两个力或几个力同时作用在这个物体上产生的效果相同。从而引出定义：一个力对物体的作用与几个力对物体的作用，如果产生的效果相同，这个力就叫做那几个力的合力，那几个力就叫做这个力的分力。已知分力求合力，就叫做力的合成。力的合成，是一个比较复杂的问题，我们讨论简单的情况，在同一直线上两个力的合成。【使用说明】激发学生学习兴趣，主动思考，引入合力的定义，进一步熟悉等效替代法在物理学习中的应用。活动一:同一条直线上两个力的合成(一)提出问题并进行猜想：怎样求出两个力的合力？1.小车同时受推力F1和拉力F2的作用，这两个力在同一条直线上，且方向相同2.张伞下落的运动员受到重力G和拉力T的作用，这两个力在同一直线上且方向相反。(二)制定方案11.用两个弹簧测力计同时竖直向上拉下端固定的橡皮条S，使它伸长到一个恰好的位置，记下这时橡皮条S上端的位置A和两个弹簧测力计的示数F1和F2。2.用一个弹簧测力计竖直向上拉橡皮条S，使它的上端仍达到位置A，记下这时弹簧测力计的示数F。(三)注意事项11.两个弹簧测力计的作用点应在一点上。2.为保证橡皮条S的上端到达的位置A在两次操作中为同一点，应在A点位置水平固定一标尺。多次测量，将数据填入制定的表格。(四)分析论证1通过分析所得数据，引导学生得出以下结论：沿同一直线上两个方向相同的力的合力，其大小等于这两个力的大小____，其方向跟这两个力的方向相____。(五)制定方案21.一个弹簧测力计和橡皮条S的下端固定，他们的上端共同作用于另一弹簧测力计，另一弹簧测力计竖直向上拉它们的上端。记下这时橡皮条S上端的位置A和两个弹簧测力计的示数F1和F2。2.用个弹簧测力计竖直向上拉橡皮条S，使它的上端仍达到位置A，记下这时弹簧测力计的示数F。(六)注意事项21.下端的弹簧测力计和橡皮条应水平，并且其上端的作用点应为同一点。2.为保证橡皮条S的上端位置A在两次操作中为同一点，应在A点位置水平固定一标尺。3.多次测量，将数据填入制定的表格。(七)分析论证2沿同一直线上两个方向相反的力的合力，其大小等于这两个力的大小_(八)解决问题前面提出的两个问题的答案是什么？在这两个例子中，合力分别为1.F=F1+F2；2.F=|G—T|。【使用说明】学生先动手实验操作,在探究过程培养学生的交流意识与团结协作精神；将不能解决的共同性问题提出来,共同讨论最后得出结论。培养学生乐于参与科学实践的情感，在实验中养成严谨的科学态度。【练习】1．F1、F2是同一水平直线上的两个力，它们的合力大小为30N，方向向左，F1的大小是10N，则关于F2的大小和方向，下列说法中正确的是（）A．F2的大小可能是40N B．F2的大小一定是20NC．F2的方向一定沿水平向右 D．F2的方向可能向左，也可能向右【答案】A2．同一直线上的两个力，同时作用在一个物体上，已知其中一个力是300N，合力是500N，则另一个力（）A．一定等于200N B．一定小于200NC．一定大于800N D．可能等于800N【答案】D活动二:平衡状态与平衡力物体受到几个力的作用时，如果保持静止或匀速直线运动状态，我们就说这几个力相互平衡。物体处于静止状态或匀速直线运动状态都叫做平衡状态。通过下面三个例子，进行简单的受力分析，让学生掌握物体可以受到多个力而保持平衡。1.跳伞员和降落伞在两个力作用下做匀速直线运动，处于平衡状态，这两个力相互平衡。2.水桶在三个力的作用下静止不动，处于平衡状态，这三个力相互平衡。3.汽车在四个力的作用下做匀速直线运动，处于平衡状态，这四个力相互平衡。加深对平衡力的理解。搬而未起、推而不动时，物体的受力情况虽发生改变，但仍处于静止状态，其受力仍然平衡。可以通过分析推箱子没有推动的角度进行理解，注意此时没有推动，并不是推力小于阻力。讲解二力平衡并举例分析。一个物体同时受到两个力作用，如果物体保持静止或匀速直线运动状态，那么这两个力就相互平衡，我们称之为二力平衡。例如：静止不动的花瓶，受到重力和支持力；匀速下落的跳伞员和降落伞，受到重力和阻力；吊着不动的吊灯，受到重力和拉力。这些物体都是二力平衡状态。【使用说明】依据生活经验认识平衡力和平衡状态的概念，学习分析一个物体上受到几个力，会判断受到的力是否为平衡力。【练习】1．如图所示是小球在水平面上运动的频闪照片（闪光灯每隔0.02s闪亮一次），观察图中小球的位置，可以判断小球做的______（选填“是”或“不是”）匀速直线运动，则小球在水平方向上受到的力是_______（填“平衡力”或“非平衡力”）。【答案】

不是

非平衡力活动三：探究二力平衡的条件提问：如果处于平衡状态下的物体只受两个力作用，这两个力要满足什么条件才能平衡呢？引导学生发表见解：1.两个力的作用效果要能相互抵消，那么它们大小一定相等。2.刚刚那些实例中，两个力都作用在一个物体上，并且方向都是相反的。3.这两个力还需要作用在一条直线上。根据上述讨论，列出猜想。引导学生进行实验设计，根据想法对实验器材进行讲解。组织学生进行实验探究。（可让学生在课前准备需要用到的相关实验器材）对实验记录的现象进行分析讨论，得出二力平衡的条件。作用在同一物体上的两个力，如果大小相等、方向相反、并且在同一条直线上，这两个力就彼此平衡。注意：所用的两个托盘、两个小车要相同；应选择较光滑的桌面和质量较大的砝码，这样可以减小阻力对实验的影响。总结出四个词语：同体、等大、反向、共线。【使用说明】通过实验交流，对实验结果进行讨论，得出二力平衡的条件。2、让学生在自我探究过程中培养学生创造性思维的能力，激发学生的探究意识，有利于充分发挥学生的主体作用，挖掘学生的潜能,培养其创造思维能力。本探究还为学生提供了一种研究问题的新方法，即：忽略次要因素，抓住主要因素。【练习】1．在“探究二力平衡的条件”实验中，某实验小组采用了如图所示的装置-------把小车放在长木板上，钩码通过细线向两端拉小车。（1）在实验时，要求长木板必须______放置，而且它的表面要尽量光滑；（2）在实验过程中，我们增减两端所挂的钩码数目，当两端钩码数相等时，小车将处于_______状态；（3）保持两端所挂的钩码数相等，把小车扭转一个角度，然后放手，发现小车会发生_______，这样做的目的是验证______的两个力能否平衡；（4）进一步的实验表明：作用在同一个物体上的两个力，如果大小相等，方向______，并且作用在______上，这两个力就互相平衡。【答案】

水平

静止

运动

不在同一直线上的

相反

同一直线活动四：比较二力平衡与相互作用力的异同【使用说明】1、比较平衡力和相互作用力的异同。2、培养学生善于归纳、比较、总结能力。【练习】1．书放在水平桌面上，下列几种情况属于平衡力的是（）A．书受到的重力和书对地球的吸引力B．书受到的重力和桌面对书的支持力C．书对桌面的压力和桌面对书的支持力D．书对桌面的压力和书受到的重力【答案】B2．如图所示，A、B两物体叠放在水平地面上保持静止。下列说法中正确的是（）A．物体B对物体A的压力与物体B受到的重力是一对平衡力B．物体A对物体B的支持力与物体B受到的重力是一对平衡力C．物体A对地面的压力与物体B对物体A的压力是一对相互作用力D．物体B对物体A的压力与物体B受到的重力是一对相互作用力【答案】B活动五：二力平衡条件的应用可以根据运动状态求受力：分析相关实例，掌握解题技巧。根据受力情况分析运动状态：该内容难度较大，老师可根据情况进行讲解。当阻力大小等于重力大小时，跳伞运动员将匀速下落。【使用说明】掌握二力平衡条件应用的解题技巧。培养学生的学习能力,分析问题的能力。有将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识。【练习】1．如图所示，在水平面上放置一个物体A，已知GA=20N，在拉力F作用下，开始时A处于静止状态；（1）当拉力F=3N时，物体A静止不动，则A受到的合力为_______N；此时，A受到的摩擦力为_______N，方向______。（2）当拉力F=5N时，物体A还是静止不动，则A受到的合力为_______N；此时，A受到的摩擦力为______N，方向_______。（3）当拉力增加至8N时，物体A刚好能向右做匀速直线运动，速度v1=3m/s；则A受到的合力为_______N；此时，A受到的摩擦力为_______N，方向_______；在外力作用下，某时刻，A的速度变为5m/s，并且在外力F的作用下，物体A继续保持以v2=5m/s的速度向右做匀速直线运动，则：A受到的合力为_______N，外力F为_______N；此时，A受到的摩擦力为_______N，方向_______。（4）当拉力F增大至10N时，A将向_______做________运动，合力为_______N，方向______，此时，A受到的摩擦力为______N，方向_______。（5）在上面（4）的运动情况下，把拉力F撤掉：则A将向______做______运动，合力为_______N，方向______，此时，A受到的摩擦力为_______N，方向_______。【答案】

0

3

水平向左

0

5

水平向左

0

8

水平向左

0

8

8

水平向左

右

加速

2

水平向右

8

水平向左

右

减速

8

水平向左

8

水平向左力改变物体的运动状态【学习目标】通过观察，了解物体在力的作用下运动的变化；通过实验探究，理解力是如何改变物体的运动状态的；知道在非平衡力的作用下，物体的运动状态将发生变化，发生怎样的变化。创设情景同学们，把手中的小气球吹起然后松手，说说看气球为什么能鼓起又为什么能飞出去？活动一：物体在力的作用下运动的变化举几组例子，要求学生判断各组运动的特点。1、熟透的苹果由静止开始下落；2、静止的小车因受到水平向右的拉力开始运动。答：由静到动。3、竖直下落的苹果，在重力的作用下，越落越快；4、水平向右运动的小车，由于受到水平向右的拉力，越来越快。答：由慢到快。5、水平滚动的小