《2019-2020學(xué)年新教材高中物理 第四章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 1 牛頓第一定律學(xué)案 新人教版必修1》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019-2020學(xué)年新教材高中物理 第四章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 1 牛頓第一定律學(xué)案 新人教版必修1（8頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、1 牛頓第一定律
[學(xué)習(xí)目標(biāo)] 1.知道伽利略的理想實(shí)驗(yàn)及其主要推理過(guò)程和推論，知道理想實(shí)驗(yàn)是科學(xué)研究的重要方法．2.理解牛頓第一定律的內(nèi)容及意義．(重點(diǎn)) 3.理解力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，知道物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來(lái)維持．(難點(diǎn)) 4.理解慣性的概念，知道質(zhì)量是慣性大小的量度．(難點(diǎn))
一、牛頓第一定律
1．人類對(duì)運(yùn)動(dòng)與力的關(guān)系的認(rèn)識(shí)歷程
代表人物
主要觀點(diǎn)
亞里士多德
必須有力作用在物體上，物體才能運(yùn)動(dòng)；沒(méi)有力的作用，物體就要靜止在某個(gè)地方
伽利略
力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因，而是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因
笛卡兒
如果運(yùn)動(dòng)中的物體沒(méi)有受到力的作用，它將繼續(xù)以同一速度沿同一直線
2、運(yùn)動(dòng)，既不會(huì)停下來(lái)，也不會(huì)偏離原來(lái)的方向
2.牛頓第一定律：一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)．它又叫慣性定律．
3．運(yùn)動(dòng)狀態(tài)：如果物體速度的大小或方向改變了，它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)就發(fā)生了改變；如果物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止，它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)就沒(méi)發(fā)生改變．
二、慣性與質(zhì)量
1．慣性：物體保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì)．
2．慣性的表現(xiàn)：改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的難易程度．
3．慣性的量度：質(zhì)量是物體慣性大小的唯一量度．
1．正誤判斷(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)
(1)亞里士多德認(rèn)為力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因． (√)
(2)伽利略認(rèn)為，沒(méi)有力作
3、用在物體上，它就不能運(yùn)動(dòng)． (×)
(3)笛卡兒認(rèn)為若沒(méi)有力作用，物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)就不會(huì)改變．
(√)
(4)速度越大的物體，慣性越大． (×)
(5)靜止的物體沒(méi)有慣性． (×)
2．關(guān)于物體的慣性，下列說(shuō)法中正確的是( )
A．物體保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止時(shí)才有慣性
B．物體在不受力或所受外力的合力為零時(shí)才有慣性
C．改變一個(gè)物體的慣性，必須要有力的作用
D．一切物體都有慣性，物體的運(yùn)動(dòng)并不需要力來(lái)維持
D [慣性是物體的固有屬性，不論物體處于什么狀態(tài)，都具有慣性，慣性與受力情況無(wú)關(guān)．]
伽利略科學(xué)方法的意義
1.伽利略用“實(shí)驗(yàn)＋科學(xué)推理”的方法推翻
4、了亞里士多德的觀點(diǎn)．伽利略的理想斜面實(shí)驗(yàn)雖然是想象中的實(shí)驗(yàn)，但這個(gè)實(shí)驗(yàn)反映了一種物理思想，它是建立在可靠的事實(shí)基礎(chǔ)之上的，以事實(shí)為依據(jù)，以抽象為指導(dǎo)，抓住主要因素，忽略次要因素，從而深刻地揭示了自然規(guī)律．
2．第一次確立了物理實(shí)驗(yàn)在物理研究中的基礎(chǔ)地位．
3．揭示了力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因．
【例1】 理想實(shí)驗(yàn)有時(shí)能更深刻地反映自然規(guī)律．伽利略設(shè)想了一個(gè)理想實(shí)驗(yàn)，下面對(duì)如圖所示的斜面實(shí)驗(yàn)的設(shè)想步驟中，有一個(gè)是可靠事實(shí)，其余是推論．
①減小第二個(gè)斜面的傾角，小球在這個(gè)斜面上仍然要達(dá)到原來(lái)的高度；
②兩個(gè)對(duì)接的斜面，讓靜止的小球沿一個(gè)斜面滾下，小球?qū)L上另一個(gè)斜面；
③如果沒(méi)有摩擦
5、，小球?qū)⑸仙皆瓉?lái)釋放時(shí)的高度；
④繼續(xù)減小第二個(gè)斜面的傾角，最后使它變成水平面，小球?qū)⒀厮矫孀龀掷m(xù)的勻速直線運(yùn)動(dòng)．
(1)請(qǐng)將上述理想實(shí)驗(yàn)的設(shè)想步驟按照正確的順序排列：____________(填寫(xiě)序號(hào)即可)．
(2)將上述設(shè)想步驟中的可靠事實(shí)和理想化的推論進(jìn)行分類．
屬于可靠事實(shí)的步驟是________；
屬于理想化推論的步驟是________．
思路點(diǎn)撥：整個(gè)實(shí)驗(yàn)是在一定的實(shí)驗(yàn)事實(shí)的基礎(chǔ)上，通過(guò)推理形成結(jié)論，因此要會(huì)按邏輯關(guān)系排順序．在現(xiàn)實(shí)生活中，摩擦是不可避免的，因此，凡是不考慮摩擦影響的都是理想化．
[解析] 伽利略理想實(shí)驗(yàn)是在可靠事實(shí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行合理的推理，將實(shí)驗(yàn)理
6、想化，并符合物理規(guī)律，得到正確的結(jié)論．②是可靠事實(shí)，因此放在第一步，①③④是在無(wú)摩擦情況下的理想化推論．
[答案] (1)②③①④ (2)② ①③④
理解理想實(shí)驗(yàn)應(yīng)注意如下幾點(diǎn)
(1)真實(shí)實(shí)驗(yàn)是一種實(shí)踐活動(dòng)，是可以通過(guò)一定的實(shí)驗(yàn)器材和實(shí)驗(yàn)方法來(lái)實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)．
(2)理想實(shí)驗(yàn)是一種思維活動(dòng)，是抽象思維中設(shè)想出來(lái)的、無(wú)法做到的實(shí)驗(yàn)．
(3)理想實(shí)驗(yàn)是以可靠的實(shí)驗(yàn)事實(shí)為基礎(chǔ)的．
1．(多選)如圖所示的裝置可以演示伽利略的理想斜面實(shí)驗(yàn)，裝置為兩個(gè)對(duì)接的斜面，讓小球沿左邊的斜面滑下，并滾上右邊的斜面，然后改變右邊斜面的傾角，重復(fù)操作，利用曝光頻率一定的相機(jī)拍下小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的圖片
7、，則( )
A．該實(shí)驗(yàn)為牛頓第一定律的提出提供了有力的依據(jù)，因此牛頓第一定律是實(shí)驗(yàn)定律
B．由圖可知小球在右側(cè)的斜面上的速度逐漸減小，因此證實(shí)了“物體的運(yùn)動(dòng)需要力維持”
C．當(dāng)右側(cè)的斜面水平時(shí)，小球近似做勻速直線運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明“如果沒(méi)有外力的作用，小球?qū)⒃谒矫嫔嫌肋h(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去”
D．如果沒(méi)有摩擦，小球在右邊的斜面上將運(yùn)動(dòng)到與左邊釋放點(diǎn)相同的高度
CD [該實(shí)驗(yàn)為牛頓第一定律的提出，提供了有力的依據(jù)，但沒(méi)有摩擦力，只是一種假設(shè)，所以該實(shí)驗(yàn)是一種理想化實(shí)驗(yàn)，牛頓第一定律不是實(shí)驗(yàn)定律，所以A錯(cuò)誤；小球在右側(cè)的斜面上的速度逐漸減小是因?yàn)槭芰Φ淖饔?，說(shuō)明力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，B錯(cuò)誤；根
8、據(jù)實(shí)驗(yàn)，右側(cè)的斜面水平時(shí)，小球近似做勻速直線運(yùn)動(dòng)，如果沒(méi)有外力作用，小球?qū)⒃谒矫嫔嫌肋h(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去，故C正確；如果沒(méi)有摩擦，小球一定會(huì)上升到相同的高度，D正確．]
牛頓第一定律的理解及應(yīng)用
1.運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的三種情況
(1)速度的方向不變，只有大小改變．(物體做直線運(yùn)動(dòng))
(2)速度的大小不變，只有方向改變．(物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng))
(3)速度的大小和方向同時(shí)發(fā)生改變．(物體做曲線運(yùn)動(dòng))
2．對(duì)牛頓第一定律的理解
(1)明確了慣性的概念
牛頓第一定律的前半句話“一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)”，表明了物體所具有的一個(gè)重要的屬性——慣性，即物體保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止
9、狀態(tài)的性質(zhì)，牛頓第一定律指出一切物體在任何情況下都具有慣性．因此牛頓第一定律又叫慣性定律．
(2)揭示了力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系
牛頓第一定律的后半句話“除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)”，實(shí)質(zhì)上是揭示了力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，即力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，而不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因．
(3)反映了物體不受外力時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)
勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止(即原來(lái)運(yùn)動(dòng)的保持其速度不變，原來(lái)靜止的保持靜止)．不受外力作用的物體是不存在的，但物體所受外力的合力為零與不受外力在效果上是等效的，這就使牛頓第一定律具有了實(shí)際意義．
【例2】 如圖所示，在一輛表面光滑且足夠長(zhǎng)的小車上，有質(zhì)量為m1和m2的兩個(gè)小球(m1>m
10、2)，兩個(gè)小球隨車一起運(yùn)動(dòng)，當(dāng)車突然停止運(yùn)動(dòng)時(shí)，若不考慮其他阻力，則兩個(gè)小球( )
A．一定相碰 B．一定不相碰
C．不一定相碰 D．無(wú)法確定
思路點(diǎn)撥：①小車表面光滑且不考慮其他阻力說(shuō)明小球在水平方向上不受力的作用．②兩小球隨車一起運(yùn)動(dòng)說(shuō)明兩小球速度相同．
B [小車表面光滑，因此兩小球在水平方向上沒(méi)有受到外力的作用．原來(lái)兩個(gè)小球與小車具有相同的速度，當(dāng)車突然停止運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于慣性，兩個(gè)小球的速度不變，所以不會(huì)相碰．]
巧用牛頓第一定律
(1)由“因”索“果”：在判斷力與運(yùn)動(dòng)之間的關(guān)系時(shí)，一定要把握準(zhǔn)牛頓第一定律的含義，即力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，而不是維持物
11、體運(yùn)動(dòng)的原因．
(2)由“果”索“因”：如果物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變，則物體必然受到不為零的合外力的作用，所以判斷物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是否改變以及如何改變，應(yīng)分析物體的受力情況．
(3)應(yīng)用步驟：應(yīng)用牛頓第一定律解釋有關(guān)現(xiàn)象時(shí)，一要看物體原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，二要看物體現(xiàn)在的受力情況及所受合力是否為零，最后判斷由于物體具有慣性將會(huì)出現(xiàn)的現(xiàn)象．
上例中，將車突然停止運(yùn)動(dòng)改為車突然加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩小球是否相碰，兩小球相對(duì)小車如何運(yùn)動(dòng)？
[提示] 不會(huì)相碰，兩小球相對(duì)小車向左運(yùn)動(dòng)．
2．(多選)關(guān)于牛頓第一定律，下面說(shuō)法中正確的是( )
A．牛頓第一定律反映了物體不受外力作用時(shí)物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)
12、律
B．牛頓第一定律就是慣性
C．不受外力作用時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)保持不變是由于物體具有慣性
D．運(yùn)動(dòng)的物體狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，物體必定受到外力的作用
ACD [牛頓第一定律又叫慣性定律，但不能說(shuō)慣性定律就是慣性．慣性是指一切物體都具有保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)，它是物體的固有性質(zhì)，慣性大小僅由物體的質(zhì)量決定，與物體是否受力及物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)．而慣性定律指物體在不受外力作用(合外力為零)的條件下所遵守的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，它指出了力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，而不是產(chǎn)生或維持物體運(yùn)動(dòng)的原因．總之，慣性和慣性定律是兩個(gè)不同的概念，但慣性定律揭示出物體具有慣性．故選A、C、D.]
慣性的理解
13、和應(yīng)用
1.慣性的理解
(1)慣性是物體保持原來(lái)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的一種性質(zhì)，是物體維持運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因．
(2)一切物體都具有慣性，慣性是物體的固有屬性．
2．慣性的表現(xiàn)形式
(1)物體不受力時(shí)，慣性表現(xiàn)為保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)．
(2)物體受力且合力不為零時(shí)，物體仍然具有慣性，此時(shí)慣性表現(xiàn)為物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的難易程度，慣性越大，物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越難改變．
3．幾個(gè)關(guān)系
(1)慣性與質(zhì)量的關(guān)系：質(zhì)量是物體慣性大小的唯一量度，質(zhì)量越大，慣性越大．
(2)慣性與力的關(guān)系：慣性不是力，而是物體本身固有的一種性質(zhì)，慣性大小與物體的受力情況無(wú)關(guān)．
(3)慣性與速度：一切物體都有慣性，慣性大小與物體是否
14、有速度及速度的大小無(wú)關(guān)．
(4)慣性與慣性定律：慣性是物體具有的一種固有屬性，慣性定律是物體不受外力時(shí)所遵循的一條規(guī)律，屬性不同于規(guī)律．慣性定律揭示了物體的慣性．
【例3】 月球表面上的重力加速度為地球表面上的重力加速度的.同一個(gè)飛行器在月球表面上與在地球表面上相比較( )
A．慣性減小，重力不變
B．慣性和重力都減小為在地球表面時(shí)的
C．慣性不變，重力減小為在地球表面時(shí)的
D．慣性和重力都不變
C [物體的慣性大小僅與物體的質(zhì)量有關(guān)，同一物體的質(zhì)量與它所在位置及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)，所以這個(gè)飛行器從地球到月球，其慣性大小不變．這個(gè)飛行器在月球表面上的重力為G月＝mg月＝m·g地＝G地
15、，故選項(xiàng)C正確．]
質(zhì)量是慣性大小的唯一量度.質(zhì)量不隨物體所處位置的變化而變化，重力由質(zhì)量和重力加速度決定.
3．在物理課上，老師在講解“慣性”概念時(shí)，做了一個(gè)小實(shí)驗(yàn)：用兩根細(xì)繩分別懸掛一個(gè)乒乓球和一個(gè)同體積的實(shí)心小鐵球，用力對(duì)著乒乓球吹氣，乒乓球偏離了豎直方向；用幾乎同樣大的力對(duì)著小鐵球吹氣，小鐵球幾乎沒(méi)有動(dòng)．這個(gè)實(shí)驗(yàn)主要說(shuō)明的物理問(wèn)題是( )
A．只有運(yùn)動(dòng)的物體才具有慣性
B．只有靜止的物體才具有慣性
C．物體的質(zhì)量越大，其具有的慣性也越大
D．一切物體都具有慣性
C [慣性的大小與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)，由物體質(zhì)量的大小唯一確定，物體的質(zhì)量越大，慣性越大，故C正確
16、，A、B均錯(cuò)誤；一切物體都有慣性，但本題中的實(shí)驗(yàn)并不能說(shuō)明這個(gè)結(jié)論，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤．]
課堂小結(jié)
知識(shí)脈絡(luò)
1.力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因，力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因．
2．一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)．
3．一切物體都具有保持原來(lái)勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)，叫慣性．
4．質(zhì)量是物體慣性大小的唯一量度.
1．(多選)如果物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了變化，說(shuō)明該物體( )
A．速度方向一定發(fā)生了變化
B．速度大小一定發(fā)生了變化
C．速度一定發(fā)生了變化
D．受到的合力一定不為零
CD [物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化一定是它的速度
17、發(fā)生了變化，可能是速度大小發(fā)生了變化，也可能是速度方向發(fā)生了變化，還可能是兩者都發(fā)生了變化．物體運(yùn)動(dòng)速度發(fā)生了變化，即運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了變化，由牛頓第一定律知，物體所受合力一定不為零，故選項(xiàng)C、D正確．]
2．下列說(shuō)法正確的是( )
A．牛頓第一定律是科學(xué)家憑空想象出來(lái)的，沒(méi)有實(shí)驗(yàn)依據(jù)
B．牛頓第一定律無(wú)法用實(shí)驗(yàn)直接驗(yàn)證，因此是不成立的
C．理想實(shí)驗(yàn)的思維方法與質(zhì)點(diǎn)概念的建立一樣，都是一種科學(xué)抽象的思維方法
D．由牛頓第一定律可知，靜止的物體一定不受外力作用
C [牛頓第一定律是在理想實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)合理歸納總結(jié)出來(lái)的，但無(wú)法用實(shí)驗(yàn)來(lái)直接驗(yàn)證，故A、B錯(cuò)誤；理想實(shí)驗(yàn)的思維方法與質(zhì)點(diǎn)概
18、念的建立相同，都是突出主要因素、忽略次要因素的科學(xué)抽象的思維方法，故C正確；物體靜止時(shí)不受外力或合外力為零，故D錯(cuò)誤．]
3．如圖所示，桌面上有一上表面光滑的木塊，木塊上有一小球，快速向右水平拉動(dòng)木塊，小球的位置可能落在桌面上的哪點(diǎn)( )
A．A點(diǎn) B．B點(diǎn)
C．O點(diǎn) D．無(wú)法確定
C [小球在水平方向上不受摩擦力的作用，所以水平方向的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變，在重力的作用下，小球落在O點(diǎn)．故選C.]
4．如圖所示，滑板運(yùn)動(dòng)員沿水平地面向前滑行，在橫桿前相對(duì)于滑板豎直向上起跳，人與滑板分離，分別從橫桿的上、下通過(guò)，忽略人和滑板在運(yùn)動(dòng)中受到的阻力，則運(yùn)動(dòng)員( )
A．起跳時(shí)腳對(duì)滑板的作用力斜向后
B．在空中水平方向先加速后減速
C．越過(guò)桿后落在滑板的后方
D．越過(guò)桿后仍落在滑板上起跳的位置
D [運(yùn)動(dòng)員相對(duì)于滑板豎直向上起跳，所以腳對(duì)滑板的作用力豎直向下，A錯(cuò)；人在空中時(shí)，水平方向不受力的作用，水平方向速度不變，B錯(cuò)；由于人和滑板的水平速度始終相同，所以人落在滑板上起跳的位置，C錯(cuò)，D對(duì)．]
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2019-2020學(xué)年新教材高中物理 第四章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 1 牛頓第一定律學(xué)案 新人教版必修1
