《（全國通用版）2018-2019高中物理 第四章 牛頓運動定律 1 牛頓第一定律學案 新人教版必修1》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《（全國通用版）2018-2019高中物理 第四章 牛頓運動定律 1 牛頓第一定律學案 新人教版必修1（11頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 1　牛頓第一定律 [學習目標]　1.知道伽利略的理想實驗及其推理過程，知道理想實驗是科學研究的重要方法.2.理解牛頓第一定律的內(nèi)容及意義.3.明確慣性的概念，會解釋有關的慣性現(xiàn)象. 一、理想實驗的魅力 1.亞里士多德認為：必須有力作用在物體上，物體才能運動；沒有力的作用，物體就要靜止在一個地方. 2.伽利略的理想實驗 (1)斜面實驗：讓靜止的小球從第一個斜面滾下，沖上第二個斜面，如果沒有摩擦，小球?qū)⑸仙皆瓉磲尫艜r的高度.減小第二個斜面的傾角，小球滾動的距離增大，但所達到的高度相同.當?shù)诙€斜面放平，小球?qū)⒂肋h運動下去. (2)推理結論：力不是(填“是”或“不是”)維持物體

2、運動的原因. 3.笛卡爾的觀點：如果運動中的物體沒有受到力的作用，它將繼續(xù)以同一速度沿同一直線運動，既不停下來也不偏離原來的方向. 二、牛頓物理學的基石——慣性定律 1.牛頓第一定律： 內(nèi)容：一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)，除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài). 2.慣性：物體具有保持原來勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質(zhì)叫慣性.牛頓第一定律也叫做慣性定律. 三、慣性與質(zhì)量 描述物體慣性的物理量是它們的質(zhì)量，質(zhì)量是物體慣性大小的惟一量度. 判斷下列說法的正誤. (1)伽利略的理想實驗是永遠無法做到的.(√) (2)伽利略的理想實驗說明了力是維持物體運動的原因.

3、(×) (3)牛頓第一定律是由實驗直接歸納總結得出的.(×) (4)由牛頓第一定律可知，當一個做勻加速直線運動的物體所受外力全部消失時，物體立刻靜止.(×) (5)速度越大，物體的慣性越大.(×) (6)受力越大，物體的慣性越大.(×) 一、對伽利略理想實驗的理解 伽利略的斜面實驗的各個過程，哪些可以通過實驗完成？哪些是推理得出的？ 答案　小球從斜面上滾下，可以滾上另一斜面，是實驗事實，可以通過實驗完成，其余各個結論是由推理得出的，不可以用實驗完成. 1.伽利略的理想實驗推論：一切運動著的物體在沒有受到外力的時候，它的速度將保持不變，并且一直運動下去. 2.理想實

4、驗的意義：伽利略理想實驗是以可靠的實驗事實為基礎，經(jīng)過抽象思維，抓住主要因素，忽略次要因素，從而更深刻地揭示了自然規(guī)律.伽利略的研究方法的核心是把實驗和邏輯推理相結合. 例1　理想實驗有時更能深刻地反映自然規(guī)律.如圖1所示，伽利略設想了一個理想實驗，其中有一個是實驗事實，其余是推論. 圖1 ①減小第二個斜面的傾角，小球在這一斜面上仍然要達到原來的高度； ②兩個斜面對接，讓靜止的小球沿一個斜面滾下，小球?qū)L上另一個斜面； ③如果沒有摩擦，小球?qū)⑸仙皆瓉磲尫诺母叨龋? ④繼續(xù)減小第二個斜面的傾角，最后使它成為水平面，小球?qū)⒀厮矫孀龀掷m(xù)的勻速運動. (1)請將上述理想實驗的設想步

5、驟按照正確的順序排列：____________(填寫序號即可). (2)在上述的設想步驟中，有的屬于可靠的事實，有的則是理想化的推論.下列關于事實和推論的分類正確的是(　　) A.①是事實，②③④是推論 B.②是事實，①③④是推論 C.③是事實，①②④是推論 D.④是事實，①②③是推論 答案　(1)②③①④　(2)B 解析　步驟②是理想實驗的實驗基礎，屬于可靠的事實，在此基礎上利用推理，先得到小球不受阻力作用將上升到原來釋放時的高度的推論，再設想減小第二個斜面的傾角直至第二個斜面成為水平面時，得到小球?qū)蛩龠\動的推論.所以正確的排列順序是②③①④，正確的分類是②是事實，①③④是推

6、論. 【考點】伽利略的理想實驗 【題點】伽利略的理想實驗 二、對牛頓第一定律的理解 (1)日常生活中，我們有這樣的經(jīng)驗：馬拉車，車就前進，停止用力，車就停下來，是否有力作用在物體上物體才能運動呢？馬不拉車時，車為什么會停下來呢？ (2)如果沒有摩擦阻力，也不受其他任何力的作用，水平面上運動的物體的運動狀態(tài)會改變嗎？ 答案　(1)不是.因為受到阻力的作用. (2)如果沒有摩擦阻力，也不受其他任何力的作用，水平面上運動的物體將保持這個速度沿直線永遠運動下去. 1.運動狀態(tài)改變即速度發(fā)生變化，有三種情況： (1)速度的方向不變，大小改變. (2)速度的大小不變，方向改變.

7、 (3)速度的大小和方向同時發(fā)生改變. 2.對牛頓第一定律的理解 (1)定性說明了力和運動的關系： ①力是改變物體運動狀態(tài)的原因，或者說力是產(chǎn)生加速度的原因，而不是維持物體運動狀態(tài)的原因. ②物體不受外力時的運動狀態(tài)：勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài). (2)揭示了一切物體都具有的一種固有屬性——慣性.因此牛頓第一定律也叫慣性定律. 例2　關于牛頓第一定律，下列說法中錯誤的是(　　) A.牛頓第一定律反映了物體不受外力作用時的運動規(guī)律 B.牛頓第一定律就是慣性 C.不受外力作用時，物體的運動狀態(tài)保持不變是由于物體具有慣性 D.物體的運動狀態(tài)發(fā)生變化時，物體必定受到外力的作用

8、答案　B 解析　牛頓第一定律有三層含義：不受力時物體將保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)，這是由于一切物體都具有慣性；受到力的作用物體的運動狀態(tài)就要發(fā)生變化，從而揭示出力是改變物體運動狀態(tài)的原因；指出了物體在不受力時的運動狀態(tài)，故選項A、C、D正確；牛頓第一定律并不是慣性，慣性是物體的一種性質(zhì)，而牛頓第一定律是物體的運動規(guī)律，兩者是不同的概念，不可混為一談，選項B錯誤. 【考點】牛頓第一定律 【題點】牛頓第一定律的理解 牛頓第一定律描述了物體不受外力作用時的狀態(tài)——總保持原來的勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)，同時揭示了力和運動的關系——力不是維持物體運動的原因，而是改變物體運動狀態(tài)的原因.

9、分析此類問題時要注意牛頓第一定律與慣性的區(qū)別. 針對訓練1　關于牛頓第一定律的下列說法中，正確的是(　　) A.牛頓第一定律是以伽利略的理想實驗為基礎的，因此可用實驗來直接驗證 B.牛頓第一定律中提出的物體不受外力作用的條件是不可能達到的，所以這條定律可能是錯誤的 C.牛頓第一定律實際上是伽利略一個人的研究成果 D.牛頓第一定律是在大量實驗事實的基礎上，通過進一步推理而概括總結出來的 答案　D 【考點】牛頓第一定律 【題點】牛頓第一定律的理解 三、慣性的理解和應用 (1)自行車比賽中，高速行進的自行車受到障礙物阻礙，人會向哪倒地？這是什么原因造成的？ (2)“同一物體

10、在地球上的重力比在月球上大，所以物體在地球上的慣性比在月球上的大”，這種說法對嗎？為什么？ 答案　(1)向前.這是因為人具有慣性. (2)不對.慣性只與質(zhì)量大小有關，與地理位置無關.雖然物體在地球上的重力比在月球上大，但物體的質(zhì)量不變，即慣性不變. 1.慣性是物體的固有屬性，一切物體都具有慣性. 2.物體慣性的大小由質(zhì)量決定，與物體的運動狀態(tài)無關，與是否受力無關，與物體的速度大小無關. 3.慣性的表現(xiàn) (1)在不受力的條件下，慣性表現(xiàn)出“保持”原來的運動狀態(tài)，有“惰性”的意思. (2)在受力的條件下，慣性表現(xiàn)為運動狀態(tài)改變的難易程度.質(zhì)量越大，慣性越大，運動狀態(tài)越難以改變.

11、 例3　關于物體的慣性，以下說法中正確的是(　　) A.物體的運動速度越大，物體越難停下來，說明運動速度大的物體慣性大 B.汽車突然減速時，車上的人向前傾，拐彎時人會往外甩，而汽車勻速前進時，車上的人感覺平穩(wěn)，說明突然減速和拐彎時人有慣性，勻速運動時沒有慣性 C.在同樣大小的力的作用下，運動狀態(tài)越難改變的物體，其慣性一定越大 D.在長直水平軌道上勻速運動的火車上，門窗緊閉的車廂內(nèi)有一人向上跳起后，發(fā)現(xiàn)落回原處，這是因為人跳起后，車繼續(xù)向前運動，人落下后必定向后偏些，但因時間太短，偏后距離太小，不明顯而已 答案　C 解析　物體的慣性大小只由質(zhì)量決定，與物體的速度大小無關，A錯誤；一切

12、物體均有慣性，不論物體處于加速、減速還是勻速運動狀態(tài)，B錯誤；同樣大小的力作用于物體上，運動狀態(tài)越難改變，說明物體保持原來運動狀態(tài)的本領越大，慣性也越大，所以C正確；人向上跳起后，人在水平方向不受外力作用，由于慣性，人在水平方向的速度不變，與車速相同，因此仍落在車廂內(nèi)原處，D錯誤. 【考點】慣性 【題點】對慣性的理解 針對訓練2　關于物體的慣性，下列有關說法正確的是(　　) A.物體抵抗運動狀態(tài)變化的性質(zhì)是慣性 B.已知月球上的重力加速度是地球上的，故一個物體從地球移到月球慣性減小為原來的 C.同一物體運動越快越難停止運動，說明物體的速度越大，其慣性越大 D.由于巨輪慣性很大，施

13、力于巨輪，經(jīng)過很長一段時間后慣性變小 答案　A 解析　慣性是指物體具有保持原來勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質(zhì)，所以物體抵抗運動狀態(tài)變化的性質(zhì)是慣性，其大小和物體的質(zhì)量有關系，與物體的運動狀態(tài)及是否受力無關，A正確，C、D錯誤；在月球上和在地球上，重力加速度的大小不一樣，所受的重力大小也就不一樣了，但質(zhì)量不變，慣性也不變，B錯誤. 【考點】慣性 【題點】對慣性的理解 1.(伽利略的理想實驗)理想實驗是科學研究中的一種重要方法，它把可靠的事實和合理的推論結合起來，可以深刻地揭示自然規(guī)律.關于伽利略的理想實驗，下列說法正確的是(　　) A.只要接觸面“相當光滑”，物體在水平面上就能

14、勻速運動下去 B.這個實驗實際上是永遠無法做到的 C.利用氣墊導軌，就能使實驗成功 D.要使物體運動就必須有力的作用，沒有力的作用物體就靜止 答案　B 解析　理想實驗在實際情況下是永遠不能實現(xiàn)的，其條件永遠是理想化的，選項B正確；即使接觸面“相當光滑”，也不會達到?jīng)]有摩擦力的程度，選項A錯誤；利用氣墊導軌當然也不能實現(xiàn)“理想”的條件，仍然存在一定的阻力，只不過阻力很小而已，選項C錯誤；力是改變物體運動狀態(tài)的原因，并不是維持物體運動狀態(tài)的原因，選項D錯誤. 【考點】伽利略的理想實驗 【題點】伽利略的理想實驗 2.(物體運動狀態(tài)的改變)(多選)下列過程中，力改變物體運動狀態(tài)的是(　

15、　) A.把橡皮泥捏成不同造型 B.進站的火車受阻力緩緩停下 C.蘋果受重力豎直下落 D.用力把鉛球推出 答案　BCD 解析　把橡皮泥捏成不同造型，橡皮泥的形狀發(fā)生變化，屬于力改變物體的形狀，故A不符合題意；進站的火車受阻力緩緩停下，速度在減小，屬于力改變物體的運動狀態(tài)，故B符合題意；蘋果受重力豎直下落，蘋果在重力作用下，速度越來越快，屬于力改變物體的運動狀態(tài)，故C符合題意；用力把鉛球推出，鉛球在重力作用下，運動速度和運動方向都在發(fā)生改變，屬于力改變物體的運動狀態(tài)，故D符合題意. 【考點】牛頓第一定律 【題點】對“運動狀態(tài)的改變”的理解 3.(牛頓第一定律的理解)關于牛頓第一

16、定律，下列說法正確的是(　　) A.力是維持物體運動的原因，沒有力的物體將保持靜止，比如自行車 B.物體的速度不斷增大，表示物體必受力的作用 C.物體如果向正北方向運動，其所受外力方向必須指向正北 D.不受力的物體將保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)，而受力的物體運動狀態(tài)一定改變 答案　B 解析　根據(jù)牛頓第一定律的內(nèi)容可以判斷力是改變物體運動狀態(tài)的原因，不受力的物體將保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)，故A錯誤，B正確；若物體向正北方向做勻速直線運動，則物體不受力或所受合外力為零，C錯誤；物體受到力的作用，若合外力為0，則物體也可以保持運動狀態(tài)不變，故D錯誤. 【考點】牛頓第一定律 【題點】牛

17、頓第一定律的理解 4.(對慣性的理解)物體具有保持原來勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質(zhì)稱為慣性.下列有關慣性的說法中，正確的是(　　) A.乘坐汽車時系好安全帶可減小慣性 B.運動員跑得越快慣性越大 C.宇宙飛船在太空中也有慣性 D.汽車在剎車時才有慣性 答案　C 解析　乘坐汽車時系好安全帶，不是可以減小慣性，而是在緊急剎車時可以防止人由于慣性飛離座椅，所以A錯誤；質(zhì)量是物體慣性大小的惟一量度，與物體的速度的大小無關，所以B、D錯誤；一切物體都有慣性，在太空中宇宙飛船的質(zhì)量是不變的，所以其慣性也不變，所以C正確. 【考點】慣性 【題點】對慣性的理解 5.(慣性的應用)對于一

18、些實際生活中的現(xiàn)象，某同學試圖從慣性角度加以解釋，其中正確的是(　　) A.采用了大功率的發(fā)動機后，某些一級方程式賽車的速度甚至能超過某些老式螺旋槳飛機的速度，這表明：可以通過科學進步使小質(zhì)量的物體獲得大慣性 B.“強弩之末，勢不能穿魯縞”，這表明強弩的慣性減小了 C.貨運列車運行到不同的車站時，經(jīng)常要摘下或加掛一些車廂，這會改變它的慣性 D.自行車轉彎時，車手一方面要適當?shù)目刂扑俣?，另一方面要將身體稍微向里傾斜，這是為了通過調(diào)控人和車的慣性達到安全行駛的目的 答案　C 解析　慣性是物體的固有屬性，大小只與物體的質(zhì)量有關，質(zhì)量越大，慣性越大，與其它任何因素均無關，故A、B錯誤；摘下

19、或加掛一些車廂，改變了質(zhì)量，從而改變了慣性，故C正確；人和車的質(zhì)量不變，則其慣性不變，故D錯誤. 【考點】慣性 【題點】慣性的應用與防止 選擇題 考點一　伽利略的理想實驗及物理學史 1.(多選)科學家關于物體運動的研究對樹立正確的自然觀具有重要作用.下列說法符合歷史事實的是(　　) A.亞里士多德認為，必須有力作用在物體上，物體的運動狀態(tài)才會改變 B.伽利略通過“理想實驗”得出結論：一旦物體具有一定的速度，如果它不受力，它將以這一速度永遠運動下去 C.笛卡兒指出：如果運動中的物體沒有受到力的作用，它將繼續(xù)以同一速度沿同一直線運動，既不停下來也不偏離原來的方向 D.牛頓認為

20、，物體具有保持原來勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質(zhì) 答案　BCD 解析　亞里士多德認為物體的運動需要力來維持，A錯誤；伽利略通過“理想實驗”得出：一旦物體具有某一速度，如果它不受力，它將以這一速度永遠運動下去，B正確；笛卡兒指出：如果運動中的物體沒有受到力的作用，它將繼續(xù)以同一速度沿同一直線運動，既不停下來也不偏離原來的方向，C正確；由牛頓第一定律知，D正確. 【考點】對運動與力的關系認識的物理學史 【題點】對運動與力的關系認識的物理學史 2.(多選)關于伽利略的理想實驗的敘述中正確的是(　　) A.這個實驗是憑空想象的 B.這個實驗雖然是想象的，但它得出的結論是可靠的 C.理

21、想實驗是一種科學方法 D.理想實驗是一個純思維實驗，其正確性應接受實踐的檢驗 答案　BC 解析　伽利略的理想實驗雖然是假想的，但是實驗方法卻是科學的，結果也是可靠的，故選B、C. 【考點】伽利略的理想實驗 【題點】伽利略的理想實驗 考點二　對牛頓第一定律的理解 3.(多選)下列關于牛頓第一定律的說法中正確的是(　　) A.物體保持靜止狀態(tài)，它所受合外力一定為零 B.物體所受合外力為零時，它一定處于靜止狀態(tài) C.物體處于勻速直線運動狀態(tài)時，它所受的合外力可能是零，也可能不是零 D.物體所受合外力為零時，它可能做勻速直線運動，也可能是靜止的 答案　AD 解析　物體處于靜止

22、狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)時，它受到的合外力一定為零，A正確，C錯誤；所受合外力為零時，物體可能處于靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)，B錯誤，D正確. 【考點】牛頓第一定律 【題點】牛頓第一定律的理解 4.如圖1所示，在一輛表面光滑的小車上，有質(zhì)量分別為m1、m2的兩個小球隨車一起勻速運動，當車突然停止時，如不考慮其他阻力，設車足夠長，則(　　) 圖1 A.若m1m2，則兩個小球一定相碰 D.兩個小球一定不相碰 答案　D 解析　小車表面光滑，因此兩小球在水平方向上沒有受到外力的作用.原來兩個小球與小車具

23、有相同的速度，當車突然停止運動時，由于慣性，兩個小球的速度不變，所以不會相碰(與質(zhì)量大小無關)，故D正確. 【考點】牛頓第一定律 【題點】牛頓第一定律的應用 5.如圖2所示，一個劈形物體A，各面均光滑，放在固定的斜面上，A的上表面水平，在A的上表面上放一光滑的小球B，劈形物體A從靜止開始釋放，則小球在碰到斜面前的運動軌跡是(　　) 圖2 A.沿斜面向下的直線 B.豎直向下的直線 C.無規(guī)則曲線 D.拋物線 答案　B 解析　小球原來靜止時受重力和支持力作用，其合力為零.當劈形物體A由靜止釋放，A應沿斜面下滑，故B也將運動，運動狀態(tài)就要發(fā)生改變，但由于慣性，小球原來速度為零

24、，而小球又光滑，除豎直方向可以有力外，其他方向上不受力，因為力是使物體運動狀態(tài)改變的原因，故小球只能在豎直方向上運動，在碰到斜面之前，運動軌跡應為一條直線，即豎直向下的直線，故選B. 【考點】牛頓第一定律 【題點】牛頓第一定律的應用 考點三　慣性的理解與應用 6.下列關于慣性的說法正確的是(　　) A.質(zhì)量越大，物體的慣性越大 B.物體的運動狀態(tài)改變了，則慣性大小隨之變化 C.慣性是物體在勻速直線運動或靜止時才表現(xiàn)出來的性質(zhì) D.由于子彈的速度越大，其殺傷力就越大，所以子彈的慣性大小與其速度大小有關 答案　A 解析　物體在任何狀態(tài)下均有慣性，并且物體的慣性大小只與質(zhì)量有關，

25、和物體的速度無關，A正確，B、C、D錯誤. 【考點】慣性 【題點】對慣性的理解 7.對下列現(xiàn)象解釋正確的是(　　) A.在一定拉力作用下，車沿水平面勻速前進，沒有這個拉力，小車就會停下來，所以力是維持物體運動的原因 B.向上拋出的物體由于慣性，所以向上運動，以后由于重力作用，慣性變小，所以速度也越來越小 C.急剎車時，車上的乘客由于慣性一樣大，所以都會向前傾倒 D.質(zhì)量大的物體運動狀態(tài)不容易改變是由于物體的質(zhì)量越大，慣性就越大 答案　D 解析　在一定拉力作用下，車沿水平面勻速前進，說明拉力與摩擦力平衡，沒有這個拉力，小車就會逐漸停下來，是由于受到摩擦力作用，故A錯誤；慣性大小

26、的唯一量度是質(zhì)量，與速度大小無關，質(zhì)量越大，慣性越大，運動狀態(tài)越難改變，故B錯誤，D正確；急剎車時，車上的乘客由于慣性，所以都會向前傾倒，但慣性的大小與質(zhì)量有關，不同的乘客質(zhì)量不一定相等，故慣性不一定同樣大，故C錯誤. 【考點】慣性 【題點】對慣性的理解 8.(多選)小軒很喜歡爸爸新買的數(shù)碼照相機，在旅途中拍下了直線行駛的火車內(nèi)桌面上塑料杯不同瞬間的狀態(tài)，如圖3中的甲、乙、丙所示.則下列關于火車運動狀態(tài)的判斷可能正確的是(　　) 圖3 A.甲圖中火車在勻速運動，乙圖中火車突然向左加速，丙圖中火車突然向左減速 B.甲圖中火車在勻速運動，乙圖中火車突然向右加速，丙圖中火車突然向左加

27、速 C.甲圖中火車在勻速運動，乙圖中火車突然向右減速，丙圖中火車突然向右加速 D.甲圖中火車在勻速運動，乙圖中火車突然向左加速，丙圖中火車突然向右減速 答案　AC 解析　題圖甲中，塑料杯相對于桌面的位置沒有發(fā)生改變，因此它們的運動狀態(tài)是相同的，說明此時在勻速運動，題圖乙中，塑料杯向右傾倒，說明火車突然向左加速(或向右減速)，因為，火車突然向左加速時，塑料杯的下部由于摩擦也隨著加速，而上部由于慣性仍保持原來的運動狀態(tài)，所以才會向右傾倒，火車向右減速時的情形也可用類似的方法解釋；題圖丙中，塑料杯向左傾倒，說明火車突然向左減速(或向右加速)，因為，火車突然向左減速時，塑料杯的下部由于摩擦也隨著減速，而上部由于慣性仍保持原來的運動狀態(tài)，所以才會向左傾倒，火車向右加速時的情形也可用類似的方法解釋.所以，題圖甲中火車在勻速運動，題圖乙中火車突然向左加速(或向右減速)，題圖丙中火車突然向左減速(或向右加速)，選項A、C正確. 【考點】慣性 【題點】慣性的應用與防止 11