1、第1节牛顿第一定律1新情境激趣引航同学们一定有这种体验：在平地上骑自行车的时候，即使不踩踏板，车也会前进一段距离，但因为没有继续用力，它最终还是要停下来.为什么不踩踏板了，自行车还能运动一段距离呢？2新知识预习探索学习目标1.知道伽利略的理想实验及其推理过程，知道理想实验是科学研究的重要方法 2.理解牛顿第一定律的内容和意义 3.知道什么是惯性，会正确解释有关惯性的日常现象 新知预习一、理想实验的魅力1亚里士多德的观点必须有力作用在物体上，物体才能运动；没有力的作用，物体就要静止在某一个地方2伽利略的推论伽利略通过“理想实验”和“科学推理”得出的结论是：一旦物体具有某一速度，如果它不受力，就将
2、以这一速度永远地运动下去3笛卡儿对伽利略观点的补充和完善法国科学家笛卡儿指出：除非物体受到力的作用，物体将永远保持其静止或匀速直线运动状态，永远不会使自己沿曲线运动，而只保持在直线上运动4物体运动状态的改变物体的速度大小或方向变化，物体的运动状态都会改变二、牛顿物理学的基石惯性定律1牛顿第一定律一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态2惯性：物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性三、惯性与质量1量度物体惯性大小的物理量是它们的质量2质量是标量，国际单位是千克，符号为 kg.问题探索想一想问题 1 有人认为伽利略斜面实验为理想实验，无法在
3、实验室中验证，因此该实验仅是一种假想，不能揭示自然规律该说法是否正确？提示 该说法是错误的伽利略的理想斜面实验反映了一种物理思想，它是建立在可靠的事实基础上的，以事实为依据，以抽象为指导，抓住主要因素，忽略次要因素，从而深刻地揭示了自然规律问题 2 我国高铁建设飞速发展，列车速度可达 400 km/h，遇到紧急情况刹车很困难有的同学认为列车速度越大，其惯性越大，刹车越困难他的认识正确吗？提示 该同学的认识是错误的，惯性是物体的固有属性，其大小由质量来量度，与列车的速度无关.3新课堂互动探究知识点一对牛顿第一定律的理解 重点聚焦1明确了惯性的概念定律的前半句话“一切物体总保持匀速直线运动状态或静
4、止状态”，揭示了物体所具有的一个重要的属性惯性，即物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质牛顿第一定律指出一切物体在任何情况下都具有惯性因此牛顿第一定律又叫惯性定律2确定了力的含义定律的后半句话“除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态”，实际上是力的定义，即力是改变物体运动状态的原因，并不是维持物体运动的原因，这一点要切实理解3定性地揭示了力和运动的关系牛顿第一定律指出物体不受外力作用时的运动规律，它描述的只是一种理想状态，而实际中不受外力作用的物体是不存在的，当物体所受合力为零时，其效果跟不受外力作用时相同特别提醒(1)牛顿第一定律所描述的是物体不受外力作用的状态，是一种理想化的状态，虽然不
5、能由实验直接证实，但可经过理想实验科学外推得出(2)物体所受的合力为零时，从运动效果来说，相当于物体不受力，因此也可以应用牛顿第一定律解释它的运动状态典例精析 下面的说法中错误的是()A在水平路面上用力推车，车才前进，人停止推车，车就会逐渐停下来B力作用在物体上，物体才能运动，没有力的作用，物体就不能运动C地面上滑行的物体会停下来，是由于与地面摩擦的作用D物体以一定的初速度在不同的水平地面上滑行，摩擦力越小，滑行的距离越大【解析】A 选项中，用力推车、车才前进，力改变了车的运动状态，人停止推车，车就会在摩擦力的作用下逐渐停下来，所以A 正确；B 选项中由于物体的运动并不需要力来维持，故 B 错
6、误；C 选项中滑行的物体停下来的原因是摩擦力改变了物体的运动状态，C 正确；在 D 选项中，摩擦力越小，对运动状态改变的效果就越不明显，故滑行的距离就越大，D 正确【答案】B【方法归纳】牛顿第一定律定性地描述了力与运动的联系跟踪练习1关于力和运动的关系，下列说法中正确的是()A物体的速度不断增大，表示物体必受外力作用B物体向着某个方向运动，则在这个方向上必受力的作用C物体的速度大小不变，则其所受的合外力必为零D物体处于平衡状态，则该物体必不受外力作用【解析】当物体速度增大时，运动状态发生了变化，而力是改变运动状态的原因，故物体必受外力作用，A 正确；物体向某个方向运动，可以不在此方向上受力的作
7、用，故 B 错误；当物体的速度大小不变时，其速度方向可能发生变化，即运动状态可能变化，合外力不一定为零，故 C 错误；物体处于平衡状态时，所受合外力为零，并不是物体不受外力作用，故 D 错误【答案】A知识点二对惯性的进一步理解重点聚焦1概念：惯性是一种性质，保持原有运动状态不变的性质，是物体的固有属性2决定因素：由质量唯一决定，与物体的运动状态无关，与物体是否受力无关3表现形式(1)在不受力的条件下，惯性表现出“保持”“原来的”运动状态，有“惰性”的意思(2)在受力的条件下，惯性表现为运动状态改变的难易程度质量越大，惯性越大，运动状态越难以改变4惯性与力的关系惯性不是力，不能把物体具有惯性理解
8、成物体受到了“惯性力”(1)惯性是物体保持原来运动状态的性质，是物体本身的属性，而力是物体对物体的作用(2)惯性的大小决定于物体本身质量的大小，力的大小决定于物体之间相互作用的强弱(3)力是改变物体运动状态的原因，而惯性却要物体保持原来的运动状态不变特别提醒(1)一切物体，在任何情况下都具有惯性，即物体具有惯性是不需要条件的(2)比较惯性大小，只看质量大小，质量大则惯性大典例精析 关于物体的惯性，下列说法中正确的是()A运动速度大的物体不能很快地停下来，是因为物体的速度越大，惯性也越大B静止的火车启动时，速度变化慢，是因为静止的物体惯性大的缘故C乒乓球可以快速抽杀，是因为乒乓球的惯性小D在宇宙
9、飞船中的物体不存在惯性【解析】一切物体都具有惯性，惯性的大小只与物体的质量有关惯性是物体本身的一种属性，与外界因素(受力的大小以及所处的环境)及自身的运动状态无关，故 A、D 选项错误静止的火车启动时，速度变化缓慢，是因为火车的质量大，惯性大，而不是因为静止的物体惯性大，B 选项错误乒乓球可以快速抽杀，是因为其质量小，惯性小，在相同的力的作用下，运动状态容易改变，故 C 选项正确【答案】C【方法归纳】质量是物体惯性大小的唯一量度跟踪练习2关于物体的惯性及其大小，下列说法中正确的是()A静止时没有惯性，只有始终保持运动状态才有惯性B不受外力作用时才有惯性，受外力作用就没有惯性C相同的水平力作用在
10、光滑地面上的不同物体上，难以推动的物体惯性大D速度小的物体容易停下来，所以物体速度越小，惯性越小【解析】惯性是物体的固有属性，与物体的受力情况及运动状态无关，所以 A、B 错误；相同的力作用在不同物体上，难以推动说明该物体运动状态难以改变，即惯性大，C 正确；质量是物体惯性大小的唯一量度，与物体的受力、运动情况无关，所以 D 错误.【答案】C4新思维随堂自测1.下列关于对运动的认识不符合历史事实的是()A亚里士多德认为物体的自然状态是静止的，只有当它受到力的作用时才会运动B伽利略认为力不是维持物体运动的原因C牛顿认为力的真正效果是维持物体的运动，而不仅仅是使之运动D伽利略根据理想实验推出，如果
11、没有摩擦，在水平面上的物体，一旦具有某一个速度，将保持这个速度继续运动下去【解析】亚里士多德认为力是维持物体运动的原因，有力作用在物体上它就运动，没有力作用时它就静止，A 对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，他认为水平面上的物体若不受摩擦力，物体会保持原速度做匀速直线运动，B、D 对牛顿第一定律揭示了力与物体运动的关系，即物体的运动不需要力来维持，力的作用是改变物体的运动状态(速度)，C 错【答案】C2在学习了牛顿第一定律后，四位同学分别列举实例提出了自己的不同认识，你认为以下四个选项中几位同学的研究结论正确的是()A甲同学研究从地面竖直向上跳起来的运动地球绕着地
12、轴自西向东自转，他发现人总是落回原处，经过思考，他认为这是因为人在空中滞留的时间太短，如果时间足够长，人应该落在跳起点的西侧B乙同学通过观察资料影片，他发现在轨道上的卫星不用火箭施加任何推力就能自行绕地球运转，他认为是惯性维持了卫星的这种运动C丙同学通过观察发现，让一列火车停下来比让一辆汽车停下来要困难得多，他认为根本原因是列车的惯性要比汽车的惯性大D丁同学观看战争资料影片，研究飞机投弹轰炸，他认为若要炸得准确，关键是当飞机飞到目标正上方时，准确将炸弹释放【解析】地球绕着地轴自西向东自转，甲同学研究从地面竖直向上跳起来的运动人跳起时由于惯性，他在起跳的这段时间内，水平方向仍然要保持相对地面静止
13、，所以人总是要落回原处和时间的长短并没有关系，A 选项错误；轨道上的卫星能自行绕地球运转，受到了地球的引力作用，B 选项错误；炸弹要投得准确，必须提前释放炸弹，这样由于惯性，炸弹在水平方向保持匀速运动，飞行一段距离后才正好到达目标，D 选项错误【答案】C3理想实验是科学研究中的一种重要方法，它把可靠的事实和合理的推论结合起来，可以深刻地揭示自然规律关于伽利略的理想实验，下列说法正确的是()A只要接触面相当光滑，物体在水平面上就能匀速运动下去B随着科技的进步，现在已经能制造出无摩擦的平面C利用气垫导轨，就能使实验成功D虽然是想象中的实验，但它是建立在可靠的实验基础上的【解析】理想实验在实际情况下
14、是永远不能实现的，其条件永远是理想化的；即使是路面“相当光滑”，也不会达到没有摩擦力的程度；利用气垫导轨当然也不能实现“理想”的条件，仍然存在一定的摩擦力，只不过摩擦力很小而已；不过，理想实验是从实践中总结、提炼、加工出来的，是建立在可靠的实验基础之上的，它能够由观察或实验的结果来检验【答案】D4如图，桌面上有一光滑的木块，木块上有一小球，推动木块，小球的位置可能落在桌面上的哪点()AA 点 BB 点CO 点 D无法确定【解析】小球具有惯性，要保持原来的状态，在水平方向上不受摩擦力的作用，在重力的作用下，落在 O 点，故选 C.【答案】C5有质量分别为 80 kg 和 40 kg 的 A、B
15、两人，分别为 4 m/s和 8 m/s 的速度运动，他们的惯性大小情况是()A一样大BA 比 B 大CB 比 A 大D无法确定【解析】质量是惯性大小的唯一量度，与物体的运动状态无关，故 A 的惯性比 B 大，B 正确，A、C、D 错误【答案】B5新视点名师讲座理想实验的魅力伽利略的理想实验并不是脱离实际的主观臆断，他的思考过程是有实践基础的比如，伽利略通过观察小球的运动发现如果物体表面越光滑，小球就能滚得越远小球之所以没有回到原有的高度是由于摩擦力的影响由于这些因素的存在，使得支配物体运动的简单规律被许多复杂因素所掩盖要知道，事物的表象经常会欺骗我们的眼睛，所以他认为，为了找到事物的本质规律，首先应将注意力集中于摩擦力完全不起作用的对象上，这就是他对实验条件的简化伽利略的理想实验就是在真实的科学实验的基础上，抓住主要矛盾，忽略次要矛盾对实际过程作出更深入一层的抽象分析其次，“理想实验”的推理过程，是以一定的逻辑法则为根据的，比如伽利略理想实验中运用的趋势外推法而这些逻辑法则，都是从长期的社会实践中总结出来的，并为实践所证实了的正像人们所知道的，伽利略在科学史中起到了独特的、关键性的作用爱因斯坦曾评论他说：“伽利略的发现以及他所应用的科学推理方法，是人类思想史上最伟大的成就之一，标志着物理学的真正开端”