1、牛顿第一定律【学习目标】物理观念惯性的概念、运动状态的改变科学思维（1）牛顿第一定律；（2）理想实验的方法科学探究伽利略理想实验及推理方法科学态度与责任了解生活中的惯性现象，并解释常见的惯性现象【学习重难点】了解生活中的惯性现象，并解释常见的惯性现象【学习过程】一、知识纲要导引二、基础导学（一）理想实验的魅力（自学教材“理想实验的魅力”部分）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，物体就要停止运动。2伽利略的斜面实验：（1）理想实验过程让一个小球沿斜面从静止状态开始运动，小球将“冲”上另一个斜面。如果没有摩擦，小球将到达原来的高度。如果第二个斜面倾角减小，小球仍将
2、到达原来的高度，但是运动的距离更长。当斜面最终变为水平面时，小球要到达原有高度将永远运动下去。（2）实验结论：力不是维持物体运动的原因。3笛卡儿的观点：如果运动中的物体不受其他物体作用时，原来运动的物体将会做匀速直线运动。（二）牛顿第一定律（自学教材“牛顿第一定律”部分）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，直到有外力迫使它改变这种状态为止，这就是牛顿第一定律。2惯性：一切物体都有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质。我们把物体的这种性质，叫作惯性。3牛顿第一定律揭示了运动和力的关系：力不是维持物体运动状态的原因，而是改变物体运动状态的原因。（三）惯性与质量1惯性：不同质量
3、的物体，惯性的大小是不一样的，也就是说，不同物体维持其原有运动状态的“能力”不同，质量大的物体惯性大。描述物体惯性的物理量是它的质量（mass）。2质量：质量只有大小，没有方向，是标量。在国际单位制中质量的单位是千克，符号为kg。三、思考判断（1）亚里士多德认为物体的自然状态是静止，只有当它受到力的作用才会运动。（ ）（2）伽利略认为力不是维持物体运动的原因。（ ）（3）力不是使物体运动的原因，而是使物体运动状态改变的原因。（ ）（4）速度大的物体不能很快停下来，是因为速度大时惯性也大。（ ）（5）物体的运动状态的改变指的是速度的改变。（ ）思考与讨论从牛顿第一定律得知，物体都要保持它们原有的
4、匀速直线运动状态或静止状态。也可以说，它们都具有抵抗运动状态变化的“能力”，即都具有惯性。那么，怎样描述惯性的大小呢？问题解答：物体抵抗运动状态变化的“能力”与物体的质量有关，如小轿车比大货车启动时更容易提速；工厂的车床等一些机械，它们的质量很大，目的是增大惯性，使运动状态不易改变；又如战斗机在投入战斗前，为了提高其灵活性而抛掉副油箱。所以质量是惯性大小的量度。四、启迪思维，突破重点主题一：理想斜面实验及力与运动的关系问题探究探究点1：请阅读教材“理想实验的魅力”的内容，说说在研究力和运动的关系过程中三位代表人物的主要观点。提示：亚里士多德：必须有力作用在物体上，物体才能运动，没有力的作用，物
5、体就要静止下来。伽利略：力不是维持物体运动状态的原因。在水平面上运动的物体之所以会停下来，是受到摩擦阻力的缘故。笛卡儿：如果没有其他原因，运动的物体将继续以同一速度沿着一条直线运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向。探究点2：请同学们讨论回答：为什么说伽利略理想实验方法是科学的，结论是可靠的？提示：伽利略的理想斜面实验虽然是理想的实验，但它是建立在可靠的事实基础之上的，以事实为依据，抓住主要因素，忽略次要因素，从而揭示了正确的自然规律。,知识链接：运动的物体不一定受力，但物体的运动状态发生变化时一定受到了力的作用。探究总结1历史上对力与运动关系的认识过程：代表人物对力与运动关系的看法亚里士多
6、德力是维持物体运动的原因伽利略如果没有摩擦阻力，运动的物体将保持这个速度一直运动下去笛卡儿如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动，既不停下来也不偏离原来的方向2伽利略的理想实验推论：力不是维持物体运动的原因，如果没有摩擦阻力，物体将一直运动下去。3科学实验与理想实验的比较项目科学实验理想实验区别一种实践的活动，可以将设计通过物化过程而实现的实验一种思维的活动，是由人们在抽象思维中设想出来而实际上无法做到的“实验”联系“理想实验”并不是脱离实际的主观臆想，而是建立在以实践为基础上的。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
7、析知识链接：伽利略理想实验的卓越之处不是实验本身，而是实验所使用的独特的方法，在实验的基础上，进行理想化推理（也叫合理外推）。它标志着物理学的真正开端。典例示范例1：伽利略用两个对接的斜面，一个斜面固定，让小球从斜面上滚下，又滚上另一个倾角可以改变的斜面，斜面倾角逐渐改变至零，如图所示伽利略设计这个实验的目的是说明（ ）A如果没有摩擦，小球将运动到与释放时相同的高度B如果没有摩擦，物体运动时速度不变C维持物体做匀速直线运动并不需要力D如果物体不受到力，就不会运动解析：伽利略的斜面实验证明了：运动不需力来维持，物体不受外力作用时，总保持原来的匀速直线运动状态或静止状态，选项A、B、D错误，C正确
8、。答案：C知识链接：（1）运动不需要力来维持，光滑水平面上的物体，可以一直做匀速直线运动。（2）要使物体的速度改变，就必须有力的作用。区分“维持”与“改变”。训练1：（多选）科学家关于物体运动的研究对树立正确的自然观具有重要作用。下列说法符合历史事实的是（ ）A亚里士多德认为，必须有力作用在物体上，物体的运动状态才会改变B伽利略通过“理想实验”得出结论：一旦物体具有某一速度，如果它不受力，它将以这一速度永远运动下去C笛卡儿指出：如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动，既不停下来也不偏离原来的方向D牛顿认为，物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质主题二：牛顿
9、第一定律问题探究探究点2018年世界青年冰壶锦标赛B组比赛在芬兰洛赫亚落幕，中国男女队凭借出色发挥在决赛中战胜各自对手双双夺冠，如图甲所示是冰壶在冰面上的运动情景，如果摩擦阻力比较大，冰壶很快停下来。如图乙所示，一足球沿水平面滚动很远的距离停下。（1）图甲中的冰壶和图乙中的足球为什么会停下来？它说明了什么问题？（2）在问题（1）中，试猜想如果冰壶、足球不受外力作用将处于什么状态。（3）从（1）、（2）两个问题中，我们能得到什么结论？提示：（1）冰壶和足球停下来都是因为受到了地面的摩擦力的作用。这些现象说明力是改变物体运动状态的原因。（2）原来静止的物体，不受外力作用时，仍然静止；原来运动的物体
10、，不受外力作用时将永远做匀速直线运动。（3）物体不受外力作用或所受合力为零时，总保持静止或匀速直线运动状态。知识链接：牛顿第一定律关键词的理解探究总结1对牛顿第一定律的理解（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）揭示了力和运动的关系：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”，实质上是揭示了力和运动的关系，即力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动的原因。（3）反映了
11、物体不受外力时的运动状态：匀速直线运动或静止（原来运动的保持其速度不变，原来静止的保持静止）。不受外力作用的物体是不存在的，但物体所受外力的合力为零与不受外力在效果上是等效的，这就使牛顿第一定律具有了实际意义。2物体的运动状态变化有以下三种情况（1）速度的大小不变，只有方向改变。（2）速度的方向不变，只有大小改变。（3）速度的大小和方向都发生改变。知识链接：（1）力是改变物体运动状态的原因；（2）惯性有维持物体原来运动状态的性质。典例示范例2：（多选）下列对牛顿第一定律的理解正确的是（ ）A牛顿第一定律反映了物体不受外力的作用时的运动规律B不受外力作用时，物体的运动状态保持不变C在水平地面上滑
12、动的木块最终停下来，是没有外力维持木块运动的结果D奔跑的运动员，由于遇到障碍而被绊倒，这是因为他受到外力作用迫使他改变原来的运动状态解析：A、B对：牛顿第一定律描述的是物体不受外力作用时的运动规律，总保持匀速直线运动状态或静止状态不变。C错、D对：牛顿第一定律还揭示了力和运动的关系，力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动状态的原因。在水平地面上滑动的木块最终停下来，是由于摩擦力的作用而改变了运动状态；奔跑的运动员，遇到障碍而被绊倒，是因为他受到外力作用而改变了运动状态。答案：ABD训练2：（多选）如图所示，在匀速前进的磁悬浮列车里，小明将一小球放在水平桌面上，且小球相对桌面静止，关于小
13、球与列车的运动，下列说法正确的是（ ）A若小球向前滚动，则磁悬浮列车在加速前进B若小球向后滚动，则磁悬浮列车在加速前进C磁悬浮列车急刹车时，小球向前滚动D磁悬浮列车急刹车时，小球向后滚动主题三：惯性问题探究探究点1：为何“秋风”可以“扫落叶”，却不能“扫汽车”？提示：因为汽车的质量大，运动状态难改变。探究点2：沪杭高铁的列车最高速度可达到400多千米每小时，是世界上跑得最快的火车。有人说火车的速度越大，惯性越大，刹车停止所需时间越长，刹车距离越大，你认为这种说法正确吗？提示：这种说法不正确。惯性是物体的固有属性，质量是物体惯性大小的唯一量度，火车的质量不变，则惯性不变。由，可知，火车速度越大，
14、则刹车时间和刹车距离越大。探究总结1惯性的三个特点普遍性一切物体皆有惯性，惯性是物体的固有属性相关性惯性仅与物体的质量有关，与受力或运动情况等无关唯一性质量是惯性大小的唯一量度2惯性理解的两点注意及表现形式（1）惯性理解两注意注意一个“一切”，即一切物体具有惯性；注意一个“唯一”，即质量是惯性大小的“唯一”量度。（2）惯性的表现形式在物体不受外力时，惯性表现为保持原来的运动状态。在物体受力时，惯性表现为运动状态改变的难易程度，质量越大，惯性越大，运动状态越难改变。典例示范例3：关于物体的惯性，下述说法中正确的是（ ）A运动速度大的物体不能很快地停下来，是因为物体速度越大，惯性也越大B静止的火车
15、启动时，速度变化慢，是因为静止的物体惯性大C乒乓球可以快速抽杀，是因为乒乓球惯性小D在宇宙飞船中的物体不存在惯性，因此可飘浮起来解析：A、D错：一切物体都有惯性，惯性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（受力大小及所处环境）无关。B错：静止的火车启动时，速度变化缓慢，是因为火车质量大，惯性大，而不是因为静止的物体惯性大。C对：乒乓球可以快速抽杀，是因为其质量小，惯性小，在相同力的作用下，运动状态容易改变。答案：C知识链接：一切物体都有惯性，和物体是否有速度及速度的大小均无关训练3：2019济宁高一检测关于惯性，下列说法正确的是（ ）A质量相同的物体，惯性相同B只有不受外
16、力的物体才具有惯性C“强弩之末，势不能穿鲁缟也”，这表明箭的惯性减小了D在月球上举重比在地球上容易，所以同一物体在月球上比在地球上惯性小达标检测1关于伽利略的理想实验，以下说法中正确的是（ ）A完全是理想的，没有事实为基础B是以可靠事实为基础的，经科学抽象，深刻反映了自然规律C没有事实为基础，只是理想推理D以上说法都不对2交通法规中规定，坐在小汽车前排的司机和乘客都应系上安全带，这主要是为了减轻在下列哪种情况出现时可能对人造成的伤害（ ）A车速太快B车速太慢C紧急刹车D突然启动32019丰台区高一检测如图所示，小明用水平方向的力推一木箱。小明发现：用力推时，木箱才能运动；撤去推力，木箱便停下来
17、。有四位同学对此过程发表了自己的看法，你认为正确的是（ ）A木箱的运动需要力来维持B木箱由静止到运动需要力的作用，由运动到静止不需要力的作用C撤去推力，木箱停下来是木箱具有惯性的表现D撤去推力，木箱停下来是由于摩擦力的作用42019洛阳高一检测关于牛顿第一定律，以下说法错误的是（ ）A牛顿第一定律又叫惯性定律B牛顿第一定律是牛顿通过大量实验总结出来的实验结论C牛顿第一定律说明一切物体都有惯性D牛顿第一定律说明力可以改变物体的运动状态52019岳阳高一检测如图所示，小车上竖直放置一个小木块，让木块随小车沿着桌面向右运动，当小车碰到挡板时，车上的木块向右倾倒。下列分析正确的是（ ）A木块上部有惯性
18、，下部没有惯性B惯性使木块具有倾倒的性质C小车碰到挡板时，木板上部受到了惯性力的作用而向前运动D木块底部受到摩擦力很快停止运动，上部没有受摩擦力由于惯性要继续运动6下列利用惯性或防止惯性带来危害的实例中，属于防止惯性带来危害的是（ ）A运动员跳远时，要奋力助跑B弓箭手拉弓射箭时，离弦的箭会继续飞行C驾驶员驾车行驶时，发现前方有障碍物要提前刹车D飞机飞行中空投物品时，要在到达空投目标上方前投下【参考答案】【学习过程】三、答案：（1）（2）（3）（4）（5）训练1解析：选BCD。亚里士多德认为，必须有力作用在物体上，物体才能运动，A错；由伽利略理想斜面实验知，B对；由笛卡儿观点知，C对；由惯性定律
19、知，D对。训练2解析：选BC。可通过以下表格对各选项逐一分析选项过程分析结论A若小球向前滚动，可知小球的速度大于列车的速度，知列车的速度减小B若小球向后滚动，可知列车的速度大于小球的速度，可知列车的速度增加，做加速运动C磁悬浮列车急刹车时，小球因为有惯性，要保持原来的匀速直线运动状态，所以小球运动的速度要大于磁悬浮列车运动的速度，即小球要相对磁悬浮列车向前滚动D训练3解析：选A。惯性是物体的固有属性，大小与物体的质量有关，质量相同的物体，惯性相同，A项正确；惯性是物体的固有属性，所有物体都有惯性，与是否受力无关，B项错误；惯性是物体的固有属性，大小与物体的质量有关，质量越大，惯性越大，与速度的
20、大小无关，C项错误；惯性是物体的固有属性，大小与物体的质量有关，质量越大，惯性越大，与其他任何因素无关，D项错误。达标检测1解析：选B。伽利略的理想实验是建立在可靠的事实基础之上的。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。2解析：选C。小汽车车速太快或太慢时，只要速度不发生变化，人就不会向前冲或向后仰，所以不会使人受伤，故选项A、B不符合题意；当紧急刹车时，车停止而人由于惯性向前冲，安全带可以防止人向前冲而受伤，故选项C符合题意；突然启动时，人会向后仰，有靠背支撑，安全带不起作用，故选项D不符合题意。3答案：D4解析：选B。牛顿第一定律又叫惯性定律，选
21、项A正确；牛顿第一定律是牛顿在伽利略实验的基础上，通过抽象推理总结出来的结论，选项B错误；牛顿第一定律说明一切物体都有惯性，选项C正确；牛顿第一定律说明力可以改变物体的运动状态，选项D正确。5解析：选D。惯性的大小与物体的运动状态无关，木块的上部与下部都有惯性，选项A错误；当小车碰到挡板后，由于惯性，木块具有保持原来的速度运动的性质，选项B错误；小车碰到挡板时，木块上部由于惯性才具有倾倒的性质，不能说受到了惯性力的作用而向前运动，选项C错误、选项D正确。6解析：选C。运动员跳远时，要奋力助跑，是利用人的惯性，选项A错误；弓箭手拉弓射箭时，离弦的箭会继续飞行是利用箭的惯性，选项B错误；驾驶员驾车行驶时，发现前方有障碍物要提前刹车，避免紧急刹车时人由于惯性而继续向前运动，发生交通事故，选项C正确；飞机空投物品是利用物品具有惯性保持继续向前运动的状态，从而顺利到达目的地，是利用惯性，选项D错误。
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