1、第1节牛顿第一定律物理观念(1)通过阅读课本，知道在研究“运动和力的关系”上的代表人物及其各自的观点。(2)通过具体实例，知道质量是惯性大小的量度，体会生活中惯性的应用与防止。科学探究通过实验操作，理解伽利略的理想实验及其推理过程，感受理想实验是科学研究的重要方法。科学思维通过阅读课本，理解并掌握牛顿第一定律的内容和意义。知识点一理想实验的魅力情境导学伽利略理想斜面实验如图所示，小球沿斜面由静止滚下，再滚上另一斜面。(1)在实际生活中，小球滚上另一斜面的最大高度等于h吗？(2)设想斜面是光滑的，小球滚上另一斜面的最大高度等于h吗？(3)设想斜面是光滑的，若减小第二个斜面的倾角，小球还能滚到另一
2、斜面高h处吗？与没减小斜面倾角之前相比，小球滚到另一斜面高h处通过的路程如何变化？(4)设想第二个斜面变成水平面，这时小球试图滚上另一斜面的相同高度，但永远达不到。这时小球的运动能停下来吗？提示：(1)不等。滚上另一斜面的最大高度小于h。(2)等于h。(3)能，通过的路程变大。(4)不能，永远运动下去。知识梳理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，物体就要静止在某个地方。2伽利略的理想实验(1)斜面实验让静止的小球从第一个斜面滚下，冲上第二个斜面，如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度；减小第二个斜面的倾角，小球滚动的距离增大，但所达到的高度相同；当第二个斜
3、面放平，小球将永远运动下去。(2)伽利略的观点：力不是(选填“是”或“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，既不会停下来，也不会偏离原来的方向。初试小题1判断正误。(1)亚里士多德认为力是维持物体运动的原因。()(2)笛卡儿认为物体的运动状态不需力来维持。()(3)伽利略的理想实验说明了力是维持物体运动的原因。()2思考题。“理想实验”能否通过科技的不断发展而变成真实的科学实验？提示：不能，理想实验是人们在实验事实的基础上经过抽象思维设想出来而实际上无法做到的实验。知识点二牛顿第一定律情境导学历史上有人提出过这种环游世界
4、的方式：游客乘坐热气球悬浮在一定高度，由于地球的自转，一昼夜就可以环游世界。这个设想可行吗？提示：不行，热气球相对地面上的物体仍然保持静止。知识梳理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：物体这种保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质，叫作惯性。牛顿第一定律也被叫作惯性定律。3意义(1)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。(2)揭示了一切物体都具有的一种固有属性惯性。初试小题1判断正误。(1)牛顿第一定律是可以通过实验验证的。()(2)牛顿认为力的真正效应总是改变物体的速度，而不仅仅
5、是使之运动。()(3)牛顿第一定律说明一切物体都具有惯性。()2思考题。如图所示，用力踢球，球才会运动起来，难道不能证明有力才有运动，运动需要力来维持吗？提示：不能，正是由于脚对球的力，改变了球原来的运动状态(静止)，故力是改变物体运动状态的原因。脚离开球后，脚不再给球作用力，球仍然运动，故不是有力才有运动，力不是维持物体运动的原因。知识点三惯性与质量知识梳理1描述物体惯性的物理量是它的质量。质量大的物体惯性大。2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。初试小题1判断正误。(1)物体的惯性大小决定于物体的质量大小。()(2)物体只有处于静止状态或匀速直线
6、运动状态时才有惯性。()2思考题。有人说“只有做匀速直线运动或静止的物体才具有惯性”，也有人说“速度越大惯性越大”“受力越大惯性越小”，这些说法对吗？提示：不对，惯性是物体的固有属性，只与物体的质量有关，与物体的运动状态和受力情况无关。伽利略理想实验的理解要点归纳1伽利略的理想实验的推论：一切运动着的物体在没有受到外力的时候，它的速度将保持不变，并且一直运动下去。2理想实验的意义(1)伽利略理想实验是以可靠的实验事实为基础，经过抽象思维，抓住主要因素，忽略次要因素，从而更深刻地揭示了自然规律。(2)伽利略的理想实验是把实验和逻辑推理相结合的一种科学研究方法。例题1理想实验有时能更深刻地反映自然
7、规律。伽利略设想了一个理想实验，如图所示。下面是关于该实验被打乱的步骤：减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上仍然要达到原来的高度。图为两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面。如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度。继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成为水平面，小球将沿水平面做持续的匀速运动。(1)请将上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列_(填写序号即可)。(2)在上述的设想实验步骤中，有的属于可靠的实验事实，有的则是理想化的推论，请问步骤属于_。解析(1)理想实验的思想方法，即在实验事实的基础上，经过合理的想象，获取结论。针对题目所述的实验步骤，正确的排列顺
8、序是。(2)步骤属于可靠的实验事实。答案(1)(2)可靠的实验事实针对训练1伽利略的斜面实验证明了()A要使物体运动必须有力作用，没有力作用的物体将静止B要使物体静止必须有力作用，没有力作用的物体就运动C物体不受外力作用时，一定处于静止状态D力不是维持物体运动的原因解析：选D伽利略的斜面实验证明了：如果物体不受外力作用，运动的物体将继续以同一速度沿着一条直线运动下去，所以只有D正确。2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这个实验实际上是
9、永远无法做到的C利用气垫导轨，就能使实验成功D要使物体运动就必须有力的作用，没有力的作用物体就静止解析：选B理想实验在实际情况下是永远不能实现的，其条件永远是理想化的，选项B正确；即使接触面“相当光滑”，也不会达到没有摩擦力的程度，选项A错误；利用气垫导轨不能实现“理想”的条件，仍然存在一定的阻力，只不过阻力很小而已，选项C错误；力是改变物体运动状态的原因，并不是维持物体运动状态的原因，选项D错误。牛顿第一定律的理解问题探究火车在某段东西方向的水平轨道上匀速行驶，某时刻发现杯子向西倾倒，火车可能如何运动？提示：可能向东加速，也可能向西减速。要点归纳1运动状态改变的三种情况(1)速度的方向不变，
10、大小改变。(2)速度的大小不变，方向改变。(3)速度的大小和方向同时发生改变。2对牛顿第一运动定律的理解牛顿第一定律的含义提出了惯性的概念物体具有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质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物体不受外力时将保持原来的运动状态，可以把“不受外力”拓展延伸为“所受外力的合力为0”注意的问题牛顿第一定律不是实验定律，源于伽利略的理想实验牛顿第一定律是在理想实验的基础上加以科学推理和抽象得到的，但该定律经过实践证明是正确的牛顿第一定律是普遍规律，适用于一切物体例题2如图所示，一个劈形物体M，各面均光滑，放在固定的斜面上，上表面水平，在
11、劈形物体上表面上放一光滑小球m，劈形物体从静止开始释放，则小球在碰到斜面前的运动轨迹是()A沿斜面向下的直线B竖直向下的直线C无规则直线 D抛物线思路点拨(1)光滑小球m在水平方向不受外力作用。(2)光滑小球m在竖直方向上受重力和M的支持力作用。解析由于劈形物体M各面均光滑，所以小球m在水平方向上不受力的作用，故小球m在水平方向上将保持“静止”状态；小球m在竖直方向上受到重力及物体M的支持力作用，当劈形物体从静止开始释放后，小球在碰到斜面前在竖直方向的运动状态也发生改变。故答案应选B。答案B理解牛顿第一定律应注意以下两点(1)力是改变物体运动状态的原因是指合外力不为零时，物体运动状态发生改变。
12、但力与速度的大小、方向之间没有必然的关系。(2)物体不受外力的实际情况是指物体所受合外力为零，此时物体运动状态不发生改变。 针对训练1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解析：选B牛顿第一定律说明一切物体都具有保持速度不变的性质，故又叫惯性定律，故A正确；牛顿第一定律是在实验的基础上进一步推理概括出来的科学理论，而不是直接通过实验得出的，故B错误；牛顿第一定律揭示了一切物体都具有惯性，惯性是物体的固有属性，故C正确；牛顿第一定律告诉我们，一切
13、物体都有保持原来速度不变的性质，力不是维持物体运动的原因，力是改变物体运动状态的原因，故D正确。2如图所示，小球A静止放在小车的光滑底板上(设小车底板足够长)，当小车受到水平向右的力F作用时，小车从静止开始在水平面上做加速直线运动，则小球A相对于地面的运动情况是()A做匀速直线运动B处于静止状态C做与小车同方向速度越来越大的直线运动D做与小车反方向速度越来越大的直线运动解析：选B对小球受力分析可知，车内的小球只受竖直方向的重力和支持力，这两个力是一对平衡力，小球所受合外力为零，所以无论小车如何运动，小球相对于地面仍然处于静止状态，本题只有B正确。惯性的理解问题探究将玻璃瓶、胶带(表面光滑)、粉
14、笔从下到上叠放在一起，如果迅速地将胶带沿水平方向抽出，粉笔将会怎样运动？提示：竖直落入玻璃瓶中。要点归纳1惯性的“三性”普遍性一切物体都有惯性，惯性是物体的固有属性相关性惯性仅与质量有关唯一性质量是物体惯性大小的唯一量度2惯性与惯性定律的区别惯性惯性定律基本含义物体本身固有的一种属性物体运动的规律(牛顿第一定律)理解要点与是否运动无关，与速度大小无关与是否受力无关与所在位置无关只与质量有关无法用实验直接验证，它所描述的是一种理想状态，即不受力的状态当物体所受合力为0时，其效果跟不受力作用相同，但“所受合力为0”不能说成“不受力作用”与力的关系无关惯性不是一种特殊的“力”强调了力的作用效果改变运
15、动状态3惯性的表现(1)不受力时，惯性表现为保持原来的匀速直线运动状态或静止状态，有“惰性”的意思。(2)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，运动状态越难以改变。例题3如图所示，一个盛水的容器固定在一辆小车上，在容器中分别悬挂和拴住一只铁球和一只乒乓球，容器中水和铁球、乒乓球都处于静止状态，当容器随小车突然向右运动时，两球的运动状况是(以小车为参考系)()A铁球向左，乒乓球向右B铁球向右，乒乓球向左C铁球和乒乓球都向左D铁球和乒乓球都向右解析因为小车突然向右运动时，由于惯性，铁球和乒乓球都有向左运动的趋势，但由于与同体积的“水球”相比，铁球的质量大，惯性大，铁球的运动
16、状态难改变，即速度变化慢，而同体积的“水球”的运动状态容易改变，即速度变化快，而且水和车一起加速运动，所以小车加速运动时，铁球相对于小车向左运动；同理，由于与同体积的“水球”相比，乒乓球的质量小，惯性小，乒乓球向右运动，选项A正确。答案A有关惯性的五点提醒(1)惯性仅由物体的质量决定。(2)惯性与物体是否运动及运动状态是否变化无关。(3)惯性与物体是否受力无关，与受力的大小及方向无关。(4)惯性与物体的速度大小无关。(5)惯性不是一种力。针对训练1关于惯性的大小，下面说法中正确的是()A两个质量相同的物体，速度大的不容易停下来，所以速度大的物体惯性大B在月球上举重比在地球上容易，所以质量相同的
17、物体在月球上比在地球上惯性小C推动地面上静止的物体，要比维持这个物体做匀速运动所需的力大，所以物体静止时惯性大D两个质量相同的物体，不论速度大小如何，它们的惯性的大小一定相同解析：选D物体的惯性大小只与物体的质量有关，两个质量相同的运动物体，惯性大小相等，与速度和所处位置无关，故A、B、C错误，D正确。2如图所示，在匀速行驶的火车车厢内，有一人从B点正上方相对车厢静止释放一个小球，不计空气阻力，则小球()A可能落在A处B一定落在B处C可能落在C处 D以上都有可能解析：选B由于惯性，小球在水平方向保持与火车相同的速度，因此在下落时间内，两者水平位移相等，则小球落到B点，故B正确。1关于伽利略的理
18、想实验，下列说法正确的是()A完全是理想的，没有以事实为基础B是以可靠事实为基础，经科学抽象，深刻反映了自然规律C没有以事实为基础，只是理想推理D以上说法都不对解析：选B伽利略的理想实验，虽然不能实现，但却是以可靠事实为基础，经科学抽象，深刻反映了自然规律。2下列关于惯性的说法正确的是()A质量越大，物体的惯性越大B物体的运动状态改变了，则惯性大小随之变化C惯性是物体在匀速直线运动或静止时才表现出来的性质D由于子弹的速度越大，其杀伤力就越大，所以子弹的惯性大小与其速度大小有关解析：选A物体在任何状态下均有惯性，并且物体的惯性大小只与质量有关，和物体的速度无关，A正确，B、C、D错误。3某同学为
19、了取出如图所示羽毛球筒中的羽毛球，一手拿着球筒的中部，另一手用力击打羽毛球筒的上端，则()A此同学无法取出羽毛球B该同学是在利用羽毛球的惯性C羽毛球筒向下运动过程中，羽毛球受到向上的摩擦力才会从上端出来D羽毛球会从筒的下端出来解析：选B一手拿着球筒的中部，另一手用力击打羽毛球筒的上端，羽毛球筒在力的作用下向下运动，而羽毛球由于惯性而保持静止，所以羽毛球会从筒的上端出来，是在利用羽毛球的惯性，故B正确。4牛顿第一定律告诉我们，物体本身具有保持原有运动状态的属性，直到有外力迫使它改变这种状态。某人驾车行驶过程中，由于车辆故障，他要跳车自救。跳车时，他向哪个方向跳更安全？解析：面向着车辆行进的方向向后跳下，这样做可以有两个好处：一是减小了由于惯性身体拥有相对地面的速度，二是避免了仰面跌倒的危险。答案：见解析
