1、第一节牛顿第一定律核心素养目标新课程标准使学生认识到正确的物理思想往往来之不易，需要一代代科学家不懈探索，正确的物理思想和规律，对生活的影响也是巨大的1.了解牛顿第一定律的发现过程，体会人类认识事物本质的曲折过程，培养学生严谨的科学态度。2理解牛顿第一定律的内容，并能对该定律所揭示的运动和力的关系问题有较深刻的理解。3了解伽利略的理想斜面实验和相应的推理过程，培养学生科学推理和想象能力。4理解惯性的概念，会解释有关的惯性现象知识点一人类对运动和力的关系的认识历程情境导学1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？提
2、示：不等。滚上另一斜面的最大高度小于h。(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？提示：等于h。(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？提示：能，通过的路程变大。(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：不能，永远运动下去。2图1是伽利略针和单摆实验装置示意图。将一单摆上端固定，摆球拉向一边，由静止释放小球，小球会摆到另一边，用水平尺子标记其高度，思考下列问题：(1)图2是伽利略针和单摆实验过程示意图
3、。将单摆悬挂在定点O处，将小球拉到左边A处，与尺子同高度的地方，从静止释放小球，可以观察到什么现象？小球运动到右边，能达到与左边A处同等高度的位置吗？提示：小球能到达与左边A处同等高度的位置。(2)在小球悬点O的正下方O1处固定一根针，当球由左边A处往右边摆动时，碰到针，它还会摆到与左边A处相同的高度吗？提示：还会摆到与左边A处相同的高度。(3)提高针的位置至点O2，小球还会摆到与左边A处相同的高度吗？提示：会摆到与左边A处相同的高度。(4)多次改变小球的悬点并观察小球的运动路径，受到了什么启发？这个轨迹跟哪个实验相似？提示：小球总能上升到原来的高度，针的位置越高，小球运动的轨迹越长，运动得越
4、远。这个实验与理想斜面实验相似。知识梳理人类对运动和力的关系的认识历程代表人物主要观点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，物体就要静止在某个地方伽利略力不是维持物体运动的原因笛卡尔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着一条直线运动，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)笛卡尔认为物体的运动状态不需力来维持。()(3)伽利略的理想斜面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，理想实验是人们在抽象思维中设想出来而实
5、际上无法做到的实验。知识点二牛顿的总结知识梳理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，直到有外力迫使它改变这种状态为止。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，叫作惯性。牛顿第一定律也叫作惯性定律。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，而是使物体产生加速度的原因。(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
6、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情境导学沪杭高铁的列车最高速度可以达到400多千米每小时，是世界上跑得最快的列车。列车速度快了，惯性大了，刹车也困难了，你认为这种说法正确吗？提示：这种说法是错误的。惯性是物体的固有属性，只与物体的质量有关，列车提速后，其质量不变，惯性也不变。知识梳理1决定物体惯性大小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
7、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。伽利略理想斜面实验要点归纳1伽利略的理想斜面实验推论：一切运动着的物体在没有受到外力作用的时候，它的速度将保持不变，并且一直运动下去。2伽利略理想斜面实验的意义：伽利略理想斜面实验是以可靠的实验事实为基础，经过抽象思维，抓住主
8、要因素，忽略次要因素，从而更深刻地揭示了自然规律。伽利略的研究方法的核心是把实验和逻辑推理相结合。例题1(多选)17世纪，意大利物理学家伽利略根据实验指出：在水平面上运动的球之所以会停下来，是因为受到摩擦阻力，水平面越光滑，球会运动得越远。这里的实验是指伽利略所做的斜面实验，关于该实验，你认为下列陈述正确的是()A该实验是理想实验，是在思维中进行的，无真实的实验基础，故其结果是不可信的B该实验是以可靠的事实为基础，经过抽象思维，抓住主要因素，忽略次要因素，从而更深刻地反映了自然规律C该实验否定了亚里士多德“力是维持物体运动的原因”的错误概念D该实验为牛顿第一定律的提出提供了有力的实验依据解析伽
9、利略的斜面实验是以可靠的事实为基础，经过抽象思维，抓住主要因素，忽略次要因素，推理得出的结论，故A错误，B正确；伽利略由此推翻了亚里士多德的观点，认为力不是维持物体运动的原因，故C正确；该实验为牛顿第一定律的提出提供了有力的实验依据，牛顿总结了前人的经验，提出了牛顿第一定律，故D正确。答案 BCD针对训练关于伽利略理想斜面实验的说法正确的是()A完全是理想的，没有事实为基础，这种实验方法不可取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完全光滑的斜面是不存在的，因此伽利略理想斜面实验没有实际意义D理想实验所得到的结论是不可靠的解析：选B在伽利略研究力与运动的关系时，是在斜面实验的基
10、础上，成功地设计了理想斜面实验，他以实际的实验为依据，抓住了客观事实的主要因素，忽略了次要因素，从而能够更深刻地揭示了自然规律；因此理想实验是实际实验的延伸，而不是实际的实验，是建立在实际事实基础上的合乎逻辑的科学抽象推断，故A、C、D错误，B正确。对牛顿第一定律的理解问题探究冰壶在冰面上的运动，如果摩擦阻力比较大，冰壶很快停下来；如果摩擦阻力很小，可以忽略，冰壶将永远运动下去。试结合上述现象讨论：(1)运动和力有什么关系？(2)运动的物体如果不受外力作用将处于什么状态？提示：(1)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)原来运动的物体不受外力时，将以原来的速度做匀速直
11、线运动。要点归纳1运动状态改变的三种情况 (1)速度的方向不变，大小改变。 (2)速度的大小不变，方向改变。 (3)速度的大小和方向都改变。2对牛顿第一定律的理解例题2关于牛顿第一定律，下列说法中正确的是()A牛顿第一定律是利用逻辑思维对事物进行分析的产物，不可能用实验直接证明B不受力作用的物体是不存在的，故牛顿第一定律的建立毫无意义C牛顿第一定律表明，物体只有在不受外力作用时才具有惯性D牛顿第一定律表明，物体只有在静止或做匀速直线运动时才具有惯性思路点拨(1)牛顿第一定律给出了物体不受力作用时的运动规律，同时也说明了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。(2)牛顿第一定律
12、是牛顿在前人实验的基础上根据逻辑推理得出的，是以实验为基础，但又不是完全通过实验得出的。解析牛顿第一定律是牛顿在伽利略等前人实验的基础上，根据逻辑推理得出的，是以实验为基础，但又不是完全通过实验得出的，故A正确；虽然不受力作用的物体是不存在的，但牛顿第一定律给出了物体不受力作用时的运动规律，是牛顿第二定律的基础，也为科学的发展奠定了基础，故B错误；牛顿第一定律表明物体具有保持原来运动状态的性质，即惯性，惯性的大小与物体的受力情况和运动情况均无关，故C、D错误。答案A牛顿第一定律巧应用(1)由“因”索“果”：在判断运动和力之间的关系时，一定要把握准牛顿第一定律的含义，即力是改变物体运动状态的原因
13、，而不是维持物体运动状态的原因。(2)由“果”索“因”：如果物体的运动状态发生改变，则物体必然受到不为零的合外力的作用，所以判断物体的运动状态是否改变以及如何改变，应分析物体的受力情况。(3)应用步骤：应用牛顿第一定律解释有关现象时，一要看物体原来的运动状态，二要看物体现在的受力情况，最后判断由于物体具有惯性将会出现的现象。 针对训练(多选)关于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在水平地面上滑动的木块最终停下来，是由于没有外力维持木块运动D奔跑的运动员遇到障碍而被绊倒，这是因为他受到外力作用迫使他改变原来的运
14、动状态解析：选ABD牛顿第一定律描述了物体不受外力作用时的运动规律，即总保持匀速直线运动状态或静止状态，故A、B正确；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，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，是由于受到摩擦阻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原来的运动状态，故C错误，D正确。惯性的理解及应用问题探究如图所示，一个玻璃杯内盛有半杯水，上面盖一块塑料板，板上放一个鸡蛋，用小木棒猛击塑料板，塑料板离杯飞出，鸡蛋却稳稳地落入杯中。如何解释这一现象？提示：猛击塑料板，塑料板在水平方向快速离开杯子，由于鸡
15、蛋具有惯性，鸡蛋仍要保持原来的静止状态，但去掉塑料板后，塑料板对鸡蛋的支持力消失，鸡蛋在重力作用下落入杯中。要点归纳1惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性，其大小仅由质量决定，与物体的运动状态无关，与是否受力无关，与物体的速度大小无关。2惯性的表现(1)在不受力的条件下，惯性表现为“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。例题3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，所以质量相同的物体在月球上比在地球上
16、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，它们的惯性的大小一定相同思路点拨(1)惯性是物体的固有属性，其大小只与质量有关，质量越大，惯性越大。(2)惯性的大小和物体是否运动、是否受力以及运动的快慢没有任何关系。解析物体的惯性只与物体的质量有关，两个质量相同的物体，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。答案D正确理解惯性的概念(1)惯性不是力，而是物体的固有属性，“产生了惯性”“受到了惯性力”等说法都是错误的。(2)惯性与惯性定律两者意义不同，前者指物体性质，后者指规律。 针对训练下列关于惯
17、性的说法中正确的是()A物体惯性的大小仅由质量决定，与物体的运动状态和受力情况无关B物体加速度越大，说明它的速度改变越快，因此加速度越大的物体惯性越小C行驶的火车速度大，刹车后向前运动距离长，这说明物体速度越大，惯性越大D做自由落体运动的物体处于完全失重状态，因此做自由落体运动的物体无惯性解析：选A惯性是物体的固有属性，任何物体惯性的大小仅由质量决定，与物体的运动状态和受力情况无关，故A正确，B、C、D错误。1中国古代科技取得了辉煌的成就，在很多方面走在世界前列。例如春秋战国时期，墨家的代表人物墨翟在墨经中，就已对力进行了比较科学的阐述：“力，刑(形)之所以奋也”。这句话的意思是：力能使物体由
18、静止开始运动，或使运动的物体运动得越来越快。下列说法中，与墨翟对力的阐述最接近的是()A力是维持物体运动的原因B力是物体位移变化的原因C力是物体位置变化的原因D力是物体运动状态改变的原因解析：选D由题意可知：“力，刑(形)之所以奋也”这句话的意思是：力能使物体由静止开始运动，或使运动的物体运动得越来越快，即力起到了改变物体运动状态的作用，与力是物体运动状态改变的原因最接近，故D正确。2关于伽利略的理想实验，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
19、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。3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，和物体的运动状态无关，A正确，B、C、D错误。4.如图所示，一个盛水的容器固定在一个小车上，在容器中分别用绳悬挂和拴住一只铁球和一只乒乓球。容器中的水和铁球、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
20、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：选A静止的小车突然向右运动，即向右加速运动，由于与同体积的“水球”相比，铁球质量大、惯性大，铁球的运动状态难改变，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，而且水和车一起向右加速运动，所以当小车突然向右运动时，铁球相对于小车向左运动。同理，由于乒乓球与同体积的“水球”相比，质量小、惯性小，故乒乓球相对于小车向右运动。故A正确。5.如图所示，在一辆表面光滑的小车上，有质量分别为m1和m2的两个小球(m1m2)随车一起匀速运动。当车突然停止时，如不考虑其他阻力，设车无限长，则两个小球()A一定相碰B一定不相碰C不一定相碰 D.难以确定解析：选B因为小车表面光滑，因此，不论小车如何运动，两小球在水平方向均不受力，根据牛顿第一定律可知它们将保持匀速运动状态，又因为两球速度相等，故两球一定不会相碰。故B正确。