1、第一节牛顿第一定律学习目标：1.物理观念知道惯性的概念，理解其含义；知道牛顿第一定律的内容和意义，能解释相关的实际问题2.科学思维掌握牛顿第一定律及惯性，并能应用解释有关现象，学会理想实验法3.科学探究能够跟随大师脚步用理想实验探究规律，学会与他人合作交流，探讨物理规律4.科学态度与责任体会在实验中尊重事实，实事求是，敢于大胆质疑积极探索科学规律的宝贵品质，愿为科学进步作出贡献而努力一、伽利略的理想实验1亚里士多德认为：维持物体运动需要力2伽利略的理想实验(1)斜面实验：将轨道弯成曲线，在轨道的一边释放一颗钢珠，如果不存在摩擦力，钢珠将上升到轨道另一边与原来的释放高度相同的点减小另一边斜面的倾
2、角，钢珠滚动的距离增大，当另一边斜面放平，钢珠将永远运动下去(2)推理结论：物体的运动不需要力来维持二、牛顿第一定律1内容：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牛顿第一定律的意义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的原因说明：维持运动是惯性，改变运动是力的原因三、惯性1惯性定义物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质称为惯性2惯性是物体的固有属性，与物体的受力情况及运动情况无关注意：一切物体任何情况下都有惯性1思考判断(正确的打“”，错误的打“”)(1)伽利略的理想实验是科学的理想实验()(2)牛顿第一定律说明力是
3、改变物体运动状态的原因()(3)任何物体只要运动状态不变，它一定不受外力作用()(4)物体的运动状态发生变化，是物体有惯性的原因()2牛顿第一定律揭示了()A若物体运动，它一定受力B物体不受力，它一定静止C力的作用就是维持物体运动D物体在任何情况下都有惯性D牛顿第一定律揭示了力与运动的关系，即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，A、C错；物体若不受力，将会保持静止或匀速直线运动状态不变，B错；牛顿第一定律还揭示了任何物体都具有惯性，因此又叫惯性定律，D对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静止的火车启动时
4、，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C惯性大小只与物体质量有关，与物体的速度无关，故A错误；质量是物体惯性大小的唯一量度，火车速度变化慢，表明它的惯性大，是因为它的质量大，与是否静止无关，故B错误；乒乓球能被快速抽杀，表明它的运动状态容易发生改变，是因为它的惯性小，故C正确；一切物体在任何情况下都有惯性，故D错误力和运动状态很多同学都很喜欢足球运动，在一次比赛中，对于被运动员踢出的在水平草地上运动的足球请探究：(1)甲同学认为足球受重力、支持力、空气和草地的阻力，还有向前的推力，你认为他的观点正确吗？(2)乙同学认为足球之所
5、以会停下来，原因是足球受到阻力改变了其运动状态，你认为他的观点正确吗？提示：(1)不正确，足球没有受到向前的推力(2)正确1亚里士多德的观点：力是维持物体运动的原因两千多年前，人们的观测方法、手段有限，主要凭“直觉观察”得出这样一个错误结论力是维持物体运动的原因而在当时也没有更先进的观测手段去否定这样一个错误结论，在以后的两千年内，动力学一直没有多大的发展，总认为有力的作用，物体才会运动，没有力的作用，物体就会停下来2伽利略的理想斜面实验甲乙丙如图甲所示，让小球沿一个斜面从静止滚下，小球将滚上另一个斜面如果没有摩擦，小球将上升到原来的高度如果第二个斜面倾斜角度小，如图乙，小球在这个斜面上达到原
6、来的高度就要通过更长的路程，继续减小第二个斜面的倾斜角度，如图丙，使它最终成为水平面，小球就再也达不到原来的高度，而沿水平面以恒定的速度持续运动下去3伽利略的思想方法伽利略用“实验科学推理”的方法推翻了亚里士多德的观点伽利略的理想斜面实验虽然是想象中的实验，但这个实验反映了一种物理思想，它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伽利略的观点：在水平面上的物体，设想没有摩擦，一旦物体具有某一速度，物体将保持这个速度一直运动下去4笛卡儿的观点若没有其他原因，运动物体将继续以原来的速度沿直线运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向笛
7、卡儿补充和完善了伽利略的观点【例1】理想实验有时能更深刻地反映自然规律伽利略设想了一个理想实验，下面对如图所示的斜面实验的设想步骤中，有一个是实验事实，其余是推论减小第二个斜面的倾角，小球在这斜面上仍然要达到原来的高度两个对接的斜面，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，最后使它变成水平面，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_(只要填写序号即可)(2)在上述的设想步骤中，有的属于可靠的事实，有的则是理想化的推论下列关于事实和推论的分类正确的是()A是事实，是推论 B是事实
8、，是推论C是事实，是推论D是事实，是推论思路点拨理想实验是一种思维活动，是抽象思维中设想出来的、无法做到的实验，但是理想实验是建立在可靠事实的基础上的解析本题考查对理想斜面实验的理解只有是事实，其他是推论(1)排列顺序为；(2)应选B.答案(1)(2)B对理想实验的认识“理想实验”虽然叫作“实验”，但它同真实的科学实验是有区别的真实的科学实验是一种实践活动，而“理想实验”则是一种思维的活动，前者是可以将猜想通过物理过程实现的实验，后者则是人们在抽象思维中设想出来而实际上无法做到的“实验”跟进训练1伽利略的理想斜面实验说明()A力是维持物体运动的原因B力是保持物体速度不变的原因C力是使物体产生加
9、速度的原因D力不是维持物体运动的原因D伽利略的理想斜面实验说明力不是维持物体运动的原因，不受外力作用的物体能保持原来的运动状态力是使物体产生加速度的原因不是由伽利略的斜面实验得出的牛顿第一定律自行车是最常见的交通工具，而且绿色、低碳、环保请探究：(1)如果要使自行车在平直公路上匀速行驶，必须不断蹬踏，是否违背牛顿第一定律(2)如果不给自行车提供力，自行车会慢慢停止，是否说明第一定律是违背事实的？提示：(1)不违背因人与自行车所受合外力为零，故匀速直线运动(2)不违背说明力是改变物体运动状态的原因1对牛顿第一定律的理解(1)定性说明了力和运动的关系：力是改变物体运动状态的原因，或者说力是产生加速
10、度的原因，而不是维持物体运动状态的原因物体不受外力时的运动状态：匀速直线运动状态或静止状态(2)揭示了一切物体都具有一种固有属性惯性因此牛顿第一定律也叫惯性定律2物体运动状态的变化即物体运动速度的变化，有以下三种情况(1)速度的方向不变，只有大小改变(物体做直线运动)(2)速度的大小不变，只有方向改变(物体做曲线运动)(3)速度的大小和方向同时发生改变(物体做曲线运动)3注意(1)牛顿第一定律所描述的是物体不受外力作用时的状态，与物体所受合外力为零是等效的(2)牛顿第一定律不是实验定律，它是在理想实验的基础上总结得出的【例2】如图所示，在一辆表面光滑且足够长的小车上，有质量为m1和m2的两个小
11、球(m1m2)，两个小球随车一起运动，当车突然停止运动时，若不考虑其他阻力，则两个小球()A一定相碰B一定不相碰C不一定相碰D无法确定思路点拨小车上表面光滑且足够长，说明小车停止运动后，两小球在水平方向不受外力的作用，且不会滑离小车两小球随车一起运动，说明两球与小车的速度均相同B小车表面光滑，因此两小球在水平方向上没有受到外力的作用原来两个小球与小车具有相同的速度，当车突然停止运动时，由于惯性，两个小球的速度不变，所以不会相碰牛顿第一定律巧应用(1)由“因”索“果”：在判断力与运动之间的关系时，要把握牛顿第一定律的含义，即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)由“果”索
12、“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：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跟进训练2火车在长直水平轨道上匀速行驶，在门窗紧闭的车厢内，有一个人竖直向上跳起，发现仍落回到车上原处，这是因为()A人跳起时会得到一个向前的冲力，使他随火车一起向前运动B人跳起的瞬间，车厢的地板给他一个向前的力，推动他随火车一起向前运动C人跳起后，车在继续前进，所以人落下后必定偏向后一些，只是由于时间很短，偏后的距离太小，不明显而已D人跳起后直到落地，在
13、水平方向上人和车始终具有相同的速度D人向上跳起后，由于惯性保持向前的运动速度，所以人在空中时在向前的方向上仍具有和火车一样的速度，从而落回到车上的原处惯性如图为月球车示意图，在探究月球的奥秘中起到很大作用请探究：(1)当该月球车分别在地面和月面以相同速率行驶时，因在地球上所受重力大，所以说惯性大，这种说法对吗？(2)当月球车运动速度大比运动速度变小时难以停下来，是不是速度大时，惯性大？提示：(1)不是惯性只与质量有关，质量不变惯性不变(2)不是1惯性的理解(1)惯性是物体保持原状态的一种性质，是物体维持运动状态的原因(2)一切物体都具有惯性，惯性是物体的固有属性2惯性的表现形式(1)物体不受力
14、时，惯性表现为保持原来的运动状态(2)物体受力且合力不为零时，物体仍然具有惯性，此时惯性表现为物体运动状态改变的难易程度，惯性越大，物体运动状态越难改变3几个关系(1)惯性与质量的关系：质量是物体惯性大小的唯一量度，质量越大，惯性越大(2)惯性与力的关系：惯性不是力，而是物体本身固有的一种性质，惯性大小与物体的受力情况无关(3)惯性与速度：一切物体都有惯性，惯性大小与物体是否有速度及速度的大小无关(4)惯性与惯性定律：惯性是物体具有的一种固有属性，惯性定律是物体不受外力时所遵循的一条规律，惯性不同于规律惯性定律揭示了物体的惯性【例3】关于惯性，下列说法中正确的是()A同一汽车，速度越快，越难刹
15、车，说明物体速度越大，惯性越大B物体只有静止或做匀速直线运动时才有惯性C乒乓球可以快速扣杀是因为乒乓球的惯性小D已知月球上的重力加速度是地球上的，故一个物体从地球移到月球惯性减小为思路点拨惯性只与质量有关，与速度、重力等均无关C物体的惯性大小与物体的运动状态无关，只与物体的质量有关，所以惯性与速度的大小无关，故选项A、B错误；乒乓球可以快速扣杀，是因为乒乓球的质量小，所以它的惯性小，故选项C正确；在月球上和在地球上，重力加速度的大小不一样，所以受到的重力的大小也就不一样，但质量不变，惯性也不变，故选项D错误惯性的特性(1)普遍性：一切物体都有惯性(2)唯一性：质量是惯性大小的唯一量度(3)无关
16、性：惯性大小与运动状态无关，与受力情况及所处位置无关跟进训练3在物理课上，老师在讲解“惯性”概念时，做了一个小实验：用两根细绳分别悬挂一个乒乓球和一个同体积的实心小铁球，用力对着乒乓球吹气，乒乓球偏离了竖直方向；用几乎同样大的力对着小铁球吹气，小铁球几乎没有动这个实验主要说明的物理问题是()A只有运动的物体才具有惯性B只有静止的物体才具有惯性C物体的质量越大，其具有的惯性也越大D一切物体都具有惯性C物体在任何情况下都有惯性，物体惯性的大小仅由其质量大小决定，质量越大，惯性越大1物理观念：牛顿第一定律、惯性2科学思维：理想实验对牛顿第一定律和惯性的理解及应用3科学方法：假设法、极限法、逻辑推理法
17、1关于力和运动的关系，下列说法正确的是()A物体受力才会运动B力是使物体运动状态发生改变的原因C停止用力，运动的物体就会停止D力是使物体保持静止或匀速直线运动状态的原因B由牛顿第一定律可知，力的作用不是使物体产生运动，而是使物体改变运动状态，如果物体原来是运动的，不受力将永远运动下去，即物体的运动不需要力来维持，选项A、C错误，B正确；物体保持静止或匀速直线运动状态，是物体不受力或所受合外力为零时的运动规律，并不是力作用的结果，选项D错误2下列关于惯性的说法正确的是()A空间站中的物体由于处于失重状态会失去惯性B羽毛球可以快速扣杀，是因为羽毛球惯性小C静止的火车启动十分缓慢，说明火车静止时惯性
18、较大D从高处下落的玻璃杯比从低处下落的玻璃杯容易碎，是因为前者惯性比较大B惯性是物体的固有属性，在任何情况下都有惯性，失重时也有惯性，故A错误；物体的惯性只与物体的质量有关，羽毛球的质量小，惯性小，容易扣杀，故B正确；惯性与速度无关，故C错误；惯性与物体所处的位置高度无关，故D错误3关于牛顿第一定律，下面说法中错误的是()A牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时物体的运动规律B牛顿第一定律就是惯性C不受外力作用时，物体运动状态保持不变是由于物体具有惯性D运动的物体状态发生变化时，物体必定受到外力的作用B牛顿第一定律有三层含义：不受力时物体将保持静止状态或匀速直线运动状态，是由于一切物体均有惯性，
19、故C说法正确；受到力的作用物体的运动状态会发生变化，揭示出力是改变物体运动状态的原因，故D说法正确；定律指出了物体在不受力时的运动状态，故A说法正确；牛顿第一定律并不是惯性，惯性是物体的一种性质，而牛顿第一定律是物体的运动规律，是两个不同的概念，不可混为一谈，故B说法错误4关于牛顿第一定律，下列说法正确的是()A牛顿第一定律是依靠实验事实，直接归纳总结得出的B根据牛顿第一定律可知，力是维持物体运动的原因C惯性是物体的固有属性，物体的质量越大，惯性越大D物体保持静止或匀速直线运动状态时有惯性，加速时没有惯性C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
20、是完全通过实验得出，A错误；根据牛顿第一定律可知，力是改变物体运动状态的原因，不是维持物体运动的原因，B错误；惯性是物体的固有属性，一切物体在任何情况下都有惯性，惯性的大小只与物体的质量有关，与物体的运动状态、是否受力等因素没有关系，物体的质量越大，惯性越大，C正确，D错误5.如图所示是一种汽车安全带控制装置当汽车处于静止或匀速直线运动时，摆锤竖直悬挂，锁棒水平，棘轮可以自由转动，安全带能被拉动当汽车突然刹车时，摆锤由于惯性绕轴摆动，使得锁棒锁定棘轮的转动，安全带不能被拉动，若摆锤从图中实线位置摆到虚线位置问题：(1)汽车的可能运动方向和运动状态如何？(2)当汽车停下来时，安全带能被拉动吗？分析：(1)当摆锤摆到图中虚线位置时，汽车可能向右减速，也可能是向左加速运动(2)当汽车停止时，又恢复到实线位置，安全带能被拉动
