标签: 全国通用版2018-2019高中物理第四章牛顿运动定律1牛顿第一定律学案新人教版必修1   全国   通用版   2018   2019   高中物理   第四   牛顿   运动   定律   牛顿第一定律   新人   必修  
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doc 1 牛顿第一定律 [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及意义.3.明确惯性的概念,会解释有关的惯性现象. 一、理想实验的魅力 1.亚里士多德认为:必须有力作用在物体上,物体才能运动;没有力的作用,物体就要静止在一个地方. 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.当第二个斜面放平,小球将永远运动下去. (2)推理结论:力不是(填“是”或“不是”)维持物体运动的原因. 3.笛卡尔的观点: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,既不停下来也不偏离原来的方向. 二、牛顿物理学的基石——惯性定律 1.牛顿第一定律: 内容: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惯性.牛顿第一定律也叫做惯性定律. 三、惯性与质量 描述物体惯性的物理量是它们的质量,质量是物体惯性大小的惟一量度. 判断下列说法的正误. (1)伽利略的理想实验是永远无法做到的.(√) (2)伽利略的理想实验说明了力是维持物体运动的原因.(×) (3)牛顿第一定律是由实验直接归纳总结得出的.(×) (4)由牛顿第一定律可知,当一个做匀加速直线运动的物体所受外力全部消失时,物体立刻静止.(×) (5)速度越大,物体的惯性越大.(×) (6)受力越大,物体的惯性越大.(×) 一、对伽利略理想实验的理解 伽利略的斜面实验的各个过程,哪些可以通过实验完成?哪些是推理得出的? 答案 小球从斜面上滚下,可以滚上另一斜面,是实验事实,可以通过实验完成,其余各个结论是由推理得出的,不可以用实验完成. 1.伽利略的理想实验推论: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: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.伽利略的研究方法的核心是把实验和逻辑推理相结合. 例1 理想实验有时更能深刻地反映自然规律.如图1所示,伽利略设想了一个理想实验,其中有一个是实验事实,其余是推论. 图1 ①减小第二个斜面的倾角,小球在这一斜面上仍然要达到原来的高度; ②两个斜面对接,让静止的小球沿一个斜面滚下,小球将滚上另一个斜面; ③如果没有摩擦,小球将上升到原来释放的高度; ④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.①是事实,②③④是推论 B.②是事实,①③④是推论 C.③是事实,①②④是推论 D.④是事实,①②③是推论 答案 (1)②③①④ (2)B 解析 步骤②是理想实验的实验基础,属于可靠的事实,在此基础上利用推理,先得到小球不受阻力作用将上升到原来释放时的高度的推论,再设想减小第二个斜面的倾角直至第二个斜面成为水平面时,得到小球将匀速运动的推论.所以正确的排列顺序是②③①④,正确的分类是②是事实,①③④是推论. 【考点】伽利略的理想实验 【题点】伽利略的理想实验 二、对牛顿第一定律的理解 (1)日常生活中,我们有这样的经验:马拉车,车就前进,停止用力,车就停下来,是否有力作用在物体上物体才能运动呢?马不拉车时,车为什么会停下来呢? (2)如果没有摩擦阻力,也不受其他任何力的作用,水平面上运动的物体的运动状态会改变吗? 答案 (1)不是.因为受到阻力的作用. (2)如果没有摩擦阻力,也不受其他任何力的作用,水平面上运动的物体将保持这个速度沿直线永远运动下去. 1.运动状态改变即速度发生变化,有三种情况: (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)速度的大小和方向同时发生改变. 2.对牛顿第一定律的理解 (1)定性说明了力和运动的关系: ①力是改变物体运动状态的原因,或者说力是产生加速度的原因,而不是维持物体运动状态的原因. ②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的一种固有属性——惯性.因此牛顿第一定律也叫惯性定律. 例2 关于牛顿第一定律,下列说法中错误的是(  ) 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,物体的运动状态保持不变是由于物体具有惯性 D.物体的运动状态发生变化时,物体必定受到外力的作用 答案 B 解析 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,这是由于一切物体都具有惯性;受到力的作用物体的运动状态就要发生变化,从而揭示出力是改变物体运动状态的原因;指出了物体在不受力时的运动状态,故选项A、C、D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,两者是不同的概念,不可混为一谈,选项B错误. 【考点】牛顿第一定律 【题点】牛顿第一定律的理解 牛顿第一定律描述了物体不受外力作用时的状态——总保持原来的匀速直线运动状态或静止状态,同时揭示了力和运动的关系——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.分析此类问题时要注意牛顿第一定律与惯性的区别. 针对训练1 关于牛顿第一定律的下列说法中,正确的是(  ) A.牛顿第一定律是以伽利略的理想实验为基础的,因此可用实验来直接验证 B.牛顿第一定律中提出的物体不受外力作用的条件是不可能达到的,所以这条定律可能是错误的 C.牛顿第一定律实际上是伽利略一个人的研究成果 D.牛顿第一定律是在大量实验事实的基础上,通过进一步推理而概括总结出来的 答案 D 【考点】牛顿第一定律 【题点】牛顿第一定律的理解 三、惯性的理解和应用 (1)自行车比赛中,高速行进的自行车受到障碍物阻碍,人会向哪倒地?这是什么原因造成的? (2)“同一物体在地球上的重力比在月球上大,所以物体在地球上的惯性比在月球上的大”,这种说法对吗?为什么? 答案 (1)向前.这是因为人具有惯性. (2)不对.惯性只与质量大小有关,与地理位置无关.虽然物体在地球上的重力比在月球上大,但物体的质量不变,即惯性不变. 1.惯性是物体的固有属性,一切物体都具有惯性. 2.物体惯性的大小由质量决定,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. 3.惯性的表现 (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. 例3 关于物体的惯性,以下说法中正确的是(  ) A.物体的运动速度越大,物体越难停下来,说明运动速度大的物体惯性大 B.汽车突然减速时,车上的人向前倾,拐弯时人会往外甩,而汽车匀速前进时,车上的人感觉平稳,说明突然减速和拐弯时人有惯性,匀速运动时没有惯性 C.在同样大小的力的作用下,运动状态越难改变的物体,其惯性一定越大 D.在长直水平轨道上匀速运动的火车上,门窗紧闭的车厢内有一人向上跳起后,发现落回原处,这是因为人跳起后,车继续向前运动,人落下后必定向后偏些,但因时间太短,偏后距离太小,不明显而已 答案 C 解析 物体的惯性大小只由质量决定,与物体的速度大小无关,A错误;一切物体均有惯性,不论物体处于加速、减速还是匀速运动状态,B错误;同样大小的力作用于物体上,运动状态越难改变,说明物体保持原来运动状态的本领越大,惯性也越大,所以C正确;人向上跳起后,人在水平方向不受外力作用,由于惯性,人在水平方向的速度不变,与车速相同,因此仍落在车厢内原处,D错误. 【考点】惯性 【题点】对惯性的理解 针对训练2 关于物体的惯性,下列有关说法正确的是(  ) A.物体抵抗运动状态变化的性质是惯性 B.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原来的 C.同一物体运动越快越难停止运动,说明物体的速度越大,其惯性越大 D.由于巨轮惯性很大,施力于巨轮,经过很长一段时间后惯性变小 答案 A 解析 惯性是指物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质,所以物体抵抗运动状态变化的性质是惯性,其大小和物体的质量有关系,与物体的运动状态及是否受力无关,A正确,C、D错误;在月球上和在地球上,重力加速度的大小不一样,所受的重力大小也就不一样了,但质量不变,惯性也不变,B错误. 【考点】惯性 【题点】对惯性的理解 1.(伽利略的理想实验)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 答案 B 解析 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;利用气垫导轨当然也不能实现“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. 【考点】伽利略的理想实验 【题点】伽利略的理想实验 2.(物体运动状态的改变)(多选)下列过程中,力改变物体运动状态的是(  ) A.把橡皮泥捏成不同造型 B.进站的火车受阻力缓缓停下 C.苹果受重力竖直下落 D.用力把铅球推出 答案 BCD 解析 把橡皮泥捏成不同造型,橡皮泥的形状发生变化,属于力改变物体的形状,故A不符合题意;进站的火车受阻力缓缓停下,速度在减小,属于力改变物体的运动状态,故B符合题意;苹果受重力竖直下落,苹果在重力作用下,速度越来越快,属于力改变物体的运动状态,故C符合题意;用力把铅球推出,铅球在重力作用下,运动速度和运动方向都在发生改变,属于力改变物体的运动状态,故D符合题意. 【考点】牛顿第一定律 【题点】对“运动状态的改变”的理解 3.(牛顿第一定律的理解)关于牛顿第一定律,下列说法正确的是(  ) A.力是维持物体运动的原因,没有力的物体将保持静止,比如自行车 B.物体的速度不断增大,表示物体必受力的作用 C.物体如果向正北方向运动,其所受外力方向必须指向正北 D.不受力的物体将保持静止或匀速直线运动状态,而受力的物体运动状态一定改变 答案 B 解析 根据牛顿第一定律的内容可以判断力是改变物体运动状态的原因,不受力的物体将保持静止或匀速直线运动状态,故A错误,B正确;若物体向正北方向做匀速直线运动,则物体不受力或所受合外力为零,C错误;物体受到力的作用,若合外力为0,则物体也可以保持运动状态不变,故D错误. 【考点】牛顿第一定律 【题点】牛顿第一定律的理解 4.(对惯性的理解)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.下列有关惯性的说法中,正确的是(  ) A.乘坐汽车时系好安全带可减小惯性 B.运动员跑得越快惯性越大 C.宇宙飞船在太空中也有惯性 D.汽车在刹车时才有惯性 答案 C 解析 乘坐汽车时系好安全带,不是可以减小惯性,而是在紧急刹车时可以防止人由于惯性飞离座椅,所以A错误;质量是物体惯性大小的惟一量度,与物体的速度的大小无关,所以B、D错误;一切物体都有惯性,在太空中宇宙飞船的质量是不变的,所以其惯性也不变,所以C正确. 【考点】惯性 【题点】对惯性的理解 5.(惯性的应用)对于一些实际生活中的现象,某同学试图从惯性角度加以解释,其中正确的是(  ) A.采用了大功率的发动机后,某些一级方程式赛车的速度甚至能超过某些老式螺旋桨飞机的速度,这表明:可以通过科学进步使小质量的物体获得大惯性 B.“强弩之末,势不能穿鲁缟”,这表明强弩的惯性减小了 C.货运列车运行到不同的车站时,经常要摘下或加挂一些车厢,这会改变它的惯性 D.自行车转弯时,车手一方面要适当的控制速度,另一方面要将身体稍微向里倾斜,这是为了通过调控人和车的惯性达到安全行驶的目的 答案 C 解析 惯性是物体的固有属性,大小只与物体的质量有关,质量越大,惯性越大,与其它任何因素均无关,故A、B错误;摘下或加挂一些车厢,改变了质量,从而改变了惯性,故C正确;人和车的质量不变,则其惯性不变,故D错误. 【考点】惯性 【题点】惯性的应用与防止 选择题 考点一 伽利略的理想实验及物理学史 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:一旦物体具有一定的速度,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 答案 BCD 解析 亚里士多德认为物体的运动需要力来维持,A错误;伽利略通过“理想实验”得出: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,B正确;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,C正确;由牛顿第一定律知,D正确. 【考点】对运动与力的关系认识的物理学史 【题点】对运动与力的关系认识的物理学史 2.(多选)关于伽利略的理想实验的叙述中正确的是(  ) A.这个实验是凭空想象的 B.这个实验虽然是想象的,但它得出的结论是可靠的 C.理想

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