61牛頓第一定律學(xué)案

1、6.1 牛頓第一定律 學(xué)案班級姓名 學(xué)號學(xué)習(xí)目標(biāo) :1. 了解有關(guān)運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系的歷史發(fā)展，知道理想實(shí)驗(yàn)是科學(xué)研究的重要方法。2. 理解并掌握牛頓第一定律的內(nèi)容和意義。3. 知道什么是慣性， 會(huì)正確解釋有關(guān)慣性的現(xiàn)象。 知道質(zhì)量是物體慣性大小的量 度。4. 知道運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的意義。5. 理解運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變與物體受力的關(guān)系。理解力是使物體產(chǎn)生加速度的原因。6. 知道影響加速度大小的因素除了外力以外，還有質(zhì)量。學(xué)習(xí)重點(diǎn) :1. 牛頓第一定律。2. 力是物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的原因，是物體產(chǎn)生加速度的原因。學(xué)習(xí)難點(diǎn) : 力是物體產(chǎn)生加速度的原因 。主要內(nèi)容 :一、人類對運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系的探索歷程研究

2、運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系，是動(dòng)力學(xué)的基本問題。人類正確認(rèn)識這個(gè)問題，經(jīng)歷了 漫長的過程。1. 十七世紀(jì)前對運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系的認(rèn)識 （ 亞里士多德的錯(cuò)誤觀點(diǎn) ） ：力是維持問 題運(yùn)動(dòng)的原因。 時(shí)間：公元前。 基本觀點(diǎn)：必須有力作用在物體上，物體才能運(yùn)動(dòng)；沒有力的作用，物體就要靜止下來。 根據(jù)：經(jīng)驗(yàn)事實(shí)一用力推車，車子才前進(jìn)；停止用力，車子就要停下來。 所用方法：觀察+直覺（由生活經(jīng)驗(yàn)得出直覺印象）。 錯(cuò)誤原因剖析： 沒有對所觀察的物理現(xiàn)象進(jìn)行深入地分析。 只看到對車子施加的推力，而未考慮車子還受到摩擦阻力作用。停止用力 （即去掉了車子前 進(jìn)的動(dòng)力 ），車子并沒有立即停下來，還要向前發(fā)生一段位移；只是由于摩

3、擦阻力的作用， 才最后停了下來。路面越光滑，阻力就越小， 車子向前發(fā)生 的位移就越大， 假若沒有摩擦阻力， 車子將一直運(yùn)動(dòng)下去， 這說明車子的運(yùn) 動(dòng)并不需要力來維持， 而恰恰是 （阻）力的作用， 才使車子由運(yùn)動(dòng)到靜止， 運(yùn) 動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了改變。 危害： 在亞里士多德以后的兩千年內(nèi)， 動(dòng)力學(xué)一直沒有多大進(jìn)展， 直到十七世紀(jì)才受到伽利略的質(zhì)疑。這是為什么?原來亞里士多德的觀點(diǎn)與日常體驗(yàn)有相同之處， 易于被人們接受， 直接的生活經(jīng)驗(yàn)使人們總是把力和物體運(yùn)動(dòng) 的速度聯(lián)系在一起， 這種認(rèn)識從孩提時(shí)代就開始了， 如當(dāng)拉著玩具小車前進(jìn) 的時(shí)候， 給人的直接體驗(yàn)是： 只有用力拉小車， 小車才會(huì)前進(jìn)； 停止用力了

4、， 小車就會(huì)停下來；用力大的時(shí)候，小車就運(yùn)動(dòng)得快些；用力小的時(shí)候， 小車 就運(yùn)動(dòng)得慢些； 往哪個(gè)方向用力， 玩具小車就向那個(gè)方向運(yùn)動(dòng)等等， 好像沒 有力的作用， 物體運(yùn)動(dòng)不可能維持， 力決定著物體運(yùn)動(dòng)的快慢， 還決定物體 運(yùn)動(dòng)的方向。 人們的直觀感覺雖然是外界事物的真實(shí)反映， 但它具有片面性 和表面性， 根據(jù)直接觀察所得出的直覺的結(jié)論不是常?？煽康?， 因?yàn)樗鼈冇?時(shí)會(huì)引到錯(cuò)誤的線索上去， 然而人們不能毀滅了直覺的觀點(diǎn)還是憑直覺來看 問題， 錯(cuò)誤直覺印象在人腦中有很深的潛意識， 形成思維定勢 因此亞里士 多德的觀點(diǎn)統(tǒng)治了人們的思維兩千多年。2. 伽利略的理想實(shí)驗(yàn)及其推論（正確認(rèn)識） ：力是改變物

5、體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，運(yùn) 動(dòng)并不需要力來維持。 時(shí)間：十七世紀(jì)。 基本觀點(diǎn)： 在水平面上運(yùn)動(dòng)的物體所以會(huì)停下來， 是因?yàn)槭艿侥Σ磷枇Φ木?故。設(shè)想沒有摩擦，一旦物體具有某一速度，物體將保持這個(gè)速度繼續(xù)運(yùn)動(dòng) 下去。 根據(jù)：理想實(shí)驗(yàn)。 方法：實(shí)驗(yàn)+科學(xué)推理（把可靠事實(shí)和理論思維結(jié)合起來 ）。 理想斜面實(shí)驗(yàn)將兩個(gè)對稱的斜面末端平滑地對接在一起， 讓小球沿一個(gè)斜面從靜止?jié)L下 來，小球?qū)L上另一個(gè)斜面。 伽利略認(rèn)真觀察注意到， 球在第二個(gè)斜面上所 達(dá)到的高度同它在第一個(gè)斜面上開始滾下時(shí)的高度幾乎相等。他斷定高度上的這一微小差別是由于摩擦產(chǎn)生的， 如能將摩擦完全消除的話， 則高度將恰 好相等。 于是他推論說在

6、完全沒有摩擦的情況下。 若使第二個(gè)斜面的傾角越來越小， 則不管第二個(gè)斜面傾角多么小， 球在第二個(gè)斜面上總要達(dá)到相同的 高度， 只是小球要通過更長的路徑。 最后， 如果第二個(gè)斜面的傾斜度完全消 除了 （成為水平面 ） ，那么球從第一個(gè)斜面上滾下來之后， 為達(dá)到原有高度將 以恒定的速度在無限長的水平面上永遠(yuǎn)不停地運(yùn)動(dòng)下去。 這就是有名的伽利 略理想斜面實(shí)驗(yàn)。這個(gè)實(shí)驗(yàn)是無法實(shí)現(xiàn)的， 因?yàn)橛肋h(yuǎn)也無法將摩擦完全消除掉， 所以叫理想 實(shí)驗(yàn)。 又叫假想實(shí)驗(yàn)， 思想上的實(shí)驗(yàn)； 是每抽象思維中設(shè)想出來而實(shí)際上無 法做到的實(shí)驗(yàn)。 伽利略從可靠的實(shí)驗(yàn)出發(fā)， 設(shè)想出這個(gè)實(shí)際上不可能進(jìn)行的 但又符合嚴(yán)格科學(xué)推理的理想化

7、的實(shí)驗(yàn)，論證了物體在不受外力 （ 理想實(shí)驗(yàn) 中小球水平方向不受外力作用 ） 作用時(shí)將永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去的推測是正確的，說 明維持物體的運(yùn)動(dòng)不需要外力的作用。伽利略的理想實(shí)驗(yàn)是在可靠事實(shí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行抽象思維的一種科學(xué)推理， 科學(xué)研究中的一種重要方法， 在自然科學(xué)的研究中有著重要的作用， 它可以 深刻揭示自然規(guī)律， 被愛因斯坦譽(yù)為 “是人類思想史上最偉大的成就之一” ， 伽利略也之無愧地成為動(dòng)力學(xué)的創(chuàng)始人，實(shí)驗(yàn)科學(xué)的奠基人。3. 笛卡爾對伽利略看法的補(bǔ)充和完善：、牛頓第一定律1. 內(nèi)容：一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止。2. 理解： 物體不受力時(shí)將處于 狀態(tài)或

8、狀態(tài)。即物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不改變。力不是維持物體速度的原因，物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來維持。 外力的作用是迫使物體改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)， 即外力是改變 的原因， 力還是產(chǎn)生加速度的原因，而不是維持 的原因。 一切物體都有保持 的性質(zhì)，這種性質(zhì)叫 。因此， 牛頓第一定律也叫慣性定律。 這種性質(zhì)是物體的固有屬性。 不論物體處于 何種狀態(tài)， 即與物體運(yùn)動(dòng)情況和受力情況無關(guān)， 任何物體在任何狀態(tài)下均有慣性。 質(zhì)量是慣性大小的唯一量度。牛頓第一定律是物體不受外力作用時(shí)的運(yùn)動(dòng)定律，所描述的物體不受外力的狀態(tài)是一種理想化的狀態(tài)， 因?yàn)椴皇芡饬ψ饔玫奈矬w是不存在的， 所以牛頓第一定律 不能用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證， 其正確性可通過由它推導(dǎo)出

9、的結(jié)論與實(shí)驗(yàn)事實(shí)完全一致而得到 證明。 定律的實(shí)際應(yīng)用場合是物體所受合外力為零， 物體在某方向上不受外力或 在某方向上受平衡力作用時(shí)， 該方向上保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的情況是普 遍存在的。三、慣性：物體具有的保持原來的勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)。 慣性是物體的固有屬性，慣性不是一種力。 任何物體在任何情況下（不管是否受力不管是否運(yùn)動(dòng)和怎樣運(yùn)動(dòng)）都具有慣性， 切莫將慣性誤解為 “物體只有保持原來的勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)” 才有 慣性，在受力作用時(shí)，慣性依然存在，體現(xiàn)在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的難易程度上。 慣性的大小只由物體本身的特征決定，與外界因素?zé)o關(guān)， 切莫認(rèn)為物體的速度越大，慣性越大。

10、 慣性是不能被克服的，但可以利用慣性做事或防止慣性的不良影響。 不要把慣性概念與慣性定律相混淆。 慣性是萬物皆有的保持原運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的一種屬性， 慣性定律則是物體不受外力作用時(shí)的運(yùn)動(dòng)定律， 當(dāng)有力作用時(shí)， 物體運(yùn)動(dòng)狀 態(tài)必定改變?！纠弧炕疖囋陂L直水平軌道上勻速行駛，門窗緊閉的車廂內(nèi)有一人向上跳起，發(fā) 現(xiàn)仍落回到車上原處，這是因?yàn)?（）A. 人跳起后，車廂內(nèi)空氣給他以向前的力，帶著他隨同火車一起向前運(yùn)動(dòng)。B. 人跳起的瞬間， 車廂的地板給他一個(gè)向前的力， 推動(dòng)他隨同火車一起向前運(yùn)動(dòng)。C. 人跳起后，車在繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)， 所以人落下后必是偏后一些， 只是由于時(shí)間 很短，偏后距離太小，不明顯而已。D.

11、人跳起后直到落地，在水平方向上人和車始終有相同的速度。【例二】有人設(shè)想，乘坐氣球飄在高空，由于地球的自轉(zhuǎn)，一晝夜就能周游世界， 請你評價(jià)一下，這個(gè)設(shè)想可行嗎 ?四、物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變1. 運(yùn)動(dòng)狀態(tài)指的是物體的速度速度是是矢量， 速度不變則運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變， 速度改變 （ 大小改變、 方向改變或大小方向同時(shí)改變 ） 運(yùn)動(dòng)狀態(tài)也就改變了，所以運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不斷改變的物體總有加速度。2. 力是使物體產(chǎn)生加速度的原因3. 質(zhì)量是物體慣性大小的量度質(zhì)量越大的物體 越大，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變就越 【例三】月球表面上的重力加速度地球表面上的1 / 6,同一個(gè)飛行器在月球表面上時(shí)與在地球表面上時(shí)相比較（）A. 慣性減小為1/6

12、，重力不變。B. 慣性和重力都減小為 1/6。C. 慣性不變，重力減小為I / 6。D. 慣性和重力都不變。【例四】在車箱的頂板上用細(xì)線掛著一個(gè)小球，在下列情況下可對車廂的運(yùn)動(dòng)情況得出怎樣的判斷：細(xì)線豎直懸掛：細(xì)線向圖中左方偏斜細(xì)線向圖中右方偏斜課堂訓(xùn)練：1. 以下各說法中正確的是（）A. 牛頓第一定律反映了物體不受外力作用時(shí)物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。B. 不受外力作用時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)保持不變是由于物體具有慣性。C. 在水平地面上滑動(dòng)的木塊最終停下來是由于沒有外力維持木塊運(yùn)動(dòng)的結(jié)果。D. 物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，物體必定受到外力的作用。2. 下列說法正確的是：（）A. 力是使物體慣性改變的原因。B. 靜

13、止的火車啟動(dòng)時(shí)速度變化緩慢，是因?yàn)槲矬w靜止時(shí)慣性大。C. 乒乓球可快速被抽殺，是因?yàn)槠古仪虻膽T性小。D. 為了防止機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)振動(dòng)，采用地腳螺釘固定在地球上，是為了增大機(jī)器的慣性。3. 某人推小車前進(jìn)，不用力，小車就停下來，說明：（）A. 力是維持小車運(yùn)動(dòng)的原因。B. 小車停下來是因?yàn)槭芰Φ淖饔玫慕Y(jié)果。C. 小車前進(jìn)時(shí)共受四個(gè)力。D. 不用力時(shí)，小車受到的合外力方向與小車的運(yùn)動(dòng)方向相反。4 物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與受力情況的關(guān)系是 ( )A. 物體受力不變時(shí)， 運(yùn)動(dòng)狀態(tài)也不變。 B. 物體受力變化時(shí)， 運(yùn)動(dòng)狀態(tài)才會(huì)改變。C. 物體不受力時(shí)， 運(yùn)動(dòng)狀態(tài)就不會(huì)改變。 D. 物體不受力時(shí)， 運(yùn)動(dòng)狀態(tài)也可能改變

14、。5. 火車在長直水平軌道上勻速行駛，門窗緊閉的車廂內(nèi)有。人向上跳起，發(fā)現(xiàn)仍落回到車上原處，這是因?yàn)?( )A. 人跳起后直至落地，在水平方向上人和車始終具有相同的速度。B. 人跳起后，車廂內(nèi)的空氣給他以向前的力，帶著他隨同火車一起向前運(yùn)動(dòng)。C. 人跳起的瞬間，車廂地板給他一個(gè)向前的力，推動(dòng)他隨同火車一起向前運(yùn)動(dòng)。D. 人跳起后，車?yán)^續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，人落下后必定偏后一一些，只是由于時(shí)間很短， 偏后距離太小，不明顯而已。課后作業(yè)：1 一個(gè)以速度 v 運(yùn)動(dòng)著的小球，如果沒有受到任何力的作用，經(jīng)時(shí)間 t 后的速度 是，經(jīng)時(shí)間 nt 后的速度是 。2. 用繩子拉著小車沿光滑水平面運(yùn)動(dòng)， 繩子突然斷裂后，

15、小車將作 ，這時(shí)小車在水平方向受到力的大小是 。3 殲擊機(jī)在戰(zhàn)斗前為了提高靈活性， 常拋掉副油箱， 因?yàn)闇p少質(zhì)量后 4 .月球表面上的重力加速度 g=1. 63m/s2，地球上一個(gè)質(zhì)量為 500kg的飛行器在月球表面時(shí)的質(zhì)量為 ，重力為 。5 .下面幾個(gè)說法中正確的是 ( )A. 靜止或作勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體，一定不受外力的作用。B. 當(dāng)物體的速度等于零時(shí)，物體一定處于平衡狀態(tài)。C. 當(dāng)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，物體一定受到外力作用。D. 物體的運(yùn)動(dòng)方向一定是物體所受合外力的方向。6. 關(guān)于慣性的下列說法中正確的是 ( )A. 物體能夠保持原有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì)叫慣性。B. 物體不受外力作用時(shí)才有慣

16、性。C .物體靜止時(shí)有慣性， 一開始運(yùn)動(dòng)， 不再保持原有的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)， 也就失去了慣性。 D .物體靜止時(shí)沒有慣性，只有始終保持運(yùn)動(dòng)狀態(tài)才有慣性。7.人從行駛的汽車上跳下來后容易（）A.向汽車行駛的方向跌倒。B向汽車行駛的反方向跌倒。C.向車右側(cè)方向跌倒。D.向車左側(cè)方向跌倒。8.一人在車廂中把物體拋出，下列哪種情況，乘客在運(yùn)動(dòng)車廂里觀察到的現(xiàn)象和在 靜止車廂里觀察到的現(xiàn)象一樣 （）A.車廂加速行駛時(shí)B.車廂減速行駛時(shí)C .車廂轉(zhuǎn)彎時(shí)D.車廂勻速直線行駛時(shí)9.關(guān)于力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，卜列說法中正確的疋（）A.力是物體運(yùn)動(dòng)的原因。B.力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因。C.力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。D .力是物體獲得速度的原因。10.卜列說法中正確的是（）A.物體不受力時(shí)，一定處于靜止?fàn)顟B(tài)。B.物體的速度等于零時(shí)，一定處于力平衡狀態(tài)。C.物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，一定受到外力作用。D.物體的運(yùn)動(dòng)方向，一定是物體所受外力合力的方向.11.先后在北京和廣州稱量同一個(gè)物體，下列判斷正確的是（）A用天平稱量時(shí)兩地結(jié)果相冋。B.用桿秤（或不等臂天平）稱量時(shí)兩地結(jié)果不冋。C.用彈簧秤稱量時(shí)北京的示數(shù)大些。D.用彈簧秤稱量時(shí)廣州的示數(shù)大些。12.從離開地球表面和月球表面同樣咼度處做自由落體實(shí)驗(yàn)，落地的時(shí)間分別為t地與t月，落地的速度分別為 v地與v月則（）A