第3章 1. 牛頓第一定律

1、.1. 牛頓第一定律學(xué) 習(xí) 目 標(biāo)知 識(shí) 脈 絡(luò)1.知道伽利略的理想實(shí)驗(yàn)及其主要推理過(guò)程和推論，知道理想實(shí)驗(yàn)是科學(xué)研究的重要方法2理解牛頓第一定律的內(nèi)容及意義重點(diǎn)3理解力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，知道物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來(lái)維持重點(diǎn)4理解慣性的概念，知道質(zhì)量是慣性大小的量度難點(diǎn)從 亞 里 士 多 德 到 伽 利 略1亞里士多德運(yùn)動(dòng)有兩類：一類是天然運(yùn)動(dòng)，這類運(yùn)動(dòng)無(wú)需外力幫助，自身就能實(shí)現(xiàn)；一類是受迫運(yùn)動(dòng)，這類運(yùn)動(dòng)必須依靠外力來(lái)維持2伽利略地面上的物體會(huì)停下來(lái)，是因?yàn)槭艿搅四Σ亮?，假如沒(méi)有摩擦力，物體會(huì)永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去1亞里士多德認(rèn)為，做受迫運(yùn)動(dòng)的物體，外力一旦消失，受迫運(yùn)動(dòng)也就停頓了2伽利略的實(shí)驗(yàn)為理想實(shí)驗(yàn)，無(wú)法

2、在實(shí)驗(yàn)室中驗(yàn)證，因此，它是不準(zhǔn)確的×伽利略和亞里士多德對(duì)“力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的觀點(diǎn)的最本質(zhì)區(qū)別是什么？【提示】?jī)扇怂钟^點(diǎn)的最本質(zhì)區(qū)別是力在“維持還是“改變運(yùn)動(dòng)亞里士多德認(rèn)為力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因；伽利略認(rèn)為物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來(lái)維持，而力是改變物體運(yùn)動(dòng)的原因如圖3­1­1所示，讓一個(gè)小球從斜面上同一位置滑下，斜面末端分別放毛巾、木板和玻璃板，讓學(xué)生仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象圖3­1­1討論1：實(shí)驗(yàn)觀察到的現(xiàn)象是什么，說(shuō)明了什么問(wèn)題？【提示】斜面末端的接觸面越光滑，小球滑動(dòng)的間隔 越遠(yuǎn)，說(shuō)明摩擦力是阻礙物體運(yùn)動(dòng)的原因，因?yàn)槟Σ亮Φ拇嬖谑刮矬w運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了變化討論

3、2：假如沒(méi)有摩擦力的作用，小球又將會(huì)怎樣運(yùn)動(dòng)呢？【提示】假如沒(méi)有摩擦力的作用，物體將永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去117世紀(jì)前對(duì)運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系的認(rèn)識(shí)1亞里士多德的觀點(diǎn)：力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因2根據(jù)：有力作用在物體上，物體才運(yùn)動(dòng)；沒(méi)有力的作用，物體就要靜止在一個(gè)地方3方法：觀察直覺(jué)由生活經(jīng)歷得出直觀印象2伽利略的理想實(shí)驗(yàn)1根本觀點(diǎn)：在程度面上運(yùn)動(dòng)的物體之所以會(huì)停下來(lái)，是因?yàn)槭艿侥Σ磷枇ακ歉淖兾矬w運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，運(yùn)動(dòng)并不需要力來(lái)維持2根據(jù)：理想實(shí)驗(yàn)3方法：實(shí)驗(yàn)科學(xué)推理將可靠事實(shí)和理論思維結(jié)合起來(lái)3意義1伽利略用“實(shí)驗(yàn)科學(xué)推理的方法推翻了亞里士多德的觀點(diǎn)2第一次確立了物理實(shí)驗(yàn)在物理研究中的根底地位3提醒了力不是維持

4、物體運(yùn)動(dòng)的原因4“理想實(shí)驗(yàn)在自然科學(xué)的理論研究中有著重要的作用但是，“理想實(shí)驗(yàn)只不過(guò)是一種邏輯推理的思維過(guò)程，它的作用只限于邏輯上的證明與反駁，而不能用來(lái)作為檢驗(yàn)認(rèn)識(shí)正確與否的標(biāo)準(zhǔn)相反，由“理想實(shí)驗(yàn)所得出的任何推論，都必須由觀察或?qū)嶒?yàn)的結(jié)果來(lái)檢驗(yàn)理想實(shí)驗(yàn)有時(shí)能更深化地反映自然規(guī)律伽利略設(shè)想了一個(gè)理想實(shí)驗(yàn)，如圖3­1­2所示的斜面實(shí)驗(yàn)，其中有一個(gè)是實(shí)驗(yàn)事實(shí)，其余是推論圖3­1­2減小第二個(gè)斜面的傾角，小球在這個(gè)斜面上仍然要到達(dá)原來(lái)的高度兩個(gè)對(duì)接的斜面，讓靜止的小球沿一個(gè)斜面滾下，小球?qū)L上另一個(gè)斜面假如沒(méi)有摩擦，小球?qū)⑸仙皆瓉?lái)釋放時(shí)的高度繼續(xù)減小第二個(gè)斜

5、面的傾角，最后使它成程度面，小球要沿程度面做持續(xù)的勻速運(yùn)動(dòng)請(qǐng)將上述理想實(shí)驗(yàn)的設(shè)想步驟按照正確的順序排列_只要填寫(xiě)序號(hào)即可在上述的設(shè)想步驟中，有的屬于可靠的事實(shí)，有的那么是理想化的推論以下關(guān)于事實(shí)和推論的分類正確的選項(xiàng)是 A是事實(shí)，是推論B是事實(shí)，是推論C是事實(shí)，是推論D是事實(shí)，是推論【解析】體會(huì)伽利略的理想實(shí)驗(yàn)，可知順序排列為，分類正確的選項(xiàng)是B.【答案】B遷移1多項(xiàng)選擇在力學(xué)理論的建立過(guò)程中，有許多偉大的科學(xué)家做出了奉獻(xiàn)關(guān)于科學(xué)家和他們的奉獻(xiàn)，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是A伽利略認(rèn)為力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因B亞里士多德認(rèn)為物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來(lái)維持C牛頓最早指出力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因D伽利略認(rèn)為力是

6、改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因【解析】伽利略認(rèn)為力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因，而是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，A、D正確，C錯(cuò)誤在歷史上，亞里士多德認(rèn)為力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因，他的觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的，B錯(cuò)誤【答案】AD遷移2做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體，假如下落過(guò)程中某時(shí)刻重力突然消失，物體的運(yùn)動(dòng)情況將是A懸浮在空中不動(dòng)B速度逐漸減小C保持一定速度向下做勻速直線運(yùn)動(dòng)D無(wú)法判斷【解析】物體自由下落時(shí)，僅受重力作用，重力消失后，物體將不受力，物體將保持重力消失時(shí)的瞬時(shí)速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)因此，選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)A、B、D均錯(cuò)誤【答案】C理想實(shí)驗(yàn)與真實(shí)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)1兩者有原那么性的區(qū)別2真實(shí)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)是一種理論活動(dòng)，而理想實(shí)驗(yàn)?zāi)敲词且?/p>

7、種思維活動(dòng)3真實(shí)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)是可以實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)，而理想實(shí)驗(yàn)是由人們?cè)诔橄笏季S中設(shè)想出來(lái)而實(shí)際上無(wú)法做到的實(shí)驗(yàn)牛 頓 第 一 定 律慣 性1牛頓第一定律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慣性：物體具有保持勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)，這種性質(zhì)叫慣性，是物體的固有屬性牛頓第一定律也叫慣性定律3慣性的量度：質(zhì)量是慣性大小的唯一量度，質(zhì)量越大，物體的慣性越大，物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越難改變1牛頓第一定律是實(shí)驗(yàn)定律×2物體只有靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)才有慣性×3力無(wú)法改變物體的慣性1牛頓第一定律是通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出來(lái)的定律嗎？【提示】不是，牛頓第一定律是一種理想化

8、情況，是在理論的根底上加以科學(xué)推理總結(jié)出的一個(gè)規(guī)律2運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化表達(dá)在哪方面？運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的意義是什么？【提示】運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化表達(dá)在速度上，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變是指物體的速度不發(fā)生變化1運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的三種情況1速度的方向不變，只有大小改變物體做直線運(yùn)動(dòng)2速度的大小不變，只有方向改變物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)3速度的大小和方向同時(shí)發(fā)生改變物體做曲線運(yùn)動(dòng)2對(duì)牛頓第一定律的理解1明確了慣性的概念牛頓第一定律的前半句話“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)，提示了物體所具有的一個(gè)重要的屬性慣性，即物體保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)，牛頓第一定律指出一切物體在任何情況下都具有慣性因此牛頓第一定律又叫慣性定律

9、2提醒了力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系牛頓第一定律的后半句話“除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)，本質(zhì)上是提醒了力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，即力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，而不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因3反映了物體不受外力時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止即原來(lái)運(yùn)動(dòng)的保持其速度不變，原來(lái)靜止的保持靜止不受外力作用的物體是不存在的，但物體所受外力的合力為零與不受外力在效果上是等效的，這就使牛頓第一定律具有了實(shí)際意義3對(duì)慣性的理解1慣性是物體的固有屬性，慣性不是種力2任何物體在任何情況下不管是否受力，不管是否運(yùn)動(dòng)或怎樣運(yùn)動(dòng)都具有慣性3慣性的大小只由物體的質(zhì)量決定，與其他因素?zé)o關(guān)，切勿認(rèn)為物體的速度越大，慣性越大4慣性與慣性定律不同慣

10、性是萬(wàn)物皆有的保持原運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的一種屬性，慣性定律那么是物體不受外力作用時(shí)的運(yùn)動(dòng)定律多項(xiàng)選擇關(guān)于牛頓第一定律，下面說(shuō)法中正確的選項(xiàng)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牛頓第一定律就是慣性C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D運(yùn)動(dòng)的物體狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，物體必定受到外力的作用【解析】慣性是物體的固有性質(zhì)，慣性大小僅由物體的質(zhì)量決定，與物體是否受力及物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)而慣性定律指物體在不受外力作用合外力為零的條件下所遵守的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，它指出了力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，而不是產(chǎn)生或維持物體運(yùn)動(dòng)的原因總之，慣性和慣性定律是兩個(gè)不同的概念，但慣性定律提醒出物體具有慣性

11、應(yīng)選A、C、D.【答案】ACD遷移3以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是A牛頓第一定律是科學(xué)家憑空想象出來(lái)的，沒(méi)有實(shí)驗(yàn)根據(jù)B牛頓第一定律無(wú)法用實(shí)驗(yàn)直接驗(yàn)證，因此是不成立的C理想實(shí)驗(yàn)的思維方法與質(zhì)點(diǎn)概念的建立一樣，都是一種科學(xué)抽象的思維方法D由牛頓第一定律可知，靜止的物體一定不受外力作用【解析】牛頓第一定律是在理想實(shí)驗(yàn)的根底上經(jīng)過(guò)合理歸納總結(jié)出來(lái)的，但無(wú)法用實(shí)驗(yàn)來(lái)直接驗(yàn)證，故A、B錯(cuò)誤；理想實(shí)驗(yàn)的思維方法與質(zhì)點(diǎn)概念的建立一樣，都是突出主要因素、忽略次要因素的科學(xué)抽象的思維方法，故C正確；物體靜止時(shí)不受外力或合外力為零，故D錯(cuò)誤【答案】C遷移4如圖3­1­3，冰壺在冰面運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力很小，可以在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持運(yùn)動(dòng)速度的大小和方向不變，我們可以說(shuō)冰壺有