2024-2025學年高中物理第6章力與運動第1節(jié)牛頓第一定律教案魯科版必修1

PAGE6-第1節(jié)牛頓第肯定律[學習目標]1．[科學探究]體會伽利略和亞里士多德對運動和力的關系的不同觀點和依據．2．[科學探究]知道伽利略志向試驗及推理方法．3．[科學思維]理解牛頓第肯定律的內容和含義．4．[科學思維]知道慣性，并會正確說明有關現象．一、力與運動狀態(tài)1．亞里士多德的觀點：有外力的作用物體才會運動，要維持物體的運動就須要外力．2．伽利略的觀點(1)志向試驗(如圖所示)：小球沿光滑斜面從左側某一高度滾下，無論右側坡度如何，都會上升到幾乎等高的地方．(2)結論：維持物體的運動不須要外力．3．笛卡兒的觀點：若無其他緣由，運動的物體將接著以原來的速度沿著一條直線運動，既不會停下來，也不會偏離原來的方向．4．運動狀態(tài)：速度是描述物體運動狀態(tài)的物理量，運動狀態(tài)的變更是指速度的變更．5．力和運動的關系：力不是維持物體運動的緣由，而是變更物體運動狀態(tài)的緣由．二、牛頓第肯定律1．內容：一切物體總保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)，直到有外力迫使它變更這種狀態(tài)為止．2．意義(1)牛頓第肯定律表明物體不受外力(或合外力為零)時，物體將保持原來靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)．(2)物體的運動狀態(tài)不變，它所受合外力必定為零；運動狀態(tài)變更，必受到不為零的合外力．三、物體的慣性1．定義：任何物體都有保持原來靜止或勻速直線運動狀態(tài)的性質，物理學中把物體的這種性質叫作慣性．2．理解：慣性是物體的固有屬性，與物體的受力狀況及運動狀況無關．3．確定因素：質量是物體慣性大小的唯一量度．質量越大，物體的慣性越大，物體的運動狀態(tài)越難變更．1．思索推斷(正確的打“√”，錯誤的打“×”)(1)速度變更，物體的運動狀態(tài)就變更． (√)(2)運動方向變更了，但物體的運動狀態(tài)不變． (×)(3)物體不受外力就是物體受到的合外力等于零． (×)(4)牛頓第肯定律是試驗定律． (×)(5)慣性是物體的本質屬性，與除質量之外的因素無關． (√)(6)牛頓第肯定律說明白力是變更物體運動狀態(tài)的緣由． (√)2．(多選)志向試驗是科學探討中的一種重要方法，它把牢靠的事實和合理的推論結合起來，可以深刻地揭示自然規(guī)律．關于伽利略的志向試驗，下列說法正確的是()A．只要水平面相當光滑，物體在水平面上就能勻速運動下去B．這個試驗事實上是恒久無法做到的C．利用氣墊導軌，就能使試驗勝利D．這個試驗雖然是想象中的試驗，但它是建立在牢靠的試驗基礎上的BD[志向試驗在實際中是恒久不能實現的，其條件是志向化的，即使是水平面“相當光滑”，也不會達到沒有摩擦力的程度，利用氣墊導軌當然也不能實現“志向”的狀態(tài)，仍會存在肯定的摩擦，只不過摩擦力很小而已，選項A、C錯誤，B正確；志向試驗是從實踐中總結、提煉、加工出來的，是建立在牢靠的試驗基礎之上的，它能夠由視察或試驗的結果來檢驗，選項D正確．]3．(多選)下列說法中正確的是()A．牛頓第肯定律是科學家憑空想象出來的，沒有試驗依據B．牛頓第肯定律無法用試驗干脆驗證C．志向試驗的思維方法與建立質點模型的思維方法一樣，都是一種科學的抽象的思維方法D．由牛頓第肯定律可知，靜止的物體肯定不受外力BC[牛頓第肯定律是以試驗為基礎，加以想象推理出來的，有試驗依據，但無法用試驗干脆驗證，故A錯誤，B正確．志向試驗是人們在思想中塑造的志向過程，與建立質點模型的思維方法一樣，故C正確．靜止的物體可能不受外力，也可能受外力但合外力為零，故D錯誤．]4．下列關于慣性的說法正確的是()A．慣性是只有物體在勻速運動或靜止時才表現出來的性質B．物體的慣性是指物體不受外力作用時仍保持原來直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質，所以慣性就是慣性定律C．物體不受外力作用時保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)，有慣性；受外力作用時，不能保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)，因而無慣性D．慣性是物體的固有屬性，與運動狀態(tài)和受力狀況無關D[慣性是物體的固有屬性，其大小僅由物體的質量確定，與其受力狀況及運動狀態(tài)無關．不管物體是否受外力作用，也不管物體的運動狀態(tài)是否變更，其慣性是不能被變更的．慣性定律是物體不受外力作用時所遵守的規(guī)律，而慣性是物體的固有屬性，兩者是不同的，故A、B、C錯誤，D正確．]對牛頓第肯定律的理解1．明確了慣性概念定律的前半部分內容“一切物體總保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)”，揭示了全部物體普遍具有的一種屬性——慣性．因此，牛頓第肯定律又叫慣性定律．2．明確了力的作用效果定律的后半部分內容“直到有外力迫使它變更這種狀態(tài)為止”，說明白力的作用效果可以變更物體的運動狀態(tài)．3．揭示了力和運動的關系(1)牛頓第肯定律指出物體不受外力時的運動規(guī)律，定律描述的只是一種志向狀態(tài)，而實際中物體不受外力的作用的狀況是不存在的，當物體所受到的合外力為零時，其效果跟不受外力的作用效果相同．(2)力與運動的關系：運動不須要力維持，但運動狀態(tài)的變更離不開力的作用．【例】(多選)下列說法中正確的是()A．牛頓第肯定律是試驗定律B．牛頓第肯定律說明力是變更物體運動狀態(tài)的緣由C．牛頓第肯定律反映了物體不受外力作用時的運動規(guī)律D．慣性定律與慣性的實質是相同的BC[牛頓第肯定律是物體在志向條件下的運動規(guī)律，反映的是物體不受外力時遵循的運動規(guī)律，而自然界中不受外力的物體是不存在的，所以A錯誤，C正確．牛頓第肯定律說明白力是變更物體運動狀態(tài)的緣由，而不是維持物體運動的緣由，故B正確．慣性是物體保持原來靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)的一種性質，而慣性定律指的就是牛頓第肯定律，所以D錯誤．]應用牛頓第肯定律應留意的問題(1)牛頓第肯定律揭示了力和運動的關系．(2)力是變更物體運動狀態(tài)的緣由，而不是維持物體運動狀態(tài)的緣由，假如物體的運動狀態(tài)發(fā)生變更，則物體必定受到不為零的合外力作用．(3)推斷物體的運動狀態(tài)是否變更，應分析物體的受力狀況或運動狀況．[跟進訓練]1．依據牛頓第肯定律，下列說法中正確的是()A．人只有在靜止的車廂內，豎直向上高高跳起后，才會落到車廂原來的位置B．人在沿直線勻速前進的車廂內，豎直向上高高跳起后，將落在起跳點的后方C．人在沿直線加速前進的車廂內，豎直向上高高跳起后，將落在起跳點的后方D．人在沿直線減速前進的車廂內，豎直向上高高跳起后，將落在起跳點的后方C[依據牛頓第肯定律可知，人豎直跳起離開車廂瞬間，人與車在水平方向上的速度相同．假如車子靜止或做勻速直線運動，則人都將落回原地；假如車加速前進，則在相同時間內人的水平位移比車子的位移小，故人會落在起跳點的后方；反之，假如車子減速前進，則在相同時間內人的水平位移將比車子的水平位移大，故人會落在起跳點的前方，故C正確．]2．如圖所示，一個劈形物體M放在固定的粗糙斜面上，劈形物體上表面水平，在劈形物體的上表面上放一光滑的小球m，劈形物體沿斜面從靜止起先下滑，則小球在遇到斜面前的運動軌跡是()A．沿斜面對下的直線B．豎直向下的直線C．無規(guī)則曲線，其軌跡無法確定D．拋物線B[小球光滑，因此在水平方向上不受力，由牛頓第肯定律可知，水平方向的運動狀態(tài)不變，總是處于靜止狀態(tài)；當劈形物體沿斜面下滑時，小球將豎直向下運動，直到遇到斜面以前，始終豎直向下運動．因此，小球在遇到斜面前的運動軌跡是豎直向下的直線，故B正確．]對慣性的理解和應用1．慣性與質量(1)慣性是物體的固有屬性，一切物體都具有慣性．(2)質量是物體慣性大小的唯一量度，質量越大，慣性越大．2．慣性與力(1)慣性不是力，而是物體本身固有的一種性質，因此說“物體受到了慣性作用”“產生了慣性”“受到慣性力”等都是錯誤的．(2)力是變更物體運動狀態(tài)的緣由，慣性是維持物體運動狀態(tài)的緣由．力越大，運動狀態(tài)越易變更；慣性越大，運動狀態(tài)越難變更．(3)慣性與物體的受力狀況無關．3．慣性與慣性定律慣性與慣性定律不是一回事，詳細如下：(1)慣性是物體的一種固有屬性．(2)慣性定律是物體不受外力作用時物體運動所遵守的一條規(guī)律．[跟進訓練]3．如圖所示，在勻速行駛的火車車廂內，有一人從B點正上方相對車廂靜止釋放一個小球，不計空氣阻力，則小球()A．可能落在A處 B．肯定落在B處C．可能落在C處 D．以上都有可能B[由于慣性，小球在水平方向保持與火車相同的速度，因此在下落時間內，兩者水平位移相等，即落回到B點，故選B．]4．如圖所示月球車示意圖，月球車能完成月球探測、考察、采集樣品等任務，當它在月球表面行駛時()A．仍有慣性B．不受阻力C．不受支持力D．不遵循牛頓運動定律A[慣性是物體本身具有的一種性質，與物體是否運動、是否受力等外界因素無關，物體在任何狀態(tài)、任何時候都有慣性，故A正確；當它在月球表面行駛時受支持力和阻力，故B、C錯誤；當它在月球表面行駛時遵循牛頓運動定律，故D錯誤．]慣性的兩種表現形式(1)在不受力(或合外力為零)的條件下，慣性表現為保持原來的運動狀態(tài)．(2)在受力條件下，慣性表現為運動狀態(tài)變更的難易程度．1．[物理觀念]慣性、牛頓第肯定律．2．[科學思維]慣性的大小、應用牛頓第肯定律分析問題．1．最早依據試驗提出力不是維持物體運動的緣由的科學家是()A．亞里士多德 B．牛頓C．伽利略 D．笛卡兒C[伽利略通過志向試驗提出力不是維持物體運動的緣由，而是變更物體運動狀態(tài)的緣由．]2．以下幾種狀況中，不須要對物體施加力的是()A．物體從靜止變?yōu)檫\動B．物體從運動變?yōu)殪o止C．物體的運動方向不斷變更D．物體的速度大小和運動方向都不變更D[物體從靜止變?yōu)檫\動，從運動變?yōu)殪o止，表明物體的速度大小變更；物體的運動方向不斷變更，表明物體的速度方向變更．力是使物體速度發(fā)生變更的緣由，所以，物體的速度發(fā)生變更，肯定受到力的作用．故選D．]3．下列說法中正確的是()A．靜止或勻速直線運動的物體肯定不受外力的作用B．戰(zhàn)斗機在戰(zhàn)斗前丟掉副油箱，目的是減小慣性C．從高處下落的玻璃杯比低處下落的玻璃杯簡單碎，是因為前者慣性比較大D．物體運動狀態(tài)變更的難易程度取決于速度的大小B[物體處于靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)也可能是因為受到的合外力為零，選項A錯誤；戰(zhàn)斗機為了提高作戰(zhàn)的敏捷性，戰(zhàn)斗前丟掉副油箱，從而減小飛機的質量，減小飛機的慣性，增加飛機的機動性，選項B正確；從高處下落的玻璃杯比低處下落的玻璃杯簡單碎，是因為從高處下落的玻璃杯受到的沖擊力大，所以簡單碎，慣性大小取決于玻璃杯的質量，選項C錯誤；對于運動的物體，慣性表現為運動狀態(tài)變更的難易，選項D錯誤．]4．(多選)在列車的車廂內，有一個自來水龍頭C．第一段時間內，水