2024-2025學(xué)年新教材高中物理第5章牛頓運(yùn)動(dòng)定律第1節(jié)牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律學(xué)案魯科版必修第一冊(cè)

PAGE8-第1節(jié)牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.[物理觀念]知道牛頓第肯定律的內(nèi)容，了解慣性的含義．會(huì)說明一些相關(guān)的問題．2.[科學(xué)思維]理解科學(xué)推理方法及其意義，能對(duì)相關(guān)動(dòng)力學(xué)問題進(jìn)行分析和推理，具有質(zhì)疑和創(chuàng)新意識(shí)．3.[科學(xué)探究]學(xué)會(huì)依據(jù)志向試驗(yàn)的條件，結(jié)合現(xiàn)行器材，探究試驗(yàn)結(jié)果的正確性并進(jìn)行探討，能溝通探究過程及結(jié)果．4.[科學(xué)看法與責(zé)任]通過伽利略、牛頓等相關(guān)史實(shí)，能相識(shí)到物理學(xué)探討是不斷完善的，堅(jiān)持實(shí)事求是，激發(fā)學(xué)習(xí)與探究愛好．一、力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系1．亞里士多德的觀點(diǎn)：有外力的作用時(shí)物體才能運(yùn)動(dòng)，要維持物體的運(yùn)動(dòng)就須要外力．2．伽利略的觀點(diǎn)(1)志向試驗(yàn)(如圖所示)：小球沿光滑斜面從左側(cè)某一高度滾下，無論右側(cè)坡度如何，都會(huì)上升到與動(dòng)身點(diǎn)幾乎等高的地方．(2)結(jié)論：維持物體的運(yùn)動(dòng)不須要外力．3．笛卡兒的觀點(diǎn)：若無其他緣由，運(yùn)動(dòng)物體將接著以原來的速度沿直線運(yùn)動(dòng)．4．運(yùn)動(dòng)狀態(tài)：速度是描述物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變更是指速度的變更．5．力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系：力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的緣由，而是變更物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的緣由．說明：志向試驗(yàn)是人們?cè)诔橄笏季S中設(shè)想出來而事實(shí)上無法做到的“試驗(yàn)”．二、牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律及其意義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)，除非有外力迫使它變更這種狀態(tài)．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(shí)，物體將保持原來靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)．(2)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變，它所受合外力必定為零；運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變更，必受到不為零的合外力．三、物體的慣性1．定義：任何物體都有保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的屬性，物理學(xué)中把物體的這種屬性稱為慣性．2．理解：慣性是物體的固有屬性，與物體的受力狀況及運(yùn)動(dòng)狀況無關(guān)．3．確定因素：質(zhì)量是物體慣性大小的唯一量度．質(zhì)量越大，物體的慣性越大，物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越難變更．留意：慣性是物體的固有屬性，與物體是否受力無關(guān)，與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及所在的地理位置均無關(guān)．1．思索推斷(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)(1)速度變更，物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)就變更． (√)(2)物體不受外力就是物體受到的合外力等于零． (×)(3)慣性是物體的本質(zhì)屬性，與除質(zhì)量之外的因素?zé)o關(guān)． (√)(4)牛頓第肯定律說明白力是變更物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的緣由． (√)2．(多選)在力學(xué)理論的建立過程中，有很多宏大的科學(xué)家做出了貢獻(xiàn)．關(guān)于科學(xué)家和他們的貢獻(xiàn)，下列說法正確的是()A．伽利略認(rèn)為力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的緣由B．亞里士多德認(rèn)為物體的運(yùn)動(dòng)不須要力來維持C．牛頓最早指出力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的緣由D．伽利略認(rèn)為力是變更物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的緣由AD[伽利略認(rèn)為力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的緣由，而是變更物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的緣由，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)的緣由，他的觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的，B錯(cuò)誤．]3．(多選)下列說法中正確的是()A．牛頓第肯定律是科學(xué)家憑空想象出來的，沒有試驗(yàn)依據(jù)B．牛頓第肯定律無法用試驗(yàn)干脆驗(yàn)證C．志向試驗(yàn)的思維方法與建立質(zhì)點(diǎn)模型的思維方法一樣，都是一種科學(xué)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(yàn)為基礎(chǔ)，加以想象推理出來的，有試驗(yàn)依據(jù)，但無法用試驗(yàn)干脆驗(yàn)證，故A錯(cuò)誤，B正確；志向試驗(yàn)是人們?cè)谒枷胫兴茉斓闹鞠蜻^程，與建立質(zhì)點(diǎn)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(cuò)誤．]對(duì)牛頓第肯定律的理解幾個(gè)同學(xué)合作，利用如圖所示的裝置演示伽利略的志向斜面試驗(yàn)，裝置為兩個(gè)對(duì)接的斜面，讓小球沿左邊的斜面滑下并滾上右邊的斜面，然后變更右邊斜面的傾角，重復(fù)操作，利用曝光頻率肯定的相機(jī)拍下小球在運(yùn)動(dòng)過程中的圖片．探究：(1)甲同學(xué)認(rèn)為“該試驗(yàn)為牛頓第肯定律的提出供應(yīng)了有力的依據(jù)，因此牛頓第肯定律是試驗(yàn)定律”你認(rèn)為對(duì)嗎？請(qǐng)說明理由．(2)當(dāng)右側(cè)的斜面水平常，小球近似做勻速直線運(yùn)動(dòng)．因此乙同學(xué)認(rèn)為“假如沒有外力作用，小球?qū)⒃谒矫嫔虾憔眠\(yùn)動(dòng)下去”你認(rèn)為此觀點(diǎn)是否正確？提示：(1)錯(cuò)誤．伽利略的志向斜面試驗(yàn)的核心是將假想試驗(yàn)和邏輯推理結(jié)合起來，該試驗(yàn)為牛頓第肯定律的提出供應(yīng)了有力的依據(jù)，但是牛頓第肯定律并不是在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上得出的，因此牛頓第肯定律不是試驗(yàn)定律．(2)正確．牛頓第肯定律的意義1．明確了慣性概念定律的前半部分內(nèi)容“一切物體總保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)”，揭示了全部物體普遍具有的一種屬性——慣性，即物體保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，是本質(zhì)屬性，不須要條件．一切物體在任何狀況下都具有保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì)．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(nèi)容“除非有外力迫使它變更這種狀態(tài)”，說明白力的作用效果可以變更物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)．定律中明確指出力可以變更物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)．3．揭示了力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系牛頓第肯定律指出物體不受外力時(shí)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，定律描述的只是一種志向狀態(tài)，而實(shí)際中物體不受外力作用的狀況是不存在的，當(dāng)物體所受到的合外力為零時(shí)，其效果跟不受外力的作用效果相同．力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系：運(yùn)動(dòng)不須要力維持，但運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變更離不開力的作用．【例1】下列關(guān)于牛頓第肯定律的說法中正確的是()A．牛頓第肯定律是試驗(yàn)定律B．牛頓第肯定律只是提出了慣性的概念C．牛頓第肯定律提出了當(dāng)物體受到的合外力為零時(shí)，物體將處于靜止?fàn)顟B(tài)D．牛頓第肯定律既提出了物體不受外力作用時(shí)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，又提出了力是變更物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的緣由思路點(diǎn)撥：解答本題時(shí)應(yīng)留意以下三點(diǎn)：①牛頓第肯定律和慣性的區(qū)分．②力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系．③力和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變更的關(guān)系．D[牛頓第肯定律不是試驗(yàn)定律，A錯(cuò)誤；牛頓第肯定律提出了慣性的概念，同時(shí)又指出了物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變更的緣由，B錯(cuò)誤；牛頓第肯定律提出了物體不受外力作用時(shí)，物體將處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，所以C錯(cuò)誤；綜上所述，選項(xiàng)D是正確的．]牛頓第肯定律描述了物體不受外力作用時(shí)的狀態(tài)——總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài)，同時(shí)揭示了力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系——力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的緣由，而是變更物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的緣由.分析此類問題時(shí)要留意牛頓第肯定律與慣性的區(qū)分.[跟進(jìn)訓(xùn)練]1．依據(jù)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(nèi)，豎直向上高高跳起后，才會(huì)落到車廂原來的位置B．人在沿直線勻速前進(jìn)的車廂內(nèi)，豎直向上高高跳起后，將落在起跳點(diǎn)的后方C．人在沿直線加速前進(jìn)的車廂內(nèi)，豎直向上高高跳起后，將落在起跳點(diǎn)的后方D．人在沿直線減速前進(jìn)的車廂內(nèi)，豎直向上高高跳起后，將落在起跳點(diǎn)的后方C[依據(jù)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(yùn)動(dòng)，則人都將落回原地；假如車加速前進(jìn)，則在相同時(shí)間內(nèi)人的水平位移比車子的水平位移小，故人會(huì)落在起跳點(diǎn)的后方；反之，假如車子減速前進(jìn)，則在相同時(shí)間內(nèi)人的水平位移將比車子的水平位移大，故人會(huì)落在起跳點(diǎn)的前方，故C正確．]對(duì)慣性的理解和應(yīng)用先進(jìn)的生產(chǎn)工具可以大大提高生產(chǎn)效率，節(jié)約人力物力．在谷物的收割和脫粒過程中，小石子、草屑等雜物很簡單和谷物混在一起．另外，谷還有癟粒．為了將它們分別，農(nóng)夫常用一種叫作“風(fēng)谷”的農(nóng)具分選．探究：(1)為什么小石子、草屑等雜物和谷物都能脫離傳送帶飛出？(2)此農(nóng)具分選的原理依據(jù)是什么？提示：(1)由于慣性，它們都能脫離傳送帶飛出．(2)分選原理是：石子、實(shí)谷粒、草屑和癟粒飛出時(shí)初速度基本相同，但由于質(zhì)量不同，它們受到相同阻力時(shí)速度變更快慢不同，質(zhì)量大的速度變更慢，質(zhì)量小的速度變更快．草屑和癟粒速度變更得快，故落點(diǎn)近；小石子速度變更得最慢，故落點(diǎn)最遠(yuǎn)．1．慣性現(xiàn)象的“一只”“二有”“三區(qū)分”(1)“一只”：慣性的大小只跟物體的質(zhì)量有關(guān)．(2)“二有”：慣性是一切物體固有的屬性；物體在任何狀況下都有慣性．(3)“三區(qū)分”：慣性與第肯定律的區(qū)分；慣性與力的區(qū)分；慣性與速度的區(qū)分．2．慣性與力的關(guān)系(1)慣性不是力，而是物體本身固有的一種性質(zhì)，因此說“物體受到了慣性作用”“產(chǎn)生了慣性”“受到慣性力”等都是錯(cuò)誤的．(2)力是變更物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的緣由，慣性是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的緣由．力越大，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變更越快；慣性越大，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越難變更．(3)慣性與物體的受力狀況無關(guān)．3．慣性與速度的關(guān)系(1)慣性與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)，不論物體是處于怎樣的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，慣性總是存在的，當(dāng)物體靜止時(shí)，它始終“想”保持這種靜止?fàn)顟B(tài)；當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，它始終“想”以那一時(shí)刻的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)．(2)一切物體都有慣性，和物體是否有速度及速度的大小均無關(guān)．4．慣性的“兩表現(xiàn)”(1)不受外力的條件下，慣性表現(xiàn)出“保持”“原來的”運(yùn)動(dòng)狀態(tài)．(2)在受力條件下，慣性表現(xiàn)出運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變更的難易程度，質(zhì)量越大，慣性越大，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越難變更．【例2】如圖所示是一種汽車平安帶限制裝置示意圖．當(dāng)汽車處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，剎車擺錘豎直懸掛，鎖棒水平，棘輪可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)，平安帶能被拉動(dòng)．當(dāng)汽車突然剎車時(shí)，擺錘由于慣性繞軸搖擺，使得鎖棒鎖定棘輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，平安帶不能被拉動(dòng)．若擺錘從圖中實(shí)線位置擺到虛線位置，汽車的可能運(yùn)動(dòng)方向和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是()A．向右行駛、勻速直線運(yùn)動(dòng)B．向左行駛、勻速直線運(yùn)動(dòng)C．向右行駛、突然剎車D．向左行駛、突然剎車思路點(diǎn)撥：C[若汽車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則擺錘不會(huì)從實(shí)線位置擺到虛線位置，故A、B均錯(cuò)誤；由圖可知擺錘向右搖擺，可知擺錘具有水平向左的加速度，故汽車加速度向左，汽車可能向左加速或向右減速，故C正確，D錯(cuò)誤．]利用慣性說明現(xiàn)象的方法(1)明確探討的物體原來處于怎樣的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)．(2)當(dāng)外力作用在該物體的某一部分(或外力作用在與該物體有關(guān)聯(lián)的其他物體上)時(shí)，分析這一部分的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變更狀況．(3)該物體由于慣性保持怎樣的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，推斷最終會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象．[跟進(jìn)訓(xùn)練]2.(多選)在勻速前進(jìn)的磁懸浮列車?yán)铮∶鲗⒁恍∏蚍旁谒阶烂嫔?，且小球相?duì)桌面靜止．關(guān)于小球與列車的運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是()A．若小球向前滾動(dòng)，則磁懸浮列車在加速前進(jìn)B．若小球向后滾動(dòng)，則磁懸浮列車在加速前進(jìn)C．磁懸浮列車急剎車時(shí)，小球向前滾動(dòng)D．磁懸浮列車急剎車時(shí)，小球向后滾動(dòng)BC[列車加(減)速時(shí)，小球由于慣性保持原來的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變，相對(duì)于車向后(前)滾動(dòng)，故B、C正確．]1．物理觀念：牛頓第肯定律、慣性．2．科學(xué)思維：牛頓第肯定律的理解應(yīng)用．3．科學(xué)方法：志向試驗(yàn)的推理方法.1．下列對(duì)運(yùn)動(dòng)的相識(shí)不正確的是()A．亞里士多德認(rèn)為物體的自然狀態(tài)是靜止的，只有當(dāng)它受到力的作用時(shí)才會(huì)運(yùn)動(dòng)B．伽利略認(rèn)為力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的緣由C．牛頓認(rèn)為力的效果是變更物體的速度D．伽利略依據(jù)志向試驗(yàn)推導(dǎo)出，假如沒有摩擦，在水平面上的物體一旦具有某一個(gè)速度，將保持這個(gè)速度恒久運(yùn)動(dòng)下去A[運(yùn)動(dòng)是物體的自然屬性，并不須要力來維持，故A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確．力產(chǎn)生的效果是變更物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，即變更速度，故C項(xiàng)正確．假如物體不受外力，則其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變，即速度不變，故D項(xiàng)正確．]2．以下幾種狀況中，不須要對(duì)物體施加力的是()A．物體從靜止變?yōu)檫\(yùn)動(dòng)B．物體從運(yùn)動(dòng)變?yōu)殪o止C．物體的運(yùn)動(dòng)方向不斷變更D．物體的速度大小和運(yùn)動(dòng)方向都不變更D[物體從靜止變?yōu)檫\(yùn)動(dòng)，從運(yùn)動(dòng)變?yōu)殪o止，表明物體的速度大小變更；物體的運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)的物體肯定不受外力的作用B．戰(zhàn)斗機(jī)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?yàn)榍罢邞T性比較大D．物體運(yùn)動(dòng)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?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)也可能是因?yàn)槭艿降暮贤饬榱?，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；戰(zhàn)斗機(jī)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(jī)的質(zhì)量，減小飛機(jī)的慣性，增加飛機(jī)的機(jī)動(dòng)性，選項(xiàng)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?yàn)閺母咛幭侣涞牟ＡП艿降臎_擊力大，所以簡單碎，慣性大小取決于玻璃杯的質(zhì)量，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；對(duì)于運(yùn)動(dòng)的物體，慣性表現(xiàn)為運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變更的難易，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．]4．下列有關(guān)慣性的說法中，正確的是()A．乘坐汽車時(shí)系好平安帶可減小慣性B．宇宙飛船在太空中也有慣性C．運(yùn)動(dòng)員跑得越慢慣性越小D．汽車在啟動(dòng)時(shí)才有慣性B[慣性的大小只與物體的質(zhì)量大小有關(guān)，質(zhì)量不變，慣性不變，A錯(cuò)，B對(duì)；物體的慣性與物