高中物理 第五章 牛頓第一定律學(xué)案 滬科版必修1

1、學(xué)案1牛頓第一定律目標(biāo)定位1.知道關(guān)于運(yùn)動和力的兩種對立的觀點(diǎn).2.知道伽利略的理想實(shí)驗(yàn)及其推理過程，知道理想實(shí)驗(yàn)是科學(xué)研究的重要方法.3.理解牛頓第一定律的內(nèi)容及意義.4.理解慣性的概念，會解釋有關(guān)的慣性現(xiàn)象一、伽利略的實(shí)驗(yàn)和牛頓的總結(jié)問題設(shè)計1日常生活中，我們有這樣的經(jīng)驗(yàn)：馬拉車，車就前進(jìn)，停止用力，車就停下來是否有力作用在物體上物體才能運(yùn)動呢？馬不拉車時，車為什么會停下來呢？答案不是車之所以會停下來是因?yàn)槭艿阶枇Φ淖饔?閱讀課本“重新習(xí)慣地球上的生活”部分后請思考：如果沒有摩擦阻力，也不受其他任何力的作用，水平面上運(yùn)動的物體會怎樣？答案如果沒有摩擦阻力，也不受其他任何力，水平面上運(yùn)動的物

2、體將保持這個速度永遠(yuǎn)運(yùn)動下去3伽利略是如何由理想實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論的？答案理想實(shí)驗(yàn)再現(xiàn)：如圖甲所示，讓小球沿一個斜面由靜止?jié)L下，小球?qū)L上另一個斜面如果沒有摩擦，小球?qū)⑸仙皆瓉淼母叨热绻麥p小第二個斜面的傾斜角度，如圖乙所示，小球在這個斜面上達(dá)到原來的高度就要通過更長的路程繼續(xù)減小第二個斜面的傾斜角度，如圖丙所示，使它最終成為水平面，小球就再也達(dá)不到原來的高度，而將沿水平面以恒定的速度永遠(yuǎn)運(yùn)動下去要點(diǎn)提煉1關(guān)于力和運(yùn)動的兩種對立的觀點(diǎn)(1)亞里士多德的觀點(diǎn)：力是維持運(yùn)動的原因，這種錯誤的觀點(diǎn)統(tǒng)治了人們的思維近兩千年(2)伽利略的觀點(diǎn)(伽利略第一次提出)：力不是維持運(yùn)動的原因，它只是使物體加速或減速的

3、原因2牛頓第一定律：一切物體總保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，直到外力迫使它改變運(yùn)動狀態(tài)為止3對牛頓第一定律的理解(1)定性說明了力和運(yùn)動的關(guān)系說明了物體不受外力時的運(yùn)動狀態(tài)：勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)說明力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)即產(chǎn)生加速度的原因(2)揭示了一切物體都具有的一種固有屬性慣性因此牛頓第一定律也叫慣性定律4物體運(yùn)動狀態(tài)的變化即物體運(yùn)動速度的變化，有以下三種情況：(1)速度的方向不變，只有大小改變(物體做直線運(yùn)動)(2)速度的大小不變，只有方向改變(物體做曲線運(yùn)動)(3)速度的大小和方向同時發(fā)生改變(物體做曲線運(yùn)動)二、慣性有大小嗎？問題設(shè)計坐在公共汽車?yán)锏娜?，?dāng)車突然啟動時，有什么感

4、覺？當(dāng)運(yùn)動的汽車突然停止時，又有什么感覺？解釋上述現(xiàn)象答案當(dāng)汽車突然啟動時，人身體后傾當(dāng)汽車突然停止時，人身體前傾這是因?yàn)槿司哂袘T性，原來人和車一起保持靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)車突然啟動時，人的身體下部隨車運(yùn)動了，但身體上部由于慣性保持原來的靜止?fàn)顟B(tài)，所以會向后傾；原來人和車一起運(yùn)動，當(dāng)車突然停止時，人的身體下部隨車停止了，但身體上部由于慣性保持原來的運(yùn)動狀態(tài)，故向前傾要點(diǎn)提煉1慣性：物體保持勻速直線運(yùn)動或靜止?fàn)顟B(tài)的特性，叫做慣性2慣性是物體的固有屬性，一切物體都具有慣性3質(zhì)量是物體慣性大小的唯一量度，質(zhì)量越大，慣性越大4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屬性，因此物體“受到了慣性作用

5、”、“產(chǎn)生了慣性”、“受到慣性力”等說法都是錯誤的(2)力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因慣性是維持物體運(yùn)動狀態(tài)的原因5慣性的表現(xiàn)(1)不受力時，慣性表現(xiàn)為保持原來的勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，有“惰性”的意思(2)受力時，慣性表現(xiàn)為運(yùn)動狀態(tài)改變的難易程度質(zhì)量越大，慣性越大，運(yùn)動狀態(tài)越難改變延伸思考人能推動冰面上的重箱子，用同樣的力卻推不動粗糙地面上不太重的箱子，是不是冰面上的重箱子慣性小于粗糙地面上不太重的箱子呢？為什么？答案不是質(zhì)量是物體慣性大小的唯一量度，重箱子的慣性大于輕箱子的慣性判斷物體慣性的大小應(yīng)在相同情況下比較，比如用同樣的力推都處于冰面上或都處于粗糙地面上質(zhì)量不同的物體，比較哪個物體的

6、運(yùn)動狀態(tài)更容易改變一、對伽利略理想實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識例1理想實(shí)驗(yàn)有時能更深刻地反映自然規(guī)律伽利略設(shè)計了一個如圖1所示的理想實(shí)驗(yàn)，他的設(shè)想步驟如下：圖1減小第二個斜面的傾角，小球在這個斜面上仍然要達(dá)到原來的高度；兩個對接的斜面，讓靜止的小球沿一個斜面滾下，小球?qū)L上另一個斜面；如果沒有摩擦，小球?qū)⑸仙皆瓉磲尫诺母叨龋焕^續(xù)減小第二個斜面的傾角，最后使它成為水平面，小球?qū)⒀厮矫孀龀掷m(xù)的勻速運(yùn)動請將上述理想實(shí)驗(yàn)的設(shè)想步驟按照正確的順序排列_(只要填寫序號即可)在上述的設(shè)想步驟中，有的屬于可靠的事實(shí)，有的則是理想化的推論下列有關(guān)事實(shí)和推論的分類正確的是()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

7、事實(shí)，是推論解析本題是在可靠事實(shí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行合理的推理，將實(shí)驗(yàn)理想化，并符合物理規(guī)律，得到正確的結(jié)論而是可靠事實(shí)，因此放在第一步，、是在斜面上無摩擦的設(shè)想，最后推導(dǎo)出水平面上的理想實(shí)驗(yàn).因此正確順序是.答案B二、對牛頓第一定律的理解例2由牛頓第一定律可知()A物體的運(yùn)動是依靠慣性來維持的B力停止作用后，物體的運(yùn)動就不能維持C物體做變速運(yùn)動時，一定有外力作用D力是改變物體慣性的原因解析物體具有保持原來靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)的性質(zhì)叫做慣性，由于慣性的存在，物體才保持原來的運(yùn)動狀態(tài)，A對力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因，而不是維持物體運(yùn)動的原因，B錯，C對慣性是物體的固有屬性，力不能改變物體的慣性大小

8、，D錯答案AC針對訓(xùn)練做自由落體運(yùn)動的物體，如果下落過程中某時刻重力突然消失，物體的運(yùn)動情況將是()A懸浮在空中不動B速度逐漸減小C保持一定速度向下做勻速直線運(yùn)動D無法判斷答案C解析物體自由下落時，僅受重力作用，重力消失以后，物體將不受力，根據(jù)牛頓第一定律的描述，物體將以重力消失瞬間的速度向下做勻速直線運(yùn)動，故選項C正確三、慣性的理解例3關(guān)于物體的慣性，下述說法中正確的是()A運(yùn)動速度大的物體不能很快地停下來，是因?yàn)槲矬w速度越大，慣性也越大B靜止的火車啟動時，速度變化慢，是因?yàn)殪o止的物體慣性大C乒乓球可以快速抽殺，是因?yàn)槠古仪驊T性小D在宇宙飛船中的物體不存在慣性解析慣性大小只與物體質(zhì)量有關(guān)，與

9、物體的速度無關(guān)，故A錯誤；質(zhì)量是物體慣性大小的唯一量度，火車速度變化慢，表明它的慣性大，是因?yàn)樗馁|(zhì)量大，與是否靜止無關(guān)，故B錯誤；乒乓球能被快速抽殺，表明它的運(yùn)動狀態(tài)容易發(fā)生改變，是因?yàn)樗膽T性小，故C正確；一切物體在任何情況下都有慣性，故D錯誤答案C1.(對伽利略理想實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識)關(guān)于伽利略的理想實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是()A只要接觸面摩擦相當(dāng)小，物體在水平面上就能勻速運(yùn)動下去B這個實(shí)驗(yàn)實(shí)際上是永遠(yuǎn)無法做到的C使用氣墊導(dǎo)軌，就能使實(shí)驗(yàn)成功D雖然是想象中的實(shí)驗(yàn)，但是它建立在可靠的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上答案BD解析只要接觸面摩擦存在，物體就受到摩擦力的作用，物體在水平面上就不能勻速運(yùn)動下去，故A錯誤沒有摩擦是

10、不可能的，這個實(shí)驗(yàn)實(shí)際上是永遠(yuǎn)無法做到的，故B正確若使用氣墊導(dǎo)軌進(jìn)行理想實(shí)驗(yàn)，可以提高實(shí)驗(yàn)精度，但是仍然存在摩擦力，故C錯誤；雖然是想象中的實(shí)驗(yàn)，但是它建立在可靠的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，故D正確2(對牛頓第一定律的理解)關(guān)于牛頓第一定律的理解正確的是()A不受外力作用時，物體的運(yùn)動狀態(tài)保持不變B物體做變速運(yùn)動時，一定受外力作用C在水平地面上滑動的木塊最終停下來，是由于沒有外力維持木塊運(yùn)動的結(jié)果D飛跑的運(yùn)動員，由于遇到障礙而被絆倒，這是因?yàn)樗艿酵饬ψ饔闷仁顾淖冊瓉淼倪\(yùn)動狀態(tài)答案ABD解析牛頓第一定律描述的是物體不受外力作用時的狀態(tài)，即總保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)不變，A正確；牛頓第一定律揭示了力和

11、運(yùn)動的關(guān)系，力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因，而不是維持物體運(yùn)動狀態(tài)的原因物體做變速運(yùn)動說明運(yùn)動狀態(tài)在改變，B正確在水平地面上滑動的木塊最終停下來，是由于摩擦阻力的作用而改變了運(yùn)動狀態(tài)飛跑的運(yùn)動員，遇到障礙而被絆倒，是因?yàn)樗艿酵饬ψ饔闷仁顾淖兞嗽瓉淼倪\(yùn)動狀態(tài)，C錯誤，D正確3(力與運(yùn)動的關(guān)系)某人用力推一下原來靜止在水平面上的小車，小車便開始運(yùn)動，以后改用較小的力就可以維持小車做勻速直線運(yùn)動，可見()A力是維持物體速度不變的原因B力是維持物體運(yùn)動的原因C力是改變物體慣性的原因D力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因答案D解析力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因，小車原來靜止，在力的作用下小車開始運(yùn)動，是力使其運(yùn)動狀態(tài)

12、發(fā)生了改變用較小的力就能使小車做勻速直線運(yùn)動是推力與摩擦力的合力為零的緣故4. (對慣性的理解)如圖2所示，冰壺在冰面運(yùn)動時受到的阻力很小，可以在較長時間內(nèi)保持運(yùn)動速度的大小和方向不變，我們可以說冰壺有較強(qiáng)的抵抗運(yùn)動狀態(tài)變化的“本領(lǐng)”這里所指的“本領(lǐng)”是冰壺的慣性，則慣性的大小取決于()圖2A冰壺的速度 B冰壺的質(zhì)量C冰壺受到的推力 D冰壺受到的阻力答案B解析一個物體慣性的大小，與其運(yùn)動狀態(tài)，受力情況是沒有任何關(guān)系的，衡量物體慣性大小的唯一量度是質(zhì)量，故B正確題組一伽利略的理想實(shí)驗(yàn)1下列關(guān)于對運(yùn)動的認(rèn)識不符合物理學(xué)史實(shí)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)它受到力的作用時才會運(yùn)

13、動B伽利略認(rèn)為力不是維持物體運(yùn)動的原因C牛頓認(rèn)為力的真正效果是改變物體的速度，而不僅僅是使之運(yùn)動D伽利略根據(jù)理想實(shí)驗(yàn)推論出，如果沒有摩擦，在水平面上的物體，一旦具有某個速度，將保持這個速度永遠(yuǎn)運(yùn)動下去答案C解析亞里士多德認(rèn)為力是維持物體運(yùn)動的原因，有力作用在物體上它就運(yùn)動，沒有力作用時它就靜止，A對伽利略認(rèn)為力不是維持物體運(yùn)動的原因，而是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因，他認(rèn)為水平面上的物體若不受摩擦力，物體會保持原速度做勻速直線運(yùn)動，B、D對牛頓第一定律揭示了力與物體運(yùn)動的關(guān)系，即物體的運(yùn)動不需要力來維持，力的作用是改變物體的運(yùn)動狀態(tài)(速度)，C錯2如圖1是伽利略的“理想實(shí)驗(yàn)”，根據(jù)該實(shí)驗(yàn)下列說法正確

14、的是()圖1A該實(shí)驗(yàn)為牛頓第一定律的提出提供了有力的實(shí)驗(yàn)依據(jù)B該實(shí)驗(yàn)是理想實(shí)驗(yàn)，是在思維中進(jìn)行的，無真實(shí)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，故其結(jié)果并不可信C該實(shí)驗(yàn)充分證實(shí)了亞里士多德“力是維持物體運(yùn)動的原因”的結(jié)論D該實(shí)驗(yàn)是說明了物體的運(yùn)動不需要力來維持答案AD解析該實(shí)驗(yàn)為牛頓第一定律的提出提供了有力的實(shí)驗(yàn)依據(jù)，故A正確雖然是想象中的實(shí)驗(yàn)，但是它建立在可靠的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，其結(jié)果是可信的，故B錯誤伽利略由此推翻了亞里士多德的觀點(diǎn)，認(rèn)為力不是維持物體運(yùn)動的原因，而是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因，故C錯誤該實(shí)驗(yàn)是說明了物體的運(yùn)動不需要力來維持，故D正確3伽利略的理想斜面實(shí)驗(yàn)的意義是()A證明了力不是維持物體運(yùn)動的原因B證明了力是

15、維持物體運(yùn)動的原因C證明小球總能滾到另一斜面上的同一高度D證明小球總能在水平面上做勻速直線運(yùn)動答案A解析伽利略的理想斜面實(shí)驗(yàn)證明力不是維持物體運(yùn)動的原因，沒有力作用的物體能保持原來的運(yùn)動狀態(tài)，故A正確，B錯誤伽利略的理想斜面實(shí)驗(yàn)證明了運(yùn)動的物體具有慣性，故C、D錯誤題組二對牛頓第一定律的理解4下列說法正確的是()A牛頓第一定律是科學(xué)家憑空想象出來的，沒有實(shí)驗(yàn)依據(jù)B牛頓第一定律無法用實(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答案C解析牛頓第一定律是在理想實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上經(jīng)過合理歸納總結(jié)出來的，雖無法

16、用實(shí)驗(yàn)來直接驗(yàn)證，但它是成立的，故A、B錯誤；理想實(shí)驗(yàn)的思維方法與質(zhì)點(diǎn)概念的建立相同，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；物體靜止時不受外力或合力為零，故D錯誤5下列物理現(xiàn)象中，可以用牛頓第一定律解釋的是()A必須有力作用在物體上，物體才能運(yùn)動，沒有力的作用，物體就要靜止下來B物體如果向正北方向運(yùn)動，其受外力方向必須指向正北C如果沒有外力作用，運(yùn)動的物體將繼續(xù)以同一速度沿著一條直線運(yùn)動，既不會停下來，也不會偏離原來的方向D力不是維持物體運(yùn)動的原因，而是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因答案CD解析一切物體總保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)不變，直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止沒有外

17、力作用時，物體可以做勻速直線運(yùn)動，不一定靜止，故A錯誤；物體向正北方向做勻速直線運(yùn)動時，可以不受外力，當(dāng)有向正北方向力的作用時，它向正北運(yùn)動的速度會變大，當(dāng)有向正南方向力的作用時，它向正北運(yùn)動的速度會減小，但仍可以向正北方向運(yùn)動，B錯誤；C、D兩種說法均符合牛頓第一定律，C、D正確6如圖2所示，桌面上有一上表面光滑的木塊，木塊上有一小球，快速向右拉動木塊，小球的位置可能落在桌面上的哪點(diǎn)()圖2AA點(diǎn)BB點(diǎn)CO點(diǎn) D無法確定答案C解析小球在水平方向上不受摩擦力的作用，水平方向運(yùn)動狀態(tài)不變，在重力的作用下，小球落在O點(diǎn)，故選C.7如圖3所示，在一輛表面光滑且足夠長的小車上，有質(zhì)量為m1和m2的兩個

18、小球(m1m2)，兩個小球隨車一起運(yùn)動，當(dāng)車突然停止運(yùn)動時，若不考慮其他阻力，則兩個小球()圖3A一定相碰 B一定不相碰C不一定相碰 D無法確定答案B解析小車表面光滑，因此兩小球在水平方向上沒有受到外力的作用原來兩個小球與小車具有相同的速度，當(dāng)車突然停止運(yùn)動時，由于慣性，兩個小球的速度不變，所以不會相碰8.如圖4所示，一個劈形物體A，各面均光滑，放在固定的斜面上，上表面水平，在上表面上放一光滑的小球B，劈形物體A從靜止開始釋放，則小球在碰到斜面前的運(yùn)動軌跡是()圖4A沿斜面向下的直線B豎直向下的直線C無規(guī)則曲線D拋物線答案B解析小球原來靜止時受重力和支持力作用，其合力為零當(dāng)劈形物體A由靜止釋放

19、，A應(yīng)沿斜面下滑，故B也將運(yùn)動，運(yùn)動狀態(tài)就要發(fā)生改變，但由于慣性，小球原來速度為零，沒有水平或其他方向上的速度，而小球又光滑，除豎直方向有合力外，其他方向上沒有合力，因?yàn)榱κ鞘刮矬w運(yùn)動狀態(tài)改變的原因，故小球只能在豎直方向上運(yùn)動，在碰到斜面之前，運(yùn)動軌跡應(yīng)為一條直線，即豎直向下的直線題組三對慣性的理解9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向汽車右側(cè)跌倒D向汽車左側(cè)跌倒答案A解析當(dāng)人在汽車上時與車具有相同的速度，因此，當(dāng)人從車上跳下來時，身體由于慣性要保持原有狀態(tài)繼續(xù)向前運(yùn)動，而腳著地后，受摩擦力作用，運(yùn)動狀態(tài)要發(fā)生改變，速度要減小到零，故人將向汽車行駛的方向跌倒10對下列現(xiàn)象解釋正確的是()A在一定拉力的作用下，車沿水平面勻速前進(jìn)，沒有這個拉力，小車就會停下來，所以力是維持物體運(yùn)動狀態(tài)的原因B向上拋出的物體由于慣性，所以向上運(yùn)動，以后由于重力作用，慣性變小，所以速度也越來越小C急剎車時，車上的乘客由于慣性一樣大，所以都會向前傾倒D質(zhì)量大的物體運(yùn)動狀態(tài)不容易改變，是由于物體的質(zhì)量越大，慣性越大答案D解析力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因，不是維持物體運(yùn)動狀態(tài)的原因，A錯慣性僅由物體的質(zhì)量大小決定，與受力無關(guān)，B錯，D對車上的乘客質(zhì)量不一樣，故慣性也不一樣大，C錯11關(guān)于慣性，下列說法正確的是()A物體