高中物理 牛頓運(yùn)動定律(一)4.1 牛頓第一定律學(xué)案

1、牛頓運(yùn)動定律（一）4.1 牛頓第一定律【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1. 知道伽利略的理想實(shí)驗(yàn)及其主要推理過程和推論，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。3. 理解力和運(yùn)動的關(guān)系，知道物體的運(yùn)動不需要力來維持。(難點(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))【知識網(wǎng)絡(luò)預(yù)覽】一、理想實(shí)驗(yàn)的魅力1. 伽利略理想實(shí)驗(yàn)：小球沿斜面由靜止?jié)L下，再滾上另一斜面，如不計(jì)摩擦小球?qū)L到原 處，減小第二個(gè)斜面的傾角，小球在這個(gè)斜面上仍達(dá)到 高度，但要滾得更遠(yuǎn)。若將斜面放平后，球?qū)⒂肋h(yuǎn)滾動下去。2. 伽利略通過“理想實(shí)驗(yàn)”和科學(xué)推理，得出的結(jié)論是：力不是 物體運(yùn)動的原因。3. 想一

2、想伽利略在理想實(shí)驗(yàn)中，將斜面放平后，真正觀察到小球以恒定的速度運(yùn)動下去了嗎？二、牛頓第一定律：1. 牛頓第一定律：一切物體總保持 狀態(tài)或 狀態(tài)，除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)，它又叫慣性定律。2. 運(yùn)動狀態(tài)：如果物體速度的 或 改變了，它的運(yùn)動狀態(tài)就發(fā)生了改變；如果物體做 運(yùn)動或 ，它的運(yùn)動狀態(tài)就沒發(fā)生改變。3. 只要有力作用在物體上，物體的運(yùn)動狀態(tài)就會改變嗎？三、慣性與質(zhì)量1. 慣性：物體具有保持原來 狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)。2. 物體慣性大小的唯一量度是物體的 。3. 想一想錘頭松了，把錘柄的一端在凳子上撞擊幾下，錘頭就套緊了，為什么？試解釋其中的原因。答案 一、1. 高度 同一 2

3、. 維持 3. 在當(dāng)時(shí)伽利略的實(shí)驗(yàn)中不可能真正觀察到“無摩擦力作用時(shí)小球以恒定的速度運(yùn)動下去”，因?yàn)槟Σ亮Σ豢赡芡耆?，水平面也不可能造得無限長。二、1. 勻速直線運(yùn)動 靜止 2. 大小 方向 勻速直線 靜止 3. 只有當(dāng)作用在物體上的合力不為零時(shí)，物體的運(yùn)動狀態(tài)才會發(fā)生改變。三、1. 勻速直線運(yùn)動 2. 質(zhì)量 3.錘與柄原來都處于運(yùn)動狀態(tài)，柄撞在凳子上受到阻力作用，改變了它的運(yùn)動狀態(tài)，就停止了運(yùn)動，錘頭由于慣性仍保持原來的運(yùn)動狀態(tài)，這樣錘頭就繼續(xù)向前運(yùn)動緊套在錘柄上了。知識點(diǎn)一 對牛頓第一定律的理解 1. 牛頓第一定律正確揭示了力和運(yùn)動的關(guān)系，糾正了長期形成的“力是維持物體運(yùn)動的原因”的錯

4、誤觀點(diǎn)，明確指出了力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因。2. 牛頓第一定律揭示了物體都有保持原來的靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)的性質(zhì)慣性。3. 牛頓第一定律是由理想實(shí)驗(yàn)加以科學(xué)推理得到的，但是，由它得出的結(jié)論，都經(jīng)歷了廣泛、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)氖聦?shí)的檢驗(yàn)。4. 牛頓第一定律是自然界中的普遍規(guī)律，“一切物體”是指宇宙中所有物體，不論物體是固體、液體還是氣體。5. 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。(物體做勻速曲線運(yùn)動)(3) 速度的大小和方向同時(shí)發(fā)生改變。(物體做變速曲線運(yùn)動)【名師點(diǎn)睛】1. 應(yīng)用牛頓第一定律

5、分析實(shí)際問題時(shí)，要把生活感受和理論聯(lián)系起來深刻認(rèn)識力和運(yùn)動的關(guān)系，正確理解力不是維持物體運(yùn)動的原因，克服生活中一些錯誤的直觀印象，建立正確的思維習(xí)慣。2. 如果物體的運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生改變，則物體必然受到不為零的合外力作用。因此判斷物體的運(yùn)動狀態(tài)是否改變，以及如何改變，應(yīng)分析物體的受力情況。3. 牛頓第一定律不是從實(shí)驗(yàn)中直接得出的，它是在大量實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上通過進(jìn)一步的科學(xué)推理得到的。由于這個(gè)通過進(jìn)一步科學(xué)推理得出的科學(xué)推論經(jīng)受住了實(shí)踐的檢驗(yàn)，雖然無法直接驗(yàn)證，但仍具有科學(xué)意義。4. 牛頓第一定律所描述的是物體不受外力作用時(shí)的狀態(tài)，與物體所受合外力為零是等效的。5. 牛頓第一定律只適用于慣性參考系中的運(yùn)動

6、，在非慣性參考系中不適用。6. 牛頓第一定律巧應(yīng)用 (1) 由“因”索“果”：在判斷力與運(yùn)動之間的關(guān)系時(shí)，一定要把握準(zhǔn)牛頓第一定律的含義，即力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因，而不是維持物體運(yùn)動狀態(tài)的原因。(2) 由“果”索“因”：如果物體的運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生改變，則物體必然受到不為零的合外力的作用，所以判斷物體的運(yùn)動狀態(tài)是否改變以及如何改變，應(yīng)分析物體的受力情況。(3) 應(yīng)用步驟：應(yīng)用牛頓第一定律解釋有關(guān)現(xiàn)象時(shí)，一要看物體原來的運(yùn)動狀態(tài)，二要看物體現(xiàn)在的受力情況及所受合力是否為零，最后判斷由于物體具有慣性將會出現(xiàn)的現(xiàn)象。知識點(diǎn)一 對牛頓第一定律的理解 【典例探究】【典例1】關(guān)于牛頓第一定律，下面說法中正確

7、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)動狀態(tài)保持不變是由于物體具有慣性D. 運(yùn)動的物體狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，物體必定受到外力的作用【審題指導(dǎo)】解答該題時(shí)應(yīng)把握牛頓第一定律的三層含義：(1) 不受外力時(shí)物體的運(yùn)動狀態(tài)。(2) 受外力時(shí)物體的運(yùn)動狀態(tài)。(3) 一切物體都有慣性?！镜淅?】 (多選) 關(guān)于牛頓第一定律的理解正確的是() A. 牛頓第一定律反映了物體不受外力的作用時(shí)的運(yùn)動規(guī)律 B. 不受外力作用時(shí),物體的運(yùn)動狀態(tài)保持不變 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

8、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) 【典例3】 由牛頓第一定律可知( )A. 物體的運(yùn)動狀態(tài)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(shí)，一定有外力作用D. 力可以改變物體的慣性大小【典例4】 關(guān)于力和運(yùn)動的關(guān)系,下列說法中正確的是() A. 物體的速度不斷增大,表示物體必受外力的作用 B. 物體向著某個(gè)方向運(yùn)動,則在這個(gè)方向上必受力的作用 C. 物體的速度大小不變,則其所受的合外力必為零 D. 物體處于平衡狀態(tài),則該物體必不受外力作用 知識點(diǎn)二 對慣性概念的理解 1. 慣性與質(zhì)量的關(guān)系 (1) 慣性是物體的固有屬性，一切物體都

9、具有慣性。(2) 慣性與物體受力情況、運(yùn)動情況及地理位置均無關(guān)。(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。 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。力越大，運(yùn)動狀態(tài)越易改變；慣性越大，運(yùn)動狀態(tài)越難改變。(3) 慣性與物體的受力情況無關(guān) 3. 慣性與速度的關(guān)系 (1) 速度是表示物體運(yùn)動快慢的物理量，是矢量，慣性是物體本身固有的性質(zhì)，其大小僅由物體質(zhì)量決定。(2) 一切物體都有慣性，和物體是否有速度及速度的大小均

10、無關(guān)。4. 慣性與慣性定律的關(guān)系 (1) 慣性不是慣性定律，慣性沒有條件限制，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(shí)物體運(yùn)動所遵守的一條規(guī)律?！久麕燑c(diǎn)睛】1. 在不受力(或合外力為零)的條件下，慣性表現(xiàn)為保持原來的運(yùn)動狀態(tài)。2. 在受力條件下，慣性表現(xiàn)為運(yùn)動狀態(tài)改變的難易程度。3. 利用慣性解釋現(xiàn)象的方法(1) 明確研究的物體原來處于怎樣的運(yùn)動狀態(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)，這一部分的運(yùn)動狀態(tài)的變化情況。(3) 該物體由于慣性保持怎樣的運(yùn)動狀態(tài)，判斷最后會出現(xiàn)什么現(xiàn)象。知識點(diǎn)二 對慣性概念的理解 【典例5】關(guān)于物體的慣

11、性，以下說法中正確的是() A. 物體的運(yùn)動速度越大，物體越難停下來，說明運(yùn)動速度大的物體慣性大 B. 汽車突然減速時(shí)，車上的人向前傾，拐彎時(shí)人會往外甩，而汽車勻速前進(jìn)時(shí)，車上的人感覺平穩(wěn)，說明突然減速和拐彎時(shí)人有慣性，勻速運(yùn)動時(shí)沒有慣性 C. 在同樣大小的力作用下，運(yùn)動狀態(tài)越難改變的物體，其慣性一定越大 D. 在長直水平軌道上勻速運(yùn)動的火車上，門窗緊閉的車廂內(nèi)有一人向上跳起后，發(fā)現(xiàn)落回原處，這是因?yàn)槿颂鸷螅嚴(yán)^續(xù)向前運(yùn)動，人落下后必定向后偏些，但因時(shí)間太短，偏后距離太小，不明顯而已 【典例6】下列關(guān)于慣性的說法中,正確的是() A. 物體只有在突然運(yùn)動或突然停止時(shí)才有慣性 B. 物體的質(zhì)量

12、越大或速度越大,其慣性也就越大 C. 在太空中飛行的航天飛機(jī)內(nèi)的物體,其慣性消失 D. 慣性是物體的屬性,與物體是否受力和運(yùn)動狀態(tài)無關(guān) 答案與解析1.【答案】ACD【解析】 牛頓第一定律又叫慣性定律，但不能說慣性定律就是慣性。慣性是指一切物體都具有保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)，它是物體的固有性質(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)動狀態(tài)無關(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)動規(guī)律，它指出了力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因，而不是產(chǎn)生或維持物體運(yùn)動的原因?？傊?，慣性和慣性定律是兩個(gè)不同的概念，但慣性定律揭示出物體具有慣性。故選A、C、D。2.【答

13、案】ABD 3.【答案】AC【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)，選項(xiàng)A正確。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，選項(xiàng)B錯誤、選項(xiàng)C正確。慣性是物體的固有屬性，力不能改變物體的慣性大小，選項(xiàng)D錯誤。4.【答案】A【解析】 當(dāng)物體速度增大時(shí),運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生了變化,而力是改變運(yùn)動狀態(tài)的原因,故物體必受外力作用,故A項(xiàng)正確;物體向某個(gè)方向運(yùn)動,可以不在此方向上受力的作用,故B項(xiàng)錯誤;當(dāng)物體的速度大小不變時(shí),其速度方向可能發(fā)生變化,即運(yùn)動狀態(tài)可能變化,合外力不一定為零,故C項(xiàng)錯誤;物體處于平衡狀態(tài)時(shí),所受合外力為零,并不是物體不受外力作用,故D項(xiàng)錯誤。 5.【答案】C【解析】 物體的慣性大小由質(zhì)量惟一決定，與物體的速度無關(guān)，A錯誤；一切物體均有慣性，不論