學案1牛頓第一定律[學習目標定位]1.知道伽利略其推理過程，知道理想實驗是科學研究的重要方法.2.理解牛頓第一定律的內容及意義.3.理解慣性的概念，會解釋有關的慣性現象．一、伽利略的理想實驗1．亞里士多德的觀點必須有力作用在物體上，物體才能運動；沒有力的作用，物體就要靜止在一個地方．2．伽利略的斜面實驗(1)理想實驗：讓小球沿止狀態開始向下運動，再讓小球沖上第二個斜面，如果沒有摩擦，無論第二個斜面的傾角如何，小球所達到的高度相同，若將第二個斜面放平，小球將永遠運動下去．(2)實驗結論：力不是(填“是”或“不是”)維持物體運動的原因．3．笛卡兒的觀點如果運動中的物體沒有受到力的作用，它將繼續以同一速度沿同一直線運動，既不停下來也不偏離原來的方向．二、牛頓第一定律與慣性1．牛頓第一定律：一切物體總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態，除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態．2．慣性：物體具有保持原來勻速直線運動狀態或靜止狀態的性質，我們把這個性質叫做慣性．牛頓第一定律又叫慣性定律．質量是物體慣性大小的唯一量度.一、理想實驗的魅力[問題設計]1．日常生活中，我們有這樣車，車就前進，停止用力，車就停下來．是否有力作用在物體上物體才能運動呢？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為受到阻力的作用．2．如果沒有摩擦阻力，也不受作用，水平面上運動的物體會怎樣？請閱讀課本中的“理想實驗的魅力”，思考伽利略是如何由理想實驗得出結論的．答案如果沒有摩擦阻力，水平面上運動的物體將保持這個速度永遠運動下去．理想實驗再現：如圖甲所示，讓小球沿一個斜面由靜止滾下，小球將滾上另一個斜面．如果沒有摩擦，小球將上升到原來的高度．如果減小第二個斜面的傾乙所示，小球在這個斜面上達到原來的高度就要通過更長的路程．繼續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，小球就再也達不到原來的高度，而將沿水平面以恒定的速度永遠運動下去．[要點提煉]1．關于運動和力的兩種對立的觀點(1)亞里士多德的觀點：力是維持物體運動的原因．這種錯誤的觀點統治了人們的思維近二千年．(2)伽利略的觀點(伽利略第一次提出)：物體的運動不需要力來維持(填“需要”或“不需要”)．2．伽利略的理想實驗的意義(1)伽利略的理想實驗將理論思維結合起來，即采用“可靠事實＋抽象思維＋科學推論”的方法推翻了亞里士多德的觀點，初步揭示了運動和力的正確關系．(2)第一次確立了物理實驗在物理學中的地位．二、牛頓物理學的基石——慣性定律1．對牛頓第一定律的理解(1)定性說明了力和運動的關系．①說明了物體不受外力時的運動狀態：勻速直線運動狀態或靜止狀態．②說明力是改變物體運動狀態的原因．(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．2．物體運動狀態的變化即物體運動速度的變化，有以下三種情況：(1)速度的方向不變，只有大小改變．(物體做直線運動)(2)速度的大小不變，只有方向改變．(物體做曲線運動)(3)速度的大小和方向同時發生改變．(物體做曲線運動)三、慣性與質量[問題設計]坐在公共汽車里的人，當車突然啟動時，有什么感覺？當運動的汽車突然停止時，又有什么感覺？解釋上述現象．答案當汽車突然啟動時，人汽車突然停止時，人身體前傾．這是因為人具有慣性，原來人和車一起保持靜止狀態，當車突然啟動時，人的身體下部隨車運動了，但上部由于慣性保持原來的靜止狀態，所以會向后傾；原來人和車一起運動，當車突然停止時，人的身體下部隨車停止了，但上部由于慣性保持原來的運動狀態，故向前傾．[要點提煉]1．慣性與質量的關系(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．慣性與力的關系(1)慣性不是力，而是物體本身固有的一種性質，因此物體“受到了慣性作用”、“產生了慣性”、“受到慣性力”等說法都是錯誤的．(2)力是改變物體運動狀態的原因．慣性是維持物體運動狀態的原因．3．慣性的表現(1)不受力時，慣性表現為保持原來的勻速直線運動狀態或靜止狀態，有“惰性”的意思．(2)受力時，慣性表現為運動狀態改變的難易程度．質量越大，慣性越大，運動狀態越難以改變．[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．質量小的唯一量度，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量不同的物體，比較哪個物體的運動狀態更容易改變．一、對伽利略理想實驗的認識例1理想實驗有時能更深刻地反映自然規律．伽利略設計了一個如圖1所示的理想實驗，他的設想步驟如下：圖1①減小第二個斜球在這個斜面上仍然要達到原來的高度；②兩個對接的斜面，讓靜止的小球沿一個斜面滾下，小球將滾上另一個斜面；③如果沒有摩擦，小球將上升到原來釋放的高度；④繼續減小第二個斜面的傾角，最后使它成為水平面，小球將沿水平面做持續的勻速運動．請將上述理想實驗的設想步驟按照列______(只要填寫序號即可)．在上述的設想步驟中，有的屬于可靠的事實，有的則是理想化的推論．下列有關事實和推論的分類正確的是()A．①是事實，②③④是推論B．②是事實，①③④是推論C．③是事實，①②④是推論D．④是事實，①②③是推論解析本題是在可靠事實的基礎上進，將實驗理想化，并符合物理規律，得到正確的結論．而②是可靠事實，因此放在第一步，③、①是在斜面上無摩擦的設想，最后推導出水平面上的理想實驗④.因此正確順序是②③①④.答案②③①④B二、對牛頓第一定律的理解例2由牛頓第一定律可知()A．物體的運動是依靠慣性來維持的B．力停止作用后，物體的運動就不能維持C．物體做變速運動時，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狀態或狀態的性質叫做慣性，由于慣性的存在，物體才保持原來的運動狀態，A對．力是改變物體運動狀態的原因，而不是維持物體運動的原因，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，D錯．答案AC針對訓練做自由落體運動的物體，如果下落過程中某時刻重力突然消失，物體的運動情況將是()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動D．無法判斷答案C解析物體自由下力作用，重力消失以后，物體將不受力，根據牛頓第一定律的描述，物體將以重力消失瞬間的速度做勻速直線運動，故選項C正確．三、慣性的理解例3關于物體的慣性，下述說法中正確的是()A．運動速度大的物體不能很快地停下來，是因為物體速度越大，慣性也越大B．靜止的火車啟動時，速度變化慢，是因為靜止的物體慣性大C．乒乓球可以快速抽殺，是因為乒乓球慣性小D．在宇宙飛船中的物體不存在慣性解析慣性大小只與物與物體的速度無關，故A錯誤；質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，是因為它的質量大，與是否靜止無關，故B錯誤；乒乓球能被快速抽殺，表明它的運動狀態容易發生改變，是因為它的慣性小，故C正確；一切物體在任何情況下都有慣性，故D錯誤．答案C牛頓第一定律eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(兩種觀點\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(亞里士多德的觀點錯誤,伽利略的觀點正確)),牛頓第一定律\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(內容,意義)),慣性))1.(對伽利略理想實驗的認識)關于伽利略的理想實驗，下列說法正確的是()A．只要接觸面摩擦相當小，物體在水平面上就能勻速運動下去B．這個實驗實際上是永遠無法做到的C．利用氣墊導軌，就能使實驗成功D．雖然是想象中的實驗，但是它建立在可靠的實驗基礎上答案BD解析只要接觸面摩擦存在，物體的作用，物體在水平面上就不能勻速運動下去，故A錯誤．沒有摩擦是不可能的，這個實驗實際上是永遠無法做到的，故B正確．若使用氣墊導軌進行理想實驗，可以提高實驗精度，但是仍然存在摩擦力，故C錯誤；雖然是想象中的實驗，但是它建立在可靠的實驗基礎上，故D正確．2．(對牛頓第一定律的理解)關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作用時的運動規律B．不受外力作用時，物體的運動狀態保持不變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動的結果D．飛跑的運動員，由于遇到障礙而被絆倒，這是因為他受到外力作用迫使他改變原來的運動狀態答案ABD解析牛頓第一定律描述的是作用時的狀態，即總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態不變，A、B正確；牛頓第一定律揭示了力和運動的關系，力是改變物體運動狀態的原因，而不是維持物體運動狀態的原因．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動狀態．飛跑的運動員，遇到障礙而被絆倒，是因為他受到外力作用迫使他改變了原來的運動狀態，C錯誤，D正確．3．(力與運動的關系)某人用力推一下原來靜止在水平面上的小車，小車便開始運動，以后改用較小的力就可以維持小車做勻速直線運動，可見()A．力是維持物體速度不變的原因B．力是維持物體運動的原因C．力是改變物體慣性的原因D．力是改變物體運動狀態的原因答案D解析力是改變物體運動小車原來靜止，在力的作用下小車開始運動，是力使其運動狀態發生了改變．用較小的力就能使小車做