第一節牛頓第一定律第四章牛頓運動定律1．初步體會伽利略理想實驗的魅力，知道理想實驗是科學探究的重要方法．2．理解牛頓第一定律的內容及意義．3．理解慣性的概念，知道質量是慣性大小的量度．學習任務必備知識·自主預習儲備知識點一伽利略的理想實驗1．亞里士多德認為：維持物體運動需要__．2．伽利略的理想實驗(1)斜面實驗：將軌道彎成曲線，在軌道的一邊釋放一顆鋼珠，如果不存在摩擦力，鋼珠將上升到軌道另一邊與原來的釋放________的點．減小另一邊斜面的傾角，鋼珠滾動的距離____，當另一邊斜面放平，鋼珠將________________________．(2)推理結論：物體的運動不需要__來維持．力高度相同增大以恒定的速度一直運動下去力3．笛卡爾的補充笛卡爾認為：如果沒有其他原因，運動的物體將繼續以________沿著一條直線運動，既不會______，也不會偏離原來的____．同一速度停下來方向知識點二牛頓第一定律1．內容：一切物體總保持____________狀態或____狀態，直到有____迫使它改變這種狀態為止．2．牛頓第一定律的意義揭示了力和運動的關系：力是____物體運動狀態的原因，而不是____物體運動的原因．勻速直線運動靜止外力改變維持體驗

1．(1)伽利略的理想實驗是科學的理想實驗． (

)(2)必須有力作用在物體上，物體才會運動． (

)(3)物體的運動狀態改變指的是速度的改變． (

)(4)牛頓第一定律說明力是改變物體運動狀態的原因． (

)×√√√知識點三慣性1．慣性定義：物體具有保持原來____________狀態或____狀態的性質稱為慣性．2．慣性是物體的________，與物體的受力情況及運動情況____．3．____是慣性大小的量度，質量越大的物體慣性____，質量越小則慣性____．提醒

一切物體在任何情況下都具有慣性．

勻速直線運動靜止固有屬性無關質量越大越小體驗

2．(1)物體運動的速度越大，慣性越大． (

)(2)乒乓球可以快速抽殺，是因為乒乓球慣性小． (

)(3)在宇宙飛船中的物體不存在慣性． (

)×√×關鍵能力·情境探究達成很多同學都很喜歡足球運動，在一次比賽中，對于被運動員踢出的在水平草地上運動的足球．請探究：(1)甲同學認為足球受重力、支持力、空氣和草地的阻力，還有向前的推力，你認為他的觀點正確嗎？(2)乙同學認為足球之所以會停下來，原因是足球受到阻力改變了其運動狀態，你認為他的觀點正確嗎？(3)足球停下的現象是否違背了牛頓第一定律？提示：(1)不正確，足球沒有受到向前的推力．(2)正確．(3)不違背．考點1伽利略理想實驗1．伽利略的理想斜面實驗如圖甲所示，讓小球沿一個斜面從靜止滾下，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．如果第二個斜面傾斜角度小，如圖乙，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，使它最終成為水平面，小球就再也達不到原來的高度，而沿水平面以恒定的速度持續運動下去．甲乙丙2．伽利略的思想方法伽利略用“實驗＋科學推理”的方法推翻了亞里士多德的觀點．伽利略的理想斜面實驗雖然是想象中的實驗，但這個實驗反映了一種物理思想，它是建立在可靠的事實基礎之上的．以事實為依據，以抽象為指導，抓住主要因素，忽略次要因素，從而深刻地揭示了自然規律．伽利略的觀點：在水平面上的物體，設想沒有摩擦，一旦物體具有某一速度，物體將保持這個速度一直運動下去．【典例1】理想實驗有時能更深刻地反映自然規律．伽利略設想了一個理想實驗，下面對如圖所示的斜面實驗的設想步驟中，有一個是實驗事實，其余是推論．

①減小第二個斜面的傾角，小球在這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時的高度．④繼續減小第二個斜面的傾角，最后使它變成水平面，小球將沿水平面做持續的勻速運動．(1)請將上述理想實驗的設想步驟按照正確的順序排列____________(只要填寫序號即可)．(2)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．下列關于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是推論思路點撥：理想實驗是一種思維活動，是抽象思維中設想出來的、無法做到的實驗，但是理想實驗是建立在可靠事實的基礎上的．②③①④B規律方法

對理想實驗的認識“理想實驗”雖然叫作“實驗”，但它同真實的科學實驗是有區別的．真實的科學實驗是一種實踐活動，而“理想實驗”則是一種思維的活動，前者是可以將猜想通過物理過程實現的實驗，后者則是人們在抽象思維中設想出來而實際上無法做到的“實驗”．[跟進訓練]1．(多選)圖甲、乙分別表示伽利略對“自由落體運動”和“運動和力的關系”的研究過程，開創了科學實驗和邏輯推理相結合的重要科學研究方法．下列說法正確的是(

)A．圖甲中通過對小球在斜面上運動的研究，合理外推得出小球自由落體運動是勻變速直線運動B．圖甲中先在傾角較小的斜面上進行實驗，可以減小小球重力，使時間測量更容易C．圖乙中實驗為“理想實驗”，通過邏輯推理得出物體的運動不需要力來維持D．圖乙中在左側斜面上由靜止釋放小球，小球可運動到比釋放點更高的位置√√AC

[伽利略對自由落體運動的研究，設想物體下落的速度與時間成正比，因當時物體的瞬時速度很難測量，所以伽利略用數學推導證明如果速度與時間成正比，那么位移與時間的平方成正比，因此要測量時間，由于自由落體運動的加速度較大，下落的時間很短，比較難測量，伽利略設計了讓小球沿阻力很小的斜面滾下，來“沖淡”重力的作用效果，小球在斜面上運動的加速度較小，運動的時間較長，這樣比較容易測量，伽利略做了上百次的實驗，并通過抽象思維在實驗結果上做了合理外推得出小球自由落體運動是勻變速直線運動，A正確，B錯誤；題圖乙中實驗為“理想實驗”，通過邏輯推理得出物體的運動不需要力來維持，C正確；題圖乙中在左側斜面上由靜止釋放小球，小球不可能運動到比釋放點更高的位置，D錯誤．]考點2牛頓第一定律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力是改變物體運動狀態的原因，或者說力是產生加速度的原因，而不是維持物體運動狀態的原因．②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)揭示了一切物體都具有一種固有屬性——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)．3．注意(1)牛頓第一定律所描述的是物體不受外力作用時的狀態，與物體所受合外力為零是等效的．(2)牛頓第一定律不是實驗定律，它是在理想實驗的基礎上總結得出的．【典例2】如圖所示，在一輛表面光滑且足夠長的小車上，有質量為m1和m2的兩個小球(m1>m2)，兩個小球隨車一起運動，當車突然停止運動時，若不考慮其他阻力，則兩個小球(

)A．一定相碰 B．一定不相碰C．不一定相碰 D．無法確定√思路點撥：①小車上表面光滑且足夠長，說明小車停止運動后，兩小球在水平方向不受外力的作用，且不會滑離小車．②兩小球隨車一起運動，說明兩球與小車的速度均相同．B

[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，當車突然停止運動時，由于慣性，兩個小球的速度不變，所以不會相碰，故選項B正確．]規律方法

牛頓第一定律巧應用(1)由“因”索“果”：在判斷力與運動之間的關系時，要把握牛頓第一定律的含義，即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．(2)由“果”索“因”：如果物體的運動狀態發生改變，則物體必然受到不為零的合外力的作用，所以判斷物體的運動狀態是否改變以及如何改變，應分析物體的受力情況．(3)應用步驟：一要看物體原來的運動狀態，二要看物體現在的受力情況，最后判斷由于物體具有慣性將會出現的現象．[跟進訓練]2．火車在長直水平軌道上勻速行駛，在門窗緊閉的車廂內，有一個人豎直向上跳起，發現仍落回到車上原處，這是因為(

)A．人跳起時會得到一個向前的沖力，使他隨火車一起向前運動B．人跳起的瞬間，車廂的地板給他一個向前的力，推動他隨火車一起向前運動C．人跳起后，車在繼續前進，所以人落下后必定偏向后一些，只是由于時間很短，偏后的距離太小，不明顯而已D．人跳起后直到落地，在水平方向上人和車始終具有相同的速度√考點3慣性1．對慣性的理解(1)慣性是物體保持原狀態的一種性質，是物體維持原運動狀態的原因．(2)一切物體都具有慣性，慣性是物體的固有屬性．2．慣性的表現形式(1)物體不受力時，慣性表現為保持原來的運動狀態．(2)物體受力且合力不為零時，物體仍然具有慣性，此時慣性表現為物體運動狀態改變的難易程度，慣性越大，物體運動狀態越難改變．3．幾個關系(1)慣性與質量的關系：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：慣性不是力，而是物體本身固有的一種性質，慣性大小與物體的受力情況無關．(3)慣性與速度：一切物體都有慣性，慣性大小與物體是否有速度及速度的大小無關．(4)慣性與慣性定律：慣性不是慣性定律，慣性是物體的一種固有屬性，慣性定律是物體不受外力時所遵循的一條規律．

√思路點撥：慣性只與物體的質量有關，與速度、重力等均無關．C

[物體的慣性大小與物體的運動狀態無關，只與物體的質量有關，所以慣性與速度的大小無關，故選項A、B錯誤；乒乓球可以快速抽殺，是因為乒乓球的質量小，所以它的慣性小，故選項C正確；在月球上和在地球上，重力加速度的大小不一樣，所以受到的重力的大小也就不一樣，但質量不變，慣性也不變，故選項D錯誤．]規律方法

慣性的特性(1)普遍性：一切物體都有慣性．(2)唯一性：質量是慣性大小的唯一量度．(3)無關性：慣性大小與運動狀態無關，與受力情況及所處位置無關．[跟進訓練]3．某同學在乘坐公交車時，遭遇了如圖所示的情況．報紙對此事進行了相關報道(如表所示)．請你根據所學知識回答下列問題．遇險情急剎車乘客受傷本報訊今天清晨6：30，21路公交車在行駛途中遇險，司機緊急剎車，有三名站在后排的乘客由于突然剎車失去慣性向前急沖而受傷……(1)分析此時公交車的運動狀態，并解釋產生此現象的原因；(2)指出這則報道中的錯誤之處．[解析]

(1)當車突然剎車減速或向后倒車時，人的下半身隨車一起運動，狀態發生改變，人的上半身因為慣性保持原來的運動狀態而身體前傾，公交車的運動狀態是公交車突然剎車或突然減速；出現報道中的現象的原因是一切物體都具有慣性．(2)當公交車突然剎車時，公交車和乘客的腳同時受到阻力的作用而停止運動，而乘客的上半身因為慣性繼續保持向前的運動狀態而向前傾倒；慣性是物體的固有屬性，取決于物體的質量，與物體的運動狀態無關，報道中的“突然失去慣性”說法是錯誤的．[答案]

(1)公交車的運動狀態是公交車突然剎車或突然減速；出現報道中的現象的原因是一切物體都具有慣性．(2)報道中的錯誤是“突然剎車失去慣性”．學習效果·隨堂評估自測1．以下說法符合物理學史的是(

)A．關于自由落體運動，伽利略認為，越重的物體下落越快B．亞里士多德通過理想斜面實驗得出結論：力是維持物體運動的原因C．牛頓最早提出力不是維持物體運動的原因D．牛頓第一定律又稱為慣性定律，是利用邏輯思維對事實進行分析的產物√D

[關于自由落體運動，亞里士多德認為，越重的物體下落越快；伽利略認為同一地點，輕重物體下落一樣快，發現亞里士多德關于落體運動的認識有自相矛盾的地方，故A錯誤；伽利略通過理想斜面實驗得出結論：力不是維持物體運動的原因，而是改變