资源简介

牛顿第一定律
预习案
预习目标
1.知道牛顿第一定律的内容。
2.知道惯性的概念。
3.知道惯性与质量的关系。
预习内容
预习教材79~81页，思考下列问题：
1.什么是牛顿第一定律？
2.什么是惯性？
预习检测
1.牛顿第一定律表明，力是物体__________发生变化的原因；静止物体的惯性表现为____________________。
2.“旋蛋实验”可以判断一个鸡蛋是生鸡蛋还是熟鸡蛋：在光滑的水平桌面上快速旋转该鸡蛋，用手制动后又立即释放，如果鸡蛋又“自动”转动起来，那么这个鸡蛋一定是________鸡蛋，这是因为_________________。
3.用绳子拴一个小球在光滑的水平面上做匀速圆周运动，当绳子突然断了以后，小球的运动情况是（　　）
A．沿半径方向接近圆心 B．沿半径方向远离圆心
C．沿切线方向做直线运动 D．仍维持圆周运动
4.在物理学发展史上，伽利略、牛顿等许许多多科学家为物理学的发展做出了巨大贡献，以下选项中符合伽利略和牛顿的观点的是（　　）
A．两物体从同一高度做自由落体运动，较轻的物体下落较慢
B．两匹马拉车比一匹马拉车跑得快，这说明物体受力越大则速度就越大
C．人在沿直线加速前进的车厢内，竖直向上跳起后，将落在起跳点的后方
D．平直公路上行驶的汽车松开油门后会逐渐停下来，这说明静止状态才是物体不受力时的“自然状态”
探究案
学习目标
1.了解伽利略理想实验的推理过程。
2.知道牛顿第一定律的内容。
3.知道惯性的概念，认识一切物体都有惯性。
4.掌握惯性与质量的关系。
课堂探究
考点一：伽利略理想实验
初中我们学习了牛顿第一定律的基本内容，你能说说它揭示了物体运动遵循怎样的规律吗？滑冰运动员如果不用力，他会慢慢停下来。这是否与牛顿第一定律矛盾呢？
理想实验的魅力
我们发现以上现象似乎有一个共同特征：物体受力时才能运动，如果不受力，物体不会运动或停止运动。
必须有力作用在物体上.物体才能运动.不受力而一直运动的物体是不存在的。
力是维持物体运动的原因（没有力的作用，物体就不能运动）
伽利略的理想实验分析
1、斜面摩擦力对小球上升高度的影响
2、如果没有摩擦,小球将上升到原来静止时的高度
3、如果减小第二个斜面的倾角，小球的运动又会是怎样的？
小球在这个斜面上仍然要达到原来的高度,但要通过更长的距离
4、如果倾角还继续减小呢？小球的运动又是怎样的？
小球达到同样的高度，但滚的越来越远
5、倾角减小到放平第二个斜面,如果第二个斜面无限长，小球又会怎样运动？
小球不可能达到原来的高度,就要沿水平面一直运动下去
伽利略理想实验的结论：小球不受摩擦力，小球就要一直运动下去。
在水平面上运动的物体所以会停下来,是因为受到摩擦阻力的缘故。
伽利略理想实验的本质是想象着把实际中存在、 影响物体运动的摩擦力去 掉，抓住事物的本质。这 种依据逻辑推理把实际实 验理想化的思想也是研究 物理问题的重要方法之一。
如果没有其他原因,运动的物体将继续以同一速度沿着一条直线运动,既不会停下来,也不会偏离原来的方向。
这应该成为一个原理，是人类整个自然观的基石。
伽利略理想实验
（1）理想实验是一种理想化的实验，是科学研究中的一种重要方法，在现实生活并不能实现。
（2）理想实验的结论是正确的，因为它是建立在可靠的科学事实基础上，并把实验结果合理外推到一种理想状态的科学方法。
典例精析：
古希腊哲学家亚里士多德通过观察生活中物体的运动，得出了“重的物体下落快，轻的物体下落慢”、“力是维持物体运动状态原因”两个结论。到了十六世纪，意大利物理学家伽利略创造性地设计了两个理想实验，驳斥了亚里士多德的观点。如图所示，两个实验中均有改变斜面的倾角的环节，下列说法正确的是（　　）
A．第一个实验可以解释重的物体比轻的物体下落得快的原因
B．第二个实验揭示了力是改变物体运动状态的原因
C．两个实验在倾角较小的情况，都能得到可靠的实验结果
D．两个实验均受到了阻力的影响，需在可靠的实验事实基础上逻辑推理得出结论
变式训练：
在伽利略的理想实验中，小球从一个斜面滚下，就要继续滚上另一个斜面．小球的速度最后总会在斜面上的某点变为零，这一点距斜面底端的竖直高度与它出发点的高度总相同．后来的物理学家把这一事实说成是“某个量是守恒的”，并把这个量叫做（　　）
A．能量 B．高度 C．速度 D．速率
考点二：牛顿第一定律
牛顿分析：物体除了运动的以外,还有静止的，那么，静止的物体在没有受到外力作用时，将保持静止状态．
牛顿第一定律：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。
一切物体：表明该定律对任何物体都适用。
没有受外力的作用：是该定律成立的条件。
总：一直的意思。
或：指一个物体只能处于一种状态，到底处于哪种状态，由原来的状态决定，原来静止就保持静止，原来运动就保持匀速直线运动状态。
需要说明的：1.牛顿第一定律不是由实验直接得到的，它是在实验的基础上经过推理得到的。
2.力是改变物体运动状态的原因 它不是维持物体运动的原因。
3.不能经过实践检验，因为实际上不受力的环境是找不到的。
物体的运动不需要力来维持
对牛顿第一定律的理解
1．牛顿第一定律正确揭示了力和运动的关系，纠正了长期形成的“力是维持物体运动的原因”的错误观点，明确指出了力是改变物体运动状态的原因。
2．牛顿第一定律揭示了物体都有保持原来的静止或匀速直线运动状态的性质——惯性。
3．牛顿第一定律是由理想实验加以科学推理得到的，但是，由它得出的结论，都经历了广泛、严谨的事实的检验。
4．牛顿第一定律是自然界中的普遍规律，“一切物体”是指宇宙中所有物体，不论物体是固体、液体还是气体。
5．物体运动状态的变化即物体运动速度的变化，有以下三种情况：
(1)速度的方向不变，只有大小改变。(物体做直线运动)
(2)速度的大小不变，只有方向改变。(物体做匀速曲线运动)
(3)速度的大小和方向同时发生改变。(物体做变速曲线运动)
典例精析：
下列对牛顿第一定律的理解正确的是（　　）
A．物体的速度越快越难以停下，所以物体的速度越快惯性越大
B．物体的加速度越大速度改变越快，所以加速度越大惯性越小
C．如果物体的运动状态不变，则物体可能不受外力
D．如果物体不受外力，物体的运动状态可能改変
变式训练：
从牛顿第一定律可直接演绎得出（　　）
A．质量是物体惯性的量度
B．一个物体的加速度与所受合外力成正比
C．物体的运动需要力来维持
D．物体有保持原有运动状态的性质
考点三：惯性与质量
惯性概念：物体有保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质,这种性质叫惯性。
一切物体都具有惯性，惯性是物体的固有性质, 牛顿第一定律又叫惯性定律。
从牛顿第一定律得知，物体都要保持它们原有的匀速直线运动状态或静止状态。也可以说，它们都具有抵抗运动状态变化的“能力”，即都具有惯性。那么，怎样描述惯性的大小呢？
惯性的大小
质量是物体惯性大小的量度。质量越大，惯性越大；质量越小，惯性越小；质量不变，惯性不变。
对质量的理解
(1)从物质的角度理解：质量为物体所含物质的多少。
(2)从惯性的角度理解：质量是决定物体惯性大小的唯一因素。
惯性大小的意义：
物体保持原来状态“本领”的大小。惯性越大，保持原来状态“本领”越大，运动状态越难改变；惯性越小，保持原来状态的“本领”就越小，运动状态就容易改变。
典例精析：
春秋末年齐国人的著作《考工记》中有“马力既竭，辀犹能一取焉”，意思是马对车不施加拉力了，车还能继续向前运动，这是关于惯性的最早记述。下列说法
正确的是（　　）
A．“马力既竭”时马的惯性为0
B．“马力既竭”时车的惯性不变
C．马的拉力越大，车的惯性越大
D．马车速度越大，车的惯性越大
变式训练：
一石子位于地球赤道地面上的A点。设想如果地球对它的引力消失，那么经过数小时后，相对于A点来看（　　）
A．石子原地不动，对地面的压力为零
B．石子一直向东沿直线飞去
C．石子向上并逐渐偏向东运动
D．石子向上并逐渐偏向西运动
随堂检测
1.下列关于惯性的说法中正确的是（　　）
A．汽车的质量越大，惯性越大
B．汽车的速度越大，惯性越大
C．汽车静止时，车上的乘客没有惯性
D．以上说法都不对
2.关于惯性，下列说法正确的是（　　）
A．静止的物体没有惯性
B．物体的速度越小，惯性越小
C．物体的质量越大，惯性越大
D．物体所处地理位置改变，惯性一定改变
3.惯性小的物体（　　）
A．速度一定小 B．加速度一定小
C．体积一定小 D．质量一定小
4.物理学是一门建立在实验基础上的学科，很多定律是可以通过实验进行验证的。下列定律中不可以通过实验直接验证的是（　　）
A．牛顿第一定律 B．牛顿第二定律
C．万有引力定律 D．玻意耳定律
5.小华坐在一列正在行驶的火车车厢里，突然看到原来静止在水平桌面上的小球向后滑动。假设桌面是光滑的，不考虑空气阻力，则下列说法正确的是（　　）
A．火车可能是在向前加速运动
B．小球在水平方向受到了向后的力使它向后运动
C．小球所受的合力为零，相对火车的地面小球是静止的
D．小球离开桌面掉落地板的过程，相对火车小球做自由落体运动
本课小结
参考答案
预习检测
运动状态 保持原来的静止状态
生 用手制动后，随蛋壳转动的蛋清和蛋黄由于惯性，不会马上停下来，立即释放后，蛋清和蛋黄又会带动蛋壳转动起来。
C
C
课堂探究
考点一
典例精析
【答案】D
【解析】A、第一个实验过程解释了自由落体运动也是匀加速直线运动，不能说明重的物体比轻的物体下落的快，故A错误；
B、第二个实验过程说明力不是维持物体运动的原因，故B错误；
C、第二个实验中倾角较小的情况也无法直接得出实验结果，也需要逻辑推理，故C错误；
D、两个实验均受到了阻力影响，需要在可靠的实验事实基础上逻辑推理得出结论，故D正确。
变式训练
【答案】A
【解析】A、伽利略理想斜面实验中如果空气阻力和摩擦力小到可以忽略，则在物体运动的过程只有重力做功，则物体的机械能守恒。故这个不变量应该是能量。故A正确。
B、因物体的高度发生变化，故高度不是守恒量，故B错误；
C、在物体运动过程中物体的速度大小随时间发生变化，故速度和速率均不守恒，故CD错误。
考点二
典例精析
【答案】C
【解析】AB、惯性大小取决于物体质量大小，质量越大，惯性越大，与运动状态无关，故AB错误；
C、根据牛顿第一定律可知，运动的物体不受力的作用时，将保持匀速直线运动，故C正确；
D、力可以改变物体的运动状态，但若物体不受力的作用，则物体的运动状态就不发生变化，故D错误。
变式训练
【答案】D
【解析】一切物体在不受外力时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。静止状态或匀速直线运动状态是指原来静止的将保持静止状态，原来运动的将保持匀速直线运动状态。故牛顿第一定律说明了一切物体均有惯性，会保持原来的运动状态；同时说明了力是改变物体运动状态的原因，故ABC错误，D正确。
考点三
典例精析
【答案】B
【解析】AB、惯性大小的唯一量度是质量，与速度无关，“马力既竭”时马的惯性保持不变，不为0，故A错误，B正确；
C、惯性大小的唯一量度是质量，拉力不能改变车的惯性大小，故C错误；
D、惯性大小的唯一量度是质量，与车的速度大小无关，故D错误。
变式训练
【答案】D
【解析】万有引力突然消失，由于惯性小物体沿切线方向飞出，但地面上的A点仍向东作圆周运动，相对来讲小物体向西运动，物体轨迹是直线（从地球上方俯视），而A点随地球转动，小物体在引力消失瞬间就开始沿着A点的切线做运动了，这样对于A来说小物体就会向上偏移，即物体向上并偏西方向飞去。故D正确，ABC错误。
随堂检测
1．A
【解析】AD、惯性是物体固有的属性，惯性只跟质量有关，质量越大，惯性越大，故A正确，D错误；
BC、惯性是物体固有的属性，与物体的运动状态无关，故BC错误。
2．C
【解析】A、惯性是物体保持运动状态不变的性质，唯一量度是质量，与是否静止无关，故A错误；
BC、惯性是物体保持运动状态不变的性质，唯一量度是质量，质量越大，惯性越大，与速度大小无关，故B错误，C正确；
D、质量与物体所处的位置无关，故物体所处地理位置改变，惯性不变，故D错误。
3． D
【解析】惯性的大小只与物体的质量有关，惯性小的物体质量一定小，与速度、加速度以及体积无关，故ABC错误，D正确。
4．A
【解析】A、牛顿第一定律是对物体在不受外力条件下的运动规律，但是现实中不可能找到完全不受力的物体和实验环境，故A正确；
BCD、牛顿第二定律，万有引力定律，玻意耳定律都是在实验基础上得出的或者印证的。BCD错误；
5．A
【解析】A、若小球向后滚动，知小球的速度小于火车的速度，可知火车的速度增大，火车可能是在向前加速运动，故A正确；
B、桌面是光滑的，小球在水平方向并没有受到了向后的力，故B错误；
C、小球所受的合力为零，相对火车的地面小球是运动的，故C错误；
D、小球离开桌面掉落地板的过程，火车仍然向前做加速运动，相对火车小球不是做自由落体运动，故D错误。

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