4.1 牛顿第一定律 导学案

个性化辅导学历案
第一节 牛顿第一定律
教学目标
知道牛顿第一定律的内容和意义
明确惯性的概念，会用惯性解释生活中现象
知道质量是惯性唯一的影响因素
教学重点
牛顿第一定律的内容和意义
惯性的定义及惯性现象
三．知识点精讲
知识点一：理想实验法
1.历史上对力与运动关系的认识过程。
亚里士多德 认为：必须有力作用在物体上，物体才能运动，没有力的作用，物体就要停止，即他认为：力是维持（使）物体运动的原因 直觉+观察
伽利略 通过理想斜面实验证明：在水平面上的物体，如果没有摩擦，运动的物体将保持某个速度一直运动运动下去 实验+科学推理
笛卡尔 如果运动中的物体没有受到力的作用，他将继续以同一速度沿直线运动，既不停下来也不偏离原来的方向。
牛顿 一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种运动状态为止。 大量实验+逻辑推理
伽利略的理想斜面实验
知识点二：牛顿第一定律
2.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，直到有外力迫使它改变这种运动状态为止。
理解：
（1）明确了惯性的概念：物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质，一切物体在任何情况下都具有惯性。
（2）确定了力的含义：力是改变物体运动状态的原因，而非维持
（3）定性揭示了力与运动的关系：力是改变物体运动状态的原因
【说明】牛顿第一定律是通过理想实验和科学推理的方法得出的，不能由实验直接证明。
【解读与拓展】
（1）原来运动的物体，如果不受力（指的是不受任何力）的作用，将保持匀速度直线运动状态
（2）原来静止的物体，如果不受力（指的是不受任何力）的作用，将保持静止状态
知识点三：惯性和质量
1.惯性：物体保持运动状态不变的性质叫做惯性。
2.惯性表现为改变物体运动状态的难易程度。
3.惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性。惯性不是力。
4.当物体静止时，它有保持静止的惯性；当物体运动时，它有保持匀速度直线运动的惯性。
5.惯性只与质量有关。（与力、速度无关）
四．典型例题练习
典型例题一：伽利略理想斜面实验
1．物理学家在探索“自然之道”中贡献了聪明才智，并且对人类历史产生了深远影响，下列说法正确的是（　　）
A．平均速度、瞬时速度的概念是由牛顿建立起来的
B．伽利略认为物体的运动需要力来维持
C．理想斜面实验是推理与实验结合的经典范例
D．亚里士多德认为重物与轻物下落得一样快
2．理想实验有时更能深刻地反映自然规律。伽利略设想了一个理想实验，其中有一个是经验事实，其余是推论。如图所示，小球运动至斜面最低点时，没有速度损失。
①减小第二个斜面的倾角，小球在这斜面上仍然要达到原来的高度。
②两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面。
③如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度。
④继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平面，小球要沿水平面做持续的匀速运动。
在上述的设想步骤中，有的属于可靠的事实，有的则是理想化的推论。下列对理想实验各步骤顺序的排列以及关于事实和推论的分类正确的是（　　）
A．顺序②①③④，①是事实，②③④是推论 B．顺序②③①④，②是事实，①③④是推论
C．顺序③②①④，③是事实，①②④是推论 D．顺序③①②④，④是事实，①②③是推论
典型例题二：惯性及惯性现象
1．下列有关现象，分析正确的是（　　）
A．草地上滚动的足球会停下来，是因为运动要靠力来维持
B．飞跑的运动员遇到障碍而被绊倒，这是因为他受到外力作用迫使他改变原来的运动状态
C．高速公路上要限速，是因为车速越大惯性越大
D．宇航员在绕地球飞行的宇宙飞船中，可以“飘来飘去”，是因为他的惯性消失了
2．应用物理知识分析生活中的常见现象，可以使物理学习更加有趣和深入。如图所示，某同学坐在列车的车厢内，列车正在前进中，桌面上有一个小球相对桌面静止。如果他发现小球突然运动，可以根据小球的运动，分析判断列车的运动。下列判断正确的是（　　）
A．小球相对桌面向前运动，可知列车在减速前进
B．小球相对桌面向后运动，可知列车在匀速前进
C．小球相对桌面向前运动，可知列车在加速前进
D．小球相对桌面向后运动，可知列车在减速前进
3.（多选）在水平路面上有一辆匀速行驶的小车，小车上固定着盛满水的碗。若突然发现碗中的水向右洒出，如图所示，则关于小车在此种情况下的运动，下列描述正确的是（　　）
A．小车匀速向左运动
B．小车可能突然向左加速运动
C．小车可能突然向左减速运动
D．小车可能突然向右减速运动
典型例题三：牛顿第一定律的理解
1．根据牛顿第一定律分析可知（ ）
A．物体运动状态发生变化时，物体不一定受到外力的作用
B．不受外力时，物体的运动状态也会发生改变，说明物体不一定有惯性
C．水平地面上滑动的木块最终停下来，是由于没有外力维持木块的运动
D．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
2.（多选）关于力和运动的关系，下列说法中正确的是（　　）
A．物体的惯性是指物体总保持匀速直线运动状态或静止状态的性质
B．没有力的推动物体是不可能运动的，所以力是维持物体运动状态的原因
C．没有力的作用，物体只能处于静止状态或匀速直线运动状态
D．要改变物体的运动状态，必须有力作用
基础知识过关检测
一．单选题
1．伽利略对运动问题的研究，蕴藏着重要的科学思想方法，这种科学思想方法的核心是 （ ）
A．对现象一般观察，从而提出假说 B．把实验和逻辑推理和谐结合
C．进行大胆猜想与假设 D．对假设进行修正和推广
2．下列说法中正确的是（　　）
A．物体受到力的作用才能保持运动状态
B．物体不受力的作用才能保持静止状态
C．物体在外力的作用下做变速运动
D．物体在外力作用下做匀速直线运动
3．关于物体惯性的说法正确的是（　　）
A．汽车速度越大，刹车后越难停下来，表明物体的速度越大，其惯性越大
B．汽车转弯后前进方向发生了改变，表明物体速度方向改变，其惯性也随之改变
C．被抛出的小球，尽管速度的大小和方向都改变了，但惯性不变
D．要使速度相同的沙袋在相等时间内停下来，对大沙袋用力比对小沙袋用力大，表明物体受的外力越大惯性越大
4．关于牛顿第一定律，下列说法正确的是（　　）
A．牛顿第一定律是从实验中直接得出的结论
B．牛顿第一定律表明，物体的速度越大，惯性越大
C．牛顿第一定律说明，力不是维持物体运动的原因
D．如果物体不受力或者所受合外力为零，物体一定处于静止状态
5．如图所示的实验，让一个小球沿斜面从静止状态向下运动，小球会“冲”上另一端斜面。如果没有摩擦，小球将达到同样的高度，如果第二个斜面倾角减小，小球仍将达到原来的高度，但是运动的距离更长，由此可以推断，当斜面最终变为水平时，小球要达到原来的高度将永远运动下去，关于上述实验的下列说法中，错误的是（　　）
A．这是一个“理想实验” B．这个实验帮助我们找到了运动与力的关系
C．这个实验说明力不是维持物体运动的原因 D．这个实验揭示的原理与牛顿第一定律无关
6．在谷物的收割和脱粒过程中，小石子、草屑等杂物很容易和谷物混在一起，另外，谷还有瘪粒。为了将它们分离，农民常用一种叫作“风谷”的农具分选，如图所示，对它的分选原理描述错误的是（　　）
A．石子质量大惯性大，飞得最远
B．草屑和瘪谷粒质量小，飞得最近
C．草屑和瘪谷粒的惯性最大，飞得最近
D．空气阻力作用使它们速度变化快慢不同
7．伽利略做了两个著名的“斜面实验”，都是采用在实验的基础上进一步推理得出重要结论的方法。为了研究自由落体运动的规律，他让铜球沿斜面滚下，利用滴水计时记录铜球运动的时间，研究小球的质量、斜面倾角等因素对铜球的运动的影响，如图所示；在研究力和运动关系的时候，用两个对接的斜面，一个斜面固定，让小球从斜面上滚下，又滚上另一个倾角可以改变的斜面，如图所示，斜面倾角逐渐改变至零。关于图所示实验，以下说法正确的是（ ）
A．只要斜面足够长，小球就能运动到原来的高度
B．只要摩擦足够小，小球将一直运动，不会停下来
C．阻力不可能完全消除，斜面也不可能无限长，故其结果是不可信的
D．该实验是以可靠的事实为基础，经过抽象思维，抓住主要因素，忽略次要因素，从而得出力不是维持物体运动的原因
8．如图所示，要将卡在球筒中的羽毛球取出，可以有多种方案，方案一：一手拿着球筒的中部，另一手用力击打羽毛球筒的上端；方案二：手持球筒，使球与球筒一起下落敲击水平面，假设球筒与水平面碰后速度立即变为0，下列说法正确的是（　　）
A．方案一利用羽毛球的惯性，使其从球筒上端出来
B．方案一利用球筒的惯性，使羽毛球从下端出来
C．方案二利用羽毛球受到的重力，使其从下端出来
D．方案二中球筒敲击水平面后速度变为0，其惯性随之消失
二．多选题
9．下列关于惯性的说法中正确的是（　　）
A．同一物体在地球上和在月球上的惯性一样大
B．乒乓球运动状态容易改变，是因为乒乓球的惯性小
C．人走路时没有惯性，被绊倒时有惯性
D．标枪运动员通过助跑提高成绩，说明助跑增大了标枪的惯性
10．如图所示，在沿东西方向直线运动的小车上，放一竖直木块，突然发现木块相对小车向西滑动，则此时小车可能的运动情况是（　　）
A．向东做匀速运动 B．向东做减速运动
C．向东做加速运动 D．向西做减速运动