4.1 牛顿第一定律 导学案-2022-2023学年高一上学期物理人教版（2019） 必修第一册（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 4.1 牛顿第一定律 导学案-2022-2023学年高一上学期物理人教版（2019） 必修第一册（word版含答案） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 409.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-09-08 11:20:07 | ||
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文档简介
4.1牛顿第一定律
【学习目标】
1．认识科学家们对物体运动原因的探索历程。
2．认识伽利略的理想实验。
3．理解牛顿第一定律。
【学习重难点】
伽利略的理想斜面实验，牛顿第一定律的理解。
【学习过程】
自主探究
1．在本节内容里面，我觉得比较重要的句子和重点内容有：_________________________
_____________________________________________________________________________
2．阅读完本节，我觉得存在比较难点和疑问的内容有：_____________________________
_____________________________________________________________________________
3．在课堂上，我希望得到解决的难题是：_________________________________________
_____________________________________________________________________________
探究点一 运动原因的探究
1．问题：历史上都有哪些代表性的科学家对物体运动的原因进行了探究，它们的观点分别是什么，你觉得谁的观点是最准确全面的？
2．我的理解：_________________________________________________________________
3．小组合作：联系生活，阅读教材第98-100页，交流与讨论上述问题。
4．归纳小结：
历史上，在研究物体的运动原因的科学家中，代表性的有亚里士多德，伽利略，笛卡尔，牛顿，他们的观点如下：
亚里士多德：力是维持物体运动的原因。
伽利略：运动不需要力来维持，物体之所以停下来，是因为受到了阻力。
笛卡尔：如果没有其他原因，运动的物体将继续以同一速度沿着直线运动。
牛顿：在前人研究的基础上，系统地总结出了牛顿第一定律。
上述科学家的观点中，牛顿的观点是最全面的，也是目前普遍被认可的。
针对性训练一：下列有关力与运动的说法错误的是（ ）
A．亚里士多德认为物体的运动需要力来维持
B．伽利略用理想斜面实验，得出了力是维持物体运动状态的原因
C．笛卡尔指出：如果运动中的物体没有力的作用，它继续以同一速度沿同一直线运动，既不停下来也不偏离原来的方向
D．牛顿站在巨人的肩上得出了牛顿第一定律，该定律又称为惯性定律
探究点二 伽利略的探索
1．问题：伽利略是怎样探究运动原因的，有哪些值得我们学习的方法？
2．我的理解：__________________________________________________________________
3．小组合作：阅读教材98-99页，小组成员交流与讨论上述问题。
4．归纳小结：伽利略是在探究运动原因时，用到了理想实验法，这有着重要的意义：
（1）伽利略用“实验＋科学推理”的方法推翻了亚里士多德的观点。
（2）第一次确立了物理实验在物理学中的地位。
（3）初步揭示了力和运动的关系，即力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态（即速度）的原因。
针对性训练二：理想实验有时能更深刻地反映自然规律。伽利略设想了一个理想实验，如图所示。
①减小第二个斜面的倾角，小球在这个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，最后使它成一水平面，小球将沿水平面做持续的匀速运动。
请将上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列：________。（只要填写序号即可）
探究点三 牛顿第一定律
1．问题：如何理解牛顿第一定律？
2．我的理解：_______________________________________________________________
____________________________________________________________________________
3．阅读教材关于牛顿第一定律的内容，并联系生活，交流与讨论上述问题。
4．归纳小结
对牛顿第一定律的理解：
（1）定性说明了力和运动的关系：
①力是改变物体运动状态的原因，或者说力是产生加速度的原因，而不是维持物体运动状态的原因。
②物体不受外力时的运动状态：匀速直线运动状态或静止状态。
（2）揭示了一切物体都具有的一种固有属性——惯性。因此牛顿第一定律也叫惯性定律。
【达标检测】
一、单选题
1．一位乘客在最高速度300 km/h的列车窗台上放了一枚直立的硬币，在列车行驶的过程中，硬币始终直立在列车窗台上，直到列车横向变道进站的时候，硬币才倒下。关于这枚硬币，下列判断正确的是（ ）
A．硬币直立过程中可能受到与列车运动方向相同的摩擦力作用
B．硬币直立过程中一定只受重力和支持力而处于平衡状态
C．硬币倒下是因为受到风吹
D．列车加速或减速行驶时，硬币都可能受到与列车运动方向相反的摩擦力作用
2．在物理学的发展历程中，首先采用了“实验检验猜想和假设”的科学方法，把“实验和逻辑推理”和谐地结合起来，从而有力地推进了人类科学发展的科学家是（ ）
A．亚里士多德 B．伽利略 C．牛顿 D．欧姆
3．关于惯性大小，下列说法中正确的是（ ）
A．推动原来静止的物体比推动正在运动的物体所需要的力大，所以静止的物体惯性大
B．正在行驶的质量相同的两辆汽车，行驶快的不容易停下来，所以速度大的物体惯性大
C．同样的力作用在不同的物体上时，质量大的物体运动状态改变慢，所以质量大的物体惯性大
D．在月球上举重比在地球上容易，所以同一物体在月球上比在地球上惯性小
4．伽利略根据小球在斜面上运动的实验和理想实验，提出了惯性的概念，从而奠定了牛顿力学的基础。早期物理学家关于惯性有下列说法，其中正确的是（ ）
A．物体运动的速度越大，其惯性越大
B．没有力的作用，物体只能处于静止状态
C．物体做变速运动时，没有惯性
D．运动物体如果没有受到力的作用，将继续以同一速度沿同一直线运动
5．“吃水不忘挖井人”，我们必须铭记物理学家们的艰苦研究，巨大贡献，他们的付出，带来了人类科学进步，留下了科学的物理方法；下列说法正确的是（ ）
A．笛卡尔最早指出力不是维持物体运动的原因
B．牛顿第一定律可以在实验室由实验直接验证
C．研究自由落体运动规律时，伽利略首次提出了推理和实验相结合的方法
D．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这采用了极限法
6．物理学的发展推动了社会的进步。关于物理学上一些事件和科学方法，下列说法正确的是（ ）
A．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫假设法
B．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这是采用了控制变量法
C．伽利略用理想斜面实验推翻了“力是维持物体运动的原因”的错误结论，该实验把实验和逻辑推理和谐地结合起来，对牛顿第一定律的建立作出了较大的贡献
D．是用两个物理量（△v和△t）之比定义了一个新的物理量（a），这个式子说明加速度a与速度变化量△v成正比
7．物理学的发展推动了社会的进步。关于物理学上一些事件和科学方法，下列说法正确的是（ ）
A．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫假设法
B．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这是采用了极限思想法
C．伽利略用理想斜面实验推翻了“力是维持物体运动的原因”的错误结论，该实验把实验和逻辑推理和谐地结合起来，对牛顿第一定律的建立作出了较大的贡献
D．是用两个物理量（△v和△t）之比定义了一个新的物理量（a），这个式子说明加速度a与速度变化量△v成正比
8．如图所示是我国时速600公里高速磁悬浮试验样车，不久将下线调试。因为采用了磁悬浮原理，所以阻力比普通的高铁小很多，其速度可达600km/h，高速磁悬浮列车拥有“快起快停”的技术优点，能发挥出速度优势，也适用于中短途客运。下列说法正确的是（ ）
A．600km/h的速度已经超过声音在空气中的传播速度
B．能“快起快停”，意味着“起”、“停”过程加速度较大
C．因阻力比普通的高铁小很多，所以磁悬浮列车惯性比较小
D．考查磁悬浮列车在两城市间的运行时间时可视为质点，这种研究方法叫“微元法”
9．2016年12月29日上午9时，横跨贵州和云南两省的北盘江第一桥正式通车。它是目前世界第一高桥，全长1341.4米，限速，则下列有关描述正确的是（ ）
A．“1341.4米”是指位移
B．“2016年12月29日上午9时”是指时间间隔
C．限速是为了防止汽车速度增大惯性增大
D．研究汽车通过该桥的时间时，可将汽车看成质点
二、填空题
10．在直线运动的列车中的水平桌面上，放着一个小球，当乘客看到小球突然向后运动，则列车此时在做_____运动。
11．《流浪地球》是根据作家刘慈欣的同名小说改编的一部科幻电影。小阳在看完这部电影后，兴奋地在日记本写下：“假如上万座行星发动机同时启动，使地球突然向前加速时……”请你从物理学角度展开想象，站在“流浪地球”上的你将会______，其原因是______。
12．亚里士多德（前384—前322年），古希腊斯吉塔拉人，世界古代史上最伟大的哲学家、科学家和教育家之一．但由于历史的局限性，亚里士多德的有些认识是错误的．为了证明亚里士多德的一个结论是错误的，一位科学家设计了一个理想实验，下图是这个理想实验的示意图．甲图是将两个斜面对接，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面；图乙是减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上几乎要达到原来的高度；……．由此得到推论：图丙中，在没有摩擦等阻碍时，小球将永远运动下去．
问：设计这个理想实验的科学家是_________，这个理想实验说明亚里士多德的_____________的结论是错误的．
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A2．B3．C4．D5．C6．C7．C8．B9．D10．加速11． 向后倒 人具有惯性12． 伽利略 力是维持物体运动的原因
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
【学习目标】
1．认识科学家们对物体运动原因的探索历程。
2．认识伽利略的理想实验。
3．理解牛顿第一定律。
【学习重难点】
伽利略的理想斜面实验，牛顿第一定律的理解。
【学习过程】
自主探究
1．在本节内容里面，我觉得比较重要的句子和重点内容有：_________________________
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2．阅读完本节，我觉得存在比较难点和疑问的内容有：_____________________________
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3．在课堂上，我希望得到解决的难题是：_________________________________________
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探究点一 运动原因的探究
1．问题：历史上都有哪些代表性的科学家对物体运动的原因进行了探究，它们的观点分别是什么，你觉得谁的观点是最准确全面的？
2．我的理解：_________________________________________________________________
3．小组合作：联系生活，阅读教材第98-100页，交流与讨论上述问题。
4．归纳小结：
历史上，在研究物体的运动原因的科学家中，代表性的有亚里士多德，伽利略，笛卡尔，牛顿，他们的观点如下：
亚里士多德：力是维持物体运动的原因。
伽利略：运动不需要力来维持，物体之所以停下来，是因为受到了阻力。
笛卡尔：如果没有其他原因，运动的物体将继续以同一速度沿着直线运动。
牛顿：在前人研究的基础上，系统地总结出了牛顿第一定律。
上述科学家的观点中，牛顿的观点是最全面的，也是目前普遍被认可的。
针对性训练一：下列有关力与运动的说法错误的是（ ）
A．亚里士多德认为物体的运动需要力来维持
B．伽利略用理想斜面实验，得出了力是维持物体运动状态的原因
C．笛卡尔指出：如果运动中的物体没有力的作用，它继续以同一速度沿同一直线运动，既不停下来也不偏离原来的方向
D．牛顿站在巨人的肩上得出了牛顿第一定律，该定律又称为惯性定律
探究点二 伽利略的探索
1．问题：伽利略是怎样探究运动原因的，有哪些值得我们学习的方法？
2．我的理解：__________________________________________________________________
3．小组合作：阅读教材98-99页，小组成员交流与讨论上述问题。
4．归纳小结：伽利略是在探究运动原因时，用到了理想实验法，这有着重要的意义：
（1）伽利略用“实验＋科学推理”的方法推翻了亚里士多德的观点。
（2）第一次确立了物理实验在物理学中的地位。
（3）初步揭示了力和运动的关系，即力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态（即速度）的原因。
针对性训练二：理想实验有时能更深刻地反映自然规律。伽利略设想了一个理想实验，如图所示。
①减小第二个斜面的倾角，小球在这个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，最后使它成一水平面，小球将沿水平面做持续的匀速运动。
请将上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列：________。（只要填写序号即可）
探究点三 牛顿第一定律
1．问题：如何理解牛顿第一定律？
2．我的理解：_______________________________________________________________
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3．阅读教材关于牛顿第一定律的内容，并联系生活，交流与讨论上述问题。
4．归纳小结
对牛顿第一定律的理解：
（1）定性说明了力和运动的关系：
①力是改变物体运动状态的原因，或者说力是产生加速度的原因，而不是维持物体运动状态的原因。
②物体不受外力时的运动状态：匀速直线运动状态或静止状态。
（2）揭示了一切物体都具有的一种固有属性——惯性。因此牛顿第一定律也叫惯性定律。
【达标检测】
一、单选题
1．一位乘客在最高速度300 km/h的列车窗台上放了一枚直立的硬币，在列车行驶的过程中，硬币始终直立在列车窗台上，直到列车横向变道进站的时候，硬币才倒下。关于这枚硬币，下列判断正确的是（ ）
A．硬币直立过程中可能受到与列车运动方向相同的摩擦力作用
B．硬币直立过程中一定只受重力和支持力而处于平衡状态
C．硬币倒下是因为受到风吹
D．列车加速或减速行驶时，硬币都可能受到与列车运动方向相反的摩擦力作用
2．在物理学的发展历程中，首先采用了“实验检验猜想和假设”的科学方法，把“实验和逻辑推理”和谐地结合起来，从而有力地推进了人类科学发展的科学家是（ ）
A．亚里士多德 B．伽利略 C．牛顿 D．欧姆
3．关于惯性大小，下列说法中正确的是（ ）
A．推动原来静止的物体比推动正在运动的物体所需要的力大，所以静止的物体惯性大
B．正在行驶的质量相同的两辆汽车，行驶快的不容易停下来，所以速度大的物体惯性大
C．同样的力作用在不同的物体上时，质量大的物体运动状态改变慢，所以质量大的物体惯性大
D．在月球上举重比在地球上容易，所以同一物体在月球上比在地球上惯性小
4．伽利略根据小球在斜面上运动的实验和理想实验，提出了惯性的概念，从而奠定了牛顿力学的基础。早期物理学家关于惯性有下列说法，其中正确的是（ ）
A．物体运动的速度越大，其惯性越大
B．没有力的作用，物体只能处于静止状态
C．物体做变速运动时，没有惯性
D．运动物体如果没有受到力的作用，将继续以同一速度沿同一直线运动
5．“吃水不忘挖井人”，我们必须铭记物理学家们的艰苦研究，巨大贡献，他们的付出，带来了人类科学进步，留下了科学的物理方法；下列说法正确的是（ ）
A．笛卡尔最早指出力不是维持物体运动的原因
B．牛顿第一定律可以在实验室由实验直接验证
C．研究自由落体运动规律时，伽利略首次提出了推理和实验相结合的方法
D．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这采用了极限法
6．物理学的发展推动了社会的进步。关于物理学上一些事件和科学方法，下列说法正确的是（ ）
A．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫假设法
B．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这是采用了控制变量法
C．伽利略用理想斜面实验推翻了“力是维持物体运动的原因”的错误结论，该实验把实验和逻辑推理和谐地结合起来，对牛顿第一定律的建立作出了较大的贡献
D．是用两个物理量（△v和△t）之比定义了一个新的物理量（a），这个式子说明加速度a与速度变化量△v成正比
7．物理学的发展推动了社会的进步。关于物理学上一些事件和科学方法，下列说法正确的是（ ）
A．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫假设法
B．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这是采用了极限思想法
C．伽利略用理想斜面实验推翻了“力是维持物体运动的原因”的错误结论，该实验把实验和逻辑推理和谐地结合起来，对牛顿第一定律的建立作出了较大的贡献
D．是用两个物理量（△v和△t）之比定义了一个新的物理量（a），这个式子说明加速度a与速度变化量△v成正比
8．如图所示是我国时速600公里高速磁悬浮试验样车，不久将下线调试。因为采用了磁悬浮原理，所以阻力比普通的高铁小很多，其速度可达600km/h，高速磁悬浮列车拥有“快起快停”的技术优点，能发挥出速度优势，也适用于中短途客运。下列说法正确的是（ ）
A．600km/h的速度已经超过声音在空气中的传播速度
B．能“快起快停”，意味着“起”、“停”过程加速度较大
C．因阻力比普通的高铁小很多，所以磁悬浮列车惯性比较小
D．考查磁悬浮列车在两城市间的运行时间时可视为质点，这种研究方法叫“微元法”
9．2016年12月29日上午9时，横跨贵州和云南两省的北盘江第一桥正式通车。它是目前世界第一高桥，全长1341.4米，限速，则下列有关描述正确的是（ ）
A．“1341.4米”是指位移
B．“2016年12月29日上午9时”是指时间间隔
C．限速是为了防止汽车速度增大惯性增大
D．研究汽车通过该桥的时间时，可将汽车看成质点
二、填空题
10．在直线运动的列车中的水平桌面上，放着一个小球，当乘客看到小球突然向后运动，则列车此时在做_____运动。
11．《流浪地球》是根据作家刘慈欣的同名小说改编的一部科幻电影。小阳在看完这部电影后，兴奋地在日记本写下：“假如上万座行星发动机同时启动，使地球突然向前加速时……”请你从物理学角度展开想象，站在“流浪地球”上的你将会______，其原因是______。
12．亚里士多德（前384—前322年），古希腊斯吉塔拉人，世界古代史上最伟大的哲学家、科学家和教育家之一．但由于历史的局限性，亚里士多德的有些认识是错误的．为了证明亚里士多德的一个结论是错误的，一位科学家设计了一个理想实验，下图是这个理想实验的示意图．甲图是将两个斜面对接，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面；图乙是减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上几乎要达到原来的高度；……．由此得到推论：图丙中，在没有摩擦等阻碍时，小球将永远运动下去．
问：设计这个理想实验的科学家是_________，这个理想实验说明亚里士多德的_____________的结论是错误的．
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A2．B3．C4．D5．C6．C7．C8．B9．D10．加速11． 向后倒 人具有惯性12． 伽利略 力是维持物体运动的原因
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