2014年秋高中物理必修一（新人教版）：第四章第1节牛顿第一定律课时学案

第1节 牛顿第一定律
1.知道伽利略的理想实验及其主要推理过程和推论，知道理想实验是科学研究的重要方法。
2.理解牛顿第一定律的内容及意义。
3.知道什么是惯性，会正确解释有关惯性的现象。
1.伽利略理想实验
亚里士多德认为，必须 ，物体才能运动;没有力的作用，物体就要 ，这种认识是错误的。
伽利略通过 和科学推理，得出的结论是：一旦物体具有某一速度，如果它不受力，就将以这一速度 运动下去。
物体运动状态的改变可以是物体由静止变为 ( http: / / www.21cnjy.com ) 或由 变为静止。如果物体 的大小或方向变了，它的运动状态也发生了改变。
2.牛顿第一定律和惯性
牛顿第一定律的内容是：一切物体总保持 状态或 状态，除非作用在它上面的力迫使它 。
惯性是物体具有保持原来 状态或 状态的性质。任何物体都具有惯性。牛顿第一定律又叫 。
量度物体惯性大小的物理量是物体的 ，质量只有大小，没有方向，是 ，符号是m，国际单位是 。
1.(多选)下列叙述符合历史事实的是( )
A.亚里士多德根据“用力推车，车子前进，停止用力，车子就要停止”这一现象，提出了力是维持物体运动的原因
B.亚里士多德在分析“推车问题”时，只强调推力而忽视了摩擦力的作用，因而得出了错误的结论
C.伽利略利用自己设计的实验，直接观察出了小球没有受摩擦力作用时，会以恒定的速度运动下去，从而推翻了亚里士多德的结论
D.伽利略的理想实验是假想实验，事实上无法完成，因此得到的结论并不可靠
2.(单选)伽利略的理想斜面实验证明了( )
A.物体运动必须有力的作用，没有力作用的物体将静止
B.力是改变物体运动状态的原因
C.一切物体都具有惯性
D.物体不受外力的作用时，一定保持原来的运动状态
3.(多选)关于牛顿第一定律，下列说法中正确的是( )
A.伽利略的斜面实验是牛顿第一定律的实验基础
B.笛卡儿在牛顿总结出第一定律之前，已经正确地表述了牛顿第一定律的内容
C.牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因
D.由牛顿第一定律可知，物体在任何情况下始终处于静止状态或匀速直线运动状态
4.(单选)歼击机在进入战斗状态时要丢掉副油箱，这样做是为了( )
A.减小重力，使运动状态保持稳定
B.增大速度，使运动状态易于改变
C.增大加速度，使运动状态不易变化
D.减小惯性，有利于运动状态的改变
一、理想实验的魅力
1.观察演示实验，分析讨论力是不是维持物体运动的原因？
演示实验1
(1)桌子上铺毛巾，小车放在毛巾上，推它就动，不推就停;
(2)将毛巾换成玻璃板，或直接利用桌面，把小车放在桌面或玻璃板上，用力推一下，它运动一段时间才停下来。
拓展：为了证明这个结论的正确性，再举出一些 ( http: / / www.21cnjy.com )其他的实例来说明。如：蹬一段时间后停止蹬车，自行车还会滑行一段距离;在冰面上踢出去的冰块要运动一段距离才停止运动。
2.既然物体的运动不需要力来维持，前面的实验为什么会出现两种现象呢？矛盾出现在哪里呢？下面用小球来做个对比实验。
演示实验2
如图4-1-1所示。
(1)使斜槽下端与桌面上铺好的毛巾吻合，让小球从斜槽上自由滚下，标出小球在毛巾上滚动的距离;
(2)使斜槽下端直接与桌面吻合，让小球从斜槽上同一位置自由滚下，标出小球在桌面上滚动的距离;
(3)使斜槽下端与桌面上的玻璃板吻合，让小球从斜槽上同一位置自由滚下，标出小球在玻璃板上滚动的距离。
现象：
结论：
3.在演示实验2中，若接触面光滑无摩擦，小球会怎样？
(课件展示)用多媒体播放伽利略的理想实验(边播放边介绍)，要呈现出以下效果。
如图4-1-2所示。
(1)将两个对称的斜面末端平滑地对接在一起 ( http: / / www.21cnjy.com )，让小球沿一个斜面从静止滚下来，小球将滚上另一个斜面。小球在第二个斜面上所达到的高度与它在第一个斜面上开始滚下时的高度几乎相等。如果没有摩擦，小球将上升到原来的高度。
(2)在完全没有摩擦的情况下，减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上仍将达到同一高度，但这时它要运动得远些。
(3)在完全没有摩擦的情况 ( http: / / www.21cnjy.com )下，若使第二个斜面的倾角越来越小，则不管第二个斜面倾角多么小，小球在第二个斜面上总要达到相同的高度，只是小球要通过更长的路程。
(4)在完全没有摩擦的情况下，把第二个斜面放平，小球将以恒定的速度在无限长的水平面上永远运动下去。
4.根据伽利略理想斜面实验，阅读教材第69页第二、三自然段和“牛顿物理学的基石——惯性定律”，回答以下问题：
(1)为什么伽利略的实验是个“理想实验”？
(2)比较伽利略、笛卡儿和牛顿三个人的观点，他们都是叙述力和运动关系的，谁的更全面？
二、牛顿物理学的基石——惯性定律
1.伽利略、笛卡儿、牛顿等关于力和运动的关系，牛顿第一定律更完善，那么它从几个方面阐述了力和运动的关系？
2.根据牛顿第一定律，分析改变物体运动状态的原因。
3.牛顿第一定律能否用实验来验证？
例1 (2014·北京高考·单选)伽 ( http: / / www.21cnjy.com )利略创造的把实验、假设和逻辑推理相结合的科学方法，有力地促进了人类科学认识的发展。利用如图4-1-3所示的装置做如下实验：小球从左侧斜面上的O点由静止释放后沿斜面向下运动，并沿右侧斜面上升。斜面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐降低的材料时，小球沿右侧斜面上升到的最高位置依次为1、2、3。根据三次实验结果的对比，可以得到的最直接的结论是( )
A.如果斜面光滑，小球将上升到与O点等高的位置
B.如果小球不受力，它将一直保持匀速运动或静止状态
C.如果小球受到力的作用，它的运动状态将发生改变
D.小球受到的力一定时，质量越大，它的加速度越小
三、惯性与质量
1.如图4-1-4所示，在小车上竖 ( http: / / www.21cnjy.com )放一长条木块，让小车在光滑玻璃板上运动，前面固定一个物块，当车被物块挡住时，车上的木块会向前倾倒。这是为什么？
2.(1)木块立在静止的车上，忽然拉动小车，木块后倾。(2)人站在匀速行驶的车厢内竖直向上跳起，仍落回原地。说明产生这些现象的原因。
3.总结什么叫惯性？
4.由牛顿第一定律知，一切物体都有 ( http: / / www.21cnjy.com )保持它们原来的匀速直线运动或静止状态的性质，所以牛顿第一定律又叫惯性定律。当力迫使它改变这种状态时，它就会有抵抗运动状态改变的“本领”。这个“本领”与什么因素有关？请大家通过实例分析。
5.决定惯性大小的因素是什么？
例2 (多选)以下说法中正确的是( )
A.牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时的运动规律
B.不受外力作用时，物体运动状态保持不变是由于物体具有惯性
C.在水平地面上滑动的木块最终要停下来，是由于没有外力来维持木块的运动
D.物体运动状态发生变化时，物体必定受到外力的作用
例3 (单选)关于物体的惯性，下列说法中正确的是( )
A.运动速度大的物体不能很快地停下来，是因为物体速度越大，惯性也越大
B.静止的火车启动时，速度变化慢，是因为静止的物体惯性大
C.乒乓球可以快速抽杀，是因为乒乓球惯性小
D.在宇宙飞船中的物体不存在惯性，因此可以飘浮
1.(多选)关于牛顿第一定律，以下说法中正确的是( )
A.牛顿第一定律是实验定律
B.牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因
C.惯性定律与惯性的实质是相同的
D.物体的运动不需要力来维持
2.(单选)下列关于惯性的说法中，正确的是( )
A.人走路时没有惯性，被绊倒时有惯性
B.百米赛跑中跑到终点时不能立即停下来是由于惯性，停下时就没有惯性了
C.物体没有受外力作用时有惯性，受外力作用后惯性被克服了
D.物体的惯性与物体的运动状态及受力情况均无关
3.有一仪器中电路如图4-1-5所示，其中M ( http: / / www.21cnjy.com )是质量较大的一个金属块，两端与弹簧相连接，将仪器固定在一辆汽车上，当汽车启动时，哪只灯亮？当汽车急刹车时，哪只灯亮？为什么？
1.在平直路面上骑自行车时 ( http: / / www.21cnjy.com )，是否觉得用力不停地蹬，车才会匀速前进，一旦不用力蹬，车子就会减速，甚至停下呢？这与牛顿第一定律矛盾吗？试解释之。
2.某同学遇到一个难题： ( http: / / www.21cnjy.com )如图4-1-6所示，要求不直接用手接触塑料板和鸡蛋，手头只有一根木棒，利用本节所学的知识，将鸡蛋放入水中。请你帮助该同学想个办法解决这个难题。
自我检测参考答案
1.AB 2.D 3.ABC 4.D
图4-1-1
图4-1-2
图4-1-3
图4-1-4
图4-1-5
图4-1-6