人教版物理必修一第四章复习课 第1讲 牛顿第一定律导学案
文档属性
| 名称 | 人教版物理必修一第四章复习课 第1讲 牛顿第一定律导学案 |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 465.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-01-03 10:11:46 | ||
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文档简介
牛顿第一定律
教学重点：牛顿第一定律的理解与掌握，a与F，M的关系的理解与掌握
教学难点：通过牛顿第一定律分析物体的运动，a与F，M的关系的实验的理解
人推车走，不推车停，由此看来必须有力作用在物体上，物体才运动，没有力作用在物体上，物体就不运动——这是两千多年前亚里士多德说的。事实如此吗？
水平面上运动的小车，没有推它也没有拉它，那它并没有力作用在它身上，可是它为什么还能运动呢？虽然运动一段时间后才停下，而停下的原因是因为受到了 力的作用。
思考：如果运动的小车受到的摩擦力消失后，小车的运动状态又是什么样的呢？
伽利略设计了左图的实验，让一个小球沿斜面从静止状态开始运动，小球将“冲”上另一个斜面。如果没有摩擦，小球将到达原来的 。如果第二个斜面倾角较小，小球仍将到达原来的高度，但是运动距离更长。当斜面最终变成水平面时，小球要到达原有高度将永远运动下去。
现实生活中，阻力不可能完全消除，所以伽利略实验是一个理想实验，运用推理的方法找到了运动和力的关系。笛卡尔也研究了此问题，他认为，如果运动中的物体没有受到力的作用，以同一速度沿同一直线运动，既不会停下，也不会偏离原来的运动方向。
牛顿第一定律
隔了大概100多年，英国科学家牛顿总结了伽利略和笛卡尔的相关观点，总结了著名的牛顿第一定律：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。
对牛顿第一定律的理解：1、牛顿第一定律借鉴伽利略实验推导而出，不能用实验直接验证。
物体所受合力为0，物体做匀速直线运动或者 。
物体静止或做匀速直线运动，所受合力为
惯性
惯性：物体保持原有匀速直线运动状态或静止状态的性质。
表现形式：1当物体不受外力或所受合外力为零时，惯性表现为保持原有 状态不变的性质
2当物体受到外力作用时，惯性表现为改变运动状态的难易程度，物体惯性越大，它的运动状态越难 。
惯性的量度：惯性与物体的质量有关，质量 （大/小）的物体运动状态难改变，而惯性与速度的大小无关，质量小的物体即使速度大，但受外力作用时，运动状态也容易改变。
例：火车在平直轨道上匀速行驶，车厢内有一个人向上跳起，发现仍落回车上原处，这是因为（ ）
人跳起后，车厢内空气给他以向前力，使他随与同火车一起向前运动
人跳起的瞬间，车厢地板给他一个向前的力，使他与火车一起向前运动
C．人跳起后，车在继续向前运动，所以人落下后必定偏后一些，只有由于时间很短，不明显而已
D．从人跳起后仍落到回车上原处，这是由于人有惯性，在水平方向上始终和车具有相同的速度
三、加速度、质量与力
根据牛顿第一定律，在地面上做匀速直线运动的物体所受合力为 ， 外力作用。那如果物体做变速运动，比如匀加速直线运动时，此时地面上的物块水平方向上所受合力 0，必然有外力的作用。物受到外力，速度越来越快，但是外力的大小不同，小车的运动速度变化的快慢也会不同。物理学上表示速度变化快慢的物理量是 ，即物体受到的外力不同，加速度
质量大的物体的运动状态 （容易/不容易）受外力作用而改变。即使在外力相同的情况下，质量大的物体和质量小的物体运动状态都被改变了，都在运动，且在外力的作用下两物体运动越来越快，速度一直在增加，但是速度增加（变化）的快慢情况是 （相同/不同）的。即物体的质量不同，相同外力的情况下，物体加速度大小也是不同的。
加速度与力的关系
实验原理如下：钩码的重力提供拉力，即G F拉，重力不同，拉力大小不同，但对每个小车来说拉力可以保持不变，所以小车应该做 直线运动．根据纸带上的点可以测出小车做匀速直线运动的加速度，就可以得到加速度与受力之间的关系。
思考：木板为什么倾斜一定的角度？
可以消除摩擦力的影响。若木板水平，小车运动过程中会受到木板对其摩擦力的作用，对小车受力分析，水平方向上，小车受绳子对其向左的拉力F拉，木板对小车向右的摩擦力f，小车受到的外力为F= ，而绳子对小车的拉力F拉大小等于钩码的重力G，即此时小车受到的外力F 钩码的重力G，会对实验造成影响。故倾斜一定角度后，先不挂钩码，使小车在木板上做匀速直线运动，对小车受力分析，重力沿斜面方向的分力Gx与摩擦力f平衡。摩擦力被抵消，不会对实验造成影响。
表格记录：
图像记录：a-F图像
分析图像，可以得出结论：在研究物体质量不变的情况下，物体的加速度与物体所受的外力成 比．
加速度是矢量，力也是矢量，加速度与外力方向是相同的
加速度与质量的关系
实验操作：相同的实验装置，不改变钩码的重力，即作用在小车上的拉力大小不变，可以在小车上增减砝码，达到改变小车 的目的。还是使小车从静止做匀加速直线运动，通过纸带计算出小车的加速度，然后比较加速度与质量的关系。
表格记录：
图像记录：a-m图像
作a—M图象发现图象是曲线，并不能确定a-m的关系，这时可以作a-1/m图象来解决这个问题，a—1／M图象做出来后发现是一条过原点的直线，说明a与1/m成 正比，所以物体的加速度和质量成反比
通过实验，我们总结出结论：物体的加速度和物体所受的 （合力/力）成正比，和物体的 成反比．
反思总结：外力是使物体产生__________的原因．物体运动状态发生改变时，物体一定具有_________，物体一定受到__________的作用．
2． 质量一定时物体的加速度与它所受的外力成 ；外力一定时加速度与物体的质量成 。
3． 某两个同学用图4-2-6所示的装置（图中A为小车，B为带滑轮的长木板，C为水平桌面），分别在《探究加速度与外力间的关系》实验中，各自得到的图象如图4-2-6中甲和乙所示，则出现此种现象的原因甲是 ，乙是 ．
练习：
1、下列说法正确的是( )
A．牛顿运动定律就是牛顿力学
B．牛顿力学的基础是牛顿运动定律
C．牛顿运动定律可以解决自然界中所有的问题
D．牛顿力学可以解决自然界中所有的问题
2、 某实验小组利用如图所示的装置，探究在质量不变的情况下加速度与合外力的关系（已平衡摩擦力）。小车上放有n个砝码，小车与砝码的总质量为M，小桶质量为m0。每次从小车中取出一个砝码放入小桶中，将小桶和桶内砝码的总重力视为合外力F，对应的加速度a则从打下的纸带中计算得出。多次改变合外力F的大小，计算相应的加速度。实验中，桶内的砝码取自小车中，故系统的总质量不变。以合外力F为横轴、加速度a为纵轴，画出a-F图像，图像是一条过原点的直线。
（1）a-F图像斜率的物理意义是______（填正确答案标号）
A． B． C．M D．
（2）实验中，你认为把小桶和桶内砝码的总重力当作合外力F是_______（填“合理”或“不合理”）的。
（3）实验中，_______（填“需要”或“不需要”）满足“小车和车上砝码总质量”远大于“小桶和桶内砝码总质量”的实验条件。
教学重点：牛顿第一定律的理解与掌握，a与F，M的关系的理解与掌握
教学难点：通过牛顿第一定律分析物体的运动，a与F，M的关系的实验的理解
人推车走，不推车停，由此看来必须有力作用在物体上，物体才运动，没有力作用在物体上，物体就不运动——这是两千多年前亚里士多德说的。事实如此吗？
水平面上运动的小车，没有推它也没有拉它，那它并没有力作用在它身上，可是它为什么还能运动呢？虽然运动一段时间后才停下，而停下的原因是因为受到了 力的作用。
思考：如果运动的小车受到的摩擦力消失后，小车的运动状态又是什么样的呢？
伽利略设计了左图的实验，让一个小球沿斜面从静止状态开始运动，小球将“冲”上另一个斜面。如果没有摩擦，小球将到达原来的 。如果第二个斜面倾角较小，小球仍将到达原来的高度，但是运动距离更长。当斜面最终变成水平面时，小球要到达原有高度将永远运动下去。
现实生活中，阻力不可能完全消除，所以伽利略实验是一个理想实验，运用推理的方法找到了运动和力的关系。笛卡尔也研究了此问题，他认为，如果运动中的物体没有受到力的作用，以同一速度沿同一直线运动，既不会停下，也不会偏离原来的运动方向。
牛顿第一定律
隔了大概100多年，英国科学家牛顿总结了伽利略和笛卡尔的相关观点，总结了著名的牛顿第一定律：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。
对牛顿第一定律的理解：1、牛顿第一定律借鉴伽利略实验推导而出，不能用实验直接验证。
物体所受合力为0，物体做匀速直线运动或者 。
物体静止或做匀速直线运动，所受合力为
惯性
惯性：物体保持原有匀速直线运动状态或静止状态的性质。
表现形式：1当物体不受外力或所受合外力为零时，惯性表现为保持原有 状态不变的性质
2当物体受到外力作用时，惯性表现为改变运动状态的难易程度，物体惯性越大，它的运动状态越难 。
惯性的量度：惯性与物体的质量有关，质量 （大/小）的物体运动状态难改变，而惯性与速度的大小无关，质量小的物体即使速度大，但受外力作用时，运动状态也容易改变。
例：火车在平直轨道上匀速行驶，车厢内有一个人向上跳起，发现仍落回车上原处，这是因为（ ）
人跳起后，车厢内空气给他以向前力，使他随与同火车一起向前运动
人跳起的瞬间，车厢地板给他一个向前的力，使他与火车一起向前运动
C．人跳起后，车在继续向前运动，所以人落下后必定偏后一些，只有由于时间很短，不明显而已
D．从人跳起后仍落到回车上原处，这是由于人有惯性，在水平方向上始终和车具有相同的速度
三、加速度、质量与力
根据牛顿第一定律，在地面上做匀速直线运动的物体所受合力为 ， 外力作用。那如果物体做变速运动，比如匀加速直线运动时，此时地面上的物块水平方向上所受合力 0，必然有外力的作用。物受到外力，速度越来越快，但是外力的大小不同，小车的运动速度变化的快慢也会不同。物理学上表示速度变化快慢的物理量是 ，即物体受到的外力不同，加速度
质量大的物体的运动状态 （容易/不容易）受外力作用而改变。即使在外力相同的情况下，质量大的物体和质量小的物体运动状态都被改变了，都在运动，且在外力的作用下两物体运动越来越快，速度一直在增加，但是速度增加（变化）的快慢情况是 （相同/不同）的。即物体的质量不同，相同外力的情况下，物体加速度大小也是不同的。
加速度与力的关系
实验原理如下：钩码的重力提供拉力，即G F拉，重力不同，拉力大小不同，但对每个小车来说拉力可以保持不变，所以小车应该做 直线运动．根据纸带上的点可以测出小车做匀速直线运动的加速度，就可以得到加速度与受力之间的关系。
思考：木板为什么倾斜一定的角度？
可以消除摩擦力的影响。若木板水平，小车运动过程中会受到木板对其摩擦力的作用，对小车受力分析，水平方向上，小车受绳子对其向左的拉力F拉，木板对小车向右的摩擦力f，小车受到的外力为F= ，而绳子对小车的拉力F拉大小等于钩码的重力G，即此时小车受到的外力F 钩码的重力G，会对实验造成影响。故倾斜一定角度后，先不挂钩码，使小车在木板上做匀速直线运动，对小车受力分析，重力沿斜面方向的分力Gx与摩擦力f平衡。摩擦力被抵消，不会对实验造成影响。
表格记录：
图像记录：a-F图像
分析图像，可以得出结论：在研究物体质量不变的情况下，物体的加速度与物体所受的外力成 比．
加速度是矢量，力也是矢量，加速度与外力方向是相同的
加速度与质量的关系
实验操作：相同的实验装置，不改变钩码的重力，即作用在小车上的拉力大小不变，可以在小车上增减砝码，达到改变小车 的目的。还是使小车从静止做匀加速直线运动，通过纸带计算出小车的加速度，然后比较加速度与质量的关系。
表格记录：
图像记录：a-m图像
作a—M图象发现图象是曲线，并不能确定a-m的关系，这时可以作a-1/m图象来解决这个问题，a—1／M图象做出来后发现是一条过原点的直线，说明a与1/m成 正比，所以物体的加速度和质量成反比
通过实验，我们总结出结论：物体的加速度和物体所受的 （合力/力）成正比，和物体的 成反比．
反思总结：外力是使物体产生__________的原因．物体运动状态发生改变时，物体一定具有_________，物体一定受到__________的作用．
2． 质量一定时物体的加速度与它所受的外力成 ；外力一定时加速度与物体的质量成 。
3． 某两个同学用图4-2-6所示的装置（图中A为小车，B为带滑轮的长木板，C为水平桌面），分别在《探究加速度与外力间的关系》实验中，各自得到的图象如图4-2-6中甲和乙所示，则出现此种现象的原因甲是 ，乙是 ．
练习：
1、下列说法正确的是( )
A．牛顿运动定律就是牛顿力学
B．牛顿力学的基础是牛顿运动定律
C．牛顿运动定律可以解决自然界中所有的问题
D．牛顿力学可以解决自然界中所有的问题
2、 某实验小组利用如图所示的装置，探究在质量不变的情况下加速度与合外力的关系（已平衡摩擦力）。小车上放有n个砝码，小车与砝码的总质量为M，小桶质量为m0。每次从小车中取出一个砝码放入小桶中，将小桶和桶内砝码的总重力视为合外力F，对应的加速度a则从打下的纸带中计算得出。多次改变合外力F的大小，计算相应的加速度。实验中，桶内的砝码取自小车中，故系统的总质量不变。以合外力F为横轴、加速度a为纵轴，画出a-F图像，图像是一条过原点的直线。
（1）a-F图像斜率的物理意义是______（填正确答案标号）
A． B． C．M D．
（2）实验中，你认为把小桶和桶内砝码的总重力当作合外力F是_______（填“合理”或“不合理”）的。
（3）实验中，_______（填“需要”或“不需要”）满足“小车和车上砝码总质量”远大于“小桶和桶内砝码总质量”的实验条件。