（沪科版必修1）物理：5.1《牛顿第一定律》学案

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5.1 牛顿第一定律
【学习目标】
通过史实，初步了解近代实验科学产生的背景，认识实验对物理学发展的推动作用。理解牛顿第一定律，用牛顿第一定律解释生活中的有关问题。
活动建议：通过查找资料等方式，了解并讨论伽利略对物体运动的研究在科学发展和人类进步上的重大意义。
【名师点拨】
1．知识概要
（1）惯性
物体保持原来运动状态的性质。21世纪教育网21世纪教育网
关于惯性从以下三个方面来理解：
①惯性是物体的固有属性。任何物体，不论它的地理位置如何、运动状态如何，都具有惯性。[来源:21世纪教育网]
②质量是物体惯性大小的量度。不能认为物体速度大，其惯性就大。例如，乒乓球速度再大，也会很容易让它停下来；但是，火车速度再小，也不容易让它停下来。也不能认为物体越重，其惯性就越大。因为，一个物体的重力与地理位置有关。
③物体的运动不是靠力来维持的，是物体有惯性的缘故。
（2）牛顿第一定律（即惯性定律）
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状态为止。
①定律指出了一切物体都有惯性。
②定律指出了“力”不是维持物体运动状态的原因，而是改变物体运动状态的原因。
（3）惯性系
保持匀速直线运动状态或静止状态的参考系。
（4）运动状态的描述——速度。
2．探究方略
（1）利用惯性知识解释现象的方法
①首先明确物体原来的运动状态。物体是静止还是运动，运动的快慢和方向。
②外力将要使它改变成怎样的状态。
③物体由于有惯性，想保持原状态，但在外力作用下，运动状态又不得不改变。这样一对“想保持”和“要改变”的矛盾，导致发生了各种运动现象。
（2）伽利略的理想实验，突出体现了“制定计划与设计实验”中的控制变量法。因变量为“小球在斜面上运动距离”，自变量是“斜面的倾角”。
理想实验法，是科学研究中的一种重要方法。虽然是想象中的实验，但有可靠的事实基础，同时又经过抽象思维，抓主要因素，把可靠的事实和合理的推理相结合，因而，能更深刻地揭示自然规律。
3．我的思考21世纪教育网
（1）学习完惯性后，有的同学认为“惯性与物体的运动速度有关，速度大的物体惯性就大，速度小的物体惯性就小。”理由是物体的速度越大，停下来用的时间就越长。他的这种观点对吗？请你谈一下自己的认识。
（2）如果物体所受合外力不为零，物体就不能保持匀速直线运动状态或静止状态，所以，此时物体没有惯性，或者说物体的惯性不起作用。请谈谈你对上述观点的看法。[来源:21世纪教育网]
（3）做变速运动的物体的惯性表现在那些方面？
【典例精析】
例1．下列说法正确的是
A．牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时物体的运动规律
B．不受外力作用时，物体的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，是由于没有外力维持木块运动的结果
D．物体运动状态发生变化时，物体必受到外力的作用
解析：在水平地面上滑动的木块最终要停下来，是由于受到摩擦力的作用，从而运动状态发生了改变。故C错误。
本题答案为ABD。
例2．科学思维和科学方法是我们认识世界的基本手段。在研究和解决问题的过程中，不仅需要相应的知识，还要注意运用科学方法。
理想实验有时更能深刻的反映自然规律。伽利略设计了一个理想实验，其中一个是经验事实，其余是推论：
（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，最后使它成水平面，小球要沿水平面做持续的匀速直线运动
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）。
在上述设想的步骤中，有的属于可靠的事实，有的则是理想化的推论，下列关于事实和推论的分类正确的选项是 。
A．(1)是事实，(2)(3)(4)是推论
B．(2)是事实，(1)(3)(4)是推论
C．(3)是事实，(1)(2)(4)是推论
D．(4)是事实，(1)(2)(3)是推论
解析：很显然，(2)是事实，(3)为第一个推论，此后的推论应依次为(1)、(4)。故顺序为(2)(3)(1)(4)。关于事实和推论的分类正确的选项应为B。
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