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第四章
牛顿运动定律
学 习 目 标
1.知道伽利略“理想实验”的意义，了解伽利略以实验事实为基础，将实验与逻辑推理相结合的思想方法.（难点）
2.知道运动不需要力来维持，力是改变物体运动状态的原因.
3.掌握牛顿第一定律，理解惯性的概念，能具体解释惯性现象，知道惯性只跟质量有关（重点）
STSE情境导学
条8
自主学习基础达标
重点拓展难点突破
知识归纳
素养培育能力提升
科学反思
理/思维的顺序
理想实验的顺序
实K能实际发生的现絮事实
假设条件下发生的现象推论
类题训练
迁移应用巩固提高
运动状态改变的几个实例
小球自由下落月球绕地球转踢出的足球,速度
时速度大小不动时速度方向的大小、方向都在
断变化
不断变化
变化
物理学史
力与运动
理想斜面实弘
的关系
实验结论
牛顿第一定律内容一惯性定
义
惯性与质量第四章 牛顿运动定律
第一节 牛顿第一定律
学 习 目 标
STSE情境导学
1.知道伽利略“理想实验”的意义，了解伽利略以实验事实为基础，将实验与逻辑推理相结合的思想方法.（难点）2.知道运动不需要力来维持，力是改变物体运动状态的原因.3.掌握牛顿第一定律，理解惯性的概念，能具体解释惯性现象，知道惯性只跟质量有关（重点）
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(铁榔头松了倒过来敲一下紧了，就是靠惯性
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知识点一 伽利略的理想实验
1.亚里士多德的观点.
力是维持物体运动的原因.
2.伽利略的观点.
物体在水平面上做匀速运动不需要外力来维持.
3.理想实验.
伽利略的假想实验有力地说明了力不是维持物体运动的原因，其科学探究的方法有力地推动了科学的发展.
知识点二 牛顿第一定律
1.内容.
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.
2.牛顿第一定律的意义.
揭示了力和运动的关系：力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动状态的原因.
3.惯性.
（1）物体具有的保持原来的静止状态或匀速直线运动状态的性质称为惯性.
（2）惯性是物体的固有属性，与物体的受力情况及运动情况无关.
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小试身手
1.关于伽利略理想实验，下列说法正确的是（ ）
A.完全是理想的，没有事实为基础的
B.是可以靠事实为基础的，经科学抽象，深刻反映自然规律的
C.没有事实为基础，只有理想推理
D.以上说法都不对
答案：B
2.关于牛顿第一定律，下列说法中错误的是（ ）
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.牛顿第一定律就是惯性
C.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
D.物体的运动状态发生变化时，物体必定受到外力的作用
答案：B
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探究一 对伽利略理想实验的理解
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1.伽利略理想实验的结论.
伽利略的理想实验表明，一旦物体具有某一速度，如果物体不受力，物体将以这个速度匀速运动下去.也就是说，力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因.
2.伽利略理想实验的意义.
（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.
【典例1】 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）
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.下列关于事实和推论的分类正确的是（ ）
A.①是事实，②③④是推论
B.②是事实，①③④是推论
C.③是事实，①②④是推论
D.④是事实，①②③是推论
解析：根据伽利略理想斜面实验可知，②是可靠事实，应放在第一步；①③是在可靠事实基础上提出的设想（斜面没有摩擦），④是进行合理外推得出的推论，因此，正确的顺序是②③①④，其中②是事实，其余的是推论.
答案：②③①④ B
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伽利略用“实验＋科学推理”的方法推翻了亚里士多德的观点，理想实验是科学研究中的一种重要方法，它把可靠的事实和合理的推论结合起来.
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1.（多选）理想实验是科学研究中的一种重要方法，它把可靠的事实和合理的推论结合起来，可以深刻地揭示自然规律.关于伽利略的理想实验，下列说法正确的是（ ）
A.只要水平面相当光滑，物体在水平面上就能匀速运动下去
B.这个实验实际上是永远无法做到的
C.利用气垫导轨，就能使实验成功
D.这个实验虽然是想象中的实验，但它是建立在可靠的实验基础上的
解析：理想实验在实际情况下是永远不能实现的，其条件永远是理想化的；即使是水平面“相当光滑”，也不会达到没有摩擦力的程度；利用气垫导轨当然也不能实现“理想”的状态，仍会存在一定的摩擦，只不过摩擦力很小而已，选项A、C错误，B正确；理想实验是从实践中总结、提炼、加工出来的，是建立在可靠的实验基础之上的，它能够由观察或实验的结果来检验，选项D正确.
答案：BD
探究二 对牛顿第一定律的理解
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1.牛顿第一定律的意义.
（1）明确了惯性的概念.
揭示了物体所具有的一个重要的属性——惯性，即物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质，牛顿第一定律指出一切物体在任何情况下都具有惯性，因此牛顿第一定律又叫惯性定律.
（2）确定了力的含义.
力是改变物体运动状态的原因，并不是维持物体运动的原因.
（3）定性揭示了力和运动的关系.
牛顿第一定律指出物体不受外力作用时的运动规律，它描述的只是一种理想状态，而实际中不受外力作用的物体是不存在的，当物体所受合外力为零时，效果跟不受外力的作用相同.
（4）牛顿第一定律不能用实验验证.
牛顿第一定律不是由实验直接总结出来的规律，它是牛顿以伽利略的理想斜面实验为基础，在总结前人的研究成果、加之丰富的想象而推理得出的一条理想条件下的规律.
2.物体运动状态改变的三种情况.
（1）速度的方向不变，大小改变.
（2）速度的大小不变，方向改变.
（3）速度的大小和方向同时发生改变.
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【典例2】 （多选）下列说法正确的是（ ）
A.由牛顿第一定律可知，物体在任何情况下始终处于静止或匀速直线运动状态
B.伽利略的理想斜面实验证明了力不是物体维持运动的原因
C.牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时的运动规律，因此物体只在不受外力时才有惯性
D.牛顿第一定律既揭示了物体保持原有运动状态的原因，又揭示了运动状态改变的原因
解析：牛顿第一定律揭示了两方面问题：①物体在任何时候都有惯性，故C错误.不受力时惯性表现为物体处于静止状态或匀速直线运动状态，故A错误.②揭示了力和运动的关系，即力是改变物体运动状态的原因，所以B、D正确.故选BD.
答案：BD
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2.（多选）下列关于牛顿第一定律的说法中正确的是（ ）
A.牛顿第一定律是实验定律
B.牛顿第一定律只是提出了惯性的概念
C.牛顿第一定律提出了当物体受到的合外力为零时，物体将处于静止状态或匀速直线运动状态
D.牛顿第一定律既提出了物体不受外力作用时的运动规律，又提出了力是改变物体运动状态的原因
解析：牛顿第一定律不是实验定律，A错误；牛顿第一定律提出了惯性的概念，同时又指出了物体运动状态改变的原因，B错误；牛顿第一定律提出了物体不受外力作用时，物体将处于静止状态或匀速直线运动状态，所以C正确；综上所述，选项D正确.
答案：CD
3.根据牛顿第一定律判断，以下说法正确的是（ ）
A.人只有在静止的车厢内，竖直向上高高跳起后，才会落在起跳时的位置
B.人在沿直线匀速前进的车厢内，竖直向上高高跳起后，将落在起跳点的后方
C.人在沿直线加速前进的车厢内，竖直向上高高跳起后，将落在起跳点的后方
D.人在沿直线减速前进的车厢内，竖直向上高高跳起后，将落在起跳点的后方
解析：人竖直跳起离开车厢瞬间，人与车在水平方向上的速度相同，由牛顿第一定律知如果车子静止或做匀速直线运动，人都将落回原地，故A、B项错误；如果车加速前进，则在相同时间内人的水平位移比车的水平位移小，故落在起跳点后方，C项正确；反之若车子减速前进，则在相同时间内人的水平位移比车子的水平位移大，故落在起跳点的前方，D项错误.
答案：C
探究三 对惯性的理解
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1.惯性与质量.
（1）惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性.
（2）质量是物体惯性大小的唯一量度，质量越大，惯性越大.
2.惯性与力.
（1）惯性不是力，而是物体本身固有的一种性质，因此，“物体受到了惯性作用”“产生了惯性”“受到惯性力”等说法都是错误的.
（2）力是改变物体运动状态的原因，惯性是维持物体运动状态的原因.力越大，运动状态越易改变；惯性越大，运动状态越难改变.
（3）惯性与物体的受力情况无关.
3.惯性与速度.
（1）速度是表示物体运动快慢的物理量，惯性是物体本身固有的性质.
（2）一切物体都有惯性，和物体是否有速度及速度的大小均无关.
4.惯性与惯性定律.
（1）惯性不是惯性定律，惯性没有条件限制，是物体的一种固有属性.
（2）惯性定律是物体不受外力作用时物体运动所遵守的一条规律.
【典例3】 下列关于惯性的说法，正确的是（ ）
A.高速行驶的公共汽车紧急刹车时，乘客都要向前倾倒，说明乘客都具有惯性
B.短跑运动员最后冲刺时，速度很大，很难停下来，说明速度越大，惯性越大
C.《道路交通安全法》中规定：各种小型车辆前排乘坐的人（包括司机）必须系好安全带，这是因为系好安全带可以防止因车的惯性而造成的伤害
D.把手中的球由静止释放后，球能竖直下落，是由于球具有惯性的缘故
解析：高速行驶的公共汽车紧急刹车时，乘客都要向前倾倒，说明乘客都具有保持原来运动状态的性质，即惯性，选项A正确；物体的惯性只与质量有关，与速度大小无关，选项B错误；系安全带的目的是防止由于人本身的惯性造成的伤害，选项C错误；把手中的球由静止释放后，球能竖直下落，是由于球受到竖直向下的重力的缘故，选项D错误.
答案：A
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4.我国《道路交通安全法》中规定各种小型车辆前排乘坐的人（包括司机）必须系好安全带.从物理知识的角度看，这是因为（ ）
A.系好安全带可以减小人的惯性
B.系好安全带可以增大人的惯性
C.系好安全带可以防止因人的惯性而造成的伤害
D.系好安全带可以让人更加舒适
解析：由惯性的定义可知，人的惯性与安全带无关，选项A、B错误；系好安全带主要是防止因刹车时人具有惯性而造成伤害事故，选项C正确，选项D错误.
答案：C
5.如图，冰壶在冰面运动时受到的阻力很小，可以在较长时间内保持运动速度的大小和方向不变，我们可以说冰壶有较强的抵抗运动状态变化的“本领”.这里所指的“本领”是冰壶的惯性，则惯性的大小取决于（ ）
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"D:\\360安全浏览器下载\\8.27\\物理
必修第一册（粤教版）课件\\教师用书word\\397.TIF"
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A.冰壶的速度 B.冰壶的质量
C.冰壶受到的推力
D.冰壶受到的阻力
解析：惯性的大小只决定于质量，选项B正确.
答案：B
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必修第一册（粤教版）课件\\教师用书word\\分课堂小结2.TIF"
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