高中物理人教版（2019）必修第一册导学案 第四章 第一节 牛顿第一定律 Word版含解析

第四章 运动和力的关系
第1节 牛顿第一定律
能大致叙述发现牛顿第一定律的历史过程，并能作出初步评述。
能清楚地描述伽利略关于力与运动的观点，以及对应设计出的理想实验和相应的推理结论。
准确描述牛顿第一定律（惯性定律），并能对定律有较为深入的理解，体会定律深刻的思想性及认识问题的本质性。
理解惯性的概念，知道质量是惯性大小的唯一量度。
理解力与运动的关系。（重点）
理解牛顿第一定律，认识惯性与质量的关系。（重点）
惯性与质量的关系（重点）
一.伽利略的理想实验
1.亚里士多德的观点
必须有利作用在物体上，物体才能① ；没有力的作用，物体就要② 在一个地方。
2.伽利略的斜面实验
（1）理想实验：让小球沿一个斜面从静止状态开始向下运动，再让小球冲上第二个斜面。如果没有摩擦，无论第二个斜面的倾角如何，小球将到达③ 的高度，若将第二个斜面放平，小球将④ 。
（2）实验结论：力⑤ （选填“是”或“不是”）维持物体运动的原因.
3.笛卡儿的观点
如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以⑥ 沿⑦ 运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向。
牛顿第一定律与惯性
1.牛顿第一定律：一切物体总保持⑧ 状态或⑨ 状态，除非作用在它上面的力⑩ 。
2.惯性：物体保持? 的性质叫作惯性。牛顿第一定律又叫? 质量是物体惯性大小的唯一量度.
三．测量物理量
1.惯性与质量的关系
（1）惯性是物体的? ，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? 。
2.惯性的表现
（1）不受力时，惯性表现为保持匀速直线运动状态或静止状态，有“惰性”的意思。
（2）受力时，惯性表现为? 的难易程度.质量越大，惯性越大，运动状态越难以改变。
答案：①运动 ②静止 ③原来 ④永远运动下去 ⑤不是 ⑥同一速度 ⑦同一直线
⑧匀速直线运动 ⑨ 静止 ⑩迫使它改变这种状态 ?匀速直线运动状态或静止 ?惯性定律 ?固有属性 ?越大 ?运动状态改变
【例一】
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．下面是关于该实验被打乱的步骤：
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如图为两个对接的斜面，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，最后使它成为水平面，小球将沿水平面做持续的匀速运动．
(1)请将上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列________(填写序号即可)．
(2)在上述的设想实验步骤中，有的属于可靠的实验事实，有的则是理想化的推论，请问步骤②属于________________________.
【解析】　本题向我们展示了科学史上著名的理想实验的思想方法，即在实验事实的基础上，经过合理的想象，获取结论．针对题目所述的实验步骤，正确的排列顺序是②③①④，步骤②属于可靠的实验事实．
【答案】　(1)②③①④　(2)可靠的实验事实
【例二】　如图所示，在一辆表面光滑且足够长的小车上，有质量为m1和m2的两个小球(m1>m2)，两个小球随车一起运动，当车突然停止运动时，若不考虑其他阻力，则两个小球(　　)
A．一定相碰　　　　 　　B．一定不相碰
C．不一定相碰 D．无法确定
【解析】①小车表面光滑且不考虑其他阻力说明小球在水平方向上不受力的作用．
②两小球随车一起运动说明两小球速度相同．
【答案】[小车表面光滑，因此两小球在水平方向上没有受到外力的作用．原来两个小球与小车具有相同的速度，当车突然停止运动时，由于惯性，两个小球的速度不变，所以不会相碰．]
【例三】关于惯性，下列说法中正确的是(　　)
A．同一汽车，速度越快，越难刹车，说明物体速度越大，惯性越大
B．物体只有静止或做匀速直线运动时才有惯性
C．乒乓球可以快速扣杀是因为乒乓球的惯性小
D．已知月球上的重力加速度是地球上的，故一个物体从地球移到月球惯性减小为
【答案】C　
【解析】[物体的惯性大小与物体的运动状态无关，只与物体的质量有关，所以惯性与速度的大小无关，故选项A、B错误；乒乓球可以快速扣杀，是因为乒乓球的质量小，所以它的惯性小，故选项C正确；在月球上和在地球上，重力加速度的大小不一样，所以受到的重力的大小也就不一样，但质量不变，惯性也不变，故选项D错误．]
1.伽利略创造的把实验、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。利用如图所示的装置做如下实验：将斜面1与斜面2平滑连接，让小球由斜面1上的处由静止开始滚下，小球将滚上斜面2。逐渐减小斜面2的倾角，仍使小球从处由静止滚下。如果没有摩擦，则( )
A．小球在斜面2上能上升的最大高度逐渐降低
B．小球在斜面2上每次都能上升到与处等高的位置
C．当斜面2最终变为水平面时，小球将处于静止状态
D．当斜面2最终变为水平面时，小球的运动状态将不断改变
2.伽利略理想实验将可靠的事实和理论思维结合起来，能更深刻地反映规律，有关的实验程序内容如下
(1)减小第二个斜面的角度，小球在这个斜面上仍要达到原来的高度．
(2)两个对接的光滑斜面，使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，小球将上升到释放的高度．
(4)继续减小第二个斜面的倾角，最后使它处于水平位置，小球沿水平面做持续的匀速运动．
请按程序先后次序排列，并指出它究竟属于可靠事实，还是通过思维过程得出的推论，下列选项中正确的是( )
A.事实2→事实1→推论3→推论4 B.事实2→推论1→推论3→推论4
C.事实2→推论3→推论1→推论4 D.事实2→推论1→推论4
3.牛顿第一运动定律( )
A.告诉我们：物体不受外力作用时，一定处于匀速直线运动状态 B.是能用实验直接验证的
C.表明：一切物体都有惯性 D.适用于任何参考系
4.氢气球用绳子系着一个重物，共同以10m/s的速度匀速竖直上升，当到达某一个高度时，绳子突然断开，这个重物将（ 　）
A．以原来的速度一直上升 B．立即下落
C．继续上升一段，然后下落 D．以上说法都不对
5.如图所示，水平向右飞行的飞机，经过地面点的正上方时，释放一颗炸弹，不计空气阻力，则炸弹的落点可能在( )
A．点 B．点
C．点 D．以上三种情况均有可能
6.汽车甲与汽车乙质量相同，汽车甲以120 km/h的速度在高速公路上飞奔，汽车乙以5 km/h的速度在小区道路上缓行。则关于汽车甲与汽车乙的惯性，正确的是（ ）
A.汽车甲惯性大 B.汽车乙惯性大
C.无法比较惯性大小 D.汽车甲与汽车乙惯性一样大
答案以及解析
1.答案：B
解析：
2.答案：C
解析：在现实生活中我们看到，如果小球从一端滚下，一定会滚到另一侧，故(2)是事实；根据实验事实(2)得出实验结果：如果没有摩擦，小球将上升到释放时的高度，即(3)，进一步假设若减小第二个斜面的倾角，小球在这斜面上仍然要达到原来的高度，即得出(1)，继续减小角度，最后使它成水平面，小球将沿水平面做持续的匀速运动，即(4)，故选项C正确．
3.答案：C
解析：牛顿第一运动定律的内容为：一切物体在没有受到力的作用时(合外力为零时)，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．故A错误；牛顿第一运动定律是由实验加推论得出的，故B错误；牛顿第一运动定律说明：一切物体都具有保持其运动状态不变的属性——惯性，故C正确；牛顿第一运动定律只适用于惯性参考系，对非惯性参考系不适用，故D错误．
4.答案：C
解析：惯性是物体的固有属性,与物体的运动情况及受力情况无关.
气球以10m/s的速度匀速上升到某一高度时,从气球中落下一个小物体,小物体在下落的前和气球以相同的速度向上运动,所以离开气球后,由于惯性,要继续上升一段距离,再下降.故A、B、D错误.
故选C.
5.答案：B
解析：水平飞行的飞机上投下的炸弹由于惯性在水平方向上的初速度和飞机速度相同，做平抛运动，而平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，所以炸弹可能落在A点，不可能落在O、B两点，故ACD错误，B正确。
故选：B
6.答案：D
解析：惯性大小取决于物体的质量大小，而与速度大小无关。由题可知，汽车甲与汽车乙质量相同，则二者惯性一样大，故选D。