2020高中物理 第4章 力与运动 第1节 伽利略的理想实验与牛顿第一定律学案（含解析）粤教版1

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精PAGE13-学必求其心得，业必贵于专精第一节伽利略的理想实验与牛顿第一定律学习目标知识脉络1。了解伽利略以实验为基础将实验与逻辑推理相结合的思想方法．2。理解牛顿第一定律的内容及意义．（重点)3.了解惯性的概念，会用惯性知识解释有关现象．（重点）4.会应用牛顿第一定律及惯性解决简单题目．（难点）一、伽利略的理想实验1．亚里士多德认为：力是维持物体运动的原因．2．伽利略的理想实验(1）斜面实验：将轨道弯成曲线，在轨道的一边释放一颗钢珠,如果不存在摩擦力，钢珠将上升到轨道另一边与原来的释放高度相同的点．减小另一边斜面的倾角，钢珠滚动的距离增大，当另一边斜面放平，钢珠将永远运动下去．（2)推理结论：力不是维持物体运动的原因．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的原因．三、惯性1．惯性定义物体具有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．1．思考判断（正确的打“√”，错误的打“×"）（1)伽利略的理想实验是科学的理想实验． （√）（2)伽利略的理想实验有力地说明了力是维持物体运动的原因． （×）(3)牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因． (√）（4)任何物体只要运动状态不变，它一定不受外力作用． (×)(5)物体无论是运动还是静止，都具有惯性． （√）(6）物体的运动状态发生变化,是物体有惯性的原因． （×)2．牛顿第一定律揭示了（）A．若物体运动,它一定受力B．物体不受力，它一定静止C．力的作用就是维持物体运动D．物体在任何情况下都有惯性D[牛顿第一定律揭示了力与运动的关系，即力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因，A、C错．物体若不受力，将会保持静止或匀速直线运动状态不变,B错．牛顿第一定律还揭示了任何物体都具有惯性，因此又叫惯性定律,D对．］3．关于物体的惯性，下述说法中正确的是（）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C［惯性大小只与物体质量有关，与物体的速度无关，故A错误;质量是物体惯性大小的唯一量度，火车速度变化慢,表明它的惯性大，是因为它的质量大，与是否静止无关，故B错误；乒乓球能被快速抽杀,表明它的运动状态容易发生改变，是因为它的惯性小，故C正确；一切物体在任何情况下都有惯性，故D错误．］牛顿第一定律1．对牛顿第一定律的理解(1)定性说明了力和运动的关系：①力是改变物体运动状态的原因，或者说力是产生加速度的原因，而不是维持物体运动状态的原因．②物体不受外力时的运动状态：匀速直线运动状态或静止状态．(2)揭示了一切物体都具有一种固有属性——惯性．因此牛顿第一定律也叫惯性定律．2．物体运动状态的变化即物体运动速度的变化，有以下三种情况(1）速度的方向不变，只有大小改变．(物体做直线运动)（2)速度的大小不变，只有方向改变．(物体做曲线运动)（3)速度的大小和方向同时发生改变．（物体做曲线运动)3．注意(1)牛顿第一定律所描述的是物体不受外力作用时的状态，与物体所受合外力为零是等效的．(2）牛顿第一定律不是实验定律,它是在理想实验的基础上总结得出的．【例1】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．无法确定思路点拨：①小车上表面光滑且足够长,说明小车停止运动后，两小球在水平方向不受外力的作用，且不会滑离小车．②两小球随车一起运动,说明两球与小车的速度均相同．B［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．］牛顿第一定律巧应用(1)由“因”索“果”:在判断力与运动之间的关系时,要把握牛顿第一定律的含义,即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．（2)由“果"索“因”：如果物体的运动状态发生改变，则物体必然受到不为零的合外力的作用，所以判断物体的运动状态是否改变以及如何改变，应分析物体的受力情况．(3）应用步骤：一要看物体原来的运动状态，二要看物体现在的受力情况，最后判断由于物体具有惯性将会出现的现象．1．火车在长直水平轨道上匀速行驶，在门窗紧闭的车厢内，有一个人竖直向上跳起，发现仍落回到车上原处,这是因为(）A．人跳起时会得到一个向前的冲力,使他随火车一起向前运动B．人跳起的瞬间,车厢的地板给他一个向前的力，推动他随火车一起向前运动C．人跳起后,车在继续前进，所以人落下后必定偏向后一些,只是由于时间很短，偏后的距离太小，不明显而已D．人跳起后直到落地，在水平方向上人和车始终具有相同的速度D［人向上跳起后，由于惯性保持向前的运动速度,所以人在空中时在向前的方向上仍具有和火车一样的速度，从而落回到车上的原处．]惯性1。惯性的理解(1）惯性是物体保持原状态的一种性质，是物体维持运动状态的原因．（2)一切物体都具有惯性，惯性是物体的固有属性．2．惯性的表现形式(1）物体不受力时，惯性表现为保持原来的运动状态．(2）物体受力且合力不为零时,物体仍然具有惯性，此时惯性表现为物体运动状态改变的难易程度，惯性越大,物体运动状态越难改变．3．几个关系(1)惯性与质量的关系:质量是物体惯性大小的唯一量度,质量越大,惯性越大．(2）惯性与力的关系：惯性不是力，而是物体本身固有的一种性质，惯性大小与物体的受力情况无关．(3）惯性与速度：一切物体都有惯性,惯性大小与物体是否有速度及速度的大小无关．（4)惯性与惯性定律：惯性是物体具有的一种固有属性，惯性定律是物体不受外力时所遵循的一条规律,惯性不同于规律．惯性定律揭示了物体的惯性．【例2】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eq\f(1，6），故一个物体从地球移到月球惯性减小为eq\f（1，6)C［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．］惯性的特性(1)普遍性:一切物体都有惯性．（2）唯一性：质量是惯性大小的唯一量度．(3）无关性：惯性大小与运动状态无关，与受力情况及所处位置无关．2．在物理课上，老师在讲解“惯性”概念时,做了一个小实验：用两根细绳分别悬挂一个乒乓球和一个同体积的实心小铁球,用力对着乒乓球吹气,乒乓球偏离了竖直方向;用几乎同样大的力对着小铁球吹气，小铁球几乎没有动．这个实验主要说明的物理问题是(）A．只有运动的物体才具有惯性B．只有静止的物体才具有惯性C．物体的质量越大，其具有的惯性也越大D．一切物体都具有惯性C［物体在任何情况下都有惯性，物体惯性的大小仅由其质量大小决定,质量越大,惯性越大．]1．关于力和运动的关系,下列说法正确的是()A．物体受力才会运动B．力是使物体运动状态发生改变的原因C．停止用力，运动的物体就会停止D．力是使物体保持静止或匀速直线运动状态的原因B［由牛顿第一定律可知，力的作用不是使物体产生运动，而是使物体改变运动状态，如果物体原来是运动的，不受力将永远运动下去，即物体的运动不需要力来维持，选项A、C错误,B正确；物体保持静止或匀速直线运动状态，是物体不受力或所受合外力为零时的运动规律，并不是力作用的结果，选项D错误．］2．下列关于惯性的说法正确的是(）A．空间站中的物体由于处于失重状态会失去惯性B．羽毛球可以快速扣杀，是因为羽毛球惯性小C．静止的火车启动十分缓慢，说明火车静止时惯性较大D．从高处下落的玻璃杯比从低处下落的玻璃杯容易碎，是因为前者惯性比较大B[惯性是物体的固有属性，在任何情况下都有惯性，失重时也有惯性,故A错误；物体的惯性只与物体的质量有关,羽毛球的质量小，惯性小，容易扣杀，故B正确；惯性与速度无关，故C错误；惯性与物体所处的位置高度无关,故D错误．]3．如图所示为月球车示意图，当该月球车分别在地面和月面以相同的速率行驶时，下列判断正确的是（)A．在地面运动时的惯性较大B．在月面运动时的惯性较大C．在地面和月面惯性一样大D．在地面运动时的质量较大C[惯性的大小仅与物体的质量有关,与物体的运动状态无关，所以当该月球车分别在地面和月面行驶时的惯性是一样大的，A、B错误，C正确；质量是物体的固有属性,是不变的，D错误．]4．关于牛顿第一定律，下面说法中错误的是()A．牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时物体的运动规律B．牛顿第一定律就是惯性C．不受外力作用时，物体运动状态保持不变是由于物体具有惯性D．运动的物体状态发生变化时，物体必定受到外力的作用B[牛顿第一定律有三层含义：不受力时物体将保持静止状态或匀速直线运动状态，是由于一切物体均有惯性,故C说法正确；受到力的作用物体的运动状态就要发生变化，从而揭示出力是改变物体运动状态的原因，故D说法正确；定律指出了物体在不受力时的运动状态，故A说法正确；牛顿第一定律并不是惯性，惯性是物体的一种性质，而牛顿第一定律是物体的运动规律，是两个不同的概念，不可混为一谈，故B说法错误．]5．我国《道路交通安全法》中规定