新教材2023年秋高中物理第4章运动和力的关系第1节牛顿第一定律学生用书无答案新人教版必修第一册

第1节牛顿第一定律学习任务1．了解伽利略关于运动和力的关系的认识，体会伽利略的研究方法。2．能准确叙述牛顿第一定律的内容，并用来解释生活中的常见问题。3．知道惯性的概念，知道质量是物体惯性大小的量度。理想实验的魅力1．亚里士多德的观点：必须______________，物体才能运动；没有力的作用，物体就要____________。2．伽利略的理想实验(1)斜面实验：如图所示，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____________。如果第二个斜面的倾角减小，小球仍将到达原来的________，但是运动的距离________，当第二个斜面最终变为水平面时，小球要到达原有高度将____________。(2)推理结论：力________(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__________沿__________运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向。在伽利略的斜面实验的各个过程中(如图所示)。问题1上述实验中哪些可以通过实验完成？问题2上述实验中哪些是推理得出的？1．理想实验的推论一切运动着的物体在没有受到外力的时候，它的速度将保持不变，并且一直运动下去。2．理想实验的意义(1)伽利略用“实验和科学推理”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研究中的基础地位。(3)揭示了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。(4)“理想实验”的研究方法在自然科学的理论研究中有着重要的作用。但是，“理想实验”的方法也有其一定的局限性，由“理想实验”所得出的任何推论，都必须由观察或实验的结果来检验。【典例1】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．只要接触面“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．要使物体运动就必须有力的作用，没有力的作用物体就静止[听课记录][跟进训练]1．(2022·黑龙江哈尔滨三中高一阶段检测)墨子是春秋战国时期著名的思想家，墨家的著作《墨经》中写道：“力，刑之所以奋也。”“刑”同“形”，即物体；“奋”，意思是“(物体)动也”，即开始运动或者运动加快。这句话的意思就是“力能使物体由静止开始运动，或者使运动的物体运动得越来越快”。对墨子这句关于力和运动的理解，下列说法正确的是()A．墨子的观点与亚里士多德关于力和运动的观点基本相同B．力是维持物体运动的原因C．力是改变物体运动状态的原因D．当物体不受力时，物体将停止运动牛顿第一定律1．牛顿第一定律的内容：一切物体总保持________________状态或________状态，除非作用在它上面的力________________这种状态。2．惯性(1)物体保持原来____________状态或________状态的性质叫作惯性。牛顿第一定律也被叫作________定律。(2)惯性是物体的________属性，一切物体都具有惯性。如图所示是冰壶在冰面上运动的情景。冰壶比赛过程中，运动员在冰壶前面擦扫冰面，可以使表面冰层融化，形成一层薄薄的水膜，而水膜的阻力比冰面要小，所以冰壶可以滑行得更远。问题1图中的冰壶为什么会停下来？这说明了什么问题？问题2试猜想如果冰壶不受外力作用将处于什么状态？问题3从(1)、(2)两个问题中，我们能得到什么结论？1．运动状态变化的三种情况(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。(物体做匀速圆周运动)(3)速度的大小和方向同时发生改变。(物体做曲线运动)2．对牛顿第一定律的理解(1)明确了惯性的概念牛顿第一定律的前半句话“一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态”，表明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)揭示了力和运动的关系牛顿第一定律的后半句话“除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态”，实质上是揭示了力和运动的关系，即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。(3)反映了物体不受外力时的运动状态匀速直线运动或静止(即原来运动的保持其速度不变，原来静止的保持静止)。不受外力作用的物体是不存在的，但物体所受外力的合力为零与不受外力在效果上是等效的，这就使牛顿第一定律具有了实际意义。【典例2】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。[听课记录]力和运动的关系(1)力的作用效果是使物体发生形变或运动状态发生改变，而运动状态的改变就意味着物体的速度发生了改变，物体具有加速度，因此，力是使物体产生加速度的原因。(2)力是改变物体运动状态的原因，因此，物体运动状态发生改变时必定受到不为零的外力作用。[跟进训练]2．(多选)关于牛顿第一定律的理解正确的是()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．不受外力作用时，物体的运动状态保持不变C．在水平地面上滑动的木块最终停下来，是由于没有外力维持木块的运动D．奔跑的运动员遇到障碍而被绊倒，是因为他受到外力作用迫使他改变原来的运动状态3．在匀速行驶的火车车厢内，有一人从B点正上方相对车厢静止释放一个小球，不计空气阻力，则小球()A．可能落在A处 B．一定落在B处C．可能落在C处 D．以上都有可能惯性与质量1．描述物体惯性的物理量是它的________。________大的物体惯性大。2．质量：只有________，没有________，是________。在国际单位制中，质量的单位是________，符号为kg。如图所示，是公交车上的两种常见现象。问题1根据生活经验分辨上面两幅图片中哪个是刹车哪个是启动呢？问题2你能否用物理知识解释一下为什么出现这种现象吗？问题3汽车的速度越大，刹车时上述现象越明显，这能说明速度越大惯性越大吗？1．对惯性的理解(1)惯性是物体保持原来运动状态的一种性质，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。3．四个关系(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，属性不同于规律。惯性定律揭示了物体的惯性。【典例3】如图所示是一种汽车安全带控制装置示意图。当汽车处于静止或匀速直线运动时，摆锤竖直悬挂，锁棒水平，棘轮可以自由转动，安全带能被拉动。当汽车突然刹车时，摆锤由于惯性绕轴摆动，使得锁棒锁定棘轮的转动，安全带不能被拉动。若摆锤从图中实线位置摆到虚线位置，汽车的可能运动方向和运动状态是()A．向右行驶、匀速直线运动B．向左行驶、匀速直线运动C．向右行驶、突然刹车D．向左行驶、突然刹车[思路点拨]解答惯性现象的思路(1)明确研究的物体原来处于怎样的运动状态。(2)当外力作用在物体的某一部分时，这一部分运动状态的变化情况。(3)明确物体由于惯性要保持怎样的运动状态，然后判断物体会出现什么现象。[跟进训练]4．(2022·北京市丰台区高一期末)为了车辆的行驶安全，《中华人民共和国道路交通安全法实施条例》中有以下规定。遵守以下哪条规定能够减小突发事故时车辆及驾乘人员的惯性()A．机动车载物严禁超载B．机动车不得超过限速标志标明的最高时速C．饮