2024-2025学年新教材高中物理第5章牛顿运动定律第1节牛顿第一运动定律学案鲁科版必修第一册

PAGE8-第1节牛顿第一运动定律学习目标：1.[物理观念]知道牛顿第肯定律的内容，了解惯性的含义．会说明一些相关的问题．2.[科学思维]理解科学推理方法及其意义，能对相关动力学问题进行分析和推理，具有质疑和创新意识．3.[科学探究]学会依据志向试验的条件，结合现行器材，探究试验结果的正确性并进行探讨，能沟通探究过程及结果．4.[科学看法与责任]通过伽利略、牛顿等相关史实，能相识到物理学探讨是不断完善的，坚持实事求是，激发学习与探究爱好．一、力与运动的关系1．亚里士多德的观点：有外力的作用时物体才能运动，要维持物体的运动就须要外力．2．伽利略的观点(1)志向试验(如图所示)：小球沿光滑斜面从左侧某一高度滚下，无论右侧坡度如何，都会上升到与动身点几乎等高的地方．(2)结论：维持物体的运动不须要外力．3．笛卡儿的观点：若无其他缘由，运动物体将接着以原来的速度沿直线运动．4．运动状态：速度是描述物体运动状态的物理量，运动状态的变更是指速度的变更．5．力和运动的关系：力不是维持物体运动的缘由，而是变更物体运动状态的缘由．说明：志向试验是人们在抽象思维中设想出来而事实上无法做到的“试验”．二、牛顿第一运动定律及其意义1．内容：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非有外力迫使它变更这种状态．2．意义(1)牛顿第肯定律表明物体不受外力(或合外力为零)时，物体将保持原来静止状态或匀速直线运动状态．(2)物体的运动状态不变，它所受合外力必定为零；运动状态变更，必受到不为零的合外力．三、物体的惯性1．定义：任何物体都有保持静止或匀速直线运动状态不变的属性，物理学中把物体的这种属性称为惯性．2．理解：惯性是物体的固有属性，与物体的受力状况及运动状况无关．3．确定因素：质量是物体惯性大小的唯一量度．质量越大，物体的惯性越大，物体的运动状态越难变更．留意：惯性是物体的固有属性，与物体是否受力无关，与物体的运动状态及所在的地理位置均无关．1．思索推断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)速度变更，物体的运动状态就变更． (√)(2)物体不受外力就是物体受到的合外力等于零． (×)(3)惯性是物体的本质属性，与除质量之外的因素无关． (√)(4)牛顿第肯定律说明白力是变更物体运动状态的缘由． (√)2．(多选)在力学理论的建立过程中，有很多宏大的科学家做出了贡献．关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是()A．伽利略认为力不是维持物体运动的缘由B．亚里士多德认为物体的运动不须要力来维持C．牛顿最早指出力不是维持物体运动的缘由D．伽利略认为力是变更物体运动状态的缘由AD[伽利略认为力不是维持物体运动的缘由，而是变更物体运动状态的缘由，A、D正确，C错误；在历史上，亚里士多德认为力是维持物体运动的缘由，他的观点是错误的，B错误．]3．(多选)下列说法中正确的是()A．牛顿第肯定律是科学家凭空想象出来的，没有试验依据B．牛顿第肯定律无法用试验干脆验证C．志向试验的思维方法与建立质点模型的思维方法一样，都是一种科学抽象的思维方法D．由牛顿第肯定律可知，静止的物体肯定不受外力BC[牛顿第肯定律是以试验为基础，加以想象推理出来的，有试验依据，但无法用试验干脆验证，故A错误，B正确；志向试验是人们在思想中塑造的志向过程，与建立质点模型的思维方法一样，故C正确；静止的物体可能不受外力，也可能受外力但合外力为零，故D错误．]对牛顿第肯定律的理解几个同学合作，利用如图所示的装置演示伽利略的志向斜面试验，装置为两个对接的斜面，让小球沿左边的斜面滑下并滚上右边的斜面，然后变更右边斜面的倾角，重复操作，利用曝光频率肯定的相机拍下小球在运动过程中的图片．探究：(1)甲同学认为“该试验为牛顿第肯定律的提出供应了有力的依据，因此牛顿第肯定律是试验定律”你认为对吗？请说明理由．(2)当右侧的斜面水平常，小球近似做匀速直线运动．因此乙同学认为“假如没有外力作用，小球将在水平面上恒久运动下去”你认为此观点是否正确？提示：(1)错误．伽利略的志向斜面试验的核心是将假想试验和逻辑推理结合起来，该试验为牛顿第肯定律的提出供应了有力的依据，但是牛顿第肯定律并不是在试验的基础上得出的，因此牛顿第肯定律不是试验定律．(2)正确．牛顿第肯定律的意义1．明确了惯性概念定律的前半部分内容“一切物体总保持静止或匀速直线运动状态”，揭示了全部物体普遍具有的一种属性——惯性，即物体保持静止状态或匀速直线运动状态，是本质属性，不须要条件．一切物体在任何状况下都具有保持静止状态或匀速直线运动状态的性质．因此，牛顿第肯定律又叫惯性定律．2．明确了力的作用效果定律的后半部分内容“除非有外力迫使它变更这种状态”，说明白力的作用效果可以变更物体的运动状态．定律中明确指出力可以变更物体的运动状态．3．揭示了力和运动的关系牛顿第肯定律指出物体不受外力时的运动规律，定律描述的只是一种志向状态，而实际中物体不受外力作用的状况是不存在的，当物体所受到的合外力为零时，其效果跟不受外力的作用效果相同．力与运动的关系：运动不须要力维持，但运动状态的变更离不开力的作用．【例1】下列关于牛顿第肯定律的说法中正确的是()A．牛顿第肯定律是试验定律B．牛顿第肯定律只是提出了惯性的概念C．牛顿第肯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D．牛顿第肯定律既提出了物体不受外力作用时的运动规律，又提出了力是变更物体运动状态的缘由思路点拨：解答本题时应留意以下三点：①牛顿第肯定律和惯性的区分．②力和运动的关系．③力和运动状态变更的关系．D[牛顿第肯定律不是试验定律，A错误；牛顿第肯定律提出了惯性的概念，同时又指出了物体运动状态变更的缘由，B错误；牛顿第肯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错误；综上所述，选项D是正确的．]牛顿第肯定律描述了物体不受外力作用时的状态——总保持匀速直线运动或静止状态，同时揭示了力和运动的关系——力不是维持物体运动的缘由，而是变更物体运动状态的缘由.分析此类问题时要留意牛顿第肯定律与惯性的区分.[跟进训练]1．依据牛顿第肯定律，下列说法中正确的是()A．人只有在静止的车厢内，竖直向上高高跳起后，才会落到车厢原来的位置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C[依据牛顿第肯定律可知，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．假如车子静止或做匀速直线运动，则人都将落回原地；假如车加速前进，则在相同时间内人的水平位移比车子的水平位移小，故人会落在起跳点的后方；反之，假如车子减速前进，则在相同时间内人的水平位移将比车子的水平位移大，故人会落在起跳点的前方，故C正确．]对惯性的理解和应用先进的生产工具可以大大提高生产效率，节约人力物力．在谷物的收割和脱粒过程中，小石子、草屑等杂物很简单和谷物混在一起．另外，谷还有瘪粒．为了将它们分别，农夫常用一种叫作“风谷”的农具分选．探究：(1)为什么小石子、草屑等杂物和谷物都能脱离传送带飞出？(2)此农具分选的原理依据是什么？提示：(1)由于惯性，它们都能脱离传送带飞出．(2)分选原理是：石子、实谷粒、草屑和瘪粒飞出时初速度基本相同，但由于质量不同，它们受到相同阻力时速度变更快慢不同，质量大的速度变更慢，质量小的速度变更快．草屑和瘪粒速度变更得快，故落点近；小石子速度变更得最慢，故落点最远．1．惯性现象的“一只”“二有”“三区分”(1)“一只”：惯性的大小只跟物体的质量有关．(2)“二有”：惯性是一切物体固有的属性；物体在任何状况下都有惯性．(3)“三区分”：惯性与第肯定律的区分；惯性与力的区分；惯性与速度的区分．2．惯性与力的关系(1)惯性不是力，而是物体本身固有的一种性质，因此说“物体受到了惯性作用”“产生了惯性”“受到惯性力”等都是错误的．(2)力是变更物体运动状态的缘由，惯性是维持物体运动状态的缘由．力越大，运动状态变更越快；惯性越大，运动状态越难变更．(3)惯性与物体的受力状况无关．3．惯性与速度的关系(1)惯性与运动状态无关，不论物体是处于怎样的运动状态，惯性总是存在的，当物体静止时，它始终“想”保持这种静止状态；当物体运动时，它始终“想”以那一时刻的速度做匀速直线运动．(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．惯性的“两表现”(1)不受外力的条件下，惯性表现出“保持”“原来的”运动状态．(2)在受力条件下，惯性表现出运动状态变更的难易程度，质量越大，惯性越大，运动状态越难变更．【例2】如图所示是一种汽车平安带限制装置示意图．当汽车处于静止或匀速直线运动时，刹车摆锤竖直悬挂，锁棒水平，棘轮可以自由转动，平安带能被拉动．当汽车突然刹车时，摆锤由于惯性绕轴摇摆，使得锁棒锁定棘轮的转动，平安带不能被拉动．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：C[若汽车做匀速直线运动，则摆锤不会从实线位置摆到虚线位置，故A、B均错误；由图可知摆锤向右摇摆，可知摆锤具有水平向左的加速度，故汽车加速度向左，汽车可能向左加速或向右减速，故C正确，D错误．]利用惯性说明现象的方法(1)明确探讨的物体原来处于怎样的运动状态．(2)当外力作用在该物体的某一部分(或外力作用在与该物体有关联的其他物体上)时，分析这一部分的运动状态的变更状况．(3)该物体由于惯性保持怎样的运动状态，推断最终会出现什么现象．[跟进训练]2.(多选)在匀速前进的磁悬浮列车里，小明将一小球放在水平桌面上，且小球相对桌面静止．关于小球与列车的运动，下列说法正确的是()A．若小球向前滚动，则磁悬浮列车在加速前进B．若小球向后滚动，则磁悬浮列车在加速前进C．磁悬浮列车急刹车时，小球向前滚动D．磁悬浮列车急刹车时，小球向后滚动BC[列车加(减)速时，小球由于惯性保持原来的运动状态不变，相对于车向后(前)滚动，故B、C正确．]1．物理观念：牛顿第肯定律、惯性．2．科学思维：牛顿第肯定律的理解应用．3．科学方法：志向试验的推理方法.1．下列对运动的相识不正确的是()A．亚里士多德认为物体的自然状态是静止的，只有当它受到力的作用时才会运动B．伽利略认为力不是维持物体运动的缘由C．牛顿认为力的效果是变更物体的速度D．伽利略依据志向试验推导出，假如没有摩擦，在水平面上的物体一旦具有某一个速度，将保持这个速度恒久运动下去A[运动是物体的自然属性，并不须要力来维持，故A项错误，B项正确．力产生的效果是变更物体的运动状态，即变更速度，故C项正确．假如物体不受外力，则其运动状态不变，即速度不变，故D项正确．]2．以下几种状况中，不须要对物体施加力的是()A．物体从静止变为运动B．物体从运动变为静止C．物体的运动方向不断变更D．物体的速度大小和运动方向都不变更D[物体从静止变为运动，从运动变为静止，表明物体的速度大小变更；物体的运动方向不断变更，表明物体的速度方向变更．力是使物体速度发生变更的缘由，所以，物体的速度发生变更，肯定受到力的作用．故选D.]3．下列说法中正确的是()A．静止或匀速直线运动的物体肯定不受外力的作用B．战斗机在战斗前丢掉副油箱，目的是减小惯性C．从高处下落的玻璃杯比低处下落的玻璃杯简单碎，是因为前者惯性比较大D．物体运动状态变更的难易程度取决于速度的大小B[物体处于静止状态或匀速直线运动状态也可能是因为受到的合外力为零，选项A错误；战斗机为了提高作战的敏捷性，战斗前丢掉副油箱，从而减小飞机的质量，减小飞机的惯性，增加飞机的机动性，选项B正确；从高处下落的玻璃杯比低处下落的玻璃杯简单碎，是因为从高处下落的玻璃杯受到的冲击力大，所以简单碎，惯性大小取决于玻璃杯的质量，选项C错误；对于运动的物体，惯性表现为运动状态变更的难易，选项D错误．]4．下列有关惯性的说法中，正确的是()A．乘坐汽车时系好平安带可减小惯性B．宇宙飞船在太空中也有惯性C．运动员跑得越慢惯性越小D．汽车在启动时才有惯性B[惯性的大小只与物体的质量大小有关，质量不变，惯性不变，A错，B对；物体的惯性与物