2022-2023学年高一物理同步讲义（人教第一册 ）4.1 牛顿第一定律（学生版）

第1课牛顿第一定律目标导航目标导航课程标准课标解读1．知道伽利略的理想实验及其推理过程，知道理想实验是科学研究的重要方法。2．理解牛顿第一定律的内容及意义。3．理解惯性的概念，会解释惯性的有关现象。4．能够应用牛顿第一定律分析求解问题。1、通过阅读或者查阅资料等途径了解牛顿第一定律的发现过程，体会人类认识事物本质的曲折过程，培养学生严谨的科学态度。2、能准确叙述牛顿第一定律的内容，并能对该定律所揭示的运动和力的关系问题有较深刻的理解。3、了解伽利略关于运动和力的关系的认识，了解他的理想实验和相应的推理过程，领会实验加推理的科学研究方法，培养学生科学推理和想象能力。4、能通过实例说明质量是物体惯性大小的量度。知识精讲知识精讲知识点01“运动与力的关系”的历史认知1.亚里士多德认为：必须有，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：让静止的小球从第一个斜面滚下，冲上第二个斜面，如果没有摩擦，小球将上升到.减小第二个斜面的倾角，小球滚动的距离增大，但所达到的高度.当第二个斜面放平，小球将.(2)推理结论：力(填“是”或“不是”)维持物体运动的原因.实验事实让小球沿一个斜面从静止滚下，小球将滚上另一个对接的斜面推理1如果没有摩擦力，小球将上升到原来的高度.推理2如果减小第二个斜面的倾斜度，小球会通过更长的路程，仍然可以达到原来的高度.推理3继续减小第二个斜面的倾斜度，使它最终成为水平面，小球就再也达不到原来的高度，而将沿水平面持续运动下去.实验结论力不是维持物体运动的原因.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研究中的基层地位；③揭示了力不是维持物体运动的原因.3.笛卡尔的观点：如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以沿运动，既不停下来也不偏离原来的方向.【即学即练1】中国古代科技取得了辉煌的成就，在很多方面走在世界前列．例如春秋战国时期，墨家的代表人物墨翟在《墨经》中，就已对力做了比较科学的阐述：“力，刑(形)之所以奋也”．这句话的意思是：力能使物体由静止开始运动，或使运动的物体运动得越来越快．下列说法中，与墨翟对力的阐述最接近的是()A．力是维持物体运动的原因B．力是物体位移变化的原因C．力是物体位置变化的原因D．力是物体运动状态改变的原因【即学即练2】伽利略斜面实验的“合理外推”示意图如图所示，伽利略的成功，不仅在于找出了落体运动的规律，更重要的是开辟了一条物理学的研究之路，下列说法正确的是（）A．让小球在倾角较小的斜面上运动，目的是延长物体的运动时间，加快物体的下落速度B．让小球在斜面上运动来研究自由落体运动，其实质是“放大重力”，减小位移延长时间C．伽利略对落体的研究思路概括如下：发现问题→提出猜想→数学推理→实验验证→合理外推→得出结论D．伽利略把竖直实验的结果推广到斜面情况，是思维方法的一种“升华”，这种方法被称为“放大法”知识点02牛顿第一定律1.牛顿第一定律(1)内容：一切物体总保持状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态.运动状态改变即速度发生变化，有三种情况：(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.(2)意义：①揭示了物体的固有属性：一切物体都具有，因此牛顿第一定律又被叫作定律；②揭示了运动和力的关系：力不是物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因，即力是产生的原因.=3\*GB3③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.=4\*GB3④牛顿第一定律是经过科学抽象、归纳推理总结出来的.【即学即练3】我国古代典籍中记录了很多物理现象和规律，体现了古人对自然的思考探索。根据所学知识分析，下列说法正确的是（）A．“力，刑（形）之所以奋也”，力使物体的运动状态发生了改变，说明力是改变物体运动状态的原因B．“强努之末，势不能穿鲁缟也”，说明弓箭的惯性随速度减小而减小C．“劝登马力，马力既竭，辀犹能一取焉”，说明力是维持物体运动的原因，没有力物体就会停止运动D．“有乌获之劲而不得人助，不能自举”，意思是力气很大的人也不能把自己举起来，说明一对相互作用力的效果可以相互抵消【即学即练4】2021年8月8日，东京奥运会闭幕，中国运动健儿们取得了优异的成绩，如图是他们在运动赛场上的一些运动场景。下列有关说法正确的是（）A．甲图中举重运动员比赛时手上会抹些镁粉，这是为了减小手和杆之间的摩擦B．乙图中乒乓球运动员把乒乓球用力击出，球的速度改变，说明力可以改变物体的运动状态C．丙图中运动员赛跑冲过终点后，还会继续前行，这是因为运动员受到了惯性的作用D．丁图中运动员游泳过程中，运动员手对水的作用力和水对手的作用力是一对平衡力知识点03惯性与质量1.惯性(1)定义：物体具有保持原来状态或静止状态的性质.(2)量度：质量是惯性大小的唯一量度，质量大的物体惯性，质量小的物体惯性.(3)普遍性：惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性，与物体的运动情况和受力情况.2.惯性的两种表现形式(1)物体在不受外力或所受的合外力为零时，惯性表现为使物体保持原来的运动状态不变(静止或匀速直线运动).(2)物体受到外力时，惯性表现为抗拒运动状态的改变，惯性大，物体的运动状态较难改变；惯性小，物体的运动状态较易改变.【即学即练5】如图所示，在一辆表面光滑的小车上，有质量分别为m1、m2的两个小球随车一起匀速运动，当车突然停止时，如不考虑其他阻力，设车足够长，则()A.若m1<m2，则两个小球一定相碰B.若m1＝m2，则两个小球一定相碰C.若m1>m2，则两个小球一定相碰D.两个小球一定不相碰能力拓展能力拓展考法01惯性的决定因素及其具体表现【典例1】如图所示，一个劈形物体A，各面均光滑，放在固定的斜面上，A的上表面水平，在A的上表面上放一光滑的小球B，劈形物体A从静止开始释放，则小球在碰到斜面前的运动轨迹是()A.沿斜面向下的直线B.竖直向下的直线C.无规则曲线D.抛物线考法02应用牛顿第一定律分析问题【典例2】在列车的车厢内，有一个自来水龙头C.第一段时间内，水滴落在水龙头的正下方B点，第二段时间内，水滴落在B点的右方A点，如图所示．那么列车可能的运动是()A．先静止，后向右做加速运动B．先做匀速运动，后做加速运动C．先做匀速运动，后做减速运动D．上述三种情况都有可能分层提分分层提分题组A基础过关练1.伽利略对自由落体运动及运动和力的关系的研究，开创了科学实验和逻辑推理相结合的重要科学研究方法.图(a)、(b)分别表示这两项研究中实验和逻辑推理的过程，对这两项研究，下列说法正确的是()A.图(a)通过对自由落体运动的研究，合理外推得出小球在斜面上做匀变速运动B.图(a)中先在倾角较小的斜面上进行实验，可“冲淡”重力，使时间测量更容易C.图(b)中完全没有摩擦阻力的斜面是实际存在的，实验可实际完成D.图(b)的实验为“理想实验”，通过逻辑推理得出物体的运动需要力来维持2.[多选]在水平的路面上有一辆匀速行驶的小车，车上固定一盛满水的碗。现突然发现碗中的水洒出，水洒出的情况如图所示，则关于小车在此种情况下的运动，下列叙述正确的是()A．小车匀速向左运动 B．小车可能突然向左加速C．小车可能突然向左减速 D．小车可能突然向右减速3.一汽车在路面情况相同的公路上沿直线行驶，下面关于车速、惯性、质量和滑行路程的讨论正确的是()A.车速越大，它的惯性越大B.质量越大，它的惯性越大C.车速越大，刹车后滑行的路程越长D.车速越大，刹车后滑行的路程越长，所以惯性越大4.(多选)小轩很喜欢爸爸新买的数码照相机，在旅途中拍下了直线行驶的火车内桌面上塑料杯不同瞬间的状态，如图中的甲、乙、丙所示.则下列关于火车运动状态的判断可能正确的是()A.甲图中火车在匀速运动，乙图中火车突然向左加速，丙图中火车突然向左减速B.甲图中火车在匀速运动，乙图中火车突然向右加速，丙图中火车突然向左加速C.甲图中火车在匀速运动，乙图中火车突然向右减速，丙图中火车突然向右加速D.甲图中火车在匀速运动，乙图中火车突然向左加速，丙图中火车突然向右减速5.关于物体的惯性，下列说法中正确的是()A．骑自行车的人，上坡前要紧蹬几下，是为了增大惯性冲上坡B．子弹从枪膛中射出后在空中飞行，速度逐渐减小，因此惯性也减小C．物体惯性的大小，由物体质量的大小决定D．物体由静止开始运动的瞬间，它的惯性最大题组B能力提升练1．(多选)科学家关于物体运动的研究对树立正确的自然观具有重要作用.下列说法中符合历史事实的是()A.亚里士多德认为，必须有力作用在物体上，物体的运动状态才会改变B.伽利略通过“理想实验”得出结论：运动必具有一定的速度，如果它不受力，它将以这一速度永远运动下去C.笛卡儿指出，如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动，既不停下来也不偏离原来的方向D.牛顿认为，物体都具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质2.下列对运动的认识不正确的是()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才会运动B.伽利略认为力不是维持物体速度的原因C.牛顿认为力的真正效果总是改变物体的运动状态D.伽利略根据理想实验推出，如果没有摩擦，在水平面上的物体，一旦具有某一个速度，将保持这个速度继续运动下去3.关于物体的惯性，以下说法中正确的是()A.物体的运动速度越大，物体越难停下来，说明运动速度大的物体惯性大B.汽车突然减速时，车上的人向前倾，拐弯时人会往外甩，而汽车匀速前进时，车上的人感觉平稳，说明突然减速和拐弯时人有惯性，匀速运动时没有惯性C.在同样大小的力的作用下，运动状态越难改变的物体，其惯性一定越大D.在长直水平轨道上匀速运动的火车上，门窗紧闭的车厢内有一人向上跳起后，发现落回原处，这是因为人跳起后，车继续向前运动，人落下后必定向后偏些，但因时间太短，偏后距离太小，不明显而已4..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题组C培优拔尖练1.理想实验有时更能深刻地反映自然规律.如图1所示，伽利略设想了一个理想实验，其中有一个是实验事实，其余是推论.①减小第二个斜面的倾角，小球在这一斜面上仍然要达到原来的高度；②两个斜面对接，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2．如图所示，在光滑水平面上有一密闭水箱，其中水的密度为ρ0，A、B、C三个小球的密度分别为ρA>ρ0，ρB=ρ0，ρC<ρ0，均用细线系在水箱中，开始时水箱静止，细线竖直，现用力向右突然拉动水箱的瞬间，则（）A．细线均竖直B．A线左倾，C线右倾，B线竖直C．细线均左倾D．A线右倾，C线左倾，B线竖直3.下列说法正确的是()A.划船时桨向后推水，水就向前推桨，因为水推桨的力大于桨推水的力，船才被推着前进B.物体可以不受到重力，所以一切由重力引起的现象都将消失C.人在沿直线加速前进的车厢内，竖直向上跳起后，将落在起跳点的后方D.物体的运动与外界的推、拉等行为相联系，如果不再推、拉，原来的运动将停下来，这说明必须有力作用，物体才能运动4