2025版新教材高中物理第5章第1节牛顿第一运动定律教案鲁科版必修第一册

PAGE14-第1节牛顿第一运动定律学习目标核心素养形成脉络1.知道人类对力和运动关系相识的进程，知道伽利略志向斜面试验及推理方法．2．理解并驾驭牛顿第一运动定律的内容和意义．3．知道什么是惯性，知道质量是惯性大小的量度，体会生活中惯性的应用与预防.,[学生用书P84])一、力与运动的关系1．历史的回顾代表人物主要观点亚里士多德有外力的作用才有速度，要维持物体的运动速度就须要外力伽利略没有力也可以有运动，维持物体的运动可以不须要外力笛卡儿假如没有其他缘由，运动的物体将接着以原来的速度沿着一条直线运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向2.力与运动的关系：力的作用可以变更物体的运动状态．二、牛顿第一运动定律及其意义1．内容：一切物体总保持静止状态或匀速直线运动状态，直到有外力迫使它变更这种状态为止．2．意义(1)指出了物体不受力(或合外力为零)时的运动状态是静止或匀速直线运动状态．(2)指出了一切物体都具有保持原有运动状态不变的性质．(3)明确了力的作用效果，即力是变更物体运动状态的缘由．3．惯性：任何物体都有保持原来静止或匀速直线运动状态的属性．(1)惯性大小的量度：质量是描述物体惯性大小的物理量．物体的质量大，惯性大；质量小，惯性小．(2)惯性的大小体现在运动状态变更的难易程度上，和物体是否受力，是否运动无关．思维辨析(1)力是维持物体运动的缘由．()(2)物体运动状态的变更指的是速度大小的变更．()(3)力是变更物体运动状态的缘由．()(4)牛顿第一运动定律是牛顿在大量试验的基础上总结出来的．()(5)牛顿第一运动定律正确揭示了力与运动的关系．()提示：(1)×(2)×(3)√(4)×(5)√基础理解高铁的列车最高时速可以达到400多千米，是世界上最快的火车．有的同学认为：火车变快了，其惯性变大了，所以难刹车．他的相识正确吗？提示：他的相识是错误的，惯性是物体的固有属性，火车提速后，其质量不变，惯性也不变．

对伽利略志向试验的理解[学生用书P85]问题导引伽利略志向斜面试验如图所示，小球沿斜面由静止滚下，再滚上另一斜面．(1)事实上小球滚上另一斜面的最大高度等于h吗？(2)设想斜面是光滑的，小球滚上另一斜面的最大高度等于h吗？(3)设想斜面是光滑的，若减小其次个斜面的倾角．小球还能滚到另一斜面高h处吗？与没减小斜面倾角之前相比，小球滚到另一斜面高h处通过的距离如何变更？(4)设想其次个斜面变成水平面，这时小球试图滚上另一斜面的相同高度，但恒久达不到．这时小球的运动能停下来吗？[要点提示](1)小于h.(2)等于h.(3)能，通过的距离变大．(4)不能．【核心深化】1．伽利略的志向试验推论：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，并且始终运动下去．2．志向试验的意义(1)伽利略志向试验是以牢靠的试验事实为基础，经过抽象思维，抓住主要因素，忽视次要因素，从而更深刻地揭示自然规律．(2)伽利略的志向试验是把试验和逻辑推理相结合的一种科学探讨方法．志向试验有时能更深刻地反映自然规律．伽利略设想了一个志向试验，如图所示．下面是关于该试验被打乱的步骤：①减小其次个斜面的倾角，小球在这个斜面上仍旧要达到原来的高度．②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假如没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度．④接着减小其次个斜面的倾角，最终使它成为水平面，小球将沿水平面做持续的匀速运动．(1)请将上述志向试验的设想步骤依据正确的依次排列________(填写序号即可)．(2)在上述的设想试验步骤中，有的属于牢靠的试验事实，有的则是志向化的推论，请问步骤②属于________．[解析]志向试验的思想方法，即在试验事实的基础上，经过合理的想象，获得结论．针对题目所述的试验步骤，正确的排列依次是②③①④，步骤②属于牢靠的试验事实．[答案](1)②③①④(2)牢靠的试验事实伽利略的斜面试验证明白()A．要物体运动必需有力作用，没有力作用的物体将静止B．要物体静止必需有力作用，没有力作用的物体就运动C．物体不受外力作用时，肯定处于静止状态D．力不是维持物体运动的缘由解析：选D.伽利略的斜面试验证明白：假如物体不受外力作用，运动的物体将接着以同一速度沿着一条直线运动下去，所以只有D正确．对牛顿第一运动定律的理解与应用[学生用书P85]问题导引如图所示，我们有这样的日常阅历：一只木箱，不用力推时木箱不动；用力推时木箱运动；停止用力，木箱就停下来．(1)是否有力作用在物体上物体才能运动呢？不用力推木箱时，木箱为什么会停下来呢？(2)假如没有摩擦阻力，也不受其他任何力的作用，运动起来的木箱的运动状态会变更吗？[要点提示](1)不是．因为受到阻力的作用．(2)假如没有摩擦阻力，也不受其他任何力的作用，木箱将保持这个速度沿直线恒久运动下去．【核心深化】1．对牛顿第一运动定律的理解(1)揭示了力和运动的关系：①力是变更物体运动状态的缘由(或者说力是使物体产生加速度的缘由)，而不是维持物体运动状态的缘由．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的一种固有属性——惯性．因此牛顿第一运动定律也叫惯性定律．2．运动状态变更(即速度变更)的三种情景(1)速度的方向不变，大小变更．(2)速度的大小不变，方向变更．(3)速度的大小和方向同时发生变更．关键实力1对牛顿第一运动定律的理解关于牛顿第一运动定律，下列说法正确的是()A．力是维持物体运动的缘由，没有力的物体将保持静止，比如自行车B．物体的速度不断增大，表示物体必受力的作用C．物体假如向正北方向运动，其所受外力方向必需指向正北D．不受力的物体将保持静止或匀速直线运动状态，而受力的物体运动状态肯定变更[解析]依据牛顿第一运动定律的内容可以推断力是变更物体运动状态的缘由，不受力的物体将保持静止或匀速直线运动状态，故A错误，B正确；若物体向正北方向做匀速直线运动，则物体不受力或所受合外力为零，C错误；物体受到力的作用，若合外力为0，则物体也可以保持运动状态不变，故D错误．[答案]B关键实力2牛顿第一运动定律的应用(2024·桂林高一检测)如图所示，一个劈形物体M，各面均光滑，放在固定的斜面上，上表面水平，在水平面上放一光滑小球m，劈形物体从静止起先释放，则小球在遇到斜面前的运动轨迹是()A．沿斜面对下的直线 B．竖直向下的直线C．无规则直线 D．抛物线[思路点拨](1)光滑小球m水平方向不受外力作用．(2)光滑小球m竖直方向受重力和M的支持力作用．[解析]由于劈形物体M各面均光滑，所以小球m在水平方向上不受力作用，故小球m在水平方向上将保持“静止”状态；小球m在竖直方向上受到重力及物体M的支持力作用，当劈形物体从静止起先释放后，小球在遇到斜面前在竖直方向的运动状态也发生变更．故答案应选B.[答案]Beq\a\vs4\al()关于牛顿第一运动定律要留意的问题(1)力是变更物体运动状态的缘由是指合外力不为零时，物体运动状态发生变更．但力与速度的大小、方向之间没有必定的关系．(2)物体不受外力的实际状况是指物体所受合外力为零，此时物体运动状态不发生变更．【达标练习】1．下列说法正确的是()A．牛顿第一运动定律揭示了一切物体都具有惯性B．速度大的物体惯性大，速度小的物体惯性小C．力是维持物体运动的缘由D．做曲线运动的质点，若将全部外力都撤去，则该质点仍可能做曲线运动解析：选A.由牛顿第一运动定律可知，一切物体都有惯性，物体惯性大小只由质量确定，力是变更物体运动状态的缘由，故A正确，B、C错误；由分析易知D也错误．2．做自由落体运动的物体，假如下落过程中某时刻重力突然消逝，物体的运动状况将是()A．悬浮在空中不动B．速度渐渐减小C．保持肯定速度向下做匀速直线运动D．无法推断解析：选C.物体自由下落时，仅受重力作用，重力消逝以后，物体将不受力，依据牛顿第一运动定律的描述，物体将以重力消逝瞬间的速度向下做匀速直线运动，故选项C正确．对惯性的理解和应用[学生用书P86]问题导引1．百米竞赛中运动员冲过终点线后一般要再跑一段距离才停下来．为什么？2．(1)如图甲所示，公交车突然快速启动时，车上站着的乘客身体为什么会向后倾？(2)如图乙所示，公交车正在运行时突然急刹车，车内乘客身体为什么会向前倾？[要点提示]1.由于惯性，运动员假如冲过终点线后马上停下来会向前摔倒而导致受伤，故而一般要再跑一段距离才停下来．2．(1)当公交车由静止突然快速启动时，乘客的下半部分受到车的摩擦作用也随车运动，而上半部分由于要保持原来的静止状态，故向后倾倒．(2)乘客随车一起运动，当急刹车时，车停止运动，乘客的下半部分受到车的摩擦作用也随车停止运动，而上半部分由于要保持原来的运动状态，故向前倾倒．【核心深化】1．惯性是物体的固有属性：一切物体都具有惯性．2．惯性的大小(1)质量是惯性大小的唯一量度．质量越大，惯性越大；反之则越小．(2)惯性大小与物体运动状态(速度)、受力状况以及所处地理位置均无关．3．惯性的表现(1)不受力时，惯性表现为保持原来的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，运动状态越难以变更．关键实力1对惯性的理解(2024·湖南邵阳学业水平考试)关于惯性的大小，下面说法中正确的是()A．两个质量相同的物体，速度大的不简单停下来，所以速度大的物体惯性大B．在月球上举重比在地球上简单，所以质量相同的物体在月球上比在地球上惯性小C．推动地面上静止的物体，要比维持这个物体做匀速运动所需的力大，所以物体静止时惯性大D．两个质量相同的物体，不论速度大小，它们的惯性的大小肯定相同[思路点拨]惯性是物体本身的一种基本属性，其大小只与质量有关，质量越大、惯性越大；惯性的大小和物体是否运动、是否受力以及运动的快慢没有任何关系．[解析]物体的惯性只与物体的质量有关，两个质量相同的运动物体，惯性大小相等，与速度和所处位置无关，故A、B、C错误，D正确．[答案]D关键实力2惯性的应用有一仪器的内部电路如图所示，其中M是质量较大的一个金属块，两端与弹簧相连接．将仪器固定在一辆汽车上，当汽车启动时，哪只灯亮？当汽车急刹车时，哪只灯亮？为什么？[思路点拨]解答本题可按以下流程：eq\x(\a\al(汽车启动,或急刹车))→eq\x(\a\al(推断M相对车,的运动方向))→eq\x(\a\al(哪个触,点连接))→eq\x(\a\al(灯亮,状况))[解析]当汽车启动时，汽车的速度变大了，而金属块由于惯性，将保持原来的静止状态，从而使绿灯所在的电路被接通，所以启动时绿灯亮；急刹车时，汽车的速度变小了，而金属块由于惯性，将保持原来的速度运动，从而使红灯所在的电路被接通，所以急刹车时红灯亮．当汽车匀速行驶时，弹簧将使金属块复位，两灯均不亮．[答案]当汽车启动时，绿灯亮当汽车急刹车时，红灯亮缘由见解析eq\a\vs4\al()分析有关惯性问题的留意点(1)惯性仅由物体的质量确定．(2)惯性与物体是否运动及运动状态是否变更无关．(3)惯性与物体是否受力无关，与受力的大小及方向无关．(4)惯性与物体的速度大小无关．(5)惯性不是一种力．【达标练习】1．(2024·西藏拉萨高一期中)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，在空中飞行速度渐渐减小，因此惯性也减小C．宇航员在绕地球飞行的宇宙飞船中，可以“飘来飘去”，是因为他的惯性消逝了D．做自由落体运动的小球，速度越来越大，但惯性不变解析：选D.惯性的大小只与物体的质量有关，与其他因素无关，骑自行车的人质量没有变更，所以惯性不变，故A错误；子弹从枪膛中射出后质量不变，惯性不变，故B错误；宇航员在绕地球飞行的宇宙飞船中，可以“飘来飘去”，处于完全失重状态，有质量就有惯性，故C错误；做自由落体运动的小球，质量不变，惯性不变，故D正确．2．交通法规中规定，坐在小汽车前排的司机和乘客都应系上平安带，这主要是为了减轻在下列哪种状况出现时可能对人造成的损害()A．车速太快 B．车速太慢C．紧急刹车 D．突然启动解析：选C.小汽车车速太快或太慢时，只要速度不发生变更，人就不会向前冲或向后仰，所以人不会受伤，故选项A、B不符合题意；当紧急刹车时，车停止而人由于惯性向前冲，平安带可以防止人冲向前而受伤，故选项C符合题意；突然启动时，人会向后仰，此时有靠背支撑，平安带不起作用，故选项D不符合题意．[随堂检测][学生用书P87]1．(2024·厦门高一检测)在物理学史上，正确相识运动和力的关系且推翻“力是维持运动的缘由”这个观点的物理学家及建立惯性定律的物理学家分别是()A．亚里士多德、伽利略 B．伽利略、牛顿C．伽利略、爱因斯坦 D．亚里士多德、牛顿解析：选B.由物理学史可知，伽利略通过“志向斜面”试验推翻了“力是维持物体运动的缘由”，而牛顿在大量试验的基础上，通过逻辑推理，归纳总结出了牛顿第一运动定律，即惯性定律．故选项B对，A、C、D错．2．(多选)(2024·惠州高一检测)关于牛顿第一运动定律，以下说法中正确的有()A．牛顿第一运动定律是依靠试验事实，干脆归纳总结得出的B．牛顿第一运动定律是以牢靠试验为基础，通过抽象出志向化试验而得出的结论C．依据牛顿第一运动定律可知，力是维持物体运动状态的缘由D．依据牛顿第一运动定律可知，力是变更物体速度的缘由解析：选BD.牛顿第一运动定律不是试验定律，但它是以牢靠试验为基础，通过抽象出志向化试验而得出的结论，A错，B对；牛顿第一运动定律揭示了力与运动的关系，指出力是变更物体运动状态的缘由，而不是维持物体运动状态的缘由，C错，D对．3．(2024·天津河西区高一模拟)如图所示月球车示意图，月球车能完成月球探测、考察、采集样品等任务，当它在月球表面行驶时()A．仍有惯性 B．不受阻力C．不受支持力 D．不遵循牛顿运动定律解析：选A.惯性是物体本身具有的一种性质，与物体是否运动、是否受力等外界因素无关，物体在任何状态下、任何时候都有惯性，故A正确；当它在月球表面行驶时受支持力和阻力，故B、C错误；当它在月球表面行驶时遵循牛顿运动定律，故D错误．4．(2024·长春高一测试)对一些实际生活中的现象，某同学试图从惯性角度加以说明，其中正确的是()A．采纳大功率的发动机后，某些一级方程式赛车的速度甚至能超过某些老式螺旋桨飞机的速度，这表明通过科学手段能使小质量的物体获得大的惯性B．射出枪膛的子弹在运动相当长一段距离后连一件棉衣也穿不透，这表明它的惯性小了C．货运列车运行到不同的车站时，常常要摘下或加挂一些车厢，这会变更它的惯性D．摩托车转弯时，车手一方面要限制适当的速度，另一方面要将身体略微向里倾斜，通过调控人和车的惯性达到平安行驶的目的解析：选C.采纳了大功率的发动机后，一级方程式赛车的速度甚至能超过某些老式螺旋桨飞机的速度，这是由于功率增大了，与惯性无关，A错误；射出枪膛的子弹在运动一段距离后连一件棉衣也穿不透，是由于速度减小了，子弹的惯性没有变更，B错误；货运列车运行到不同的车站时，常常要摘下或加挂一些车厢，此时列车质量变更了，它的惯性也会变更，C正确；摩托车转弯时，车手一方面要限制适当的速度，另一方面要将身体略微向里倾斜，防止侧滑，而人和车的惯性并没有变更，D错误．5．如图所示，在一辆表面光滑的小车上，有质量分别为m1和m2的两个小球(m1>m2)随车一起匀速运动．当车突然停止时，如不考虑其他阻力，设车无限长，则两个小球()A．肯定相碰 B．肯定不相碰C．不肯定相碰 D．难以确定解析：选B.因为小车表面光滑，因此，不论小车如何运动，两小球在水平方向均不受力，依据牛顿第一运动定律可知两球将保持匀速直线运动状态，又因为两球速度相等，故两球肯定不会相碰．[课时作业][学生用书P146(单独成册)]一、单项选择题1．(2024·吉林高一期末)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．乒乓球可以快速抽杀，是因为乒乓球的惯性小的原因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)解析：选C.惯性大小只与物体的质量有关，与其他因素无关，故A错误；惯性是物体固有的属性，一切物体都有惯性，与运动状态无关，故B错误；质量越小，惯性越小，运动状态越简单变更，乒乓球的惯性小，所以可以快速抽杀，故C正确；一个物体的惯性的大小只与这个物体的质量有关，物体到了月球上，质量没有变更，所以惯性不会变更．2．火车在长直水平轨道上匀速行驶，门窗紧闭的车厢内有一人向上跳起，发觉仍落回到车上原处，这是因为()A．人跳起后，车厢内空气给他一个向前的力，带着他伴同火车一起向前运动B．人跳起的瞬间，车厢的地板给他一个向前的力，推动他伴同火车一起向前运动C．人跳起后，车在接着向前运动，所以人落下后必是偏后一些，只是由于时间很短，偏后距离太小，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有相同的速度解析：选D.人从跳起到落地的过程中，水平方向不受外力作用，保持着原来所具有的速度做匀速直线运动，所以仍落回车上原处．3．假如物体运动状态发生了变更，说明该物体的()A．速度方向肯定发生了变更B．速度大小肯定发生了变更C．加速度肯定发生了变更D．受到的合力肯定不为0解析：选D.物体运动状态发生变更肯定是它的速度发生了变更，可能是速度大小发生了变更，也可能是速度方向发生了变更，还可能是二者都发生了变更，既然物体运动速度发生了变更，即运动状态发生了变更，由牛顿第一运动定律知，物体所受合力肯定不为0，物体具有加速度，但加速度不肯定发生变更．故选项D正确．4．伽利略创建的把试验、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相识的发展．利用如图所示的装置做如下试验：小球从左侧斜面上的O点由静止释放后沿斜面对下运动，并沿右侧斜面上升．斜面上先后铺垫三种粗糙程度渐渐降低的材料时，小球沿右侧斜面上升到的最高位置依次为1、2、3.依据三次试验结果的对比，可以得到的最干脆的结论是()A．假如斜面光滑，小球将上升到与O点等高的位置B．假如小球不受力，它将始终保持匀速运动或静止状态C．假如小球受到力的作用，它的运动状态将发生变更D．小球受到的力肯定时，质量越大，它的加速度越小解析：选A.依据题意，铺垫材料粗糙程度降低时，小球上升的最高位置上升，当斜面肯定光滑时，小球在斜面上没有能量损失，因此可以上升到与O点等高的位置，而B、C、D三个选项从题目不能干脆得出，所以选项A正确．5．(2024·上饶高一检测)如图，桌面上有一光滑的木块，木块上有一小球，快速向右推动木块，小球的位置可能在桌面上的哪点()A．A点 B．B点C．O点 D．无法确定解析：选C.小球具有惯性，要保持原来的状态，在水平方向上不受摩擦力的作用，在重力的作用下，落在O点，故选C.6．以下说法中正确的是()A．掷出的铅球速度不大，所以其惯性小，可以用手去接B．用力打出的乒乓球速度很大，因此其惯性很大，不能用手去接C．相同的两辆车，速度大的比速度小的难以停下，是因为速度大的惯性大D．相同的两辆车，速度大的比速度小的难以停下，是因为速度大的运动状态变更大解析：选D.因为惯性的大小仅由质量确定，与物体速度大小无关，选项A、B错误；相同的两辆车惯性相同，速度大的比速度小的难以停下，是因为速度大的运动状态变更大，选项C错误，D正确．7．一天下着滂沱大雨，某人乘坐列车时发觉，车厢的双层玻璃窗内积水了．列车进站过程中(箭头表示列车进站的方向)，他发觉水面的形态如选项图中的()解析：选C.列车进站时刹车，速度减小，而水由于惯性仍要保持原来较大的速度，所以水向前涌，水面形态和选项C中一样．8．如图所示，一个盛水的容器固定在一个小车上，在容器中分别用绳悬挂和拴住一只铁球和一只乒乓球．容器中的水和铁球、乒乓球都处于静止状态．当容器随小车突然向右运动时，两球的运动状况是(以小车为参考系)()A．铁球向左，乒乓球向右B．铁球向右，乒乓球向左C．铁球和乒乓球都向左D．铁球和乒乓球都向右解析：选A.静止的小车突然向右运动，即向右加速运动，由于与同体积的“水球”相比，铁球质量大、惯性大，铁球的运动状态难变更，即速度变更慢，而同体积的“水球”的运动状态简单变更，即速度变更快，而且水和车一起向右加速运动，所以当小车突然向右运动时，铁球相对于小车向左运动．同理，由于乒乓球与同体积的“水球”相比，质量小、惯性小，故乒乓球相对于小车向右运动．二、多项选择题9．科学家关于物体运动的探讨对树立正确的自然观具有重要作用．下列说法符合历史事实的是()A．亚里士多德认为，必需有力作用在物体上，物体的运动状态才会变更B．伽利略通过“志向试验”得出结论：一旦物体具有某一速度，假如它不受力，它将以这一速度恒久运动下去C．笛卡儿指出：假如运动中的物体没有受到力的作用，它将接着以同一速度沿同始终线运动，既不停下来也不偏离原来的方向D．牛顿认为，物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质解析：选BCD.亚里士多德认为运动须要力来维持，伽利略认为力是变更物体运动状态的缘由，A错误；伽利略通过“志向试验”得出结论：一旦物体具有某一速度，假如它不受力，它将以这一速度恒久运动下去，B正确；笛卡儿指出：假如运动中的物体没有受到力的作用，它将接着以同一速度沿同始终线运动，既不停下来也不偏离原来的方向，C正确；牛顿认为，物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质，D正确．10．下列关于惯性的分析，正确的是()A．战斗机在空战时，甩掉副油箱是为了减小惯性，提高飞行的敏捷性B．高速马路上要限速，是因为车速越大惯性越大C．机床安装在笨重的底座上，是为了增大惯性，提高稳定性D．坦克车制造很重，