高中物理 第5章 研究力和運動的關(guān)系 5.1 牛頓第一定律學(xué)案 滬科版

1、學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精5。1牛頓第一定律學(xué) 習(xí) 目 標(biāo)知 識 脈 絡(luò)1。知道伽利略的理想實驗及其主要推理過程和推論,知道理想實驗是科學(xué)研究的重要方法.2.理解牛頓第一定律的內(nèi)容及意義.3.理解力和運動的關(guān)系，知道物體的運動不需要力來維持.(難點)4。理解慣性的概念，知道質(zhì)量是慣性大小的量度.(難點)運動和力的關(guān)系1.亞里士多德的觀點(1)認(rèn)識基礎(chǔ)：用力推車，車子才前進；停止用力，車子就要停下來。（2）觀點：力是維持物體運動的原因.2.伽利略的理想實驗及其推論（1)認(rèn)識基礎(chǔ):伽利略的斜面對接的理想實驗，如圖5。11所示。圖5.1。1(2）觀點:力不是維持運動的原因，它只是使物體加速或減速的原

2、因。3。牛頓第一定律（1)內(nèi)容:一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài),直到外力迫使它改變運動狀態(tài)為止.(2)理解一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)：力不是維持物體運動的原因，運動、靜止是物體的屬性(慣性).所以牛頓第一定律又稱作慣性定律.直到外力迫使它改變運動狀態(tài)為止：力是改變物體運動狀態(tài)的原因.（1）必須有力作用在物體上，物體才會運動.()(2）力不是使物體運動的原因，而是使物體運動狀態(tài)改變的原因。(）（3)物體的運動狀態(tài)改變指的是速度的改變。（)某同學(xué)看到豎直向上拋出的籃球,他認(rèn)為籃球在空中向上運動時，肯定受到了向上的作用力，否則它不可能向上運動.他的觀點對嗎?為什么？【提示】該

3、同學(xué)的觀點是錯誤的。豎直向上拋出的籃球在空中繼續(xù)向上運動，是因為籃球具有慣性,籃球的慣性要保持其原來的運動.籃球受到的重力和空氣阻力的方向都豎直向下，不受向上的力的作用。如圖51.2所示,讓一小車從斜面上滑下，斜面末端分別放毛巾、木板和玻璃板，讓學(xué)生仔細(xì)觀察實驗現(xiàn)象.圖5.1。2探討1:實驗觀察到的現(xiàn)象是什么，說明了什么問題?【提示】當(dāng)斜面末端的接觸面越光滑,小車滑動的距離越遠(yuǎn),說明摩擦力是阻礙物體運動的原因,因為摩擦力的存在使物體運動狀態(tài)發(fā)生了變化。探討2：如果沒有摩擦力的作用,小車又將會怎樣運動呢？【提示】如果沒有摩擦力的作用，小車將永遠(yuǎn)運動下去。1.運動狀態(tài)變化的三種情況:(1)速度的方

4、向不變，只有大小改變。(物體做直線運動)(2)速度的大小不變，只有方向改變.（物體做勻速圓周運動）(3)速度的大小和方向同時發(fā)生改變。(物體做曲線運動）2.對牛頓第一定律的理解（1）明確了慣性的概念牛頓第一定律的前半句話“一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)”,提示了物體所具有的一個重要的屬性慣性，即物體保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì),牛頓第一定律指出一切物體在任何情況下都具有慣性.因此牛頓第一定律又叫慣性定律.(2）揭示了力和運動的關(guān)系牛頓第一定律的后半句話“直到外力迫使它改變這種狀態(tài)為止”,實質(zhì)上是揭示了力和運動的關(guān)系，即力是改變物體運動狀態(tài)的原因，而不是維持物體運動的原因。(3

5、）反映了物體不受外力時的運動狀態(tài)勻速直線運動或靜止（即原來運動的保持其速度不變，原來靜止的保持靜止）.不受外力作用的物體是不存在的，但物體所受外力的合力為零與不受外力在效果上是等效的，這就使牛頓第一定律具有了實際意義.1.下列關(guān)于對運動的認(rèn)識不正確的是 () 【導(dǎo)學(xué)號：43212087】a。亞里士多德認(rèn)為物體的自然狀態(tài)是靜止的，只有當(dāng)它受到力的作用時才會運動b.伽利略認(rèn)為力不是維持物體運動的原因c.牛頓認(rèn)為力的真正效果是改變物體的速度,而不僅僅是使之運動d。伽利略根據(jù)理想實驗推論出，如果沒有摩擦力，在水平面上的物體，一旦具有某一個速度，將保持這個速度持續(xù)運動下去【解析】亞里士多德認(rèn)為力是維持物

6、體運動的原因，有力作用在物體上它就運動，沒有力作用時它就靜止，a正確；伽利略認(rèn)為力不是維持物體運動的原因，而是改變物體運動狀態(tài)的原因，他認(rèn)為水面上的物體若不受摩擦力，物體會保持原速度做勻速直線運動，b、d正確.牛頓第一定律揭示了力與物體運動的關(guān)系，即物體的運動不需要力來維持，力的作用效果是改變物體的運動狀態(tài)(速度），c錯誤?！敬鸢浮縞2.下列說法正確的是（)a.牛頓第一定律是科學(xué)家憑空想象出來的，沒有實驗依據(jù)b.牛頓第一定律無法用實驗直接驗證,因此是不成立的c.理想實驗的思維方法與質(zhì)點概念的建立一樣，都是一種科學(xué)抽象的思維方法d。由牛頓第一定律可知,靜止的物體一定不受外力作用【解析】牛頓第一定

7、律是在實驗的基礎(chǔ)上經(jīng)過科學(xué)推理、合理歸納總結(jié)出來的，但無法用實驗來直接驗證,故a、b錯誤;理想實驗的思維方法與質(zhì)點概念的建立相同，都是突出主要因素、忽略次要因素的科學(xué)抽象的思維方法,故c正確；物體靜止時不受外力或合外力為零，故d錯誤.【答案】c3。(多選）關(guān)于牛頓第一定律,下面說法中正確的是（) 【導(dǎo)學(xué)號：43212088】a。牛頓第一定律反映了物體不受外力作用時物體的運動規(guī)律b.牛頓第一定律就是慣性c。不受外力作用時，物體運動狀態(tài)保持不變是由于物體具有慣性d.運動的物體狀態(tài)發(fā)生變化時，物體必定受到外力的作用【解析】牛頓第一定律又叫慣性定律，但不能說慣性定律就是慣性。慣性是指一切物體都具有保持

8、勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)，它是物體的固有性質(zhì),慣性大小僅由物體的質(zhì)量決定，與物體是否受力及物體的運動狀態(tài)無關(guān)。而慣性定律指物體在不受外力作用（合外力為零)的條件下所遵守的運動規(guī)律,它指出了力是改變物體運動狀態(tài)的原因，而不是產(chǎn)生或維持物體運動的原因.總之,慣性和慣性定律是兩個不同的概念，但慣性定律揭示出物體具有慣性。故選a、c、d.【答案】acd牛頓第一定律巧應(yīng)用(1）由“因”索“果”：在判斷力與運動之間的關(guān)系時,一定要把握準(zhǔn)牛頓第一定律的含義，即力是改變物體運動狀態(tài)的原因，而不是維持物體運動狀態(tài)的原因。(2)由“果索“因：如果物體的運動狀態(tài)發(fā)生改變，則物體必然受到不為零的合外力的作用，

9、所以判斷物體的運動狀態(tài)是否改變以及如何改變，應(yīng)分析物體的受力情況.（3）)應(yīng)用步驟：應(yīng)用牛頓第一定律解釋有關(guān)現(xiàn)象時，一要看物體原來的運動狀態(tài)，二要看物體現(xiàn)在的受力情況及所受合力是否為零，最后判斷由于物體具有慣性將會出現(xiàn)的現(xiàn)象.慣性1。慣性：物體保持勻速直線運動或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)，叫做慣性。2。理解(1)慣性是一切物體的固有屬性。（2）質(zhì)量越大的物體,它保持原來運動狀態(tài)的本領(lǐng)越大.物體的質(zhì)量就是物體慣性大小的量度。(3)慣性系：符合牛頓定律的參考系稱為慣性系。地面和相對地面靜止或勻速直線運動的參考系是慣性系。(1）慣性是物體的固有屬性，一切物體都具有慣性。（）（2）物體運動的速度越大，慣性越大.（

10、)（3)質(zhì)量是物體慣性大小的唯一量度.（）滬杭高鐵的列車最高時速可以達(dá)到400多千米，是世界上最快的火車.有的同學(xué)認(rèn)為：火車變快了,其慣性變大了，所以難剎車.他的認(rèn)識正確嗎?【提示】他的認(rèn)識是錯誤的。慣性是物體的固有屬性，火車提速后，其質(zhì)量不變，慣性也不變.探討：坐在公共汽車?yán)锏娜?，?dāng)汽車突然啟動時，有什么感覺？當(dāng)運動的汽車突然停止時，又有什么感覺？解釋上述現(xiàn)象.【提示】當(dāng)汽車突然啟動時，人身體后傾.當(dāng)汽車突然停止時，人身體前傾.這是因為人具有慣性，原來人和車一起保持靜止?fàn)顟B(tài),當(dāng)車突然啟動時,人的身體下部隨車運動了，但上部由于慣性保持原來的靜止?fàn)顟B(tài)，所以會向后傾;原來人和車一起運動,當(dāng)車突然停

11、止時，人的身體下部隨車停止了，但上部由于慣性保持原來的運動狀態(tài)，故向前傾。1。慣性與質(zhì)量(1）慣性是物體的固有屬性，一切物體都具有慣性。(2）質(zhì)量是物體慣性大小的惟一量度，質(zhì)量越大，慣性越大.2。慣性與力（1）慣性不是力，而是物體本身固有的一種性質(zhì)，因此說“物體受到了慣性作用”、“產(chǎn)生了慣性、“受到慣性力”等都是錯誤的.（2）力是改變物體運動狀態(tài)的原因,慣性是維持物體運動狀態(tài)的原因。慣性越小，運動狀態(tài)越易改變；慣性越大,運動狀態(tài)越難改變.(3)慣性與物體的受力情況無關(guān)。3。慣性與速度(1)速度是表示物體運動快慢的物理量,慣性是物體本身固有的性質(zhì)。（2）一切物體都有慣性，和物體是否有速度及速度的

12、大小均無關(guān).4.慣性與慣性定律(1)慣性不是慣性定律,慣性沒有條件限制,是物體的一種固有屬性。（2)慣性定律是物體不受外力作用時物體運動所遵守的一條規(guī)律.4.以下物體中，慣性最大的是(） 【導(dǎo)學(xué)號:43212089】a.質(zhì)量為400千克，以30米/秒行駛的摩托車b。質(zhì)量為0.8噸，以2.0米/秒行駛的渡船c.質(zhì)量為0。8噸,靜止在碼頭邊的渡船d.在200牛外力作用下以0.2米/秒2加速度運動的汽車【解析】根據(jù)牛頓第二定律得出在200牛外力作用下以0。2米/秒2加速度運動的汽車質(zhì)量m1000 kg,因為質(zhì)量越大,慣性越大，比較四個選項，可以看出在200牛外力作用下以0。2米/秒2加速度運動的汽車

13、慣性最大,故選d.【答案】d5。關(guān)于物體的慣性，下述說法中正確的是（） 【導(dǎo)學(xué)號：43212090】a.運動速度大的物體不能很快地停下來，是因為物體速度越大,慣性也越大b.靜止的火車啟動時，速度變化慢,是因為靜止的物體慣性大c。乒乓球可以快速抽殺，是因為乒乓球慣性小d.在宇宙飛船中的物體不存在慣性【解析】慣性大小只與物體質(zhì)量有關(guān)，與物體的速度無關(guān)，故a錯誤;質(zhì)量是物體慣性大小的唯一量度，火車速度變化慢，表明它的慣性大，是因為它的質(zhì)量大，與是否靜止無關(guān)，故b錯誤；乒乓球能被快速抽殺，表明它的運動狀態(tài)容易發(fā)生改變，是因為它的慣性小，故c正確；一切物體在任何情況下都有慣性，故d錯誤.【答案】c6.如圖5。1.3所示,在一輛表面光滑足夠長的小車上，有質(zhì)量為m1和m2的兩個小球(m1m2）,兩小球原來隨車一起運動.當(dāng)車突然停止時，如不考慮其他阻力,則兩個小球（）圖5.1。3a。一定相碰b。一定不相碰c.不一定相碰 d.無法確定【解析】因小車表面光滑，因此球在水平方向上沒有受到外力作用。原來兩球與小車有相同速度,當(dāng)車突然停止時,由于慣性，兩小球的速度不變，所以不會相碰。【答案】b慣性與力的三點區(qū)