人教版高一物理必修一4.1牛頓第一定律 學案

1、2020人教版高中物理必修一第四章1節(jié)學員姓名： 年 級：高一 輔導科目：物理課時數(shù)： 學科教師： 授課日期2020授課時段組長簽字授課類型TCT星級教學目的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研究的重要方法2理解牛頓第一定律的內容及意義(重點)3理解力和運動的關系，知道物體的運動不需要力來維持(難點)4理解慣性的概念，知道質量是慣性大小的量度(難點)重點難點1、理解牛頓第一定律的內容及意義(重點)2、理解力和運動的關系，知道物體的運動不需要力來維持(難點)教學內容T同步課堂導入什么是牛頓第一定律？知識模塊1、牛頓第一定律1人類對運動與力的關系的認識歷程代表人物主

2、要觀點亞里士多德必須有力作用在物體上，物體才能運動；沒有力的作用，物體就要停止伽利略力不是維持物體運動的原因，而是改變物體運動狀態(tài)的原因笛卡兒如果運動中的物體沒有受到力的作用，它將繼續(xù)以同一速度沿同一直線運動，既不停下來也不偏離原來的方向2.牛頓第一定律：一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)，除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)，它又叫慣性定律3運動狀態(tài)：如果物體速度的大小或方向改變了，它的運動狀態(tài)就發(fā)生了改變；如果物體做勻速直線運動或靜止，它的運動狀態(tài)就沒發(fā)生改變1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()2物體的運動狀態(tài)改變指的是速度的改變()3任何物體只要運動狀態(tài)不變

3、，它一定不受外力作用(×)4如果物體的運動狀態(tài)發(fā)生了改變，物體必受到了不為零的合外力()1有人認為伽利略斜面實驗為理想實驗，無法在實驗中驗證，故不能揭示自然規(guī)律，該說法是否正確？【答案】該說法是錯誤的伽利略的理想斜面實驗反映了一種物理思想，它是建立在可靠的事實基礎上的，抓住主要因素，忽略次要因素，從而深刻地揭示了自然規(guī)律2只要有力作用在物體上，物體的運動狀態(tài)就會改變嗎？【答案】只有當做用在物體上的合力不為零時，物體的運動狀態(tài)才會發(fā)生改變如圖4­1­1所示，讓一個小球從斜面上滑下，斜面末端分別放毛巾、木板和玻璃板，讓學生仔細觀察實驗現(xiàn)象圖4­1­

4、1探討1：實驗觀察到的現(xiàn)象是什么，說明了什么問題？【答案】當斜面末端的接觸面越光滑，小球滑動的距離越遠，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，小球又將會怎樣運動呢？【答案】如果沒有摩擦力的作用，物體將永遠運動下去1運動狀態(tài)變化的三種情況(1)速度的方向不變，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)或靜止狀態(tài)”，提示了物體所具有的一個重要的

5、屬性慣性，即物體保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質，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系牛頓第一定律的后半句話“除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)”，實質上是揭示了力和運動的關系，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)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經(jīng)典例題1下列關于對運動的認識不正確的是 ()A亞里士多德認為物體的自然狀態(tài)是

6、靜止的，只有當它受到力的作用時才會運動B伽利略認為力不是維持物體運動的原因C牛頓認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【答案】亞里士多德認為力是維持物體運動的原因，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，他認為水平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 2

7、下列說法正確的是() A牛頓第一定律是科學家憑空想象出來的，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點概念的建立一樣，都是一種科學抽象的思維方法D由牛頓第一定律可知，靜止的物體一定不受外力作用【答案】牛頓第一定律是在理想實驗的基礎上經(jīng)過合理歸納總結出來的，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3(多選)關于牛頓第一定律，下面說法中正確的是()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

8、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【答案】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勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質，它是物體的固有性質，慣性大小僅由物體的質量決定，與物體是否受力及物體的運動狀態(tài)無關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. 歸納和總結巧用牛頓第一定律1由“因”索“果”：在判斷力與運動之間的關系

9、時，一定要把握準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，所以判斷物體的運動狀態(tài)是否改變以及如何改變，應分析物體的受力情況3應用步驟：應用牛頓第一定律解釋有關現(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C專題知識模塊2、慣性和質量1慣性：物體具有保持原來勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質2物體慣性大小的唯一量度是物體的質量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力無法改變物體的慣性()1球A質量為2 kg，以10 m/s的速度做勻速直線運動，球B質量為5 kg，以2 m/s的速度做勻速直線運動球A和球B中哪個球的慣性大？為什么？【答案】B球的慣性大物體慣性的大小是由物體的質量大小決定的，質量越大，慣性越大；而物體慣性的大小與速度的大小無關2試從慣性的角度分析國家交通管理部門嚴禁客車超員的原因【答案】客車超員時，質量增大，當遇到意外情況時，由于慣性大，很難較快地停下來，易造成交通事故探討1：坐在公共汽車里的人，當汽車突然啟動時，有什么感覺？當運動的汽車突然停止時，又有什么感覺？解釋上述現(xiàn)象【答案】當汽車突然啟動時，人身體后傾當汽車突然停止時，人身體

11、前傾這是因為人具有慣性，原來人和車一起保持靜止狀態(tài)，當車突然啟動時，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狀態(tài)，所以會向后傾；原來人和車一起運動，當車突然停止時，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)，故向前傾探討2：滬杭高鐵的列車最高速度可以達到400多千米每小時，是世界上跑得最快的火車，火車速度快了，慣性大了，剎車也困難了，你認為這種說法正確嗎？【答案】這種說法是錯誤的，慣性是物體的固有屬性，火車提速后，其質量不變，慣性也不變1慣性與質量(1)慣性是物體的固有屬性，一切物體都具有慣性(2)質量是物體慣性大小的惟一量度，質量越大，慣性越大2慣性與力(1)慣性不

12、是力，而是物體本身固有的一種性質，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(2)一切物體都有慣性，和物體是否有速度及速度的大小均無關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經(jīng)典例題(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“嚴禁超載，嚴禁超速，嚴禁疲勞駕駛”是預防車禍的有效方法，下列說法正確

13、的是()A汽車超速會增大汽車的慣性B汽車超速會減小汽車的剎車距離C疲勞駕駛會縮短司機的反應時間D汽車超載會增大汽車的慣性【答案】“嚴禁超速”是為了在緊急情況下減小制動時間，由于汽車的質量不變，所以汽車的慣性仍不變，故A錯誤；“嚴禁超載”是禁止質量變大，是為了減小汽車的慣牲，故B錯誤；疲勞駕駛會增加司機的反應時間，故C錯誤；汽車超載，質量變大，從而使汽車的慣性增加，故D正確5如圖4­1­2所示，在一輛表面光滑足夠長的小車上，有質量為m1和m2的兩個小球(m1m2)，兩小球原來隨車一起運動當車突然停止時，如不考慮其他阻力，則兩個小球() 圖4­1­2A一定相

14、碰B一定不相碰C不一定相碰D無法確定【答案】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，當車突然停止時，由于慣性，兩小球的速度不變，所以不會相碰 B6如圖4­1­3所示，滑板運動員沿水平地面向前滑行，在橫桿前相對于滑板豎直向上起跳，人與滑板分離，分別從橫桿的上、下通過，忽略人和滑板在運動中受到的阻力，則運動員() A起跳時腳對滑板的作用力斜向后B在空中水平方向先加速后減速C越過桿后落在滑板的后方D越過桿后仍落在滑板上起跳的位置 圖4­1­3歸納和總結【答案】運動員相對于滑板豎直向上起跳，所以腳對滑板的作用力豎直向下，A錯；

15、人在空中時，水平方向不受力的作用，水平方向速度不變，B錯；由于人和滑板的水平速度始終相同，所以人落在滑板上起跳的位置，C錯，D對 D慣性與力的三點區(qū)別1性質方面慣性是物體保持原來運動狀態(tài)不變的性質，是物體本身的屬性，而力是物體對物體的作用2大小方面慣性的大小取決于物體本身質量的大小，力的大小取決于物體之間相互作用的強弱3效果方面力是改變物體運動狀態(tài)的原因，而慣性卻要物體保持原來的運動狀態(tài)不變T能力課后作業(yè)1伽利略理想實驗揭示了()A若物體運動，那么它一定受力B力不是維持物體運動的原因C只有受力才能使物體處于靜止狀態(tài)D只有受力才能使物體運動【答案】伽利略理想實驗指出：如果水平面沒有摩擦，那么在水

16、平面上的物體一旦獲得某一速度，物體將保持這一速度一直運動下去，而不需要外力來維持，故A、D錯誤；運動和靜止都不需要力來維持，故B正確，C錯誤 B2下列關于慣性的說法中正確的是 ()A同一物體運動速度大比速度小時難以停下來，所以物體運動速度大時具有較大的慣性B同一物體受的力越大，停下來就越困難，所以物體受的推力越大，則慣性越大C不同物體比較，體積越大，慣性越大D不同物體比較，質量越大，慣性越大【答案】慣性是物體的固有屬性，它的大小只由質量大小決定，與其他因素無關，質量越大，慣性越大，A、B、C錯誤，D正確3關于牛頓第一定律，下列說法正確的是 ()A牛頓第一定律是一條實驗定律B牛頓第一定律說明力是

17、維持物體運動狀態(tài)的原因C慣性定律和慣性的實質是相同的D物體的運動不需要力來維持【答案】牛頓第一定律反映的是物體在不受力的情況下所遵循的運動規(guī)律，而自然界中不受力的物體是不存在的，因此它是理想條件下的運動定律，但不是實驗定律，它來源于大量真實的科學實驗，但不能用真實的實驗來驗證，A錯誤；由牛頓第一定律可知，物體的運動不需要力來維持，力的本質是使物體發(fā)生形變的原因、是改變物體運動狀態(tài)的原因、是使物體產(chǎn)生加速度的原因，B錯誤，D正確；慣性是物體的固有屬性，慣性定律是在一定條件下物體運動遵循的規(guī)律，二者實質不同，C錯誤D4(多選)運動著的物體，若所受的一切力突然同時消失，那么它將()A立即停止B作勻速

18、直線運動C慣性改變D慣性不變【答案】因為物體在運動，當物體所受的一切外力都消失時，物體將保持原來的速度做勻速直線運動，故A錯誤，B正確；慣性只與質量有關，質量不變，慣性不變，與受力情況無關，故C錯誤，D正確BD5關于慣性和牛頓第一定律，下列說法中正確的是()A靜止的物體可能沒有慣性B速度越大的物體慣性越大C同一物體在地球上和月球上慣性不同D伽利略的斜槽實驗以可靠的事實為基礎并把實驗探究和邏輯推理和諧地結合在一起【答案】慣性是物體的固有屬性，與運動狀態(tài)無關，故A錯誤；質量是慣性大小的唯一量度，與速度、環(huán)境等因素無關，故B、C錯誤；伽利略的斜槽實驗以可靠的事實為基礎并把實驗探究和邏輯推理和諧地結合

19、在一起，故D正確D6(多選)在列車的車廂內，有一個自來水龍頭C.第一段時間內，水滴落在水龍頭的正下方B點，第二段時間內，水滴落在B點的右方A點，如圖4­1­4所示那么列車可能的運動是()圖4­1­4A先靜止，后向右做加速運動B先做勻速運動，后做加速運動C先做勻速運動，后做減速運動D上述三種情況都有可能【答案】水滴下落時，水平方向保持原來的速度，若車勻速運動，車的水平位移與水滴的水平位移相同，則落在B點；若車向左加速運動，則水滴仍保持下落時的水平速度，而車的水平位移增大，故水滴可落在A處；同理，車向右減速運動，水滴也會落在A處故選BC. 72013年1月1

20、日起實施的新交通法規(guī)中規(guī)定，坐在小汽車前排的司機和乘客都應在胸前系上安全帶，這主要是為了減輕在下列哪種情況出現(xiàn)時可能對人造成的傷害() 圖4­1­5A車速太快B車速太慢C緊急剎車D突然啟動【答案】小汽車車速無論快慢，若車速不變，則車、人相對靜止，所以不會使人受傷，故A、B選項不合題意；當緊急剎車時，車停止而人由于慣性向前沖，安全帶可以防止人沖向前而受傷，故C選項符合題意；突然啟動時，人會向后仰，有靠背支撐，安全帶不起作用，故D不合題意 C8在一次交通事故中，一輛載有30噸“工”字形鋼材的載重汽車由于避讓橫穿馬路的摩托車而緊急制動，結果車廂上的鋼材向前沖出，壓扁駕駛室關于這起

21、事故原因的物理分析正確的是() A由于車廂上的鋼材有慣性，在汽車制動時，繼續(xù)向前運動，壓扁駕駛室B由于汽車緊急制動，使其慣性減小，而鋼材慣性較大，所以繼續(xù)向前運動C由于車廂上的鋼材所受阻力太小，不足以克服其慣性，所以繼續(xù)向前運動D由于汽車制動前的速度太大，汽車的慣性比鋼材的慣性大，在汽車制動后，鋼材繼續(xù)向前運動【答案】鋼材原來隨汽車一起向前運動，在汽車制動時，由于摩擦，車迅速停止，而鋼材由于慣性要保持原來向前的速度前進，壓扁駕駛室，故A正確質量是慣性大小的量度，與速度大小無關，質量不變，慣性不變，所以汽車緊急制動時，汽車和鋼材的慣性都沒有改變，故B、C、D錯誤故選A. 9如圖4­1&

22、#173;6所示，一個劈形物體M，各面均光滑，放在固定的斜面上，上表面水平，在上表面放一個光滑小球m.劈形物體由靜止開始釋放，則小球在碰到斜面前的運動軌跡是() 圖4­1­6A沿斜面向下的直線B豎直向下的直線C無規(guī)則的曲線D拋物線【答案】由于小球處在物體M上，接觸面光滑，在M滑下過程中，由于小球水平方向上不受外力作用，該方向上運動狀態(tài)不會改變，原來靜止，則下滑過程中，小球在水平方向上沒有位移，故B正確10(多選)足夠長的水平木板，沿水平方向向右做勻速直線運動木板上有兩個質量不等、摩擦因數(shù)相同的鐵塊與木板一塊做勻速直線運動，兩個鐵塊沿運動方向分布，質量大的在前，質量小的在后，

23、并有一定的間隔某時刻木板突然停止運動，下列說法正確的是() A若木板光滑，由于前面的鐵塊慣性大，兩個鐵塊之間距離將增大B若木板光滑，由于后面的鐵塊慣性小，兩個鐵塊之間距離將減小C若木板不光滑，兩個鐵塊有可能相撞D無論木板是否光滑，兩個鐵塊之間距離總是保持不變【答案】如果木板光滑，木板停止運動后兩鐵塊做勻速直線運動，兩鐵塊的速度相等，在相等時間內兩鐵塊的位移相等，兩鐵塊間的距離保持不變，故A、B錯誤；若木板不光滑，對鐵塊，由牛頓第二定律得：ag，由于兩鐵塊與木板的動摩擦因數(shù)相同，則兩鐵塊的加速度a相同，木板停止運動后兩鐵塊均做勻減速直線運動，由于鐵塊的初速度與加速度相等，在相等時間內兩鐵塊的位移相等，兩鐵塊間的距離保持不變，兩鐵塊不可能相撞，故C錯誤；由以上分析可知，無論木板是否光滑，兩個鐵塊之間距離總是保持不變，故D正確 11如圖4­1­7所示，一個盛水的容器固定在一個小車上，在容器中分別懸