（新課標(biāo)滬科版）《金版新學(xué)案》2011高三物理一輪復(fù)習(xí) 牛頓第一定律課件

5．1牛頓第一定律1．伽利略理想實(shí)驗(yàn)、力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系(1)在研究物體運(yùn)動(dòng)原因的過(guò)程中，亞里士多德的結(jié)論是：

，物體才能運(yùn)動(dòng)；

，物體就要靜止，即：力是

物體運(yùn)動(dòng)的原因．(2)伽利略注意到，當(dāng)球沿斜面向下滾動(dòng)時(shí)，它的速度

，而向上滾動(dòng)時(shí)，它的速度

，他由此猜想，當(dāng)球沿水平面滾動(dòng)時(shí)，它的速度應(yīng)該是

.而實(shí)際上球在水平面上滾動(dòng)時(shí)會(huì)越來(lái)越慢，伽利略認(rèn)為是由于

的作用．他推斷，若

，球?qū)⒂肋h(yuǎn)滾動(dòng)下去．(3)伽利略通過(guò)研究理想斜面實(shí)驗(yàn)，得出的結(jié)論是：力不是

的原因，而恰恰是

的原因．笛卡爾補(bǔ)充和完善了伽利略的觀點(diǎn)，明確指出：除非

，物體將永遠(yuǎn)保持其

或

.物體受力物體不受力維持增大減小保持不變阻力無(wú)阻力維持物體運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變受力靜止勻速直線運(yùn)動(dòng)2．牛頓第一定律、慣性和質(zhì)量(1)牛頓第一定律的內(nèi)容：一切物體總保持

或

，除非作用在物體上的力迫使它

.物體具有的保持原來(lái)

的性質(zhì)叫做慣性．(2)質(zhì)量大的物體，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)

，我們說(shuō)它慣性大；質(zhì)量小的物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)

，我們說(shuō)它慣性小．質(zhì)量是物體慣性大小的

量度．質(zhì)量是

量，只有大小，沒(méi)有方向．單位是

，符號(hào)是

.勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)靜止?fàn)顟B(tài)改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為止運(yùn)動(dòng)狀態(tài)難改變易改變唯一標(biāo)千克kg一、歷史上人類(lèi)對(duì)力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的主要認(rèn)識(shí)●要點(diǎn)梳理(1)亞里士多德的觀點(diǎn)：必須有力作用在物體上，物體才能運(yùn)動(dòng)；沒(méi)有力的作用，物體就要靜止在一個(gè)地方．即力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因．亞里士多德憑“直覺(jué)＋觀察”得出了一個(gè)錯(cuò)誤結(jié)論．兩千多年過(guò)去了，直到現(xiàn)在，還有許多人靠這樣的方法處理問(wèn)題，還在重復(fù)同樣的錯(cuò)誤．(2)伽利略的觀點(diǎn)：在水平面上的物體，設(shè)想沒(méi)有摩擦，一旦物體具有某一速度，它將保持這個(gè)速度繼續(xù)運(yùn)動(dòng)下去，永遠(yuǎn)不會(huì)停止下來(lái)，即物體的運(yùn)動(dòng)并不需要力來(lái)維持．(3)伽利略的思想方法伽利略用“實(shí)驗(yàn)＋科學(xué)推理”的方法推翻了亞里士多德的觀點(diǎn)．伽利略的理想斜面實(shí)驗(yàn)雖然是想像中的實(shí)驗(yàn)，但這個(gè)實(shí)驗(yàn)反映了一種物理思想，它是建立在可靠的事實(shí)基礎(chǔ)之上的．以事實(shí)為依據(jù)，以抽象為指導(dǎo)，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．二、如何理解牛頓第一定律●重點(diǎn)解讀對(duì)牛頓第一定律應(yīng)從以下幾個(gè)方面來(lái)理解：(1)明確了慣性的概念定律的前半句話(huà)“一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)”，揭示了物體所具有的一個(gè)重要的屬性——慣性，即物體保持勻速直線運(yùn)動(dòng)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)確定了力的含義定律的后半句話(huà)“直到有外力迫使它改變這種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為止”，實(shí)際上是對(duì)力的定義，即力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，并不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因．這一點(diǎn)要切實(shí)理解．(3)定性揭示了力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系牛頓第一定律指出物體不受外力作用時(shí)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，它描述的只是一種理想狀態(tài)，而實(shí)際中不受外力作用的物體是不存在的．當(dāng)物體所受合外力為零時(shí)，其效果跟不受外力的作用相同，因此，我們也可以把“不受外力作用”理解為“合外力為零”．(4)牛頓第一定律不是由實(shí)驗(yàn)直接總結(jié)出來(lái)的在實(shí)際中不受力的物體是不存在的，牛頓第一定律不能用實(shí)驗(yàn)直接驗(yàn)證，但是牛頓第一定律是建立在大量的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，通過(guò)思維的邏輯推理而發(fā)現(xiàn)的．例如：伽利略的理想實(shí)驗(yàn)．三、慣性與質(zhì)量●要點(diǎn)梳理(1)慣性是指物體總有保持自己原來(lái)狀態(tài)(速度)的本性，不能克服和避免．(2)慣性只與物體本身有關(guān)，而與物體是否運(yùn)動(dòng)、是否受力無(wú)關(guān)．對(duì)任何物體，無(wú)論它是運(yùn)動(dòng)還是靜止，無(wú)論是運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變還是不變，物體都有慣性．(3)物體慣性的大小是描述物體保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)本領(lǐng)強(qiáng)弱的，物體慣性大，保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的本領(lǐng)強(qiáng)，物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)難改變．慣性大小僅與物體的質(zhì)量有關(guān)．質(zhì)量是物體慣性大小的量度，物體質(zhì)量越大，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越難改變，即慣性越大．(4)慣性不是力，慣性是物體具有的保持勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)，力是物體對(duì)物體的作用，慣性和力是兩個(gè)不同的概念．

科學(xué)思維和科學(xué)方法是我們認(rèn)識(shí)世界的基本手段．在研究和解決問(wèn)題過(guò)程中，不僅需要相應(yīng)的知識(shí)，還要注意運(yùn)用科學(xué)方法．理想實(shí)驗(yàn)有時(shí)更能深刻地反映自然規(guī)律．伽利略設(shè)想了一個(gè)理想實(shí)驗(yàn)如圖所示，設(shè)想實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①減小第二個(gè)斜面的傾角，小球在這個(gè)斜面上仍然要達(dá)到原來(lái)的高度；②兩

個(gè)對(duì)接的斜面，讓靜止的小球沿一個(gè)斜面滾下，小球?qū)L上另一個(gè)斜面；③

如果沒(méi)有摩擦，小球?qū)⑸仙皆瓉?lái)釋放的高度；④繼續(xù)減小第二個(gè)斜面的傾

角，最后使它成水平面，小球?qū)⒀厮矫孀龀掷m(xù)的勻速運(yùn)動(dòng)．人類(lèi)探究力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的過(guò)程請(qǐng)將上述理想實(shí)驗(yàn)的設(shè)想步驟按照正確的順序排列：________(只要填寫(xiě)序號(hào)即可)．在上述的設(shè)想步驟中，有的屬于可靠的事實(shí)，有的則是理想化的推論．下列關(guān)于事實(shí)和推論的分類(lèi)正確的是(

)A．①是事實(shí)，②③④是推論B．②是事實(shí)，①③④是推論C．③是事實(shí)，①②④是推論D．④是事實(shí)，①②③是推論【解析】

根據(jù)對(duì)伽利略理想斜面實(shí)驗(yàn)的理解，合理順序應(yīng)該是②③①④.通過(guò)重現(xiàn)伽利略的實(shí)驗(yàn)可知②是事實(shí)，而①③④是理想化的推論．因?yàn)樵谌魏纹矫娴沫h(huán)境中，物體間總是有摩擦的，假設(shè)沒(méi)有摩擦是一種科學(xué)的理想狀態(tài)，是不能實(shí)現(xiàn)的．故A、C、D均錯(cuò)誤，B正確．【答案】

②③①④

B焦點(diǎn)問(wèn)題亞里士多德的觀點(diǎn)伽利略的觀點(diǎn)落體的輕重與其下落快慢的關(guān)系________________在忽略空氣阻力的條件下，一切物體自由下落的快慢都是相同的力與物體運(yùn)動(dòng)的關(guān)系為了維持物體的運(yùn)動(dòng)，必須有推力作用才行從本質(zhì)上講，為了維持物體的勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，根本________

在物理學(xué)史上，對(duì)“落體的輕重與下落快慢的關(guān)系”“力與物體運(yùn)動(dòng)的關(guān)系”等一系列根本性的物理焦點(diǎn)問(wèn)題，有兩位杰出大師(亞里士多德和伽利略)的看法，存在著根本性的分歧，這些分歧看似簡(jiǎn)單，但內(nèi)涵豐富，至今對(duì)人類(lèi)的世界觀仍產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響．閱讀下表，深刻領(lǐng)會(huì)之，并完成其中的填空.【解析】

物理學(xué)史中，亞里士多德的觀點(diǎn)是重的物體下落快，輕的物體下落慢，力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因；伽利略的看法是若沒(méi)有空氣阻力，一切物體自由下落的快慢是相同的，力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因．【答案】

重的物體下落快，輕的物體下落慢不需要外力作用對(duì)牛頓第一定律的理解及應(yīng)用

足球場(chǎng)上，為了不使足球停下來(lái)，運(yùn)動(dòng)員帶球前進(jìn)必須不斷用腳輕輕地踢撥球(即盤(pán)帶)．又如，為了不使自行車(chē)減速，總要不斷地用力蹬腳踏板，這些現(xiàn)象難道不正說(shuō)明了運(yùn)動(dòng)需要力來(lái)維持嗎？【解析】這個(gè)觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的．這個(gè)問(wèn)題，我們可以這樣思考：如果足球不是在草地上滾動(dòng)，而是以相同的初速度在水平的水泥地上滾動(dòng)，它滾的距離將比草地上遠(yuǎn)得多，這說(shuō)明了由于阻力的存在才導(dǎo)致足球的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了改變．足球在草地上滾動(dòng)時(shí)所受阻力大，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)很快發(fā)生改變；足球在水泥地上滾動(dòng)時(shí)所受阻力小，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變較慢，但終究還是要停下來(lái)，在盤(pán)帶足球時(shí)，對(duì)足球所施加的力，恰好起到使足球已經(jīng)變小的運(yùn)動(dòng)速度再變大的作用．自行車(chē)的例子也是同樣的道理．【答案】見(jiàn)解析【方法總結(jié)】解決此類(lèi)問(wèn)題的關(guān)鍵是：(1)要深刻理解牛頓第一定律的意義：即①力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因；②一切物體都具有慣性；③力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因．(2)運(yùn)用牛頓第一定律解決問(wèn)題時(shí)，正確的受力分析是關(guān)鍵，如果物體在某一方向上不受力或所受合力為零，則物體在這一方向上的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(即速度)保持不變．

以下各種說(shuō)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(shí)物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律B．不受外力作用時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)保持不變是由于物體具有慣性C．在水平地面上滑動(dòng)的木塊最終要停下來(lái)，是由于沒(méi)有外力維持木塊運(yùn)動(dòng)的結(jié)果D．物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，物體必定受到外力的作用【答案】

ABD結(jié)合生活現(xiàn)象對(duì)慣性的理解及應(yīng)用

有一儀器中電路如下圖所示，其中M是質(zhì)量較大的一個(gè)金屬塊，兩端與彈簧相連接，將儀器固定在一輛汽車(chē)上，當(dāng)汽車(chē)啟動(dòng)時(shí)，哪只燈亮？當(dāng)汽車(chē)急剎車(chē)時(shí)，哪只燈亮？為什么？【解析】當(dāng)汽車(chē)啟動(dòng)時(shí)，汽車(chē)的速度變大了，而金屬塊由于慣性，將保持原來(lái)的靜止?fàn)顟B(tài)，而相對(duì)于汽車(chē)向后運(yùn)動(dòng)．從而使綠燈所在的電路被接通，所以啟動(dòng)時(shí)綠燈亮；反之，剎車(chē)時(shí)，汽車(chē)的速度變小了，而金屬塊由于慣性，將保持原來(lái)的速度運(yùn)動(dòng)，而相對(duì)于汽車(chē)向前運(yùn)動(dòng)，從而使紅燈所在的電路被接通，所以剎車(chē)時(shí)紅燈亮．當(dāng)汽車(chē)勻速行駛時(shí)，彈簧將使金屬塊復(fù)位，兩燈均不亮．【答案】

當(dāng)汽車(chē)啟動(dòng)時(shí)，綠燈亮；當(dāng)汽車(chē)急剎車(chē)時(shí)，紅燈亮．2005年5月9日，浙江蕭甬鐵路某處發(fā)生路基塌陷，工程技術(shù)人員想出一種簡(jiǎn)便高效的方法填埋石料：找一輛可以在鋼軌上運(yùn)行的堅(jiān)固的平板車(chē)，上面堆滿(mǎn)石料，在靠近塌陷處的鋼軌上設(shè)法固定兩根鋼立柱，當(dāng)平板車(chē)快速?zèng)_向塌陷處，突然被鋼立柱阻擋時(shí)，石料繼續(xù)向前沖向路基塌陷處，如圖所示．關(guān)于這一過(guò)程，以下說(shuō)法正確的是(

)A．當(dāng)石料隨平板車(chē)快速前進(jìn)時(shí)已經(jīng)受了一個(gè)向前的力，這個(gè)力在車(chē)突然停止時(shí)繼續(xù)起作用B．在平板車(chē)突然停止時(shí)，平板車(chē)對(duì)石料施加一個(gè)向前的力C．平板車(chē)突然停止，石料由于慣性會(huì)繼續(xù)往前沖D．平板車(chē)在突然停止前速度越快，石料向前沖得越遠(yuǎn)【答案】

CD質(zhì)量和慣性關(guān)系的理解

下列說(shuō)法正確的是(

)A．?dāng)S出的鉛球速度不大，所以其慣性很小，可以用手去接B．用力打出的乒乓球的速度很大，因此其慣性很大，不能用手去接C．相同的兩輛車(chē)，速度大的比速度小的難以停下，是因?yàn)樗俣却蟮能?chē)慣性大D．相同的兩輛車(chē)，速度大的比速度小的難以停下，是因?yàn)樗俣却蟮能?chē)狀態(tài)變化量大【解析】慣性的大小僅由質(zhì)量來(lái)確定，鉛球質(zhì)量很大，其慣性大，盡管速度不大，但是運(yùn)動(dòng)狀態(tài)很難改變，故不可用手去接，而乒乓球則與其相反，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)容易改變，盡管速度很大，也可以用手去接，所以A、B錯(cuò)誤．相同的兩車(chē)慣性應(yīng)相同，要讓速度大的車(chē)停下來(lái)，其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化量大，因此較難，D對(duì)，C錯(cuò)．【答案】

D【評(píng)析】物體的慣性大小與其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)，在加速度相同時(shí)，速度大的物體停下來(lái)所花的時(shí)間長(zhǎng)，但這并不表明其慣性大，因?yàn)闀r(shí)間長(zhǎng)短并不能反映運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的難易程度．

關(guān)于慣性在實(shí)際中的應(yīng)用，下列說(shuō)法中正確的有(

)A．運(yùn)動(dòng)員在跳遠(yuǎn)時(shí)助跑，是為了增大起跳時(shí)的慣性B．運(yùn)動(dòng)員在擲標(biāo)槍時(shí)助跑，是利用了慣性C．手扶拖拉機(jī)的飛輪做得很重，是為了增大它轉(zhuǎn)動(dòng)的慣性D．戰(zhàn)斗機(jī)在空戰(zhàn)時(shí)，甩掉副油箱是為了減小慣性，提高飛機(jī)的靈活性【答案】

BCD

關(guān)于運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系，下列說(shuō)法正確的是(

)A．馬不拉車(chē)，車(chē)就不動(dòng)，說(shuō)明力是物體運(yùn)動(dòng)的原因B．行駛的汽車(chē)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后逐漸停下來(lái)，說(shuō)明力消失后物體就不會(huì)運(yùn)動(dòng)C．物體所受到的力越大，其運(yùn)動(dòng)速度就越大D．掃帚不到，灰塵照例不會(huì)自己跑掉【指點(diǎn)迷津】

亞里士多德認(rèn)為：必須有力作用在物體上，物體才會(huì)運(yùn)動(dòng)，沒(méi)有力的作用，物體就會(huì)停止在某一位置．譬如說(shuō)，一塊石頭，用力才能移動(dòng)它，馬不拉車(chē)，車(chē)就不動(dòng)．但這只是表面現(xiàn)象，它們之所以這樣是因?yàn)槎际艿侥Σ恋茸枇ψ饔?，如果沒(méi)有了阻力，一個(gè)運(yùn)動(dòng)的物體是不會(huì)自己停下來(lái)的．伽利略通過(guò)理想實(shí)驗(yàn)方法否定了亞里士多德的觀點(diǎn)，說(shuō)明物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來(lái)維持．牛頓在前人的基礎(chǔ)上提出了牛頓第一定律，闡明了運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系，說(shuō)明物體的運(yùn)動(dòng)并不需要力來(lái)維持，因?yàn)槲矬w本身就具有維持原來(lái)靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì)，即慣性，慣性是物體的固有屬性，一切物體均有慣性，但力可以改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)．【答案】

D怎樣正確解答“慣性問(wèn)題”慣性是物體的固有屬性，與物體的運(yùn)動(dòng)情況及受力情況無(wú)關(guān)．質(zhì)量是慣性大小的唯一量度．有的同學(xué)總認(rèn)為“慣性與物體的運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)，速度大，慣性就大；速度小，慣性就小”．理由是物體運(yùn)動(dòng)速度大，不容易停下來(lái)；速度小，容易停下來(lái)．產(chǎn)生這種錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)的原因是把“慣性大小表示運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的難易程度”理解成“慣性大小表示把物體從運(yùn)動(dòng)變?yōu)殪o止的難易程度”．事實(shí)上，在受到了相同阻力的情況下，速度(大小)不同，質(zhì)量相同的物體，在相同的時(shí)間內(nèi)速度的減小量是相同的，這就說(shuō)明質(zhì)量相同的物體，它們改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的難易程度是相同的．所以它們的慣性是相同的．故慣性與它們的運(yùn)動(dòng)速度無(wú)關(guān)．

下列說(shuō)法正確的是(

)A．高速行駛的公共汽車(chē)緊急剎車(chē)時(shí)，乘客都要向前傾倒，說(shuō)明乘客都具有慣性B．短跑運(yùn)動(dòng)員最后沖刺時(shí)，速度很大，很難停下來(lái)，說(shuō)明速度越大，慣性越大C．拋出去的標(biāo)槍和手榴彈都是靠慣性向遠(yuǎn)處運(yùn)動(dòng)的D．把手中的球由靜止釋放后，球能豎直下落，是由于球具有慣性的緣故【解析】

慣性是物體保持原來(lái)的勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的特性，故A、C項(xiàng)正確．而質(zhì)量是慣性大小的唯一量度，故B項(xiàng)錯(cuò)．由靜止釋放的小球的慣性是要保持原來(lái)的靜止?fàn)顟B(tài)，而下落是由于重力迫使它改變了靜止?fàn)顟B(tài)，故D項(xiàng)錯(cuò)．【答案】

AC1．伽利略的理想斜面實(shí)驗(yàn)揭示了(

)A．若物體運(yùn)動(dòng)，那么它一定在受力B．力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因C．只有受力才能使物體處于靜止?fàn)顟B(tài)D．只有受力才能使物體運(yùn)動(dòng)【答案】

B2．物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變了，不可能發(fā)生的是(

)A．速率不變B．速度不變C．慣性大小隨之改變D．物體未受任何力【解析】物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了改變，即速度發(fā)生了變化，可能是速度大小(即速率)變化、方向變化或大小和