2019-2020學(xué)年高中物理第3章1牛頓第一定律教案教科版必修50

1．牛頓第一定學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知道伽利略的理想實(shí)驗(yàn)及其主推理過(guò)程和推論，知道理想實(shí)驗(yàn)是科學(xué)研究的重要方法．2．理解牛頓第一定律的內(nèi)容及義(點(diǎn)3．理解力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，知道體的運(yùn)動(dòng)不需要力來(lái)維持．重)4．理解慣性的概念，知道質(zhì)量慣性大小的量度．(難點(diǎn))

知識(shí)脈絡(luò)(教師用書獨(dú)具一、從亞里士多德到伽利略1．亞里士多德的觀點(diǎn)：地上的動(dòng)分為兩類(1)天然運(yùn)動(dòng)：無(wú)須外力的幫助自身就能實(shí)現(xiàn)，如氣、火等輕的東西向上運(yùn)動(dòng)，重的東西向下運(yùn)動(dòng)．(2)受迫運(yùn)動(dòng)：必須依靠外力的斷作用才能維持，外力消失，受迫運(yùn)動(dòng)就會(huì)停止，如拉動(dòng)地面上的小車，推動(dòng)桌面上的書本．2．伽利略的研究(1)理想實(shí)驗(yàn)如圖所示，讓小球沿一個(gè)斜面從靜止?fàn)顟B(tài)開(kāi)始滾下，小球?qū)L上另一個(gè)斜面，如果沒(méi)有摩擦，小球?qū)⑸仙脚c左斜面同樣的高度．減小右斜面的坡度，小球要達(dá)到同樣的高度經(jīng)過(guò)的坡長(zhǎng)越長(zhǎng)．由此推測(cè)，如果右斜面變成水平面，并且沒(méi)有任何阻力，小球?qū)⑦_(dá)不到原來(lái)的高度，就應(yīng)永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去．(2)結(jié)論：力不是填是”或“不是”維持物體運(yùn)動(dòng)的原因．二、牛頓第一定律慣1．牛頓第一定律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)，直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止．2．慣性-1-

(1)慣性：物體保持原來(lái)勻速直運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)不變的性質(zhì)．牛頓第一定律也叫慣性定律．(2)一切物體都具有慣性，慣性物體的固有屬性．3．慣性的量度質(zhì)量是慣性大小的唯一量度，質(zhì)量越大，物體的慣性越大，物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越不易改變．1．思考判斷(1)伽利略的理想實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了力維持物體運(yùn)動(dòng)的原因．(×)(2)牛頓第一定律是由實(shí)驗(yàn)直接納總結(jié)得出的．(×)(3)由牛頓第一定律可知，當(dāng)一做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的物體所受外力全部消失時(shí)，物體立刻停止運(yùn)動(dòng)．(×)(4)速度越大，物體的慣性越大(×)(5)受力越大，物體的慣性越大(×)2．(多選)由牛頓第一定律可知)A．物體的運(yùn)動(dòng)是依靠慣性來(lái)維的B．力停止作用后，物體的運(yùn)動(dòng)不能維持C．物體做變速運(yùn)動(dòng)時(shí)，一定有力作用D．力是改變物體慣性的原因AC[物體具有保持原來(lái)靜止?fàn)罨騽蛩僦本€運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì)叫作慣性，由于慣性的存在，物體才保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)A．力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，而不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因，錯(cuò)，對(duì)慣性是物體的固有屬性，力不能改變物體的慣性大小D錯(cuò)]3．關(guān)于物體的慣性，下列說(shuō)法正確的是(A．運(yùn)動(dòng)速度大的物體不能很快停下來(lái)，是因?yàn)槲矬w速度越大，慣性也越大B．靜止的火車啟動(dòng)時(shí)，速度變慢，是因?yàn)殪o止的物體慣性大C．乒乓球可以快速抽殺，是因乒乓球慣性小D．在宇宙飛船中的物體不存在性C[慣性大小只與物體質(zhì)量有關(guān)與物體的速度無(wú)關(guān)，故A錯(cuò)；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?yàn)樗馁|(zhì)量大，與是否靜止無(wú)關(guān)，錯(cuò)誤；乒乓球能被快速抽殺，表明它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)容易發(fā)生改變，是因?yàn)樗膽T性小，故C正確；一切物體在任何情況下都有慣性，故D誤．從亞里士多德到伽利略-2-

1．17世前對(duì)運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系認(rèn)識(shí)(1)亞里士多德的觀點(diǎn)：力是維物體運(yùn)動(dòng)的原因．(2)根據(jù)：有力作用在物體上，體才運(yùn)動(dòng)；沒(méi)有力的作用，物體就要靜止在一個(gè)地方．(3)方法：觀察＋直覺(jué)(由活經(jīng)驗(yàn)得出直觀?。?．伽利略的理想實(shí)驗(yàn)(1)基本觀點(diǎn)：在水平面上運(yùn)動(dòng)物體之所以會(huì)停下來(lái)，是因?yàn)槭艿侥Σ磷枇Γκ歉淖兾矬w運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，運(yùn)動(dòng)并不需要力來(lái)維持．(2)根據(jù)：理想實(shí)驗(yàn)．(3)方法：實(shí)驗(yàn)＋科學(xué)推理(將靠事實(shí)和理論思維結(jié)合起)．3．意義(1)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)．(2)第一次確立了物理實(shí)驗(yàn)在物研究中的基礎(chǔ)地位．(3)揭示了力不是維持物體運(yùn)動(dòng)原因．(4)“理想實(shí)驗(yàn)”在自然科學(xué)的論研究中有著重要的作用．但是，“理想實(shí)驗(yàn)”只不過(guò)是一種邏輯推理的思維過(guò)程，它的作用只限于邏輯上的證明與反駁，而不能用來(lái)作為檢驗(yàn)認(rèn)識(shí)正確與否的標(biāo)準(zhǔn)．相反，由“理想實(shí)驗(yàn)”所得出的任何推論，都必須由觀察或?qū)嶒?yàn)的結(jié)果來(lái)檢驗(yàn)．【例1】理想實(shí)驗(yàn)有時(shí)能更深地反映自然規(guī)律．伽利略設(shè)想了一個(gè)理想實(shí)驗(yàn)，如圖所示的斜面實(shí)驗(yàn)，其中有一個(gè)是實(shí)驗(yàn)事實(shí)，其余是推論．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)釋放時(shí)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，小球要沿水平面做持續(xù)的勻速運(yùn)動(dòng)．(1)請(qǐng)將上述理想實(shí)驗(yàn)的設(shè)想步按照正確的順序排_(tái)_______(只要填寫序號(hào)即可)．(2)在上述的設(shè)想步驟中，有的于可靠的事實(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-3-

思路點(diǎn)撥：本題是在可靠事實(shí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行合理推理，將實(shí)驗(yàn)理想化，進(jìn)而得出正確的結(jié)論．[解析]體伽利略的理想實(shí)驗(yàn)，可知順序排列為②③①④，分類正確的是B[答案](1)②①④(2)B理想實(shí)驗(yàn)與真實(shí)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)(1)兩者有原則性的區(qū)別．(2)真實(shí)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)是一種實(shí)踐動(dòng)，而理想實(shí)驗(yàn)則是一種思維活動(dòng)．(3)真實(shí)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)是可以實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)，而理想實(shí)驗(yàn)是由人們?cè)诔橄笏季S中設(shè)想出來(lái)而實(shí)際上無(wú)法做到的實(shí)驗(yàn)．1．多選)在力學(xué)理論的建立過(guò)程中，有許多偉大的科學(xué)家做出了貢獻(xiàn)．關(guān)于科學(xué)家和他們的貢獻(xiàn)，下列說(shuō)法正確的是()A．伽利略認(rèn)為力不是維持物體動(dòng)的原因B．亞里士多德認(rèn)為物體的運(yùn)動(dòng)需要力來(lái)維持C．牛頓最早指出力不是維持物運(yùn)動(dòng)的原因D．伽利略認(rèn)為力是改變物體運(yùn)狀態(tài)的原因AD[伽利略認(rèn)為力不是維持物運(yùn)動(dòng)的原因是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因正，C錯(cuò)．在歷史上，亞里士多德為力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因，他的觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的錯(cuò)]牛頓第一定律慣性1．運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的三種情況(1)速度的方向不變，只有大小變．(2)速度的大小不變，只有方向變．(3)速度的大小和方向同時(shí)發(fā)生變．2．對(duì)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(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，即物體具有保持勻速直線運(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)揭示了力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)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(shí)質(zhì)上是揭-4-

示了力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，即力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，而不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因．(3)反映了物體不受外力時(shí)的運(yùn)狀態(tài)勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止即原來(lái)運(yùn)動(dòng)的保持其速度不變，原來(lái)靜止的保持靜)．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(shí)際意義．3．對(duì)慣性的理解(1)慣性是物體的固有屬性，慣不是一種力．(2)任何物體在任何情況下(不是否受力，不管是否運(yùn)動(dòng)或怎樣運(yùn))都有慣性．(3)慣性的大小只由物體的質(zhì)量定，與其他因素?zé)o關(guān)，切勿認(rèn)為物體的速度越大，慣性越大．(4)慣性與慣性定律不同．慣性萬(wàn)物皆有的保持原運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的一種屬性，慣性定律則是物體不受外力作用時(shí)的運(yùn)動(dòng)定律．【例2】關(guān)牛頓第一定律，列說(shuō)法中正確的是)A．牛頓第一定律可以用實(shí)驗(yàn)直驗(yàn)證B．由于不受力的物體不存在，此牛頓第一定律沒(méi)有實(shí)際意義C．牛頓第一定律就是慣性D．當(dāng)物體受到的外力為零時(shí)，體可能做勻速直線運(yùn)動(dòng)思路點(diǎn)撥：①牛頓第一定律是在理想實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上得出的，不是實(shí)驗(yàn)定律．②牛頓第一定律揭示了物體在不受外力時(shí)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律．③牛頓第一定律又稱慣性定律，但不是慣性．D[牛頓第一定律是在實(shí)驗(yàn)的基上推理概括出來(lái)的科學(xué)理論，而不是直接通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出的，但它符合物理規(guī)律，故有一定的物理意義、B誤；牛頓第一定律是描述運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系的定律，慣性是物體的性質(zhì)C誤；由牛頓第一定律的內(nèi)容可知D正．對(duì)牛頓第一定律的兩點(diǎn)說(shuō)明(1)牛頓第一定律所描述的是物不受外力作用時(shí)的狀態(tài)，與物體所受合外力為零是等效的．(2)牛頓第一定律不是實(shí)驗(yàn)定律它是在理想實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上總結(jié)得出的．2．下列說(shuō)法正確的是()A．牛頓第一定律是科學(xué)家憑空象出來(lái)的，沒(méi)有實(shí)驗(yàn)依據(jù)B．牛頓第一定律無(wú)法用實(shí)驗(yàn)直驗(yàn)證，因此是不成立的C．理想實(shí)驗(yàn)的思維方法與質(zhì)點(diǎn)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，靜止物體一定不受外力作用C[牛頓第一定律是在理想實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)合理歸納總結(jié)出來(lái)的，但無(wú)法用實(shí)驗(yàn)來(lái)直-5-

接驗(yàn)證，故A、錯(cuò)；理想實(shí)驗(yàn)的思維方法與質(zhì)點(diǎn)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(shí)不受外力或合外力為零，故D錯(cuò)誤．]【例3】關(guān)物體的慣性，以說(shuō)法中正確的是()A．物體的運(yùn)動(dòng)速度越大，物體難停下來(lái)，說(shuō)明運(yùn)動(dòng)速度大的物體慣性大B．汽車突然減速時(shí)，車上的人前傾，拐彎時(shí)人會(huì)往外甩，而汽車勻速前進(jìn)時(shí)，車上的人感覺(jué)平穩(wěn)，說(shuō)明突然減速和拐彎時(shí)人有慣性，勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)沒(méi)有慣性C．在同樣大小的力作用下，運(yùn)狀態(tài)越難改變的物體，其慣性一定越大D．在長(zhǎng)直水平軌道上勻速運(yùn)動(dòng)火車上，門窗緊閉的車廂內(nèi)有一人向上跳起后，發(fā)現(xiàn)落回原處，這是因?yàn)槿颂鸷?，車?yán)^續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，人落下后必定向后偏些，但因時(shí)間太短，偏后距離太小，不明顯而已思路點(diǎn)撥：①一切有質(zhì)量的物體都具有慣性，質(zhì)量是慣性大小的唯一量度．②慣性與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)，與是否受力無(wú)關(guān)．C[物體的慣性大小只由質(zhì)量決物體的速度大小無(wú)關(guān)錯(cuò)切體均有慣性，不論物體處于加速、減速還是勻速狀態(tài)錯(cuò)誤同樣大小的力作用于物體上，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越難改變，說(shuō)明物體保持原來(lái)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的本領(lǐng)越大，慣性也越大，所以C正；人向上跳起后，人在水平方向不受外力作用，由于慣性，人在水平方向的速度不變，與車速相同，因此仍落在車上原處D錯(cuò)誤]慣性的兩種表現(xiàn)形式(1)在不受力(或合外力為零)的件下，慣性表現(xiàn)為保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)．(2)在受力條件下，慣性表現(xiàn)為動(dòng)狀態(tài)改變的難易程度．3．對(duì)于一些實(shí)際生活中的現(xiàn)象某同學(xué)試圖從慣性角度加以解釋，其中正確的)A．采用了大功率的發(fā)動(dòng)機(jī)后，些一級(jí)方程式賽車的速度甚至能超過(guò)某些老式螺旋槳飛機(jī)的速度，這表明：可以通過(guò)科學(xué)進(jìn)步使小質(zhì)量的物體獲得大慣性B．“強(qiáng)弩之末勢(shì)不能穿魯縞”這表明強(qiáng)弩的慣性減小了C．貨運(yùn)列車運(yùn)行到不同的車站，經(jīng)常要摘下或加掛一些車廂，這會(huì)改變它的慣性D．摩托車轉(zhuǎn)彎時(shí)，車手一方面控制適當(dāng)?shù)乃俣?，另一方面要將身體稍微向里傾斜，這是為了通過(guò)調(diào)控人和車的慣性達(dá)到轉(zhuǎn)彎的目的C[質(zhì)量是慣性大小的唯一量度質(zhì)量越大，慣性越大，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越不易改變，故選正確．-6-

1．伽利略理想實(shí)驗(yàn)揭示了()A．若物體運(yùn)動(dòng)，那么它一定受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狀態(tài)D．只有受力才能使物體運(yùn)動(dòng)B[伽利略理想實(shí)驗(yàn)指出：如果平面沒(méi)有摩擦，那么在水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(yùn)動(dòng)下去，而不需要外力來(lái)維持，故A、D錯(cuò)；運(yùn)動(dòng)和靜止都不需要力來(lái)維持，故B正確誤]2．(多選)下面說(shuō)法中正確的是)A．牛頓第一定律反映了物體不外力作用時(shí)物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律B．牛頓第一定律就是慣性C．不受外力作用時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)態(tài)保持不變是由于物體具有慣性D．運(yùn)動(dòng)的物體狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)物體必定受到外力的作用ACD[慣性是物體的固有性質(zhì)，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(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)．而慣性定律指物體在不受外力作(合外力為零)的條件下所遵守的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，它指出了力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，而不是產(chǎn)生或維持物體運(yùn)動(dòng)的原因．總之，慣性和慣性定律是兩個(gè)不同的概念，但慣性定律揭示出物體具有慣性．故選A、C、3．如圖，冰壺在冰面運(yùn)動(dòng)時(shí)受的阻力很小，可以在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持運(yùn)動(dòng)速度的大小和方向不變，我