【同步】高中物理粵教2019版必修一學(xué)案：第4章第1節(jié)牛頓第一定律

傳播先進(jìn)教育理念 提供科學(xué)教學(xué)方法地址：北京市東城區(qū)龍?zhí)堵?號(hào) 電話：400-688-1789第一節(jié)牛頓第一定律1．初步體會(huì)伽利略理想實(shí)驗(yàn)的魅力，同時(shí)明確理想實(shí)驗(yàn)是科學(xué)探究的重要方法．2．理解牛頓第一定律的內(nèi)容，同時(shí)嘗試挖掘深層含義．3．理解慣性的概念，同時(shí)嘗試解釋有關(guān)慣性的現(xiàn)象．知識(shí)點(diǎn)一伽利略的理想實(shí)驗(yàn)1．亞里士多德認(rèn)為：維持物體運(yùn)動(dòng)需要力．2．伽利略的理想實(shí)驗(yàn)(1)斜面實(shí)驗(yàn)：將軌道彎成曲線，在軌道的一邊釋放一顆鋼珠，如果不存在摩擦力，鋼珠將上升到軌道另一邊與原來(lái)的釋放高度相同的點(diǎn)．減小另一邊斜面的傾角，鋼珠滾動(dòng)的距離增大，當(dāng)另一邊斜面放平，鋼珠將永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去．(2)推理結(jié)論：物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來(lái)維持．知識(shí)點(diǎn)二牛頓第一定律1．內(nèi)容：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．牛頓第一定律的意義揭示了力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系：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．1．(1)伽利略的理想實(shí)驗(yàn)是科學(xué)的理想實(shí)驗(yàn)． ()(2)必須有力作用在物體上，物體才會(huì)運(yùn)動(dòng)． ()(3)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變指的是速度的改變． ()(4)任何物體只要運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變，它一定不受外力作用． ()(5)牛頓第一定律說(shuō)明力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因． ()[答案](1)√(2)×(3)√(4)×(5)√知識(shí)點(diǎn)三慣性1．慣性定義：物體具有保持原來(lái)勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)稱為慣性．2．慣性是物體的固有屬性，與物體的受力情況及運(yùn)動(dòng)情況無(wú)關(guān)．3．質(zhì)量是慣性大小的量度，質(zhì)量越大的物體慣性越大，質(zhì)量越小則慣性越?。磺形矬w任何情況下都有慣性．2．(1)物體運(yùn)動(dòng)的速度越大，慣性越大． ()(2)力無(wú)法改變物體的慣性． ()(3)靜止的火車啟動(dòng)時(shí)，速度變化慢，是因?yàn)殪o止的物體慣性大． ()(4)乒乓球可以快速抽殺，是因?yàn)槠古仪驊T性?。?()(5)在宇宙飛船中的物體不存在慣性． ()[答案](1)×(2)√(3)×(4)√(5)×很多同學(xué)都很喜歡足球運(yùn)動(dòng)，在一次比賽中，對(duì)于被運(yùn)動(dòng)員踢出的在水平草地上運(yùn)動(dòng)的足球．請(qǐng)?zhí)骄浚?1)甲同學(xué)認(rèn)為足球受重力、支持力、空氣和草地的阻力，還有向前的推力，你認(rèn)為他的觀點(diǎn)正確嗎？(2)乙同學(xué)認(rèn)為足球之所以會(huì)停下來(lái)，原因是足球受到阻力改變了其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，你認(rèn)為他的觀點(diǎn)正確嗎？(3)足球停下的現(xiàn)象是否違背了牛頓第一定律？提示：(1)不正確，足球沒(méi)有受到向前的推力．(2)正確．(3)不違背．考點(diǎn)1力和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)1．亞里士多德的觀點(diǎn)：力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因兩千多年前，人們的觀測(cè)方法、手段有限，主要憑“直覺(jué)＋觀察”得出這樣一個(gè)錯(cuò)誤結(jié)論——力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因．而在當(dāng)時(shí)也沒(méi)有更先進(jìn)的觀測(cè)手段去否定這樣一個(gè)錯(cuò)誤結(jié)論，在以后的兩千年內(nèi)，動(dòng)力學(xué)一直沒(méi)有多大的發(fā)展，總認(rèn)為有力的作用，物體才會(huì)運(yùn)動(dòng)，沒(méi)有力的作用，物體就會(huì)停下來(lái)．2．伽利略的理想斜面實(shí)驗(yàn)甲乙丙如圖甲所示，讓小球沿一個(gè)斜面從靜止?jié)L下，小球?qū)L上另一個(gè)斜面．如果沒(méi)有摩擦，小球?qū)⑸仙皆瓉?lái)的高度．如果第二個(gè)斜面傾斜角度小，如圖乙，小球在這個(gè)斜面上達(dá)到原來(lái)的高度就要通過(guò)更長(zhǎng)的路程，繼續(xù)減小第二個(gè)斜面的傾斜角度，如圖丙，使它最終成為水平面，小球就再也達(dá)不到原來(lái)的高度，而沿水平面以恒定的速度持續(xù)運(yùn)動(dòng)下去．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)雖然是想象中的實(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．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，物體將保持這個(gè)速度一直運(yùn)動(dòng)下去．4．笛卡爾的觀點(diǎn)若沒(méi)有其他原因，運(yùn)動(dòng)物體將繼續(xù)以原來(lái)的速度沿直線運(yùn)動(dòng)，既不會(huì)停下來(lái)，也不會(huì)偏離原來(lái)的方向．笛卡爾補(bǔ)充和完善了伽利略的觀點(diǎn)．【典例1】理想實(shí)驗(yàn)有時(shí)能更深刻地反映自然規(guī)律．伽利略設(shè)想了一個(gè)理想實(shí)驗(yàn)，下面對(duì)如圖所示的斜面實(shí)驗(yàn)的設(shè)想步驟中，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，最后使它變成水平面，小球?qū)⒀厮矫孀龀掷m(xù)的勻速運(yùn)動(dòng)．(1)請(qǐng)將上述理想實(shí)驗(yàn)的設(shè)想步驟按照正確的順序排列________(只要填寫(xiě)序號(hào)即可)．(2)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是推論思路點(diǎn)撥：理想實(shí)驗(yàn)是一種思維活動(dòng)，是抽象思維中設(shè)想出來(lái)的、無(wú)法做到的實(shí)驗(yàn)，但是理想實(shí)驗(yàn)是建立在可靠事實(shí)的基礎(chǔ)上的．[解析]本題考查對(duì)理想斜面實(shí)驗(yàn)的理解．只有②是事實(shí)，其他是推論．(1)排列順序?yàn)棰冖邰佗埽?2)應(yīng)選B．[答案](1)②③①④(2)B對(duì)理想實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)“理想實(shí)驗(yàn)”雖然叫作“實(shí)驗(yàn)”，但它同真實(shí)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)是有區(qū)別的．真實(shí)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)是一種實(shí)踐活動(dòng)，而“理想實(shí)驗(yàn)”則是一種思維的活動(dòng)，前者是可以將猜想通過(guò)物理過(guò)程實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)，后者則是人們?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)”．[跟進(jìn)訓(xùn)練]1．伽利略的理想斜面實(shí)驗(yàn)說(shuō)明()A．力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因B．力是保持物體速度不變的原因C．力是使物體產(chǎn)生加速度的原因D．力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因D[伽利略的理想斜面實(shí)驗(yàn)說(shuō)明力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因，不受外力作用的物體能保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)．力是使物體產(chǎn)生加速度的原因不是由伽利略的斜面實(shí)驗(yàn)得出的．故選項(xiàng)D正確．]考點(diǎn)2牛頓第一定律1．對(duì)牛頓第一定律的理解(1)定性說(shuō)明了力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系：①力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，或者說(shuō)力是產(chǎn)生加速度的原因，而不是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因．②物體不受外力時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)：勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)．(2)揭示了一切物體都具有一種固有屬性——慣性．因此牛頓第一定律也叫慣性定律．2．物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化即物體運(yùn)動(dòng)速度的變化，有以下三種情況(1)速度的方向不變，只有大小改變(物體做直線運(yùn)動(dòng))．(2)速度的大小不變，只有方向改變(物體做曲線運(yùn)動(dòng))．(3)速度的大小和方向同時(shí)發(fā)生改變(物體做曲線運(yùn)動(dòng))．3．注意(1)牛頓第一定律所描述的是物體不受外力作用時(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．【典例2】如圖所示，在一輛表面光滑且足夠長(zhǎng)的小車上，有質(zhì)量為m1和m2的兩個(gè)小球(m1>m2)，兩個(gè)小球隨車一起運(yùn)動(dòng)，當(dāng)車突然停止運(yùn)動(dòng)時(shí)，若不考慮其他阻力，則兩個(gè)小球()A．一定相碰 B．一定不相碰C．不一定相碰 D．無(wú)法確定思路點(diǎn)撥：①小車上表面光滑且足夠長(zhǎng)，說(shuō)明小車停止運(yùn)動(dòng)后，兩小球在水平方向不受外力的作用，且不會(huì)滑離小車．②兩小球隨車一起運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明兩球與小車的速度均相同．B[小車表面光滑，因此兩小球在水平方向上沒(méi)有受到外力的作用．原來(lái)兩個(gè)小球與小車具有相同的速度，當(dāng)車突然停止運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于慣性，兩個(gè)小球的速度不變，所以不會(huì)相碰．故選項(xiàng)B正確．]牛頓第一定律巧應(yīng)用(1)由“因”索“果”：在判斷力與運(yùn)動(dòng)之間的關(guān)系時(shí)，要把握牛頓第一定律的含義，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)狀態(tài)的原因．(2)由“果”索“因”：如果物體的運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)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：一要看物體原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，二要看物體現(xiàn)在的受力情況，最后判斷由于物體具有慣性將會(huì)出現(xiàn)的現(xiàn)象．[跟進(jìn)訓(xùn)練]2．火車在長(zhǎng)直水平軌道上勻速行駛，在門(mén)窗緊閉的車廂內(nèi)，有一個(gè)人豎直向上跳起，發(fā)現(xiàn)仍落回到車上原處，這是因?yàn)?)A．人跳起時(shí)會(huì)得到一個(gè)向前的沖力，使他隨火車一起向前運(yùn)動(dòng)B．人跳起的瞬間，車廂的地板給他一個(gè)向前的力，推動(dòng)他隨火車一起向前運(yùn)動(dòng)C．人跳起后，車在繼續(xù)前進(jìn)，所以人落下后必定偏向后一些，只是由于時(shí)間很短，偏后的距離太小，不明顯而已D．人跳起后直到落地，在水平方向上人和車始終具有相同的速度[答案]D考點(diǎn)3慣性1．慣性的理解(1)慣性是物體保持原狀態(tài)的一種性質(zhì)，是物體維持運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因．(2)一切物體都具有慣性，慣性是物體的固有屬性．2．慣性的表現(xiàn)形式(1)物體不受力時(shí)，慣性表現(xiàn)為保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)．(2)物體受力且合力不為零時(shí)，物體仍然具有慣性，此時(shí)慣性表現(xiàn)為物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的難易程度，慣性越大，物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越難改變．3．幾個(gè)關(guān)系(1)慣性與質(zhì)量的關(guān)系：質(zhì)量是物體慣性大小的唯一量度，質(zhì)量越大，慣性越大．(2)慣性與力的關(guān)系：慣性不是力，而是物體本身固有的一種性質(zhì)，慣性大小與物體的受力情況無(wú)關(guān)．(3)慣性與速度：一切物體都有慣性，慣性大小與物體是否有速度及速度的大小無(wú)關(guān)．(4)慣性與慣性定律：慣性是物體具有的一種固有屬性，慣性定律是物體不受外力時(shí)所遵循的一條規(guī)律，慣性不同于規(guī)律．慣性定律揭示了物體的慣性．【典例3】關(guān)于慣性，下列說(shuō)法中正確的是()A．同一汽車，速度越快，越難剎車，說(shuō)明物體速度越大，慣性越大B．物體只有靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)才有慣性C．乒乓球可以快速扣殺是因?yàn)槠古仪虻膽T性小D．已知月球上的重力加速度是地球上的eq\f(1,6)，故一個(gè)物體從地球移到月球慣性減小為eq\f(1,6)思路點(diǎn)撥：慣性只與質(zhì)量有關(guān)，與速度、重力等均無(wú)關(guān)．C[物體的慣性大小與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)，只與物體的質(zhì)量有關(guān)，所以慣性與速度的大小無(wú)關(guān)，故選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；乒乓球可以快速扣殺，是因?yàn)槠古仪虻馁|(zhì)量小，所以它的慣性小，故選項(xiàng)C正確；在月球上和在地球上，重力加速度的大小不一樣，所以受到的重力的大小也就不一樣，但質(zhì)量不變，慣性也不變，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤．]慣性的特性(1)普遍性：一切物體都有慣性．(2)唯一性：質(zhì)量是慣性大小的唯一量度．(3)無(wú)關(guān)性：慣性大小與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)，與受力情況及所處位置無(wú)關(guān)．[跟進(jìn)訓(xùn)練]3．佳琪同學(xué)在乘坐公交車時(shí)，遭遇了如圖所示的情況．報(bào)紙對(duì)此事進(jìn)行了相關(guān)報(bào)道(如表所示)．請(qǐng)你根據(jù)所學(xué)知識(shí)回答下列問(wèn)題．遇險(xiǎn)情急剎車乘客受傷本報(bào)訊今天清晨6：30,21路公交車在行駛途中遇險(xiǎn)，司機(jī)緊急剎車，有三名站在后排的乘客由于突然剎車失去慣性向前急沖而受傷……(1)分析此時(shí)公交車的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，并解釋產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因．(2)指出這則報(bào)道中的錯(cuò)誤之處．[解析](1)當(dāng)車突然剎車減速或向后倒車時(shí)，人的下半身隨車一起運(yùn)動(dòng)，狀態(tài)發(fā)生改變，人的上半身因?yàn)閼T性保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)而身體前傾，公交車的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是：公交車突然剎車或突然減速；報(bào)道所指現(xiàn)象的原因是：慣性．(2)當(dāng)公交車突然剎車時(shí)，公交車和乘客的腳同時(shí)受到阻力的作用而停止運(yùn)動(dòng)，而乘客的上半身因?yàn)閼T性繼續(xù)保持向前的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)而向前傾倒；慣性是物體的固有屬性，取決于物體的質(zhì)量，與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)，報(bào)道中的“突然失去慣性”說(shuō)法是錯(cuò)誤的．[答案](1)公交車的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是：公交車突然剎車或突然減速；出現(xiàn)報(bào)道所指現(xiàn)象的原因是：慣性．(2)報(bào)道中的錯(cuò)誤是“突然剎車失去慣性”．1．關(guān)于力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，下列說(shuō)法正確的是()A．物體受力才會(huì)運(yùn)動(dòng)B．力是使物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變的原因C．停止用力，運(yùn)動(dòng)的物體就會(huì)停止D．力是使物體保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因B[由牛頓第一定律可知，力的作用不是使物體運(yùn)動(dòng)，而是使物體改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，如果物體原來(lái)是運(yùn)動(dòng)的，不受力將永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去，即物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來(lái)維持，選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤，B正確；物體保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，是物體不受力或所受合外力為零時(shí)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，并不是力作用的結(jié)果，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．]2．下列關(guān)于慣性的說(shuō)法正確的是()A．空間站中的物體由于處于失重狀態(tài)會(huì)失去慣性B．羽毛球可以快速扣殺，是因?yàn)橛鹈驊T性小C．靜止的火車啟動(dòng)十分緩慢，說(shuō)明火車靜止時(shí)慣性較大D．從高處下落的玻璃杯比從低處下落的玻璃杯容易碎，是因?yàn)榍罢邞T性比較大B[慣性是物體的固有屬性，在任何情況下都有慣性，失重時(shí)也有慣性，故A錯(cuò)誤；物體的慣性只與物體的質(zhì)量有關(guān)，羽毛球的質(zhì)量小，慣性小，容易扣殺，故B正確；慣性與速度無(wú)關(guān)，故C錯(cuò)誤；慣性與物體所處的位置高度無(wú)關(guān)，故D錯(cuò)誤．]3．關(guān)于牛頓第一定律，下列說(shuō)法正確的是()A．牛頓第一定律是依靠實(shí)驗(yàn)事實(shí)，直接歸納總結(jié)得出的B．根據(jù)牛頓第一定律可知，力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因C．慣性是物體的固有屬性，物體的質(zhì)量越大，慣性越大D．物體保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)有慣性，加速時(shí)沒(méi)有慣性[答案]C4．如圖所示是一種汽車安全帶控制裝置．當(dāng)汽車處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，擺錘豎直懸掛，鎖棒水平，棘輪可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)，安全帶能被拉動(dòng)