新教材2023年秋高中物理第4章運動和力的關系第1節(jié)牛頓第一定律學生用書無答案新人教版必修第一冊

第1節(jié)牛頓第一定律學習任務1．了解伽利略關于運動和力的關系的認識，體會伽利略的研究方法。2．能準確敘述牛頓第一定律的內容，并用來解釋生活中的常見問題。3．知道慣性的概念，知道質量是物體慣性大小的量度。理想實驗的魅力1．亞里士多德的觀點：必須______________，物體才能運動；沒有力的作用，物體就要____________。2．伽利略的理想實驗(1)斜面實驗：如圖所示，讓一個小球沿斜面從靜止狀態(tài)開始運動，小球將“沖”上另一個斜面，如果沒有摩擦，小球將到達____________。如果第二個斜面的傾角減小，小球仍將到達原來的________，但是運動的距離________，當?shù)诙€斜面最終變?yōu)樗矫鏁r，小球要到達原有高度將____________。(2)推理結論：力________(選填“是”或“不是”)維持物體運動的原因。3．笛卡兒的觀點：如果運動中的物體沒有受到力的作用，它將繼續(xù)以__________沿__________運動，既不會停下來，也不會偏離原來的方向。在伽利略的斜面實驗的各個過程中(如圖所示)。問題1上述實驗中哪些可以通過實驗完成？問題2上述實驗中哪些是推理得出的？1．理想實驗的推論一切運動著的物體在沒有受到外力的時候，它的速度將保持不變，并且一直運動下去。2．理想實驗的意義(1)伽利略用“實驗和科學推理”的方法推翻了亞里士多德的觀點。(2)第一次確立了物理實驗在物理學研究中的基礎地位。(3)揭示了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。(4)“理想實驗”的研究方法在自然科學的理論研究中有著重要的作用。但是，“理想實驗”的方法也有其一定的局限性，由“理想實驗”所得出的任何推論，都必須由觀察或實驗的結果來檢驗?！镜淅?】理想實驗是科學研究中的一種重要方法，它把可靠的事實和合理的推論結合起來，可以深刻地揭示自然規(guī)律。關于伽利略的理想實驗，下列說法正確的是()A．只要接觸面“相當光滑”，物體在水平面上就能勻速運動下去B．這個實驗實際上是永遠無法做到的C．利用氣墊導軌，就能使實驗成功D．要使物體運動就必須有力的作用，沒有力的作用物體就靜止[聽課記錄][跟進訓練]1．(2022·黑龍江哈爾濱三中高一階段檢測)墨子是春秋戰(zhàn)國時期著名的思想家，墨家的著作《墨經(jīng)》中寫道：“力，刑之所以奮也?！薄靶獭蓖靶巍保次矬w；“奮”，意思是“(物體)動也”，即開始運動或者運動加快。這句話的意思就是“力能使物體由靜止開始運動，或者使運動的物體運動得越來越快”。對墨子這句關于力和運動的理解，下列說法正確的是()A．墨子的觀點與亞里士多德關于力和運動的觀點基本相同B．力是維持物體運動的原因C．力是改變物體運動狀態(tài)的原因D．當物體不受力時，物體將停止運動牛頓第一定律1．牛頓第一定律的內容：一切物體總保持________________狀態(tài)或________狀態(tài)，除非作用在它上面的力________________這種狀態(tài)。2．慣性(1)物體保持原來____________狀態(tài)或________狀態(tài)的性質叫作慣性。牛頓第一定律也被叫作________定律。(2)慣性是物體的________屬性，一切物體都具有慣性。如圖所示是冰壺在冰面上運動的情景。冰壺比賽過程中，運動員在冰壺前面擦掃冰面，可以使表面冰層融化，形成一層薄薄的水膜，而水膜的阻力比冰面要小，所以冰壺可以滑行得更遠。問題1圖中的冰壺為什么會停下來？這說明了什么問題？問題2試猜想如果冰壺不受外力作用將處于什么狀態(tài)？問題3從(1)、(2)兩個問題中，我們能得到什么結論？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)”，表明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。【典例2】如圖所示，在一輛表面光滑且足夠長的小車上，有質量為m1和m2的兩個小球(m1>m2)，兩個小球隨車一起運動，當車突然停止運動時，若不考慮其他阻力，則兩個小球()A．一定相碰 B．一定不相碰C．不一定相碰 D．無法確定[思路點撥]①小車表面光滑且不考慮其他阻力說明小球在水平方向上不受力的作用。②兩小球隨車一起運動說明兩小球速度相同。[聽課記錄]力和運動的關系(1)力的作用效果是使物體發(fā)生形變或運動狀態(tài)發(fā)生改變，而運動狀態(tài)的改變就意味著物體的速度發(fā)生了改變，物體具有加速度，因此，力是使物體產(chǎn)生加速度的原因。(2)力是改變物體運動狀態(tài)的原因，因此，物體運動狀態(tài)發(fā)生改變時必定受到不為零的外力作用。[跟進訓練]2．(多選)關于牛頓第一定律的理解正確的是()A．牛頓第一定律反映了物體不受外力作用時的運動規(guī)律B．不受外力作用時，物體的運動狀態(tài)保持不變C．在水平地面上滑動的木塊最終停下來，是由于沒有外力維持木塊的運動D．奔跑的運動員遇到障礙而被絆倒，是因為他受到外力作用迫使他改變原來的運動狀態(tài)3．在勻速行駛的火車車廂內，有一人從B點正上方相對車廂靜止釋放一個小球，不計空氣阻力，則小球()A．可能落在A處 B．一定落在B處C．可能落在C處 D．以上都有可能慣性與質量1．描述物體慣性的物理量是它的________。________大的物體慣性大。2．質量：只有________，沒有________，是________。在國際單位制中，質量的單位是________，符號為kg。如圖所示，是公交車上的兩種常見現(xiàn)象。問題1根據(jù)生活經(jīng)驗分辨上面兩幅圖片中哪個是剎車哪個是啟動呢？問題2你能否用物理知識解釋一下為什么出現(xiàn)這種現(xiàn)象嗎？問題3汽車的速度越大，剎車時上述現(xiàn)象越明顯，這能說明速度越大慣性越大嗎？1．對慣性的理解(1)慣性是物體保持原來運動狀態(tài)的一種性質，是物體維持運動狀態(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，慣性表現(xiàn)為保持原來的運動狀態(tài)。(2)物體受力且合力不為零時，物體仍然具有慣性，此時慣性表現(xiàn)為物體運動狀態(tài)改變的難易程度，慣性越大，物體運動狀態(tài)越難改變。3．四個關系(1)慣性與質量的關系：質量是物體慣性大小的唯一量度，質量越大，慣性越大。(2)慣性與力的關系：慣性不是力，而是物體本身固有的一種性質，慣性大小與物體的受力情況無關。(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關。(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所遵循的一條規(guī)律，屬性不同于規(guī)律。慣性定律揭示了物體的慣性?！镜淅?】如圖所示是一種汽車安全帶控制裝置示意圖。當汽車處于靜止或勻速直線運動時，擺錘豎直懸掛，鎖棒水平，棘輪可以自由轉動，安全帶能被拉動。當汽車突然剎車時，擺錘由于慣性繞軸擺動，使得鎖棒鎖定棘輪的轉動，安全帶不能被拉動。若擺錘從圖中實線位置擺到虛線位置，汽車的可能運動方向和運動狀態(tài)是()A．向右行駛、勻速直線運動B．向左行駛、勻速直線運動C．向右行駛、突然剎車D．向左行駛、突然剎車[思路點撥]解答慣性現(xiàn)象的思路(1)明確研究的物體原來處于怎樣的運動狀態(tài)。(2)當外力作用在物體的某一部分時，這一部分運動狀態(tài)的變化情況。(3)明確物體由于慣性要保持怎樣的運動狀態(tài)，然后判斷物體會出現(xiàn)什么現(xiàn)象。[跟進訓練]4．(2022·北京市豐臺區(qū)高一期末)為了車輛的行駛安全，《中華人民共和國道路交通安全法實施條例》中有以下規(guī)定。遵守以下哪條規(guī)定能夠減小突發(fā)事故時車輛及駕乘人員的慣性()A．機動車載物嚴禁超載B．機動車不得超過限速標志標明的最高時速C．飲