初升高物理暑假預(yù)習(xí)課（人教版）4.1 牛頓第一定律（講義）（學(xué)生版）

4.1牛頓第一定律——劃重點之初升高暑假預(yù)習(xí)強化精細講義知識點1：理想實驗的魅力1.歷史上關(guān)于力與運動的關(guān)系的認識代表人物對力和運動關(guān)系的看法研究方法局限性必須有力作用在物體上，物體才能運動；沒有力的作用，物體就會停下來，即力是維持物體運動的原因基于生活經(jīng)驗得來亞里士多徳沒有對觀察到的物理現(xiàn)象進行深入的分析.只看到對物體施加的推力，而未考慮到運動的物體之所以會停下，是因為受到摩擦阻力等作用如果沒有摩擦阻力，運動的物體將保持某個速度一直運動下去，即力不是維持物體運動的原因(理想實驗)實驗+邏輯推理伽利略理想斜面實驗的實驗事實、設(shè)計思路、科學(xué)推論這一思維過程，雖不同于科學(xué)實臉.但仍能解釋力與運動的關(guān)系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數(shù)學(xué)演繹法笛卡兒強調(diào)了伽利略沒有明確表述的慣性運動的直線性維持運動需要力嗎？你一定有過這樣的生活經(jīng)驗：在平地上騎自行車的時候,即使不踩踏板，車也會前進一段距離，但因為沒有繼續(xù)用力，它最終還是要停下來.但物體的運動并不需要力來維持，運動之所以會停下來，是因為受到了摩擦阻力。2.伽利略的理想斜面實驗(1)事實:AB、BC是兩個對接的斜面，讓小球從M斜面上某高度處由靜止?jié)L下。小球?qū)L上BC斜面，所達到的高度略低于在AB上釋放時的高度。（2）推理1：如果斜面光滑，小球?qū)⑸仙皆瓉頁穹艜r的高度.推理2：減小右側(cè)斜面的傾角(如BD、BE)，小球在這個斜面上仍將達到同一高度，但這時它要運動得遠些。推理3：繼續(xù)減小右側(cè)斜面的傾角，最后變成水平面(如BF)，小球無法到達釋放時的高度，將以恒定的速率永遠運動下去。（3）結(jié)論:物體的運動不需要力來維持。3.伽利略的思想方法與意義伽利略用“實驗+邏輯推理”的方法推翻了亞里士多德的觀點，揭示了力不是維持物體運動的原因，確立了物理實驗在研究中的基礎(chǔ)地位，在自然科學(xué)的理論研究中的重要地位，但也有局限性。理想實驗的魅力（1）談“理想”：①接觸面不可能絕對光滑；②水平面不可能做得無限長.（2）談“實驗"：理論實驗,非真實的科學(xué)實驗。（3）談“魅力”：伽利略"理想實驗”的卓越之處不是實驗本身，而是實驗所使用的獨特方法，在實驗事實的基礎(chǔ)上，進行合理外推。知識點2：牛頓第一定律(慣性定律)1.內(nèi)容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)。牛頓第一定律表明，物體具有保持原來靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)的性質(zhì),我們把這個性質(zhì)稱為慣性.牛頓第一定律也叫慣性定律。（1）對牛頓第一定律中“除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)”的理解，這句話揭示了運動和力的關(guān)系，糾正了“力是維持物體運動的原因”的錯誤觀點，明確指出了力是改變物體運動狀態(tài)的原因，進而說明了力是產(chǎn)生加速度的原因。（2）物體的運動狀態(tài)改變，即物體的速度發(fā)生改變.運動狀態(tài)變化有以下三種情況：①速度方向不變，大小改變;②速度大小不變，方向改變;③速度大小和方向均改變。2.成立條件牛頓第一定律只適用于慣性系。在有些參考系中，不受力的物體會保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動的狀態(tài)，這樣的參考系叫作慣性參考系，簡稱慣性系。例如，研究地面上的物體時，一般把地面看成慣性系，相對地面靜止或做勻速直線運動的參考系，也可以看成慣性系。慣性系與非慣性系火車沿平直軌道勻速運動時，可將火車看成慣性系來研究火車內(nèi)其他物體的運動。以加速運動的火車為參考系，原來靜止在火車內(nèi)光滑水平桌面上的物體會相對火車向后做加速運動，但物體在水平方向上并沒有受力，因此牛頓第一定律并不成立，這樣的參考系稱為非慣性系。知識點3：慣性與質(zhì)量 1.慣性物體這種保持原來勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質(zhì)叫作慣性。慣性是牛頓第一定律的表現(xiàn)方式，“一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)”揭示了物體的一個固有屬性--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(zhì)。牛頓第一定律指出一切物體在任何情況下都具有慣性。2.慣性的具體表現(xiàn)形式物體的慣性總是以保持“原狀”或反抗“改變”兩種形式表現(xiàn)出來。(1)當物體不受外力或者所受合外力為零時，慣性表現(xiàn)為保持原來的運動狀態(tài)不變：原來靜止的物體保持靜止，原來運動的物體保持原來的速度繼續(xù)運動。例如，冰壺在冰面運動時，可以在較長時間內(nèi)保持運動速度的大小和方向不變。(2)當物體受到外力作用時，慣性表現(xiàn)為改變物體運動狀態(tài)的難易程度,物體的慣性越大，它的運動狀態(tài)越難改變。例如，靜止的籃球比靜止的汽車更容易運動起來。3.慣性的量度(1)質(zhì)量是物體慣性大小的唯一量度，等價于改變物體運動狀態(tài)的難易程度。質(zhì)量越大，慣性越大;慣性越大，運動狀態(tài)越難改變。(2)慣性與物體的運動狀態(tài)、受力情況、所處位置等其他因素均無關(guān)。例如，同樣一輛汽車,停在車庫時與在高速公路上行駛時，運動狀態(tài)、受力情況及所處位置均發(fā)生了變化，但質(zhì)量不變，慣性就不變。對慣性的理解（1）慣性與力無關(guān):慣性不是力，不能說“物體受到慣性作用”“產(chǎn)生了慣性”“受到慣性力”“克服慣性”等.（2）慣性與速度無關(guān):慣性的大小只由物體的質(zhì)量決定，與其他因素無關(guān).切勿認為物體的速度越大，慣性越大，也不要認為運動的物體有慣性，靜止的物體沒有慣性。（3）慣性不同于慣性定律:慣性是物體本身具有的屬性，無條件;慣性定律是一條規(guī)律，揭示了物體不受外力時的運動狀態(tài)，“不受外力”是先決條件。（4）“力”與“慣性”的不同力是改變物體運動狀態(tài)的原因，即力越大,運動狀態(tài)越易改變；慣性是維持物體運動狀態(tài)的原因，即慣性越大,運動狀態(tài)越難改變。一、單選題1．關(guān)于慣性的下列說法，正確的是（）A．球由靜止釋放后加速下落，說明力改變了慣性B．物體隨著“神舟十一號”飛船進入太空，其慣性將消失C．投擲出去的標槍靠慣性向遠處運動D．物體沿水平面滑動，速度越大滑行的時間越長，說明速度大慣性就大2．伽利略曾用如圖甲所示的“理想實驗”研究力與運動的關(guān)系，用圖乙所示的實驗研究自由落體運動．下列說法正確的是（）A．圖甲中，完全沒有摩擦阻力的斜面實際存在，因此該實驗可實際完成B．圖甲實驗中，通過邏輯推理得出物體的運動需要力來維持C．圖乙實驗直接驗證了自由落體運動的速度是均勻變化的D．圖乙實驗中，運用斜面“沖淡”了重力的作用，使運動時間變長，便于測量3．針對伽利略對自由落體運動的研究內(nèi)容及過程，有以下敘述：①伽利略借助數(shù)學(xué)知識和實驗現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)，如果速度與位移成正比，將會得到錯誤的結(jié)論；②伽利略通過邏輯推理得出亞里士多德的結(jié)論是錯誤的；③伽利略做了大膽的猜想：落體運動應(yīng)該是一種簡單的運動，落體的速度與時間或位移成正比；④伽利略通過銅球沿阻力很小的斜面滾下這一嚴謹求實的實驗測定，得出只要傾角一定，銅球的加速度不變，他進一步設(shè)想當傾角為時，運動變?yōu)樽杂陕潴w，其性質(zhì)不變，且所有物體下落的加速度都一樣。根據(jù)伽利略研究的真實過程，請做出科學(xué)合理的排序，你認為正確的是（）A．①②③④ B．①③②④ C．②①③④ D．②③①④4．大型油罐車內(nèi)的油在運輸過程中極易發(fā)生涌動（如圖1），為了防止油涌動導(dǎo)致車體重心急劇變化的危害，在油罐車內(nèi)部設(shè)置了一些固定擋板（如圖2）。則下列說法正確的是（）A．油罐車向前啟動時，由于慣性，油罐內(nèi)的油將向前涌動B．油罐車內(nèi)設(shè)置擋板，減小了油罐內(nèi)的油的慣性C．油罐車在變速行駛過程中容易涌動，是油罐內(nèi)的油慣性不斷變化引起的D．油罐車在平直道路上勻速前進時，即使沒有擋板油也幾乎不會涌動5．質(zhì)量分別為m1、m2的兩個物體甲與乙放在表面光滑且足夠長的木板上，隨木板一起以水平向右的相同速度沿同一直線做勻速直線運動，當木板突然停止時，以下說法正確的是（）A．若m1>m2，甲將與乙發(fā)生碰撞B．若m1<m2，甲將與乙發(fā)生碰撞C．保有當m1=m2，甲與乙才不會碰撞D．無論甲與乙的質(zhì)量有關(guān)系如何，它們始終不會碰撞6．如圖所示，楔形物體的各表面光滑，上表面水平，放在固定的斜面上。在的水平上表面放一光滑小球，后釋放，則小球在碰到斜面前的運動軌跡是（）A．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．拋物線二、多選題7．伽利略對“自由落體運動”和“運動和力的關(guān)系”的研究，開創(chuàng)了科學(xué)實驗和邏輯推理相結(jié)合的重要科學(xué)研究方法。圖（a）、（b）分別表示這兩項研究中實驗和邏輯推理的過程，對這兩項研究，下列說法正確的是（）A．圖（a）通過對自由落體運動的研究，合理外推得出小球在斜面上做勻變速運動B．圖（a）中先在傾角較小的斜面上進行實驗，可“沖淡”重力，使時間測量更容易C．圖（b）中完全沒有摩擦阻力的斜面是實際存在的，實驗可實際完成D．圖（b）伽利略通過邏輯推理得出物體的運動不需要力來維持8．在火車的車廂內(nèi)，有一個自來水龍頭C，第一段時間內(nèi)，水滴落在水龍頭的正下方B點，第二段時間內(nèi)，水滴落在B點的右方A點，如圖所示，那么火車可能的運動是（）

A．先靜止，后向右做加速運動B．先靜止，后向右做減速運動C．先做勻速運動，后向右做加速運動D．先做勻速運動，后向右做減速運動9．伽利略在研究自由落體運動時，設(shè)計了如圖所示的斜面實驗，下列關(guān)于這個實驗的說法正確的是（）A．伽利略認為小球沿斜面的運動是自由落體運動B．伽利略讓小球從斜面上滾下來用來“沖淡”重力C．斜面傾角一定時，讓小球從斜面上靜止?jié)L下，測得，說明小球做勻變速運動D．伽利略將實驗和邏輯推理結(jié)合起來，推出自由落體運動是勻變速運動三、實驗題10．理想實驗有時更能深刻地反映自然規(guī)律，如圖所示，伽利略設(shè)計了一個理想實驗：①如果沒有摩擦，小球?qū)⑸仙皆瓉淼母叨娶诶^續(xù)減小右邊斜面的傾角，最后使它成為水平面，小球要沿水平面做勻速直線運動③減小右邊斜面的傾角，小球在這斜