2022-2023學(xué)年高一物理同步講義（人教第一冊 ）4.1 牛頓第一定律（學(xué)生版）

第1課牛頓第一定律目標(biāo)導(dǎo)航目標(biāo)導(dǎo)航課程標(biāo)準(zhǔn)課標(biāo)解讀1．知道伽利略的理想實驗及其推理過程，知道理想實驗是科學(xué)研究的重要方法。2．理解牛頓第一定律的內(nèi)容及意義。3．理解慣性的概念，會解釋慣性的有關(guān)現(xiàn)象。4．能夠應(yīng)用牛頓第一定律分析求解問題。1、通過閱讀或者查閱資料等途徑了解牛頓第一定律的發(fā)現(xiàn)過程，體會人類認(rèn)識事物本質(zhì)的曲折過程，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。2、能準(zhǔn)確敘述牛頓第一定律的內(nèi)容，并能對該定律所揭示的運動和力的關(guān)系問題有較深刻的理解。3、了解伽利略關(guān)于運動和力的關(guān)系的認(rèn)識，了解他的理想實驗和相應(yīng)的推理過程，領(lǐng)會實驗加推理的科學(xué)研究方法，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)推理和想象能力。4、能通過實例說明質(zhì)量是物體慣性大小的量度。知識精講知識精講知識點01“運動與力的關(guān)系”的歷史認(rèn)知1.亞里士多德認(rèn)為：必須有，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：讓靜止的小球從第一個斜面滾下，沖上第二個斜面，如果沒有摩擦，小球?qū)⑸仙?減小第二個斜面的傾角，小球滾動的距離增大，但所達(dá)到的高度.當(dāng)?shù)诙€斜面放平，小球?qū)?(2)推理結(jié)論：力(填“是”或“不是”)維持物體運動的原因.實驗事實讓小球沿一個斜面從靜止?jié)L下，小球?qū)L上另一個對接的斜面推理1如果沒有摩擦力，小球?qū)⑸仙皆瓉淼母叨?推理2如果減小第二個斜面的傾斜度，小球會通過更長的路程，仍然可以達(dá)到原來的高度.推理3繼續(xù)減小第二個斜面的傾斜度，使它最終成為水平面，小球就再也達(dá)不到原來的高度，而將沿水平面持續(xù)運動下去.實驗結(jié)論力不是維持物體運動的原因.實驗的意義①伽利略用“實驗+科學(xué)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研究中的基層地位；③揭示了力不是維持物體運動的原因.3.笛卡爾的觀點：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，既不停下來也不偏離原來的方向.【即學(xué)即練1】中國古代科技取得了輝煌的成就，在很多方面走在世界前列．例如春秋戰(zhàn)國時期，墨家的代表人物墨翟在《墨經(jīng)》中，就已對力做了比較科學(xué)的闡述：“力，刑(形)之所以奮也”．這句話的意思是：力能使物體由靜止開始運動，或使運動的物體運動得越來越快．下列說法中，與墨翟對力的闡述最接近的是()A．力是維持物體運動的原因B．力是物體位移變化的原因C．力是物體位置變化的原因D．力是物體運動狀態(tài)改變的原因【即學(xué)即練2】伽利略斜面實驗的“合理外推”示意圖如圖所示，伽利略的成功，不僅在于找出了落體運動的規(guī)律，更重要的是開辟了一條物理學(xué)的研究之路，下列說法正確的是（）A．讓小球在傾角較小的斜面上運動，目的是延長物體的運動時間，加快物體的下落速度B．讓小球在斜面上運動來研究自由落體運動，其實質(zhì)是“放大重力”，減小位移延長時間C．伽利略對落體的研究思路概括如下：發(fā)現(xiàn)問題→提出猜想→數(shù)學(xué)推理→實驗驗證→合理外推→得出結(jié)論D．伽利略把豎直實驗的結(jié)果推廣到斜面情況，是思維方法的一種“升華”，這種方法被稱為“放大法”知識點02牛頓第一定律1.牛頓第一定律(1)內(nèi)容：一切物體總保持狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài).運動狀態(tài)改變即速度發(fā)生變化，有三種情況：(1)速度的方向不變，大小改變.(2)速度的大小不變，方向改變.(3)速度的大小和方向同時發(fā)生改變.(2)意義：①揭示了物體的固有屬性：一切物體都具有，因此牛頓第一定律又被叫作定律；②揭示了運動和力的關(guān)系：力不是物體運動的原因，而是改變物體運動狀態(tài)的原因，即力是產(chǎn)生的原因.=3\*GB3③物體不受外力時的運動狀態(tài)：勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài).=4\*GB3④牛頓第一定律是經(jīng)過科學(xué)抽象、歸納推理總結(jié)出來的.【即學(xué)即練3】我國古代典籍中記錄了很多物理現(xiàn)象和規(guī)律，體現(xiàn)了古人對自然的思考探索。根據(jù)所學(xué)知識分析，下列說法正確的是（）A．“力，刑（形）之所以奮也”，力使物體的運動狀態(tài)發(fā)生了改變，說明力是改變物體運動狀態(tài)的原因B．“強(qiáng)努之末，勢不能穿魯縞也”，說明弓箭的慣性隨速度減小而減小C．“勸登馬力，馬力既竭，辀猶能一取焉”，說明力是維持物體運動的原因，沒有力物體就會停止運動D．“有烏獲之勁而不得人助，不能自舉”，意思是力氣很大的人也不能把自己舉起來，說明一對相互作用力的效果可以相互抵消【即學(xué)即練4】2021年8月8日，東京奧運會閉幕，中國運動健兒們?nèi)〉昧藘?yōu)異的成績，如圖是他們在運動賽場上的一些運動場景。下列有關(guān)說法正確的是（）A．甲圖中舉重運動員比賽時手上會抹些鎂粉，這是為了減小手和桿之間的摩擦B．乙圖中乒乓球運動員把乒乓球用力擊出，球的速度改變，說明力可以改變物體的運動狀態(tài)C．丙圖中運動員賽跑沖過終點后，還會繼續(xù)前行，這是因為運動員受到了慣性的作用D．丁圖中運動員游泳過程中，運動員手對水的作用力和水對手的作用力是一對平衡力知識點03慣性與質(zhì)量1.慣性(1)定義：物體具有保持原來狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì).(2)量度：質(zhì)量是慣性大小的唯一量度，質(zhì)量大的物體慣性，質(zhì)量小的物體慣性.(3)普遍性：慣性是物體的固有屬性，一切物體都具有慣性，與物體的運動情況和受力情況.2.慣性的兩種表現(xiàn)形式(1)物體在不受外力或所受的合外力為零時，慣性表現(xiàn)為使物體保持原來的運動狀態(tài)不變(靜止或勻速直線運動).(2)物體受到外力時，慣性表現(xiàn)為抗拒運動狀態(tài)的改變，慣性大，物體的運動狀態(tài)較難改變；慣性小，物體的運動狀態(tài)較易改變.【即學(xué)即練5】如圖所示，在一輛表面光滑的小車上，有質(zhì)量分別為m1、m2的兩個小球隨車一起勻速運動，當(dāng)車突然停止時，如不考慮其他阻力，設(shè)車足夠長，則()A.若m1<m2，則兩個小球一定相碰B.若m1＝m2，則兩個小球一定相碰C.若m1>m2，則兩個小球一定相碰D.兩個小球一定不相碰能力拓展能力拓展考法01慣性的決定因素及其具體表現(xiàn)【典例1】如圖所示，一個劈形物體A，各面均光滑，放在固定的斜面上，A的上表面水平，在A的上表面上放一光滑的小球B，劈形物體A從靜止開始釋放，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)則曲線D.拋物線考法02應(yīng)用牛頓第一定律分析問題【典例2】在列車的車廂內(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．那么列車可能的運動是()A．先靜止，后向右做加速運動B．先做勻速運動，后做加速運動C．先做勻速運動，后做減速運動D．上述三種情況都有可能分層提分分層提分題組A基礎(chǔ)過關(guān)練1.伽利略對自由落體運動及運動和力的關(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(jìn)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)的實驗為“理想實驗”，通過邏輯推理得出物體的運動需要力來維持2.[多選]在水平的路面上有一輛勻速行駛的小車，車上固定一盛滿水的碗。現(xiàn)突然發(fā)現(xiàn)碗中的水灑出，水灑出的情況如圖所示，則關(guān)于小車在此種情況下的運動，下列敘述正確的是()A．小車勻速向左運動 B．小車可能突然向左加速C．小車可能突然向左減速 D．小車可能突然向右減速3.一汽車在路面情況相同的公路上沿直線行駛，下面關(guān)于車速、慣性、質(zhì)量和滑行路程的討論正確的是()A.車速越大，它的慣性越大B.質(zhì)量越大，它的慣性越大C.車速越大，剎車后滑行的路程越長D.車速越大，剎車后滑行的路程越長，所以慣性越大4.(多選)小軒很喜歡爸爸新買的數(shù)碼照相機(jī)，在旅途中拍下了直線行駛的火車內(nèi)桌面上塑料杯不同瞬間的狀態(tài)，如圖中的甲、乙、丙所示.則下列關(guān)于火車運動狀態(tài)的判斷可能正確的是()A.甲圖中火車在勻速運動，乙圖中火車突然向左加速，丙圖中火車突然向左減速B.甲圖中火車在勻速運動，乙圖中火車突然向右加速，丙圖中火車突然向左加速C.甲圖中火車在勻速運動，乙圖中火車突然向右減速，丙圖中火車突然向右加速D.甲圖中火車在勻速運動，乙圖中火車突然向左加速，丙圖中火車突然向右減速5.關(guān)于物體的慣性，下列說法中正確的是()A．騎自行車的人，上坡前要緊蹬幾下，是為了增大慣性沖上坡B．子彈從槍膛中射出后在空中飛行，速度逐漸減小，因此慣性也減小C．物體慣性的大小，由物體質(zhì)量的大小決定D．物體由靜止開始運動的瞬間，它的慣性最大題組B能力提升練1．(多選)科學(xué)家關(guān)于物體運動的研究對樹立正確的自然觀具有重要作用.下列說法中符合歷史事實的是()A.亞里士多德認(rèn)為，必須有力作用在物體上，物體的運動狀態(tài)才會改變B.伽利略通過“理想實驗”得出結(jié)論：運動必具有一定的速度，如果它不受力，它將以這一速度永遠(yuǎn)運動下去C.笛卡兒指出，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D.牛頓認(rèn)為，物體都具有保持原來勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)2.下列對運動的認(rèn)識不正確的是()A.亞里士多德認(rèn)為物體的自然狀態(tài)是靜止的，只有當(dāng)它受到力的作用才會運動B.伽利略認(rèn)為力不是維持物體速度的原因C.牛頓認(rèn)為力的真正效果總是改變物體的運動狀態(tài)D.伽利略根據(jù)理想實驗推出，如果沒有摩擦，在水平面上的物體，一旦具有某一個速度，將保持這個速度繼續(xù)運動下去3.關(guān)于物體的慣性，以下說法中正確的是()A.物體的運動速度越大，物體越難停下來，說明運動速度大的物體慣性大B.汽車突然減速時，車上的人向前傾，拐彎時人會往外甩，而汽車勻速前進(jìn)時，車上的人感覺平穩(wěn)，說明突然減速和拐彎時人有慣性，勻速運動時沒有慣性C.在同樣大小的力的作用下，運動狀態(tài)越難改變的物體，其慣性一定越大D.在長直水平軌道上勻速運動的火車上，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，這是因為人跳起后，車?yán)^續(xù)向前運動，人落下后必定向后偏些，但因時間太短，偏后距離太小，不明顯而已4..關(guān)于牛頓第一定律，下列說法中錯誤的是()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.牛頓第一定律就是慣性C.不受外力作用時，物體的運動狀態(tài)保持不變是由于物體具有慣性D.物體的運動狀態(tài)發(fā)生變化時，物體必定受到外力的作用題組C培優(yōu)拔尖練1.理想實驗有時更能深刻地反映自然規(guī)律.如圖1所示，伽利略設(shè)想了一個理想實驗，其中有一個是實驗事實，其余是推論.①減小第二個斜面的傾角，小球在這一斜面上仍然要達(dá)到原來的高度；②兩個斜面對接，讓靜止的小球沿一個斜面滾下，小球?qū)L上另一個斜面；③如果沒有摩擦，小球?qū)⑸仙皆瓉磲尫诺母叨?；④繼續(xù)減小第二個斜面的傾角，最后使它成為水平面，小球?qū)⒀厮矫孀龀掷m(xù)的勻速運動.(1)請將上述理想實驗的設(shè)想步驟按照正確的順序排列：____________(填寫序號即可).(2)在上述的設(shè)想步驟中，有的屬于可靠的事實，有的則是理想化的推論.下列關(guān)于事實和推論的分類正確的是()A.①是事實，②③④是推論B.②是事實，①③④是推論C.③是事實，①②④是推論D.④是事實，①②③是推論2．如圖所示，在光滑水平面上有一密閉水箱，其中水的密度為ρ0，A、B、C三個小球的密度分別為ρA>ρ0，ρB=ρ0，ρC<ρ0，均用細(xì)線系在水箱中，開始時水箱靜止，細(xì)線豎直，現(xiàn)用力向右突然拉動水箱的瞬間，則（）A．細(xì)線均豎直B．A線左傾，C線右傾，B線豎直C．細(xì)線均左傾D．A線右傾，C線左傾，B線豎直3.下列說法正確的是()A.劃船時槳向后推水，水就向前推槳，因為水推槳的力大于槳推水的力，船才被推著前進(jìn)B.物體可以不受到重力，所以一切由重力引起的現(xiàn)象都將消失C.人在沿直線加速前進(jìn)的車廂內(nèi)，豎直向上跳起后，將落在起跳點的后方D.物體的運動與外界的推、拉等行為相聯(lián)系，如果不再推、拉，原來的運動將停下來，這說明必須有力作用，物體才能運動4