4.1牛顿第一定律 学案-2021年粤教版(新教材)物理必修第一册
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1、第一节第一节 牛顿第一定律牛顿第一定律 学习目标 1.知道伽利略的理想斜面实验及其推理过程,知道理想实验是科学研究的重要方法.2.理解牛顿 第一定律的内容及意义.3.明确惯性的概念,知道质量是惯性大小的唯一量度. 一、亚里士多德的观点 亚里士多德认为:有力作用在物体上,物体才运动;撤掉力,运动就停止.维持物体运动需要力. 二、伽利略的探索 1.理想斜面实验 图 1 (1)理想斜面实验:如图 1 所示,让小球从斜面某一高度由静止释放,小球将滚上另一个斜面.如果没有摩擦 力,这个小球将达到与原来同样的高度.如果减小斜面的倾角,小球经过的路程就会越来越长,但仍能到达 原来的高度.如果斜面变成水平面,
2、小球将无法达到原来的高度,只能以恒定的速度一直运动下去. (2)结论:物体的运动不需要力来维持. 2.理想实验:伽利略设计的斜面实验虽然是想象中的实验,但它建立在可靠事实的基础上.理想实验是科学 研究中一种重要方法. 三、笛卡尔的补充 笛卡尔认为:如果没有其他原因,运动的物体将继续以同一速度沿着一条直线运动,既不会停下来,也不 会偏离原来的方向. 四、牛顿的总结 1.牛顿第一定律的内容:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为 止. 2.惯性 (1)物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质叫作惯性.牛顿第一定律也叫作惯性定律. (2)惯性是物体的固有属性
3、,一切物体都具有惯性. 3.惯性与质量 物体惯性大小仅与质量有关,质量是物体惯性大小的唯一量度,惯性大小与物体是否运动、运动快慢等因 素均无关. 1.判断下列说法的正误. (1)伽利略的理想实验是永远无法做到的.( ) (2)伽利略的理想实验说明了力是维持物体运动的原因.( ) (3)由牛顿第一定律可知,做加速直线运动的物体所受外力全部消失时,物体立刻静止.( ) (4)物体从竖直向上运动的气球上掉落后,立即向下运动.( ) (5)速度越大,物体的惯性越大.( ) (6)受力越大,物体的惯性越大.( ) 2.前进中的大巴车突然刹车时,乘客向 (选填“前”或“后”)倾倒;在匀速直线运动的火车上竖
4、直 跳起,人会落在 (选填“原来位置”“原位置前”或“原位置后”). 答案 前 原来位置 一、伽利略理想实验 导学探究 在伽利略的理想斜面实验的各个过程中(如图 2 所示),哪些可以通过实验完成?哪些是推理得 出的? 图 2 答案 小球由静止状态从斜面上滚下,可以滚上另一斜面,是实验事实,可以通过实验完成,其余各个结 论都是由推理得出的,不可以用实验完成. 知识深化 1.理想实验的推论 一切运动着的物体在没有受到外力的时候,它的速度将保持不变,并且一直运动下去. 2.理想实验的意义 (1)伽利略理想实验是以可靠的实验事实为基础,经过抽象思维,抓住主要因素,忽略次要因素,从而更深 刻地揭示了自然
5、规律. (2)伽利略理想实验是把实验和逻辑推理相结合的一种科学研究方法. 理想实验有时更能深刻地反映自然规律.如图 3 所示,伽利略设想了一个理想实验,其中有一个是实 验事实,其余是推论. 图 3 减小第二个斜面的倾角,小球在这一斜面上仍然要达到原来的高度; 两个斜面对接,让静止的小球沿一个斜面滚下,小球将滚上另一个斜面; 如果没有摩擦,小球将上升到原来释放的高度; 继续减小第二个斜面的倾角,最后使它成为水平面,小球将沿水平面做持续的匀速运动. (1)请将上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列: (填数字序号). (2)在上述的设想步骤中,有的属于可靠的事实,有的则是理想化的推论.下列关于事
6、实和推论的分类正确的 是 (填选项前的字母). A.是事实,是推论 B.是事实,是推论 C.是事实,是推论 D.是事实,是推论 答案 (1) (2)B 针对训练 1 (多选)理想实验是科学研究中的一种重要方法,它把可靠的事实和合理的推论结合起来,可以 深刻地揭示自然规律.关于伽利略的理想实验,下列说法正确的是( ) A.只要接触面足够光滑,物体在水平面上就能一直匀速运动下去 B.这个实验实际上是永远无法做到的 C.利用气垫导轨,就能使实验成功 D.虽然是想象中的实验,但它是建立在可靠事实的基础上的 答案 ABD 二、牛顿第一定律 导学探究 如图 4 所示是冰壶在冰面上的运动情景.冰壶比赛过程中
7、,运动员在冰壶前面擦扫冰面,可以使 表面冰层融化,形成一层薄薄的水膜,而水膜的阻力比冰面要小,所以冰壶可以滑行得更远. 图 4 (1)图中的冰壶为什么会停下来?这说明了什么问题? (2)试猜想如果冰壶不受外力作用将处于什么状态? (3)从(1)、(2)两个问题中,我们能得到什么结论? 答案 (1)冰壶停下来是因为受到了冰面的摩擦力的作用.说明力是改变物体运动状态的原因. (2)冰壶原来静止,不受外力作用时,仍然静止;冰壶原来运动,不受外力作用时将保持匀速直线运动状态. (3)物体不受外力作用或所受合力为零时,总保持静止或匀速直线运动状态. 知识深化 1.运动状态改变即速度发生变化,有三种情况
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