2019人教版高中物理必修1《4.1 牛顿第一定律》学案（含解析）

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1、1牛顿第一定律学科素养与目标要求物理观念：1.知道伽利略的理想实验及其推理过程，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，会解释与惯性有关的现象一、理想实验的魅力1亚里士多德认为：必须有力作用在物体上，物体才能运动；没有力的作用，物体就要静止在一个地方2伽利略的理想实验(1)斜面实验：如图1所示，让静止的小球从第一个斜面滚下，冲上第二个斜面，如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度减小第二个斜面的倾角，小球滚动的距离增大，但所达到的高度相同当第二个斜面放平，小球将永远运动下去图1(2)推理结论：力不是(填“是”或“不是”)维持物体运动的原因3笛卡

2、儿的观点：如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动，既不停下来也不偏离原来的方向二、牛顿物理学的基石惯性定律1牛顿第一定律：内容：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态2惯性：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惯性牛顿第一定律也叫做惯性定律三、惯性与质量描述物体惯性的物理量是它们的质量，质量是物体惯性大小的唯一量度判断下列说法的正误(1)伽利略的理想实验说明力是维持物体运动的原因()(2)力不是维持物体运动的原因，而是使物体运动状态改变的原因()(3)物体只有处于静止状态或匀速直线运动状态时才有惯性()(4)物

3、体运动速度越大，越难停下，其惯性越大()(5)力可以改变物体的运动状态，但无法改变物体的惯性大小()一、对伽利略理想斜面实验的理解1理想斜面实验(1)事实：如图2所示，AB、BC是两个对接的斜面，让小球从AB斜面上某高度处由静止滚下，小球将滚上BC斜面，所达到的高度略低于在AB上释放时的高度图2(2)推理1：如果斜面光滑，小球将上升到原来释放时的高度推理2：减小右侧斜面的倾角(如BD、BE)，小球在这个斜面上仍将达到同一高度，但这时它要运动得远些推理3：继续减小右侧斜面的倾角，最后变成水平面(如BF)，小球无法达到释放时的高度，将以恒定的速率永远运动下去(3)理想实验推论：一切运动着的物体在没

4、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：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规律伽利略的研究方法的核心是把实验和逻辑推理相结合例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，但它是建立在可靠的实验基础上的答案ABD解析只要接触面有摩擦力，物体就不会永远匀速运动下去

5、，而实际的接触面不可能达到理想状态的光滑；伽利略的理想实验是在可靠的事实基础上的合理推理，故选项C错误，A、B、D正确二、对牛顿第一定律的理解(1)日常生活中，我们有这样的经验：马拉车，车就前进，停止用力，车就停下来，是否有力作用在物体上物体才能运动呢？马不拉车时，车为什么会停下来呢？(2)如果没有摩擦阻力，也不受其他任何力的作用，水平面上运动的物体的运动状态会改变吗？答案(1)不是因为受到阻力的作用(2)如果没有摩擦阻力，也不受其他任何力的作用，水平面上运动的物体将保持这个速度沿直线永远运动下去1运动状态改变即速度发生变化，有三种情况：(1)速度的方向不变，大小改变(2)速度的大小不变，方向

6、改变(3)速度的大小和方向同时发生改变2对牛顿第一定律的理解(1)定性说明了力和运动的关系：力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动的原因物体不受外力时的运动状态：匀速直线运动状态或静止状态(2)揭示了一切物体都具有的一种固有属性惯性因此牛顿第一定律也叫惯性定律(3)牛顿第一定律是牛顿在总结前人工作的基础上得出的，是在理想实验的基础上加以科学推理和抽象得到的，但其得到的一切结论经过实践证明都是正确的(4)牛顿第一定律无法用实验直接验证它所描述的是一种理想状态，即不受外力的状态例2关于牛顿第一定律，下列说法中错误的是()A牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时的运动规律B牛顿第一定律就是惯性

7、C不受外力作用时，物体的运动状态保持不变是由于物体具有惯性D物体的运动状态发生变化时，物体必定受到外力的作用答案B解析牛顿第一定律的含义：不受力时物体将保持静止状态或匀速直线运动状态，这是由于一切物体都具有惯性；受到力的作用时物体的运动状态就要发生变化，从而揭示出力是改变物体运动状态的原因，指出了物体在不受力时的运动状态，故选项A、C、D正确；牛顿第一定律并不是惯性，惯性是物体的一种性质，而牛顿第一定律是物体的运动规律，两者是不同的概念，不可混为一谈，选项B错误针对训练1关于牛顿第一定律的说法中正确的是()A由牛顿第一定律可知，物体在任何情况下始终处于静止状态或匀速直线运动状态B牛顿第一定律既

8、揭示了物体保持原有运动状态的原因，又揭示了运动状态改变的原因C牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时的运动规律，因此物体在不受力时才有惯性D牛顿第一定律只是反映惯性大小的，因此也叫惯性定律答案B三、惯性的理解和应用(1)自行车比赛中，高速行进的自行车受到障碍物阻碍，人会向哪倒地？这是什么原因造成的？(2)“同一物体在地球上的重力比在月球上大，所以物体在地球上的惯性比在月球上的大”，这种说法对吗？为什么？答案(1)向前这是因为人具有惯性(2)不对惯性只与质量大小有关，与位置无关虽然物体在地球上的重力比在月球上大，但物体的质量不变，即惯性不变1惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性2物体惯性的大小

9、由质量决定，与物体的运动状态无关，与是否受力无关，与物体的速度大小无关3惯性的表现(1)在不受力的条件下，惯性表现出“保持”原来的运动状态，有“惰性”的意思(2)在受力的条件下，惯性表现为运动状态改变的难易程度质量越大，惯性越大，运动状态越难改变例3关于物体的惯性，以下说法中正确的是()A物体的运动速度越大，物体越难停下来，说明运动速度大的物体惯性大B汽车突然减速时，车上的人向前倾，拐弯时人会往外甩，而汽车匀速前进时，车上的人感觉平稳，说明突然减速和拐弯时人有惯性，匀速运动时没有惯性C在同样大小的力的作用下，运动状态越难改变的物体，其惯性一定越大D在长直水平轨道上匀速运动的火车上，门窗紧闭的车

10、厢内有一人向上跳起后，发现落回原处，这是因为人跳起后，车继续向前运动，人落下后必定向后偏些，但因时间太短，偏后距离太小，不明显而已答案C解析物体的惯性大小只由质量决定，与物体的速度大小无关，A错误；一切物体均有惯性，不论物体处于加速、减速还是匀速运动状态，B错误；同样大小的力作用于物体上，运动状态越难改变，说明物体保持原来运动状态的本领越大，惯性也越大，C正确；人向上跳起后，人在水平方向不受外力作用，由于惯性，人在水平方向的速度不变，与车速相同，因此仍落在车厢内原处，D错误针对训练2打水漂是人类最古老的游戏之一(如图3)，仅需要一块小瓦片，在手上呈水平放置后，用力水平抛出，瓦片擦着水面飞行，瓦

11、片不断地在水面上向前弹跳，直至下沉下列判断正确的是()图3A飞出时的初速度越大，瓦片的惯性一定越大B飞行时所用时间越长，瓦片的惯性一定越大C飞出去的距离越长，瓦片的惯性一定越大D瓦片的质量越大，惯性一定越大答案D解析惯性是物体本身的一种性质，惯性的大小只与物体的质量有关，所以瓦片的质量越大，惯性一定越大，与初速度、时间、飞行距离等因素无关，故A、B、C错误，D正确例4(多选)(2019大同铁路一中高一上学期期末)在水平路面上有一辆匀速行驶的小车，小车上固定着盛满水的碗若突然发现碗中的水向右洒出，如图4所示，则关于小车在此种情况下的运动，下列描述正确的是()图4A小车匀速向左运动B小车可能突然向

12、左加速运动C小车可能突然向左减速运动D小车可能突然向右减速运动答案BD解析若车原来向左匀速运动，突然开始向左加速运动，碗随车开始向左加速，根据牛顿第一定律可知，碗中水由于惯性仍保持原来的匀速运动状态，水相对于碗向右运动，水向右洒出，选项A错误，B正确；若车突然向左减速运动，碗随车一起开始减速，根据牛顿第一定律可知，水由于惯性，仍保持向左的匀速运动，水相对于碗向左运动，水向左洒出，选项C错误若车原来向右匀速运动，突然向右减速运动，碗随车开始向右减速，根据牛顿第一定律可知，水由于惯性仍要保持向右的匀速运动状态，水相对于碗向右运动，水将向右洒出，选项D正确1.(伽利略的理想实验)(多选)如图5所示是

13、伽利略的“理想实验”，根据该实验，下列说法正确的是()图5A该实验为牛顿第一定律的提出提供了有力的实验依据B该实验是理想实验，是在思维中进行的，无真实的实验基础，故其结果并不可信C该实验充分证实了亚里士多德“力是维持物体运动的原因”的结论D该实验说明物体的运动不需要力来维持答案AD解析该实验为牛顿第一定律的提出提供了有力的实验依据，故A正确；虽然是借助想象的实验，但是它建立在可靠的实验基础上，其结果是可信的，故B错误；伽利略由此推翻了亚里士多德的观点，认为力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因，故C错误，D正确2(牛顿第一定律)(多选)下列对牛顿第一定律的理解正确的是()A牛顿第

14、一定律反映了物体不受外力作用时的运动规律B不受外力作用时，物体的运动状态保持不变C在水平地面上滑动的木块最终停下来，是不受任何外力的结果D奔跑的运动员，由于遇到障碍而被绊倒，这是因为他受到外力作用迫使他改变原来的运动状态答案ABD解析牛顿第一定律描述的是物体不受外力作用时的运动规律，选项A正确；不受外力作用时，物体总保持匀速直线运动状态或静止状态不变，选项B正确；牛顿第一定律还揭示了力与运动的关系，力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动状态的原因在水平地面上滑动的木块最终停下来，是由于受到摩擦力的作用而改变了其运动状态；奔跑的运动员，遇到障碍被绊倒，是因为他受到外力作用而改变了运动状态

15、，选项C错误，D正确3(对惯性的理解)(多选)关于惯性的大小，下列说法错误的是()A两个质量相同的物体，在阻力相同的情况下，速度大的不容易停下来，所以速度大的物体惯性大B两个物体的质量相同，惯性就一定相同C推动地面上静止的物体比维持这个物体做匀速运动所需的力大，所以静止的物体惯性大D在月球上举重比在地球上容易，所以同一个物体在月球上比在地球上惯性小答案ACD解析惯性的大小只与物体的质量有关，与其他因素无关，质量相同的物体惯性相同，A错误，B正确；推动静止的物体比维持这个物体做匀速运动所需的力大，是由于最大静摩擦力大于滑动摩擦力，不是由于静止的物体惯性大，实际上静止时与运动时物体的惯性相同，C错

16、误；同一物体的质量不变，在月球上和地球上惯性一样大，D错误4(惯性的应用)对于一些实际生活中的现象，某同学试图从惯性角度加以解释，其中正确的是()A采用了大功率的发动机后，某些一级方程式赛车的速度甚至能超过某些老式螺旋桨飞机的速度，这表明：可以通过科学进步使小质量的物体获得大惯性B“强弩之末，势不能穿鲁缟”，这表明强弩的惯性减小了C货运列车运行到不同的车站时，经常要摘下或加挂一些车厢，这会改变它的惯性D自行车转弯时，车手一方面要适当地控制速度，另一方面要将身体稍微向里倾斜，这是为了通过调控人和车的惯性达到安全行驶的目的答案C解析惯性是物体的固有属性，大小只与物体的质量有关，质量越大，惯性越大，与其他任何因素均无关，故A、B错误；摘下或加挂一些车厢，改变了质量，从而改变了惯性，故C正确；人和车的质量不变，则其惯性不变，故D错误