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1、4.1 牛顿第一定律学习目标1、初步体会伽利略理想实验的魅力，同时明确理想实验是科学探究的重要方法；2、理解牛顿第一定律的内容，同时尝试挖掘定律内容的深层含义；3、理解惯性的概念，同时尝试解释有关惯性的现象。重点难点1、对牛顿第一运动定律以及惯性和质量关系的正确理解（重点）2、了解伽利略理想实验的科学研究过程（重点）3、力和运动的关系（难点）自主探究1、 理想实验的魅力（1） 历史上关于运动和力的关系的认识： 亚里士多德（观察+直觉）：必须有力作用在物体上，物体才能运动；没有力的作用，物体就会停下来，即力是_物体运动的原因。 伽利略（理想实验：实验+逻辑推理）：如果没有摩擦阻力，运动的物体将保
2、持某个速度一直运动下去，即力是_物体运动的原因。 笛卡尔（数学演绎）：如果运动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_原来的方向。（2）伽利略的理想斜面实验实验事实：如图所示，AB、BC是两个对接的斜面，让小球从AB斜面上某高度由静止落下，小球将滚上BC斜面，所到达的高度略低于在AB上释放的高度。 推理1：若两个斜面均_，则小球在右侧的斜面上将上升到原来释放的高 度。 推理2：若减小右侧斜面的倾角（例如BD活BE），则小球在右侧的斜面上_ 原来释放时的高度，且在右侧斜面上将滚得更远。 推理3：若继续减小右侧斜面的倾角，直至变成水平（例如BF），则小球将无法到
3、达原来释放的高度，将以_的速度在无限长的水平面上永远运动下去。 结论：物体的运动不需要力来维持，即里不是物体运动的原因。 局限：接触面不可能绝对光滑；水平面不可能无限长 意义：伽利略用“实验+逻辑推理”的方法推翻了亚里士多德的观点，揭示了力不是维持物体运动的原因。 第一次确立了物理实验在物理研究中的基础地位。 理想实验在自然科学的理论研究中有着重要的作用，但也有局限性。2、 牛顿第一定律（惯性定律） 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_迫使它改变这种状态。意义：（1）揭示了一切物体都具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质，因此又叫_定律。（2）揭示了一切物
4、体在不受力（或所受_为零）时的运动状态：匀速直线运动状态或静止状态。 （3）揭示了运动和力的关系，纠正了“力是维持物体运动的原因”的错误观点，明确指出了力是_物体运动状态的原因，进而说明了力是使物体产生_原因。注意：（1）牛顿第一定律不是实验定律，是利用逻辑思维对事物进行分析的产物，不能用实验直接验证，因为不受力作用的物体是不存在的。 （2）牛顿第一定律是自然界中的普遍规律，适用于惯性参考系（在有些参考系中，不受力的物体会保持匀速直线运动状态或静止状态，这样的参考系叫做惯性参考系，简称惯性系。例如：地面或相对地面做匀速直线运动或静止的物体均可以看作惯性系）3、 惯性与质量概念：物体具有保持原来
5、_状态或_状态的性质，叫惯性。惯性是物体的固有属性。 表现形式：（1）当物体不受外力（或所受_为零）时，惯性表现为保持原来的运动状态不变，即原来运动的物体保持原来的速度继续运动，原来静止的物体保持静止。 （2）当物体受外力作用时，惯性表现为改变运动状态的难易程度，即物体的惯性越大运动状态越难改变，物体的惯性越小运动状态越容易改变。 量度：质量是物体惯性的_量度，质量大惯性大，质量小惯性小。探究思考一、对牛顿第一定律的理解（1）牛顿关于运动状态总结出了牛顿第一定律，牛顿第一定律的前半句“一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态”揭示了一切物体在不受外力时的运动状态。 “一切物体”：指宇宙中所有物
6、体，不论是固体、液体，还是气体。 “不受外力”：描述的只是一种理想状态，实际生活中不受外力作用的物体根本不存在，当物体所受合外力为零时，其效果跟不受外力作用效果相同。（2）牛顿第一定律的后半句“除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态”揭示了： 运动和力的本质关系：力是改变物体运动状态的原因，而不是物体运动的原因。 力和加速度的关系：外力不为零时，物体的运动状态发生变化，必然产生加速度，力的作用效果是使物体产生加速度。【典例一】1、下列关于牛顿第一定律的说法,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或匀速直线运动状态B.牛顿第一定律是反映物体惯性大小的,因此它也叫惯性定
7、律C.牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时的运动规律,因此物体只在不受外力时才有惯性D.牛顿第一定律既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解题思路：物体只有不受外力或者所受合外力为零时,才能处于静止状态或匀速直线运动状态,故A错误.牛顿第一定律反映物体具有惯性这种性质,因此它也叫惯性定律.故B错误.牛顿第一定律反映力是改变物体运动状态的原因,惯性是物体本身固有的属性,与物体的运动状态无关,与物体受力情况无关,故C错误.牛顿第一定律既揭示了物体保持原有运动状态的原因-惯性,又揭示了运动状态改变的原因-力.故D正确.故选D.答案：D2、 对惯性的理解（1） 惯性与力无关：惯
8、性不是力，不能说“物体受到惯性作用”、“产生了惯性”、“受到了惯性力”、“克服了惯性”等（2） 惯性与速度无关：惯性的大小只由物体的质量决定，与其他因素无关。切勿认为物体速度越大，惯性越大，也不要认为运动的物体有惯性，静止的物体没有惯性。（3） 惯性不同于惯性定律：惯性是物体的一种性质，是物体本身具有的属性，无条件限制；惯性定律则是一条定律，揭示了物体不受外力时的运动状态，“不受外力”是先决条件。 【典例二】2、关于物体的惯性,下述说法中正确的是( )A.运动速度大的物体不能很快地停下来,是因为物体速度越大,惯性也越大B.静止的火车启动时,速度变化慢,是因为静止的物体惯性大的缘故C.乒乓球可以
9、快速抽杀,是因为乒乓球惯性小D.在宇宙飞船中的物体不存在惯性解题思路：一切物体都有惯性,惯性大小只与物体的质量有关.惯性是物体本身的一种属性,与外界因素(受力大小及所处环境)无关,故A、D错;静止的火车启动时,速度变化缓慢,是因为火车质量大,惯性大,而不是因为静止的物体惯性大,B错;乒乓球可以快速抽杀,是因为其质量小,惯性小,在相同作用下,运动状态容易改变,故C对.答案：C随堂训练1、关于牛顿第一定律有下列说法，其中正确的是（ ）A、物体的运动需要力来维持B、牛顿第一定律可用实验来验证；C、牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因；D、惯性定律与惯性的实质是相同的；2、我国道路交通安全法规定
10、,各种小型车辆前排乘坐的人员必须系好安全带,这是因为( )A.系好安全带可以减小人的惯性B.系好安全带可以减小车的惯性C.系好安全带可以减小人和车的惯性D.系好安全带可防止因人的惯性而造成的伤害3、伽利略的理想斜面实验证明了()A.物体不受外力作用时,一定处于静止状态B.要物体运动必须有力作用,没有力的作用物体将静止C.要物体静止必须有力作用,没有力作用物体将运动D.物体不受外力作用时总保持原来的匀速直线运动状态或静止状态4、关于力和运动的关系,下列说法中正确的是( )A.力是维持物体运动状态的原因B.物体的惯性是指物体在不受外力作用时仍保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质C.没有力的作用
11、,物体只能处于静止状态或匀速直线运动状态D.要改变物体的运动状态,必须有力的作用5、火车在长直水平轨道上匀速行驶,在门窗密闭的车厢内有一人相对车厢竖直向上跳起,经过一段时间后发现他仍落回原地,这是因为( )A.人起跳后车继续前进,所以人下落后偏后一些,只是距离很小,无法区别B.人起跳时地板给了他一个向前的冲力,使他具有了一个向前的速度,在水平方向随车一起运动C.起跳前人和车具有共同的水平方向的速度,起跳过程中只改变了人在竖直方向的速度,所以人在空中具有和火车相同的水平方向的速度D.从起跳到落回地板的过程中,人在水平方向上始终受外力作用,以维持与车具有相同的水平速度6、关于伽利略的斜面实验,下列描述正确的是( )A.伽利略的斜面实验对于任意斜面都适用,都可以使小球在另一个斜面上升到同样的高度B.只有斜面光滑时,才有可能重复伽利略斜面实验C.在伽利略斜面实验中,只有右侧斜面“坡度”较缓才有可能使小球上升到同样高度D.设想在伽利略斜面实验中,若斜面光滑,并且使右侧斜面变成水平,则可以使小球沿水平面运动到无穷远处