（新课标沪科版）《金版新学案》2011高三物理一轮复习 牛顿第一定律课件

5．1牛顿第一定律1．伽利略理想实验、力和运动的关系(1)在研究物体运动原因的过程中，亚里士多德的结论是：

，物体才能运动；

，物体就要静止，即：力是

物体运动的原因．(2)伽利略注意到，当球沿斜面向下滚动时，它的速度

，而向上滚动时，它的速度

，他由此猜想，当球沿水平面滚动时，它的速度应该是

.而实际上球在水平面上滚动时会越来越慢，伽利略认为是由于

的作用．他推断，若

，球将永远滚动下去．(3)伽利略通过研究理想斜面实验，得出的结论是：力不是

的原因，而恰恰是

的原因．笛卡尔补充和完善了伽利略的观点，明确指出：除非

，物体将永远保持其

或

.物体受力物体不受力维持增大减小保持不变阻力无阻力维持物体运动运动状态改变受力静止匀速直线运动2．牛顿第一定律、惯性和质量(1)牛顿第一定律的内容：一切物体总保持

或

，除非作用在物体上的力迫使它

.物体具有的保持原来

的性质叫做惯性．(2)质量大的物体，运动状态

，我们说它惯性大；质量小的物体的运动状态

，我们说它惯性小．质量是物体惯性大小的

量度．质量是

量，只有大小，没有方向．单位是

，符号是

.匀速直线运动状态静止状态改变运动状态为止运动状态难改变易改变唯一标千克kg一、历史上人类对力和运动关系的主要认识●要点梳理(1)亚里士多德的观点：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．即力是维持物体运动的原因．亚里士多德凭“直觉＋观察”得出了一个错误结论．两千多年过去了，直到现在，还有许多人靠这样的方法处理问题，还在重复同样的错误．(2)伽利略的观点：在水平面上的物体，设想没有摩擦，一旦物体具有某一速度，它将保持这个速度继续运动下去，永远不会停止下来，即物体的运动并不需要力来维持．(3)伽利略的思想方法伽利略用“实验＋科学推理”的方法推翻了亚里士多德的观点．伽利略的理想斜面实验虽然是想像中的实验，但这个实验反映了一种物理思想，它是建立在可靠的事实基础之上的．以事实为依据，以抽象为指导，抓住主要因素，忽略次要因素，从而深刻地揭示了自然规律．二、如何理解牛顿第一定律●重点解读对牛顿第一定律应从以下几个方面来理解：(1)明确了惯性的概念定律的前半句话“一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态”，揭示了物体所具有的一个重要的属性——惯性，即物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质．牛顿第一定律指出一切物体在任何情况下都具有惯性．因此牛顿第一定律又叫惯性定律．(2)确定了力的含义定律的后半句话“直到有外力迫使它改变这种运动状态为止”，实际上是对力的定义，即力是改变物体运动状态的原因，并不是维持物体运动的原因．这一点要切实理解．(3)定性揭示了力和运动的关系牛顿第一定律指出物体不受外力作用时的运动规律，它描述的只是一种理想状态，而实际中不受外力作用的物体是不存在的．当物体所受合外力为零时，其效果跟不受外力的作用相同，因此，我们也可以把“不受外力作用”理解为“合外力为零”．(4)牛顿第一定律不是由实验直接总结出来的在实际中不受力的物体是不存在的，牛顿第一定律不能用实验直接验证，但是牛顿第一定律是建立在大量的实验现象的基础上，通过思维的逻辑推理而发现的．例如：伽利略的理想实验．三、惯性与质量●要点梳理(1)惯性是指物体总有保持自己原来状态(速度)的本性，不能克服和避免．(2)惯性只与物体本身有关，而与物体是否运动、是否受力无关．对任何物体，无论它是运动还是静止，无论是运动状态改变还是不变，物体都有惯性．(3)物体惯性的大小是描述物体保持原来的运动状态本领强弱的，物体惯性大，保持原来的运动状态的本领强，物体的运动状态难改变．惯性大小仅与物体的质量有关．质量是物体惯性大小的量度，物体质量越大，运动状态越难改变，即惯性越大．(4)惯性不是力，惯性是物体具有的保持匀速直线运动或静止状态的性质，力是物体对物体的作用，惯性和力是两个不同的概念．

科学思维和科学方法是我们认识世界的基本手段．在研究和解决问题过程中，不仅需要相应的知识，还要注意运用科学方法．理想实验有时更能深刻地反映自然规律．伽利略设想了一个理想实验如图所示，设想实验步骤如下：

①减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上仍然要达到原来的高度；②两

个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面；③

如果没有摩擦，小球将上升到原来释放的高度；④继续减小第二个斜面的倾

角，最后使它成水平面，小球将沿水平面做持续的匀速运动．人类探究力和运动关系的过程请将上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列：________(只要填写序号即可)．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．下列关于事实和推论的分类正确的是(

)A．①是事实，②③④是推论B．②是事实，①③④是推论C．③是事实，①②④是推论D．④是事实，①②③是推论【解析】

根据对伽利略理想斜面实验的理解，合理顺序应该是②③①④.通过重现伽利略的实验可知②是事实，而①③④是理想化的推论．因为在任何平面的环境中，物体间总是有摩擦的，假设没有摩擦是一种科学的理想状态，是不能实现的．故A、C、D均错误，B正确．【答案】

②③①④

B焦点问题亚里士多德的观点伽利略的观点落体的轻重与其下落快慢的关系________________在忽略空气阻力的条件下，一切物体自由下落的快慢都是相同的力与物体运动的关系为了维持物体的运动，必须有推力作用才行从本质上讲，为了维持物体的匀速直线运动状态，根本________

在物理学史上，对“落体的轻重与下落快慢的关系”“力与物体运动的关系”等一系列根本性的物理焦点问题，有两位杰出大师(亚里士多德和伽利略)的看法，存在着根本性的分歧，这些分歧看似简单，但内涵丰富，至今对人类的世界观仍产生深远的影响．阅读下表，深刻领会之，并完成其中的填空.【解析】

物理学史中，亚里士多德的观点是重的物体下落快，轻的物体下落慢，力是维持物体运动的原因；伽利略的看法是若没有空气阻力，一切物体自由下落的快慢是相同的，力是改变物体运动状态的原因．【答案】

重的物体下落快，轻的物体下落慢不需要外力作用对牛顿第一定律的理解及应用

足球场上，为了不使足球停下来，运动员带球前进必须不断用脚轻轻地踢拨球(即盘带)．又如，为了不使自行车减速，总要不断地用力蹬脚踏板，这些现象难道不正说明了运动需要力来维持吗？【解析】这个观点是错误的．这个问题，我们可以这样思考：如果足球不是在草地上滚动，而是以相同的初速度在水平的水泥地上滚动，它滚的距离将比草地上远得多，这说明了由于阻力的存在才导致足球的运动状态发生了改变．足球在草地上滚动时所受阻力大，运动状态很快发生改变；足球在水泥地上滚动时所受阻力小，运动状态改变较慢，但终究还是要停下来，在盘带足球时，对足球所施加的力，恰好起到使足球已经变小的运动速度再变大的作用．自行车的例子也是同样的道理．【答案】见解析【方法总结】解决此类问题的关键是：(1)要深刻理解牛顿第一定律的意义：即①力不是维持物体运动的原因；②一切物体都具有惯性；③力是改变物体运动状态的原因．(2)运用牛顿第一定律解决问题时，正确的受力分析是关键，如果物体在某一方向上不受力或所受合力为零，则物体在这一方向上的运动状态(即速度)保持不变．

以下各种说法中正确的是(

)A．牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时物体的运动规律B．不受外力作用时，物体运动状态保持不变是由于物体具有惯性C．在水平地面上滑动的木块最终要停下来，是由于没有外力维持木块运动的结果D．物体运动状态发生变化时，物体必定受到外力的作用【答案】

ABD结合生活现象对惯性的理解及应用

有一仪器中电路如下图所示，其中M是质量较大的一个金属块，两端与弹簧相连接，将仪器固定在一辆汽车上，当汽车启动时，哪只灯亮？当汽车急刹车时，哪只灯亮？为什么？【解析】当汽车启动时，汽车的速度变大了，而金属块由于惯性，将保持原来的静止状态，而相对于汽车向后运动．从而使绿灯所在的电路被接通，所以启动时绿灯亮；反之，刹车时，汽车的速度变小了，而金属块由于惯性，将保持原来的速度运动，而相对于汽车向前运动，从而使红灯所在的电路被接通，所以刹车时红灯亮．当汽车匀速行驶时，弹簧将使金属块复位，两灯均不亮．【答案】

当汽车启动时，绿灯亮；当汽车急刹车时，红灯亮．2005年5月9日，浙江萧甬铁路某处发生路基塌陷，工程技术人员想出一种简便高效的方法填埋石料：找一辆可以在钢轨上运行的坚固的平板车，上面堆满石料，在靠近塌陷处的钢轨上设法固定两根钢立柱，当平板车快速冲向塌陷处，突然被钢立柱阻挡时，石料继续向前冲向路基塌陷处，如图所示．关于这一过程，以下说法正确的是(

)A．当石料随平板车快速前进时已经受了一个向前的力，这个力在车突然停止时继续起作用B．在平板车突然停止时，平板车对石料施加一个向前的力C．平板车突然停止，石料由于惯性会继续往前冲D．平板车在突然停止前速度越快，石料向前冲得越远【答案】

CD质量和惯性关系的理解

下列说法正确的是(

)A．掷出的铅球速度不大，所以其惯性很小，可以用手去接B．用力打出的乒乓球的速度很大，因此其惯性很大，不能用手去接C．相同的两辆车，速度大的比速度小的难以停下，是因为速度大的车惯性大D．相同的两辆车，速度大的比速度小的难以停下，是因为速度大的车状态变化量大【解析】惯性的大小仅由质量来确定，铅球质量很大，其惯性大，尽管速度不大，但是运动状态很难改变，故不可用手去接，而乒乓球则与其相反，运动状态容易改变，尽管速度很大，也可以用手去接，所以A、B错误．相同的两车惯性应相同，要让速度大的车停下来，其运动状态变化量大，因此较难，D对，C错．【答案】

D【评析】物体的惯性大小与其运动状态无关，在加速度相同时，速度大的物体停下来所花的时间长，但这并不表明其惯性大，因为时间长短并不能反映运动状态改变的难易程度．

关于惯性在实际中的应用，下列说法中正确的有(

)A．运动员在跳远时助跑，是为了增大起跳时的惯性B．运动员在掷标枪时助跑，是利用了惯性C．手扶拖拉机的飞轮做得很重，是为了增大它转动的惯性D．战斗机在空战时，甩掉副油箱是为了减小惯性，提高飞机的灵活性【答案】

BCD

关于运动和力的关系，下列说法正确的是(

)A．马不拉车，车就不动，说明力是物体运动的原因B．行驶的汽车关闭发动机后逐渐停下来，说明力消失后物体就不会运动C．物体所受到的力越大，其运动速度就越大D．扫帚不到，灰尘照例不会自己跑掉【指点迷津】

亚里士多德认为：必须有力作用在物体上，物体才会运动，没有力的作用，物体就会停止在某一位置．譬如说，一块石头，用力才能移动它，马不拉车，车就不动．但这只是表面现象，它们之所以这样是因为都受到摩擦等阻力作用，如果没有了阻力，一个运动的物体是不会自己停下来的．伽利略通过理想实验方法否定了亚里士多德的观点，说明物体的运动不需要力来维持．牛顿在前人的基础上提出了牛顿第一定律，阐明了运动和力的关系，说明物体的运动并不需要力来维持，因为物体本身就具有维持原来静止或匀速直线运动状态的性质，即惯性，惯性是物体的固有属性，一切物体均有惯性，但力可以改变物体的运动状态．【答案】

D怎样正确解答“惯性问题”惯性是物体的固有属性，与物体的运动情况及受力情况无关．质量是惯性大小的唯一量度．有的同学总认为“惯性与物体的运动速度有关，速度大，惯性就大；速度小，惯性就小”．理由是物体运动速度大，不容易停下来；速度小，容易停下来．产生这种错误认识的原因是把“惯性大小表示运动状态改变的难易程度”理解成“惯性大小表示把物体从运动变为静止的难易程度”．事实上，在受到了相同阻力的情况下，速度(大小)不同，质量相同的物体，在相同的时间内速度的减小量是相同的，这就说明质量相同的物体，它们改变运动状态的难易程度是相同的．所以它们的惯性是相同的．故惯性与它们的运动速度无关．

下列说法正确的是(

)A．高速行驶的公共汽车紧急刹车时，乘客都要向前倾倒，说明乘客都具有惯性B．短跑运动员最后冲刺时，速度很大，很难停下来，说明速度越大，惯性越大C．抛出去的标枪和手榴弹都是靠惯性向远处运动的D．把手中的球由静止释放后，球能竖直下落，是由于球具有惯性的缘故【解析】

惯性是物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的特性，故A、C项正确．而质量是惯性大小的唯一量度，故B项错．由静止释放的小球的惯性是要保持原来的静止状态，而下落是由于重力迫使它改变了静止状态，故D项错．【答案】

AC1．伽利略的理想斜面实验揭示了(

)A．若物体运动，那么它一定在受力B．力不是维持物体运动的原因C．只有受力才能使物体处于静止状态D．只有受力才能使物体运动【答案】

B2．物体的运动状态改变了，不可能发生的是(

)A．速率不变B．速度不变C．惯性大小随之改变D．物体未受任何力【解析】物体运动状态发生了改变，即速度发生了变化，可能是速度大小(即速率)变化、方向变化或大小和