【同步】物理人教版必修1：第四章　1　牛顿第一定律学案

1牛顿第一定律[学习目标]1.了解科学家对“运动和力”认识的发展历程。2.理解牛顿第一定律的内容和意义(重难点)。3.明确惯性的概念，会用惯性解释有关现象，知道质量是惯性大小的唯一量度(重点)。一、伽利略实验1.亚里士多德的观点亚里士多德从日常生活经验出发：必须有力作用在物体上，物体才能运动；没有力的作用，物体就要静止在某个地方，他得出结论，力是维持物体运动的原因。2.伽利略的研究(1)伽利略认为，运动的物体之所以会停下来是因为摩擦力的作用。(2)理想斜面实验：如图所示，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，小球将上升到原来的高度。减小第二个斜面的倾角，小球运动的距离增大，但所到达的高度相同。当第二个斜面放平，小球将永远运动下去。(3)推理结论：力不是(填“是”或“不是”)维持物体运动的原因。(4)意义：伽利略的理想实验的本质是想象着把实际中存在、影响物体运动的摩擦力去掉，抓住事物的本质。这种依据逻辑推理把实际实验理想化的思想也是研究物理问题的重要方法之一。伽利略第一次确定了物理实验在物理研究中的基础地位。3.笛卡儿的观点：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，既不会停下来，也不会偏离原来的方向。4.牛顿在伽利略等人工作的基础上得出牛顿第一定律。伽利略理想斜面实验为牛顿第一定律提供了实验依据。(1)伽利略的理想实验是无法实现的。(√)(2)伽利略的理想实验说明了力是维持物体运动的原因。(×)(3)理想化的思想也是研究物理问题的重要方法。(√)例1(2024·北京市延庆区高一期末)伽利略曾设计过一个斜面实验：让小球沿一个斜面从静止开始向下运动，小球将“冲”上另一个斜面；减小第二个斜面的倾角，重复实验，直至斜面最终变为水平。如图是现代所做的伽利略斜面实验的频闪照片。关于小球在斜面上的运动说法正确的是()A.小球在第二个斜面上运动越来越慢，主要是摩擦作用的影响B.该实验说明了物体的运动不需要力来维持C.该实验完全是理想实验，是在思维中进行的，无真实的实验基础D.该实验证明了力是维持物体运动的原因答案B解析小球在斜面上运动越来越慢，主要是重力作用的影响，摩擦作用影响很小，故A错误；该实验说明了物体的运动不需要力来维持，故B正确，D错误；该理想实验是以斜面实验真实的实验为基础，再通过合理逻辑推理得到的结果，故C错误。二、牛顿第一定律惯性与质量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，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。说明：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，方向改变。(3)速度的大小和方向同时改变。2.对牛顿第一定律的理解(1)定性揭示了力和运动的关系：①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。②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)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，但其得到的一切结论经过实践证明都是正确的。(3)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.惯性：物体保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质叫作惯性。惯性是物体固有的，一切物体都有惯性。4.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、运动快慢等因素无关(填“有关”或“无关”)。(1)牛顿第一定律是在伽利略和笛卡儿工作的基础上总结出来的。(√)(2)牛顿第一定律是从实验中直接得出的结论。(×)(3)不受力作用的物体是不存在的，故牛顿第一定律的建立毫无意义。(×)(4)速度越大，物体的惯性越大。(×)(5)受力越大，物体的惯性越小。(×)(6)物体从竖直向上运动的气球上掉落后，立即向下运动。(×)1.如图所示，公交车在运行时突然急刹车，车内乘客身体为什么会向前倾倒？答案乘客随车一起运动，当急刹车时，车停止运动，乘客的下半部分受到车的摩擦力作用也随车停止运动，而上半部分由于要保持原来的运动状态，故向前倾倒。2.飞机在投入战斗时有时要抛掉副油箱，这是为什么？答案减小飞机的质量以减小惯性，使飞机有较好的机动性。例2(2023·济宁市高一期中)正在加速滑行的雪橇，如果所受外力突然消失，则雪橇()A.速度越来越快B.速度越来越慢，最后停下来C.立刻保持静止D.做匀速直线运动答案D解析正在加速滑行的雪橇，如果所受外力突然消失，则雪橇做匀速直线运动。故选D。例3(2025·沈阳市高一期中)下列关于物体惯性的说法正确的是()A.汽车速度越大，刹车后越难停下来，表明物体的速度越大，其惯性越大B.汽车转弯后前进方向发生了改变，表明物体速度方向改变，其惯性也随之改变C.被水平抛出的小球，尽管速度的大小和方向都改变了，但惯性不变D.要使速度相同的沙袋在相等时间内停下来，对大沙袋用力比对小沙袋用力大，表明物体受的外力越大，惯性越大答案C解析惯性是物体本身的一种属性，任何物体都具有惯性，质量是物体惯性大小的量度，与汽车的运动状态以及速度的大小均无关；汽车转弯时速度方向改变，惯性不变；被抛出的小球，速度大小和方向都改变了，惯性不变；物体的惯性只与物体的质量有关，与物体受力大小及作用时间无关，故选C。例4(多选)(2025·重庆市高一期中)如图所示，某同学用如下的方法取出羽毛球筒中的羽毛球：一只手握住球筒的中部并保持手静止，另一只手用较大的力击打羽毛球筒的上端使羽毛球筒相对于手快速下滑，则()A.该同学是在利用羽毛球的惯性B.羽毛球会从筒的下端出来C.羽毛球会从筒的上端出来D.该过程中羽毛球受到了向上的摩