第4章 第1节 牛顿第一定律-2021-2022学年新教材高中物理必修第一册【名师导航】同步Word教参(粤教版)

第一节　牛顿第一定律 学习目标：1.[物理观念]知道惯性的概念，理解其含义；知道牛顿第一定律的内容和意义，能解释相关的实际问题．　2.[科学思维]掌握牛顿第一定律及惯性，并能应用解释有关现象，学会理想实验法．　3.[科学探究]能够跟随大师脚步用理想实验探究规律，学会与他人合作交流，探讨物理规律．　4.[科学态度与责任]体会在实验中尊重事实，实事求是，敢于大胆质疑积极探索科学规律的宝贵品质，愿为科学进步作出贡献而努力． 一、伽利略的理想实验 1．亚里士多德认为：维持物体运动需要力． 2．伽利略的理想实验 (1)斜面实验：将轨道弯成曲线，在轨道的一边释放一颗钢珠，如果不存在摩擦力，钢珠将上升到轨道另一边与原来的释放高度相同的点．减小另一边斜面的倾角，钢珠滚动的距离增大，当另一边斜面放平，钢珠将永远运动下去． (2)推理结论：物体的运动不需要力来维持． 二、牛顿第一定律 1．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．牛顿第一定律的意义 揭示了力和运动的关系：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． 说明：维持运动是惯性，改变运动是力的原因． 三、惯性 1．惯性定义 物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质称为惯性． 2．惯性是物体的固有属性，与物体的受力情况及运动情况无关． 注意：一切物体任何情况下都有惯性． 1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)伽利略的理想实验是科学的理想实验． (√) (2)牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因． (√) (3)任何物体只要运动状态不变，它一定不受外力作用． (×) (4)物体的运动状态发生变化，是物体有惯性的原因． (×) 2．牛顿第一定律揭示了(　　) A．若物体运动，它一定受力 B．物体不受力，它一定静止 C．力的作用就是维持物体运动 D．物体在任何情况下都有惯性 D　[牛顿第一定律揭示了力与运动的关系，即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，A、C错；物体若不受力，将会保持静止或匀速直线运动状态不变，B错；牛顿第一定律还揭示了任何物体都具有惯性，因此又叫惯性定律，D对．] 3．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 C．乒乓球可以快速抽杀，是因为乒乓球惯性小 D．在宇宙飞船中的物体不存在惯性 C　[惯性大小只与物体质量有关，与物体的速度无关，故A错误；质量是物体惯性大小的唯一量度，火车速度变化慢，表明它的惯性大，是因为它的质量大，与是否静止无关，故B错误；乒乓球能被快速抽杀，表明它的运动状态容易发生改变，是因为它的惯性小，故C正确；一切物体在任何情况下都有惯性，故D错误．] 力和运动状态 很多同学都很喜欢足球运动，在一次比赛中，对于被运动员踢出的在水平草地上运动的足球． 请探究： (1)甲同学认为足球受重力、支持力、空气和草地的阻力，还有向前的推力，你认为他的观点正确吗？ (2)乙同学认为足球之所以会停下来，原因是足球受到阻力改变了其运动状态，你认为他的观点正确吗？ 提示：(1)不正确，足球没有受到向前的推力． (2)正确． 1．亚里士多德的观点：力是维持物体运动的原因 两千多年前，人们的观测方法、手段有限，主要凭“直觉＋观察”得出这样一个错误结论——力是维持物体运动的原因．而在当时也没有更先进的观测手段去否定这样一个错误结论，在以后的两千年内，动力学一直没有多大的发展，总认为有力的作用，物体才会运动，没有力的作用，物体就会停下来． 2．伽利略的理想斜面实验 甲　　　　乙　　　　　丙 如图甲所示，让小球沿一个斜面从静止滚下，小球将滚上另一个斜面．如果没有摩擦，小球将上升到原来的高度． 如果第二个斜面倾斜角度小，如图乙，小球在这个斜面上达到原来的高度就要通过更长的路程，继续减小第二个斜面的倾斜角度，如图丙，使它最终成为水平面，小球就再也达不到原来的高度，而沿水平面以恒定的速度持续运动下去． 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象中的实验，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． 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，物体将保持这个速度一直运动下去． 4．笛卡儿的观点 若没有其他原因，运动物体将继续以原来的速度沿直线运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向．笛卡儿补充和完善了伽利略的观点． 【例1】　理想实验有时能更深刻地反映自然规律．伽利略设想