4.1牛顿第一定律-2021-2022学年新教材高中物理必修第一册【导与练】高中同步全程学习全书word（人教版）

物理观念:能理解牛顿运动定律的内涵;能分析超重和失重现象;知道单位制的意义及国际单位制中的力学单位;能用牛顿运动定律解释生产生活中的相关现象,解决一些相关的实际问题。具有与牛顿运动定律相关的运动与相互作用观念。 科学思维:能领悟理想实验的科学推理方法及其意义;能对动力学问题进行分析和推理,获得结论;能用与牛顿运动定律相关的证据表达自己的观点;能从不同角度解决动力学问题,具有质疑和创新的意识。 科学探究:能完成“探究加速度与力、质量的关系”等物理实验。能从生活中的现象提出可探究的物理问题;能在他人帮助下制订科学探究方案,有控制变量的意识,会使用实验器材获取数据;能根据数据形成结论,会分析导致实验误差的原因;能参考教科书撰写有一定要求的实验报告,在报告中能对实验操作提出问题并进行讨论;能用学过的物理术语等交流科学探究过程和结果。 科学态度与责任:通过与伽利略、牛顿相关的史实,能认识物理学研究是不断完善的;乐于将牛顿运动定律应用于日常生活实际;能认识牛顿运动定律的应用对人类文明进步的推动作用。 1　牛顿第一定律 [课标引领] 学业质量水平要求 合格性考试 1.知道科学家关于力与运动关系的探究历程,认识科学研究是不断完善的。 2.知道伽利略的理想实验,能够体会理想实验的科学性与正确性。 3.知道惯性的概念,能够应用惯性知识解决生活中的相关问题 选择性考试 理解牛顿第一定律内容,会应用牛顿第一定律解释相关现象 一、理想实验的魅力 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。亚里士多德通过经验,观察得出: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。请思考: (1)亚里士多德的说法对吗?若是不对请举例说明。 答案:不对;当我们骑自行车,脚不再蹬车时,自行车不会立刻停止运动而是会向前再运动一段距离才停止,所以说力不是维持物体运动的原因。 (2)如果原来自行车是静止的,怎样才能让自行车运动起来?说明了什么? 答案:用力蹬车,自行车才会运动。说明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。 (3)那么如何解释马不拉车时,车为什么会停下来呢? 答案:马不拉车时,车停下来不是因为没有马的拉力,而是因为地面的摩擦力的作用。 1.力与运动关系的不同认识 代表人物 主要观点 亚里士 多德 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 伽利略 力不是维持物体运动的原因 笛卡儿 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 2.伽利略的理想实验:让一个小球沿斜面从静止状态开始运动,小球将“冲”上另一斜面。如果没有摩擦,小球将到达原来的高度。如果第二个斜面的倾角减小,小球仍将到达原来的高度,但是运动的距离更长。由此可以推断,当斜面最终变为水平面时,小球要到达原有高度将永远运动下去。这说明,力不是维持物体运动的原因。 二、牛顿第一定律 如图所示为冰壶在冰面上运动的情形。如果摩擦阻力比较大,冰壶很快停下来;如果摩擦阻力很小,冰壶能滑得很远;如果摩擦阻力为零,冰壶将永远运动下去。 试结合上述现象讨论: (1)牛顿第一定律中“除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态”说明运动与力有什么关系? 答案:说明力是改变物体运动状态的原因。 (2)根据牛顿第一定律思考,如果物体不受外力作用,物体将处于什么状态? 答案:原来静止的物体,不受外力时,仍然静止;原来运动的物体,不受外力时,将永远做匀速直线运动。 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。 2.意义 (1)揭示了运动和力的关系:力不是维持物体运动状态的原因,而是改变物体运动状态的原因。 (2)揭示了物体的固有属性:一切物体都具有惯性,因此牛顿第一定律也被叫作惯性定律。 三、惯性与质量 锤头松了,把锤柄的一端在凳子上撞击几下,锤头就套紧了,为什么?试解释其中的原因。 答案:锤头与锤柄原来都处于运动状态,锤柄撞在凳子上受到阻力作用,改变了它的运动状态,就停止了运动,锤头由于惯性仍保持原来的运动状态,这样锤头就继续向前运动紧套在锤柄上了。 1.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作惯性。 2.不同物体维持其原有运动状态的“能力”不同,质量大的物体惯性大。描述物体惯性大小的物理量是它的质量。 3.对质量概念的认识 (1)从物体惯性的角度认识质量:质量是物体惯性大小的唯一量度。 (2)质量是标(选填“矢”或“标”)量,在国际单位制中的单位是千克,符号为 kg。 1.判断 (1)伽利略的理想实验是不科学的假想实验。(　×　) (2)速度越大的物体,惯性越大。(　×　) (3)牛顿认为