第5章 第1节 牛顿第一运动定律（教师用书）-2022-2023学年新教材高中物理必修第一册【金版新学案】同步导学（鲁科版2019）

第1节　牛顿第一运动定律 【核心素养目标】 物理观念 理解牛顿第一定律的内涵及惯性的概念，知道力与运动之间的关系，初步形成运动观。 科学思维 能领悟科学实验的科学推理方法及其意义；能从不同的角度解决动力学问题。 科学态度与责任 通过伽利略、牛顿相关的史实，能认识到物理学研究是不断完善的；能对一些既有的结论有质疑和创新的意识。 一、力与运动的关系 1．亚里士多德的观点：有外力的作用时物体才能运动，要维持物体的运动就需要外力。 2．伽利略的观点 (1)理想实验(如图所示)：小球沿光滑斜面从左侧某一高度滚下，无论右侧斜面坡度如何，都会沿斜面上升到与出发点几乎等高的地方。 (2)结论：维持物体的运动不需要外力。 3．笛卡儿的观点：若无其他原因，运动物体将继续以原来的速度沿直线运动。 4．运动状态：速度是描述物体运动状态的物理量，运动状态的改变是指速度的改变。 5．力和运动的关系：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。 二、牛顿第一运动定律及其意义 1．牛顿第一运动定律 (1)内容：一切物体总保持匀速直线运动或静止状态，除非有外力迫使它改变这种状态。 (2)意义：揭示了力是改变物体运动状态的原因。 2．惯性 (1)内容：任何物体都有保持静止或匀速直线运动状态不变的性质，物理学中这种属性叫做惯性。 (2)理解 ①物体惯性大小表示了物体运动状态改变的难易程度。 ②质量是描述物体惯性大小的物理量。 ③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。 1．判断正误 (1)速度变化，物体的运动状态就改变。(　√　) (2)如果物体的运动状态发生了改变，物体必受到了不为零的合外力。(　√　) (3)牛顿第一定律是实验定律。(　×　) (4)惯性是物体的本质属性，与除质量之外的因素无关。(　√　) (5)牛顿第一定律说明了力是改变物体运动状态的原因。(　√　) (6)运动速度大的物体，不能很快停下来，是因为速度大时，惯性也大。(　×　) 2．链接实景 如图所示，一个玻璃杯内盛有半杯水，玻璃杯上盖一块塑料板，板上放一只鸡蛋，用小木棒猛击塑料板，塑料板离杯飞出，鸡蛋却落入杯中，请解释这一现象。 提示：　塑料板受到小木棒的击打，外力迫使它改变原来的静止状态，因此会飞出。由于惯性，塑料板被击出后，鸡蛋保持原来的静止状态，该状态来不及改变，所以鸡蛋落入杯中。 知识点一　力与运动的关系 伽利略理想斜面实验如图，小球沿斜面由静止滚下，再滚上另一斜面。 (1)伽利略的理想实验能实现吗？ (2)设想斜面是光滑的，小球滚上另一斜面的最大高度等于h吗？ (3)设想第二个斜面变成水平面，这时小球试图滚上另一斜面的相同高度，但永远达不到。这时小球的运动能停下来吗？ 提示：　(1)不能。 (2)等于h。 (3)不能，小球将会永远运动下去。 1．对力与运动关系的认识 (1)亚里士多德：有外力的作用才有速度，要维持物体的运动速度就需要外力(错误观点)。 (2)伽利略：没有力也可以有运动，维持物体的运动可以不需要外力。 (3)力的作用可以改变物体的运动状态。 2．对伽利略的理想实验的理解 (1)“理想斜面实验”揭示了力不是维持物体运动的原因，物体的运动不需要力来维持。 (2)“理想实验”是一种思维活动，是人们在抽象思维中设想出来的，而实际上无法做到的实验。 (3)理想实验是一种以可靠的事实为依据，忽略次要因素，并把实验的情况合理外推到理想状态，从而揭示自然现象本质的假想实验。所以说伽利略理想实验方法是科学的，结论是可靠的。 理想实验有时能更深刻地反映自然规律。伽利略设想了一个理想实验，如图所示的斜面实验，其中有一个是实验事实，其余是推论。 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时的高度。 ④继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成一水平面，小球要沿水平面永远运动下去。 请将上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列____________(只填写序号即可)。 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：　体会伽利略的理想实验，可知排列顺序为②③①④，分类正确的是选项B。 答案：　②③①④　B 规律总结 力和运动的关系 (1)力的作用效果是使物体发生形变或速度发生改变，而速度的改变就意味着物体的运动状态发生了改变，因此，力的作用效果是改变了物体的运动状态，也可以说“力是使物体运动状态改变的原因”。 (2)力是改变物体运动状态的原因，不是维持物体运动