第四章 第1节 牛顿第一定律（教师用书Word）-【优化指导】2022-2023学年新教材高中物理必修第一册（教科版2019）

第1节　牛顿第一定律 课程内容要求 核心素养提炼 1.了解牛顿第一定律的发现过程。 2．能准确叙述牛顿第一定律的内容，并能对该定律所揭示的运动和力的关系有较深刻的理解。 3．了解伽利略对运动和力的关系的认识，了解他的理想实验和相应的推理过程，领会实验加推理的科学研究方法。 4．能通过实例说明质量是物体惯性大小的唯一量度。 1.物理观念： 知道惯性是物体的固有属性，知道质量是物体惯性大小的唯一量度。 2．科学思维：知道伽利略的理想实验及其主要推理过程和推论，知道理想实验是科学研究的重要方法。 3．科学探究：理解牛顿第一定律的内容，能够运用牛顿第一定律解释有关现象。 4．科学态度与责任：通过伽利略和亚里士多德对力和运动关系的不同认识，了解人类认识事物本质的曲折性。 [对应学生用书P102] 只有外力的不断作用才能使物体运动起来，外力一旦消失，受迫运动也就停止。 1．伽利略的观点 (1)小球沿左斜面向下运动，会越来越快；随后小球沿右斜面向上运动，会越来越慢。 (2)若摩擦可以忽略不计，小球最终会到达与左斜面同样的高度。 (3)改变右斜面的坡度，坡度越小，小球要达到同样的高度经过的坡长就会越长。 (4)伽利略推测，如果右斜面变成水平面，并且没有任何阻碍，小球将达不到原来的高度，就应永远运动下去。 由此，他否定了亚里士多德关于运动和力的关系的错误认识。 伽利略得到了初步的研究结果：原来运动的物体，如果没有其他物体的作用，将会一直保持运动下去。 2．笛卡尔的观点：不受其他物体作用时，原来运动的物体将会做匀速直线运动。 [思考] 我们发现在以下现象中，物体受力时才能运动。如果不受力，物体不会运动或会停止运动。如何解释这些现象呢？ 提示　这些物体运动起来时都要受到阻力作用，只有额外施加力时，物体才可以运动。 1．牛顿第一定律：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．惯性：一切物体都有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质。我们把物体的这种性质，叫作惯性。因此牛顿第一定律也称为惯性定律。 1．描述物体惯性的物理量是质量，质量是物体惯性大小的唯一量度。 2．质量是标(选填“标”或“矢”)量，在国际单位制中，质量的单位是千克，符号为kg。 [思考] 一个在足球场上滚动的足球最终会静止下来，没有保持匀速直线运动状态。这与牛顿第一定律是否矛盾？为什么？ 提示　这与牛顿第一定律不矛盾。牛顿第一定律指出物体不受外力时处于静止状态或匀速直线运动状态，即物体的运动状态不改变。足球最终会静止下来，是因为受到了摩擦力的作用。 [对应学生用书P103] 探究点一　伽利略科学方法的意义 伽利略理想斜面实验如图所示，小球沿斜面由静止滚下，再滚上另一斜面。 (1)现实中小球滚上另一斜面的最大高度等于h吗？ 提示　小于h。 (2)设想斜面是光滑的，不考虑空气阻力，小球滚上另一斜面的最大高度等于h吗？ 提示　等于h。 (3)设想斜面是光滑的，不考虑空气阻力，若减小第二个斜面的倾角，则小球还能滚到另一斜面高h处吗？与没减小第二个斜面倾角相比，小球滚到另一斜面高h处时通过的距离如何变化？ 提示　能，通过的距离变大。 (4)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。这时小球最终会停下来吗？ 提示　不会停下来。 1．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实际上无法实现，但这个实验反映了一种物理思想，即在可靠的事实基础之上的，抓住主要因素，忽略次要因素，在实验的基础上进一步推理，从而揭示运动和力的关系。 2．第一次确立了物理实验在物理研究中的基础地位。 3．揭示了力不是维持物体运动的原因。 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。下面是关于该实验的步骤(顺序已被打乱)： ①减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上仍然会达到原来的高度。 ②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，最后使它成为水平面，小球将沿水平面一直做匀速运动。 (1)请将上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列______________(填写序号即可)。 (2)在上述的设想实验步骤中，有的属于可靠的实验事实，有的则是理想化的推论，请问步骤②属于__________________。 解析　理想实验的思想方法，即在实验事实的基础上，经过科学推理，获取结论。针对题目所述的实验步骤，正确的排列顺序是②③①④，步骤②属于可靠的实验事实。 答案　(1)②③①④　(2)可靠的实验事实 [训练1]　伽利略的斜面实验证明了(　　) A．要物体运动必须有力作用，没有力作用的物体将静止 B．要