4.1 牛顿第一定律 导学案 -2023-2024学年高一上学期“元创物理”2023年暑期《初高中衔接 • 物理教材》

初中，我们学习了牛顿第一运动定律最基础的内容，第一、二章，我们学习了运动的描述方法及基本规律，第三章我们学习了力的基础知识及受力分析、力的合成与分解等方法。 在此基础上，本章，我们学习运用牛顿运动定律和运动规律，分析解决处理运动与力的相关问题。 第四章：运动和力的关系 1. 牛顿第一定律 01【学情衔接】 已经学习知道的知识 衔接问题 将要达成的核心目标 1.伽利略：物体的运动不需要力来维持，运动的物体之所以会停下来，是因为受到了阻力。 2. 牛顿第一定律：一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止或匀速直线运动状态。 2.一切物体都有保持原有静止状态或匀速直线运动状态不变的性质，即惯性。 理想斜面实验→运动与力的关系、意义 牛顿第一定律→含义、意义、运用 牛顿第一定律→惯性、决定因素、运用 1.理解伽利略理想斜面实验及其思想方法、意义和关于运动与力关系的观点。 2.理解牛顿第一定律的内容、含义及意义，能用牛顿第一定律解释相关的实际问题。 3.理解惯性的概念及决定因素意义，辨别关于惯性的说法，能用惯性知识解释有关现象。 02【衔接讲解】 “元创物理”2023年暑期《初高中衔接 • 物理教材》 第四章：运动和力的关系 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 一、理想斜面实验→运动与力的关系的观点及理想斜面实验的意义 物体的运动需要力维持吗？ 1.古希腊的亚里士多德认为，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。即认为力是维持物体运动的原因。 2.伽利略通过理想斜面实验得到了关于力与运动关系的正确认识的。 （1）如图甲所示，让小球沿一个斜面由静止滚下，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． （2）如果减小第二个斜面倾斜角度，如图乙所示，小球在这个斜面上达到原来的高度就要通过更长的路程． （3）继续减小第二个斜面的倾斜角度，如图丙所示，使它最终成为水平面，小球就再也达不到原来的高度，而将沿水平面以恒定的速度永远运动下去． 由此，伽利略第一次正确指出了运动与力的关系的观点：物体的运动不需要力来维持，力是改变物体速度的原因。 因为滚下或滚上，有重力的分力在作用，是速度改变的原因，而在光滑的水平面上运动时，速度不变，因为小球受到的合力为零，等同于不受力。 3.伽利略通过理想斜面实验，不仅推翻了亚里士多德的观点，得到了正确的结论，其意义还在于： （1）第一次确立了物理实验在物理学中的地位． （2）说明将可靠的事实和理论思维结合起来，即采用“实验＋科学推论”的方法，是正确的研究方法。 4.“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。不能用来作为检验认识正确与否的标准。相反，由“理想实验”所得出的任何推论，都必须由观察或实验的结果来检验。 二、牛顿第一定律→牛顿第一定律的含义、意义、运用 历史上很多物理学大家都研究过运动和力的关系，牛顿第一定律是集大成者。 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。 2.四层含义： 关键词 四层含义 一切 指出了一切物体都具有保持其原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质。即具有惯性。 总 指出了物体不受力时的运动状态是匀速直线运动状态或静止状态，且不会改变。 除非 指出了改变物体运动状态的方法是对物体施加外力。 改变 指出了外力是物体改变运动状态即产生加速度的原因，而不是维持物体运动的原因。 3.四点意义： 揭示力的定义 力是改变物体运动状态即使物体产生加速度的原因，不是维持物体运动状态的原因。 明确惯性概念 物体都具有的保持其原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质。 反映特殊规律 牛顿第一定律描述的只是一种理想状态，不受外力作用的物体是不存在的，合外力为零时，其效果跟不受外力的作用相同。可把“不受外力作用”理解为“合外力为零”，但两者有本质区别的。 建立了新观点 牛顿第一定律建立了力和运动关系的新观点，为人们进一步深入研究奠定了基础。 三、牛顿第一定律→惯性及其决定因素、运用 牛顿第一定律揭示了任何物体在任何情况下都具有的一个重要属性，即“保持匀速直线运动状态或静止状态”的性质，即惯性。因此牛顿第一定律又叫惯性定律。 1.惯性的表现 在不受力条件下，惯性表现为“保持原来的匀速直线运动状态或静止状