4.1 牛顿第一定律 导学案 -2023～2024学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

第四章 运动和力的关系 4.1 牛顿第一定律 一、理想实验的魅力 1.亚里士多德得出结论：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。认为力是维持物体运动的原因。 2.伽利略斜面实验： （1） 如果没有摩擦，小球将上升到释放时的高度。 （2） 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释放时的高度。 （3） 继续减小第二个斜面的倾角，最后变成水平面，小球将沿水平面永远运动下去。 （4） 结论：力不是维持物体运动的原因。 3.笛卡儿认为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。结论：不受力时，运动的物体将做匀速直线运动。 二、牛顿第一定律 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，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。 2.物体这种保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质叫作惯性。 三、惯性与质量 1.惯性是物体的固有属性，描述物体惯性的物理量是它的质量。 2.质量大的物体惯性大。 3.质量大的物体运动状态不容易改变。 【典型例题】 题型一、理想斜面实验 1.[多选]科学家关于物体运动的研究对树立正确的自然观具有重要作用。下列说法符合历史事实的是（ ） A.亚里士多德认为，必须有力作用在物体上，物体的运动状态才会改变 B.伽利略通过“理想实验”得出结论：运动必具有一定速度，如果它不受力，它将以这一速度永远运动下去 C.笛卡儿指出：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，既不停下来也不偏离原来的方向 D.牛顿认为，物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质 2.伽利略对“运动和力的关系”和“自由落体运动”的研究，开创了科学实验和逻辑推理相结合的重要科学研究方法。图甲、图乙分别表示这两项研究中实验和逻辑推理的过程，对这两项研究，下列说法正确的是（ ） A.图甲中完全没有摩擦阻力的斜面是实际存在的，实验可实际完成 B.图甲的实验为“理想实验”，通过逻辑推理得出物体的运动需要力来维持 C.图乙通过对自由落体运动的研究，合理外推得出小球在斜面上做匀变速运动 D.图乙中先在倾角较小的斜面上进行实验，可“冲淡”重力，使时间测量更容易 3.[多选]关于伽利略的理想斜面实验下列说法正确的是（ ） A.伽利略的理想实验是在可靠的事实基础上进行抽象思维而创造出来的一种科学推理方法，是科学研究中的一种重要方法 B.理想实验是一个纯思维实验，其正确性应接受实践的检验 C.伽利略的理想实验有力地否定了亚里士多德的观点 D.在科学发展的今天，伽利略的斜面实验是可以通过实验验证的 题型二、牛顿第一定律的理解及其应用 1.[多选]下列对牛顿第一定律的理解正确的是（ ） A.牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时的运动规律 B.不受外力作用时，物体的运动状态保持不变 C.在水平地面上滑动的木块最终停下来，是没有外力维持木块运动的结果 D.奔跑的运动员，由于遇到障碍物而被绊倒，这是因为他受到外力作用迫使他改变原来的运动状态 2.如图所示，一个劈形物体abc各面均光滑，放在固定的斜面上，ab成水平并放上一个光滑小球，把物体abc从静止开始释放，则小球在碰到斜面以前的运动轨迹是（ ） A.沿斜面的直线 B.竖直的直线 C.弧形曲线 D.折线 3.关于牛顿第一定律，下列说法正确的是（ ） A.物体不受外力作用时，一定处于静止状态 B.物体不受外力作用时，总是保持原来的匀速直线运动状态或静止状态 C.牛顿第一定律表明，物体只有在受外力作用时才具有惯性 D.牛顿第一定律表明，物体只有在静止或做匀速直线运动时才具有惯性 题型三、惯性的理解 1.关于物体的惯性，下列说法中正确的是（ ） A.战斗机在作战时，甩掉副油箱是为了减小惯性，提高飞行的灵活性 B.用力推一个静止在地面上的物体，没有推动，原因是物体的惯性太大了 C.高速公路上要限速，是因为车速越大惯性越大 D.由于子弹的速度越大，其杀伤力就越大，所以子弹的惯性大小与其速度大小有关 2.打水漂是人类最古老的游戏之一。仅需要一块小瓦片，在手上呈水平放置后，用力使它水平飞出，瓦片擦水面飞行，不断地在水面上向前弹跳，直至下沉。下列判断正确的是（ ） A.瓦片飞出时的初速度越大，它的惯性一定越大 B.瓦片飞行时所用时间越长，它的惯性一定越大 C.瓦片飞出去的距离越长，它的惯性一定越大 D.瓦片的质量越大，它的惯性一定越大 3.如图所示，将一玻璃瓶装水后密闭，并平放在水平桌面上，在瓶的中部有一小气泡处于静止状态，现突然用力将瓶子向前推动，使其在桌面上向前运动一段距离后停止，可看到