第4章 第1节 牛顿第一定律（教师用书Word）-【状元桥·优质课堂】2023-2024学年新教材高中物理必修第一册（人教版 2019）

第四章　运动和力的关系第四章　运动和力的关系 第1节　牛顿第一定律 [学习目标] 1.理解牛顿第一定律的内容和意义(物理观念).2.明确惯性的概念，会用惯性解释有关现象，知道质量是惯性大小的唯一量度(物理观念)． 知识点一　理想实验的魅力 1．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，物体就要静止在某个地方. 2．伽利略的理想实验 (1)斜面实验：如图所示，让一个小球沿斜面从静止状态开始运动，小球将“冲”上另一个斜面．如果没有摩擦，小球将到达原来的高度.减小第二个斜面的倾角，小球运动的距离更长，但所到达的高度相同.当第二个斜面最终变为水平面时，小球将永远运动下去. 　　 (2)推理结论：力不是(选填“是”或“不是”)维持物体运动的原因． 3．笛卡儿的观点：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． 知识点二　牛顿第一定律 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．惯性 (1)物体保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质叫作惯性．牛顿第一定律也被叫作惯性定律． (2)惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性． 知识点三　惯性与质量 物体惯性大小仅与质量有关，质量是物体惯性大小的唯一量度，惯性大小与物体是否运动、运动快慢等因素均无关． 1．判断下列说法的正误． (1)伽利略的理想实验是永远无法做到的．(√) (2)伽利略的理想实验说明了力是维持物体运动的原因．(×) (3)物体从竖直向上运动的气球上掉落后，立即向下运动．(×) (4)受力越大，物体的惯性越大．(×) 2．前进中的大巴车突然刹车时，乘客向前倾倒；在匀速直线运动的火车上竖直跳起，人会落在原来位置(选填“原来位置”“原位置前”或“原位置后”)． 考点一　理想实验 【情境导学】 在伽利略的斜面实验的各个过程中(如图所示)，哪些可以通过实验完成？哪些是推理得出的？ 答案　小球由静止状态从斜面上滚下，可以滚上另一斜面，是实验事实，可以通过实验完成，其余各个结论是由推理得出的，不可以通过实验完成． 【知识拓展】 1．理想实验的推论 一切运动着的物体在没有受到外力的时候，它的速度将保持不变，并且一直运动下去． 2．理想实验的意义 (1)伽利略理想实验是以可靠的实验事实为基础，经过抽象思维，抓住主要因素，忽略次要因素，从而更深刻地揭示了自然规律． (2)伽利略理想实验是把实验和逻辑推理相结合的一种科学研究方法． 【例题1】 理想实验有时更能深刻地反映自然规律．如图所示，伽利略设想了一个理想实验，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，小球在这一斜面上仍然要达到原来的高度； ②两个斜面对接，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，小球将沿水平面做持续的匀速运动． (1)请将上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列：__________(填数字序号)． (2)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______(填选项前的字母)． 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 步骤②是理想实验的实验基础，属于可靠的事实，在此基础上利用推理，先得到小球不受阻力作用将上升到原来释放时的高度的推论，再设想减小第二个斜面的倾角，小球在这一斜面上仍然要达到原来的高度，继续减小第二个斜面的倾角直至第二个斜面成为水平面，得到小球将匀速运动的推论．所以正确的顺序排列是②③①④，②是事实，①③④是推论． 答案　(1)②③①④　(2)B 正确理解理想实验 “理想实验”在自然科学理论研究中有着重要的作用，但是理想实验方法也有一定的局限性．“理想实验”只是一种逻辑推理的思维过程，它的作用只限于逻辑上的证明与反驳，而不能用来作为检验认识正确与否的标准．相反，由“理想实验”得出的任何推论，都必须由观察和实验结果来检验． 【变式1】 伽利略的理想斜面实验说明(　　) A．一切物体都具有惯性 B．亚里士多德的运动和力的关系是错误的 C．力是维持物体运动的原因 D．力是改变物体运动状态的原因 答案　B 解析　伽利略的理想实验证明了物体的运动不需要力来维持，同时也证明了亚里士多德的运动和力的关系是错误的，而伽利略的理想实验没有说明“一切物体都具有惯性”和“力是改变物体运动状态的原因”，选项B正确，A、C、D错误． 考点二　对牛顿第一定律的理解和应用 【情境导学】 如图所示是冰壶在冰面上运动的情景．冰壶比赛过程中，运动