内容正文:
第四章 牛顿运动定律
第一节 牛顿第一定律
核心素养导学
物理观念 (1)了解伽利略关于运动和力的关系的认识。
(2)了解亚里士多德的观点和笛卡尔的贡献。
(3)能准确叙述牛顿第一定律的内容。
(4)知道质量是物体惯性大小的量度。
科学思维 (1)能领悟理想实验的科学推理方法及其意义。
(2)能对牛顿第一定律所揭示的运动和力的关系有较深刻理解。
(3)能通过实例说明质量是物体惯性大小的量度,会解释有关的惯性现象。
科学态度与责任 (1)了解牛顿第一定律的发现过程,体会人类认识事物本质的曲折过程,培养严谨的科学态度。
(2)通过具体实例,体会生活中惯性的应用与防止,乐于将所学知识应用于日常生活实际。
续表
一、力与运动的关系探索
1.亚里士多德的观点:______作用在物体上,物体才能运动;撤掉力,运动就______。
2.伽利略的探索
(1)理想斜面实验:
①让静止的小球从第一个斜面滚下,冲上第二个斜面,如果没有_______,小球将上升到原来释放时的______;
②减小第二个斜面的倾角,小球经过的路程增长,但最终仍能达到同样的高度;
③当第二个斜面放平,小球将以恒定的速度一直______下去。
有力
停止
摩擦力
高度
运动
(2)伽利略的观点:物体的运动________力来维持。
3.笛卡尔的补充:如果没有其他原因,运动的物体将继续以___________沿着一条______运动,既不会停下来,也不会偏离原来的方向。
理想实验是一种思维活动,是人们在抽象思维中设想出来而无法做到的“实验”,是建立在可靠事实的基础之上的。
不需要
同一速度
直线
4
二、牛顿的总结
1.牛顿第一定律
一切物体总保持______________状态或______状态,直到有外力迫使它______这种状态为止。
2.惯性:物体具有保持原来______________状态或______状态的性质,牛顿第一定律又叫作_______定律。
3.惯性的大小:______是物体惯性大小的量度。
惯性是物体的固有属性,任何物体无论处于什么状态,都具有惯性。惯性的大小只与物体的质量有关。
匀速直线运动
静止
改变
匀速直线运动
静止
惯性
质量
1.如图所示,为冰壶比赛的场景。
请对以下结论作出判断:
(1)静止在地面上的冰壶,当用力推它时,冰壶开始运动,说明力是使冰壶运动的原因。 ( )
(2)当冰壶脱离运动员的作用时,冰壶没有立即停下,而是继续向前运动,说明冰壶具有惯性。 ( )
(3)撤去推力后,冰壶最终能停下来,是冰壶受摩擦力作用的结果。 ( )
(4)如果没有摩擦力,冰壶会一直运动下去。 ( )
×
√
√
√
2.如图甲所示,公交车上站着的乘客身体突然向后倾倒;如图乙所示,公交车内乘客身体突然向前倾倒。
思考:
(1)什么情况下会出现图甲的情景?
(2)什么情况下会出现图乙的情景?
提示:(1)公交车快速启动或突然加速时,乘客会向后倾倒。
(2)公交车急刹车或突然减速时,乘客会向前倾倒。
新知学习(一)|对伽利略理想实验的理解
[任务驱动]
为了阐明自己的观点,伽利略设计了如图所示的实验: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。如果第二个斜面倾角减小,小球仍将到达原来的高度,但是运动的距离更长。由此可以推断,当第二个斜面最终变为水平面时,小球要到达原有高度将永远运动下去。
新知学习(一)|对伽利略理想实验的理解
[任务驱动]
为了阐明自己的观点,伽利略设计了如图所示的实验: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。如果第二个斜面倾角减小,小球仍将到达原来的高度,但是运动的距离更长。由此可以推断,当斜面最终变为水平面时,小球要到达原有高度将永远运动下去。
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仔细观察图中照片,当右侧斜面变为水平时,小球做什么运动?由这一现象你能得出什么结论?
提示:频闪照片显示,当右侧斜面变为水平时,小球在相等的时间内运动相等的位移,即小球做匀速直线运动,这一现象说明物体的运动并不需要力来维持。
[重点释解]
1.理想实验推论
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,并且一直沿直线运动下去。
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,从而更深刻地揭示自然规律。
(2)伽利略的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。
[针对训练]
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