第四章 第一节 牛顿第一定律-【金版新学案】2023-2024学年新教材高一物理必修第一册同步课堂高效讲义教师用书（粤教版）

第四章　牛顿运动定律 第一节　牛顿第一定律 【核心素养目标】 物理观念 通过历史，认识科学家们对运动原因的探索历程，初步认识力与运动的关系。 科学思维 理想实验是科学研究的一种重要方法，它突出了事物的本质特征，可以让思维超越当时的科学水平。 科学探究 伽利略以实验为基础，并运用科学推理法得出的规律能更好地符合实际，牛顿在前人的研究基础上，归纳总结得出了牛顿第一定律。 知识点一　人类对运动的认识与探索 1．亚里士多德的观点 亚里士多德认为：有力作用在物体上，物体才运动；撤掉力，运动就停止。维持物体运动需要力。 2．伽利略的探索 (1)理想斜面实验 ①理想斜面实验：如图所示，让小球从斜面AB的某一高度由静止释放，小球将滚上另一个斜面BC，如果没有摩擦力，这个小球将达到与原来同样的高度，如果减小斜面的倾角，小球经过的路程就会越来越长，但仍能到达原来的高度，如果斜面变成水平面，小球将无法达到原来的高度，只能以恒定的速度一直运动下去。 ②结论：物体的运动不需要力来维持。 (2)理想实验：伽利略设计的斜面实验虽然是想象中的实验，但它建立在可靠事实的基础上，理想实验是科学研究中的一种重要方法。 3．笛卡尔的补充 笛卡尔认为：如果没有其他原因，运动的物体将继续以同一速度沿着一条直线运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向。 (2022·广东珠海期中)历史上，伽利略通过理想斜面实验，正确地揭示了“运动和力的关系”。如图所示，伽利略的斜面实验有如下步骤： ①减小第二个斜面的倾角，为达到原来的高度，小球运动的距离变长； 学生用书↓第96页 ②两个对接斜面，让小球沿一个斜面从静止滚下，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，最后使它成水平面，小球将沿水平面以恒定速度持续运动下去。 上述步骤中，有的属于可靠事实，有的则是科学推论。将这些事实和推论进行分类排序，以下正确的是(　　) A．事实②—推论①—推论③—事实④ B．事实②—推论①—推论③—推论④ C．事实②—推论①—推论④—推论③ D．事实②—推论③—推论①—推论④ D　[根据实验事实②得出实验结果：如果没有摩擦，小球将上升到释放时的高度，即③，进一步假设若减小第二个斜面的倾角，小球在这斜面上仍然要达到原来的高度，即得出①，继续减小角度，最后使它成水平面，小球将沿水平面持续运动下去，即④，所以几个步骤正确的排列顺序是：事实②—推论③—推论①—推论④。] 1．伽利略理想斜面实验的推论 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)伽利略理想斜面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)伽利略理想斜面实验是把实验和逻辑推理相结合的一种科学研究方法。 知识点二　牛顿第一定律 如图是冰壶在冰面上的运动情景。冰壶比赛过程中，运动员在冰壶前面擦扫冰面，可以使表面冰层融化，形成一层薄薄的水膜，而水膜的阻力比冰面要小，所以冰壶可以滑行得更远。 (1)图中的冰壶为什么会停下来？这说明了什么问题？ (2)试猜想如果冰壶不受外力作用将处于什么状态？ (3)从(1)、(2)两个问题中，我们能得到什么结论？ 提示：(1)冰壶停下来是因为受到了冰面摩擦力的作用，说明力是改变物体运动状态的原因。 (2)冰壶原来静止，不受外力作用时，仍然静止；冰壶原来运动，不受外力作用时将保持匀速直线运动状态。 (3)物体不受外力作用或所受合力为零时，总保持静止或匀速直线运动状态。 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。 【判断正误】 1．伽利略的理想斜面实验说明了力是维持物体运动的原因。(×) 2．由牛顿第一定律可知，做加速直线运动的物体所受外力全部消失时，物体立刻静止。(×) 3．物体从竖直向上运动的气球上掉落后，立即向下运动。(×) 1．运动状态改变即速度发生变化，有三种情况 (1)速度的方向不变，大小改变。 (2)速度的大小不变，方向改变。 (3)速度的大小和方向同时改变。 2．对牛顿第一定律的理解 (1)定性揭示了力和运动的关系 ①力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因。当物体运动状态改变时，物体就产生了加速度，因而力是产生加速度的原因。 ②物体不受外力时的运动状态：匀速直线运动状态或静止状态。 学生用书↓第97页 (2)牛顿第一定律是牛顿在总结前人工作的基础上得出的，是在理想实验的基础上加以科学抽象和逻辑推理得到的，但其得到的一切结论经过实践证明都是正确的。 (3)牛顿第一定律无法用实验直接验证。它所描述的是一种理想状态，即不受外力的状态。 (多选)关于牛顿第一定律的理