第四章 第一节 牛顿第一定律-【高考领航】2023-2024学年高中物理必修第一册同步核心辅导与测评（粤教版）

第一节　牛顿第一定律 核心素养要求 核心素养呈现 1.知道伽利略的理想实验及其主要推理过程和推论，知道理想实验是科学研究的重要方法. 2.理解牛顿第一定律的内容及意义. 3.理解力和运动的关系，知道物体的运动不需要力来维持. 4.理解惯性的概念，知道质量是惯性大小的量度. 　历史回顾 代表人物 主要观点 亚里士多德 有力作用在物体上，物体才运动；撤掉力，运动就停止 伽利略 物体的运动不需要力来维持 笛卡尔 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 (1)亚里士多德认为力是维持物体运动的原因．(√) (2)伽利略认为，没有力作用在物体上，它就不能运动．(×) (3)笛卡尔认为若没有力作用，物体的运动状态就不会改变．(√) 　理想实验的魅力 1．伽利略的理想实验：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，小球在这个斜面上仍将达到同一高度，但它要运动得远些．继续减小第二个斜面的倾角，球到达同一高度时就会离得更远．若将第二个斜面放平，球将永远运动下去．如图所示． 2．结论：物体的运动不需要力来维持． 　牛顿第一定律　惯性与质量 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，直到有外力迫使它改变这种状态为止． 2．惯性：物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质． 3．惯性与质量：质量大的物体惯性大． 说明惯性大小只由质量大小决定，与其他因素无关． 一个在足球场上滚动的足球最终会静止下来，没有保持匀速直线运动状态．这与牛顿第一定律是否矛盾？为什么？ 提示：这与牛顿第一定律不矛盾．牛顿第一定律指出物体不受外力时处于静止状态或匀速直线运动状态，即物体的运动状态不改变．足球最终会静止下来，是因为受到了摩擦力的作用，摩擦力改变足球的运动状态． 　对伽利略理想实验的理解 [思考探究] 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？ 提示：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，不可以用实验完成． [思维深化] 1．理想实验是一种思维活动，虽然它是抽象思维中设想出来的，在实验室无法验证，但它建立在可靠的事实基础上，以物理事实为依据，经过科学抽象和逻辑推理，从而深刻揭示了物理现象的本质，理想斜面实验反映了一种重要的物理思想． 2．理想实验的意义：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．伽利略的研究方法的核心是把实验和逻辑推理相结合． 　理想实验有时能更深刻地反映自然规律．伽利略设想了一个理想实验，如图所示．下面是该实验的步骤： ①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的高度． ②图为两个对接的斜面，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________(填写序号即可)． (2)在上述的设想实验步骤中，有的属于可靠的实验事实，有的则是理想化的推理，请问步骤②属于________． 解析：理想实验的思想方法，即在实验事实的基础上，经过合理推理，获取结论．针对题目所述的实验步骤，正确的排列顺序是②③①④，步骤②属于可靠的实验事实． 答案：(1)②③①④　(2)可靠的实验事实 [针对训练] 1．(多选)理想实验是科学研究中的一种重要方法，它把可靠的事实和合理的推论结合起来，可以深刻地揭示自然规律．关于伽利略的理想实验，下列说法正确的是(　　) A．只要接触面足够光滑，物体在水平面上就能匀速运动下去 B．这个实验实际上是永远无法做到的 C．利用气垫导轨，就能使实验成功 D．虽然是想象中的实验，但它是建立在可靠的实验基础上的 解析：ABD　只要接触面有摩擦力，物体就不会永远匀速运动下去，而实际的接触面不可能达到理想状态的光滑；伽利略的理想实验是在可靠的事实基础上的合理推理，故C错误，A、B、D正确． 　对牛顿第一定律的理解 [思考探究] 1．日常生活中，我们有这样的经验：马拉车，车就前进，停止用力，车就停下来，是否有力作用在物体上物体才能运动呢？马不拉车时，车为什么会停下来呢？ 提示：不是．因为受到阻力的作用． 2．如果没有摩擦阻力，也不受其他任何力的作用，水平面上运动的物体的运动状态会改变吗？ 提示：如果没有摩擦阻力，也不受其他任何力的作用，水平面上运动的物体将保持原来的速度沿直线永远运动下去，