4.1.1 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

牛顿第一定律 第四章 运动和力的关系 第一节 牛顿第一定律 知识梳理▼ 1、 伽利略的理想实验 1、力与运动的不同认识 ①亚里士多德通过对大量的物体下落的观察，直接得出结论：物体越重，下落越快；所用的方法：观察+直觉．观点：必须有力作用在物体上，物体才能运动。 ②伽利略的观点：力不是维持物体运动的原因. ③笛卡尔观点：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。 2、伽利略斜面实验 ①在轨道的一边释放一颗钢珠，如果忽略摩擦力带来的影响，我们发现钢珠从左边滚下后，再从右边的斜面滚上，钢珠将上升到与左边释放高度相同的点; ②若将右边的倾斜角减小，钢珠还是上升到原来的高度，但通过的路程比原来更长; ③假设右边的轨道为水平，钢珠想要达到原来的高度，但是钢珠无法达到原来的高度，钢珠将永远运动下去。 结论：力不是维持物体运动的原因. 二、牛顿第一定律的概念 1、内容：一切物体总保持 或 ，直到有外力迫使它改变这种状态． 2、说明： (1)物体因为有 ，故能保持原来的运动状态，如果没有力，它将永远保持此状态； (2)因为有力，故改变物体的运动状态．力是 ，质量是维持物体运动状态的原因； (3)物体的运动状态由速度来标定，速度不变，物体运动状态不变； (4)物体运动状态变化，也可说成运动速度变化，即产生加速度． 3、使用范围：宏观世界中低速运动的物体，在惯性参考系中才适用． 4、对牛顿第一定律的理解 (1)牛顿第一定律不是由实验直接总结出来的规律，它是牛顿以伽利略的理想实验为基础，在总结前人的研究成果之上，加之丰富的想而推理得出的一条理想条件下的规律； (2)牛顿第一定律成立的条件是物体不受任何外力的作用，是理想条件下物体所遵从的规律．在实验情况下，物体所受合外力为零与物体不受任何外力作用是等效的． (3)牛顿第一定律的意义在于它揭示了一切物体都具有的一种基本属性--惯性，还揭示了力和运动的关系：力是改变物体运动状态的原因，而不是产生运动的原因，也不是维持物体运动状态的原因，即力是产生加速度的原因． 经典例题▼ 物体运动状态的变化： 物体的运动状态即物体运动的快慢及运动的方向，是用速度来描述的，故物体运动状态的变化有以下三种情况： (1)速度方向不变，只有大小改变； (2)速度大小不变，只有方向改变； (3)速度大小和方向都改变． 【例】 1、伽利略对自由落体运动及运动和力的关系的研究，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(a)、(b)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(a)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 B.图(a)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 C.图(b)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 D.图(b)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 2、关于牛顿第一定律，下列说法中正确的是（　　） A．牛顿第一定律是在伽利略“理想实验”的基础上总结出来的 B．不受力作用的物体是不存在的，故牛顿第一定律的建立毫无意义 C．牛顿第一定律表明，物体只有在不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 3、以下说法中正确的是（　　） A．牛顿第一定律揭示了一切物体都具有惯性 B．速度大的物体惯性大，速度小的物体惯性小 C．力是维持物体运动的原因 D．做曲线运动的质点，若将所有外力都撤去，则该质点因惯性仍可做曲线运动 4、[多选]在水平的路面上有一辆匀速行驶的小车，车上固定一盛满水的碗。现突然发现碗中的水洒出，水洒出的情况如图所示，则关于小车在此种情况下的运动，下列叙述正确的是(　　 ) A．小车匀速向左运动 B．小车可能突然向左加速 C．小车可能突然向左减速 D．小车可能突然向右减速 二、惯性 1、定义：物体保持原来的 或 的性质叫做惯性．牛顿第一定律又叫惯性定律． 2、惯性的量度： 是物体惯性大小的唯一量度．质量大的物体所具有的惯性大，质量小的物体所具有的惯性小． 3、惯性的性质：①一切物体都具有惯性，其本质是任何物体都有惯性． ②惯性与运动状态无关：不论物体处于怎样的运动状态，惯性总是存在的．当物体本来静止时，它一直“想”保持这种静止状态．当物体