第四章 第一节 牛顿第一定律（Word教参）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中物理必修第一册（粤教版2019）

第一节　牛顿第一定律 课程内容要求 核心素养提炼 1.了解牛顿第一定律的发现过程． 2．能准确叙述牛顿第一定律的内容，并能对该定律所揭示的运动和力的关系问题有较深刻的理解． 3．了解伽利略关于运动和力的关系的认识，了解他的理想实验和相应的推理过程，领会实验加推理的科学研究方法． 4．能通过实例说明质量是物体惯性大小的唯一量度． 1.物理观念：知道惯性是物体的固有属性，知道质量是物体惯性大小的唯一量度． 2．科学思维：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． 3．科学探究：理解牛顿第一定律的内容，能够运用牛顿第一定律解释有关现象． 4．科学态度与责任：通过伽利略和亚里士多德对力和运动关系的不同认识，了解人类认识事物本质的曲折性． 1．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． 2．伽利略的探索 (1)理想斜面实验：让静止的小球从第一个斜面滚下，冲上第二个斜面，如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度．减小第二个斜面的倾角，小球滚动的距离增大，但所达到的高度相同．当第二个斜面放平，小球将永远运动下去． (2)推理结论：力不是(填“是”或“不是”)维持物体运动的原因． 3．笛卡尔的补充：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． [思考] 我们发现以下现象似乎有一个共同特征：物体受力时才能运动．如果不受力．物体不会运动或停止运动，如何解释这些现象呢？ 提示　这些物体运动起来时都要受到阻力作用，只有施加的外力大于阻力时，物体才可以运动． 1．牛顿第一定律 内容：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，叫作惯性．牛顿第一定律又叫作惯性定律． 3．惯性与质量：质量是惯性大小的唯一量度，质量越大的物体惯性越大，质量越小则惯性越小． [思考] 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或匀速直线运动状态，即物体的运动状态不改变．只有在受到外力的作用时，物体的运动状态才会发生改变．足球最终会静止下来，是受到了摩擦力的作用． 探究点一　伽利略科学方法的意义 伽利略理想斜面实验如图，小球沿斜面由静止滚下，再滚上另一斜面． (1)实际中小球滚上另一斜面的最大高度等于h吗？ 提示　小于h. (2)设想斜面是光滑的，小球滚上另一斜面的最大高度等于h吗？ 提示　等于h. (3)设想斜面是光滑的，若减小第二个斜面的倾角．小球还能滚到另一斜面高h处吗？与没减小斜面倾角之前相比，小球滚到另一斜面高h处通过的距离如何变化？ 提示　能，通过的距离变大． (4)设想第二个斜面变成水平面，这时小球试图滚上另一斜面的相同高度，但永远达不到．这时小球的运动能停下来吗？ 提示　不能，永远运动下去． 1．伽利略用“理想实验＋科学推理”的方法推翻了亚里士多德的观点．伽利略的理想斜面实验虽然是想象中的实验，但这个实验反映了一种物理思想，它是建立在可靠的事实基础之上的，以事实为依据，以抽象为指导，抓住主要因素，忽略次要因素，从而深刻地揭示了自然规律． 2．第一次确立了物理实验在物理研究中的基础地位． 3．揭示了力不是维持物体运动的原因． 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．下面是关于该实验被打乱的步骤： 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论，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，经过合理的想象，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 [训练1]　伽利略的理想斜面实验证明了(　　) A．要物体运动必须有力作用，没有力作用的物体将静止 B．要物体静止必须有力作用，没有力作用的物体就运动 C．物体不受外力作用时，一定处于静止状态 D．力不是维持物体运动的原因 D　[伽利略的斜面实验证明了：如果物体不受外力作用，运动的物体将继续以同一速度沿着一条直线运动下去，所以只有D正确．] 探究点二