内容正文:
1 牛顿第一定律
课标要点
学科素养
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1.理解牛顿运动定律,能用牛顿运动定律解释生产生活中的有关现象、解决有关问题。
2.查阅资料,了解亚里士多德关于力与运动的主要观点和研究方法。
3.查阅资料,了解并讨论伽利略关于物体运动的实验研究对科学发展和人类进步的重大意义
引导学生结合物理学史认识实验探究与科学思维的结合对物理学发展的重要作用。培养学生的“科学态度与责任”的核心素养
力与运动的关系、牛顿第一定律、惯性
力与运动的关系、牛顿第一定律、惯性
(见学生用书P80)
知识点一 理想实验的魅力
1.亚里士多德关于力与运动的观点:必须有力作用在物体上,物体才能运动;没有力的作用,物体就要静止在某个地方。即力是__维持__物体运动的原因。
2.伽利略设计的实验: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。
如果右侧斜面倾角减小,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。这说明,力__不是__维持物体运动的原因。
[思辨]
1.判断题(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)上述实验“如果没有摩擦,小球将到达原来的高度”,属于“理想实验”。( √ )
(2)首先把实验和逻辑推理结合起来的科学家是牛顿。( × )
(3)首先得出“力不是维持物体运动的原因”的科学家是伽利略。( √ )
(4)伽利略认为,没有力作用在物体上,它就不能运动。( × )
(5)笛卡儿认为若没有力的作用,物体的运动状态就不会改变。( √ )
2.思考题
真实实验与理想实验有什么区别?
【答案】 真实实验是一种实践活动,是可以通过一定的实验器材和实验方法来实现的实验;理想实验是一种思维活动,是在抽象思维中设想出来的、无法做到的实验。但是理想实验是建立在可靠事实基础之上的。
知识点二 牛顿第一定律
1.内容:一切物体总保持__匀速直线运动__状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。
2.从牛顿第一定律可以看出:
(1)物体不受力时,总保持匀速直线运动状态或静止状态。
(2)物体这种保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质叫作__惯性__。
(3)力不是维持物体运动状态的原因,力是__改变__物体运动状态的原因,即产生加速度的原因。
3.牛顿第一定律是理想化抽象思维的产物,是无法直接用实验严格验证的。但它反映了自然界的规律和本质。
[思辨]
1.判断题(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)惯性不是外界强加给物体的,是物体本身具有的,一切物体都有惯性。( √ )
(2)静止的物体没有惯性。( × )
(3)力是物体产生加速度的原因。( √ )
(4)物体速度的大小和方向只要有一个改变了,物体的运动状态就发生了改变。( √ )
2.思考题
在什么情况下,我们说物体的运动状态发生了变化?可以用什么物理量描述物体的运动状态?
【答案】 如果一个物体由静止变为运动或由运动变为静止,我们说它的运动状态发生了改变;如果一个物体的速度大小或方向改变了,我们也说它的运动状态发生了改变。可以用瞬时速度(包括其大小和方向)描述物体的运动状态。
知识点三 惯性与质量
1.惯性的大小是指物体维持原有运动状态的“能力”。
2.描述物体惯性的物理量是它的质量,物体的质量是其惯性大小的唯一量度。
3.质量只有大小,没有方向,是标量,其国际单位是千克,符号为kg。
[思辨]
1.判断题(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)物体的惯性大小与速度大小无关。( √ )
(2)质量是物体惯性大小的唯一量度。( √ )
(3)物体不受力时有惯性,受力时惯性就发生了变化。( × )
(4)惯性是保持物体原有运动状态不变的原因。( √ )
(5)飞行的子弹是在惯性力的作用下向前冲。( × )
2.思考题
(1)试解释汽车安全带和头枕对人的保护作用。
(2)有人说“只有做匀速直线运动或静止的物体才具有惯性”,也有人说“速度越大惯性越大”“受力越大惯性越小”,这些说法对吗?
【答案】 (1)当汽车追尾前方车辆或紧急刹车时,人由于惯性相对座椅要继续向前运动,此时安全带对人起到保护作用;当汽车被追尾或紧急加速时,头部由于惯性相对座椅向后运动,此时头枕对脖子起到保护作用。
(2)不对。惯性是物体的固有属性,只与物体的质量有关,与物体的速度和受力情况无关。
知识点四 惯性参考系
1.定义:如果在一个参考系中,一个不受力的物体会保持匀速直线运动状态或静止状态,这样的参考系叫作惯性参考系,简称惯性系。
2.非惯性系:牛顿第一定律不成立的参考系。
[思考题]
在解决实际问题时总是根据需要选取近似的惯性参考系。在研究