第5章 第1节 牛顿第一运动定律（Word教参）-【优化指导】2024-2025学年新教材高中物理必修第一册（鲁科版2019）

第1节　牛顿第一运动定律 核心素养 物理观念 科学思维 科学态度与责任 1.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． 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．能用牛顿第一定律解释生产生活中的相关现象． 3．能通过实例说明质量是物体惯性大小的唯一量度． 能领悟理想实验的科学推理方法及其意义． 通过了解牛顿第一定律的发现过程，培养学生严谨的科学态度，能认识物理学研究是不断完善的． 知识点一 力与运动的关系 1.亚里士多德的观点： 有外力的作用时物体才能运动，要维持物体的运动就需要外力． 2．伽利略的观点 (1)理想实验 (如图所示)：小球沿光滑斜面从左侧某一高度滚下，无论右侧坡度如何，都会上升到与出发点几乎等高的地方． (2)结论：维持物体的运动不需要外力． 3．笛卡儿的观点：若无其他原因，运动物体将继续以原来的速度沿直线运动． 4．运动状态：速度是描述物体运动状态的物理量，运动状态的改变是指速度的改变． 5．力和运动的关系：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. 1．亚里士多德认为物体的运动不需要力来维持(　×　) 2．牛顿最早指出力不是维持物体运动的原因(　×　) 3．速度变化，物体的运动状态就改变．(　√　) 知识点二 牛顿第一运动定律及其意义 1.内容：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非有外力迫使它改变这种状态． 2．意义 (1)牛顿第一定律表明物体不受外力(或合外力为零)时，物体将保持原来静止状态或匀速直线运动状态． (2)物体的运动状态不变，它所受合外力必然为零；运动状态改变，必受到不为零的合外力． 3．物体的惯性 (1)定义：任何物体都有保持静止或匀速直线运动状态不变的属性，物理学中把物体的这种属性称为惯性． (2)决定因素：质量是物体惯性大小的唯一量度．质量越大，物体的惯性越大. (3)惯性大小的表现：物体惯性大小表现为运动状态改变的难易程度，物体的惯性越大，运动状态越难以改变． 1．物体不受外力就是物体受到的合外力等于零．(　×　) 2．惯性是物体的本质属性，与除质量之外的因素无关．(　√　) 3．牛顿第一定律说明了力是改变物体运动状态的原因．(　√　) 探究点一　牛顿第一定律　(运动观念之形成) ►情境探究 冰壶在冰面上的运动，如果摩擦阻力比较大，冰壶很快停下来；如果摩擦阻力很小，可以忽略，冰壶将会怎样运动？ 提示：永远运动下去 ►探究归纳 1．物体的惯性和运动规律 定律的前半句“一切物体总保持静止状态或匀速直线运动状态”揭示了： (1)惯性是物体的固有属性，即物体总有保持静止状态或匀速直线运动状态的性质．牛顿第一定律指出一切物体在任何情况下都具有惯性． (2)运动规律：当物体不受外力作用或所受的合外力为零时，物体将保持原来的静止状态或匀速直线运动状态，即保持原来的运动规律． 2．力与运动的关系 定律的后半句“直到有外力迫使它改变这种状态为止”，这句话揭示了力与运动的本质关系，即力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动状态的原因． 3．力与加速度的关系 定律的后半句“直到有外力迫使它改变这种状态为止”，说明了外力不为零时，物体的运动状态发生变化，必然产生加速度，因此力的作用效果是使物体产生加速度． ►对点例练 (2021·浙江湖州高二期末)关于牛顿第一定律，下列说法正确的是(　　) A．牛顿第一定律是牛顿想象出来的，没有实验依据 B．牛顿第一定律只适用于不受外力或所受合外力为零的物体 C．理想实验的思维方法与质点概念的建立一样，都是一种科学抽象的思维方法 D．由牛顿第一定律可知，只有不受外力的物体才具有保持原来运动状态的性质 C　解析：A．牛顿第一定律在理想实验的基础上，结合科学的推理而得出来的，不能用实验直接证明，但也不是凭空想象出来的，故A错误；B．牛顿第一定律得出力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动状态的原因，适用于惯性系下的各种物体，故B错误；C．理想实验的思维方法与质点概念的建立一样，都是一种科学抽象的思维方法，故C正确；D．由牛顿第一定律可知，只有不受外力或合力为零的物体才具有保持原来运动状态的性质，故D错误．故选C． [训练1] (2021·上海高二期末)正在运动的物体，若所受的一切力突然同时消失，那么它将(　　) A．立即停止 B．做加速运动 C．做减速运动 D．做匀速运动 D　解析：正在运动的物体，若所受的一切力突然同时消失，根据牛顿第一定律，它将保持原来的运动状态，永远不停地运动下去，即做匀速运动．故选D． 探究点二　惯性　(运动观念之形成) ►情境探究 在谷物的收割和脱粒过程中，小石子、草屑等杂物很容易和谷物混在一起．另外，谷还有瘪粒．为了将它们分离，农民常用一种叫作“风谷”的农具分选．为什么小石子、草屑等杂物和谷物都能脱离传送带飞出？ 提示：由于惯性，它们都能脱离传送带飞出 ►探究归纳 1．惯性与质量的关系 (1)惯性是物体的固有属性，一切物体在任何情况下都具有惯性． (2)质量是物体惯性大小的唯一量度，质量越大，惯性越大． 2．惯性与力的关系 (1)惯性不是力，而是物体本身固有的一种性质，它和力是两个不同的概念，因此说“物体受到了惯性作用”“产生了惯性”“受到惯性力”等都是错误的． (2)力是改变物体运动状态的原因，惯性是物体本身要保持原来运动状态不变的性质．力越大，物体的运动状态改变得越快；惯性越大，物体的运动状态越难改变． (3)惯性与物体的受力情况无关． 3．惯性与速度的关系 (1)速度是表示物体运动快慢的物理量，惯性是物体本身固有的性质． (2)一切物体都有惯性，和物体是否有速度及速度的大小均无关． 4．惯性的“两表现” (1)不受外力的条件下，惯性表现出“保持”“原来的”运动状态． (2)在受力条件下，惯性表现出运动状态改变的难易程度，质量越大，惯性越大，运动状态越难改变． ►对点例练 (2021·浙江杭州高一期末)在校运动会上，小龙同学参加了百米赛跑并荣获冠军．关于小龙的惯性，下列说法正确的是(　　) A．加速跑的过程中增大　　 B．减速跑的过程中减小 C．整个赛跑过程中不变　　 D．跑完后停下休息时没有惯性 C　解析：A、B．惯性大小的唯一量度是质量，小龙加速跑、减速跑时质量不变，惯性不变，故A、B错误；C．惯性大小的唯一量度是质量，小龙赛跑过程中质量不变，保持惯性不变，故C正确；D．惯性大小的唯一量度是质量，小龙跑完后停下休息时质量不变，保持惯性不变，故D错误．故选C． [训练2] (2021·珠海市艺术高级中学高一期中)下列说法中正确的是(　　) A．从枪膛中飞出的子弹，在惯性力作用下飞行 B．满载的卡车比空车难以停下来，是因为前者的惯性比后者大 C．物体在粗糙水平路面上比在光滑水平路面上难以推动，是因为前者惯性大 D．喷气式飞机起飞后越飞越快，说明它的惯性越来越大 B　解析：A．从枪膛中飞出的子弹，在惯性的作用下飞行．A错误；B．质量越大，惯性越大．所以满载的卡车比空车难以停下来，是因为前者的惯性比后者大．B正确；C．物体在粗糙水平路面上比在光滑水平路面上难以推动，是因为运动时前者的最大静摩擦力较大．C错误；D．惯性只跟物体质量有关，喷气式飞机起飞后越飞越快，是因为飞机在加速，其惯性是不变的．D错误．故选B． 探究点三　解决实际问题　(科学态度与责任) [训练3] (生活情境)(2021·浙江金华高一期末)如图甲和乙，是踩香蕉皮摔倒和一名骑行的人因自行车前轮突然陷入一较深的水坑而倒地的照片．下面是从物理的角度去解释这两种情境，其中正确的是(　　) A．甲图中踩了香蕉皮摔倒是因为人的惯性变小了的原因 B．乙图中人和车摔倒是因为雨天路面太滑造成的 C．踩香蕉皮摔倒是因为下半身速度大于上半身的速度造成的 D．自行车行驶速度越大，其惯性越大，所以造成人车倒地现象 C　解析：A、C．甲图中踩了香蕉皮摔倒是因为人的脚受到的摩擦力突然变小，脚不能立刻停下来，脚向前滑，由于惯性，上半身还要保持原来的运动状态，从而使得人下半身速度大于上半身的速度，所以人会向后倾倒，而不是人惯性变小了的原因，故A错误，C正确；B．乙图中人和车摔倒是因为车的前轮陷入水坑后前轮立刻停止，但人与车的后半部分由于惯性仍保持原来的运动状态，因此人和车将向前倾倒．而不是因为雨天路面太滑造成，故B错误；D．惯性只与物体的质量有关，与速度大小没有关系，故D错误．故选C． [训练4] (生活情境)(2021·浙江宁波高二期末)大型油罐车内的油在运输过程中极易发生涌动(如图1)，为了防止油涌动导致车体重心急剧变化的危害，在油罐车内部设置了一些固定挡板(如图2).下列说法错误的是(　　) A．油罐车匀速向左拐弯时，油罐内的油将涌动到油罐的右侧 B．油罐车在设置挡板后，减小了油的惯性，使油不容易发生涌动 C．油罐车在匀速前进的过程中突然刹车，挡板可以减弱油向前剧烈涌动 D．油罐车在平直道路上匀速前进时，即使没有挡油板油也几乎不会涌动 B　解析：A．由于惯性油罐车匀速向左拐弯时，油罐内的油将涌动到油罐的右侧，故A正确；B．惯性取决于物体的质量，故B错误；C．油罐车在匀速前进的过程中突然刹车，由于惯性油向前剧烈涌动，设置挡板并不能改变油的惯性，但能减弱油向前剧烈涌动，故C正确；D．油罐车在平直道路上匀速前进时，由牛顿第一定律可知，即使没有挡油板油也几乎不会涌动，故D正确．本题选不正确的，故选B． A组 学业基础练 1.(2021·青铜峡市高级中学高一学业考试)物体的惯性大小取决于下列哪个物理量(　　) A．合外力　　　　　　　 B．质量 C．速度 D．加速度 B　解析：惯性的大小只与物体的质量有关，质量越大，惯性越大，故B正确，A、C、D错误．故选B． 2．(2021·上海高三二模)改变物体运动状态的原因是(　　) A．加速度 B．力 C．能量 D．惯性 B　解析：力是产生加速度的原因，也是改变物体运动状态的原因，因为没有外力作用时物体总保持原来的运动状态或静止状态，直到有外力改变这种运动状态为止，所以B正确；A、C、D错误；故选B． 3．(2021·莆田锦江中学高一期末)下列说法中正确的是(　　) A．同一物体，放在赤道上比放在福州的惯性小 B．同一物体，放在赤道上和放在福州的惯性一样大 C．物体匀速运动时，存在惯性，物体变速运动时，不存在惯性 D．运动得越快的汽车越不容易停下来，是因为汽车运动得越快，惯性越大 B　解析：A、B．质量是衡量惯性大小的唯一量度，所以同一物体，放在赤道上与放在福州的惯性相同，则A错误；B正确；C、D．惯性是物体本身具有的一种属性，与物体做什么运动无关，所以C、D错误；故选B． B组 等级提升练 4．(2021·陕西宝鸡高三月考)如图所示，放置在水平面上密闭的容器里充满了某种无色液体，在水平外力F的作用下向右做加速运动．设容器后面部分液体密度为ρ1，前面部分液体密度为ρ2，关于容器内液体前后密度的大小比较，正确的是：(　　) A．ρ1＝ρ2 B．ρ1＜ρ2 C．ρ1＞ρ2 D．ρ1、ρ2大小无法比较 C　解析：因为容器在水平外力F的作用下向右做加速运动，容器后面部分液体密度为ρ1，前面部分液体密度为ρ2，根据牛顿第一定律可知，质量大的物体惯性大，更不容易改变运动状态，故ρ1＞ρ2，A、B、D错误，C正确．故选C． 学科网（北京）股份有限公司 $$