4.1 牛顿第一定律 导学案-2025-2026学年高一上学期物理人教版必修第一册

4.1 牛顿第一定律 【学习目标】 1．知道伽利略理想实验的主要过程和结论，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，能够运用牛顿第一定律解释有关现象。 3．知道惯性的概念及性质，知道力不是维持物体运动的原因，而是物体运动状态发生改变的原因，即知道力是产生加速度的原因。 4．理解惯性的概念，知道质量是惯性大小的唯一量度，知道惯性与速度的大小无关，与物体的受力情况无关，会正确解释有关惯性的现象。 【学习重点】牛顿第一定律。 【学习难点】力是物体运动状态改变的原因，是物体产生加速度的原因。 【导学过程】 思考：静止中的汽车若没有力的作用能不能运动起来？运动的汽车在关闭发动机后会不会立即停下？ 历史上的物理学家对力与运动关系的看法 阅读课本P83-P85，填写下列表格： 代表人物 根据 对力与运动关系的看法 亚里士 多德 经验事实 必须有力作用在物体上，物体才能运动；没有力的作用，物体就要静止下来。 伽 利 略 理想实验 在水平面上运动的物体所以会停下来，是因为受到摩擦阻力的缘故。设想没有摩擦，一旦物体具有某一速度，物体将保持这个速度继续运动下去。 笛 卡 儿 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。 理想实验虽然是想象中的实验，但是在可靠事实的基础上进行抽象思维的一种科学推理，是科学研究中的一种重要方法。 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，____直到___有外力_____迫使____它____改变___这种状态为止。 2．理解： ①物体不受力时将处于______匀速直线运动________状态或____静止_____状态。即物体的运动状态不改变。力不是维持物体速度的原因，物体的运动不需要力来维持。 ②外力的作用是迫使物体改变运动状态，即外力是改变____运动状态______的原因。 ③一切物体都有保持_________匀速直线运动状态或静止状态_____________的性质，这种性质叫___惯性_____。因此，牛顿第一定律也叫惯性定律。 ④不受外力作用的物体是__不__存在的，物体不受外力的状态是一种___理想___化的状态。所以牛顿第一定律不能用实验验证。 三、物体运动状态的改变 1．运动状态指的是物体的___速度____。 2．运动状态改变，就是速度改变（___大小____、____方向___改变），即物体具有____加速度___。 3．运动状态改变的原因是力，所以力是使物体产生___加速度____的原因。 四、惯性的理解 阅读课本P83下半页及P87上半页，试总结下列特点。 1．惯性是物体的____固有____属性，惯性__不___是一种力。 2．任何物体在任何情况（是否受力、是否运动和怎样运动）下都具有___惯性__。 3．惯性在不受外力时表现为：保持原来的匀速直线运动状态或静止状态； 惯性在受到外力时表现为：改变物体运动状态的难易程度。 4．质量是惯性大小的量度，质量越大的物体____惯性___越大，运动状态改变就越__难___。 5．惯性是不能被____克服_____的，但可以利用惯性做事或防止惯性的不良影响。 【例题导练】 【例1】关于牛顿第一定律的下列说法中，正确的是（ ） A．牛顿第一定律是实验定律 B．牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因 C．惯性定律与惯性的实质是相同的 D．物体的运动不需要力来维持 【例2】下列关于惯性的说法中正确的是（ ） Ａ．物体只有静止或做匀速直线运动时才有惯性 Ｂ．物体只有受外力作用时才有惯性 Ｃ．物体的运动速度大时惯性大 Ｄ．物体在任何情况下都有惯性 【例3】下列说法正确的是（ ） A．一同学看见某人用手推静止的小车，却没有推动，是因为这辆车惯性太大的缘故 B．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 C．把一个物体竖直向上抛出后，能继续上升，是因为物体仍受到一个向上的推力 D．放在光滑水平桌面上的两个物体，受到相同大小的水平推力，加速度大的物体惯性小 【例4】在一艘匀速向北行驶的轮船甲板上，一运动员做立定跳远，若向各个方向都用相同的力，则 （ ） A．向北跳最远 B．向南跳最远 C．向东向西跳一样远，但没有向南跳远 D．无论向哪个方向都一样远 【基础巩固提升】 1．伽利略的理想实验证明了（ ） A．要物体运动必须有力作用，没有力作用物体将静止 B．要物体静止必须有力作用，没有力作用物体就运动 C．物体不受外力作用时，一定处于静止状态 D．物体不受外力作用时，总保持原来的匀速直线运动或静止状态 2.关于牛顿第一定律有下列说法： ①牛顿第一定律是实验定律 ②牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因 ③惯性定律与惯性的实质是相同的 ④物体的运动不需要力来维持 其中正确的是（ ） A．①② B．②③ C．②④ D．①②④ 3．下面关于惯性的说法中，正确的是（ ） A．运动速度大的物体比速度小的物体难以停下来，所以运动速度大的物体具有较大的惯性 B．物体受的力越大，要它停下来就越困难，所以物体受的推力越大，则惯性越大 C．物体的体积越大，惯性越大 D．物体含的物质越多，惯性越大 4．以下各说法中正确的是（ ） A．静止或作匀速直线运动的物体，一定不受外力的作用 B．不受外力作用时，物体运动状态保持不变是由于物体具有惯性 C．牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时的运动规律 D．物体运动状态发生变化时，物体必定受到外力的作用 5．关于惯性，下列各说法中正确的是（ ） A．歼击机在战斗前为了提高灵活性，常抛掉副油箱，因为减少飞机的惯性 B．静止的火车启动时速度变化缓慢，是因为物体静止时惯性大 C．乒乓球可快速被抽杀，是因为乒乓球的惯性小 D．为了防止机器运转时振动，采用地脚螺钉固定在地面上，是为了增大机器的惯性 6．在地球赤道上的某处放置一个静止物体，现在设想地球对物体的万有引力突然消失，物体相对于原来的所处地面来说，将（ ） A．水平向东飞去 B．原地不动，物体对地面的压力消失 C．向上并偏向西方飞去 D．一直垂直向上飞去 7．火车在长直水平轨道上匀速行驶，坐在门窗密闭的车厢内的一人将手中的钥匙相对车竖直上抛，当钥匙（相对车）落下来时（ ） A．落在手的后方 B．落在在手的前方 C．落在手中 D．无法确定 8.如图所示，一个劈形物体物体F，各面均光滑，放在固定斜面上，上面成水平，水平面上放一光滑小球m，劈形物体从静止开始释放，则小球碰到斜面前的运动轨迹是（ ） A．沿斜面向下的直线 B．竖直向下的直线 C．无规则的曲线 D．抛物线 9．根据牛顿运动定律，以下选项中正确的是（ ） A．人只有在静止的车厢内，竖直向上高高跳起后，才会落在车厢的原来位置 B．人在沿直线匀速前进的车厢内，竖直向上高高跳起后，将落在起跳点的后方 C．人在沿直线加速前进的车厢内，竖直向上高高跳起后，将落在起跳点的后方 D．人在沿直线减速前进的车厢内，竖直向上高高跳起后，将落在起跳点的后方 10.某人用力推原来静止在水平面上的小车，使小车开始运动，此后改用较小的力就可以维持小车做匀速直线运动。可见（ ） A．力是使物体产生运动的原因 B．力是维持物体运动速度的原因 C．力是使物体产生加速度的原因 D．力是使物体惯性改变的原因 11．在各种小型车辆前排乘坐的人（包括司机）必须系好安全带。为什么要这样规定？ 【提高训练】 12、如图中的甲图所示，重球系于线DC下端，重球下再系一根同样的线BA，下面说法中正确的是（ ） A．在线的A端慢慢增加拉力，结果CD线拉断 B．在线的A端慢慢增加拉力，结果AB线拉断 C．在线的A端突然猛力一拉，结果AB线拉断 D．在线的A端突然猛力一拉，结果CD线拉断 13.一向右运动的车厢顶上悬挂两单摆M与N，它们只能在右图所示平面内摆动，某一瞬时出现图示情景，由此可知车厢的运动及两单摆相对车厢运动的可能情况是（ ） ( M N )A．车厢做匀速直线运动，M在摆动，N静止 B．车厢做匀速直线运动，M在摆动，N也在摆动 C．车厢做匀速直线运动，M静止，N在摆动 D．车厢做加速直线运动，M静止，N也静止 ( v )14、做匀速直线运动的小车上水平放置一密闭的装有水的瓶子，瓶内有一气泡，如下图所示，当小车突然停止运动时，气泡相对于瓶子怎样运动？ 【参考答案】 例1. BD解析：牛顿第一定律是物体在理想条件下的运动规律，反映的是物体在不受力的情况下所遵循的运动规律，而自然界中不受力的物体是不存在的．故Ａ是错误的．惯性是物体保持原有运动状态不变的一种性质，惯性定律(即牛顿第一定律)则反映物体在一定条件下的运动规律，显然C不正确．由牛顿第一定律可知，物体的运动不需要力来维持，但要改变物体的运动状态则必须有力的作用，答案为B、D 例2. D解析：惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性，与物体的运动状态及受力情况无关，故只有Ｄ项正确。 例3．D 例4．D解析：运动员起跳后，因惯性其水平方向还具有与船等值的速度，所以无论向何方跳都一样。因此应选答案D。 【基础巩固提升】 1. D 2. C 3. D 4. ABD 5. ABD 6．ABD 7. C 8.B 9. C 10. C 11.略 12. C 13. AB 14.解析：首先确定本题应该用惯性知识来分析，但此题涉及的不仅仅是气泡，应该还有水，由于惯性的大小与质量有关，而水的质量远大于气泡质量，因此水的惯性远大于气泡的惯性，当小车突然停止时，水保持向前运动的趋势远大于气泡向前运动的趋势，当水相对于瓶子向前运动时，水将挤压气泡，使气泡相对于瓶子向后运动。 学科网（北京）股份有限公司 $