第四章 学案22 牛顿第一定律-【智学校本学案】2025-2026学年高中物理必修第一册（人教版）

【典例2】BD[取小球为研究对象，小球受到重力G、挡板对 小球的支持力FN和斜面对小球的支持力F2三个力作用， 如图所示，F和F2的合力与重力大小相等，方向相反， F2总垂直接触面（斜面），方向不变，根据图解可以看出，在 F方向改变时，其大小（箭头）只能沿PQ线变动，可知在挡 板移动过程中，FN先减小后增大，F2一直减小，故B、D正 确，A、C错误。] 【典例3】A[重物对B点的拉力大F 小等于重物重力，根据作用效果分解 为F1、F2,F1等于杆BC所受的力， F2等于绳AB的拉力。对B,点受力 分析如图所示，根据相似三角形原理 有品是周为GL加山e均不 变，所以F1不变，故选A。] 探究2 【典例4】[解析]设绳AB弹力大小为F1,绳AC弹力大小 为F2,A的受力情况如图所示，由平衡条件得 Fsin 0+F sin 0-mg=0 y Fcos 0-F2-F cos 0=0 F 由上遂两气得F=器一F, F,O mg mg =2cos0十2sin0 今F=0,得F的最大位F-器。0N mg20√3 令F,=0,得F的最小值Fm=2sin0 N 3 蛛合得F大小的取值范围为20N<FS物白N 3 [答案] 203N≤F≤405 N 3 3 【典例5】B[以滑块B为研究对象，有41F=mBg,以A、B 整体为研究对象，有F=2(mAg十mBg),所以mA= mB 1一12，故选B。] u142 课堂达标 1.A[对小球受力分析如图所示。利用力的合成 法则可知拉力和支持力的合力与小球的重力等 大，反向，根据相似三角形原理有=，R mg2.5R,解 得Rx=号mg故选A] 2.A[以重物为研究对象，根据受力平衡可知，绳子拉力大小 为T=mg,则脚受到的拉力大小为F=2Tcos0=2 mng cos0, 若增加重物质量，脚受到的拉力增大，故A正确；若增加绳子 长度，不会改变角度日，则脚受到的拉力不变，故B错误；若脚 1124 向左移动一小段距离，则角度日减小，c0s日增大，根据F= 2 ng cos日可知脚受到的拉力增大，故C错误；若增大两个定 滑轮之间的距离，则角度0增大，cos0减小，根据F=2 mg cos 日可知脚受到的拉力减小，故D错误。] 3.AD[对小球受力分析，根据三角形定则可知，在力F由水 平向右逐渐变为竖直向上的过程中，拉力F先减小后增大， 轻绳拉力一直减小，即轻绳弹力一直减小。故选AD。 :0 mg 4.BD[轻绳对人的拉力与人对轻绳的拉力是一对作用力和反 作用力，故A错误；重力、轻绳对人的拉力、OC的支持力构成 等边三角形，所以轻绳对人的拉力和OC的支持力大小都等 于人的重力大小G,故B正确；根据相似三角形原理，有OA= G C-C,在虚线位重时，AC更长，则轻蝇承交的拉力更大， OC段受到的压力一直不变，故C错误，D正确。] 5.C[由题图可知，为使CD绳水常 平，各绳均应绷紧，由几何关系可 知，AC绳与水平方向的夹角为 60°，结点C受力平衡，受力分析如 图所示，则CD绳的拉力FT= mg tan30°二3mg,D点受CD绳的拉力大小等于F,方向 向左，要使CD绳水平，D点两绳的拉力与可施加力的合力 应为零，则CD绳对D点的拉力可分解为沿BD绳的F,及 另一分力F2,由几何关系可知，当BD绳上的拉力F'与F1 大小相等，且力F。与BD绳垂直时，F2最小，而F2的大小 即为施加在D点的力的大小，故最小力F=F2=Frsin60° 2mg,故选C。] 第四章运动和力的关系 学案22牛顿第一定律 课堂活动 活动一 新知导学 提示：(1)亚里士多德的观，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。伽利略 的观点：力不是维持物体运动的原因。笛卡儿的观点：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)小球由静止状态从斜面上滚下，可以滚上另一斜面，是实 验事实，可以通过实验完成。三种情况不可以通过实验完 成：若两个斜面均光滑，则小球一定会上升到原来的高度；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；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。 新知生成 1.有力作用在物体上静止在某个地方 2.(1)原来的高度高度更长永远运动下去(2)本质 逻辑推理(3)不是 3.同一速度同一直线 新知应用 1.B[理想实验在实际情况下是永远不能实现的，其条件永远 是理想化的，选项B正确；即使接触面“相当光滑”，也不会达 到没有摩擦力的程度，选项A错误；利用气垫导轨不能实现 “理想”的条件，仍然存在一定的阻力，只不过阻力很小而已， 选项C错误；力是改变物体运动状态的原因，并不是维持物 体运动状态的原因，选项D错误。] 2.B[伽利略最早通过理想斜面实验得出力不是维持物体运 动的原因这一结论，并且开创了运用逻辑推理和实验相结合 进行科学研究的方法，故B正确，A、C错误；亚里士多德认 为，必须有力作用在物体上，物体才能运动，没有力的作用， 物体就静止，故D错误。] 活动二 新知导学 提示：(1)物体速度大小或方向的改变就是运动状态改变。 (2)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。牛顿第一定律揭示 了运动和力的关系：力不是雏持物体运动的原因，而是改变 运动状态的原因。 (3)物体保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质叫作 惯性。 新知生成 1.匀速直线运动静止迫使它改变 2.(1)匀速直线运动静止惯性(2)固有 新知应用 3.B[小车表面光滑，因此两小球在水平方向上没有受到外力 的作用，原来两个小球与小车具有相同的速度，当车突然停 止运动时，由于惯性，两个小球的速度不变，所以不会相碰， 故B正确。] 4.ABD[牛顿第一定律描述了物体不受外力作用时的状态，即 总保持匀速直线运动状态或静止状态，A、B正确。牛顿第一 定律揭示了力和运动的关系，力是改变物体运动状态的原 因，而不是维持物体运动状态的原因，在水平地面上滑动的 木块最终停下来，是由于摩擦力的作用改变了木块的运动状 态；奔跑的运动员遇到障碍而被绊倒，是因为他受到外力作 用而改变了原来的运动状态，C错误，D正确。] 活动三 新知导学 提示：(1)第一幅图片是车启动的时候，人由于惯性向后；第二 幅图片是刹车的时候，人由于惯性向前。 (2)加速时，人的上半身还保持原来的静止状态，而下半身与 车一起加速前进，于是由于惯性人向后仰。减速时，人的上 半身还保持原来的运动状态，而下半身与车一起减速前进， 于是由于惯性人向前倾。 (3)不能，物体惯性的大小与物体的速度无关。 新知生成 1.质量质量 2.大小方向标量千克kg 新知应用 5.C[若汽车做匀速直线运动，则摆锤不会从实线位置摆到虚 线位置，故选项A、B错误；由题图可知摆锤向右摆动，根据惯 性知识可知，汽车可能向左加速或向右减速，故选项C正确， 选项D错误。] 课堂达标 1.C[惯性只与质量有关，与运动状态无关，则锤头运动过程 和停止运动后惯性不变，故A、B错误；锤头和锤柄向下运动， 锤柄撞击地面停止运动，锤头由于惯性继续向下运动，锤头 就紧紧套在锤柄上，故C正确，D错误。] 2.B[伽利略利用题图甲实验证明了自由落体运动是匀加速 直线运动，故A错误，B正确；伽利略利用题图乙实验设计证 明了力不是雏持物体运动状态的原因，而是改变物体运动状 态的原因，牛顿第一定律是牛顿推导出的，不可能用实验直 接验证，故C、D错误。] 3.ABC[安全带的作用是防止汽车刹车时人由于惯性仍向前 运动而发生危险，故A正确；牛顿第一定律是牛顿在伽利略 和笛卡儿工作的基础上总结出来的，故B正确；牛顿第一定 律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物，不可能直接用实 验验证，故C正确；牛顿第一定律说明力是改变物体运动状 态的原因，故D错误。] 4.D[惯性只由质量决定，与物体的运动状态无关，汽车转弯 过程中，汽车的惯性不变，故A、B错误；无论汽车处于静止状 态还是运动状态，汽车均具有惯性，故C错误；被抛出的小 球，尽管速度的大小和方向都改变了，但小球的质量不变，其 惯性不变，故D正确。] 5.B[做匀加速直线运动的物体，根据牛顿第一定律，一切外 力消失，物体将做匀速直线运动，故B正确，A、C、D错误。] 学案23实验：探究加速度与力、质量的关系 关键能力·情境探究达成 类型一 【典例1】[解析](1)探究这三个物理量之间的定量关系的 思想方法是控制变量法。 (2)用小木块将长木板不带定滑轮的一端垫高，目的是补偿 阻力；用沙和沙桶的总重力表示小车受到的合力F,为了减小 这种做法带来的实验误差，应使沙和沙桶的总质量远小于小 车的质量。 251Π人教版物理必修第一册 第四章运动和力的关系 课 学案22牛顿第一定律 记 学句住务 1.了解伽利略关于运动和力的关系的认识，体会伽利略的研究方法。 2.能准确叙述牛顿第一定律的内容，并用来解释生活中的常见问题。 3.知道惯性的概念，知道质量是物体惯性大小的量度。 3.笛卡儿的观点：如果运动中的物体没有受到力 ◆课堂活动 的作用，它将继续以 沿 活动一 体会理想实验的魅力 运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向。 拓展提升 D新知导学 1.理想实验的推论 看教材第83、84页，完成下列问题。 一切运动着的物体在没有受到外力的时候，它 问题(1)：关于运动和力的关系，亚里士多德和伽 的速度将保持不变，并且一直运动下去。 利略、笛卡儿分别有怎样的观点？ 2.理想实验的意义 (1)伽利略用“实验和科学推理”的方法推翻了 亚里士多德的观点。 问题(2)：在伽利略的斜面实验的各个过程中，哪 (2)第一次确立了物理实验在物理学研究中的 些可以通过实验完成？哪些是推理得出的？ 基础地位。 (3)揭示了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。 新知生成 (4)“理想实验”的研究方法在自然科学的理论 1.亚里士多德的观点：必须 ,物 研究中有着重要的作用。但是，“理想实验”的 体才能运动；没有力的作用，物体就要 方法也有其一定的局限性，由“理想实验”所得 出的任何推论，都必须由观察或实验的结果来 2.伽利略的理想实验 检验。 (1)斜面实验：如图所示，让一个小球沿斜面从 新知应用 静止状态开始运动，小球将“冲”上另一个斜面， 1.理想实验是科学研究中的一种重要方法，它把 如果没有摩擦，小球将到达 如果 可靠的事实和合理的推论结合起来，可以深刻 第二个斜面的倾角减小，小球仍将到达原来的 地揭示自然规律。关于伽利略的理想实验，下 ,但是运动的距离 。 当第二 列说法正确的是 () 个斜面最终变为水平面时，小球要到达原有高 A.只要接触面“相当光滑”，物体在水平面上就 度将 能匀速运动下去 B.这个实验实际上是永远无法做到的 C,利用气垫导轨，就能使实验成功 D.要使物体运动就必须有力的作用，没有力的 (2)伽利略理想实验的本质是想象着把实际中 作用物体就静止 存在、影响物体运动的摩擦力去掉，抓住事物的 2.(24一25·广东阶段练习)在物理学发展的过程 。这种依据 把实际实验理 想化的思想是研究物理问题的重要方法之一。 中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史 (3)推理结论：力 (选填“是”或“不是”) 的进步。对以下几位物理学家所作科学贡献的 维持物体运动的原因。 表述中，与事实相符的是 () ■186 牛顿第一定律 学案22 A.亚里士多德认为，力是改变物体运动状态的 2.对牛顿第一定律的理解 听 原因，而不是维持物体运动的原因 (1)明确了惯性的概念 B.伽利略开创了运用逻辑推理和实验相结合 牛顿第一定律的前半句话“一切物体总保持匀 记 进行科学研究的方法 速直线运动状态或静止状态”，表明了物体所具 C.笛卡儿最早通过理想斜面实验得出力不是 有的一个重要的属性—惯性，即物体保持匀 维持物体运动的原因这一结论 速直线运动状态或静止状态的性质，牛顿第一 D.牛顿认为，必须有力作用在物体上，物体才 定律指出一切物体在任何情况下都具有惯性。 能运动，没有力的作用，物体就静止 因此牛顿第一定律又叫惯性定律。 (2)揭示了力和运动的关系 活动二认识牛顿第一定律 牛顿第一定律的后半句话“除非作用在它上面： 少新知导学 的力迫使它改变这种状态”，实质上是揭示了力 和运动的关系，即力是改变物体运动状态的原！ 看教材第85页，完成下列问题。 因，而不是维持物体运动的原因。 问题(1)：什么是物体运动状态的改变？ (3)反映了物体不受外力时的运动状态 做匀速直线运动或静止（即原来运动的保持其！ 速度不变，原来静止的保持静止)。不受外力作 用的物体是不存在的，但物体所受外力的合力： 问题(2)：牛顿第一定律的内容是什么？它揭示了 为零与不受外力在效果上是等效的，这就使牛 运动和力怎样的关系？ 顿第一定律具有了实际意义。 D新知应用 3.如图所示，在一辆表面光滑 且足够长的小车上，有质量 问题(3)：惯性是怎样定义的？ 为m1和m2的两个小球 7777777777777777777 (m1>2),两个小球随车一起匀速运动，当车突 然停止运动时，若不考虑其他阻力，则两个小球 ( D新知生成 A.一定相碰 B.一定不相碰 1.牛顿第一定律的内容：一切物体总保持 C.不一定相碰 D.无法确定 状态或 状态，除非作用在 4.(多选)关于牛顿第一定律的理解正确的是 它上面的力 这种状态。 ( 2.惯性 A.牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时： (1)物体保持原来 状态或 的运动规律 状态的性质叫作惯性。牛顿第一定 B.不受外力作用时，物体的运动状态保持不变 律也叫作 定律。 C.在水平地面上滑动的木块最终停下来，是由 (2)惯性是物体的 属性，一切物体都具 于没有外力维持木块的运动 有惯性。 D.奔跑的运动员遇到障碍而被绊倒，是因为他 ! D拓展提升 受到外力作用迫使他改变原来的运动状态 1.运动状态变化的三种情况 活动三探究惯性与质量的关系 (1)速度的方向不变，只有大小改变。 (2)速度的大小不变，只有方向改变。 D新知导学 (3)速度的大小和方向同时发生改变。 如图所示，是公交车上的两种常见现象。 8710 人教版物理必修第一册 听 (2)惯性与力的关系：惯性不是力，而是物体本 课 身固有的一种性质，惯性大小与物体的受力情 况无关。 记 ⊙⊙ 问题(1)：根据生活经验分辨上面两幅图片中哪个 (3)惯性与速度：一切物体都有惯性，惯性大小 与物体是否有速度及速度的大小无关。 是刹车、哪个是启动呢？ (4)惯性与惯性定律：惯性是物体具有的一种固 有属性，惯性定律是物体不受外力时所遵循的 一条规律，属性不同于规律。惯性定律揭示了 问题(2)：你能否用物理知识解释一下为什么出现 物体的惯性。 这种现象吗？ >新知应用 5.如图所示是一种汽车安全安全带机 锁棒 带控制装置示意图。当汽 左W 转轴 问题(3)：汽车的速度越大，刹车时上述现象越明 车处于静止或匀速直线运 棘轮 动时，摆锤竖直悬挂，锁棒 摆锤 显，这能说明速度越大惯性越大吗？ 水平，棘轮可以自由转动，安全带能被拉动。 当汽车突然刹车时，摆锤由于惯性绕轴摆动， 使得锁棒锁定棘轮的转动，安全带不能被拉 动。若摆锤从图中实线位置摆到虚线位置，汽 车的可能运动方向和运动状态是 () D新知生成 A.向右行驶、匀速直线运动 1.描述物体惯性的物理量是它的 B.向左行驶、匀速直线运动 大的物体惯性大。 C.向右行驶、突然刹车 2.质量：只有 ,没有 ,是 D.向左行驶、突然刹车 在国际单位制中，质量的单位是 ,符号 课堂小结 为 拓展提升 理想斜面实验一证明一力不是维持物体运动的原因 、 1.对惯性的理解 内容：一切物体总保持匀速直线运动状 顿 态或静止状态，除非作用在它上面的力 第 (1)惯性是物体保持原来运动状态的一种性质， 定律 迫使它改变这种状态 元 是物体维持运动状态的原因。 意义：力是改变物体运动状态的原因 律 (2)一切物体都具有惯性，惯性是物体的固有 惯性：质量是惯性大小的唯一量度 属性。 课堂达标 2.惯性的表现形式 (1)物体不受力时，惯性表现为保持原来的运动 1.(24一25·云南昆明期末)工人施工时发现锤头 状态。 松动，便用力将锤柄在地上撞几下，锤头就紧紧 套在锤柄上。下列说法正确的是 () (2)物体受力且合力不为零时，物体仍然具有惯 A.运动过程中锤头的惯性变大 性，此时惯性表现为物体运动状态改变的难易 B.停止运动后锤头的惯性消失 程度，惯性越大，物体运动状态越难改变。 C.锤头能紧紧套在锤柄上是利用了锤头的 3.四个关系 惯性 (1)惯性与质量的关系：质量是物体惯性大小的 D.锤头能紧紧套在锤柄上是利用了锤柄的 唯一量度，质量越大，惯性越大。 惯性 1188 牛顿第一定律学案22 2.(24一25·山东聊城期末)如图所示，图甲、图乙 C.牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行 听 分别为物理教材上伽利略设计的两个“斜面”上 分析的产物，不可能直接用实验验证 课 的实验，关于这两幅图说法正确的是 D.牛顿第一定律说明力是改变惯性的原因 记 4.(24一25·天津期末)关于物体的惯性，下列说 法正确的是 ) A.汽车转弯过程中，汽车的惯性随着运动方向 甲伽利略在做铜球沿斜 乙现代人所做伽利略斜面 的变化而变化 面运动的实验（油画） 实验的频闪照片 B.汽车速度越大，越难停下来，表明物体的速 A.图甲实验证明了力不是维持物体运动状态 度越大，其惯性越大 的原因 C.静止的汽车没有惯性，只有当它加速运动或 B.伽利略借助图甲实验得到了自由落体运动 减速运动时才具有惯性 是匀加速直线运动 D.被抛出的小球，尽管速度的大小和方向都改 C.图乙实验表明牛顿第一定律可用实验证实 D.图乙实验证明了力是维持物体运动状态的 变了，但其惯性不变 原因 5.一个做匀加速直线运动的物体，在运动过程中， 3.(多选)(24一25·吉林期末)关于牛顿第一定 若所受的一切外力都突然消失，则由牛顿第一 律，下列说法正确的是 定律可知该物体将 ( A.安全带的作用是防止人在汽车刹车时由于 A.立即静止 惯性而发生危险 B.改做匀速直线运动 B.牛顿第一定律是在伽利略和笛卡儿工作的 C.继续做匀加速直线运动 基础上总结出来的 D.改做变加速直线运动 课后反思 8911